(57)【要約】【課題】被支持体を気体ばねにより弾性的に支持する気体ばね式除振装置において、被支持体の水平方向成分の振動を十分に減衰させる。【解決手段】気体ばね２の気体室内に、ケース３０内の粘性流体に浸漬した抵抗板３１を該気体ばね２の天板２１に連結した減衰機構３を配設している。ケース３０は、略四角形筒状に形成されていて、４つの内部側面３０ｂ〜３０ｅを有している。抵抗板３１は、筒軸方向から見て略四角形状に形成されていて、ケース３０の各内部側面３０ｂ〜３０ｅとそれぞれ対向する４つの側面３１ｃ〜３１ｆを有している。【選択図】図２
2010190354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被支持体を気体ばねにより弾性的に支持する気体ばね式除振装置であって、
前記気体ばねの気体室内には、ケース内の粘性流体に浸漬した抵抗板を該気体ばねの天板に連結した減衰機構が配設されており、
前記ケースは、略四角形筒状に形成されていて、４つの内部側面を有しており、
前記抵抗板は、筒軸方向から見て略四角形状に形成されていて、前記ケースの各内部側面とそれぞれ対向する４つの側面を有していることを特徴とする気体ばね式除振装置。
【請求項２】
請求項１記載の気体ばね式除振装置において、
前記抵抗板は、複数の棒状部材により前記天板に連結されていることを特徴とする気体ばね式除振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被支持体を気体ばねにより弾性的に支持する気体ばね式除振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶関連製造装置等の被支持体を気体ばねにより弾性的に支持する気体ばね式除振装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。この気体ばね式除振装置では、被支持体の高さが概略一定に保たれるように、気体ばねの気体室に直接、空気を供給又は排気するようになっている。
【０００３】
また、気体ばねの気体室内には、ケース内の粘性流体に浸漬した抵抗板を気体ばねの天板に連結した減衰機構が配設されている。この減衰機構では、被支持体が振動して、天板が変位すると、抵抗板が粘性流体中を移動して、この移動の際に粘性抵抗が生ずることによって減衰力が発生し、その振動を減衰させるようになっている。
【特許文献１】実開平５−５０１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１のものでは、ケースを略円筒状に、抵抗板を筒軸方向から見て略円状に形成しているので、被支持体の水平方向成分の振動によって、天板が水平方向に変位すると、抵抗板が粘性流体中を水平方向に移動するものの、この移動の際に粘性流体が抵抗板から逃げやすく、したがって、粘性抵抗、ひいては減衰力が低くなり、その振動を十分に減衰させることができない虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被支持体を気体ばねにより弾性的に支持する気体ばね式除振装置において、被支持体の水平方向成分の振動を十分に減衰させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、被支持体を気体ばねにより弾性的に支持する気体ばね式除振装置であって、前記気体ばねの気体室内には、ケース内の粘性流体に浸漬した抵抗板を該気体ばねの天板に連結した減衰機構が配設されており、前記ケースは、略四角形筒状に形成されていて、４つの内部側面を有しており、前記抵抗板は、筒軸方向から見て略四角形状に形成されていて、前記ケースの各内部側面とそれぞれ対向する４つの側面を有していることを特徴とするものである。
【０００７】
これにより、ケースが、略四角形筒状に形成されていて、４つの内部側面を有するとともに、抵抗板が、筒軸方向から見て略四角形状に形成されていて、ケースの各内部側面とそれぞれ対向する４つの側面を有しているので、従来のようにケースを略円筒状に、抵抗板を筒軸方向から見て略円状に形成している場合と比較して、抵抗板の水平方向への移動の際に粘性流体が抵抗板から逃げにくい。このため、粘性抵抗、ひいては減衰力が高くなり、被支持体の水平方向成分の振動を十分に減衰させることができる。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記抵抗板は、複数の棒状部材により前記天板に連結されていることを特徴とするものである。
【０００９】
これにより、抵抗板を複数の棒状部材により天板に連結しているので、この連結構造を高い粘性抵抗に耐え得る十分な剛性を持つものにすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケースが、略四角形筒状に形成されていて、４つの内部側面を有するとともに、抵抗板が、筒軸方向から見て略四角形状に形成されていて、ケースの各内部側面とそれぞれ対向する４つの側面を有しているので、従来のようにケースを略円筒状に、抵抗板を筒軸方向から見て略円状に形成している場合と比較して、抵抗板の水平方向への移動の際に粘性流体が抵抗板から逃げにくく、粘性抵抗、ひいては減衰力が高くなり、被支持体の水平方向成分の振動を十分に減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１及び２は、本発明の実施形態に係る除振装置Ａの概略構成を示す。この除振装置Ａは、図３に一例を示すように、液晶関連製造装置等の機器Ｄが搭載される搭載盤１を通常は複数の（図の例では４個である）空気ばね２（気体ばね）により弾性的に支持するようにした空気ばね式のものであり、被支持体である搭載機器Ｄ及び搭載盤１の高さが概略一定に保たれるように、空気ばね２の空気室Ｓ（気体室）に直接、空気を供給又は排気する図示しない空気圧回路を備えている。尚、この明細書では以下、水平方向の一方向である図３（ａ）の左右方向をＸ方向と呼び、このＸ方向と直交する、水平方向の他方向である図３（ａ）の上下方向をＹ方向と呼び、上下方向である、図３（ａ）の紙面を貫く方向をＺ方向と呼ぶ。そして、搭載盤１上の機器Ｄが作動すると、搭載機器Ｄ上の移動体ｄ１がＸ方向に移動するようになっている（図３（ｂ）の白抜き矢印を参照）。
【００１３】
前記空気ばね２は、図の例ではベローズ型のものであり、床上等に配置されるベース板２０と、その上方に離間して配置され、上面に搭載盤１の下面が当接する天板２１と、それらの中間に介設されて、内側に空気室Ｓを区画する提灯形の１段ベローズ２２と、を備えている。天板２１には、その下面において空気室Ｓに臨んで開口するように給排ポート２３が形成され、天板２１の側面に開口する給排ポート２３の他端にはコネクタ２４が嵌入されていて、これが空気圧回路の図示しない給排管路の下流端に接続されている。
【００１４】
前記空気圧回路は、前記空気ばね２の空気室Ｓに対して図示しない空気圧源から加圧空気を直接、供給するための前記給排管路を備え、この給排管路には、搭載盤１の上下動に応じて加圧空気を空気ばね２に供給するか、又は空気ばね２から排気する図示しないレベリングバルブが介設されている。
【００１５】
そして、搭載盤１の高さが予め設定されている高さ（基準高さ）よりも低くなると、レベリングバルブは給気位置に切換わって、空気圧源から空気ばね２の空気室Ｓに加圧空気を供給するようになる。一方、搭載盤１が前記基準高さよりも高くなれば、レベリングバルブは排気位置に切換わって、空気ばね２の空気室Ｓから大気中に空気を排出させるようになる。尚、搭載盤１が略基準高さにあるときには、レベリングバルブは給気も排気も行わないようになっている。
【００１６】
空気ばね２の空気室Ｓ内には減衰機構３が配設されている。これは、ケース３０内のシリコンオイルＬ（粘性流体）に浸漬したダンピングプレート３１（抵抗板）を空気ばね２の天板２１に連結して、搭載機器Ｄの作動・振動による天板２１の変位に対し、シリコンオイルＬの粘性による粘性抵抗によって減衰力を発生させて、その振動を減衰させるようにしたものである。
【００１７】
前記ケース３０は、前記ベース板２０の上面に上下方向に延びるように立設されていて、横がＸ方向に、縦がＹ方向に延びる有底略四角形筒状に形成されているとともに、内部底面３０ａと、第１〜第４内部側面３０ｂ〜３０ｅとを有している。この実施形態では、ベース板２０の上面がケース３０の内部底面３０ａを構成している。
【００１８】
前記ダンピングプレート３１は、上下方向（筒軸方向）から見て横がＸ方向に、縦がＹ方向に延びる略長方形状に形成されていて、互いに上下方向に対向する上下面３１ａ，３１ｂと、前記ケース３０の第１〜第４内部側面３０ｂ〜３０ｅとそれぞれ平行対向する第１〜第４側面３１ｃ〜３１ｆとを有している。つまり、ダンピングプレート３１は、略長方形板（直方体）状に形成されている。
【００１９】
ケース３０及びダンピングプレート３１のＸ方向及びＹ方向の長さは、Ｘ方向及びＹ方向の必要な減衰力に基づいて設定されている。具体的には、Ｘ方向及びＹ方向のうち必要減衰力が相対的に大きい方向の長さを相対的に短くして、その方向に互いに対向する、ダンピングプレート３１の側面の面積を大きくするようになっている。このようにその面積を大きくすると、シリコンオイルＬがその側面に及ぼす粘性抵抗が大きくなり、その方向の減衰力が大きくなる。この実施形態では、前記のように搭載機器Ｄが作動したときには、移動体ｄ１がＸ方向に移動するため、Ｘ方向の必要減衰力がＹ方向の必要減衰力よりも大きくなっている。そこで、ケース３０及びダンピングプレート３１のＸ方向長さをＹ方向長さよりも短くして、Ｘ方向に互いに対向する、ダンピングプレート３１の側面３１ｃ，３１ｄの面積を大きくしている。このように、ケース３０及びダンピングプレート３１のＸ方向及びＹ方向の長さを変更調整することにより、搭載機器Ｄに適したＸ方向及びＹ方向の減衰力を簡単に実現することができる。
【００２０】
以下、ケース３０及びダンピングプレート３１の詳細について説明する。
【００２１】
前記ケース３０の内部底面３０ａは、短辺がＸ方向に、長辺がＹ方向に延びる略長方形状のものである。第１及び第２内部側面３０ｂ，３０ｃは、互いにＸ方向に対向する、内部底面３０ａの長辺側の略長方形状のものである一方、第３及び第４内部側面３０ｄ，３０ｅは、互いにＹ方向に対向する、内部底面３０ａの短辺側の略長方形状のものである。つまり、第１及び第２内部側面３０ｂ，３０ｃの面積は、第３及び第４内部側面３０ｄ，３０ｅの面積よりも大きい。
【００２２】
前記ダンピングプレート３１の上下面３１ａ，３１ｂは、短辺がＸ方向に、長辺がＹ方向に延びる略長方形状のものである。第１及び第２側面３１ｃ，３１ｄは、互いにＸ方向に対向する、上下面３１ａ，３１ｂの長辺側の略長方形状のものである一方、第３及び第４側面３１ｅ，３１ｆは、互いにＹ方向に対向する、上下面３１ａ，３１ｂの短辺側の略長方形状のものである。つまり、第１及び第２側面３１ｃ，３１ｄの面積は、第３及び第４側面３１ｅ，３１ｆの面積よりも大きい。
【００２３】
前記ケース３０の各内部側面３０ｂ〜３０ｅと前記ダンピングプレート３１の各側面３１ｃ〜３１ｆとの間には、略一定の間隔（例えば約１０ｍｍ）が開いている。このように、ケース３０とダンピングプレート３１との間に隙間を取ることにより、減衰機構３の組立性の向上やケース３０とダンピングプレート３１との干渉の防止等を図っているが、この隙間は、減衰性の向上の観点からは、できる限り狭い方がいい。
【００２４】
ダンピングプレート３１は、その四隅部にそれぞれ配置された４つの吊り下げボルト３２，…（棒状部材）により前記天板２１に連結されている。このようにダンピングプレート３１を４つの吊り下げボルト３２，…により天板２１に連結しているため、この連結構造は、高い粘性抵抗に耐え得る十分な剛性を持つものになっている。
【００２５】
また、前記のように、ダンピングプレート３１を比較的細い吊り下げボルト３２，…により天板２１に連結しているため、ダンピングプレート３１と天板２１との間には、広がりを持った空間が形成されている。このように、ダンピングプレート３１と天板２１との間に空間を形成しているため、ダンピングプレート３１を比較的太い部材により天板２１に連結している場合（即ちダンピングプレート３１と天板２１との間をその部材によりほぼ満たしている場合）と比較して、機器Ｄを搭載盤１に搭載する際の、シリコンオイルＬのオイル面の上昇を小さくすることができ、除振装置Ａの高さを所定限度内に収めながら、高い減衰性能を達成することができる。
【００２６】
以下、搭載機器Ｄが作動したときの減衰機構３の作動について説明する。
【００２７】
搭載機器ＤのＸ方向成分の振動によって、天板２１がＸ方向に変位すると、ダンピングプレート３１はシリコンオイルＬ中をＸ方向に移動して、この移動の際に粘性抵抗が生ずることによってＸ方向の減衰力が発生し、その振動を減衰させるようになる。そして、この実施形態では、前記のようにケース３０を略四角形筒状に、ダンピングプレート３１を略四角形状に形成しているため、従来のようにケースを略円筒状に、ダンピングプレートを略円状に形成している場合と比較して、ダンピングプレート３１のＸ方向への移動の際にシリコンオイルＬがダンピングプレート３１から逃げにくく、粘性抵抗、ひいては減衰力が高くなり、搭載機器ＤのＸ方向成分の振動を十分に減衰させることができる。
【００２８】
また、搭載機器ＤのＹ方向成分の振動によって、天板２１がＹ方向に変位すれば、ダンピングプレート３１はシリコンオイルＬ中をＹ方向に移動して、この移動の際に粘性抵抗が生ずることによってＹ方向の減衰力が発生し、その振動を減衰させるようになる。そして、前記と同様の理由で、従来のようにケースを略円筒状に、ダンピングプレートを略円状に形成している場合と比較して、搭載機器ＤのＹ方向成分の振動を十分に減衰させることができる。
【００２９】
一方、搭載機器ＤのＺ方向成分の振動によって、天板２１がＺ方向に変位すると、ダンピングプレート３１はシリコンオイルＬ中をＺ方向に移動して、この移動の際に粘性抵抗が生ずることによってＺ方向の減衰力が発生し、その振動を減衰させるようになる。
【００３０】
図４は、除振装置のＸ方向の振動伝達率を、この実施形態のようにケースを略四角形筒状に、ダンピングプレートを略四角形状に形成している角型ダンパー（以下、実施例と呼ぶ）と、従来のようにケースを略円筒状に、ダンピングプレートを略円状に形成している円形ダンパー（以下、比較例と呼ぶ）とで、比較して示す試験結果のグラフ図である。実施例のものは、ダンピングプレート厚さが比較例のダンピングプレート厚さとほぼ同じ大きさに、ダンピングプレートのＸ方向長さが比較例のダンピングプレート径とほぼ同じ大きさになっている。同図の実線に示すように、実施例のものでは、空気ばねの特性として固有振動数が極めて低い周波数域に現れるとともに、同図の破線に示す比較例に比べて、振動伝達率のピークが低くなっていることが分かる。
【００３１】
図５は、前記のように搭載機器が作動したときの、そのＸ方向の変位の時間変化を、前記実施例と前記比較例とで比較して示す試験結果のタイムチャート図である。同図の実線に示すように、実施例のものでは、同図の破線に示す比較例に比べて、振動の収束時間が短くなることが分かる。
【００３２】
尚、本実施形態では、ダンピングプレート３１を４つの吊り下げボルト３２，…により天板２１に連結しているが、ダンピングプレート３１を２つ、３つ、又は５つ以上の吊り下げボルト３２，…により天板２１に連結してもよい。この場合、これらの吊り下げボルト３２，…を均等に配置することが望ましい。
【００３３】
また、本実施形態では、ダンピングプレート３１を棒状部材としての吊り下げボルト３２，…により天板２１に連結しているが、これに限らず、例えば、除振装置Ａの高さを所定限度内に収める必要がない場合、ダンピングプレート３１を比較的太い部材により天板２１に連結してもよい。
【００３４】
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００３５】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明したように、本発明にかかる気体ばね式除振装置は、被支持体の水平方向成分の振動を十分に減衰させることが必要な用途等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る除振装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】除振装置の概略構成を示す上面図である。
【図３】機器等を搭載した状態を示す上面図及び正面図である。
【図４】除振装置の振動伝達率を示すグラフ図である。
【図５】機器の変位の時間変化を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ              除振装置
Ｄ              機器
Ｌ              シリコンオイル（粘性流体）
Ｓ              空気室（気体室）
２              空気ばね（気体ばね）
２１            天板
３              減衰機構
３０            ケース
３０ｂ〜３０ｅ  第１〜第４内部側面
３１            ダンピングプレート（抵抗板）
３１ｃ〜３１ｆ  第１〜第４側面
３２            吊り下げボルト（棒状部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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