JPS604644A - 振動緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 １１ 本発明は、１０　ｍ程度の振幅を有する小さな残留振動
からも保護されるべき装置のための支持体上して働くこ
とができる振動緩衝装置に係る。そのような保護される
べき装置の１例は、距離を約１０−９ｍに保つだめに必
要な制御電流を用い、常に一定の距離で、極めて微小な
点を表面に亘って走査して、上記走査表面のグロフィル
を描くように働く、周知の走査型トンネリング顕微鏡で
ある。

〔従来技術〕

振動から保護されるべき装置が損傷されないように又は
測定が不正確にならないよりに、本質的には、２つの型
の望ましくない振動の源が除かれねばならない。その第
１の型の振動は、音波によって上記装置に伝播される。

音波は、上記装置全体を真空チェンバ内に配置すること
によって、最も容易に除かれる。真空圧を用いることが
できない場合、即ち研究が周囲圧力、に於て行われるべ
き場合又は例えば生物学的研究等に於て１滴の液体中に
浸漬されたトンネリング領域を用いて研究が行われるべ
き場合には、上記装置は防音された反響を生じないフー
ドで包囲されねばならない。

第２の型の振動は、身体が上記装置に接触することによ
シ伝播される環境に於ける機械的衝撃による、ものであ
る。本発明は、この第２の型の振動な、本発明による振
動緩衝装置によシ支持された上記装置に影響を与えない
レベル迄減衰させることを意図している。

今日、当技術分野に於て、２つの型の振動緩衝装置が知
られている。その第１の型は、振動に対して大きな抵抗
を有し、低い共振周波数を有するように、比較的大きな
質量体を用いている。その型の撮動緩衝装置は、主に、
高精度の秤のだめの支持体及び光学装置の台等として用
いられている。

第２の型の振動緩衝装置は、周囲の振動を吸収するため
に、弾性素子、即ちゴム部材及びばねを用いている。そ
の第２の型の振動緩衝装置は、自動車等に於ける振動す
るエンジンの懸垂及び高信頼性の回転台に於て用いられ
ている。

恐らく、前述の高精度の秤の場合を除き、当技術分野に
於て知られている振動の減衰は、概して１６ １０　ｍの範囲の振幅の振動に関するものであり、レコ
ード・プレーヤの場合でも、所望の減衰が１０−８ｍを
超えることはない。しかしながら、今日の表面物理学に
於ては、原子寸法の物体が研究され、それらの研究に於
て用いられる器機は、それらの検査及び測定が損われな
いように、原子の大きさ程度の振動からも保護されねば
ならない。

本発明による振動緩衝装置は、ばねの特殊な配置を用い
ているので、上記第２の型の振動緩衝装置である。本出
願人による特願昭５８−１０２９４４号明細書に於て、
極めて効果的な振動緩衝装置が開示されておシ、懸垂柱
から懸垂されて、振動から保護されるべき装置を支持す
るコイルばねを用いている、２段階の質量体とばねとの
配置が示されている。この従来技術による配置は、振動
からの保護の観点からは全ての条件を充たしているが、
その懸垂柱とばねとの組立体が支持されている装置への
アクセスを妨げ、又特にそのばねは荷重されたときに伸
びるので、多くの空間を要するという欠点を有している
。

それらの欠点は、コイルばねの代シに渦巻ばねを用いた
振動緩衝装置によって解決される。平坦な渦巻ばねを用
いた弾性の装置が英国特許第６８６５１４号明細書に於
て開示されている。−それらの渦巻ばねは、それらの外
側端部に於てベースに固定されており、支持されている
装置がそれらの内方端部に連結されておシ、それらのば
ねの平面は常に直立している。この配置は、ばねが載せ
られているベースの垂直方向の動きを極めて良好に除く
が、水平方向の動き、特に本質的にばねの平面に垂直な
方向の力によシ生じる低周波数の振動に対して、大きな
不安定性を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、従来技術の欠点を全て除くために、所
望の機械的特性を有し、通常の使用状態に於て拡張しな
い振動緩衝装置を提供することである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、硬いベース・プレートから懸垂された少くと
も１段階の渦巻ばねと支持テーブルとの配置を有してい
る、振動から保護されるべき装置を支持する振動緩衝装
置でろって、垂直方向の軸を有する少くとも６つの渦巻
ばねの各々の一方の端部が上記ベース・プレート上に固
定され、他方の端部が上記の振動から保護されるべき装
置を表面上に支持する上記テーブルに固定されており、
低周波数に於て振動の減衰が最大であるように上記テー
ブル及び上記渦巻ばねの特性が選択されている。振動緩
衝装置を提供する。

〔実施例〕

第１図に於て、振動緩衝装置は、適当な数、例えば４本
の脚部を担持するベース・プレート１を含み、各脚部は
下方の円錐形の渦巻ばね２と、垂直なリンク６と、上方
の円錐形の渦巻ばね４とより成る。リンク６とばね２及
び４の各々との接続は完全に固定されている。ばね２及
び４は、荷重が僅かに大きすぎた場合でも、ばねが垂直
方向に自由に動作することができるように、各々ベース
・プレート１及び支持グレートＺ中の対応する開孔５及
び６内に配置されていることが好ましい。

荷重されていない状態で、各脚部のばね２及び４は円錐
形の形状を有する。荷重されたとき、ばねが圧縮されて
、それらの巻きの全てが実質的に共通の平面に配置はれ
る。従って、通常の荷重された状態で、この振動緩衝装
置は、荷重されていない場合よりも少ない空間しか必要
としない。

上記振動緩衝装置の配置に必要な程度の水平方向の安定
性を得るには、上記脚部間を接続する必要のあることが
解った。堅固な枠が形成されるように、相互に隣接する
脚部の垂直Ｚ　ｌ）ンク３に、横棒８がしつかり固定さ
れる。横棒８０代りに、ばねの如き弾性手段が用いられ
てもよい。それらのばねを、成るリンク６の上部からそ
の両隣りのリンクの底部へ延ばすようにすると有利であ
る。

第１図の振動緩衝装置の配置は、円形の断面な有するワ
イヤより成るばねを用いているが１、第２図に示されて
いる如き、直立した金属帯よシ成る円錐形の渦巻ばね即
ち竹の子ばね９を用いることにより、水平方向の堅固さ
を更に増すことができる。勿論、上記金属帯の幅が広く
なる程、上記振動緩衝装置の水平方向の堅固さがそれだ
け大きくなる。振動の原因となり得る内部摩擦が生じな
いよう、それらの巻きが相互に接触しないように、特に
配慮せねばならない。竹の子ばねを用いた場合には、横
棒８よシ成る枠を用いなくとも、充分な横方向の堅固さ
が得られる。

上記振動緩衝装置の有効性は、第３図に示されている如
く、２段階の配置を設けることによって、更に増加され
る。ベース・プレート１２中の開孔１０及び１１内に、
渦巻ばね１６及び１４が配置されている。ばね１３及び
１４の中央の巻きに、リンク１５及び１６が取付けられ
ており、リンク１５及び１６は渦巻ばね１７及び１８の
中央の巻きを支持しておシ、渦巻ばね１７及び１８の外
側の巻きは枠２１の第１組の開孔１９及び２０内に装着
されている。枠２１の第２組の開孔２２及び２ろ内には
、渦巻ばね２４及び２５が配置されており、渦巻ばね２
４及び２５の中央の巻きがリンク２６及び２７を担持し
ており、リンク２６及び２７が台２８を支持している。

この実施例による振動緩衝装置の配置に於ては、第６図
に示されている如く、全てのばねが上記装置自体の重さ
で予め荷重されて、個々のばねの全ての巻きが共通の平
面に配置されるように、ばねが設計されている。撮動緩
衝装置は成る大きさの荷重に対して設計されているが、
台２８にその荷重が加えられると、全てのばねが撓んで
、上記振動緩衝装置の高さが減少する。

第４図も、同様な配置を示しているが、この配置は２つ
の枠を用いている。第４図は、振動緩衝装置がそのため
に設計されている荷重が該装置に加えられたときに、ば
ねがとる位置を示している。

ベース・プレート２９に、渦巻ばね３ｏ及び６１が取付
けられており、渦巻ばね６ｏ及びろ１は各々リンク３２
及び３３を担持している。リンク６２及び３３は各々渦
巻ばね６４及び３５の外側の巻きに連結されており、ば
ね３４及び３５の内側の巻きが第１枠６６に取付けられ
ている。枠３６に、リンク６７及び′５８が固定されて
おり、リンク６７及び３８は渦巻ばね３９及び４ｏの外
側の巻きに連結されており、ばね３９及び４ｏの内側の
巻きが第２枠４１に取付けられている。上記荷重は、第
２枠４１の上部に加えられる。

前述の場合の如く、第４図は、荷重された状態の振動緩
衝装置を示している。荷重が除かれると、それらのばね
は、該装置の部分自体の重さにより、全ての巻きが同一
平面に配置された状態になる。

従って、荷重されたとき、この振動緩衝装置は、荷重さ
れていない場合よりも少ない空間しか必要としない。

２段階以上の振動緩衝装置の場合には、固有振動数の振
動が伝播する可能性を除くために、任意の１つの段階に
於けるばねの特性が、他の段階に於けるばねの特性と充
分に異なるように選択されるべきである。

第１図、第３図及び第４図は、４本の脚部を有する振動
緩衝装置の配置又は各組に４つのばねを有する同様な配
置を示しているが、３つのばねを用いた配置でも、改良
された水平方向の安定性を与える。水平方向の安定性を
改良する更に他の方法は、第４図に於けるばね４２及び
４３の如き横方向のばねを設けることである。

上記振動緩衝装置の配置に於ける振動減衰の効率を更に
増すために一１電磁的手段又は渦電流による減衰を用い
てもよい。第４図に示されている如く、バー４４及び４
５が枠４１上に固定されて、その上面から下方に伸びて
おり、誘導コイル４６及び４７がそれらのバー４４及び
４５に各々取付けられている。各誘導コイルは、抵抗（
図示せず）を介して短絡されておシ、馬蹄型の磁石４８
及び４９０両極間の磁界中に降下している。上記の馬蹄
型の磁石を設けそして荷重、即ち何らかの測定装置又は
製造装置、が支持される領域から離してそれらの磁石を
配置する理由は勿論、漂遊磁界による影響を減少させる
ためである。当業者に明らかな如く、上記誘導コイル４
６及び４７の代シに中実の銅部材を用いて、渦電流によ
る減衰を得ることもできる。

上記の電磁的手段及び渦電流による減衰の両方の場合に
、第４図の配置は、垂直方向の振動に対してしか有効で
ない。他の成分を減衰したい場合には、更に他の磁石と
適切に整合されている磁石と誘導コイル又は銅部材との
配置が必要である。

以上に於て述べた減衰手段は低周波数の振動に対して特
に効果的であるが、振動に於ける高周波数の成分を更に
減衰させ、振動減衰装置に導入されたエネルギを吸収す
るために、該装置のばねの巻きの間に弾性のフィラメン
ト又はリボン５０を織シ込むとよいことが解った。

〔発明の効果〕

本発明によって、垂直方向のみならず水平方向に２いて
も安定した振動緩衝装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は４本の脚部を有する振動緩衝装置を示す斜視図
、第２図は直立した細長い金属帯よｐ成る竹の子ばねを
示す図、第３図は通常円錐形の渦巻ばねを用いている２
段階の振動緩衝装置を示す図、第４図は２つの枠及び渦
電流による減衰を用いている２段階の振動緩衝装置を示
す図である。 １．１２．２９・　・ベース・グレート、２．４．１３
．１４，１７．１８．２４，２５．３０，３１．３４．
６５．３９．４０・・・・渦巻ばね、６．１５．１６．
２６．２７．３２．３３．６７．６８・・・リンク、５
．６．１０，１１．１９．２０．２２．２３・・・・開
孔、７　・・・支持グレート（質量体）、８・・・横棒
、９・・・・竹の子ばね、２１．３６・・・・枠、４１
・・・枠（質量体）、２８・　・台（質量体）、４２，
４３・・・・横方向のばね、４４．４５・　・バー、４
６．４７・・・・誘導コイル又は銅部材、４８．４９・
・・・馬蹄型の磁石、５０・・・・弾性のフィラメント
又はリボン。 ｌ 第２図 第３Ｎ 第１頁の続き ０発　明　者　エルンスト・ペイベル スイス国８１３４アトリスビル、セ ルクシュトラーセ４６番地

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定されたペース・プレート及び振動から保護されるべ
   き装置を支持するテーブルを備える振動緩衝装置であっ
   て、上記ペース・プレートと上記テーブルとは垂直方向
   の軸を有する少くとも６つの渦巻ばねによって連結され
   ており、上記テーブル及び渦巻ばねの特性は低周波数に
   おいて最大の振動減衰が得られるよう選択されている振
   動緩衝装置。