JPH01210635A - 自動圧力調整器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、空気ばね装置の空気室の内圧調整のために設
けられる自動圧力調整器に関する。

（発明の技術的背景とその課題） 電子顕微鏡等の光学装置や精密駆動を要求される装置等
、振動を嫌う装置は、振動吸収機能を持った除振台上に
載置されて使用される。空気ばね式の除振台においては
、定盤を何台かの空気ばね装置によって支え、コンプレ
ッサ等を用いてその空気室の内圧を調整し一定の姿勢を
保持した上で所定の除振効果を得ている。特に、何台か
の空気ばね装置によって定盤を支える場合、その支持高
さ、即ちレベル調整を行なう必要があり、この目的のた
めに自動圧力調整器が使用されている。

第４図に、従来の自動圧力調整器の縦断面図を示した。

図において、定盤１は図示しない何台かの空気ばね装置
２によって支えられている。図では、１台の空気ばね装
置２の一部分のみを図示した。

自動圧力調整器３は、定盤１の下側に配置されており、
その外壁に空気ばね接続孔４と圧搾空気吸入孔５とを備
えている。これらの孔は、いずれもテーパ状をしており
、空気を導くための配管の端に取り付けられた口金を接
続する構成とされている。空気ばね接続孔４には、空気
ばね装置の空気室と連通ずる配管が繋ぎ込まれる。又、
圧搾空気吸入孔５には、圧搾空気を供給するコンプレッ
サ６からの配管が繋ぎ込まれる。自動圧力調整器３の中
央部分には圧力調整室７が設けられ、この圧力調整室７
は空気ばね接続孔４と透孔４ａを介して連通されている
。

又、圧力調整室７の中央上部には、定盤１の上下動に合
せて昇降する昇降ブロック８が配置されている。昇降ブ
ロック８の中央下面には、下面に向かって広がるテーパ
孔９が形成され、その上方にはこのテーパ孔９と連通す
る排気孔１ｏが設けられている。この昇降ブロック８の
下縁外周と自動圧力調整器３の内壁面との間に、圧力調
整室７を気密に封止するベロフラム１１が設けられてい
る。

昇降ブロック８のテーパ孔９には、小球１２と大球１３
とを連結ロッド１４で結合した弁体が配置されている。

この弁体は、その大球１３の下端において、自動圧力調
整器３の底部に設けられた座金１６に、一端を固定した
ばね１５によって、図の下から上に向かう力を加えられ
ている。又、大球１３は、圧搾空気吸入孔５の開口５ａ
を含む円錐台の壁に囲まれた部分に外接した形で静止し
ている。この状態で、コンプレッサ６から供給される圧
搾空気は、圧搾空気吸入孔５及び開口５ａを通じて圧力
調整室７に進入しようとするが、大球１３に遮られて流
入を妨げられている。又、空気ばね装置２の空気室内の
空気は、空気ばね接続孔４を通じて圧力調整室７に進入
し、テーパ孔９及び排気孔１０を通じて外部へ流れ出そ
うとするが、小球１２に妨げられて圧力調整室７の内部
に閉じ込められている。

ここで定盤１が矢印１８方向に下降すると、昇降ブロッ
ク８も下降し、小球１２及び大球１３から成る弁体な下
方に押し下げる。これによってばね１５が縮められ、大
球１３の外周部を通ってコンプレッサ６の圧搾空気が圧
力調整室７に流れ込む。これによって、圧力調整室７の
内圧が高まり、これと連通している空気ばね装置２の空
気室の内圧が高まって定盤１を押し上げる。

一方、定盤１が矢印１９方向に上昇した場合、小球１２
は図の状態以上に昇降ブロック８の動きに追従しないか
ら、圧力調整室７の内部の空気が排気孔１ｏを通じて外
部に流出する。これによって、圧力調整室７の内圧が低
下し、同時に空気ばね装置２の空気室の内圧も低下する
から定盤１が下降する。

以上のような動作によって、定盤１のレベル調整が図ら
れる。

ところで、このような自動圧力調整器３を使用した場合
、図のように、空気ばね装置２の空気室と圧力調整室７
の空気室とは直接連通しており、この状態では、自動圧
力調整器３が空気ばね装置と共同して定盤１を支えてい
ることになる。即ち、この自動圧力調整器３自体が、昇
降ブロック８及びベローズ１１を有するといった空気ば
ね装置と同様の構成をしているため、本来空気ばねが負
担すべき荷重の一部を、この自動圧力調整器３が支えて
しまうことになる。この力は、例えば下式のように算出
することができる。

Ｆ＝πｄ２Ｐ／４ Ｆ：支える力 ｄ：ベロフラムの有効受圧直径 Ｐ：圧力調整室の内圧 尚、この式でベロフラムの有効受圧直径というのは、ベ
ロフラムの可動部分の外径に相当する。

このような状態が生じると、自動圧力調整器３を介して
各種の外部振動が定盤１に伝達され、複雑な振動吸収特
性を空気ばね装置に対して施した意味が°無くなってし
まう。

（発明の目的） 本発明は以上の点に着目してなされたもので、空気ばね
装置の防振性能に影響を与えない自動圧力調整器を提供
することを目的とするものである。

（発明の概要） 本発明の自動圧力調整器は、定盤を支える空気ばね装置
の空気室と連通されて、その空気室の圧力調整を行なう
ための圧力調整室を有し、この圧力調整室には、前記空
気室と接続される空気ばね接続孔と、圧搾空気を供給す
るコンプレッサに接続される圧搾空気吸入孔と、前記圧
力調整室の外壁を貫通するよう設けられた回転軸と、こ
の回転軸の回動により前記圧搾空気吸入孔を開閉する吸
入孔開閉弁と、前記回転軸の軸部に形成され一端が前記
圧力調整室の内部で開口し他端がその圧力調整室の外部
で開口するよう形成された排気孔と、前記定盤の昇降を
検知してその昇降に伴って前記回転軸を回動させるカン
チレバーと、このカンチレバーの昇膏により前記排気孔
の他端を開閉する排気弁とを備えたことを特徴とする。

（発明の実施例） 第１図は、本発明の自動圧力調整器の実施例を示す側面
図である。この装置には、第４図に示したものと同様に
、定盤１を支える空気ばね装置の空気室２ｏと連通され
て、その空気室２ｏの圧力調整を行なうための圧力調整
室２１が設けられている。

この圧力調整室２１の外壁３０には、空気室２ｏと配管
を通じて接続される空気ばね接続孔４と、圧搾空気を供
給するためのコンプレッサ６に配管を通じて接続される
圧搾空気吸入孔５が設けられている。これらの構造は、
第４図に示した従来の自動圧力調整器３と変わるところ
はない。

一方、この装置の外壁３ｏを図面に垂直に貫通するよう
に、回転軸２２が設けられている。

第２図には、この第１図のＡ−Ａ断面を図示した。

この第２図を見て分るように、回転軸２２は圧力調整室
２１を貫通してその右側に張り出すような構造をしてい
る。又、この回転軸２２の圧力調整室２１に収容された
部分には、その下側に垂直に垂れ下がるように、弁開閉
アーム２４が取り付けられている。この弁開閉アーム２
４の上記圧搾空気吸入孔５と対向する部分には、この圧
搾空気吸入孔５を開閉するための吸入孔開閉弁２３が取
り付けられている。

この弁開閉アーム２４は、回転軸２２を中心として第１
図に示した矢印４０の方向に揺動する。

そして、一端を外壁３０の内側に固定したばね３１によ
って、圧搾空気吸入孔５の方向に付勢されており、常時
吸入孔開閉弁２３を閉状態に保持するよう構成されてい
る。

又、第２図に示すように、回転軸２２の圧力調整室２１
の外側に張り出した部分には、この回転軸２２に緩く嵌
込まれて、回転軸２２を中心に揺動するカンチレバー２
６が設けられている。このカンチレバー２６は、第１図
に示すように、装置の外壁３０から水平に張り出した張
り出し板３４に、一端を固定されたスプリング３２によ
って矢印４２方向に付勢されており、これによって常時
ビン３３を定盤１の下面に押し付けるよう構成されてい
る。定盤１が昇降した場合、このカンチレバー２６は矢
印４３方向に揺動することになる。

又、回転軸２２の圧力調整室２１外に張り出した部分に
は、ちょうどそのカンチレバー２６の下側に平行に張り
出すように、調整アーム２８がその一端を固定されて配
置される。

即ち、調整アーム２８と回転軸２２及び弁開閉アーム２
４とは互いに一体化されており、調整アーム２８が矢印
４４方向に揺動すると回転軸２２が回転し、これに伴っ
て弁開閉アーム２４が矢印４０方向に揺動するよう構成
されている。

又、この調整アーム２８の自由端に開口２５ａを有し、
第２図に示すように、回転軸２２の軸部な通って、圧力
調整室２１の内部にもう一方の開口２５ｂを持つように
、排気孔２５が形成されている。そして、調整アーム２
８の自由端側のこの排気孔２５の開口２５ａには、カン
チレバー２７の昇降によりこの排気孔２５を開口する排
気弁２７が取り付けられている。

尚、第２図に示すように、回転軸２２は圧力調整室２１
の外壁３ｏと○リング３５を介して回転自在に取り付け
られており、圧力調整室２１の内部の気密を保持してい
る。

以上の構成の本発明の自動圧力調整器は次のように動作
する。

先ず、コンプレッサ６から圧搾空気吸入孔５を通じて供
給される圧搾空気は、通常は吸入孔開閉弁２３に妨げら
れて圧力調整室２１への進入を阻止されている。

一方、空気ばね装置の空気室２ｏと圧力調整室２１とは
、空気ばね接続孔４を介して連通しているから、空気室
２０の内圧と圧力調整室２１の内圧とはほぼ等しく保た
れている。そして、この圧力調整室２１は、排気孔２５
を通じて外部と連通しているため、排気孔２５の開口２
５ａを排気弁２７が塞いでいる間は、圧力調整室２１の
内圧は一定に保たれ、排気弁２７が開くと、圧力調整室
２１内の空気が外部へ排出されその内圧が低下する。

ここで、定盤１が基準位置に静止している場合、ビン３
３を介してカンチレバー２６が基準位置に静止し、この
状態では排気弁２７が排気孔２５の開口２５ａを封止し
ている。又、吸入孔開閉弁２３も圧搾空気吸入孔５を封
止している。

次に、定盤１が基準位置よりも降下した場合に、ビン３
３が下方に押されてカンチレバー２６が下方に揺動する
。この場合、排気弁２７は、排気孔２５の開口２５ａに
押し付けられたままで、カンチレバー２６はこの排気弁
２７を介して調整アーム２８を下側に揺動させる。

これによって、回転軸２２が回転し、弁開閉アーム２４
が圧搾空気吸入孔５から遠ざかる方向に揺動する。この
動きによって、吸入孔開閉弁２３が開状態となり、コン
プレッサ６から圧搾空気吸入孔５を通じて圧搾空気が圧
力調整室２１の内部に送り込まれる。これによって、圧
力調整室２１の内圧が高まり、空気室２ｏの内圧が高ま
って定盤１を上方に押し上げるよう動作する。

一方、定盤１が基準位置よりも上昇した場合には、ビン
３３を介してカンチレバー２６がスプリング３２によっ
て押し上げられるので、調整アーム２８はスプリング３
１のカを受けてこれに追従する方向に揺動する。

これによって、弁開閉アーム２４は圧搾空気吸入孔５に
押し付けられ、圧搾空気の吸入を阻止する。しかし、こ
の弁開閉アーム２４は、それ以上揺動することができな
いため、カンチレバー２６が更に上方に揺動すると、調
整アーム２８の排気孔２５の開口２５ａを塞いでいた排
気弁２７がこの開口２５ａから離れる。これによって、
圧力調整室２１の内部の空気が排気孔２５を通じて外部
に流出し、圧力調整室２１の内圧が低下する。これに伴
って、空気室２０の内圧が低下し、定盤１を支える力が
減少して定盤１が下降する。

以上の動作を見て分るように、この自動圧力調整器は、
定盤１の上昇下降を検出するカンチレバー２６が、ごく
僅かなスプリング３２の力によって定盤ｌの下面に押し
付けられているだけで、圧力調整室２１の空気圧が定盤
１に何らかの力を及ぼすことはない。即ち、圧力調整室
２１の内部の空気は、回転軸２２の軸部に設けられた排
気孔２５を通じて外部に排出される構造とされているの
で、カンチレバー２６や調整アーム２８の揺動力にその
空気圧が及ぶことがない。

以上の結果、この自動圧力調整器によって、床面から定
盤に振動が伝達される率が従来のものに比べて大幅に減
少する。

第３図には、その効果を示すグラフを図示した。このグ
ラフは、床面の振動周波数と定盤に伝達される振動の振
動伝達率を、従来装置と本発明の装置について測定しこ
れを比較したものである。

図のように、−点鎖線で示した従来の装置の振動伝達率
に比べて、実線で示した本発明の装置の振動伝達率が全
体として大幅に低下していることが実証されている。又
、その共振周波数が更に低周波領域に移行している。こ
れによっても、空気ばね装置の特性に影響を与えない高
性能の自動圧力調整器が実現したことが実証される。

本発明は以上の実施例に限定されない。

回転軸の構造や吸入孔開閉弁の開閉機構、あるいは排気
弁の開閉機構、調整アームと弁開閉アームの位置関係や
向き等は、上記機能を達成する範囲で適宜変更して差し
支えない。又、図の実施例では、カンチレバーが定盤の
昇降に追従して揺動する例を示したが、定盤の昇降に従
って単に昇降するような機構のものであっても差し支え
ない。

又、排気孔は、回転軸を通じて圧力調整室の内部から外
部に通じるよう構成すればよく、回転軸のどの部分で開
口するようにしても差し支えない。

又、排気弁等の位置は自由に選定してよい。

（発明の効果） 以上説明した本発明の自動圧力調整器は、定盤の昇降を
検知する部分が定盤を実質的に支持するといった従来の
構造の欠点を除去したので、この自動圧力調整室を通じ
て床面からの振動が定盤に伝達されることを最小にする
ことができる。即ち、本発明の装置は、従来一般的であ
ったレベル検知のための直線的な可動部を、回転式の可
動部に変えることにより、内部空気圧による力が機械の
レベル検知部に働かないようにしている。これにより、
可動部を通じての定盤への振動伝達が最小になる。従っ
て、今後ますます高性能化する除振装置の性能向上に大
きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動圧力調整器の実施例を示す側面図
、第２図はそのＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図はその効
果を実証するグラフ、第４図は従来の自動圧力調整器を
説明する断面図である。 １−一−−−−−−−一定盤、 ４−−−−−一一一一一空気ばね接続孔、５−−一一−
−−−−−圧搾空気吸入孔、６−−−−−−−−−−コ
ンブレツサ、２０−一−−−−−−−空気室、 ２１−−−−−−−−一圧力調整室、 ２２−−−一一−−−−回転軸、 ２３−−−−−−−ｍ−吸入孔開閉弁、２４−−−一一
−−−−弁開閉アーム、２５−−一−−−−−−排気孔
、 ２６−−−−−−−−−カンチレバー、２７−−−−−
−−−−排気弁、 ２８−−−−一一一−−調整アーム、 ３０−−−−−−−−一外壁、 ３１．３２−−一−−−スプリング、 ３３−一−−−−−−−ビン、 ３４−−−−一−−−−張り出し板、 ３５−−−一−−−−−０リング。 第３図 第４図 ５−−−−、−−−−−一圧ｗＡ吸入孔６−−−−−−
−−−−フンフ０レッツ２０−−−−−−−−一空気室 ２１−−−−−−−−一圧力１ｍ室 ２２−−−−−−−−−回軒通由 ２３−−−−−−−−一求入？ｌＪ絹■升２４−−−−
−−−−一弁開閉７−ム ２５−−−−−−−−一排気孔 ２６−−−−−−−−−カンチレバー ２７−−−−−−−−−−排気弁 ２Ｂ−一−−−−−−−■整７−ム ３０−−−一一−−−−列壁 ３１．３２　−−−−−−スプリング ３３−−−−−−−−−ピン ３４−−−−−−−−一張や出しイ反 ３５−−−−−−−−−Ｑリング ２Ｉ２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定盤を支える空気ばね装置の空気室と連通されて、その
   空気室の圧力調整を行なうための圧力調整室を有し、こ
   の圧力調整室には、前記空気室と接続される空気ばね接
   続孔と、圧搾空気を供給するコンプレッサに接続される
   圧搾空気吸入孔と、前記圧力調整室の外壁を貫通するよ
   う設けられた回転軸と、この回転軸の回動により前記圧
   搾空気吸入孔を開閉する吸入孔開閉弁と、前記回転軸の
   軸部に形成され一端が前記圧力調整室の内部で開口し他
   端がその圧力調整室の外部で開口するよう形成された排
   気孔と、前記定盤の昇降を検知してその昇降に伴って前
   記回転軸を回動させるカンチレバーと、このカンチレバ
   ーの昇降により前記排気孔の他端を開閉する排気弁とを
   備えたことを特徴とする自動圧力調整器。