JP6298685B2

JP6298685B2 - Gas spring type vibration isolator and vibration isolator having the same

Info

Publication number: JP6298685B2
Application number: JP2014073632A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎宮地
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015197109A

Description

本発明は、被支持体を気体ばねにより弾性的に支持する気体ばね式除振装置及びそれを備えた除振台に関する。 The present invention relates to a gas spring vibration isolator that elastically supports a supported body with a gas spring and a vibration isolation table provided with the same.

従来、この種の除振装置として、ダイヤフラム形の空気ばねを使用した除振装置のピストンにジンバル機構を組み込んで、被支持体と基礎との間の水平方向における変位をピストンの揺動運動に変換することにより、水平方向にも柔らかなばね特性を得られるようにしたものがある。 Conventionally, as this type of vibration isolator, a gimbal mechanism has been incorporated into the piston of a vibration isolator using a diaphragm-type air spring, and the displacement in the horizontal direction between the supported body and the foundation is converted into a swinging motion of the piston. There is one that can obtain a soft spring characteristic in the horizontal direction by converting.

この除振装置では、空気ばねのピストンが円盤状のロードディスク（荷重受部材）とその下方に位置する円筒状のピストン本体とに分割され、該ピストン本体の外周がダイヤフラムによって保持されている。また、ピストン本体の下端部には、下方に延出する有底円筒状のピストンウエルが設けられている。このピストンウエルの底部には、ピストンウエル内の中空部に挿入されたサポートロッド（支柱部材）の下端部が枢支されている。サポートロッドの上端部は、ピストン本体の上面よりも上方に突出し、拡径された拡径部を構成すると共に、当該上面全体が上方に張り出す球面に形成されている。この球面がロードディスクの下面に転動自在に当接して荷重受け面とされている。サポートロッドは、この荷重受け面における転動により、ロードディスクに対して揺動するようになっている（例えば特許文献１参照）。 In this vibration isolator, the piston of the air spring is divided into a disk-shaped load disk (load receiving member) and a cylindrical piston main body located below the disk, and the outer periphery of the piston main body is held by a diaphragm. A bottomed cylindrical piston well extending downward is provided at the lower end of the piston body. At the bottom of the piston well, a lower end portion of a support rod (a support member) inserted into a hollow portion in the piston well is pivotally supported. The upper end portion of the support rod protrudes upward from the upper surface of the piston body to form an enlarged diameter-expanded portion, and the entire upper surface is formed into a spherical surface that projects upward. This spherical surface is brought into contact with the lower surface of the load disk so as to be able to roll and serve as a load receiving surface. The support rod swings with respect to the load disk by rolling on the load receiving surface (see, for example, Patent Document 1).

特開２００７−３２１９３２号公報JP 2007-321932 A

ところで、上記除振装置を備えた除振台は、基礎上に例えば４基の除振装置を備え、これら除振装置が矩形状の定盤を支持している。一方、各除振装置は、上記の如くロードディスクの下面に当接するサポートロッドの荷重受け面が球面をなしているため、水平方向におけるばね特性に方向性がない。 By the way, the vibration isolation table provided with the vibration isolation device includes, for example, four vibration isolation devices on a foundation, and these vibration isolation devices support a rectangular surface plate. On the other hand, in each vibration isolator, since the load receiving surface of the support rod that contacts the lower surface of the load disk is spherical as described above, the spring characteristics in the horizontal direction are not directional.

したがって、定盤が例えば正方形状をなしていて、除振装置同士の前後の間隔と左右の間隔が略同一の場合、除振台の水平方向におけるばね特性に方向性がなく、定盤及び搭載機器からなる除振対象物の重心を中心に水平方向に回転するモードが発生する。しかしながら、除振装置同士の前後の間隔と左右の間隔とを略同一としつつ、回転モードを発生させずに水平方向におけるばね特性に方向性を持たせながら除振したいという要求がある。 Therefore, if the surface plate has a square shape, for example, the front-rear spacing and the left-right spacing between the vibration isolation devices are substantially the same, the horizontal characteristics of the vibration isolation table have no directionality, and the surface plate and the mounted A mode that rotates in the horizontal direction around the center of gravity of the object to be vibration-damped is generated. However, there is a demand for vibration isolation while making the front-rear spacing and the left-right spacing between the vibration isolators substantially the same and maintaining the direction of the spring characteristics in the horizontal direction without generating a rotation mode.

一方、定盤が例えば長方形状をなしていて、除振装置同士の前後の間隔と左右の間隔が異なる場合、除振台の水平方向におけるばね特性に方向性があるため、上記のような回転モードが発生しない。しかしながら、除振装置同士の前後の間隔と左右の間隔とを異ならせつつ、回転モードを発生させながら除振したいという要求もある。 On the other hand, when the surface plate has a rectangular shape, for example, when the front-rear spacing and the left-right spacing between the vibration isolators are different, the spring characteristics in the horizontal direction of the anti-vibration table are directional. Mode does not occur. However, there is also a demand for vibration isolation while generating a rotation mode while differentiating the front-rear interval and the left-right interval between the vibration isolation devices.

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、除振装置の水平方向のばね特性の方向性を可変にすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to make the directionality of the horizontal spring characteristics of the vibration isolation device variable.

上記の目的を達成するために、本発明は、水平方向のばね定数の方向性を変化させる可変手段を設けたものである。 In order to achieve the above object, the present invention is provided with variable means for changing the directionality of the horizontal spring constant.

具体的には、本発明は、被支持体の荷重を受ける荷重受部材を上面に開口部を有するケースの上方に配置し、該荷重受部材を支持するピストンを上記開口部から上記ケース内に挿入して、該ピストンの下端面を上記ケースの内部に臨ませると共に、該ピストンの外周から上記ケースの開口部の周縁までを環状の可撓性部材により閉塞して、上記被支持体の荷重を弾性的に支持する気体ばねを構成し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, according to the present invention, a load receiving member that receives a load of a supported body is disposed above a case having an opening on the upper surface, and a piston that supports the load receiving member is inserted into the case from the opening. The lower end surface of the piston is made to face the inside of the case, and the load from the outer periphery of the piston to the periphery of the opening of the case is closed by an annular flexible member. The following solution was taken for a gas spring type vibration isolator comprising a gas spring that elastically supports the above.

すなわち、第１の発明は、該気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を、等方的な状態と、所定方向に最大値となり且つそれと直交する方向に最小値となる異方的な状態との間で連続的に変化させる可変手段を備え、上記可変手段は、上記荷重受部材の下面における上記ピストンの上端部に対応する位置に下方に張り出すように形成された上側円筒面と、上記ピストンの上端部に上方に張り出すように形成され、上記上側円筒面に当接する下側円筒面と、を有し、該両円筒面の一方が他方に対して水平方向に回転自在に構成されていることを特徴とする。 That is, according to the first aspect of the present invention, the horizontal spring constant of the gas spring type vibration isolator is anisotropic, having an isotropic state, a maximum value in a predetermined direction, and a minimum value in a direction orthogonal thereto. An upper cylindrical surface formed to project downward to a position corresponding to the upper end of the piston on the lower surface of the load receiving member. A lower cylindrical surface that projects upward from the upper end of the piston and abuts the upper cylindrical surface, and one of the cylindrical surfaces is rotatable in the horizontal direction with respect to the other. It is configured .

第１の発明によれば、可変手段によって、気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を、等方的な状態と、所定方向に最大値となり且つそれと直交する方向に最小値となる異方的な状態との間を連続的に変化させるので、例えば除振台における気体ばね式除振装置同士の前後間隔と左右間隔とが略同一であって除振対象物が水平方向の回転を嫌うものである場合には、各気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を可変手段によって異方的な状態にして、すべての気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を所定方向と直交する方向に最小値となるようにすることにより、除振対象物がその重心を中心に回転するのを防ぐことができる。一方、例えば除振台における気体ばね式除振装置同士の前後間隔と左右間隔とが異なるものであって除振対象物がその重心を中心に水平方向に回転するものである場合には、各気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を可変手段によって等方的な状態にすることにより、除振対象物がその重心を中心に回転する場合に、その回転を吸収するように除振することが可能となる。 According to the first aspect of the invention, the variable means causes the horizontal spring constant of the gas spring type vibration isolator to differ from the isotropic state to the maximum value in the predetermined direction and the minimum value in the direction orthogonal thereto. For example, the front-to-back distance and the left-right distance between the gas spring type vibration isolation devices in the vibration isolation table are substantially the same, and the vibration isolation object rotates in the horizontal direction. If you dislike it, set the horizontal spring constant of each gas spring type vibration isolator to the anisotropic state by the variable means, and set the horizontal spring constant of all the gas spring type vibration isolator to the predetermined direction. By making the minimum value in the direction orthogonal to the center, it is possible to prevent the vibration isolation object from rotating about its center of gravity. On the other hand, for example, when the front-rear interval and the left-right interval between the gas spring type vibration isolation devices in the vibration isolation table are different and the vibration isolation object rotates in the horizontal direction around its center of gravity, By making the spring constant in the horizontal direction of the gas spring type vibration isolator an isotropic state by a variable means, when the object to be isolated rotates around its center of gravity, the vibration is isolated so as to absorb the rotation. It becomes possible to do.

また、第１の発明によれば、水平方向のばね定数を等方的な状態にする場合には、一方の円筒面の中心軸を他方の円筒面の中心軸に対して直交するように回転することにより、実質的に球面同士が接触する状態となる。このため、水平方向のばね定数が等方的な状態となる。そして、この等方的な状態から、一方の円筒面を他方の円筒面に対して水平方向に回転することにより、両円筒面の上下間隔が徐々に変化し、水平方向のばね定数が連続的に変化する。そして、一方の円筒面の中心軸が他方の円筒面の中心軸と平行になると、円筒面同士がこの中心軸に沿って線状に当接するため、水平方向のばね定数が当該中心軸方向に最大値となり且つ当該中心軸と直交する方向に最小値となる異方的な状態となる。このように、一対の円筒面という比較的簡素な構造で上記可変手段を構成することができる。 Further, according to the first aspect, the rotation as in the case of the horizontal direction of the spring constant in an isotropic state is orthogonal to the central axis of one of the cylindrical surface with respect to the central axis of the other of the cylindrical surface By doing so, the spherical surfaces are substantially in contact with each other. For this reason, the spring constant in the horizontal direction is isotropic. Then, from this isotropic state, by rotating one cylindrical surface in the horizontal direction with respect to the other cylindrical surface, the vertical distance between both cylindrical surfaces gradually changes, and the horizontal spring constant is continuous. To change. When the central axis of one cylindrical surface is parallel to the central axis of the other cylindrical surface, the cylindrical surfaces come into linear contact with each other along this central axis, so that the horizontal spring constant is in the direction of the central axis. It becomes an anisotropic state where the maximum value is obtained and the minimum value is obtained in a direction perpendicular to the central axis. Thus, the variable means can be configured with a relatively simple structure of a pair of cylindrical surfaces.

第２の発明は、第１の発明に係る気体ばね式除振装置が複数設置され、これら気体ばね式除振装置上に除振対象物が載置される除振台を対象とし、すべての上記気体ばね式除振装置は、各々水平方向のばね定数が上記可変手段によって所定方向に最大値となり且つ当該所定方向と直交する方向に最小値となっていることを特徴とする。 The second invention is directed to a vibration isolation table in which a plurality of gas spring vibration isolation devices according to the first invention are installed, and a vibration isolation object is placed on these gas spring vibration isolation devices. The gas spring type vibration damping device is characterized in that the horizontal spring constant is maximized in a predetermined direction by the variable means and minimum in a direction orthogonal to the predetermined direction.

第２の発明によれば、回転を嫌う除振対象物の除振に好適である。 According to the second invention, it is suitable for vibration isolation of a vibration isolation object that dislikes rotation.

第３の発明は、第１の発明に係る気体ばね式除振装置が複数設置され、これら気体ばね式除振装置上に除振対象物が載置される除振台を対象とし、上記気体ばね式除振装置は、上記基礎上の正方形の隅部に配置され、対角上の一対の上記気体ばね式除振装置は、水平方向のばね定数が上記可変手段によって所定方向に最大値となり且つ当該所定方向と直交する直交方向に最小値となる一方、その他の一対の上記気体ばね式除振装置は、水平方向のばね定数が上記可変手段によって上記直交方向に最大値となり且つ上記所定方向に最小値となっていることを特徴とする。 A third invention is directed to a vibration isolation table in which a plurality of gas spring vibration isolation devices according to the first invention are installed, and a vibration isolation object is placed on the gas spring vibration isolation device. The spring type vibration isolator is disposed at the corner of the square on the foundation, and the pair of diagonal gas spring type vibration isolator has a horizontal spring constant that is maximized in a predetermined direction by the variable means. The other pair of the gas spring type vibration isolator has a minimum value in the orthogonal direction perpendicular to the predetermined direction, and the horizontal spring constant is maximized in the orthogonal direction by the variable means and the predetermined direction. It is characterized by a minimum value.

第３の発明によれば、気体ばね式除振装置を前後左右に等間隔に配置するレイアウトにおいて、回転する除振対象物の除振に好適である。 According to the third aspect of the invention, in the layout in which the gas spring type vibration isolator is arranged at equal intervals in the front and rear, right and left, it is suitable for the vibration isolation of the rotating vibration isolation object.

以上、本発明によれば、可変手段によって、気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を、等方的な状態と、所定方向に最大値となり且つそれと直交する方向に最小値となる異方的な状態との間を連続的に変化させるので、例えば除振台における気体ばね式除振装置同士の前後間隔と左右間隔とが略同一であって除振対象物が水平方向の回転を嫌うものである場合には、各気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を可変手段によって異方的な状態にして、すべての気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を所定方向と直交する方向に最小値となるようにすることにより、除振対象物がその重心を中心に回転するのを防ぐことができる。一方、例えば除振台における気体ばね式除振装置同士の前後間隔と左右間隔とが異なるものであって除振対象物がその重心を中心に水平方向に回転するものである場合には、各気体ばね式除振装置の水平方向のばね定数を可変手段によって等方的な状態にすることにより、除振対象物がその重心を中心に回転する場合に、その回転を吸収するように除振することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the variable means allows the horizontal spring constant of the gas spring type vibration isolator to be different from the isotropic state and the maximum value in the predetermined direction and the minimum value in the direction orthogonal thereto. For example, the front-to-back distance and the left-right distance between the gas spring type vibration isolation devices in the vibration isolation table are substantially the same, and the vibration isolation object rotates in the horizontal direction. If you dislike it, set the horizontal spring constant of each gas spring type vibration isolator to the anisotropic state by the variable means, and set the horizontal spring constant of all the gas spring type vibration isolator to the predetermined direction. By making the minimum value in the direction orthogonal to the center, it is possible to prevent the vibration isolation object from rotating about its center of gravity. On the other hand, for example, when the front-rear interval and the left-right interval between the gas spring type vibration isolation devices in the vibration isolation table are different and the vibration isolation object rotates in the horizontal direction around its center of gravity, By making the spring constant in the horizontal direction of the gas spring type vibration isolator an isotropic state by a variable means, when the object to be isolated rotates around its center of gravity, the vibration is isolated so as to absorb the rotation. It becomes possible to do.

本発明の実施形態に係る精密除振台の全体構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the whole structure of the precision vibration isolator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る精密除振台を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the precision vibration isolator which concerns on embodiment of this invention. 図２のIII-III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. 上側転動子を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。It is a figure which shows an upper side rolling element, Comprising: (a) is a top view, (b) is a front view. 下側転動子を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。It is a figure which shows a lower side rolling element, Comprising: (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is a side view. 上側転動子が下側転動子に対して直交した状態における図３相当図である。FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 3 in a state in which the upper rolling element is orthogonal to the lower rolling element. 対角上の一対のアイソレータの位置決めプレートを回転させた状態における精密除振台を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the precision vibration isolator in the state which rotated the positioning plate of a pair of diagonal isolator.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、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はない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following description of preferable embodiment is only an illustration essentially, and is not intending restrict | limiting this invention, its application thing, or its use.

図１は、この実施形態に係る気体ばね式除振装置を使用した精密除振台Ａの一例を示す斜視図であり、図２は当該精密除振台Ａを模式的に示す平面図である。この精密除振台Ａは、例えば、図示しない半導体検査装置や電子顕微鏡、光学式計測装置などの精密機器を搭載して、それらの機器を床面からの振動と略絶縁した状態で設置するためのものである。精密除振台Ａは、図１に示すように、床面に設置される下側構造部１と、この下側構造部１の上面の４隅にそれぞれ配設された気体ばね式除振装置であるアイソレータ２と、これら４つのアイソレータ２の上部に搭載された搭載盤３とを備えている。なお、図２における下側及び上側をそれぞれ前側及び後側とし、図２における右側及び左側を右側及び左側とする。 FIG. 1 is a perspective view showing an example of a precision vibration isolation table A using the gas spring type vibration isolation device according to this embodiment, and FIG. 2 is a plan view schematically showing the precision vibration isolation table A. . This precision vibration isolation table A is equipped with, for example, precision equipment such as a semiconductor inspection device, an electron microscope, and an optical measurement device (not shown), and the equipment is installed in a state of being substantially insulated from vibration from the floor surface. belongs to. As shown in FIG. 1, the precision vibration isolation table A includes a lower structure portion 1 installed on a floor surface and gas spring vibration isolation devices respectively disposed at four corners of the upper surface of the lower structure portion 1. And the mounting board 3 mounted on top of these four isolators 2. Note that the lower side and the upper side in FIG. 2 are the front side and the rear side, respectively, and the right side and the left side in FIG. 2 are the right side and the left side.

下側構造部１は、鋼製角パイプの構造部材を概ね直方体形状となるように櫓組みしたものである。この下側構造部１は、それぞれ上下方向に延びる４本の脚部４と、これら４本の脚部４のうち隣り合う２本の脚部４同士を下端側で連結するように水平方向に延びる下梁部５と、４本の脚部４の上端側外周を囲んで平面視で正方形の枠状に配置された上梁部６とからなる。上梁部６の内側面は各脚部４の外側面に接合されると共に、上梁部６の上面は各脚部４の上端面と同一平面上に位置付けられている。 The lower structure portion 1 is a structure in which structural members of a steel square pipe are assembled so as to have a substantially rectangular parallelepiped shape. The lower structure portion 1 includes four leg portions 4 extending in the vertical direction, and two adjacent leg portions 4 of the four leg portions 4 in the horizontal direction so as to be connected at the lower end side. The lower beam portion 5 extends and the upper beam portion 6 is disposed in a square frame shape in plan view so as to surround the outer periphery of the upper ends of the four leg portions 4. The inner surface of the upper beam portion 6 is joined to the outer surface of each leg portion 4, and the upper surface of the upper beam portion 6 is positioned on the same plane as the upper end surface of each leg portion 4.

そして、各脚部４の上端面からその外側を囲む上梁部６の上面に亘っては、水平板７が配設されていて、これら各水平板７上にアイソレータ２が配設されている。また、下側構造部１の長手方向に延びる下梁部５の下面には移動用のキャスター８が２つずつ配設されると共に、各脚部４の下端面には高さ調節用のレベラー９が配設されている。 A horizontal plate 7 is disposed from the upper end surface of each leg portion 4 to the upper surface of the upper beam portion 6 that surrounds the outside thereof, and the isolator 2 is disposed on each horizontal plate 7. . Further, two moving casters 8 are disposed on the lower surface of the lower beam portion 5 extending in the longitudinal direction of the lower structure portion 1, and a height adjustment leveler is provided on the lower end surface of each leg portion 4. 9 is disposed.

図３は図２のIII-III線断面図である。アイソレータ２は、従来例（特許文献１）のものと同様にダイヤフラム形の空気ばねのピストンにジンバル機構を組み込んで、上下方向に柔らかいという空気ばね本来の特性に加えて、水平方向にも非常に柔らかな特性を得られるようにしたものである。 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. The isolator 2 incorporates a gimbal mechanism into the piston of a diaphragm-type air spring as in the conventional example (Patent Document 1), and in addition to the original characteristic of an air spring that is soft in the vertical direction, It is designed to obtain soft characteristics.

具体的には、アイソレータ２は、水平板７の上面に締結された矩形箱状のケース１１を備えている。このケース１１は、詳しく図示しないが、各々金属製の板材からなる底板上に側壁が立設され、その上端にケース１１上面の構成する天板が接合されてなり、天板の略中央に開口部１１ａを有する。このケース１１内には、天板の開口部１１ａからピストン１２が挿入されている。 Specifically, the isolator 2 includes a rectangular box-shaped case 11 fastened to the upper surface of the horizontal plate 7. Although this case 11 is not shown in detail, a side wall is erected on a bottom plate made of a metal plate material, and a top plate formed on the upper surface of the case 11 is joined to an upper end of the case 11, and an opening is provided at the approximate center of the top plate. Part 11a. A piston 12 is inserted into the case 11 from the opening 11a of the top plate.

ピストン１２は、ケース１１上面の開口部１１ａ直上に配置されたピストン本体１３と、このピストン本体１３から下方に延出する下方延出部としての有底筒状のピストンウエル２３と、このピストンウエル２３の中空部２４に挿入された支柱部材としてのサポートロッド３１とを備えている。そして、ピストンウエル２３の外周からケース１１上面の開口部１１ａの周縁までは、可撓性部材である環状のダイヤフラム１５によって閉塞されている。 The piston 12 includes a piston main body 13 disposed immediately above the opening 11 a on the upper surface of the case 11, a bottomed cylindrical piston well 23 as a downward extending portion extending downward from the piston main body 13, and the piston well And a support rod 31 as a support member inserted into the hollow portion 24 of the head 23. The outer periphery of the piston well 23 to the periphery of the opening 11a on the upper surface of the case 11 is closed by an annular diaphragm 15 that is a flexible member.

ピストン本体１３は、上下方向に貫通する断面円形の中心孔１４を有するドーナツ状とされている。この中心孔１４は、下端部が縮径した段付き形状を有する。すなわち、この中心孔１４のうち、下端部分は相対的に小径に形成された小径部１４ａを構成し、その他の上側部分は相対的に大径に形成された大径部１４ｂを構成している。そのことで、ピストン本体１３の中心孔１４内には、円環状の底面部１３ａが形成されている。また、図示しないが、ピストン本体１３の外周面のうち少なくとも下半部には、下端側に向かって僅かに縮径するテーパ面が形成されている。 The piston body 13 has a donut shape having a center hole 14 having a circular cross section penetrating in the vertical direction. The center hole 14 has a stepped shape having a reduced diameter at the lower end. That is, the lower end portion of the center hole 14 constitutes a small diameter portion 14a formed with a relatively small diameter, and the other upper portion constitutes a large diameter portion 14b formed with a relatively large diameter. . As a result, an annular bottom surface portion 13 a is formed in the center hole 14 of the piston body 13. Although not shown, a taper surface that is slightly reduced in diameter toward the lower end side is formed on at least the lower half of the outer peripheral surface of the piston body 13.

ダイヤフラム１５は、このピストン本体１３の下端面１３ｂから外周側のテーパ面を覆った後にケース１１上面の開口部１１ａの周縁に至るように配設されている。すなわち、ダイヤフラム１５及びピストン本体１３によりケース１１上面の開口部１１ａが閉塞されて、空気室１７が区画されており、ピストン本体１３の下端面１３ｂが空気室１７に臨んでその内圧を受けることで、主に上下方向の荷重を支持する空気ばね１８が構成されている。 The diaphragm 15 is disposed so as to reach the periphery of the opening 11 a on the upper surface of the case 11 after covering the outer peripheral tapered surface from the lower end surface 13 b of the piston body 13. That is, the opening 11 a on the upper surface of the case 11 is closed by the diaphragm 15 and the piston main body 13 to partition the air chamber 17, and the lower end surface 13 b of the piston main body 13 faces the air chamber 17 and receives its internal pressure. The air spring 18 is mainly configured to support the load in the vertical direction.

ダイヤフラム１５は、例えばポリエステル繊維などの織布を補強材として埋設したゴム弾性膜により概略皿状に形成され、ピストン本体１３の下端面１３ｂに接着される内周部１５ａと、その外周側に連続して上方に凸状になるように湾曲する環状ロール部１５ｂと、さらにその外周側に連続して鍔状に設けられた外周フランジ部１５ｃとからなる。 The diaphragm 15 is formed in a substantially dish shape by a rubber elastic film in which a woven fabric such as polyester fiber is embedded as a reinforcing material, and is continuous with an inner peripheral portion 15a bonded to the lower end surface 13b of the piston body 13 and the outer peripheral side thereof. Then, it is composed of an annular roll portion 15b that is curved so as to be convex upward, and an outer peripheral flange portion 15c that is continuously provided in a bowl shape on the outer peripheral side.

ダイヤフラム１５の内周部１５ａは、その下方からワッシャ１９によりピストン本体１３に対して圧着されている。他方、ダイヤフラム１５の外周フランジ部１５ｃは、ケース１１上面の開口部１１ａの周縁部分に接着されていて、その上側に配設された締付けリング２１がボルト２２によってケース１１の天板に締結されることで、これらケース１１の天板と締付けリング２１とによって挟持されている。 The inner peripheral portion 15 a of the diaphragm 15 is pressure-bonded to the piston main body 13 by a washer 19 from below. On the other hand, the outer peripheral flange portion 15 c of the diaphragm 15 is bonded to the peripheral portion of the opening 11 a on the upper surface of the case 11, and the tightening ring 21 disposed on the upper side thereof is fastened to the top plate of the case 11 by the bolt 22. Thus, the top plate of the case 11 and the fastening ring 21 are sandwiched.

このように配設されたダイヤフラム１５は、環状ロール部１５ｂがピストン本体１３と締付けリング２１との間で上下にうねるように大きく撓むことにより、ピストン本体１３の上下方向の変位に対して大きな可撓性を有し、また、ピストン本体１３を挟む左右両側の環状ロール部１５ｂがそれぞれ上下方向の反対の向きに撓むことによって、ピストン本体１３が水平方向の軸周りに容易に揺動するようになっている。他方、ダイヤフラム１５はピストン本体１３の水平方向の変位に対しては可撓性が極めて小さいため、ピストン本体１３は水平方向には殆ど変位しないことになる。 The diaphragm 15 arranged in this way is large with respect to the displacement of the piston body 13 in the vertical direction because the annular roll portion 15b is bent so as to swell up and down between the piston body 13 and the tightening ring 21. The piston main body 13 easily swings around a horizontal axis when the annular roll portions 15b on both the left and right sides sandwiching the piston main body 13 are bent in opposite directions in the vertical direction. It is like that. On the other hand, since the diaphragm 15 has very little flexibility with respect to the displacement of the piston body 13 in the horizontal direction, the piston body 13 hardly displaces in the horizontal direction.

ピストンウエル２３の上端部は、やや縮径されて、ピストン本体１３の中心孔１４のうち小径部１４ａに螺入されて当該中心孔１４の大径部１４ｂに突出する縮径部２３ａとされている。そして、この縮径部２３ａの外周面に設けられた雄ねじが、ピストン本体１３の中心孔１４のうち小径部１４ａの内周面に設けられた雌ねじと螺合すると共に、縮径部２３ａのうち中心孔１４の大径部１４ｂに突出した部分を軸受ナット２５で留めることにより、ピストンウエル２３の縮径部２３ａがワッシャ１９と共にピストン本体１３に対して締結されている。 The upper end portion of the piston well 23 is slightly reduced in diameter to be a reduced diameter portion 23 a that is screwed into the small diameter portion 14 a of the central hole 14 of the piston body 13 and protrudes into the large diameter portion 14 b of the central hole 14. Yes. Then, the male screw provided on the outer peripheral surface of the reduced diameter portion 23a is screwed with the female screw provided on the inner peripheral surface of the small diameter portion 14a in the center hole 14 of the piston body 13, and among the reduced diameter portion 23a. The portion of the center hole 14 that protrudes from the large diameter portion 14 b is fastened with a bearing nut 25, whereby the reduced diameter portion 23 a of the piston well 23 is fastened to the piston body 13 together with the washer 19.

ピストンウエル２３の中空部２４における底面には、それよりもやや小径で厚肉の円盤形状を有する鋼製のウエルスラグ２６が接合されて、ピストンウエル２３の底壁部２３ｂに下側からボルト２７で締結されており、このウエルスラグ２６がピストンウエル２３の底部となっている。このウエルスラグ２６の上面には、表面硬度を高めるための焼き入れ処理が施されている。 A steel well slug 26 having a slightly smaller diameter and a thick disk shape is joined to the bottom surface of the hollow portion 24 of the piston well 23, and the bottom wall portion 23 b of the piston well 23 is bolted from below with a bolt 27. The well slug 26 is the bottom of the piston well 23. The upper surface of the well slug 26 is subjected to a quenching process for increasing the surface hardness.

サポートロッド３１は、ピストンウエル２３の中空部２４を上下方向に延び、その下端部がピストンウエル２３の底部に枢支されている。すなわち、サポートロッド３１の下端部には相対的に小径の縮径部３１ａが形成され、この縮径部３１ａの先端面（サポートロッド３１の下端面）に開口する凹部３２に鋼球３３が収容されていて、その鋼球３３の下側部分（球面状の突出部）がサポートロッド３１の下端から突出して、ウエルスラグ２６の上面に転動可能に当接している。 The support rod 31 extends in the vertical direction through the hollow portion 24 of the piston well 23, and a lower end portion thereof is pivotally supported by the bottom portion of the piston well 23. That is, a reduced diameter portion 31a having a relatively small diameter is formed at the lower end portion of the support rod 31, and the steel ball 33 is accommodated in the concave portion 32 opened at the distal end surface of the reduced diameter portion 31a (lower end surface of the support rod 31). The lower part (spherical protrusion) of the steel ball 33 protrudes from the lower end of the support rod 31 and abuts against the upper surface of the well slug 26 so as to be able to roll.

そして、ピストンウエル２３の中空部２４のうち底部側には、サポートロッド３１の縮径部３１ａの外周面からウエルスラグ２６の外周面までを覆うように、ゴム弾性体からなる保持部材３５を配設している。この保持部材３５は、例えばフッ素ゴムを主成分とするものであり、サポートロッド３１の縮径部３１ａの外周面から鋼球３３を覆い、さらにウエルスラグ２６の上面から外周面全体を覆うように、それら縮径部３１ａ、鋼球３３及びウエルスラグ２６に一体に加硫接着されて、それらを連結している。 A holding member 35 made of a rubber elastic body is disposed on the bottom side of the hollow portion 24 of the piston well 23 so as to cover the outer peripheral surface of the reduced diameter portion 31 a of the support rod 31 to the outer peripheral surface of the well slug 26. doing. The holding member 35 is mainly composed of, for example, fluoro rubber, covers the steel ball 33 from the outer peripheral surface of the reduced diameter portion 31a of the support rod 31, and further covers the entire outer peripheral surface from the upper surface of the well slug 26. These reduced diameter portions 31a, steel balls 33 and well slugs 26 are integrally vulcanized and bonded to each other.

また、保持部材３５の外周側は、サポートロッド３１の縮径部３１ａ上端から下方に向かって徐々に拡径し、ピストンウエル２３の中空部２４の内周面に全周で密着しながら下方に延びる略円柱状とされている。さらに、この保持部材３５の外周面には、水平方向から見て、サポートロッド３１の縮径部３１ａの下端部の近傍位置において水平方向全周に亘る環状の溝部３５ａが形成されている。これによって、保持部材３５は、容易に撓んで水平方向の全方向に曲がり変形するようになっている。 Further, the outer peripheral side of the holding member 35 gradually increases in diameter downward from the upper end of the reduced diameter portion 31a of the support rod 31, and moves downward while closely contacting the inner peripheral surface of the hollow portion 24 of the piston well 23 on the entire circumference. It is made into the substantially cylindrical shape extended. Further, an annular groove 35a is formed on the outer peripheral surface of the holding member 35 over the entire circumference in the horizontal direction at a position near the lower end of the reduced diameter portion 31a of the support rod 31 when viewed from the horizontal direction. As a result, the holding member 35 is easily bent to bend and deform in all horizontal directions.

他方、サポートロッド３１の上端部には上方に開口する挿入穴３１ｂが形成されている。該挿入穴３１ｂには、下側転動子５０が取り付けられている。サポートロッド３１は、この下側転動子５０を介して、被支持体である搭載盤３及びこれに搭載される精密機器の荷重を上方から受けるロードディスク２９を支持している。 On the other hand, an insertion hole 31 b that opens upward is formed at the upper end of the support rod 31. The lower rolling element 50 is attached to the insertion hole 31b. The support rod 31 supports, via the lower rolling element 50, a load disk 29 that receives the load of the mounting board 3 as a supported body and the precision equipment mounted thereon from above.

ロードディスク２９は、ピストン本体１３の上方に離間して配置されている。このロードディスク２９の外形はケース１１の天板よりもやや小さいトラック形状とされており（図２参照）、空気室１７に適度の空気圧が供給されている状態では、ロードディスク２９の下面外周側は、下方の締付けリング２１と離間し且つこの締付けリング２１の上面と対向した状態にある。このロードディスク２９は、その外周りに設けられた位置決めプレート４９に形成されたトラック形状の嵌合孔４９ａに嵌合されている。 The load disk 29 is spaced above the piston body 13. The outer shape of the load disk 29 is a track shape slightly smaller than the top plate of the case 11 (see FIG. 2), and when a moderate air pressure is supplied to the air chamber 17, the outer peripheral side of the lower surface of the load disk 29 Is spaced apart from the lower clamping ring 21 and opposed to the upper surface of the clamping ring 21. The load disk 29 is fitted in a track-shaped fitting hole 49a formed in a positioning plate 49 provided on the outer periphery thereof.

ロードディスク２９のサポートロッド３１の上端部に対応する部位には、正方形状の貫通孔５１が形成されている。この貫通孔５１は、下方に位置する下側開口端側の部分が拡径した段付き形状を有する。すなわち、この貫通孔５１のうち、下側開口端側の部分は相対的に幅広に形成された幅広部５１ａを構成し、その他の部分は相対的に幅狭に形成された幅狭部５１ｂを構成している。このロードディスク２９の貫通孔５１のうち幅狭部５１ｂには、上側転動子５２が嵌入されている。 A square-shaped through hole 51 is formed at a portion corresponding to the upper end portion of the support rod 31 of the load disk 29. The through-hole 51 has a stepped shape in which a portion on the lower opening end side located below is enlarged in diameter. That is, of the through hole 51, the lower opening end side portion forms a relatively wide portion 51a, and the other portion includes a relatively narrow portion 51b. It is composed. An upper rolling element 52 is fitted into the narrow portion 51 b of the through hole 51 of the load disk 29.

図４は上側転動子５２を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。この上側転動子５２は、下方に張り出す円筒面５３（以下、上側円筒面５３とする）を有する平面視で貫通孔５１の幅狭部５１ｂよりも大きな正方形状の上側当接部５２ａと、この上側当接部５２ａの上面から上方に突出し、貫通孔５１の幅狭部５１ｂに嵌合する平面視で正方形状の嵌合部５２ｂと、を有している。上側円筒面５３は、前後方向に延びる中心軸５３ａを中心とし、前後方向に延びている。 4A and 4B are diagrams showing the upper rolling element 52, where FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a front view. The upper rolling element 52 includes an upper abutting portion 52a having a square shape larger than the narrow portion 51b of the through hole 51 in a plan view having a cylindrical surface 53 (hereinafter referred to as an upper cylindrical surface 53) projecting downward. The upper abutting portion 52a protrudes upward from the upper surface, and has a square-shaped fitting portion 52b that fits into the narrow portion 51b of the through hole 51 in plan view. The upper cylindrical surface 53 extends in the front-rear direction around a central axis 53a extending in the front-rear direction.

上側転動子５２は、その下側の上記下側転動子５０に当接している。図５は下側転動子５０を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。この下側転動子５０は、サポートロッド３１の上端部に形成された上記挿入穴３１ｂに螺合する円柱状のボス５０ｂと、該ボス５０ｂの上端に設けられ、上面が上方に張り出す円筒面５４（以下、下側円筒面５４とする）をなしている下側当接部５０ａと、を有している。下側当接部５０ａは、平面視で上側当接部５２ｂと略同一の正方形状をなし、下側円筒面５４は、前後方向に延びる中心軸５４ａを中心とし、この中心軸５４ａが上側転動子５２の上側円筒面５３の中心軸５３ａに平行となっており、上側転動子５２の上側円筒面５３に当接している。したがって、これら円筒面５３，５４は、前後方向に延びる線状に当接している。したがって、下側転動子５０は、上側転動子５２に対して前後方向に転動することができない一方、両円筒面５３，５４間の上下間隔が最大となるため、左右方向に最大限転動することができる。このため、アイソレータ２の水平方向のばね定数は、前後方向に最大値となり且つ左右方向に最小値となる異方的な状態となる。 The upper rolling element 52 is in contact with the lower rolling element 50 on the lower side. 5A and 5B are diagrams showing the lower rolling element 50, where FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a front view, and FIG. 5C is a side view. The lower rolling element 50 is a cylindrical boss 50b that is screwed into the insertion hole 31b formed in the upper end portion of the support rod 31, and a cylinder that is provided at the upper end of the boss 50b and whose upper surface projects upward. And a lower abutting portion 50a forming a surface 54 (hereinafter referred to as a lower cylindrical surface 54). The lower contact portion 50a has substantially the same square shape as the upper contact portion 52b in a plan view, and the lower cylindrical surface 54 is centered on a central axis 54a extending in the front-rear direction. It is parallel to the central axis 53 a of the upper cylindrical surface 53 of the moving element 52 and is in contact with the upper cylindrical surface 53 of the upper rolling element 52. Therefore, these cylindrical surfaces 53 and 54 are in contact with a linear shape extending in the front-rear direction. Accordingly, the lower rolling element 50 cannot roll in the front-rear direction with respect to the upper rolling element 52, but the vertical distance between both cylindrical surfaces 53 and 54 is maximized, and thus the maximum in the left-right direction. Can roll. For this reason, the spring constant in the horizontal direction of the isolator 2 becomes an anisotropic state in which the maximum value is obtained in the front-rear direction and the minimum value in the left-right direction.

これら上側転動子５２及び下側転動子５０は、正方形枠状の保持具５５によって囲まれている。この保持具５５は、ゴム製であって、ロードディスク２９の上記貫通孔５１の幅広部５１ａに嵌合し、上側当接部５２ａの外周面に密着してこの上側当接部５２ａをロードディスク２９に対して固定する上側固定部５５ａと、該上側固定部５５ａの開口部周縁から下方に延びて、下側当接部５０ａの外周面に密着して下側転動子５０が上側転動子５２に対して位置がずれるのを防止する下側固定部５５ｂと、を有している。したがって、下側転動子５０及び上側転動子５２は、この保持具５５によって、両円筒面５３，５４の中心軸５３ａ，５４ａが平行となるように保持されている。 The upper rolling element 52 and the lower rolling element 50 are surrounded by a holder 55 having a square frame shape. The holder 55 is made of rubber, is fitted into the wide portion 51a of the through hole 51 of the load disk 29, and is in close contact with the outer peripheral surface of the upper contact portion 52a so that the upper contact portion 52a is connected to the load disk. 29, the upper fixed portion 55a fixed to the upper fixed portion 55, and extends downward from the periphery of the opening of the upper fixed portion 55a. And a lower fixing portion 55b that prevents the position of the child 52 from shifting. Therefore, the lower rolling element 50 and the upper rolling element 52 are held by the holder 55 so that the central axes 53a and 54a of both the cylindrical surfaces 53 and 54 are parallel to each other.

また、図示しないが、ケース１１には、空気室１７への空気の給排通路が設けられている。給排通路は、空気パイプにより空気のリザーバタンクに接続されていて、このリザーバタンクと空気室１７との間で空気の給排をするものである。この空気パイプの途中には、空気の流通抵抗によって空気圧の変動を減衰させるオリフィスや、空気室１７から大気中へ空気を排出するためのバルブ等が配設されている。さらに、図２に示すように、４基の除振装置２，２，…のうち３基の除振装置２，２，２のケース１１側方には、自動レベリング装置６０が配設されている。 Although not shown, the case 11 is provided with an air supply / exhaust passage to the air chamber 17. The supply / discharge passage is connected to an air reservoir tank by an air pipe, and supplies and discharges air between the reservoir tank and the air chamber 17. In the middle of the air pipe, an orifice for attenuating fluctuations in air pressure due to air flow resistance, a valve for discharging air from the air chamber 17 to the atmosphere, and the like are disposed. Further, as shown in FIG. 2, an automatic leveling device 60 is disposed on the side of the case 11 of the three vibration isolation devices 2, 2, 2 among the four vibration isolation devices 2, 2,. Yes.

上記構成のアイソレータ２では、ピストン本体１３、ピストンウエル２３及びサポートロッド３１等が一体となって上下動し、空気ばね１８のピストン１２にジンバル機構を組み込んだジンバルピストンとして機能すると共に、ピストン本体１３及びピストンウエル２３とサポートロッド３１とがそれぞれ揺動することで、ジンバルピストンは水平方向に非常に柔らかなばね特性を発揮する。すなわち、ジンバルピストンは、ケース１１に対してピストン本体１３及びピストンウエル２３が一体に揺動すると共に、ロードディスク２９に対してサポートロッド３１が揺動することで、搭載機器と床面との間の水平方向における変位を吸収する。 In the isolator 2 configured as described above, the piston main body 13, the piston well 23, the support rod 31 and the like integrally move up and down to function as a gimbal piston in which a gimbal mechanism is incorporated in the piston 12 of the air spring 18, and the piston main body 13 Further, the piston well 23 and the support rod 31 oscillate, so that the gimbal piston exhibits a very soft spring characteristic in the horizontal direction. That is, in the gimbal piston, the piston body 13 and the piston well 23 are integrally swung with respect to the case 11 and the support rod 31 is swung with respect to the load disk 29. It absorbs the displacement in the horizontal direction.

その際、下側転動子５０は、上側転動子５２に前後方向に線状に当接しているため、左右方向に転動可能となっている。そして、下側転動子５０の左右方向の転動に伴って保持具５５に左右方向に生じた応力がサポートロッド３１の揺動を抑制するダンパーとして作用し、当該サポートロッド３１、ひいてはピストン１２に生ずる水平振動が減衰される。一方、下側転動子５０は、上側転動子５２に前後方向に延びる線状に当接しているため、前後方向に転動することができず、前後方向のばね定数が最大値となる。このため、搭載盤３及びこれに搭載される精密機器が重心を中心に回転するような回転モードが発生するのを防止することができる。 At that time, since the lower rolling element 50 is in linear contact with the upper rolling element 52 in the front-rear direction, it can roll in the left-right direction. Then, the stress generated in the left-right direction on the holder 55 as the lower rolling element 50 rolls in the left-right direction acts as a damper that suppresses the swinging of the support rod 31, and the support rod 31, and consequently the piston 12. The horizontal vibration that occurs in is attenuated. On the other hand, since the lower rolling element 50 is in contact with the upper rolling element 52 in a linear shape extending in the front-rear direction, it cannot roll in the front-rear direction, and the spring constant in the front-rear direction becomes the maximum value. . For this reason, it is possible to prevent the rotation mode in which the mounting board 3 and the precision equipment mounted thereon rotate about the center of gravity.

一方、この上側転動子５２は、位置決めプレート４９の回転により、下側転動子５０に対して水平方向に回転することができる。この回転途中で、上側円筒面５３と下側円筒面５４の上下の間隔が変化し、前後方向のばね定数が徐々に小さくなる一方、左右方向のばね定数が徐々に大きくなる。 On the other hand, the upper rolling element 52 can be rotated in the horizontal direction with respect to the lower rolling element 50 by the rotation of the positioning plate 49. During this rotation, the vertical distance between the upper cylindrical surface 53 and the lower cylindrical surface 54 changes, and the spring constant in the front-rear direction gradually decreases, while the spring constant in the left-right direction gradually increases.

そして、図６に示すように、上側転動子５２が、その上側円筒面５３の中心軸５３ａが下側転動子５０の下側円筒面５４の中心軸５４ａに対して直交するように配置されることにより、上側円筒面５３と下側円筒面５４とが点接触し、かつ両円筒面５３，５４間の距離が最大となるため、実質的に下側転動子５０がロードディスク２９に対して球面状で接触することとなる。したがって、アイソレータ２の水平方向のばね定数が等方的な状態となる。つまり、アイソレータ２は実質的にドームジンバル機構を備えたものとなる。 As shown in FIG. 6, the upper rolling element 52 is arranged so that the central axis 53 a of the upper cylindrical surface 53 thereof is orthogonal to the central axis 54 a of the lower cylindrical surface 54 of the lower rolling element 50. As a result, the upper cylindrical surface 53 and the lower cylindrical surface 54 are in point contact, and the distance between the cylindrical surfaces 53 and 54 is maximized. Will contact with a spherical shape. Therefore, the horizontal spring constant of the isolator 2 is isotropic. That is, the isolator 2 is substantially provided with a dome gimbal mechanism.

このように、これら両転動子５０，５２は、位置決めプレート４９の回転により、上記等方的な状態と異方的な状態との間を連続的に変化することができる。よって、上記両転動子５０，５２、ロードディスク２９、及び、位置決めプレート４９は、アイソレータ２の水平方向のばね定数を等方的な状態と異方的な状態との間で連続的に変化させる可変手段を構成している。 As described above, both the rolling elements 50 and 52 can continuously change between the isotropic state and the anisotropic state by the rotation of the positioning plate 49. Therefore, both the rolling elements 50 and 52, the load disk 29, and the positioning plate 49 continuously change the horizontal spring constant of the isolator 2 between an isotropic state and an anisotropic state. The variable means to make is comprised.

次に、図７は、精密除振台Ａの４基のアイソレータ２，２，…のうち前左側及び後右側の２基のアイソレータ２，２の各下側転動子５０及び上側転動子５２を中心軸５３ａ，５４ａが左右方向に延びるように位置決めプレート４９を回転させたものである。これにより、前左側及び後右側の２基のアイソレータ２，２の水平方向のばね定数は、左右方向に最大値となり且つ前後方向に最小値となる。そのため、搭載盤３は、水平方向に回転するように摺動可能となる。 Next, FIG. 7 shows each of the lower and upper rolling elements 50, 2 of the two isolators 2, 2 on the front left side and the rear right side of the four isolators 2, 2,. 52, the positioning plate 49 is rotated so that the central axes 53a and 54a extend in the left-right direction. As a result, the horizontal spring constants of the two front left and rear right isolators 2 and 2 have a maximum value in the left-right direction and a minimum value in the front-rear direction. Therefore, the mounting board 3 can slide so as to rotate in the horizontal direction.

したがって、搭載盤３に搭載される機器がその重心を中心に回転する場合には、その回転を吸収しつつ、搭載機器の振動を除振することができる。 Therefore, when the device mounted on the mounting board 3 rotates around its center of gravity, the vibration of the mounted device can be isolated while absorbing the rotation.

−発明の実施形態の効果−
上記実施形態によれば、上側転動子５２を水平方向に回転させることにより、アイソレータ２の水平方向のばね定数を、等方的な状態と、所定方向に最大値となり且つそれと直交する方向に最小値となる異方的な状態との間を連続的に変化させることができる。したがって、搭載機器が水平方向の回転を嫌うものである場合には、各アイソレータ２の水平方向のばね定数を異方的な状態にして、すべてのアイソレータ２の水平方向のばね定数を、前後方向に最大値となり且つ左右方向に最小値となるようにすることにより、搭載盤３及び搭載機器がその重心を中心に回転するのを防ぐことができる。一方、搭載機器が水平方向に回転するものである場合には、各アイソレータ２の水平方向のばね定数を等方的な状態にすることにより、搭載盤３及び搭載機器がその重心を中心に回転する場合に、その回転を吸収するように除振することが可能となる。 -Effects of the embodiment of the invention-
According to the above embodiment, by rotating the upper rolling element 52 in the horizontal direction, the horizontal spring constant of the isolator 2 is set to an isotropic state, a maximum value in a predetermined direction, and a direction orthogonal thereto. It is possible to continuously change between the anisotropic state that is the minimum value. Therefore, when the mounted device does not like horizontal rotation, the horizontal spring constant of each isolator 2 is set to an anisotropic state, and the horizontal spring constants of all the isolators 2 are set in the front-rear direction. By setting the maximum value to the maximum value and the minimum value in the left-right direction, it is possible to prevent the mounting board 3 and the mounted device from rotating about the center of gravity. On the other hand, when the mounted device rotates in the horizontal direction, the mounting board 3 and the mounted device rotate around the center of gravity by setting the horizontal spring constant of each isolator 2 in an isotropic state. In this case, vibration isolation can be performed so as to absorb the rotation.

また、上記実施形態によれば、水平方向のばね定数を等方的な状態にする場合には、上側円筒面５３の中心軸５３ａを下側円筒面５４の中心軸５４ａに対して直交するように回転することにより、実質的にサポートロッド３１の上端部である下側転動子５０がロードディスク２９に球面で接触する状態となる。このため、水平方向のばね定数が等方的な状態となる。そして、この等方的な状態から、上側円筒面５３を下側円筒面５４に対して水平方向に回転することにより、両円筒面５３，５４の上下の間隔が徐々に変化し、水平方向のばね定数が連続的に変化する。そして、上側円筒面５３の中心軸５３ａが下側円筒面５４の中心軸５４ａと平行になると、円筒面５３，５４同士が前後方向に延びる線状に当接するため、水平方向のばね定数が前後方向に最大値となり且つ左右方向に最小値となる異方的な状態となる。このように、一対の円筒面５３，５４という比較的簡素な構造で上記可変手段を構成することができる。 Further, according to the embodiment, when the horizontal spring constant is isotropic, the central axis 53a of the upper cylindrical surface 53 is orthogonal to the central axis 54a of the lower cylindrical surface 54. , The lower rolling element 50, which is substantially the upper end portion of the support rod 31, comes into contact with the load disk 29 on a spherical surface. For this reason, the spring constant in the horizontal direction is isotropic. Then, by rotating the upper cylindrical surface 53 in the horizontal direction with respect to the lower cylindrical surface 54 from this isotropic state, the vertical distance between the cylindrical surfaces 53 and 54 gradually changes, and the horizontal direction The spring constant changes continuously. When the central axis 53a of the upper cylindrical surface 53 is parallel to the central axis 54a of the lower cylindrical surface 54, the cylindrical surfaces 53 and 54 come into contact with each other in a linear shape extending in the front-rear direction, so that the horizontal spring constant is increased. It becomes an anisotropic state in which the maximum value in the direction and the minimum value in the left-right direction. Thus, the variable means can be configured with a relatively simple structure of a pair of cylindrical surfaces 53 and 54.

さらに、上記実施形態によれば、アイソレータ２，２，…を前後左右に等間隔に配置するレイアウトであっても、すべてのアイソレータ２，２，…を各円筒面５３，５４の中心軸５３ａ，５４ａを前後方向に延びるように配置することにより、回転を嫌う搭載機器の除振に好適である。 Furthermore, according to the above-described embodiment, even in a layout in which the isolators 2, 2,... Are arranged at equal intervals in the front, rear, left, and right directions, all the isolators 2, 2,. By arranging 54a so as to extend in the front-rear direction, it is suitable for vibration isolation of an on-board device that dislikes rotation.

さらにまた、上記実施形態によれば、アイソレータ２，２，…を前後左右に等間隔に配置するレイアウトにおいて、前左側及び後右側のアイソレータ２，２を各円筒面５３，５４の中心軸５３ａ，５４ａを左右方向に延びるように配置することにより、回転する搭載機器の除振に好適である。 Furthermore, according to the above embodiment, in the layout in which the isolators 2, 2,... Are arranged at equal intervals in the front, rear, left, and right, the front left and rear right isolators 2, 2 are connected to the central axes 53a, 53a, 54c of the cylindrical surfaces 53, 54, respectively. By arranging 54a so as to extend in the left-right direction, it is suitable for vibration isolation of a mounted device that rotates.

（その他の実施形態）
上記実施形態では、上側円筒面５３が形成された上側当接部５２ａ及び下側円筒面５４が形成された下側当接部５０ａが平面視で正方形をなしているが、これに限定されず、例えば円形であってもよい。これら当接部５０ａ，５２ａが円形である場合には、保持具５５がこれら当接部５０ａ，５２ａの外周端に合わせて円形枠状をなし、ロードディスク２９にこの保持具５５を取り付けた状態で、上側転動子５０を水平方向に回転することができる。また、この場合には、位置決めプレート４９を、上側転動子５２を中心に水平方向に回転させる駆動機構を設けて、この駆動機構によって位置決めプレート４９を自動的に回転させてもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the upper contact portion 52a on which the upper cylindrical surface 53 is formed and the lower contact portion 50a on which the lower cylindrical surface 54 is formed have a square shape in plan view, but the present invention is not limited to this. For example, it may be circular. When these contact portions 50a and 52a are circular, the holder 55 has a circular frame shape in accordance with the outer peripheral ends of the contact portions 50a and 52a, and the holder 55 is attached to the load disk 29. Thus, the upper rolling element 50 can be rotated in the horizontal direction. In this case, a drive mechanism that rotates the positioning plate 49 in the horizontal direction around the upper rolling element 52 may be provided, and the positioning plate 49 may be automatically rotated by this drive mechanism.

また、上記実施形態では、アイソレータ２，２，…が正方形の隅部に配置されているが、これに限定されず、長方形の隅部に配置されていてもよい。 In the above embodiment, the isolators 2, 2,... Are arranged at the corners of the square, but the present invention is not limited thereto, and may be arranged at the corners of the rectangle.

以上説明したように、本発明に係る気体ばね式除振装置及びそれを用いた除振台は、除振装置の水平方向のばね特性の方向性を可変にする用途に適用することができる。 As described above, the gas spring type vibration damping device and the vibration damping table using the gas spring vibration damping device according to the present invention can be applied to applications in which the directionality of the horizontal spring characteristics of the vibration damping device is variable.

１下側構造部（基礎）
２アイソレータ（気体ばね式除振装置）
１１ケース
１１ａ開口部
１２ピストン
１３ピストン本体
１４中心孔
１５ダイヤフラム（可撓性部材）
２３ピストンウエル（下方延出部）
２４中空部
２９ロードディスク（荷重受部材、可変手段）
３１サポートロッド（支柱部材）
４９位置決めプレート（可変手段）
５０下側転動子（可変手段）
５２上側転動子（可変手段）
５３上側円筒面（可変手段）
５４下側円筒面（可変手段） 1 Lower structure (basic)
2 Isolator (Gas spring type vibration isolator)
11 Case 11a Opening 12 Piston 13 Piston Body 14 Center Hole 15 Diaphragm (Flexible Member)
23 Piston well (lower extension)
24 hollow part 29 load disk (load receiving member, variable means)
31 Support rod (support member)
49 Positioning plate (variable means)
50 Lower rolling element (variable means)
52 Upper rolling element (variable means)
53 Upper cylindrical surface (variable means)
54 Lower cylindrical surface (variable means)

Claims

A load receiving member that receives the load of the supported body is disposed above a case having an opening on the upper surface, and a piston that supports the load receiving member is inserted into the case from the opening, and a lower end surface of the piston A gas spring that elastically supports the load of the supported body by closing the outer periphery of the piston to the periphery of the opening of the case with an annular flexible member. A gas spring vibration isolator configured,
The spring constant in the horizontal direction of the gas spring type vibration isolator is continuously between an isotropic state and an anisotropic state where the maximum value is in a predetermined direction and the minimum value is in a direction perpendicular thereto. With variable means to change ,
The variable means is formed so as to project upward to an upper cylindrical surface formed to project downward to a position corresponding to the upper end of the piston on the lower surface of the load receiving member, and to the upper end of the piston. And a lower cylindrical surface that abuts on the upper cylindrical surface, and one of the two cylindrical surfaces is configured to be rotatable in the horizontal direction with respect to the other cylindrical surface. .

A plurality of gas spring type vibration isolation devices according to claim 1 are installed on a foundation, and a vibration isolation table on which a vibration isolation object is placed on these gas spring type vibration isolation devices,
All the gas spring vibration isolator is characterized in that each horizontal spring constant of is the minimum value in the direction perpendicular to and the predetermined direction becomes maximum in a predetermined direction by said variable means dividing Shaking table .

A plurality of gas spring type vibration isolation devices according to claim 1 are installed on a foundation, and a vibration isolation table on which a vibration isolation object is placed on these gas spring type vibration isolation devices,
The gas spring vibration isolator is disposed at the corner of the square on the foundation,
While the pair of gas spring type vibration isolator on the diagonal, the horizontal spring constant becomes the maximum value in the predetermined direction by the variable means, and the minimum value in the orthogonal direction orthogonal to the predetermined direction,
Other pair of the gas spring vibration isolator, vibration isolation table, wherein a horizontal direction of the spring constant has a minimum value and the predetermined direction becomes maximum in the orthogonal direction by the changing means.