JP5103549B2 - Vibration isolator - Google Patents

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Description

本発明は除振装置に関する。   The present invention relates to a vibration isolation device.

半導体製造用露光装置のような精密加工装置は、装置を外部の振動に対して絶縁（除振あるいは免振）することが望まれる。加工装置の除振を行う場合は、特開平１１−１９３８４７号（日本国特許公開公報）に記載されるような除振装置が使用される。除振装置は、ばね及びダンパを介して基礎に支持された定盤を有しており、除振対象である加工装置はこの定盤の上に設置される。   In a precision processing apparatus such as an exposure apparatus for semiconductor manufacturing, it is desired to insulate (isolate or isolate) the apparatus from external vibrations. When performing vibration isolation of the processing apparatus, a vibration isolation apparatus as described in JP-A-11-193847 (Japanese Patent Publication) is used. The vibration isolator has a surface plate supported by a foundation via a spring and a damper, and the processing device that is the object of vibration isolation is installed on the surface plate.

除振装置の定盤には、振動検出手段が設けられている。また、定盤と基礎との間には、アクチュエータが設けられている。このような除振装置は、振動検出手段の検出結果に基づくフィードバック制御の下でアクチュエータに定盤を駆動させることにより、定盤の振動を短時間のうちに減衰させることができる。   A vibration detecting means is provided on the surface plate of the vibration isolator. An actuator is provided between the surface plate and the foundation. Such a vibration isolator can attenuate the vibration of the surface plate in a short time by driving the surface plate to the actuator under feedback control based on the detection result of the vibration detecting means.

このような除振装置は、主として高周波の振動を減衰させるものであり、数Ｈｚ以下の低周波の振動を十分に抑えることができなかった。   Such a vibration isolator mainly attenuates high-frequency vibrations and cannot sufficiently suppress low-frequency vibrations of several Hz or less.

本発明は上記の事情を鑑みて創作されたものである。すなわち、本発明は、除振対象への特に低周波の振動の伝達を効果的に抑制する除振装置を提供することを目的とする。   The present invention has been created in view of the above circumstances. That is, an object of the present invention is to provide an anti-vibration device that effectively suppresses transmission of particularly low-frequency vibrations to an object of vibration isolation.

本発明の実施形態に係る除振装置は、第１フレームと、第１フレームの振動が伝達されないように第１フレームに対して可動に支持される第２フレームを備えており、更に第１フレームの速度を示す速度信号を出力する速度計測手段と、速度信号に基づいて第２フレームを第１フレームに対して駆動するアクチュエータとを備えている。アクチュエータは、第１フレームの速度と同じ大きさの逆向きの速度で第２フレームを駆動する。   An anti-vibration device according to an embodiment of the present invention includes a first frame and a second frame that is movably supported with respect to the first frame so that vibration of the first frame is not transmitted. A speed measuring means for outputting a speed signal indicating the speed of the second speed and an actuator for driving the second frame relative to the first frame based on the speed signal. The actuator drives the second frame at a reverse speed equal to the speed of the first frame.

このように速度の計測結果に基づいてアクチュエータの駆動速度を制御する構成を採用することにより、実際の第１フレームの振動波形に忠実な逆向き（逆位相）の振動を第２フレームに加えることが可能になり、高い除振効果が得られる。   By adopting a configuration that controls the driving speed of the actuator based on the speed measurement result in this way, vibration in the opposite direction (opposite phase) faithful to the actual vibration waveform of the first frame is applied to the second frame. Therefore, a high vibration isolation effect can be obtained.

速度計測手段は、検出した速度に比例する強度の信号を連続的に出力する速度センサであることが望ましい。計測する速度に対して線形な信号を出力する速度センサを使用することにより、信号の変換や補正を行うことが不要となり、高速な応答が可能になる。   The speed measuring means is preferably a speed sensor that continuously outputs a signal having an intensity proportional to the detected speed. By using a speed sensor that outputs a linear signal with respect to the speed to be measured, it is not necessary to convert or correct the signal, and a high-speed response is possible.

また、第１フレームの実際の振動に対する速度計測手段が出力する速度信号の遅延は０．２ｍｓ以下であることが望ましい。このような条件を満たす典型的な速度計測手段として動電型速度センサが挙げられる。このような速度計測手段を使用することにより、第１フレームの振動に対して第２フレームを少ない遅延で駆動することが可能になり、更に正確で効果的な除振が可能になる。   Further, it is desirable that the delay of the speed signal output from the speed measuring means with respect to the actual vibration of the first frame is 0.2 ms or less. An electrodynamic speed sensor is a typical speed measuring means that satisfies such conditions. By using such speed measuring means, the second frame can be driven with a small delay with respect to the vibration of the first frame, and more accurate and effective vibration isolation becomes possible.

本発明の実施形態に適用可能な例示的な速度計測手段は、シリンダ部と、シリンダ部の内周面に設けられたコイル部と、軸方向の一端にＳ極が他端にＮ極が形成され、シリンダ部の内周面に沿って移動可能な円柱形状の磁石と、磁石の一端からシリンダ部の外部に突出するシャフト部とを備えている。シリンダ部とシャフト部の一方が第１フレームに固定され、他方が第１フレームの速度の測定基準に固定される。   An exemplary speed measuring unit applicable to the embodiment of the present invention includes a cylinder part, a coil part provided on the inner peripheral surface of the cylinder part, and an S pole at one end in the axial direction and an N pole at the other end. And a cylindrical magnet movable along the inner peripheral surface of the cylinder part, and a shaft part protruding from one end of the magnet to the outside of the cylinder part. One of the cylinder part and the shaft part is fixed to the first frame, and the other is fixed to the speed measurement standard of the first frame.

コイル部は、シリンダ部の一端側に設けられ、磁石の一方の極を収容する第１コイルと、シリンダ部の他端側に設けられ、磁石の他方の極を収容する第２コイルとを備えていることが望ましい。また、この場合には、第１コイルと第２コイルは、シリンダ内を磁石が移動したときに同極性の電圧を発生するように直列に接続されていることが望ましい。   The coil portion includes a first coil that is provided on one end side of the cylinder portion and accommodates one pole of the magnet, and a second coil that is provided on the other end side of the cylinder portion and accommodates the other pole of the magnet. It is desirable that In this case, the first coil and the second coil are preferably connected in series so as to generate a voltage having the same polarity when the magnet moves in the cylinder.

速度計測手段にこのような構成の動電型速度センサを採用すると、高いＳＮ比の速度信号が得られるため、速度信号の補正処理が不要になり、応答性が向上する。   When the electrokinetic speed sensor having such a configuration is adopted as the speed measuring means, a speed signal with a high signal-to-noise ratio can be obtained, so that speed signal correction processing is not required and responsiveness is improved.

シリンダ部の軸方向寸法が磁石の軸方向寸法の１．２〜１．８倍であることが望ましい。シリンダ部の軸方向寸法が磁石の軸方向寸法の１．４〜１．６倍であれば更に望ましい。   It is desirable that the axial dimension of the cylinder portion is 1.2 to 1.8 times the axial dimension of the magnet. It is further desirable if the axial dimension of the cylinder portion is 1.4 to 1.6 times the axial dimension of the magnet.

本発明の実施形態に係る除振装置は、第１フレームを可動に支持するベースフレームを更に備えていてもよい。この場合、速度計測手段は、ベースフレームに対する第１フレームの速度を計測するように構成されることが望ましい。すなわち、上記の第１フレームの速度の計測基準はベースフレームである。   The vibration isolation device according to the embodiment of the present invention may further include a base frame that movably supports the first frame. In this case, it is desirable that the speed measuring means is configured to measure the speed of the first frame with respect to the base frame. That is, the measurement reference for the speed of the first frame is the base frame.

第１フレームが、ばね及びダンパを有する緩和機構によってベースフレームに支持されていることが望ましい。この構成により、比較的に高い周波数成分の振動が減衰されるため、広い周波数にわたって高い除振効果を発揮する除振装置が実現する。また、緩和機構の動作には電力を必要としないため、エネルギー消費効率も高くなる。   The first frame is preferably supported on the base frame by a relaxation mechanism having a spring and a damper. With this configuration, vibration of a relatively high frequency component is damped, so that a vibration isolation device that exhibits a high vibration isolation effect over a wide frequency is realized. Moreover, since no electric power is required for the operation of the mitigation mechanism, the energy consumption efficiency is also increased.

また、第１フレームの振動に対する第２フレームの駆動の遅延が０．５ｍｓ以下であることが望ましい。高い除振性能を実現するためには、この程度の高速応答が必要となる。   Further, it is desirable that the delay of driving the second frame with respect to the vibration of the first frame is 0.5 ms or less. In order to achieve high vibration isolation performance, this high speed response is required.

アクチュエータは、サーボモータによって駆動される送りねじ機構であってもよい。   The actuator may be a feed screw mechanism driven by a servo motor.

アクチュエータは、ボイスコイルモータによって第２フレームを第１フレームに対して移動させる動電型アクチュエータであってもよい。無接点のボイスコイルモータを使用することにより、高効率かつ低騒音の駆動が可能になる。また、この場合において、第１の速度センサが出力した速度信号を増幅して駆動電流を出力するアンプを除振装置が更に備え、アンプの出力が動電型アクチュエータの可動コイルに接続される構成とすることが望ましい。このような構成によれば、デジタル変換等の長い処理時間を要する信号処理が行われないため、極めて高速な応答が可能になる。また、計測された速度波形がほとんど劣化せずに駆動電流に変換されるため、第２フレームは計測された第１フレームの振動波形に忠実に駆動され、高精度の除振が実現する。   The actuator may be an electrodynamic actuator that moves the second frame relative to the first frame by a voice coil motor. By using a non-contact voice coil motor, it is possible to drive with high efficiency and low noise. In this case, the vibration isolator further includes an amplifier that amplifies the speed signal output from the first speed sensor and outputs a drive current, and the output of the amplifier is connected to the movable coil of the electrodynamic actuator. Is desirable. According to such a configuration, signal processing that requires a long processing time such as digital conversion is not performed, and thus an extremely high-speed response is possible. Further, since the measured speed waveform is converted into a drive current with almost no deterioration, the second frame is driven faithfully to the measured vibration waveform of the first frame, thereby realizing high-accuracy vibration isolation.

また、除振装置は、第１フレームに対する第２フレームの速度を計測する第２の速度センサを更に備えていてもよい。この場合、制御手段は、速度センサによる速度計測結果と第２の速度センサによる速度計測結果とを比較することによって、アンプの増幅率を決定するように構成されることが望ましい。第２の速度センサを設けることにより、動電型アクチュエータのフィードバック制御が可能になり、より正確な除振が実現する。   The vibration isolation device may further include a second speed sensor that measures the speed of the second frame relative to the first frame. In this case, the control means is preferably configured to determine the amplification factor of the amplifier by comparing the speed measurement result by the speed sensor and the speed measurement result by the second speed sensor. By providing the second speed sensor, feedback control of the electrodynamic actuator is possible, and more accurate vibration isolation is realized.

アクチュエータは、第１吸排口と第２吸排口との間で作動油を正逆両方向に供給可能なポンプと、ポンプを駆動するサーボモータと、ピストンと、ピストンによって内部空間が第１の圧力室と第２の圧力室に区切られ且つ第１フレーム或いは第２フレームのいずれか一方に固定されたスリーブと、ピストンに連結されると共に先端がスリーブの外部に突出して第１フレーム或いは第２フレームのいずれか他方に連結されるピストンロッドとを備えた油圧シリンダユニットと、第１及び第２の圧力室を、夫々第１及び第２の吸排口に接続する配管と、配管同士を連通させるバイパス管と、バイパス管の中途に設けられ、第１及び第２の圧力室に所定の圧力を加えるアキュムレータとを備えた電動油圧アクチュエータであってもよい。この場合において、アキュムレータが第１の圧力室及び第２の圧力室に加える所定の圧力の大きさは、油圧シリンダユニットのシリンダの駆動に必要な最低圧力よりも大きく設定されていることが望ましい。また、ポンプはピストンポンプであることが望ましい。   The actuator includes a pump capable of supplying hydraulic oil in both forward and reverse directions between the first intake and exhaust ports, a servo motor that drives the pump, a piston, and an internal space defined by the piston as a first pressure chamber. And a sleeve that is divided into a first pressure chamber and a second pressure chamber, and is fixed to either the first frame or the second frame, and is connected to the piston and has a tip projecting outside the sleeve so that the first frame or the second frame A hydraulic cylinder unit including a piston rod coupled to one of the other, a pipe connecting the first and second pressure chambers to the first and second intake / exhaust ports, respectively, and a bypass pipe communicating the pipes with each other And an electrohydraulic actuator that is provided in the middle of the bypass pipe and includes an accumulator that applies a predetermined pressure to the first and second pressure chambers. In this case, it is desirable that the predetermined pressure applied by the accumulator to the first pressure chamber and the second pressure chamber is set larger than the minimum pressure required for driving the cylinder of the hydraulic cylinder unit. The pump is preferably a piston pump.

このような構成の電動油圧アクチュエータを使用すれば、高速応答が可能な小型の除振装置が実現する。   If the electrohydraulic actuator having such a configuration is used, a small vibration isolator capable of high-speed response is realized.

図１は、本発明の第１実施形態に係る除振装置の概略側面図である。FIG. 1 is a schematic side view of a vibration isolation device according to the first embodiment of the present invention. 図２は、本発明の第１実施形態に係る除振装置の概略上面図である。FIG. 2 is a schematic top view of the vibration isolation device according to the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施形態に係る速度センサの概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the speed sensor according to the embodiment of the present invention. 図４は、本発明の第１実施形態に係る除振装置の制御システムの概略ブロック図である。FIG. 4 is a schematic block diagram of a vibration isolator control system according to the first embodiment of the present invention. 図５は、本発明の第２実施形態に係る除振装置の概略側面図である。FIG. 5 is a schematic side view of a vibration isolation device according to the second embodiment of the present invention. 図６は、本発明の第２実施形態に係る除振装置の概略上面図である。FIG. 6 is a schematic top view of a vibration isolation device according to the second embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第２実施形態に係る上部フレーム駆動機構の概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an upper frame driving mechanism according to the second embodiment of the present invention. 図８は、本発明の第２実施形態に係る除振装置の制御システムの概略ブロック図である。FIG. 8 is a schematic block diagram of a vibration isolator control system according to the second embodiment of the present invention. 図９は、本発明の第３実施形態に係る除振装置の概略側面図である。FIG. 9 is a schematic side view of a vibration isolation device according to the third embodiment of the present invention. 図１０は、本発明の第３実施形態に係る除振装置の概略上面図である。FIG. 10 is a schematic top view of a vibration isolation device according to the third embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の第３実施形態に係る除振装置のアクチュエータの概略ブロック図である。FIG. 11 is a schematic block diagram of an actuator of the vibration isolation device according to the third embodiment of the present invention. 図１２は、本発明の第３実施形態に係る除振装置の制御システムの概略ブロック図である。FIG. 12 is a schematic block diagram of a vibration isolator control system according to the third embodiment of the present invention.

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る除振装置１の概略側面図及び概略上面図である。図１に示されるように、本実施形態に係る除振装置１は、ベースフレーム１０、ベースフレーム１０上に配置された中間フレーム２０、及び中間フレーム２０上に配置された上部フレーム３０を備えている。(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described below. 1 and 2 are a schematic side view and a schematic top view of the vibration isolation device 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vibration isolation device 1 according to the present embodiment includes a base frame 10, an intermediate frame 20 disposed on the base frame 10, and an upper frame 30 disposed on the intermediate frame 20. Yes.

中間フレーム２０は、一対の第１リニアガイド機構４０によって、ベースフレーム１０に対して水平面上の所定方向（図１及び図２における左右方向。以下、「装置奥行方向」という。）に移動可能に支持されている。また、中間フレーム２０とベースフレーム１０との間に設けられた緩和機構８０（図１）により、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の装置奥行方向の振動が緩和されるようになっている。なお、この緩和機構８０は、主として中間フレーム２０の高周波成分の振動を吸収するものであり、ばね８１とオイルダンパ８２から構成されている。   The intermediate frame 20 is movable by a pair of first linear guide mechanisms 40 in a predetermined direction on the horizontal plane (horizontal direction in FIGS. 1 and 2, hereinafter referred to as “device depth direction”) with respect to the base frame 10. It is supported. Further, the vibration in the device depth direction of the intermediate frame 20 relative to the base frame 10 is reduced by a relaxation mechanism 80 (FIG. 1) provided between the intermediate frame 20 and the base frame 10. The relaxation mechanism 80 mainly absorbs the vibration of the high frequency component of the intermediate frame 20 and includes a spring 81 and an oil damper 82.

図２に示されるように、第１リニアガイド機構４０は、ベースフレーム１０上の、装置奥行方向と直交する水平方向（以下、「装置幅方向」という。）の両端付近に１つずつ設けられている。各第１リニアガイド機構４０は、ベースフレーム１０の上面１１に固定された装置奥行方向に延びるレール４１と、このレール４１と係合する一対のランナーブロック４２を備えている。ランナーブロック４２は、中間フレーム２０の底面２１に固定されている。また、各第１リニアガイド機構４０の一対のランナーブロック４２は、レール４１の装置奥行方向に間隔を空けて設けられている。ランナーブロック４２の夫々は、係合するレール４１の長さ方向、すなわち装置奥行方向のみに移動可能となっている。そのため、ランナーブロック４２が固定された中間フレーム２０が移動可能な方向も、装置奥行方向のみに制限されている。   As shown in FIG. 2, one first linear guide mechanism 40 is provided near both ends of the base frame 10 in the horizontal direction (hereinafter referred to as “device width direction”) orthogonal to the device depth direction. ing. Each first linear guide mechanism 40 includes a rail 41 that is fixed to the upper surface 11 of the base frame 10 and extends in the apparatus depth direction, and a pair of runner blocks 42 that engage with the rail 41. The runner block 42 is fixed to the bottom surface 21 of the intermediate frame 20. In addition, the pair of runner blocks 42 of each first linear guide mechanism 40 is provided at an interval in the apparatus depth direction of the rail 41. Each of the runner blocks 42 is movable only in the length direction of the rail 41 to be engaged, that is, in the apparatus depth direction. For this reason, the direction in which the intermediate frame 20 to which the runner block 42 is fixed is movable is also limited to the apparatus depth direction.

上部フレーム３０は、一対の第２リニアガイド機構５０によって、中間フレーム２０に対して装置奥行方向に移動可能に支持されている。   The upper frame 30 is supported by a pair of second linear guide mechanisms 50 so as to be movable in the apparatus depth direction with respect to the intermediate frame 20.

図２に示されるように、第２リニアガイド機構５０は、上部フレーム３０上の、装置幅方向の両端付近に１つずつ設けられている。各第２リニアガイド機構５０は、中間フレーム２０の上面２２に固定されている装置奥行方向に延びるレール５１と、レール５１と係合するランナーブロック５２を備えている。ランナーブロック５２は、上部フレーム３０の底面３１に固定されている。ランナーブロック５２の夫々は、係合するレール５１の長さ方向、すなわち装置奥行方向のみに移動可能となっている。そのため、ランナーブロック５２が固定された上部フレーム３０が移動可能な方向も、装置奥行方向のみに制限されている。   As shown in FIG. 2, one second linear guide mechanism 50 is provided on the upper frame 30 in the vicinity of both ends in the apparatus width direction. Each second linear guide mechanism 50 includes a rail 51 that is fixed to the upper surface 22 of the intermediate frame 20 and extends in the apparatus depth direction, and a runner block 52 that engages with the rail 51. The runner block 52 is fixed to the bottom surface 31 of the upper frame 30. Each of the runner blocks 52 is movable only in the length direction of the rails 51 to be engaged, that is, in the apparatus depth direction. For this reason, the direction in which the upper frame 30 to which the runner block 52 is fixed is movable is also limited to the apparatus depth direction.

なお、第１リニアガイド機構４０及び第２リニアガイド機構５０には、レールとランナーブロックの間にローラを設けたローラガイドや、レールとランナーブロックの間に高圧空気層を供給して摩擦を低減したエアスライダ等、摩擦抵抗の低いものが適している。   The first linear guide mechanism 40 and the second linear guide mechanism 50 reduce the friction by supplying a roller guide having a roller between the rail and the runner block or a high-pressure air layer between the rail and the runner block. An air slider or the like having a low frictional resistance is suitable.

中間フレーム２０には、上部フレーム３０を中間フレーム２０に対して装置奥行方向に駆動する上部フレーム駆動機構１００が設けられている。図２に示されるように、上部フレーム駆動機構１００は、ＡＣサーボモータ１１０、送りねじ１２２、及び送りナット１２４を備えている。上部フレーム駆動機構１００は、ＡＣサーボモータ１１０を回転駆動することによって、上部フレーム３０に固定された送りナット１２４を装置奥行方向に移動させることができる。   The intermediate frame 20 is provided with an upper frame drive mechanism 100 that drives the upper frame 30 with respect to the intermediate frame 20 in the apparatus depth direction. As shown in FIG. 2, the upper frame drive mechanism 100 includes an AC servo motor 110, a feed screw 122, and a feed nut 124. The upper frame drive mechanism 100 can move the feed nut 124 fixed to the upper frame 30 in the depth direction of the apparatus by rotationally driving the AC servo motor 110.

図１及び図２に示されるように、送りねじ１２２は装置奥行方向に延びている。送りねじ１２２は、その両端付近において、中間フレーム２０に固定された一対の軸受１３２、１３４によって回転可能に支持されている。送りねじ１２２の一端（図１、２における右側の一端）は、カップリング１４０を介してＡＣサーボモータ１１０の駆動軸１１２（図２）と連結されており、ＡＣサーボモータ１１０を駆動することによって、送りねじ１２２を回転させることができるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the lead screw 122 extends in the depth direction of the apparatus. The feed screw 122 is rotatably supported by a pair of bearings 132 and 134 fixed to the intermediate frame 20 in the vicinity of both ends thereof. One end of the feed screw 122 (the right end in FIGS. 1 and 2) is connected to the drive shaft 112 (FIG. 2) of the AC servo motor 110 via the coupling 140, and drives the AC servo motor 110. The feed screw 122 can be rotated.

前述のように、第２リニアガイド機構５０によって送りナット１２４が固定された上部フレーム３０の移動可能な方向は装置奥行方向に限定されている。このため、ＡＣサーボモータ１１０によって送りねじ１２２を回転駆動すると、送りナット１２４及び上部フレーム３０は装置奥行方向に移動する。   As described above, the movable direction of the upper frame 30 to which the feed nut 124 is fixed by the second linear guide mechanism 50 is limited to the apparatus depth direction. For this reason, when the feed screw 122 is rotationally driven by the AC servo motor 110, the feed nut 124 and the upper frame 30 move in the depth direction of the apparatus.

本実施形態に係る除振装置１には、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の移動速度を計測するための速度センサ７０が設けられている。速度センサ７０は、図１及び図２に示されるように、シリンダ部７１及びシリンダ部７１の内周面に沿って軸方向に往復移動可能なシャフト部７２を備えており、シリンダ部７１に対するシャフト部７２の相対速度を計測する。   The vibration isolator 1 according to the present embodiment is provided with a speed sensor 70 for measuring the moving speed of the intermediate frame 20 with respect to the base frame 10. As shown in FIGS. 1 and 2, the speed sensor 70 includes a cylinder portion 71 and a shaft portion 72 that can reciprocate in the axial direction along the inner peripheral surface of the cylinder portion 71. The relative speed of the unit 72 is measured.

速度センサ７０のシリンダ部７１は、シリンダ固定部材１２を介してベースフレーム１０に固定されている。また、シャフト部７２の一端７２ａは、中間フレーム２０の側面２３に固定されたステー２４に固定されている。シリンダ部７１及びシャフト部７２は、シャフト部７２の移動方向が装置奥行方向となるように、夫々ベースフレーム１０及び中間フレーム２０に固定されている。従って、速度センサ７０によって、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の相対速度が検出される。すなわち、ベースフレーム１０は中間フレーム２０の速度の計測基準となる。   The cylinder portion 71 of the speed sensor 70 is fixed to the base frame 10 via the cylinder fixing member 12. One end 72 a of the shaft portion 72 is fixed to the stay 24 fixed to the side surface 23 of the intermediate frame 20. The cylinder part 71 and the shaft part 72 are fixed to the base frame 10 and the intermediate frame 20, respectively, so that the moving direction of the shaft part 72 is the apparatus depth direction. Therefore, the speed sensor 70 detects the relative speed of the intermediate frame 20 with respect to the base frame 10. That is, the base frame 10 serves as a measurement standard for the speed of the intermediate frame 20.

次に、速度センサ７０の構造の詳細を説明する。図３は、本実施形態において使用される速度センサ７０の概略断面図である。速度センサ７０は、コイルと磁石から構成された、いわゆる動電型の速度センサの一種である。   Next, the details of the structure of the speed sensor 70 will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the speed sensor 70 used in the present embodiment. The speed sensor 70 is a kind of so-called electrokinetic speed sensor composed of a coil and a magnet.

図３に示されるように、速度センサ７０のシャフト部７２には、その中途に円柱形状の磁石７３が固定されている。磁石７３は、その軸方向の一端（図３における左端）がＮ極７３ａに、他端（図３における右端）がＳ極７３ｂになっている。   As shown in FIG. 3, a cylindrical magnet 73 is fixed to the shaft portion 72 of the speed sensor 70 in the middle thereof. One end of the magnet 73 in the axial direction (left end in FIG. 3) is an N pole 73a, and the other end (right end in FIG. 3) is an S pole 73b.

速度センサ７０のシリンダ部７１の内周面７１ａにはコイル７４が形成されており、磁石７３はコイル７４の内部をシャフト部７２の長さ方向（図３における左右方向）に移動可能となっている。磁石７３がコイル７４の内部で移動すると、コイル７４に誘導起電力が発生する。この誘導起電力の大きさ（電圧）は、磁石７３の移動速度に比例するため、コイル７４の両端間の電位差から、磁石７３の移動速度すなわちシリンダ部７１に対するシャフト部７２の移動速度を検出することができる。   A coil 74 is formed on the inner peripheral surface 71 a of the cylinder portion 71 of the speed sensor 70, and the magnet 73 can move in the length direction of the shaft portion 72 (left and right direction in FIG. 3) inside the coil 74. Yes. When the magnet 73 moves inside the coil 74, an induced electromotive force is generated in the coil 74. Since the magnitude (voltage) of the induced electromotive force is proportional to the moving speed of the magnet 73, the moving speed of the magnet 73, that is, the moving speed of the shaft portion 72 relative to the cylinder portion 71 is detected from the potential difference between both ends of the coil 74. be able to.

図３に示されるように、速度センサ７０においては、磁石７３の全体、すなわちＮ極７３ａとＳ極７３ｂの双方がシリンダ部７１に収容されるようになっている。また、コイル７４は、シリンダ部７１の一端側（図３において左側）に配置された第１コイル部７４ａと、他端側に配置された第２コイル部７４ｂとが直列に接続されたものである。磁石７３を移動させると、Ｎ極７３ａに近接する第１コイル部７４ａと、Ｓ極７３ｂに近接する第２コイル部７４ｂの双方に誘導起電力が発生する。第１コイル部７４ａと第２コイル部７４ｂは、磁石７３が移動したときに回路にそれぞれ同符号の誘導起電力を与えるように直列に接続されている。そのため、速度センサ７０の出力電圧の大きさは両コイル部に発生する誘導起電力の大きさを加算したものになる。そのため、速度センサ７０が発生する単位速度あたりの誘導起電力は大きく、高い精度でシャフト部７２の移動速度を検出可能となっている。   As shown in FIG. 3, in the speed sensor 70, the entire magnet 73, that is, both the N pole 73 a and the S pole 73 b are accommodated in the cylinder portion 71. The coil 74 is formed by connecting a first coil portion 74a disposed on one end side (left side in FIG. 3) of the cylinder portion 71 and a second coil portion 74b disposed on the other end side in series. is there. When the magnet 73 is moved, an induced electromotive force is generated in both the first coil part 74a close to the N pole 73a and the second coil part 74b close to the S pole 73b. The first coil portion 74a and the second coil portion 74b are connected in series so as to give induced electromotive force of the same sign to the circuit when the magnet 73 moves. Therefore, the magnitude of the output voltage of the speed sensor 70 is obtained by adding the magnitude of the induced electromotive force generated in both coil portions. Therefore, the induced electromotive force per unit speed generated by the speed sensor 70 is large, and the moving speed of the shaft portion 72 can be detected with high accuracy.

また、シリンダ部７１の長さは、磁石７３の長さの１．２〜１．８倍に、好ましくは磁石７３の長さの１．４〜１．６倍に調整される。また、第１コイル部７４ａと第２コイル部７４ｂは略同じ長さを有している。本実施形態では、各コイル部の長さは、シリンダ部７１の長さの半分よりも少し短い長さとなっている。シリンダ部７１及び磁石７３の長さを上記範囲に設定することにより、磁石７３のＮ極７３ａ及びＳ極７３ｂが、夫々第１コイル部７４ａ及び第２コイル部７４ｂ内に収容された状態を維持しながら磁石７３が長いストロークで移動可能となる。すなわち、シリンダ部７１と磁石７３の長さの比率を上記範囲に設定することにより、シリンダ部７１の長さに対して、速度検出が可能な磁石７３の可動範囲が広くなり、コンパクトな速度センサ７０が実現する。本実施形態の速度センサ７０の一例においては、磁石７３の長さが約３５ｃｍ、シリンダ部７１の長さが約５０ｃｍであり、シャフト部７２が１０ｃｍ程度の振幅で振動しても、その速度を正確に検出できるようになっている。   Further, the length of the cylinder portion 71 is adjusted to 1.2 to 1.8 times the length of the magnet 73, preferably 1.4 to 1.6 times the length of the magnet 73. The first coil portion 74a and the second coil portion 74b have substantially the same length. In the present embodiment, the length of each coil portion is slightly shorter than half the length of the cylinder portion 71. By setting the length of the cylinder portion 71 and the magnet 73 within the above range, the N pole 73a and the S pole 73b of the magnet 73 are maintained in the first coil portion 74a and the second coil portion 74b, respectively. However, the magnet 73 can move with a long stroke. That is, by setting the ratio of the length of the cylinder portion 71 and the magnet 73 within the above range, the movable range of the magnet 73 capable of detecting the speed with respect to the length of the cylinder portion 71 is widened, and a compact speed sensor is provided. 70 is realized. In an example of the speed sensor 70 of the present embodiment, the length of the magnet 73 is about 35 cm, the length of the cylinder portion 71 is about 50 cm, and even if the shaft portion 72 vibrates with an amplitude of about 10 cm, the speed is adjusted. It can be detected accurately.

また、図３に示されるように、コイル７４の内周は磁性をもたない絶縁体７５により覆われており、コイル７４と磁石７３とが直接接触しないようになっている。また、絶縁体７５において、磁石７３が挿通される空洞部の壁面７５ａは、磁石７３の外周面と略同径の円筒面となっている。このため、磁石７３は絶縁体７５の壁面７５ａにガイドされて、その移動方向は一方向（図における左右方向）のみに規制される。   Further, as shown in FIG. 3, the inner periphery of the coil 74 is covered with an insulator 75 having no magnetism, so that the coil 74 and the magnet 73 are not in direct contact with each other. In addition, in the insulator 75, the wall surface 75 a of the hollow portion through which the magnet 73 is inserted is a cylindrical surface having substantially the same diameter as the outer peripheral surface of the magnet 73. For this reason, the magnet 73 is guided by the wall surface 75a of the insulator 75, and its moving direction is restricted to only one direction (the left-right direction in the figure).

本実施形態においては、除振装置１の制御部２００（後述）が、速度センサ７０によって検出された中間フレーム２０の速度に基づいて上部フレーム駆動機構１００のＡＣサーボモータ１１０を制御するよう構成されている。次に、制御部２００の構成について説明する。   In the present embodiment, the control unit 200 (described later) of the vibration isolation device 1 is configured to control the AC servo motor 110 of the upper frame drive mechanism 100 based on the speed of the intermediate frame 20 detected by the speed sensor 70. ing. Next, the configuration of the control unit 200 will be described.

図４は、本実施形態に係る除振装置１の制御システムの概略ブロック図である。図４に示されるように、速度センサ７０、ＡＣサーボモータ１１０、及び制御部２００から構成される。また、制御部２００は、コントローラ２２０、Ａ／Ｄコンバータ２４０、及びサーボアンプ２６０を備えている。   FIG. 4 is a schematic block diagram of a control system of the vibration isolation device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, it includes a speed sensor 70, an AC servo motor 110, and a control unit 200. The control unit 200 includes a controller 220, an A / D converter 240, and a servo amplifier 260.

サーボアンプ２６０は、ＡＣサーボモータ１１０に３相の交流電流を供給することによって、ＡＣサーボモータ１１０の駆動軸１１２（図２）を任意の回転数で正逆両方向に回転させるものである。駆動軸１１２の回転数は、交流電流の周波数を変化させることによって制御される。また、図４に示されるように、ＡＣサーボモータ１１０には、駆動軸１１２の回転数を検出するためのエンコーダ１１４が内蔵されている。エンコーダ１１４による回転数の検出結果は、サーボアンプ２６０に送られる。サーボアンプ２６０は、この検出結果に基づいてＡＣサーボモータ１１０に送る交流電流の周波数を調整し、コントローラ２２０に指令された回転数で駆動軸１１２が回転するようＡＣサーボモータ１１０を制御する（フィードバック制御）。   The servo amplifier 260 rotates the drive shaft 112 (FIG. 2) of the AC servo motor 110 in both forward and reverse directions at an arbitrary rotational speed by supplying a three-phase alternating current to the AC servo motor 110. The rotational speed of the drive shaft 112 is controlled by changing the frequency of the alternating current. As shown in FIG. 4, the AC servo motor 110 includes an encoder 114 for detecting the rotational speed of the drive shaft 112. The detection result of the rotation speed by the encoder 114 is sent to the servo amplifier 260. The servo amplifier 260 adjusts the frequency of the alternating current to be sent to the AC servo motor 110 based on the detection result, and controls the AC servo motor 110 so that the drive shaft 112 rotates at the rotational speed commanded to the controller 220 (feedback). control).

Ａ／Ｄコンバータ２４０は、速度センサ７０に接続されており、速度センサ７０が検出した中間フレーム２０の速度検出値をＡ／Ｄ変換してコントローラ２２０に送る。コントローラ２２０は、Ａ／Ｄコンバータ２４０から得た速度検出値に基づいて回転数制御命令を作成し、これをサーボアンプ２６０に送る。なお、Ａ／Ｄコンバータ２４０による速度信号のサンプリング及びコントローラ２２０による回転数制御命令は、好ましくは１ｋＨｚ以上（より好ましくは２ＫＨｚ以上）の高い繰り返しレートで行われる。   The A / D converter 240 is connected to the speed sensor 70, performs A / D conversion on the speed detection value of the intermediate frame 20 detected by the speed sensor 70, and sends it to the controller 220. The controller 220 creates a rotation speed control command based on the speed detection value obtained from the A / D converter 240 and sends it to the servo amplifier 260. The speed signal sampling by the A / D converter 240 and the rotation speed control command by the controller 220 are preferably performed at a high repetition rate of 1 kHz or higher (more preferably 2 KHz or higher).

コントローラ２２０は、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０（図１）の速度と逆向きの同じ大きさの速度で、上部フレーム３０（図１）が中間フレーム２０に対して移動するように、サーボアンプ２６０に回転数制御命令を与える。具体的には、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の移動速度Ｖ［ｍ／ｓ］及び送りねじ１２２（図１）のリードＬ［ｍ］から、サーボアンプ２６０に送る回転数をＲ［ｒｐｍ］は以下の数１によって求められる。   The controller 220 controls the servo amplifier 260 so that the upper frame 30 (FIG. 1) moves relative to the intermediate frame 20 at the same speed as the speed of the intermediate frame 20 (FIG. 1) opposite to the speed of the base frame 10. Is given a rotation speed control command. Specifically, the rotational speed sent to the servo amplifier 260 from the moving speed V [m / s] of the intermediate frame 20 relative to the base frame 10 and the lead L [m] of the feed screw 122 (FIG. 1) is R [rpm] It is obtained by the following formula 1.

Figure 0005103549
Figure 0005103549

以上のようにコントローラ２２０がサーボアンプ２６０を制御しているときに、中間フレーム２０がベースフレーム１０に対して移動すると、中間フレーム２０の移動方向とは反対方向に上部フレーム３０が移動する。このため、中間フレーム２０が振動しても、その振動と逆位相の振動が上部フレーム３０に加えられ、結果として上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して殆ど振動しない状態となる。このように、本実施形態に係る除振装置１は、中間フレーム２０の装置奥行方向の振動が上部フレーム３０に伝達されないようにすることが可能である。   As described above, when the controller 220 controls the servo amplifier 260, if the intermediate frame 20 moves relative to the base frame 10, the upper frame 30 moves in the direction opposite to the moving direction of the intermediate frame 20. For this reason, even if the intermediate frame 20 vibrates, a vibration having a phase opposite to that of the vibration is applied to the upper frame 30, and as a result, the upper frame 30 hardly vibrates with respect to the base frame 10. As described above, the vibration isolation device 1 according to the present embodiment can prevent the vibration in the device depth direction of the intermediate frame 20 from being transmitted to the upper frame 30.

本実施形態に係る除振装置１においては、速度センサ７０が計測した速度から演算される回転数によりＡＣサーボモータ１１０の駆動軸１１２が回転するように制御されている。この制御は、速度センサ７０の代わりに変位センサや加速度センサによって計測した計測値に基づいてＡＣサーボモータ１１０の制御を行う場合、或いは、ＡＣサーボモータ１１０の回転軸の角度や角加速度を制御する場合よりも、応答遅れなく（０．５ｍｓ以内）正確に上部フレーム３０を移動させることができる。よって、特に中間フレーム２０が数Ｈｚ以下の周波数で振動している場合には、上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して実質的に振動しない状態となる。また、ばねとダンパから構成される緩和機構８０によって中間フレーム２０の高周波の振動は抑えられるため、低周波から高周波まで幅広い成分から構成されるランダム波形で中間フレーム２０が加振されても、上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して殆ど静止した状態を保つ。   In the vibration isolation device 1 according to the present embodiment, the drive shaft 112 of the AC servo motor 110 is controlled to rotate at the rotation speed calculated from the speed measured by the speed sensor 70. This control is performed when the AC servomotor 110 is controlled based on the measurement value measured by the displacement sensor or the acceleration sensor instead of the speed sensor 70, or the angle or angular acceleration of the rotation axis of the AC servomotor 110 is controlled. The upper frame 30 can be moved more accurately without delay in response (within 0.5 ms). Therefore, especially when the intermediate frame 20 vibrates at a frequency of several Hz or less, the upper frame 30 does not substantially vibrate with respect to the base frame 10. Further, since the high-frequency vibration of the intermediate frame 20 is suppressed by the relaxation mechanism 80 including the spring and the damper, even if the intermediate frame 20 is vibrated with a random waveform including a wide range of components from low frequency to high frequency, The frame 30 remains almost stationary with respect to the base frame 10.

また、本実施形態に係る除振装置１は、前述のようにストローク長の長い速度センサ７０を用いて中間フレーム２０の速度を検出しているため、中間フレーム２０が大振幅で振動しても、上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して静止した状態を保つ。   Further, since the vibration isolator 1 according to the present embodiment detects the speed of the intermediate frame 20 using the speed sensor 70 having a long stroke length as described above, even if the intermediate frame 20 vibrates with a large amplitude. The upper frame 30 remains stationary with respect to the base frame 10.

本実施形態に係る除振装置１は、中間フレーム２０のベースフレーム１０に対する装置奥行方向の振動が上部フレーム３０に伝わらないようにするものである。しかしながら、本発明の別の実施形態においては、例えば中間フレーム２０を３軸方向に移動可能にして、各軸方向に対応する速度センサと上部フレーム駆動機構を設けることで、３軸の除振が実現する。すなわち、除振装置が、中間フレーム２０の移動速度の装置奥行方向、幅方向及び上下方向成分の夫々を計測する速度センサと、上部フレーム３０を装置奥行方向、幅方向及び上下方向夫々に移動させる駆動手段を備える構成とすることにより、中間フレーム２０がベースフレーム１０に対して任意の方向に振動したとしても、その振動が上部フレーム３０に伝わらないようにすることができる。   The vibration isolator 1 according to the present embodiment prevents the vibration in the depth direction of the intermediate frame 20 relative to the base frame 10 from being transmitted to the upper frame 30. However, in another embodiment of the present invention, for example, the intermediate frame 20 can be moved in three axial directions, and a speed sensor and an upper frame drive mechanism corresponding to each axial direction are provided, so that vibrations in three axes can be prevented. Realize. That is, the vibration isolation device moves the upper frame 30 in the apparatus depth direction, the width direction, and the up-down direction, respectively, and the speed sensor that measures each of the apparatus depth direction, the width direction, and the up-down direction component of the moving speed of the intermediate frame 20. With the configuration including the driving means, even if the intermediate frame 20 vibrates in any direction with respect to the base frame 10, the vibration can be prevented from being transmitted to the upper frame 30.

このように、本実施形態に係る除振装置１は、上部フレーム３０の振動を抑えるものである。このような除振装置は、半導体の製造装置等の精密加工装置や、オプティカルベンチ等の振動を防止するために利用することができる。また、本実施形態に係る除振装置は、基礎から建築物に振動が伝わらないようにする免震装置としても使用される。   As described above, the vibration isolation device 1 according to the present embodiment suppresses the vibration of the upper frame 30. Such a vibration isolation device can be used to prevent vibrations of precision processing devices such as semiconductor manufacturing devices and optical benches. The vibration isolator according to the present embodiment is also used as a seismic isolation device that prevents vibration from being transmitted from the foundation to the building.

なお、本実施形態に係る除振装置１の速度センサ７０は、電磁誘導によって計測対象である中間フレーム２０の速度を計測する動電型速度センサである。しかしながら、本発明の実施形態に適用可能なセンサは上記構成のものに限定されない。例えば、上記実施形態の速度センサは可動磁石７３が計測基準（ベースフレーム１０）に固定されるタイプのものであるが、可動磁石（または可動コイル）が固定されずに慣性力により自由に移動するタイプの周知の速度ピックアップを使用することができる。この場合、第１リニアガイド機構４０及び緩和機構８０を設けずに、ベースフレーム１０と中間フレーム２０を一体化させることもできる。但し、緩和機構８０を省く場合には、振動の高周波成分が取り除かれるように上部フレーム駆動機構１００を制御する必要があるため、Ａ／Ｄコンバータ２４０による速度信号のサンプリング及びコントローラ２２０による回転数制御命令の繰り返しレートを、除振が必要な振動の最大周波数（好ましくは最大周波数の２倍）よりも高く設定する必要がある。あるいは、上部フレーム３０の上に第１リニアガイド機構４０及び緩和機構８０を介して第３のフレームを設けて、上部フレーム駆動機構１００によっては除去できない高周波数成分を緩和機構８０により除去するようにしてもよい。   The speed sensor 70 of the vibration isolation device 1 according to the present embodiment is an electrodynamic speed sensor that measures the speed of the intermediate frame 20 that is a measurement target by electromagnetic induction. However, the sensor applicable to the embodiment of the present invention is not limited to the above configuration. For example, the speed sensor of the above embodiment is a type in which the movable magnet 73 is fixed to the measurement reference (base frame 10), but the movable magnet (or the movable coil) is not fixed and moves freely by inertial force. A known speed pickup of the type can be used. In this case, the base frame 10 and the intermediate frame 20 can be integrated without providing the first linear guide mechanism 40 and the relaxation mechanism 80. However, when the mitigation mechanism 80 is omitted, it is necessary to control the upper frame drive mechanism 100 so that the high-frequency component of vibration is removed. Therefore, the sampling of the speed signal by the A / D converter 240 and the rotation speed control by the controller 220 are performed. It is necessary to set the command repetition rate higher than the maximum frequency (preferably twice the maximum frequency) of the vibration that requires vibration isolation. Alternatively, a third frame is provided on the upper frame 30 via the first linear guide mechanism 40 and the relaxation mechanism 80, and high frequency components that cannot be removed by the upper frame drive mechanism 100 are removed by the relaxation mechanism 80. May be.

また、速度センサ７０の代わりに、計測対象に音波や光を当てて、計測対象にて反射した超音波や光の周波数を計測し、この計測結果からドップラー効果に基づいて計測対象の速度を検出する速度センサを使用してもよい。   Further, instead of the speed sensor 70, the sound wave or light is applied to the measurement object, the frequency of the ultrasonic wave or light reflected from the measurement object is measured, and the speed of the measurement object is detected from the measurement result based on the Doppler effect. A speed sensor may be used.

本発明の実施形態においては、高い除振性能を実現するために、正確な速度信号を連続的かつリアルタイムに（タイムラグ無く）取得して、取得した速度信号を高速に処理し、速やかに上部フレーム駆動機構の駆動信号を出力することが重要である。そのため、速度センサは、速度信号をリアルタイムに（すなわち低遅延で）出力することが求められる。また速度センサは、コントローラ２２０において複雑な信号変換や補正処理が不要な、リニアリティの高い速度信号を出力することが求められる。動電型速度センサは、本願発明の実施形態において要求されるこのような性能を極めて高い水準で満足する最適な速度センサの一つである。   In an embodiment of the present invention, in order to achieve high vibration isolation performance, an accurate speed signal is acquired continuously and in real time (with no time lag), the acquired speed signal is processed at high speed, and the upper frame is quickly It is important to output a drive signal of the drive mechanism. Therefore, the speed sensor is required to output a speed signal in real time (that is, with a low delay). The speed sensor is required to output a speed signal with high linearity that does not require complicated signal conversion and correction processing in the controller 220. The electrodynamic speed sensor is one of the optimum speed sensors that satisfies such performance required in the embodiments of the present invention at an extremely high level.

（第２実施形態）
以上に説明した第１実施形態は、送りねじ機構をサーボモータにより駆動する構成の直動アクチュエータを採用したものであるが、本発明の実施形態に適用されるアクチュエータはこの構成に限定されない。次に説明する本発明の第２実施形態は、アクチュエータとしてボイスコイルモータを採用した動電型除振装置の一例である。以下の説明においては、第１実施形態と共通する構成要素については、同一の符号を使用する。(Second Embodiment)
Although the first embodiment described above employs a linear motion actuator configured to drive the feed screw mechanism by a servo motor, the actuator applied to the embodiment of the present invention is not limited to this configuration. A second embodiment of the present invention to be described next is an example of an electrodynamic vibration isolator that employs a voice coil motor as an actuator. In the following description, the same code | symbol is used about the component which is common in 1st Embodiment.

図５及び図６は、それぞれ本発明の第２実施形態に係る除振装置２の概略側面図及び概略上面図である。なお、以下に説明する上部フレーム駆動機構３００及び制御部４００を除く第２実施形態の構成（具体的にはベースフレーム１０、中間フレーム２０、第１リニアガイド機構４０、第２リニアガイド機構５０、速度センサ７０、及び緩和機構８０）は、第１実施形態のものと共通するため、詳しい説明は省略する。また、第１実施形態と共通する構成要素には、同一の符号を使用する。   5 and 6 are a schematic side view and a schematic top view of the vibration isolation device 2 according to the second embodiment of the present invention, respectively. The configuration of the second embodiment excluding the upper frame driving mechanism 300 and the control unit 400 described below (specifically, the base frame 10, the intermediate frame 20, the first linear guide mechanism 40, the second linear guide mechanism 50, Since the speed sensor 70 and the relaxation mechanism 80) are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. Moreover, the same code | symbol is used for the component which is common in 1st Embodiment.

図６に示されるように、中間フレーム２０には、上部フレーム３０を中間フレーム２０に対して装置奥行方向に移動させる上部フレーム駆動機構３００が設けられている。本実施形態に係る上部フレーム駆動機構３００は、ボイスコイルモータによってロッド３０２を駆動する、いわゆる動電型アクチュエータである。   As shown in FIG. 6, the intermediate frame 20 is provided with an upper frame drive mechanism 300 that moves the upper frame 30 relative to the intermediate frame 20 in the apparatus depth direction. The upper frame drive mechanism 300 according to this embodiment is a so-called electrodynamic actuator that drives the rod 302 by a voice coil motor.

次に、上部フレーム駆動機構３００の詳細を説明する。上部フレーム駆動機構３００は、ボディ３２０と、ボディ３２０に対して装置奥行方向に進退するよう駆動されるロッド３０２と、ボディ３２０を中間フレーム２０の上面２２に固定する固定ブロック３１０を備えている。固定ブロック３１０は図示されないボルトにより中間フレーム２０に固定されている。   Next, details of the upper frame driving mechanism 300 will be described. The upper frame drive mechanism 300 includes a body 320, a rod 302 that is driven to advance and retreat in the apparatus depth direction with respect to the body 320, and a fixing block 310 that fixes the body 320 to the upper surface 22 of the intermediate frame 20. The fixed block 310 is fixed to the intermediate frame 20 with a bolt (not shown).

図６に示されるように、ボディ３２０の装置幅方向両端には、上下方向に伸びる溝３２２ａが形成されている。この溝３２２ａの底面は、装置幅方向と直交する平面上に形成されている。また、固定ブロック３１０には、幅及び高さが溝３２２ａの幅及び最大高さに夫々略等しい突出部３１２が形成されている。突出部３１２の頂面（装置幅方向に突出する突出部３１２の先端側の面）も装置幅方向と直交している。そのため、突出部３１２は溝３２２ａにほとんど隙間無く嵌まり、溝３２２ａの底面と突出部３１２の頂面とが当接するようになっている。このように突出部３１２が溝３２２ａに嵌まり込んだ状態で固定用ボルトＢにより上部フレーム駆動機構３００を固定ブロック３１０に固定すると、溝３２２ａと突出部３１２とが係合する。更にボルトＢを締めつけることによって、広い面積を有する突出部３１２の頂面が略全面に亙って溝３２２ａの底面を付勢するようになっている。そのため、集中荷重によって溝３２２ａや固定ブロック３１０が大きく変形することはない。この結果、上部フレーム駆動機構３００は固定ブロック３１０を介して中間フレーム２０に強固に固定される。   As shown in FIG. 6, grooves 322 a extending in the vertical direction are formed at both ends of the body 320 in the apparatus width direction. The bottom surface of the groove 322a is formed on a plane orthogonal to the apparatus width direction. Further, the fixed block 310 is formed with protruding portions 312 whose width and height are substantially equal to the width and maximum height of the groove 322a, respectively. The top surface of the protruding portion 312 (the surface on the tip side of the protruding portion 312 protruding in the device width direction) is also orthogonal to the device width direction. Therefore, the protruding portion 312 is fitted in the groove 322a with almost no gap, and the bottom surface of the groove 322a and the top surface of the protruding portion 312 are in contact with each other. When the upper frame driving mechanism 300 is fixed to the fixed block 310 by the fixing bolt B in a state where the protruding portion 312 is fitted in the groove 322a in this manner, the groove 322a and the protruding portion 312 are engaged. Further, by tightening the bolt B, the top surface of the projecting portion 312 having a large area urges the bottom surface of the groove 322a over substantially the entire surface. Therefore, the groove 322a and the fixed block 310 are not greatly deformed by the concentrated load. As a result, the upper frame driving mechanism 300 is firmly fixed to the intermediate frame 20 via the fixing block 310.

次に、上部フレーム駆動機構３００の構造について説明する。   Next, the structure of the upper frame drive mechanism 300 will be described.

図７は、上部フレーム駆動機構３００の上断面図である。上部フレーム駆動機構３００は、筒状体３２２を有するボディ３２０と、このボディ３２０の筒内に収められた可動部３３０を備えている。可動部３３０は、円錐台形状の可動フレーム３３４と、可動フレーム３３４の上部フレーム３０側の端部に固定されている天板３３２とを有している。可動フレーム３３４は、ボディ３２０の筒内に同軸に配置され、ボディ３２０に対して装置奥行方向に可動となっている。   FIG. 7 is a top sectional view of the upper frame driving mechanism 300. The upper frame driving mechanism 300 includes a body 320 having a cylindrical body 322 and a movable portion 330 housed in the cylinder of the body 320. The movable portion 330 has a truncated conical movable frame 334 and a top plate 332 fixed to the end of the movable frame 334 on the upper frame 30 side. The movable frame 334 is coaxially arranged in the cylinder of the body 320 and is movable with respect to the body 320 in the apparatus depth direction.

可動フレーム３３４の、天板３３２とは反対側の端部には、可動コイル保持部材３３６を介して可動コイル３３８が取り付けられている。可動コイル３３８は、可動フレーム３３４と略同軸に配置されている。   A movable coil 338 is attached to the end of the movable frame 334 opposite to the top plate 332 via a movable coil holding member 336. The movable coil 338 is disposed substantially coaxially with the movable frame 334.

また、ボディ３２０の筒状体３２２の内部には、筒状体３２２と同軸に形成された円筒形状の内側磁極３２５が固定されている。内側磁極３２５の外径は、可動コイル３３８の内径よりも小さくなっており、可動コイル３３８は内側磁極３２５の外周面と筒状体３２２の内周面との間に配置される。   A cylindrical inner magnetic pole 325 formed coaxially with the cylindrical body 322 is fixed inside the cylindrical body 322 of the body 320. The outer diameter of the inner magnetic pole 325 is smaller than the inner diameter of the movable coil 338, and the movable coil 338 is disposed between the outer peripheral surface of the inner magnetic pole 325 and the inner peripheral surface of the cylindrical body 322.

筒状体３２２の内周面には、筒状体３２２の半径方向外側に向かって凹んだ凹部３２２ｂが複数設けられている。各凹部３２２ｂの内部には、筒状体３２２の半径方向を軸にして導線を巻き回して形成した固定コイル３２８が取り付けられている。ここで、筒状体３２２及び内側磁極３２５は共に強磁性体又はフェリ磁性体から形成されており、固定コイル３２８に直流電流を流すと、筒状体３２２の半径方向、すなわち可動コイル３３８の半径方向に磁界が発生するようになっている。   On the inner peripheral surface of the cylindrical body 322, a plurality of recesses 322b that are recessed outward in the radial direction of the cylindrical body 322 are provided. A fixed coil 328 formed by winding a conducting wire around the radial direction of the cylindrical body 322 is attached to the inside of each recess 322b. Here, the cylindrical body 322 and the inner magnetic pole 325 are both formed of a ferromagnetic body or a ferrimagnetic body. When a direct current is passed through the fixed coil 328, the radial direction of the cylindrical body 322, that is, the radius of the movable coil 338 is increased. A magnetic field is generated in the direction.

この状態で可動コイル３３８に電流を流すと、可動コイル３３８の軸方向、すなわち装置奥行方向にローレンツ力が発生し、可動部３３０を装置奥行方向（図７における左右方向）に駆動することができる。   When a current is passed through the movable coil 338 in this state, a Lorentz force is generated in the axial direction of the movable coil 338, that is, in the apparatus depth direction, and the movable portion 330 can be driven in the apparatus depth direction (left and right direction in FIG. 7). .

また、内側磁極３２５の中には空気ばね３２４が設けられている。空気ばね３２４の一端（図７において右側）はボディ３２０に固定されている。また、空気ばね３２４の他端（図７において左側）からロッド３０２に向かって装置奥行方向に伸びる連結バー３３４ａを介して、空気ばね３２４と可動フレーム３３４とが連結されている。可動コイル３３８に電流が流れていないときは、空気ばね３２４が可動フレーム３３４に加える装置奥行方向の荷重（引張又は圧縮荷重）によって、可動フレーム３３４が所定の位置で静止するようになっている。   An air spring 324 is provided in the inner magnetic pole 325. One end (the right side in FIG. 7) of the air spring 324 is fixed to the body 320. In addition, the air spring 324 and the movable frame 334 are connected via a connecting bar 334a extending in the depth direction of the device from the other end (left side in FIG. 7) of the air spring 324 toward the rod 302. When no current flows through the movable coil 338, the movable frame 334 is stopped at a predetermined position by a load (tensile or compressive load) in the apparatus depth direction applied to the movable frame 334 by the air spring 324.

図７に示されるように、連結バー３３４ａは可動フレーム３３４の中を通って天板３３２付近に達しており、可動フレーム３３４の半径方向に伸びる複数本のはり３３４ｂを介して、可動フレーム３３４の内周面と連結バー３３４ａとが連結している。   As shown in FIG. 7, the connecting bar 334 a passes through the movable frame 334 and reaches the vicinity of the top plate 332, and the plurality of beams 334 b extending in the radial direction of the movable frame 334 are used to connect the movable frame 334. The inner peripheral surface and the connecting bar 334a are connected.

また、内側磁極３２５の内部空間には、連結バー３３４ａを装置奥行方向のみに移動可能に支持する軸受３２６が固定されている。   A bearing 326 that supports the coupling bar 334a so as to be movable only in the depth direction of the apparatus is fixed in the inner space of the inner magnetic pole 325.

本実施形態に係る除振装置２にも、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の移動速度を計測するための速度センサ７０が設けられている。除振装置２の制御部４００（後述）は、速度センサ７０によって検出された中間フレーム２０の速度に基づいて上部フレーム駆動機構３００を制御するよう構成されている。   The vibration isolator 2 according to the present embodiment is also provided with a speed sensor 70 for measuring the moving speed of the intermediate frame 20 with respect to the base frame 10. The controller 400 (described later) of the vibration isolation device 2 is configured to control the upper frame driving mechanism 300 based on the speed of the intermediate frame 20 detected by the speed sensor 70.

次に、制御部４００の構成について説明する。図８は、上部フレーム駆動機構３００及び制御部４００から構成される制御システムのブロック図である。図８に示されるように、制御部４００は、アンプ４６０と差分回路４４０を備えている。また、上部フレーム駆動機構３００は、ロッド３０２（図５〜図７）の速度を検出する速度センサ３４０を備えている。速度センサ３４０は、ベースフレーム１０と中間フレーム２０の間に設けられた速度センサ７０と同型のものである。   Next, the configuration of the control unit 400 will be described. FIG. 8 is a block diagram of a control system including the upper frame driving mechanism 300 and the control unit 400. As shown in FIG. 8, the control unit 400 includes an amplifier 460 and a difference circuit 440. The upper frame drive mechanism 300 includes a speed sensor 340 that detects the speed of the rod 302 (FIGS. 5 to 7). The speed sensor 340 is of the same type as the speed sensor 70 provided between the base frame 10 and the intermediate frame 20.

アンプ４６０は、速度センサ７０が出力した中間フレーム２０の速度を示す速度信号を増幅して駆動電流とし、上部フレーム駆動機構３００の可動コイル３３８（図７）に送る。これによって、可動コイル３３８に駆動電流が流れることで、上部フレーム３０は中間フレーム２０に対して逆方向に移動する。差分回路４４０は、速度センサ７０が検出した中間フレーム２０の速度と、速度センサ３４０が検出した上部フレーム３０の速度との差分をとり、この差分に基づいてアンプ４６０の増幅率を決定し、アンプ４６０を制御する。これにより、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の速度の大きさと、中間フレーム２０に対する上部フレームの速度の大きさが等しくなるように制御される。この制御により、中間フレーム２０の移動を打ち消すように上部フレーム３０が駆動され、即ち、中間フレーム２０と逆方向に同じ速さで上部フレーム３０を移動させることができる。その結果、上部フレーム３０をベースフレーム１０に対して静止させることができる。   The amplifier 460 amplifies the speed signal indicating the speed of the intermediate frame 20 output from the speed sensor 70 to generate a drive current, and sends the drive current to the movable coil 338 (FIG. 7) of the upper frame drive mechanism 300. As a result, the drive current flows through the movable coil 338, so that the upper frame 30 moves in the opposite direction with respect to the intermediate frame 20. The difference circuit 440 takes the difference between the speed of the intermediate frame 20 detected by the speed sensor 70 and the speed of the upper frame 30 detected by the speed sensor 340, and determines the amplification factor of the amplifier 460 based on this difference. 460 is controlled. Thereby, the magnitude of the speed of the intermediate frame 20 with respect to the base frame 10 and the magnitude of the speed of the upper frame with respect to the intermediate frame 20 are controlled to be equal. By this control, the upper frame 30 is driven so as to cancel the movement of the intermediate frame 20, that is, the upper frame 30 can be moved at the same speed in the opposite direction to the intermediate frame 20. As a result, the upper frame 30 can be made stationary with respect to the base frame 10.

本実施形態に係る除振装置２においては、動電型アクチュエータが上部フレーム駆動機構３００として使用されている。動電型アクチュエータは、可動コイル３３８に入力される電流の大きさに比例した速度で上部フレーム３０を移動させる。従って、速度センサ７０が検出したアナログ出力をアンプ４６０により所定の増幅率で増幅させ、これをそのまま可動コイル３３８に入力させることにより、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の速度と、中間フレーム２０に対する上部フレームの速度が等しくなるよう制御することが可能である。本実施形態においては、制御部４００をアンプ４６０及び差分回路４４０を含むアナログ回路のみで構成することが可能であり、Ａ／Ｄコンバータやデジタルコントローラ等を必要としない。このため、中間フレーム２０の移動に対する応答遅れは短くなり、除振装置２は高い応答性をもって上部フレーム３０を移動させることができるようになっている。このため、特に中間フレーム２０が数Ｈｚ以下の周波数で振動している場合には、上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して実質的に振動しない状態となる。そして、本実施形態に係る除振装置２においては、ばね８１とダンパ８２によるサスペンション８０（図５）によって中間フレーム２０の高周波の振動は抑えられているため、低周波から高周波まで幅広い成分から構成されるランダム波形で中間フレーム２０を加振したとしても、上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して殆ど静止した状態を保つ。   In the vibration isolation device 2 according to the present embodiment, an electrodynamic actuator is used as the upper frame drive mechanism 300. The electrodynamic actuator moves the upper frame 30 at a speed proportional to the magnitude of the current input to the movable coil 338. Therefore, the analog output detected by the speed sensor 70 is amplified by the amplifier 460 with a predetermined amplification factor, and is input to the movable coil 338 as it is, so that the speed of the intermediate frame 20 relative to the base frame 10 and the upper portion relative to the intermediate frame 20 are increased. It is possible to control the frame speeds to be equal. In the present embodiment, the control unit 400 can be configured by only an analog circuit including the amplifier 460 and the difference circuit 440, and does not require an A / D converter, a digital controller, or the like. For this reason, the response delay with respect to the movement of the intermediate frame 20 is shortened, and the vibration isolator 2 can move the upper frame 30 with high responsiveness. For this reason, especially when the intermediate frame 20 vibrates at a frequency of several Hz or less, the upper frame 30 does not substantially vibrate with respect to the base frame 10. In the vibration isolation device 2 according to the present embodiment, since the high frequency vibration of the intermediate frame 20 is suppressed by the suspension 80 (FIG. 5) by the spring 81 and the damper 82, the vibration isolation device 2 includes a wide range of components from low frequency to high frequency. Even if the intermediate frame 20 is vibrated with a random waveform, the upper frame 30 remains almost stationary with respect to the base frame 10.

また、上記実施形態においては、速度センサから出力されるアナログの速度信号が一旦デジタル信号に変換され、デジタル処理が行われる。しかしながら、速度センサの出力するアナログ信号を増幅したものを駆動電流として使用してもよい。除振性能を最大限に引き出すためには、アナログ回路のみで制御部を構成した方が、遅延が少なく有利である。   In the above embodiment, the analog speed signal output from the speed sensor is once converted into a digital signal, and digital processing is performed. However, an amplified analog signal output from the speed sensor may be used as the drive current. In order to maximize the vibration isolation performance, it is advantageous to configure the control unit with only an analog circuit with less delay.

（第３実施形態）
次に、アクチュエータとして電動油圧アクチュエータを採用した第３実施形態を説明する。以下の説明においても、第１実施形態と共通する構成要素については、同一の符号を使用し、また詳しい説明は省略する。(Third embodiment)
Next, a third embodiment in which an electrohydraulic actuator is employed as the actuator will be described. Also in the following description, the same code | symbol is used about the component which is common in 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

図９及び１０は、それぞれ本発明の第３実施形態に係る除振装置３の概略側面図及び概略上面図である。なお、以下に説明する上部フレーム駆動機構５００及び制御部６００を除く第３実施形態の構成要素（具体的には、ベースフレーム１０、中間フレーム２０、第１リニアガイド機構４０、第２リニアガイド機構５０、速度センサ７０、及び緩和機構８０）は、第１及び第２実施形態のものと実質的に共通するものであるため、詳しい説明は省略する。   9 and 10 are a schematic side view and a schematic top view of the vibration isolation device 3 according to the third embodiment of the present invention, respectively. In addition, the components of the third embodiment excluding the upper frame driving mechanism 500 and the control unit 600 described below (specifically, the base frame 10, the intermediate frame 20, the first linear guide mechanism 40, the second linear guide mechanism). 50, the speed sensor 70, and the relaxation mechanism 80) are substantially the same as those in the first and second embodiments, and thus detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係る除振装置３は、上部フレーム３０を中間フレーム２０に対して装置奥行方向に移動させるための上部フレーム駆動機構５００を備えている。図９及び図１０に示されるように、上部フレーム駆動機構５００は、サーボユニットＳが差動油を油圧シリンダユニット５６０に供給することにより、油圧シリンダユニット５６０のシリンダロッド５６１を装置奥行方向に移動させるものである。油圧シリンダユニット５６０とサーボユニットＳは、配管５４１及び５４２を介してサーボユニットＳに接続されている。また、油圧シリンダユニット５６０は、中間フレーム２０に固定されている。図１０に示されるように、上部フレーム３０には、シリンダロッド５６１が連結されており、上部フレーム３０はシリンダロッド５６１と一体になっている。従って、シリンダロッド５６１を駆動することにより、上部フレーム３０を中間フレーム２０に対して装置奥行方向に移動させることができる。   The vibration isolator 3 according to the present embodiment includes an upper frame drive mechanism 500 for moving the upper frame 30 in the apparatus depth direction with respect to the intermediate frame 20. As shown in FIGS. 9 and 10, the upper frame drive mechanism 500 moves the cylinder rod 561 of the hydraulic cylinder unit 560 in the apparatus depth direction when the servo unit S supplies the differential oil to the hydraulic cylinder unit 560. It is something to be made. The hydraulic cylinder unit 560 and the servo unit S are connected to the servo unit S via pipes 541 and 542. The hydraulic cylinder unit 560 is fixed to the intermediate frame 20. As shown in FIG. 10, a cylinder rod 561 is connected to the upper frame 30, and the upper frame 30 is integrated with the cylinder rod 561. Therefore, by driving the cylinder rod 561, the upper frame 30 can be moved in the apparatus depth direction with respect to the intermediate frame 20.

次に、上部フレーム駆動機構５００の詳細を説明する。図１１は、本実施形態に係る上部フレーム駆動機構５００のブロック図である。図１１に示されるように、本実施形態に係る上部フレーム駆動機構５００のサーボユニットＳはサーボアンプ６６０、電源６８０、ポンプユニット５２０、作動油タンク５２４及びアキュムレータ５２５を備えている。   Next, details of the upper frame driving mechanism 500 will be described. FIG. 11 is a block diagram of the upper frame driving mechanism 500 according to this embodiment. As shown in FIG. 11, the servo unit S of the upper frame driving mechanism 500 according to the present embodiment includes a servo amplifier 660, a power source 680, a pump unit 520, a hydraulic oil tank 524, and an accumulator 525.

ポンプユニット５２０は、ポンプ本体５２３とサーボモータ５２１を備えている。サーボモータ５２１は、サーボアンプ６６０から出力される交流電流によって、駆動軸５２１ａを正逆両方向へ回転駆動することができる。また、サーボモータ５２１は、駆動軸５２１ａの回転数を精密に調整できるようになっている。なお、本実施形態においては、サーボモータ５２１には、高出力で高い繰り返しレートの反転駆動が可能な低慣性ＡＣサーボモータが使用される。また、サーボアンプ６６０は、電源６８０から供給される電力に基づいて、所望の位相、振幅及び周期を持つ３相交流電流を生成し、これをサーボモータ５２１に供給している。   The pump unit 520 includes a pump body 523 and a servo motor 521. The servo motor 521 can rotationally drive the drive shaft 521a in both forward and reverse directions by an alternating current output from the servo amplifier 660. The servo motor 521 can precisely adjust the rotational speed of the drive shaft 521a. In the present embodiment, the servo motor 521 is a low-inertia AC servo motor that can perform reverse driving at a high output and a high repetition rate. Further, the servo amplifier 660 generates a three-phase alternating current having a desired phase, amplitude, and period based on the power supplied from the power supply 680 and supplies this to the servo motor 521.

また、本実施形態においては、ポンプ本体５２３は、第１吸排口５２３ａから第２吸排口５２３ｂへ、或いは第２吸排口５２３ｂから第１吸排口５２３ａへ作動油を送ることが可能なピストンポンプである。そして、サーボモータ５２１によってポンプ本体５２３を駆動することにより、ポンプ本体５２３が供給する作動油の流量及び方向を変化させることができる。例えば、サーボモータ５２１を一定の周期で往復駆動させると、第１吸排口５２３ａと第２吸排口５２３ｂとの間を流れる作動油の流量及び方向は周期的に変化する。   In this embodiment, the pump body 523 is a piston pump capable of sending hydraulic oil from the first intake / exhaust port 523a to the second intake / exhaust port 523b or from the second intake / exhaust port 523b to the first intake / exhaust port 523a. is there. Then, by driving the pump body 523 by the servo motor 521, the flow rate and direction of the hydraulic oil supplied by the pump body 523 can be changed. For example, when the servo motor 521 is driven to reciprocate at a constant cycle, the flow rate and direction of the hydraulic oil flowing between the first intake / exhaust port 523a and the second intake / exhaust port 523b change periodically.

油圧シリンダユニット５６０は、ピストンロッド５６１、スリーブ５６２、及びスリーブ５６２内で移動可能なピストン５６３を有している。ピストンロッド５６１は、ピストン５６３の一面からスリーブ５６２の外部に突出している。スリーブ５６２の内部空間は、ピストン５６３によって第１圧力室５６２ａと第２圧力室５６２ｂに分けられている。第１圧力室５６２ａ及び第２圧力室５６２ｂには、作動油が封入されている。また、第１圧力室５６２ａ及び第２圧力室５６２ｂは夫々、配管５４１及び５４２を介してポンプ本体５２３の第１吸排口５２３ａ及び第２吸排口５２３ｂに接続されている。なお、配管５４１、５４２としては、上部フレーム３０（図９、図１０）を移動させる際に発生する作動油の圧力上昇（数１０ＭＰａ程度）に耐えられる高圧ホースなどが使用される。   The hydraulic cylinder unit 560 includes a piston rod 561, a sleeve 562, and a piston 563 that can move within the sleeve 562. The piston rod 561 protrudes from the one surface of the piston 563 to the outside of the sleeve 562. The internal space of the sleeve 562 is divided into a first pressure chamber 562a and a second pressure chamber 562b by a piston 563. Hydraulic fluid is sealed in the first pressure chamber 562a and the second pressure chamber 562b. The first pressure chamber 562a and the second pressure chamber 562b are connected to the first intake / exhaust port 523a and the second intake / exhaust port 523b of the pump body 523 through pipes 541 and 542, respectively. In addition, as the pipes 541 and 542, a high-pressure hose that can withstand a pressure increase (approximately several tens of MPa) of hydraulic oil generated when the upper frame 30 (FIGS. 9 and 10) is moved is used.

作動油タンク５２４は、逆止弁５４３、５４４を介して第１圧力室５６２ａ及び第２圧力室５６２ｂに接続されている。各逆止弁５４３、５４４は、それぞれ第１圧力室５６２ａ又は第２圧力室５６２ｂの内圧が作動油タンク５２４内の油圧（大気圧）よりも小さくなったときに開き、作動油タンク５２４から作動油を供給する。本実施形態においては、空の第１圧力室５６２ａ及び第２圧力室５６２ｂに作動油を充填する際に、逆止弁５４３、５４４が開いて作動油タンク５２４から各圧力室５６２ａ、５６２ｂに作動油が供給される。   The hydraulic oil tank 524 is connected to the first pressure chamber 562a and the second pressure chamber 562b via check valves 543 and 544. The check valves 543 and 544 open and operate from the hydraulic oil tank 524 when the internal pressure of the first pressure chamber 562a or the second pressure chamber 562b becomes lower than the hydraulic pressure (atmospheric pressure) in the hydraulic oil tank 524, respectively. Supply oil. In this embodiment, when the empty first pressure chamber 562a and the second pressure chamber 562b are filled with hydraulic oil, the check valves 543 and 544 are opened to operate from the hydraulic oil tank 524 to the pressure chambers 562a and 562b. Oil is supplied.

具体的には、第１圧力室５６２ａ及び第２圧力室５６２ｂには、エア抜きのための図示されないバルブが設けられている。先ず、第１圧力室５６２ａのバルブが開けられ、第２圧力室５６２ｂのバルブが閉じられ、次いで、第２吸排口５２３ｂから第１吸排口５２３ａに作動油が送られるようポンプユニット５２０が制御されると、第２圧力室５６２ｂ及び配管５４２内のエアが配管５４１を介して第１圧力室５６２ａのバルブから押し出される。そして、第２圧力室５６２ｂの圧力が大気圧未満に低下するので、逆止弁５４４が開いて作動油タンク５２４から作動油が配管５４２、５４１を介して第１圧力室５６２ａに充填される。   Specifically, the first pressure chamber 562a and the second pressure chamber 562b are provided with valves (not shown) for bleeding air. First, the valve of the first pressure chamber 562a is opened, the valve of the second pressure chamber 562b is closed, and then the pump unit 520 is controlled so that hydraulic oil is sent from the second intake / exhaust port 523b to the first intake / exhaust port 523a. Then, the air in the second pressure chamber 562b and the pipe 542 is pushed out from the valve of the first pressure chamber 562a through the pipe 541. And since the pressure of the 2nd pressure chamber 562b falls below atmospheric pressure, the non-return valve 544 opens and hydraulic fluid is filled into the 1st pressure chamber 562a from the hydraulic oil tank 524 via piping 542 and 541.

作動油が第１圧力室５６２ａに充填された後、第１圧力室５６２ａのバルブが閉じられ、第２圧力室５６２ｂのバルブが開けられ、第１吸排口５２３ａから第２吸排口５２３ｂに作動油が送られるようポンプユニット５２０が制御されると、第２圧力室５６２ｂ及び配管５４２内のエアが第２圧力室５６２ｂのバルブから押し出される。また、ピストン５６３がロッド側（図１１において左側）に移動して第１圧力室５６２ａ側に充填されている作動油が配管５４１に押し出される。ピストン５６３が上死点まで移動すると、第１圧力室５６２ａ及び配管５４１内の作動油の圧力が大気圧未満となり、逆止弁５４３が開いて作動油が作動油タンク５２４から第２圧力室５６２ｂに移動する。第２圧力室５６２ｂに作動油が充填されると、第２圧力室５６２ｂのバルブが閉じられる。以上の工程によって、第１圧力室５６２ａ、第２圧力室５６２ｂ及び配管５４１及び５４２に作動油が充填される。   After the hydraulic oil is filled in the first pressure chamber 562a, the valve of the first pressure chamber 562a is closed, the valve of the second pressure chamber 562b is opened, and the hydraulic oil is transferred from the first intake / exhaust port 523a to the second intake / exhaust port 523b. When the pump unit 520 is controlled so that the air is sent, the air in the second pressure chamber 562b and the pipe 542 is pushed out from the valve of the second pressure chamber 562b. Further, the piston 563 moves to the rod side (left side in FIG. 11) and the hydraulic oil filled in the first pressure chamber 562a side is pushed out to the pipe 541. When the piston 563 moves to the top dead center, the pressure of the hydraulic oil in the first pressure chamber 562a and the pipe 541 becomes less than atmospheric pressure, the check valve 543 is opened, and the hydraulic oil is supplied from the hydraulic oil tank 524 to the second pressure chamber 562b. Move to. When the second pressure chamber 562b is filled with hydraulic oil, the valve of the second pressure chamber 562b is closed. Through the above steps, the first pressure chamber 562a, the second pressure chamber 562b, and the pipes 541 and 542 are filled with hydraulic oil.

次に、上部フレーム駆動機構５００が、上部フレーム３０（図９、１０）を移動させるための機構について以下に説明する。上部フレームを図９及び図１０における左側へ移動させる際は、作動油が第１吸排口５２３ａから第２吸排口５２３ｂに移動するようにポンプユニット５２０が駆動される。すると、作動油が配管５４２を介して第２圧力室５６２ｂに供給され、ピストン５６３が第１圧力室５６２ａ側に押し込まれ、ピストンロッド５６１及び上部フレーム３０が図９において左側へ移動する。第１圧力室５６２ａ内の作動油は、ピストン５６３の移動に伴って配管５４１を介してポンプユニット５２０に移動し、ポンプユニット５２０から配管５４２を介して第２圧力室５６２ｂへ送られる。   Next, a mechanism for the upper frame drive mechanism 500 to move the upper frame 30 (FIGS. 9 and 10) will be described below. When the upper frame is moved to the left in FIGS. 9 and 10, the pump unit 520 is driven so that the hydraulic oil moves from the first intake / exhaust port 523a to the second intake / exhaust port 523b. Then, the hydraulic oil is supplied to the second pressure chamber 562b through the pipe 542, the piston 563 is pushed into the first pressure chamber 562a, and the piston rod 561 and the upper frame 30 move to the left in FIG. The hydraulic oil in the first pressure chamber 562a moves to the pump unit 520 via the pipe 541 as the piston 563 moves, and is sent from the pump unit 520 to the second pressure chamber 562b via the pipe 542.

上部フレーム３０を図９における右側に移動させる際は、ポンプユニット５２０は、作動油が第２吸排口５２３ｂから第１吸排口５２３ａへ移動するように駆動される。すると、作動油が配管５４１を介して第１圧力室５６２ａに供給され、ピストン５６３が第２圧力室５６２ｂ側に押し込まれ、ピストンロッド５６１及び上部フレーム３０が図９中右側に移動する。第２圧力室５６２ｂ内の作動油は、ピストン５６３の移動に伴って配管５４２を介してポンプユニット５２０に移動し、ポンプユニット５２０から配管５４１を介して第１圧力室５６２ａに送られる。   When the upper frame 30 is moved to the right side in FIG. 9, the pump unit 520 is driven so that the hydraulic oil moves from the second intake / exhaust port 523b to the first intake / exhaust port 523a. Then, the hydraulic oil is supplied to the first pressure chamber 562a via the pipe 541, the piston 563 is pushed into the second pressure chamber 562b, and the piston rod 561 and the upper frame 30 move to the right side in FIG. The hydraulic oil in the second pressure chamber 562b moves to the pump unit 520 via the pipe 542 as the piston 563 moves, and is sent from the pump unit 520 to the first pressure chamber 562a via the pipe 541.

このように、本実施形態に係る上部フレーム駆動機構５００は、正逆両方向に駆動可能なポンプユニット５２０によって作動油を油圧シリンダユニット５６０の第１圧力室５６２ａ又は第２圧力室５６２ｂに供給することにより、上部フレーム３０（図９、１０）を移動させるようになっている。   As described above, the upper frame drive mechanism 500 according to the present embodiment supplies hydraulic oil to the first pressure chamber 562a or the second pressure chamber 562b of the hydraulic cylinder unit 560 by the pump unit 520 that can be driven in both forward and reverse directions. Thus, the upper frame 30 (FIGS. 9 and 10) is moved.

さらに、本実施形態に係るサーボユニットＳは、配管５４１と５４２とをバイパスするバイパス管５４５と、バイパス管５４５の中途に設けられたアキュムレータ５２５を備えている。アキュムレータ５２５は、その内部に所定の圧力の窒素ガス等のガス層が形成されている圧力容器であり、配管５４１及び５４２を介して油圧シリンダユニット５６０の第１圧力室５６２ａ及び第２圧力室５６２ｂを加圧する。   Furthermore, the servo unit S according to the present embodiment includes a bypass pipe 545 that bypasses the pipes 541 and 542 and an accumulator 525 provided in the middle of the bypass pipe 545. The accumulator 525 is a pressure vessel in which a gas layer such as nitrogen gas having a predetermined pressure is formed. The accumulator 525 has a first pressure chamber 562a and a second pressure chamber 562b of the hydraulic cylinder unit 560 via pipes 541 and 542. Pressurize.

バイパス管５４５及びアキュムレータ５２５が無い場合には、ポンプユニット５２０により作動油が吸引される側の配管内の圧力は、作動油が供給される側の配管の圧力と比較すると極めて低い大きさとなる。また、作動油は圧縮性を有しているため、作動油により駆動力を伝達するためには作動油を加圧して一定の密度まで圧縮する必要がある。そのため、ポンプユニット５２０の駆動方向が切り換わった直後は、作動油が供給される側の配管及び圧力室の圧力をこの低い圧力からピストン５６３を駆動する高圧（１０〜数１０ＭＰａ）まで上昇させるのに、数１０ミリ秒程度の時間を要する。すなわち、圧縮による作動油の体積減少分を補う追加の作動油がポンプユニット５２０から供給されるまでの数１０ミリ秒の間、作動油はピストン５６３へ十分な駆動力を加えることができない。この時間は、上部フレーム３０が移動しないタイムラグとなる。   When the bypass pipe 545 and the accumulator 525 are not provided, the pressure in the pipe on the side where the hydraulic oil is sucked by the pump unit 520 is extremely low compared to the pressure on the pipe on the side where the hydraulic oil is supplied. Further, since the hydraulic oil has compressibility, it is necessary to pressurize the hydraulic oil and compress it to a certain density in order to transmit the driving force by the hydraulic oil. Therefore, immediately after the drive direction of the pump unit 520 is switched, the pressure of the piping and pressure chamber to which hydraulic oil is supplied is increased from this low pressure to a high pressure (10 to several tens of MPa) for driving the piston 563. It takes about several tens of milliseconds. That is, the hydraulic oil cannot apply sufficient driving force to the piston 563 for several tens of milliseconds until additional hydraulic oil that compensates for the volume reduction of the hydraulic oil due to compression is supplied from the pump unit 520. This time is a time lag in which the upper frame 30 does not move.

本実施形態に係る振動試験装置３においては、ポンプユニット５２０により作動油が吸引される側の配管及び圧力室の圧力が常にピストン５６３の駆動に必要な高圧に維持されるよう、アキュムレータ５２５により各圧力室及び配管の加圧が行われている。このため、上部フレーム３０の移動方向が切り換わった直後であっても、作動油が供給される側の配管及び圧力室の圧力はピストン５６３の駆動に十分な高さに保たれている。このため、上述のようにアキュムレータ５２５が無い構成において発生していたタイムラグが殆ど発生せず、サーボアンプ６６０が出力する交流電流に対して高い応答性をもって上部フレーム３０を移動させることができる。なお、タイムラグをできる限り小さくするため、アキュムレータ５２５のガス層の圧力、すなわちアキュムレータ５２５が作動油に加える圧力の大きさは、ピストン５６３の移動に必要な最低圧力よりも大きくなるよう設定されている。また、バイパス管５４５には、高圧ホースや金属パイプなど、アキュムレータ５２５が作動油に加える圧力に十分耐えられ、圧力変動によっても容積がほとんど変動しないものが使用される。   In the vibration test apparatus 3 according to the present embodiment, each accumulator 525 maintains each of the piping and the pressure chamber on the side where the hydraulic oil is sucked by the pump unit 520 so as to maintain the high pressure necessary for driving the piston 563. The pressure chamber and piping are pressurized. For this reason, even immediately after the moving direction of the upper frame 30 is switched, the pressure of the piping and the pressure chamber on the side to which the hydraulic oil is supplied is kept high enough to drive the piston 563. For this reason, the time lag generated in the configuration without the accumulator 525 as described above hardly occurs, and the upper frame 30 can be moved with high responsiveness to the alternating current output from the servo amplifier 660. In order to make the time lag as small as possible, the pressure of the gas layer of the accumulator 525, that is, the pressure applied to the hydraulic oil by the accumulator 525 is set to be larger than the minimum pressure required for the movement of the piston 563. . In addition, as the bypass pipe 545, a high-pressure hose, a metal pipe, or the like that can sufficiently withstand the pressure applied to the hydraulic oil by the accumulator 525 and that hardly changes in volume due to pressure fluctuations is used.

本実施形態に係る除振装置３にも、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の移動速度を計測するための速度センサ７０が設けられている。本実施形態においては、除振装置３の制御部６００（後述）が、速度センサ７０が出力する中間フレーム２０の速度を示す信号に基づいて、上部フレーム駆動機構５００のサーボコントローラ６６０を制御するよう構成されている。   The vibration isolator 3 according to the present embodiment is also provided with a speed sensor 70 for measuring the moving speed of the intermediate frame 20 with respect to the base frame 10. In the present embodiment, the control unit 600 (described later) of the vibration isolation device 3 controls the servo controller 660 of the upper frame drive mechanism 500 based on a signal indicating the speed of the intermediate frame 20 output from the speed sensor 70. It is configured.

次に、制御部６００の構成について説明する。図１２は、本実施形態に係る除振装置３の制御システムの概略ブロック図である。除振装置３の制御システムは、速度センサ７０、サーボモータ５２１及び制御部６００から構成されている。図１２に示されるように、制御部６００は、コントローラ６２０、Ａ／Ｄコンバータ６４０、及びサーボアンプ６６０を備えている。   Next, the configuration of the control unit 600 will be described. FIG. 12 is a schematic block diagram of a control system of the vibration isolation device 3 according to the present embodiment. The control system of the vibration isolator 3 includes a speed sensor 70, a servo motor 521, and a control unit 600. As shown in FIG. 12, the control unit 600 includes a controller 620, an A / D converter 640, and a servo amplifier 660.

前述のように、サーボアンプ６６０はサーボモータ５２１に３相の交流電流を供給することによって、サーボモータ５２１の駆動軸５２１ａを任意の回転速度で正逆方向に回転させるものである。駆動軸５２１ａの回転速度は、交流電流の周波数を変化させることによって制御される。また、図１２に示されるように、サーボモータ５２１には、駆動軸５２１ａの回転数を検出するためのエンコーダ５２２が内蔵されている。エンコーダ５２２による回転速度の検出結果は、サーボアンプ６６０に送られる。サーボアンプ６６０は、この検出結果に基づいてサーボモータ５２１に送る交流電流の周波数を調整し、所望の回転速度で駆動軸５２１ａが回転するようサーボモータ５２１を制御する（フィードバック制御）。   As described above, the servo amplifier 660 rotates the drive shaft 521a of the servo motor 521 in the forward and reverse directions at an arbitrary rotational speed by supplying a three-phase alternating current to the servo motor 521. The rotational speed of the drive shaft 521a is controlled by changing the frequency of the alternating current. As shown in FIG. 12, the servo motor 521 includes an encoder 522 for detecting the rotational speed of the drive shaft 521a. The detection result of the rotation speed by the encoder 522 is sent to the servo amplifier 660. The servo amplifier 660 adjusts the frequency of the alternating current sent to the servo motor 521 based on the detection result, and controls the servo motor 521 so that the drive shaft 521a rotates at a desired rotation speed (feedback control).

Ａ／Ｄコンバータ６４０は、速度センサ７０に接続されており、速度センサ７０が出力した中間フレーム２０の速度を示す速度信号をＡ／Ｄ変換してコントローラ６２０に送る。コントローラ６２０は、Ａ／Ｄコンバータ６４０から得た速度信号に基づいて回転速度制御命令を作成し、これをサーボアンプ６６０に送る。   The A / D converter 640 is connected to the speed sensor 70, A / D converts a speed signal indicating the speed of the intermediate frame 20 output from the speed sensor 70, and sends the signal to the controller 620. The controller 620 creates a rotational speed control command based on the speed signal obtained from the A / D converter 640 and sends it to the servo amplifier 660.

コントローラ６２０は、ベースフレーム１０に対する中間フレーム２０（図９）の速度と逆向きの同じ大きさの速度で上部フレーム３０（図９）が中間フレーム２０に対して移動するような回転速度制御命令を生成して、サーボアンプ１０３に与える。具体的には、サーボアンプ６６０に送る回転速度Ｒ［ｒｐｍ］は次の数１によって求められる。ここで、Ｖ［ｍ／ｓ］はベースフレーム１０に対する中間フレーム２０の移動速度であり、Ｆ［ｍ３］はサーボモータ５２１の駆動軸５２１を一回転させるために必要な作動油の供給量であり、Ａ［ｍ２］はスリーブ５６２（図１１）の断面積である。The controller 620 issues a rotational speed control command so that the upper frame 30 (FIG. 9) moves relative to the intermediate frame 20 at the same speed opposite to the speed of the intermediate frame 20 (FIG. 9) relative to the base frame 10. It is generated and given to the servo amplifier 103. Specifically, the rotational speed R [rpm] sent to the servo amplifier 660 is obtained by the following equation (1). Here, V [m / s] is the moving speed of the intermediate frame 20 with respect to the base frame 10, and F [m 3 ] is the amount of hydraulic oil supplied to rotate the drive shaft 521 of the servomotor 521 once. A [m 2 ] is the cross-sectional area of the sleeve 562 (FIG. 11).

Figure 0005103549
Figure 0005103549

以上のようにコントローラ６２０がサーボアンプ６６０を制御しているとき、中間フレーム２０がベースフレーム１０に対して移動すると、中間フレーム２０の移動方向とは反対方向に上部フレーム３０が移動する。このため、中間フレーム２０が振動しても、その振動と逆位相の振動が上部フレーム３０に加えられ、結果として上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して殆ど振動しない状態となる。このように、本実施形態の除振装置３は、中間フレーム２０の装置奥行方向の振動が上部フレーム３０に伝達されないようにすることができる。   As described above, when the controller 620 controls the servo amplifier 660, when the intermediate frame 20 moves relative to the base frame 10, the upper frame 30 moves in the direction opposite to the moving direction of the intermediate frame 20. For this reason, even if the intermediate frame 20 vibrates, a vibration having a phase opposite to that of the vibration is applied to the upper frame 30, and as a result, the upper frame 30 hardly vibrates with respect to the base frame 10. As described above, the vibration isolation device 3 of the present embodiment can prevent the vibration in the device depth direction of the intermediate frame 20 from being transmitted to the upper frame 30.

本実施形態に係る除振装置３は、速度センサ７０が出力した速度信号から演算される回転速度により、サーボモータ５２１の駆動軸５２１ａが回転するよう制御されている。この制御は、速度センサ７０の代わりに変位センサや加速度センサによって計測した計測値に基づいてサーボモータ５２１の制御を行う場合、或いは、サーボモータ５２１の駆動軸５２１ａの角度や角加速度を制御する場合よりも、応答遅れなく（０．５ｍｓ以内）正確に上部フレーム３０を駆動することを可能にする。従って、特に中間フレーム２０が数Ｈｚ以下の周波数で振動している場合には、上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して実質的に振動しない状態となる。また、ばね８１とダンパ８２から構成される緩和機構８０（図９）によって中間フレーム２０の高周波の振動は抑えられるため、低周波から高周波まで幅広い成分から構成されるランダム波形で中間フレーム２０が加振されても、上部フレーム３０はベースフレーム１０に対して実質的に静止した状態を保つ。   The vibration isolator 3 according to the present embodiment is controlled such that the drive shaft 521a of the servo motor 521 is rotated by the rotation speed calculated from the speed signal output from the speed sensor 70. This control is performed when the servo motor 521 is controlled based on a measurement value measured by a displacement sensor or an acceleration sensor instead of the speed sensor 70, or when the angle or angular acceleration of the drive shaft 521a of the servo motor 521 is controlled. It is possible to drive the upper frame 30 more accurately without delay in response (within 0.5 ms). Therefore, particularly when the intermediate frame 20 vibrates at a frequency of several Hz or less, the upper frame 30 does not substantially vibrate with respect to the base frame 10. Further, since the high-frequency vibration of the intermediate frame 20 is suppressed by the relaxation mechanism 80 (FIG. 9) including the spring 81 and the damper 82, the intermediate frame 20 is added with a random waveform including a wide range of components from low frequency to high frequency. Even when shaken, the upper frame 30 remains substantially stationary with respect to the base frame 10.

また、中間フレーム２０を直交３軸方向及びこの３軸を中心とする回転方向に移動可能とし、中間フレーム２０の各可動方向に対応する速度センサを設けた構成にしても良い。具体的には、中間フレーム２０の装置奥行方向、幅方向及び上下方向の各速度成分を計測する速度センサと、中間フレーム２０の装置奥行方向周り、幅方向周り及び上下方向周りの角速度を計測する角速度センサと、装置奥行方向、幅方向、上下方向、奥行方向周り、幅方向周り及び上下方向周りの各方向に上部フレーム３０を駆動する駆動手段を備えた構成とすることができる。このような構成により、中間フレーム２０がベースフレーム１０に対して任意の方向に振動しても、その振動が上部フレーム３０に伝わらないようにすることができる。   Further, the intermediate frame 20 may be configured to be movable in three orthogonal directions and a rotational direction around the three axes, and a speed sensor corresponding to each movable direction of the intermediate frame 20 may be provided. Specifically, a speed sensor that measures each speed component in the apparatus depth direction, the width direction, and the vertical direction of the intermediate frame 20 and an angular velocity around the apparatus depth direction, the width direction, and the vertical direction of the intermediate frame 20 are measured. An angular velocity sensor and a driving unit that drives the upper frame 30 in each of the apparatus depth direction, the width direction, the vertical direction, the depth direction, the width direction, and the vertical direction can be employed. With such a configuration, even if the intermediate frame 20 vibrates in any direction with respect to the base frame 10, the vibration can be prevented from being transmitted to the upper frame 30.

なお、本実施形態に係る除振装置１は、振動を速度センサ７０によって検出しているが、速度センサの代わりに加速度センサや変位センサを用いて振動を検出する構成としてもよい。ただし、前述のように、速度センサ７０によって振動を検出する構成とすると、除振装置は高い応答性をもって上部フレーム３０を振動させることができる。   In addition, although the vibration isolator 1 which concerns on this embodiment has detected the vibration with the speed sensor 70, it is good also as a structure which detects a vibration using an acceleration sensor or a displacement sensor instead of a speed sensor. However, as described above, when the vibration is detected by the speed sensor 70, the vibration isolator can vibrate the upper frame 30 with high responsiveness.

Claims (11)

ベースフレームと、該ベースフレームに可動に支持される第１フレームと、該第１フレームの振動が伝達されないように該第１フレームに対して可動に支持される第２フレームを備えた除振装置であって、
前記ベースフレームに対する前記第１フレームの速度を計測して、計測した速度を示す速度信号を出力する速度センサと、
前記速度信号に基づいて、前記第２フレームを前記第１フレームに対して駆動するアクチュエータと
を更に備え、
前記アクチュエータは、前記第１フレームの速度と同じ大きさの逆向きの速度で前記第２フレームを駆動することを特徴とする除振装置。A vibration isolator comprising a base frame, a first frame movably supported by the base frame, and a second frame movably supported by the first frame so that vibrations of the first frame are not transmitted. Because
A speed sensor that measures the speed of the first frame relative to the base frame and outputs a speed signal indicating the measured speed;
An actuator for driving the second frame relative to the first frame based on the speed signal;
The vibration isolation device according to claim 1, wherein the actuator drives the second frame at a reverse speed having the same magnitude as the speed of the first frame. 前記動電型速度センサが、
前記シリンダ部と、
前記シリンダ部の内周面に設けられたコイル部と、
軸方向の一端にＳ極が、他端にＮ極が形成され、前記シリンダ部の内周面に沿って移動可能な円柱形状の磁石と、
前記磁石の一端から前記シリンダ部の外部に突出するシャフト部とを備え、
前記シリンダ部と前記シャフト部の一方が前記第１フレームに固定され、他方がと前記第１フレームの速度の測定基準に固定されており
前記コイル部は、
前記シリンダ部の一端側に設けられ、前記磁石の一方の極を収容する第１コイルと、
前記シリンダ部の他端側に設けられ、前記磁石の他方の極を収容する第２コイルと、を備え、
前記第１コイルと前記第２コイルは、前記シリンダ内を前記磁石が移動したときに同極性の電圧を発生するように直列に接続されている、ことを特徴とする請求項９に記載の除振装置。The electrodynamic speed sensor is
The cylinder part;
A coil portion provided on an inner peripheral surface of the cylinder portion;
A cylindrical magnet having an S pole at one end in the axial direction and an N pole at the other end, movable along the inner peripheral surface of the cylinder portion;
A shaft portion protruding from the one end of the magnet to the outside of the cylinder portion,
One of the cylinder part and the shaft part is fixed to the first frame, and the other is fixed to a measurement standard for the speed of the first frame.
A first coil provided on one end side of the cylinder portion and accommodating one pole of the magnet;
A second coil provided on the other end side of the cylinder portion and accommodating the other pole of the magnet,
10. The removal according to claim 9, wherein the first coil and the second coil are connected in series so as to generate a voltage having the same polarity when the magnet moves in the cylinder. Shaker. 前記第１フレームが、ばね及びダンパを有する緩和機構によって前記ベースフレームに支持されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の除振装置。  The vibration isolator according to claim 9 or 10, wherein the first frame is supported by the base frame by a relaxation mechanism having a spring and a damper. 前記速度センサは、検出した速度に比例する強度の信号を連続的に出力する動電型速度センサであることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の除振装置。  The vibration isolation device according to any one of claims 9 to 11, wherein the speed sensor is an electrodynamic speed sensor that continuously outputs a signal having an intensity proportional to the detected speed. 前記アクチュエータが、サーボモータによって駆動される送りねじ機構であることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の除振装置。  The vibration isolation device according to any one of claims 9 to 12, wherein the actuator is a feed screw mechanism driven by a servo motor. 前記アクチュエータが、ボイスコイルモータによって前記第２フレームを前記第１フレームに対して移動させる動電型アクチュエータであり、
前記動電型アクチュエータは、前記速度信号を増幅した駆動電流により駆動されることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の除振装置。The actuator is an electrodynamic actuator that moves the second frame relative to the first frame by a voice coil motor;
The vibration isolation device according to any one of claims 9 to 11, wherein the electrodynamic actuator is driven by a drive current obtained by amplifying the speed signal. 前記第１の速度センサが出力した速度信号を増幅して駆動電流を出力するアンプを更に備え、
前記アンプの出力が前記動電型アクチュエータの可動コイルに接続されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の除振装置。An amplifier that amplifies the speed signal output from the first speed sensor and outputs a drive current;
The vibration isolator according to claim 14, wherein an output of the amplifier is connected to a movable coil of the electrodynamic actuator. 前記第１フレームに対する第２フレームの速度を計測する第２の速度センサを更に有し、
前記制御手段は、前記第１の速度センサによる速度計測結果と前記第２の速度センサによる速度計測結果とを比較することによって、前記アンプの増幅率を決定する
ことを特徴とする請求項１５に記載の除振装置。A second speed sensor for measuring a speed of the second frame relative to the first frame;
The said control means determines the amplification factor of the said amplifier by comparing the speed measurement result by the said 1st speed sensor, and the speed measurement result by the said 2nd speed sensor. The vibration isolator as described. 前記アクチュエータが、
第１吸排口と第２吸排口との間で作動油を正逆両方向に供給可能なポンプと、
前記ポンプを駆動するサーボモータと、
ピストンと、該ピストンによって内部空間が第１の圧力室と第２の圧力室に区切られ且つ前記第１フレーム或いは第２フレームのいずれか一方に固定されたスリーブと、該ピストンに連結されると共に先端が該スリーブの外部に突出して前記前記第１フレーム或いは第２フレームのいずれか他方に連結されるピストンロッドとを備えた油圧シリンダユニットと、
前記第１及び第２の圧力室を、夫々前記第１及び第２の吸排口に接続する配管と、
前記配管同士を連通させるバイパス管と、
前記バイパス管の中途に設けられ、前記第１及び第２の圧力室に所定の圧力を加えるアキュムレータと
を備えた電動油圧アクチュエータであることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の除振装置。The actuator is
A pump capable of supplying hydraulic oil in both forward and reverse directions between the first suction port and the second suction port;
A servo motor for driving the pump;
A piston, a sleeve whose internal space is divided into a first pressure chamber and a second pressure chamber by the piston and fixed to either the first frame or the second frame, and a piston connected to the piston A hydraulic cylinder unit including a piston rod having a tip protruding outside the sleeve and connected to the other of the first frame and the second frame;
Piping connecting the first and second pressure chambers to the first and second inlets and outlets, respectively;
A bypass pipe for communicating the pipes;
The electrohydraulic actuator provided with an accumulator that is provided in the middle of the bypass pipe and applies a predetermined pressure to the first and second pressure chambers. The vibration isolator as described. 前記アキュムレータが前記第１の圧力室及び第２の圧力室に加える所定の圧力の大きさは、前記油圧シリンダユニットのシリンダの駆動に必要な最低圧力よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１７に記載の除振装置。  The predetermined pressure applied by the accumulator to the first pressure chamber and the second pressure chamber is set to be larger than the minimum pressure required for driving the cylinder of the hydraulic cylinder unit. The vibration isolation device according to claim 17. 前記ポンプがピストンポンプであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の除振装置。  The vibration isolator according to claim 17 or 18, wherein the pump is a piston pump.
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