除振装置
【課題】 本発明は、簡単な構成により、荷重が変化しても、振動に対する減衰特性及びバネ特性の変化が抑制され、除振性能の劣化が低減されるようにした除振装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 水平に固定配置された固定板と、前記固定板の上方に配置され、前記固定板との間に介装された少なくとも三本の弾性部材を介して前記固定板に対して相対的に移動可能に支持された可動板と、これらの固定板及び可動板の間で各弾性部材に隣接して配置されたダンパー部と、から構成されていて、前記各ダンパー部が、それぞれ前記固定板または可動板に固定された受け部材と、前記受け部材内で同軸に且つ摺動可能に配置された粘弾性体から成る円板状のダンパー材と、前記ダンパー材の中心付近に一端が連結された支軸と、から構成されており、前記支軸の他端が、前記可動板または固定板に対して揺動手段を介して揺動可能に支持されるように、除振装置１０を構成する。
【解決手段】 水平に固定配置された固定板と、前記固定板の上方に配置され、前記固定板との間に介装された少なくとも三本の弾性部材を介して前記固定板に対して相対的に移動可能に支持された可動板と、これらの固定板及び可動板の間で各弾性部材に隣接して配置されたダンパー部と、から構成されていて、前記各ダンパー部が、それぞれ前記固定板または可動板に固定された受け部材と、前記受け部材内で同軸に且つ摺動可能に配置された粘弾性体から成る円板状のダンパー材と、前記ダンパー材の中心付近に一端が連結された支軸と、から構成されており、前記支軸の他端が、前記可動板または固定板に対して揺動手段を介して揺動可能に支持されるように、除振装置１０を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば顕微鏡や天秤等の振動の影響を受けやすい種々の精密機器を作業台等に対して弾性的に支持し、作業台等の振動が精密機器に伝播することを抑制するための除振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような除振装置としては、例えば特許文献１には、弾性体と粘弾性体を組み合わせた除振装置（防振支持装置）が開示されており、図１３に示すように構成されている。
即ち、図１３において、除振装置１は、弾性体としてのコイルバネ２と、粘弾性体としてのダンパー材３と、これらのコイルバネ２及びダンパー材３の両端が取り付けられる一対のフランジ４と、から構成されている。
【０００３】
ダンパー材３は、例えばエポキシ樹脂により円柱状に形成されている。
そして、このダンパー材３がコイルバネ２の中空部内に挿入された状態で、ダンパー材３の両端とコイルバネ２の両端がそれぞれ各フランジ４に取り付けられている。
その際、コイルバネ２とダンパー材３の複合体に作用する荷重方向の弾性中心が粘弾性体即ちダンパー材３側に包蔵された状態で、コイルバネ２及びダンパー材３の両端がそれぞれ対応するフランジ４に対してネジ５により固定されている。
【０００４】
このような構成の除振装置１によれば、一方例えば下方のフランジ５を固定板に取り付けると共に、他方例えば上方のフランジ５を可動板に取り付けて、固定板を作業台等の上面に載置すると共に、可動板上に除振すべき精密機器を搭載する。これにより、固定板に対して水平方向（横方向）と垂直方向（縦方向）に作用する振動に関して、可動板上では大きな減衰を得ることができる。
ここで、除振しようとする精密機器の重量と重心に基づいて、コイルバネ２に作用する荷重を算出して、コイルバネ２の撓み量が基準値となるようにバネ定数を選定している。即ち、当該精密機器専用として、コイルバネ２のバネ定数とダンパー材３の減衰特性を設定している。
これにより、当該精密機器に最適な除振性能を備えた除振装置を製造することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】 特開昭６３−３０６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した除振装置１は、当該精密機器専用としてコイルバネ２のバネ定数及びダンパー材３の減衰特性が設定されているので、種々の精密機器に対して汎用に使用することはできない。
従って、除振装置１を使用して、種々の重量の精密機器の除振を行なう場合には、当該精密機器の重量によって、コイルバネ２の撓み量が一定とならない。
【０００７】
一般に、除振装置の固有振動数ｆ０は、コイルバネ２のバネ定数をｋｓ，ダンパー材３のバネ定数をｋｄ，精密機器の質量をＭ，除振装置の可動部質量をｍとすると、
【数１】
なる式１で表される。
この式から、除振装置の固有振動数ｆ０は、精密機器の質量Ｍに依存し、精密機器が重くなると、固有振動数ｆ０が低くなり、また精密機器が軽くなると、固有振動数ｆ０が高くなることが分かる。
同様に、ダンパー材３のバネ定数ｋｄが大きくなると、固有振動数ｆ０は高くなり、バネ定数ｋｄが小さくなると、固有振動数ｆ０は低くなる。
【０００８】
ここで、種々の重量の精密機器を可動板上に搭載する場合、上述した円柱状のダンパー材３においては、ダンパー材３の潰れ量が一定でなくなる。このため、所望の減衰特性が得られなくなってしまうだけでなく、ダンパー材３のバネ特性が大きく変動してしまう。従って、搭載する精密機器の重量が変化するにつれて、除振装置１の固有振動数ｆ０も大きく変化してしまうので、除振性能が劣化してしまう。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により、荷重が変化しても、振動に対する減衰特性及びバネ特性の変化が抑制され、除振性能の劣化が低減されるようにした除振装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、本発明によれば、水平に固定配置された固定板と、前記固定板の上方に配置され、前記固定板との間に介装された少なくとも三本の弾性部材を介して前記固定板に対して相対的に移動可能に支持された可動板と、これらの固定板及び可動板の間で各弾性部材に隣接して配置されたダンパー部と、から構成されていて、前記各ダンパー部が、それぞれ前記固定板または可動板に固定された受け部材と、前記受け部材内で同軸に且つ摺動可能に配置された粘弾性体から成る円板状のダンパー材と、前記ダンパー材の中心付近に一端が連結された支軸と、から構成されており、前記支軸の他端が、前記可動板または固定板に対して揺動手段を介して揺動可能に支持されていることを特徴とする除振装置により、達成される。
【００１１】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記各ダンパー部における受け部材及び支軸が、無負荷状態で、前記固定板及び可動板に対して垂直に配置されている。
【００１２】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記各ダンパー部における受け部材，ダンパー材及び支軸が、無負荷状態で前記固定板及び可動板の一方から他方に向かって中心側に傾斜して配置されている。
【００１３】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記受け部材が円筒状の内壁面を有している。
【００１４】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記受け部材が開口側から固定側に向かって先細の円錐台状の内壁面を有している。
【００１５】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記揺動手段が前記支軸の他端における周面に装着されたコイルバネから構成されている。
【００１６】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記揺動手段が前記支軸の他端における周面に装着された円筒状ゴム材から構成されている。
【００１７】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記揺動手段が前記支軸に連結された線状バネにより構成されている。
【００１８】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記揺動手段が、前記可動板または固定板の支持領域の表面にて無負荷状態で当該支軸に対して垂直に設けられたゴム板から構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成によれば、可動板上に種々の質量の精密機器が搭載されると、弾性部材は、可動板に対して下向きに作用する荷重に応じた撓み量を鉛直方向に生ずる。
ここで、ダンパー部のダンパー材が受け部材内で摺動可能であることから、上述した撓み量の分だけ、ダンパー材が受け部材内でその軸方向に沿って移動する。
従って、弾性部材の撓み量にかかわらず、ダンパー部におけるダンパー材と受け部材の接触状態は一定である。これにより、可動板上に搭載される精密機器の重さによるダンパー材のバネ特性及び減衰特性の変化は極めて小さく、搭載される精密機器の質量が除振装置の除振特性に影響を及ぼすようなことがない。
【００２０】
また、本除振装置の可動板に搭載された精密機器を操作者が操作した場合等において、可動板が固定板に対して相対的に水平方向に変位すると、ダンパー部の支軸が固定板に対して揺動して、ダンパー材が受け部材に対して傾斜する。この際、ダンパー材には大きな変形が生ずることになるので、減衰特性が増大する。これにより、除振装置の可動板そして精密機器の自由振動が迅速に抑制される。
さらに、ダンパー部における水平方向のバネ定数を小さくすることができるため、除振装置の水平方向の固有振動数を低く設定することが可能であり、除振装置の除振性能が向上する。
【００２１】
前記受け部材が開口側から固定側に向かって先細の円錐台状の内壁面を有している場合には、可動板に搭載された精密機器の質量が重く、弾性部材の撓み量が大きいと、ダンパー材が受け部材の中空部内により深く押し込まれることにより、ダンパー材の変形量が大きくなり、ダンパー材のバネ特性が強くなる。従って、弾性部材とダンパー材の合成バネ定数が増大することになり、精密機器の質量による影響が相殺され、除振装置の固有振動数の低下が抑制される。
【００２２】
また、精密機器の質量が軽く、弾性部材の撓み量が小さいと、ダンパー材が受け部材の中空部内でより開口部に近い位置に位置することにより、ダンパー材の変形量が小さく、あるいはダンパー材が受け部材の内壁面に接触しなくなるので、ダンパー材のバネ定数が弱くなる。従って、弾性部材とダンパー材の合成バネ定数が小さくなり、除振装置の固有振動数の上昇が抑制される。
このようにして、可動板に搭載される精密機器等の質量による除振装置の固有振動数の変化が小さくなるので、除振しようとする精密機器等の重量にかかわらず、十分な除振特性が得られる。
【００２３】
このようにして、本発明による除振装置によれば、荷重が変化しても、振動に対する減衰特性及びバネ特性の変化が抑制され、除振性能の劣化が低減され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】 本発明による除振装置の第一の実施形態の使用状態における構成を示す概略側面図である。
【図２】 図１の除振装置の分解斜視図である。
【図３】 図１の除振装置におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図４】 図１の除振装置におけるダンパー部の支軸のための揺動手段を拡大して示す一部破断側面図である。
【図５】 図１の除振装置において精密機器に水平方向の変位が生じた状態を示す概略側面図である。
【図６】 図１の除振装置における精密機器より軽い精密機器を搭載した状態を示す概略側面図である。
【図７】 図１の除振装置における精密機器より重い精密機器を搭載した状態を示す概略側面図である。
【図８】 本発明による除振装置の第二の実施形態におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図９】 図８のダンパー部における（Ａ）重い精密機器を搭載した状態及び（Ｂ）軽い精密機器を搭載した状態をそれぞれ示す拡大断面図である。
【図１０】 本発明による除振装置の第三の実施形態におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図１１】 本発明による除振装置の第四の実施形態におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図１２】 本発明による除振装置の第五の実施形態におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図１３】 従来の除振装置の一例の構成を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図１２を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２６】
図１及び図２は、本発明による除振装置の第一の実施形態の構成を示している。
図１及び図２において、除振装置１０は、固定板１１と、可動板１２と、これらの固定板１１と可動板１２との間に配置される弾性部材としての複数個のコイルバネ１３及びダンパー部２０と、から構成されている。
【００２７】
固定板１１は、例えば作業台１４上に水平に固定配置された例えぱ金属等の板状部材から構成されている。
より詳細には、固定板１１は、図示の場合、四隅の底面に設けられたゴム足１１ａを介して作業台１４上に載置されている。
【００２８】
可動板１２は、同様に例えば金属等の板状部材から構成されており、固定板１１の上方に所定間隔で水平に配置されている。
さらに、可動板１２は、その上面に載置された顕微鏡や天秤等の精密機器１５を支持する。
ここで、精密機器１５は、その重心が可動板１２の水平方向（図２においてＸ方向及びＹ方向）の中心を通る垂直軸Ｖ上に位置するように、可動板１２上に配置される。
【００２９】
各コイルバネ１３は、図２に示すように、それぞれ固定板１１及び可動板１２の四隅付近において、固定板１１及び可動板１２に対して垂直に、即ちＺ方向に延びるように配置されている。
各コイルバネ１３は、それぞれ下端１３ａが固定板１１に対して固定されると共に、上端１３ｂが可動板１２に対して固定されている。
ここで、各コイルバネ１３は、可動板１２上に載置された精密機器１５及び可動板１２の重量による荷重を受けて、そのバネ定数で決まる撓み量だけ弾性変形している。
【００３０】
各ダンパー部２０は、それぞれ対応するコイルバネ１３に隣接して配置されており、図示の場合、対応するコイルバネ１３に対して、Ｘ方向に関して中心寄り、即ち垂直軸Ｖ寄りに配置されている。
【００３１】
各ダンパー部２０は、図３に詳細に示すように、受け部材２１と、ダンパー材２２と、支軸２３と、から構成されている。
【００３２】
受け部材２１は、この場合、例えばアルミ材により中空円筒状に形成されており、上端がネジ２１ａにより可動板１２の下面に固定されている。
【００３３】
ダンパー材２２は、二枚の薄い円板状に形成された粘弾性体、例えば低反発ゴムから構成されており、スペーサ２２ａにより互いに所定間隔で支軸２３に対して取り付けられている。
ここで、ダンパー材２２の外径は、受け部材２１の円筒状の中空部の内径より僅かに大きく選定されており、受け部材２１の中空部内で、その内壁に対して常に圧縮された状態で当接していると共に、受け部材２１の長手方向に沿って摺動可能である。
【００３４】
支軸２３は、例えば金属等の棒状部材から構成されており、下端が、固定板１１の上面に対して揺動手段２４を介して揺動可能に支持されている。
この場合、揺動手段２４は、固定板１１上に設けられたネジ２４ａにより固定された固定部材２４ｂと、ネジ部２４ｃと、バネ部材２４ｄと、から構成されている。
ネジ部２４ｃは、スタッドボルトであって、固定部材２４ｂの上面に溶接等により固定保持されており、固定部材２４ｂそして固定板１１の上面から垂直に上方に向かって延びている。
【００３５】
バネ部材２４ｄは、図４に示すように、菱形断面のステンレス角線材をコイル状に巻線成形することにより構成されており、そのピッチがネジ部２４ｃのネジピッチ及び後述する支軸２３の下端に形成されたネジ部２３ａのネジピッチと同じに設定されていると共に、その内径がネジ部２４ｃ及びネジ部２３ａの内径とほぼ同じに設定されている。
これにより、バネ部材２４ｄは、その下端がネジ部２４ｃに外挿される。
【００３６】
これに対して、バネ部材２４ｄの上端は、上述した支軸２３の下端に設けられたネジ部２３ａに外挿される。その際、バネ部材２４ｄの内側で、支軸２３の下端面とネジ部２４ｃの上端面との間隔が１ｍｍ程度となるように、支軸２３とネジ部２４ｃが垂直方向に突き合わされた状態で、バネ部材２４ｄにより保持される。
これにより、上述した間隔の領域において、バネ部材２４ｄが伸縮可能であるので、支軸２３は、その下端において、バネ部材２４ｄを介して、ネジ部２４ｃに対して、即ち固定板１１の上面に対して、揺動可能に支持される。
【００３７】
本発明実施形態による除振装置１０は、以上のように構成されており、例えば精密機器１５が搭載されると、図１に示すように、精密機器１５及び可動板１２の重量による荷重が、各コイルバネ１３に印可され、この荷重によって、各コイルバネ１３が弾性変形により撓んた状態で、可動板１２を浮遊状態に支持する。
従って、各ダンパー部２０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による縮小に対応して、受け部材２１の中空部内でダンパー部２２が垂直方向に摺動して、図示した高さ位置Ｈ１に静止する。
【００３８】
このような状態において、図５に示すように、例えば精密機器１５の操作時等において、操作者が精密機器１５に対して水平方向に力を加える等によって、精密機器１５または可動板１２に対して矢印Ａ方向に振動等により変位が生ずると、この変位によって、各コイルバネ１３の中心軸が図示のように角度θだけ傾斜する。
このとき、ダンパー部２０の受け部材２１も可動板１２と同じ量だけ矢印Ａ方向に変位するが、支軸２３が固定板１１に対して揺動手段２４により揺動可能に支持されているので、支軸２３が揺動により傾斜することによって、ダンパー材２２が大きく曲げ変形を生ずる。この曲げ変形により、ダンパー材２２によるエネルギー吸収量が増大するので、除振装置１０における水平方向の自由振動の収束が促進される。
尚、支軸２３が揺動する際の揺動手段２４即ちバネ部材２４ｂの揺動方向へのバネ定数が小さいので、除振装置１０における水平方向の固有振動数は、コイルバネ１３の水平方向のバネ定数によって決まる。
【００３９】
次に、上述した精密機器１５よりも軽量の精密機器１５Ｌが可動板１２上に搭載される場合について説明する。
図６において、精密機器１５Ｌ及び可動板１２の重量による荷重が、各コイルバネ１３に印可され、この荷重によって、各コイルバネ１３が弾性変形により撓んた状態で、可動板１２を浮遊状態に支持する。
この場合、各コイルバネ１３の撓み量は、精密機器１５Ｌの重量が精密機器１５の重量より軽いので、その重量差だけ、各コイルバネ１３に印可される荷重が低減する。従って、図６に示すように、各コイルバネ１３の撓み量が減少することになる。
【００４０】
従って、各ダンパー部２０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による縮小に対応して、受け部材２１の中空部内でダンパー部２２が垂直方向に摺動して、受け部材２１は、図１に示した高さ位置Ｈ１より高い高さ位置Ｈ２に静止する。
即ち、各ダンパー部２０において、ダンパー材２２は、受け部材２１の下端寄りに位置する。
このとき、ダンパー材２２は、円筒状の受け部材２１内を軸方向に移動するだけであるので、ダンパー材２２の外周縁の受け部材２１の内面に対する接触状態はほぼ同じである。従って、精密機器１５がより軽い精密機器１５Ｌに変更されても、ダンパー材２２の減衰特性やバネ特性は殆ど変化しない。
【００４１】
また、上述した精密機器１５よりも重い精密機器１５Ｈが可動板１２上に搭載される場合について説明する。
図７において、精密機器１５Ｈ及び可動板１２の重量による荷重が、各コイルバネ１３に印可され、この荷重によって、各コイルバネ１３が弾性変形により撓んた状態で、可動板１２を浮遊状態に支持する。
この場合、各コイルバネ１３の撓み量は、精密機器１５Ｈの重量が精密機器１５の重量より重いので、その重量差だけ、各コイルバネ１３に印可される荷重が増大する。従って、図７に示すように、各コイルバネ１３の撓み量が増大することになる。
【００４２】
従って、各ダンパー部２０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による圧縮に対応して、受け部材２１の中空部内でダンパー材２２が垂直方向に摺動して、受け部材２１は、図１に示した高さ位置Ｈ１より低い高さ位置Ｈ３に静止する。
即ち、各ダンパー部２０において、ダンパー材２２は、受け部材２１の上端寄りに位置する。
【００４３】
このようにして、異なる重量の精密機器１５，１５Ｌまたは１５Ｈが可動板１２上に搭載されたとしても、ダンパー材２２は、円筒状の受け部材２１内を軸方向に移動するだけであるので、ダンパー材２２の外周縁の受け部材２１の内面に対する接触状態はほぼ同じである。従って、精密機器１５がより軽い精密機器１５Ｌあるいは、より重い精密機器１５Ｈに変更されても、ダンパー材２２の減衰特性やバネ特性は殆ど変化しない。
【００４４】
このようにして、本発明実施形態による除振装置１０によれば、可動板１２上に搭載する精密機器１５の重量が変化したとしても、ダンパー材２２の接触状態を殆ど変化させることなく、即ちダンパー材２２の減衰特性やバネ特性を殆ど変化させず、また除振特性の劣化を抑制することができる。
【００４５】
図８は、本発明による除振装置の第二の実施形態におけるダンパー部の構成を示している。
図８において、この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とは、ダンパー部２０の構成のみが異なっている。
【００４６】
即ち、図８において、この除振装置では、ダンパー部３０は、受け部材３１と、ダンパー材２２と、支軸２３と、から構成されている。
【００４７】
受け部材３１は、内壁面が上方に向かって先細の円錐台状に形成されており、上端がネジ３１ａにより可動板１２の下面に固定されている。
ここで、受け部材３１の円錐台状の中空部は、その下端の内径がダンパー材２２の外径より大きく、また上端の内径がダンパー材２２の外径より小さく、さらに中空部の軸方向（垂直方向）の下方から四分の一の高さ位置における内径が、ダンパー材２２の外径と同じ大きさとなるように形成されている。
【００４８】
このような構成の除振装置によれば、図１に示した除振装置１０と同様に作用すると共に、重い精密機器１５Ｈが可動板１２上に搭載される場合には、図９（Ａ）に示すように、各コイルバネ１３の撓み量が増大し、各ダンパー部３０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による圧縮に対応して、受け部材３１の中空部内でダンパー材２２が垂直方向に摺動して、受け部材３１は、図８に示した高さ位置より下方に移動する。
【００４９】
このとき、ダンパー材２２は、受け部材３１の内壁面の内径が徐々に小さくなるので、外周が内側に圧縮され、図９（Ａ）に示すように、傘状に変形する。これにより、ダンパー材２２の減衰特性が増大すると共に、バネ特性も変化し、バネ定数が増大する。
従って、重い精密機器１５Ｈが自由振動する際のダンパー材２２によるエネルギー吸収量が増大して、その減衰が大きくなる。これにより、重い精密機器１５Ｈの自由振動の収束が促進される。
【００５０】
さらに、コイルバネ１３とダンパー材２２による合成バネ定数も増大する。前述した式１に基づいて、除振装置１０の固有振動数はバネ定数と質量の比で決まるので、重い精密機器１５Ｈの搭載時には、バネ定数が大きくなると、その比の変化が小さくなるので、除振装置の固有振動数の変化も減少することになる。
【００５１】
これに対して、軽い精密機器１５Ｌが可動板１２上に搭載される場合には、図９（Ｂ）に示すように、各コイルバネ１３の撓み量が減少し、各ダンパー部３０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による伸長に対応して、受け部材３１の中空部内でダンパー材２２が垂直方向に摺動して、受け部材３１は、図８に示した高さ位置より上方に移動する。
【００５２】
このとき、ダンパー材２２は、受け部材３１の内壁面の内径が徐々に大きくなるので、外周に対する押圧力が減少すると共に、下方のダンパー材２２は、その外周が受け部材３１の内壁面から離反する。これにより、ダンパー材２２の減衰特性が減少すると共に、バネ特性も変化し、バネ定数が小さくなる。
従って、軽い精密機器１５Ｌが自由振動する際のダンパー材２２によるエネルギー吸収量が減少して、その減衰が小さくなる。これにより、軽い精密機器１５Ｌの自由振動の収束が過減衰になることを防ぐ。
さらに、コイルバネ１３とダンパー材２２による合成バネ定数も減少するので、除振装置の固有振動数の変化も減少することになる。
【００５３】
図１０は、本発明による除振装置の第三の実施形態におけるダンパー部の構成を示している。
図１０において、この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とは、ダンパー部２０の構成のみが異なっている。
【００５４】
即ち、図１０において、この除振装置では、ダンパー部２０における揺動手段２４は、コイルバネ状のバネ部材２４ｄの代わりに、例えばゴム製のチューブ部材から成る中空円筒状の連結部材２４ｅを備えている。
また、固定部材２４ａ上には、ネジ部２４ｃの代わりに、円柱状部２４ｆが備えられている。
そして、円柱状部２４ｆの上端の外周面及び支軸２３の下端の外周面には、円周溝２４ｇ，２３ｂが形成されている。
【００５５】
ここで、連結部材２４ｅの内径は、円柱状部２４ｆ及び支軸２３の外径より小さく選定されている。
これにより、連結部材２４ｅの上端及び下端が、支軸２３の下端及び円柱状部２４ｆの上端に被嵌されたとき、連結部材２４ｅが、円周溝２４ｇ，２３ｂ内に食い込むことにより、連結部材２４ｅの支軸２３及び円柱状部２４ｆからの脱落が防止される。
その際、連結部材２４ｅ内において、支軸２３の下端面と円柱状部２４ｆの上端面との間隔が１ｍｍ程度であることにより、連結部材２４ｅがこの間隔の領域において伸縮可能であるので、支軸２３は、その下端において、連結部材２４ｅを介して、即ち固定板１１に対して揺動可能に支持される。
【００５６】
このような構成の除振装置によれば、図１及び図２に示した除振装置１０と同様に作用する。
【００５７】
図１１は、本発明による除振装置の第四の実施形態におけるダンパー部の構成を示している。
図１１において、この除振装置は、図１０に示した除振装置におけるダンパー部とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
この除振装置は、図１０に示した除振装置とは、ダンパー部２０の構成のみが異なっている。
【００５８】
即ち、図１１において、この除振装置では、ダンパー部２０における揺動手段２４は、ゴム製のチューブ部材から成る連結部材２４ｅの代わりに、線バネ２４ｈを備えている。
固定部材２４ａ上の円柱状部２４ｆの上端面及び支軸２３の下端面には、それぞれ中心に穴２４ｉ，２３ｃが備えられている。
【００５９】
これにより、線バネ２４ｈの上端及び下端が、支軸２３の下端面の穴２３ｃ及び円柱状部２４ｆの上端面の穴２４ｉに圧入されて、線バネ２４ｈが、支軸２３及び円柱状部２４ｆに対して同心に固定される。
その際、支軸２３の下端面と円柱状部２４ｆの上端面との間隔が１ｍｍ程度であることにより、線バネ２４ｈがこの間隔の領域において弾性変形可能であるので、支軸２３は、その下端において、線バネ２４ｈを介して、固定板１１に対して揺動可能に支持される。
【００６０】
このような構成の除振装置によれば、図１及び図２に示した除振装置１０と同様に作用する。
【００６１】
図１２は、本発明による除振装置の第五の実施形態におけるダンパー部の構成を示している。
図１２において、この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とは、ダンパー部２０の構成のみが異なっている。
【００６２】
即ち、図１２において、この除振装置では、ダンパー部４０は、揺動手段２４の代わりに、揺動手段４１を備えている。
揺動手段４１は、偏平な中空円筒状の固定部材４２と、固定部材４２の上端に取り付けられた円板状の弾性部材４３と、弾性部材４３の中心の上面に取り付けられたフランジ４４と、から構成されている。
【００６３】
固定部材４２は、例えば金属パイプ等から構成されており、固定板１１上に固定されている。
弾性部材４３は、例えばゴム板から構成されており、その外周縁が固定部材４２の上端外周に固定されている。
フランジ４４は、支軸２３の下端に一体的に取り付けられていると共に、弾性部材４３の中心において、その上面に同軸に固着されている。
【００６４】
これにより、支軸２３は、その下端がフランジ４４，弾性部材４３及び固定部材４２を介して、固定板１１に取り付けられる。
このとき、支軸２３は、弾性部材４３の表面に対して垂直に取り付けられると共に、弾性部材４３の弾性変形によって、固定板１１に対して揺動可能に支持されることになる。
【００６５】
このような構成の除振装置によれば、図１及び図２に示した除振装置１０と同様に作用する。
【００６６】
なお、前記ダンパー部における受け部材、ダンパー材及び支軸が、無負荷状態で、前記固定板及び可動板の一方から他方に向かって中心軸に傾斜して配置されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
上述した本発明実施形態による除振装置１０においては、可動板１２は、固定板１１に対して、四隅付近に配置された四個のコイルバネ１３により支持され、各コイルバネ１３に隣接しては位置された四個のダンパー部２０により除振されるように構成されているが、これに限らず、精密機器１５，１５Ｌまたは１５Ｈが搭載される可動板１２が固定板１１に対してバランスよく支持されれば、少なくとも三個以上のコイルバネ１３及びダンパー部２０により支持されるようにしてもよいことは明らかである。
その際、各コイルバネ１３及びダンパー部２０の配置場所は、これらの加重平均位置が精密機器１５の重心と垂直方向に整列するように選定されればよい。
【００６８】
上述した実施形態においては、各ダンパー部２０，３０，４０は、それぞれ対応するコイルバネ１３に対してＸ方向内側に隣接して配置されているが、これに限らず、各ダンパー部２０，３０，４０は、それぞれ対応するコイルバネ１３に対して、Ｙ方向内側、あるいは固定板１１及び可動板１２の中心寄りに配置されていてもよい。
【００６９】
上述した実施形態においては、固定板１１に対して可動板１２を支持するために、コイルバネ１３が使用されているが、これに限らず、他の種類の弾性部材が使用されてもよいことは明らかである。
【００７０】
さらに、上述した実施形態においては、精密機器１５，１５Ｌ，１５Ｈの除振を行なう場合について説明したが、他の各種機器装置、特に精密機器類等の除振のために使用してもよいことは明らかである。
【００７１】
以上述べたように、本発明によれば、荷重が変化しても、振動に対する減衰特性及びバネ特性の変化が抑制され、除振性能の劣化が低減される、極めて優れた除振装置が提供され得る。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 除振装置
１１ 固定板
１２ 可動板
１３ コイルバネ（弾性部材）
１４ 作業台
１５ 精密機器
１５Ｈ 重い精密機器
１５Ｌ 軽い精密機器
２０，３０，４０ ダンパー部
２１，３１ 受け部材
２２ ダンパー材
２３ 支軸
２４，４１ 揺動手段
４２ 固定部材
４３ 弾性部材
４４ フランジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば顕微鏡や天秤等の振動の影響を受けやすい種々の精密機器を作業台等に対して弾性的に支持し、作業台等の振動が精密機器に伝播することを抑制するための除振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような除振装置としては、例えば特許文献１には、弾性体と粘弾性体を組み合わせた除振装置（防振支持装置）が開示されており、図１３に示すように構成されている。
即ち、図１３において、除振装置１は、弾性体としてのコイルバネ２と、粘弾性体としてのダンパー材３と、これらのコイルバネ２及びダンパー材３の両端が取り付けられる一対のフランジ４と、から構成されている。
【０００３】
ダンパー材３は、例えばエポキシ樹脂により円柱状に形成されている。
そして、このダンパー材３がコイルバネ２の中空部内に挿入された状態で、ダンパー材３の両端とコイルバネ２の両端がそれぞれ各フランジ４に取り付けられている。
その際、コイルバネ２とダンパー材３の複合体に作用する荷重方向の弾性中心が粘弾性体即ちダンパー材３側に包蔵された状態で、コイルバネ２及びダンパー材３の両端がそれぞれ対応するフランジ４に対してネジ５により固定されている。
【０００４】
このような構成の除振装置１によれば、一方例えば下方のフランジ５を固定板に取り付けると共に、他方例えば上方のフランジ５を可動板に取り付けて、固定板を作業台等の上面に載置すると共に、可動板上に除振すべき精密機器を搭載する。これにより、固定板に対して水平方向（横方向）と垂直方向（縦方向）に作用する振動に関して、可動板上では大きな減衰を得ることができる。
ここで、除振しようとする精密機器の重量と重心に基づいて、コイルバネ２に作用する荷重を算出して、コイルバネ２の撓み量が基準値となるようにバネ定数を選定している。即ち、当該精密機器専用として、コイルバネ２のバネ定数とダンパー材３の減衰特性を設定している。
これにより、当該精密機器に最適な除振性能を備えた除振装置を製造することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】 特開昭６３−３０６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した除振装置１は、当該精密機器専用としてコイルバネ２のバネ定数及びダンパー材３の減衰特性が設定されているので、種々の精密機器に対して汎用に使用することはできない。
従って、除振装置１を使用して、種々の重量の精密機器の除振を行なう場合には、当該精密機器の重量によって、コイルバネ２の撓み量が一定とならない。
【０００７】
一般に、除振装置の固有振動数ｆ０は、コイルバネ２のバネ定数をｋｓ，ダンパー材３のバネ定数をｋｄ，精密機器の質量をＭ，除振装置の可動部質量をｍとすると、
【数１】
なる式１で表される。
この式から、除振装置の固有振動数ｆ０は、精密機器の質量Ｍに依存し、精密機器が重くなると、固有振動数ｆ０が低くなり、また精密機器が軽くなると、固有振動数ｆ０が高くなることが分かる。
同様に、ダンパー材３のバネ定数ｋｄが大きくなると、固有振動数ｆ０は高くなり、バネ定数ｋｄが小さくなると、固有振動数ｆ０は低くなる。
【０００８】
ここで、種々の重量の精密機器を可動板上に搭載する場合、上述した円柱状のダンパー材３においては、ダンパー材３の潰れ量が一定でなくなる。このため、所望の減衰特性が得られなくなってしまうだけでなく、ダンパー材３のバネ特性が大きく変動してしまう。従って、搭載する精密機器の重量が変化するにつれて、除振装置１の固有振動数ｆ０も大きく変化してしまうので、除振性能が劣化してしまう。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により、荷重が変化しても、振動に対する減衰特性及びバネ特性の変化が抑制され、除振性能の劣化が低減されるようにした除振装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、本発明によれば、水平に固定配置された固定板と、前記固定板の上方に配置され、前記固定板との間に介装された少なくとも三本の弾性部材を介して前記固定板に対して相対的に移動可能に支持された可動板と、これらの固定板及び可動板の間で各弾性部材に隣接して配置されたダンパー部と、から構成されていて、前記各ダンパー部が、それぞれ前記固定板または可動板に固定された受け部材と、前記受け部材内で同軸に且つ摺動可能に配置された粘弾性体から成る円板状のダンパー材と、前記ダンパー材の中心付近に一端が連結された支軸と、から構成されており、前記支軸の他端が、前記可動板または固定板に対して揺動手段を介して揺動可能に支持されていることを特徴とする除振装置により、達成される。
【００１１】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記各ダンパー部における受け部材及び支軸が、無負荷状態で、前記固定板及び可動板に対して垂直に配置されている。
【００１２】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記各ダンパー部における受け部材，ダンパー材及び支軸が、無負荷状態で前記固定板及び可動板の一方から他方に向かって中心側に傾斜して配置されている。
【００１３】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記受け部材が円筒状の内壁面を有している。
【００１４】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記受け部材が開口側から固定側に向かって先細の円錐台状の内壁面を有している。
【００１５】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記揺動手段が前記支軸の他端における周面に装着されたコイルバネから構成されている。
【００１６】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記揺動手段が前記支軸の他端における周面に装着された円筒状ゴム材から構成されている。
【００１７】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記揺動手段が前記支軸に連結された線状バネにより構成されている。
【００１８】
本発明による除振装置は、好ましくは、前記揺動手段が、前記可動板または固定板の支持領域の表面にて無負荷状態で当該支軸に対して垂直に設けられたゴム板から構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成によれば、可動板上に種々の質量の精密機器が搭載されると、弾性部材は、可動板に対して下向きに作用する荷重に応じた撓み量を鉛直方向に生ずる。
ここで、ダンパー部のダンパー材が受け部材内で摺動可能であることから、上述した撓み量の分だけ、ダンパー材が受け部材内でその軸方向に沿って移動する。
従って、弾性部材の撓み量にかかわらず、ダンパー部におけるダンパー材と受け部材の接触状態は一定である。これにより、可動板上に搭載される精密機器の重さによるダンパー材のバネ特性及び減衰特性の変化は極めて小さく、搭載される精密機器の質量が除振装置の除振特性に影響を及ぼすようなことがない。
【００２０】
また、本除振装置の可動板に搭載された精密機器を操作者が操作した場合等において、可動板が固定板に対して相対的に水平方向に変位すると、ダンパー部の支軸が固定板に対して揺動して、ダンパー材が受け部材に対して傾斜する。この際、ダンパー材には大きな変形が生ずることになるので、減衰特性が増大する。これにより、除振装置の可動板そして精密機器の自由振動が迅速に抑制される。
さらに、ダンパー部における水平方向のバネ定数を小さくすることができるため、除振装置の水平方向の固有振動数を低く設定することが可能であり、除振装置の除振性能が向上する。
【００２１】
前記受け部材が開口側から固定側に向かって先細の円錐台状の内壁面を有している場合には、可動板に搭載された精密機器の質量が重く、弾性部材の撓み量が大きいと、ダンパー材が受け部材の中空部内により深く押し込まれることにより、ダンパー材の変形量が大きくなり、ダンパー材のバネ特性が強くなる。従って、弾性部材とダンパー材の合成バネ定数が増大することになり、精密機器の質量による影響が相殺され、除振装置の固有振動数の低下が抑制される。
【００２２】
また、精密機器の質量が軽く、弾性部材の撓み量が小さいと、ダンパー材が受け部材の中空部内でより開口部に近い位置に位置することにより、ダンパー材の変形量が小さく、あるいはダンパー材が受け部材の内壁面に接触しなくなるので、ダンパー材のバネ定数が弱くなる。従って、弾性部材とダンパー材の合成バネ定数が小さくなり、除振装置の固有振動数の上昇が抑制される。
このようにして、可動板に搭載される精密機器等の質量による除振装置の固有振動数の変化が小さくなるので、除振しようとする精密機器等の重量にかかわらず、十分な除振特性が得られる。
【００２３】
このようにして、本発明による除振装置によれば、荷重が変化しても、振動に対する減衰特性及びバネ特性の変化が抑制され、除振性能の劣化が低減され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】 本発明による除振装置の第一の実施形態の使用状態における構成を示す概略側面図である。
【図２】 図１の除振装置の分解斜視図である。
【図３】 図１の除振装置におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図４】 図１の除振装置におけるダンパー部の支軸のための揺動手段を拡大して示す一部破断側面図である。
【図５】 図１の除振装置において精密機器に水平方向の変位が生じた状態を示す概略側面図である。
【図６】 図１の除振装置における精密機器より軽い精密機器を搭載した状態を示す概略側面図である。
【図７】 図１の除振装置における精密機器より重い精密機器を搭載した状態を示す概略側面図である。
【図８】 本発明による除振装置の第二の実施形態におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図９】 図８のダンパー部における（Ａ）重い精密機器を搭載した状態及び（Ｂ）軽い精密機器を搭載した状態をそれぞれ示す拡大断面図である。
【図１０】 本発明による除振装置の第三の実施形態におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図１１】 本発明による除振装置の第四の実施形態におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図１２】 本発明による除振装置の第五の実施形態におけるダンパー部の構成を示す拡大断面図である。
【図１３】 従来の除振装置の一例の構成を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図１２を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２６】
図１及び図２は、本発明による除振装置の第一の実施形態の構成を示している。
図１及び図２において、除振装置１０は、固定板１１と、可動板１２と、これらの固定板１１と可動板１２との間に配置される弾性部材としての複数個のコイルバネ１３及びダンパー部２０と、から構成されている。
【００２７】
固定板１１は、例えば作業台１４上に水平に固定配置された例えぱ金属等の板状部材から構成されている。
より詳細には、固定板１１は、図示の場合、四隅の底面に設けられたゴム足１１ａを介して作業台１４上に載置されている。
【００２８】
可動板１２は、同様に例えば金属等の板状部材から構成されており、固定板１１の上方に所定間隔で水平に配置されている。
さらに、可動板１２は、その上面に載置された顕微鏡や天秤等の精密機器１５を支持する。
ここで、精密機器１５は、その重心が可動板１２の水平方向（図２においてＸ方向及びＹ方向）の中心を通る垂直軸Ｖ上に位置するように、可動板１２上に配置される。
【００２９】
各コイルバネ１３は、図２に示すように、それぞれ固定板１１及び可動板１２の四隅付近において、固定板１１及び可動板１２に対して垂直に、即ちＺ方向に延びるように配置されている。
各コイルバネ１３は、それぞれ下端１３ａが固定板１１に対して固定されると共に、上端１３ｂが可動板１２に対して固定されている。
ここで、各コイルバネ１３は、可動板１２上に載置された精密機器１５及び可動板１２の重量による荷重を受けて、そのバネ定数で決まる撓み量だけ弾性変形している。
【００３０】
各ダンパー部２０は、それぞれ対応するコイルバネ１３に隣接して配置されており、図示の場合、対応するコイルバネ１３に対して、Ｘ方向に関して中心寄り、即ち垂直軸Ｖ寄りに配置されている。
【００３１】
各ダンパー部２０は、図３に詳細に示すように、受け部材２１と、ダンパー材２２と、支軸２３と、から構成されている。
【００３２】
受け部材２１は、この場合、例えばアルミ材により中空円筒状に形成されており、上端がネジ２１ａにより可動板１２の下面に固定されている。
【００３３】
ダンパー材２２は、二枚の薄い円板状に形成された粘弾性体、例えば低反発ゴムから構成されており、スペーサ２２ａにより互いに所定間隔で支軸２３に対して取り付けられている。
ここで、ダンパー材２２の外径は、受け部材２１の円筒状の中空部の内径より僅かに大きく選定されており、受け部材２１の中空部内で、その内壁に対して常に圧縮された状態で当接していると共に、受け部材２１の長手方向に沿って摺動可能である。
【００３４】
支軸２３は、例えば金属等の棒状部材から構成されており、下端が、固定板１１の上面に対して揺動手段２４を介して揺動可能に支持されている。
この場合、揺動手段２４は、固定板１１上に設けられたネジ２４ａにより固定された固定部材２４ｂと、ネジ部２４ｃと、バネ部材２４ｄと、から構成されている。
ネジ部２４ｃは、スタッドボルトであって、固定部材２４ｂの上面に溶接等により固定保持されており、固定部材２４ｂそして固定板１１の上面から垂直に上方に向かって延びている。
【００３５】
バネ部材２４ｄは、図４に示すように、菱形断面のステンレス角線材をコイル状に巻線成形することにより構成されており、そのピッチがネジ部２４ｃのネジピッチ及び後述する支軸２３の下端に形成されたネジ部２３ａのネジピッチと同じに設定されていると共に、その内径がネジ部２４ｃ及びネジ部２３ａの内径とほぼ同じに設定されている。
これにより、バネ部材２４ｄは、その下端がネジ部２４ｃに外挿される。
【００３６】
これに対して、バネ部材２４ｄの上端は、上述した支軸２３の下端に設けられたネジ部２３ａに外挿される。その際、バネ部材２４ｄの内側で、支軸２３の下端面とネジ部２４ｃの上端面との間隔が１ｍｍ程度となるように、支軸２３とネジ部２４ｃが垂直方向に突き合わされた状態で、バネ部材２４ｄにより保持される。
これにより、上述した間隔の領域において、バネ部材２４ｄが伸縮可能であるので、支軸２３は、その下端において、バネ部材２４ｄを介して、ネジ部２４ｃに対して、即ち固定板１１の上面に対して、揺動可能に支持される。
【００３７】
本発明実施形態による除振装置１０は、以上のように構成されており、例えば精密機器１５が搭載されると、図１に示すように、精密機器１５及び可動板１２の重量による荷重が、各コイルバネ１３に印可され、この荷重によって、各コイルバネ１３が弾性変形により撓んた状態で、可動板１２を浮遊状態に支持する。
従って、各ダンパー部２０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による縮小に対応して、受け部材２１の中空部内でダンパー部２２が垂直方向に摺動して、図示した高さ位置Ｈ１に静止する。
【００３８】
このような状態において、図５に示すように、例えば精密機器１５の操作時等において、操作者が精密機器１５に対して水平方向に力を加える等によって、精密機器１５または可動板１２に対して矢印Ａ方向に振動等により変位が生ずると、この変位によって、各コイルバネ１３の中心軸が図示のように角度θだけ傾斜する。
このとき、ダンパー部２０の受け部材２１も可動板１２と同じ量だけ矢印Ａ方向に変位するが、支軸２３が固定板１１に対して揺動手段２４により揺動可能に支持されているので、支軸２３が揺動により傾斜することによって、ダンパー材２２が大きく曲げ変形を生ずる。この曲げ変形により、ダンパー材２２によるエネルギー吸収量が増大するので、除振装置１０における水平方向の自由振動の収束が促進される。
尚、支軸２３が揺動する際の揺動手段２４即ちバネ部材２４ｂの揺動方向へのバネ定数が小さいので、除振装置１０における水平方向の固有振動数は、コイルバネ１３の水平方向のバネ定数によって決まる。
【００３９】
次に、上述した精密機器１５よりも軽量の精密機器１５Ｌが可動板１２上に搭載される場合について説明する。
図６において、精密機器１５Ｌ及び可動板１２の重量による荷重が、各コイルバネ１３に印可され、この荷重によって、各コイルバネ１３が弾性変形により撓んた状態で、可動板１２を浮遊状態に支持する。
この場合、各コイルバネ１３の撓み量は、精密機器１５Ｌの重量が精密機器１５の重量より軽いので、その重量差だけ、各コイルバネ１３に印可される荷重が低減する。従って、図６に示すように、各コイルバネ１３の撓み量が減少することになる。
【００４０】
従って、各ダンパー部２０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による縮小に対応して、受け部材２１の中空部内でダンパー部２２が垂直方向に摺動して、受け部材２１は、図１に示した高さ位置Ｈ１より高い高さ位置Ｈ２に静止する。
即ち、各ダンパー部２０において、ダンパー材２２は、受け部材２１の下端寄りに位置する。
このとき、ダンパー材２２は、円筒状の受け部材２１内を軸方向に移動するだけであるので、ダンパー材２２の外周縁の受け部材２１の内面に対する接触状態はほぼ同じである。従って、精密機器１５がより軽い精密機器１５Ｌに変更されても、ダンパー材２２の減衰特性やバネ特性は殆ど変化しない。
【００４１】
また、上述した精密機器１５よりも重い精密機器１５Ｈが可動板１２上に搭載される場合について説明する。
図７において、精密機器１５Ｈ及び可動板１２の重量による荷重が、各コイルバネ１３に印可され、この荷重によって、各コイルバネ１３が弾性変形により撓んた状態で、可動板１２を浮遊状態に支持する。
この場合、各コイルバネ１３の撓み量は、精密機器１５Ｈの重量が精密機器１５の重量より重いので、その重量差だけ、各コイルバネ１３に印可される荷重が増大する。従って、図７に示すように、各コイルバネ１３の撓み量が増大することになる。
【００４２】
従って、各ダンパー部２０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による圧縮に対応して、受け部材２１の中空部内でダンパー材２２が垂直方向に摺動して、受け部材２１は、図１に示した高さ位置Ｈ１より低い高さ位置Ｈ３に静止する。
即ち、各ダンパー部２０において、ダンパー材２２は、受け部材２１の上端寄りに位置する。
【００４３】
このようにして、異なる重量の精密機器１５，１５Ｌまたは１５Ｈが可動板１２上に搭載されたとしても、ダンパー材２２は、円筒状の受け部材２１内を軸方向に移動するだけであるので、ダンパー材２２の外周縁の受け部材２１の内面に対する接触状態はほぼ同じである。従って、精密機器１５がより軽い精密機器１５Ｌあるいは、より重い精密機器１５Ｈに変更されても、ダンパー材２２の減衰特性やバネ特性は殆ど変化しない。
【００４４】
このようにして、本発明実施形態による除振装置１０によれば、可動板１２上に搭載する精密機器１５の重量が変化したとしても、ダンパー材２２の接触状態を殆ど変化させることなく、即ちダンパー材２２の減衰特性やバネ特性を殆ど変化させず、また除振特性の劣化を抑制することができる。
【００４５】
図８は、本発明による除振装置の第二の実施形態におけるダンパー部の構成を示している。
図８において、この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とは、ダンパー部２０の構成のみが異なっている。
【００４６】
即ち、図８において、この除振装置では、ダンパー部３０は、受け部材３１と、ダンパー材２２と、支軸２３と、から構成されている。
【００４７】
受け部材３１は、内壁面が上方に向かって先細の円錐台状に形成されており、上端がネジ３１ａにより可動板１２の下面に固定されている。
ここで、受け部材３１の円錐台状の中空部は、その下端の内径がダンパー材２２の外径より大きく、また上端の内径がダンパー材２２の外径より小さく、さらに中空部の軸方向（垂直方向）の下方から四分の一の高さ位置における内径が、ダンパー材２２の外径と同じ大きさとなるように形成されている。
【００４８】
このような構成の除振装置によれば、図１に示した除振装置１０と同様に作用すると共に、重い精密機器１５Ｈが可動板１２上に搭載される場合には、図９（Ａ）に示すように、各コイルバネ１３の撓み量が増大し、各ダンパー部３０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による圧縮に対応して、受け部材３１の中空部内でダンパー材２２が垂直方向に摺動して、受け部材３１は、図８に示した高さ位置より下方に移動する。
【００４９】
このとき、ダンパー材２２は、受け部材３１の内壁面の内径が徐々に小さくなるので、外周が内側に圧縮され、図９（Ａ）に示すように、傘状に変形する。これにより、ダンパー材２２の減衰特性が増大すると共に、バネ特性も変化し、バネ定数が増大する。
従って、重い精密機器１５Ｈが自由振動する際のダンパー材２２によるエネルギー吸収量が増大して、その減衰が大きくなる。これにより、重い精密機器１５Ｈの自由振動の収束が促進される。
【００５０】
さらに、コイルバネ１３とダンパー材２２による合成バネ定数も増大する。前述した式１に基づいて、除振装置１０の固有振動数はバネ定数と質量の比で決まるので、重い精密機器１５Ｈの搭載時には、バネ定数が大きくなると、その比の変化が小さくなるので、除振装置の固有振動数の変化も減少することになる。
【００５１】
これに対して、軽い精密機器１５Ｌが可動板１２上に搭載される場合には、図９（Ｂ）に示すように、各コイルバネ１３の撓み量が減少し、各ダンパー部３０においては、各コイルバネ１３の弾性変形による伸長に対応して、受け部材３１の中空部内でダンパー材２２が垂直方向に摺動して、受け部材３１は、図８に示した高さ位置より上方に移動する。
【００５２】
このとき、ダンパー材２２は、受け部材３１の内壁面の内径が徐々に大きくなるので、外周に対する押圧力が減少すると共に、下方のダンパー材２２は、その外周が受け部材３１の内壁面から離反する。これにより、ダンパー材２２の減衰特性が減少すると共に、バネ特性も変化し、バネ定数が小さくなる。
従って、軽い精密機器１５Ｌが自由振動する際のダンパー材２２によるエネルギー吸収量が減少して、その減衰が小さくなる。これにより、軽い精密機器１５Ｌの自由振動の収束が過減衰になることを防ぐ。
さらに、コイルバネ１３とダンパー材２２による合成バネ定数も減少するので、除振装置の固有振動数の変化も減少することになる。
【００５３】
図１０は、本発明による除振装置の第三の実施形態におけるダンパー部の構成を示している。
図１０において、この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とは、ダンパー部２０の構成のみが異なっている。
【００５４】
即ち、図１０において、この除振装置では、ダンパー部２０における揺動手段２４は、コイルバネ状のバネ部材２４ｄの代わりに、例えばゴム製のチューブ部材から成る中空円筒状の連結部材２４ｅを備えている。
また、固定部材２４ａ上には、ネジ部２４ｃの代わりに、円柱状部２４ｆが備えられている。
そして、円柱状部２４ｆの上端の外周面及び支軸２３の下端の外周面には、円周溝２４ｇ，２３ｂが形成されている。
【００５５】
ここで、連結部材２４ｅの内径は、円柱状部２４ｆ及び支軸２３の外径より小さく選定されている。
これにより、連結部材２４ｅの上端及び下端が、支軸２３の下端及び円柱状部２４ｆの上端に被嵌されたとき、連結部材２４ｅが、円周溝２４ｇ，２３ｂ内に食い込むことにより、連結部材２４ｅの支軸２３及び円柱状部２４ｆからの脱落が防止される。
その際、連結部材２４ｅ内において、支軸２３の下端面と円柱状部２４ｆの上端面との間隔が１ｍｍ程度であることにより、連結部材２４ｅがこの間隔の領域において伸縮可能であるので、支軸２３は、その下端において、連結部材２４ｅを介して、即ち固定板１１に対して揺動可能に支持される。
【００５６】
このような構成の除振装置によれば、図１及び図２に示した除振装置１０と同様に作用する。
【００５７】
図１１は、本発明による除振装置の第四の実施形態におけるダンパー部の構成を示している。
図１１において、この除振装置は、図１０に示した除振装置におけるダンパー部とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
この除振装置は、図１０に示した除振装置とは、ダンパー部２０の構成のみが異なっている。
【００５８】
即ち、図１１において、この除振装置では、ダンパー部２０における揺動手段２４は、ゴム製のチューブ部材から成る連結部材２４ｅの代わりに、線バネ２４ｈを備えている。
固定部材２４ａ上の円柱状部２４ｆの上端面及び支軸２３の下端面には、それぞれ中心に穴２４ｉ，２３ｃが備えられている。
【００５９】
これにより、線バネ２４ｈの上端及び下端が、支軸２３の下端面の穴２３ｃ及び円柱状部２４ｆの上端面の穴２４ｉに圧入されて、線バネ２４ｈが、支軸２３及び円柱状部２４ｆに対して同心に固定される。
その際、支軸２３の下端面と円柱状部２４ｆの上端面との間隔が１ｍｍ程度であることにより、線バネ２４ｈがこの間隔の領域において弾性変形可能であるので、支軸２３は、その下端において、線バネ２４ｈを介して、固定板１１に対して揺動可能に支持される。
【００６０】
このような構成の除振装置によれば、図１及び図２に示した除振装置１０と同様に作用する。
【００６１】
図１２は、本発明による除振装置の第五の実施形態におけるダンパー部の構成を示している。
図１２において、この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
この除振装置は、図１及び図２に示した除振装置１０とは、ダンパー部２０の構成のみが異なっている。
【００６２】
即ち、図１２において、この除振装置では、ダンパー部４０は、揺動手段２４の代わりに、揺動手段４１を備えている。
揺動手段４１は、偏平な中空円筒状の固定部材４２と、固定部材４２の上端に取り付けられた円板状の弾性部材４３と、弾性部材４３の中心の上面に取り付けられたフランジ４４と、から構成されている。
【００６３】
固定部材４２は、例えば金属パイプ等から構成されており、固定板１１上に固定されている。
弾性部材４３は、例えばゴム板から構成されており、その外周縁が固定部材４２の上端外周に固定されている。
フランジ４４は、支軸２３の下端に一体的に取り付けられていると共に、弾性部材４３の中心において、その上面に同軸に固着されている。
【００６４】
これにより、支軸２３は、その下端がフランジ４４，弾性部材４３及び固定部材４２を介して、固定板１１に取り付けられる。
このとき、支軸２３は、弾性部材４３の表面に対して垂直に取り付けられると共に、弾性部材４３の弾性変形によって、固定板１１に対して揺動可能に支持されることになる。
【００６５】
このような構成の除振装置によれば、図１及び図２に示した除振装置１０と同様に作用する。
【００６６】
なお、前記ダンパー部における受け部材、ダンパー材及び支軸が、無負荷状態で、前記固定板及び可動板の一方から他方に向かって中心軸に傾斜して配置されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
上述した本発明実施形態による除振装置１０においては、可動板１２は、固定板１１に対して、四隅付近に配置された四個のコイルバネ１３により支持され、各コイルバネ１３に隣接しては位置された四個のダンパー部２０により除振されるように構成されているが、これに限らず、精密機器１５，１５Ｌまたは１５Ｈが搭載される可動板１２が固定板１１に対してバランスよく支持されれば、少なくとも三個以上のコイルバネ１３及びダンパー部２０により支持されるようにしてもよいことは明らかである。
その際、各コイルバネ１３及びダンパー部２０の配置場所は、これらの加重平均位置が精密機器１５の重心と垂直方向に整列するように選定されればよい。
【００６８】
上述した実施形態においては、各ダンパー部２０，３０，４０は、それぞれ対応するコイルバネ１３に対してＸ方向内側に隣接して配置されているが、これに限らず、各ダンパー部２０，３０，４０は、それぞれ対応するコイルバネ１３に対して、Ｙ方向内側、あるいは固定板１１及び可動板１２の中心寄りに配置されていてもよい。
【００６９】
上述した実施形態においては、固定板１１に対して可動板１２を支持するために、コイルバネ１３が使用されているが、これに限らず、他の種類の弾性部材が使用されてもよいことは明らかである。
【００７０】
さらに、上述した実施形態においては、精密機器１５，１５Ｌ，１５Ｈの除振を行なう場合について説明したが、他の各種機器装置、特に精密機器類等の除振のために使用してもよいことは明らかである。
【００７１】
以上述べたように、本発明によれば、荷重が変化しても、振動に対する減衰特性及びバネ特性の変化が抑制され、除振性能の劣化が低減される、極めて優れた除振装置が提供され得る。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 除振装置
１１ 固定板
１２ 可動板
１３ コイルバネ（弾性部材）
１４ 作業台
１５ 精密機器
１５Ｈ 重い精密機器
１５Ｌ 軽い精密機器
２０，３０，４０ ダンパー部
２１，３１ 受け部材
２２ ダンパー材
２３ 支軸
２４，４１ 揺動手段
４２ 固定部材
４３ 弾性部材
４４ フランジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に固定配置された固定板と、前記固定板の上方に配置され、前記固定板との間に介装された少なくとも三本の弾性部材を介して前記固定板に対して相対的に移動可能に支持された可動板と、これらの固定板及び可動板の間で各弾性部材に隣接して配置されたダンパー部と、から構成されていて、
前記各ダンパー部が、それぞれ前記固定板または可動板に固定された受け部材と、前記受け部材内で同軸に且つ摺動可能に配置された粘弾性体から成る円板状のダンパー材と、前記ダンパー材の中心付近に一端が連結された支軸と、から構成されており、
前記支軸の他端が、前記可動板または固定板に対して揺動手段を介して揺動可能に支持されている、
ことを特徴とする除振装置。
【請求項２】
前記各ダンパー部における受け部材及び支軸が、無負荷状態で、前記固定板及び可動板に対して垂直に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の除振装置。
【請求項３】
前記各ダンパー部における受け部材，ダンパー材及び支軸が、無負荷状態で、前記固定板及び可動板の一方から他方に向かって中心側に傾斜して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の除振装置。
【請求項４】
前記受け部材が、円筒状の内壁面を有していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の除振装置。
【請求項５】
前記受け部材が、開口側から固定側に向かって先細の円錐台状の内壁面を有していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の除振装置。
【請求項６】
前記揺動手段が、前記支軸の他端における周面に装着されたコイルバネから構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の除振装置。
【請求項７】
前記揺動手段が、前記支軸の他端における周面に装着された円筒状ゴム材から構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の除振装置。
【請求項８】
前記揺動手段が、前記支軸に連結された線状バネにより構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の除振装置。
【請求項９】
前記揺動手段が、前記可動板または固定板の支持領域の表面にて無負荷状態で当該支軸に対して垂直に設けられたゴム板から構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の除振装置。
【請求項１】
水平に固定配置された固定板と、前記固定板の上方に配置され、前記固定板との間に介装された少なくとも三本の弾性部材を介して前記固定板に対して相対的に移動可能に支持された可動板と、これらの固定板及び可動板の間で各弾性部材に隣接して配置されたダンパー部と、から構成されていて、
前記各ダンパー部が、それぞれ前記固定板または可動板に固定された受け部材と、前記受け部材内で同軸に且つ摺動可能に配置された粘弾性体から成る円板状のダンパー材と、前記ダンパー材の中心付近に一端が連結された支軸と、から構成されており、
前記支軸の他端が、前記可動板または固定板に対して揺動手段を介して揺動可能に支持されている、
ことを特徴とする除振装置。
【請求項２】
前記各ダンパー部における受け部材及び支軸が、無負荷状態で、前記固定板及び可動板に対して垂直に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の除振装置。
【請求項３】
前記各ダンパー部における受け部材，ダンパー材及び支軸が、無負荷状態で、前記固定板及び可動板の一方から他方に向かって中心側に傾斜して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の除振装置。
【請求項４】
前記受け部材が、円筒状の内壁面を有していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の除振装置。
【請求項５】
前記受け部材が、開口側から固定側に向かって先細の円錐台状の内壁面を有していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の除振装置。
【請求項６】
前記揺動手段が、前記支軸の他端における周面に装着されたコイルバネから構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の除振装置。
【請求項７】
前記揺動手段が、前記支軸の他端における周面に装着された円筒状ゴム材から構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の除振装置。
【請求項８】
前記揺動手段が、前記支軸に連結された線状バネにより構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の除振装置。
【請求項９】
前記揺動手段が、前記可動板または固定板の支持領域の表面にて無負荷状態で当該支軸に対して垂直に設けられたゴム板から構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の除振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１４１０２７（Ｐ２０１２−１４１０２７Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９４８８９（Ｐ２０１０−２９４８８９）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５１１０１８３２１）株式会社ユニロック (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５１１０１８３２１）株式会社ユニロック (1)
【Ｆターム（参考）】
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