JPH08270725A - Repulsion type magnetic damper, repulsion type magnetic actuator and repulsion type magnetic vibration proof base - Google Patents

Repulsion type magnetic damper, repulsion type magnetic actuator and repulsion type magnetic vibration proof base

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JPH08270725A
JPH08270725A JP9451495A JP9451495A JPH08270725A JP H08270725 A JPH08270725 A JP H08270725A JP 9451495 A JP9451495 A JP 9451495A JP 9451495 A JP9451495 A JP 9451495A JP H08270725 A JPH08270725 A JP H08270725A
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Yoshihiro Kikushima
Masaharu Kuroda
Nobuo Tanaka
信雄 田中
義弘 菊島
雅治 黒田
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Agency Of Ind Science & Technol
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Abstract

PURPOSE: To provide a repulsion type vibration control base and a magnetic damper in which unstable phenomenon in the lateral dislocation direction is stabilized and a repulsion type magnetic actuator in which more positive location controlling is possible.
CONSTITUTION: A damper 1 is basically so constituted that the lateral dislocation direction is stabilized by holding a sprig 2 between repulsive permanent magnets 104a and 104b. A vibration control base is formed by using this damper 1 as free degree in the repulsion direction and free degree in the lateral dislocation direction are secured. Further, the damper 1 has function as a three axis actuator for changing flux density of the permanent magnet by actuating an electromagnet and the vibration damping base used this may be utilized as a three axis damper.
COPYRIGHT: (C)1996,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】この発明は精密機械などを防振効果を持たせて支持する反発型磁気ダンパ、アクチュエータ及び防振台に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention repulsive magnetic damper for supporting to have a vibration damping and precision machines, to a actuator and a vibration isolation table.

【0002】 [0002]

【従来の技術】地震等の振動を遮断した状態で精密機械等を支持する場合に防振台を使用する。 The use of anti-vibration table in the case to support the precision machinery, etc. BACKGROUND OF THE INVENTION in a state of blocking the vibration of an earthquake or the like.

【0003】防振台の基本的性能を総括すると、柔軟支持による高域周波数の遮断特性に依存している。 [0003] To summarize the basic performance of vibration isolation depends on the cutoff characteristics of the high frequency due to the compliant support. そのため、柔軟支持系の固有周波数はできうる限り低い周波数として遮断周波数を広げてきた。 Therefore, it has spread cutoff frequency as a frequency as low as can be the natural frequency of the flexible support system. すなわち、防振台には低い周波数が励振されても接触などがおこらないような十分なストロークが要求される。 That is, sufficient strokes that does not occur such contact even lower frequency are excited in the vibration isolator is required.

【0004】従来用いられている防振台としては磁気浮上を用いた防振台、空気ばねを用いた防振台、コイルばねを用いた防振台等がある。 [0004] The vibration isolation conventionally used anti-vibration table using magnetic levitation, vibration isolation platform using an air spring, a vibration isolation table or the like using a coil spring.

【0005】このうち特に磁気浮上を用いた防振台は接触部分がないので防振性能が良いところから、精密機械等などの支持系として注目されている。 [0005] Since there is no vibration isolating contact portions using these particular magnetic levitation from where vibration damping performance is good, it has attracted attention as a support system, such as precision machinery and the like.

【0006】磁気を利用した防振台は図12に示す固定体(固定側)101と可動テーブル102とを磁気ダンパ103で連結したものである。 [0006] vibration isolator using a magnetic is the concatenation of the magnetic damper 103 and a fixed body (fixed side) 101 and a movable table 102 shown in FIG. 12. ここで使用する磁気ダンパ103は図12(a)に示す吸引型磁気ダンパ10 Magnetic damper 103 used here suction magnetic damper 10 shown in FIG. 12 (a)
3aと図12(b)に示す反発型磁気ダンパ103bがある。 3a and there are repulsive magnetic damper 103b shown in Figure 12 (b). 吸引型磁気ダンパ103aは固定側磁石104a Suction magnetic damper 103a is fixed-side magnets 104a
とテーブル側磁石104bを吸引させるものであり、また反発型磁気ダンパ103bは固定側磁石104aとテーブル側磁石104bを反発させるものである。 And it is intended to suck the table side magnet 104b, also repulsive magnetic damper 103b is intended to repel the fixed side magnet 104a and the table-side magnet 104b.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気を利用した防振台の欠点としては、吸引型、反発型のどちらを用いようとしても系の初期状態が不安定な点である。 [SUMMARY OF THE INVENTION] However, the disadvantage of the vibration isolator using a magnetic, suction type, is the point unstable initial state even systems as attempts to use either repulsive type. 吸引型は、吸引力が無い状態では防振台は自由落下するか磁石同士が吸着してしまう。 Suction type, vibration isolation in a state the suction force is not magnets between either free fall will be adsorbed. また、反発型は、アーンショウの定理で知られているように永久磁石の反発力が浮上方向には本質的に安定であるが、横ずれ方向が不安定なため永久磁石には逃げようとする力が働き、防振台はとどまってはいないという性質を持つ。 Further, the repulsive type, although the repulsive force of the permanent magnet as known in the Earnshaw's theorem is essentially stable in the floating direction and to escape to the permanent magnet for lateral shift direction is unstable force acts, vibration isolation has a property that is not stayed. そのため在来の方法としては、吸引型の場合、垂直方向を能動的に制御し、安定化しなければ防振台を浮上させることはできず、反発型も横ずれ方向を能動的に安定化するかガイド等により横ずれ方向を安定化しなければ、その機能を発揮することはできない。 Do So as a method conventional in the case of suction type, and actively control the vertical, it can not be floated a vibration isolating unless stabilized, even actively stabilize the lateral direction repulsion type unless it stabilized lateral direction by the guide or the like, it is impossible to perform its function.

【0008】しかしながら、在来の受動的に横ずれ方向を安定化した反発型磁気浮上系はガイドを用いているため、反発方向には自由度があるものの横ずれ方向には自由度が無く、能動制御を講じて安定化する方法も横ずれを拘束するように制御するため横ずれ方向のストロークが無く、横方向に大振動が発生すると制御器と接触したり、横ずれ方向の制御が不能となり、防振台の役割を果たせなくなる。 However, the repulsive magnetic levitation system that passively stabilizing the lateral direction of the conventional is due to the use of guides, there is no degree of freedom in the lateral direction of the ones in the rebound direction in which the degree of freedom, the active control no stroke lateral direction for controlling so as to restrain the lateral displacement is also a method for stabilizing and take, or in contact with a large vibration in the lateral direction is generated with the controller, it becomes impossible to control the lateral direction, vibration isolation no longer fulfill the role. すなわち、防振台は、床が縦、横どちらに動いてもテーブルは動かないことが条件であるため、 That is, since vibration isolation is that the floor vertically, not work table is also moved in either lateral is condition,
自由度、ストロークがないことは防振台の致命欠陥となる。 The degree of freedom, that there is no stroke is the anti-vibration table of critical defects.

【0009】また、バネを利用した防振台は、バネ力のみで防振台を浮上させるためバネ自体を太くする必要があり、そのため横剛性は増し、柔軟支持系の固有周波数はできうる限り低い周波数とする防振台の必要条件に相反する方向となる。 Further, vibration isolation utilizing a spring, it is necessary to increase the spring itself for floating the vibration isolating only the spring force, therefore lateral stiffness is increased, much as possible the natural frequency of the flexible support system the opposite direction to the requirements of vibration isolation to a low frequency.

【0010】このようなことから横ずれ方向の不安定現象を安定化させた反発型防振台及び磁気ダンパ及びさらに積極的に位置制御可能な反発型磁気アクチュエータの開発が望まれる。 [0010] Development of such lateral displacement direction of the instability phenomenon was stabilized repulsive-type vibration isolating and magnetic dampers and more aggressive position control can repulsive type magnetic actuator from it is desired.

【0011】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、横ずれ方向の不安定現象を安定化させた反発型防振台及び磁気ダンパ及びさらに積極的に位置制御可能な反発型磁気アクチュエータを提供することを目的とするものである。 [0011] This invention was made in view of the such circumstances described above, the repulsive type vibration isolating and magnetic dampers and more aggressive position controllable repulsive type to stabilize the unstable phenomenon of lateral direction it is an object to provide a magnetic actuator.

【0012】 [0012]

【課題を解決するための手段】この目的に対応して、この発明の反発型磁気ダンパは、反発する一対の永久磁石の相対位置をばねで拘束したことを特徴とし、またこの発明の反発型磁気アクチュエータは、反発する一対の永久磁石の相対位置をばねで拘束し、前記一対の永久磁石の磁界に作用する磁界を発生可能な電磁石を設けたことを特徴とし、またこの発明の反発型磁気防振台は、固定体とテーブルを反発型磁気アクチュエータで連結し、前記反発型磁気アクチュエータは反発する一対の永久磁石の相対位置をばねで拘束し、前記一対の永久磁石の磁界に作用する磁界を発生可能な電磁石を有するものであることを特徴としている。 Means for Solving the Problems] In response to this object, the repulsive magnetic damper invention, the relative positions of the pair of permanent magnets which repel characterized in that constrained by a spring, also repulsive type of the present invention magnetic actuator relative positions of the pair of permanent magnets to repel restrained by a spring, characterized in that a possible electromagnet generating a magnetic field acting on the magnetic field of the pair of permanent magnets, also repelling magnetic of the present invention isolation table, a magnetic field of the fixed body and the table are connected by repulsive-type magnetic actuator, the repulsive magnetic actuator relative positions of the pair of permanent magnets to repel restrained by a spring, acting on the magnetic field of the pair of permanent magnets it is characterized in that with the possible occurrence electromagnet.

【0013】 [0013]

【作用】この発明の反発型磁気ダンパは、永久磁石の反発力を利用し物体を浮上させる方法は在来と変わらないが、横ずれ方向の不安定現象をばねの横剛性を利用してパッシブな形式で安定化している点が特徴である。 [Action] repulsive magnetic damper of the present invention, a method for floating the object by utilizing the repulsive force of the permanent magnet is not different from conventional, passive unstable phenomenon of lateral displacement direction by utilizing the lateral stiffness of the spring that is stabilized in the form is characterized. 当該ダンパの基本構成は、反発する永久磁石間にばねを挟み込むことで横ずれ方向を安定化している。 The basic configuration of the damper is to stabilize the lateral direction by sandwiching the spring between the permanent magnet to repel. このとき使用するばねは、横ずれ方向の安定化に必要なばね定数があればよく、物を浮上させる力はばね力が付加されるが永久磁石の反発力が主である。 Spring used this time is sufficient if the spring constant required for the stabilization of the lateral direction, a force for floating the object is the spring force is added repulsive force of the permanent magnet is mainly. この点から、反発方向の自由度及び横ずれ方向の自由度双方が確保できるため防振台としても利用価値があり、自由度があることが特徴でもある。 In this respect, also has a utility value as a vibration isolator for flexibility both flexibility and lateral direction of the repulsion direction can be secured, it is also a feature that the degree of freedom.

【0014】さらにアクチュエータは電磁石を作用させることにより、永久磁石の磁束密度を変化させることができる3軸アクチュエータとしての機能をもち、これを使用した防振台は3軸制振器として利用することができる。 Furthermore actuator by the action of an electromagnet, has a function as a 3-axis actuator that can change the magnetic flux density of the permanent magnet, be utilized as vibration isolating triaxial vibration damper using this can.

【0015】 [0015]

【実施例】以下、これらの発明の詳細を一実施例を示す図面について説明する。 BRIEF DESCRIPTION the drawings showing an embodiment of details of these inventions.

【0016】図1において、1はダンパである。 [0016] In Figure 1, 1 is a damper. ダンパ1は固定体101と可動テーブル102との間に設けられる。 The damper 1 is provided between the fixed body 101 and a movable table 102. ダンパ1はそれぞれ永久磁石で構成され、その間に反発力が作用するように、固定側磁石104aとテーブル側磁石104bとを対向させて配置する。 The damper 1 consists of a permanent magnet, respectively, so as to act repulsive force between them, placing the fixed-side magnet 104a and the table-side magnet 104b are opposed. また固定側磁石104aとテーブル側磁石104bとをばね2で拘束する。 The restrained at the fixed side magnet 104a and the table-side magnet 104b Toobane 2. したがって固定側磁石104aとテーブル側磁石104bには3軸方向にばね2による3軸方向の復元力が作用している。 Thus 3 axial restoring force due to the three-axis direction to the spring 2 on the fixed side magnet 104a and the table-side magnet 104b is acting.

【0017】したがって、このダンパ1は、永久磁石の反発力を利用し物体を浮上させる方法は在来と変わらないが、横ずれ方向の不安定現象をばね2の横剛性を利用してパッシブな形式で安定化している点が特徴である。 [0017] Thus, the damper 1, a method of floating the object by utilizing the repulsive force of the permanent magnet is not different from conventional, passive unstable phenomenon of lateral displacement direction by utilizing the lateral stiffness of the spring 2 format that in is stabilized is characterized.

【0018】次にアクチュエータについて説明する。 [0018] Next, the actuator will be explained.

【0019】アクチュエータ3は図2に示すようにダンパ1に1軸〜3軸の少なくとも1軸方向に磁力を作用させる電磁石4〜6を付加することによって構成する。 [0019] The actuator 3 is configured by adding an electromagnet 4-6 exerting a magnetic force on at least one axial direction of the uniaxial to 3 axis damper 1 as shown in FIG. 電磁石4は図の垂直方向(Z軸方向)に磁力を作用させるためのもので固定側磁石104aの周囲にコイル7を巻いて構成したものであり、電磁石5は図の水平方向(X Electromagnets 4 are those constructed by winding a coil 7 around the fixed-side magnets 104a in those for applying a magnetic force in the vertical direction (Z axis direction) in the figure, the electromagnet 5 in the horizontal direction in FIG. (X
軸方向)に磁力を作用させるためのもので鉄心8にコイル9を巻いて構成したものである。 The core 8 intended for exerting a magnetic force in the axial direction) is constructed by winding a coil 9. 電磁石6は図の水平方向(Y軸方向)に磁力を作用させるためのもので構成は電磁石5と同じである。 Electromagnet 6 is composed of those for applying a magnetic force in the horizontal direction (Y axis direction) in the figure are the same as the electromagnet 5. このような構成のアクチュエータにおいては、永久磁石である固定側磁石104aとテーブル側磁石104bとの間には反発する磁束がN極からS極へと流れている。 In the actuator having such a configuration, the magnetic flux repulsion between the fixed-side magnets 104a and the table-side magnet 104b flows into the S-pole from N-pole permanent magnets. それら磁束をエナメル線等でコイルを磁石側面に巻いたり、鉄心を持つ電磁石コイルからなる電磁石4〜6を永久磁石の近傍におき、コイルに電流を流すことで磁束密度を可変できる。 Or a coil wound around the magnet side them flux in enamel wire or the like, place the electromagnet 4-6 formed of an electromagnet coil having an iron core in the vicinity of the permanent magnet, it can vary the magnetic flux density by supplying a current to the coil. すなわち、 That is,
図2に示すような支持系自体が3軸アクチュエータとしての能力を持っていることとなり、このアクチュエータ3は、3軸制振器として利用することができ、さらには3軸加振器としても利用できる。 Becomes the support system itself, as shown in FIG. 2 has the ability as a three-axis actuator, the actuator 3 can be utilized as a 3-axis vibration damper, more utilized as the three-axis vibrator it can.

【0020】当該アクチュエータを加振器として用いた場合の動特性の一例を図4に示す。 [0020] An example of a dynamic characteristic in the case of using the actuator as the vibrator in Fig. この図は、横軸にコイルに流す電流、縦軸に当該アクチュエータが発生する上下方向の力を示したものであり、電流を増やし永久磁石間の磁束を増大することで反発する力が増えていることが分かる。 This figure is for current flowing in the horizontal axis coils, the vertical axis the actuator is shown the vertical force generated, increasing the power to repel by increasing the magnetic flux between the permanent magnet to increase the current it can be seen that there.

【0021】さらに、図5には一定の交流電流をコイルに与えた場合の周波数応答を示している。 Furthermore, in FIG. 5 shows the frequency response when fed a constant alternating current to the coil. 周波数応答では、電流に比例した力が各周波数において発生していることが分かり、広い周波数で安定した力が発生できるアクチュエータとしての能力があることが分かる。 In the frequency response was found to be a force proportional to the current is generated in each frequency, stable force that is capable of serving as an actuator capable of generating seen over a wide frequency.

【0022】つぎに、水平方向の加振力について述べる。 Next, we describe a horizontal exciting force. 基本的には、垂直方向と同じであるが、鉄心の回りに270巻した電磁石を永久磁石間に置き横方向の加振力を調べた。 Is basically the same as the vertical direction, was examined transverse excitation force Place 270 volumes were electromagnets around the core between the permanent magnets. 図6に横軸にコイルに流す電流、縦軸に当該アクチュエータが発生する水平方向の力を示しており、電流を増し電磁石5の磁束を増大させることで反発する力が増えていることが分かる。 Current flowing through the coil on the horizontal axis in FIG. 6, the actuator on the vertical axis represents the horizontal force generated, it can be seen that increasing the power to repel by increasing the magnetic flux of the electromagnet 5 increased current . 鉄心の断面積が少ない分だけ発生できる力は減少しているがこの程度の巻線数でも十分な水平方向の加振力が得られる。 Force can be generated by a small amount the cross-sectional area of ​​the iron core has been reduced enough horizontal exciting force can be obtained even with the winding number of the degree.

【0023】さらに、図7には一定の交流電流をコイル9に与えた場合の周波数応答を示している。 Furthermore, in FIG. 7 illustrates the frequency response when fed a constant alternating current to the coil 9. 周波数応答では、電力に比例した力が各周波数において発生していることが分り、広い周波数で安定した力が発生できるアクチュエータとしての能力があることが分る。 In frequency response, found to be a force proportional to the power is generated in each frequency, it can be seen that the ability of the actuator stable force in a wide frequency can be generated.

【0024】このようなダンパ1またはアクチュエータ3は固定体101と可動テーブル102との間に配置することによって図3に示す防振台10を構成することができる。 [0024] Such damper 1 or actuator 3 may constitute vibration isolator 10 shown in FIG. 3 by placing between the fixed body 101 and a movable table 102. 防振台10は固定体101と可動テーブル10 Isolation table 10 is fixed body 101 and the movable table 10
2とをアクチュエータ3またはダンパ1で連結したものである。 And 2 is the concatenation in the actuator 3 or the damper 1.

【0025】つぎに、在来の磁気浮上を用いた防振台、 Next, anti-vibration table using a magnetic levitation of conventional,
空気ばね、コイルバネを用いた防振台とこの発明の防振台10との比較について述べる。 Air spring, describes a comparison of the vibration isolation 10 of the anti-vibration table with the invention using a coil spring. まず、コイルバネを用いた防振台との比較を行う。 First, a comparison of the vibration isolation using a coil spring. この発明のアクチュエータ3を用いた防振台10は、磁気の反発力を用いて防振台を浮上させているが、磁気浮上とはいっても磁気という目に見えないばねと同じ特質を持つ部材で支えられた支持系と等価である。 Anti-vibration table 10 using the actuator 3 of the invention has floated a vibration isolation by using a repulsive force of the magnetic, members having the same characteristics as the spring invisible that magnetic be entered as magnetic levitation it is equivalent to a support system that has been supported by. ただし、磁気は質量を持たないためばねと比較するとサージングというばね自体の共振がない。 However, magnetism no resonance of the spring itself that surging when compared to spring because it has no mass. この発明の防振台も、系の安定化のためにばねを使用しているが、浮上させる力は磁気の反発力のため通常のばねよりも質量を極端に軽減できる。 Vibration isolation of the present invention also, the use of the spring in order to stabilize the system, the force to float can extremely reduce the mass than conventional springs for magnetic repulsion. すなわち、サージングが起こる周波数を数十倍、数百倍高くすることが可能となり、さらに、サージングによる悪影響は、質量に比例するため発生する変位は無視できる程度となる。 That is, several tens of times the frequency of surging occurs, it is possible to several hundred times higher, further, adverse effect of surging, displacement generated is proportional to the mass is negligible.
また、防振台を能動的に制御しようとすると支持系以外にアクチュエータを必要とし、アクチュエータの取り付け位置も支持系そのものの中に組み込むことは物理的な制約により不可能であり、支持系と離れた位置に取り付けなければならない。 The actuator requires a vibration isolation in addition to the support system and attempts to actively control, the mounting position of the actuator may be incorporated into the support system itself is not possible due to physical constraints, support system and away It was not must attached to the position. このことは、支持系を通して擾乱が流入することを考えると擾乱を抑制する場所が支持系ではなく防振台内となる。 This suppresses location considered disturbances that disturbances to flow through the support system becomes antivibration Tainai not the support system. 防振台に流入した擾乱エネルギーについて考えると、防振台は平面であり、エネルギーは散逸してしまうことから、全てのエネルギーを効率的に除去することは不可能となり、除去を可能とするためには当該システムのように支持系内での抑制が必要となる。 Considering disturbance energy that has flowed into the anti-vibration table, vibration isolation is flat, since the energy would dissipated, becomes impossible to efficiently remove all the energy, to allow removal supporting system in a suppression as the system is required to. さらに、3軸を制御するためには3ヶ所(垂直Z Furthermore, three places in order to control the three axes (vertical Z
軸及び平行XY軸に力が作用する点)にアクチュエータを取り付けなければならない。 Forces in the axial and parallel XY axes must attach the actuator to the point) acting. しかしながら、この発明の防振台は、1台の支持系で3軸方向が制御できるため防振台そのものが簡素にできる。 However, this vibration isolation of the invention, vibration isolation itself for three axial directions can be controlled by one of the support system can be simpler.

【0026】つぎに、空気ばねを用いた防振台と比較する。 Next, compared with the anti-vibration table using the air spring. 現在、防振台として一番利用されている方法であるが、空気ばねの弱点は、システムの複雑さと動特性の悪さにある。 Currently, a method which is most used as vibration isolation, weakness of the air spring is in poor complexity and dynamics of the system. 空気をばね力として用い、制御を講じるためには、空圧用サーボ弁が必要になる。 Using air as the spring force, in order to take control, it is necessary to empty pressure servo valve. 空圧用サーボ弁は、圧縮空気圧を強めたり弱めたりしてシリンダー内をコントロールする。 Check pressure servo valve is then strengthened or weakened compressed air to control the cylinder. そのため、コンプレッサ、空圧配管、サーボ弁、空圧シリンダ等を防振台の付属品としなければならず、システムは、非常に複雑となる。 Therefore, compressor, air pipe, servo valve, it is necessary to pneumatic cylinder or the like as a vibration isolation table accessories, the system becomes very complicated. また、 Also,
空気ばね防振台もコイルばね防振台と同じく3軸制御するためには3ヶ所にアクチュエータを必要とする。 Air spring vibration isolation table in order to likewise three-axis control and the coil spring vibration isolation table requires actuator 3 places. さらに悪い点は、空圧サーボシステムの動特性である。 Worse point is dynamic characteristics of pneumatic servo system. 空圧サーボ弁の周波数応答は、数十Hz程度しかなく、高い周波数の抑制はできない。 Frequency response of pneumatic servovalve, several tens Hz only about no can not suppress a high frequency. その点、この発明の防振台は、電磁力の動特性がそのまま利用できることから非常に高い周波数まで応答する。 That point, vibration isolation of the present invention, the dynamic characteristics of the electromagnetic force responsive to very high frequencies from the availability as it is.

【0027】最後に、磁気浮上型防振台との比較を行う。 [0027] Finally, a comparison is made of a magnetic levitation type vibration isolation. 磁気浮上型防振台には、吸引型の防振台と反発型の防振台があるが、どちらのシステムも初期状態が不安定である。 The magnetically levitated vibration isolation, there is a repulsive-type vibration isolating stand the suction type vibration isolation, Both systems are unstable initial state. そのため、システムを安定化するための制御系と防振を行うための制御系を用意しなければならない。 Therefore, it is necessary to prepare a control system for controlling system and antivibration to stabilize the system.
さらに、2つの制御系があると言うことは制御系の連成問題が起き、磁気浮上型のようにフィードバックを基調とする制御系では浮上安定化させた制御系を防振用制御系が壊し発振させるなどの問題が起こる。 Further, say that there are two control systems occurs interaction problem of the control system, anti-vibration control system the control system is floated stabilized break the control system of tones and feedback as maglev problems such as causing oscillation is to occur. また、吸引型は吸引方向にストロークをとろうとすると大電流を流さなければ防振台は浮上していないと同時にシステムは非線形となり在来の制御法は使用できなくなる。 The suction type vibration isolation unless flow a large current when you take a stroke in the suction direction at the same time the system when not flying control method of conventional becomes nonlinear unusable. また、反発型も横ずれ方向のストロークをとろうとすると大電流を必要としてストロークをとることが難しい。 Further, it is difficult to take a stroke when also tries strokes lateral direction repulsive-type require a large current.

【0028】このように、この発明の防振台は、1台の支持系が3軸の制御要素を持っており、制御時のシステムの簡素化が可能である。 [0028] Thus, vibration isolation of the present invention, one support system has a control element of the three axes, it is possible to simplify the control at the time of the system. さらに、力が作用する点について考えると当該防振台は、支持系内に力が作用するため、擾乱の流入経路でコントロールできるのに対し、在来法では、支持系を通り過ぎ防振台で制御を行うこととなり、制御効果の観点からすると当該法が制御効果はよい。 Further, the vibration isolation is Considering that is exerted to a force acts in the support system, whereas can be controlled by the inflow path of the disturbance, in the conventional method, the support system passed in isolation table will be controlled, the method controlling effect from the point of view of control effect is good. また、空圧サーボ弁のように制御可能な周波数帯域が狭くなく、幅広い周波数帯域の制御が可能である。 Furthermore, no narrow controllable frequency band as pneumatic servo valve, it is possible to control the wide frequency band. さらに、ばねによるサージングもその周波数は高くすることが可能で、レベルも小さくできる。 Further, surging of the spring also can be its frequency is high, the level can be reduced.

【0029】(実験例)図8の実験装置と駆動電流を流すアンプを用いて垂直方向の除振性能に関する実験を試みた結果の一例を図9に示す。 [0029] FIG. 9 shows an example of Experimental Example result of attempting experiments on vibration isolation performance in the vertical direction using the amplifier to flow experimental apparatus and the driving current of FIG. 実験では、この発明の防振台10上に加速度計を設置し、その信号を積分した変位、速度と加速度計出力の加速度をフィードバックしている。 In the experiment, an accelerometer is mounted on vibration isolator 10 of the present invention, integrated displacement the signal, and feeds back the acceleration speed and the accelerometer output. 図からも明らかなように防振台への振動伝達率は簡単な制御系を組むだけで全ての周波数で1倍以下となり、防振台として十分な性能を有している。 Vibration transmissibility to vibration isolation table as is apparent from the figure becomes 1 times or less at all frequencies just Crossed simple control system, and has a sufficient performance as a vibration isolation.

【0030】図8に示す防振台の仕様は、ダンパ支持能力を3kgと設定(4軸で12kg)し、コイルばねの線形を0.8mm(4本使用)、駆動コイル巻線数を2 The specifications of the vibration isolation illustrated in FIG. 8, sets the damper supporting capacity and 3kg and (12 kg in 4 axes), a linear coil spring 0.8 mm (4 present use), the number of drive coil winding 2
40巻としている。 Are the 40 volumes. また、希土類磁石には、直径3cm In addition, the rare earth magnet, diameter 3cm
のネオジューム磁石を用いた。 Using a neodymium magnet. さらに、アクチュエータには、60cm×45cm×7cmのアルミハニカムテーブルが結合され、テーブル上に加速度計を設置してシステムが構築されている。 Furthermore, the actuator is coupled an aluminum honeycomb table 60cm × 45cm × 7cm, the system by installing a accelerometer is constructed on the table. そのシステムは、図8からも明らかなように極めてシンプルな制御系となっている。 The system has a very simple control system As is clear from FIG.

【0031】つぎに、防振台の性能について述べる。 [0031] Next, we describe the performance of the vibration isolation. 防振台の主な目的は、下からの擾乱の抑制である。 The main purpose of vibration isolation is the suppression of disturbances from below. その下からの擾乱として最大級の振動は地震であり、地震が発生してもステージ上は動かない防振台が望まれている。 The vibration of the largest as a disturbance from under it is an earthquake, vibration isolation that earthquake does not move on the stage even if it occurs is desired.
その地震の振動の大きさは、震度で規定され、震度1は0.8〜2.5gal、震度2は2.5〜8.0ga The magnitude of the vibration of the earthquake, is defined by the seismic intensity, seismic intensity 1 0.8~2.5gal, seismic intensity 2 2.5~8.0ga
l、震度3は8.0〜25gal、震度4は25〜80 l, seismic intensity 3 8.0~25gal, seismic intensity 4 is 25 to 80
galである。 A gal. galという単位は、重力加速度Gの1 Units that gal is, the gravitational acceleration G 1
/1000であり、1Gをこの発明の防振台の場合にあてはめるとダンパがささえる重量に等しく、ダンパ支持能力が3kgの場合は、1galの加速度を制御するための力は3gとなる。 / 1000, equivalent to fitting the damper support weight when the vibration isolation of the present invention to 1G, when the damper bearing capacity of 3 kg, the force for controlling the acceleration of the 1gal becomes 3g. すなわち、震度3程度の地震を抑制しようとすると75gの力発生能力を有するアクチュエータがあればよいこととなり、この発明のアクチュエータ(巻線数240巻)で十分な仕様となる。 That is, when an attempt is suppressed seismic intensity 3 about earthquakes will be sufficient if an actuator having a 75g force generation capability, a sufficient specifications actuator (winding number 240 volumes) of the present invention. また、制御力を増大しようとすれば駆動コイルの巻線数の増大、 Also, increase in the number of windings of the drive coil if an attempt increase the control force,
駆動電流の増大で対応できる。 It can cope with increase in the drive current.

【0032】当該防振台の動特性の一例を図10に示す。 [0032] An example of the dynamic characteristics of the vibration isolating Figure 10. 横軸にコイルに流す電流、縦軸に当該防振台のアクチュエータが発生する上下方向の力を示したものであり、電流を増やし永久磁石間の磁束を増大することで反発する力が増えていることが分かる。 Current flowing in the horizontal axis to the coil, which actuator of the vibration isolation on the vertical axis shows the vertical force occurring, increasing the power to repel by increasing the magnetic flux between the permanent magnet to increase the current it can be seen that there.

【0033】さらに、図11には一定の交流電流をコイルに与えた場合の周波数応答を示している。 Furthermore, it illustrates the frequency response when fed a constant alternating current to the coil in FIG. 11. 周波数応答では、電流に比例した力が各周波数において発生していることが分かり、広い周波数で安定した力が発生できる防振台としての能力があることが分かる。 In the frequency response was found to be a force proportional to the current is generated in each frequency, stable force can be seen that the ability of the vibration isolator that can be generated over a wide frequency.

【0034】 [0034]

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、この発明によれば、永久磁石の反発力を利用し物体を浮上させる方法は在来と変わらないが、横ずれ方向の不安定現象をばねの横剛性を利用してパッシブな形式で安定化しているダンパ、アクチュエータ及び防振台を得ることができる。 As is clear from the description above, according to the present invention, according to the present invention, a method for floating the object by utilizing the repulsive force of the permanent magnet is not different from the conventional, horizontal springs instability phenomenon lateral direction it can be obtained dampers, actuators and vibration isolation platform which is stabilized in a passive form by utilizing the rigidity. このとき使用するばねは、横ずれ方向の安定化に必要なばね定数があればよく、物を浮上させる力はばね力が付加されるが永久磁石の反発力が主である。 Spring used this time is sufficient if the spring constant required for the stabilization of the lateral direction, a force for floating the object is the spring force is added repulsive force of the permanent magnet is mainly. こうして、この発明のダンパ、アクチュエータ及び防振台では、反発方向の自由度及び横ずれ方向の自由度双方が確保できるため防振台としても利用価値があり、自由度があることが特徴である。 Thus, the damper of the present invention, the actuator and vibration isolation boards, there is utility value as a vibration isolator for flexibility both flexibility and lateral direction of the repulsion direction can be secured, it is characterized in that there is a degree of freedom.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】ダンパの構成説明図。 FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the damper.

【図2】アクチュエータの構成説明図。 [2] configuration explanatory view of an actuator.

【図3】防振台の構成説明図。 FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the vibration isolation table.

【図4】アクチュエータの駆動電流と垂直方向加振力の関係を示すグラフ。 Figure 4 is a graph showing the relationship between the drive current and the vertical vibration force of the actuator.

【図5】アクチュエータの周波数と垂直方向加振力の関係を示すグラフ。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the frequency and the vertical vibration force of the actuator.

【図6】アクチュエータの駆動電流と水平方向加振力の関係を示すグラフ。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the drive current and the horizontal exciting force of the actuator.

【図7】アクチュエータの周波数と水平方向加振力の関係を示すグラフ。 Figure 7 is a graph showing the relationship between the frequency and the horizontal exciting force of the actuator.

【図8】実験に供した防振台の構成説明図。 [8] configuration explanatory diagram of a vibration isolation subjected to the experiment.

【図9】周波数と振動伝達率の関係を示すグラフ。 9 is a graph showing the relationship between frequency and vibration transmissibility.

【図10】アクチュエータにおける駆動電流と垂直方向加振力との関係を示すグラフ。 Figure 10 is a graph showing the relationship between the driving current and the vertical exciting force in the actuator.

【図11】アクチュエータにおける周波数と垂直方向加振力との関係を示すグラフ。 Figure 11 is a graph showing a relationship between a frequency and vertical exciting force in the actuator.

【図12】従来のダンパ構成説明図。 [12] Conventional damper configuration diagram.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 ダンパ 2 ばね 3 アクチュエータ 4 電磁石 5 電磁石 6 電磁石 7 コイル 8 鉄心 9 コイル 10 防振台 101 固定体 102 可動テーブル 103 磁気ダンパ 103a 吸引型磁気ダンパ 103b 反発型磁気ダンパ 104a 固定側磁石 104b テーブル側磁石 1 damper 2 springs 3 actuator 4 electromagnets 5 electromagnets 6 electromagnet 7 coil 8 core 9 the coil 10 vibration isolator 101 fixed body 102 movable table 103 magnetic damper 103a attraction type magnetic damper 103b repulsive magnetic damper 104a fixed side magnet 104b table side magnets

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 反発する一対の永久磁石の相対位置をばねで拘束したことを特徴とする反発型磁気ダンパ。 1. A repulsive magnetic damper, characterized in that the relative position of the pair of permanent magnets to repel and detained in a spring.
  2. 【請求項2】 反発する一対の永久磁石の相対位置をばねで拘束し、前記一対の永久磁石の磁界に作用する磁界を発生可能な電磁石を設けたことを特徴とする反発型磁気アクチュエータ。 2. A repulsive magnetic actuator, characterized in that the relative position of the pair of permanent magnets to repel restrained by a spring, provided a possible electromagnet generating a magnetic field acting on the magnetic field of the pair of permanent magnets.
  3. 【請求項3】 前記電磁石は前記永久磁石の周囲にコイルを巻いて形成したものであることを特徴とする請求項2記載の反発型磁気アクチュエータ。 Wherein the electromagnet repulsion type magnetic actuator according to claim 2, characterized in that formed by winding a coil around the permanent magnet.
  4. 【請求項4】 固定体とテーブルを反発型磁気アクチュエータで連結し、前記反発型磁気アクチュエータは反発する一対の永久磁石の相対位置をばねで拘束し、前記一対の永久磁石の磁界に作用する磁界を発生可能な電磁石を有するものであることを特徴とする反発型磁気防振台。 4. A connecting fixed body and a table with repulsive magnetic actuator, the repulsive magnetic actuator relative positions of the pair of permanent magnets to repel restrained by a spring, acting on the magnetic field of the pair of permanent magnets magnetic field repulsive type magnetic vibration isolator, characterized in that those having a possible occurrence electromagnet.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573630B2 (en) 2001-04-25 2003-06-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electromagnetic actuator
US7383929B2 (en) 2003-02-24 2008-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Anti-vibration technique
CN103161876A (en) * 2011-12-14 2013-06-19 北汽福田汽车股份有限公司 Suspension
JP2013249022A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Muto Haiso Service Kk Vibration isolation shelf device for truck transportation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6483744A (en) * 1987-09-25 1989-03-29 Kajima Corp Earthquakeproof structure
JPH02125120A (en) * 1988-11-02 1990-05-14 Mitsubishi Electric Corp Vibrationproofing device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6483744A (en) * 1987-09-25 1989-03-29 Kajima Corp Earthquakeproof structure
JPH02125120A (en) * 1988-11-02 1990-05-14 Mitsubishi Electric Corp Vibrationproofing device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573630B2 (en) 2001-04-25 2003-06-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electromagnetic actuator
US7383929B2 (en) 2003-02-24 2008-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Anti-vibration technique
CN103161876A (en) * 2011-12-14 2013-06-19 北汽福田汽车股份有限公司 Suspension
JP2013249022A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Muto Haiso Service Kk Vibration isolation shelf device for truck transportation

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