JP4197475B2 - 昇降機構を有する除振台 - Google Patents

Description

本発明は、精密機器等の除振対象物を、床面からの振動を除去した状態で支持する除振台に関し、特に昇降機構を備えた除振台に関する。

除振台は一般に、ベローズ等の除振弾性隔膜部材を介して形成した除振圧力室上に浮上状態で可動除振台を支持し、該除振圧力室に、振動に応じて調圧された制御空気圧を導入することにより、床面の振動が可動除振台上の除振対象物に伝播されるのを可及的に防いでいる。

このような除振台は従来、一度設置すると、その高さ位置を変更する必要がなく、除振弾性隔膜部材の許容量以上に可動除振台を上昇させることはできなかった。しかし、可動除振台上の除振対象物の性質によっては、メンテナンス等のために、除振動作を実行しない状態で可動除振台（除振対象物）を上昇させたいという要求がある。

本発明は、除振台として使用しないときに、可動除振台を上昇させることができ、従って可動除振台上の除振対象物のメンテナンス等を容易に行うことができる昇降機構を備えた除振台を得ることを目的とする。

本発明は、その第一の態様によると、床面に固定される筒状筐体；この固定筒状筐体の内側に位置する有底筒状部を有する可動有底筐体：この可動有底筐体上に除振可動台を支持し、かつ該可動有底筐体と除振可動台との間に除振圧力室を画成する除振弾性隔膜部材；及び固定筒状筐体の内周面と可動有底筐体の外周面との間に介在し、可動有底筐体下部に閉じられた可変容積圧力室を画成するローリングダイヤフラム；を有し、可動有底筐体を下降端に位置させて固定した状態で除振圧力室に制御空気圧を導入して隔膜弾性部材により除振動作を実行し、可動有底筐体を自由にした状態で上記可変容積圧力室に圧縮空気を導入してローリングダイヤフラムを変形させながら可動有底筐体及び除振可動台を上昇させることを特徴としている。

固定筒状筐体には、可動有底筐体が下降端に位置するとき可動除振台の水平方向の位置を定める水平アクチュエータを設けることもできる。

本発明は、別の態様によると、床面に固定される、固定容積圧力室を有する筒状筐体；この固定筒状筐体の外側に垂直方向に相対移動可能に位置する可動筒状筐体；この可動筒状筐体の上端部に除振弾性隔膜部材を介して支持された、除振対象物を載置する除振可動台；及び固定筒状筐体の外周面と可動筒状筐体の内周面との間に介在し、可動筒状筐体、除振可動台及び除振弾性隔膜部材とともに閉じられた可変容積圧力室を画成するローリングダイヤフラム；を有し、固定筒状筐体の固定容積圧力室と可変容積圧力室とは連通していて、可動筒状筐体を下降端に位置させて固定した状態で、両圧力室に制御空気圧を導入して隔膜弾性部材により除振動作を実行し、可動筒状筐体を自由にした状態で両圧力室に圧縮空気を導入して上記ローリングダイヤフラムを変形させながら可動筒状筐体及び除振可動台を上昇させることを特徴としている。

本発明によれば、可動除振台を下降させた状態で除振動作を実行し、メンテナンスの際には可動除振台を上昇させることができる使い勝手のよい除振台が得られる。

図１ないし図５は、本発明による昇降機構を有する除振台の第一の実施態様を示している。この除振台１００は、床面に固定される筒状筐体１０と、この固定筒状筐体１０の内側に同心に位置する有底筒状部２１を有する可動有底筐体２０と、この可動有底筐体２０の上端部に下部周縁が固定され、上部周縁が除振可動台３０の下面に固定されたベローズ（除振弾性隔膜部材）４０とを有している。

固定筒状筐体１０は、下方固定筐体１２と上方固定筐体１３とを有していて、この下方固定筐体１２と上方固定筐体１３の間に、ローリングダイヤフラム５０の周縁ビード部５１が挟着固定されている。ローリングダイヤフラム５０は、周縁ビード部５１に続けて、固定筒状筐体１０の内周面と可動有底筐体２０の有底筒状部２１の外周面とに沿い表裏の圧力差に応じて変形する環状折り返し部５２を有し、その中心部５３は有底筒状部２１の底面に気密に固定されている。ローリングダイヤフラム５０は、その周縁ビード部５１と中心部５３以外は固定されておらず、可動有底筐体２０の移動に伴い、環状折り返し部５２の位置が変化するもので、可動有底筐体２０の軸方向移動長を大きくとれる。

以上の可動有底筐体２０（有底筒状部２１）、除振可動台３０及びベローズ（除振弾性隔膜部材）４０によって除振圧力室６０が形成され、固定筒状筐体１０、ローリングダイヤフラム５０及び可動有底筐体２０（有底筒状部２１）によって可変容積圧力室７０が形成されている。この除振圧力室６０と可変容積圧力室７０は相互に非連通である。

除振圧力室６０には、圧縮空気源６１から供給され制御回路６２によって調圧された制御圧力が供給され、可変容積圧力室７０には、圧縮空気源６１から昇降用空気圧力が供給される。除振圧力室６０と可変容積圧力室７０は、三方弁６３を介して圧縮空気源６１に接続されており、除振圧力室６０と可変容積圧力室７０に同時に圧縮空気が供給されることはない。

固定筒状筐体１０の下方固定筐体１２の外面には、径方向で対をなす水平アクチュエータ８０が設けられている。各水平アクチュエータ８０は、図４、図５に示すように、下方固定筐体１２に固定した固定ハウジング８１に、ベローズ８２及び可動プレート８３を介して可変圧力室８４を形成してなっている。可動プレート８３は、可変圧力室８４に圧縮空気を導入すると、除振可動台３０の縦壁部３２に当接して可動有底筐体２０の水平方向の位置を定める（移動を抑える）作用をし（図５）、可変圧力室８４への圧縮空気の導入を止める（圧縮空気を排気する）と、可動有底筐体２０の上昇を妨げない（図６）。固定筒状筐体１０と可動有底筐体２０の間には、可動有底筐体２０を下降端に位置させた状態に固定する固定手段としてのボルトナット機構２４が設けられている。可動有底筐体２０と除振可動台３０の間には、該有底可動筐体２０を下降端に固定した状態において、除振可動台３０の垂直方向の動きを制限するストッパ２０Ｓと３０Ｓが設けられている。このストッパ２０Ｓと３０Ｓは、除振可動台３０の水平アクチュエータ８０による水平方向の移動を妨げない。

以上の除振可動台１００は、一つの半導体露光装置や電子顕微鏡等の精密機器（除振対象物）に対して３個以上の複数が用いられる。例えば、３個の除振可動台１００を平面的な仮想三角形の各頂点に配置して用いる。

すなわち、上記構成の本除振台１００は、除振台として使用するときには、図１に示すように、可動有底筐体２０を下降端に位置させ、ボルトナット機構２４により固定筐体１０に固定する。この状態では、可動有底筐体２０と除振可動台３０のストッパ２０Ｓと３０Ｓの間のクリアランスの範囲で、除振可動台３０が垂直方向及び水平方向に可動である。この状態で、三方弁６３を介して圧縮空気源６１を除振圧力室６０に接続し、制御回路６２によって制御空気圧を除振圧力室６０に導入する。除振可動台３０はベローズ４０によって浮動状態で支持されており、除振圧力室６０内に制御空気圧を導入することにより、床面の振動、特に垂直方向の振動の除振対象物への伝播が防止または軽減される除振動作が実行される。各水平アクチュエータ８０の可変圧力室８４には圧縮空気を導入して、可動プレート８３を除振可動台３０の縦壁部３２に当接させ、可動有底筐体２０の水平方向の位置を制御する（図５）。

一方、メンテナンス等により、可動除振台３０を上昇させる際には、ボルトナット機構２４を外し、さらに水平アクチュエータ８０の可変圧力室８４への圧縮空気の導入を止めて可動有底筐体２０を自由とした後（図４）、三方弁６３を介して圧縮空気源６１を可変容積圧力室７０に接続し、可変容積圧力室７０内に圧縮空気を導入する。すると、図２に示すように、ローリングダイヤフラム５０が変形しながら（環状折り返し部５２の位置を変化させながら）、可動有底筐体２０が上昇し、この可動有底筐体２０と除振可動台３０が機械的に接触してベローズ４０を含む可動側全体を上昇させる。従って除振可動台３０を上昇させた位置でメンテナンスを行うことができる。

次に、図６、図７は、本発明による昇降機構を有する除振台１００Ａの別の実施態様を示している。この実施態様では、床面に固定される筒状筐体１０Ａが固定容積圧力室１５を有しており、この固定筒状筐体１０Ａの外側に、垂直方向に相対移動可能に可動筒状筐体２０Ａが位置している。この可動筒状筐体２０Ａの上方には除振可動台３０Ａが位置し、この可動筒状筐体２０Ａと除振可動台３０Ａとの間には、下部周縁が可動筒状筐体２０Ａの上端部に固定され、上部周縁が除振可動台３０Ａの下面に固定されたベローズ４０Ａが位置している。

可動筒状筐体２０Ａは、下部筒状筐体２５と上部筒状筐体２６とからなり、この下部筒状筐体２５と上部筒状筐体２６の間に、ローリングダイヤフラム５０Ａの周縁ビード部５１が挟着固定されている。ローリングダイヤフラム５０Ａは、周縁ビード部５１に続けて、固定筒状筐体１０Ａの外周面と可動筒状筐体２０Ａの内周面との間に位置する環状折り返し部５２を有し、その中心部５３は固定筒状筐体１０Ａの上部（上面）に気密に固定されている。この固定筒状筐体１０Ａ、ローリングダイヤフラム５０Ａ及び可動筒状筐体２０Ａによって可変容積圧力室７０Ａが形成されている。

この実施態様では、第一の実施態様に比して、固定筒状筐体１０Ａと可動筒状筐体２０Ａの内外関係が逆であり、さらに、固定筒状筐体１０Ａの固定容積圧力室１５と可変容積圧力室７０Ａとが、固定筒状筐体１０Ａの上面に形成した連通穴１６によって連通している点で異なる。この固定容積圧力室１５と可変容積圧力室７０Ａには、圧縮空気源６１と制御回路６２から制御空気圧が供給される。また、第一の実施形態と同様に、固定筒状筐体１０と可動有底筐体２０の間には、可動有底筐体２０を下降端に位置させた状態において固定する固定手段としてのボルトナット機構２４が設けられている。

上記構成の除振台１００Ａは、除振台として使用するときには、図６に示すように、下降端に位置させた可動筒状筐体２０Ａをボルトナット機構２４によって固定筒状筐体１０Ａに固定する。この状態では、可動筒状筐体２０Ａと除振可動台３０Ａのストッパ２０Ｓと３０Ｓの間のクリアランスの範囲で、除振可動台３０Ａが垂直方向及び水平方向に可動である。除振可動台３０Ａの上には、半導体露光装置や電子顕微鏡等の精密機器が載置されている。この状態で、圧縮空気源６１、制御回路６２によって制御空気圧を固定容積圧力室１５と可変容積圧力室７０Ａに導入すると、ベローズ４０Ａによって浮動状態で支持されている除振可動台３０Ａ（除振対象物）への床面からの振動、特に垂直方向の振動の伝播が防止または軽減される。すなわち、除振動作が実行される。

一方、メンテナンス等により、除振可動台３０Ａを上昇させる際には、ボルトナット機構２４を外した後、圧縮空気源６１からの圧縮空気を固定容積圧力室１５と可変容積圧力室７０Ａに導入する。この圧縮空気は、制御回路６２による制御空気圧であることを要せず、単に可動筒状筐体２０Ａ、除振可動台３０Ａを上昇させることができる圧力の空気であればよい。すると、図７に示すように、ローリングダイヤフラム５０Ａが変形しながら（環状折り返し部５２の位置を変化させながら）、可動筒状筐体２０Ａ、除振可動台３０Ａ、ベローズ４０Ａの全体を上昇させる。従って除振可動台３０Ａを上昇させた位置でメンテナンスを行うことができる。

この第二の実施形態は、固定容積圧力室１５と可変容積圧力室７０Ａの合成容積の大きい室を除振圧力室として使用できるメリットがある。すなわち、除振台の固有振動数は、除振圧力室の容積が大きい程小さくできることが知られており、より小さい固有振動数を要求される用途に好ましい。また、限られたスペースで充分な昇降ストロークを有する除振台を得ることができる。

以上の実施形態で示したベローズ４０、４０Ａは、除振弾性隔膜部材の一例であり、その形状には自由度がある。

本発明による昇降機構を有する除振台の一実施形態を示す、除振台として使用している状態の縦断正面図である。 同上昇させた状態の縦断面図である。 同要部の分解斜視図である。 図１ないし図３の除振台に備えられている水平アクチュエータの非動作状態の断面図である。 同水平アクチュエータの動作状態の断面図である。 本発明による昇降機構を有する除振台の別の実施形態を示す、除振台として使用している状態の縦断正面図である。 同上昇させた状態の縦断面図である。

符号の説明

１０ １０Ａ 固定筒状筐体
１２ 下方固定筐体
１３ 上方固定筐体
１５ 固定容積圧力室
１６ 連通穴
２０ ２０Ａ 可動有底筐体
２４ ボルトナット機構
２５ 下部筒状筐体
２６ 上部筒状筐体
３０ ３０Ａ 除振可動台
３２ 縦壁部
４０ ４０Ａ ベローズ（除振弾性隔膜部材）
５０ ５０Ａ ローリングダイヤフラム
５１ 周縁ビード部
５２ 環状折り返し部
５３ 中心部
６０ 除振圧力室
６１ 圧縮空気源
６２ 制御回路
６３ 三方弁
７０ ７０Ａ 可変容積圧力室
８０ 水平アクチュエータ
８１ 固定ハウジング
８２ ベローズ
８３ 可動プレート
８４ 可変圧力室
１００ １００Ａ 除振台

Claims (3)

1. 床面に固定される筒状筐体；
   この固定筒状筐体の内側に位置する有底筒状部を有する可動有底筐体：
   この可動有底筐体上に除振可動台を支持し、かつ該可動有底筐体と除振可動台との間に除振圧力室を画成する除振弾性隔膜部材；及び
   上記固定筒状筐体の内周面と可動有底筐体の外周面との間に介在し、上記可動有底筐体下部に閉じられた可変容積圧力室を画成するローリングダイヤフラム；
   を有し、
   上記可動有底筐体を下降端に位置させて固定した状態で上記除振圧力室に制御空気圧を導入して隔膜弾性部材により除振動作を実行し、可動有底筐体を自由にした状態で上記可変容積圧力室に圧縮空気を導入して上記ローリングダイヤフラムを変形させながら可動有底筐体及び除振可動台を上昇させることを特徴とする昇降機構を有する除振台。
2. 請求項１記載の昇降機構を有する除振台において、上記固定筒状筐体には、可動有底筐体が下降端に位置するとき上記可動除振台の水平方向の位置を定める水平アクチュエータが備えられている昇降機構を有する除振台。
3. 床面に固定される、固定容積圧力室を有する筒状筐体；
   この固定筒状筐体の外側に垂直方向に相対移動可能に位置する可動筒状筐体；
   この可動筒状筐体の上端部に除振弾性隔膜部材を介して支持された、除振対象物を載置する除振可動台；及び
   上記固定筒状筐体の外周面と可動筒状筐体の内周面との間に介在し、上記可動筒状筐体、除振可動台及び除振弾性隔膜部材とともに閉じられた可変容積圧力室を画成するローリングダイヤフラム；
   を有し、
   上記固定筒状筐体の固定容積圧力室と可変容積圧力室とは連通していて、上記可動筒状筐体を下降端に位置させて固定した状態で、両圧力室に制御空気圧を導入して隔膜弾性部材により除振動作を実行し、可動筒状筐体を自由にした状態で両圧力室に圧縮空気を導入して上記ローリングダイヤフラムを変形させながら可動筒状筐体及び除振可動台を上昇させることを特徴とする昇降機構を有する除振台。
   
   

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