JP6097638B2

JP6097638B2 - Gas spring vibration isolator

Info

Publication number: JP6097638B2
Application number: JP2013113057A
Authority: JP
Inventors: 清文渡邉
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: JP2014231875A

Description

本発明は、精密機器等を気体ばねにより支持して、基礎側からの振動の伝達を抑制するようにした除振装置に関し、上下方向及び水平方向の気体ばねが設けられたものに関する。 The present invention relates to a vibration isolator that supports a precision device or the like with a gas spring and suppresses transmission of vibration from the foundation side, and relates to a device provided with gas springs in the vertical direction and the horizontal direction.

従来より、電子顕微鏡等の精密機器を空気ばねにより支持して、基礎側からの振動の伝達を抑制する除振装置があり、特許文献１にはその一例が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a vibration isolator that supports a precision instrument such as an electron microscope by an air spring and suppresses transmission of vibration from the base side, and Patent Document 1 discloses an example thereof.

特許文献１の除振装置は、被支持体を上下方向に支持する上段及び下段の空気ばねの他に、被支持体を水平方向に支持する空気ばねを備えている。水平方向の空気ばねは、上段及び下段の空気ばねの間に２つ配設され、左右方向に対向配置されている。一方、下段の空気ばねは、基礎側（即ち、ばね下）の底板部と、該底板部に対向配置された、被支持体側（即ち、ばね上）の天板部とを備えている。この天板部には貫通孔が形成されており、底板部の内周寄りから上方に延びる支柱がこの貫通孔を通過している。当該支柱の上端部には、上段の空気ばねのばね下である底板部を下方から支持するセンタブロックが形成されている。このセンタブロックは、左右方向に張り出しており、その左右両端部が左右方向に対向配置された空気ばね（以下、左右の水平空気ばねという）のばね下となっている。そして、このセンタブロックの前側面には、左右の水平空気ばねに空気を給排するサーボ弁、及び上段及び下段の空気ばねに空気を給排するサーボ弁が取り付けられている。 The vibration isolator of Patent Document 1 includes an air spring that supports the supported body in the horizontal direction in addition to the upper and lower air springs that support the supported body in the vertical direction. Two horizontal air springs are disposed between the upper and lower air springs, and are opposed to each other in the left-right direction. On the other hand, the lower air spring includes a bottom plate portion on the base side (that is, unsprung) and a top plate portion on the supported body side (that is, on the spring) that is opposed to the bottom plate portion. A through hole is formed in the top plate portion, and a support column extending upward from the inner periphery of the bottom plate portion passes through the through hole. At the upper end of the support column, a center block for supporting the bottom plate portion, which is the unsprung portion of the upper air spring, from below is formed. The center block protrudes in the left-right direction, and is an unsprung portion of an air spring (hereinafter, referred to as a left and right horizontal air spring) in which both left and right ends are opposed to each other in the left-right direction. A servo valve for supplying and discharging air to the left and right horizontal air springs and a servo valve for supplying and discharging air to the upper and lower air springs are attached to the front side surface of the center block.

特開２００８−０８２３８９号公報（段落００１９欄〜００３３欄、図４）JP 2008-082389 A (paragraph 0019 column to 0033 column, FIG. 4)

ところで、上記の除振装置を使用する際、最少３つの除振装置で被支持体の支持面が定まるため、除振装置を３つ使用することがある。その場合、少なくとも１つの除振装置は、左右に対向配置された空気ばねだけでなく、前後に対向配置された空気ばねを備えたものが用いられる。 By the way, when using the above-described vibration isolator, the support surface of the supported body is determined by a minimum of three vibration isolators, so that three vibration isolators may be used. In this case, at least one vibration isolator is used that includes not only air springs arranged oppositely on the left and right but also air springs arranged oppositely on the front and rear.

そこで、特許文献１の除振装置において、左右の水平空気ばねの他に、前後方向に配置された水平方向の空気ばね（以下、前後の水平空気ばねという）を設けた場合、前後の水平空気ばねのばね下を形成するために、センタブロックを前後方向に張り出させることとなる。しかしながら、そうすると、除振装置の内部がセンタブロックによって占有され、サーボ弁やセンサ等の構成部品を設置するスペースを確保することができない。そこで、除振装置サイズを大型化して構成部品の設置スペースを確保することが考えられるが、そうすると、精密機器等の装置側での設置スペースが大きくなることや、製造コスト抑制の観点から好ましくない。 Therefore, in the vibration isolator of Patent Document 1, in addition to the left and right horizontal air springs, when the horizontal air springs (hereinafter referred to as front and rear horizontal air springs) arranged in the front and rear direction are provided, the front and rear horizontal air In order to form an unsprung portion of the spring, the center block is projected in the front-rear direction. However, in this case, the interior of the vibration isolator is occupied by the center block, and a space for installing components such as servo valves and sensors cannot be secured. Therefore, it is conceivable to increase the size of the vibration isolation device to secure the installation space for the component parts, but this is not preferable from the viewpoint of increasing the installation space on the device side such as a precision instrument and suppressing the manufacturing cost. .

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被支持体を水平方向に支持する気体ばねが前後左右に配設された除振装置において、装置サイズを維持しつつ、構成部品を装置内に収容することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to maintain the device size in a vibration isolation device in which gas springs that support a supported body in a horizontal direction are arranged in front, rear, left, and right. However, the component parts are accommodated in the apparatus.

上記の目的を達成するために、本発明は、除振装置の基礎側（ばね下）の構造を工夫したものである。 In order to achieve the above object, the present invention devises the structure of the foundation side (unsprung) of the vibration isolator.

具体的には、本発明は、基礎に対して被支持体を上下方向に支持する上下気体ばねが設けられるとともに、上記被支持体を水平方向に支持する水平気体ばねが設けられた気体ばね式除振装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。 Specifically, the present invention provides a gas spring type in which an upper and lower gas spring for supporting the supported body in the vertical direction with respect to the foundation is provided, and a horizontal gas spring for supporting the supported body in the horizontal direction is provided. The following solutions were taken for vibration isolation devices.

すなわち、請求項１の発明は、上記上下気体ばねは、上記基礎上に設置される底板部と、該底板部の上方に対向配置され、貫通孔が上下方向に貫通形成された天板部と、上記底板部から上方に延びる支柱とを有し、上記支柱は、上記貫通孔を通過して上方に延びていて、その外周と該貫通孔の周縁との間が可撓性部材によって気密に封止されるとともに、その上端には、上記天板部の上方において水平方向に張り出す支持板部が形成され、上記水平方向の気体ばねは、上記支持板部上に４つ配置され、そのうち２つは前後方向に対向配置される前後気体ばねである一方、他の２つは左右方向に対向配置される左右気体ばねであり、各々上記支持板部の外周から上方に立ち上がる底板部を有し、上記前後気体ばねの底板部が互いに離間して配置されるとともに、上記左右気体ばねの底板部が互いに離間して配置されて、上記４つの水平方向の気体ばねにおける底板部の内側に中空部が形成されていることを特徴とする。 That is, according to the invention of claim 1, the upper and lower gas springs include a bottom plate portion installed on the foundation, a top plate portion that is disposed to be opposed to the upper portion of the bottom plate portion, and a through hole is formed through the vertical direction. A support column extending upward from the bottom plate portion, the support column extending upward through the through hole, and a space between the outer periphery and the periphery of the through hole is hermetically sealed by a flexible member. At the upper end of the sealing plate, a support plate portion that extends horizontally above the top plate portion is formed, and four horizontal gas springs are arranged on the support plate portion, of which Two are front and rear gas springs arranged opposite to each other in the front-rear direction, while the other two are left and right gas springs arranged opposite to each other in the left-right direction, each having a bottom plate that rises upward from the outer periphery of the support plate. And the bottom plate portions of the front and rear gas springs are spaced apart from each other Together with the, it is arranged a bottom plate portion of the left and right gas spring is spaced apart from one another, wherein the hollow portion on the inner side of the bottom plate portion in the four horizontal directions of the gas spring is formed.

請求項１の発明によれば、除振装置のばね下を、４つの水平気体ばねの底板部と、上下気体ばねの底板部に繋がる支持板部とによってカゴ状とし、その内部に形成された中空部にサーボ弁等の構成部品を収容することにより、除振装置のサイズを維持しつつ、除振装置内に構成部品を収容することができる。 According to the invention of claim 1, the unsprung portion of the vibration isolator is formed into a cage shape by the bottom plate portions of the four horizontal gas springs and the support plate portion connected to the bottom plate portions of the upper and lower gas springs, and is formed therein. By housing components such as a servo valve in the hollow portion, the components can be accommodated in the vibration isolator while maintaining the size of the vibration isolator.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記左右気体ばねは、気体室容積が互いに略同じであり、上記前後気体ばねの底板部の一方には、上記左右気体ばねに気体を給排する左右方向用サーボ弁が上記中空部に臨むように設けられ、該左右方向用サーボ弁と上記左右気体ばねとを繋ぐ２本の配管は、略同一経路長を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the left and right gas springs have substantially the same gas chamber volume, and one of the bottom plate portions of the front and rear gas springs supplies gas to the left and right gas springs. The left and right servo valves to be discharged are provided so as to face the hollow portion, and the two pipes connecting the left and right servo valves and the left and right gas springs have substantially the same path length.

請求項２の発明によれば、左右気体ばねは空気室容積が互いに略同じであり、そこに空気を給排する２本の配管の経路長も互いに略同じなので、それら２つの左右気体ばねに対する圧縮空気の給排量を共通の左右方向用サーボ弁によって制御すると、各気体ばねの圧力は略同じように変化することになり、整定時間が短く、制御性を高くすることができる。 According to the invention of claim 2, since the left and right gas springs have substantially the same air chamber volume, and the path lengths of the two pipes for supplying and discharging the air to each other are also substantially the same, When the supply / discharge amount of compressed air is controlled by a common left / right servo valve, the pressure of each gas spring changes in substantially the same manner, and the settling time is short and the controllability can be enhanced.

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、上記前後気体ばねは、気体室容積が互いに略同じであり、上記左右気体ばねの底板部の一方には、上記前後気体ばねに気体を給排する前後方向用サーボ弁が上記中空部に臨むように設けられ、該前後方向用サーボ弁と上記前後気体ばねとを繋ぐ２本の配管は、略同一経路長を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the front and rear gas springs have substantially the same gas chamber volume, and one of the bottom plate portions of the left and right gas springs includes a gas in the front and rear gas springs. A front-rear servo valve for supplying / discharging gas is provided so as to face the hollow portion, and two pipes connecting the front-rear servo valve and the front-rear gas spring have substantially the same path length. To do.

請求項３の発明によれば、前後気体ばねは空気室容積が互いに略同じであり、そこに空気を給排する２本の配管の経路長も互いに略同じなので、それら２つの左右気体ばねに対する圧縮空気の給排量を共通の前後方向用サーボ弁によって制御すると、各気体ばねの圧力は略同じように変化することになり、整定時間が短く、制御性を高くすることができる。特に、請求項２の発明においては、前後方向だけでなく左右方向においても各気体ばねの圧力が略同じように変化することになるので、２方向において整定時間が短く、制御性を高くすることができる。 According to the invention of claim 3, the front and rear gas springs have substantially the same air chamber volume, and the path lengths of the two pipes for supplying and discharging the air to each other are also substantially the same. When the supply / discharge amount of compressed air is controlled by a common front / rear servo valve, the pressure of each gas spring changes in substantially the same manner, the settling time is short, and the controllability can be enhanced. In particular, in the invention of claim 2, since the pressure of each gas spring changes not only in the front-rear direction but also in the left-right direction, the settling time is shortened in two directions and the controllability is increased. Can do.

以上、本発明によれば、除振装置のばね下を、４つの水平気体ばねの底板部と、上下気体ばねの底板部に繋がる支持板部とによってカゴ状とし、その内部に形成された中空部にサーボ弁等の構成部品を収容することにより、除振装置のサイズを維持しつつ、除振装置内に構成部品を収容することができる。 As described above, according to the present invention, the unsprung portion of the vibration isolation device is formed into a cage shape by the bottom plate portions of the four horizontal gas springs and the support plate portion connected to the bottom plate portions of the upper and lower gas springs, and the hollow formed inside the cage. By accommodating components such as a servo valve in the part, the components can be accommodated in the vibration isolator while maintaining the size of the vibration isolator.

本発明の実施形態に係る気体ばね式除振装置の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a gas spring vibration isolator according to an embodiment of the present invention. 気体ばね式除振装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a gas spring type vibration isolator. 気体ばね式除振装置の内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of a gas spring type vibration isolator. 気体ばね式除振装置の内部構造を示す平面図である。It is a top view which shows the internal structure of a gas spring type vibration isolator. 図４のV-V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its application, or its application.

図１は、本発明に係る気体ばね式除振装置の実施形態であるエアマウントＡを示す。このエアマウントＡは、図示しない半導体関連装置等の精密機器（被支持体）を、床振動から殆ど絶縁した状態で設置するために用いられ、通常は３〜５個のエアマウントＡ，Ａ，…によって被支持体を支持するものである。 FIG. 1 shows an air mount A which is an embodiment of a gas spring vibration isolator according to the present invention. This air mount A is used to install a precision device (supported body) such as a semiconductor related device (not shown) in a state of being almost insulated from floor vibration, and usually 3 to 5 air mounts A, A, ... supports the supported body.

この実施形態のエアマウントＡは、図５にその要部を断面にて示すように、床面（基礎）Ｆ上に設置される矩形状のボトムプレート１と、精密機器等を直接に、或いは図示しない定盤等（被支持体）を介して間接に支持する矩形状のトッププレート２とを備え、該トッププレート２を天板部として被支持体の荷重を支持する上段の空気ばね（気体ばね）３が構成されるとともに、同様に前記ボトムプレート１を底板部とする下段の空気ばね４が設けられた上下２段式のものである。この例では２つの空気ばね３，４は略同じ容積の空気室を有している。 The air mount A of this embodiment has a rectangular bottom plate 1 installed on a floor surface (foundation) F and a precision instrument directly or as shown in FIG. A rectangular top plate 2 that is indirectly supported via a surface plate or the like (supported body) (not shown), and an upper air spring (gas) that supports the load of the supported body using the top plate 2 as a top plate portion. 2), and a lower air spring 4 having the bottom plate 1 as the bottom plate portion is provided. In this example, the two air springs 3 and 4 have air chambers having substantially the same volume.

上記ボトムプレート１及びトッププレート２は、いずれもアルミ合金材を鍛造してなる矩形状の厚肉の板部材であり、鋼製のものに比べて軽量でありながら高い剛性を有している。そして、図５にのみ示すが、上記ボトムプレート１の上面略中央部から上方に向かって延びるように円柱状の軸部材５が配設され、その上端には水平なサポートプレート（支持板部）６が配設され、その上に図３に示すように上記精密機器等を水平方向に支持する４つの水平方向の空気ばね（以下、水平空気ばねという）７〜１０が配設され、さらにその上に上記上段の空気ばね３が配設されている。 Each of the bottom plate 1 and the top plate 2 is a rectangular thick plate member formed by forging an aluminum alloy material, and has high rigidity while being lighter than that made of steel. As shown only in FIG. 5, a cylindrical shaft member 5 is disposed so as to extend upward from a substantially central portion of the upper surface of the bottom plate 1, and a horizontal support plate (support plate portion) is provided at the upper end thereof. 6 is arranged, and as shown in FIG. 3, four horizontal air springs (hereinafter referred to as horizontal air springs) 7 to 10 for supporting the precision instrument etc. in the horizontal direction are arranged. The upper air spring 3 is disposed above.

具体的には、上記サポートプレート６は、図３に示すように、略矩形状をなし、上記軸部材５の上端から外側に張り出す正方形状のサポートプレート本体６ａと、該サポートプレート本体６ａの前後左右各辺から外側に張り出す矩形状のサポート片６ｂ，６ｂ，…とを有し、各サポート片６ｃ上に厚肉な矩形板状のサイドプレート１１，１１，…が上方に立ち上がっている。左右方向に対向配置されたサイドプレート１１，１１同士が互いに離間して配置され、また、前後方向に対向配置されたサイドプレート１１，１１同士が互いに離間して配置されている。これにより、４つのサイドプレート１１，１１，…の内側には、上記水平空気ばね７〜１０に空気を給排する後述のサーボ弁３３等が設置される中空部１３が形成されている。上記サイドプレート１１，１１，…の上部には、アッパプレート１４が上記中空部１３を上方から覆うように固定されている。具体的には、各サイドプレート１１上端の内側に切欠部１１ａが形成されている。一方、アッパプレート１４の下面には、アルミ合金製の板部材からなる取付プレート１２が取り付けられている。この取付プレート１２は、この実施形態では矩形板状の部材の四隅部を切り欠いて略十字形状をなしている。そして、この取付プレート１２の前後左右に突き出た突出部が上記切欠部１１ａ，１１ａ，…の底面上に載置され、サイドプレート１１，１１，…に取付固定されている。 Specifically, as shown in FIG. 3, the support plate 6 has a substantially rectangular shape, and has a square support plate body 6a projecting outward from the upper end of the shaft member 5, and the support plate body 6a. Have rectangular support pieces 6b, 6b,... Projecting outward from the front, rear, left and right sides, and thick rectangular plate-like side plates 11, 11,. . The side plates 11, 11 opposed to each other in the left-right direction are arranged apart from each other, and the side plates 11, 11 arranged opposed to each other in the front-rear direction are arranged apart from each other. Thus, a hollow portion 13 is formed inside the four side plates 11, 11,... In which a servo valve 33 (described later) for supplying and discharging air to and from the horizontal air springs 7 to 10 is installed. On the upper side of the side plates 11, 11,..., An upper plate 14 is fixed so as to cover the hollow portion 13 from above. Specifically, a notch 11 a is formed inside the upper end of each side plate 11. On the other hand, an attachment plate 12 made of an aluminum alloy plate member is attached to the lower surface of the upper plate 14. In this embodiment, the mounting plate 12 has a substantially cross shape by cutting out four corners of a rectangular plate-like member. And the protrusion part protruded to the front and rear, right and left of this attachment plate 12 is mounted on the bottom face of the said notch part 11a, 11a, ..., and is fixed to the side plate 11, 11, ....

上記アッパプレート１４の外周部と上記トッププレート２の外周部との間には、ゴム材料からなる環状のダイヤフラム１５が配設され、該トッププレート２を上記アッパプレート１４に対し上下動可能に連結している。上記ダイヤフラム１５によって上記トッププレート２及びアッパプレート１４の間に区画された容積可変の密閉空間を空気室として、上記上段空気ばね３が構成されており、上記アッパプレート１４はその底板部となっている。 An annular diaphragm 15 made of a rubber material is disposed between the outer peripheral portion of the upper plate 14 and the outer peripheral portion of the top plate 2, and the top plate 2 is connected to the upper plate 14 so as to be movable up and down. doing. The upper air spring 3 is configured with a variable volume sealed space partitioned between the top plate 2 and the upper plate 14 by the diaphragm 15 as an air chamber, and the upper plate 14 serves as a bottom plate portion thereof. Yes.

上記上段空気ばね３においてトッププレート２の下面には、空気室内に向かう断面円形の凸部２ａが形成され、これと対向する上記アッパプレート１４の上面には断面円形の凸部１４ａが形成されており、これら凸部２ａ，１４ａは、該トッププレート２のアッパプレート１４に対する下方への変位を規制するストッパ部として機能する。また、図５において符号１６は、ダイヤフラム１５の外周部をトッププレート２の下面外周部との間に挟んで固定する締付リングを示し、同様に符号１７は、ダイヤフラム１５の内周部をアッパプレート１４の上面外周部との間に挟んで固定する締付リングを示している。上記締付リング１６は、図２に示すように、その外周が４隅を切り欠いて平面視で八角形状をなしている。なお、図２では、エアマウントＡの内部を見やすくするために、後述する外周壁２６を省略している。 In the upper air spring 3, a convex portion 2 a having a circular cross section toward the air chamber is formed on the lower surface of the top plate 2, and a convex portion 14 a having a circular cross section is formed on the upper surface of the upper plate 14 facing the upper air spring 3. The convex portions 2 a and 14 a function as a stopper portion that restricts the downward displacement of the top plate 2 with respect to the upper plate 14. In FIG. 5, reference numeral 16 denotes a clamping ring that fixes the outer peripheral portion of the diaphragm 15 between the outer peripheral portion of the lower surface of the top plate 2. Similarly, reference numeral 17 denotes an inner peripheral portion of the diaphragm 15. A clamping ring is shown that is sandwiched and fixed between the outer peripheral portion of the upper surface of the plate 14. As shown in FIG. 2, the tightening ring 16 has an octagonal shape in plan view with its outer periphery cut out at four corners. In FIG. 2, an outer peripheral wall 26 described later is omitted in order to make the inside of the air mount A easier to see.

上記の如き構成の上段空気ばね３と同様に、下段の空気ばね４は、ボトムプレート１とその上方に対向配置されたロワプレート１８とを環状のダイヤフラム１９によって連結してなる。上記ロワプレート１８は、下段の空気ばね４の天板部であって、上記ボトムプレート１やトッププレート２と同様のアルミ合金製の板部材からなり、この実施形態では略矩形状に形成している。 Similar to the upper air spring 3 having the above-described configuration, the lower air spring 4 is formed by connecting the bottom plate 1 and a lower plate 18 disposed to face the bottom plate 1 with an annular diaphragm 19. The lower plate 18 is a top plate portion of the lower air spring 4 and is made of an aluminum alloy plate member similar to the bottom plate 1 or the top plate 2. In this embodiment, the lower plate 18 is formed in a substantially rectangular shape. Yes.

そして、図５にのみ示すが、上記ロワプレート１８の略中央部には断面円形の貫通孔１８ａが上下方向に貫通形成され、そこにボトムプレート１から上方に延びる軸部材５が挿通されている。この軸部材５の外周面と貫通孔１８ａの内周面との間には隙間が形成されていて、この隙間を気密に封止するようにゴム材料からなる環状のダイヤフラム２０（可撓性部材）が配設されている。軸部材５の下半部は上半部に比べて小径とされていて、ダイヤフラム２０の内周部を軸部材５の大径部下面との間に挟んで固定する締付リング２１が外挿されている。また、ダイヤフラム２０の外周部をロワプレート１８の貫通孔１８ａ外周りの下面との間に挟んで固定する締付リング２２がロワプレート１８の下側に固定されている。 As shown only in FIG. 5, a through hole 18 a having a circular cross section is formed in a substantially central portion of the lower plate 18 in the vertical direction, and the shaft member 5 extending upward from the bottom plate 1 is inserted therethrough. . A gap is formed between the outer peripheral surface of the shaft member 5 and the inner peripheral surface of the through-hole 18a, and an annular diaphragm 20 (flexible member) made of a rubber material is hermetically sealed. ) Is arranged. The lower half portion of the shaft member 5 has a smaller diameter than the upper half portion, and a tightening ring 21 that fixes the inner peripheral portion of the diaphragm 20 between the lower surface of the large diameter portion of the shaft member 5 is extrapolated. Has been. Further, a fastening ring 22 that fixes the outer peripheral portion of the diaphragm 20 between the lower surface of the lower plate 18 and the outer periphery of the through hole 18 a is fixed to the lower side of the lower plate 18.

上記ロワプレート１８の下面において、上記締付リング２２の外側には、上記ダイヤフラム１９の内周部を固定するための締付リング２３が固定されており、上記ダイヤフラム１９の内周部をこの締付リング２３下面の外周部との間に挟んで固定する締付リング２４が取り付けられている。上記ボトムプレート１の外周部には、溝１ａが全周に亘って形成され、この溝１ａ内に上記締付リング２４が配設されている。そして、この締付リング２４が溝１ａの底面に当接することにより、ボトムプレート１とロワプレート１との相対的な近接方向への変位が規制されるようになっている。また、ボトムプレート１とロワプレート１８との相対的な離遠方向への変位は、該ロワプレート１８の上面がその上方にあるサポートプレート６の下面に当接することで、規制されるようになっている。また、符号２５は、ボトムプレート１の外周部上面との間でダイヤフラム１９外周部を挟んで固定する締付リングを示している。 On the lower surface of the lower plate 18, a tightening ring 23 for fixing the inner peripheral portion of the diaphragm 19 is fixed to the outer side of the tightening ring 22, and the inner peripheral portion of the diaphragm 19 is fixed to the lower end of the lower ring 18. A fastening ring 24 is attached to be fixed between the outer peripheral portion of the lower surface of the attaching ring 23 and fixed. A groove 1a is formed on the entire outer periphery of the bottom plate 1, and the tightening ring 24 is disposed in the groove 1a. And when this clamping ring 24 contacts the bottom face of the groove 1a, the displacement of the bottom plate 1 and the lower plate 1 in the relative proximity direction is regulated. Further, the relative displacement of the bottom plate 1 and the lower plate 18 is regulated by the upper surface of the lower plate 18 coming into contact with the lower surface of the support plate 6 above the lower plate 18. ing. Reference numeral 25 denotes a tightening ring that fixes the outer peripheral portion of the diaphragm 19 with the upper surface of the outer peripheral portion of the bottom plate 1.

斯くして、この実施形態のエアマウントＡでは、下段空気ばね４の底板部であるボトムプレート１の略中央部から上方に延びる軸部材５が、下段空気ばね４の天板部であるロワプレート１８の貫通孔１８ａを通過していて、その上に連続するサポートプレート６及びそれから立ち上がるサイドプレート１１，１１，…と共に、上段空気ばね３（アッパプレート７）を下方から支持している。つまり、上段及び下段の２つの空気ばね３，４は、それぞれの基礎側、即ちばね下である底板部（ボトムプレート１、アッパプレート１４）同士が、軸部材５、サポートプレート６及びサイドプレート１１，１１，…によって連結されている。 Thus, in the air mount A of this embodiment, the shaft member 5 that extends upward from the substantially central portion of the bottom plate 1 that is the bottom plate portion of the lower air spring 4 is the lower plate that is the top plate portion of the lower air spring 4. The upper air spring 3 (upper plate 7) is supported from below along with the support plate 6 and the side plates 11, 11,... That is, the two upper and lower air springs 3 and 4 have the base member, that is, the bottom plate portions (bottom plate 1 and upper plate 14) that are under the spring, the shaft member 5, the support plate 6, and the side plate 11. , 11,...

そうして底板部（アッパプレート１４）を下方から支持されている上段の気体ばね３において、図１及び図５に示すように、その天板部であるトッププレート２の外周の前後左右各辺中央部には、下方に延びる外周壁２６が取り付けられている。外周壁２６は、各々アルミ合金材によって塊状に形成された４つの分厚い壁部材２７，２７，…からなり、これらがエアマウントＡの前後左右に対応して各水平ばね７〜１０に対向配置されて、周方向に隣り合うもの同士が断面Ｌ字状の接続プレート２８によって互いの側縁を接合して組み合わされている。すなわち、外周壁２６の上端は上記のようにトッププレート２に締結され、一方、下端はロワプレート１８の上面外周部に締結されており、それらは一体的にボックス状に構成されている。 Thus, in the upper gas spring 3 that supports the bottom plate portion (upper plate 14) from below, as shown in FIGS. 1 and 5, the front, rear, left and right sides of the outer periphery of the top plate 2 as the top plate portion. An outer peripheral wall 26 extending downward is attached to the central portion. The outer peripheral wall 26 is composed of four thick wall members 27, 27,... Each formed in a lump shape by an aluminum alloy material, and these are arranged to face the horizontal springs 7 to 10 corresponding to the front, rear, left and right of the air mount A, respectively. Those adjacent in the circumferential direction are combined with each other by joining the side edges thereof by a connection plate 28 having an L-shaped cross section. That is, the upper end of the outer peripheral wall 26 is fastened to the top plate 2 as described above, while the lower end is fastened to the outer peripheral portion of the upper surface of the lower plate 18, and they are integrally formed in a box shape.

つまり、上段及び下段の２つの各空気ばね３，４における被支持体側、即ちばね上である天板部（トッププレート２、ロワプレート１８）同士は、分厚い壁部材２７，２７，…からなる外周壁２６によって連結されてボックス状になっており、これにより、それら全体の剛性が十分に高くなっている。 In other words, the upper and lower air springs 3 and 4 are supported on the supported body side, that is, the top plate portions (top plate 2 and lower plate 18) on the outer circumference are made of thick wall members 27, 27,. They are connected by a wall 26 to form a box shape, so that their overall rigidity is sufficiently high.

上記外周壁２６を構成する壁部材２７の内面には、円盤部材２９が内側に向かって突設されている。そして、円盤部材２９の内面と対向する上記サイドプレート１１には、断面円形の凹部１１ａが形成され、各円盤部材２９内面が凹部１１ａの開口付近まで延びている。それらの間の隙間はゴム材料からなるダイヤフラム３０によって封止されて空気室が形成され、これにより、左右の水平空気ばね７，８が構成されている。左右の水平空気ばね７，８は、空気室容積が略同じであり、この空気室に突出するように各円盤部材２９の内面に凸部２９ａが突設されている。そして、この凸部２９ａが凹部１１ａの底面に当接することにより、サイドプレート１１と壁部材２７との相対的な近接方向への変位が規制されるようになっている。尚、図示の符号３１，３２は、それぞれ、ダイヤフラム３０の外周部及び内周部を固定するための締付リングである。 On the inner surface of the wall member 27 that constitutes the outer peripheral wall 26, a disk member 29 protrudes inward. The side plate 11 facing the inner surface of the disk member 29 is formed with a recess 11a having a circular cross section, and the inner surface of each disk member 29 extends to the vicinity of the opening of the recess 11a. The gap between them is sealed with a diaphragm 30 made of a rubber material to form an air chamber, whereby left and right horizontal air springs 7 and 8 are configured. The left and right horizontal air springs 7 and 8 have substantially the same air chamber volume, and a convex portion 29a is projected from the inner surface of each disk member 29 so as to protrude into the air chamber. The protrusion 29 a abuts against the bottom surface of the recess 11 a, so that the relative displacement between the side plate 11 and the wall member 27 is restricted. In addition, the code | symbols 31 and 32 of illustration are the clamping rings for fixing the outer peripheral part and inner peripheral part of the diaphragm 30, respectively.

前後方向に対向配置された水平方向の空気ばね（以下、前後の水平空気ばねという）９，１０も、図示しないが上記左右の水平空気ばね７，８と同様の構成を備えており、前後の水平空気ばね９，１０は、空気室容積が略同じである。 Although not shown, horizontal air springs 9 and 10 (hereinafter referred to as front and rear horizontal air springs) 9 and 10 disposed opposite to each other in the front-rear direction have the same configuration as the left and right horizontal air springs 7 and 8. The horizontal air springs 9 and 10 have substantially the same air chamber volume.

そして、上記左右の水平空気ばね７，８を互いに逆位相で作動させることで、サイドプレート１１（ばね下）から外周壁２６（ばね上）に対し略同じ大きさで同じ向きに左右方向の力を作用させることができる。また、上記前後の水平空気ばね９，１０も同様に、両者を互いに逆位相で作動させることで、サイドプレート１１（ばね下）から外周壁２６（ばね上）に対し略同じ大きさで同じ向きに前後方向の力を作用させることができる。このことは、被支持体側に水平方向の力を安定的に作用させる上で有利であり、また、その力による振動制御の応答性を高める上でも有利である。 Then, by operating the left and right horizontal air springs 7 and 8 in opposite phases to each other, a lateral force in the same direction and in the same direction from the side plate 11 (unsprung) to the outer peripheral wall 26 (sprung). Can act. Similarly, the front and rear horizontal air springs 9 and 10 are operated in opposite phases to each other so that they are substantially the same size and in the same direction from the side plate 11 (unsprung) to the outer peripheral wall 26 (sprung). It is possible to apply a force in the front-rear direction. This is advantageous in stably applying a horizontal force to the supported body side, and is also advantageous in enhancing the response of vibration control by the force.

また、前後左右の水平空気ばね７〜１０は、上段空気ばね３と下段空気ばね４との中間に配置されており、上記のようにサイドプレート１１，１１，…から外周壁２６に作用する水平方向の力は、エアマウントＡにおける荷重の支持点付近に作用することになる。このことは、その水平方向の力によって荷重支持点周りに作用するモーメントが小さくなることを意味し、このようなモーメントによってトッププレート２が傾斜して、被支持体側に無理な力がかかることを阻止する上で有利である。 Further, the front, rear, left and right horizontal air springs 7 to 10 are disposed between the upper air spring 3 and the lower air spring 4 and act horizontally on the outer peripheral wall 26 from the side plates 11, 11,. The directional force acts near the load support point in the air mount A. This means that the moment acting around the load support point is reduced by the horizontal force, and the top plate 2 is inclined by such a moment and an unreasonable force is applied to the supported side. This is advantageous for prevention.

上記サポートプレート６及びサイドプレート１１，１１，…は、上述したように上段及び下段の空気ばね３，４同士を連結し、そして、これらサポートプレート６及びサイドプレート１１，１１，…で囲まれた上記中空部１３は、各空気ばね３，４，７〜１０との間で空気の給排を行うための給排制御系を設置するためのスペースとして利用される。 The support plate 6 and the side plates 11, 11,... Connect the upper and lower air springs 3, 4 as described above, and are surrounded by the support plate 6 and the side plates 11, 11,. The hollow portion 13 is used as a space for installing a supply / discharge control system for supplying and discharging air between the air springs 3, 4, 7 to 10.

具体的には、図３，４に示すように、サポートプレート６中央部、左側のサイドプレート１１の内面、及び前側のサイドプレート１１の内面には、サーボ弁３３〜３５が中空部１３に臨むように配設されている。 Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, servo valves 33 to 35 face the hollow portion 13 at the center portion of the support plate 6, the inner surface of the left side plate 11, and the inner surface of the front side plate 11. It is arranged like this.

サポートプレート６に配設されたサーボ弁３３は、アッパプレート１４に形成された空気通路３６と、軸部材５及びサポートプレート６に形成された空気通路３７とを通じて上段及び下段の空気ばね３，４に対し空気を給排するようになっている。 The servo valve 33 disposed in the support plate 6 includes upper and lower air springs 3 and 4 through an air passage 36 formed in the upper plate 14 and an air passage 37 formed in the shaft member 5 and the support plate 6. In contrast, air is supplied and discharged.

また、左側のサイドプレート１１に配設されたサーボ弁３４は、図４に示すように、同一経路長の２本の配管３８，３９を通じて前後の水平空気ばね９，１０に対し空気を給排するようになっている。また、前側のサイドプレート１１に配設されたサーボ弁３５は、図４に示すように、同一経路長の２本の配管４０，４１を通じて左右の水平空気ばね７，８に対し空気を給排するようになっている。尚、図４において配管３８〜４１を一点鎖線で簡略して図示し、そして、図４，５において、これら配管３８〜４１の両端が接続する管継手を簡略図示している。 As shown in FIG. 4, the servo valve 34 disposed on the left side plate 11 supplies and discharges air to the front and rear horizontal air springs 9 and 10 through two pipes 38 and 39 having the same path length. It is supposed to be. The servo valve 35 disposed on the front side plate 11 supplies and discharges air to the left and right horizontal air springs 7 and 8 through two pipes 40 and 41 having the same path length as shown in FIG. It is supposed to be. In addition, in FIG. 4, piping 38-41 is simplified and shown with the dashed-dotted line, and the pipe joint which the both ends of these piping 38-41 connect is simplified in FIG.

さらに、上記サーボ弁３３〜３５は、それぞれ、前側のサイドプレート１１の左右両端面に固定具４２を介して左右に３個ずつ固定された管継手４３，４３，…に図示しない配管を通じて接続され、この管継手４３，４３，…を通じて、図外の空気圧源から圧縮空気の供給等を受けるようになっている。 Further, the servo valves 33 to 35 are respectively connected to pipe joints 43, 43,..., Which are fixed to the left and right end faces of the front side plate 11 by means of fixtures 42, through pipes (not shown). Through the pipe joints 43, 43,..., Compressed air is supplied from an unillustrated air pressure source.

そのようなサーボ弁３３〜３５の作動の制御は、マイクロコンピュータやＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えた周知の図示しないコントローラによって行われる。すなわち、サポートプレート６に固定された水平方向の加速度センサ４４や図示しないがボトムプレート１に対するトッププレート２の相対的な位置等を検出するためのセンサが配設されており、これらセンサから入力される信号に基づいて、上記コントローラがサーボ弁３３〜３５の作動を制御し、各空気ばね３，４，７〜１０の圧力を制御するようになっている。 Such operation control of the servo valves 33 to 35 is controlled by a well-known controller (not shown) provided with a microcomputer, RAM, ROM and the like. That is, a horizontal acceleration sensor 44 fixed to the support plate 6 and a sensor (not shown) for detecting the relative position of the top plate 2 with respect to the bottom plate 1 are provided. Based on this signal, the controller controls the operation of the servo valves 33 to 35, and controls the pressure of the air springs 3, 4, 7 to 10.

−本発明に係る実施形態の効果−
上記実施形態によれば、エアマウントＡのばね下を、上段の空気ばね３と、４つの水平空気ばね７〜１０の底板部１１，１１，…と、下段の空気ばね４のボトムプレート１に繋がるサポートプレート６とによってボックス状とし、その内部に形成された中空部１３にサーボ弁３３〜３５等の構成部品を収容することにより、エアマウントＡの装置サイズを維持しつつ、構成部品をエアマウントＡ内に収容することができる。 -Effects of the embodiment according to the present invention-
According to the above embodiment, the unsprung portion of the air mount A is connected to the upper air spring 3, the bottom plate portions 11, 11,... Of the four horizontal air springs 7 to 10, and the bottom plate 1 of the lower air spring 4. The support plate 6 is connected to form a box shape, and the component parts such as the servo valves 33 to 35 are accommodated in the hollow portion 13 formed therein, so that the component parts can be air-operated while maintaining the device size of the air mount A. It can be accommodated in the mount A.

また、上記実施形態によれば、上段の空気ばね３の底板部であるアッパプレート１５が４つのサイドプレート１１，１１，…によって４辺に亘って支持され、これらサイドプレート１１，１１，…がサポートプレート６及び軸部材５を介してボトムプレート１に支持されているので、上段の空気ばね３の支持剛性を従来のセンタブロックによる支持と同様に確保することができる。 Moreover, according to the said embodiment, the upper plate 15 which is a bottom plate part of the upper air spring 3 is supported over four sides by the four side plates 11, 11,..., And these side plates 11, 11,. Since it is supported by the bottom plate 1 via the support plate 6 and the shaft member 5, the support rigidity of the upper air spring 3 can be ensured similarly to the support by the conventional center block.

さらに、上記実施形態によれば、２つの左右の水平空気ばね７，８は空気室容積が互いに略同じであり、そこに空気を給排する２本の配管４０，４１の経路長も互いに略同じなので、それら２つの空気ばね７，８に対する圧縮空気の給排量を共通のサーボ弁３５によって制御すると、各空気ばね７，８の圧力は略同じように変化することになり、整定時間が短く、制御性を高くすることができる。この効果は、２つの前後の水平気体ばね９，１０についても言える。 Furthermore, according to the above-described embodiment, the two left and right horizontal air springs 7 and 8 have substantially the same air chamber volume, and the path lengths of the two pipes 40 and 41 for supplying and discharging air to each other are also substantially the same. Therefore, if the supply / discharge amount of the compressed air with respect to the two air springs 7 and 8 is controlled by the common servo valve 35, the pressure of each air spring 7 and 8 will change in substantially the same manner, and the settling time will be increased. Short and high controllability can be achieved. This effect is also true for the two front and rear horizontal gas springs 9 and 10.

《その他の実施形態》
上記実施形態では、各々の空気ばね３，４，７〜１０において空気室を画成するためにダイヤフラム１５，１９，…を用いているが、これらに代えて例えばベローズを用いることもできる。また、いずれの空気ばね３，４，７〜１０も例えば窒素ガス等を充填した気体ばねとすることができる。 << Other Embodiments >>
In the above embodiment, the diaphragms 15, 19,... Are used to define the air chambers in the respective air springs 3, 4, 7-10, but instead of these, for example, bellows can be used. Also, any of the air springs 3, 4, 7 to 10 can be gas springs filled with, for example, nitrogen gas.

また、上記実施形態において、サーボ弁３４，３５がそれぞれ左側の空気ばね７のサイドプレート１１及び前側の空気ばね９のサイドプレート１１に配設されているが、これに限定されず、例えばサーボ弁３４のみが左右の水平空気ばね７，８のいずれか一方のサイドプレート１１に配設されてもよく、または、サーボ弁３５のみが前後の水平空気ばね９，１０のいずれか一方のサイドプレート１１に配設されてもよい。 In the above embodiment, the servo valves 34 and 35 are disposed on the side plate 11 of the left air spring 7 and the side plate 11 of the front air spring 9, respectively. Only 34 may be disposed on one of the side plates 11 of the left and right horizontal air springs 7 or 8, or only the servo valve 35 may be disposed on either of the side plates 11 of the front and rear horizontal air springs 9 and 10. It may be arranged.

また、上記実施形態において、被支持体を上下方向に支持する空気ばねとして上段空気ばね３及び下段空気ばね４を備えていたが、これに限定されず、例えば下段空気ばね４のみを備えていてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the upper stage air spring 3 and the lower stage air spring 4 were provided as an air spring which supports a to-be-supported body to an up-down direction, it is not limited to this, For example, only the lower stage air spring 4 is provided. Also good.

さらに、上記実施形態において上段及び下段の空気ばね３，４の中間に、さらに空気ばね（中段の空気ばね）を設けて、上下方向の空気ばねを３段以上とすることもできる。この場合には、図示は省略するが、中段の空気ばねの底板部の略中央部を貫通させた状態で軸部材５を固定するとともに、この軸部材５を、中段空気ばねの天板部に形成した貫通孔を通過させて上方に延ばし、その外周と貫通孔の周縁との間をゴムダイヤフラム等の可撓性部材によって気密に封止する。また、中段空気ばねの天板部の外周部は、上段、下段の空気ばね３，４を連結する周壁２６の内周に固定すればよい。 Further, in the above-described embodiment, an air spring (middle air spring) may be further provided in the middle of the upper and lower air springs 3 and 4 so that the upper and lower air springs have three or more stages. In this case, although illustration is omitted, the shaft member 5 is fixed in a state where the substantially central portion of the bottom plate portion of the middle air spring is penetrated, and the shaft member 5 is attached to the top plate portion of the middle air spring. The formed through-hole is passed through and extended upward, and a space between the outer periphery and the periphery of the through-hole is hermetically sealed by a flexible member such as a rubber diaphragm. Further, the outer peripheral portion of the top plate portion of the middle air spring may be fixed to the inner periphery of the peripheral wall 26 connecting the upper and lower air springs 3 and 4.

以上説明したように、本発明に係る気体ばね式除振装置は、装置サイズを維持しつつ、サーボ弁等の構成部品を装置内に収容する用途に適用することができる。 As described above, the gas spring vibration isolator according to the present invention can be applied to the use of housing components such as a servo valve in the apparatus while maintaining the apparatus size.

Ａエアマウント（気体ばね式除振装置）
１ボトムプレート（上下気体ばねの底板部）
４下段空気ばね（上下気体ばね）
５軸部材（支柱）
６サポートプレート（支持板部）
７，８空気ばね（左右気体ばね）
９，１０空気ばね（前後気体ばね）
１１サイドプレート（水平方向の気体ばねの底板部）
１３中空部
１８ロワプレート（上下気体ばねの天板部）
１８ａ貫通孔
２０ダイヤフラム（可撓性部材）
３４サーボ弁（前後方向用サーボ弁）
３５サーボ弁（左右方向用サーボ弁）
３８〜４１配管 A Air mount (Gas spring vibration isolator)
1 Bottom plate (bottom plate of upper and lower gas springs)
4 Lower air spring (upper and lower gas spring)
5 Shaft member (support)
6 Support plate (support plate)
7, 8 Air spring (left and right gas spring)
9,10 Air spring (front and rear gas spring)
11 Side plate (bottom plate of gas spring in horizontal direction)
13 Hollow part 18 Lower plate (top plate part of upper and lower gas springs)
18a Through hole 20 Diaphragm (flexible member)
34 Servo valve (servo valve for front and rear direction)
35 Servo valve (servo valve for left / right direction)
38-41 piping

Claims

A gas spring vibration isolator provided with a vertical gas spring for supporting the supported body in the vertical direction with respect to the foundation, and provided with a horizontal gas spring for supporting the supported body in the horizontal direction,
The upper and lower gas springs include a bottom plate portion installed on the foundation, a top plate portion disposed so as to face the upper portion of the bottom plate portion, and through holes formed in the vertical direction, and a column extending upward from the bottom plate portion. And
The support column extends upward through the through hole, and a space between the outer periphery and the peripheral edge of the through hole is hermetically sealed by a flexible member, and the top plate is provided at the upper end of the support column. A support plate portion is formed in the horizontal direction above the portion,
Four horizontal gas springs are arranged on the support plate, two of which are front and rear gas springs arranged opposite to each other in the front-rear direction, while the other two are left and right arranged opposite to each other in the left-right direction. Gas springs, each having a bottom plate that rises upward from the outer periphery of the support plate,
The bottom plate portions of the front and rear gas springs are spaced apart from each other, the bottom plate portions of the left and right gas springs are spaced apart from each other, and a hollow portion is formed inside the bottom plate portions of the four horizontal gas springs. A gas spring vibration isolator characterized by being formed.

In the gas spring type vibration isolator according to claim 1,
The left and right gas springs have substantially the same gas chamber volume,
One of the bottom plate portions of the front and rear gas springs is provided with a left and right servo valve for supplying and discharging gas to the left and right gas springs so as to face the hollow portion,
The gas spring type vibration damping device characterized in that two pipes connecting the left and right servo valves and the left and right gas springs have substantially the same path length.

In the gas spring type vibration isolator according to claim 1 or 2,
The front and rear gas springs have substantially the same gas chamber volume,
One of the bottom plate portions of the left and right gas springs is provided with a front-rear servo valve for supplying and discharging gas to the front and rear gas springs so as to face the hollow portion,
The gas spring type vibration isolator characterized in that the two pipes connecting the front / rear servo valve and the front / rear gas spring have substantially the same path length.