JP5199133B2 - 載置台の支持装置 - Google Patents
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Description
これにより、傾斜支持板の上端部と載置台の位置が一定に保たれる。この状態で、一対の傾斜支持板の下端部を鉛直軸に対して左右対称に移動させ、一対の傾斜支持板の下端部の距離を変えることで傾斜支持板の傾斜角度を変化させることができる。
請求項5に記載の発明によれば、台座の凹部が傾斜支持板の下端部を支持している。このとき、傾斜支持板用の凹部の底面の形状は、載置台の高さを一定に維持したとき、傾斜角度を変えたときの傾斜支持板の下端部が描く軌跡とされている。これにより、載置台の高さを一定に維持したまま、傾斜支持板の傾斜角度を変えて、傾斜支持板の支持剛性を変化させることができる。
これにより、凹部の底面とアーチ状支持板の脚部、又は凹部の底面と傾斜支持板の脚部が滑らかに摺動できる。
これにより、機器類の稼動により発生する衝撃力で載置台が振動したときは、支持板の支持剛性を上げて載置台が振動するのを抑制できる。一方、機器類が稼動していないときは、支持板の支持剛性を下げて、支持板を経由して、床から載置台に伝播される振動を抑制する。このとき、載置台は並列に設けられた空気バネが支持する。
即ち、支持板が座屈していない状態では、支持板が載置台を高い剛性で支持する。一方、支持板が座屈した状態では、支持板の剛性が低くなり、空気バネが載置台を支持する。
これにより、制御手段は、稼動タイミング情報に基づき、アクチュエータ用圧電素子の変形量を制御する制御信号を発生させ、電圧発生手段に出力する。電圧発生手段は、電圧を発生させアクチュエータ用圧電素子に印加する。アクチュエータ用圧電素子は、印加された電圧に従って変形し、アーチ状支持板、傾斜支持板、若しくは支持板の剛性を変化させる。
これにより、第1振動センサで検出された振動情報に基づいて、アーチ状支持板、傾斜支持板、又は支持板の剛性を上げ、載置台の振動を抑制できる。
この修正された振動情報を用いることで、アーチ状支持板の剛性をより正確に調整でき、効果的に載置台の振動を抑制できる。
この修正された振動情報を用いることで、傾斜支持板の剛性をより正確に調整でき、効果的に載置台の振動を抑制できる。
このとき、第5センサ用圧電素子の振動情報には、床面から載置台に伝播された振動も含まれているため、第6センサ用圧電素子で検出された振動情報を利用して、第5センサ用圧電素子の振動情報から、床面から載置台へ伝播された振動成分を差し引くことで、機器類による載置台の振動を正確に把握できる。
この修正された振動情報を用いることで、支持板の剛性をより正確に調整でき、効果的に載置台の振動を抑制できる。
図1に示すように、第1の実施の形態に係る載置台の支持装置10は、床面24上に台座22が設けられ、台座22の上面には凹部28が鉛直軸y1と対象に形成されている。
凹部28の底面にはアーチ状支持板12が配置され、凹部28の底面とアーチ状支持板12の下端部は、摺動可能とされている。
この状態で頂部となる位置を中心に所定の曲率で折り曲げればアーチ状支持板12となる。アーチ状支持板12は、折曲げ部の曲率を変化させれば、折曲げ部の頂部で荷重Pを受けた時の支持剛性を変化させることができる。
また、図1に示すように、アクチュエータ用圧電素子14の頂部に載置台26が載せられ、アーチ状支持板12で載置台26が支持されている。
このような構成とすることにより、図5に示す手順で載置台26の振動を抑制できる。
試算方法は、図6(A)に示すように、アーチ状支持板12の試算モデルを決定し、載置台26を想定してアーチ状支持板12の頂部に荷重Pを加え、アーチ状支持板12に生じる鉛直剛性を求めた。
この時の鉛直剛性の値は、図7(A)に示すように、鉄板の厚さが1.0mmのとき2.0×106(N/m)、0.5mmのとき2.5×105(N/m)であった。
なお、以上の説明において、台座22を床面24に設置した状態で説明したが、例えば従来の除振台の上に載せるなど、従来の除振台と併用して用いてもよい。
図8に示すように、第2の実施の形態に係る載置台の支持装置40は、載置台26の上に、載置台26の振動を検出する第1振動センサ32が取付けられ、床面24の振動を検出する第2振動センサ33が、台座22の上に取付けられている。
図10に示すように、第3の実施の形態に係る載置台の支持装置44は、アーチ状支持板12のアクチュエータ用圧電素子14が接合された接合面と反対面に、第1センサ用圧電素子38と、第2センサ用圧電素子34が接合されている。
図12に示すように、第4の実施の形態に係る載置台の支持装置60は、床面24上に台座62が設けられ、台座62の上面には凹部64が鉛直軸y2と対象に形成されている。
ここに、アクチュエータ用圧電素子68は、第1の実施の形態で説明したアクチュエータ用圧電素子14と同じ構造である。アクチュエータ用圧電素子68には、電圧を印加するためのリード線21が接続されている。
これにより、載置台26の高さを一定に維持したまま、傾斜支持板66の傾斜角度を変化させて、傾斜支持板66の支持剛性を変化させることができる。
載置台26の上には精密加工を行う機器類27が載せられ、機器類27と稼動タイミング出力手段16がリード線96で接続されている。これにより、機器類27の運転情報が機器類27から稼動タイミング出力手段16に出力される。
このような構成とすることにより、次の手順で載置台26の振動を抑制できる。
これにより、傾斜支持板66の支持剛性が上がり、載置台26の振動が抑制される。
試算方法は、図15(A)に示すように、傾斜支持板66の試算モデルを決定し、載置台26を想定して傾斜支持板66の持ち上げられた端部に荷重Pを加えた。この状態で、傾斜支持板66に生じている鉛直剛性を算出した。
試算した全ての条件における結果を図15(B)に示す。横軸は傾斜角度θ(度)、縦軸は鉛直剛性(N/m)である。
図16に示すように、第5の実施の形態に係る載置台の支持装置72は、載置台26の上に、載置台26の振動を検出する第1振動センサ32が取付けられ、床面24の振動を検出する第2振動センサ33が、台座62の上に取付けられている。
制御手段18は電圧発生手段20に接続され、制御信号を電圧発生手段20に出力する。電圧発生手段20は、アクチュエータ用圧電素子14とリード線21で接続され、発生させた印加電圧をアクチュエータ用圧電素子14に出力する。
図17に示すように、第6の実施の形態に係る載置台の支持装置74は、傾斜支持板66のアクチュエータ用圧電素子68が接合された接合面と反対面に、第3センサ用圧電素子100と、第4センサ用圧電素子102が接合されている。
図18(A)に示すように、第7の実施の形態に係る載置台の支持装置50は、台座22の凹部28に、凹部の底面28に沿ってボールベアリング52が配置された溝部56が設けられている。
図19に示すように、第8の実施の形態に係る載置台の支持装置104は、床面24上に台座110が設けられ、台座110の上には空気バネ106が設けられている。
これにより、空気バネ28が台座110と載置台26の間で、載置台26を軟らかく支持する。
このような構成とすることにより、次の手順で載置台26の振動を抑制できる。
これにより、載置台26の振動が抑制できる。
これにより、床面24から載置台26に伝播される振動を抑制できる。
図21に示すように、第9の実施の形態に係る載置台の支持装置120は、載置台26の上に、載置台26の振動を検出する第1振動センサ122が取付けられ、台座110の上に床面24の振動を検出する第2振動センサ124が取付けられている。
他の構成は、第8の実施の形態における載置台の支持装置104と同一であり、説明は省略する。
図23に示すように、第10の実施の形態に係る載置台の支持装置130は、支持板112のアクチュエータ用圧電素子14が接合された接合面と反対面に、第5センサ用圧電素子132と、第6センサ用圧電素子134が接合されている。
他の構成は、第8の実施の形態における載置台の支持装置104と同一であり、説明は省略する。
12 アーチ状支持板
14 アクチュエータ用圧電素子
16 情報出力手段
18 制御手段
20 電圧発生手段
22 台座
26 載置台
28 凹部
31 第1振動センサ
32 第2振動センサ
34 第2センサ用圧電素子
38 第1センサ用圧電素子
52 ボールベアリング
56 溝部
66 傾斜支持板
106 空気バネ
112 支持板
Claims (13)
- アーチ形状とされ、頂部で機器が載せられる載置台を支持するアーチ状支持板と、
前記アーチ状支持板の一方の側面に接合され、印加された電圧で変形し、前記アーチ状支持板の曲率を変える膜型のアクチュエータ用圧電素子と、
前記載置台の振動情報を出力する情報出力手段と、
前記情報出力手段からの情報に基づき、前記アクチュエータ用圧電素子の変形量を制御する制御信号を発生し、電圧発生手段から前記アクチュエータ用圧電素子に前記電圧を印加させる制御手段と、
を有する載置台の支持装置。 - 機器が載せられる載置台に、鉛直方向に対して傾斜角度を付けて取り付けられ、
前記載置台を支持する一対の傾斜支持板と、
一対の前記傾斜支持板の間に架け渡され、印加された電圧で変形し、前記傾斜支持板の傾斜角度を変える膜型のアクチュエータ用圧電素子と、
前記載置台の振動情報を出力する情報出力手段と、
前記情報出力手段からの情報に基づき、前記アクチュエータ用圧電素子の変形量を制御する制御信号を発生し、電圧発生手段から前記アクチュエータ用圧電素子に前記電圧を印加させる制御手段と、
を有する載置台の支持装置。 - 一対の前記傾斜支持板は、側面視がハ字状とされ、上端部が前記載置台とピン接合されている請求項2に記載の載置台の支持装置。
- 前記アーチ状支持板の下端部は、台座の凹部に支持され、前記凹部の底面の形状は、前記載置台の高さを一定に維持して前記曲率を変化させたときの、前記アーチ状支持板の下端部が描く軌跡とされている請求項1に記載の載置台の支持装置。
- 前記傾斜支持板の下端部は、台座の凹部に支持され、前記凹部の底面の形状は、前記載置台の高さを一定に維持して前記傾斜角度を変えたときの、前記傾斜支持板の下端部が描く軌跡とされている請求項2又は3に記載の載置台の支持装置。
- 前記台座の凹部には、前記凹部に沿ってボールベアリングが配置された溝部が設けられ、前記溝部には、前記アーチ状支持板又は前記傾斜支持板の下端部に設けられた脚部が挿入されている請求項4又は5に記載の載置台の支持装置。
- 機器が載せられる載置台を支持する空気バネと、
前記空気バネと並列に設けられ、上端部が前記載置台とピン接合され、下端部が前記空気バネの台座とピン接合され前記載置台を支持する支持板と、
前記支持板の板面に接合され、印加された電圧で変形し、前記支持板を変位させる膜型のアクチュエータ用圧電素子と、
前記載置台の振動情報を出力する情報出力手段と、
前記情報出力手段からの情報に基づき、前記アクチュエータ用圧電素子の変形量を制御する制御信号を発生し、電圧発生手段から前記アクチュエータ用圧電素子に前記電圧を印加させる制御手段と、
を有する載置台の支持装置。 - 前記アクチュエータ用圧電素子は、前記電圧発生手段から前記電圧が印加されたとき、前記支持板を座屈させずに剛性を高くして前記載置台を支持し、前記電圧発生手段から前記電圧が印加されないとき、前記支持板を座屈させ剛性を弱くして、前記載置台を支持する請求項7に記載の載置台の支持装置。
- 前記情報出力手段は、前記機器が前記載置台を振動させる稼動タイミング情報を出力する稼動タイミング出力手段である請求項1〜8のいずれか1項に記載の載置台の支持装置。
- 前記情報出力手段は、前記載置台に設けられ、前記載置台の振動情報を出力する第1振動センサ、及び前記台座に設けられ、前記床面の振動情報を出力する第2振動センサである請求項4〜8のいずれか1項に記載の載置台の支持装置。
- 前記情報出力手段は、前記アーチ状支持板の前記アクチュエータ用圧電素子が接合された接合面と反対面に接合され、前記アーチ状支持板の変位を検出する膜型のセンサ用圧電素子であり、
前記センサ用圧電素子は、前記載置台から伝播された振動による変位量を検出する第1センサ用圧電素子と、
前記アーチ状支持板を支持する支持部から伝播された振動による変位量を検出する第2センサ用圧電素子と、
を有する請求項1又は4に記載の載置台の支持装置。 - 前記情報出力手段は、前記傾斜支持板の前記アクチュエータ用圧電素子が接合された接合面と反対面に接合され、前記傾斜支持板のたわみ量を検出する膜型のセンサ用圧電素子であり、
前記センサ用圧電素子は、前記載置台から伝播された振動によるたわみ量を検出する第3センサ用圧電素子と、
前記支持板を支持する支持部から伝播された振動によるたわみ量を検出する第4センサ用圧電素子と、
を有する請求項2、3、5に記載の載置台の支持装置。 - 前記情報出力手段は、前記支持板の前記アクチュエータ用圧電素子が接合された接合面と反対面に接合され、前記支持板のたわみ量を検出する膜型のセンサ用圧電素子であり、
前記センサ用圧電素子は、前記載置台から伝播された振動によるたわみ量を検出する第5センサ用圧電素子と、
前記支持板を支持する支持部から伝播された振動によるたわみ量を検出する第6センサ用圧電素子と、
を有する請求項7又は8に記載の載置台の支持装置。
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