JPH08170689A - Vibration resistant device - Google Patents
Vibration resistant deviceInfo
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- JPH08170689A JPH08170689A JP34071194A JP34071194A JPH08170689A JP H08170689 A JPH08170689 A JP H08170689A JP 34071194 A JP34071194 A JP 34071194A JP 34071194 A JP34071194 A JP 34071194A JP H08170689 A JPH08170689 A JP H08170689A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、空気ばねで精密機器等
を支持する除振装置であって、特に、安定性を損なわず
に水平方向の固有振動数を非常に低く(1Hz以下)で
きる空気ばね除振装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-vibration device for supporting precision instruments and the like by means of an air spring, and in particular, the natural frequency in the horizontal direction can be made extremely low (1 Hz or less) without impairing stability. The present invention relates to an air spring vibration isolation device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体露光装置や電子顕微鏡
等の精密機器は、設置床からの微振動を絶縁して一定位
置に保つために、ダイヤフラム型空気ばねを用いた除振
装置により支持されることが一般に行われている。とこ
ろが、ダイヤフラム型空気ばねは、上下方向は柔らかく
良好な除振効果が得られる反面、水平方向は比較的堅い
ため十分な除振効果が得られないという問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, precision equipment such as a semiconductor exposure apparatus and an electron microscope has been supported by a vibration isolation device using a diaphragm type air spring in order to insulate microvibrations from the installation floor and keep them at a fixed position. Is commonly done. However, the diaphragm type air spring has a problem in that it is soft in the vertical direction and a good vibration isolation effect can be obtained, but on the other hand, it is relatively rigid in the horizontal direction, so that a sufficient vibration isolation effect cannot be obtained.
【0003】そのため、この問題を解決するために様々
な水平除振装置が考案されてきた。例えば、図10に示
す様に、上面開放のケース7と、ケース上部を密封する
ダイヤフラム8と、ダイヤフラム上面中央部に固定さ
れ、ケース内に垂下された筒状延長部9を有するピスト
ン10と、荷重2を支持するロードディスク5と、ロー
ドディスク5から鉛直に垂下され、かつ前記筒状延長部
9の底部9aの中央に、Oリング13により位置決めさ
れ、筒状延長部9と枢動自在に係合される支柱11と、
この支柱11の下端に設けられた鋼球12と、からなる
空気ばね1が、特公昭62−7409号公報に開示され
ている。この装置では、荷重2の水平方向の変位は、ピ
ストン10のロッキングに変換されるが、ダイヤフラム
8のこじり剛性が低いので、その結果、水平方向の固有
振動数を低くできるものである。その場合、前記筒状延
長部9の長さを長くするほど、低い固有振動数が得られ
る。Therefore, various horizontal vibration isolation devices have been devised in order to solve this problem. For example, as shown in FIG. 10, a case 7 having an open upper surface, a diaphragm 8 that seals the upper part of the case, and a piston 10 that is fixed to the central portion of the upper surface of the diaphragm and has a cylindrical extension 9 that hangs inside the case, A load disc 5 that supports the load 2, and a load disc 5 that hangs vertically from the load disc 5 and is positioned by an O-ring 13 at the center of the bottom portion 9a of the tubular extension portion 9 so as to be pivotable with the tubular extension portion 9. A strut 11 to be engaged,
An air spring 1 including a steel ball 12 provided at the lower end of the column 11 is disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-7409. In this device, the displacement of the load 2 in the horizontal direction is converted into the locking of the piston 10, but the torsional rigidity of the diaphragm 8 is low, and as a result, the natural frequency in the horizontal direction can be lowered. In that case, the longer the length of the tubular extension 9 is, the lower the natural frequency is obtained.
【0004】ところが、前記従来の水平除振装置におい
ては、荷重2の支持点は、前記鋼球12と筒状延長部9
の底面9aとの接点14(枢動点)になり、荷重2の重
心よりかなり低い位置で、荷重2を支持することにな
る。したがって、低い固有振動数を得るために前記筒状
延長部9を長くすると、相対的に高重心になり、不安定
になるという問題点があった。このため、現実的には筒
状延長部9の長さが制限され、水平方向の固有振動数を
1Hz以下にすることは不可能であった。However, in the conventional horizontal vibration isolator, the supporting point of the load 2 is the steel ball 12 and the tubular extension portion 9.
It becomes a contact point 14 (pivot point) with the bottom surface 9a of the above, and supports the load 2 at a position considerably lower than the center of gravity of the load 2. Therefore, if the cylindrical extension portion 9 is lengthened to obtain a low natural frequency, the center of gravity becomes relatively high, which causes instability. Therefore, in reality, the length of the tubular extension portion 9 is limited, and it is impossible to set the natural frequency in the horizontal direction to 1 Hz or less.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の欠点
を解消するためになされたもので、安定性を損なわずに
水平方向の固有振動数を1Hz以下にできる空気ばね除
振装置を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks, and provides an air spring vibration isolator capable of reducing the natural frequency in the horizontal direction to 1 Hz or less without impairing the stability. The purpose is to do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の、本発明の実施例である図面の符号を援用して説明す
ると、本発明は、前記従来例等の空気ばね1において、
荷重2を支持するロードディスク5と荷重2との間に球
面部材3を設けることにより、前記目的を達成するもの
である。In order to achieve the above object, the description will be made with reference to the reference numerals in the drawings which are embodiments of the present invention.
The above object is achieved by providing the spherical member 3 between the load disk 5 supporting the load 2 and the load 2.
【0007】すなわち、前記課題を解決する第一の手段
(請求項1に記載の発明)は、空気ばね1で荷重2を支
持する除振装置であって、上面開放のケース7と、ケー
ス上部を密封するダイヤフラム8と、ダイヤフラム上面
中央部に固定され、ケース内に垂下された筒状延長部9
を有するピストン10と、前記荷重2を支持するロード
ディスク5と、ロードディスク5から鉛直に垂下された
支柱11とからなり、前記筒状延長部9と前記支柱11
とが、前記ダイヤフラム8より低い位置で枢動自在に係
合される空気ばね1と、その球面中心4が前記ロードデ
ィスク5の中心軸6の下方延長線上に位置するように、
ロードディスク上面に固定された球面部材3と、よりな
るものである。That is, the first means for solving the above problems (the invention according to claim 1) is a vibration isolation device for supporting a load 2 by means of an air spring 1, which is a case 7 having an open upper surface and a case upper portion. And a cylindrical extension 9 that is fixed to the center of the upper surface of the diaphragm and hangs down inside the case.
A piston 10 having a load, a load disc 5 supporting the load 2, and a support 11 vertically hung from the load disc 5, and the tubular extension 9 and the support 11 are provided.
And so that the air spring 1 pivotally engaged at a position lower than the diaphragm 8 and its spherical center 4 are located on the downward extension line of the central axis 6 of the load disc 5.
The spherical member 3 is fixed to the upper surface of the load disk.
【0008】なお、前記球面部材3は、前記荷重2の底
面2aと点接触になり、応力が集中するので、炭素鋼に
表面硬化処理したもの等が好ましい。Since the spherical member 3 comes into point contact with the bottom surface 2a of the load 2 and stress concentrates, it is preferable to use carbon steel with a surface hardening treatment.
【0009】前記課題を解決する第二の手段(請求項2
に記載の発明)は、前記第一の手段を具体化したもので
あって、前記筒状延長部9と前記支柱11とは、支柱下
端に設けられた鋼球12とOリング13とにより枢動自
在に係合されているされているものである。A second means for solving the above problem (claim 2)
The invention according to claim 1) embodies the first means, wherein the tubular extension 9 and the column 11 are pivoted by a steel ball 12 and an O-ring 13 provided at the lower end of the column. It is movably engaged.
【0010】前記課題を解決する第三の手段(請求項3
に記載の発明)は、前記第一の手段を簡略化したもので
あって、前記ロードディスク5と前記球面部材3とが一
体にされているものである。A third means for solving the above problems (claim 3)
The invention described in 1) is a simplification of the first means, in which the load disk 5 and the spherical member 3 are integrated.
【0011】前記課題を解決する第四の手段(請求項4
に記載の発明)は、前記第一の手段を発展させたもので
あって、前記荷重2の底面2aに、前記球面部材3と同
等の硬さを有する板状部材16を固定したものである。A fourth means for solving the above problems (claim 4)
The invention described in 1) is a development of the first means, in which a plate member 16 having the same hardness as the spherical member 3 is fixed to the bottom surface 2a of the load 2. .
【0012】前記課題を解決する第五の手段(請求項5
に記載の発明)は、前記第一の手段をより発展させたも
のであって、前記荷重2の底面2aに、前記球面部材3
の球の半径より大きい半径の凹球面17aを有する部材
17を固定したものである。A fifth means for solving the above problems (claim 5)
The invention described in 1) is a further development of the first means, in which the spherical member 3 is provided on the bottom surface 2a of the load 2.
The member 17 having a concave spherical surface 17a having a radius larger than the radius of the sphere is fixed.
【0013】前記課題を解決する第六の手段(請求項6
に記載の発明)は、前記第一の手段をさらに発展させた
ものであって、前記荷重2の底面2aに位置決め板18
を固定し、位置決め板18と前記球面部材3との間に、
ゴムなどの弾性体からなる保持部材19を設けたもので
ある。Sixth means for solving the above problems (claim 6)
The invention described in 1) is a further development of the first means, in which the positioning plate 18 is provided on the bottom surface 2a of the load 2.
Is fixed between the positioning plate 18 and the spherical member 3,
A holding member 19 made of an elastic material such as rubber is provided.
【0014】前記課題を解決する第七の手段(請求項7
に記載の発明)は、前記第一の手段と、その構成を一部
異にするものである。すなわち、空気ばね1で荷重2を
支持する除振装置であって、上面開放のケース7と、ケ
ース上部を密封するダイヤフラム8と、ダイヤフラム上
面中央部に固定され、ケース内に垂下された筒状延長部
9を有するピストン10と、前記荷重2を支持するロー
ドディスク5と、ロードディスク5から鉛直に垂下され
た支柱11とからなり、前記筒状延長部9と前記支柱1
1が、前記ダイヤフラム8より低い位置で枢動自在に係
合される(前記第一の手段と同じ)空気ばね1と、その
球面中心4が前記ロードディスク5の中心軸6の上方の
延長線上に位置するように、前記荷重2の底面2aに固
定された球面部材3と、よりなるものである。Seventh means for solving the above problems (claim 7)
The invention described in 1) partially differs in configuration from the first means. That is, a vibration isolation device that supports a load 2 with an air spring 1, a case 7 having an open upper surface, a diaphragm 8 that seals the upper part of the case, and a cylindrical shape that is fixed to the center of the upper surface of the diaphragm and that is suspended in the case. It is composed of a piston 10 having an extension 9, a load disc 5 supporting the load 2, and a support 11 vertically hung from the load disc 5, and the tubular extension 9 and the support 1 are provided.
1 is an air spring 1 pivotally engaged at a position lower than the diaphragm 8 (same as the first means), and its spherical center 4 is on an extension line above the central axis 6 of the load disc 5. And a spherical member 3 fixed to the bottom surface 2a of the load 2 so as to be located at.
【0015】ここで、前記第五の手段から第七の手段に
おいては、球面部材3の球面部と接触する部材または部
分は、球面部材3と同等の硬さにすることが好ましい。Here, in the fifth means to the seventh means, it is preferable that the member or the portion which comes into contact with the spherical portion of the spherical member 3 has the same hardness as the spherical member 3.
【0016】[0016]
【作用】図1は前記第一及び第二の手段の原理を説明す
るための図である。この図1において、球面部材3は、
その球面中心4がロードディスク5の中心軸6の下方延
長線上に位置するように、ロードディスク5の上面に固
定されている。荷重2が水平方向X−Yに変位すると、
従来技術の作用により、ピストン10のロッキングに変
換され低い水平方向ばね定数が得られる。それに加え
て、ロードディスク5から鉛直に垂下された支柱11の
下端に設けられた鋼球12と、筒状延長部9の底部9a
の接点14(枢動点)を支点とし、ロードディスク5と
荷重2が転動することによる低い水平方向ばね定数とが
得られる。そして、これらのばね定数が直列に合成さ
れ、非常に低い水平方向ばね定数(固有振動数1Hz以
下)が得られることになる。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the first and second means. In FIG. 1, the spherical member 3 is
The spherical center 4 is fixed to the upper surface of the load disk 5 so that the spherical center 4 is located on the downward extension line of the central axis 6 of the load disk 5. When the load 2 is displaced in the horizontal direction XY,
The action of the prior art translates into locking of the piston 10 resulting in a low horizontal spring constant. In addition to that, a steel ball 12 provided at the lower end of a column 11 vertically hung from the load disc 5 and a bottom 9a of the tubular extension 9 are provided.
Using the contact point 14 (pivot point) as a fulcrum, a low horizontal spring constant due to the rolling of the load disk 5 and the load 2 can be obtained. Then, these spring constants are combined in series, and a very low horizontal spring constant (natural frequency of 1 Hz or less) is obtained.
【0017】このとき、荷重2を安定支持するための条
件は、図1において、R>Aであり、一方、水平方向の
固有振動数を低くするための条件は、RをAに近づける
ことである。したがって、安定性と固有振動数の双方か
ら、RとAの数値を最適な設定とすればよい。At this time, the condition for stably supporting the load 2 is R> A in FIG. 1, while the condition for lowering the natural frequency in the horizontal direction is to make R close to A. is there. Therefore, the numerical values of R and A may be set to optimum values in terms of both stability and natural frequency.
【0018】また、従来技術では、荷重2の支持点は、
鋼球12と筒状延長部9の底部9aとの接点14(枢動
点)であったのに対して、本発明においては、支持点は
球面部材3と荷重2の接点15となる。したがって、非
常に低い水平方向ばね定数(固有振動数1Hz以下)が
得られるにもかかわらず、荷重2の重心と支持点とが、
従来技術よりも相対的にかなり接近することになり、安
定性は大きく向上することになる。In the prior art, the supporting point for the load 2 is
In contrast to the contact point 14 (pivot point) between the steel ball 12 and the bottom portion 9a of the tubular extension portion 9, in the present invention, the support point is the contact point 15 between the spherical member 3 and the load 2. Therefore, even though a very low horizontal spring constant (natural frequency of 1 Hz or less) is obtained, the center of gravity of the load 2 and the supporting point are
It will be considerably closer than the prior art and stability will be greatly improved.
【0019】前記第四の手段においては、荷重2の底面
2a、又は球面部材3のどちらかが変形することなく、
スムーズな転動を可能としたものである。In the fourth means, either the bottom surface 2a of the load 2 or the spherical member 3 is not deformed,
This allows for smooth rolling.
【0020】前記第五の手段においては、球面部材3の
球の半径より大きい半径の凹球面17aを有する部材1
7は、球面部材3の転動により発生する、荷重2とロー
ドディスク5との相対的位置ずれを、元の位置に復帰さ
せる手段であり、かつ、ロードディスク5を元の位置に
復帰させる付加手段でもある。したがって、荷重2とロ
ードディスク5との相対的位置ずれが防止されるととも
に、ピストン10のロッキング運動が長期間にわたっ
て、安定した行われることとなる。In the fifth means, the member 1 having the concave spherical surface 17a having a radius larger than the radius of the sphere of the spherical member 3.
Reference numeral 7 is a means for returning the relative positional deviation between the load 2 and the load disk 5 caused by the rolling of the spherical member 3 to the original position, and also for returning the load disk 5 to the original position. It is also a means. Therefore, the relative displacement between the load 2 and the load disk 5 is prevented, and the rocking motion of the piston 10 is stably performed for a long period of time.
【0021】ところで、従来技術の空気ばね1において
は、荷重2の水平方向変位をピストン10のロッキング
に変換する作用を安定して行い、空気ばね1が本来有す
る、水平方向の低い固有振動数を得るためには、使用前
にあらかじめ、ロードディスク5の中心軸6を、筒状延
長部9を有するピストン10の中心軸に一致させるセッ
ティング作業が必要であった。すなわち、ロードディス
ク5から鉛直に垂下され、その下端に鋼球12が設けら
れた支柱11は、Oリング13により、筒状延長部9の
底部9aの中央に位置決めされ、筒状延長部9と枢動自
在に係合されているが、前記の各中心軸を一致させる構
成となってはいないからである。By the way, in the air spring 1 of the prior art, the action of converting the horizontal displacement of the load 2 into the rocking of the piston 10 is stably performed, and the natural horizontal low natural frequency of the air spring 1 is maintained. In order to obtain it, it was necessary to perform a setting operation in which the central axis 6 of the load disk 5 was made to coincide with the central axis of the piston 10 having the tubular extension 9 before use. That is, the column 11 vertically hung from the load disk 5 and provided with the steel ball 12 at the lower end thereof is positioned by the O-ring 13 at the center of the bottom portion 9 a of the tubular extension portion 9 and This is because they are engaged so as to be pivotally movable, but they are not configured so that the above-mentioned respective central axes coincide with each other.
【0022】そこで、前記第六の手段においては、ロー
ドディスク5の位置決め板18を荷重2の底面2aに固
定したものである。一方、ゴム状弾性体よりなる保持部
材19は、球面部材3の転動を妨げずに、転動により発
生する、荷重2とロードディスク5との相対的位置ずれ
を防止する手段であり、かつ、ロードディスク5を元の
位置に復帰させる付加手段でもある。したがって、ロー
ドディスク5の位置決め板18と球面部材3との間に、
ゴムなどの弾性体からなる保持部材19を設けることに
より、荷重2とロードディスク5との相対的位置ずれが
防止されるとともに、空気ばね使用前のセッティング作
業が省略でき、しかも所定の低い固有振動数を長期間に
わたって、安定して維持できるものである。Therefore, in the sixth means, the positioning plate 18 of the load disk 5 is fixed to the bottom surface 2a of the load 2. On the other hand, the holding member 19 made of a rubber-like elastic body is a means for preventing relative displacement of the load 2 and the load disk 5 caused by rolling without hindering rolling of the spherical member 3, and , Is also an additional means for returning the load disk 5 to the original position. Therefore, between the positioning plate 18 of the load disc 5 and the spherical member 3,
By providing the holding member 19 made of an elastic material such as rubber, relative displacement between the load 2 and the load disk 5 can be prevented, setting work before using the air spring can be omitted, and a predetermined low natural vibration can be omitted. The number can be stably maintained over a long period of time.
【0023】前記第七の手段においては、前記第一の手
段と同様の作用をする。The seventh means operates in the same manner as the first means.
【0024】[0024]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0025】<第一実施例>本例の構成については図2
に示されている。この図2において、1は空気ばね、2
は精密機器等の荷重、3は球面部材である。<First Embodiment> The configuration of this embodiment is shown in FIG.
Is shown in. In FIG. 2, 1 is an air spring, 2
Is a load of precision equipment and the like, and 3 is a spherical member.
【0026】空気ばね1は、同じく図2において、上面
開放のケース7と、ケース上部を密封するダイヤフラム
8と、ダイヤフラム上面中央部に固定され、ケース内に
垂下された筒状延長部9を有するピストン10と、荷重
2を支持するロードディスク5と、ロードディスク5か
ら鉛直に垂下され、かつ前記筒状延長部9の底部9aの
中央に、Oリング13により位置決めされ、筒状延長部
9と枢動自在に係合される支柱11と、この支柱11の
下端に設けられた鋼球12と、からなる。そして、ロー
ドディスク5の上面には、球面部材3が、その球面中心
4がロードディスク5の中心軸6の下方延長線上に位置
するように固定されている。2, the air spring 1 also has a case 7 whose upper surface is open, a diaphragm 8 which seals the upper part of the case, and a cylindrical extension 9 which is fixed to the center of the upper surface of the diaphragm and hangs down inside the case. The piston 10, the load disc 5 supporting the load 2, and the load disc 5 hanging vertically from the load disc 5 and positioned at the center of the bottom portion 9a of the tubular extension portion 9 by an O-ring 13 to form the tubular extension portion 9. It consists of a pillar 11 that is pivotally engaged and a steel ball 12 provided at the lower end of the pillar 11. The spherical member 3 is fixed to the upper surface of the load disk 5 such that the spherical center 4 thereof is located on the downward extension line of the central axis 6 of the load disk 5.
【0027】図3及び図4には、図10に示す従来の除
振装置と、図2に示す本発明の第一実施例の除振装置の
各々の水平方向の振動伝達率(dB)を実測して得られ
たデータが示されている。測定にあたっては、微小振動
下の床と、精密機器等の荷重2の上面との、水平方向振
動加速度の伝達関数をFFTアナライザーによって求め
た。従来の除振装置についての結果が図3に示され、本
発明の第一実施例の除振装置についての結果が図4に示
されている。同図によれば、従来例のものでは、固有振
動数が1.3Hzとなっているが、本発明の第一実施例
のものでは、0.5Hzとなっている。このことは、荷
重2を支持するロードディスク5と、荷重2との間に設
けられた球面部材3の転動作用による効果を裏付けるも
のである。FIGS. 3 and 4 show the horizontal vibration transmissibility (dB) of each of the conventional vibration isolator shown in FIG. 10 and the vibration isolator of the first embodiment of the present invention shown in FIG. The data obtained by actual measurement are shown. In the measurement, the transfer function of the horizontal vibration acceleration between the floor under the slight vibration and the upper surface of the load 2 such as precision equipment was obtained by the FFT analyzer. The result of the conventional vibration isolator is shown in FIG. 3, and the result of the vibration isolator of the first embodiment of the present invention is shown in FIG. According to the figure, the natural frequency is 1.3 Hz in the conventional example, but is 0.5 Hz in the first example of the present invention. This supports the effect of rolling operation of the spherical member 3 provided between the load disc 5 supporting the load 2 and the load 2.
【0028】<第二実施例>本例の構成については図5
に示されている。第一実施例との相違点は、ロードディ
スク5と球面部材3とが一体にされている点である。<Second Embodiment> The configuration of this embodiment is shown in FIG.
Is shown in. The difference from the first embodiment is that the load disk 5 and the spherical member 3 are integrated.
【0029】<第三実施例>本例の構成については図6
に示されている。第一実施例との相違点は、荷重2の底
面2aに、球面部材3と同等の硬さを有する板状部材1
6を固定した点である。<Third Embodiment> FIG. 6 shows the configuration of this embodiment.
Is shown in. The difference from the first embodiment is that the plate-shaped member 1 having the same hardness as the spherical member 3 on the bottom surface 2a of the load 2.
This is the point where 6 is fixed.
【0030】<第四実施例>本例の構成については図7
に示されている。第一実施例との相違点は、荷重2の底
面2aに、球面部材3の球の半径より大きい半径の凹球
面17aを有する部材17を、凹球面17aと球面部材
3とが接するように固定した点である。<Fourth Embodiment> The configuration of this embodiment is shown in FIG.
Is shown in. The difference from the first embodiment is that a member 17 having a concave spherical surface 17a having a radius larger than the radius of the sphere of the spherical member 3 is fixed to the bottom surface 2a of the load 2 so that the concave spherical surface 17a and the spherical member 3 are in contact with each other. That is the point.
【0031】<第五実施例>本例の構成については図8
に示されている。第一実施例との相違点は、荷重2の底
面2aに、ロードディスク5の位置決め板18を固定
し、この位置決め板18と球面部材3との間に、ゴムな
どの弾性体からなる保持部材19を設けた点である。<Fifth Embodiment> The configuration of this embodiment is shown in FIG.
Is shown in. The difference from the first embodiment is that the positioning plate 18 of the load disk 5 is fixed to the bottom surface 2a of the load 2, and a holding member made of an elastic material such as rubber is provided between the positioning plate 18 and the spherical member 3. 19 is provided.
【0032】<第六実施例>本例の構成については図9
に示されている。第一実施例との相違点は、球面部材3
の球面中心4が、ロードディスク5の中心軸6の上方の
延長線上に位置するように、荷重2の底面2aに、球面
部材3を固定した点である。<Sixth Embodiment> The configuration of this embodiment is shown in FIG.
Is shown in. The difference from the first embodiment is that the spherical member 3
The spherical member 3 is fixed to the bottom surface 2a of the load 2 so that the spherical center 4 of the load disk 5 is located on the extension line above the central axis 6 of the load disk 5.
【0033】前記第一実施例から第六実施例では、筒状
延長部9と支柱11とは、支柱下端に設けられた鋼球1
2とOリング13とにより枢動自在に係合されている
が、これに限定されるものではない。即ち、ダイヤフラ
ム8より低い位置で枢動自在に係合されていればよく、
防振ゴム等を用いた構造も可能である。In the first to sixth embodiments, the tubular extension 9 and the support 11 are the steel balls 1 provided at the lower end of the support.
2 and the O-ring 13 are pivotally engaged with each other, but are not limited thereto. That is, it suffices if it is pivotally engaged at a position lower than the diaphragm 8,
A structure using anti-vibration rubber or the like is also possible.
【0034】なお、前記第一実施例から第六実施例で
は、一個の空気ばね1を用いて記載したが、通常は3個
以上の空気ばね1を用いて、荷重2を支持するものであ
る。In the first to sixth embodiments, one air spring 1 is used for description, but normally, three or more air springs 1 are used to support the load 2. .
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、前記第一の手段ま
たは第七の手段よると、荷重の水平方向変位はピストン
のロッキングに変換され、低い水平方向ばね定数が得ら
れるのに加えて、ピストン下部の筒状延長部に設けられ
た枢動点を支点とし、ロードディスクと荷重が転動する
ことによる低い水平方向ばね定数とが得られる。これら
のばね定数が直列に合成され、1Hz以下の水平方向固
有振動数が得られることになる。As described above, according to the first means or the seventh means, the horizontal displacement of the load is converted into the locking of the piston, and a low horizontal spring constant is obtained. With the pivot point provided on the cylindrical extension below the piston as a fulcrum, a low horizontal spring constant can be obtained by rolling the load disk and the load. By combining these spring constants in series, a horizontal natural frequency of 1 Hz or less is obtained.
【0036】しかも、荷重の重心と支持点とが、接近す
ることになり、安定性が大きく向上できることになる。Moreover, the center of gravity of the load and the supporting point come close to each other, and the stability can be greatly improved.
【0037】前記第二の手段によると、簡単な構造で、
しかも、スペースをあまり必要とせず、枢動機構を構成
できる利点がある。According to the second means, with a simple structure,
Moreover, there is an advantage that the pivot mechanism can be configured without requiring much space.
【0038】前記第三の手段によると、部品点数を減少
させ、構造の簡略化を図ることができる。According to the third means, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified.
【0039】前記第四の手段によると、スムーズな転動
を可能とし、長期間安定して除振装置の性能を維持でき
ることになる。According to the fourth means, smooth rolling is possible, and the performance of the vibration isolation device can be stably maintained for a long period of time.
【0040】前記第五の手段によると、荷重とロードデ
ィスクとの相対的位置ずれが防止されるとともに、長期
間安定して除振装置の性能を維持できることになる。According to the fifth means, the relative displacement between the load and the load disk can be prevented, and the performance of the vibration isolator can be maintained stably for a long period of time.
【0041】前記第六の手段によると、ロードディスク
の位置決め板と、ゴム状弾性体からなる保持部材を設け
ることにより、空気ばね使用前のセッティング作業が省
略でき、しかも、荷重とロードディスクとの相対的位置
ずれが防止されるとともに、除振装置の性能を長期間安
定して維持できることになる。According to the sixth means, by providing the positioning plate of the load disc and the holding member made of a rubber-like elastic body, the setting work before using the air spring can be omitted, and moreover, the load and the load disc can be eliminated. Relative displacement can be prevented, and the performance of the vibration isolator can be stably maintained for a long period of time.
【0042】前記第七の手段によると、既に設置された
空気ばね除振装置付き精密機器であっても、空気ばね除
振装置を改造することなく、精密機器(荷重)の底面
に、球面部材を取り付けることにより、容易に除振装置
の性能を向上させることができることになる。According to the seventh means, even if the precision equipment equipped with the air spring vibration isolator is already installed, the spherical member is formed on the bottom surface of the precision equipment (load) without modifying the air spring vibration isolator. By attaching the, the performance of the vibration isolation device can be easily improved.
【図1】本発明の原理を説明するための断面図である。FIG. 1 is a sectional view for explaining the principle of the present invention.
【図2】本発明の第一実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図3】従来の除振装置の水平方向振動伝達特性を示す
グラフ図である。FIG. 3 is a graph showing a horizontal vibration transfer characteristic of a conventional vibration isolator.
【図4】本発明の第一実施例の水平方向振動伝達特性を
示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing horizontal vibration transfer characteristics of the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第二実施例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第三実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第四実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第五実施例を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第六実施例を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a sixth embodiment of the present invention.
【図10】従来の除振装置を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional vibration isolator.
1 空気ばね 2 荷重 2a 底面 3 球面部材 4 球面中心 5 ロードディスク 6 中心軸 7 ケース 8 ダイヤフラム 9 筒状延長部 9a 底部 10 ピストン 11 支柱 12 鋼球 13 Oリング 16 板状部材 17 凹球面を有する部材 17a 凹球面 18 位置決め板 19 保持部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air spring 2 Load 2a Bottom surface 3 Spherical member 4 Spherical center 5 Load disk 6 Center axis 7 Case 8 Diaphragm 9 Cylindrical extension 9a Bottom 10 Piston 11 Strut 12 Steel ball 13 O-ring 16 Plate member 17 Member having concave spherical surface 17a concave spherical surface 18 positioning plate 19 holding member
Claims (7)
って、 上面開放のケースと、ケース上部を密封するダイヤフラ
ムと、ダイヤフラム上面中央部に固定され、ケース内に
垂下された筒状延長部を有するピストンと、前記荷重を
支持するロードディスクと、ロードディスクから鉛直に
垂下された支柱とからなり、前記筒状延長部と前記支柱
とが、前記ダイヤフラムより低い位置で枢動自在に係合
される空気ばねと、 その球面中心が前記ロードディスクの中心軸下方の延長
線上に位置するように、ロードディスク上面に固定され
た球面部材と、よりなることを特徴とする除振装置。1. A vibration isolator supporting a load with an air spring, a case having an open upper surface, a diaphragm for sealing an upper part of the case, and a cylindrical extension fixed to a central portion of the upper surface of the diaphragm and suspended in the case. A piston having a portion, a load disc for supporting the load, and a column vertically hung from the load disc, and the tubular extension and the column are pivotally engaged at a position lower than the diaphragm. An anti-vibration device comprising: an air spring to be fitted; and a spherical member fixed to the upper surface of the load disk such that the center of the spherical surface is located on an extension line below the central axis of the load disk.
端に設けられた鋼球とゴム状弾性体とにより枢動自在に
係合されている請求項1に記載した除振装置。2. The vibration isolation device according to claim 1, wherein the cylindrical extension and the support are pivotally engaged by a steel ball and a rubber elastic body provided at a lower end of the support.
一体である請求項1に記載した除振装置。3. The vibration isolator according to claim 1, wherein the load disk and the spherical member are integrated.
の硬さを有する板状部材を固定した請求項1に記載した
除振装置。4. The vibration isolator according to claim 1, wherein a plate-shaped member having a hardness equivalent to that of the spherical member is fixed to the bottom surface of the load.
半径より大きい半径の凹球面を有する部材を固定した請
求項1に記載した除振装置。5. The vibration isolator according to claim 1, wherein a member having a concave spherical surface having a radius larger than the radius of the sphere of the spherical member is fixed to the bottom surface of the load.
位置決め板と前記球面部材の間に、ゴム状弾性体からな
る保持部材を設けた請求項1に記載した除振装置。6. A positioning plate is fixed to the bottom surface of the load,
The vibration isolator according to claim 1, wherein a holding member made of a rubber-like elastic body is provided between the positioning plate and the spherical member.
って、 上面開放のケースと、ケース上部を密封するダイヤフラ
ムと、ダイヤフラム上面中央部に固定され、ケース内に
垂下された筒状延長部を有するピストンと、前記荷重を
支持するロードディスクと、ロードディスクから鉛直に
垂下された支柱とからなり、前記筒状延長部と前記支柱
が、前記ダイヤフラムより低い位置で枢動自在に係合さ
れる空気ばねと、 その球面中心が前記ロードディスクの中心軸上方の延長
線上に位置するように、前記荷重の底面に固定された球
面部材と、よりなることを特徴とする除振装置。7. A vibration isolator supporting a load with an air spring, a case having an open upper surface, a diaphragm for sealing the upper part of the case, and a cylindrical extension suspended in the central part of the upper surface of the diaphragm and suspended in the case. A piston having a portion, a load disc for supporting the load, and a column vertically hung from the load disc. The tubular extension and the column are pivotally engaged at a position lower than the diaphragm. And a spherical member fixed to the bottom surface of the load so that the spherical center of the air spring is located on an extension line above the central axis of the load disk.
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