JPS63203941A

JPS63203941A - 防振装置

Info

Publication number: JPS63203941A
Application number: JP3433887A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Watanabe; 和幸渡辺; Yoshihiro Gofuku; 呉服　義博
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1988-08-23

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防振装置に係り、特に外部振動による被載置物
を載置された上板の撮動を良好に除去しつるよう構成し
た防振装置に関する。

従来の技術例えば半導体の製造設備等においては、ウェハーの露光
装置を安定に支持するため、防振装置が使用されている
。この種従来の防振装置としては、例えば露光装置が載
置される上板と、上板の下面に対向して固定される下板
との間に空気ばねを配設し、この空気ばねによって振動
を弾力的に吸収し上板を水平位置に保つよう構成したも
のがある。

発明が解決しようとする問題点しかるに、従来の防振装置では上板と下板との間に設け
た空気ばねだけで下板に作用した外部振動が上板に伝達
されないように免震効果を得ているため、下板に微振動
が入力されると空気ばねが定常振動を起こしやすく、こ
の空気ばねの定常撮動を除去することが難しいという問
題点がある。

また、定常振動以外の過渡的な振動が入力されると上板
がローリングまたはピッチングを起すおそれがあるとい
う問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決した防振装置を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用本発明は上記防振装置において、上板と下板との間に上
板に当接する当接部材と、当接部材を保持する板状の弾
性部材と、この弾性部材の上、下面に形成された圧電素
子とを有するアクチュエータを設け、圧電素子を変位さ
せ上板の振動を除去するよう構成してなり、空気ばねで
発生する定常振動及び空気ばねで除去できない振動を除
去するようにしたものである。

実施例第１図に本発明になる防振装置の一実施例を示す。第１
図中、防振装置１は例えば露光装置等の被載置物２を戟
胃される上板３と、上板３の下方に対向して設けられ床
等に固定される下板４とを有し、上板３と下板４との間
には下板４に入力される外部振動が上板２に伝達しない
ように振動を除去する手段が設けである。即ち、上板３
と下板４との間の四隅には外部振動を弾力的に吸収する
空気ばね５，６・・・（第１図では４個の空気ばねのう
ち２個だけを示す）が設けられている。また、四隅の近
傍には下板３の振動を検知すると共に上板４の振動を除
去するように動作するアクチュエータ７．８・・・（第
１図では４個の７クチユエータのうち２個だけを示す）
が配設されている。

各アクチュエータ７．８．・・・は夫々同一構成である
ので、アクチュエータ７につき第２，３図を併せ参照し
て説明する。アクチュエータ７は大路上板３の下面３ａ
に当接する当接部材９と、当接部材９を保持するバイモ
ルフ型の圧電素子１０と、圧電素子１０を収納保持する
筐体１１とよりなる。

当接部材９は上板４に当接する円板状の当接部９ａを有
し、当接部９ａと一体な軸部９ｂを筐体１１の貫通孔１
１ａに挿通させ、上、下方向に変位自在に設けられてい
る。

圧電素子１０は第３図に示す如く、板状の弾性シム１２
の上、下面に圧電セラミック素子１３゜１／１を一体的
に設けてなる。また、圧電素子１０は弾性シム１２の両
端部１２ａ、１２ｂを筐体１１の満１１ｂ１．：嵌入さ
せて水平方向に保持されている。圧電素子１０の中央に
は当接部材９の軸部９ｂが嵌入する孔１０ａが穿設され
ている。即ち、当接部材９は軸部９ｂのｆｉ９Ｇに嵌入
係合する弾性シム１０の係合部１Ｑｂにより保持されて
いる。

圧電セラミック集子１３はセンサ電極１５とアクチュエ
ータ電極１６とに分割されてなり、複合バイモルフ構造
とされている。センサ電極１５は圧電素子１０が矢印Ｘ
＋　、Ｘ２方向に屈曲したときそのときの歪に応じた信
号を検出部１７ｂに出りする。また、アクチュエータ電
極１６は１ｆｌｔｌｌ出力部１８より電圧を印加され長
手方面に変位する。

従って、センサ電極１５の出力信号より当接部材９を介
して振動を直接検出することができる。

そのため、後述するようにアクチュエータ電極１６をよ
りｒａ度良く制御することにより振動を良好に減衰でき
る。また、圧電素子１０がセンサ電極１５を有するので
特別に振動検出部材を設ける必要が無く、アクチュエー
タ７．８を小型化することができる。

なお、圧電セラミック素子１４も上記圧電セラミック素
子１３と同様な構成であるので、その説明は省略する。

また、各検出部１７ａ〜１７ｄは各アクチュエータ７．
８．・・・のセンｌ１ｌｌ′電極１５に接続され、圧電
素子１０の曲げによって圧電的に生じた電圧を検出する
。制御回路１９は各検出部１７ａ〜１７ｄと接続される
とともに制御出力部１８に接続されている。

ｔｉ１１ｔｉＯ回路１９は振動が下板４に入力されると
、次のような処理を実行し上板３の水平状態を安定に保
つ。

例えば微振動が下板４に入力されると、この微振動は四
隅の各空気ばね５，６．・・・によって弾力的に吸収さ
れる。また、下板４が矢印Ｘ１方向に変位すると、当接
部材９が第４図中一点鎖線で示す位置に変位する。その
ため、圧電素子１０４よ１点鎖線で示すように円弧状に
撓むことになる。即ち、上側の圧電セラミック１３が縮
み、下側の圧電セラミック１４が長手方向に伸びること
になり、第５図に示すように、夫々のセンサ電極１５よ
り変位に応じた信号（Ｓｌ）が検出部１７ａ〜１７ｄに
出力される（Ｓ２）。制御回路１９は検出部１７ａ〜１
７ｄを介して各センサ電極１５からの信号を供給される
とともに、各センサ電極１５からの信号に応じた電圧を
各アクチュエータ電極１６に出力するよう制御出力部１
８に指示する（８３．８４）。

その結果アクチュエータ７．８．・・・の上側の圧電セ
ラミック素子１３が制御出力部１８から電圧を印加され
て伸び、また下側の圧電ゼラミック素子１４は縮むよう
に変位する。即ち、圧電素子１０は外部振動により歪ん
だ方向とは反対の方向に変位することになる（Ｓ５）。

また、上記とは逆に下板４が矢印×２方向に変位したと
きは、当接部材９及び圧電素ＦＩＯが２点ｔ！１線で示
す位置に変位する。この場合上側の圧電セラミック素子
１３が制御出力部１８からの信号供給により艮手方向上
縮む方向に変位し、また下側の圧電セラミック素子１４
が伸びる方向に変位する。よって圧電素子１０は歪んだ
方向とは反対の方向に変位して外部振動を除去する。

このようにして、下板１４に作用する振動が空気ばね５
．６．・・・及びアクチュエータ７，８．・・・により
減衰され除去される。また、微振動の周波数によって空
気ばね５，６．・・・が定常振動を起した場合でも、ア
クチュエータ７．８．・・・によって上板３は安定に保
持される。即ち、空気ばね５゜６、・・・が定常振動を
起しても各７チクユエータ７゜８、・・・の圧電素子１
０が上記と同様に歪んだ方向とは反対の方向に駆動され
て、空気ばね５，６゜・・・の定常振動を除去しつる。

また、上記説明では各アクチュエータ７．８゜・・・を
常時動作するものとして説明したが、必要に応じて各ア
クチュエータ７．８．・・・の圧電素子１０に信号を供
給するようにしても良い。

例えば上板３に載置された被載８物２の質量等によって
定まる固有振動数の領域の振動が作用したとき、圧電素
子１０を動作させて撮動を減衰するようにする。まず、
センサ電極１５から出力された信号を検出し、センサ電
極１５の出力信号がしきい値を越えたかどうかをみる。

制御回路１９はセンサ電極１５からの信号がしきい値を
越えたとき、定常振動以外の過渡的な振動が入力したも
のと判断し、圧電素子１０を当接部材９の変位方向とは
反対方向に変位させ振動を減衰させる。従って、上板３
に空気ばね５．６．・・・だけでは除去しえない振動が
入力されても、圧電素子１０の変位動作によって振動を
良好に除去でき、上板３がローリングまたはピッチング
を起すことを防止できる。

発明の効果上述の如く、本発明になる防振装置は微振動が入力され
ることにより空気ばねで定常＠勤が生じても圧電素子の
動作により良好に減衰させ除去することができ、また空
気ばねだけではなく除去しえない過渡的な振動も圧電素
子を撮動による変位とは反対方向に変位させることによ
り良好に一除去できる。また、センサ電極とアクチュエ
ータ電極とを有するバイモルフ型の圧電素子を用いるこ
とにより、入力された撮動を直接検出してアクチュエー
タ電極への信号を制御できるので的確に減衰させること
ができ、さらに、アクチュエータを小型化できるのでア
クチュエータを上板と上板との間に容易に設置すること
ができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる防振装置の一実施例の概略構成図
、第２図はアクチュエータの縦断面図、第３図はバイモ
ルフ型の圧電素子の斜視図、第４図はアクチュエータの
動作を説明するための縦断面図、第５図はセンサＮ＃ｆ
ｉからの出力信号を得てアクチュエータ電極を変位させ
るときの動作を説明するための図である。１・・・防振装置、３・・・上板、４・・・下板、５，
６・・・空気ばね、７，８・・・アクチュエータ、９・
・・当接部材、１０・・・圧電素子、１２・・・弾性シ
ム、１３゜１４・・・圧電セラミック素子、１５・・・
センサ電極、１６・・・アクチュエータ電極、１９・・
・制御回路。特許出願人　ト　キ　コ　株式会社第３図第４図ヱ第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被載置物を載置される上板と、前記上板に対向し
て設置された下板と、前記下板と該上板との間に設けら
れ該上板を弾力的に支持する空気ばねとを有する防振装
置において、該上板と下板との間に該上板に当接する当
接部材と、前記当接部材を保持する板状の弾性部材と、
前記弾性部材の上、下面に形成された圧電素子とを有す
るアクチュエータを設け、前記圧電素子を変位させ該上
板の振動を除去するよう構成したことを特徴とする防振
装置。
（２）前記圧電素子は該当接部材の変位を検出するセン
サ電極と、前記センサ電極の出力信号に応じた信号を印
加され該当接部材の振動と逆方向に変位するアクチュエ
ータ電極とを有してなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の防振装置。