除振装置
【課題】ユーザーの要求する性能を備えた、コンパクト且つ安価な除振装置を提供する。
【解決手段】定盤を支持するトッププレート１１と、床に載置されるベースプレート２１と、トッププレート１１とベースプレート２１との間でこれら両板に取り付けられ、精密機器の載置される定盤を床に対してコイルばね１３により除振支持するばねユニット３と、を備えた除振装置１である。鉛直加速度センサ１５と鉛直ＶＣＭとがモジュール化された鉛直ユニット５、及び／又は、水平加速度センサと水平ＶＣＭとがモジュール化された水平ユニット７を、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるように、トッププレート１１に対して着脱することが可能に構成されている。
【解決手段】定盤を支持するトッププレート１１と、床に載置されるベースプレート２１と、トッププレート１１とベースプレート２１との間でこれら両板に取り付けられ、精密機器の載置される定盤を床に対してコイルばね１３により除振支持するばねユニット３と、を備えた除振装置１である。鉛直加速度センサ１５と鉛直ＶＣＭとがモジュール化された鉛直ユニット５、及び／又は、水平加速度センサと水平ＶＣＭとがモジュール化された水平ユニット７を、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるように、トッププレート１１に対して着脱することが可能に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子顕微鏡などの精密機器を床等の微少な振動から絶縁するために、ばね要素によって支持してなる除振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の除振装置としては、上面に機器の載置される定盤を、例えば空気ばねやコイルばねのように柔らかなばね要素によって支持してなる所謂パッシブタイプ（受動型）の除振台が周知である。
【０００３】
また、例えば空気ばね（例えば、特許文献１）やコイルばね（例えば、特許文献２）を介して支持した除振対象物の振動や位置をセンサによって検出し、この検出信号をフィードバックしてアクチュエータを駆動することにより、当該除振対象物にその振動を減殺するような振動的な制御力を付加するようにしたアクティブタイプ（能動型）の除振装置も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３７２９７５号公報
【特許文献２】特開２００７−７８１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来のアクティブタイプの除振装置（以下、アクティブ除振装置ともいう）では、以下のような問題がある。すなわち、従来のアクティブ除振装置は、そのハウジング内に、ばね要素に加えて、通常、鉛直及び水平の二方向のためのセンサ及びアクチュエータをそれぞれ備えていることから、鉛直及び水平方向において極めて高い除振性能を得ることができる反面、非常に高価なものとなっている。
【０００６】
ところが、ユーザーの中には、鉛直又は水平のうち一方向のみ高い除振性能を得たい人が存在するところ、このようなユーザーは、アクティブ除振装置よりも除振性能が劣る、比較的安価なパッシブタイプの除振装置を購入するか、又は、当該ユーザーにとっては不要な機能を有する高価なアクティブ除振装置を購入するかしか選択肢がないという問題がある。
【０００７】
また、アクティブ除振装置では、ばね要素、各種センサ及びアクチュエータに加えて、定盤の高さ一定に保つ自動レベル調整のための電動モータや、これらの機器を制御するためのコントローラが、ハウジング内に内蔵されているものが多い。このため、アクティブ除振装置は、小さいものでも、通常、幅２３０ｍｍ以上、奥行き２３０ｍｍ以上、高さ１８０ｍｍ以上の寸法を有していることから、狭いスペースで能動型除振装置を利用したいというユーザーの要求に応えられないという問題もある。
【０００８】
これらの問題を解決するために、ユーザーの希望する機能だけを備えたコンパクトなアクティブ除振装置を製作することも考えられるが、特注品では製造コストが嵩むという問題や、後日他の機能を付加する必要性が生じた場合、アクティブ除振装置自体の買い替えを余儀なくされるという問題や、コンパクトに製造されたハウジングを分解し、かかる他の機能を付加した後、大きなハウジング等に交換する必要があり、作業が繁雑になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ユーザーの要求する性能を備えた、コンパクト且つ安価な除振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明では、上板及び下板を介して、定盤を基礎に対してコイルばねにより支持するパッシブタイプの除振装置を基本装置とし、当該パッシブタイプの除振装置の機能を拡張するための機能拡張装置である制御力付加装置を、振動センサとアクチュエータとをモジュール化したコンパクトな構造とするとともに、多様なユーザーの要求に応えられように、上板に対して着脱可能としている。
【００１１】
具体的には、第１の発明は、定盤を支持する上板と、基礎に載置される下板と、当該上板と当該下板との間でこれら両板に取り付けられ、当該定盤に載置される機器を当該基礎に対してコイルばねにより除振支持する受動型除振装置と、を備えた除振装置を対象とする。
【００１２】
そして、上記機器の鉛直方向の振動を検出するための第１振動センサと、上記機器に対して鉛直方向の制御力を付加するための第１アクチュエータと、がモジュール化された第１制御力付加装置、及び／又は、上記機器の水平方向の振動を検出するための第２振動センサと、上記機器に対して水平方向の制御力を付加するための第２アクチュエータと、がモジュール化された第２制御力付加装置を、上記上板と上記下板との間の空間に収まるように、当該上板に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
第１の発明では、先ず、空気ばねに比して安価なコイルばねを採用した受動型除振装置を基本装置としている。これにより、高価なアクティブ除振装置を必要としないユーザーに対しては、上板と下板と受動型除振装置とからなる安価なパッシブタイプの除振装置を提供することができる。
【００１４】
次いで、ユーザーが当該パッシブタイプの除振装置に鉛直又は水平方向の制御力を付加したい場合には、機能拡張装置である第１又は第２制御力付加装置を、受動型除振装置が取り付けられている上板に取り付けることによって、鉛直又は水平方向のフィードバック制御を行うことができる。これにより、鉛直及び水平方向のいずれか一方向のフィードバック制御のみを必要とするユーザーやこれらの制御が必要になったユーザーに対しては、必要とする性能に見合った価格で、アクティブタイプの除振装置を提供することができる。
【００１５】
また、ユーザーが当該受動型除振装置に鉛直及び水平方向の制御力を付加したい場合には、第１及び第２制御力付加装置の両方を上板に取り付けることによって、鉛直及び水平方向のフィードバック制御を行うことが可能になる。
【００１６】
そうして、第１及び第２制御力付加装置は、各々振動センサとアクチュエータとがモジュール化されていることにより、それら自体が上板と下板との間の空間に収まるようなコンパクトな構造となっていることから、これらの第１及び第２制御力付加装置を装着しても、除振装置全体を非常にコンパクトにできる。
【００１７】
以上により、ユーザーの要求する性能を備えた、コンパクト且つ安価な除振装置を提供することが可能となる。
【００１８】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記制御力付加装置を制御するための制御装置を、上記上板と上記下板との間の空間に収まるように、当該下板に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
第２の発明によれば、受動型除振装置を基本装置とする除振装置に、第１及び第２制御力付加装置に加えて、これらを制御するための制御装置をも付加できるとともに、かかる制御装置が上板と下板との間の空間に収まるように構成されていることから、従来の除振装置と同等の機能を有する除振装置を非常にコンパクトにすることができる。
【００２０】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記第１制御力付加装置は、上記第１振動センサをその軸が鉛直方向を向いた状態で収容し、且つ、当該第１振動センサの下側に上記第１アクチュエータを収容するためのハウジングを有しており、上記第１アクチュエータは、上記ハウジングを介して上記上板に固定される固定子と、この固定子に対して鉛直方向に往復動して、上記下板に当接することによって上記機器に鉛直方向の制御力を付加する可動子とを有しており、上記固定子と上記可動子とがゴム弾性体で連結されていることを特徴とするものである。
【００２１】
第３の発明によれば、第１アクチュエータとして、固定子と可動子とがゴム弾性体で連結されている一体型のものを用いることから、基礎からの振動が可動子を介して固定子側に伝わるのをかかるゴム弾性体によって抑えることができるとともに、固定子と可動子とが別体型のもの（固定子が上板に、可動子が下板にそれぞれ取り付けられるもの）とは異なり、固定子が収容されたハウジングを上板に取り付けるだけで第１制御力付加装置を追加することができるので、取付作業が容易となる。
【００２２】
第４の発明は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記第２制御力付加装置は、上記第２振動センサをその軸が水平方向を向いた状態で収容し、且つ、当該第２振動センサの下側に上記第２アクチュエータを収容するためのハウジングを有しており、上記第２アクチュエータは、上記ハウジングを介して上記上板に固定される固定子と、この固定子に対し、当該第２振動センサの軸方向と平行に往復動して、上記受動型除振装置に当接することによって上記機器に水平方向の制御力を付加する可動子とを有しており、上記固定子と上記可動子とがゴム弾性体で連結されていることを特徴とするものである。
【００２３】
第４の発明によれば、第３の発明と同様、基礎（下板に取り付けられた受動型除振装置）からの振動が固定子側に伝わるのをゴム弾性体によって抑えることができるとともに、第２制御力付加装置を追加する際の取付作業が容易となる。
【００２４】
ここで、振動センサとアクチュエータとは、正確な除振制御を行うために、通常、振動センサの軸とアクチュエータの進退軸とが一直線上に位置するように配置されるが、第４の発明では、第２制御力付加装置が上板と下板との間の空間に収まるように（水平方向に拡がり過ぎないように）、第２振動センサと第２アクチュエータとを上下に重ねて、換言すると、第２振動センサの軸と第２アクチュエータの進退軸とが平行になるように配置している。
【００２５】
このように、第２振動センサと第２アクチュエータとを配置しても、除振装置自体をコンパクト化している本発明では、第２振動センサの軸と第２アクチュエータの進退軸との上下方向の間隔が狭いので、精度の高い除振制御を行うことができる。
【００２６】
したがって、第２制御力付加装置のコンパクト化と、正確な水平方向の除振制御とを両立することが可能となる。
【００２７】
第５の発明は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、上記受動型除振装置と、上記第１及び第２制御力付加装置と、上記制御装置とが、上記上板と上記下板との間の空間に、平面的に２行２列に配設されていることを特徴とするものである。
【００２８】
第５の発明によれば、４つの装置を、平面的に２行２列に配設することにより、上板と下板との間の空間を無駄なく利用して、除振装置をコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る除振装置によれば、空気ばねに比して安価なコイルばねを採用した受動型除振装置を基本装置としていることから、アクティブ除振装置を必要としないユーザーには、上板と下板と受動型除振装置とを備える安価なパッシブタイプの除振装置を提供することができる一方、ユーザーが受動型除振装置に鉛直及び／又は水平方向の制御力を付加したい場合には、機能拡張装置である第１及び／又は第２制御力付加装置を、後から上板に取り付けることによって、鉛直及び／又は水平方向のフィードバック制御を行うことが可能なアクティブタイプの除振装置を提供することができる。
【００３０】
そうして、第１及び第２制御力付加装置は、各々振動センサとアクチュエータとをモジュール化されていることにより、それら自体が上板と下板との間の空間に収まるようなコンパクトな構造になっていることから、これらの第１及び第２制御力付加装置を備えた除振装置全体を非常にコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る除振装置を示す斜視図である。
【図２】除振装置を用いて機器を床に対して除振支持している状態を模式的に説明する側面図である。
【図３】ばねユニットを単独で用いる場合を示す斜視図である。
【図４】ばねユニット、鉛直ユニット及びコントロールユニットを組み合わせた場合を示す斜視図である。
【図５】ばねユニット、水平ユニット及びコントロールユニットを組み合わせた場合を示す斜視図である。
【図６】除振装置の透視平面図である。
【図７】図６のＡ矢視側面図である。
【図８】図６のＢ矢視側面図である。
【図９】ばねユニットを示す斜視図である。
【図１０】ばねユニットの縦断面図である。
【図１１】鉛直ユニットを示す側面図である。
【図１２】鉛直ボイスコイルモータの構造を模式的に示す縦断面図である。
【図１３】水平ユニットを示す側面図である。
【図１４】除振装置と、床振動を検出するための加速度センサ及び電源との接続を説明するための配線ブロック図である。
【図１５】定盤を支持する際の除振装置の配置例を模式的に示す透視平面図である。
【図１６】定盤を支持する際の除振装置の配置例を模式的に示す透視平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。なお、以下の各図では、図面を見易くするために、コントロールユニット９と、鉛直及び水平ユニット５，７とを電気的に接続する配線を図示省略している。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る除振装置を示す斜視図である。この除振装置１は、図２に示すように、例えば、半導体関連の製造装置、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、レーザ顕微鏡等の精密計測機器のように、振動の影響を受けやすい精密機器３１を搭載して、それらを床（基礎）５１の振動からできるだけ絶縁した状態で設置するためのものである。換言すると、図示の除振装置１は、精密機器３１の載置される定盤４１を床５１に対して除振支持するようになっている。そして、かかる除振装置１では、定盤４１及びこれに搭載される精密機器３１が（厳密には以下に述べるトッププレート１１なども含めて）除振対象物になる。
【００３４】
この除振装置１は、定盤４１を支持するトッププレート（上板）１１と、床５１に載置されるベースプレート（下板）２１と、当該トッププレート１１と当該ベースプレート２１との間でこれら両プレート１１，２１に取り付けられて、精密機器３１の載置される定盤４１を床５１に対してコイルばね１３により除振支持するばねユニット（受動型除振装置）３と、を備えており、かかるばねユニット３を基本装置としている。
【００３５】
すなわち、この除振装置１では、図３に示すように、後述する鉛直及び水平ユニット５，７等を取り外しても、トッププレート１１及びベースプレート２１と、ばねユニット３とからなるパッシブタイプの除振装置として、除振対象物を床５１に対して除振支持することができるようになっている。
【００３６】
そうして、この除振装置１では、精密機器３１の鉛直方向の振動を検出するための鉛直加速度センサ（第１振動センサ）１５と、精密機器３１に対して鉛直方向の制御力を付加するための鉛直ボイスコイルモータ（第１アクチュエータ）２５とがモジュール化された鉛直ユニット（第１制御力付加装置）５と、これを制御するためのコントロールユニット（制御装置）９とを、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるように、当該トッププレート１１に対して着脱することが可能に構成されている。このように、鉛直ユニット５は、鉛直加速度センサ１５と鉛直ボイスコイルモータ（以下、鉛直ＶＣＭという）２５とをモジュール化したことにより、それ自体がコンパクトな構造になっている。
【００３７】
そうして、鉛直方向におけるさらに大きな除振効果を得たい場合には、図４に示すように、鉛直ユニット５及びコントロールユニット９を、除振装置１の機能を拡張するための機能拡張装置として、当該除振装置１に取り付ければよく、かかる鉛直ユニット５を取り付けた状態では、コイルばね１３で支持された精密機器３１の鉛直方向における振動状態を鉛直加速度センサ１５が検出し、それらをフィードバックして鉛直ＶＣＭ２５を駆動し、精密機器３１の鉛直方向の振動を低減することが可能となる。
【００３８】
また、この除振装置１では、精密機器３１の水平方向の振動を検出するための水平加速度センサ（第２振動センサ）１７と、精密機器３１に対して水平方向の制御力を付加するための水平ボイスコイルモータ（第２アクチュエータ）２７とがモジュール化された水平ユニット（第２制御力付加装置）７と、これを制御するためのコントロールユニット９とを、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるように、当該トッププレート１１に対して着脱することが可能に構成されている。このように、水平ユニット７は、水平加速度センサ１７と水平ボイスコイルモータ（以下、水平ＶＣＭという）２７とをモジュール化したことにより、それ自体がコンパクトな構造になっている。
【００３９】
そうして、水平方向におけるさらに大きな除振効果を得たい場合には、図５に示すように、水平ユニット７及びコントロールユニット９を、機能拡張装置として、当該除振装置１に取り付ければよく、かかる水平ユニット７を取り付けた状態では、精密機器３１の水平方向における振動状態を水平加速度センサ１７が検出し、それらをフィードバックして水平ＶＣＭ２７を駆動し、精密機器３１の水平方向の振動を低減することが可能となる。
【００４０】
さらに、鉛直及び水平方向共さらに大きな除振効果を得たい場合には、図１に示すように、鉛直及び水平ユニット５，７と、これらを制御するためのコントロールユニット９とを、機能拡張装置として、当該除振装置１に取り付ければよい。
【００４１】
−各ユニットの配置−
次に、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９の配置及び取付構造について説明する。なお、以下の説明では、基本装置であるばねユニット３に、機能拡張装置である鉛直及び水平ユニット５，７と、これを制御するためのコントロールユニット９とを組み合わせた場合について説明するが、ばねユニット３を単独で用いる場合や、鉛直ユニット５又は水平ユニット７を組み合わせる場合の配置及び取付構造もほぼ同様である。
【００４２】
この除振装置１では、図６に示すように、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９は、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に、平面的に２行２列に配設されている。より詳しくは、ばねユニット３が図６の左上に配置され、鉛直ユニット５が当該ばねユニット３に隣接するように図６の右上に配置され、水平ユニット７が当該ばねユニット３に隣接するように図６の左下に配置され、コントロールユニット９が当該ばねユニット３に対して対角方向に位置するように図６の右下に配置されている。
【００４３】
このように、４つのユニット３，５，７，９を、平面的に２行２列に配設することにより、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間を無駄なく利用して、除振装置１を平面的にコンパクトにすることができる。このことと、センサ１５，１７とＶＣＭ２５，２７とをモジュール化して鉛直及び水平ユニット５，７をコンパクトにしたこと等が相俟って、従来のアクティブタイプの除振装置が、小さいものでも、幅２３０ｍｍ以上、奥行き２３０ｍｍ以上、高さ１８０ｍｍ以上の寸法を通常有しているのに対し、本実施形態に係る除振装置１では、幅、奥行き及び高さをそれぞれ１００ｍｍ以下に抑えたコンパクトな構造が可能となっている。
【００４４】
ばねユニット３は、そのハウジング５３の頂盤に形成された４つボルト孔５３ａ，５３ａ，…に上方（トッププレート１１側）から螺合挿入された４本のボルト（図示せず）によって、トッププレート１１に取り付けられている一方、そのベースブロック２３に形成された４つのボルト孔（図示せず）に下方（ベースプレート２１側）から螺合挿入された４本のボルトによって、ベースプレート２１に取り付けられている。このように、ばねユニット３は、トッププレート１１にもベースプレート２１にも取り付けられていることから、かかるばねユニット３をパッシブタイプの除振装置として単独で用いる場合にも、トッププレート１１とベースプレート２１とが分離しないようになっている。
【００４５】
また、鉛直ユニット５は、図６及び図７に示すように、その第１ハウジング３５のフランジ部３５ｃ，３５ｃに形成された２つのボルト孔３５ｄ，３５ｄに下方から螺合挿入された２本のボルト３６ａ，３６ａによって、トッププレート１１に下側から取り付けられているとともに、当該第１ハウジング３５を水平方向に貫通する（第１ハウジング３５に形成された貫通孔３５ｅ，３５ｅに挿通された）２本の長ボルト３６ｂ，３６ｂ，…（図６では図示省略）によって、ばねユニット３のハウジング５３にも取り付けられている。このように、鉛直ユニット５は、トッププレート１１に対して下側からボルト締結することができるので、パッシブタイプの除振装置に当該鉛直ユニット５を追加したい場合には、定盤４１等を載置したまま当該鉛直ユニット５をトッププレート１１に後付することが可能となっている。なお、鉛直ユニット５は、ベースプレート２１に対しては固定されていない。
【００４６】
一方、水平ユニット７は、図６及び図８に示すように、その第２ハウジング３７のフランジ部に形成されたボルト孔３７ｃに下方から螺合挿入されたボルト３８ａによって、トッププレート１１に下側から取り付けられているとともに、当該第２ハウジング３７を水平方向に貫通する４本の長ボルト３８ｂ，３８ｂ，…によって、ばねユニット３のハウジング５３にも取り付けられている。このように、水平ユニット７は、トッププレート１１に対して下側からボルト締結することができるので、鉛直ユニット５と同様、定盤４１等を載置したまま当該水平ユニット７をトッププレート１１に後付することが可能となっている。なお、水平ユニット７は、鉛直ユニット５と同様にベースプレート２１に対しては固定されていない。
【００４７】
コントロールユニット９は、図６に示すように、底板に形成された４つのボルト孔９ａ，９ａ，…に上方から螺合挿入された４本のボルトによって、ベースプレート２１に上側から取り付けられている一方、トッププレート１１に対しては固定されていない。
【００４８】
なお、図６に示す例では、鉛直及び水平ユニット５，７をばねユニット３に隣接するように配置したが、後述の如くばねユニット３の当接壁部２３ｃに当接部材７０が当接する水平ユニット７以外のユニット（鉛直ユニット５、コントロールユニット９等）は、必ずしもばねユニット３に隣接させて配置する必要はない。
【００４９】
次に、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９のそれぞれの構造について説明する。
【００５０】
−ばねユニット−
ばねユニット３は、図９及び図１０に示すように、ベースプレート２１に取り付けられるベースブロック２３と、上下方向軸まわりの回転に伴ってベースブロック２３に対して上下に移動するレベリングブロック３３と、ボールベアリングユニット６３を介して当該レベリングブロック３３に載置され、その上端がトッププレート１１に常時接触しているコイルばね１３と、下端部がベースブロック２３に固定されるとともに上端にサージレスゴム７３が取り付けられたセンターピン４３と、コイルばね１３を保護するためのハウジング５３とを備えている。
【００５１】
ベースブロック２３は、平面視で正方形の一対の対角部を略円弧状に切り欠いたような形状を有する角柱部２３ａと、正方形板状のプレート部２３ｂと、を上下に組み合わせたような形状に形成されている。このプレート部２３ｂにおける角柱部２３ａの切欠部に対応する部分には上下方向に貫通する貫通孔２３ｄが形成されており、切欠部に収容される浮上ストッパー８３から上方に延びる軸部８３ａが、この貫通孔２３ｄに挿入されている。
【００５２】
このベースブロック２３の中央部には、２つの貫通孔２３ｄ，２３ｄに挟まれるように、これらの貫通孔２３ｄ，２３ｄよりも大径の円形断面を有し且つ周壁にウォームねじの雌ねじが切られたネジ凹部２３ｅが形成されている。そして、このネジ凹部２３ｅの中央には、ベースブロック２３を上下に貫通する挿通孔２３ｆが形成されている。このネジ凹部２３ｅには、レベリングブロック３３のネジ部３３ａが螺合挿入される一方、この挿通孔２３ｆにはセンターピン４３が挿通されるようになっている。
【００５３】
また、このベースブロック２３の、切欠部が形成された一対の対角部と異なる一方の対角部には、水平ユニット７の水平ＶＣＭ２７の後述する当接部材７０が当接する当接壁部２３ｃが設けられている一方、他方の（ベースプレート２１の１つのコーナーに位置する）対角部は、ベースプレート２１を床５１等に固定するためのボルト等を取り付けやすくするために、図６に示すように、平面視で略円弧状に切り欠かれている。
【００５４】
上記レベリングブロック３３は、その内方に上記コイルばね１３の下端部が収容される有底筒状のハウジング部３３ｂと、ウォームねじの雄ねじが切られた円柱状のネジ部３３ａと、を上下に組み合わせたような形状に形成されており、かかるネジ部３３ａをベースブロック２３のネジ凹部２３ｅに螺合挿入することで、当該ベースブロック２３に回転自在に取り付けられている。
【００５５】
このハウジング部３３ｂの底部には、周方向に等間隔をあけて４つの挿入孔３３ｃ，３３ｃ，３３ｃ，３３ｃが形成されており、かかる挿入孔３３ｃに工具を挿入してレベリングブロック３３を上下方向軸まわりに回転させると、当該レベリングブロック３３がベースブロック２３に対して上下に移動するようになっている。そうして、このレベリングブロック３３に収容されるとともにその上端がトッププレート１１に接触しているコイルばね１３の弾性変形に応じて、レベリングブロック３３を回転させてベースブロック２３に対して上下に移動させると、コイルばね１３の下端位置が調整されて、トッププレート１１の高さが略一定に保たれるようになっている。このように、電動モータ等を用いた自動レベル調整ではなく、手動式のレベリング機構を採用していることも、本実施形態の除振装置１のコンパクト化に寄与している。
【００５６】
なお、高さ調整は、定盤４１に精密機器３１が載置された状態、すなわち、コイルばね１３に荷重がかかっている状態で行われるため、コイルばね１３の下端とハウジング部３３ｂの底部との摩擦が強くて手動ではレベリングブロック３３を回転させ難いことから、コイルばね１３の下端とハウジング部３３ｂの底部との間には、これらの摩擦を低減してレベリングブロック３３の円滑な回転を確保するために、上下一対の円環状の樹脂カバー６３ｂ，６３ｂで複数の鋼製ボール６３ａ，６３ａ，…を挟み込んだボールベアリングユニット６３が配設されている。また、レベリングブロック３３（より正確にはハウジング部３３ｂの底部及びネジ部３３ａ）の中央部には、上下方向に貫通する挿通孔３３ｄが形成されており、かかる挿通孔３３ｄにセンターピン４３が挿通されるようになっている。
【００５７】
上記センターピン４３は、上から、円環状のボールベアリングユニット６３、レベリングブロック３３の挿通孔３３ｄ、ベースブロック２３の挿通孔２３ｆの順に挿通されて、図９に示すように、その下端部に螺合されるナットによって、ベースブロック２３に固定されている。また、センターピン４３の上端部にはボルト頭部４３ａが形成されており、かかるボルト頭部４３ａに上記サージレスゴム７３が取り付けられている。
【００５８】
このサージレスゴム７３は、略円筒状のゴムからなり、コイルばね１３のループ内に嵌入されていて、上下方向に押圧されることによってばねループ内周面と接触し、これにより、コイルばね１３の振動を減衰させたり、サージング（コイルばね１３に伝わる外力振動数がばね自身の固有振動数に近付くと振幅が大きくなる現象）を抑えたりするものである。そして、このサージレスゴム７３は、上述の如く、ベースブロック２３に固定されたセンターピン４３のボルト頭部４３ａに取り付けられているので、その高さが常に不変となっている。換言すると、レベリングブロック３３を上下方向軸まわりに回転させることで、当該レベリングブロック３３が上下に移動しコイルばね１３の伸縮量が変化しても、サージレスゴム７３の位置や形状（ばねループ内周面と接触状態）は何ら変化しないので、サージレスゴム７３による一定の減衰量を維持することが可能となっている。
【００５９】
なお、レベリングブロック３３を上昇させ続けると、いずれはベースブロック２３から外れて、レベリングブロック３３とベースブロック２３とが分離してしまうおそれがあるが、本実施形態の除振装置１では、レベリングブロック３３が所定量を超えて上昇しようとすると、ボールベアリングユニット６３がセンターピン４３のボルト頭部４３ａに当接するように構成されているので、レベリングブロック３３がベースブロック２３から外れないようになっている。すなわち、センターピン４３は、サージレスゴム７３を支持するだけではなく、レベリングブロック３３がベースブロック２３から外れるのを抑える役割も果たしている。
【００６０】
上記ハウジング５３は、コイルばね１３を保護するためのものであり、平面視で正方形状をなす一方、その内部に断面円形の空間を有する有頂角筒状に形成されていて、上述の如く、トッププレート１１に取り付けられている。なお、ベースプレート２１の１つのコーナーに位置するハウジング５３の角部は、トッププレート１１を定盤４１に固定するためのボルト等を取り付けやすくするために、図９に示すように、平面視で略円弧状に切り欠かれている。
【００６１】
このハウジング５３の頂盤には、その中央に上下方向に貫通する貫通孔５３ｂが形成されており、コイルばね１３の上端部は当該貫通孔５３ｂに挿入された状態でトッププレート１１の下面に接触している。また、ハウジング５３の内径はレベリングブロック３３の外径よりも大きくなっていて、当該ハウジング５３にその一部が収容されるレベリングブロック３３の上下方向の移動を阻害しないように構成されている。換言すると、このハウジング５３は、コイルばね１３及びレベリングブロック３３と無接触な状態で、コイルばね１３によって支えられたトッププレート１１の下面に取り付けられている。
【００６２】
そして、ハウジング５３は、上記浮上ストッパー８３の軸部８３ａの上端部と連結されており、当該軸部８３ａは、定盤４１に精密機器３１が載置された状態では、ベースブロック２３のプレート部の下面と、ベースブロック２３の切欠部に収容された浮上ストッパー８３との間に数ミリ程度の隙間が生じるような長さに設定されている。これにより、定盤４１に精密機器３１が載置された状態（コイルばね１３が縮んだ状態）では、ハウジング５３に連結された浮上ストッパー８３とベースブロック２３とが非接触であることから、コイルばね１３の除振性能に何ら影響を及ぼさない一方、定盤４１から精密機器３１が取り除かれた状態（コイルばね１３が伸びた状態）では、トッププレート１１がコイルばね１３によって上方に付勢されても、浮上ストッパー８３がベースブロック２３に当接するので、トッププレート１１、ベースプレート２１、ハウジング５３及びベースブロック２３が分離しないようになっている。
【００６３】
−鉛直ユニット−
鉛直ユニット５は、精密機器３１の鉛直方向の振動を検出するための鉛直加速度センサ１５と、精密機器３１に対して鉛直方向の制御力を付加するための鉛直ＶＣＭ２５と、これらを収容するための第１ハウジング３５と、鉛直加速度センサ１５及び鉛直ＶＣＭ２５を第１ハウジング３５に固定するための円環状のブラケット４５とを備えている。
【００６４】
第１ハウジング３５には、図１１（ａ）に示すように、上方に開口する上側凹部３５ａと、かかる上側凹部３５ａの下側で下方に開口する下側凹部３５ｂとが形成されている。図１１（ｂ）に示すように、鉛直加速度センサ１５は、軸が鉛直方向を向いた状態で上側凹部３５ａに収納される一方、鉛直ＶＣＭ２５は、鉛直加速度センサ１５の軸と当該鉛直ＶＣＭ２５の進退軸（可動子の往復動軸）とが一直線上に位置するように、下側凹部３５ｂに収納されており、これにより、鉛直加速度センサ１５と鉛直ＶＣＭ２５とが第１ハウジング３５を介して一体化されている。このように、鉛直加速度センサ１５と鉛直ＶＣＭ２５とが、鉛直加速度センサ１５の軸と鉛直ＶＣＭ２５の進退軸とが一直線上に位置するように配置されているので、当該鉛直ユニット５は正確な除振制御を行うことが可能となっている。
【００６５】
そうして、この鉛直加速度センサ１５からトッププレート１１の相対加速度（トッププレート１１の振動状態）を示す信号が出力され、この信号を受けたコントロールユニット９から鉛直ＶＣＭ２５に制御信号が出力されて、図７に示すように、当接部材７０がベースプレート２１に当接することにより、除振対象物にその鉛直方向の振動を減殺するような制御力が付加される。
【００６６】
次に、図１２を参照して鉛直ＶＣＭ２５の構造を詳細に説明する。鉛直ＶＣＭ２５は、第１ハウジング３５を介してトッププレート１１に固定される固定子と、これに対し非接触状態で組み付けられて、電磁力により鉛直方向に駆動される可動子と、に分かれている。固定子は、ハウジングを兼ねて有頂円筒状に形成された下方に開口する鉄製のヨーク６０と、その筒壁部６０ａ内に同心状に収容されて、頂部６０ｂにボルト８４によってボルト留めされる円盤状の磁石６４及びポールピース６２と、から構成されている。
【００６７】
このヨーク６０の頂部６０ｂには周方向に間隔を空けて４箇所にねじ穴が形成されていて、それぞれに軸端がねじ込まれたボルト７４，７４，…によって上記ブラケット４５に連結されている。このブラケット４５は、鉛直加速度センサ１５の円筒状ケースの外周に突設されている鍔部１５ａと係合して、鉛直加速度センサ１５をヨーク６０に固定している。
【００６８】
また、磁石６４及びポールピース６２は略同径でかつ同程度の厚みを有する比較的厚肉の円盤状とされている。ポールピース６２の上端部には磁石６４との間に周溝が形成されるよう段状に縮径部が形成されていて、この周溝に高減衰ゴムからなるゴム製のＯリング７６が嵌め込まれている。ポールピース６２には、その下面略中央に開口するように円形断面の凹部６２ａが形成されていて、かかる凹部６２ａに可動子を構成するボビン７８を下向きに付勢するコイルばね６６が嵌挿されている。
【００６９】
一方、可動子は、樹脂材からなる有底円筒状のボビン７８と、その筒壁部７８ａに電線を巻き付けてなるコイル６８と、ボビン７８の底壁部７８ｂに設けられた当接部材７０と、から構成される。ボビン７８は、上方に開口し、ヨーク６０とは軸心が合致するように配置されていて、その筒壁部７８ａが磁石６４及びポールピース６２を非接触状態で取り囲む一方、ヨーク６０の筒壁部６０ａによって非接触状態で取り囲まれている。
【００７０】
こうして同軸状に配置されているボビン７８の筒壁部７８ａの内周面には、ポールピース６２の周溝に嵌め込まれているＯリング７６の外周が接触して、該ポールピース６２や磁石６４の外周面とボビン７８の筒壁部７８ａの内周面との間隔を所定の大きさに保つとともに、そのボビン７８の筒壁部７８ａの外周面とヨーク６０の筒壁部６０ａの内周面との間隔も所定の大きさに保つようになっている。
【００７１】
また、ボビン７８の底壁部７８ｂは、比較的厚肉の円盤状とされ、その下面の外周寄りの部位とヨーク６０の筒壁部６０ａの下端面との間がシリコーンゴムのダイヤフラム（ゴム弾性体）８０によって連繋されている。このダイヤフラム８０は、ボビン７８の底壁部７８ｂとヨーク６０の筒壁部６０ａとの間で全周が大きく撓むことにより、ボビン７８の鉛直方向の相対移動を許容するとともに、該ボビン７８を挟む両側部位が逆位相に撓むことによって、当該ボビン７８の揺動を許容するようになっている。
【００７２】
さらに、ボビン７８の底壁部７８ｂの上面には、ポールピース６２の凹部６２ａに上部を嵌挿されたコイルばね６６の下端が当接している。このコイルばね６６は、外力の加わらない状態でもボビン７８を下向きに押圧するように予圧縮されており、これにより、トッププレート１１を押し上げるだけでなくそれを引き下げる向きにも制御力を発生できる。予圧縮量は、ポールピース６２の下面とボビン７８の底壁部７８ｂ上面との間隔で決まり、この実施形態では、レベリングブロック３３によってトッププレート１１の高さが略一定に保たれることから、予圧縮量も略一定に保たれるようになる。
【００７３】
つまり、鉛直ＶＣＭ２５において可動子であるボビン７８は、Ｏリング７６及びダイヤフラム８０によって固定子であるヨーク６０等に対し非接触状態で保持されていて、電磁力により鉛直方向に往復動してベースプレート２１とトッププレート１１との間に上下方向の制御力を出力するとともに、水平方向には揺動可能に保持されている。
【００７４】
また、鉛直方向に往復動するボビン７８の底壁部７８ｂには、その内周側の部位において下方に膨出するように円形の台座部７８ｃが形成され、この台座部７８ｃの下面略中央に開口する円形断面の凹部７８ｄには、ベースプレート２１に当接して制御力を伝えるための当接部材７０が、出没可能に嵌挿されている。この当接部材７０は、例えばＭＣナイロン等の樹脂材を円柱状に成形してその先端（図の下端）部を球面状の凸部とする一方、基端（図の上端）部には鍔部を形成したもので、その鍔部の外径が凹部７８ｄの内径と略同径とされている。そして、台座部７８ｃの下面には押さえ板８２が重ね合わされ、これには鍔部を除いた当接部材７０の外径と略同径の丸穴が空けられており、この丸穴の周縁部によって鍔部が押さえられることで、当接部材７０の抜け止めがなされている。
【００７５】
なお、凹部７８ｄに配設されているコイルばね７２は、ボビン７８を下方に付勢するコイルばね６６よりもかなりばね定数が高いことから、通常は殆ど撓まず、過大な外力によってポールピース６２とボビン７８が接触したときに初めて縮んで、それらがダメージを受けることを阻止するためのものである。
【００７６】
以上のように、アクチュエータとして固定子と可動子とがシリコーンゴム製のダイヤフラム８０で連結されている一体型の鉛直ＶＣＭ２５を用いることから、床５１からの振動が可動子を介して伝わるのをダイヤフラム８０によって抑えることができるとともに、固定子と可動子とが別体型のもの（固定子がトッププレート１１に、可動子がベースプレート２１にそれぞれ取り付けられるもの）とは異なり、固定子が収容された第１ハウジング３５をトッププレート１１に取り付けるだけで鉛直ユニット５を追加することができるので、取付作業が容易となる。
【００７７】
−水平ユニット−
水平ユニット７は、精密機器３１の水平方向の振動を検出するための水平加速度センサ１７と、精密機器３１に対して水平方向の制御力を付加するための水平ＶＣＭ２７と、これらを収容するための第２ハウジング３７と、水平加速度センサ１７を第２ハウジング３７に固定するための円環状のブラケット４７とを備えている。
【００７８】
第２ハウジング３７には、図１３（ａ）に示すように、水平方向に開口する上側凹部３７ａと、かかる上側凹部３７ａの下側で、上側凹部３７ａと同じ方向に開口する下側凹部３７ｂとが形成されている。図１３（ｂ）に示すように、水平加速度センサ１７は、軸が水平方向を向いた状態で上側凹部３７ａに収納されて、その円筒状ケースの外周に突設されている鍔部１７ａと係合するブラケット４７が第２ハウジング３７にボルト締結されている一方、水平ＶＣＭ２７は、水平加速度センサ１７の軸と水平ＶＣＭ２７の進退軸とが平行になるように、下側凹部３７ｂに収納されて、第２ハウジング３７にボルト締結されており、これにより、水平加速度センサ１７と水平ＶＣＭ２７とが第２ハウジング３７を介して一体化されている。
【００７９】
そうして、この水平加速度センサ１７からトッププレート１１の相対加速度（トッププレート１１の振動状態）を示す信号が出力され、この信号を受けたコントロールユニット９から水平ＶＣＭ２７に制御信号が出力されて、当接部材７０がばねユニット３のベースブロック２３の当接壁部２３ｃに当接することにより、除振対象物にその水平方向の振動を減殺するような制御力が付加される。
【００８０】
なお、水平ＶＣＭ２７は、水平ＶＣＭ２７のヨーク６０を第２ハウジング３７に固定するためのボルトが、水平加速度センサ１７の円筒状ケースの外周に突設されている鍔部１７ａと係合するブラケット４７と連結されていない点、及び、当接部材７０がベースプレート２１ではなくばねユニット３のベースブロック２３の当接壁部２３ｃに当接する点を除けば、鉛直ＶＣＭ２５とほぼ同様の構造なので説明を省略するとともに、水平ＶＣＭ２７を構成する各部材には鉛直ＶＣＭ２５を構成する各部材と同じ符合を用いている。
【００８１】
ここで、振動センサとアクチュエータとは、正確な除振制御を行うために、通常振動センサの軸とアクチュエータの進退軸とが一直線上に位置するように配置されるが、本実施形態では、水平ユニット７が、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるように（水平方向に拡がり過ぎないように）、水平加速度センサ１７と水平ＶＣＭ２７とを上下に重ねて（水平加速度センサ１７の軸と水平ＶＣＭ２７の進退軸とが平行になるように）配置している。このように、水平加速度センサ１７と水平ＶＣＭ２７とを配置しても、除振装置１自体をコンパクト化している本発明においては、水平加速度センサ１７の軸と水平ＶＣＭ２７の進退軸との上下方向の間隔が狭いので、精度の高い除振制御を行うことが可能となっている。
【００８２】
−コントロールユニット−
コントロールユニット９は、鉛直ユニット５を制御するための第１基盤１９と、水平ユニット７を制御するための第２基盤２９と、これらを保護するためのハウジング３９とを備えている。
【００８３】
各基盤１９，２９には、図１４に示すように、除振装置１から独立した電源６１と配線８１を介して電気的に接続されており、かかる電源６１から電力が供給されるようになっている。また、第１基盤１９は鉛直加速度センサ１５及び鉛直ＶＣＭ２５と、また、第２基盤２９は水平加速度センサ１７及び水平ＶＣＭ２７とそれぞれ不図示の配線を介して電気的に接続されている。そうして、第１基盤１９は、電源６１からの電力を鉛直加速度センサ１５及び鉛直ＶＣＭ２５に供給する一方、鉛直加速度センサ１５から除振対象物の鉛直方向の加速度に関する電気信号（具体的には電流値）が入力されるようになっている。同様に、第２基盤２９は、電源６１からの電力を水平加速度センサ１７及び水平ＶＣＭ２７に供給する一方、鉛直加速度センサ１５から除振対象物の水平方向の加速度に関する電気信号（具体的には電流値）が入力されるようになっている。
【００８４】
これらの基盤１９，２９は、例えば、加速度フィードバックのアクティブ除振制御を行う場合には、各加速度センサ１５，１７から得られた除振対象物の加速度Ｘ′′にフィードバック制御ゲインＧｍを乗算し、加速度Ｘ′′を１回積分して得られる速度Ｘ′にフィードバック制御ゲインＧｃを乗算し、また、加速度Ｘ′′を２回積分して得られる変位Ｘにフィードバック制御ゲインＧｋを乗算して得られたフィードバック制御量Ｇｍ・Ｘ′′、Ｇｃ・Ｘ′、Ｇｋ・Ｘを、各ボイスコイルモータ２５，２７に出力するようになっている。
【００８５】
また、より除振性能を高めたい場合には、図１４に示すように、除振装置１から独立した、床５１の振動状態を検出する第３加速度センサ（ＦＦユニット）７１を付加し、かかる第３加速度センサ７１を各基盤１９，２９と配線９１を介して電気的に接続し、そのセンサ信号に基づいて除振対象物への伝達振動を推定し、この伝達振動を打ち消すような制御振動を鉛直及び水平ＶＣＭ２５，２７により付加するフィードフォワード制御を加えることも可能である。
【００８６】
−使用形態−
以上のように構成された除振装置１を用いて、精密機器３１を支持する場合、例えば、図１５に示すように、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９を取り付けた除振装置１を４つ用意し、これらを用いて定盤４１を４点支持するようにすれば、４つの鉛直ＶＣＭ２５によって鉛直方向の振動を低減するような制御力を付加することが可能となるとともに、２つ（図の左上及び右下）の水平ＶＣＭ２７，２７によって、精密機器３１のＸ方向の振動を低減するような制御力を、また、２つ（図の左下及び右上）の水平ＶＣＭ２７，２７によって、精密機器３１のＹ方向の振動を低減するような制御力それぞれを付加することが可能となる。
【００８７】
また、水平方向の振動を低減する必要性が低いような場合には、例えば、図１６に示すように、ばねユニット３のみの除振装置１を４つ用意し、これらを脚として用いて定盤４１を４点支持するとともに、ばねユニット３、鉛直ユニット５及びコントロールユニット９を取り付けた除振装置１を中央に配置して、１つの鉛直ＶＣＭ２５によって鉛直方向の振動を低減するような制御力を付加することもできる。
【００８８】
−効果−
本実施形態では、空気ばねに比して安価なコイルばね１３を採用したばねユニット３を基本装置としていることから、高価なアクティブ除振装置を必要としないユーザーに対しては、トッププレート１１とベースプレート２１とばねユニット３とを備える安価なパッシブタイプの除振装置を提供することができる。
【００８９】
また、ユーザーが当該ばねユニット３に鉛直又は水平方向の制御力を付加したい場合には、機能拡張装置である鉛直ユニット５又は水平ユニット７を、ばねユニット３が取り付けられているトッププレート１１に取り付けることによって、鉛直又は水平方向のフィードバック制御を行うことができる。これにより、鉛直及び水平方向のいずれか一方向のフィードバック制御のみを必要とするユーザーやこれらの制御が必要になったユーザーに対しては、必要とする性能に見合った価格で、アクティブタイプの除振装置を提供することができる。
【００９０】
さらに、ユーザーが当該ばねユニット３に鉛直及び水平方向の制御力を付加したい場合には、鉛直及び水平ユニット５，７の両方をトッププレート１１に取り付けることによって、鉛直及び水平方向のフィードバック制御を行うことが可能になる。
【００９１】
そうして、鉛直及び水平ユニット５，７は、各々加速度センサ１５，１７とＶＣＭ２５，２７とをモジュール化したことにより、それら自体がトッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるようなコンパクトな構造になっていることから、これらの鉛直及び水平ユニット５，７を装着しても、除振装置１全体を非常にコンパクトにできる。
【００９２】
以上により、ユーザーの要求する性能を備えた、コンパクト且つ安価な除振装置１を提供することが可能となる。
【００９３】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００９４】
上記実施形態では、トッププレート１１、ベースプレート２１、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９をボルト締結するようにしたが、所謂ワンタッチの嵌め込み式の連結構造を採用してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では、除振装置１を４個以上用いて、精密機器３１を除振支持する例を示したが、これに限らず、支持構造が不安定にならない限り、すなわち、除振装置１は３個以上であれば精密機器３１を除振支持することが可能となる。
【００９６】
さらに、上記実施形態では、鉛直ユニット５及び水平ユニット７とコントロールユニット９とを配線で接続したが、これに限らず、ワイヤレスとすることも可能である。
【００９７】
また、上記実施形態では、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９の４つのユニットを平面的に２行２列に配設したが、これに限らず、他のユニットを組み合わせてもよいし、組み合わせるユニットの数によっては、例えば、平面的に２行３列に配列してもよい。
【００９８】
さらに、上記実施形態では、手動式のレベリング機構を採用したが、コンパクト化及び低コスト化を阻害しないのであれば、これに限らず、例えば、小型の電動モータ等を用いた自動レベル調整機構を採用してもよい。
【００９９】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上説明したように、本発明は、機器の載置される定盤を基礎に対して除振支持するための除振装置等について有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 除振装置
３ ばねユニット（受動型除振装置）
５ 鉛直ユニット（第１制御力付加装置）
７ 水平ユニット（第２制御力付加装置）
９ コントロールユニット（制御装置）
１１ トッププレート（上板）
１３ コイルばね
１５ 鉛直加速度センサ（第１振動センサ）
１７ 水平加速度センサ（第２振動センサ）
２１ ベースプレート（下板）
２５ 鉛直ボイスコイルモータ（第１アクチュエータ）
２７ 水平ボイスコイルモータ（第２アクチュエータ）
３１ 精密機器（機器）
３５ 第１ハウジング（ハウジング）
３７ 第２ハウジング（ハウジング）
４１ 定盤
５１ 床（基礎）
６０ ヨーク（固定子）
６２ ポールピース（固定子）
６４ 磁石（固定子）
６８ コイル（可動子）
７８ ボビン（可動子）
８０ ダイヤフラム（ゴム弾性体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子顕微鏡などの精密機器を床等の微少な振動から絶縁するために、ばね要素によって支持してなる除振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の除振装置としては、上面に機器の載置される定盤を、例えば空気ばねやコイルばねのように柔らかなばね要素によって支持してなる所謂パッシブタイプ（受動型）の除振台が周知である。
【０００３】
また、例えば空気ばね（例えば、特許文献１）やコイルばね（例えば、特許文献２）を介して支持した除振対象物の振動や位置をセンサによって検出し、この検出信号をフィードバックしてアクチュエータを駆動することにより、当該除振対象物にその振動を減殺するような振動的な制御力を付加するようにしたアクティブタイプ（能動型）の除振装置も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３７２９７５号公報
【特許文献２】特開２００７−７８１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来のアクティブタイプの除振装置（以下、アクティブ除振装置ともいう）では、以下のような問題がある。すなわち、従来のアクティブ除振装置は、そのハウジング内に、ばね要素に加えて、通常、鉛直及び水平の二方向のためのセンサ及びアクチュエータをそれぞれ備えていることから、鉛直及び水平方向において極めて高い除振性能を得ることができる反面、非常に高価なものとなっている。
【０００６】
ところが、ユーザーの中には、鉛直又は水平のうち一方向のみ高い除振性能を得たい人が存在するところ、このようなユーザーは、アクティブ除振装置よりも除振性能が劣る、比較的安価なパッシブタイプの除振装置を購入するか、又は、当該ユーザーにとっては不要な機能を有する高価なアクティブ除振装置を購入するかしか選択肢がないという問題がある。
【０００７】
また、アクティブ除振装置では、ばね要素、各種センサ及びアクチュエータに加えて、定盤の高さ一定に保つ自動レベル調整のための電動モータや、これらの機器を制御するためのコントローラが、ハウジング内に内蔵されているものが多い。このため、アクティブ除振装置は、小さいものでも、通常、幅２３０ｍｍ以上、奥行き２３０ｍｍ以上、高さ１８０ｍｍ以上の寸法を有していることから、狭いスペースで能動型除振装置を利用したいというユーザーの要求に応えられないという問題もある。
【０００８】
これらの問題を解決するために、ユーザーの希望する機能だけを備えたコンパクトなアクティブ除振装置を製作することも考えられるが、特注品では製造コストが嵩むという問題や、後日他の機能を付加する必要性が生じた場合、アクティブ除振装置自体の買い替えを余儀なくされるという問題や、コンパクトに製造されたハウジングを分解し、かかる他の機能を付加した後、大きなハウジング等に交換する必要があり、作業が繁雑になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ユーザーの要求する性能を備えた、コンパクト且つ安価な除振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明では、上板及び下板を介して、定盤を基礎に対してコイルばねにより支持するパッシブタイプの除振装置を基本装置とし、当該パッシブタイプの除振装置の機能を拡張するための機能拡張装置である制御力付加装置を、振動センサとアクチュエータとをモジュール化したコンパクトな構造とするとともに、多様なユーザーの要求に応えられように、上板に対して着脱可能としている。
【００１１】
具体的には、第１の発明は、定盤を支持する上板と、基礎に載置される下板と、当該上板と当該下板との間でこれら両板に取り付けられ、当該定盤に載置される機器を当該基礎に対してコイルばねにより除振支持する受動型除振装置と、を備えた除振装置を対象とする。
【００１２】
そして、上記機器の鉛直方向の振動を検出するための第１振動センサと、上記機器に対して鉛直方向の制御力を付加するための第１アクチュエータと、がモジュール化された第１制御力付加装置、及び／又は、上記機器の水平方向の振動を検出するための第２振動センサと、上記機器に対して水平方向の制御力を付加するための第２アクチュエータと、がモジュール化された第２制御力付加装置を、上記上板と上記下板との間の空間に収まるように、当該上板に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
第１の発明では、先ず、空気ばねに比して安価なコイルばねを採用した受動型除振装置を基本装置としている。これにより、高価なアクティブ除振装置を必要としないユーザーに対しては、上板と下板と受動型除振装置とからなる安価なパッシブタイプの除振装置を提供することができる。
【００１４】
次いで、ユーザーが当該パッシブタイプの除振装置に鉛直又は水平方向の制御力を付加したい場合には、機能拡張装置である第１又は第２制御力付加装置を、受動型除振装置が取り付けられている上板に取り付けることによって、鉛直又は水平方向のフィードバック制御を行うことができる。これにより、鉛直及び水平方向のいずれか一方向のフィードバック制御のみを必要とするユーザーやこれらの制御が必要になったユーザーに対しては、必要とする性能に見合った価格で、アクティブタイプの除振装置を提供することができる。
【００１５】
また、ユーザーが当該受動型除振装置に鉛直及び水平方向の制御力を付加したい場合には、第１及び第２制御力付加装置の両方を上板に取り付けることによって、鉛直及び水平方向のフィードバック制御を行うことが可能になる。
【００１６】
そうして、第１及び第２制御力付加装置は、各々振動センサとアクチュエータとがモジュール化されていることにより、それら自体が上板と下板との間の空間に収まるようなコンパクトな構造となっていることから、これらの第１及び第２制御力付加装置を装着しても、除振装置全体を非常にコンパクトにできる。
【００１７】
以上により、ユーザーの要求する性能を備えた、コンパクト且つ安価な除振装置を提供することが可能となる。
【００１８】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記制御力付加装置を制御するための制御装置を、上記上板と上記下板との間の空間に収まるように、当該下板に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
第２の発明によれば、受動型除振装置を基本装置とする除振装置に、第１及び第２制御力付加装置に加えて、これらを制御するための制御装置をも付加できるとともに、かかる制御装置が上板と下板との間の空間に収まるように構成されていることから、従来の除振装置と同等の機能を有する除振装置を非常にコンパクトにすることができる。
【００２０】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記第１制御力付加装置は、上記第１振動センサをその軸が鉛直方向を向いた状態で収容し、且つ、当該第１振動センサの下側に上記第１アクチュエータを収容するためのハウジングを有しており、上記第１アクチュエータは、上記ハウジングを介して上記上板に固定される固定子と、この固定子に対して鉛直方向に往復動して、上記下板に当接することによって上記機器に鉛直方向の制御力を付加する可動子とを有しており、上記固定子と上記可動子とがゴム弾性体で連結されていることを特徴とするものである。
【００２１】
第３の発明によれば、第１アクチュエータとして、固定子と可動子とがゴム弾性体で連結されている一体型のものを用いることから、基礎からの振動が可動子を介して固定子側に伝わるのをかかるゴム弾性体によって抑えることができるとともに、固定子と可動子とが別体型のもの（固定子が上板に、可動子が下板にそれぞれ取り付けられるもの）とは異なり、固定子が収容されたハウジングを上板に取り付けるだけで第１制御力付加装置を追加することができるので、取付作業が容易となる。
【００２２】
第４の発明は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記第２制御力付加装置は、上記第２振動センサをその軸が水平方向を向いた状態で収容し、且つ、当該第２振動センサの下側に上記第２アクチュエータを収容するためのハウジングを有しており、上記第２アクチュエータは、上記ハウジングを介して上記上板に固定される固定子と、この固定子に対し、当該第２振動センサの軸方向と平行に往復動して、上記受動型除振装置に当接することによって上記機器に水平方向の制御力を付加する可動子とを有しており、上記固定子と上記可動子とがゴム弾性体で連結されていることを特徴とするものである。
【００２３】
第４の発明によれば、第３の発明と同様、基礎（下板に取り付けられた受動型除振装置）からの振動が固定子側に伝わるのをゴム弾性体によって抑えることができるとともに、第２制御力付加装置を追加する際の取付作業が容易となる。
【００２４】
ここで、振動センサとアクチュエータとは、正確な除振制御を行うために、通常、振動センサの軸とアクチュエータの進退軸とが一直線上に位置するように配置されるが、第４の発明では、第２制御力付加装置が上板と下板との間の空間に収まるように（水平方向に拡がり過ぎないように）、第２振動センサと第２アクチュエータとを上下に重ねて、換言すると、第２振動センサの軸と第２アクチュエータの進退軸とが平行になるように配置している。
【００２５】
このように、第２振動センサと第２アクチュエータとを配置しても、除振装置自体をコンパクト化している本発明では、第２振動センサの軸と第２アクチュエータの進退軸との上下方向の間隔が狭いので、精度の高い除振制御を行うことができる。
【００２６】
したがって、第２制御力付加装置のコンパクト化と、正確な水平方向の除振制御とを両立することが可能となる。
【００２７】
第５の発明は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、上記受動型除振装置と、上記第１及び第２制御力付加装置と、上記制御装置とが、上記上板と上記下板との間の空間に、平面的に２行２列に配設されていることを特徴とするものである。
【００２８】
第５の発明によれば、４つの装置を、平面的に２行２列に配設することにより、上板と下板との間の空間を無駄なく利用して、除振装置をコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る除振装置によれば、空気ばねに比して安価なコイルばねを採用した受動型除振装置を基本装置としていることから、アクティブ除振装置を必要としないユーザーには、上板と下板と受動型除振装置とを備える安価なパッシブタイプの除振装置を提供することができる一方、ユーザーが受動型除振装置に鉛直及び／又は水平方向の制御力を付加したい場合には、機能拡張装置である第１及び／又は第２制御力付加装置を、後から上板に取り付けることによって、鉛直及び／又は水平方向のフィードバック制御を行うことが可能なアクティブタイプの除振装置を提供することができる。
【００３０】
そうして、第１及び第２制御力付加装置は、各々振動センサとアクチュエータとをモジュール化されていることにより、それら自体が上板と下板との間の空間に収まるようなコンパクトな構造になっていることから、これらの第１及び第２制御力付加装置を備えた除振装置全体を非常にコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る除振装置を示す斜視図である。
【図２】除振装置を用いて機器を床に対して除振支持している状態を模式的に説明する側面図である。
【図３】ばねユニットを単独で用いる場合を示す斜視図である。
【図４】ばねユニット、鉛直ユニット及びコントロールユニットを組み合わせた場合を示す斜視図である。
【図５】ばねユニット、水平ユニット及びコントロールユニットを組み合わせた場合を示す斜視図である。
【図６】除振装置の透視平面図である。
【図７】図６のＡ矢視側面図である。
【図８】図６のＢ矢視側面図である。
【図９】ばねユニットを示す斜視図である。
【図１０】ばねユニットの縦断面図である。
【図１１】鉛直ユニットを示す側面図である。
【図１２】鉛直ボイスコイルモータの構造を模式的に示す縦断面図である。
【図１３】水平ユニットを示す側面図である。
【図１４】除振装置と、床振動を検出するための加速度センサ及び電源との接続を説明するための配線ブロック図である。
【図１５】定盤を支持する際の除振装置の配置例を模式的に示す透視平面図である。
【図１６】定盤を支持する際の除振装置の配置例を模式的に示す透視平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。なお、以下の各図では、図面を見易くするために、コントロールユニット９と、鉛直及び水平ユニット５，７とを電気的に接続する配線を図示省略している。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る除振装置を示す斜視図である。この除振装置１は、図２に示すように、例えば、半導体関連の製造装置、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、レーザ顕微鏡等の精密計測機器のように、振動の影響を受けやすい精密機器３１を搭載して、それらを床（基礎）５１の振動からできるだけ絶縁した状態で設置するためのものである。換言すると、図示の除振装置１は、精密機器３１の載置される定盤４１を床５１に対して除振支持するようになっている。そして、かかる除振装置１では、定盤４１及びこれに搭載される精密機器３１が（厳密には以下に述べるトッププレート１１なども含めて）除振対象物になる。
【００３４】
この除振装置１は、定盤４１を支持するトッププレート（上板）１１と、床５１に載置されるベースプレート（下板）２１と、当該トッププレート１１と当該ベースプレート２１との間でこれら両プレート１１，２１に取り付けられて、精密機器３１の載置される定盤４１を床５１に対してコイルばね１３により除振支持するばねユニット（受動型除振装置）３と、を備えており、かかるばねユニット３を基本装置としている。
【００３５】
すなわち、この除振装置１では、図３に示すように、後述する鉛直及び水平ユニット５，７等を取り外しても、トッププレート１１及びベースプレート２１と、ばねユニット３とからなるパッシブタイプの除振装置として、除振対象物を床５１に対して除振支持することができるようになっている。
【００３６】
そうして、この除振装置１では、精密機器３１の鉛直方向の振動を検出するための鉛直加速度センサ（第１振動センサ）１５と、精密機器３１に対して鉛直方向の制御力を付加するための鉛直ボイスコイルモータ（第１アクチュエータ）２５とがモジュール化された鉛直ユニット（第１制御力付加装置）５と、これを制御するためのコントロールユニット（制御装置）９とを、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるように、当該トッププレート１１に対して着脱することが可能に構成されている。このように、鉛直ユニット５は、鉛直加速度センサ１５と鉛直ボイスコイルモータ（以下、鉛直ＶＣＭという）２５とをモジュール化したことにより、それ自体がコンパクトな構造になっている。
【００３７】
そうして、鉛直方向におけるさらに大きな除振効果を得たい場合には、図４に示すように、鉛直ユニット５及びコントロールユニット９を、除振装置１の機能を拡張するための機能拡張装置として、当該除振装置１に取り付ければよく、かかる鉛直ユニット５を取り付けた状態では、コイルばね１３で支持された精密機器３１の鉛直方向における振動状態を鉛直加速度センサ１５が検出し、それらをフィードバックして鉛直ＶＣＭ２５を駆動し、精密機器３１の鉛直方向の振動を低減することが可能となる。
【００３８】
また、この除振装置１では、精密機器３１の水平方向の振動を検出するための水平加速度センサ（第２振動センサ）１７と、精密機器３１に対して水平方向の制御力を付加するための水平ボイスコイルモータ（第２アクチュエータ）２７とがモジュール化された水平ユニット（第２制御力付加装置）７と、これを制御するためのコントロールユニット９とを、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるように、当該トッププレート１１に対して着脱することが可能に構成されている。このように、水平ユニット７は、水平加速度センサ１７と水平ボイスコイルモータ（以下、水平ＶＣＭという）２７とをモジュール化したことにより、それ自体がコンパクトな構造になっている。
【００３９】
そうして、水平方向におけるさらに大きな除振効果を得たい場合には、図５に示すように、水平ユニット７及びコントロールユニット９を、機能拡張装置として、当該除振装置１に取り付ければよく、かかる水平ユニット７を取り付けた状態では、精密機器３１の水平方向における振動状態を水平加速度センサ１７が検出し、それらをフィードバックして水平ＶＣＭ２７を駆動し、精密機器３１の水平方向の振動を低減することが可能となる。
【００４０】
さらに、鉛直及び水平方向共さらに大きな除振効果を得たい場合には、図１に示すように、鉛直及び水平ユニット５，７と、これらを制御するためのコントロールユニット９とを、機能拡張装置として、当該除振装置１に取り付ければよい。
【００４１】
−各ユニットの配置−
次に、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９の配置及び取付構造について説明する。なお、以下の説明では、基本装置であるばねユニット３に、機能拡張装置である鉛直及び水平ユニット５，７と、これを制御するためのコントロールユニット９とを組み合わせた場合について説明するが、ばねユニット３を単独で用いる場合や、鉛直ユニット５又は水平ユニット７を組み合わせる場合の配置及び取付構造もほぼ同様である。
【００４２】
この除振装置１では、図６に示すように、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９は、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に、平面的に２行２列に配設されている。より詳しくは、ばねユニット３が図６の左上に配置され、鉛直ユニット５が当該ばねユニット３に隣接するように図６の右上に配置され、水平ユニット７が当該ばねユニット３に隣接するように図６の左下に配置され、コントロールユニット９が当該ばねユニット３に対して対角方向に位置するように図６の右下に配置されている。
【００４３】
このように、４つのユニット３，５，７，９を、平面的に２行２列に配設することにより、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間を無駄なく利用して、除振装置１を平面的にコンパクトにすることができる。このことと、センサ１５，１７とＶＣＭ２５，２７とをモジュール化して鉛直及び水平ユニット５，７をコンパクトにしたこと等が相俟って、従来のアクティブタイプの除振装置が、小さいものでも、幅２３０ｍｍ以上、奥行き２３０ｍｍ以上、高さ１８０ｍｍ以上の寸法を通常有しているのに対し、本実施形態に係る除振装置１では、幅、奥行き及び高さをそれぞれ１００ｍｍ以下に抑えたコンパクトな構造が可能となっている。
【００４４】
ばねユニット３は、そのハウジング５３の頂盤に形成された４つボルト孔５３ａ，５３ａ，…に上方（トッププレート１１側）から螺合挿入された４本のボルト（図示せず）によって、トッププレート１１に取り付けられている一方、そのベースブロック２３に形成された４つのボルト孔（図示せず）に下方（ベースプレート２１側）から螺合挿入された４本のボルトによって、ベースプレート２１に取り付けられている。このように、ばねユニット３は、トッププレート１１にもベースプレート２１にも取り付けられていることから、かかるばねユニット３をパッシブタイプの除振装置として単独で用いる場合にも、トッププレート１１とベースプレート２１とが分離しないようになっている。
【００４５】
また、鉛直ユニット５は、図６及び図７に示すように、その第１ハウジング３５のフランジ部３５ｃ，３５ｃに形成された２つのボルト孔３５ｄ，３５ｄに下方から螺合挿入された２本のボルト３６ａ，３６ａによって、トッププレート１１に下側から取り付けられているとともに、当該第１ハウジング３５を水平方向に貫通する（第１ハウジング３５に形成された貫通孔３５ｅ，３５ｅに挿通された）２本の長ボルト３６ｂ，３６ｂ，…（図６では図示省略）によって、ばねユニット３のハウジング５３にも取り付けられている。このように、鉛直ユニット５は、トッププレート１１に対して下側からボルト締結することができるので、パッシブタイプの除振装置に当該鉛直ユニット５を追加したい場合には、定盤４１等を載置したまま当該鉛直ユニット５をトッププレート１１に後付することが可能となっている。なお、鉛直ユニット５は、ベースプレート２１に対しては固定されていない。
【００４６】
一方、水平ユニット７は、図６及び図８に示すように、その第２ハウジング３７のフランジ部に形成されたボルト孔３７ｃに下方から螺合挿入されたボルト３８ａによって、トッププレート１１に下側から取り付けられているとともに、当該第２ハウジング３７を水平方向に貫通する４本の長ボルト３８ｂ，３８ｂ，…によって、ばねユニット３のハウジング５３にも取り付けられている。このように、水平ユニット７は、トッププレート１１に対して下側からボルト締結することができるので、鉛直ユニット５と同様、定盤４１等を載置したまま当該水平ユニット７をトッププレート１１に後付することが可能となっている。なお、水平ユニット７は、鉛直ユニット５と同様にベースプレート２１に対しては固定されていない。
【００４７】
コントロールユニット９は、図６に示すように、底板に形成された４つのボルト孔９ａ，９ａ，…に上方から螺合挿入された４本のボルトによって、ベースプレート２１に上側から取り付けられている一方、トッププレート１１に対しては固定されていない。
【００４８】
なお、図６に示す例では、鉛直及び水平ユニット５，７をばねユニット３に隣接するように配置したが、後述の如くばねユニット３の当接壁部２３ｃに当接部材７０が当接する水平ユニット７以外のユニット（鉛直ユニット５、コントロールユニット９等）は、必ずしもばねユニット３に隣接させて配置する必要はない。
【００４９】
次に、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９のそれぞれの構造について説明する。
【００５０】
−ばねユニット−
ばねユニット３は、図９及び図１０に示すように、ベースプレート２１に取り付けられるベースブロック２３と、上下方向軸まわりの回転に伴ってベースブロック２３に対して上下に移動するレベリングブロック３３と、ボールベアリングユニット６３を介して当該レベリングブロック３３に載置され、その上端がトッププレート１１に常時接触しているコイルばね１３と、下端部がベースブロック２３に固定されるとともに上端にサージレスゴム７３が取り付けられたセンターピン４３と、コイルばね１３を保護するためのハウジング５３とを備えている。
【００５１】
ベースブロック２３は、平面視で正方形の一対の対角部を略円弧状に切り欠いたような形状を有する角柱部２３ａと、正方形板状のプレート部２３ｂと、を上下に組み合わせたような形状に形成されている。このプレート部２３ｂにおける角柱部２３ａの切欠部に対応する部分には上下方向に貫通する貫通孔２３ｄが形成されており、切欠部に収容される浮上ストッパー８３から上方に延びる軸部８３ａが、この貫通孔２３ｄに挿入されている。
【００５２】
このベースブロック２３の中央部には、２つの貫通孔２３ｄ，２３ｄに挟まれるように、これらの貫通孔２３ｄ，２３ｄよりも大径の円形断面を有し且つ周壁にウォームねじの雌ねじが切られたネジ凹部２３ｅが形成されている。そして、このネジ凹部２３ｅの中央には、ベースブロック２３を上下に貫通する挿通孔２３ｆが形成されている。このネジ凹部２３ｅには、レベリングブロック３３のネジ部３３ａが螺合挿入される一方、この挿通孔２３ｆにはセンターピン４３が挿通されるようになっている。
【００５３】
また、このベースブロック２３の、切欠部が形成された一対の対角部と異なる一方の対角部には、水平ユニット７の水平ＶＣＭ２７の後述する当接部材７０が当接する当接壁部２３ｃが設けられている一方、他方の（ベースプレート２１の１つのコーナーに位置する）対角部は、ベースプレート２１を床５１等に固定するためのボルト等を取り付けやすくするために、図６に示すように、平面視で略円弧状に切り欠かれている。
【００５４】
上記レベリングブロック３３は、その内方に上記コイルばね１３の下端部が収容される有底筒状のハウジング部３３ｂと、ウォームねじの雄ねじが切られた円柱状のネジ部３３ａと、を上下に組み合わせたような形状に形成されており、かかるネジ部３３ａをベースブロック２３のネジ凹部２３ｅに螺合挿入することで、当該ベースブロック２３に回転自在に取り付けられている。
【００５５】
このハウジング部３３ｂの底部には、周方向に等間隔をあけて４つの挿入孔３３ｃ，３３ｃ，３３ｃ，３３ｃが形成されており、かかる挿入孔３３ｃに工具を挿入してレベリングブロック３３を上下方向軸まわりに回転させると、当該レベリングブロック３３がベースブロック２３に対して上下に移動するようになっている。そうして、このレベリングブロック３３に収容されるとともにその上端がトッププレート１１に接触しているコイルばね１３の弾性変形に応じて、レベリングブロック３３を回転させてベースブロック２３に対して上下に移動させると、コイルばね１３の下端位置が調整されて、トッププレート１１の高さが略一定に保たれるようになっている。このように、電動モータ等を用いた自動レベル調整ではなく、手動式のレベリング機構を採用していることも、本実施形態の除振装置１のコンパクト化に寄与している。
【００５６】
なお、高さ調整は、定盤４１に精密機器３１が載置された状態、すなわち、コイルばね１３に荷重がかかっている状態で行われるため、コイルばね１３の下端とハウジング部３３ｂの底部との摩擦が強くて手動ではレベリングブロック３３を回転させ難いことから、コイルばね１３の下端とハウジング部３３ｂの底部との間には、これらの摩擦を低減してレベリングブロック３３の円滑な回転を確保するために、上下一対の円環状の樹脂カバー６３ｂ，６３ｂで複数の鋼製ボール６３ａ，６３ａ，…を挟み込んだボールベアリングユニット６３が配設されている。また、レベリングブロック３３（より正確にはハウジング部３３ｂの底部及びネジ部３３ａ）の中央部には、上下方向に貫通する挿通孔３３ｄが形成されており、かかる挿通孔３３ｄにセンターピン４３が挿通されるようになっている。
【００５７】
上記センターピン４３は、上から、円環状のボールベアリングユニット６３、レベリングブロック３３の挿通孔３３ｄ、ベースブロック２３の挿通孔２３ｆの順に挿通されて、図９に示すように、その下端部に螺合されるナットによって、ベースブロック２３に固定されている。また、センターピン４３の上端部にはボルト頭部４３ａが形成されており、かかるボルト頭部４３ａに上記サージレスゴム７３が取り付けられている。
【００５８】
このサージレスゴム７３は、略円筒状のゴムからなり、コイルばね１３のループ内に嵌入されていて、上下方向に押圧されることによってばねループ内周面と接触し、これにより、コイルばね１３の振動を減衰させたり、サージング（コイルばね１３に伝わる外力振動数がばね自身の固有振動数に近付くと振幅が大きくなる現象）を抑えたりするものである。そして、このサージレスゴム７３は、上述の如く、ベースブロック２３に固定されたセンターピン４３のボルト頭部４３ａに取り付けられているので、その高さが常に不変となっている。換言すると、レベリングブロック３３を上下方向軸まわりに回転させることで、当該レベリングブロック３３が上下に移動しコイルばね１３の伸縮量が変化しても、サージレスゴム７３の位置や形状（ばねループ内周面と接触状態）は何ら変化しないので、サージレスゴム７３による一定の減衰量を維持することが可能となっている。
【００５９】
なお、レベリングブロック３３を上昇させ続けると、いずれはベースブロック２３から外れて、レベリングブロック３３とベースブロック２３とが分離してしまうおそれがあるが、本実施形態の除振装置１では、レベリングブロック３３が所定量を超えて上昇しようとすると、ボールベアリングユニット６３がセンターピン４３のボルト頭部４３ａに当接するように構成されているので、レベリングブロック３３がベースブロック２３から外れないようになっている。すなわち、センターピン４３は、サージレスゴム７３を支持するだけではなく、レベリングブロック３３がベースブロック２３から外れるのを抑える役割も果たしている。
【００６０】
上記ハウジング５３は、コイルばね１３を保護するためのものであり、平面視で正方形状をなす一方、その内部に断面円形の空間を有する有頂角筒状に形成されていて、上述の如く、トッププレート１１に取り付けられている。なお、ベースプレート２１の１つのコーナーに位置するハウジング５３の角部は、トッププレート１１を定盤４１に固定するためのボルト等を取り付けやすくするために、図９に示すように、平面視で略円弧状に切り欠かれている。
【００６１】
このハウジング５３の頂盤には、その中央に上下方向に貫通する貫通孔５３ｂが形成されており、コイルばね１３の上端部は当該貫通孔５３ｂに挿入された状態でトッププレート１１の下面に接触している。また、ハウジング５３の内径はレベリングブロック３３の外径よりも大きくなっていて、当該ハウジング５３にその一部が収容されるレベリングブロック３３の上下方向の移動を阻害しないように構成されている。換言すると、このハウジング５３は、コイルばね１３及びレベリングブロック３３と無接触な状態で、コイルばね１３によって支えられたトッププレート１１の下面に取り付けられている。
【００６２】
そして、ハウジング５３は、上記浮上ストッパー８３の軸部８３ａの上端部と連結されており、当該軸部８３ａは、定盤４１に精密機器３１が載置された状態では、ベースブロック２３のプレート部の下面と、ベースブロック２３の切欠部に収容された浮上ストッパー８３との間に数ミリ程度の隙間が生じるような長さに設定されている。これにより、定盤４１に精密機器３１が載置された状態（コイルばね１３が縮んだ状態）では、ハウジング５３に連結された浮上ストッパー８３とベースブロック２３とが非接触であることから、コイルばね１３の除振性能に何ら影響を及ぼさない一方、定盤４１から精密機器３１が取り除かれた状態（コイルばね１３が伸びた状態）では、トッププレート１１がコイルばね１３によって上方に付勢されても、浮上ストッパー８３がベースブロック２３に当接するので、トッププレート１１、ベースプレート２１、ハウジング５３及びベースブロック２３が分離しないようになっている。
【００６３】
−鉛直ユニット−
鉛直ユニット５は、精密機器３１の鉛直方向の振動を検出するための鉛直加速度センサ１５と、精密機器３１に対して鉛直方向の制御力を付加するための鉛直ＶＣＭ２５と、これらを収容するための第１ハウジング３５と、鉛直加速度センサ１５及び鉛直ＶＣＭ２５を第１ハウジング３５に固定するための円環状のブラケット４５とを備えている。
【００６４】
第１ハウジング３５には、図１１（ａ）に示すように、上方に開口する上側凹部３５ａと、かかる上側凹部３５ａの下側で下方に開口する下側凹部３５ｂとが形成されている。図１１（ｂ）に示すように、鉛直加速度センサ１５は、軸が鉛直方向を向いた状態で上側凹部３５ａに収納される一方、鉛直ＶＣＭ２５は、鉛直加速度センサ１５の軸と当該鉛直ＶＣＭ２５の進退軸（可動子の往復動軸）とが一直線上に位置するように、下側凹部３５ｂに収納されており、これにより、鉛直加速度センサ１５と鉛直ＶＣＭ２５とが第１ハウジング３５を介して一体化されている。このように、鉛直加速度センサ１５と鉛直ＶＣＭ２５とが、鉛直加速度センサ１５の軸と鉛直ＶＣＭ２５の進退軸とが一直線上に位置するように配置されているので、当該鉛直ユニット５は正確な除振制御を行うことが可能となっている。
【００６５】
そうして、この鉛直加速度センサ１５からトッププレート１１の相対加速度（トッププレート１１の振動状態）を示す信号が出力され、この信号を受けたコントロールユニット９から鉛直ＶＣＭ２５に制御信号が出力されて、図７に示すように、当接部材７０がベースプレート２１に当接することにより、除振対象物にその鉛直方向の振動を減殺するような制御力が付加される。
【００６６】
次に、図１２を参照して鉛直ＶＣＭ２５の構造を詳細に説明する。鉛直ＶＣＭ２５は、第１ハウジング３５を介してトッププレート１１に固定される固定子と、これに対し非接触状態で組み付けられて、電磁力により鉛直方向に駆動される可動子と、に分かれている。固定子は、ハウジングを兼ねて有頂円筒状に形成された下方に開口する鉄製のヨーク６０と、その筒壁部６０ａ内に同心状に収容されて、頂部６０ｂにボルト８４によってボルト留めされる円盤状の磁石６４及びポールピース６２と、から構成されている。
【００６７】
このヨーク６０の頂部６０ｂには周方向に間隔を空けて４箇所にねじ穴が形成されていて、それぞれに軸端がねじ込まれたボルト７４，７４，…によって上記ブラケット４５に連結されている。このブラケット４５は、鉛直加速度センサ１５の円筒状ケースの外周に突設されている鍔部１５ａと係合して、鉛直加速度センサ１５をヨーク６０に固定している。
【００６８】
また、磁石６４及びポールピース６２は略同径でかつ同程度の厚みを有する比較的厚肉の円盤状とされている。ポールピース６２の上端部には磁石６４との間に周溝が形成されるよう段状に縮径部が形成されていて、この周溝に高減衰ゴムからなるゴム製のＯリング７６が嵌め込まれている。ポールピース６２には、その下面略中央に開口するように円形断面の凹部６２ａが形成されていて、かかる凹部６２ａに可動子を構成するボビン７８を下向きに付勢するコイルばね６６が嵌挿されている。
【００６９】
一方、可動子は、樹脂材からなる有底円筒状のボビン７８と、その筒壁部７８ａに電線を巻き付けてなるコイル６８と、ボビン７８の底壁部７８ｂに設けられた当接部材７０と、から構成される。ボビン７８は、上方に開口し、ヨーク６０とは軸心が合致するように配置されていて、その筒壁部７８ａが磁石６４及びポールピース６２を非接触状態で取り囲む一方、ヨーク６０の筒壁部６０ａによって非接触状態で取り囲まれている。
【００７０】
こうして同軸状に配置されているボビン７８の筒壁部７８ａの内周面には、ポールピース６２の周溝に嵌め込まれているＯリング７６の外周が接触して、該ポールピース６２や磁石６４の外周面とボビン７８の筒壁部７８ａの内周面との間隔を所定の大きさに保つとともに、そのボビン７８の筒壁部７８ａの外周面とヨーク６０の筒壁部６０ａの内周面との間隔も所定の大きさに保つようになっている。
【００７１】
また、ボビン７８の底壁部７８ｂは、比較的厚肉の円盤状とされ、その下面の外周寄りの部位とヨーク６０の筒壁部６０ａの下端面との間がシリコーンゴムのダイヤフラム（ゴム弾性体）８０によって連繋されている。このダイヤフラム８０は、ボビン７８の底壁部７８ｂとヨーク６０の筒壁部６０ａとの間で全周が大きく撓むことにより、ボビン７８の鉛直方向の相対移動を許容するとともに、該ボビン７８を挟む両側部位が逆位相に撓むことによって、当該ボビン７８の揺動を許容するようになっている。
【００７２】
さらに、ボビン７８の底壁部７８ｂの上面には、ポールピース６２の凹部６２ａに上部を嵌挿されたコイルばね６６の下端が当接している。このコイルばね６６は、外力の加わらない状態でもボビン７８を下向きに押圧するように予圧縮されており、これにより、トッププレート１１を押し上げるだけでなくそれを引き下げる向きにも制御力を発生できる。予圧縮量は、ポールピース６２の下面とボビン７８の底壁部７８ｂ上面との間隔で決まり、この実施形態では、レベリングブロック３３によってトッププレート１１の高さが略一定に保たれることから、予圧縮量も略一定に保たれるようになる。
【００７３】
つまり、鉛直ＶＣＭ２５において可動子であるボビン７８は、Ｏリング７６及びダイヤフラム８０によって固定子であるヨーク６０等に対し非接触状態で保持されていて、電磁力により鉛直方向に往復動してベースプレート２１とトッププレート１１との間に上下方向の制御力を出力するとともに、水平方向には揺動可能に保持されている。
【００７４】
また、鉛直方向に往復動するボビン７８の底壁部７８ｂには、その内周側の部位において下方に膨出するように円形の台座部７８ｃが形成され、この台座部７８ｃの下面略中央に開口する円形断面の凹部７８ｄには、ベースプレート２１に当接して制御力を伝えるための当接部材７０が、出没可能に嵌挿されている。この当接部材７０は、例えばＭＣナイロン等の樹脂材を円柱状に成形してその先端（図の下端）部を球面状の凸部とする一方、基端（図の上端）部には鍔部を形成したもので、その鍔部の外径が凹部７８ｄの内径と略同径とされている。そして、台座部７８ｃの下面には押さえ板８２が重ね合わされ、これには鍔部を除いた当接部材７０の外径と略同径の丸穴が空けられており、この丸穴の周縁部によって鍔部が押さえられることで、当接部材７０の抜け止めがなされている。
【００７５】
なお、凹部７８ｄに配設されているコイルばね７２は、ボビン７８を下方に付勢するコイルばね６６よりもかなりばね定数が高いことから、通常は殆ど撓まず、過大な外力によってポールピース６２とボビン７８が接触したときに初めて縮んで、それらがダメージを受けることを阻止するためのものである。
【００７６】
以上のように、アクチュエータとして固定子と可動子とがシリコーンゴム製のダイヤフラム８０で連結されている一体型の鉛直ＶＣＭ２５を用いることから、床５１からの振動が可動子を介して伝わるのをダイヤフラム８０によって抑えることができるとともに、固定子と可動子とが別体型のもの（固定子がトッププレート１１に、可動子がベースプレート２１にそれぞれ取り付けられるもの）とは異なり、固定子が収容された第１ハウジング３５をトッププレート１１に取り付けるだけで鉛直ユニット５を追加することができるので、取付作業が容易となる。
【００７７】
−水平ユニット−
水平ユニット７は、精密機器３１の水平方向の振動を検出するための水平加速度センサ１７と、精密機器３１に対して水平方向の制御力を付加するための水平ＶＣＭ２７と、これらを収容するための第２ハウジング３７と、水平加速度センサ１７を第２ハウジング３７に固定するための円環状のブラケット４７とを備えている。
【００７８】
第２ハウジング３７には、図１３（ａ）に示すように、水平方向に開口する上側凹部３７ａと、かかる上側凹部３７ａの下側で、上側凹部３７ａと同じ方向に開口する下側凹部３７ｂとが形成されている。図１３（ｂ）に示すように、水平加速度センサ１７は、軸が水平方向を向いた状態で上側凹部３７ａに収納されて、その円筒状ケースの外周に突設されている鍔部１７ａと係合するブラケット４７が第２ハウジング３７にボルト締結されている一方、水平ＶＣＭ２７は、水平加速度センサ１７の軸と水平ＶＣＭ２７の進退軸とが平行になるように、下側凹部３７ｂに収納されて、第２ハウジング３７にボルト締結されており、これにより、水平加速度センサ１７と水平ＶＣＭ２７とが第２ハウジング３７を介して一体化されている。
【００７９】
そうして、この水平加速度センサ１７からトッププレート１１の相対加速度（トッププレート１１の振動状態）を示す信号が出力され、この信号を受けたコントロールユニット９から水平ＶＣＭ２７に制御信号が出力されて、当接部材７０がばねユニット３のベースブロック２３の当接壁部２３ｃに当接することにより、除振対象物にその水平方向の振動を減殺するような制御力が付加される。
【００８０】
なお、水平ＶＣＭ２７は、水平ＶＣＭ２７のヨーク６０を第２ハウジング３７に固定するためのボルトが、水平加速度センサ１７の円筒状ケースの外周に突設されている鍔部１７ａと係合するブラケット４７と連結されていない点、及び、当接部材７０がベースプレート２１ではなくばねユニット３のベースブロック２３の当接壁部２３ｃに当接する点を除けば、鉛直ＶＣＭ２５とほぼ同様の構造なので説明を省略するとともに、水平ＶＣＭ２７を構成する各部材には鉛直ＶＣＭ２５を構成する各部材と同じ符合を用いている。
【００８１】
ここで、振動センサとアクチュエータとは、正確な除振制御を行うために、通常振動センサの軸とアクチュエータの進退軸とが一直線上に位置するように配置されるが、本実施形態では、水平ユニット７が、トッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるように（水平方向に拡がり過ぎないように）、水平加速度センサ１７と水平ＶＣＭ２７とを上下に重ねて（水平加速度センサ１７の軸と水平ＶＣＭ２７の進退軸とが平行になるように）配置している。このように、水平加速度センサ１７と水平ＶＣＭ２７とを配置しても、除振装置１自体をコンパクト化している本発明においては、水平加速度センサ１７の軸と水平ＶＣＭ２７の進退軸との上下方向の間隔が狭いので、精度の高い除振制御を行うことが可能となっている。
【００８２】
−コントロールユニット−
コントロールユニット９は、鉛直ユニット５を制御するための第１基盤１９と、水平ユニット７を制御するための第２基盤２９と、これらを保護するためのハウジング３９とを備えている。
【００８３】
各基盤１９，２９には、図１４に示すように、除振装置１から独立した電源６１と配線８１を介して電気的に接続されており、かかる電源６１から電力が供給されるようになっている。また、第１基盤１９は鉛直加速度センサ１５及び鉛直ＶＣＭ２５と、また、第２基盤２９は水平加速度センサ１７及び水平ＶＣＭ２７とそれぞれ不図示の配線を介して電気的に接続されている。そうして、第１基盤１９は、電源６１からの電力を鉛直加速度センサ１５及び鉛直ＶＣＭ２５に供給する一方、鉛直加速度センサ１５から除振対象物の鉛直方向の加速度に関する電気信号（具体的には電流値）が入力されるようになっている。同様に、第２基盤２９は、電源６１からの電力を水平加速度センサ１７及び水平ＶＣＭ２７に供給する一方、鉛直加速度センサ１５から除振対象物の水平方向の加速度に関する電気信号（具体的には電流値）が入力されるようになっている。
【００８４】
これらの基盤１９，２９は、例えば、加速度フィードバックのアクティブ除振制御を行う場合には、各加速度センサ１５，１７から得られた除振対象物の加速度Ｘ′′にフィードバック制御ゲインＧｍを乗算し、加速度Ｘ′′を１回積分して得られる速度Ｘ′にフィードバック制御ゲインＧｃを乗算し、また、加速度Ｘ′′を２回積分して得られる変位Ｘにフィードバック制御ゲインＧｋを乗算して得られたフィードバック制御量Ｇｍ・Ｘ′′、Ｇｃ・Ｘ′、Ｇｋ・Ｘを、各ボイスコイルモータ２５，２７に出力するようになっている。
【００８５】
また、より除振性能を高めたい場合には、図１４に示すように、除振装置１から独立した、床５１の振動状態を検出する第３加速度センサ（ＦＦユニット）７１を付加し、かかる第３加速度センサ７１を各基盤１９，２９と配線９１を介して電気的に接続し、そのセンサ信号に基づいて除振対象物への伝達振動を推定し、この伝達振動を打ち消すような制御振動を鉛直及び水平ＶＣＭ２５，２７により付加するフィードフォワード制御を加えることも可能である。
【００８６】
−使用形態−
以上のように構成された除振装置１を用いて、精密機器３１を支持する場合、例えば、図１５に示すように、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９を取り付けた除振装置１を４つ用意し、これらを用いて定盤４１を４点支持するようにすれば、４つの鉛直ＶＣＭ２５によって鉛直方向の振動を低減するような制御力を付加することが可能となるとともに、２つ（図の左上及び右下）の水平ＶＣＭ２７，２７によって、精密機器３１のＸ方向の振動を低減するような制御力を、また、２つ（図の左下及び右上）の水平ＶＣＭ２７，２７によって、精密機器３１のＹ方向の振動を低減するような制御力それぞれを付加することが可能となる。
【００８７】
また、水平方向の振動を低減する必要性が低いような場合には、例えば、図１６に示すように、ばねユニット３のみの除振装置１を４つ用意し、これらを脚として用いて定盤４１を４点支持するとともに、ばねユニット３、鉛直ユニット５及びコントロールユニット９を取り付けた除振装置１を中央に配置して、１つの鉛直ＶＣＭ２５によって鉛直方向の振動を低減するような制御力を付加することもできる。
【００８８】
−効果−
本実施形態では、空気ばねに比して安価なコイルばね１３を採用したばねユニット３を基本装置としていることから、高価なアクティブ除振装置を必要としないユーザーに対しては、トッププレート１１とベースプレート２１とばねユニット３とを備える安価なパッシブタイプの除振装置を提供することができる。
【００８９】
また、ユーザーが当該ばねユニット３に鉛直又は水平方向の制御力を付加したい場合には、機能拡張装置である鉛直ユニット５又は水平ユニット７を、ばねユニット３が取り付けられているトッププレート１１に取り付けることによって、鉛直又は水平方向のフィードバック制御を行うことができる。これにより、鉛直及び水平方向のいずれか一方向のフィードバック制御のみを必要とするユーザーやこれらの制御が必要になったユーザーに対しては、必要とする性能に見合った価格で、アクティブタイプの除振装置を提供することができる。
【００９０】
さらに、ユーザーが当該ばねユニット３に鉛直及び水平方向の制御力を付加したい場合には、鉛直及び水平ユニット５，７の両方をトッププレート１１に取り付けることによって、鉛直及び水平方向のフィードバック制御を行うことが可能になる。
【００９１】
そうして、鉛直及び水平ユニット５，７は、各々加速度センサ１５，１７とＶＣＭ２５，２７とをモジュール化したことにより、それら自体がトッププレート１１とベースプレート２１との間の空間に収まるようなコンパクトな構造になっていることから、これらの鉛直及び水平ユニット５，７を装着しても、除振装置１全体を非常にコンパクトにできる。
【００９２】
以上により、ユーザーの要求する性能を備えた、コンパクト且つ安価な除振装置１を提供することが可能となる。
【００９３】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００９４】
上記実施形態では、トッププレート１１、ベースプレート２１、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９をボルト締結するようにしたが、所謂ワンタッチの嵌め込み式の連結構造を採用してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では、除振装置１を４個以上用いて、精密機器３１を除振支持する例を示したが、これに限らず、支持構造が不安定にならない限り、すなわち、除振装置１は３個以上であれば精密機器３１を除振支持することが可能となる。
【００９６】
さらに、上記実施形態では、鉛直ユニット５及び水平ユニット７とコントロールユニット９とを配線で接続したが、これに限らず、ワイヤレスとすることも可能である。
【００９７】
また、上記実施形態では、ばねユニット３、鉛直ユニット５、水平ユニット７及びコントロールユニット９の４つのユニットを平面的に２行２列に配設したが、これに限らず、他のユニットを組み合わせてもよいし、組み合わせるユニットの数によっては、例えば、平面的に２行３列に配列してもよい。
【００９８】
さらに、上記実施形態では、手動式のレベリング機構を採用したが、コンパクト化及び低コスト化を阻害しないのであれば、これに限らず、例えば、小型の電動モータ等を用いた自動レベル調整機構を採用してもよい。
【００９９】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上説明したように、本発明は、機器の載置される定盤を基礎に対して除振支持するための除振装置等について有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 除振装置
３ ばねユニット（受動型除振装置）
５ 鉛直ユニット（第１制御力付加装置）
７ 水平ユニット（第２制御力付加装置）
９ コントロールユニット（制御装置）
１１ トッププレート（上板）
１３ コイルばね
１５ 鉛直加速度センサ（第１振動センサ）
１７ 水平加速度センサ（第２振動センサ）
２１ ベースプレート（下板）
２５ 鉛直ボイスコイルモータ（第１アクチュエータ）
２７ 水平ボイスコイルモータ（第２アクチュエータ）
３１ 精密機器（機器）
３５ 第１ハウジング（ハウジング）
３７ 第２ハウジング（ハウジング）
４１ 定盤
５１ 床（基礎）
６０ ヨーク（固定子）
６２ ポールピース（固定子）
６４ 磁石（固定子）
６８ コイル（可動子）
７８ ボビン（可動子）
８０ ダイヤフラム（ゴム弾性体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤を支持する上板と、基礎に載置される下板と、当該上板と当該下板との間でこれら両板に取り付けられ、当該定盤に載置される機器を当該基礎に対してコイルばねにより除振支持する受動型除振装置と、を備えた除振装置であって、
上記機器の鉛直方向の振動を検出するための第１振動センサと、上記機器に対して鉛直方向の制御力を付加するための第１アクチュエータと、がモジュール化された第１制御力付加装置、及び／又は、上記機器の水平方向の振動を検出するための第２振動センサと、上記機器に対して水平方向の制御力を付加するための第２アクチュエータと、がモジュール化された第２制御力付加装置を、上記上板と上記下板との間の空間に収まるように、当該上板に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とする除振装置。
【請求項２】
請求項１記載の除振装置において、
上記制御力付加装置を制御するための制御装置を、上記上板と上記下板との間の空間に収まるように、当該下板に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とする除振装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の除振装置において、
上記第１制御力付加装置は、上記第１振動センサをその軸が鉛直方向を向いた状態で収容し、且つ、当該第１振動センサの下側に上記第１アクチュエータを収容するためのハウジングを有しており、
上記第１アクチュエータは、上記ハウジングを介して上記上板に固定される固定子と、この固定子に対して鉛直方向に往復動して、上記下板に当接することによって上記機器に鉛直方向の制御力を付加する可動子とを有しており、
上記固定子と上記可動子とがゴム弾性体で連結されていることを特徴とする除振装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の除振装置において、
上記第２制御力付加装置は、上記第２振動センサをその軸が水平方向を向いた状態で収容し、且つ、当該第２振動センサの下側に上記第２アクチュエータを収容するためのハウジングを有しており、
上記第２アクチュエータは、上記ハウジングを介して上記上板に固定される固定子と、この固定子に対し、当該第２振動センサの軸方向と平行に往復動して、上記受動型除振装置に当接することによって上記機器に水平方向の制御力を付加する可動子とを有しており、
上記固定子と上記可動子とがゴム弾性体で連結されていることを特徴とする除振装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の除振装置において、
上記受動型除振装置と、上記第１及び第２制御力付加装置と、上記制御装置とが、上記上板と上記下板との間の空間に、平面的に２行２列に配設されていることを特徴とする除振装置。
【請求項１】
定盤を支持する上板と、基礎に載置される下板と、当該上板と当該下板との間でこれら両板に取り付けられ、当該定盤に載置される機器を当該基礎に対してコイルばねにより除振支持する受動型除振装置と、を備えた除振装置であって、
上記機器の鉛直方向の振動を検出するための第１振動センサと、上記機器に対して鉛直方向の制御力を付加するための第１アクチュエータと、がモジュール化された第１制御力付加装置、及び／又は、上記機器の水平方向の振動を検出するための第２振動センサと、上記機器に対して水平方向の制御力を付加するための第２アクチュエータと、がモジュール化された第２制御力付加装置を、上記上板と上記下板との間の空間に収まるように、当該上板に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とする除振装置。
【請求項２】
請求項１記載の除振装置において、
上記制御力付加装置を制御するための制御装置を、上記上板と上記下板との間の空間に収まるように、当該下板に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とする除振装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の除振装置において、
上記第１制御力付加装置は、上記第１振動センサをその軸が鉛直方向を向いた状態で収容し、且つ、当該第１振動センサの下側に上記第１アクチュエータを収容するためのハウジングを有しており、
上記第１アクチュエータは、上記ハウジングを介して上記上板に固定される固定子と、この固定子に対して鉛直方向に往復動して、上記下板に当接することによって上記機器に鉛直方向の制御力を付加する可動子とを有しており、
上記固定子と上記可動子とがゴム弾性体で連結されていることを特徴とする除振装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の除振装置において、
上記第２制御力付加装置は、上記第２振動センサをその軸が水平方向を向いた状態で収容し、且つ、当該第２振動センサの下側に上記第２アクチュエータを収容するためのハウジングを有しており、
上記第２アクチュエータは、上記ハウジングを介して上記上板に固定される固定子と、この固定子に対し、当該第２振動センサの軸方向と平行に往復動して、上記受動型除振装置に当接することによって上記機器に水平方向の制御力を付加する可動子とを有しており、
上記固定子と上記可動子とがゴム弾性体で連結されていることを特徴とする除振装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の除振装置において、
上記受動型除振装置と、上記第１及び第２制御力付加装置と、上記制御装置とが、上記上板と上記下板との間の空間に、平面的に２行２列に配設されていることを特徴とする除振装置。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−３６９２４（Ｐ２０１２−３６９２４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４９９８（Ｐ２０１０−１７４９９８）
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００２０１８６９）倉敷化工株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００２０１８６９）倉敷化工株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
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