JP5783955B2 - 能動型振動絶縁装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明にかかる能動型振動絶縁装置の実施の形態1の構成の概略を示す図である。実施の形態1の能動型振動絶縁装置は、振動を嫌う精密機器が搭載される被支持物体2と振動源が存在する床3と、の間に介挿されて構成され、振動源によって床3に与えられる振動が被支持物体2に搭載された精密機器に伝播することを防止する。被支持物体2に搭載される精密機器としては、例えば半導体製造装置が挙げられる。また、床3に振動を与える振動源としては、例えば冷凍機や回転機などが挙げられる。なお、ここでは被支持物体2に精密機器が搭載されるものとして説明するが、精密機器に直接に能動型振動絶縁装置が接続されて構成されるようにしてもよい。
実施の形態1では、受動型振動絶縁装置1に直列に接続したロードセル5の出力信号に対してフィルタ8を施し、フィルタ8の出力信号を使用してアクチュエータ4を駆動制御する構成を説明したが、これに限ることなく、ロードセル5の代わりに被支持物体2と床3との相対変位を検知する相対変位センサを用いる構成としても良い。この構成によれば、力測定部は、相対変位センサの出力信号に基づいて受動型振動絶縁装置1が被支持物体2と床3とから受ける力を算出する。以下、被支持物体2と床3との相対変位を検知する相対変位センサを用いる構成について説明する。なお、ロードセル5の代わりに相対変位センサを用いる構成以外は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
実施の形態1および2では、被支持物体2に搭載した加速度センサ6の出力信号に対して、補償器9と制御器10を施す構成を説明したが、これに限ることなく、別の種類のセンサを単体ないしは複数用いて被支持物体2の加速度情報を検知する構成としても良い。具体的には、床3に搭載した加速度センサで検知される情報と、相対変位センサで検知した被支持物体2と床3との間の相対変位を2階時間微分して計算される被支持物体2と床3との間の相対加速度情報とから、被支持物体2の加速度情報を計算する構成としても良い。あるいは、相対変位センサを用いる代わりに、ジオフォンなどの相対速度センサで検知した被支持物体2と床3との間の相対速度を1階時間微分することで、被支持物体2と床3との間の相対加速度情報を得る構成としても良い。このように被支持物体2に加速度センサ6を搭載せずに、被支持物体2に加速度センサ6を搭載した際と同等の出力信号を得る構成とすることで、構造上被支持物体2に加速度センサ6を搭載することが困難な場合に、設計時にセンサ配置の自由度が増すという効果がある。加えて、被支持物体2に微小な発熱を嫌う精密機器が搭載される場合には、加速度センサ6が発する熱が精密機器に与える影響を除外できるという効果がある。
2 被支持物体
3 床
4 アクチュエータ
5 ロードセル
6 加速度センサ
7 駆動ドライバ
8 フィルタ
9 補償器
10 制御器
11 演算器
12 ゲイン
13 弾性要素
14 減衰要素
Claims (4)
- 床に設置されて被支持物体を支持する能動型振動絶縁装置であって、
前記床と前記被支持物体との間に配設されて前記床から前記被支持物体への振動を受動的に低減する受動型振動絶縁装置と、
前記受動型振動絶縁装置が配設されている方向に前記受動型振動絶縁装置が受ける第1の力を計測する力計測部と、
前記被支持物体の加速度を計測する加速度計測部と、
前記床と前記被支持物体との間に前記受動型振動絶縁装置に対して並列に配設され、配設されている方向に第2の力を発生するアクチュエータと、
前記アクチュエータに制御信号を供給して、前記第1の力と前記第2の力とが互いに打ち消し合うように前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置と、
を備え、
前記アクチュエータ駆動装置は、
前記力計測部の出力信号から当該出力信号の誤差成分を含む低周波成分を除去するハイパスフィルタと、
前記加速度計測部の出力信号に基づいて前記ハイパスフィルタによって除去された低周波成分を補償する補償器と、
前記ハイパスフィルタの出力信号と前記補償器の出力信号とに基づいて前記アクチュエータに供給する制御信号を生成する制御器と、
を備えることを特徴とする能動型振動絶縁装置。 - 前記力計測部は、ロードセルであって、
前記力計測部の出力信号の誤差成分は、前記ロードセルのオフセット誤差または温度ドリフト特性に起因する変動成分である、
ことを特徴とする請求項1に記載の能動型振動絶縁装置。 - 前記力計測部は、前記被支持物体と前記床との間の相対変位を測定する相対変位センサを備え、前記第1の力の算出時に使用する前記受動型振動絶縁装置の剛性および粘性減衰係数の設計値と前記相対変位センサの出力信号とに基づいて前記第1の力を算出し、
前記力計測部の出力信号の誤差成分は、前記受動型振動絶縁装置の剛性および粘性減衰係数の設計値と夫々の実物値とのDC誤差、または温度変化に起因する粘性減衰係数の変動成分である、
ことを特徴とする請求項1に記載の能動型振動絶縁装置。 - 前記加速度計測部は、前記被支持物体と前記床との間の相対変位を測定する相対変位センサまたは前記被支持物体と前記床との間の相対速度を測定する相対速度センサを備え、前記相対変位センサまたは前記相対速度センサの出力信号に基づいて前記被支持物体の加速度を算出する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れか一項に記載の能動型振動絶縁装置。
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