KR20070050919A - 제진대 장치 - Google Patents

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KR20070050919A
KR20070050919A KR1020077002864A KR20077002864A KR20070050919A KR 20070050919 A KR20070050919 A KR 20070050919A KR 1020077002864 A KR1020077002864 A KR 1020077002864A KR 20077002864 A KR20077002864 A KR 20077002864A KR 20070050919 A KR20070050919 A KR 20070050919A
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아키히로 하야시
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후지쿠라 고무 코교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 제진대 장치는 제진 대상물에 직접 또는 간접적으로 접하는 천장판과, 이 천장판의 가장자리로부터 수하되는 수하판과, 이들 천장판과 수하판에 덮이는 베이스부를 구비하며, 천장판의 내측면과 베이스부 사이에는 베이스부로부터 천장판의 내측면 쪽으로 연직 방향 유체 스프링과 유체 베어링이 차례대로 설치되어 있고, 적어도 하나의 수하판의 내측면과 베이스부 사이에는 수평 방향 유체 스프링이 설치되어 있으며, 연직 방향 유체 스프링에 의해 천장판과 수하판을 부상시켜 레벨링을 행한 후에, 유체 베어링에 의해 천장판을 비접촉으로 부상시킴으로써 수평 방향으로 마찰 거의 제로라는 매우 유연한 상태에서 조작을 행할 수 있는 구성으로 되어 있으므로, 연직 방향 및 수평 방향으로 유연한 스프링 특성을 구비하며, 게다가 위치 결정 등의 안정성이 뛰어나다.
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제진대 장치, 유체 스프링, 유체 베어링, 천장판, 수하판, 레벨링, 부상

Description

제진대 장치{VIBRATION ISOLATION TABLE DEVICE}
본 발명은 제진대 장치에 관한 것으로서, 특히 제진(除振) 대상물에 직접 또는 간접적으로 부설되어 제진 대상물의 제진을 행하는 제진대 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 정밀 기기 등에 있어서 바닥으로부터 미진동이나 장치 본체로부터 일어나는 자려 진동(自勵振動)을 억제하기 위한 제진대 장치에 관한 것이다.
종래로부터 예컨대 반도체 제조 장치에 있어서 메모리, IC를 제조하는 경우, 웨이퍼 기판 상에 회로를 사진 기술을 응용하여 소부(燒付)하는 장치를 구비하는 스테퍼가 사용된다. 실제 스테퍼를 사용함에 있어서는, 생산 효율을 향상시키기 위하여 웨이퍼 기판이나 인화 장치를 소정 위치에 준민하면서 정밀하게 움직여서 위치 결정할 필요가 있다.
그러나, 준민한 이동 및 정지를 행하고자 하면 할수록 스테퍼에는 진동의 발생이라는 문제가 필연적으로 발생하게 된다. 특히, IC의 높은 집적도가 요구되고 있는 오늘날의 사양에서는 비록 미진동이라도 이것을 완전히 제거하지 않으면, 회로의 선이 2중으로 되거나 쇼트된다는(회로의 더블링 발생) 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 종래로부터 스테퍼의 미진동을 제거하는 제진대 장치의 제안이 다양하게 이루어지고 있다.
예를 들어 정밀 기기의 바닥으로부터의 미진동을 제거하여 일정 위치를 유지하기 위하여, 제진대 장치에는 제진 기능을 발휘시키기 위하여 종래로부터 다양한 유체 스프링 유닛(주로 공기 스프링)의 사용이 제안된 바 있다. 보다 구체적으로는, 다이어프램형, 벨로즈형의 유체 스프링을 사용한 제진 장치가 사용되고 있다.
그러나 다이어프램형 유체 스프링을 연직 방향의 스프링으로 사용한 경우, 연직 방향으로는 유연한 스프링이 되는 반면, 수평 방향으로는 강성의 스프링이 된다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 소위 짐벌 피스톤과 같은 진자식을 이용하거나, 나아가 구면체로 하중을 지지함으로써 수평 방향으로 유연한 스프링으로 하려는 시도가 이루어지고 있다.
그러나, 이들 구면체 등의 개재 매체에 의해 접촉면에서의 접촉 부위에서 "딤플"이나 "흠집" 등이 생겨 초기 작동에서의 원하는 특성이 얻어지지 않게 된다는 우려가 있다.
이 한편으로, 벨로즈형의 유체 스프링은 수평 방향 및 연직 방향으로 비교적 유연한 스프링 특성을 갖지만, 최근 요구되고 있는 델리케이트한 특성(특히 수평 방향으로 유연한 스프링 특성)에 대해서는 이것만으로는 충분히 만족할만한 대응을 취하기가 어렵게 되어 있다. 즉, 수평 방향으로 훨씬 유연한 스프링으로 하기 위하여 막 강성을 낮추거나 막 부분을 크게 한 경우에는 안정성이 결여되어 위치 결정을 할 수 없게 된다는 폐해가 발생하고 있다.
한편, 본원과 유사한 기술로서 일본 특허 공개 평 5-321979호 공보에 개시된 기술이 존재한다. 그러나, 이것은 수평 방향의 스텝 외력의 작용에 대하여 수평 병진 진동만을 유지하고, 연직 방향을 구속하는 것을 목적으로 하여 제안된 구조로서, 연직 방향의 유연한 스프링 특성이 요구되는 본원 발명과는 다른 것이다.
이러한 실상 하에 본 발명은 창안된 것으로서, 그 목적은 연직 방향 및 수평 방향으로 유연한 스프링 특성을 구비하며, 게다가 위치 결정 등의 안정성이 뛰어난 제진대 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 제진 대상물에 직접 또는 간접적으로 부설되어 제진 대상물의 제진을 행하는 제진대 장치로서, 이 제진대 장치는 제진 대상물에 직접 또는 간접적으로 접하는 천장판과, 이 천장판의 가장자리로부터 수하되는 수하판과, 이들 천장판과 수하판에 덮이는 베이스부를 구비하며, 상기 천장판의 내측면과 베이스부 사이에는 베이스부로부터 천장판의 내측면 쪽으로 연직 방향 유체 스프링과 유체 베어링이 차례대로 설치되어 있고, 상기 적어도 하나의 수하판의 내측면과 베이스부 사이에는 수평 방향 유체 스프링이 설치되어 있으며, 상기 연직 방향 유체 스프링에 의해 천장판과 수하판을 부상시켜 레벨링을 행한 후에, 상기 유체 베어링에 의해 천장판을 비접촉으로 부상시키는 조작을 행할 수 있도록 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 유체 베어링은 내부에 중공부를 구비하는 대략 원주 형상을 이루며, 천장판의 내측면과 접하는 경우가 있는 일측의 대략 원형 평면은 다공질 소결면으로 구성되어 있고, 이 일측의 대략 원형 평면과 반대 측에 위치하는 타측의 대략 원형 평면은 연직 방향 유체 스프링과 실질적으로 맞닿아 있으며, 상기 중공부에는 외부로부터 유체 베어링용 압력 유체가 주입되도록 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 연직 방향 유체 스프링은 롤링 작동막 구조를 갖는 다이어프램 또는 벨로즈로 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 천장판의 내측면과 베이스부 사이에 개재되는 연직 방향 유체 스프링과 유체 베어링은 연직 방향의 하중을 지탱하도록 배치되고, 상기 수하판의 내측면과 베이스부 사이에 개재되는 수평 방향 유체 스프링은 주로 수평 방향의 위치 결정을 목적으로 하도록 배치된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 천장판과 상기 수하판은 일체화되어 부유부로서의 기능을 가지며, 상기 베이스부는 고정부로서의 기능을 가지고 이루어지도록 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 연직 방향 유체 스프링은 롤링 작동막 구조를 갖는 다이어프램이고, 상기 베이스부는 유체실이 형성된 베이스 본체와, 이 베이스 본체 상에 유체실과 연통한 상태에서 피착되는 플랜지 부재와, 이 플랜지 부재의 가장자리부와 고착 일체화되는 실린더 구성 부재를 가지며, 상기 플랜지 부재와 실린더 구성 부재의 조합에 의해 다이어프램의 가장자리 플랜지부가 고착됨과 동시에 롤링 작동막의 실린더부가 형성되고, 상기 유체 베어링이 롤링 작동막의 피스톤부로서 형성되어 이루어지도록 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 베이스 본체에 형성된 유체실에는 외부로부터 유체 스프링용 압력 유체가 주입되도록 구성되어 있고, 압력 유체의 주입에 의해 롤링 작동막이 롤링 이동하여 유체 베어링이 상하이동하도록 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 연직 방향 유체 스프링은 벨로즈이고, 이 벨로즈는 서로 대향하는 한 쌍의 링형의 대향면부와, 대향면의 각 외주 가장자리부를 서로 연결하도록 설치된 측면부를 구비하고, 상기 베이스부는 유체실이 형성된 베이스 본체를 가지며, 이 베이스 본체 상에 유체실과 연통한 상태에서 상기 벨로즈의 일측의 링형의 대향면부가 고정되어 있고, 타측의 링형의 대향면부가 상기 유체 베어링과 실질적으로 고정되어 이루어지도록 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 베이스 본체에 형성된 유체실에는 외부로부터 유체 스프링용 압력 유체가 주입되도록 구성되어 있고, 압력 유체의 주입에 의해 벨로즈가 축 방향으로 확장하여 유체 베어링이 상하이동하도록 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 적어도 하나의 수하판의 내측면과 베이스부 사이에 형성되어 있는 수평 방향 유체 스프링은 롤링 작동막 구조를 갖는 다이어프램, 벨로즈 또는 피스톤 구조체로 구성된다.
또한 본 발명의 바람직한 태양으로서, 상기 적어도 하나의 수하판의 내측면과 베이스부 사이에는 베이스부로부터 수하판의 내측면 쪽으로 수평 방향 유체 스프링 및 유체 베어링이 차례대로 설치되어 있고, 상기 유체 베어링에 의해 수하판과의 비접촉 상태가 형성되어 이루어지도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 제진대 장치(1)의 바람직한 제1 실시 형태를 설명하기 위한 반쪽(半片) 단면도이고,
도 2는 도 1의 평면도이고,
도 3은 본 발명의 제진대 장치의 동작을 설명하기 위한 반쪽 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제진대 장치의 동작을 설명하기 위한 반쪽 단면도이고,
도 5(A)는 제진 대상물인 스테퍼가 올려진 판 형태의 스테퍼 지지대 아래에 직접 또는 간접적으로 제진대 장치가 부설된 상태를 도시한 정면도이고, 도 5(B)는 도 5(A)의 평면도이며,
도 6은 벨로즈의 일례를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 제진대 장치(1)의 바람직한 제1 실시 형태를 설명하기 위한 반쪽 단면도가 도시된다. 도 2에는 도 1의 개략적인 평면도가 도시된다(단, 내부의 구조를 이해하기 쉽도록 후술하는 천장판을 제거하고 그렸다). 도 3 및 도 4에는 본 발명의 제진대 장치(1)의 동작을 설명하기 위한 반쪽 단면도가 도시된다. 도 5(A) 및 (B)는 각각 본 발명의 제진대 장치(1)의 사용 상황의 일례를 도시한 정면도 및 평면도이다.
본 발명의 제진대 장치(1)는, 도 5(A), (B)에 도시한 바와 같이, 제진 대상물인 예컨대 스테퍼(3)가 올려진 판 형태의 스테퍼 지지대(4) 아래에 직접 또는 간 접적으로 부설되며, 스테퍼(3)(제진 대상물)에 의해 발생된 진동을 제거하도록, 또한 바닥으로부터의 진동을 스테퍼(3)로 전달하지 않도록 사용된다.
제진대 장치(1)는 통상 재치(載置)의 안정성을 고려하여 3개 이상 사용되며, 하중을 지탱하기 위하여 적합한 위치에 적당히 배치된다.
(본 발명의 제진대 장치의 바람직한 실시 형태의 설명)
도 1에 도시한 바와 같이, 제진대 장치(1)는, 제진 대상물에 직접 또는 간접적으로 접하는 예컨대 대략 사각 형상의 천장판(10)과, 이 천장판(10)의 가장자리로부터 수하되는 수하판(20)과, 이들 천장판(10)과 수하판(20)에 덮이는 베이스부(30)를 구비하고 있다.
천장판(10)과 수하판(20)은 통상 일체화되어 있으며, 제진대 장치(1) 중에서 부유 상태로 사용되는 소위 진동 제거를 위한 「부유부」로서의 기능을 하고 있다. 또한 베이스부(30)는 제진대 장치(1) 중에서 바닥 위에 고정 상태로 사용되는 소위「고정부」로서의 기능을 하고 있다.
본 발명의 제진대 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 천장판(10)의 내측면(10a)과 베이스부(30)의 상부 사이에 베이스부(30)로부터 천장판(10)의 내측면(10a) 쪽으로 연직 방향 유체 스프링(40)(통상, 공기 스프링)과 유체 베어링(60)(통상, 공기 베어링)이 차례대로 설치되어 있다. 천장판(10)의 내측면(10a)과 베이스부(30)의 상부 사이에 개재되는 연직 방향 유체 스프링(40)은 주로 연직 방향의 하중을 지탱하도록 배치되어 있다.
또한 도시한 바와 같이 적어도 하나의 수하판(20)의 내측면(20a)과 베이스 부(30)의 측면 사이에는 수평 방향 유체 스프링(80)(통상, 공기 스프링)이 설치되어 있고, 이 수평 방향 유체 스프링(80)은 주로 본체의 위치 결정 제어를 목적으로 하여 배치되어 있다. 수평 방향 유체 스프링(80)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 제진대 장치(1)의 전체적 레이아웃에 따라 제진 제어를 하기 쉽도록 적당히 설치하면 된다. 따라서, 도 1에 도시한 베이스부(30)의 주위를 모두 에워싸도록 수평 방향 유체 스프링(80)을 설치할 필요는 없다.
이러한 제진대 장치(1)는 연직 방향 유체 스프링(40)에 의해 천장판(10)과 수하판(20)을 부상시켜 레벨링을 행한 후에, 유체 베어링(60)에 의해 천장판(10)을 비접촉으로 부상시키는 조작을 행할 수 있도록 되어 있다. 이 동작 설명은 나중에 상세하게 설명하기로 한다.
연직 방향 유체 스프링(40)은 다이어프램, 즉 천 함유 고무제 롤링 작동막 구조를 갖는 다이어프램, 또는 천 함유 고무제 벨로즈인 것이 바람직하다. 금속 벨로즈도 사용 가능하다. 도 1에는 연직 방향 유체 스프링(40)의 바람직한 예로서 다이어프램(40)이 예시되어 있다.
도 1에 도시한 실시 형태에 있어서, 베이스부(30)는 그 내부에 유체실(31)이 형성된 4각 기둥 형상의 베이스 본체(33)를 가지고 있으며, 이 베이스 본체(33)의 상측에는 유체실(31)과 연통한 상태에서 대략 링형의 오목형 플랜지 부재(34)가 피착되어 있다. 더욱이, 이 플랜지 부재(34)의 가장자리부에는 대략 링형의 실린더 구성 부재(35)가 고착되고, 이들 플랜지 부재(34)와 실린더 구성 부재(35)의 조합에 의해 다이어프램(40)의 가장자리 플랜지부(41)가 협지 고착됨과 동시에 롤링 작 동막이 기능하는 실린더부가 형성되도록 되어 있다. 이 한편으로, 다이어프램(40)에 맞닿음과 동시에 올려진 상태에 있는 유체 베어링(60)이 롤링 작동막의 피스톤부로서 기능하게 되어 있다.
즉, 다이어프램(40)의 롤링 작용에 의해 다이어프램(40)에 올려져 있는 유체 베어링(60)이 상하이동하도록 구성되어 있다. 즉, 상기 베이스 본체(33)에 형성된 유체실(31)에는 외부로부터 유체 스프링용 압력 유체가 주입되도록 구성되어 있으며(도면의 하부 중앙에 있는 주입구(39)), 압력 유체의 주입에 의해 다이어프램(40)의 롤링 작동막이 롤링 이동하여 유체 베어링(60)이 들려져 올라가도록 구성되어 있다.
다이어프램(40)에 대하여 상세하게 설명하면, 다이어프램(40)의 작동막(롤링 작동막)은 실린더부와 피스톤부의 슬라이딩에 의해 롤링 이동할 수 있도록 되어 있으며, 이것에 의해 연직 방향의 실질적인 하중이 지탱되고 있다. 롤링 작동막은 소위 "다이어프램"이라고 불리는 바닥이 있는 대략 원통 형상의 것으로서, 폴딩 장착에 의해 긴 스트로크와 깊은 접힘부(convolution)를 가지며, 작동 중에 그 유효 수압 면적이 일정 불변하게 유지되는 대략 원통형의 다이어프램이다. 즉, 작동막은 접힘부를 구비하며, 롤링 작동막 면에 압력이 작용하면 막 면의 대부분은 실린더부와 피스톤부의 작동막 면에 눌려지고, 나머지 접힘 바닥부가 압력에 의한 인장 응력에 의해 압력 밸런스가 유지되게 되어 있다.
한편, 본 발명의 실시 형태에 있어서, 전술한 바와 같이 롤링 작동막의 가장자리 플랜지(41)는 플랜지 부재(34)와 실린더 구성 부재(35)의 조합에 의해 고정되 어 있으며, 또한 롤링 작동막의 바닥부는 리테이너 플레이트(37)에 의해 피스톤부의 꼭대기부(유체 베어링(60)의 피스톤 헤드(65)에 해당하는 곳)에 고정되어 있다.
예컨대 천 함유 고무제의 롤링 작동막은 매우 얇게 설계되며, 구성적으로는 강력한 폴리에스테르(테트론) 천 등의 위에 고무를 피복하여 제작된다.
베이스부(30)의 유체실(31)에는 전술한 바와 같이 외부로부터 유체가 주입구(39)를 통하여 공급될 수 있도록 되어 있으며, 이 유체실(31)은 상기 고무제의 작동막이 롤링 이동할 수 있도록 실린더부와 피스톤부 사이에서 형성되는 작동 공간으로 연통된다. 이러한 유체실(31)을 설치함으로써 실질적인 내용적을 크게 할 수 있고, 연직 방향의 스프링 상수를 작게 할 수 있다.
유체 베어링(60)은 내부에 중공부를 구비하는 대략 원주 형상을 하고 있으며, 한 쌍의 대략 원형 평면 중 천장판(10)의 내측면(10a)과 접하는 경우가 있는 일측의 대략 원형 평면(61)은 다공질 소결면으로 구성되어 있고, 이 대략 원형 평면(61)과 반대 측에 위치하는 타측의 대략 원형 평면(65)은 피스톤 헤드(65)를 구성하고 있으며, 연직 방향 유체 스프링인 다이어프램(40)과 맞닿은 상태(올라탄 상태)에 있다. 유체 베어링(60)의 중공부에는 주입구(67)를 통하여 외부로부터 유체 베어링용 압력 유체가 주입되도록 구성되어 있다. 그리고, 유체 베어링용 압력 유체가 주입됨으로써 다공질 소결면으로 구성되어 있는 대략 원형 평면(61) 측의 다공성 면으로부터 압력 유체가 분출되어 비접촉으로 천장판(10)을 부상시키는 조작을 행할 수 있도록 되어 있다.
그런데, 전술한 바와 같이 본 발명의 제진대 장치(1)에 있어서, 적어도 하나 의 수하판(20)의 내측면(20a)과 베이스부(30)의 측면 사이에는 수평 방향 유체 스프링(80)이 개재되어 있다. 본 실시 형태의 수평 방향 유체 스프링(80)으로서 롤링 작동막 구조를 갖는 다이어프램(80)이 바람직한 예로서 도 1에 도시되어 있다.
즉, 베이스부(30)의 측면에는 원통형의 오목부 구조를 구비하는 실린더 구성 부재(71)가 고착되고, 또한 이 실린더 구성 부재(71)의 가장자리부에는 플랜지 부재(75)가 고착되며, 이들 플랜지 부재(75)와 실린더 구성 부재(71)의 조합에 의해 다이어프램(80)의 가장자리 플랜지부(81)가 협지 고착됨과 동시에 롤링 작동막이 기능하는 실린더부가 형성되게 되어 있다. 이 한편으로, 피스톤 부재(78)가 수하판(20)의 내측면(20a)에 고착되어 있으며, 피스톤 부재(78)의 피스톤 헤드부(78a)는 다이어프램(80)에 덮인 형태로 되어 있다.
또한 수평 방향 유체 스프링(80)으로서 다이어프램(80) 대신 벨로즈 또는 피스톤 구조체(유체 실린더 구조인 것)를 사용할 수도 있다. 벨로즈는 천 함유 고무제의 것이나 금속 벨로즈가 사용된다.
더욱이, 수하판(20)의 내측면(20a)과 베이스부(30)의 측면 사이에 베이스부(30)의 측면으로부터 수하판(20)의 내측면(20a) 쪽으로 수평 방향 유체 스프링(80) 및 유체 베어링(도시하지 않음)을 차례대로 설치하는 구성으로 하고, 유체 베어링에 의해 수하판과의 비접촉 상태를 형성하도록 하여 마찰 거의 제로인 상태로 하여도 좋다. 이 경우에는, 연직 방향의 스프링 상수를 더 내릴 수 있다. 이러한 유체 베어링을 채용한 구조로는, 예컨대 도 1의 피스톤 부재(78)를 유체 베어링으로 치환시키고, 게다가 수하판(20)의 내측면(20a)으로부터의 고정을 해제하여 프리한 상태로 한 도면을 상정하면 좋다. 유체 베어링의 유체 분출 측이 내측면(20a)의 개소가 된다.
(도 1에 도시한 제진대 장치(1)의 동작 설명)
도 1에 도시한 상태에서는 연직 방향 유체 스프링(40) 및 유체 베어링(60)은 작동하지 않는다.
이어서 도 3에 도시한 바와 같이, 외부로부터 주입구(39)를 통하여 베이스 본체(33)에 형성된 유체실(31)로 유체 스프링용 압력 유체가 주입된다. 이 압력 유체의 주입에 의해 다이어프램(40)의 롤링 작동막이 롤링 이동하여 유체 베어링(60)을 들어올리도록 작용한다. 유체 베어링(60)의 밀어올림에 의해 천장판(10)을 포함하는 부유부도 들려져올라간다. 이 때의 재치 기준 위치로부터의 부유 거리는 도 3에 있어서 "α"로 표시되어 있다.
이어서, 유체 베어링(60)의 중공부에 주입구(67)를 통하여 외부로부터 유체 베어링용 압력 유체가 주입된다. 이 유체 베어링용 압력 유체가 주입됨으로써 다공질 소결면으로 구성되어 있는 대략 원형 평면(61) 측의 다공성 면으로부터 압력 유체가 분출되고, 비접촉으로 천장판(10)이 거리 "β"만큼 부상한다(도 4).
즉, 천장판(10)을 비접촉으로 부상시키는 조작이 행해진다. 이 때의 재치 기준 위치로부터의 부유 거리는 "α+β"가 된다(도 4). 한편, 도면 상에는 부상의 상태를 알기 쉽게 거리를 과장하여 나타내었으나, 실제의 부상 거리는 "α"가 수 밀리미터 정도, "β"가 수 마이크론 정도이며, 고정되어 있는 피스톤 부재(78)에 피착된 상태에 있는 수평 방향 유체 스프링(80)에 대한 축방향으로의 영향은 거의 없다.
〔본 발명의 제진대 장치의 변형 구성예의 설명〕
연직 방향 유체 스프링(40)으로서 도 1에 도시한 다이어프램(40) 대신 도 6에 도시한 바와 같은 1단 이상의 벨로즈(90)(예컨대 도시한 바와 같이 3단 벨로즈)를 사용하여도 좋다. 이 경우, 벨로즈(90)는 서로 대향하는 한 쌍의 링형의 대향면부(91, 95)와, 대향면부(91, 95)의 각 외주 가장자리부를 서로 연결하도록 설치된 측면부(93)(예컨대 주름형(蛇腹狀) 벽면부(93))를 구비하고 있다. 예컨대 천 함유 고무제의 벨로즈라는 형태라면, 벨로즈(90)는 대향면부(91, 95) 및 주름형 벽면부(93)에 연속된 천이 매립되어 있다.
바람직한 변형예 구조의 기본적인 개념은, 도 1의 다이어프램(80)을 천 함유 고무제 벨로즈(90)(도 6)로 치환하고, 게다가 동일한 작용을 발현시키는 것이다. 즉, 도 1에 도시한 베이스 본체(33) 상에 유체실(31)과 연통한 상태에서 벨로즈(90)의 일측의 링형의 대향면부(95)를 실질적으로 고정하고, 타측의 링형의 대향면부(91)를 유체 베어링(60)의 하면부와 실질적으로 고정하도록 하면 좋다. 실질적이라는 문언은 직접적인 고정 방법에 한정되지 않으며, 예컨대 새로운 고정 부재를 부가하고, 이 고정 부재를 통하여 벨로즈를 간접적으로 고정하여도 좋다는 의미이다. 대향면부(91, 95)는 그대로의 상태에서는 고정하는 데 안정성이 결여되기 때문이다.
전술한 본 발명에 있어서는, 연직 방향 및 수평 방향으로 유연한 스프링 특성을 구비하며, 게다가 위치 결정 등의 안정성이 뛰어난 제진대 장치를 제공할 수 있다.
즉, 연직 방향 유체 스프링으로 하중을 부상, 레벨링할 수 있고, 나아가 유체 베어링에 의해 하중을 비접촉으로 부상시켜, 수평 방향의 마찰 거의 제로인 상태가 된다. 이에 따라, 수평 방향의 스프링 상수는 수평 방향의 액추에이터(수평 방향 유체 스프링)만 고려하면 되기 때문에 수평 방향의 스프링 상수는 낮아진다.
더욱이, 수평 방향의 액추에이터 측에도 유체 베어링을 설치함으로써 연직 방향의 스프링 상수를 더 내릴 수도 있다.
또한 연직 방향 및 수평 방향 모두에 유체 스프링을 사용하고 있기 때문에, 내용적을 증가시킴으로써 연직 방향의 스프링 상수도 낮은 것이 된다.
본 발명의 제진대 장치는 정밀 기기 등에 있어서 바닥으로부터의 미진동이나 장치 본체로부터 일어나는 자려 진동을 억제하기 위한 제진대 장치이며, 각종 정밀 기기 구동 장치를 사용하면서 제진이 요구되는 산업에 널리 이용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 제진 대상물에 직접 또는 간접적으로 부설되어 제진 대상물의 제진을 행하는 제진대 장치로서,
    이 제진대 장치는 제진 대상물에 직접 또는 간접적으로 접하는 천장판과, 이 천장판의 가장자리로부터 수하되는 수하판과, 이들 천장판과 수하판에 덮이는 베이스부를 구비하며,
    상기 천장판의 내측면과 베이스부 사이에는 베이스부로부터 천장판의 내측면 쪽으로 연직 방향 유체 스프링과 유체 베어링이 차례대로 설치되어 있고,
    상기 적어도 하나의 수하판의 내측면과 베이스부 사이에는 수평 방향 유체 스프링이 설치되어 있으며,
    상기 연직 방향 유체 스프링에 의해 천장판과 수하판을 부상시켜 레벨링을 행한 후에, 상기 유체 베어링에 의해 천장판을 비접촉으로 부상시키는 조작을 행할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 베어링은 내부에 중공부를 구비하는 대략 원주 형상을 이루며, 천장판의 내측면과 접하는 경우가 있는 일측의 대략 원형 평면은 다공질 소결면으로 구성되어 있고, 이 일측의 대략 원형 평면과 반대 측에 위치하는 타측의 대략 원형 평면은 연직 방향 유체 스프링과 실질적으로 맞닿아 있으며, 상기 중공부에는 외부로부터 유체 베어링용 압력 유체가 주입되도록 구성되어 이루 어지는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연직 방향 유체 스프링은 롤링 작동막 구조를 갖는 다이어프램 또는 벨로즈인 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 천장판의 내측면과 베이스부 사이에 개재되는 연직 방향 유체 스프링과 유체 베어링은 연직 방향의 하중을 지탱하도록 배치되고, 상기 수하판의 내측면과 베이스부 사이에 개재되는 수평 방향 유체 스프링은 주로 수평 방향의 위치 결정을 목적으로 하도록 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 천장판과 상기 수하판은 일체화되어 부유부로서의 기능을 가지며, 상기 베이스부는 고정부로서의 기능을 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 연직 방향 유체 스프링은 롤링 작동막 구조를 갖는 다이어프램이고,
    상기 베이스부는 유체실이 형성된 베이스 본체와, 이 베이스 본체 상에 유체실과 연통한 상태에서 피착되는 플랜지 부재와, 이 플랜지 부재의 가장자리부와 고착 일체화되는 실린더 구성 부재를 가지며,
    상기 플랜지 부재와 실린더 구성 부재의 조합에 의해 다이어프램의 가장자리 플랜지부가 고착됨과 동시에 롤링 작동막의 실린더부가 형성되고,
    상기 유체 베어링이 롤링 작동막의 피스톤부로서 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 베이스 본체에 형성된 유체실에는 외부로부터 유체 스프링용 압력 유체가 주입되도록 구성되어 있고, 압력 유체의 주입에 의해 롤링 작동막이 롤링 이동하여 유체 베어링이 상하이동하도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 연직 방향 유체 스프링은 벨로즈이고,
    이 벨로즈는 서로 대향하는 한 쌍의 링형의 대향면부와, 대향면의 각 외주 가장자리부를 서로 연결하도록 설치된 측면부를 구비하고,
    상기 베이스부는 유체실이 형성된 베이스 본체를 가지며, 이 베이스 본체 상에 유체실과 연통한 상태에서 상기 벨로즈의 일측의 링형의 대향면부가 고정되어 있고,
    타측의 링형의 대향면부가 상기 유체 베어링과 실질적으로 고정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 베이스 본체에 형성된 유체실에는 외부로부터 유체 스프링용 압력 유체가 주입되도록 구성되어 있고, 압력 유체의 주입에 의해 벨로즈가 축 방향으로 확장하여 유체 베어링이 상하이동하도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수하판의 내측면과 베이스부 사이에 형성되어 있는 수평 방향 유체 스프링은 롤링 작동막 구조를 갖는 다이어프램, 벨로즈 또는 피스톤 구조체인 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수하판의 내측면과 베이스부 사이에는 베이스부로부터 수하판의 내측면 쪽으로 수평 방향 유체 스프링 및 유체 베어링이 차례대로 설치되어 있고, 상기 유체 베어링에 의해 수하판과의 비접촉 상태가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 제진대 장치.
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