JPH0533826A - アクテイブ振動絶縁装置 - Google Patents
アクテイブ振動絶縁装置Info
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- JPH0533826A JPH0533826A JP18899391A JP18899391A JPH0533826A JP H0533826 A JPH0533826 A JP H0533826A JP 18899391 A JP18899391 A JP 18899391A JP 18899391 A JP18899391 A JP 18899391A JP H0533826 A JPH0533826 A JP H0533826A
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- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 33
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】振動系全体をバランスよく支持し水平方向の振
動絶縁性能を向上する。 【構成】空気バネで支持されている制御対象物に搭載さ
れ水平方向の振動を検出して水平方向の振動信号を出力
する水平方向振動センサと、水平方向の振動信号により
駆動され制御対象物に水平方向の制御力を注入する水平
方向アクチュエータと、制御対象物を水平方向の制御力
と逆の水平方向に押圧する弾性体とで構成される。 【効果】アクチュエータとして使用する空気バネを組付
けるのが容易であり、その設置スペースが小さくなり、
また水平方向アクチュエータと弾性体とにより振動系全
体をバランスよく支持できて水平方向の振動絶縁性能を
向上できる。
動絶縁性能を向上する。 【構成】空気バネで支持されている制御対象物に搭載さ
れ水平方向の振動を検出して水平方向の振動信号を出力
する水平方向振動センサと、水平方向の振動信号により
駆動され制御対象物に水平方向の制御力を注入する水平
方向アクチュエータと、制御対象物を水平方向の制御力
と逆の水平方向に押圧する弾性体とで構成される。 【効果】アクチュエータとして使用する空気バネを組付
けるのが容易であり、その設置スペースが小さくなり、
また水平方向アクチュエータと弾性体とにより振動系全
体をバランスよく支持できて水平方向の振動絶縁性能を
向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブ振動絶縁装置
に関し、特に、制御対象物に水平方向の制御力を注入し
て水平方向の振動絶縁性能を向上できるアクティブ振動
絶縁装置に係わる。
に関し、特に、制御対象物に水平方向の制御力を注入し
て水平方向の振動絶縁性能を向上できるアクティブ振動
絶縁装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来から、空気バネとダッシュポットを
使用し、空気バネで支持された精密機器が搭載された定
盤のような制御対象物をパッシブに制御するパッシブ振
動絶縁装置は周知である。最近、パッシブ振動絶縁装置
に代えて、制御対象物をアクティブに制御するアクティ
ブまたはセミアクティブ振動絶縁装置が採用されつつあ
る。
使用し、空気バネで支持された精密機器が搭載された定
盤のような制御対象物をパッシブに制御するパッシブ振
動絶縁装置は周知である。最近、パッシブ振動絶縁装置
に代えて、制御対象物をアクティブに制御するアクティ
ブまたはセミアクティブ振動絶縁装置が採用されつつあ
る。
【０００３】このアクティブ振動絶縁装置は、制御対象
物に振動センサを搭載して振動を検出し、この振動信号
によって振動絶縁装置にアクチュエータからエネルギー
を注入し、線形フィードバック制御や線形フィードフォ
ワード制御の理論を用いて振動絶縁装置の除振或いは絶
縁効果を積極的に高めようとするものである。現在、市
販されているアクティブ振動絶縁装置は極めて少ない
が、これを使用するアクチュエータに着目して分類する
と、下記の２種類に分けられる。
物に振動センサを搭載して振動を検出し、この振動信号
によって振動絶縁装置にアクチュエータからエネルギー
を注入し、線形フィードバック制御や線形フィードフォ
ワード制御の理論を用いて振動絶縁装置の除振或いは絶
縁効果を積極的に高めようとするものである。現在、市
販されているアクティブ振動絶縁装置は極めて少ない
が、これを使用するアクチュエータに着目して分類する
と、下記の２種類に分けられる。
【０００４】〈電気式〉制御対象物に振動センサを搭載
して振動を検出し、この振動信号をドライバを介してＶ
ＣＭ（ボイス・コイル・モータ）等の電気によって駆動
するアクチュエータから振動絶縁装置にエネルギーを注
入し、振動絶縁装置の除振或いは絶縁効果を積極的に高
めるものである（特開昭６０−１２１３４０号公報）。
して振動を検出し、この振動信号をドライバを介してＶ
ＣＭ（ボイス・コイル・モータ）等の電気によって駆動
するアクチュエータから振動絶縁装置にエネルギーを注
入し、振動絶縁装置の除振或いは絶縁効果を積極的に高
めるものである（特開昭６０−１２１３４０号公報）。
【０００５】〈空圧式〉制御対象物に振動センサを搭載
して振動を検出し、この振動信号を電気空圧変換器によ
って電気空圧信号に変え、サーボ弁を開閉し、空気を空
気バネに注入することにより空気バネをアクチュエータ
として使用し、振動絶縁装置の除振或いは絶縁効果を積
極的に高めるものである（特開平２−２１３１１号公
報）。
して振動を検出し、この振動信号を電気空圧変換器によ
って電気空圧信号に変え、サーボ弁を開閉し、空気を空
気バネに注入することにより空気バネをアクチュエータ
として使用し、振動絶縁装置の除振或いは絶縁効果を積
極的に高めるものである（特開平２−２１３１１号公
報）。
【０００６】この空圧式アクティブ振動絶縁装置におい
ては、一対のエアータンクどうしをオリフィス配管を介
して連通接続し、その一方のエアータンクにのみサーボ
弁を介してコンプレッサーに連通接続し、装置載置台に
付設された水平方向の振動センサからの信号に応じて制
御装置からサーボ弁に制御信号を出力することにより、
装置載置台の水平方向の変位を一対のエアータンクの各
々に連通接続された空気バネにより弾性的に水平方向に
支持して振動を緩和しながら、装置載置台が振動したと
きに両空気バネをアクチュエータとして膨張または収縮
して装置載置台に動的な力を付与し、装置載置台を水平
方向に変位させて装置載置台に絶対的な水平方向静止状
態を維持させんとしている。
ては、一対のエアータンクどうしをオリフィス配管を介
して連通接続し、その一方のエアータンクにのみサーボ
弁を介してコンプレッサーに連通接続し、装置載置台に
付設された水平方向の振動センサからの信号に応じて制
御装置からサーボ弁に制御信号を出力することにより、
装置載置台の水平方向の変位を一対のエアータンクの各
々に連通接続された空気バネにより弾性的に水平方向に
支持して振動を緩和しながら、装置載置台が振動したと
きに両空気バネをアクチュエータとして膨張または収縮
して装置載置台に動的な力を付与し、装置載置台を水平
方向に変位させて装置載置台に絶対的な水平方向静止状
態を維持させんとしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この空
圧式アクティブ振動絶縁装置では、一対のエアータン
ク、空気バネをそれぞれ個別に組付けるのが煩雑であ
り、その設置スペースが大きくなり、また一対のエアー
タンクどうしをオリフィス配管を介して連通接続するた
めに空気バネ振動系間に遅れが発生し振動系全体の支持
バランスがくずれてしまうことから水平方向の振動絶縁
性能が低下するという難点がある。
圧式アクティブ振動絶縁装置では、一対のエアータン
ク、空気バネをそれぞれ個別に組付けるのが煩雑であ
り、その設置スペースが大きくなり、また一対のエアー
タンクどうしをオリフィス配管を介して連通接続するた
めに空気バネ振動系間に遅れが発生し振動系全体の支持
バランスがくずれてしまうことから水平方向の振動絶縁
性能が低下するという難点がある。
【０００８】
【目的】本発明は叙上の難点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、アクチュエータとして使用する空圧手段を組
付けるのが容易であり、その設置スペースが小さくな
り、また振動系全体をバランスよく支持できて水平方向
の振動絶縁性能を向上できるアクティブ振動絶縁装置を
提供せんとするものである。
の目的は、アクチュエータとして使用する空圧手段を組
付けるのが容易であり、その設置スペースが小さくな
り、また振動系全体をバランスよく支持できて水平方向
の振動絶縁性能を向上できるアクティブ振動絶縁装置を
提供せんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のアクティブ振動絶縁装置は、空気バネで支持
されている制御対象物に搭載され水平方向の振動を検出
して水平方向の振動信号を出力する水平方向振動センサ
と、水平方向の振動信号により駆動され制御対象物に水
平方向の制御力を注入する水平方向アクチュエータと、
制御対象物を水平方向の制御力と逆の水平方向に押圧す
る弾性手段とを備えている。
に本発明のアクティブ振動絶縁装置は、空気バネで支持
されている制御対象物に搭載され水平方向の振動を検出
して水平方向の振動信号を出力する水平方向振動センサ
と、水平方向の振動信号により駆動され制御対象物に水
平方向の制御力を注入する水平方向アクチュエータと、
制御対象物を水平方向の制御力と逆の水平方向に押圧す
る弾性手段とを備えている。
【００１０】
【作用】制御対象物における水平方向の静止基準点にお
いて、制御対象物が水平方向に変位すると、アクチュエ
ータの内圧が上昇し、アクチュエータの水平方向の制御
力は水平逆方向に作用し、振動センサは制御対象物の水
平方向の変位を検知して振動信号は電気空圧アナログ弁
に印加され、電気空圧アナログ弁からの電気信号は水平
方向のアクチュエータに印加され、この水平方向のアク
チュエータが駆動されることにより制御対象物には水平
方向の制御力が注入されて内圧が上がり制御力は水平逆
方向に作用し、制御対象物を水平逆方向に戻そうとす
る。
いて、制御対象物が水平方向に変位すると、アクチュエ
ータの内圧が上昇し、アクチュエータの水平方向の制御
力は水平逆方向に作用し、振動センサは制御対象物の水
平方向の変位を検知して振動信号は電気空圧アナログ弁
に印加され、電気空圧アナログ弁からの電気信号は水平
方向のアクチュエータに印加され、この水平方向のアク
チュエータが駆動されることにより制御対象物には水平
方向の制御力が注入されて内圧が上がり制御力は水平逆
方向に作用し、制御対象物を水平逆方向に戻そうとす
る。
【００１１】次に、制御対象物が水平方向の静止基準点
を越えて水平逆方向に変位すると、弾性手段の力は水平
方向に作用し、アクチュエータの内圧が下降し、アクチ
ュエータの水平方向の制御力は水平方向に作用し、振動
センサがその動作を検知し、電気空圧アナログ弁を介し
て電気信号は水平方向のアクチュエータに印加され、こ
の水平方向のアクチュエータが駆動されることにより制
御対象物には水平方向の制御力が注入されて内圧が下が
り、制御力は水平方向に作用し、制御対象物を水平方向
に戻そうとする。このようにして振動絶縁装置の水平方
向の振動絶縁性能が総合的に向上する。
を越えて水平逆方向に変位すると、弾性手段の力は水平
方向に作用し、アクチュエータの内圧が下降し、アクチ
ュエータの水平方向の制御力は水平方向に作用し、振動
センサがその動作を検知し、電気空圧アナログ弁を介し
て電気信号は水平方向のアクチュエータに印加され、こ
の水平方向のアクチュエータが駆動されることにより制
御対象物には水平方向の制御力が注入されて内圧が下が
り、制御力は水平方向に作用し、制御対象物を水平方向
に戻そうとする。このようにして振動絶縁装置の水平方
向の振動絶縁性能が総合的に向上する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明によるアクティブ振動絶縁装置
の好ましい実施例を図面を参照して説明する。図１にお
いて、このアクティブ振動絶縁装置は、基礎または床で
ある設置面１０上に空気バネ１１で支持された被除振台
または制御対象物１２が設けられている。制御対象物１
２には水平方向の振動を検出して水平方向の振動信号Ｓ
1を出力する水平方向振動センサ１３が搭載されてい
る。この水平方向振動センサ１３としては、例えば、公
知の加速度センサもしくは速度センサ等が採用できる。
なお、水平方向振動センサ１３として速度センサが使用
されている場合に、加速度信号は、速度を１回微分する
ことにより得られる。また、水平方向振動センサ１３と
して加速度センサが使用されている場合に、速度信号は
加速度を１回積分することにより得られる。ここで、制
御対象物１２とは、定盤のような被除振台のみならず、
これに搭載された電子顕微鏡やＩＣ、ＬＳＩの製造装置
であるステッパ等の精密機器が含まれるものであり、こ
の場合、水平方向振動センサ１３はこのような精密機器
自体に搭載してもよい。
の好ましい実施例を図面を参照して説明する。図１にお
いて、このアクティブ振動絶縁装置は、基礎または床で
ある設置面１０上に空気バネ１１で支持された被除振台
または制御対象物１２が設けられている。制御対象物１
２には水平方向の振動を検出して水平方向の振動信号Ｓ
1を出力する水平方向振動センサ１３が搭載されてい
る。この水平方向振動センサ１３としては、例えば、公
知の加速度センサもしくは速度センサ等が採用できる。
なお、水平方向振動センサ１３として速度センサが使用
されている場合に、加速度信号は、速度を１回微分する
ことにより得られる。また、水平方向振動センサ１３と
して加速度センサが使用されている場合に、速度信号は
加速度を１回積分することにより得られる。ここで、制
御対象物１２とは、定盤のような被除振台のみならず、
これに搭載された電子顕微鏡やＩＣ、ＬＳＩの製造装置
であるステッパ等の精密機器が含まれるものであり、こ
の場合、水平方向振動センサ１３はこのような精密機器
自体に搭載してもよい。
【００１３】なお、このアクティブ振動絶縁装置におい
て使用される空気バネ１１は、図５に示されるようにピ
ストン１１ｂが付加タンク部分（図示せず）に固定さ
れ、ベロフラム１１ａがピストン１１ｂを覆ってチャン
バー１１ｃを構成し、チャンバー１１ｃにより制御対象
物１２を支持している。この空気バネ１１によれば、制
御対象物１２のピストン１１ｂに対する偏心ｅによって
チャンバー１１ｃの部分の復元力Ｆは Ｆ＝（π2/8）Ｐ・ＤP・ｅ （但し、Ｐ：チャンバー１１ｃ内の圧力、ＤP：ピスト
ン１１ｂの径） で与えられ、制御対象物１２の水平方向の変位に応じて
空気バネ１１の復元力によってこの変位を元へ戻す力が
作用する。
て使用される空気バネ１１は、図５に示されるようにピ
ストン１１ｂが付加タンク部分（図示せず）に固定さ
れ、ベロフラム１１ａがピストン１１ｂを覆ってチャン
バー１１ｃを構成し、チャンバー１１ｃにより制御対象
物１２を支持している。この空気バネ１１によれば、制
御対象物１２のピストン１１ｂに対する偏心ｅによって
チャンバー１１ｃの部分の復元力Ｆは Ｆ＝（π2/8）Ｐ・ＤP・ｅ （但し、Ｐ：チャンバー１１ｃ内の圧力、ＤP：ピスト
ン１１ｂの径） で与えられ、制御対象物１２の水平方向の変位に応じて
空気バネ１１の復元力によってこの変位を元へ戻す力が
作用する。
【００１４】また、このアクティブ振動絶縁装置は、水
平方向の振動信号Ｓ1により駆動され制御対象物１２に
水平方向の制御力ＦAを注入する水平方向空圧アクチュ
エータ１５と、制御対象物１２を水平方向の制御力ＦA
と逆の水平方向に押圧する弾性手段１６とを備えてい
る。水平方向空圧アクチュエータ１５は制御対象物１２
に設けた操作片１２ａと設置面１０上に設けた支持片１
０ａとの間に介在され、弾性手段１６はこの実施例にお
いて拡圧スプリング（スプリングの力ＦS）で構成され
制御対象物１２に設けた操作片１２ａと設置面１０上に
設けた支持片１０ｂとの間に介在されており、水平方向
空圧アクチュエータ１５と弾性手段１６は制御対象物１
２に設けた操作片１２ａを挟んで対向配置されている。
この水平方向空圧アクチュエータ１５としては空気バネ
または空圧シリンダ等が採用される。
平方向の振動信号Ｓ1により駆動され制御対象物１２に
水平方向の制御力ＦAを注入する水平方向空圧アクチュ
エータ１５と、制御対象物１２を水平方向の制御力ＦA
と逆の水平方向に押圧する弾性手段１６とを備えてい
る。水平方向空圧アクチュエータ１５は制御対象物１２
に設けた操作片１２ａと設置面１０上に設けた支持片１
０ａとの間に介在され、弾性手段１６はこの実施例にお
いて拡圧スプリング（スプリングの力ＦS）で構成され
制御対象物１２に設けた操作片１２ａと設置面１０上に
設けた支持片１０ｂとの間に介在されており、水平方向
空圧アクチュエータ１５と弾性手段１６は制御対象物１
２に設けた操作片１２ａを挟んで対向配置されている。
この水平方向空圧アクチュエータ１５としては空気バネ
または空圧シリンダ等が採用される。
【００１５】さらに、振動センサ１３からの振動信号Ｓ
1を処理して制御信号を生成する制御回路Ｃ、制御回路
Ｃからの制御信号により駆動信号を生成する空圧アナロ
グ弁駆動回路Ｄ、空圧アナログ弁駆動回路Ｄからの駆動
信号により空気を水平方向空圧アクチュエータ１５に給
排気する空圧アナログ弁１７が設けられている。このア
ナログ弁１７としてはサーボ弁、電気空圧比例弁が採用
できる。この電気空圧アナログ弁１７にはコンプレッサ
（図示せず）などの空圧源から圧縮された空気が印加さ
れている。
1を処理して制御信号を生成する制御回路Ｃ、制御回路
Ｃからの制御信号により駆動信号を生成する空圧アナロ
グ弁駆動回路Ｄ、空圧アナログ弁駆動回路Ｄからの駆動
信号により空気を水平方向空圧アクチュエータ１５に給
排気する空圧アナログ弁１７が設けられている。このア
ナログ弁１７としてはサーボ弁、電気空圧比例弁が採用
できる。この電気空圧アナログ弁１７にはコンプレッサ
（図示せず）などの空圧源から圧縮された空気が印加さ
れている。
【００１６】この実施例において振動センサ１３として
は加速度センサが使用されており、図４に示すように振
動センサ１３からの加速度振動信号Ｓ1は制御回路Ｃ、
空圧アナログ弁駆動回路Ｄのハイパスフイルタ１８に入
力され、ハイパスフイルタ１８の出力部は増幅器１９
と、積分器２０を介して増幅器２１とに接続されてい
る。このハイパスフイルタ１８は、加速度センサが温度
によってゼロ点がドリフトするのでＤＣ成分をカットし
温度特性を向上させるために使用される。また、積分器
２０は、加速度振動信号Ｓ1から速度信号を生成するた
めに使用される。増幅器１９および増幅器２１からの増
幅された加速度信号および速度信号はそれぞれローパス
フイルタ２２、２３に入力されている。これらのローパ
スフイルタ２２、２３は高周波成分をカットし発振を防
止するために使用されている。
は加速度センサが使用されており、図４に示すように振
動センサ１３からの加速度振動信号Ｓ1は制御回路Ｃ、
空圧アナログ弁駆動回路Ｄのハイパスフイルタ１８に入
力され、ハイパスフイルタ１８の出力部は増幅器１９
と、積分器２０を介して増幅器２１とに接続されてい
る。このハイパスフイルタ１８は、加速度センサが温度
によってゼロ点がドリフトするのでＤＣ成分をカットし
温度特性を向上させるために使用される。また、積分器
２０は、加速度振動信号Ｓ1から速度信号を生成するた
めに使用される。増幅器１９および増幅器２１からの増
幅された加速度信号および速度信号はそれぞれローパス
フイルタ２２、２３に入力されている。これらのローパ
スフイルタ２２、２３は高周波成分をカットし発振を防
止するために使用されている。
【００１７】一方、図１に示すように制御対象物１２と
空気バネ１１の設置面１０間にはその水平方向の相対変
位を検出して水平方向の相対変位信号Ｓ2を出力する非
接触水平方向変位センサ１４が制御対象物１２または空
気バネ１１の何れかに搭載されている（図示の例におい
て空気バネ１１に搭載）。この水平方向変位センサ１４
としては、例えば、渦電流素子、差動トランス、ＬＥ
Ｄ、レーザー素子等が採用できる。図４に示すように水
平方向の相対変位信号Ｓ2は前置増幅器２４に入力さ
れ、前置増幅器２４は、減算器２５を介して増幅器２６
に接続されている。減算器２５は、一般に非接触水平方
向変位センサ１４は０〜＋数ｖの電圧を発生するのでゼ
ロ点を境にして±の電圧を発生するようにゼロ点調整を
行なうために使用されている。
空気バネ１１の設置面１０間にはその水平方向の相対変
位を検出して水平方向の相対変位信号Ｓ2を出力する非
接触水平方向変位センサ１４が制御対象物１２または空
気バネ１１の何れかに搭載されている（図示の例におい
て空気バネ１１に搭載）。この水平方向変位センサ１４
としては、例えば、渦電流素子、差動トランス、ＬＥ
Ｄ、レーザー素子等が採用できる。図４に示すように水
平方向の相対変位信号Ｓ2は前置増幅器２４に入力さ
れ、前置増幅器２４は、減算器２５を介して増幅器２６
に接続されている。減算器２５は、一般に非接触水平方
向変位センサ１４は０〜＋数ｖの電圧を発生するのでゼ
ロ点を境にして±の電圧を発生するようにゼロ点調整を
行なうために使用されている。
【００１８】図４に示すように、ローパスフイルタ２
２、２３からの加速度信号、速度信号および増幅器２６
からの相対変位信号は加算器２７に入力され、加算器２
７の出力部は電気空圧アナログ弁１７に接続されてい
る。電気空圧アナログ弁１７からの電気信号は水平方向
の空圧アクチュエータ１５に印加され、この空圧アクチ
ュエータ１５が駆動されることにより制御対象物１２に
は水平方向の制御力ＦAが注入される。
２、２３からの加速度信号、速度信号および増幅器２６
からの相対変位信号は加算器２７に入力され、加算器２
７の出力部は電気空圧アナログ弁１７に接続されてい
る。電気空圧アナログ弁１７からの電気信号は水平方向
の空圧アクチュエータ１５に印加され、この空圧アクチ
ュエータ１５が駆動されることにより制御対象物１２に
は水平方向の制御力ＦAが注入される。
【００１９】図１、図４に示すように構成されたアクテ
ィブ振動絶縁装置において、基礎又は床である設置面１
０上に空気バネ１１で支持された制御対象物１２上に搭
載された加速度センサである水平方向の振動センサ１３
により制御対象物１２の水平方向の振動が検出される。
この検出された水平方向の振動信号Ｓ1はハイパスフイ
ルタ１８に入力される。ハイパスフイルタ１８は、加速
度センサが温度によってゼロ点がドリフトするのでＤＣ
成分をカットし温度特性を向上する。ハイパスフイルタ
１８の出力は積分器２０に入力され速度信号を生成し、
増幅器１９と増幅器２１からは増幅された加速度信号と
速度信号がそれぞれ得られる。増幅器１９および増幅器
２１からの増幅された加速度信号および速度信号はそれ
ぞれローパスフイルタ２２、２３に入力され、高周波成
分をカットし発振が防止される。
ィブ振動絶縁装置において、基礎又は床である設置面１
０上に空気バネ１１で支持された制御対象物１２上に搭
載された加速度センサである水平方向の振動センサ１３
により制御対象物１２の水平方向の振動が検出される。
この検出された水平方向の振動信号Ｓ1はハイパスフイ
ルタ１８に入力される。ハイパスフイルタ１８は、加速
度センサが温度によってゼロ点がドリフトするのでＤＣ
成分をカットし温度特性を向上する。ハイパスフイルタ
１８の出力は積分器２０に入力され速度信号を生成し、
増幅器１９と増幅器２１からは増幅された加速度信号と
速度信号がそれぞれ得られる。増幅器１９および増幅器
２１からの増幅された加速度信号および速度信号はそれ
ぞれローパスフイルタ２２、２３に入力され、高周波成
分をカットし発振が防止される。
【００２０】一方、非接触変位センサ１４からは制御対
象物１２と空気バネ１１の設置面１０間の水平方向の相
対変位を検出して水平方向の相対変位信号Ｓ2を出力す
る。水平方向の相対変位信号Ｓ2は前置増幅器２４に入
力され、前置増幅器２４の出力は減算器２５に入力され
る。減算器２５は、一般に非接触変位センサ１４は０〜
＋数ｖの電圧を発生するのでゼロ点を境にして±の電圧
を発生するようにゼロ点調整を行なう。減算器２５の出
力は増幅器２６に入力される。ローパスフイルタ２２、
２３からの加速度信号、速度信号および増幅器２６から
の相対変位信号は加算器２７に入力され、加算器２７の
出力部は電気空圧アナログ弁１７に接続されている。電
気空圧アナログ弁１７からの電気信号は水平方向の空圧
アクチュエータ１５に印加され、この水平方向の空圧ア
クチュエータ１５が駆動されることにより制御対象物１
２には水平方向の制御力ＦAが注入される。
象物１２と空気バネ１１の設置面１０間の水平方向の相
対変位を検出して水平方向の相対変位信号Ｓ2を出力す
る。水平方向の相対変位信号Ｓ2は前置増幅器２４に入
力され、前置増幅器２４の出力は減算器２５に入力され
る。減算器２５は、一般に非接触変位センサ１４は０〜
＋数ｖの電圧を発生するのでゼロ点を境にして±の電圧
を発生するようにゼロ点調整を行なう。減算器２５の出
力は増幅器２６に入力される。ローパスフイルタ２２、
２３からの加速度信号、速度信号および増幅器２６から
の相対変位信号は加算器２７に入力され、加算器２７の
出力部は電気空圧アナログ弁１７に接続されている。電
気空圧アナログ弁１７からの電気信号は水平方向の空圧
アクチュエータ１５に印加され、この水平方向の空圧ア
クチュエータ１５が駆動されることにより制御対象物１
２には水平方向の制御力ＦAが注入される。
【００２１】制御対象物１２における水平方向の静止基
準点において、空気バネ１１の水平方向の力Ｆ（図５）
はＦ＝０であり、弾性手段１６の水平方向のスプリング
の力ＦS、空圧アクチュエータ１５の水平方向の制御力
ＦAは、ＦS＝ＦAである。いま、制御対象物１２が図１
において右向に変位すると、弾性手段１６のスプリング
の力ＦS＞ＦSR→（Rは制御対象物１２が静止基準点から
右側に変位した状態時を示す添字、矢印はその方向を示
す）となり、空気バネ１１はその偏心ｅに応じてベロフ
ラム１１ａ（図５）によって構成されるチャンバー１１
ｃ内の圧力により左向に復元力←ＦRが作用し、また空
圧アクチュエータ１５の内圧が上昇し、空圧アクチュエ
ータ１５の水平方向の制御力←ＦA1R（1は空圧アクチュ
エータ１５が圧縮された状態を示す添字）は左向に作用
し、さらに振動センサ１３は制御対象物１２の右向の変
位を検知して加速度振動信号Ｓ1は制御回路Ｃ、空圧ア
ナログ弁駆動回路Ｄのハイパスフイルタ１８に入力され
ＤＣ成分をカットし温度によってゼロ点がドリフトしな
いように温度特性を向上させ、これが積分器２０に入力
され速度信号を生成し、増幅器１９と増幅器２１からは
増幅された加速度信号と速度信号をそれぞれ得て、ロー
パスフイルタ２２、２３に入力され、高周波成分をカッ
トし発振を防止し、これらの加速度信号、速度信号は加
算器２７に入力され、加算器２７の出力部は電気空圧ア
ナログ弁１７に印加され、電気空圧アナログ弁１７から
の電気信号は水平方向の空圧アクチュエータ１５に印加
され、この水平方向の空圧アクチュエータ１５が駆動さ
れることにより制御対象物１２には水平方向の制御力←
ＦA2R（2は空圧アクチュエータ１５が圧縮された状態を
示す添字）が注入されて内圧が上がり、ＦSR＜ＦR＋Ｆ
A1R＋ＦA2Rとなり、操作片１２ａを介して制御対象物１
２を左向に戻そうとする。
準点において、空気バネ１１の水平方向の力Ｆ（図５）
はＦ＝０であり、弾性手段１６の水平方向のスプリング
の力ＦS、空圧アクチュエータ１５の水平方向の制御力
ＦAは、ＦS＝ＦAである。いま、制御対象物１２が図１
において右向に変位すると、弾性手段１６のスプリング
の力ＦS＞ＦSR→（Rは制御対象物１２が静止基準点から
右側に変位した状態時を示す添字、矢印はその方向を示
す）となり、空気バネ１１はその偏心ｅに応じてベロフ
ラム１１ａ（図５）によって構成されるチャンバー１１
ｃ内の圧力により左向に復元力←ＦRが作用し、また空
圧アクチュエータ１５の内圧が上昇し、空圧アクチュエ
ータ１５の水平方向の制御力←ＦA1R（1は空圧アクチュ
エータ１５が圧縮された状態を示す添字）は左向に作用
し、さらに振動センサ１３は制御対象物１２の右向の変
位を検知して加速度振動信号Ｓ1は制御回路Ｃ、空圧ア
ナログ弁駆動回路Ｄのハイパスフイルタ１８に入力され
ＤＣ成分をカットし温度によってゼロ点がドリフトしな
いように温度特性を向上させ、これが積分器２０に入力
され速度信号を生成し、増幅器１９と増幅器２１からは
増幅された加速度信号と速度信号をそれぞれ得て、ロー
パスフイルタ２２、２３に入力され、高周波成分をカッ
トし発振を防止し、これらの加速度信号、速度信号は加
算器２７に入力され、加算器２７の出力部は電気空圧ア
ナログ弁１７に印加され、電気空圧アナログ弁１７から
の電気信号は水平方向の空圧アクチュエータ１５に印加
され、この水平方向の空圧アクチュエータ１５が駆動さ
れることにより制御対象物１２には水平方向の制御力←
ＦA2R（2は空圧アクチュエータ１５が圧縮された状態を
示す添字）が注入されて内圧が上がり、ＦSR＜ＦR＋Ｆ
A1R＋ＦA2Rとなり、操作片１２ａを介して制御対象物１
２を左向に戻そうとする。
【００２２】また、非接触変位センサ１４も制御対象物
１２の右向の変位を検知して水平方向の相対変位信号Ｓ
2を出力する。水平方向の相対変位信号Ｓ2は前置増幅器
２４に入力され、前置増幅器２４の出力は減算器２５に
入力される。減算器２５は、一般に非接触変位センサ１
４は０〜＋数ｖの電圧を発生するのでゼロ点を境にして
±の電圧を発生するようにゼロ点調整を行なう。減算器
２５の出力は増幅器２６に入力される。増幅器２６から
の相対変位信号は加算器２７に入力され、加算器２７の
出力部は電気空圧アナログ弁１７に印加され、電気空圧
アナログ弁１７からの電気信号は水平方向の空圧アクチ
ュエータ１５に印加され、制御対象物１２には水平方向
の制御力ＦAが叙上の制御力ＦAに注入され制御対象物１
２は左向に変位しようとする。なお、この非接触変位セ
ンサ１４から増幅器２６の制御系は用途によっては省略
できるものである。
１２の右向の変位を検知して水平方向の相対変位信号Ｓ
2を出力する。水平方向の相対変位信号Ｓ2は前置増幅器
２４に入力され、前置増幅器２４の出力は減算器２５に
入力される。減算器２５は、一般に非接触変位センサ１
４は０〜＋数ｖの電圧を発生するのでゼロ点を境にして
±の電圧を発生するようにゼロ点調整を行なう。減算器
２５の出力は増幅器２６に入力される。増幅器２６から
の相対変位信号は加算器２７に入力され、加算器２７の
出力部は電気空圧アナログ弁１７に印加され、電気空圧
アナログ弁１７からの電気信号は水平方向の空圧アクチ
ュエータ１５に印加され、制御対象物１２には水平方向
の制御力ＦAが叙上の制御力ＦAに注入され制御対象物１
２は左向に変位しようとする。なお、この非接触変位セ
ンサ１４から増幅器２６の制御系は用途によっては省略
できるものである。
【００２３】次に、制御対象物１２が水平方向の静止基
準点を越えて左向に変位すると、ＦS＜ＦSL→（Lは制御
対象物１２が静止基準点から左側に変位した状態時を示
す添字、矢印はその方向を示す）、空気バネ１１の復元
力ＦR ＦR→ ←ＦA1L →ＦA2L ＦSL＋ＦR＋ＦA2L＞ＦA1Lとなり、操作片１２ａを介し
て制御対象物１２を右向に戻そうとする。
準点を越えて左向に変位すると、ＦS＜ＦSL→（Lは制御
対象物１２が静止基準点から左側に変位した状態時を示
す添字、矢印はその方向を示す）、空気バネ１１の復元
力ＦR ＦR→ ←ＦA1L →ＦA2L ＦSL＋ＦR＋ＦA2L＞ＦA1Lとなり、操作片１２ａを介し
て制御対象物１２を右向に戻そうとする。
【００２４】以上の制御方式において図２に示すよう
に、制御対象物１２に設けた操作片１２ａと設置面１０
上に設けた支持片１０ａとの間にスプリング１５ａを空
圧アクチュエータ１５に並列配置してもよい。この場
合、制御対象物１２における水平方向の静止基準点にお
いて、空気バネ１１の水平方向の力Ｆ（図５）はＦ＝
０、スプリング１５ａの力ＦK＝０であり、弾性手段１
６の水平方向のスプリングの力ＦS、空圧アクチュエー
タ１５の水平方向の制御力ＦAは、ＦS＝ＦAである。
に、制御対象物１２に設けた操作片１２ａと設置面１０
上に設けた支持片１０ａとの間にスプリング１５ａを空
圧アクチュエータ１５に並列配置してもよい。この場
合、制御対象物１２における水平方向の静止基準点にお
いて、空気バネ１１の水平方向の力Ｆ（図５）はＦ＝
０、スプリング１５ａの力ＦK＝０であり、弾性手段１
６の水平方向のスプリングの力ＦS、空圧アクチュエー
タ１５の水平方向の制御力ＦAは、ＦS＝ＦAである。
【００２５】いま、制御対象物１２が図２において静止
基準点から右向に変位すると、スプリング１５ａの力は
←ＦKとして作用し、ＦSR＜ＦR＋ＦA1R＋ＦA2R＋ＦKと
なり、操作片１２ａを介して制御対象物１２を左向に戻
そうとする。次に、制御対象物１２が水平方向の静止基
準点を越えて左向に変位すると、ＦK＋ＦSL＋ＦR＋Ｆ
A2L＞ＦA1Lとなり、操作片１２ａを介して制御対象物１
２を右向に戻そうとする。
基準点から右向に変位すると、スプリング１５ａの力は
←ＦKとして作用し、ＦSR＜ＦR＋ＦA1R＋ＦA2R＋ＦKと
なり、操作片１２ａを介して制御対象物１２を左向に戻
そうとする。次に、制御対象物１２が水平方向の静止基
準点を越えて左向に変位すると、ＦK＋ＦSL＋ＦR＋Ｆ
A2L＞ＦA1Lとなり、操作片１２ａを介して制御対象物１
２を右向に戻そうとする。
【００２６】以上の制御方式において弾性手段１６はス
プリングを使用したが、図３に示すようにエアークショ
ンを使用することもできる。この場合、制御対象物１２
における水平方向の静止基準点から左右向への変位の制
御は図１の実施例と同様である。なお、振動を検出する
水平方向は二次元であるので、水平方向の振動信号を出
力する水平方向振動センサから空圧アクチュエータ１５
に至る制御系もＸ、Ｙ方向にそれぞれ設けられる。
プリングを使用したが、図３に示すようにエアークショ
ンを使用することもできる。この場合、制御対象物１２
における水平方向の静止基準点から左右向への変位の制
御は図１の実施例と同様である。なお、振動を検出する
水平方向は二次元であるので、水平方向の振動信号を出
力する水平方向振動センサから空圧アクチュエータ１５
に至る制御系もＸ、Ｙ方向にそれぞれ設けられる。
【００２７】以上の例で制御方式は、絶対加速度、絶対
速度、相対変位の３信号をフィードバック制御信号とし
て用いたが、所期の振動絶縁効果を得るための用途に応
じて変位信号は絶対変位でもよく、また変位と速度或い
は変位と加速度から成る群から選ばれた２信号を用いて
制御することもできる。また、以上の例においてハイパ
スフイルタ、ローパスフイルタは状況に応じては一方ま
たは双方を省略することが可能である。さらに、以上の
例において非接触変位センサに設けられた前置増幅器も
省略することができる。
速度、相対変位の３信号をフィードバック制御信号とし
て用いたが、所期の振動絶縁効果を得るための用途に応
じて変位信号は絶対変位でもよく、また変位と速度或い
は変位と加速度から成る群から選ばれた２信号を用いて
制御することもできる。また、以上の例においてハイパ
スフイルタ、ローパスフイルタは状況に応じては一方ま
たは双方を省略することが可能である。さらに、以上の
例において非接触変位センサに設けられた前置増幅器も
省略することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のアクティブ振動絶縁装置によれば、空気バネで支持
されている制御対象物に搭載され水平方向の振動を検出
して水平方向の振動信号を出力する水平方向振動センサ
と、水平方向の振動信号により駆動され制御対象物に水
平方向の制御力を注入する水平方向アクチュエータと、
制御対象物を水平方向の制御力と逆の水平方向に押圧す
る弾性手段とを備えていることにより、アクチュエータ
として使用する空圧手段を組付けるのが容易であり、そ
の設置スペースが小さくなり、また振動系全体をバラン
スよく支持できて水平方向の振動絶縁性能を向上でき
る。
明のアクティブ振動絶縁装置によれば、空気バネで支持
されている制御対象物に搭載され水平方向の振動を検出
して水平方向の振動信号を出力する水平方向振動センサ
と、水平方向の振動信号により駆動され制御対象物に水
平方向の制御力を注入する水平方向アクチュエータと、
制御対象物を水平方向の制御力と逆の水平方向に押圧す
る弾性手段とを備えていることにより、アクチュエータ
として使用する空圧手段を組付けるのが容易であり、そ
の設置スペースが小さくなり、また振動系全体をバラン
スよく支持できて水平方向の振動絶縁性能を向上でき
る。
【図１】本発明の１実施例によるアクティブ振動絶縁装
置の説明図。
置の説明図。
【図２】本発明の他の実施例によるアクティブ振動絶縁
装置の説明図。
装置の説明図。
【図３】本発明の他の実施例によるアクティブ振動絶縁
装置の説明図。
装置の説明図。
【図４】本発明によるアクティブ振動絶縁装置の制御系
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図５】本発明によるアクティブ振動絶縁装置に使用さ
れる空気バネの説明図。
れる空気バネの説明図。
１０……空気バネの設置面 １１……空気バネ １２……制御対象物 １３……水平方向の振動センサ １４……変位センサ １５……水平方向アクチュエータ １６……弾性手段 １７……アナログ弁
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】空気バネで支持されている制御対象物に搭
載され水平方向の振動を検出して水平方向の振動信号を
出力する水平方向振動センサと、前記水平方向の振動信
号により駆動され前記制御対象物に水平方向の制御力を
注入する水平方向アクチュエータと、前記制御対象物を
前記水平方向の制御力と逆の水平方向に押圧する弾性手
段とを備えていることを特徴とするアクティブ振動絶縁
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18899391A JPH0533826A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | アクテイブ振動絶縁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18899391A JPH0533826A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | アクテイブ振動絶縁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533826A true JPH0533826A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16233502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18899391A Pending JPH0533826A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | アクテイブ振動絶縁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533826A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002227926A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Building Research Institute | 空気ばねを用いたセミアクティブ除振装置 |
| KR100870108B1 (ko) * | 2007-05-01 | 2008-11-25 | 한국과학기술원 | 보이스코일모터를 사용한 능동수동제진기 |
| CN106088697A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-09 | 泰安腾飞实业有限公司 | Gis组合开关无尘装配车间及装配方法 |
| US11059623B1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-07-13 | International Business Machines Corporation | Self-locking structure for isolation damper based platforms |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP18899391A patent/JPH0533826A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002227926A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Building Research Institute | 空気ばねを用いたセミアクティブ除振装置 |
| KR100870108B1 (ko) * | 2007-05-01 | 2008-11-25 | 한국과학기술원 | 보이스코일모터를 사용한 능동수동제진기 |
| CN106088697A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-09 | 泰安腾飞实业有限公司 | Gis组合开关无尘装配车间及装配方法 |
| US11059623B1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-07-13 | International Business Machines Corporation | Self-locking structure for isolation damper based platforms |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010821 |