JPH11311295A - 除振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気室の圧力変化に対する応答性に優れた除
振装置を得る。 【構成】 可動台の上昇方向と下降方向の双方に高い圧
力応答性で追従させるため、固定台と可動台との間に、
可撓性気密部材を介して、上下方向に独立した少なくも
二つの空気室を形成し、この上下の独立した二つの空気
室に対して、独立して加圧空気を吸排制御する二系統の
圧力制御系を設けた除振装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、固定台から可動台への振動の伝
播を防止する除振装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】この種の除振装置は、例え
ばステッパーのような微小な振動を嫌う装置を載置する
装置（台）として用いられている。このような除振装置
の一種として従来、固定台と可動台との間に可撓性気密
部材を介して空気室を形成し、この空気室内の加圧空気
を吸排制御することにより、可動台を浮動状態に保ち、
振動の伝播を防ぐという原理の装置が知られている。こ
の装置は、一定の除振効果を発揮するが、空気室内の圧
力を変化させたときの応答性、つまり可動台の動く圧力
応答性に問題があった。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、振動情報に応じて圧力を変化
させたとき、より高い応答性で作動する除振装置を得る
ことを目的とする。

【０００４】

【発明の概要】本発明は従来装置の問題点についての次
の認識に基づいて完成された。従来の除振装置では、単
に空気室への加圧空気の供給または排気だけで可動台の
位置（高さ）を制御している。ところが、空気室へ加圧
空気を供給するスピード、つまり可動台を上昇させるス
ピードは比較的高精度に制御可能であるが、可動台を下
降させるスピード、つまり排気のスピードは、高精度に
制御することが困難である。このため、可動台を高い圧
力応答性で動作させることができない。

【０００５】本発明は、可動台の上昇方向と下降方向の
双方に高い圧力応答性で追従させるため、固定台と可動
台との間に、可撓性気密部材を介して、上下方向に独立
した少なくも二つの空気室を形成し、この上下の独立し
た二つの空気室に対して、独立して加圧空気を吸排制御
する二系統の圧力制御系を設けたことを特徴としてい
る。

【０００６】この装置によると、可動台を上昇させよう
とするときには下方の空気室に、下降させようとすると
きには上方の空気室に、それぞれ加圧空気を供給して、
上下の空気室間に速やかに圧力差を生じさせることがで
きるので、高い圧力応答性で振動を吸収することが可能
となる。

【０００７】水平方向の振動も問題となる場合には、固
定台と可動台との間にさらに、水平面方向において、可
撓性気密部材を介して直交二方向に各２室ずつ計４室の
水平方向空気室を形成し、これら４室の水平方向空気室
に対して独立して加圧空気を吸排制御する４系統の圧力
制御系を設けることができる。

【０００８】可撓性気密部材は、各種の断面形状の弾性
部材から構成することができるが、例えば、少なくとも
一つの断面半円状部を有するベローズから構成すること
ができる。

【０００９】

【発明の実施形態】本実施形態に示す除振装置１０は、
基礎１１上に固定される固定台２０と、この固定台２０
に対して非接触状態で保持される可動台３０とを備えて
いる。固定台２０と可動台３０は、実際には複数の分割
部材からなるものであるが、図面では一部材として描い
ている。

【００１０】ブロック状の固定台２０は、平面からなる
上面２１、Ｘ、Ｙの直交二方向にそれぞれ直交する４つ
の外側垂直面２２を有する。この固定台２０には、その
上面２１の中央部に、上端部が開放された上部中心穴２
３と、この上部中心穴２３の中央に形成した縦連通穴２
４とが形成され、内部に、この縦連通穴２４に通じる大
径の水平方向の空気室形成室２５が形成されている。

【００１１】一方、可動台３０は、この固定台２０に外
側に位置するもので、上面２１に対向する上面壁３１
と、４面の外側垂直面２２にそれぞれ対向する４面の周
囲垂直壁３２を備えている。この可動台３０の中心部に
は、固定台２０の上部中心穴２３内に位置するベローズ
支持部３３と、縦連通穴２４内に延びる垂直柱３４と、
空気室形成室２５内に位置するベローズ支持円盤部３５
とが一体に設けられている。

【００１２】ベローズ支持円盤部３５には、その周縁の
上下にそれぞれ、軸線を鉛直方向とした上鉛直ベローズ
４１の下部周縁４１ｄと、下鉛直ベローズ４２の上部周
縁４２ｕとがそれぞれ気密に固定されている。上鉛直ベ
ローズ４１と下鉛直ベローズ４２はともに環状をなすも
のである。そして、この上鉛直ベローズ４１の上部周縁
４１ｕと、下鉛直ベローズ４２の下部周縁４２ｄは、そ
れぞれ固定台２０の空気室形成室２５の上側周縁と下側
周縁とに気密に固定されていて、下鉛直ベローズ４２、
垂直柱３４、及びベローズ支持円盤部３５により、固定
台２０と可動台３０との間に、下方空気室５１が形成さ
れている。

【００１３】可動台３０のベローズ支持部３３と固定台
２０の上部中心穴２３との間には、軸線を同じく鉛直方
向とした別のシールベローズ４３が設けられている。こ
のシールベローズ４３は、その上部周縁４３ｕが可動台
３０のベローズ支持部３３周縁に気密に固定され、下部
周縁４３ｄが固定台２０の上部中心穴２３周縁に固定さ
れている。このシールベローズ４３と上述の上鉛直ベロ
ーズ４１によって、固定台２０と可動台３０との間に、
上部空気室５２が形成されている。この上部空気室５２
は、上述の下方空気室５１と連通することなく、独立し
ている。

【００１４】固定台２０と可動台３０の間には、水平方
向の４個の独立した水平方向空気室５３、５４、５５、
５６が形成されている。これらの水平方向空気室５３〜
５６は、軸線を水平方向とした同じ水平ベローズ４４に
よって、固定台２０の４面の外側垂直面２２と可動台３
０の４面の周囲垂直壁３２との間にそれぞれ形成された
もので、水平ベローズ４４の外側周縁４４ｏと内側周縁
４４ｉは、可動台３０の周囲垂直壁３２と固定台２０の
外側垂直面２２にそれぞれ気密に固定されている。

【００１５】固定台２０には、これらの下方空気室５１
と上部空気室５２に個別に連通する鉛直用空気供給穴Ｖ
１、Ｖ２（図４参照）と、水平方向空気室５３〜５６に
個別に連通する水平用空気供給穴Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ
４とが開口している。圧縮空気源６０からの圧縮空気
は、図５に示すように、マニホルド６１及び分岐流路６
２〜６７を介してこれらの水平用空気供給穴Ｈ１、Ｈ
２、Ｈ３、Ｈ４と、鉛直用空気供給穴Ｖ１、Ｖ２に供給
される。分岐流路６２〜６７にはそれぞれ、水平制御系
１、２、３、４及び鉛直制御系１、２が設けられてい
て、下方空気室５１、上部空気室５２、及び水平方向空
気室５３〜５６の圧力がこれら制御系によって個別に制
御される。

【００１６】各ベローズ４１、４２、４３、４４は、径
を除いて基本的形状が同一であり、いずれも、高圧側か
ら低圧側に膨らんだ断面半円状部を軸線方向に二つ接続
した形状をしている。

【００１７】固定台２０と可動台３０との間には、上下
方向の最大接近位置と最大離隔位置を決定するストッパ
ピン２８が設けられている。水平面内のＸ方向、Ｙ方向
にも同様のストッパピン（ストッパ部材）が設けられ
る。

【００１８】上記構成の本装置は従って、可動台３０と
可動台３０上に載置される装置の重量を考慮した上で、
鉛直制御系１を介して下方空気室５１に及ぼされる圧力
に基づいて可動台３０に与えられる上昇力と、及び鉛直
制御系２を介して上部空気室５２に及ぼされる圧力に基
づいて可動台３０に与えられる下降力とによって、可動
台３０の上下方向の位置が制御される。可動台３０の上
下方向の位置が、下方空気室５１と上部空気室５２の正
圧の圧力差、及び両室の受圧面積によって決定されるた
め、より応答性高く、可動台３０の上下方向の位置を制
御することが可能であり、固定台２０から可動台３０へ
の振動の伝播を防ぐことができる。

【００１９】同様に、可動台３０のＸ方向の位置は、水
平制御系１、２及び水平用空気供給穴Ｈ１、Ｈ２を介し
て、水平方向空気室５３と５４に及ぼされる圧力の大小
関係によって決定され、Ｙ方向の位置は、水平制御系
３、４及び水平用空気供給穴Ｈ３、Ｈ４を介して、水平
方向空気室５５と５６に及ぼされる圧力の大小関係によ
って決定される。よって、可動台３０の水平方向の位置
も同様に精密に制御できる。

【００２０】図示実施形態では、下方空気室５１と上方
空気室５２はそれぞれ一つの室からなっているが、これ
らをそれぞれ複数に分割し、各分割室への独立した圧力
制御系を設けることも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明の除振装置によれ
ば、固定台から可動台に伝播されようとする振動を高い
圧力応答性で除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による除振台の一実施形態を示す、一部
を切り欠いた斜視図である。

【図２】可動台を除去した斜視図である。

【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】図１ないし図４の実施形態の制御系を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０ 除振装置 １１ 基礎 ２０ 固定台 ２１ 上面 ２２ 外側垂直面 ２３ 上部中心穴 ２４ 縦連通穴 ２５ 空気室形成室 ２８ ストッパピン ３０ 可動台 ３１ 上面壁 ３２ 周囲垂直壁 ３３ ベローズ支持部 ３４ 垂直柱 ３５ ベローズ支持円盤部 ４１ 上鉛直ベローズ ４２ 下鉛直ベローズ ４３ シールベローズ ４４ 水平ベローズ ５１ 下方空気室 ５２ 上方空気室 ５３ ５４ ５５ ５６ 水平方向空気室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定台に加わる振動が可動台へ伝播され
   るのを防止する除振装置において、 固定台と可動台との間に、可撓性気密部材を介して、上
   下方向に独立した少なくも二つの空気室を形成し、 この上下の独立した二つの空気室に対して、独立して加
   圧空気を吸排制御する二系統の圧力制御系を設けたこと
   を特徴とする除振装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の除振装置において、固定
   台と可動台との間には、水平面方向において、可撓性気
   密部材を介して直交二方向に各２室ずつ計４室の水平方
   向空気室が形成されており、これら４室の水平方向空気
   室に対して独立して加圧空気を吸排制御する４系統の圧
   力制御系が備えられている除振装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の除振装置におい
   て、可撓性気密部材は、少なくとも一つの断面半円状部
   を有するベローズからなっている除振装置。