ロッキング振動制止装置
【課題】 本発明は、ロッキング振動制止装置において、予測困難なロッキング振動を簡易な構成で阻止し得るようにする。
【解決手段】 免振対象物２０及び基部２１にそれぞれ固結して該固結部から伝達される免振対象物２０及び基部２１の上下方向相対変位を水平方向変位に変換する板ばね部材５〜８を免振対象物２０と基部２１との間に複数配設すると共に、各板ばね部材５〜８にそれぞれ固結して相互に連結し、所定の板ばね部材５，６から得られる水平方向変位を他の板ばね部材７，８に伝達する連結部材４を設ける。
【解決手段】 免振対象物２０及び基部２１にそれぞれ固結して該固結部から伝達される免振対象物２０及び基部２１の上下方向相対変位を水平方向変位に変換する板ばね部材５〜８を免振対象物２０と基部２１との間に複数配設すると共に、各板ばね部材５〜８にそれぞれ固結して相互に連結し、所定の板ばね部材５，６から得られる水平方向変位を他の板ばね部材７，８に伝達する連結部材４を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロッキング振動制止装置に関し、例えば精密機器を製造する製造設備で用いられる免振装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密機器の製造設備においては、床スラブや基礎等の基部と、装置類や該装置類を載置する上床等の免振対象物との間に免振装置を介在させることにより、外部からの振動が免振対象物に伝播しないようになされている。
【０００３】
例えば集積回路の製造設備においては、引上げ法（ＣＺ法）によりシリコンの単結晶を円柱状に成長形成し、これを円板状にスライスすることで基板となるウエハが得られる。こうしたシリコンウエハは表面の平坦度及び比抵抗の均一性が重要であるが、シリコン単結晶の成長過程で振動が加わった場合、その成長形成に不均一性が生じてしまう。こうした振動の原因としては例えば周辺地域からの交通振動や、装置周辺での人間等の移動により生じるいわゆる生活振動等があげられる。こうした交通振動や生活振動は微少な振動ではあるが、このような微少振動であってもシリコン単結晶の均一成長にとっては重大な妨げとなる。そのため、こうした製造設備においては、上述のように基部と免振対象物との間に免振装置を介在させて振動を抑制するようになされている。
【０００４】
免振装置は、免振対象物を載置する上床と基部との間に弾性体を設けて上床を除振台とした構成でなり、該弾性体によって除振台を上下方向に免振支持して振動エネルギーを吸収することにより、外部から伝播する振動を抑制する。精密機器の製造設備における免振装置では、微少振動の吸収抑制という観点から例えば弾性体として空気バネ等が用いられている。また通常、こうした弾性体を複数配設して各弾性体で振動エネルギーを分散吸収することで、振動の抑制効果をより向上するようになされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところでかかる構成の免振装置においては、振動により各弾性体にかかる負荷が必ずしも均等であるとは限らず、また各弾性体の免振性能を完全に均一化することも困難であり、ロッキング回転振動が生じる場合がある。
【０００６】
例えば除振台を構成する各弾性体に各々加わる振動負荷にばらつきが生じた場合、あるいは除振台上に偏荷重が生じた場合、負荷による弾性体の伸縮変位量が特定の弾性体のみで大きくなり、除振台が傾斜する。これにより除振台上の免振対象物に傾斜による回転モーメントが発生する。このため、このようなロッキング回転振動に対する対策を施す必要性があった。
【０００７】
第１に、除振台下部に追加重量を付加したり、設備自体の横幅を広げて相対的に高さを下げる等して、除振台上の免振対象物の重心を下げる手法がある。しかし、こうした手法ではロッキング回転振動により生じる除振台の傾斜をある程度抑制するに止まり、傾斜が生じるのを完全に防止することは困難であるという問題がある。
【０００８】
また第２に、基礎部と上床との間に弾性体と並列にダンパ等の減衰装置を配してロッキング回転振動を抑制する手法がある。しかしこの手法では、例えば減衰装置の減衰係数が低い場合にはロッキング回転振動を十分に抑制しきれない。また係数が高い場合にはロッキング回転振動の抑制効果は得られるが弾性体の上下動をも抑制することになり、免振装置による振動の抑制効果が低下することになる。したがって係数に微妙な設定が必要とされ、最適な係数設定が困難であるという問題がある。
【０００９】
さらに第３に、ロッキング回転振動をアクティブ制振する手法がある。これはセンサ及び駆動装置を設けて、ロッキング回転振動によって除振台を傾斜させる負荷が生じた場合、これをセンサにより検出して駆動装置により逆方向への負荷を加え、振動エネルギーを散逸させることにより除振台の傾斜角を０に保持する。しかしこの手法は瞬間的な傾斜が生じた場合、それに対する応答性に欠けると共に、構成が複雑化するという問題がある。
【００１０】
このように、免振装置でのロッキング回転振動に対する対策は設計段階から、想定されるロッキング振動量、転倒モーメント量等に関して詳細な検討が必要であり、また対策を行つても振動の発生には不確定要因が存在するために完全な予測が困難であり、ロッキング回転振動に対する抑制効果には限界があるという問題があつた。場合によってはロッキング回転振動を生ずる要因である上下方向の免振そのものを断念することもあった。
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、予測困難なロッキング回転振動を簡易な構成で除去し得るロッキング振動制止装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため本発明においては、免振対象物及び基部にそれぞれ固結して該固結部から伝達される免振対象物及び基部の上下方向相対変位を水平方向変位に変換する変位変換手段を免振対象物と基部との間に複数配設すると共に、各変位変換手段にそれぞれ固結して相互に連結し、水平方向変位を変位変換手段間で相互に伝達する変位伝達手段を設ける。
【００１３】
入力振動によって基部と免振対象物との間に振動負荷が加わったとき、基部及び免振対象物とそれぞれ固結した各変位変換手段は、基部及び免振対象物間に上下方向相対変位を生じせしめる上下方向振動負荷を、これに応じた水平方向振動負荷に変換して変位伝達手段に伝達する。変位伝達手段は各変位変換手段を相互に連結しているため、こうした水平方向振動負荷を変位変換手段の相互間で伝達する。各変位変換手段では、相互に伝達された水平方向振動負荷が上下方向振動負荷に変換される。すなわち、ロッキング振動を生じせしめるばらつきのある上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に変換し、この変位伝達手段を介して各変位変換手段相互間で伝達することで一様に均すことができ、全ての変位変換手段の基部及び免振対象物との固結位置において、平均化した同等量の上下方向振動負荷とし得る。殊に、変位変換手段を基部及び免振対象物と固結し、且つ、この変位変換手段と変位伝達手段とを固結したことにより、構造上の遊びが無く、入力振動に対してガタ無く瞬時に応動することができる。
【００１４】
また本発明においては、変位変換手段として、免振対象物及び基部に一端を固結して上下に重なる位置で配置された一対の斜材を設け、該斜材の他端を互いに固結する。
入力振動によって上下方向相対変位が生じたとき、該斜材は他端の固結部を基準としてその傾斜角を変化させて水平方向に変位を生じ、また一端が免振対象物及び基部にそれぞれ固結しているため、他端に固結した変位伝達手段に、こうした水平変位に応じた引張力又は圧縮力を付勢することができる。
【００１５】
また本発明においては、該斜材を弾性的に復原するばねとする。
該斜材は、上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に変換し得ると共に、基部から免振対象物に伝搬しようとする上下方向振動エネルギーを弾性力によって吸収し、免振対象物への上下方向振動の伝搬を抑制することができる。
【００１６】
また本発明においては、免振対象物と基部との間に変位変換手段と並列に上下方向弾性支持手段を配設する。
上下方向弾性支持手段は、基部から免振対象物に伝搬しようとする上下方向振動エネルギーを吸収して、免振対象物への上下方向振動の伝搬を抑制することができる。
【００１７】
また本発明においては、免振対象物と基部との間に変位変換手段と直列に水平方向免振手段を配設する。
水平方向免振手段は、基部から免振対象物に伝搬しようとする水平方向振動エネルギーを吸収して、免振対象物への水平方向振動の伝搬を抑制することができる。
【００１８】
また本発明においては、上記水平方向免振手段の自由端部を相互に連結するようにしている。
水平方向免振手段の自由端部はこれらを相互に連結したことにより、個々の自由端部の挙動を相互間で規制できて、各水平方向免振手段が独自に傾いて局部的に沈み込むことを防止できるようになり、延いては、免振対象物に偏心荷重が作用した場合にもその傾斜を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
上述のように本発明によれば、免振対象物及び基部にそれぞれ固結して該固結部から伝達される免振対象物及び基部の上下方向相対変位を水平方向変位に変換する変位変換手段を免振対象物と基部との間に複数配設すると共に、各変位変換手段にそれぞれ固結して相互に連結し、水平方向変位を変位変換手段間で相互に伝達する変位伝達手段を設けたことにより、入力振動によって基部と免振対象物との間に上下方向相対変位を生じせしめる振動負荷が加わったとき、基部及び免振対象物とそれぞれ固結した各変位変換手段が上下方向振動負荷をこれに応じた水平方向振動負荷に変換して変位伝達手段に伝達し、変位伝達手段は各変位変換手段を相互に連結しているのでこうした水平方向振動負荷を変位変換手段の相互間で伝達し、各変位変換手段では相互に伝達された水平方向振動負荷が上下方向振動負荷に変換し、すなわち、ロッキング振動を生じせしめるばらつきのある上下方向振動負荷を、この変位伝達手段を介して各変位変換手段相互間で伝達することで一様に均して、全ての変位変換手段の基部及び免振対象物との固結位置において、平均化した同等量の上下方向振動負荷とすることができ、また変位変換手段を基部及び免振対象物と固結し、且つ、この変位変換手段と変位伝達手段とを固結したことにより、構造上の遊びが無く、入力振動に対してガタ無く瞬時に応動することができ、簡易な構成で、予測困難なロッキング回転振動を未然に阻止し得る。
【００２０】
また本発明によれば、変位変換手段として、免振対象物及び基部に一端を固結して上下に重なる位置で配置された一対の斜材を設け、該斜材の他端を互いに固結するようにしたことにより、入力振動によって上下方向相対変位が生じたとき、該斜材は他端の固結部を基準としてその傾斜角を変化させて水平方向に変位を生じさせることができ、また一端が免振対象物及び基部にそれぞれ固結しているため、他端に固結した変位伝達手段に該水平変位に応じた引張力又は圧縮力を付勢することができ、簡易な構成で、上下方向相対変位を生じせしめる上下方向振動負荷をこれに応じた水平方向振動負荷に変換して変位伝達手段に伝達することができる。
【００２１】
また本発明によれば、該斜材を弾性的に復原するばねとすることにより、上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に変換し得ると共に、基部から免振対象物に伝搬しようとする上下方向振動エネルギーを弾性力によって吸収し、免振対象物への上下方向振動の伝搬を抑制することができ、簡易な一体構成で、ロッキング回転振動の阻止と、上下方向振動の抑制とを行い得る。
【００２２】
また本発明によれば、免振対象物と基部との間に変位変換手段と並列に上下方向弾性支持手段を配設する。上下方向弾性支持手段は、基部から免振対象物に伝搬しようとする振動エネルギーを吸収して、免振対象物への上下方向振動の伝搬を抑制することができ、ロッキング回転振動の阻止と上下方向振動の抑制とを一体構成の装置で得ることができる。
【００２３】
また本発明によれば、免振対象物と基部との間に変位変換手段と直列に水平方向免振手段を配設する。水平方向免振手段は、基部から免振対象物に伝搬しようとする振動エネルギーを吸収して、免振対象物への水平方向振動の伝搬を抑制することができ、ロッキング回転振動の阻止と水平方向振動の抑制とを一体構成の装置で得ることができる。
【００２４】
また、本発明によれば、上記水平方向免振手段の自由端部を相互に連結したので、水平方向免振手段の自由端部は相互の連結により個々の挙動が規制されるため、各水平方向免振手段が独自に傾いて局部的に沈み込むことを防止でき、延いては、免振対象物に偏心荷重が作用した場合にもそれの傾斜を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。図１〜図４において、１は全体としてロッキング振動制止装置を示し、弾性支持部２及び３を連結部材４を用いて連結した形状でなる。弾性支持部２は鋼材を用いて形成した板ばね部材５及び６の長手方向の両端部を所定の角度で平行に折曲げて、一方の折曲げ端部５ａ及び６ａを重ね合わせた形状でなる。同様に弾性支持部３は鋼材を用いて形成した板ばね部材７及び８の長手方向の両端部を所定の角度で平行に折曲げて、一方の折曲げ端部７ａ及び８ａを重ね合わせた形状でなる。また連結部材４は鋼材を用いて形成した中空でなる角柱部材であり、長手方向の両端にプレート片９及び１０がそれぞれ突出した形状でなる。ここで連結部材４には後述する要因から、圧縮力に対して座屈を生じることのない十分な剛性を有する部材を用いている。
【００２６】
ロッキング振動制止装置１は、プレート片９を板ばね部材５及び６の一方の端部５ａと６ａとの間に挟み込み、またプレート片１０を板ばね部材７及び８の一方の端部７ａ及び８ａとの間に挟み込み、折曲げ端部５ａ及び６ａ及びプレート片９、折曲げ端部７ａ及び８ａ及びプレート片１０をボルト等を用いて固結することで、弾性支持部２及び３を連結部材４で連結した形状に形成している。また折曲げ端部５ａ及び６ａ、連結部材４、折曲げ端部７ａ及び８ａには、これらの間に亘る長手方向の両側面にプレート部材１１及び１２を溶接等によつて固結しており、固結部及び連結部材４の剛性を高めるようになされている。また折曲げ端部５ｂと６ｂとの間にはばね１３を配設しており、折曲げ端部７ｂと８ｂとの間にはばね１４を配設している。当該ばね１３及び１４は、上下方向の振動伝搬を抑制するために配されるようになされており、微少な振動をも吸収し得るという点から空気ばねを用いることが望ましい。
【００２７】
またロッキング振動制止装置１は、弾性支持部２及び３の他方の折曲げ端部５ｂ及び７ｂを台座支持部１５の底部にボルト等によつて固結すると共に、弾性支持部２及び３の他方の折曲げ端部６ｂ及び８ｂを基板１６に同じくボルト等によつて固結しており、台座支持部１５上に除振台１９を載置して、該除振台１９上に免振対象物２０を載置するようになされている。このように本実施形態では、ロッキング振動制止装置１と免振対象物２０との間に台座支持部１５および除振台１９を介在させて構成しているけれども、これら台座支持部１５および除振台１９のいずれかを省略したり、あるいはロッキング振動制止装置１を直接免振対象物２０に固結するようにしてもよい。
【００２８】
さらに、こうして折曲げ端部６ｂ及び８ｂがそれぞれ固結された基板１６の下部に、免振ゴム１７及び１８がそれぞれ配されるようになされている。免振ゴム１７及び１８はロッキング振動制止装置１への水平方向の振動伝搬を抑制するために配されており、一方が基板１６に固結されると共に、他方が基礎である床スラブに固結され、かくしてロッキング振動制止装置１を、基礎２１上に固定するようになされている。上記免振ゴム１７及び１８は基礎２１側が固定端部となるとともに、基板１６側が自由端部となっており、この自由端部の基板１６を高剛性の連結板１６ａを介して相互に連結している。
【００２９】
ここで図５に示すように、ロッキング振動制止装置１は除振台１９の周側辺に沿つて、Ｈ型鋼でなる台座支持部１５を介して各々配されている。台座支持部１５は井型形状となるように平行に配されており、こうして配した台座支持部１５上に除振台１９を載置してボルト又は溶接等によつて固結する。並列状態でなる各台座支持部１５は長手方向の両側端が各々除振台１９の側辺部から突出するようになされており、ロッキング振動制止装置１は除振台１９の各辺において、並行する台座支持部１５の各突出部底面に折曲げ端部５ａ及び７ａを各々配して固結するようになされている。ロッキング振動制止装置１は、このような配置状態で除振台１９の周側辺に沿った位置に設けることにより、その免振効果及びロッキング回転振動の抑制効果を発揮する。
【００３０】
以上の構成において、弾性支持部２及び３によって免振支持がなされた除振台１９と基礎２１との間に、上下方向相対変位を生じせしめる入力振動があり、弾性支持部２及び３に各々異なる上下振動負荷が生じた場合、これに応じて免振支持をしようとすることで各弾性支持部で上下方向相対変位が異なって生じることになり、除振台１９にロッキング回転振動が生じようとする。
【００３１】
ロッキング振動制止装置１は、弾性支持部２及び３にそれぞれ加わる上下方向振動負荷をそれに応じた水平方向振動負荷に変換する。ここで、弾性支持部２及び３は板ばね部材５〜８によってそれぞれ形成されており、各々一方の端部５ｂ〜８ｂが台座支持部１５及び基板１６とそれぞれ固結しているため、上下方向での弾性変形により板ばね部材５〜８の傾斜角が変化して水平方向に変位を生じ、これにより上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に変換することができる。こうした変換により得られる水平方向振動負荷は、弾性支持部２及び３とそれぞれ固結している連結部材４により、弾性支持部２及び３の相互間で伝達される。ここで連結部材４に弾性支持部２及び３からそれぞれ付勢される各水平方向振動負荷は、各々異なる振動負荷によるものであるためにばらつきがあるが、連結部材４による相互伝達により相殺し合って力の均衡をとることになり、結果として、一様に均されたものとなる。こうして均された水平方向振動負荷は、弾性支持部２及び３にそれぞれ加わる上下方向振動負荷を平均化したものとして伝達される。
【００３２】
例えば図６に示すように、除振台１９上でロッキング回転振動を生じせしめる振動負荷により、図中に実線の下向きの矢印で示す偏荷重Ｗ１が、弾性支持部３の台座支持部１５（図示せず）と固結した折曲げ端部７ｂに加わつた場合、折曲げ端部８ｂが基板１６と固結した固定点となつているため、折曲げ端部７ｂは偏荷重Ｗ１によつて下方向に沈み込もうとする。この際、折曲げ端部７ｂの沈み込みに応じて弾性支持部３が変形しようとし、弾性支持部３の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとするため、図中に左右方向への矢印で示す水平方向への引張力Ｔ１が連結部材４に付勢される。連結部材４は弾性支持部２とも固結しているため、連結部材４に付勢される水平方向への引張力Ｔ１は弾性支持部２との固結部分に伝達される。こうして伝達される引張力Ｔ１によつて、弾性支持部２では連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとする。ここで折曲げ端部６ｂが折曲げ端部８ｂと同様に基板１６と固結した固定点であるため、弾性支持部２の連結部材４との固結部分が移動しようとすることで弾性支持部２が変形しようとし、台座支持部１５（図示せず）と固結した折曲げ端部５ｂが沈み込もうとすることになる。かくして、折曲げ端部７ｂに上下方向相対変位を生じせしめようとする偏荷重Ｗ１は、連結部材４での相互伝達によって平均化され弾性支持部２及び３の相互に半分ずつ伝達されることになり、折曲げ端部５ｂ及び７ｂを連動して同じ変位量で沈み込ませる。
【００３３】
また例えば図７に示すように、除振台１９上でロッキング回転振動を生じせしめる振動負荷により、図中に実線の下向きの矢印で示す偏荷重Ｗ２が、弾性支持部２の台座支持部１５（図示せず）と固結した折曲げ端部５ｂに加わつた場合、弾性支持部２が折曲げ端部６ｂが基板１６と固結した固定点となつているため、折曲げ端部５ｂは偏荷重Ｗ２によつて下方向に沈み込もうとする。ここで、折曲げ端部５ｂの沈み込みに応じて弾性支持部２が変形しようとし、弾性支持部２の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への矢印で示す水平方向への圧縮力Ｃ１が連結部材４に付勢される。連結部材４は弾性支持部３とも固結しているため、連結部材４に付勢される水平方向への圧縮力Ｃ１は弾性支持部３との固結部分に伝達される。こうして伝達される圧縮力Ｃ１によつて、弾性支持部３では連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとする。ここで折曲げ端部８ｂが折曲げ端部６ｂと同様に基板１６と固結した固定点であるため、弾性支持部３の連結部材４との固結部分が移動しようとすることにより弾性支持部３が変形しようとし、台座支持部１５（図示せず）と固結した折曲げ端部７ｂが沈み込もうとすることになる。かくして、折曲げ端部５ｂに上下方向相対変位を生じせしめようとする偏荷重Ｗ２は、連結部材４での相互伝達によって平均化され弾性支持部２及び３の相互に半分ずつ伝達されることになり、折曲げ端部５ｂ及び７ｂを連動して同じ変位量で沈み込ませる。
【００３４】
さらに例えば図８に示すように、除振台１９上にロッキング回転振動を生じせしめる振動負荷により、図中に実線矢印で示す上向きの偏荷重Ｗ３が弾性支持部２の折り曲げ端部５ｂに、また図中に実線矢印で示す下向きの偏荷重Ｗ４が弾性支持部３の折曲げ端部７ｂにそれぞれ加わつた場合、折曲げ端部５ｂは上方向に浮き上がろうとし又折曲げ端部７ｂは下方向に沈み込もうとする。ここで、折曲げ端部５ｂが浮き上がろうとすることに応じて弾性支持部２が変形しようとし、弾性支持部２の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への実線矢印で示す水平方向への引張力Ｔ２を連結部材４に付勢する。一方、折曲げ端部７ｂが沈み込もうとすることに応じて弾性支持部３が変形しようとし、弾性支持部３の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への実線矢印で示す水平方向への引張力Ｔ２を連結部材４に付勢する。ここで相対する水平方向への引張力Ｔ２が等しい場合、すなわち弾性支持部２に加わる偏荷重Ｗ３と弾性支持部３に加わる偏荷重Ｗ４とが等しい場合、連結部材４では相対する向きでなる引張力Ｔ２が互いに相殺し合うことになり、どちらの方向にも移動を起こさず、従って折曲げ端部５ｂ及び７ｂは上下方向のどちらにも動かないことになる。また弾性支持部２の方向への引張力が大である場合、すなわち偏荷重Ｗ３が偏荷重Ｗ４に比して大である場合、連結部材４は弾性支持部３の方向への引張力によつて相殺された分を除く引張力により水平方向に移動し、これによつて連結部材４に見かけ上、弾性支持部２側への引張力のみが付勢された状態となつて、折曲げ端部５ｂ及び７ｂはともに上向きに浮き上がることになる。さらに弾性支持部３の方向への引張力が大である場合、すなわち偏荷重Ｗ４が偏荷重Ｗ３に比して大である場合、連結部材４は弾性支持部２の方向への引張力によつて相殺された分を除く引張力により水平方向に移動し、これによつて連結部材４に見かけ上、弾性支持部３側への引張力のみが付勢された状態となつて、折曲げ端部５ｂ及び７ｂはともに下向きに沈み込むことになる。
【００３５】
また、除振台１９上にロッキング回転振動を生じせしめる振動負荷によって、図中に破線矢印で示す下向きの偏荷重Ｗ３が弾性支持部２の折り曲げ端部５ｂに、また図中に破線矢印で示す上向きの偏荷重Ｗ４が弾性支持部３の折曲げ端部７ｂにそれぞれ加わつた場合、折曲げ端部５ｂは下方向に沈み込もうとし又折曲げ端部７ｂは上方向に浮き上がろうとする。この際、折曲げ端部５ｂが沈み込もうとすることに応じて弾性支持部２が変形しようとし、弾性支持部２の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への破線矢印で示す水平方向への圧縮力Ｃ２を連結部材４に付勢する。一方、折曲げ端部７ｂが浮き上がろうとすることに応じて弾性支持部３が変形しようとし、弾性支持部３の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への破線矢印で示す水平方向への圧縮力Ｃ２を連結部材４に付勢する。ここで相対する水平方向への圧縮力Ｃ２が等しい場合、すなわち弾性支持部２に加わる偏荷重Ｗ３と弾性支持部３に加わる偏荷重Ｗ４とが等しい場合、連結部材４では相対する向きでなる圧縮力Ｃ２が互いに相殺し合うことになり、どちらの方向にも移動を起こさず、従って折曲げ端部５ｂ及び７ｂは上下方向のどちらにも動かないことになる。また弾性支持部３の方向への圧縮力が大である場合、すなわち偏荷重Ｗ３が偏荷重Ｗ４に比して大である場合、連結部材４は弾性支持部２の方向への圧縮力によつて相殺された分を除く圧縮力により水平方向に移動し、これによつて連結部材４に見かけ上、弾性支持部３側への圧縮力のみが付勢された状態となつて、折曲げ端部５ｂ及び７ｂはともに下向きに沈み込むことになる。さらに弾性支持部２の方向への圧縮力が大である場合、すなわち偏荷重Ｗ４が偏荷重Ｗ３に比して大である場合、連結部材４は弾性支持部３の方向への圧縮力によつて相殺された分を除く圧縮力により水平方向に移動し、これによつて連結部材４に見かけ上、弾性支持部２側への引張力のみが付勢された状態となつて、折曲げ端部５ｂ及び７ｂはともに上向きに浮き上がることになる。
【００３６】
このように、ロッキング振動制止装置１は上下振動に対する免振時に、入力振動による振動負荷が弾性支持部２と３とで異なることによって上下方向相対変位にばらつきが生じ、除振台１９上にロッキング振動を生じせしめる偏荷重が生じた場合、弾性支持部２は板ばね部材５及び６によって、また弾性支持部３は板ばね部材７及び８によって、偏荷重により台座支持部１５と基部１６との間に上下方向相対変位を生じせしめる上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に容易に変換することができ、また当該水平方向振動負荷を引張力又は圧縮力として連結部材４に付勢して弾性支持部の相互間で伝達することにより、各弾性支持部から伝達される水平方向振動負荷を均して、上下方向振動負荷を平均化して各変位変換手段に伝達することができる。
【００３７】
またロッキング振動制止装置１は、弾性支持部２及び３の一方の端部５ｂ〜８ｂを台座支持部１５及び基板１６と各々固結し、且つ、他方の端部５ａ〜８ａと連結部材４とを固結しているため、構造上の遊びが無く、弾性支持部２及び３、並びに連結部材４が入力振動に対してガタ無く瞬時に応動することができる。
【００３８】
また連結部材４には偏荷重によつて弾性支持部２及び３の両者から圧縮力が付勢される場合があるため（図７）、上述の構成で述べたように、こうした圧縮力に対して十分な強度を有する部材を用いて形成するようになされており、圧縮によつて座屈を生じさせないようにしている。また弾性支持部２及び３に相異なる方向に偏荷重が加わった場合（図８）、連結部材４に付勢される引張力Ｔ２又は圧縮力Ｃ２が等しければ互いに相殺され、折曲げ端部５ｂ及び７ｂは動かないが、実際上は各部材が有する弾性歪み分だけ若干量上下動が生じ得る。こうした問題を回避するために、ロッキング振動制止装置１では、各部材に断面性能の高い部材を用いるようになされている。
【００３９】
さらにロッキング振動制止装置１は、弾性支持部２の一方の端部５ｂ及び６ｂとの間にばね１３を、弾性支持部３の一方の端部７ｂ及び８ｂとの間にばね１４をそれぞれ設けるようになされており、また基板１６と基礎２１との間に免振ゴム１７を設けるようになされている。これにより、ばね１３及び１４で上下方向の免振を、また免振ゴム１７で水平方向の免振を行うことができる。
【００４０】
以上の構成によれば、ロッキング振動制止装置１は、ばね１３及び１４によって上下方向の免振を又免振ゴム１７及び１８によって水平方向の免振を行い得ると共に、弾性支持部２及び３に連結部材４を固結して相互に連結した状態で除振台１９の各側辺に沿つて配して、各弾性支持部に加わる振動負荷を連結部材４を介して相互に伝達するようにしたことにより、上下振動に対する免振時に入力振動による振動負荷が各弾性支持部で異なることによって上下方向相対変位にばらつきが生じ、除振台１９上にロッキング振動を生じせしめようとする場合、台座支持部１５と基部１６との間に上下方向相対変位を生じせしめようとする上下方向振動負荷を、弾性支持部２及び３の板ばね部材５〜８によって、水平方向振動負荷に容易に変換することができ、また当該水平方向振動負荷を引張力又は圧縮力として連結部材４に付勢して弾性支持部の相互間で伝達することで、各弾性支持部から伝達される水平方向振動負荷を均して、上下方向振動負荷を平均化することができ、全ての弾性支持部を連動して平均化した変位量で上下方向での伸縮を生じせしめることができ、これにより上下方向及び水平方向での免振を行い得ると共に、簡易な構成で、予測困難なロッキング振動の阻止を実現し得る。
【００４１】
また、免振ゴム１７及び１８の自由端部間は、連結板１６ａを介して互いに連結したので、それぞれの自由端部の挙動を規制して各免振ゴム１７及び１８が独自に傾いて局部的に沈み込みが生ずることを防止することができる。このため、除振台１９に偏心荷重が作用した場合にも、この除振台１９が傾斜されるのを防止することができる。ところで、本実施形態では連結板１６ａによって免振ゴム１７及び１８の自由端に設けた各基板１６を連結したが、この連結板１６ａを用いることなくそれぞれの基板１６どうしを延設して一体化しても良く、また、他の構造体を介して各基板１６を連結することもできる。勿論、このように連結板１６ａを用いた場合、各基板１６を一体化した場合および他の構造体を介して連結した場合のいずれにあっても、それぞれに免振ゴム１７及び１８の挙動を規制するに十分な剛性を備えるようになっている。
【００４２】
なお上述の実施例においては、精密機器の製造設備に用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、建築物に適用してもよい。
【００４３】
また上述の実施例においては、弾性支持部２及び３を連結部材４によつて連結したロッキング振動制止装置１の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３つ以上の弾性支持手段を相互に連結する場合に適用してもよい。この場合も実施例の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また上述の実施例においては、プレート片９を折曲げ端部５ａ及び６ａの間に、またプレート片１０を折曲げ端部７ａ及び８ａの間に挟み込んで接合することにより、弾性支持部２及び３を連結部材４によつて相互に連結したロッキング振動制止装置１の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、プレート形状の突出部を有さない角柱形状の連結部材を用いてもよい。すなわち角柱形状の連結部材の長手方向の両側端を直接、折曲げ端部５ａ及び６ａの間と、折曲げ端部７ａ及び８ａの間とにそれぞれ挟み込んで接合するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明におけるロッキング振動制止装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】本発明におけるロッキング振動制止装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】連結部分の接合状態を示す図１のＢ線での断面図である。
【図４】連結部材の内部を示す図１のＡ線での断面図である。
【図５】本発明におけるロッキング振動制止装置と除振台との配置構成を示す平面図である。
【図６】本発明におけるロッキング振動制止装置の機能を説明するための図である。
【図７】本発明におけるロッキング振動制止装置の機能を説明するための図である。
【図８】本発明におけるロッキング振動制止装置の機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ ロッキング振動制止装置
２、３ 弾性支持部
４ 連結部材
５、６、７、８ 板ばね部材
９、１０ ブレート片
１１、１２ プレート部材
１３、１４ ばね
１５ 台座支持部
１６ 基板
１６ａ 連結板
１７、１８ 免振ゴム
１９ 除振台
２０ 免振対象物
２１ 基礎
【技術分野】
【０００１】
本発明はロッキング振動制止装置に関し、例えば精密機器を製造する製造設備で用いられる免振装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密機器の製造設備においては、床スラブや基礎等の基部と、装置類や該装置類を載置する上床等の免振対象物との間に免振装置を介在させることにより、外部からの振動が免振対象物に伝播しないようになされている。
【０００３】
例えば集積回路の製造設備においては、引上げ法（ＣＺ法）によりシリコンの単結晶を円柱状に成長形成し、これを円板状にスライスすることで基板となるウエハが得られる。こうしたシリコンウエハは表面の平坦度及び比抵抗の均一性が重要であるが、シリコン単結晶の成長過程で振動が加わった場合、その成長形成に不均一性が生じてしまう。こうした振動の原因としては例えば周辺地域からの交通振動や、装置周辺での人間等の移動により生じるいわゆる生活振動等があげられる。こうした交通振動や生活振動は微少な振動ではあるが、このような微少振動であってもシリコン単結晶の均一成長にとっては重大な妨げとなる。そのため、こうした製造設備においては、上述のように基部と免振対象物との間に免振装置を介在させて振動を抑制するようになされている。
【０００４】
免振装置は、免振対象物を載置する上床と基部との間に弾性体を設けて上床を除振台とした構成でなり、該弾性体によって除振台を上下方向に免振支持して振動エネルギーを吸収することにより、外部から伝播する振動を抑制する。精密機器の製造設備における免振装置では、微少振動の吸収抑制という観点から例えば弾性体として空気バネ等が用いられている。また通常、こうした弾性体を複数配設して各弾性体で振動エネルギーを分散吸収することで、振動の抑制効果をより向上するようになされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところでかかる構成の免振装置においては、振動により各弾性体にかかる負荷が必ずしも均等であるとは限らず、また各弾性体の免振性能を完全に均一化することも困難であり、ロッキング回転振動が生じる場合がある。
【０００６】
例えば除振台を構成する各弾性体に各々加わる振動負荷にばらつきが生じた場合、あるいは除振台上に偏荷重が生じた場合、負荷による弾性体の伸縮変位量が特定の弾性体のみで大きくなり、除振台が傾斜する。これにより除振台上の免振対象物に傾斜による回転モーメントが発生する。このため、このようなロッキング回転振動に対する対策を施す必要性があった。
【０００７】
第１に、除振台下部に追加重量を付加したり、設備自体の横幅を広げて相対的に高さを下げる等して、除振台上の免振対象物の重心を下げる手法がある。しかし、こうした手法ではロッキング回転振動により生じる除振台の傾斜をある程度抑制するに止まり、傾斜が生じるのを完全に防止することは困難であるという問題がある。
【０００８】
また第２に、基礎部と上床との間に弾性体と並列にダンパ等の減衰装置を配してロッキング回転振動を抑制する手法がある。しかしこの手法では、例えば減衰装置の減衰係数が低い場合にはロッキング回転振動を十分に抑制しきれない。また係数が高い場合にはロッキング回転振動の抑制効果は得られるが弾性体の上下動をも抑制することになり、免振装置による振動の抑制効果が低下することになる。したがって係数に微妙な設定が必要とされ、最適な係数設定が困難であるという問題がある。
【０００９】
さらに第３に、ロッキング回転振動をアクティブ制振する手法がある。これはセンサ及び駆動装置を設けて、ロッキング回転振動によって除振台を傾斜させる負荷が生じた場合、これをセンサにより検出して駆動装置により逆方向への負荷を加え、振動エネルギーを散逸させることにより除振台の傾斜角を０に保持する。しかしこの手法は瞬間的な傾斜が生じた場合、それに対する応答性に欠けると共に、構成が複雑化するという問題がある。
【００１０】
このように、免振装置でのロッキング回転振動に対する対策は設計段階から、想定されるロッキング振動量、転倒モーメント量等に関して詳細な検討が必要であり、また対策を行つても振動の発生には不確定要因が存在するために完全な予測が困難であり、ロッキング回転振動に対する抑制効果には限界があるという問題があつた。場合によってはロッキング回転振動を生ずる要因である上下方向の免振そのものを断念することもあった。
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、予測困難なロッキング回転振動を簡易な構成で除去し得るロッキング振動制止装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため本発明においては、免振対象物及び基部にそれぞれ固結して該固結部から伝達される免振対象物及び基部の上下方向相対変位を水平方向変位に変換する変位変換手段を免振対象物と基部との間に複数配設すると共に、各変位変換手段にそれぞれ固結して相互に連結し、水平方向変位を変位変換手段間で相互に伝達する変位伝達手段を設ける。
【００１３】
入力振動によって基部と免振対象物との間に振動負荷が加わったとき、基部及び免振対象物とそれぞれ固結した各変位変換手段は、基部及び免振対象物間に上下方向相対変位を生じせしめる上下方向振動負荷を、これに応じた水平方向振動負荷に変換して変位伝達手段に伝達する。変位伝達手段は各変位変換手段を相互に連結しているため、こうした水平方向振動負荷を変位変換手段の相互間で伝達する。各変位変換手段では、相互に伝達された水平方向振動負荷が上下方向振動負荷に変換される。すなわち、ロッキング振動を生じせしめるばらつきのある上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に変換し、この変位伝達手段を介して各変位変換手段相互間で伝達することで一様に均すことができ、全ての変位変換手段の基部及び免振対象物との固結位置において、平均化した同等量の上下方向振動負荷とし得る。殊に、変位変換手段を基部及び免振対象物と固結し、且つ、この変位変換手段と変位伝達手段とを固結したことにより、構造上の遊びが無く、入力振動に対してガタ無く瞬時に応動することができる。
【００１４】
また本発明においては、変位変換手段として、免振対象物及び基部に一端を固結して上下に重なる位置で配置された一対の斜材を設け、該斜材の他端を互いに固結する。
入力振動によって上下方向相対変位が生じたとき、該斜材は他端の固結部を基準としてその傾斜角を変化させて水平方向に変位を生じ、また一端が免振対象物及び基部にそれぞれ固結しているため、他端に固結した変位伝達手段に、こうした水平変位に応じた引張力又は圧縮力を付勢することができる。
【００１５】
また本発明においては、該斜材を弾性的に復原するばねとする。
該斜材は、上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に変換し得ると共に、基部から免振対象物に伝搬しようとする上下方向振動エネルギーを弾性力によって吸収し、免振対象物への上下方向振動の伝搬を抑制することができる。
【００１６】
また本発明においては、免振対象物と基部との間に変位変換手段と並列に上下方向弾性支持手段を配設する。
上下方向弾性支持手段は、基部から免振対象物に伝搬しようとする上下方向振動エネルギーを吸収して、免振対象物への上下方向振動の伝搬を抑制することができる。
【００１７】
また本発明においては、免振対象物と基部との間に変位変換手段と直列に水平方向免振手段を配設する。
水平方向免振手段は、基部から免振対象物に伝搬しようとする水平方向振動エネルギーを吸収して、免振対象物への水平方向振動の伝搬を抑制することができる。
【００１８】
また本発明においては、上記水平方向免振手段の自由端部を相互に連結するようにしている。
水平方向免振手段の自由端部はこれらを相互に連結したことにより、個々の自由端部の挙動を相互間で規制できて、各水平方向免振手段が独自に傾いて局部的に沈み込むことを防止できるようになり、延いては、免振対象物に偏心荷重が作用した場合にもその傾斜を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
上述のように本発明によれば、免振対象物及び基部にそれぞれ固結して該固結部から伝達される免振対象物及び基部の上下方向相対変位を水平方向変位に変換する変位変換手段を免振対象物と基部との間に複数配設すると共に、各変位変換手段にそれぞれ固結して相互に連結し、水平方向変位を変位変換手段間で相互に伝達する変位伝達手段を設けたことにより、入力振動によって基部と免振対象物との間に上下方向相対変位を生じせしめる振動負荷が加わったとき、基部及び免振対象物とそれぞれ固結した各変位変換手段が上下方向振動負荷をこれに応じた水平方向振動負荷に変換して変位伝達手段に伝達し、変位伝達手段は各変位変換手段を相互に連結しているのでこうした水平方向振動負荷を変位変換手段の相互間で伝達し、各変位変換手段では相互に伝達された水平方向振動負荷が上下方向振動負荷に変換し、すなわち、ロッキング振動を生じせしめるばらつきのある上下方向振動負荷を、この変位伝達手段を介して各変位変換手段相互間で伝達することで一様に均して、全ての変位変換手段の基部及び免振対象物との固結位置において、平均化した同等量の上下方向振動負荷とすることができ、また変位変換手段を基部及び免振対象物と固結し、且つ、この変位変換手段と変位伝達手段とを固結したことにより、構造上の遊びが無く、入力振動に対してガタ無く瞬時に応動することができ、簡易な構成で、予測困難なロッキング回転振動を未然に阻止し得る。
【００２０】
また本発明によれば、変位変換手段として、免振対象物及び基部に一端を固結して上下に重なる位置で配置された一対の斜材を設け、該斜材の他端を互いに固結するようにしたことにより、入力振動によって上下方向相対変位が生じたとき、該斜材は他端の固結部を基準としてその傾斜角を変化させて水平方向に変位を生じさせることができ、また一端が免振対象物及び基部にそれぞれ固結しているため、他端に固結した変位伝達手段に該水平変位に応じた引張力又は圧縮力を付勢することができ、簡易な構成で、上下方向相対変位を生じせしめる上下方向振動負荷をこれに応じた水平方向振動負荷に変換して変位伝達手段に伝達することができる。
【００２１】
また本発明によれば、該斜材を弾性的に復原するばねとすることにより、上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に変換し得ると共に、基部から免振対象物に伝搬しようとする上下方向振動エネルギーを弾性力によって吸収し、免振対象物への上下方向振動の伝搬を抑制することができ、簡易な一体構成で、ロッキング回転振動の阻止と、上下方向振動の抑制とを行い得る。
【００２２】
また本発明によれば、免振対象物と基部との間に変位変換手段と並列に上下方向弾性支持手段を配設する。上下方向弾性支持手段は、基部から免振対象物に伝搬しようとする振動エネルギーを吸収して、免振対象物への上下方向振動の伝搬を抑制することができ、ロッキング回転振動の阻止と上下方向振動の抑制とを一体構成の装置で得ることができる。
【００２３】
また本発明によれば、免振対象物と基部との間に変位変換手段と直列に水平方向免振手段を配設する。水平方向免振手段は、基部から免振対象物に伝搬しようとする振動エネルギーを吸収して、免振対象物への水平方向振動の伝搬を抑制することができ、ロッキング回転振動の阻止と水平方向振動の抑制とを一体構成の装置で得ることができる。
【００２４】
また、本発明によれば、上記水平方向免振手段の自由端部を相互に連結したので、水平方向免振手段の自由端部は相互の連結により個々の挙動が規制されるため、各水平方向免振手段が独自に傾いて局部的に沈み込むことを防止でき、延いては、免振対象物に偏心荷重が作用した場合にもそれの傾斜を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。図１〜図４において、１は全体としてロッキング振動制止装置を示し、弾性支持部２及び３を連結部材４を用いて連結した形状でなる。弾性支持部２は鋼材を用いて形成した板ばね部材５及び６の長手方向の両端部を所定の角度で平行に折曲げて、一方の折曲げ端部５ａ及び６ａを重ね合わせた形状でなる。同様に弾性支持部３は鋼材を用いて形成した板ばね部材７及び８の長手方向の両端部を所定の角度で平行に折曲げて、一方の折曲げ端部７ａ及び８ａを重ね合わせた形状でなる。また連結部材４は鋼材を用いて形成した中空でなる角柱部材であり、長手方向の両端にプレート片９及び１０がそれぞれ突出した形状でなる。ここで連結部材４には後述する要因から、圧縮力に対して座屈を生じることのない十分な剛性を有する部材を用いている。
【００２６】
ロッキング振動制止装置１は、プレート片９を板ばね部材５及び６の一方の端部５ａと６ａとの間に挟み込み、またプレート片１０を板ばね部材７及び８の一方の端部７ａ及び８ａとの間に挟み込み、折曲げ端部５ａ及び６ａ及びプレート片９、折曲げ端部７ａ及び８ａ及びプレート片１０をボルト等を用いて固結することで、弾性支持部２及び３を連結部材４で連結した形状に形成している。また折曲げ端部５ａ及び６ａ、連結部材４、折曲げ端部７ａ及び８ａには、これらの間に亘る長手方向の両側面にプレート部材１１及び１２を溶接等によつて固結しており、固結部及び連結部材４の剛性を高めるようになされている。また折曲げ端部５ｂと６ｂとの間にはばね１３を配設しており、折曲げ端部７ｂと８ｂとの間にはばね１４を配設している。当該ばね１３及び１４は、上下方向の振動伝搬を抑制するために配されるようになされており、微少な振動をも吸収し得るという点から空気ばねを用いることが望ましい。
【００２７】
またロッキング振動制止装置１は、弾性支持部２及び３の他方の折曲げ端部５ｂ及び７ｂを台座支持部１５の底部にボルト等によつて固結すると共に、弾性支持部２及び３の他方の折曲げ端部６ｂ及び８ｂを基板１６に同じくボルト等によつて固結しており、台座支持部１５上に除振台１９を載置して、該除振台１９上に免振対象物２０を載置するようになされている。このように本実施形態では、ロッキング振動制止装置１と免振対象物２０との間に台座支持部１５および除振台１９を介在させて構成しているけれども、これら台座支持部１５および除振台１９のいずれかを省略したり、あるいはロッキング振動制止装置１を直接免振対象物２０に固結するようにしてもよい。
【００２８】
さらに、こうして折曲げ端部６ｂ及び８ｂがそれぞれ固結された基板１６の下部に、免振ゴム１７及び１８がそれぞれ配されるようになされている。免振ゴム１７及び１８はロッキング振動制止装置１への水平方向の振動伝搬を抑制するために配されており、一方が基板１６に固結されると共に、他方が基礎である床スラブに固結され、かくしてロッキング振動制止装置１を、基礎２１上に固定するようになされている。上記免振ゴム１７及び１８は基礎２１側が固定端部となるとともに、基板１６側が自由端部となっており、この自由端部の基板１６を高剛性の連結板１６ａを介して相互に連結している。
【００２９】
ここで図５に示すように、ロッキング振動制止装置１は除振台１９の周側辺に沿つて、Ｈ型鋼でなる台座支持部１５を介して各々配されている。台座支持部１５は井型形状となるように平行に配されており、こうして配した台座支持部１５上に除振台１９を載置してボルト又は溶接等によつて固結する。並列状態でなる各台座支持部１５は長手方向の両側端が各々除振台１９の側辺部から突出するようになされており、ロッキング振動制止装置１は除振台１９の各辺において、並行する台座支持部１５の各突出部底面に折曲げ端部５ａ及び７ａを各々配して固結するようになされている。ロッキング振動制止装置１は、このような配置状態で除振台１９の周側辺に沿った位置に設けることにより、その免振効果及びロッキング回転振動の抑制効果を発揮する。
【００３０】
以上の構成において、弾性支持部２及び３によって免振支持がなされた除振台１９と基礎２１との間に、上下方向相対変位を生じせしめる入力振動があり、弾性支持部２及び３に各々異なる上下振動負荷が生じた場合、これに応じて免振支持をしようとすることで各弾性支持部で上下方向相対変位が異なって生じることになり、除振台１９にロッキング回転振動が生じようとする。
【００３１】
ロッキング振動制止装置１は、弾性支持部２及び３にそれぞれ加わる上下方向振動負荷をそれに応じた水平方向振動負荷に変換する。ここで、弾性支持部２及び３は板ばね部材５〜８によってそれぞれ形成されており、各々一方の端部５ｂ〜８ｂが台座支持部１５及び基板１６とそれぞれ固結しているため、上下方向での弾性変形により板ばね部材５〜８の傾斜角が変化して水平方向に変位を生じ、これにより上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に変換することができる。こうした変換により得られる水平方向振動負荷は、弾性支持部２及び３とそれぞれ固結している連結部材４により、弾性支持部２及び３の相互間で伝達される。ここで連結部材４に弾性支持部２及び３からそれぞれ付勢される各水平方向振動負荷は、各々異なる振動負荷によるものであるためにばらつきがあるが、連結部材４による相互伝達により相殺し合って力の均衡をとることになり、結果として、一様に均されたものとなる。こうして均された水平方向振動負荷は、弾性支持部２及び３にそれぞれ加わる上下方向振動負荷を平均化したものとして伝達される。
【００３２】
例えば図６に示すように、除振台１９上でロッキング回転振動を生じせしめる振動負荷により、図中に実線の下向きの矢印で示す偏荷重Ｗ１が、弾性支持部３の台座支持部１５（図示せず）と固結した折曲げ端部７ｂに加わつた場合、折曲げ端部８ｂが基板１６と固結した固定点となつているため、折曲げ端部７ｂは偏荷重Ｗ１によつて下方向に沈み込もうとする。この際、折曲げ端部７ｂの沈み込みに応じて弾性支持部３が変形しようとし、弾性支持部３の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとするため、図中に左右方向への矢印で示す水平方向への引張力Ｔ１が連結部材４に付勢される。連結部材４は弾性支持部２とも固結しているため、連結部材４に付勢される水平方向への引張力Ｔ１は弾性支持部２との固結部分に伝達される。こうして伝達される引張力Ｔ１によつて、弾性支持部２では連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとする。ここで折曲げ端部６ｂが折曲げ端部８ｂと同様に基板１６と固結した固定点であるため、弾性支持部２の連結部材４との固結部分が移動しようとすることで弾性支持部２が変形しようとし、台座支持部１５（図示せず）と固結した折曲げ端部５ｂが沈み込もうとすることになる。かくして、折曲げ端部７ｂに上下方向相対変位を生じせしめようとする偏荷重Ｗ１は、連結部材４での相互伝達によって平均化され弾性支持部２及び３の相互に半分ずつ伝達されることになり、折曲げ端部５ｂ及び７ｂを連動して同じ変位量で沈み込ませる。
【００３３】
また例えば図７に示すように、除振台１９上でロッキング回転振動を生じせしめる振動負荷により、図中に実線の下向きの矢印で示す偏荷重Ｗ２が、弾性支持部２の台座支持部１５（図示せず）と固結した折曲げ端部５ｂに加わつた場合、弾性支持部２が折曲げ端部６ｂが基板１６と固結した固定点となつているため、折曲げ端部５ｂは偏荷重Ｗ２によつて下方向に沈み込もうとする。ここで、折曲げ端部５ｂの沈み込みに応じて弾性支持部２が変形しようとし、弾性支持部２の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への矢印で示す水平方向への圧縮力Ｃ１が連結部材４に付勢される。連結部材４は弾性支持部３とも固結しているため、連結部材４に付勢される水平方向への圧縮力Ｃ１は弾性支持部３との固結部分に伝達される。こうして伝達される圧縮力Ｃ１によつて、弾性支持部３では連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとする。ここで折曲げ端部８ｂが折曲げ端部６ｂと同様に基板１６と固結した固定点であるため、弾性支持部３の連結部材４との固結部分が移動しようとすることにより弾性支持部３が変形しようとし、台座支持部１５（図示せず）と固結した折曲げ端部７ｂが沈み込もうとすることになる。かくして、折曲げ端部５ｂに上下方向相対変位を生じせしめようとする偏荷重Ｗ２は、連結部材４での相互伝達によって平均化され弾性支持部２及び３の相互に半分ずつ伝達されることになり、折曲げ端部５ｂ及び７ｂを連動して同じ変位量で沈み込ませる。
【００３４】
さらに例えば図８に示すように、除振台１９上にロッキング回転振動を生じせしめる振動負荷により、図中に実線矢印で示す上向きの偏荷重Ｗ３が弾性支持部２の折り曲げ端部５ｂに、また図中に実線矢印で示す下向きの偏荷重Ｗ４が弾性支持部３の折曲げ端部７ｂにそれぞれ加わつた場合、折曲げ端部５ｂは上方向に浮き上がろうとし又折曲げ端部７ｂは下方向に沈み込もうとする。ここで、折曲げ端部５ｂが浮き上がろうとすることに応じて弾性支持部２が変形しようとし、弾性支持部２の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への実線矢印で示す水平方向への引張力Ｔ２を連結部材４に付勢する。一方、折曲げ端部７ｂが沈み込もうとすることに応じて弾性支持部３が変形しようとし、弾性支持部３の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への実線矢印で示す水平方向への引張力Ｔ２を連結部材４に付勢する。ここで相対する水平方向への引張力Ｔ２が等しい場合、すなわち弾性支持部２に加わる偏荷重Ｗ３と弾性支持部３に加わる偏荷重Ｗ４とが等しい場合、連結部材４では相対する向きでなる引張力Ｔ２が互いに相殺し合うことになり、どちらの方向にも移動を起こさず、従って折曲げ端部５ｂ及び７ｂは上下方向のどちらにも動かないことになる。また弾性支持部２の方向への引張力が大である場合、すなわち偏荷重Ｗ３が偏荷重Ｗ４に比して大である場合、連結部材４は弾性支持部３の方向への引張力によつて相殺された分を除く引張力により水平方向に移動し、これによつて連結部材４に見かけ上、弾性支持部２側への引張力のみが付勢された状態となつて、折曲げ端部５ｂ及び７ｂはともに上向きに浮き上がることになる。さらに弾性支持部３の方向への引張力が大である場合、すなわち偏荷重Ｗ４が偏荷重Ｗ３に比して大である場合、連結部材４は弾性支持部２の方向への引張力によつて相殺された分を除く引張力により水平方向に移動し、これによつて連結部材４に見かけ上、弾性支持部３側への引張力のみが付勢された状態となつて、折曲げ端部５ｂ及び７ｂはともに下向きに沈み込むことになる。
【００３５】
また、除振台１９上にロッキング回転振動を生じせしめる振動負荷によって、図中に破線矢印で示す下向きの偏荷重Ｗ３が弾性支持部２の折り曲げ端部５ｂに、また図中に破線矢印で示す上向きの偏荷重Ｗ４が弾性支持部３の折曲げ端部７ｂにそれぞれ加わつた場合、折曲げ端部５ｂは下方向に沈み込もうとし又折曲げ端部７ｂは上方向に浮き上がろうとする。この際、折曲げ端部５ｂが沈み込もうとすることに応じて弾性支持部２が変形しようとし、弾性支持部２の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への破線矢印で示す水平方向への圧縮力Ｃ２を連結部材４に付勢する。一方、折曲げ端部７ｂが浮き上がろうとすることに応じて弾性支持部３が変形しようとし、弾性支持部３の連結部材４との固結部分が水平方向に移動しようとすることになり、図中に左右方向への破線矢印で示す水平方向への圧縮力Ｃ２を連結部材４に付勢する。ここで相対する水平方向への圧縮力Ｃ２が等しい場合、すなわち弾性支持部２に加わる偏荷重Ｗ３と弾性支持部３に加わる偏荷重Ｗ４とが等しい場合、連結部材４では相対する向きでなる圧縮力Ｃ２が互いに相殺し合うことになり、どちらの方向にも移動を起こさず、従って折曲げ端部５ｂ及び７ｂは上下方向のどちらにも動かないことになる。また弾性支持部３の方向への圧縮力が大である場合、すなわち偏荷重Ｗ３が偏荷重Ｗ４に比して大である場合、連結部材４は弾性支持部２の方向への圧縮力によつて相殺された分を除く圧縮力により水平方向に移動し、これによつて連結部材４に見かけ上、弾性支持部３側への圧縮力のみが付勢された状態となつて、折曲げ端部５ｂ及び７ｂはともに下向きに沈み込むことになる。さらに弾性支持部２の方向への圧縮力が大である場合、すなわち偏荷重Ｗ４が偏荷重Ｗ３に比して大である場合、連結部材４は弾性支持部３の方向への圧縮力によつて相殺された分を除く圧縮力により水平方向に移動し、これによつて連結部材４に見かけ上、弾性支持部２側への引張力のみが付勢された状態となつて、折曲げ端部５ｂ及び７ｂはともに上向きに浮き上がることになる。
【００３６】
このように、ロッキング振動制止装置１は上下振動に対する免振時に、入力振動による振動負荷が弾性支持部２と３とで異なることによって上下方向相対変位にばらつきが生じ、除振台１９上にロッキング振動を生じせしめる偏荷重が生じた場合、弾性支持部２は板ばね部材５及び６によって、また弾性支持部３は板ばね部材７及び８によって、偏荷重により台座支持部１５と基部１６との間に上下方向相対変位を生じせしめる上下方向振動負荷を水平方向振動負荷に容易に変換することができ、また当該水平方向振動負荷を引張力又は圧縮力として連結部材４に付勢して弾性支持部の相互間で伝達することにより、各弾性支持部から伝達される水平方向振動負荷を均して、上下方向振動負荷を平均化して各変位変換手段に伝達することができる。
【００３７】
またロッキング振動制止装置１は、弾性支持部２及び３の一方の端部５ｂ〜８ｂを台座支持部１５及び基板１６と各々固結し、且つ、他方の端部５ａ〜８ａと連結部材４とを固結しているため、構造上の遊びが無く、弾性支持部２及び３、並びに連結部材４が入力振動に対してガタ無く瞬時に応動することができる。
【００３８】
また連結部材４には偏荷重によつて弾性支持部２及び３の両者から圧縮力が付勢される場合があるため（図７）、上述の構成で述べたように、こうした圧縮力に対して十分な強度を有する部材を用いて形成するようになされており、圧縮によつて座屈を生じさせないようにしている。また弾性支持部２及び３に相異なる方向に偏荷重が加わった場合（図８）、連結部材４に付勢される引張力Ｔ２又は圧縮力Ｃ２が等しければ互いに相殺され、折曲げ端部５ｂ及び７ｂは動かないが、実際上は各部材が有する弾性歪み分だけ若干量上下動が生じ得る。こうした問題を回避するために、ロッキング振動制止装置１では、各部材に断面性能の高い部材を用いるようになされている。
【００３９】
さらにロッキング振動制止装置１は、弾性支持部２の一方の端部５ｂ及び６ｂとの間にばね１３を、弾性支持部３の一方の端部７ｂ及び８ｂとの間にばね１４をそれぞれ設けるようになされており、また基板１６と基礎２１との間に免振ゴム１７を設けるようになされている。これにより、ばね１３及び１４で上下方向の免振を、また免振ゴム１７で水平方向の免振を行うことができる。
【００４０】
以上の構成によれば、ロッキング振動制止装置１は、ばね１３及び１４によって上下方向の免振を又免振ゴム１７及び１８によって水平方向の免振を行い得ると共に、弾性支持部２及び３に連結部材４を固結して相互に連結した状態で除振台１９の各側辺に沿つて配して、各弾性支持部に加わる振動負荷を連結部材４を介して相互に伝達するようにしたことにより、上下振動に対する免振時に入力振動による振動負荷が各弾性支持部で異なることによって上下方向相対変位にばらつきが生じ、除振台１９上にロッキング振動を生じせしめようとする場合、台座支持部１５と基部１６との間に上下方向相対変位を生じせしめようとする上下方向振動負荷を、弾性支持部２及び３の板ばね部材５〜８によって、水平方向振動負荷に容易に変換することができ、また当該水平方向振動負荷を引張力又は圧縮力として連結部材４に付勢して弾性支持部の相互間で伝達することで、各弾性支持部から伝達される水平方向振動負荷を均して、上下方向振動負荷を平均化することができ、全ての弾性支持部を連動して平均化した変位量で上下方向での伸縮を生じせしめることができ、これにより上下方向及び水平方向での免振を行い得ると共に、簡易な構成で、予測困難なロッキング振動の阻止を実現し得る。
【００４１】
また、免振ゴム１７及び１８の自由端部間は、連結板１６ａを介して互いに連結したので、それぞれの自由端部の挙動を規制して各免振ゴム１７及び１８が独自に傾いて局部的に沈み込みが生ずることを防止することができる。このため、除振台１９に偏心荷重が作用した場合にも、この除振台１９が傾斜されるのを防止することができる。ところで、本実施形態では連結板１６ａによって免振ゴム１７及び１８の自由端に設けた各基板１６を連結したが、この連結板１６ａを用いることなくそれぞれの基板１６どうしを延設して一体化しても良く、また、他の構造体を介して各基板１６を連結することもできる。勿論、このように連結板１６ａを用いた場合、各基板１６を一体化した場合および他の構造体を介して連結した場合のいずれにあっても、それぞれに免振ゴム１７及び１８の挙動を規制するに十分な剛性を備えるようになっている。
【００４２】
なお上述の実施例においては、精密機器の製造設備に用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、建築物に適用してもよい。
【００４３】
また上述の実施例においては、弾性支持部２及び３を連結部材４によつて連結したロッキング振動制止装置１の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３つ以上の弾性支持手段を相互に連結する場合に適用してもよい。この場合も実施例の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また上述の実施例においては、プレート片９を折曲げ端部５ａ及び６ａの間に、またプレート片１０を折曲げ端部７ａ及び８ａの間に挟み込んで接合することにより、弾性支持部２及び３を連結部材４によつて相互に連結したロッキング振動制止装置１の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、プレート形状の突出部を有さない角柱形状の連結部材を用いてもよい。すなわち角柱形状の連結部材の長手方向の両側端を直接、折曲げ端部５ａ及び６ａの間と、折曲げ端部７ａ及び８ａの間とにそれぞれ挟み込んで接合するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明におけるロッキング振動制止装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】本発明におけるロッキング振動制止装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】連結部分の接合状態を示す図１のＢ線での断面図である。
【図４】連結部材の内部を示す図１のＡ線での断面図である。
【図５】本発明におけるロッキング振動制止装置と除振台との配置構成を示す平面図である。
【図６】本発明におけるロッキング振動制止装置の機能を説明するための図である。
【図７】本発明におけるロッキング振動制止装置の機能を説明するための図である。
【図８】本発明におけるロッキング振動制止装置の機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ ロッキング振動制止装置
２、３ 弾性支持部
４ 連結部材
５、６、７、８ 板ばね部材
９、１０ ブレート片
１１、１２ プレート部材
１３、１４ ばね
１５ 台座支持部
１６ 基板
１６ａ 連結板
１７、１８ 免振ゴム
１９ 除振台
２０ 免振対象物
２１ 基礎
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部上に免振支持がなされた免振対象物のロッキング振動を阻止するための装置において、
上記免振対象物と上記基部との間に複数配設されてなり、上記免振対象物及び上記基部にそれぞれ固結して該固結部から伝達される上記免振対象物及び上記基部の上下方向相対変位を水平方向変位に変換する変位変換手段と、
各上記変位変換手段にそれぞれ固結して上記変位変換手段を相互に連結し、上記水平方向変位を各上記変位変換手段間で相互に伝達する変位伝達手段とを備えることを特徴とするロッキング振動制止装置。
【請求項２】
前記変位変換手段は、前記免振対象物及び前記基部に一端を固結して上下に重なる位置で配置された一対の斜材であり、該斜材の他端を互いに固結していることを特徴とする請求項１に記載のロッキング振動制止装置。
【請求項３】
前記斜材は、弾性的に復原するばねであることを特徴とする請求項２に記載のロッキング振動制止装置。
【請求項４】
前記免振対象物と前記基部との間に前記変位変換手段と並列に配設されてなる上下方向弾性支持手段を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のロッキング振動制止装置。
【請求項５】
前記免振対象物と前記基部との間に前記変位変換手段と直列に配設されてなる水平方向免振手段を備えることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のロッキング振動制止装置。
【請求項６】
前記水平方向免振手段の自由端部を相互に連結したことを特徴とする請求項５に記載のロッキング振動制止装置。
【請求項１】
基部上に免振支持がなされた免振対象物のロッキング振動を阻止するための装置において、
上記免振対象物と上記基部との間に複数配設されてなり、上記免振対象物及び上記基部にそれぞれ固結して該固結部から伝達される上記免振対象物及び上記基部の上下方向相対変位を水平方向変位に変換する変位変換手段と、
各上記変位変換手段にそれぞれ固結して上記変位変換手段を相互に連結し、上記水平方向変位を各上記変位変換手段間で相互に伝達する変位伝達手段とを備えることを特徴とするロッキング振動制止装置。
【請求項２】
前記変位変換手段は、前記免振対象物及び前記基部に一端を固結して上下に重なる位置で配置された一対の斜材であり、該斜材の他端を互いに固結していることを特徴とする請求項１に記載のロッキング振動制止装置。
【請求項３】
前記斜材は、弾性的に復原するばねであることを特徴とする請求項２に記載のロッキング振動制止装置。
【請求項４】
前記免振対象物と前記基部との間に前記変位変換手段と並列に配設されてなる上下方向弾性支持手段を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のロッキング振動制止装置。
【請求項５】
前記免振対象物と前記基部との間に前記変位変換手段と直列に配設されてなる水平方向免振手段を備えることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のロッキング振動制止装置。
【請求項６】
前記水平方向免振手段の自由端部を相互に連結したことを特徴とする請求項５に記載のロッキング振動制止装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１００８８（Ｐ２００６−１００８８Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６３７３０（Ｐ２００５−２６３７３０）
【出願日】平成１７年９月１２日（２００５．９．１２）
【分割の表示】特願平１０−３１４３７９の分割
【原出願日】平成１０年１１月５日（１９９８．１１．５）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１２日（２００５．９．１２）
【分割の表示】特願平１０−３１４３７９の分割
【原出願日】平成１０年１１月５日（１９９８．１１．５）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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