(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物等の床面上に固定された基台と嫌振機器を搭載する定盤との間に介在させて前記定盤を鉛直方向に駆動させて鉛直方向の振動を除振する複数の鉛直方向の圧電アクチュエータユニットと、前記定盤を水平方向に駆動させて水平方向の振動を除振する複数の水平方向の圧電アクチュエータユニットとを備え、前記圧電アクチュエータユニットが圧電素子と弾性体とを直列配置して構成された除振装置に於いて、
前記複数の水平方向の圧電アクチュエータユニットは、
水平Ｘ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニットと、水平Ｙ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニットとが、前記基台と前記定盤との間に前記定盤に回転力を作用させないように予荷重を付与して配置され、
前記水平方向の圧電アクチュエータユニットは、前記圧電素子側が前記基台の上面に移動可能に結合された基台用取付治具に結合し、前記弾性体である積層ゴム側が前記定盤の下面に結合された定盤用取付治具に結合し、前記基台用取付治具の近傍の前記基台の上面に予荷重押当て治具を設け、該予荷重押当て治具に予荷重ボルトを螺合して該予荷重ボルトの先端を前記基台用取付治具に当接して前記予荷重ボルトの回転数により前記基台用取付治具の移動量を変えて前記予荷重を調整するように構成して成ることで、前記水平方向の圧電アクチュエータユニットが前記鉛直方向の圧電アクチュエータユニットを介在させた前記基台と前記定盤との間の空間に配置されるようにしたことを特徴とする除振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は除振装置に係り、特に、圧電素子と弾性体とを直列配置した圧電アクチュエータユニットをアクチュエータとしたアクティブ型の除振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の除振装置を、図１３、図１４を使用して説明する。建物等の床面１に断面凹状をした矩形状の基台２が固定される。この基台２と、半導体製造装置のような嫌振機器３を搭載する定盤４との間の４隅には、定盤４を鉛直方向に駆動させて鉛直方向の振動を除振する４基の鉛直方向の圧電アクチュエータユニット５、５…が設けられると共に、基台２の側板２Ａと定盤４の外周との間には、定盤４を水平方向に駆動させて水平方向の振動を除振する８基の水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂが設けられる。この水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂは、水平Ｘ方向の水平振動を除振する４基の水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニット６Ａと、水平Ｙ方向の水平振動を除振する４基の水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニット６Ｂとから構成される。また、鉛直、水平のそれぞれの圧電アクチュエータユニット５、６Ａ、６Ｂは、アクチュエータとしての圧電素子７と積層ゴム等の弾性体８とが直列に設けられる。この弾性体８により圧電素子７に加わる剪断方向（圧電素子７の軸方向に対して直交する方向）の力を吸収して圧電素子７の破壊を防止することができるようになっている。また、定盤４には、鉛直方向の振動を検出する複数個の鉛直振動検出器９と、水平方向の振動を検出する複数個の水平振動検出器１０とが取付けられている。そして、これらの検出器９、１０で得られた振動の信号は、アンプ１１を介してコントローラ１２に送られる。信号を受けたコントローラ１２では、予め設定されたプログラムに基づいて振動を制御する制御信号を駆動アンプ１３に送り、駆動アンプ１３では、鉛直、水平のそれぞれの圧電アクチュエータ５、６Ａ、６Ｂに駆動電圧を印加し、これにより圧電アクチュエータ５、６Ａ、６Ｂが駆動して定盤を駆動する。この操作を繰り返すことにより振動を除振し、定盤４に搭載された嫌振機器３への振動の伝達を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造を有する従来の除振装置は以下の欠点がある。
▲１▼除振のために水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂが駆動して駆動力が定盤４に加わると、駆動力の反力が基台２の側板２Ａに加わる。これにより、側板２Ａは反力に耐えうる剛性を有する必要があり、側板２Ａを厚くしたり図示しない補強部材を設ける等のことが必要になる。従って、除振装置の重量が重くなるという欠点がある。
▲２▼基台２の側板２Ａが定盤４の周囲に設けられ、この側板２と定盤４の外周との間に水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂが設けられているので、定盤４の面積よりも基台２の底面積が大きくなり、除振装置を設置するために広い床面積が必要になるという欠点がある。
▲３▼水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂの設置数が８基と多いために、制御が複雑になると共に駆動アンプ１３の数が多くなり、除振装置の価格が高価になるという欠点がある。
▲４▼また、本発明者等は実験の結果、圧電素子７と弾性体８を直列配置してアクチュエータを構成した場合、圧電アクチュエータユニット５、６Ａ、６Ｂの駆動方向に所定の荷重を予め負荷（以後、この荷重を予荷重と称す）しておかないと除振性能が悪いと共に、予荷重の与え方によって除振の制御性が左右されるとことを見いだした。しかし、従来の除振装置は、鉛直方向の圧電アクチュエータユニット５には、定盤４や嫌振機器３の重さにより予荷重に相当する荷重が負荷されるが、水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂには予荷重が負荷されないという欠点がある。
【０００４】
このような背景において、水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂの数を削減して除振装置の装置価格を低減する目的で、水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂの数を８基から４基に減らして弾性体（圧縮バネ或いはゴム柱）で置き換えた除振装置、或いは、図１５に示すように弾性体をも省略した除振装置が検討されている。しかし、圧電素子アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂを弾性体で置き換えた除振装置は、弾性体の剛性が異なるため、水平方向アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂに負荷する予荷重のバランスが取りにくいという欠点があり、一方、図１５の除振装置の場合は水平方向の圧電アクチュエータユニット６Ａ、６Ｂに予荷重を与えると、定盤４に図中矢印１５方向の回転力が働くので、所定の予荷重を与えられないという欠点がある。従って、これらの除振装置は前記欠点の解決にはならない。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置の小型化、軽量化、水平方向の圧電アクチュエータユニット数の削減を図ることができると共に、水平方向の圧電アクチュエータユニットに所定の予荷重を精度良く確実に負荷できる除振装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、建物等の床面上に固定された基台と嫌振機器を搭載する定盤との間に介在させて前記定盤を鉛直方向に駆動させて鉛直方向の振動を除振する複数の鉛直方向の圧電アクチュエータユニットと、前記定盤を水平方向に駆動させて水平方向の振動を除振する複数の水平方向の圧電アクチュエータユニットとを備え、前記圧電アクチュエータユニットが圧電素子と弾性体とを直列配置して構成された除振装置に於いて、前記複数の水平方向の圧電アクチュエータユニットは、水平Ｘ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニットと、水平Ｙ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニットとが、前記基台と前記定盤との間に前記定盤に回転力を作用させないように予荷重を付与して配置され、前記水平方向の圧電アクチュエータユニットは、前記圧電素子側が前記基台の上面に移動可能に結合された基台用取付治具に結合し、前記弾性体である積層ゴム側が前記定盤の下面に結合された定盤用取付治具に結合し、前記基台用取付治具の近傍の前記基台の上面に予荷重押当て治具を設け、該予荷重押当て治具に予荷重ボルトを螺合して該予荷重ボルトの先端を前記基台用取付治具に当接して前記予荷重ボルトの回転数により前記基台用取付治具の移動量を変えて前記予荷重を調整するように構成して成ることで、前記水平方向の圧電アクチュエータユニットが前記鉛直方向の圧電アクチュエータユニットを介在させた前記基台と前記定盤との間の空間に配置されるようにした。
【０００７】
【作用】
本発明によれば、圧電素子と弾性体とを直列配置して構成した複数の水平方向の圧電アクチュエータユニットを、建物等の床面に固定された基台と嫌振機器を搭載する定盤との間に設けた。これにより、従来の除振装置のように定盤の周囲に基台の側板を設ける必要がないので、平板な基台を使用できると共に、従来の除振装置より基台の面積を小さくできる。更には、水平方向の圧電アクチュエータユニットを、基台と定盤との間に設けたことにより、水平方向の圧電アクチュエータユニットが駆動した時に定盤に加わる駆動力の反力を、駆動方向に平行な基台の面で支えることができる。これにより、従来の除振装置のように駆動方向に直角な基台の側板で前記反力を支える場合に比べて基台の板厚を薄くすることができる。
【０００８】
また、水平方向の圧電アクチュエータユニットを、水平Ｘ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニットと、水平Ｙ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニットとで構成し、これらの水平方向の圧電アクチュエータユニットを定盤に回転力が作用しないように配置した。これにより、８個の水平方向の圧電アクチュエータユニットを使用する従来の除振装置より水平方向の圧電アクチュエータユニットの数を削減でき、しかも水平方向の圧電アクチュエータユニットの駆動方向に予荷重（圧電素子の駆動方向に予め負荷しておく荷重）を負荷した時に定盤が回転しないようにできる。従って、水平方向の圧電アクチュエータユニットに所定の予荷重を精度良く確実に負荷することができるので、除振性能を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明によれば、水平方向の圧電アクチュエータユニットに、予荷重を負荷する負荷手段を設けると共に、負荷する荷重を可変できるようにしたので、圧電素子に所定の予荷重を容易に負荷することができる。
【００１０】
【実施例】
以下添付図面に従って本発明に係る除振装置の好ましい実施例について詳説する。
図１は本発明の除振装置の圧電素子アクチュエータの配置を示した平面図であり、図２は除振装置の一部を切り欠いて圧電素子アクチュエータの配置を示した斜視図である。図１及び図２に示すように、建物等の図示しない床面上に固定される矩形板状の基台２０と、半導体装置のような嫌振機器を搭載する矩形板状の定盤２２との間の４隅には、定盤２２を鉛直方向（図１のＺ方向）に駆動して鉛直方向の振動を除振する複数の鉛直方向の圧電アクチュエータユニット２４がそれぞれ設けられる。鉛直方向の圧電アクチュエータユニット２４は、鉛直方向に駆動する圧電素子２６と圧電素子２６に加わる剪断方向（圧電素子２６の駆動方向に対して直交する方向）の力を吸収して圧電素子２６の破壊を防止する積層ゴム２８とから構成される。
【００１１】
また、基台２０と定盤２２との間の鉛直方向の圧電アクチュエータユニット２４の近傍には、定盤２２を水平方向に駆動して水平方向の振動を除振する水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′がそれぞれ設けられる。この水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′は、鉛直方向の圧電アクチュエータユニット１４と同様に圧電素子２６と積層ゴム２８とから構成される。また、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′は、水平Ｘ方向（図１のＸ方向）に駆動する一対の水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′と、水平Ｙ方向（図１のＹ方向）に駆動する一対の水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニット３０Ｂ、３０Ｂ′とから構成される。そして、水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′は基台２０と定盤２２の間の４隅のうち、一方の略対角位置に駆動力の作用方向（図中矢印ａ、ａ′）を逆向きにして配置される。また、一対の水平Ｙ方向アクチュエータユニット３０Ｂ、３０Ｂ′は基台２０と定盤２２との間の他方の略対角位置に駆動力の作用方向（図中矢印ｂ、ｂ′）を逆向きにして配置される。
【００１２】
また、定盤２２の下面４隅には、鉛直方向の振動を検出する複数個の鉛直振動検出器３２と、水平Ｘ方向の振動を検出する複数個の水平Ｘ方向振動検出器３４と、水平Ｙ方向の振動を検出する複数個の水平Ｙ方向振動検出器３６とが取付けられている。そして、これらの検出器３２、３４、３６で得られた振動の信号は、図１３で説明したようにアンプ１１を介してコントローラ１２に送られ、予め設定されたプログラムに基づいて振動を制御する制御信号を駆動アンプ１３に送り、駆動アンプ１３では、鉛直、水平のそれぞれの圧電アクチュエータユニット２４、３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′に駆動電圧を印加して定盤２２を駆動し、これにより振動を除振する。この駆動電圧の印加と圧電アクチュエータユニット２４、３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′が駆動する変位において、図３に示すように圧電素子２６はヒステリシス特性をもつため、印加電圧増加時と印加電圧減少時では発生する変位量が異なる。そこで、バイアス電圧を加え特性が線形状態を保てる範囲で使用する。
【００１３】
次に、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′を基台２０と定盤２２に取り付ける取付構造を、圧電アクチュエータユニット３０Ａの例で説明する。図４は水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａを基台２０と定盤２２に取り付けた側面図、図５は基台２０と定盤２２を省略した状態での図４の上側平面図である。図４、図５に示すように、圧電アクチュエータユニット３０Ａの圧電素子２６側が、水平面３８Ａと垂直面３８Ｂを有する基台用取付治具３８の垂直面３８Ｂにボルト４２で結合されると共に、水平面３８Ａが基台２０にボルト４４で結合される。一方、積層ゴム２８側が、水平面４０Ａと垂直面４０Ｂを有する定盤用取付治具４０の垂直面４０Ｂにボルト４６で結合されると共に、水平面４０Ａが定盤２２にボルト４８で結合される。また、基台用取付治具３８の水平面３８Ａの４隅に形成されたボルト孔は５０、圧電素子アクチュエータ３０Ａの駆動方向に長径な長孔になっており、ボルト４４を緩めると圧電素子アクチュエータ３０Ａは移動できるようになっている。また、基台用取付治具３８の近傍には水平面５２Ａと垂直面５２Ｂを有する予荷重押当て治具５２が設けられ、その水平面５２Ａがボルト５４で基台２０に結合されると共に、垂直面５２Ｂの略中央に穿設された雌ねじに予荷重ボルト５６が螺合され、予荷重ボルト５６の先端が基台用取付治具３８に当接している。これにより、基台用取付治具３８のボルト４４を緩めた状態で予荷重ボルト５６が基台用取付治具３８を押しつけると、基台用取付治具３８が図中Ａ方向に移動して圧電素子２６を介して積層ゴム２８を圧縮する。そして、圧縮された積層ゴム２８の反力により圧電素子アクチュエータユニット３０Ａには予荷重が負荷される。また、この予荷重の程度は、予荷重ボルト５６の回転数、即ち基台用取付治具３８の移動量を変えることにより調整することができる。
【００１４】
次に、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′の詳細構造を圧電アクチュエータユニット３０Ａの例で説明する。ここでは、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａの例で説明するが、鉛直方向の圧電アクチュエータユニット２４の場合にも駆動方向が鉛直方向になるだけで基本的に同様である。図６に示すように、図中左側に開口５８を有する断面コ字形状のケーシング６０が前記した基台用取付治具３８にボルト４２で結合される。また、ケーシング６０の開口５８には、板ばね６２が押えリング６４によって挟持され、ケーシング６０、板ばね６２、押えリング６４はボルト６６により結合されている。また、板ばね６２は取付フランジ６８と押さえ治具７０によって挟みこまれ、ボルト７２で結合されている。また、ケーシング６０には、圧電素子２６を位置合わせするリング状の突起７４が形成されると共に、押さえ治具７０にもリング状の突起７６が形成され、両方の突起７４、７６に圧電素子２６の両端が嵌め込まれている。また、積層ゴム２８の両端にはそれぞれフランジ７８が固着されると共に、一方側のフランジ７８が取付けフランジ６８にボルト８０で結合され、他方のフンラジ７８が前記した定盤用取付治具４０にボルト４６で結合される。また、ケーシング６０には、圧電素子２６の配線８２の電気コネクタ８４が取付けられている。このように構成された水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａは、圧電素子２６の駆動力が積層ゴム２８を介して定盤用取付治具４０に伝えられて定盤２２を駆動する。また、圧電素子２６に加わる剪断方向（圧電素子２６の軸方向に直交する方向）の力は、積層ゴム２８及び板ばね６２により圧電素子２６に伝わらないようにできる。
【００１５】
上記の如く構成された本発明の除振装置によれば、複数の水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′を、基台２０と定盤２２との間の空間にその駆動方向を水平にして配置し、その両端を基台用取付治具３８と定盤用取付治具４０とを介して基台２０と定盤２２とに固定した。これにより、従来の除振装置のように定盤２２の周囲に基台側板（図１３参照）を設ける必要がないので、平板な基台２０を使用できると共に、基台２０の面積を、嫌振機器を搭載する定盤２２に必要な面積と同じに小さくすることができる。更には、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′を、基台２０と定盤２２との間に設けたことにより、圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′が駆動した時に定盤２２に加わる駆動力の反力を、基台用取付治具３８を介して駆動方向に平行な基台２０の面で支えることができる。これにより、従来の除振装置のように駆動方向に直角な基台側板で前記反力を支える場合に比べて基台２０の板厚を薄くすることができる。従って、基台２０を小さくすることができ、且つ重量を軽くすることができるので、除振装置の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００１６】
また、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′を、水平Ｘ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′と、水平Ｙ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニット３０Ｂ、３０Ｂ′とで構成し、水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′を基台２０と定盤２２の間の４隅のうち、一方のほぼ対角位置に駆動力の作用方向を逆向きにして配置し、一対の水平Ｙ方向アクチュエータユニット３０Ｂ、３０Ｂ′を基台２０と定盤２２との間の他方のほぼ対角位置に駆動力の作用方向を逆向きにして配置した。これにより、水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′は定盤２２に対して回転力Ｅ（図１参照）を作用させる一方、水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニット３０Ｂ、３０Ｂ′は定盤２２に対して回転力Ｄ（図１参照）を作用させて互いに回転力を相殺する。従って、８個の水平方向の圧電アクチュエータユニットを使用する従来の除振装置より水平方向の圧電アクチュエータの数を半分にしても、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′の駆動方向に予荷重を負荷した時に定盤２２が回転しないようにできる。更には、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′がその駆動方向で移動可能なように基台用取付治具３８の構造を形成すると共に、基台用取付治具３８の近傍に予荷重押当て治具５２を設け、予荷重ボルト５６を回転させることにより基台用取付治具３８を所定の移動量だけ精度良く移動できるようにした。これにより、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′に所定の予荷重を精度良く確実に負荷することができるので、除振性能を向上させることができる。
【００１７】
ここで、図７〜図１０により予荷重と除振性能との関係を説明する。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′に予荷重を負荷した場合の基台取付治具３８に対する圧電素子２６、積層ゴム２８及び定盤用取付治具４０の挙動を示したもので、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は予荷重を負荷しない場合である。また、（ａ）は初期状態、（ｂ）は圧電素子２６に駆動電圧を印加した時、（ｃ）は印加した電圧を下げた時を示す。尚、図７、図８では、積層ゴム２８の挙動を分かり易くするために、バネ状の形状で示した。
【００１８】
図７から分かるように、予荷重を負荷した場合には、圧電素子２６に駆動電圧を印加すると圧電素子２６が伸びて定盤用取付治具４０が基台用取付治具３８から離れる方向に移動する。また、印加する駆動電圧を下げると圧電素子２６が縮んで定盤用取付治具４０が基台用取付治具３８に近づく方向に移動する。即ち、予荷重を負荷した場合には、圧電素子２６への駆動電圧の印加に応じて定盤用取付治具４０が移動するので、圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′が駆動すると定盤２２を駆動させることができる。また、本発明の除振装置では、前記したように、水平方向の各圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′に予荷重を負荷する装置５２、５６を設けると共に、予荷重の大きさを可変できるようにしたので、最高の除振性能を得るための所定の予荷重を容易に負荷することができる。
【００１９】
これに対し、図８から分かるように、予荷重を負荷しない場合には、圧電素子２６に駆動電圧を印加すると圧電素子２６が伸びるがその分だけ積層ゴム２８が縮む。また、印加する駆動電圧を下げると圧電素子２６が縮むがその分だけ積層ゴム２８が伸びる。即ち、予荷重を負荷しない場合には、圧電素子２６に駆動電圧を印加しても、定盤用取付治具４０と基台用取付治具３８との距離が一定である。従って、圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′が駆動しても定盤２２が駆動しない。
【００２０】
また、図９は、水平方向及び鉛直方向の圧電アクチュエータユニット２４、３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′に適切な予荷重を負荷した場合の除振装置の除振性能を示したもので、図１０は、予荷重を負荷しない場合の除振装置の除振性能を示したものである。図９、図１０において、（ａ）は水平Ｘ方向、（ｂ）は水平Ｙ方向、（ｃ）は鉛直方向の除振性能を示したものである。
【００２１】
図９、図１０から明らかなように、圧電アクチュエータユニット２４、３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′に適切な予荷重を負荷しないと除振性能が明らに悪いのに対し、予荷重を負荷すると振動を略１００％除振することができる。ちなみに、図１０（ｃ）は図１０の（ａ）、（ｂ）に比べて除振性能が良いのは、鉛直方向の圧電素子アクチュエータユニット２４には、定盤２２や嫌振機器の重さにより予荷重に相当する荷重が負荷されているためである。
【００２２】
尚、本実施例では、水平方向の圧電アクチュエータユニット３０Ａ、３０Ａ′、３０Ｂ、３０Ｂ′を基台２０と定盤２２の対角の４隅に配置するようにしたが、図１１或いは図１２のように配置してもよい。また、圧電アクチュエータユニットは、圧電素子２６と積層ゴム２８を直列に配置するようにしたが、積層ゴム２８の代わりにゴム柱でもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の除振装置によれば、複数の水平方向の圧電アクチュエータユニットを、工場等の床面に固定された基台と嫌振機器を搭載する定盤との間に設けた。これにより、従来の除振装置に比べて基台の面積を小さくでき、重さを軽くできる。従って、除振装置の小型化、軽量化を図ることができる。
【００２４】
また、水平方向の圧電アクチュエータユニットを、水平Ｘ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニットと、水平Ｙ方向に駆動すると共にその駆動力の作用方向が逆向きの一対の水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニットとで構成し、これらの水平方向の圧電素子アクチュエータを定盤に回転力が作用しないように予荷重を付与して配置した。これにより、水平方向の圧電アクチュエータユニットの数の削減を図ることができると共に、所定の予荷重を圧電アクチュエータユニットに負荷する際に精度良く確実に負荷できるので、除振性能を向上できる。
【００２５】
また、本発明の除振装置によれば、水平方向の圧電アクチュエータユニットは、鉛直方向の圧電アクチュエータユニットを介在させた基台と定盤との間の空間に配置されるようにしたので、従来の除振装置のように定盤の周囲に基台側板を設ける必要がないので、平板な基台を使用できると共に、基台の面積を、嫌振機器を搭載する定盤に必要な面積と同じに小さくすることができる。更に水平方向の圧電アクチュエータユニットを基台と定盤との間に設けたことにより、水平方向の圧電アクチュエータユニットが駆動したときに定盤に加わる駆動力の反力を駆動方向に平行な基台の面で支えることができるので、従来の除振装置のように駆動方向に直角な基台側板で支える場合に比べて基台の板厚を薄くすることができる。従って、基台を小さくすることができ、且つ重量を軽くすることができるので、除振装置の小型化及び計量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る除振装置の圧電アクチュエータユニットの配置を示した平面図
【図２】図２は、本発明に係る除振装置の一部を切り欠いて圧電アクチュエータユニットの配置を示した斜視図
【図３】図３は、圧電素子の電圧−変位特性を示した特性図
【図４】図４は、本発明に係る除振装置の水平方向の圧電アクチュエータユニットの取付構造を示す側面図
【図５】図５は、図４から基板と定盤を省略した平面図
【図６】図６は、圧電アクチュエータユニットの詳細構造を示した断面図
【図７】図７は、圧電アクチュエータユニットに予荷重を負荷した場合での圧電素子、積層ゴム、定盤用取付治具の挙動を示す図で、（ａ）は初期状態、（ｂ）は圧電素子２６に駆動電圧を印加した時、（ｃ）は印加した電圧を下げた時を示す。
【図８】図８は、圧電アクチュエータユニットに予荷重を負荷しない場合での圧電素子、積層ゴム、定盤用取付治具の挙動を示す図で、（ａ）は初期状態、（ｂ）は圧電素子２６に駆動電圧を印加した時、（ｃ）は印加した電圧を下げた時を示す。
【図９】図９は、圧電アクチュエータユニットに予荷重を負荷した場合での除振性能を示す図で、（ａ）は水平Ｘ方向、（ｂ）は水平Ｙ方向、（ｃ）は鉛直方向の除振結果を示す。
【図１０】図１０は、圧電アクチュエータユニットに予荷重を負荷しない場合での除振性能を示す図で、（ａ）は水平Ｘ方向、（ｂ）は水平Ｙ方向、（ｃ）は鉛直方向の除振結果を示す。
【図１１】図１１は、本発明に係る除振装置の圧電アクチュエータユニットの配置の別態様を示した平面図
【図１２】図１２は、本発明に係る除振装置の圧電アクチュエータユニットの配置の更に別態様を示した平面図
【図１３】図１３は、従来の除振装置の説明図
【図１４】図１４は、従来の除振装置の圧電アクチュエータユニットの配置を示す平面図。
【図１５】図１５は、従来の除振装置で圧電アクチュエータユニットを削減した例の平面図
【符号の説明】
２０…基台
２２…定盤
２４…鉛直方向の圧電アクチュエータユニット
２６…圧電素子
２８…積層ゴム
３０Ａ、３０Ａ′…水平Ｘ方向の圧電アクチュエータユニット
３０Ｂ、３０Ｂ′…水平Ｙ方向の圧電アクチュエータユニット
３２…鉛直方向振動検出器
３４…水平Ｘ方向振動検出器
３６…水平Ｙ方向振動検出器
３８…基台用取付治具
４０…定盤用取付治具
５２…予荷重押当て治具
５６…予荷重ボルト
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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