JPH07310781A - 受動タイプの振動子機構 - Google Patents
受動タイプの振動子機構Info
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- JPH07310781A JPH07310781A JP10525694A JP10525694A JPH07310781A JP H07310781 A JPH07310781 A JP H07310781A JP 10525694 A JP10525694 A JP 10525694A JP 10525694 A JP10525694 A JP 10525694A JP H07310781 A JPH07310781 A JP H07310781A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水平方向の振動モードの自由（固有）振動の
周波数を１Ｈz よりもはるかに低く、小スペース，簡素
構成のもとで設定し得る受動タイプの振動子機構を提供
する。 【構成】 水平な固定枠１３と下位の取付基枠１５との
間に、長さの等しい１対のたすき掛け吊り線１４、１４
を安定配位した吊り架構２２を介配し、当該取付基枠１
５の中心点に被制振体等から成る重り１６を支持棒１７
を剛接するとしたもので、たすき掛けのもとで吊り下げ
た重心をある特設の位置にセットすることにより、その
系の固有振動数を任意に下げられるとしたものである。
周波数を１Ｈz よりもはるかに低く、小スペース，簡素
構成のもとで設定し得る受動タイプの振動子機構を提供
する。 【構成】 水平な固定枠１３と下位の取付基枠１５との
間に、長さの等しい１対のたすき掛け吊り線１４、１４
を安定配位した吊り架構２２を介配し、当該取付基枠１
５の中心点に被制振体等から成る重り１６を支持棒１７
を剛接するとしたもので、たすき掛けのもとで吊り下げ
た重心をある特設の位置にセットすることにより、その
系の固有振動数を任意に下げられるとしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水平方向の振動モード
の自由（固有）振動の周波数を１Ｈz よりもはるかに低
く設定し得る受動タイプの振動子機構に関し、詳しく
は、（１）精密計測分野における床や地面の水平方向の
振動の影響を減らす目的で使用される防振装置（光学ベ
ンチ等の除振台に限らず建物における除震機構も含
む）、（２）振動計や長周期地震計など超低周波の固有
振動を要求されるテストマスの支持機構、（３）自動
車、船などの乗り物における防震機構の一部（水平方向
部分）、（４）ゆっくりした動きを観て楽しむためのイ
ンテリア用品、などに適用される。
の自由（固有）振動の周波数を１Ｈz よりもはるかに低
く設定し得る受動タイプの振動子機構に関し、詳しく
は、（１）精密計測分野における床や地面の水平方向の
振動の影響を減らす目的で使用される防振装置（光学ベ
ンチ等の除振台に限らず建物における除震機構も含
む）、（２）振動計や長周期地震計など超低周波の固有
振動を要求されるテストマスの支持機構、（３）自動
車、船などの乗り物における防震機構の一部（水平方向
部分）、（４）ゆっくりした動きを観て楽しむためのイ
ンテリア用品、などに適用される。
【０００２】
【従来の技術】防振装置や除震装置の基本ユニットであ
る低周波の振動子機構は、振り子等の機械的ローパスフ
ィルターを基本とするものであり、この系の固有振動の
周波数以下の周波数領域では役に立たない特定の周波数
での防振比は固有振動の周波数が低ければ低いほど大き
く取れる、という事情から系の固有振動数を人為的に低
下させる必要がある。しかし、現実の装置でこの固有振
動数を例えば０．５Ｈzにするには、単純な振り子の場
合、１ｍもの吊り線の長さが必要であり（振り子の固有
振動数は、（ｇ／Ｌ）0.5/２πである。ただし、ｇは重
力加速度、Ｌは振り子の長さである。これから、Ｌ＝１
ｍで０．５Ｈz と出る。）、振り子の長さは固有振動数
の２乗に比例するため、さらに低い固有振動数を得よう
とするととてつもない非現実的な長さが必要になる。
る低周波の振動子機構は、振り子等の機械的ローパスフ
ィルターを基本とするものであり、この系の固有振動の
周波数以下の周波数領域では役に立たない特定の周波数
での防振比は固有振動の周波数が低ければ低いほど大き
く取れる、という事情から系の固有振動数を人為的に低
下させる必要がある。しかし、現実の装置でこの固有振
動数を例えば０．５Ｈzにするには、単純な振り子の場
合、１ｍもの吊り線の長さが必要であり（振り子の固有
振動数は、（ｇ／Ｌ）0.5/２πである。ただし、ｇは重
力加速度、Ｌは振り子の長さである。これから、Ｌ＝１
ｍで０．５Ｈz と出る。）、振り子の長さは固有振動数
の２乗に比例するため、さらに低い固有振動数を得よう
とするととてつもない非現実的な長さが必要になる。
【０００３】そこで、このタイプでは図７に示すような
フィードバックを用いた能動的な防振装置が開発されて
いる。すなわち、同図は実験装置の概略を示し、おも
り、（加速度センサー２を含む）は、真鍮の板（箔）
３，３、２枚で懸架台４から吊り下げられている。吊り
下げるために板（箔）３を使ったのは振り子の横揺れを
防ぐためである。加速度計５からの信号はフィルターア
ンプ６を経てパワーアンプ７に入る。ここで電流を増幅
させて、懸架台４に固定したコイル８に入力する。おも
り１には磁石９を取りつけてあり、コイル８に電流を流
すことによって生じた磁界の強度と方向による力（制御
力）がおもり１に加わり、強制的に固有振動数の低下が
なされる。しかし、このような能動的な防振装置では、
ノイズのない加速度又は変位検出器と高速計算機をもっ
てしてもフィードバックゲインの限界があり、必ずしも
万能ではなく、極限の長周期を得ようとすると、却っ
て、不要な発振源を取り込んだ不具合なものになってし
まう。
フィードバックを用いた能動的な防振装置が開発されて
いる。すなわち、同図は実験装置の概略を示し、おも
り、（加速度センサー２を含む）は、真鍮の板（箔）
３，３、２枚で懸架台４から吊り下げられている。吊り
下げるために板（箔）３を使ったのは振り子の横揺れを
防ぐためである。加速度計５からの信号はフィルターア
ンプ６を経てパワーアンプ７に入る。ここで電流を増幅
させて、懸架台４に固定したコイル８に入力する。おも
り１には磁石９を取りつけてあり、コイル８に電流を流
すことによって生じた磁界の強度と方向による力（制御
力）がおもり１に加わり、強制的に固有振動数の低下が
なされる。しかし、このような能動的な防振装置では、
ノイズのない加速度又は変位検出器と高速計算機をもっ
てしてもフィードバックゲインの限界があり、必ずしも
万能ではなく、極限の長周期を得ようとすると、却っ
て、不要な発振源を取り込んだ不具合なものになってし
まう。
【０００４】結局、１自由度の機械的ローパスフィルタ
ーの固有振動数を人為的に低下させることのできる受動
的な従来技術としては、倒立振子（図示省略）とこれの
原理を応用した図８に示される周知の防振装置のみであ
る。すなわち、水平力１０が作用する負荷荷重１１を複
数の支柱１２，１２が座屈に従って水平かつ下方に変位
しながら支持するもので、荷重１１は横方向の変位に比
例する曲げモーメントを発生させるため、より小さい水
平力で同じ変位を生み出すことができるが、これは負の
バネ定数ＫN をもつメカニズムを加えたことに相当し、
つまり、支柱１２のもともとのバネ定数ＫS がＫN だけ
減じて小さいバネ定数になったわけで、水平方向の固有
振動数は、その分低下する、としたものである。
ーの固有振動数を人為的に低下させることのできる受動
的な従来技術としては、倒立振子（図示省略）とこれの
原理を応用した図８に示される周知の防振装置のみであ
る。すなわち、水平力１０が作用する負荷荷重１１を複
数の支柱１２，１２が座屈に従って水平かつ下方に変位
しながら支持するもので、荷重１１は横方向の変位に比
例する曲げモーメントを発生させるため、より小さい水
平力で同じ変位を生み出すことができるが、これは負の
バネ定数ＫN をもつメカニズムを加えたことに相当し、
つまり、支柱１２のもともとのバネ定数ＫS がＫN だけ
減じて小さいバネ定数になったわけで、水平方向の固有
振動数は、その分低下する、としたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
ののうち、倒立振子は、荷重の小さい加速度計や地震計
のテストマスの支持に用いられているが、支持部のヒン
ジ又はピボットの耐荷重性と低摩擦性とは両立せず、荷
重の大きい系には実用化が困難である。また、地震計等
よりも高感度を要求される精密測定器などに必要とされ
る精密防振装置には、摩擦の発生する雑音が大きくて使
用できない。
ののうち、倒立振子は、荷重の小さい加速度計や地震計
のテストマスの支持に用いられているが、支持部のヒン
ジ又はピボットの耐荷重性と低摩擦性とは両立せず、荷
重の大きい系には実用化が困難である。また、地震計等
よりも高感度を要求される精密測定器などに必要とされ
る精密防振装置には、摩擦の発生する雑音が大きくて使
用できない。
【０００６】また、図８に示された防振装置は、支柱１
２の挫屈特性を利用するため、水平方向の固有振動を扱
う場合には垂直方向に支柱が挫屈を示し始める程度の応
力を予めかけておく必要があり、これだけでは系は不安
定であるから安定性確保のための水平方向の支持装置を
必要とする（上記の倒立振子も同様で、両方あるいは四
方からバネで支える必要がある。）。この支持のために
周期の最大値が限定される。
２の挫屈特性を利用するため、水平方向の固有振動を扱
う場合には垂直方向に支柱が挫屈を示し始める程度の応
力を予めかけておく必要があり、これだけでは系は不安
定であるから安定性確保のための水平方向の支持装置を
必要とする（上記の倒立振子も同様で、両方あるいは四
方からバネで支える必要がある。）。この支持のために
周期の最大値が限定される。
【０００７】また、系の固有周期を、支柱１２の弾性定
数の温度変化が直接に左右するため、極限に近い状態で
は不安定に陥りやすい。また、支持装置の温度による伸
縮が直接に固有周期を変えるため、安定な動作を期待す
るためには、熱膨張率の小さい部材を使うなどの特別な
配慮が必要とされる。また、長期の使用に当たっては、
部材のクリープなどによる支持装置の変形が直接に固有
周期の変化を与える欠点もある。
数の温度変化が直接に左右するため、極限に近い状態で
は不安定に陥りやすい。また、支持装置の温度による伸
縮が直接に固有周期を変えるため、安定な動作を期待す
るためには、熱膨張率の小さい部材を使うなどの特別な
配慮が必要とされる。また、長期の使用に当たっては、
部材のクリープなどによる支持装置の変形が直接に固有
周期の変化を与える欠点もある。
【０００８】叙上の諸点は当然のことながら倒立振子も
同じである。このため、倒立振子やその原理を応用した
振動子系は微小荷重で温度管理された精密測定器以外に
は実用に供されることはない。以上のように、横方向の
固有振動数を受動的に低下させる技術として、温度に敏
感でなく、安定に維持できる方法はこれまで存在しなか
った。
同じである。このため、倒立振子やその原理を応用した
振動子系は微小荷重で温度管理された精密測定器以外に
は実用に供されることはない。以上のように、横方向の
固有振動数を受動的に低下させる技術として、温度に敏
感でなく、安定に維持できる方法はこれまで存在しなか
った。
【０００９】本発明は叙上の事情に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、摩擦や雑音を発生する
ヒンジやピボットを用いず、かつ、温度の影響を直接に
受けないで済み、さらに、より以上に低い固有振動数に
まで到達し得ることのできる水平方向の振動モードの自
由（固有）振動の周波数を１Ｈz よりもはるかに低く設
定し得る受動タイプの振動子機構を提供しようとするも
のである。
あり、その目的とするところは、摩擦や雑音を発生する
ヒンジやピボットを用いず、かつ、温度の影響を直接に
受けないで済み、さらに、より以上に低い固有振動数に
まで到達し得ることのできる水平方向の振動モードの自
由（固有）振動の周波数を１Ｈz よりもはるかに低く設
定し得る受動タイプの振動子機構を提供しようとするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の振動子機構においては、水平な固定枠と下
位の取付基枠との間に、長さの等しい１対のたすき掛け
吊り線を安定配位した吊り架構を介配し、当該取付基枠
の中心点に被制振体等から成る重りを取り付けた支持棒
を剛接するとしたものである。
に、本発明の振動子機構においては、水平な固定枠と下
位の取付基枠との間に、長さの等しい１対のたすき掛け
吊り線を安定配位した吊り架構を介配し、当該取付基枠
の中心点に被制振体等から成る重りを取り付けた支持棒
を剛接するとしたものである。
【００１１】２次元の自由度を確保するために、水平な
固定枠と下位の取付基枠との間に、長さの等しい１対の
たすき掛け吊り線を安定配位した吊り架構を直交，２段
態様にて介配し、該取付基枠の中心点に被制振体等から
成る重りを取り付けた支持棒を剛接するとしたものであ
る。
固定枠と下位の取付基枠との間に、長さの等しい１対の
たすき掛け吊り線を安定配位した吊り架構を直交，２段
態様にて介配し、該取付基枠の中心点に被制振体等から
成る重りを取り付けた支持棒を剛接するとしたものであ
る。
【００１２】
【作用】本発明の振動子機構の原理を図１にて説明する
と、水平な固定枠１３に長さの等しい吊り線１４，１４
を介して一体化した取付基枠１５付重り１６（取付基板
枠１５，支持棒１７，重り１６からなりこれらは互いに
運動しないように固定されている）を吊るしている。図
１では、平衡の位置から僅かにふれた状態を示している
が、それぞれの吊り線１４，１４が水平となす平衡角α
からのずれをθ’及びθ”で表す。それが微小でθ’＝
θ”が成り立てば（ふれ角αについて一次近似）、容易
にわかるように取付基枠１５の中心点１８は、水平に移
動することになる。従って、もし、この点に吊るされた
部分（支持棒１７と重り１６の合体）の重心をもってく
れば、この振動子系の固有周期は無限大となり、極端に
長い周期（極端に低い固有振動数）の振動子が実現され
ることになる。しかし、ふれ角について、二次のオーダ
ーまで近似を進めるとわかるように、この点では無限の
周期は実現できない。二次の近似で、この系の固有角振
動数の２乗は次式で表されることがわかる。これは、数
値計算によるコンピュータシミュレーションとも良く一
致する。
と、水平な固定枠１３に長さの等しい吊り線１４，１４
を介して一体化した取付基枠１５付重り１６（取付基板
枠１５，支持棒１７，重り１６からなりこれらは互いに
運動しないように固定されている）を吊るしている。図
１では、平衡の位置から僅かにふれた状態を示している
が、それぞれの吊り線１４，１４が水平となす平衡角α
からのずれをθ’及びθ”で表す。それが微小でθ’＝
θ”が成り立てば（ふれ角αについて一次近似）、容易
にわかるように取付基枠１５の中心点１８は、水平に移
動することになる。従って、もし、この点に吊るされた
部分（支持棒１７と重り１６の合体）の重心をもってく
れば、この振動子系の固有周期は無限大となり、極端に
長い周期（極端に低い固有振動数）の振動子が実現され
ることになる。しかし、ふれ角について、二次のオーダ
ーまで近似を進めるとわかるように、この点では無限の
周期は実現できない。二次の近似で、この系の固有角振
動数の２乗は次式で表されることがわかる。これは、数
値計算によるコンピュータシミュレーションとも良く一
致する。
【００１３】
【数１】
【００１４】ただし、式中Ｍ、１G はそれぞれ支持枠付
重りの質量、重心周りの慣性二次モーメント、ｌは吊り
線１４の長さ、Ｌ1 、Ｌ2 はそれぞれ固定枠１３に対す
る吊り線１４の固定点の間隔、取付基枠１５に対する吊
り線１４の固定点間隔であり、Ｈは取付基枠１５から重
心（支持棒１７と重り１６の合体）Ｇまでの長さ、βは
重心Ｇ点で支持棒１７から取付基枠１５の吊り線１４固
定点を見込んだ角度である。この式の意味するところ
は、与えられたｌ、Ｌ1 、Ｌ2 について、固有角振動数
を下げるには、重りの位置を上の式が小さくなるように
Ｈを選ぶことにより実現できるということである。図２
は、このことをはっきりさせるために、Ｌ 1 ＝Ｌ2 ＝１
０cm水平固定枠と上支持棒との間隔１．５cmの場合に支
持枠付重り約８００ｇ、慣性二次モーメント約８×１０
-4 kgm2 の場合につき、重りの位置Ｈに対する系の固有
振動数をグラフにしたものである。
重りの質量、重心周りの慣性二次モーメント、ｌは吊り
線１４の長さ、Ｌ1 、Ｌ2 はそれぞれ固定枠１３に対す
る吊り線１４の固定点の間隔、取付基枠１５に対する吊
り線１４の固定点間隔であり、Ｈは取付基枠１５から重
心（支持棒１７と重り１６の合体）Ｇまでの長さ、βは
重心Ｇ点で支持棒１７から取付基枠１５の吊り線１４固
定点を見込んだ角度である。この式の意味するところ
は、与えられたｌ、Ｌ1 、Ｌ2 について、固有角振動数
を下げるには、重りの位置を上の式が小さくなるように
Ｈを選ぶことにより実現できるということである。図２
は、このことをはっきりさせるために、Ｌ 1 ＝Ｌ2 ＝１
０cm水平固定枠と上支持棒との間隔１．５cmの場合に支
持枠付重り約８００ｇ、慣性二次モーメント約８×１０
-4 kgm2 の場合につき、重りの位置Ｈに対する系の固有
振動数をグラフにしたものである。
【００１５】
【実施例】実施例について図を参照して説明する。図３
は、前記の図１に示した本発明の機構を現実に応用する
場合の例を示している。すなわち、たすき掛けの吊り線
１４，１４、１組では不安定であるため、図に示すよう
に互いの付勢力を打ち消し合う１対の同等なたすき掛け
吊り線１４，１４を対称配位している。これが本発明機
構の防振装置への応用の基本形である。防振装置への応
用の場合、被防振装置の質量が本機構の動作に影響を与
えないように本発明機構の質量はある程度大きくとる必
要がある。その場合、吊り線１４，１４への負担を避け
るために吊り線１４，１４の代わりに図４，図５に示さ
れる如く、剛体棒１９とナイフエッジ２０または軸受け
２１の組み合わせを用いることができる。また、この機
構は、本質的に１つの自由度の振動子であるが、現実の
防振では、２次元必要なことが多い。この目的のために
は、図６に示す如く直交，２段配位にて互いの干渉を避
ける形で２つ以上の本機構を組み合わせて用いることが
できる。
は、前記の図１に示した本発明の機構を現実に応用する
場合の例を示している。すなわち、たすき掛けの吊り線
１４，１４、１組では不安定であるため、図に示すよう
に互いの付勢力を打ち消し合う１対の同等なたすき掛け
吊り線１４，１４を対称配位している。これが本発明機
構の防振装置への応用の基本形である。防振装置への応
用の場合、被防振装置の質量が本機構の動作に影響を与
えないように本発明機構の質量はある程度大きくとる必
要がある。その場合、吊り線１４，１４への負担を避け
るために吊り線１４，１４の代わりに図４，図５に示さ
れる如く、剛体棒１９とナイフエッジ２０または軸受け
２１の組み合わせを用いることができる。また、この機
構は、本質的に１つの自由度の振動子であるが、現実の
防振では、２次元必要なことが多い。この目的のために
は、図６に示す如く直交，２段配位にて互いの干渉を避
ける形で２つ以上の本機構を組み合わせて用いることが
できる。
【００１６】すなわち、本発明のたすき掛けの吊り線１
４，１４から成る吊り機構２２を固定枠１３と介装基枠
２３との間に介配し、当該介装基枠２３中心より垂下の
介装支柱２４を介装固定枠２５に固定し、さらに当該介
装固定枠２５と取付基枠１５との間にも吊り機構２２を
介配させて、支持棒１７に被制振体２６を垂下すれば良
い。
４，１４から成る吊り機構２２を固定枠１３と介装基枠
２３との間に介配し、当該介装基枠２３中心より垂下の
介装支柱２４を介装固定枠２５に固定し、さらに当該介
装固定枠２５と取付基枠１５との間にも吊り機構２２を
介配させて、支持棒１７に被制振体２６を垂下すれば良
い。
【００１７】なを、介装支柱２４並びに支持棒１７は、
いずれを介装固定枠２５並びに被制振体２６の支持にお
もり並びにリンク支持機構２７，２７を介しているが、
これは、吊下荷重の鉛直化のためである。また、図示省
略するも図１におけるＨの任意設定用に重心位置調整用
の重り部材が介装支柱２４及び支持棒１７に付設される
ものである。
いずれを介装固定枠２５並びに被制振体２６の支持にお
もり並びにリンク支持機構２７，２７を介しているが、
これは、吊下荷重の鉛直化のためである。また、図示省
略するも図１におけるＨの任意設定用に重心位置調整用
の重り部材が介装支柱２４及び支持棒１７に付設される
ものである。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。叙
上の如く本発明は、たすき掛けにして吊り下げられた重
心をある特定の点にセットしてやれば、その固有振動数
を下げられるのをたくみに利用して成る。この結果、数
十cmのサイズの振動子機構で数十ｍの長さの振り子に匹
敵する固有振動数を実現できるため、この振動子機構を
用いて超低周波の防振装置が実現できる。この機構と似
た特性を発揮するための装置として現存する図８に紹介
の機構と比べて、調整が不要で長期間使用の際に動作に
変化が生じるという不安がない上、到達できる固有振動
数もさらに低くとることが容易であり、受動的な防振装
置ではこれまで困難とされていた１Ｈz 以下の周波数領
域での防振技術を飛躍的に改善する。コンピュータ制御
による能動防振装置の基本ユニットとして使用でき、こ
れまでよりもより低周波側の防振が容易になる。また、
超長周期を望まない場合には重心位置の微小変化による
周期の変化を小さく抑えられるように図１に示すＬ1 、
Ｌ2 、ｌの長さを比較的自由に決定できるので、重心位
置の変動による特性変化を嫌う装置設計の自由度が増す
利点がある。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。叙
上の如く本発明は、たすき掛けにして吊り下げられた重
心をある特定の点にセットしてやれば、その固有振動数
を下げられるのをたくみに利用して成る。この結果、数
十cmのサイズの振動子機構で数十ｍの長さの振り子に匹
敵する固有振動数を実現できるため、この振動子機構を
用いて超低周波の防振装置が実現できる。この機構と似
た特性を発揮するための装置として現存する図８に紹介
の機構と比べて、調整が不要で長期間使用の際に動作に
変化が生じるという不安がない上、到達できる固有振動
数もさらに低くとることが容易であり、受動的な防振装
置ではこれまで困難とされていた１Ｈz 以下の周波数領
域での防振技術を飛躍的に改善する。コンピュータ制御
による能動防振装置の基本ユニットとして使用でき、こ
れまでよりもより低周波側の防振が容易になる。また、
超長周期を望まない場合には重心位置の微小変化による
周期の変化を小さく抑えられるように図１に示すＬ1 、
Ｌ2 、ｌの長さを比較的自由に決定できるので、重心位
置の変動による特性変化を嫌う装置設計の自由度が増す
利点がある。
【００１９】これまで振動測定や加速度計に用いられて
きた倒立振子では、感度を一定に保つために温度変化の
少ない特殊なバネ材を必要としたが、本発明の振動子機
構では熱膨張率の小さい材料であれば、事足りるなど特
別な材料を必要としない。また、倒立振子の支点として
ピボットを用いる場合はその摩擦による雑音が測定限界
を決めるが、本発明の振動子機構ではこの懸念は不要で
ある。また、本発明の振動子機構で吊り線を用いかつ減
衰装置が必要な場合には、吊り線の径の大きさで振動の
減衰率を調整できるため（振り子振動のエネルギーは重
力のポテンシャルエネルギーＶと吊り線の弾性変形エネ
ルギーＫとの和であるが、振動の減衰のもとになるエネ
ルギーの散逸は吊り線の弾性変形エネルギーのみで起こ
るから、減衰率はほぼＫ／Ｖに比例する。そこで、吊り
線の径を大きくしてＫ自身を増やせば、自然と減衰率は
大きくなる。）、減衰装置の負担を小さくすることがで
きる。このように本発明の振動子機構は、精密な振動測
定や加速度測定に必須な要件を十分満足している。この
ため、これまでの振動測定器の周波数帯域を拡大するの
に貢献できるだけでなく、温度変化や経年変化に強い構
造の測定器を製作するのに役立つ。
きた倒立振子では、感度を一定に保つために温度変化の
少ない特殊なバネ材を必要としたが、本発明の振動子機
構では熱膨張率の小さい材料であれば、事足りるなど特
別な材料を必要としない。また、倒立振子の支点として
ピボットを用いる場合はその摩擦による雑音が測定限界
を決めるが、本発明の振動子機構ではこの懸念は不要で
ある。また、本発明の振動子機構で吊り線を用いかつ減
衰装置が必要な場合には、吊り線の径の大きさで振動の
減衰率を調整できるため（振り子振動のエネルギーは重
力のポテンシャルエネルギーＶと吊り線の弾性変形エネ
ルギーＫとの和であるが、振動の減衰のもとになるエネ
ルギーの散逸は吊り線の弾性変形エネルギーのみで起こ
るから、減衰率はほぼＫ／Ｖに比例する。そこで、吊り
線の径を大きくしてＫ自身を増やせば、自然と減衰率は
大きくなる。）、減衰装置の負担を小さくすることがで
きる。このように本発明の振動子機構は、精密な振動測
定や加速度測定に必須な要件を十分満足している。この
ため、これまでの振動測定器の周波数帯域を拡大するの
に貢献できるだけでなく、温度変化や経年変化に強い構
造の測定器を製作するのに役立つ。
【００２０】さらに、この振動子機構は、重力のような
極めて弱い力を測定するのにも使用でき、この振動子機
構を用いるとニュートン重力定数の測定値の精度向上が
見込まれる。最後に、手のひらに乗るほどの小さいスケ
ールの金属体がゆっくりした振動運動をするのを眺める
のは、テンポの速いストレス社会で生活する現代人の心
をなごませる効果があり、インテリアとしても医療用の
補助装置としても利用できる。
極めて弱い力を測定するのにも使用でき、この振動子機
構を用いるとニュートン重力定数の測定値の精度向上が
見込まれる。最後に、手のひらに乗るほどの小さいスケ
ールの金属体がゆっくりした振動運動をするのを眺める
のは、テンポの速いストレス社会で生活する現代人の心
をなごませる効果があり、インテリアとしても医療用の
補助装置としても利用できる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】重りの位置Ｈに対する本発明振動子機構の系の
固有振動数をグラフ表示したものである。
固有振動数をグラフ表示したものである。
【図３】本発明振動子機構の基本形の説明図である。
【図４】ａ，ｂは本発明振動子機構の要部であるたすき
掛け部の他の実施態様を示す正，側面図である。
掛け部の他の実施態様を示す正，側面図である。
【図５】図４中矢印Ａ部の他の実施態様を示す説明図で
ある。
ある。
【図６】ａ，ｂは本発明を２つの自由度のもとで実施す
る場合を示す正，側面図である。
る場合を示す正，側面図である。
【図７】従来のフィードバックを用いた能動的な防振装
置の説明図である。
置の説明図である。
【図８】従来の倒立振子応用の周知の防振装置の説明図
である。
である。
１ おもり ２ 加速度センサー ３ 板（箔） ４ 懸架台 ５ 加速度計 ６ フィルターアンプ ７ パワーアンプ ８ コイル ９ 磁石 １０ 水平力 １１ 負荷荷重 １２ 支柱 １３ 水平固定枠 １４ 吊り線 １５ 取付基枠 １６ 重り １７ 支持棒 １８ 中心点 １９ 剛体棒 ２０ ナイフエッジ ２１ 軸受け ２２ 吊り機構 ２３ 介装基枠 ２４ 介装支柱 ２５ 介装固定枠 ２６ 被制振体 ２７ おもり並びにリンク支持機構
Claims (2)
- 【請求項１】 水平な固定枠と下位の取付基枠との間
に、長さの等しい１対のたすき掛け吊り線を安定配位し
た吊り架構を介配し、当該取付基枠の中心点に被制振体
等から成る重りを取り付けた支持棒を剛接するとしたこ
とを特徴とする受動タイプの振動子機構。 - 【請求項２】 ２次元の自由度を確保するために、水平
な固定枠と下位の取付基枠との間に、長さの等しい１対
のたすき掛け吊り線を安定配位した吊り架構を直交，２
段態様にて介配し、該取付基枠の中心点に被制振体等か
ら成る重りを取り付けた支持棒を剛接するとしたことを
特徴とする受動タイプの振動子機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10525694A JP2742531B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 受動タイプの振動子機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10525694A JP2742531B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 受動タイプの振動子機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310781A true JPH07310781A (ja) | 1995-11-28 |
| JP2742531B2 JP2742531B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=14402578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10525694A Expired - Fee Related JP2742531B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 受動タイプの振動子機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742531B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018538570A (ja) * | 2015-11-23 | 2018-12-27 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 振動絶縁デバイス、リソグラフィ装置、および振動絶縁システムを調節する方法 |
-
1994
- 1994-05-19 JP JP10525694A patent/JP2742531B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018538570A (ja) * | 2015-11-23 | 2018-12-27 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 振動絶縁デバイス、リソグラフィ装置、および振動絶縁システムを調節する方法 |
| US10782620B2 (en) | 2015-11-23 | 2020-09-22 | Asml Netherlands B.V. | Vibration isolation device, lithographic apparatus and method to tune a vibration isolation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2742531B2 (ja) | 1998-04-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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