(57)【要約】【課題】ポンプ等に設けられた配管システムの振動伝達を好適に遮断する除振装置を提供する。【解決手段】除振装置１００は、金属製の波形ベローズ１０５と、波形ベローズ１０５の各端部に接合された一対のリング状のフランジ１０１と、波形ベローズ１０５の軸方向のほぼ中間位置に、互いに円柱状の台座１０２及び防振ゴム１０３を介して各フランジ１０１上に弾性的に支持されたリング状の慣性部材１０４とから主に構成されている。すなわち、除振装置１００の波形ベローズ１０５にフランジ１０１を介して外部から振動が加わった場合に、防振ゴム１０３の弾性力に抗しつつ慣性部材１０４が振動することになる。これにより、慣性部材１０４の振動と波形ベローズ１０５の振動とが相殺され、系全体の振動を低減させることができる。【選択図】      図１
2005030423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベローズの各端部にフランジが設けられた可撓管と、
前記可撓管の前記各フランジ間の所定位置に前記ベローズの外径部から離間した状態で配置された慣性部材と、
前記慣性部材を両側から弾性的に挟持するように前記可撓管の前記各フランジ間に介挿された弾性支持部材と
を具備することを特徴とする除振装置。
【請求項２】
前記可撓管の前記ベローズが、金属製の波形ベローズであって、該波形ベローズの有効長さが有効直径の１／２以上であることを特徴とする請求項１記載の除振装置。
【請求項３】
前記波形ベローズの外周部に取り付けられた粘弾性体をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の除振装置。
【請求項４】
前記慣性部材は、比重７以上の金属材料を環状に形成し前記可撓管の前記ベローズを包囲する位置に配置された部材であって、前記弾性支持部材は、前記各フランジ上にスペ−サを介して取り付けられた複数の防振ゴムであることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の除振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子顕微鏡や極低温装置に設けられたターボ分子ポンプ又は空調用ポンプ等の配管システムに適用される除振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空ポンプや内圧ポンプのように稼動時に振動を発生する装置と、電子顕微鏡のように装置本体への加振を殆ど許容しない装置とを連結する場合には、一般に可撓管継手を使用した配管システムが用いられる。つまり、この配管システムでは、ステンレスベローズやゴム等の可撓管継手を介在させることで、真空ポンプ等から電子顕微鏡等への振動の伝達を遮断する。このような配管システムとしては、可撓管継手自身が持つ可撓特性が十分に発揮されるように例えば加振時に可撓管の保持部が３次元的に揺動する機構を備えた除振配管システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１４５２７０号公報（第３−５頁，図１、図２）
【０００４】
ここで、配管システムに搭載された従来の除振装置の一例を図１１ないし図１３に基づき説明する。なお、図１１は、除振装置の配置を概略的に示す図、図１２（ａ）は、除振装置を構成する可撓管の平面図、図１２（ｂ）は、可撓管の側面図、図１３は、この除振装置の振動系のモデル図である。
【０００５】
すなわち、この除振装置では、図１１に示すように、例えば電子顕微鏡の鏡筒部２０１を真空にすべく、この鏡筒部２０１の下方に可撓管２０３を介してターボ分子ポンプ２０４が取り付けられている。ターボ分子ポンプ２０４が取り付けられた鏡筒部２０１は、保持プレート２０２を介して支持台２０５にボルト２０６及びナット２０７により固定されている。ターボ分子ポンプ２０４は、質量が、概ね７〜７０Ｋｇであり、回転数が例えば５００〜１２００Ｈｚとなる仕様である。
【０００６】
可撓管２０３は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、その主要部が波形ベローズ４０６によって構成されている。波形ベローズ４０６の各端部には、鏡筒部２０１又はターボ分子ポンプ２０４にそれぞれ接合される一対のリング状のフランジ４０１が溶接されている。この一対のフランジ４０１の間には、波形ベローズ４０６の周面を包囲するようにゴム環４０２が介挿されている。ここで、ゴム環４０２のバネ定数は、ターボ分子ポンプ２０４の作動時に波形ベローズ４０６内が負圧になり、さらに波形ベローズ４０６が弾性限界を超えて収縮（塑性変形）しないように設定されている。
【０００７】
また、このようなゴム環４０２は、その軸方向にスリットが形成されており、このスリットを広げ波形ベローズ４０６を外側から包囲するように取り付けられる。さらに、ゴム環４０２は、外側から、薄型鋼板で形成されたリング状のバンド４０３により波形ベローズ４０６側に締結されている。バンド４０３は、２ピースの半円リングにより構成されている、各半円リングの端部どうしがボルト４０５及びナット４０８により互いに締結されている。
【０００８】
また、上記一対のフランジ４０１には、両フランジ間が所定の間隔以上離間しないように、金具４０７ａ、４０７ｂが互いに直交するかたちで溶接されている。すなわち、金具４０７ａ、４０７ｂは、ターボ分子ポンプ２０４及び可撓管２０３自身の自重によって、波形ベローズ４０６が伸びる方向に塑性変形してしまうことを阻止するためのストッパーとして機能する。
【０００９】
ここで、この除振装置を図１３に示す防振系のモデル図により考察してみる。
すなわち、ターボ分子ポンプ２０４は、加振力周波数ｆ（Ｈｚ）の加振力Ｆ０（Ｎ）を発生する。鏡筒部２０１には、防振材である可撓管２０３によって、減衰された振動が、伝達力Ｆｔとして作用する。このような振動系は、単一部材の質量位置が、単一の座標ｚで定まるので、いわゆる１自由度系の除振システムである。
この除振装置の固有振動数ｆｎと振動伝達率ｄＢとを下式に示す。
なお、振動伝達率は、１／１０が一般に−２０ｄＢと定められている。
【数１】
2005030423.tif 000003
【数２】
2005030423.tif 000004
ただし、上記数式（１）、（２）においては、
ｋ（Ｎ／Ｍ）：ゴム環４０２のバネ定数
ｍ１（ｋｇ）：ターボ分子ポンプ２０４の質量
Ｆｔ（Ｎ）：伝達力
Ｆ０（Ｎ）：加振力
ｆｎ（Ｈｚ）：固有振動数
ｆ（Ｈｚ）：加振力周波数
である。
【００１０】
また、波形ベローズ４０６は、ステンレス等の金属製の薄板材で形成されており、これにより、高周波領域において、特有の定まった周期で振動量が大きくなるサージング現象が発生する。図１４では、電磁加振器に対し可撓管２０３を軸方向が垂直になるように固定し、上端に質量を載荷し下端を加振して振動伝達率を実測した値が示されている。同図１４では、振動が波形ベローズ４０６を直通し、いくつかの共振点において振動量が大きくなる現象が発生している。
【００１１】
次に、上述した電子顕微鏡等に適用される除振装置に代えて、極低温装置や空調用ポンプ等に適用される除振装置について説明する。ここで、極低温装置や空調用ポンプ等に用いられる除振装置は、ポンプ等を可撓管が支持する構造ではなく、可撓管におけるポンプ側及び装置本体側が共に固定されている。
【００１２】
まず、極低温装置に適用される除振装置について説明する。
図１５に示すように、極低温装置７０１は、支持プレート７０８を介して立上り基礎７０２上にボルト７０９により固定支持されている。極低温装置は、一般に防振機構を介して基礎上に支持されるが、可撓管周辺の防振系の構成をより把握し易くするために、極低温装置本体が基礎上に固定されているものとして説明を行う。可撓管７０４の一端部は、極低温装置本体に接合された配管７０３ａに連結されている。可撓管７０４の他端部は、ポンプ７０６に接合された配管７０３ｂに連結されている。この配管７０３ｂは、Ｕバンド７０５によって壁７０７に固定されている。
【００１３】
次に、空調用ポンプに適用される除振装置について説明する。
図１６に示すように、吐出側配管８０１ａ及び吸入側配管８０１ｂと、空調用ポンプ８０３との間に、可撓管８０２が介挿されている。また、可撓管８０２は、空調用ポンプ８０３や配管架台８０４に固定されている。ここで、空調用ポンプ８０３から吸入側配管８０１ｂ及び吐出側配管８０１ａへの振動伝達は、可撓管８０２によって防振されている。
【００１４】
上記図１５及び図１６に示した除振装置を図１７に示す防振系のモデル図により考察してみる。
空調用ポンプ９０３は、固定されていても、ある振動振幅（ｕ＝ｕ０ｓｉｎ２πｆｔ）にて振動する。可撓管９０２を経由して装置ないしは建物躯体９０１に伝達される伝達力は次式の通りである。
【数３】
2005030423.tif 000005
ｕ０（Ｍ）：振動振幅
【００１５】
ここで、可撓管の両端が固定されていても、真空の圧縮力ないしは内圧力による伸張力に対する弾性体のストッパーは一般に具備されている。何故なら、可撓管の両端が固定されていても、ストッパー機構がないと、フランジの両端に連結している装置ないしは配管に大きな圧縮力ないしは伸張力が作用し、フランジの両端に連結している装置ないし配管に変形をもたらすからである。
【００１６】
そこで、真空配管であれば、上記図１２に示したような構造の可撓管２０３が一般に用いられるが、可撓管に伸張力や圧縮力が作用する場合、図１８に例示される構造の可撓管１０００が例えば使用される。同図１８に示すように、防振ゴム１００１は、中空に構成されており、ボルト１００３を貫通させて金具１００２に固定されている。この可撓管１０００は、内圧、真空どちらが作用しても比較的良好な防振特性が得られる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述してきた構成の除振装置には、次のような課題がある。
すなわち、上記図１１ないし図１２で示した除振装置の使用状況において、一般に真空引きの際に波形ベローズ４０６に加わる圧縮力Ｐ（図１１参照）が、ターボ分子ポンプ２０４の重量よりも大きな値になる。したがって、ゴム環４０２のばね定数は、当該圧縮力に基づいて決定される。例えば、可撓管２０３の波形ベローズ４０６の有効径が２００ｍｍ、ターボ分子ポンプ２０４の重量が１２０Ｎ、圧縮力が３０７７Ｎである場合、上記数式（１）によって、固有振動数を求めると、ｆｎ＝５０Ｈｚといった大きな固有振動数となってしまう。したがって、数式（２）より与えられた加振力周波数ｆに対する振動伝達率Ｔｒが小さな値にならず、良好な防振効果が得られない。
【００１８】
つまり、ゴム環４０２が装着された波形ベローズ４０６では、この波形ベローズ４０６が本来持つバネ的特性が有効に機能せず、効果的な防振特性を得ることが困難になる。詳述すると、圧縮力の存在がなく、ターボ分子ポンプ２０４の重量を支持するだけであれば、その防振系の固有振動数ｆｎは、一般に１０〜２０Ｈｚ程度の小さな値になる。この場合、振動数比ｆ／ｆｎは、大きくなり、振動伝達率Ｔｒが小さな値になる。すなわち、図１１ないし図１２で示すような使用状況において、振動伝達率を低下させるための構造上の改善が求められている。
【００１９】
また、ターボ分子ポンプ２０４の運転時に発生する５００〜１２００Ｈｚの高周波振動においては、ｆｎ＝５０Ｈｚと大きな値を設定しても、ｆ／ｆｎ≫１より
【数４】
2005030423.tif 000006
となる。
上記数式４で与えられた固有振動数ｆｎに対し、加振力周波数ｆを２倍（１オクターブ［ｏｃｔ］）にした場合には、−１２ｄＢの傾斜で小さくなる。ここで、図１９において、固有振動数ｆｎ＝４３．１Ｈｚにおける振動伝達率Ｔｒの実測値Ｃと計算値Ｄとを示す。１５０Ｈｚ以上の領域において、上記数式（４）と理論的に一致する−１２Ｂの傾斜が得られているが、それ以上の性能は理論上からも得られないという必然の制限がある。
【００２０】
すなわち、電子顕微鏡等に例えば適用される図１２で示したような構造を採る除振装置では、振動伝達率を低下させるための構造上の改善が求められている。また、極低温装置や空調用ポンプ等に適用される図１８でしたような構造を採る除振装置においても、防振特性を向上させるためのさらなる改善が期待されている。
【００２１】
そこで本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、ポンプ等に設けられた配管システムの振動伝達を好適に遮断する除振装置の提供を目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る除振装置は、ベローズの各端部にフランジが設けられた可撓管と、前記可撓管の前記各フランジ間の所定位置に前記ベローズの外径部から離間した状態で配置された慣性部材と、前記慣性部材を両側から弾性的に挟持するように前記可撓管の前記各フランジ間に介挿された弾性支持部材とを具備することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る除振装置においては、前記可撓管の前記ベローズが、金属製の波形ベローズであって、該波形ベローズの軸直角方向のバネ定数が、軸方向のバネ定数のほぼ５倍以下になるように、該波形ベローズの有効長さが有効直径の１／２以上であることが望ましい。
【００２４】
さらに、本発明に係る除振装置において、前記波形ベローズに生じるサージング現象が抑制されるように該波形ベローズの外周部に粘弾性体を取り付けてもよい。
【００２５】
また、本発明に係る除振装置においては、比重７以上の金属材料を環状に形成し前記可撓管のベローズを包囲する位置に配置するとともに、複数の防振ゴムを弾性支持部材として適用し、これらの防振ゴムを各フランジ上にスペ−サを介して取り付けるようにしてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る除振装置を示す斜視図、図２は、この除振装置に設けられた慣性部材の構造を示す図、図３は、図１の除振装置を搭載した振動系のモデル図である。ここで、図２（ａ）は、慣性部材の側面図であり、図２（ｂ）は、慣性部材の正面図である。
【００２７】
これらの図に示すように、この除振装置１００は、例えば電子顕微鏡と、その電子顕微鏡の鏡筒部を真空にするためのターボ分子ポンプ等とを連結する除振配管システムである。すなわち、除振装置１００は、金属製の波形ベローズ１０５の各端部に一対のリング状のフランジ１０１が接合された可撓管と、波形ベローズ１０５の軸方向のほぼ中間位置（各フランジ１０１間の中間位置）に、波形ベローズ１０５の外径部から離間した状態で配置された慣性部材１０４と、慣性部材１０４を両側から弾性的に挟持するように、スペーサとしての複数の円柱状の台座１０２を介し各フランジ１０１間に介挿された弾性支持部材としての複数の防振ゴム１０３とから構成されている。
【００２８】
一対のフランジ１０１は、鏡筒部２０１又はターボ分子ポンプ２０４にそれぞれ接合される。台座１０２は、一方のフランジ１０１上の内側面（他方のフランジと対向する側の面）から、他方のフランジ１０１側（慣性部材１０４側）に突出するように、その基端部が、各フランジ１０１上の内側面にボルト１０９によって取り付けられている。また、台座１０２は、リング状のフランジの表面上に９０度の間隔をおいて各々４つずつ立設されている。防振ゴム１０３は、個々の台座１０２の先端部から各々突出するように取り付けられており、慣性部材１０４を両側から挟持するかたちで、これを弾性的に支持している。
【００２９】
慣性部材１０４は、図２に示すように、リング状の部材を径方向に２分割したかたちの２ピース構造である。各ピースを構成する一対の半円リング１０４ａは、その端部どうしが連結金具１０６を介してボルト１０７及びナット１０８により互いに連結されている。リング型構造のこのような慣性部材１０４の内径は、波形ベローズ１０５の最外径よりも大きく形成されている。すなわち、慣性部材１０４は、その内径部分が、波形ベローズ１０５の最外径部から径方向に離間するかたちで防振ゴム１０３によって弾性的に支持されている。また、慣性部材１０４の構成材料としては、例えばステンレス鋼（約比重７．９）、鉄（比重７．９）、又は銅（比重８．９）等、比較的比重の大きい材料が例示される。また、上記環状の慣性部材１０４を、上記リング型構造に代えて、例えば正方形や矩形の辺部どうしを連結したかたちの角型の環状構造としてもよい。
【００３０】
ここで、本実施形態の除振装置１００を図３に示す防振系のモデル図により考察してみる。
除振装置１００は、２自由度系の防振構造を有しており、加振力Ｆ０と伝達力Ｆｔとの比率、振動伝達率Ｔｒ（ｄＢ）は下記のように求められる。
【数５】
2005030423.tif 000007
ここで、
ｍ１（ｋｇ）：慣性部材１０４の質量
ｍ２（ｋｇ）：ターボ分子ポンプ２０４の質量
ｋ１（Ｎ／Ｍ）：電子顕微鏡側と慣性部材１０４との間の防振ゴム１０３のバネ定数
ｋ２（Ｎ／Ｍ）：ターボ分子ポンプ２０４側と慣性部材１０４との間の防振ゴム１０３のバネ定数。
ｆ１（Ｈｚ）：ｍ１−ｋ１系の固有振動数
ｆ２（Ｈｚ）：ｍ２−ｋ２系の固有振動数
ｆ（Ｈｚ）：ターボ分子ポンプ２０４が発生させる加振力周波数
である。
また、一般にｋ１＝ｋ２である。
質量比νの値は、ｍ２の値が小さい場合は０．３程度、ｍ２の値が大きい場合は３程度の値になり得る。
【００３１】
ただし、図３においては、電子顕微鏡の鏡筒部２０１とターボ分子ポンプ２０４とを直接連結する波形ベローズ１０５の構成は省略されている。波形ベローズの１０５のばね定数は、上記防振ゴム１０３のばね定数の概ね２０％以下であり無視できる値である。
【００３２】
詳細には、図４に示すように、波形ベローズ１０５の有効径が９５ｍｍで且つ有効長さが９５ｍｍの場合、波形ベローズ１０５の軸方向のばね定数ＫｂＶと、軸直角方向のばね定数ＫｂＨとは、それぞれ
軸方向      ＫｂＶ＝  ８Ｎ／ｍｍ
軸直角方向  ＫｂＨ＝１２Ｎ／ｍｍ
である。
【００３３】
また、図３、図４において、防振ゴム１０３の材料として最もばね作用の軟らかい防振材料を選択した場合でも、防振ゴム１０３の軸方向のばね定数ＫｒＶと、軸直角方向のばね定数ＫｒＨとは、それぞれ
軸方向      ＫｒＶ＝２００Ｎ／ｍｍ
軸直角方向  ＫｒＨ＝  ８５Ｎ／ｍｍ
程度の値である。
【００３４】
ここで、波形ベローズ１０５の有効径が１００ｍｍの場合と２００ｍｍの場合とについて考察を行う。
（波形ベローズ１０５の有効径が１００ｍｍの場合）
波形ベローズ１０５に加わる圧縮力Ｐ＝７７０Ｎ、圧縮力Ｐを４個の防振ゴム１０３で支持すると、概ねバネ定数ｋ２＝８０ｋＮ／Ｍ（防振ゴム１個）、ターボ分子ポンプ２０４の質量ｍ２は、９〜３３ｋｇくらいであるので  ｍ２−ｋ２系の固有振動数ｆ２＝３０〜１６Ｈｚ程度とみてよい。慣性部材１０４の質量ｍ１は、ターボ分子ポンプ２０４が軽い場合で、最大ν＝３として約３０Ｋｇ、最小ν＝０．３として３Ｋｇである。ポンプ質量が大きいとν＝０．３〜１として中間質量ｍ１は、１０〜３０Ｋｇである。ｋ１＝ｋ２とすればｆ１＝ｆ１＝１６〜５０Ｈｚ位である。
【００３５】
（波形ベローズ１０５の有効径が２００ｍｍの場合）
圧縮力Ｐ＝３０７７Ｎ、バネ定数ｋ２＝２２０ｋＮ  、ｍ２＝１２〜５０ｋｇ、ｍ１＝４〜５０ｋｇである。
ｋ１＝ｋ２とすると、ｆ２＝４３〜２１Ｈｚ、ｆ１＝７５〜２１Ｈｚである。
【００３６】
振動伝達率Ｔｒ（ｄＢ）を小さくするには、ｆ１、ｆ２をできるだけ、小さくして与えられたｆに対する比率ｆ／ｆ１、ｆ／ｆ２を大きくすることである。除振装置を適宜設定し、ｆ１、ｆ２を３０〜４０Ｈｚにすると、１００〜１５０Ｈｚ以上の加振力周波数ｆに対しては、ｆ／ｆ１≫１、ｆ／ｆ２≫１となり数式（５）は、
【数６】
2005030423.tif 000008
となる。
上記数式（６）の分母の第２項  は、ν・ｆ２／ｆ１２の２乗であるので、第１項の４乗に対し高周波数領域ではその値を無視できる。
上記数式（６）より、高周波領域では、周波数が２倍になるに従い、振動伝達率Ｔｒは、−２４ｄＢでその伝達率曲線が降下する。ここで、図５において、２自由度系の除振装置における振動伝達率Ｔｒの実測値Ａと計算値Ｂとを示す。なお、図１９で示した１自由度系の除振装置の実測値Ｃを同図５上に示す。加振力の周波数ｆは、３００Ｈｚ以上の領域においては、測定器の感度等の要素により、計算値Ｂと実測値Ａとに僅かにずれが生じているが、３００Ｈｚ以下の領域では、理論的に一致する値が得られている。
【００３７】
次に、防振系を理想的に設計した２自由度系の除振装置１００の振動伝達率Ｔｒを図６に示す。なお、ｋ１＝ｋ２とする。図１３に示した１自由度系の除振装置は、固有振動数ｆ＝２０Ｈｚが得られたものとし、これを計算値Ｃで示す。さらに、ｆ１＝ｆ２＝２０Ｈｚとする。ここで、除振装置１００が、ｍ１＝ｍ２（υ＝１）である場合を計算値Ｂで示し、ｍ１＝ｍ２／２（ν＝ｍ２／ｍ１＝２）である場合を計算値Ａで示す。
【００３８】
同図６のグラフから明らかなように、５０Ｈｚ以上の領域においては、２自由度系の除振装置１００の振動伝達率Ｔｒが、１自由度系の除振装置の振動伝達率Ｔｒよりも小さく、また、その降下率も１自由度系の除振装置で−１２ｄＢ、２自由度系の除振装置１００で−２４ｄＢであり、明白な除振特性の差が認められる。詳細には、慣性部材１０４の質量の大きい計算値Ｂは、質量の小さい計算値Ａよりも良好な除振特性を示している。
【００３９】
さらに、本実施形態の除振装置１００を、上記図１５、図１６にて示した極低温装置や空調用ポンプ等に適用した場合について考察してみる。図７は、その防振系のモデル図である。同図に示すように、慣性部材１０４が振動する際の慣性力ｍｕａ（２πｆ）２によって、防振すべき装置側への伝達力が減少する。振動系の固定部分もｕ０ｓｉｎ（２πｆｔ）の振動が生じていることから、このシステムも２自由度系の除振システムである。防振対象の極低温装置や空調用ポンプ等への振動伝達力Ｆｔを以下に示す。
【００４０】
ここで、加振力：Ｆｔ０＝ｕｋ（図７参照）
ｕは、固定部分の振動振幅
【数７】
2005030423.tif 000009
同図７において、ｋ１＝ｋ２＝ｋとし防振対象の装置への振動伝達力Ｆｔ（＝ｋ×ｕａ）とすると、振動伝達力の比率Ｔｒは、
【数８】
2005030423.tif 000010
ここで、ｆｎ＝２０Ｈｚにおける振動伝達率Ｔｒを図８に示す。
【００４１】
さらに、良好な除振特性が得られる波形ベローズ１０５の形状について説明する。図４に示したように、有効径９５ｍｍの波形ベローズ１０５の長さが１／２になると、軸方向のばね定数ＫｂＶは、２倍になるが、軸直角方向のばね定数Ｋｂｈは、ほぼ１桁増加する。すなわち、除振装置１００本体の長さが、波形ベローズ１０５の有効径以上であれば、波形ベローズ１０５のばね定数を理論式の取扱い上無視することができ、防振ゴム１０３のばね定数自体を除振装置１００の系のばね定数として考えることができる。
【００４２】
したがって、波形ベローズ１０５の長さは、有効径程度が理想であるが、少なくとも有効径の１／２以上であることが望ましい。図４に例示される如く、波形ベローズ１０５の長さが有効径の１／２であると、波形ベローズ１０５の軸直角方向のばね定数ＫｂＨと、防振ゴム１０３の軸直角方向のばね定数ＫｒＨがほぼ等しくなる。したがって、先に述べた如く、理論式上、波形ベローズのばね定数を軸直角方向については無視できず、本発明の防振効果は低減されるが、図４に示される如く、軸直角方向の合計ばね定数ＫｂＨ＋ＫｒＨは、なお、軸方向の合計ばね定数ＫｂＶ＋ＫｒＶよりも小さく、軸軸直角方向の防振性能は、決定的に損なわれることはないと考えられる。
【００４３】
さらに、本実施形態の除振装置１００において、サージングの発生を防止する方法としては、例えば、波形ベローズ１０５の外周部分にゴム状の粘弾性体を接触させること等が有効である。上記図１４で示したサージング発生例は、有効径８０ｍｍの波形ベローズを適用した場合のデータである。このサイズの波形ベローズの全周、全長に厚さ１ｍｍのゴムシートを軽く巻いて、サージングを防止した実測例を図９に示す。ゴムシートを追加し波形ベローズのバネ定数が大きくなったことで、図１４であらわれていた１次の共振点４０Ｈｚが、４４．３７Ｈｚまで増加したものの、いくつかの高次の共振は防止されている。
【００４４】
このように構成された本実施形態の除振装置１００では、波形ベローズ１０５に外部から振動が加わった場合に、防振ゴム１０３の弾性力に抗しつつ慣性部材１０４が振動することになる。これにより、慣性部材１０４の振動と、波形ベローズ１０５の振動とが相殺（キャンセル）され、系全体の振動を低減させることができる。つまり、慣性部材１０４と防振ゴム１０３とは、振動系のローパスフィルタとして機能し、概ね５０〜１００Ｈｚ以上の高周波振動を遮断する。したがって、除振装置１００によれば、ポンプ等に設けられた配管システムの振動伝達を好適に遮断することができる。
【００４５】
以上、本発明を上記各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。すなわち、本発明を次のような実施形態として実現することもできる。
【００４６】
（本発明の他の実施形態）
本発明の他の実施形態を図１０に基づき説明する。ここで、図１０（ａ）は、他の実施形態に係る除振装置を波形ベローズの径方向からみた断面図、図１０（ｂ）は、除振装置を軸方向からみた図である。
すなわち、この除振装置では、一対のフランジ２１１に波形ベローズ２１２が溶接されている。例えばゴム製の２分割された弾性支持部材２１６は、締付けバンド２１３、ボルト２１９、ナット２２０によって、一体に組立てられている。弾性支持部材２１６には、同様に２分割された慣性部材２１４が接着されている。
【００４７】
弾性支持部材２１６には、突起２１５が設けられている、突起２１５は、低荷重で波形ベローズ２１２に接触するように配置され、これにより、振動減衰性能を波形ベローズ２１２に与えている。フランジ２１１と慣性部材２１４との間には、鎖２１７がボルト２１８によって取付けられている。真空状態でない場合、例えばターボ分子ポンプ等の重量をこの鎖２１７で支持することができる。真空状態になると、弾性支持部材２１６が圧縮変形し、鎖２１７が弛むため振動の遮断を阻害するおそれがない。したがって、この実施形態においても、ポンプ等に設けられた配管システムの振動伝達を好適に遮断することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ポンプ等に設けられた配管システムの振動伝達を好適に遮断する除振装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る除振装置を示す斜視図である。
【図２】図１の除振装置に設けられた慣性部材の構造を示す図である。
【図３】図１の除振装置を搭載した振動系のモデル図である。
【図４】図１の除振装置が備える波形ベローズの有効長さとばね定数との関係を示す図である。
【図５】図１の除振装置に関する振動伝達率の特性を示す図である。
【図６】図１の除振装置を搭載した振動系において防振特性を理想的に設定した場合の除振装置の振動伝達率の特性を示す図である。
【図７】図１の除振装置を極低温装置等に搭載した振動系のモデル図である。
【図８】図１の除振装置を搭載した振動系において固有振動数を２０Ｈｚに設定した場合の振動伝達率の特性を示す図である。
【図９】図１の除振装置にサージング発生の防止機構を追加した場合の振動伝達率の特性を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る除振装置を示す図である。
【図１１】従来の除振装置が電子顕微鏡に搭載された形態を示す図である。
【図１２】図１の除振装置（可撓管）の構造を示す図である。
【図１３】図１１に示した振動系のモデル図である。
【図１４】図１２の除振装置におけるサージング発生を説明するための図である。
【図１５】従来の除振装置が極低温装置に搭載された形態を示す図である。
【図１６】従来の除振装置が空調用ポンプに搭載された形態を示す図である。
【図１７】図１５又は図１６に示した振動系のモデル図である。
【図１８】図１６の空調用ポンプ等に適用される除振装置の構造を示す図である。
【図１９】従来の除振装置における振動伝達率の特性を示す図である。
【符号の説明】
１００…除振装置、１０１，２１１…フランジ、１０２…台座、１０３…防振ゴム、１０４，２１４…慣性部材、１０５，２１２…波形ベローズ、２０１…鏡筒部、２０４…ターボ分子ポンプ、２１５…突起、２１６…弾性支持部材。
【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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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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