JPS6357655B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気ばね除振装置に係り、特に非接触
方式で機械のレベル変動を検出し、空気ばねの内
部空気圧を適正に変化させることにより機械の除
振を行う装置に関するものである。

従来、空気ばね除振装置は機械のレベル（上下
方向の高さ）を検出するものとして第１図に示さ
れるような調整弁を用い、空気ばねの内部空気圧
を制御していた。この圧力調整弁１は所謂同時作
動型に属するものであり、弁棒２の下端の弁部２
ａを固定部材３のテーパ孔の弁座３ａに、また上
端の弁部２ｂを可動部材４のテーパ孔の弁座４ａ
にそれぞれ位置させると共に弁棒２をばね５によ
り常に押し上げて弁部２ａを弁座３ａに押し当て
るように構成されている。可動部材４は箱体６内
において上下に摺動するものであり、また上部に
機械載置用の定盤１０の下面に接するロツド４ｂ
が固着されている。今、図の状態から例えば定盤
１０のレベル変動に伴いロツド４ｂを介して可動
部材４が荷重が加えられて下方に押し下げられた
とすると、これに伴ない弁棒２もばね５の押上げ
力に抗して下降し、下端の弁部２ａと弁座３ａ間
に空隙を生じ、吸気路７から圧縮空気が空気８及
び空気ばね９内に流入する。空間８及び空気ばね
９内の空気がある圧力以上になると空気ばね９に
よる機械載置用の定盤１０の押し上げに伴ない可
動部材４も上昇して元の位置に復帰されるが、こ
の復帰の摺動間に弁部２ｂと弁座４ａ間に空隙が
生じるので、空間８及び空気ばね９内にオーバー
フローした空気は排気路１１から排出される。

ところで、このような圧力調整弁１において
は、床からのレベル振動が空気ばね９の空気室、
箱６、可動部材４及びロツド４ｂを通じて定盤１
０に伝わるのを防止するため、可動部材４外周と
箱６との間に極く僅かな隙間を設け、この隙間に
常に空気を流通させておくことにより可動部材４
を箱６に対して非接触状態に近い状態となるよう
にしている。したがつて、可動部材４が図中上下
方向に振動する場合でも実質的に箱６に対して非
接触状態を保持し床振動を定盤１０に伝えない。
しかし、定盤１０とロツド４ｂとが相対的に図
中、水平方向に変位した場合には両者間に摩擦を
生じた可動部材４が傾き、箱６に接触した状態と
なり、この結果、床振動が定盤１０に伝わること
となる。これは、被防振体である機械が中程度の
精度のものまではそれほど問題となることはない
が、例えば最近のIC、LSI製造装置のようにきわ
めて高精度のレベル調整を要求されるものには許
されなくなりつつある。

これを解決するために定盤との接触部の摩耗係
数をできるだけ小さくするということから各部品
を高い精度に仕上げるようにしているが、完全に
防止することができていない。

また、上記従来の空気ばね除振装置は、圧力調
整弁の空気の吸入、排出は弁棒２が動作すること
により行われるためレベルの復帰の時間を短くす
ることが困難であり、定盤１０の変動が微少であ
つても応答が遅れてしまうという難点があつた。

本発明は、上述の点に着目してなされたもの
で、非接触式センサを用い床と定盤を分離し、床
からの振動伝達を防止し低周波振動の吸収を改善
し、かつレベルの復帰時間を短かくすることがで
きる空気ばね除振装置を提供することを目的とす
る。

以下、本発明を図面に示す実施例について説明
する。第２図は本発明の基本的な構成を説明する
ためのブロツク図である。同図おいて、１５は空
気ばねであり、この複数台（通常は４台）をもつ
て機械（図示せず）載置用の定盤１６を防振支持
している。空気ばね１５には、その空気室内に空
気を送り込む配管１７が連結されている。この配
管１７に、流量調整弁１８、減少弁１９およびコ
ンプレツサのごとき空気供給源２０が順次配設さ
れている。また空気ばね１５と流量調整弁１８と
の間に別の配管２１が配管１７から分岐され、そ
の外方端に空気を常時排出させるオリフイス２２
が連結されている。

定盤１６又は機械の下面に対して適当間隔を置
いた位置に、機械のレベル変動を非接触方式で検
出する近接スイツチのような非接触レベルセンサ
２３を設けてある。２４は、非接触レベルセンサ
２３より出力された信号を流量調整弁１８に伝達
する制御回路である。なお、必要に応じて制御回
路２４を管理するマイクロコンピユータを制御回
路２４に接続し、流量調整弁１８を電気的に自動
制御を行う構成としてもよい。

次に上記構成の動作について説明する。

定盤１６が下限設定値以下に下がると、非接触
センサ２３により定盤１６が設定値以下に下がつ
たことを知らせる信号を制御回路２４に送る。こ
の入力情報により制御回路２４は流量調整弁１８
をより大きく開く動作をさせる。この動作によつ
て流量調整弁から入つてくる空気の流入量が増大
し空気ばね１５の内部圧が高くなり、この空気ば
ねに支えられている定盤１６を押し上げるよう動
作する。

定盤１６が下限設定置と上限設定値の間に位置
するときにはレベルセンサ２３からなんの信号も
出力されないので流量調整弁１８はオリフイス２
２から常時排出する量の空気を空気ばねに送り込
む状態を維持する。このときは空気ばね１５の内
部圧は変化しない。

定盤１６が上限設定値以上に上がると、レベル
センサ２３から上限設定値以上の信号を制御回路
２４に出力するので流量調整弁１８が空気流入量
を減少させるように動作する。この動作により空
気ばね１５の内部の空気がオリフイス２２から排
出されて、内部圧が低くなり、定盤１６を下げる
ように動作する。

つまり、空気ばね１５内の空気はオリフイス２
２を通して常に排出されているので、空気ばねの
空気の排出量以上に流入量が多ければ定盤１６が
上がり、流入量が排出量以下になれば下がるよう
に動作する。

前記の動作に前述のマイクロコンピユータを付
加することにより、定盤１６が下限設定値以下に
下がつたときには、その下がつた量のレベルがど
のくらいかを検出し、下がつた分だけ定盤１６を
押し上げるにはどのくらいの空気量がいるかを演
算し、その結果に応じた量の空気を流入させるよ
うに流量調整弁１８を制御するような情報を作り
出すと共に上限と下限の設定値の間に定盤１６が
振動しないで安定するように制御回路２４に制御
情報を送る。また定盤１６が上限設定値以上に上
がつたときも、上がつた量のレベルがどのくらい
かを検出し、検出した情報を基に演算し、演算の
結果に応じて定盤１６のレベルを下げるとともに
振動しないで安定するように制御回路２４に制御
情報を送る。

また周期的に定盤１６が揺動するときにはマイ
クロコンピユータに蓄えてあるデータを基にして
次の揺動を防止するように制御回路２４に情報を
出力するような動作をする。

以上、本発明に係る空気ばね除振装置によれ
ば、レベル検出部を１つとし、所定のレベルに対
し上位もしくは下位を検出することにより流量調
整弁を制御して定盤又は機械を一定レベルに保持
させるので、定盤のどんな微小の変動に対しても
迅速かつ正確に応答し除振するという効果が得ら
れる。

また本発明によれば、流量調整弁が空気ばねに
対する空気送入路の１ケ所だけに設けられ、しか
もその流量調整弁が空気送入路を完全に閉塞する
という動作をしないことから弁体の摩耗も少ない
ので、信頼性が高いという効果も得られる。

また、レベル検出部に非接触レベルセンサを用
い空気ばねの内部圧を制御する構成にしたので、
床からの高周波振動によつて様々な障害、例えば
IC製造装置を防振支持した際レーザ光電子ビー
ムのぶれが多いとか、定盤上の精密機器に衝撃を
与えるという不都合等を解消することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気ばね除振装置を示す断面
図、第２図は本発明による装置を説明するための
ブロツク図である。 図中、９，１５は空気ばね、１０，１６は定
盤、１８は流量調整弁、２２はオリフイス、２３
は非接触レベルセンサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機械を防振支持する空気ばねと、機械のレベ
   ル変動を非接触方式で検出する非接触レベルセン
   サと、空気ばねの空気室内に空気を送り込む配管
   およびその配管に連結された空気供給源と、前記
   配管の中間に配置され、前記レベルセンサからの
   信号を受けて配管内の空気の流量を調整する流量
   調整弁と、空気ばねの空気室内の空気を常時排出
   させるオリフイスとを備えてなることを特徴とす
   る空気ばね除振装置。