JPH11270610A - 免震積層ゴム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動の減衰が極めて早く、しかも鉛直方向の
微振動をも除振することができる免震積層ゴムを提供す
る。 【解決手段】 積層ゴム本体と、該積層ゴム本体の軸方
向の両端部に挟持されるように固着された一対のフラン
ジ部とを有し、前記積層ゴム本体は、ゴムシート体と、
長繊維状のアラミド繊維を配列したプリプレグシート体
とを交互に積層配置した構造を備えてなるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、免震積層ゴムに関
し、特に、精密機械からなる免震対象物に直接または間
接的に敷設され、免震対象物の免震を行うために用いら
れる免震積層ゴムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造装置においてメモ
リ、ＩＣを作る場合、ウエハ基板の上に回路を写真技術
を応用した焼き付け装置を備えるステッパーが用いられ
る。実際のステッパーの使用に際しては、生産効率を上
げるためにウエハ基板や焼き付け装置を所定位置に俊敏
かつ精度よく動かして位置決めする必要がある。しかし
ながら、俊敏な移動および停止を行なおうとすればする
程、ステッパーには振動の発生という問題が必然的に生
じる。特に、ＩＣの高い集積度が求められている今日の
仕様では、たとえ微振動であっても、これを完全に除去
しないと、回路の線が二重になったりショートしたりす
る（回路のダブリの発生）という問題が生じる。このよ
うな問題を解決するために従来よりステッパーの微振動
を除去するための種々の免震用装置の提案がなされてい
る。

【０００３】免震用装置の一つにいわゆる免震積層ゴム
がある。このものは、すでに周知のごとく薄いゴムと鋼
板（中間鋼板）が交互に積層された略円柱状の積層ゴム
本体と、該積層ゴム本体の軸方向の両端部に挟持される
ように固着された一対のフランジ部とを備えた構造から
なっている。このような免震積層ゴムは、ゴムと鋼板の
積層構造ゆえに鉛直方向に高い剛性、水平方向には柔ら
かい剛性を備えることができる。そして、一般に大型の
免震積層ゴムは、建築物や機器構造物を地震等の大きな
揺れから保護する目的で使用され、この一方で、特に小
型の免震積層ゴムは、上記半導体製造装置等の精密機械
の分野で高い精度を保証するために用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の免震積層ゴムを
半導体製造装置等の精密機械の分野で用いた場合、特
に、水平方向の振動の減衰はできるだけ早いことが望ま
れる。また、免震積層ゴムはその構造上、どうしても鉛
直方向のバネ定数が大きく除振性能が悪いのであるが、
精密機械の分野での使用では、できるだけ鉛直方向の微
振動も除振できることが望まれる。

【０００５】このような実状のもとに本発明は創案され
たものであって、その目的は、振動の減衰が極めて早
く、しかも鉛直方向の微振動をも除振することができる
免震積層ゴムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、免震対象物に直接または間接的に
敷設され、免震対象物の免震を行う免震積層ゴムであっ
て、該免震積層ゴムは、柱状の積層ゴム本体と、該積層
ゴム本体の軸方向両端部に挟持されるように固着された
一対のフランジ部とを有し、前記積層ゴム本体は、ゴム
シート体と、長繊維状のアラミド繊維を配列したプリプ
レグシート体とを交互に積層配置した構造を備えてなる
ように構成される。

【０００７】また、本発明のより好ましい態様として、
前記プリプレグシート体は、少なくとも２枚以上のプリ
プレグを貼り合わせて構成され、これら少なくとも２枚
以上のプリプレグは、それぞれ、長繊維状のアラミド繊
維が一定方向に配列されたプリプレグであり、貼り合わ
せに際して、各プリプレグのアラミド繊維の配列方向を
考慮しつつプリプレグシート体全体の等方性（特定の方
向性を解消）が配慮されてなるように構成される。

【０００８】また、本発明のより好ましい態様として、
前記プリプレグシート体は、第１のプリプレグと第２の
プリプレグとを貼り合わせて構成され、当該第１および
第２のプリプレグはそれぞれ、長繊維状のアラミド繊維
が一定方向に配列されたプリプレグであり、当該第１お
よび第２のプリプレグは、各長繊維状のアラミド繊維の
配列が互いに略直交するように貼り合わされてなるよう
に構成される。

【０００９】前記プリプレグシート体を構成するプリプ
レグは、長繊維状のアラミド繊維を繊維基材とし、これ
に所定量の母材樹脂を予備含浸させた成形シートから構
成される。

【００１０】また、本発明のより好ましい態様として、
前記母材樹脂がエポキシ樹脂であるように構成される。

【００１１】また、本発明のより好ましい態様として、
前記柱状の積層ゴム本体の外周にはマスキング用の外周
ゴム層が形成されて構成される。

【００１２】また、本発明のより好ましい態様として、
前記一対のフランジ部は、少なくとも２枚以上のプリプ
レグを貼り合わせて構成された積層体であり、これら少
なくとも２枚以上のプリプレグは、それぞれ、長繊維状
のアラミド繊維が一定の方向に配列されたプリプレグで
あり、貼り合わせに際して、各プリプレグのアラミド繊
維の配列方向を考慮しつつフランジ部全体の等方性（特
定の方向性を解消）が配慮されてなるように構成され
る。

【００１３】また、本発明のより好ましい態様として、
前記柱状の積層ゴム本体が、略円柱状の形態をなすよう
に構成される。

【００１４】このような本発明の免震積層ゴムは、その
積層ゴム本体の中に、従来の鋼板（中間鋼板）に代え
て、長繊維状のアラミド繊維を配列したプリプレグシー
ト体を組み込んでいるために、振動の減衰が極めて早
い。しかも鉛直方向の微振動も除振することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明の免震積層ゴムを図１〜図５
に基づいて説明する。図１は、本発明の免震積層ゴム１
の正面図であって、かつ右側半片が断面の状態を示した
図である。図２（ａ），（ｂ）は、プリプレグシート体
の製造の一例を経時的に示した概略断面図である。図３
は、プリプレグシート体とゴムシート体とを順次交互に
積層する状態を模式的に示した概略断面図である。図４
（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の免震積層ゴム
の使用状況の一例を示す正面図および平面図である。図
５（ａ），（ｂ）は、プリプレグの製造の一例を経時的
に示した図面である。

【００１６】本発明の免震積層ゴム１は、図４（ａ），
（ｂ）に示されるように免震対象物である例えば、ステ
ッパー８０が載置された板状のステッパー支持台９０の
下に直接または間接的に敷設され、ステッパー８０（免
震対象物）により発生された振動を除去するように用い
られる。免震積層ゴム１は、通常、載置の安定性を考慮
して３つ以上用いられ、好適な位置に適宜、配置され
る。

【００１７】免震積層ゴム１は、図１に示されるよう
に、略円柱状の積層ゴム本体１０と、この積層ゴム本体
１０の軸方向（図面の上下方向）の両端部に挟持される
ように固着された一対のフランジ部２１，２５とを有し
ている。

【００１８】本発明における積層ゴム本体１０は、例え
ば円板形状のゴムシート体１１と、例えば円板形状のプ
リプレグシート体３０とを含む積層体から構成される。
最適な積層態様としては、ゴムシート体１１とプリプレ
グシート体３０のみを交互に積層させたものである。し
かしながら、本発明の作用効果を逸脱しない範囲におい
て、その他の素材からなるシート体を途中に介在させる
こともできる。

【００１９】本発明に用いられるプリプレグシート体３
０は、長繊維状のアラミド繊維が配列された構造を備え
ている。すなわち、本発明において、プリプレグシート
体３０は、少なくとも２枚以上のプリプレグを貼り合わ
すことにより構成され、これら少なくとも２枚以上のプ
リプレグは、それぞれ、長繊維状のアラミド繊維が一定
の方向に配列されたプリプレグとして構成されている。
プリプレグの貼り合わせに際しては、各プリプレグのア
ラミド繊維の配列方向を考慮しつつプリプレグシート体
全体の等方性（特定の方向性を解消）を配慮することが
好ましい。これについては、２枚のプリプレグを用いた
場合を好適例として取りあげ、後に詳述する。

【００２０】プリプレグシート体３０を構成するプリプ
レグの製法例が、図５に示される。一般に、プリプレグ
とは繊維基材に所定量の母材樹脂を予備含浸させた成形
材料として定義される。まず、図５（ａ）に示されるよ
うに、長繊維状のアラミド繊維３を繊維基材とし、アラ
ミド繊維３を平行に引き揃える。その後、これらを熱硬
化性樹脂等の母材樹脂３９でくっつけて、樹脂を半分硬
化させ、完全に樹脂の架橋反応が完了していない状態の
アラミド繊維３含有プリプレグシート３００（図５
（ｂ））を作製する。しかる後、図５（ｂ）に示される
ように、プリプレグシート３００を所定の円形状に打ち
抜きあるいは切り取り、プリプレグシート体３０に用い
られるプリプレグ３１，３５を取り出す。

【００２１】本発明で用いられるアラミド繊維３は、芳
香族ポリアミドであり、商品化されている製品を商標名
で列挙すると、例えば、ケプラー（ｄｕ Ｐｏｎｔ
社）、トワロン（ＥｎＫａ社）、テクノーラ（帝人社）
等が挙げられる。

【００２２】本発明で用いられる長繊維状のアラミド繊
維３の繊維径については特に制限はなく、用途に応じて
種々の繊維径のものが用いられる。母材樹脂３９につい
ても特に制限はなくエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリオレフィン、ウレタン
などの種々の樹脂が使用可能であるが、中でも特にエポ
キシ樹脂が好適に用いられる。また、母材樹脂３９中の
アラミド繊維３の含有割合は、通常、２０〜８０体積％
程度とされる。

【００２３】図５（ｂ）に示されるように取り出された
プリプレグ３１，３５を貼り合わせてプリプレグシート
体３０が形成される。その貼り合わせの状態を示す模式
図が、図２（ａ），（ｂ）に示される。プリプレグ３
１，３５は、双方、実質的に同じものであるが、貼り合
わせに際して、各プリプレグのアラミド繊維３の配列方
向を考慮しつつプリプレグシート体全体の等方性（特定
の方向性をなくする）を配慮することが望ましい。図２
に示される好適な実施の態様では、２枚のプリプレグ３
１，３５が用いられており、これら第１のプリプレグ３
１および第２のプリプレグ３５は、各長繊維状のアラミ
ド繊維３の配列が互いに略直交するように貼り合わされ
ている。すなわち、図２において第１のプリプレグ３１
中のアラミド繊維３の配列方向は、紙面の水平方向であ
り、第２のプリプレグ３５中のアラミド繊維３の配列方
向は、紙面の奥行き方向である。図２（ｂ）は、プリプ
レグ３１，３５が貼り合わされた状態が示されており、
貼り合わせに際し、通常、プリプレグ３１，３５は外側
から加圧圧着された状態で加熱される。これによって、
各プリプレグ３１，３５に含浸されている半架橋状態の
母材樹脂３９同士を完全に架橋させて硬化させるととも
に、両者を確実に接合させることできる。この手法とは
別に、プリプレグ同士の接合界面に新たな接着層を介在
させて貼り合わせるようにすることもできる。

【００２４】なお、プリプレグシート体３０全体の等方
性を図る手段は、図２に例示される直交化貼り合わせの
方法に限定されるものではない。すなわち、用いるプリ
プレグの枚数や、アラミド繊維の含有割合等の使用態様
に応じて適宜、最適と思われる手法で等方性を図ればよ
い。プリプレグシート体３０の厚さは、要求される免震
積層ゴムの設計仕様等に応じて適宜選定すれば良く特に
限定されるものではないが、通常、０．２〜２０ｍｍ、
好ましくは、０．２〜１．０ｍｍの範囲とすることが好
ましい。

【００２５】このようにして形成されたプリプレグシー
ト体３０は、図３に示されるように、ゴムシート体１１
と、順次交互に積層され、積層ゴム本体１０を形成す
る。ゴムシート体１１は、ばね機能と減衰機能を備える
材料が好ましく、例えば、天然ゴム、エチレン・プロピ
レン・ジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、ポリオ
レフィンゴムなどが好適材料の一例として挙げられる。
ゴムシート体１１の厚さは、前記プリプレグシート体３
０の厚さ選定の場合と同様、要求される免震積層ゴムの
設計仕様等に応じて適宜選定すれば良く特に限定される
ものではないが、通常、０．２〜２０ｍｍ、好ましく
は、０．３〜２．０ｍｍの範囲とすることが好ましい。

【００２６】プリプレグシート体３０とゴムシート体１
１との接合方法は特に限定されるものではない。両者の
確実な接合が保証され、実用上支障をきたさなければよ
い。例えば、プリプレグシート体３０とゴムシート体
１１との間に接着層を介在させて接合させてもよいし、
プリプレグシート体３０とゴムシート体１１を直接接
合させてもよい。上記の場合、プリプレグシート体３
０は、その母材樹脂を予め半架橋までの状態で止めてお
き、ゴムシート体１１は、ゴムそのものを予め半加硫ま
での状態で止めておき、これらを積層した後に、加圧し
たままの状態で加熱すれば、新たな接着層を介在させる
ことなく積層ゴム本体１０が形成できる。この場合、積
層ゴム本体１０は極めて簡易にしかも迅速に製造するこ
とできる。これは従来の積層部材である中間鋼板を用い
た場合には、実現出来なかった大きなメリットである。

【００２７】このようにして形成された積層ゴム本体１
０の軸方向の両端部には、図１に示されるように一対の
フランジ部２１，２５がそれぞれ固着される。フランジ
部２１，２５の取り付け手法は特に限定されるものでは
ない。例えば、フランジ部２１，２５を積層ゴム本体１
０と一体となるように加硫接着させてもよいし（いわゆ
るフランジ一体型であり、図１に例示されているも
の）、積層ゴム本体１０にゴムと一体となるように加硫
接着された連結鋼板を埋め込み、この連結鋼板と上下の
フランジ部をボルトで連結させたものであってもよい
（いわゆるフランジ組み立て型であり、図示されていな
い）。

【００２８】フランジ部２１，２５は、通常、強度の大
きい金属等から構成されるのが一般的である。しかしな
がら、フランジ部２１，２５を、２枚以上のプリプレグ
を貼り合わせた積層体構造として作製することも好まし
い態様である。もちろん、プリプレグは、上記プリプレ
グシート体３０を形成するに用いたプリプレグと実質的
に同一の構造からなり、所望の強度が得られるまで積層
枚数は、適宜、増やす必要がある。もちろん、貼り合わ
せに際して、各プリプレグのアラミド繊維の配列方向を
考慮しつつフランジ部全体の等方性（特定の方向性を解
消）を配慮することが望ましい。フランジ部２１，２５
を、アラミド繊維を含有するプリプレグを貼り合わせた
積層体構造から構成することにより、振動の減衰はさら
に早くなる傾向にある。

【００２９】さらに本発明においては、図１に示される
ように積層ゴム本体１０の外周に、マスキング用の外周
ゴム層５０を被覆形成することが望ましい。この外周ゴ
ム層５０は、主として、積層ゴム本体１０のゴム材質か
ら外部に汚染物質がでるのを防止したり、酸素、オゾ
ン、紫外線等の外的劣化要因から内部のゴムや接着性能
が劣化するのを防止する等の目的で設けられる。外周ゴ
ム層５０の材質としては、例えば、フッ素ゴムが好適例
として挙げられる。このような外周ゴム層５０は、積層
ゴム本体１０のゴムの加硫時に、同時に一体化させられ
たものや、積層ゴム本体１０のゴムの加硫後に別途幾十
にも巻つけられたもの等、いずれであってもよい。

【００３０】以上、詳述してきた本発明の免震積層ゴム
を実際に作製し（プリプレグシート体３０は、０．２５
ｍｍ厚さのアラミド繊維プリプレグを図２に示すように
２枚貼り合わせて用いた）、振動の減衰効果を確認して
みたところ、振動の減衰時間は金属−ゴム積層体の従来
品に比べ、約１／４まで短縮されることが確認できた。

【００３１】

【発明の効果】本発明の免震積層ゴムは、柱状の積層ゴ
ム本体と、該積層ゴム本体の軸方向の両端部に挟持され
るように固着された一対のフランジ部とを有し、前記積
層ゴム本体は、ゴムシート体と、長繊維状のアラミド繊
維を配列したプリプレグシート体とを交互に積層配置し
た構造を備えてなるように構成されているので、振動の
減衰が極めて早く、しかも鉛直方向の微振動も除振する
ことができるという極めて優れた効果が発現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震積層ゴムの正面図であって、かつ
右側半片が断面の状態を示した図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、プリプレグシート体の製造
の一例を経時的に示した概略断面図である。

【図３】プリプレグシート体とゴムシート体とを順次交
互に積層する状態を模式的に示した概略断面図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の免震
積層ゴムの使用状況の一例を示す正面図および平面図で
ある。

【図５】（ａ），（ｂ）は、プリプレグの製造の一例を
経時的に示した図面である。

【符号の説明】

１…免震積層ゴム ３…アラミド繊維 １０…積層ゴム本体 １１…ゴムシート体 ２１，２５…フランジ部 ３０…プリプレグシート体 ３１，３５…プリプレグ ３９…母材樹脂 ５０…外周ゴム層 ８０…ステッパー ９０…ステッパー支持台

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 免震対象物に直接または間接的に敷設さ
   れ、免震対象物の免震を行う免震積層ゴムであって、 該免震積層ゴムは、柱状の積層ゴム本体と、該積層ゴム
   本体の軸方向両端部に挟持されるように固着された一対
   のフランジ部とを有し、 前記積層ゴム本体は、ゴムシート体と、長繊維状のアラ
   ミド繊維を配列したプリプレグシート体とを交互に積層
   配置した構造を備えてなることを特徴とする免震積層ゴ
   ム。
2. 【請求項２】 前記プリプレグシート体は、少なくとも
   ２枚以上のプリプレグを貼り合わせて構成され、これら
   少なくとも２枚以上のプリプレグは、それぞれ、長繊維
   状のアラミド繊維が一定方向に配列されたプリプレグで
   あり、貼り合わせに際して、各プリプレグのアラミド繊
   維の配列方向を考慮しつつプリプレグシート体全体の等
   方性（特定の方向性を解消）が配慮されてなる請求項１
   に記載の免震積層ゴム。
3. 【請求項３】 前記プリプレグシート体は、第１のプリ
   プレグと第２のプリプレグとを貼り合わせて構成され、
   当該第１および第２のプリプレグはそれぞれ、長繊維状
   のアラミド繊維が一定方向に配列されたプリプレグであ
   り、当該第１および第２のプリプレグは、各長繊維状の
   アラミド繊維の配列が互いに略直交するように貼り合わ
   されてなる請求項２に記載の免震積層ゴム。
4. 【請求項４】 前記プリプレグシート体を構成するプリ
   プレグは、長繊維状のアラミド繊維を繊維基材とし、こ
   れに所定量の母材樹脂を予備含浸させた成形シートから
   なる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の免震積
   層ゴム。
5. 【請求項５】 前記母材樹脂がエポキシ樹脂である請求
   項４に記載の免震積層ゴム。
6. 【請求項６】 前記柱状の積層ゴム本体の外周にはマス
   キング用の外周ゴム層が形成されている請求項１ないし
   請求項５のいずれかに記載の免震積層ゴム。
7. 【請求項７】 前記一対のフランジ部は、少なくとも２
   枚以上のプリプレグを貼り合わせて構成された積層体で
   あり、これら少なくとも２枚以上のプリプレグは、それ
   ぞれ、長繊維状のアラミド繊維が一定の方向に配列され
   たプリプレグであり、貼り合わせに際して、各プリプレ
   グのアラミド繊維の配列方向を考慮しつつフランジ部全
   体の等方性（特定の方向性を解消）が配慮されてなる請
   求項１ないし請求項６のいずれかに記載の免震積層ゴ
   ム。
8. 【請求項８】 前記柱状の積層ゴム本体が、略円柱状の
   形態をなす請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の
   免震積層ゴム。