JP2522736B2 - 除振装置 - Google Patents
除振装置Info
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- JP2522736B2 JP2522736B2 JP3361541A JP36154191A JP2522736B2 JP 2522736 B2 JP2522736 B2 JP 2522736B2 JP 3361541 A JP3361541 A JP 3361541A JP 36154191 A JP36154191 A JP 36154191A JP 2522736 B2 JP2522736 B2 JP 2522736B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、除振装置に係り、特に
振動を嫌う機械装置を搭載した除振台床板を浮上懸架し
て、除振台設置床からの振動を除去する除振装置に関す
る。
振動を嫌う機械装置を搭載した除振台床板を浮上懸架し
て、除振台設置床からの振動を除去する除振装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、振動を極度に嫌う、電子顕微
鏡、半導体製造装置等の機械装置は、除振装置に搭載さ
れて使用されてきた。従来の除振装置の一例として、空
気ばね方式がある。電子顕微鏡、半導体製造装置等の機
械装置は、空気ばねを具備する除振台床板に搭載され
て、設置床の振動が空気ばねにより吸収され、除振台床
板に搭載された機械装置に伝わらないようになってい
た。しかしながら、空気ばね方式の除振装置は、機械的
なものであり、振動を完全に取除くことはできず、特に
微少な振動を完全に除去するのには無理があった。更
に、除振台床板上に発生する振動に対して、振動を吸収
することができず、除振台床板に搭載した機械装置等に
振動を与えてしまうことがある。
鏡、半導体製造装置等の機械装置は、除振装置に搭載さ
れて使用されてきた。従来の除振装置の一例として、空
気ばね方式がある。電子顕微鏡、半導体製造装置等の機
械装置は、空気ばねを具備する除振台床板に搭載され
て、設置床の振動が空気ばねにより吸収され、除振台床
板に搭載された機械装置に伝わらないようになってい
た。しかしながら、空気ばね方式の除振装置は、機械的
なものであり、振動を完全に取除くことはできず、特に
微少な振動を完全に除去するのには無理があった。更
に、除振台床板上に発生する振動に対して、振動を吸収
することができず、除振台床板に搭載した機械装置等に
振動を与えてしまうことがある。
【０００３】一方、例えば特開平２−２０３０４０号公
報に開示された磁気式防振装置が知られている。これ
は、除振台床板側に配設された磁性体を、設置床側に固
定された電磁石の磁気吸引力により浮上懸架して、設置
床からの振動を除去するものである。しかしながら、こ
の磁気式防振装置においては、浮上用電磁石の磁気吸引
力によって発生するばね力で設置床と除振台床板とが結
び付けられており、磁性体のエッジ部分で磁束が回り込
むため、特に水平方向の設置床側の振動に対していわゆ
るバネ剛性が作用し、除振帯域が狭くなるという問題が
あった。
報に開示された磁気式防振装置が知られている。これ
は、除振台床板側に配設された磁性体を、設置床側に固
定された電磁石の磁気吸引力により浮上懸架して、設置
床からの振動を除去するものである。しかしながら、こ
の磁気式防振装置においては、浮上用電磁石の磁気吸引
力によって発生するばね力で設置床と除振台床板とが結
び付けられており、磁性体のエッジ部分で磁束が回り込
むため、特に水平方向の設置床側の振動に対していわゆ
るバネ剛性が作用し、除振帯域が狭くなるという問題が
あった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、係る従来技
術の問題点に鑑みて為されたもので、除振台床板を設置
床より浮上懸架する、振動の固有値がほとんどゼロにな
り広い除振帯域を有する除振装置を提供することを目的
とする。
術の問題点に鑑みて為されたもので、除振台床板を設置
床より浮上懸架する、振動の固有値がほとんどゼロにな
り広い除振帯域を有する除振装置を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の除振装置は、除
振台床板底面から下方に延在する支持部材と、該支持部
材の下端に配設された水平方向に延在する磁性体と、設
置床側に固定され前記磁性体を上方から吸引するように
磁極面が配設された浮上用電磁石と、前記磁性体と前記
浮上用電磁石の磁極面との空隙における相対変位を検出
する変位センサと、該変位センサの信号により前記除振
台床板を目標位置に浮上させるため前記電磁石の励磁電
流を制御する制御回路とからなる除振装置において、前
記支持部材の下端に配設された磁性体の磁極面の外縁部
が、前記浮上用電磁石の磁極面の外縁部よりも十分に大
きく外方に位置していることを特徴とする。
振台床板底面から下方に延在する支持部材と、該支持部
材の下端に配設された水平方向に延在する磁性体と、設
置床側に固定され前記磁性体を上方から吸引するように
磁極面が配設された浮上用電磁石と、前記磁性体と前記
浮上用電磁石の磁極面との空隙における相対変位を検出
する変位センサと、該変位センサの信号により前記除振
台床板を目標位置に浮上させるため前記電磁石の励磁電
流を制御する制御回路とからなる除振装置において、前
記支持部材の下端に配設された磁性体の磁極面の外縁部
が、前記浮上用電磁石の磁極面の外縁部よりも十分に大
きく外方に位置していることを特徴とする。
【０００６ 】
【作用】設置床側に固定された浮上用電磁石は、励磁電
流が流れると、磁気吸引力により、除振台床板に固定さ
れた磁性体を吸引し浮上支持する。従って、磁性体に固
定された除振台床板は、設置床側に対して非接触で浮上
懸架された状態となる。そして、除振台床板に固定され
た磁性体の磁極面が、設置床側に固定された浮上用電磁
石の磁極面よりも大きくなっており、水平方向の磁気求
心力が作用しない。従って、設置床側が振動しても、そ
の振動は除振台床板に伝わらず、除振台床板は水平方向
に静止したままである。即ち、水平方向の振動の固有値
がほとんどゼロの振動系となり、広い除振帯域を有する
除振装置が実現される。
流が流れると、磁気吸引力により、除振台床板に固定さ
れた磁性体を吸引し浮上支持する。従って、磁性体に固
定された除振台床板は、設置床側に対して非接触で浮上
懸架された状態となる。そして、除振台床板に固定され
た磁性体の磁極面が、設置床側に固定された浮上用電磁
石の磁極面よりも大きくなっており、水平方向の磁気求
心力が作用しない。従って、設置床側が振動しても、そ
の振動は除振台床板に伝わらず、除振台床板は水平方向
に静止したままである。即ち、水平方向の振動の固有値
がほとんどゼロの振動系となり、広い除振帯域を有する
除振装置が実現される。
【０００７】
【実施例】図２は、本発明の一実施例の除振装置の
（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は側面図である。除振
台床板１は、浮上用電磁石からなるアクチュエータ３に
より浮上懸架される。アクチュエータ３は、設置床２に
設置され、除振台床板１を、図示するように４点で支持
する。除振台床板１の上には、電子顕微鏡、半導体製造
装置等の振動を極度に嫌う機械装置が搭載される。
（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は側面図である。除振
台床板１は、浮上用電磁石からなるアクチュエータ３に
より浮上懸架される。アクチュエータ３は、設置床２に
設置され、除振台床板１を、図示するように４点で支持
する。除振台床板１の上には、電子顕微鏡、半導体製造
装置等の振動を極度に嫌う機械装置が搭載される。
【０００８】 図１は、本発明の一実施例の除振装置のア
クチュエータ部分の説明図である。除振台床板１は、支
持部材１２を介して、磁性体５に接続固定されている。
磁性体５は、高透磁率の磁性材料である。浮上用電磁石
４は、設置床３に固定されており、浮上用電磁石４は、
環状のコイルがヨーク９に巻回されたもので、ヨーク９
は、磁性体５に対向している。即ち、ヨーク９と磁性体
５とは、その間の空隙を介して浮上用電磁石４の磁気回
路を形成する。変位センサ８は、磁性体５に設けられた
ターゲットにより、磁性体５と設置床側に固定された浮
上用電磁石との空隙における相対変位を検出する。
クチュエータ部分の説明図である。除振台床板１は、支
持部材１２を介して、磁性体５に接続固定されている。
磁性体５は、高透磁率の磁性材料である。浮上用電磁石
４は、設置床３に固定されており、浮上用電磁石４は、
環状のコイルがヨーク９に巻回されたもので、ヨーク９
は、磁性体５に対向している。即ち、ヨーク９と磁性体
５とは、その間の空隙を介して浮上用電磁石４の磁気回
路を形成する。変位センサ８は、磁性体５に設けられた
ターゲットにより、磁性体５と設置床側に固定された浮
上用電磁石との空隙における相対変位を検出する。
【０００９】 除振台床板１に固定された磁性体５の磁極
面は、図中Ａで示すように、設置床２側に固定された浮
上用電磁石４のヨーク９の磁極面よりも大きくなってい
る。このため、浮上用電磁石４の磁気吸引力は、垂直方
向にのみ、磁性体５に対して作用し、水平方向には磁気
求心力はほとんど作用しない。従って、浮上用電磁石４
よりは、磁性体５を平衡位置に保持するような水平方向
の力、いわゆるばね剛性がほとんど働かず、ばね剛性
と、被支持体の質量とで定まる自由振動の固有値がほと
んどゼロに近い振動系が実現される。
面は、図中Ａで示すように、設置床２側に固定された浮
上用電磁石４のヨーク９の磁極面よりも大きくなってい
る。このため、浮上用電磁石４の磁気吸引力は、垂直方
向にのみ、磁性体５に対して作用し、水平方向には磁気
求心力はほとんど作用しない。従って、浮上用電磁石４
よりは、磁性体５を平衡位置に保持するような水平方向
の力、いわゆるばね剛性がほとんど働かず、ばね剛性
と、被支持体の質量とで定まる自由振動の固有値がほと
んどゼロに近い振動系が実現される。
【００１０】 更に、除振台床板１には、振動センサ６が
具備されており、除振台床板１の水平方向の振動（変
位、速度、加速度）を検出する。除振台床板１に生じる
水平方向の振動を打消すために、水平方向除振用電磁石
７が設けられている。水平方向除振用電磁石７は、その
磁極が、支持部材１２のターゲット１４に対向すること
により、水平方向の磁気吸引力を除振台床板１に対して
作用させることができる。
具備されており、除振台床板１の水平方向の振動（変
位、速度、加速度）を検出する。除振台床板１に生じる
水平方向の振動を打消すために、水平方向除振用電磁石
７が設けられている。水平方向除振用電磁石７は、その
磁極が、支持部材１２のターゲット１４に対向すること
により、水平方向の磁気吸引力を除振台床板１に対して
作用させることができる。
【００１１】 図３は、本発明の一実施例の除振装置の垂
直方向制御のブロック図である。浮上位置指令信号１５
により所望する磁性体５の垂直方向の浮上位置を指定す
る。比較器１７によって、浮上位置指令信号１５と、変
位センサ８の信号を変位センサアンプ１６で増幅した信
号とを比較する。そして変位センサアンプ１６の出力が
浮上位置指令信号１５に達しない場合には、その差分が
位相補償回路１８によって、位相が調整され、ドライブ
回路１９によって電力増幅され、浮上用電磁石４のコイ
ルに励磁電流として印加される。浮上用電磁石４に励磁
電流が流れると、磁性体５の磁極に対して磁気吸引力が
発生し、磁性体５、即ち除振台床板１は浮上する。この
ようなフィードバック制御系によって、磁性体５、即
ち、除振台床板１の位置は、浮上位置指令信号１５によ
って指定された位置で安定に浮上する。
直方向制御のブロック図である。浮上位置指令信号１５
により所望する磁性体５の垂直方向の浮上位置を指定す
る。比較器１７によって、浮上位置指令信号１５と、変
位センサ８の信号を変位センサアンプ１６で増幅した信
号とを比較する。そして変位センサアンプ１６の出力が
浮上位置指令信号１５に達しない場合には、その差分が
位相補償回路１８によって、位相が調整され、ドライブ
回路１９によって電力増幅され、浮上用電磁石４のコイ
ルに励磁電流として印加される。浮上用電磁石４に励磁
電流が流れると、磁性体５の磁極に対して磁気吸引力が
発生し、磁性体５、即ち除振台床板１は浮上する。この
ようなフィードバック制御系によって、磁性体５、即
ち、除振台床板１の位置は、浮上位置指令信号１５によ
って指定された位置で安定に浮上する。
【００１２】 図４は、本発明の一実施例の除振装置の水
平方向制御のブロック図である。除振台床板１上に設置
された振動センサ６で、除振台に加えられる水平方向の
振動、即ち、変位、速度、加速度を検出する。そして検
出された振動を、除振回路２１に入力する。除振回路２
１は、振動を打消すために必要な信号を発生し、そして
一定のゲインを有する増幅回路で増幅後、直流検波回路
２２で右（Ｒ）側と左（Ｌ）側を振り分け、ドライブ回
路２３でそれぞれ電力増幅し、右側と左側の水平方向除
振用電磁石７Ｒと７Ｌのコイル１３に印加する。
平方向制御のブロック図である。除振台床板１上に設置
された振動センサ６で、除振台に加えられる水平方向の
振動、即ち、変位、速度、加速度を検出する。そして検
出された振動を、除振回路２１に入力する。除振回路２
１は、振動を打消すために必要な信号を発生し、そして
一定のゲインを有する増幅回路で増幅後、直流検波回路
２２で右（Ｒ）側と左（Ｌ）側を振り分け、ドライブ回
路２３でそれぞれ電力増幅し、右側と左側の水平方向除
振用電磁石７Ｒと７Ｌのコイル１３に印加する。
【００１３】 図５は、除振特性の説明図であり、（Ａ）
は水平方向のばね剛性により、振動の固有値を有する場
合であり、（Ｂ）は水平方向のばね剛性が無く、振動の
固有値がほとんどゼロの場合である。コンプライアンス
は、外乱の外力に対する変位の比であり、Ｘ（変位）／
Ｆ（外力）で表される。（Ａ）に示す水平方向のばね剛
性により振動の固有値を有する場合には、外乱がある
と、固有値（ω0） 付近で、大きな振動が生じ、除振帯
域は、固有値（ω0） より高い周波数領域に限られる。
これに対して、本発明の一実施例では、図１の円Ａに示
すように、除振台床板１に固定された磁性体５の磁極面
が設置床２側に固定された浮上用電磁石４の磁極面より
も大きくなっている。このため、浮上用電磁石４は、水
平方向の磁気求心力がほとんど磁性体５に作用せず、い
わゆるばね剛性がほとんどゼロであり、振動の固有値が
ほとんどゼロとなる。従って、本発明の除振装置の構造
は、（Ｂ）に示す振動の固有値がほとんどゼロの場合と
なる。それ故、（Ａ）に示す、水平方向のばね剛性によ
り、振動の固有値を有する場合と比較して、全周波数領
域にわたって、除振帯域が得られるという効果を奏す
る。
は水平方向のばね剛性により、振動の固有値を有する場
合であり、（Ｂ）は水平方向のばね剛性が無く、振動の
固有値がほとんどゼロの場合である。コンプライアンス
は、外乱の外力に対する変位の比であり、Ｘ（変位）／
Ｆ（外力）で表される。（Ａ）に示す水平方向のばね剛
性により振動の固有値を有する場合には、外乱がある
と、固有値（ω0） 付近で、大きな振動が生じ、除振帯
域は、固有値（ω0） より高い周波数領域に限られる。
これに対して、本発明の一実施例では、図１の円Ａに示
すように、除振台床板１に固定された磁性体５の磁極面
が設置床２側に固定された浮上用電磁石４の磁極面より
も大きくなっている。このため、浮上用電磁石４は、水
平方向の磁気求心力がほとんど磁性体５に作用せず、い
わゆるばね剛性がほとんどゼロであり、振動の固有値が
ほとんどゼロとなる。従って、本発明の除振装置の構造
は、（Ｂ）に示す振動の固有値がほとんどゼロの場合と
なる。それ故、（Ａ）に示す、水平方向のばね剛性によ
り、振動の固有値を有する場合と比較して、全周波数領
域にわたって、除振帯域が得られるという効果を奏す
る。
【００１４】 更に、除振台床板１に垂直方向の振動セン
サを取付け、垂直方向の速度、加速度を検出し、この信
号をもとに、垂直方向に浮上用電磁石の励磁電流をコン
トロールすることが考えられる。このような制御によっ
て、水平方向、鉛直方向の絶対座標系での除振が可能と
なる。
サを取付け、垂直方向の速度、加速度を検出し、この信
号をもとに、垂直方向に浮上用電磁石の励磁電流をコン
トロールすることが考えられる。このような制御によっ
て、水平方向、鉛直方向の絶対座標系での除振が可能と
なる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の除
振装置は、除振台床板に固定された磁性体を、設置床側
に固定された電磁石の磁気力により非接触浮上するもの
である。除振台床板に固定された磁性体の磁極面が設置
床側に固定された浮上用電磁石の磁極面よりも大きくな
っているので、水平方向の磁気求心力が発生しないこと
から、全周波数領域にわたって除振が可能となり、広い
除振帯域を有する除振装置が実現される。
振装置は、除振台床板に固定された磁性体を、設置床側
に固定された電磁石の磁気力により非接触浮上するもの
である。除振台床板に固定された磁性体の磁極面が設置
床側に固定された浮上用電磁石の磁極面よりも大きくな
っているので、水平方向の磁気求心力が発生しないこと
から、全周波数領域にわたって除振が可能となり、広い
除振帯域を有する除振装置が実現される。
【図１】本発明の一実施例の除振装置のアクチュエータ
部分の説明図。
部分の説明図。
【図２】本発明の一実施例の除振装置の（ａ）平面図、
（ｂ）側面図。
（ｂ）側面図。
【図３】本発明の一実施例の除振装置の垂直方向制御の
ブロック図。
ブロック図。
【図４】本発明の一実施例の除振装置の水平方向制御の
ブロック図。
ブロック図。
【図５】除振特性の説明図。
１ 除振台床板 ２ 設置床 ３ アクチュエータ ４ 浮上用電磁石 ５ 磁性体 ６ 振動センサ ７ 水平方向除振用電磁石 ８ 変位センサ ９ ヨーク １２ 支持部材 １３ コイル １４ ターゲット
Claims (2)
- 【請求項１】 除振台床板底面から下方に延在する支持
部材と、該支持部材の下端に配設された水平方向に延在
する磁性体と、設置床側に固定され前記磁性体を上方か
ら吸引するように磁極面が配設された浮上用電磁石と、
前記磁性体と前記浮上用電磁石の磁極面との空隙におけ
る相対変位を検出する変位センサと、該変位センサの信
号により前記除振台床板を目標位置に浮上させるため前
記電磁石の励磁電流を制御する制御回路とからなる除振
装置において、 前記支持部材の下端に配設された磁性体の磁極面の外縁
部が、前記 浮上用電磁石の磁極面の外縁部よりも十分に
大きく外方に位置していることを特徴とする除振装置。 - 【請求項２】 前記除振台床板の水平方向の振動を検出
する振動センサと、前記支持部材の側面に配設されたタ
ーゲットと、前記振動センサの信号から前記除振台床板
の水平方向振動を除振制御する前記ターゲットに対向す
るように磁極面が配置された除振用電磁石とを更に設け
たことを特徴とする請求項１記載の除振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3361541A JP2522736B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 除振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3361541A JP2522736B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 除振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642582A JPH0642582A (ja) | 1994-02-15 |
| JP2522736B2 true JP2522736B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=18473995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3361541A Expired - Fee Related JP2522736B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 除振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522736B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6213443B1 (en) | 1998-05-07 | 2001-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Anti-vibration apparatus and exposure apparatus using the same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105680728A (zh) * | 2016-04-02 | 2016-06-15 | 成都浮星科技有限公司 | 一种矢量磁悬浮引擎及矢量磁悬浮动力系统 |
| CN105667339A (zh) * | 2016-04-02 | 2016-06-15 | 成都浮星科技有限公司 | 一种磁悬浮运载工具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5739643U (ja) * | 1980-08-13 | 1982-03-03 | ||
| JP2539906B2 (ja) * | 1989-01-31 | 1996-10-02 | 鹿島建設株式会社 | 磁気式防振装置 |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP3361541A patent/JP2522736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6213443B1 (en) | 1998-05-07 | 2001-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Anti-vibration apparatus and exposure apparatus using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0642582A (ja) | 1994-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |