JPH03234944A - 除振支持装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造装置、測定器あるいはコンピュー
タ等の精密機器が設置される据え付は台や原状支持台等
の台を、建物の床面や基礎等の床の上に、弾性支持する
ダンパー組み合わせ型の除振支持装置に関する。

（従来の技術） 高い安全性や精密さが要求される精密機器、例えば、半
導体製造装置、測定器あるいはコンピュータ等の精密機
器においては、機器自体の加振力や操作者が触れた時の
外力、さらには地震などによる振動を極力低減すること
を要求される。

このような要請に応じるため、床の上に弾性支持体を介
して据え付は台を支持し、その上に上記機器を設置する
構造の除振支持装置が採用されている。

このような除振支持装置の一つとして、床面や基礎など
の“床″の上に、エラストマー層と補強板とを交互に積
層した積層ゴム、または該積層ゴムを多段に組み立てた
多段積層ゴムを介して、上記据え付は台や原状支持台な
どの“台゛を支持する除振支持装置が、例えば、特開昭
６１−１４３４０号公報（特願昭５９−１３４６９２号
）などに開示されている。

上記積層ゴムを使用する除振支持装置は、重力が作用す
る縦方向には高いぼね定数を有し、横方向には低いぼね
定数を有している。

このため、これを精密機器の除振支持装置として使用す
る場合、支持荷重に比較して、水平ばね定数が低く、機
器が設置される台（除振台または除振床）の水平方向固
有振動数をＩ　Ｈｚ以下にすることができる。

このような低固有振動数は、他のタイプの除振支持装置
、例えば、空気ばね、防振ゴムあるいはコイルスプリン
グ等では実現困難なものである。

ところで、実際の積層ゴムの使用に際しては、除振床ま
たは除振台（以下、単に台と称する）の上の機器自体の
加振力、あるいは外部からの加振力（例えば、操作する
人が機器に触れた時、地震時など）により、台が揺れる
ことになる。

特に、前記“台”′の共振振動数の揺れ、あるいはこの
台”の上に設置される機器の加振力による該“台゛°の
揺れが発汁すると、除振支持効果が低下することになる
。

したがって、このような揺れをできるだけ抑えることが
要請される。

このような台（除振床、除振台）の揺れ防止策として、
従来では、粘性ダンパーまたは粘性剪断ダンパーから成
る減衰機構が使用されていた。

〔発明が解決しようとする技術課題］ 第９図は、上記粘性ダンパーまたは粘性剪断ダンパーの
原理を示す模式図である。

第９図において、床または台の一方に固定された容器５
１に粘性体５２が充填され、床または台の他方に固定さ
れたすり板５３が前記粘性体５２の中に浮動状態で挿入
されている。

このようなダンパーの減衰力Ｆは、すり板５３の面積を
Ａ、すり板５３の相対速度を■、粘性体５２の粘度をμ
、すり板５３と容器５１（底面など該すり板と対面する
壁面）との隙間をｄとすると、 Ｆ−μＡＶ／ｄ で与えられる。

なお、上記粘性体５２としては、例えば、ポリイソブチ
レンやシリコンオイル等がよく用いられる。

しかし、このような粘性ダンパーまたは粘性剪断ダンパ
ー（以下単に粘性ダンパーと称する）を実用化する場合
は、粘性ダンパー完成後では、上記μ、ＡおよびＶは一
般に調節不可能であり、減衰力の調整方法は隙間ｄの調
整しか残されていない。

通常、この隙間ｄは２ｍｍ〜１０ｍｍ程度の比較的小さ
な値に規定されることが多い。

このため、容器５１の水平保持、すり板５３および容器
５１の面精度には、細心の注意が必要である。

また、粘性ダンパーの運搬時には、隙間保持治具や粘性
体（液体）漏れ防止手段も必要になる。

これらのことから、粘性ダンパーでは、構造が複雑にな
り、取り扱いが煩雑であるなどの技術的課題があった。

さらに、微振動時には、相対速度Ｖが非常に小さいため
、減衰効果があまり無いという技術的課題もあった。

これらのことから、従来技術では、精密機器の除振支持
装置として、エラストマー層と補強板とを交互に積層し
た積層ゴム、または該積層ゴムを多段に組み立てた多段
積層ゴムを介して、据え付は台等の台を支持する構造の
ものを使用する場合、粘性ダンパーを組み合わせて減衰
能力を高めようとしても、前述のような技術的課題があ
り、満足のいく除振支持装置を得ることができなかった
。

本発明は、上記従来の技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、微振動に対しても減衰効果を発揮することがで
き、取り扱い性および施工性にも優れており、しかも、
完成後における減衰力の調整も容易に行ない得るダンパ
ー組み合わせ型の除振支持装置を提供することを目的と
する。

〔課題解決のための手段］ 本発明は、床の上に、エラストマー層と補強板とを交互
に積層した積層ゴムまたは該積層ゴムを多段に組み立て
た多段積層ゴムを介して、台を支持する除振支持装置に
おいて１、前記床と前記台との間に高分子粘弾性体で形
成されるダンパーを取り付ける構成を採ることにより、
微振動に対しても減衰効果を発揮することができ、取り
扱い性および施工性にも優れており、しかも、完成後に
おける減衰力の調整も容易に行ない得るダンパー組み合
わせ型の除振支持装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による除振支持装置の一実施例を示す縦
断面図であり、第２図は第１図中の線■■に沿った水平
断面図である。

第１図および第２図において、床１の上には、所定の配
設で設置された複数（図示の例では４個）の積層ゴム２
を介して、精密機器３等が設置された台（据え付は台等
）４が支持されている。

各積層ゴム２は、エラストマー［１１と補強板１２とを
交互に積層して形成した弾性体の上下端面にフランジ１
３．１４を固着した構造になっており、上下のフランジ
１３．１４の四隅に形成した取付は孔１５を利用して前
記台４および前記床１にボルト等で接続されている。

前記エラストマー層１工は例えばゴム状弾性物質で構成
され、前記補強板１２は例えば金属や硬質プラスチック
などの剛性材で作られており、これらと前記フランジ１
３．１４とを加硫または接着で一体化することにより前
記積層ゴム２が構成されている。

さらに、前記台４と前記床１との間ムこは、前記積層ゴ
ム２の他に所定数（図示の例では１個）のダンパー５が
所定の位置（図示の例では中心部）に取り付けられてい
る。

第３図は前記ダンパ−５単体を示す側面図であり、第４
図は第３図の平面図である。

第１図〜第４図において、前記ダンパー５は、高分子粘
弾性体で形成された本体部１６の上下に、フランジ１７
．１日を加硫または接着で固着し一体化した構造をして
おり、上下のフランジ１７゜１８を台４および床１にボ
ルト等で締結することにより、固定されている。

第４図中の符号１９はボルト等を挿通する取り付は孔を
示す。

前記高分子粘弾性体１６の材質としては、未加硫ゴムや
アクリル等を使用することができ、例えば、損失係数ｔ
ａｎδが１以上の粘弾性体が使用される。

以上の除振支持装置においては、台４および精密機器３
の荷重（重力）はそのほとんどが積層ゴム２で支持され
、高分子粘弾性体１６から成るダンパー５は上記荷重を
ほとんど負担せず、前記台４が振動する時の振動減衰機
能（ダンパー機能）を発揮するものである。

第５図は本発明によるダンパー組み合わせ型の除振支持
装置の他の実施例を示す縦断面図であり、第６図は第５
図中の線Ｖｌ−Ｖｌに沿った水平断面図である。

第５図および第６図において、床１の上には、所定位置
に配列された複数（例えば４個所）の多段積層ゴム２０
を介して、精密機器３等が設置された台（据え付は台等
）４が支持されている。

各多段積層ゴム２０は、複数位置（図示の例では４箇所
）で積層ゴム２を上下に複数個（図示の例では５箇）積
み重ねるとともに、各段の積層ゴム２の上下端面を安定
板２１で互いに連結した構造を有する。

各積層ゴム２は、第１図の場合と同様、エラストマー層
１１と補強板１２とを交互に積層して形成した弾性体の
上下端面にフランジ１３．１４を固着した構造になって
おり、上下のフランジ１３．１４の四隅に形成した取付
は孔１５を利用して各安定板２１　（ただし最上段の上
端フランジ１３および最下段の下端フランジ１４では、
台４および床１の場合もある）にボルト等で結合されて
いる。

こうして構成された多段積層ゴム２０の一部（図示の例
では中心部）には、前記積層ゴム２と同様に、各安定板
２工を介して複数（図示の例では５個）のダンパー５を
上下に結合して構成された多段積層ダンパー２２が設け
られている。

すなわち、本実施例の除振支持装置における、ダンパー
組み込み型の多段積層ゴムは、ダンパー組み組み込みタ
イプの積層ゴム２（第１図）を複数段（図示の例では５
段）の階層構造とし、各階層ごとに上下の積層ゴム２．
２および上下のダンパー５．５を共通の安定板（連結板
）２１で連結した構造になっている。

この場合の各ダンパー５も、第１図〜第４図の場合と同
様、未加硫ゴムやアクリル等の高分子粘弾性体から成る
ダンパー本体１６の上下端面にフランジ１７．１８を加
硫または接着等で一体化した構造を有しており、該ダン
パー５は、上下のフランジ１７．１８を同階層の前記積
層ゴム２と共通の」二下の安定板（連結板）２１．２１
にボルト等で固定することにより、多段積層ゴム２０内
に組み込まれている。

第５図および第６図で示すように要素弾性体としての積
層ゴム２を安定板２］で連結して構成した多段積層ゴム
（組立体）２０によれば、各積層ゴム２の上下の各端面
が剛性の安定板２１で拘束されているので、全体として
安定な弾性支持構造が得られる。

第５図および第６図の除振支持装置は、前述のように共
通の連結板２１を介在させて多段構造にする他は、第１
図〜第４図で説明した除振支持装置と実質」二同じ構造
をしており、それぞれ対応する部分を同じ番号で表示し
、その詳細な説明は省略する。

以上第１図〜第６図に示した除振支持装置によれば、精
密機器３等が設置される台（除振台）４の等価減衰比り
。９は、粘弾性体１６の損失係数をｔａｎδとすると、 ｈ、９＝Ｇ１ｔａｎδ／　Ｇ　２ で与えられる。

ここで、Ｇ１は高分子粘弾性体１６の等価ばね定数、Ｇ
２は積層ゴム２の等価ばね定数を示す。

第７図は、除振支持装置の水平方向の荷重変位特性を示
すグラフであり、（Ａ）は、第１図〜第６図の実施例か
ら高分子粘弾性体のダンパー５を省いて、積層ゴム２の
みを使用して構成した場合（従来構造）の特性を示し、
（Ｂ）は第１図〜第６図の実施例のように、積層ゴム２
と高分子粘弾性体のダンパー５とを組み合わせて構成し
た場合（本発明）の特性を示す。

第８図は、除振支持装置の水平方向荷重に対する周波数
・応答倍率の特性を示すグラフであり、（Ａ）は、第１
図〜第６図の実施例から高分子粘弾性体のダンパー５を
省いて、積層ゴム２のみを冊 使用して構成した場合（従来構造）の特性を示し、（Ｂ
）は第１Ｍ〜第６図の実施例のように、積層ゴム２と高
分子粘弾性体のダンパー５とを組み合わせて構成した場
合（本発明）の特性を示す。

以上説明した実施例によれば、次のような作用効果が得
られた。

）粘性ダンパーまたは粘性剪断ダンパーは、速度に比例
する減衰力を発揮するものであり、振幅が数ｍｍ以下の
微振動時には減衰効果が少なく、したがって、微振動で
も周波数が高く加振力が大きい場合に、精密機器等へ伝
達される振動を充分に減衰できないという課題があった
。

これに対し、本発明の除振支持装置で使用される粘弾性
ダンパーは、第７図にも示されるように、履歴ダンパー
であり、速度に影響を受けないので、数ｍｍの振幅の振
動に対しても、充分な減衰効果を発揮することができた
。

また、第８図にも示されるように、共振振動数の揺れあ
るいは台４の上の機器３の加振力による該台４の揺れも
、効果的に軽減させることができ１ま た。

ｉｉ）通常の粘弾性体はシート状に加工されているので
、上記実施例によれば、除振支持装置を完成させた後で
も、粘弾性体の面積や層数を変更することにより振動減
衰能を自由に調整することができた。

ｉｉｉ　）上記実施例によれば、ダンパーを高分子粘弾
性体で構成するので、従来の粘性ダンパー（第９図）の
場合のような液体（作動物質）漏れの心配がなく、施工
時の搬送や保守点検等の作業が容易になった。

ｉｖ）上記実施例によれば、ダンパーを高分子粘弾性体
で構成するので、従来の粘性ダンパー（第９図）の場合
のように、隙間調整（隙間ｄの調整）が不要となり、施
工時の取り扱い性および作業性を大幅に向上させること
ができた。

なお、本発明は、図示の形状、構造、配置に制約される
ことなく、種々の態様で実施できるものであり、例えば
、各積層ゴム２および各ダンパー５の断面形状やエラス
トマー層１１および補強板１２の層数、除振支持装置を
構成する積層ゴム２およびダンパー５の数や配置、さら
には、安定板２１で構成される段数などは、必要に応じ
て自由に選定することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごと（、本発明によれば、床の
上に、エラストマー層と補強板とを交互に積層した積層
ゴムまたは該積層ゴムを多段に組み立てた多段積層ゴム
を介して、台を支持する除振支持装置において、前記床
と前記台との間に高分子粘弾性体で形成されるダンパー
を取り付ける構成としたので、微振動に対しても減衰効
果を発揮することができ、取り扱い性および施工性にも
優れており、しかも、完成後における減衰力の調整も容
易に行ない得るダンパー組み合わせ型の除振支持装置が
提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による除振支持装置の一実施例の縦断面
図、第２図は第１図中の線■−Ｈに沿った水平断面図、
第３図は第１図中のダンパーの側面図、第４図は第３図
の平面図、第５図は本発明による除振支持装置の他の実
施例の縦断面図、第６図は第５図中の線■−■に沿った
水平断面図、第７図は本発明による除振支持装置の水平
方向の荷重変位特性を従来例と比較して示すグラフ、第
８図は本発明による除振支持装置の水平方向荷重に対す
る周波数・応答倍率を従来例と比較して示すグラフ、第
９図は粘性ダンパーの原理を示す模式的縦断面図である
。 以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。 １−−−−−一床、２−−−−−一積層ゴム、３−−−
−−一精密機器、４−−−−一−−台、５−−−−−−
高分子粘弾性体のダンパー、１１−−−−−一エラスト
マー層、１２−・−−−−一補強板、１６・−高分子粘
弾性体（ダンパー本体部）、２０多段積層ゴム、２１−
一一−−安定板、２２−−−一多段積層ダンパー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）床の上に、エラストマー層と補強板とを交互に積
   層した積層ゴムまたは該積層ゴムを多段に組み立てた多
   段積層ゴムを介して、台を支持する除振支持装置におい
   て、前記床と前記台との間に高分子粘弾性体で形成され
   るダンパーを取り付けることを特徴とする除振支持装置
   。