JPH0366952A - 振動防止懸垂装置 - 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〕 本発明は振動制振システムに係り、特に、微小振動を能
動的に制御する装置に関する。

〔従来の技術〕

外乱を受けて振動する振動体と係合して機能する制振し
たい非振動体との間で伝達される振動エネルギを抑制す
る方法は、防振ゴム等を用いる、いわゆる、パラシーブ
なものと振動体より得た信号を利用して非振動体に伝播
する振動を積極的に打ち消そうとするアクティブ制振が
考えられる。

特に、最近はこのアクティブな制振方法については、各
方面で考えられるようになってきた。その中でも圧電ア
クチュエータを利用したものは脚光を浴び各方面で実験
がなされてきている。しかしこの方法は制御を行う面で
はある程度利点があるものの現在では全ての方面に利用
できる訳ではなくいくつかの欠点がある０例えば、その
一つとして、衝撃に弱く、荷重の急激な変動に対して信
頼度が低いことや、また、大荷重に耐えるものが少なく
、製作する場合は非常に高額になるなどの欠点がある。

一方これらの欠点を補うものとして電磁石方式があげら
れるが力を有効に利用するという面からはいくつかの難
点があった。

本発明の目的は振動体から非振動体へ伝播する振動を有
効に制振する防振装置を提供することにある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記目的を達成するために本発明のアクティブ制振方式
では次に示すような従来の欠点を取り除くためになされ
たものである。従来法は（１）つねに励磁電流を流し、
バイアスをかけておく必要があり、それに資すエネルギ
が大きい。

（２）荷重の大小により、制御しようとする間隙が一定
にできないため、制御力が、常に、一定にできない。

（３）１サイクル中の加振波形で空隙の最も小さくなっ
たときと最も大きくなったときの電磁力が異るため、加
振力として第三次の高次高調波が発生し易い。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために本発明がなされたもので、
振動体と非振動体との間に支持装置を介在させ、また支
持装置を介して振動体より非振動体に振動が伝播される
系において、支持装置の一部に並列に組合わされた能動
的に働く磁石と弾性体が設けられる点は従来と同様であ
るが、能動的に働く磁石として従来は制御しようとする
空隙。

即ち、制御のために電磁力の働く空隙が荷重による変位
の方向にあったため、その間隙を一定に保つことができ
なかった。そして、その間隙を一定条件を満たすための
調整に時間を要した。更に動作点の中立点を作るために
、荷重による平衡点よりプリローどをかけて引きつけて
おく必要があった。

本発明はこれら二つの欠点を取り除くためなされたもの
で、多少の荷重変動があっても、その都度間隙の調整を
する必要がなく、また、常時動作点の中立点を作るため
の電力をなくすように構成されている。

〔作用〕

上記の構成によると振動体と非振動体の間に組み込まれ
た電磁アクチエータを振動の振幅、及び、周波数に応じ
て電流を制御することによって、高い精度の制振制御が
可能になる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において振動体ｌと非振動体２との間に支持装置
３が介在されている。この支持袋［３の一部に並列に組
合わされた永久磁石４を組込んだ壷形のヨーク９′と筒
型ボビンに巻かれた可動コイール部とで構成されたアク
チエータと弾性体としてのゴム５が設けられ、非振動体
２に配設された振動検出手段である検出器６からの検出
信号をコントローラ７により送出し可動コイルを駆動す
る。

駆動された可動コイルはその電磁力をボビンと連結する
取り付け座８を介して伝達し、結果として、永久磁石を
含む壷形ヨーク部と駆動イルを固定する取り付け座８の
間隙を能動的に制御するようになっている。

第２図は本発明をエレベータに適用した具体例であるが
、外枠１１の上に防振ゴム１２を設け、乗かと１３が支
持されている。一方、外枠１１は巻上機（明示せず）よ
りロープ１４を介して動力が伝達されるが、ロープ１４
の端末は弾性体１５と吊り板１６によって終端されてい
る。

ロープ１４からエレベータの上、下のための動力はクロ
スへラド１フに支持装置３を介して伝えられる。ここに
吊り抜工６．クロスヘツド１７は第１図の振動体１、及
び、非振動体２に相当する。

いま支持装置３を吊り板１６とクロスへラド１フの間に
設けた場合、第２図において、ロープ系より伝播してき
た振動により吊り板１６が振動すると振動は支持装置３
を通してクロスへラド１フに伝達される。また、支持装
置３を振動体と非振動体の間に取りつける場合、第３図
のように支持装置と非振動体、又は、支持装置と振動体
、或いは、その両者間に弾性体を直列に挾持し、支持し
てもよい。第１図を引用すると伝達した振動は検出器６
の信号出力として取り出され、コントローラ７により検
出器６の信号出力が小さくなるように、コイル１０に信
号が印加されるわけである。

従って、検出信号の位相によりコイルに発生する電磁力
が上方向であっても、或いは、下方向であっても本制振
装置によれば、乗りかごのサイズによって重量がかわっ
てもかごがバランスしている位置を基準として制御され
るわけで、上下どちらの方向でも制御力は同じ力が働く
。ここで従来の方法と比較してみると、従来法は動作す
るために発生する力は軸方向の空隙磁束で制御していた
。

このため荷重の大小により常に制御しようとする空隙が
荷重の変動により変化してしまい空隙間隔を一定に保つ
ことが困難であった。制御をするための力は空隙間隔、
即ち、距離の二乗に反比例して小さくなることから制御
力を一定に保つためには、空隙を一定に保持することが
重要である。このことは先に述べた欠点となる訳である
。

一方、振動制御を行う場合に入力された振動の位相によ
り弾性体を圧縮、又は、伸長させるわけであるが、その
ためには最初に荷重により弾性体が収縮して平衡状態の
位置から制御しようとする振動振幅の分だけ吸引してお
く必要があるにれを第４図で説明する。いま第１図より
吊板１６（振動体１）は引き上げられる方向に力が働い
ているが、クロスヘツド１７（非振動体２）は乗りかご
１３の重量により下方向に力がかかっているため、電磁
石に挾持されたゴム５は縮み空隙はＴになる６しかし、
コイル１０に制御信号が印加された空隙を上下方向に変
化させようとした場合、空隙を広げようとした場合には
、平衡状態に打ち勝つだけの力、即ち、全荷重を引き上
げる力が必要になる。そこでゴム５が第２図の乗りかご
１３の重量で縮み、平衡した状態から、さらに制御可能
な振動の振幅分だけ予め永久磁石、或いは、直流コイル
を用いて対磁を吸引しておく必要がある。

このようにすれば空隙をＴ−Δｔに保つことができ、コ
イルに制御信号が印加されると、図に示したように、中
立軸に対して上、下方向に空隙を変化させて制御するこ
とができる。しかし、この場合、予め引き寄せておく分
のエネルギを消耗する欠点があった。

そこで、次に本発明によるところを説明する。

本発明は軸直角方向に空隙を設けた。従来軸方向に空隙
磁束の変化を起こさせた制御力を得ていたものを、本発
明では軸直角方向に磁束に対して。

それと直角をなすコイル白身が制御電流により動き、軸
方向の空隙を制御するようにした。即ち、磁極同士は固
定され、両者の磁気空隙に可動コイルを設ければ、その
コイルが上、下に動いた場合でも、従来のように磁気力
が変化してしまうようなことはない。ここで壷形ヨーク
内で磁気空隙を作る場合の永久磁石４はコイルにより直
流励磁しても同じ機能を持たせられることは勿論である
。

しかし、コイルが大振幅で動き、磁束密度の小さい部分
にまで変化した場合にその力は非線形となってしまう。

そこで本発明では可動範囲では十分直線性が保たれるよ
うにした。即ち駆動力の非直線性はコイルが上下に動い
た場合、その一部分が磁極の対向部分Ａからはずれ、磁
束密度の小さい部分にとび出し、作用する磁束が減少す
るためである。従って、コイルの巻き幅を動作範囲では
磁束からはずれないようにしておけば、振動によってコ
イルが動いてもその影響は少なくてすむ。これとは逆に
、コイルの巻幅を小さくし、磁極の対向面を大きくして
おいてもよいわけで、要はコイルが、常に、ａｌ気空隙
内にあるようにすればよいわけである。

以上、エレベータの振動制御について説明したが、本発
明によれば１例えば電子顕微鏡の除震。

半導体メモリの製造装置の除震に有効なことは勿論であ
る。

一例として第１図の振動体１を基礎に設置する台を仮定
し、非振動体２に相当する部分に電子顕微鏡、或いは、
半導体製造装置を搭載すれば前述した効果が得られるこ
とは明白である。

〔発明の効果〕

本発明によれば振動体と非振動体との間に介在された支
持装置の一部に並列に組合わされた導電型コイル及び永
久磁石と弾性体が設けられ、前記非振動体に配設された
振動検出手段により得られた該制御信号によって前記電
磁力によって可変するＦＩＪ５隙を能動的に変化せしめ
る。即ち、この間隙の変化は外部からの振動伝達がある
場合に、その反力をなくす方向に変化するようにしたも
ので、非振動体への振動伝達はなくなる。又ここで用い
るコイルは永久磁石の対向面における軸方向の長さより
巻幅を大きくしておく（又は振動の範囲で小さくしてお
いてもよい）ことによって、従来問題になった空隙の設
定調整が不要となり積載荷重の変動によっても＃御力を
一定に保てることから制御の安定性が損われることが防
げる。これらのことから荷重の大小によって製品性能の
低下しない振動防止装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は具体的適用
例の断面図、第３図は本発明の動作説明図、第４図は実
施例の動作説明図である。 １・・・振動体、２・・・非振動体、３・・・支持装置
、４・・・永久磁石、５・・・弾性体ゴム、６・・・検
出器、・７・・・コントローラ、８・・・取り付け座、
９・・・壷形ヨーク、第１図 第 ３ 図 時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、振動体又は非振動体の、そのどちらか一方に他が懸
   垂し、かつ、前記振動体と前記非振動体との間に支持装
   置を介在させ、前記支持装置を介して、前記振動体より
   前記非振動体に振動が伝達する系において、 永久磁石又は直流励磁コイルの磁力を通す磁路を形成し
   、かつ前記磁路の一部に空隙をもつヨーク、前記ヨーク
   の空隙部内に設けられる駆動コイル、前記駆動コイルの
   支持部材が固定的に取り付けられる取り付け座、前記ヨ
   ークと前記取り付け座とには、それぞれの中心部に前記
   振動体又は前記非振動体の一部を貫通する孔を設け、か
   つ、前記ヨークと前記取り付け座との間に弾性体を介在
   させて前記支持装置を構成することを特徴とする振動防
   止懸垂装置。 ２、請求項１において、前記振動体又は前記非振動体の
   、そのどちらか一方に他が懸垂し、かつ、前記振動体と
   前記非振動体との間に前記振動防止装置と前記振動体又
   は前記非振動体の一部を貫通する孔を設けた弾性体を直
   列に設けて、前記振動体又は前記非振動体を懸垂するこ
   とを特徴とする振動防止懸垂装置。 ３、請求項第１項または第２項に記載する振動防止懸垂
   装置において、 前記非振動体に配置された振動検出器からの信号により
   前記駆動コイルに流す電流を能動的に制御する手段を設
   けたことを特徴とする振動防止懸垂装置。