JP2893142B2 - Magnetic suspension type vibration isolation device - Google Patents

Magnetic suspension type vibration isolation device

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JP2893142B2
JP2893142B2 JP11109591A JP11109591A JP2893142B2 JP 2893142 B2 JP2893142 B2 JP 2893142B2 JP 11109591 A JP11109591 A JP 11109591A JP 11109591 A JP11109591 A JP 11109591A JP 2893142 B2 JP2893142 B2 JP 2893142B2
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magnetic suspension
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Ebara Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置や電子
顕微鏡等、設置床からの振動により精度上の問題の起こ
る設備を床振動から絶縁する磁気吸引を利用した磁気浮
上形除振装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic levitation type vibration isolation device utilizing magnetic attraction to insulate facilities, such as a semiconductor manufacturing apparatus and an electron microscope, which cause problems in accuracy due to vibration from an installation floor from floor vibration. Things.

【0002】[0002]

【従来技術】半導体製造装置や電子顕微鏡等、設置床か
らの振動により歩留まりや精度上の問題の起こる設備を
床振動から絶縁する除振台の支持には床板の下側に空気
バネや防振用のゴム等を使用していた。
2. Description of the Related Art An air spring or a vibration isolator is provided below a floor plate to support a vibration isolating table that insulates a facility, such as a semiconductor manufacturing apparatus or an electron microscope, which causes problems in yield and accuracy due to vibration from an installation floor from floor vibration. Rubber and the like were used.

【0003】また、アクティブに床板の運動を制御する
タイプの除振台では、油圧や空気圧のシリンダあるいは
電磁ソレノイドを使用していた。
[0003] Further, in a vibration damping table of a type that actively controls the movement of a floor plate, a hydraulic or pneumatic cylinder or an electromagnetic solenoid has been used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】空気バネや防振ゴムを
用いて、鉛直方向に支持した受動形除振台においては、
バネーマスの共振系を形成している。従って、該共振系
の共振周波数よりもかなり高い周波数では、除振効果は
あるが、共振周波数以下の周波数では、除振効果は全く
無い。また、これらの支持材料は支持方向よりも大きな
横剛性を持つので、鉛直方向の支持においても、水平方
向にも、共振系を形成する。その水平方向の固有振動数
は、鉛直方向と同等かそれより高いので、水平方向の除
振効果は鉛直方向のそれよりも劣るという欠点があっ
た。
In a passive type vibration isolation table which is vertically supported by using an air spring or an anti-vibration rubber,
A Vanemass resonance system is formed. Therefore, there is an anti-vibration effect at a frequency much higher than the resonance frequency of the resonance system, but there is no anti-vibration effect at a frequency lower than the resonance frequency. Further, since these supporting materials have a lateral rigidity greater than the supporting direction, a resonance system is formed both in the vertical direction and in the horizontal direction. Since the natural frequency in the horizontal direction is equal to or higher than that in the vertical direction, there is a drawback that the vibration isolation effect in the horizontal direction is inferior to that in the vertical direction.

【0005】ところで建物の水平方向の固有振動数は鉛
直方向よりも低い地盤の水平方向に常時微動を伝達する
ので、半導体製造装置や電子顕微鏡等を設置するための
除振装置においては、水平方向の除振効果も要求されて
いる。
[0005] By the way, since the natural frequency in the horizontal direction of a building always transmits a microtremor in the horizontal direction of the ground lower than the vertical direction, in a vibration isolator for installing a semiconductor manufacturing apparatus, an electron microscope, or the like, a horizontal direction is required. The anti-vibration effect is also required.

【0006】また、水平方向あるいは鉛直方向の除振効
果の改善のため、電磁ソレノイドや油圧空気圧のシリン
ダをアクチュエータとして、能動制御を行っている例も
あるが、この場合にはアクチュエータの特性から、制御
方向に対して直角な2方向に何らかの拘束を与えること
になり、制御方向以外の方向の除振効果を減殺する。
In some cases, active control is performed using an electromagnetic solenoid or a hydraulic / pneumatic cylinder as an actuator in order to improve the horizontal or vertical vibration isolation effect. Some restriction is given in two directions perpendicular to the control direction, and the vibration isolation effect in directions other than the control direction is reduced.

【0007】また、鉛直方向のみ磁気吸引を利用して除
振テーブルを磁気浮上させる場合、除振テーブルの曲げ
固有振動数が比較的除振装置の制御の上限周波数に近
い。このため、この除振テーブル自体の固有振動数で除
振テーブルを発振し、所期の目標を達成できないという
ことがある。
When the vibration isolation table is magnetically levitated using magnetic attraction only in the vertical direction, the bending natural frequency of the vibration isolation table is relatively close to the upper limit frequency of the control of the vibration isolation device. Therefore, the vibration isolation table oscillates at the natural frequency of the vibration isolation table itself, and the desired target may not be achieved.

【0008】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、水平方向の剛性を持たない鉛直方向の支持方法に加
え、センサと磁気懸架アクチュエータの位置をテーブル
の固有振動数を励振しない位置に配置することにより、
テーブルの曲げ振動の無いテーブルを有する磁気浮上形
除振装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and in addition to a vertical supporting method having no horizontal rigidity, a position of a sensor and a magnetic suspension actuator is set at a position where the natural frequency of the table is not excited. By placing
An object of the present invention is to provide a magnetic levitation type vibration isolation device having a table free from bending vibration of the table.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、磁気浮上形除振装置を下記の事項を具備す
る構成とした。除振装置の矩形状浮上テーブル又は設置
床に固着した磁性材料製水平面を持つ継鉄板と、該継鉄
板から間隙を設けて床又は矩形状浮上テーブルに設置し
た除振装置フレームに固定され且つ吸引の起磁力を発生
する励磁コイルを備えた電磁石からなる磁気懸架アクチ
ュエータを矩形状浮上テーブルの4隅又は4辺の中央部
に配置し、浮上テーブルと前記除振装置フレーム間の相
対変位を測定する鉛直方向相対変位センサと、浮上テー
ブルに設置した鉛直方向加速度センサとを該矩形状浮上
テーブルの4辺の中央部又は4隅に配置し、鉛直方向相
対変位センサの出力及び鉛直方向加速度センサの出力か
ら、磁気懸架アクチュエータ位置の相対変位と加速度を
演算する回路を備え、磁気懸架アクチュエータ位置の相
対変位を目標値に、加速度が0になるように浮上テーブ
ルに固定した前記継鉄板と前記除振装置フレーム上の電
磁石間に作用する磁気吸引力を制御する補償回路と電力
増幅器を具備することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a magnetic levitation type anti-vibration apparatus having the following features. A yoke plate having a horizontal surface made of a magnetic material fixed to a rectangular floating table or an installation floor of a vibration isolator, and a suction device fixed to a vibration isolator frame installed on the floor or a rectangular floating table with a gap from the yoke plate. A magnetic suspension actuator comprising an electromagnet provided with an exciting coil for generating a magnetomotive force is disposed at the four corners or the center of four sides of a rectangular floating table, and the relative displacement between the floating table and the vibration isolator frame is measured. A vertical relative displacement sensor and a vertical acceleration sensor installed on a floating table are arranged at the center or four corners of four sides of the rectangular floating table, and the output of the vertical relative displacement sensor and the output of the vertical acceleration sensor are provided. A circuit for calculating the relative displacement and acceleration of the position of the magnetically suspended actuator, the target value and the acceleration of the position of the magnetically suspended actuator are set to zero. Characterized in that it comprises a compensation circuit and a power amplifier for controlling the magnetic attraction force acting between the electromagnets on the yoke plate and the vibration damping device frame fixed to the floating table so that.

【0010】[0010]

【作用】上記の如く磁気懸架アクチュエータを矩形状浮
上テーブルの4隅又は4辺の中央部に配置し、浮上テー
ブルと前記除振装置フレーム間の相対変位を測定する鉛
直方向相対変位センサと、浮上テーブルに設置した鉛直
方向加速度センサとを該矩形状浮上テーブルの4辺の中
央部又は4隅に配置することにより、後に詳述するよう
に、曲げ固有振動数fn1とfn2の振動モードを励振
または検知できないため、磁気懸架アクチュエータから
鉛直方向非接触相対変位センサと加速度センサからなる
センサまでの伝達関数は第9図に示すようになり、2つ
の曲げ固有振動数fn1、fn2で伝達関数のゲインが
大きくなることはない。
As described above, the magnetic suspension actuator is disposed at the center of the four corners or four sides of the rectangular levitation table, and the vertical relative displacement sensor for measuring the relative displacement between the levitation table and the vibration isolator frame; By arranging the vertical acceleration sensor installed on the table at the center or the four corners of the four sides of the rectangular floating table, the vibration modes of the bending natural frequencies fn1 and fn2 are excited or Since the detection cannot be performed, the transfer function from the magnetic suspension actuator to the sensor including the vertical non-contact relative displacement sensor and the acceleration sensor is as shown in FIG. 9, and the gain of the transfer function is obtained at the two bending natural frequencies fn1 and fn2. It does not grow.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1乃至図3は本発明の磁気浮上形除振装置を示
す図で、図1は磁気浮上形除振装置の断面図、図2は磁
気浮上形除振装置の制御部ブロック図、図3はアクチュ
エータとセンサの配置図の1例を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are views showing a magnetic levitation type anti-vibration apparatus of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of the magnetic levitation type anti-vibration apparatus. FIG. 2 is a block diagram of a control unit of the magnetic levitation type anti-vibration apparatus. FIG. 3 is a diagram showing an example of an arrangement diagram of actuators and sensors.

【0012】図1において、除振装置は、長方形浮上テ
ーブル1の4隅を磁気懸架アクチュエータ10を介して
建物の除振装置の設置床2に配置した構造である。磁気
懸架アクチュエータ10は、前記長方形浮上テーブル1
の裏面に固着された磁性材料製の水平面を持つ継鉄平板
11と、建物の除振装置の設置床2に設置した除振装置
フレーム15と、該除振装置フレーム15に固定された
継鉄平板11を吸引する起磁力を発生する励磁コイル1
3と電磁石継鉄12を具備する電磁石14とから構成さ
れる。
In FIG. 1, the vibration isolator has a structure in which four corners of a rectangular levitation table 1 are arranged on a floor 2 of the vibration isolator of a building via a magnetic suspension actuator 10. The magnetic suspension actuator 10 is mounted on the rectangular floating table 1.
Yoke flat plate 11 having a horizontal surface made of a magnetic material fixed to the back surface of the device, a vibration isolator frame 15 installed on the floor 2 where the vibration isolator of the building is installed, and a yoke fixed to the vibration isolator frame 15 Excitation coil 1 for generating magnetomotive force to attract flat plate 11
3 and an electromagnet 14 having an electromagnet yoke 12.

【0013】前記長方形浮上テーブル1と設置床2の相
対変位を測定するため鉛直方向非接触相対変位センサ3
1が設置床2に設置された相対変位センサ・ホルダ32
に固定されている。また、この鉛直方向非接触相対変位
センサ31のターゲット33がターゲットホルダ34を
介して長方形浮上テーブル1の裏面に固定されている。
また、長方形浮上テーブル1の加速度を測定するため
の加速度センサ35を前記鉛直方向非接触相対変位セン
サ31の近傍に設置する。この鉛直方向非接触相対変位
センサ31と加速度センサ35は前記長方形浮上テーブ
ル1の4辺の中央部に配置し、この鉛直方向非接触相対
変位センサ31及び加速度センサ35の出力を基に、磁
気懸架アクチュエータ10の励磁コイル13に流す電流
によって電磁石14と継鉄平板11の間の鉛直方向磁気
吸引をコントロールし浮上テーブルの相対変位と加速度
を所定の値に制御する。
A vertical non-contact relative displacement sensor 3 for measuring the relative displacement between the rectangular floating table 1 and the installation floor 2
1 is a relative displacement sensor holder 32 installed on the installation floor 2
It is fixed to. The target 33 of the vertical non-contact relative displacement sensor 31 is fixed to the rear surface of the rectangular floating table 1 via the target holder 34.
Further, an acceleration sensor 35 for measuring the acceleration of the rectangular levitation table 1 is installed near the vertical non-contact relative displacement sensor 31. The vertical non-contact relative displacement sensor 31 and the acceleration sensor 35 are arranged at the center of the four sides of the rectangular floating table 1, and based on the outputs of the vertical non-contact relative displacement sensor 31 and the acceleration sensor 35, the magnetic suspension is performed. A vertical magnetic attraction between the electromagnet 14 and the yoke flat plate 11 is controlled by a current flowing through the excitation coil 13 of the actuator 10 to control the relative displacement and acceleration of the floating table to predetermined values.

【0014】電磁石14と継鉄平板11において、継鉄
平板11に対向する電磁石14の電磁石継鉄12の表面
積を該電磁石継鉄12に対向する継鉄平板11の表面積
よりも小さくし、即ち、継鉄平板11の励磁コイル13
に対向する面積を励磁コイル13の対向面積より大きく
し、長方形浮上テーブル1と設置床2が水平方向に相対
的に移動しても、水平方向の磁気吸引力を発生すること
ないようにする。
In the electromagnet 14 and the yoke flat plate 11, the surface area of the electromagnet yoke 12 of the electromagnet 14 facing the yoke flat plate 11 is made smaller than the surface area of the yoke flat plate 11 facing the electromagnet yoke 12, ie, Excitation coil 13 of yoke flat plate 11
Is larger than the facing area of the exciting coil 13.
However , even if the rectangular levitation table 1 and the installation floor 2 move relatively in the horizontal direction, a horizontal magnetic attraction force is generated.
So that there is no

【0015】図2において、鉛直方向非接触相対変位セ
ンサ31と加速度センサ35の出力はそれぞれ信号増幅
器36,37を用いて感度調整を行い、その後補償回路
41,42に導く。それぞれの信号をテーブル浮上中
に、ゲイン調整回路43,44により、増幅あるいは減
衰(offも含める)を行い、その後加算器45により
加算し、信号46を得る。即ち、磁気浮上形除振装置を
図2に示すように構成することにより、長方形浮上テー
ブル1を浮上させるときは、磁気懸架アクチュエータ1
0の位置で相対変位と目標の偏差値は増幅し、加速度は
減衰し、長方形浮上テーブル1の浮上後は磁気懸架アク
チュエータ10の位置での相対変位と目標の偏差値を減
衰し、加速度は増幅することになる。
In FIG. 2, the outputs of the vertical non-contact relative displacement sensor 31 and the acceleration sensor 35 are subjected to sensitivity adjustment using signal amplifiers 36 and 37, respectively, and then guided to compensation circuits 41 and 42. Each signal is amplified or attenuated (including off) by the gain adjustment circuits 43 and 44 while the table is floating, and then added by the adder 45 to obtain the signal 46. That is, a magnetic levitation type vibration isolator
With the configuration as shown in FIG.
When the bull 1 is levitated, the magnetic suspension actuator 1
At the position of 0, the relative displacement and the deviation value of the target are amplified, and the acceleration is
After the floating of the rectangular levitation table 1, the magnetic suspension
Reduce the relative displacement at the position of the tutor 10 and the deviation value of the target
Decay and acceleration will amplify.

【0016】除振装置の上記4個の鉛直方向非接触相対
変位センサ31及び加速度センサ35からそれぞれ上記
図2に示す構成の回路により得られる4個の信号46,
即ち信号46−1,46−2,46−3及46−4か
ら、長方形浮上テーブル1が剛体鉛直方向運動をする場
合の鉛直方向非接触相対変位センサ31と磁気懸架アク
チュエータ10との間の鉛直方向変位の関係の特性を持
つ変換回路47により、各磁気懸架アクチュエータ10
(第3図の4個の磁気懸架アクチュエータ10−1,1
0−2,10−3,10−4)への4個の信号48(信
号48−1,48−2,48−3,48−4)を演算・
出力する。
The four signals 46, obtained from the four vertical non-contact relative displacement sensors 31 and the acceleration sensor 35 of the vibration isolator by the circuit having the configuration shown in FIG.
That is, from the signals 46-1, 46-2, 46-3, and 46-4, the vertical non-contact relative displacement sensor 31 and the magnetic suspension actuator 10 when the rectangular levitation table 1 makes a rigid vertical motion. Each of the magnetic suspension actuators 10 is provided by a conversion circuit 47 having a characteristic of the relationship of the directional displacement.
(The four magnetic suspension actuators 10-1 and 10-1 in FIG. 3
0-2, 10-3, 10-4) to calculate four signals 48 (signals 48-1, 48-2, 48-3, 48-4).
Output.

【0017】これら信号48(信号48−1,48−
2,48−3,48−4)はそれぞれ電力増幅器49を
介してこの信号48に比例した電流を電磁石14の励磁
コイル13に流し、長方形浮上テーブル1の振動を制御
する。図3は磁気懸架アクチュエータとセンサの配置を
示す図で、4個の磁気懸架アクチュエータ10、即ち磁
気懸架アクチュエータ10−1,10−2,10−3,
10−4がそれぞれ長方形浮上テーブル1の4隅に配置
され、上記鉛直方向非接触相対変位センサ31と加速度
センサ35からなる4個のセンサユニット30、即ちセ
ンサユニット30−1,30−2,30−3,30−4
がそれぞれ長方形浮上テーブル1の4辺の中央部に配置
されている。詳述すると、センサユニット30−1を中
心線a−c上の辺A−Dの近く、センサユニット30−
2を中心線b−d上の辺A−Bの近く、センサユニット
30−3を中心線a−c上の辺B−Cの近く、センサユ
ニット30−4を中心線b−d上の辺C−Dの近くに配
置する。
These signals 48 (signals 48-1 and 48-
2, 48-3, 48-4) supply a current proportional to the signal 48 to the exciting coil 13 of the electromagnet 14 via the power amplifier 49, and control the vibration of the rectangular levitation table 1. FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of the magnetic suspension actuators and the sensors. The four magnetic suspension actuators 10, namely, the magnetic suspension actuators 10-1, 10-2, 10-3,
10-4 are arranged at four corners of the rectangular levitation table 1, respectively, and four sensor units 30 including the vertical non-contact relative displacement sensor 31 and the acceleration sensor 35, that is, the sensor units 30-1, 30-2, and 30 -3, 30-4
Are arranged at the center of four sides of the rectangular floating table 1, respectively. More specifically, the sensor unit 30-1 is located near the side A-D on the center line ac,
2 is near the side AB on the center line b-d, the sensor unit 30-3 is near the side BC on the center line ac, and the sensor unit 30-4 is on the side along the center line b-d. Place near CD.

【0018】上記構成の磁気浮上形除振装置の動作を以
下に詳細に説明する。正方形に近い長方形床板の曲げ固
有振動モードは、第4図、第5図のようになる。これら
の図において、振動しない固有振動モードの節を破線で
示した。通常第4図の固有振動数fn1は第5図の固有
振動数fn2より小さい。磁気懸架アクチュエータがa
−c,b−d線上に配置されている場合には、固有振動
数fn1を励振しない。また磁気懸架アクチュエータが
A−C,B−Dの線上に配置されている場合には、固有
振動数fn2を励振しない。
The operation of the magnetic levitation type anti-vibration apparatus having the above configuration will be described in detail below. The natural modes of bending of a rectangular floor panel close to a square are as shown in FIGS. In these figures, nodes of the natural vibration mode that do not vibrate are indicated by broken lines. Normally, the natural frequency fn1 in FIG. 4 is smaller than the natural frequency fn2 in FIG. The magnetic suspension actuator is a
When it is arranged on the -c, b-d line, the natural frequency fn1 is not excited. When the magnetic suspension actuator is arranged on the lines AC and BD, the natural frequency fn2 is not excited.

【0019】またセンサがa−c,b−d線上に配置さ
れている場合には、固有振動数fn1を検知しない。ま
たセンサがA−C,B−Dの線上に配置されている場合
には、固有振動数fn2を検知しない。従って、以下の
ことがいえる。
When the sensors are arranged on lines ac and bd, the natural frequency fn1 is not detected. When the sensors are arranged on the lines AC and BD, the natural frequency fn2 is not detected. Therefore, the following can be said.

【0020】(1)磁気懸架アクチュエータ10、セン
サユニット30ともa−c,b−d,A−C,B−Dの
線上に配置されている場合には、<がA−C,B−Dの
線上に配置されている場合には、磁気懸架アクチュエー
タ10からセンサユニット30までの伝達関数は図6に
示すようになり、2つの曲げ固有振動数fn1,fn2
で伝達関数のゲインが大きくなる。
(1) When the magnetic suspension actuator 10 and the sensor unit 30 are arranged on the lines ac, bd, AC, and BD, <represents AC, BD. 6, the transfer function from the magnetic suspension actuator 10 to the sensor unit 30 is as shown in FIG. 6, and the two bending natural frequencies fn1 and fn2
Increases the gain of the transfer function.

【0021】(2)磁気懸架アクチュエータ10或いは
センサユニット30をa−c,b−dの線上に配置する
場合には、固有振動数fn1の振動モードを励振または
検知できない。そのため磁気懸架アクチュエータ10か
らセンサユニット30までの伝達関数は図7に示すよう
になり、固有振動数fn1での伝達関数のゲインは図6
に示すようには大きくならない。
(2) In the case where the magnetic suspension actuator 10 or the sensor unit 30 is arranged on the line ac, bd, the vibration mode of the natural frequency fn1 cannot be excited or detected. Therefore, the transfer function from the magnetic suspension actuator 10 to the sensor unit 30 is as shown in FIG. 7, and the gain of the transfer function at the natural frequency fn1 is as shown in FIG.
It does not grow as shown.

【0022】(3)磁気懸架アクチュエータ10或いは
センサユニット30をA−C,B−Dの線上に配置する
場合には、固有振動数fn2の振動モードを励振または
検知できない。そのため磁気懸架アクチュエータ10か
らセンサユニット30の伝達関数は図8に示すようにな
り、固有振動数fn2での伝達関数のゲインは図6のよ
うには大きくならない。
(3) When the magnetic suspension actuator 10 or the sensor unit 30 is arranged on the lines AC and BD, the vibration mode of the natural frequency fn2 cannot be excited or detected. Therefore, the transfer function from the magnetic suspension actuator 10 to the sensor unit 30 is as shown in FIG. 8, and the gain of the transfer function at the natural frequency fn2 does not increase as in FIG.

【0023】(4)磁気懸架アクチュエータ10をa−
c,b−dの線上に配置し、センサユニット30をA−
C,B−Dの線上に配置する場合或いはその逆に配置す
る場合には、固有振動数fn1と固有振動数fn2の振
動モードを励振または検知できない。そのため磁気懸架
アクチュエータ10からセンサユニット30までの伝達
関数は図9に示すようになり、2つの固有振動数fn
1,fn2で伝達関数のゲインがもはや大きくなること
はない。
(4) The magnetic suspension actuator 10 is a-
The sensor unit 30 is disposed on the line c, b-d,
If they are arranged on the lines C and BD or vice versa, vibration modes of the natural frequencies fn1 and fn2 cannot be excited or detected. Therefore, the transfer function from the magnetic suspension actuator 10 to the sensor unit 30 is as shown in FIG. 9, and the two natural frequencies fn
At 1 and fn2, the gain of the transfer function no longer increases.

【0024】本実施例はセンサユニット30と磁気懸架
アクチュエータ10を上記(4)のように配置して、設
置床2の曲げ固有振動数の励振することなく、除振テー
ブルの加速度を0に制御しようとするものである。
In this embodiment, the sensor unit 30 and the magnetic suspension actuator 10 are arranged as described in (4) above, and the acceleration of the vibration isolation table is controlled to 0 without exciting the bending natural frequency of the installation floor 2. What you want to do.

【0025】なお、上記実施例では、磁気懸架アクチュ
エータ10を構成する継鉄平板11を長方形浮上テーブ
ル1に固着し、励磁コイル13を備えた電磁石14を固
着する除振装置フレーム15を設置床2に設置した例を
示したが、本発明の磁気浮上形除振装置はこれに限定さ
れるものではなく、これとは反対に継鉄平板11を設置
床2に設置し、前記磁気懸架アクチュエータを構成する
励磁コイルを備えた電磁石を固定した除振装置フレーム
を矩形状浮上テーブルに固着し、励磁コイル13を備え
た電磁石14を固着する除振装置フレーム15を長方形
浮上テーブル1に固着する構成でもよいことは当然であ
る。
In the above embodiment, the yoke flat plate 11 constituting the magnetic suspension actuator 10 is fixed to the rectangular levitation table 1, and the anti-vibration device frame 15 to which the electromagnet 14 having the excitation coil 13 is fixed is installed on the floor 2. However, the magnetic levitation type anti-vibration device of the present invention is not limited to this, and the yoke flat plate 11 is installed on the installation floor 2 on the contrary, and the magnetic suspension actuator is installed. A configuration in which an anti-vibration device frame to which an electromagnet provided with an excitation coil is fixed is fixed to a rectangular levitation table, and an anti-vibration device frame 15 to which an electromagnet 14 including an excitation coil 13 is fixed is fixed to the rectangular levitation table 1. The good is natural.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、矩
形状浮上テーブルが水平方向の剛性を持たない鉛直方向
のみを磁気吸引力により支持することになり、除振装置
の設置床の水平方向の振動や、矩形状浮上テーブルの曲
げ固有振動数の影響を全く受けることがない。従って、
設置床2の振動によって振動することのない除振テーブ
ルを有する高精度の磁気浮上形除振装置を提供できると
いう優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the rectangular floating table supports only the vertical direction having no rigidity in the horizontal direction by the magnetic attraction force. There is no influence of vibration in the direction or the natural frequency of bending of the rectangular floating table. Therefore,
An excellent effect of being able to provide a high-precision magnetic levitation type vibration isolation device having a vibration isolation table that does not vibrate due to the vibration of the installation floor 2 is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の磁気浮上形除振装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a magnetic levitation type vibration isolation device of the present invention.

【図2】本発明の磁気浮上形除振装置の制御部のブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram of a control unit of the magnetic levitation type vibration isolation device of the present invention.

【図3】本発明の磁気懸架アクチュエータとセンサの配
置の1例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an arrangement of a magnetic suspension actuator and a sensor according to the present invention.

【図4】振動数fn1の浮上テーブルの1次曲げ固有振
動モードの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a primary bending natural vibration mode of a floating table having a frequency of fn1.

【図5】振動数fn2の浮上テーブルの2次曲げ固有振
動モードの説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a secondary bending natural vibration mode of a floating table having a frequency of fn2.

【図6】アクチュエータとセンサを任意に配置した場合
のアクチュエータからセンサまでの伝達関数を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a transfer function from an actuator to a sensor when an actuator and a sensor are arbitrarily arranged.

【図7】アクチュエータとセンサを1次曲げ固有振動モ
ードの節に配置した場合のアクチュエータからセンサま
での伝達関数を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a transfer function from the actuator to the sensor when the actuator and the sensor are arranged at nodes of the primary bending natural vibration mode.

【図8】アクチュエータとセンサを2次曲げ固有振動モ
ードの節に配置した場合のアクチュエータからセンサま
での伝達関数を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a transfer function from the actuator to the sensor when the actuator and the sensor are arranged at the nodes of the secondary bending natural vibration mode.

【図9】アクチュエータを1次曲げ固有振動モードの節
にセンサを2次曲げ固有振動モードの節に配置した場
合、或いはこの逆の配置の場合のアクチュエータからセ
ンサまでの伝達関数を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a transfer function from the actuator to the sensor when the actuator is arranged at the node of the primary bending natural vibration mode and the sensor is arranged at the node of the secondary bending natural vibration mode, or in the reverse arrangement. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 長方形浮上テーブル 2 設置床 10 磁気懸架アクチュエータ 11 継鉄平板 12 電磁石継鉄 13 励磁コイル 14 電磁石 15 除振装置フレーム 31 鉛直方向非接触相対変位センサ 32 相対変位センサ・ホルダ 33 相対変位センサターゲット 34 ターゲットホルダ 35 加速度センサ 36,37 信号増幅器 41,42 補償回路 43,44 ゲイン調整回路 45 加算器 47 変換回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 rectangular floating table 2 installation floor 10 magnetic suspension actuator 11 yoke flat plate 12 electromagnet yoke 13 excitation coil 14 electromagnet 15 anti-vibration device frame 31 vertical non-contact relative displacement sensor 32 relative displacement sensor holder 33 relative displacement sensor target 34 target Holder 35 Acceleration sensor 36, 37 Signal amplifier 41, 42 Compensation circuit 43, 44 Gain adjustment circuit 45 Adder 47 Conversion circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01L 9/00 F16F 15/03 G12B 9/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B01L 9/00 F16F 15/03 G12B 9/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】除振装置の矩形状浮上テーブルに固着した
磁性材料製水平面を持つ継鉄板と、該継鉄板から間隙を
設けて、床に設置した除振装置フレームに固定され且つ
吸引の起磁力を発生する励磁コイルを備えた電磁石とか
らなる磁気懸架アクチュエータを前記矩形状浮上テーブ
ルの4隅に配置し、前記浮上テーブルと前記除振装置フ
レーム間の相対変位を測定する鉛直方向相対変位センサ
と、浮上テーブルに設置した鉛直方向加速度センサとを
該矩形状浮上テーブルの4辺の中央部に配置し、前記鉛
直方向相対変位センサの出力及び前記鉛直方向加速度セ
ンサの出力から、磁気懸架アクチュエータ位置の相対変
位と加速度を演算する回路を備え、前記磁気懸架アクチ
ュエータ位置の相対変位を目標値に加速度が0になるよ
うに、前記浮上テーブルに固定した前記除振装置フレー
ム上の電磁石間に作用する磁気吸引力を制御する補償回
路と電力増幅器を具備することを特徴とする磁気浮上形
除振装置。
1. A yoke plate having a horizontal surface made of a magnetic material fixed to a rectangular floating table of a vibration isolator, and a gap provided from the yoke plate to be fixed to a vibration isolator frame installed on a floor and to start suction. A vertical relative displacement sensor for arranging magnetic suspension actuators comprising an electromagnet having an exciting coil for generating a magnetic force at four corners of the rectangular floating table and measuring a relative displacement between the floating table and the vibration isolator frame And a vertical acceleration sensor installed on a levitation table are arranged at the center of four sides of the rectangular levitation table, and the position of a magnetic suspension actuator is determined based on the output of the vertical relative displacement sensor and the output of the vertical acceleration sensor. A circuit for calculating the relative displacement and acceleration of the magnetic suspension actuator. Magnetic levitation type vibration damping device characterized by comprising a compensation circuit and a power amplifier for controlling the magnetic attraction force acting between the electromagnets on the vibration isolator frame fixed to Bull.
【請求項2】除振装置の矩形状浮上テーブルに固着した
磁性材料製水平面を持つ継鉄板と、該継鉄板から間隙を
設けて、床に設置した除振装置フレームに固定され且つ
吸引の起磁力を発生する励磁コイルを備えた電磁石とか
らなる磁気懸架アクチュエータを前記矩形状浮上テーブ
ルの4辺の中央部に配置し、前記浮上テーブルと除振装
置フレーム間の相対変位を測定する鉛直方向相対変位セ
ンサと、前記浮上テーブルに設置した鉛直方向加速度セ
ンサを該矩形状浮上テーブルの4隅に配置し、前記鉛直
方向相対変位センサの出力及び前記鉛直方向加速度セン
サの出力から、前記磁気懸架アクチュエータ位置の相対
変位と加速度を演算する回路を備え、磁気懸架アクチュ
エータ位置の相対変位を目標値に加速度が0になるよう
に前記除振装置の浮上テーブルに固定した継鉄板と前記
除振装置フレーム上の電磁石間に作用する磁気吸引力を
制御する補償回路と電力増幅器を具備することを特徴と
する磁気浮上形除振装置。
2. A yoke plate having a horizontal surface made of a magnetic material fixed to a rectangular levitation table of a vibration isolator, and a gap provided from the yoke plate so as to be fixed to a vibration isolator frame installed on a floor and to start suction. A magnetic suspension actuator comprising an electromagnet provided with an exciting coil for generating a magnetic force is disposed at the center of four sides of the rectangular floating table, and a vertical relative measuring the relative displacement between the floating table and the vibration isolator frame. Displacement sensors and vertical acceleration sensors installed on the levitation table are arranged at four corners of the rectangular levitation table, and the position of the magnetic suspension actuator is determined based on the output of the vertical relative displacement sensor and the output of the vertical acceleration sensor. A circuit for calculating the relative displacement and acceleration of the vibration isolating device. Magnetic levitation type vibration damping device characterized by comprising a compensation circuit and a power amplifier for controlling the magnetic attraction force acting between the electromagnets on the yoke plate which is fixed to the upper table the vibration isolator frame.
【請求項3】前記請求項1又は2記載の鉛直方向の磁気
浮上形除振装置において、前記矩形状浮上テーブルを浮
上させるときは、磁気懸架アクチュエータ位置での相対
変位と目標の偏差値は増幅し、加速度は減衰し、浮上後
は磁気懸架アクチュエータ位置での相対変位と目標の偏
差値を減衰し、加速度は増幅することを特徴とする磁気
浮上形除振装置。
3. The vertical magnetic levitation type vibration damping device according to claim 1, wherein when the rectangular levitation table is levitated, the relative displacement at the position of the magnetic suspension actuator and the deviation value of the target are amplified. The magnetic levitation vibration isolator is characterized in that the acceleration is attenuated, and after the ascent, the relative displacement at the position of the magnetic suspension actuator and the target deviation are attenuated, and the acceleration is amplified.
【請求項4】前記請求項1又は2又は3記載の鉛直方向
の磁気浮上形除振装置において、前記磁気懸架アクチュ
エータを構成する励磁コイルを備えた電磁石を固定した
除振装置フレームを矩形状浮上テーブルに固着し、前記
磁性材料製水平面を持つ継鉄板を床に設置したことを特
徴とする磁気浮上形除振装置。
4. A vertical magnetically levitated vibration isolator according to claim 1, 2 or 3, wherein a vibration isolator frame to which an electromagnet provided with an exciting coil constituting the magnetic suspension actuator is fixed is rectangularly levitated. A magnetic levitation type anti-vibration apparatus, wherein a yoke plate having a horizontal surface made of a magnetic material is fixed to a table and installed on a floor.
【請求項5】前記請求項1又は2又は3又は4記載の鉛
直方向の磁気浮上形除振装置において、前記磁気懸架ア
クチュエータを構成する継鉄板の励磁コイルに対向した
面積が励磁コイルの対向面積より大きいことを特徴とす
る磁気浮上形除振装置。
5. The vertical magnetic levitation type vibration damping device according to claim 1, wherein the area of the yoke plate of the magnetic suspension actuator facing the exciting coil is the area of the exciting coil facing the exciting coil. A magnetic levitation type vibration isolator characterized by being larger.
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