JP2000170827A - Active type vibration resistant device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はアクティブ型除振装
置に関する。The present invention relates to an active vibration isolator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、半導体製造工場などにおいて使
用される超微細加工に用いる製造装置や超高倍率の電子
顕微鏡などの精密機器は、振動を極端に嫌う装置であ
り、振動がこの種の装置に悪影響を及ぼすのを防止する
ために除振装置が使用されている。除振装置は、外部の
振動などに影響されることなく高度の静止状態を維持す
ることのできる定盤を備え、この定盤上に、振動を嫌う
装置の全体またはその装置のうちの特に振動を嫌う部分
を取り付けて用いる。2. Description of the Related Art For example, manufacturing equipment used for ultra-fine processing used in a semiconductor manufacturing factory or the like and precision equipment such as an ultra-high-magnification electron microscope are apparatuses that extremely dislike vibrations. An anti-vibration device is used in order to prevent a bad influence on the apparatus. The anti-vibration device has a surface plate that can maintain a high altitude stationary state without being affected by external vibrations and the like. Attach a part that dislikes it.
【０００３】このような振動を嫌う装置に悪影響を及ぼ
す振動には、大きく分けて次の３種類のものがある。 （Ａ）外部環境に通常的に発生している小振動。例え
ば、振動を嫌う装置を設置した建物の近くを走行する車
両や、周辺の建設工事による地盤振動、その建物に設置
された空調設備やエレベータおよびその他の機械の作動
によって発生する振動、それに、その建物内を人が歩行
することによって発生する振動などである。 （Ｂ）振動を嫌う装置そのものが発生する振動。例え
ば、この振動を嫌う装置が半導体リソグラフィ工程で用
いられるステップ・アンド・スキャン型のウェーハ露光
装置であった場合を例に説明すると、ウェーハ上の１箇
所の露光領域の露光を行う毎に、ウェーハを載置したウ
ェーハ・ステージとマスクを載置したマスク・ステージ
とが水平方向に走査されるために加速および減速され、
その際に発生する揺動によって小振動が発生する。 （Ｃ）地震による振動。この振動の振幅および加速度は
小さなものから大きなものまでさまざまであり、したが
ってこの振動には、小振動から大振動までが含まれ得
る。[0003] Vibrations that adversely affect such a device that dislikes vibration are roughly classified into the following three types. (A) Small vibration normally occurring in the external environment. For example, a vehicle running near a building with a device that dislikes vibration, a ground vibration due to surrounding construction work, vibration generated by the operation of air conditioning equipment, elevators and other machines installed in the building, and its Such vibrations are caused by a person walking in a building. (B) Vibration generated by a device that dislikes vibration. For example, a case in which the apparatus that dislikes this vibration is a step-and-scan type wafer exposure apparatus used in a semiconductor lithography process will be described as an example. Is accelerated and decelerated because the wafer stage and the mask stage on which the mask is mounted are scanned in the horizontal direction,
A small vibration is generated by the swing generated at that time. (C) Vibration due to earthquake. The amplitude and acceleration of this vibration can vary from small to large, so the vibration can include small to large vibrations.
【０００４】多くの除振装置は、上記（Ａ）および
（Ｂ）の小振動を吸収して、振動を嫌う装置がそのよう
な小振動の影響を受けないようにすることを目的として
設計されており、上記（Ｃ）の地震による振動のうち比
較的大きな振動に対応することは、最初から予定してい
ない。例えば、半導体デバイスの集積度が現在ほど高く
なく、露光装置などが扱うパターンの線幅が現在ほど細
かくなかった頃は、パッシブ型除振装置が多く使用され
ていた。パッシブ型除振装置では、露光装置などの振動
を嫌う装置を取付ける定盤が空気ばねや防振ゴムなどの
弾性支持手段を介して、床面に固定された基台上に固定
されており、その弾性支持手段の撓みによって外部から
の小振動が吸収され、また、その弾性支持手段と定盤お
よびそれに取り付けされた装置の質量とによって形成さ
れる振動系の共振周波数を適当に設定することにより、
露光装置などが発生する小振動の振幅が抑制されるよう
にしていた。[0004] Many anti-vibration devices are designed to absorb the small vibrations of the above (A) and (B) so that devices that dislike the vibration are not affected by such small vibrations. It is not planned from the beginning to deal with relatively large vibrations among the vibrations caused by the earthquake (C). For example, when the integration degree of a semiconductor device was not as high as it is now and the line width of a pattern handled by an exposure apparatus or the like was not as thin as it is now, a passive type vibration isolator was often used. In the passive vibration isolator, a surface plate for mounting a device that dislikes vibration such as an exposure device is fixed on a base fixed to the floor surface through an elastic support means such as an air spring or a vibration isolating rubber, The vibration of the elastic support means absorbs small vibrations from the outside, and the resonance frequency of the vibration system formed by the elastic support means and the mass of the surface plate and the device attached thereto is appropriately set. ,
The amplitude of the small vibration generated by the exposure device and the like is suppressed.
【０００５】ところが、このようなパッシブ型除振装置
は、その弾性支持手段が有する固有振動数以下の低振動
領域の振動に対しては除振効果が得られず、逆に振動を
増幅してしまうおそれがあり、この弾性支持手段の固有
振動数を下げるには限度があった。そして、半導体の集
積度が上昇してパターンの微細化が進行するにつれて、
このようなパッシブ型除振装置の除振能力では不充分と
なってきたため、最近ではアクティブ型除振装置が多用
されている。[0005] However, such a passive vibration isolator cannot provide a vibration isolation effect with respect to vibrations in a low vibration region below the natural frequency of the elastic support means, and conversely amplifies the vibration. There is a limit to lowering the natural frequency of the elastic support means. And, as the degree of integration of semiconductors increases and pattern miniaturization progresses,
Since the passive vibration isolation device has become insufficient in vibration isolation capability, active vibration isolation devices have recently been widely used.
【０００６】アクティブ型除振装置では、定盤を複数の
アクチュエータを介して基台上に支持すると共に、定盤
に複数の振動検出手段（加速度センサ）を取り付け、そ
れら振動検出手段の検出出力に基づいて、フィードバッ
クやフィードフォワード等の技法を用いてアクチュエー
タを制御することで、定盤に発生する加速度を小さく抑
え、従ってその振動を小さく抑えるようにしている。In an active vibration isolator, a surface plate is supported on a base via a plurality of actuators, and a plurality of vibration detecting means (acceleration sensors) are attached to the surface plate, and the detection output of the vibration detecting means is applied to the detection output. By controlling the actuator on the basis of such techniques as feedback and feedforward, the acceleration generated on the surface plate is suppressed to be small, and the vibration thereof is suppressed to be small.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したアクティブ型
除振装置では、変位量が微小であるが周波数応答性に優
れたピエゾアクチュエータや超磁歪アクチュエータとい
った微小変位アクチュエータを用いているため、上記
（Ａ）、（Ｂ）の、外部および内部の小振動に起因する
定盤の振幅が小さくかつ周波数が高い振動を良好に抑制
する優れた除振性能を有する。ところが、上記（Ｃ）の
地震による振動に関しては、微小地震による小振動は効
果的に除振することができるものの、例えば震度２以上
の大振動が生じると、その振幅が数ミリから数十ミリに
達する。上記微小変位アクチュエータは、その変位量が
微小であるため、大きな振幅に対応することは難しい。
一方、エアアクチュエータやリニアモータなどの変位量
が大きな大変位アクチュエータを用いれば、大きな振幅
に対応することは可能であるが応答性が悪いため、振幅
が小さくかつ周波数が高い振動を除振することは難し
い。すなわち、微小変位アクチュエータと大変位アクチ
ュエータは、効果的に除振し得る振動の振幅と周波数が
異なっているため、微小変位アクチュエータと大変位ア
クチュエータの何れを用いても、広い範囲の振動、例え
ば小振幅から大振幅までの振動、あるいは低い周波数か
ら高い周波数までの振動を良好に抑制することは困難で
あった。本発明は前記事情に鑑み案出されたものであっ
て、本発明の目的は、広い範囲の振動を良好に抑制する
ことが可能なアクティブ型除振装置を提供することにあ
る。In the above-described active vibration isolator, a small displacement actuator such as a piezo actuator or a giant magnetostrictive actuator having a small displacement but excellent in frequency response is used. And (B) excellent vibration damping performance that favorably suppresses vibrations having a small surface plate amplitude and a high frequency due to small external and internal vibrations. With respect to the vibration caused by the earthquake (C), the small vibration caused by the small earthquake can be effectively removed. Reach The small displacement actuator has a very small displacement amount, so it is difficult to cope with a large amplitude.
On the other hand, if a large displacement actuator with a large displacement such as an air actuator or a linear motor is used, it is possible to cope with a large amplitude, but the response is poor. Is difficult. That is, since the amplitude and frequency of the vibration that can be effectively removed are different between the small displacement actuator and the large displacement actuator, a wide range of vibration, for example, small It has been difficult to satisfactorily suppress vibration from amplitude to large amplitude, or vibration from low to high frequency. The present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an active vibration isolator capable of favorably suppressing a wide range of vibration.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、下部構造体上に設けられた基台と、基台上に
おいて上下および水平方向に移動可能に支持され被除振
体が取付けられる定盤と、前記定盤の上下および水平方
向の比較的小さな加速度の振動を検出する第１振動検出
手段と、前記第１振動検出手段により検出した上下およ
び水平方向の加速度に対応して前記定盤を変位すること
により、前記被除振体の上下および水平方向の振動を除
去する第１除振装置部とを備えたアクティブ型除振装置
において、前記基台の下方で下部構造体上に基礎構造体
を設け、前記基礎構造体と基台との間に第２除振装置部
を設け、前記基台に該基台の上下および水平方向の加速
度を検出する第２振動検出手段を設け、前記第２振動検
出手段は前記第１振動検出手段により検出される加速度
よりも大きな振動を検出可能に構成され、前記第２除振
装置部は、前記第２振動検出手段によって検出された上
下方向の振動の加速度に対応して前記基台を上下方向に
変位させることにより、前記基台の上下方向の振動を除
去するように構成された上下除振機構と、前記第２振動
検出手段によって検出された水平方向の振動の加速度に
対応して前記基台を水平方向に変位させることにより、
前記基台の水平方向の振動を除去するように構成された
水平除振機構を備えたことを特徴とする。また、本発明
は、前記上下除振機構は、前記基台に上下方向の変位を
与える上下大変位アクチュエータを備え、前記水平除振
機構は、前記基台に水平方向の変位を与える水平大変位
アクチュエータを備えることを特徴とする。また、本発
明は、前記上下大変位アクチュエータと前記水平大変位
アクチュエータはエアアクチュエータまたはリニアモー
タから構成されていることを特徴とする。また、本発明
は、前記第１除振装置部は、前記基台と前記定盤との間
に設けられた上下小変位アクチュエータと水平小変位ア
クチュエータを備え、前記上下小変位アクチュエータと
前記定盤の間には前記上下小変位アクチュエータに作用
するせん断力を吸収する第１弾性体が設けられ、前記水
平小変位アクチュエータと前記定盤の間には前記水平小
変位アクチュエータに作用するせん断力を吸収する第２
弾性体が設けられていることを特徴とする。また、本発
明は、前記上下小変位アクチュエータと前記水平小変位
アクチュエータは固体アクチュエータから構成されてお
り、前記基台に設けられ、前記水平小変位アクチュエー
タを保持するとともに、非駆動状態の前記水平小変位ア
クチュエータがその変位方向において前記定盤から受け
る予圧縮力を調整する予圧縮力調整手段とを設けたこと
を特徴とする。また、本発明は、前記固体アクチュエー
タは超磁歪アクチュエータまたはピエゾアクチュエータ
であることを特徴とする。また、本発明は、前記上下除
振機構は、前記第２振動検出手段によって検出された上
下方向の振動の加速度が上下所定加速度よりも大きいと
きに作動し、前記上下所定加速度よりも小さいときに作
動しないように構成され、前記上下所定加速度は、前記
第１除振装置部によって除振可能な前記被除振体の上下
方向の振動の加速度の範囲内に設定されていることを特
徴とする。また、本発明は、前記水平除振機構は、前記
第２振動検出手段によって検出された水平方向の振動の
加速度が水平所定加速度よりも大きいときに作動し、前
記水平所定加速度よりも小さいときに作動しないように
構成され、前記水平所定加速度は、前記第１除振装置部
によって除振可能な前記被除振体の水平方向の振動の加
速度の範囲内に設定されていることを特徴とする。ま
た、本発明は、基台上において上下および水平方向に移
動可能に支持され被除振体が取付けられる定盤と、前記
定盤の上下および水平方向の加速度を検出する振動検出
手段と、前記振動検出手段により検出した上下および水
平方向の加速度に対応して前記定盤を変位することによ
り、前記被除振体の上下および水平方向の振動を除去す
る除振装置部とを備えたアクティブ型除振装置におい
て、前記振動検出手段は、第１振動検出手段と第２振動
検出手段を有し、前記第１振動検出手段は比較的小さな
加速度を有する小振動を検出するように構成され、前記
第２振動検出手段は前記第１振動検出手段により検出さ
れる加速度よりも大きな加速度を有する大振動を検出可
能に構成され、前記除振装置部は、第１上下除振機構、
第２上下除振機構と、第１水平除振機構と、第２水平除
振機構とを有し、前記第１上下除振機構は、前記第１振
動検出手段によって検出された上下方向の振動の加速度
に対応して前記定盤を上下方向に変位させることによ
り、前記被除振体の上下方向の小振動を除去するように
構成され、前記第２上下除振機構は、前記第２振動検出
手段によって検出された上下方向の振動の加速度に対応
して前記定盤を上下方向に変位させることにより、前記
被除振体の上下方向の大振動を除去するように構成さ
れ、前記第１水平除振機構は、前記第１振動検出手段に
よって検出された水平方向の振動の加速度に対応して前
記定盤を水平方向に変位させることにより、前記被除振
体の水平方向の小振動を除去するように構成され、前記
第２水平除振機構は、前記第２振動検出手段によって検
出された水平方向の振動の加速度に対応して前記定盤を
水平方向に変位させることにより、前記被除振体の水平
方向の大振動を除去するように構成されていることを特
徴とする。また、本発明は、前記第２上下除振機構は前
記定盤に上下方向の変位を与える上下大変位アクチュエ
ータを備え、前記第２水平除振機構は前記定盤に水平方
向の変位を与える水平大変位アクチュエータを備えるこ
とを特徴とする。また、本発明は、前記上下大変位アク
チュエータと前記水平大変位アクチュエータはエアアク
チュエータまたはリニアモータを有して構成されている
ことを特徴とする。また、本発明は、前記第１上下除振
機構は上下小変位アクチュエータと前記上下大変位アク
チュエータを備え、前記上下小変位アクチュエータと前
記上下大変位アクチュエータは互いに同じ変位方向を有
するように直列に連結された状態で前記基台と前記定盤
との間に配設され、前記第１水平除振機構は水平小変位
アクチュエータと前記水平大変位アクチュエータを備
え、前記水平小変位アクチュエータと前記水平大変位ア
クチュエータは互いに同じ変位方向を有するように直列
に連結された状態で前記基台と前記定盤との間に配設さ
れていることを特徴とする。また、本発明は、前記上下
小変位アクチュエータは前記定盤と前記上下大変位アク
チュエータの間に配設され、前記上下大変位アクチュエ
ータは前記上下小変位アクチュエータと前記基台の間に
配設され、前記定盤と前記上下小変位アクチュエータの
間には前記上下小変位アクチュエータに作用するせん断
力を吸収する第１弾性体が設けられ、前記水平小変位ア
クチュエータは前記定盤と前記水平大変位アクチュエー
タの間に配設され、前記水平大変位アクチュエータは前
記水平小変位アクチュエータと前記基台の間に配設さ
れ、前記定盤と前記水平小変位アクチュエータの間には
前記水平小変位アクチュエータに作用するせん断力を吸
収する第２弾性体が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記上下小変位アクチュエータと前記
水平小変位アクチュエータは固体アクチュエータから構
成されており、非駆動状態の前記水平小変位アクチュエ
ータがその変位方向において前記定盤から受ける予圧縮
力は前記水平大変位アクチュエータの駆動力によって調
整されるように構成されていることを特徴とする。ま
た、本発明は、前記固体アクチュエータは超磁歪アクチ
ュエータまたはピエゾアクチュエータであることを特徴
とする。また、本発明は、前記第２上下除振機構は、前
記第２振動検出手段によって検出された上下方向の振動
の加速度が上下所定加速度よりも大きいときに作動し、
前記上下方向の振動の加速度が前記上下所定加速度より
も小さいときに作動しないように構成され、前記上下所
定加速度は、前記第１上下除振機構によって除振可能な
前記被除振体の上下方向の振動の加速度の範囲内に設定
されていることを特徴とする。また、本発明は、前記第
２水平除振機構は、前記第２振動検出手段によって検出
された水平方向の振動の加速度が水平所定加速度よりも
大きいときに作動し、前記水平方向の振動の加速度が前
記水平所定加速度よりも小さいときに作動しないように
構成され、前記水平所定加速度は、前記第２水平除振機
構によって除振可能な前記被除振体の水平方向の振動の
加速度の範囲内に設定されていることを特徴とする。ま
た、本発明は、前記上下大変位アクチュエータと前記水
平大変位アクチュエータは、発生する変位量の精度が低
いが発生する変位量が大きく、かつ、発生する変位量の
周波数応答性が低いことを特徴とする。また、本発明
は、前記上下小変位アクチュエータと前記水平小変位ア
クチュエータは、発生する変位量の精度が高いが発生す
る変位量が小さく、かつ、発生する変位量の周波数応答
性が高いことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a base provided on a lower structure, and a vibration receiving body supported on the base so as to be movable vertically and horizontally. A surface plate to be mounted, first vibration detecting means for detecting relatively small vertical and horizontal vibrations of the surface plate, and vertical and horizontal accelerations detected by the first vibration detecting device. An active vibration isolator comprising: a first vibration isolator that removes vertical and horizontal vibrations of the vibration-isolated body by displacing the surface plate; A second vibration detecting means for providing a base structure on the base, providing a second vibration isolation device between the base structure and the base, and detecting vertical and horizontal accelerations of the base on the base; And the second vibration detecting means includes the first vibration detecting means. The second vibration isolator is configured to detect a vibration larger than the acceleration detected by the motion detecting means, and the base vibration isolating section responds to the acceleration of the vertical vibration detected by the second vibration detecting means. A vertical vibration isolating mechanism configured to remove vertical vibration of the base by displacing the table in a vertical direction, and corresponds to an acceleration of horizontal vibration detected by the second vibration detecting means. By displacing the base horizontally,
A horizontal vibration isolator configured to eliminate horizontal vibration of the base is provided. Further, in the present invention, the vertical vibration isolation mechanism includes a large vertical displacement actuator that applies vertical displacement to the base, and the horizontal vibration isolation mechanism includes a large horizontal displacement actuator that applies horizontal displacement to the base. An actuator is provided. Further, the present invention is characterized in that the vertical large displacement actuator and the horizontal large displacement actuator are constituted by an air actuator or a linear motor. Also, in the present invention, the first vibration isolation device section includes a vertical small displacement actuator and a horizontal small displacement actuator provided between the base and the surface plate, and the vertical small displacement actuator and the surface plate A first elastic body that absorbs a shear force acting on the vertical small displacement actuator is provided therebetween, and a shear force that acts on the horizontal small displacement actuator is absorbed between the horizontal small displacement actuator and the surface plate. Second
An elastic body is provided. Further, in the present invention, the vertical small-displacement actuator and the horizontal small-displacement actuator are constituted by solid-state actuators. The solid-state actuator is provided on the base, holds the horizontal small-displacement actuator, and includes A pre-compression force adjusting means for adjusting a pre-compression force received from the surface plate in a displacement direction of the displacement actuator is provided. Further, the present invention is characterized in that the solid actuator is a giant magnetostrictive actuator or a piezo actuator. Further, in the present invention, the vertical vibration isolating mechanism operates when the acceleration of the vertical vibration detected by the second vibration detecting means is larger than the predetermined vertical acceleration, and when the vertical vibration is smaller than the predetermined vertical acceleration. The vibration control apparatus is configured not to operate, and the vertical predetermined acceleration is set within a range of an acceleration of a vertical vibration of the vibration-isolated body that can be vibration-isolated by the first vibration isolation device. . Further, in the present invention, the horizontal vibration isolation mechanism operates when the acceleration of the horizontal vibration detected by the second vibration detection means is larger than a predetermined horizontal acceleration, and when the horizontal vibration isolation mechanism is smaller than the predetermined horizontal acceleration. The apparatus is configured not to operate, and the horizontal predetermined acceleration is set within a range of an acceleration of a horizontal vibration of the vibration-isolated object that can be isolated by the first vibration isolation device. . Further, the present invention provides a surface plate on which a vibration-isolated body is mounted on a base movably supported in a vertical and horizontal direction, and a vibration detecting means for detecting vertical and horizontal acceleration of the surface plate, An active vibration isolator unit that removes vertical and horizontal vibrations of the vibration-isolated body by displacing the surface plate in accordance with vertical and horizontal accelerations detected by vibration detection means; In the vibration damping device, the vibration detection unit has a first vibration detection unit and a second vibration detection unit, and the first vibration detection unit is configured to detect a small vibration having a relatively small acceleration. The second vibration detecting means is configured to be capable of detecting a large vibration having an acceleration larger than the acceleration detected by the first vibration detecting means, and the vibration removing device section includes a first vertical vibration removing mechanism,
A second vertical vibration isolation mechanism, a first horizontal vibration isolation mechanism, and a second horizontal vibration isolation mechanism, wherein the first vertical vibration isolation mechanism includes a vertical vibration detected by the first vibration detection unit; By displacing the surface plate in the vertical direction in accordance with the acceleration of the object, small vibrations in the vertical direction of the vibration-removed body are removed, and the second vertical vibration isolating mechanism is configured to perform the second vibration By displacing the surface plate in the vertical direction in accordance with the acceleration of the vertical vibration detected by the detecting means, the large vibration in the vertical direction of the vibration-removed body is removed, and the first The horizontal anti-vibration mechanism displaces the horizontal vibration of the object to be isolated by horizontally displacing the surface plate in accordance with the acceleration of the horizontal vibration detected by the first vibration detection means. The second horizontal vibration isolation mechanism is configured to remove By displacing the surface plate in the horizontal direction in accordance with the acceleration of the horizontal vibration detected by the second vibration detecting means, it is configured to remove a large horizontal vibration of the vibration-isolated body. It is characterized by having. Further, in the present invention, the second vertical vibration isolation mechanism includes a large vertical displacement actuator for vertically displacing the surface plate, and the second horizontal vibration isolation mechanism provides a horizontal displacement for the surface plate in a horizontal direction. A large displacement actuator is provided. Further, the present invention is characterized in that the large vertical displacement actuator and the large horizontal displacement actuator include an air actuator or a linear motor. Also, in the present invention, the first vertical vibration isolation mechanism includes a vertical small displacement actuator and the vertical large displacement actuator, and the vertical small displacement actuator and the vertical large displacement actuator are connected in series such that they have the same displacement direction. The first horizontal vibration isolation mechanism includes a horizontal small displacement actuator and the horizontal large displacement actuator, and the horizontal small displacement actuator and the horizontal large displacement The actuator is disposed between the base and the surface plate in a state where the actuators are connected in series so as to have the same displacement direction. Further, according to the present invention, the vertical small displacement actuator is disposed between the base and the vertical large displacement actuator, and the vertical large displacement actuator is disposed between the vertical small displacement actuator and the base, A first elastic body that absorbs a shearing force acting on the vertical small displacement actuator is provided between the surface plate and the small vertical displacement actuator, and the horizontal small displacement actuator is formed of the surface plate and the horizontal large displacement actuator. The horizontal large displacement actuator is disposed between the horizontal small displacement actuator and the base, and a shear acting on the horizontal small displacement actuator is provided between the surface plate and the horizontal small displacement actuator. A second elastic body that absorbs force is provided.
Further, in the present invention, the vertical small displacement actuator and the horizontal small displacement actuator are formed of solid actuators, and the pre-compression force that the horizontal small displacement actuator in a non-driven state receives from the surface plate in the displacement direction is It is configured to be adjusted by the driving force of the horizontal large displacement actuator. Further, the present invention is characterized in that the solid actuator is a giant magnetostrictive actuator or a piezo actuator. Further, in the present invention, the second vertical vibration isolation mechanism operates when the acceleration of the vertical vibration detected by the second vibration detection means is larger than a predetermined vertical acceleration.
It is configured not to operate when the acceleration of the vertical vibration is smaller than the vertical predetermined acceleration, and the vertical predetermined acceleration is set in the vertical direction of the vibration-removable body that can be vibration-removed by the first vertical vibration-removing mechanism. Is set within a range of acceleration of the vibration. Further, according to the present invention, the second horizontal vibration isolation mechanism is activated when the acceleration of the horizontal vibration detected by the second vibration detecting means is larger than a predetermined horizontal acceleration, and the acceleration of the horizontal vibration is increased. Is not operated when the horizontal predetermined acceleration is smaller than the horizontal predetermined acceleration, and the horizontal predetermined acceleration is within a range of an acceleration of a horizontal vibration of the vibration damped body that can be vibrated by the second horizontal vibration damping mechanism. Is set to. Further, the present invention is characterized in that the vertical large displacement actuator and the horizontal large displacement actuator have a low accuracy of the generated displacement amount but a large generated displacement amount and a low frequency response of the generated displacement amount. And Further, the present invention is characterized in that the vertical small displacement actuator and the horizontal small displacement actuator have high accuracy of the generated displacement amount, but small displacement amount, and high frequency response of the generated displacement amount. And
【０００９】本発明のアクティブ型除振装置によれば、
下部構造体を伝わってきた振動が基礎構造体と基台を介
して定盤に伝わると、比較的小さな加速度の振動は第１
振動検出手段で検出され、検出された加速度に対応して
第１除振装置部が定盤を変位させることで除振が行われ
る。また、第１振動検出手段で検出される加速度よりも
大きな加速度の振動が下部構造体、基礎構造体および基
台に伝わると、この振動は第２振動検出手段で検出さ
れ、検出された加速度に対応して第２除振装置部が基台
を変位させることで除振が行われる。また、本発明のア
クティブ型除振装置によれば、基台上において支持され
ている定盤に振動が伝わると、第１振動検出手段によっ
て比較的小さな加速度を有する小振動が検出され、第２
振動検出手段によって第１振動検出手段により検出され
る加速度よりも大きな加速度を有する大振動が検出され
る。そして、第１上下除振機構と第１水平除振機構は、
第１振動検出手段によって検出された上下および水平方
向の振動の加速度に対応して前記定盤を上下方向に変位
させることにより、被除振体の上下方向の小振動を除去
する。第２上下除振機構と第２水平除振機構は、第２振
動検出手段によって検出された上下および水平方向の振
動の加速度に対応して前記定盤を上下および水平方向に
変位させることにより、前記被除振体の上下方向の大振
動を除去する。According to the active vibration isolator of the present invention,
When the vibration transmitted through the lower structure is transmitted to the surface plate via the base structure and the base, the vibration with relatively small acceleration
Vibration is removed by the first vibration isolating unit displacing the surface plate in accordance with the acceleration detected by the vibration detecting means. Further, when a vibration having an acceleration larger than the acceleration detected by the first vibration detecting means is transmitted to the lower structure, the substructure, and the base, the vibration is detected by the second vibration detecting means, and the detected acceleration Correspondingly, the second anti-vibration unit displaces the base to perform the anti-vibration. According to the active vibration isolator of the present invention, when the vibration is transmitted to the surface plate supported on the base, the first vibration detecting means detects a small vibration having a relatively small acceleration, and the second vibration detecting means detects the second vibration.
A large vibration having an acceleration larger than the acceleration detected by the first vibration detecting means is detected by the vibration detecting means. The first vertical vibration isolation mechanism and the first horizontal vibration isolation mechanism are
By displacing the platen in the vertical direction in accordance with the acceleration of the vertical and horizontal vibrations detected by the first vibration detecting means, small vibrations in the vertical direction of the object to be removed are removed. The second vertical vibration isolation mechanism and the second horizontal vibration isolation mechanism are configured to displace the surface plate in the vertical and horizontal directions in accordance with the acceleration of the vertical and horizontal vibrations detected by the second vibration detection means. Large vibrations in the vertical direction of the vibration receiving body are removed.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明のアクティブ型除振
装置の第１実施の形態における概略構成を示す縦断面
図、図２は図１をＡＡ線断面からみた状態を示す説明
図、図３は図１のＢＢ線断面線断面からみた状態を示す
説明図、図４は予圧縮力調整手段の構成を示す説明図、
図５は第１実施の形態における制御系の構成を示すブロ
ック図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment of an active vibration isolator of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing a state of FIG. 1 viewed from a cross section taken along line AA, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a state viewed from a line section, FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration of a pre-compression force adjusting means,
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a control system according to the first embodiment.
【００１１】図１乃至図３に示すように、本発明に係る
アクティブ型除振装置１０００は、ベース部１００、基
台２００、定盤３００、第１除振装置部４００、第２除
振装置部５００、制御装置部６００（図５のみに示す）
などを備えている。ベース部１００（特許請求の範囲の
基礎構造体に相当）は、平面視矩形をなす底壁１０２お
よびこの底壁１０２の４つの側辺から上方に立設された
側壁１０４を備えている。ベース部１００の底壁１０２
の下部は建物の床１０（特許請求の範囲の下部構造体に
相当）に固定されている。基台２００は、平面視矩形を
なす中間壁２０２と、この中間壁２０２の４つの側辺か
ら上方に立設された側壁２０３と、中間壁２０２の４つ
の側辺から下方に立設された側壁２０５とを備えてい
る。定盤３００は、被除振体を取付けるためのものであ
って、基台２００よりも小さな平面視矩形をなす板状を
呈し、基台２００の側壁２０３にその側面が囲まれた状
態で、基台２００の中間壁２０２上に配設された上下小
変位アクチュエータ４１０によって支持されている。す
なわち、基台２００の底壁２０２上において、定盤３０
０下面の四隅近傍に対応する位置には、この定盤３００
に上下方向の変位を加えて上下方向に変位させると共
に、定盤３００を支持する上下小変位アクチュエータ４
１０がそれぞれ１個ずつ合計４個配設されている。As shown in FIGS. 1 to 3, an active vibration isolator 1000 according to the present invention includes a base 100, a base 200, a surface plate 300, a first vibration isolator 400, and a second vibration isolator. Unit 500, control unit 600 (only shown in FIG. 5)
And so on. The base portion 100 (corresponding to a substructure in the claims) includes a bottom wall 102 having a rectangular shape in a plan view and side walls 104 erected from four sides of the bottom wall 102. Bottom wall 102 of base portion 100
Is fixed to the floor 10 of the building (corresponding to the lower structure in the claims). The base 200 has an intermediate wall 202 having a rectangular shape in a plan view, a side wall 203 erected from four sides of the intermediate wall 202, and an erected body from four sides of the intermediate wall 202. And a side wall 205. The surface plate 300 is for mounting the vibration-isolated body, and has a plate-like shape in a rectangular shape in plan view smaller than the base 200, and in a state where the side surface is surrounded by the side wall 203 of the base 200, It is supported by an up / down small displacement actuator 410 provided on the intermediate wall 202 of the base 200. That is, on the bottom wall 202 of the base 200, the surface plate 30
0 at a position corresponding to the vicinity of the four corners of the lower surface.
And a small vertical displacement actuator 4 for supporting the surface plate 300 while applying a vertical displacement to the
A total of four 10s are provided.
【００１２】また、基台２００の側壁２０３において、
定盤３００の側面の四隅の対向する一対の隅部の近傍に
対応する箇所には、この定盤３００に水平方向の変位を
加えて水平方向に変位させるための水平小変位アクチュ
エータ４２０がそれぞれ１個ずつ合計４個配設されてい
る。すなわち、各水平小変位アクチュエータ４２０は、
定盤３００の四隅の対向する一対の隅部の近傍に対応す
る箇所において一対の隅部を挟んで隣接し、定盤３００
の四隅の対向する一対の隅部の近傍に対応する箇所に駆
動力が伝達されるように設けられており、かつ、一対の
隅部を挟んで隣接するそれぞれの各水平小変位アクチュ
エータ４２０の変位方向が水平面内で互いに直角をなす
方向となるように構成されている。Further, on the side wall 203 of the base 200,
At positions corresponding to the vicinity of a pair of opposing corners of the four corners of the side surface of the surface plate 300, horizontal small displacement actuators 420 for applying horizontal displacement to the surface plate 300 and displacing in the horizontal direction are provided. A total of four pieces are provided. That is, each horizontal small displacement actuator 420
At positions corresponding to the vicinity of a pair of opposing corners of the four corners of the surface plate 300, the surface plate 300 is adjacent to the pair of corners,
The driving force is transmitted to a portion corresponding to the vicinity of a pair of opposing corners of the four corners, and the displacement of each horizontal small displacement actuator 420 adjacent to each other across the pair of corners The directions are orthogonal to each other in a horizontal plane.
【００１３】上面からみて矩形状を呈する定盤３００の
底面３０２には、定盤３００における上下方向の加速度
を検出する３個の上下小振動センサ３０４（特許請求の
範囲の第１振動検出手段に相当）と水平方向の加速度を
検出する３個の水平小振動センサ３０６（特許請求の範
囲の第１振動検出手段に相当）がそれぞれ底面３０２の
縦横の中心線上とほぼ重なる位置に配設されている。こ
れら上下小振動センサ３０４、水平小振動センサ３０６
は比較的周波数の高い振幅の小さな振動を検出するよう
に構成されている。On the bottom surface 302 of the surface plate 300 having a rectangular shape when viewed from the top, three small vertical vibration sensors 304 for detecting acceleration in the vertical direction of the surface plate 300 (the first vibration detection means in the claims). ) And three small horizontal vibration sensors 306 (corresponding to first vibration detecting means in the claims) for detecting acceleration in the horizontal direction are respectively disposed at positions substantially overlapping the vertical and horizontal center lines of the bottom surface 302. I have. These vertical small vibration sensor 304 and horizontal small vibration sensor 306
Are configured to detect small vibrations with relatively high frequency and small amplitude.
【００１４】上下小変位アクチュエータ４１０および水
平小変位アクチュエータ４２０は、応答性に優れるが変
位量が小さいため高い周波数で振幅の小さな振動を効果
的に除振することができる固体アクチュエータ、例えば
超磁歪アクチュエータによって構成されており、与えら
れる駆動信号に基づいてケース４３０の長手方向に伸長
する歪み（磁歪）を生じる不図示の超磁歪素子と、この
超磁歪素子を収容してこの超磁歪素子を外部から保護す
るケース４３０と、この超磁歪素子に結合されてケース
４３０の端部からケース４３０の長手方向に進退するロ
ッド４３２とを備えている。この超磁歪素子は、磁界の
影響を受けた場合に発生する磁歪量が大きな値となる合
金材料により構成されている。また、この超磁歪アクチ
ュエータは、それに与えられる駆動信号の大きさに対す
る磁歪量である変位特性がほぼ線形であるため、この超
磁歪アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成す
る処理は比較的簡単でよいという利点がある。The vertical small displacement actuator 410 and the horizontal small displacement actuator 420 are solid actuators, such as giant magnetostrictive actuators, which are excellent in responsiveness but small in the amount of displacement, and can effectively remove vibrations of high frequency and small amplitude. And a giant magnetostrictive element (not shown) that generates a strain (magnetostriction) extending in the longitudinal direction of the case 430 based on a given driving signal, and accommodates the giant magnetostrictive element and externally controls the giant magnetostrictive element. The case 430 includes a case 430 to be protected, and a rod 432 connected to the giant magnetostrictive element and extending from the end of the case 430 in the longitudinal direction of the case 430. This giant magnetostrictive element is made of an alloy material in which the amount of magnetostriction generated when affected by a magnetic field becomes large. Further, in this giant magnetostrictive actuator, since the displacement characteristic which is the amount of magnetostriction with respect to the magnitude of the drive signal given thereto is almost linear, the process of generating a drive signal for driving this giant magnetostrictive actuator is relatively simple. There is an advantage that it is good.
【００１５】各上下小変位アクチュエータ４１０は、軸
心方向を上下方向に向けて配設されており、そのロッド
４３２の上端は、弾性体４４０を介して定盤３００の底
面３０２に取付けられている。この弾性体（特許請求の
範囲の第１弾性体に相当）４４０は、上下小変位アクチ
ュエータ４１０の変位方向（上下方向）に対しては剛
く、上下小変位アクチュエータ４１０の変位方向と直交
する方向（水平方向）には柔らかい特性を備えた例えば
ゴムなどから構成されるものであり、上下小変位アクチ
ュエータ４１０に対してその変位方向に作用する力をそ
のまま定盤３００に伝える一方、変位方向と直交する方
向に作用するせん断力とせん断方向の小振動については
吸収する作用を果たしている。Each of the small vertical displacement actuators 410 is disposed with its axial center directed in the vertical direction, and the upper end of the rod 432 is attached to the bottom surface 302 of the surface plate 300 via an elastic body 440. . This elastic body (corresponding to the first elastic body in the claims) 440 is rigid in the displacement direction (vertical direction) of the small vertical displacement actuator 410 and is a direction orthogonal to the displacement direction of the small vertical displacement actuator 410. The (horizontal direction) is made of, for example, rubber or the like having a soft characteristic, and transmits a force acting on the small vertical displacement actuator 410 in the direction of displacement to the platen 300 as it is, while being orthogonal to the direction of displacement. It acts to absorb the shearing force acting in the direction of vibration and the small vibration in the shearing direction.
【００１６】なお、第１実施の形態では、基台２００と
定盤３００の間において、アクチュエータ４１０および
弾性体４４０をこの順番で配置しているが、アクチュエ
ータ４１０および弾性体４４０の配置は上記順番に限定
されない。In the first embodiment, the actuator 410 and the elastic body 440 are arranged in this order between the base 200 and the surface plate 300. It is not limited to.
【００１７】各水平小変位アクチュエータ４２０は、軸
心を水平方向に向けて配設されており、そのロッド４３
２の前端は、上下小変位アクチュエータ４１０の場合と
同様に弾性体（特許請求の範囲の第２弾性体に相当）４
４２を介して定盤３００に取付けられている。この弾性
体４４２は、水平小変位アクチュエータ４２０の変位方
向（水平方向）に対しては剛く、水平小変位アクチュエ
ータ４２０の変位方向と直交する方向（上下方向）には
柔らかい特性を備えたものであり、水平小変位アクチュ
エータ４２０に対してその変位方向に作用する力をその
まま定盤３００に伝える一方、変位方向と直交する方向
に作用するせん断力およびせん断方向の小振動を吸収す
る作用を果たしている。Each horizontal small displacement actuator 420 is disposed with its axis centered in the horizontal direction.
2 has an elastic body (corresponding to a second elastic body in the claims) 4 as in the case of the vertical small displacement actuator 410.
It is attached to the surface plate 300 via 42. The elastic body 442 has characteristics that it is rigid in the displacement direction (horizontal direction) of the horizontal small displacement actuator 420 and soft in the direction (vertical direction) orthogonal to the displacement direction of the horizontal small displacement actuator 420. Yes, it transmits the force acting in the displacement direction to the horizontal small displacement actuator 420 as it is to the platen 300, while absorbing the shear force acting in the direction orthogonal to the displacement direction and the small vibration in the shear direction. .
【００１８】図４にも示すように、各水平小変位アクチ
ュエータ４２０のケース４３０は、基台２００の側壁２
０３に保持されるアクチュエータ保持部４３４に固定さ
れており、このアクチュエータ保持部４３４は、側壁２
０３においてロッド４３２の進退方向に沿った任意の位
置で固定されるようになっている。このアクチュエータ
保持部４３４は、その後端が側壁２０３に設けられた壁
部２０３Ａに螺合された調整ねじ４５９の先端に常時当
接するように付勢されている。As shown in FIG. 4, the case 430 of each horizontal small displacement actuator 420 is
03 is fixed to an actuator holding portion 434 held by the side wall 2.
At 03, the rod 432 is fixed at an arbitrary position along the moving direction of the rod 432. The actuator holding portion 434 is urged such that its rear end always comes into contact with the tip of an adjustment screw 459 screwed into a wall portion 203A provided on the side wall 203.
【００１９】したがって、この調整ねじ４５９を回転す
ることにより、水平小変位アクチュエータ４２０の変位
方向におけるアクチュエータ保持部４３４の位置を調整
することができるようになっている。つまり、水平小変
位アクチュエータ４２０を固定したアクチュエータ保持
部４３４の位置を調整ねじ２５９によって調整した後、
このアクチュエータ保持部４３４を側壁２０３に固定す
ることにより、非駆動状態の水平小変位アクチュエータ
４２０がその変位方向に対して定盤３００から受ける予
圧縮力を調整できるようになっている。ここで、アクチ
ュエータ保持部４３４を保持する側壁２０３と壁部２０
３Ａに螺合された調整ねじ４５９は特許請求の範囲の予
圧縮力調整手段に相当している。Therefore, by rotating the adjusting screw 459, the position of the actuator holding portion 434 in the displacement direction of the horizontal small displacement actuator 420 can be adjusted. That is, after adjusting the position of the actuator holding portion 434 to which the horizontal small displacement actuator 420 is fixed by the adjustment screw 259,
By fixing the actuator holding portion 434 to the side wall 203, the pre-compression force that the horizontal small displacement actuator 420 in the non-driven state receives from the platen 300 in the displacement direction can be adjusted. Here, the side wall 203 and the wall portion 20 that hold the actuator holding portion 434
The adjusting screw 459 screwed to 3A corresponds to the pre-compression force adjusting means in the claims.
【００２０】なお、この実施の形態では、基台２００と
定盤３００の間において、調整ねじ４５９、水平小変位
アクチュエータ４２０および弾性体４４２をこの順番で
配置しているが、調整ねじ４５９、水平小変位アクチュ
エータ４２０および弾性体４４２の配置は上記順番に限
定されない。In this embodiment, the adjusting screw 459, the horizontal small displacement actuator 420 and the elastic body 442 are arranged in this order between the base 200 and the surface plate 300. The arrangement of the small displacement actuator 420 and the elastic body 442 is not limited to the above order.
【００２１】前述したように各水平小変位アクチュエー
タ４２０は、それぞれ隣り合う水平小変位アクチュエー
タ４２０の変位方向が水平面内で互いに直角をなす異な
る４つの方向となるように配設されている。As described above, the horizontal small displacement actuators 420 are arranged such that the displacement directions of the adjacent horizontal small displacement actuators 420 are four different directions perpendicular to each other in a horizontal plane.
【００２２】ベース部１００は、基台２００よりも小さ
な平面視矩形をなす板状を呈し、基台２００の側壁２０
５にその側面が囲まれた状態で、ベース部１００の底壁
１０２上に配設された上下大変位アクチュエータ５０２
（特許請求の範囲の上下除振機構に相当）によって基台
２００を支持している。すなわち、ベース部１００の底
壁１０２上において、基台２００下面の四隅近傍に対応
する位置には、この基台２００に上下方向の変位を加え
て上下方向に変位させると共に、基台２００を支持する
上下大変位アクチュエータ５１０がそれぞれ１個ずつ合
計４個配設されている。The base portion 100 has a plate shape smaller than the base 200 and has a rectangular shape in plan view.
5, the vertical large displacement actuator 502 disposed on the bottom wall 102 of the base portion 100 in a state where the side surface thereof is surrounded.
The base 200 is supported by (corresponding to a vertical vibration isolating mechanism in the claims). That is, on the bottom wall 102 of the base portion 100, at positions corresponding to the vicinity of the four corners of the lower surface of the base 200, the base 200 is vertically displaced by being displaced vertically, and the base 200 is supported. A total of four vertically large displacement actuators 510 are provided.
【００２３】一方、ベース部１００の側壁１０４におい
て、基台２００の側壁２０５の四隅の対向する一対の隅
部の近傍に対応する箇所には、この基台２００に水平方
向の変位を加えて水平方向に変位させるための水平大変
位アクチュエータ５２０（特許請求の範囲の水平除振機
構に相当）がそれぞれ１個ずつ合計４個配設されてい
る。すなわち、各水平大変位アクチュエータ５２０は、
基台２００の側壁２０５の四隅の対向する一対の隅部の
近傍に対応するベース部１００の側壁１０４の一対の隅
部を挟んで隣接し、基台２００の四隅の対向する一対の
隅部の近傍の箇所に駆動力が伝達されるように設けられ
ており、かつ、一対の隅部を挟んで隣接するそれぞれの
各水平大変位アクチュエータ５２０の変位方向が水平面
内で互いに直角をなす方向となるように構成されてい
る。これら上下大変位アクチュエータ５１０と水平大変
位アクチュエータ５２０は、応答性に劣るが変位量が大
きいため低い周波数で振幅の大きな振動を効果的に除振
することができる例えばエアアクチュエータから構成さ
れている。On the other hand, in the side wall 104 of the base portion 100, a horizontal displacement is applied to the base 200 by applying a horizontal displacement to the base 200 at positions corresponding to the vicinity of a pair of opposing corners of the four corners of the side wall 205 of the base 200. A large horizontal displacement actuator 520 (corresponding to a horizontal vibration isolation mechanism in the claims) for displacing in the direction is provided, each of which is four in total. That is, each horizontal large displacement actuator 520 is
Adjacent to a pair of corners of the side wall 104 of the base portion 100 corresponding to the vicinity of a pair of opposing corners of the four corners of the side wall 205 of the base 200, and a pair of opposing corners of the four corners of the base 200. The driving force is transmitted to a nearby portion, and the displacement directions of the respective horizontal large displacement actuators 520 adjacent to each other across a pair of corners are directions perpendicular to each other in a horizontal plane. It is configured as follows. The large vertical displacement actuator 510 and the large horizontal displacement actuator 520 are formed of, for example, air actuators, which are inferior in response but large in displacement, and which can effectively remove vibrations of large amplitude at low frequency.
【００２４】一方、基台２００の底面２０２には、基台
２００における上下方向の加速度を検出する３個の上下
大振動センサ２０４（特許請求の範囲の第２振動検出手
段に相当）と水平方向の加速度を検出する３個の水平大
振動センサ２０４（特許請求の範囲の第２振動検出手段
に相当）がそれぞれ底面２０２の縦横の中心線上とほぼ
重なる位置に配設されている。前述した上下小振動セン
サ３０４と水平小振動センサ３０６は比較的小さな加速
度の振動を検出するように構成されているのに対して、
上下大振動センサ２０４と水平大振動センサ２０６はそ
れぞれ上下小振動センサ３０４と水平小振動センサ３０
６により検出される加速度よりも大きな振動を検出可能
に構成されている。また、前述した上下小振動センサ３
０４と水平小振動センサ３０６は比較的高い周波数の振
動を検出するように構成されているのに対して、上下大
振動センサ２０４と水平大振動センサ２０６はそれぞれ
上下小振動センサ３０４と水平小振動センサ３０６によ
り検出される振動よりも低い周波数の振動を検出可能に
構成されている。On the other hand, on the bottom surface 202 of the base 200, three large vertical vibration sensors 204 (corresponding to second vibration detecting means in the claims) for detecting vertical acceleration of the base 200 are provided. The three large horizontal vibration sensors 204 (corresponding to the second vibration detecting means in the claims) for detecting the acceleration of the bottom surface 202 are respectively arranged at positions substantially overlapping the vertical and horizontal center lines of the bottom surface 202. While the above-mentioned vertical small vibration sensor 304 and horizontal small vibration sensor 306 are configured to detect vibration with relatively small acceleration,
The large vertical vibration sensor 204 and the large horizontal vibration sensor 206 are respectively a small vertical vibration sensor 304 and a small horizontal vibration sensor 30.
6 is configured to be able to detect a vibration larger than the acceleration detected. In addition, the above-mentioned small vertical vibration sensor 3
04 and the horizontal small vibration sensor 306 are configured to detect relatively high frequency vibrations, whereas the vertical large vibration sensor 204 and the horizontal large vibration sensor 206 are configured to detect the vertical small vibration sensor 304 and the horizontal small vibration, respectively. It is configured to be able to detect vibration at a lower frequency than the vibration detected by the sensor 306.
【００２５】図５に示すように、制御装置部６００は、
第１振動計増幅器６０２Ａ、第１制御装置６０２Ｂ、ア
クチュエータ駆動アンプ６０２Ｃ、第２振動計増幅器６
０４Ａ、第２制御装置６０４Ｂ、エアアクチュエータ圧
力制御装置６０４Ｃを備えている。第１振動計増幅器６
０２Ａは、上下および水平小振動センサ３０４、３０６
から入力される上下および水平方向の加速度を示す合計
６種類の検出信号Ｓ１を増幅するものである。第１制御
装置６０２Ｂは、第１振動計増幅器６０２Ａから入力さ
れた上下および水平方向の加速度を示す検出信号Ｓ１に
基づいて、その振動を定盤３００に取付けられた被除振
体から除去するために必要な上下および水平小変位アク
チュエータ４１０、４２０の駆動量に相当する駆動信号
を演算生成するものである。前述したように、超磁歪ア
クチュエータにより構成される各アクチュエータ４１
０、４２０は、それらに与えられる駆動信号に対する駆
動量（発生する変位の大きさ）がほぼ線形の特性を有し
ているため、第１制御装置５０２Ｂによって検出信号か
ら駆動信号を演算生成するための処理が簡単なのでよ
い。アクチュエータ駆動アンプ６０２Ｃは、これらの駆
動信号を増幅した合計８種類の駆動信号Ｄ１を上下およ
び水平小変位アクチュエータ４１０、４２０に入力して
駆動させるものである。As shown in FIG. 5, the control unit 600
First vibration meter amplifier 602A, first control device 602B, actuator drive amplifier 602C, second vibration meter amplifier 6
04A, a second control device 604B, and an air actuator pressure control device 604C. First vibrometer amplifier 6
02A is a vertical and horizontal small vibration sensor 304, 306
A total of six types of detection signals S1 indicating vertical and horizontal accelerations input from the controller are amplified. The first control device 602B removes the vibration from the vibration-free body attached to the surface plate 300 based on the detection signal S1 indicating the vertical and horizontal acceleration input from the first vibration meter amplifier 602A. A drive signal corresponding to the drive amount of the vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420 necessary for the operation is calculated and generated. As described above, each actuator 41 constituted by a giant magnetostrictive actuator
0 and 420 have a substantially linear drive amount (magnitude of the generated displacement) with respect to the drive signal given thereto, so that the first controller 502B calculates and generates the drive signal from the detection signal. Is easy because the process is simple. The actuator drive amplifier 602C inputs and drives a total of eight types of drive signals D1 obtained by amplifying these drive signals to the vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420.
【００２６】一方、第２振動計増幅器６０４Ａは、上下
および水平大振動センサ２０４、２０６から入力される
上下および水平方向の加速度を示す合計６種類の検出信
号Ｓ２を増幅するものである。第２制御装置６０４Ｂ
は、第２振動計増幅器６０４Ａから入力された上下およ
び水平方向の加速度を示す検出信号Ｓ２に基づいて、そ
の振動を基台２００から除去するために必要な上下およ
び水平大変位アクチュエータ５１０、５２０の駆動量に
相当する駆動信号を演算生成するものである。エアアク
チュエータ圧力制御装置６０４Ｃは、これらの駆動信号
に基づいてエアアクチュエータ駆動用の空気圧Ｄ２を制
御して供給することによって上下および水平大変位アク
チュエータ５１０、５２０を駆動させるものである。On the other hand, the second vibrometer amplifier 604A amplifies a total of six types of detection signals S2 indicating vertical and horizontal accelerations input from the large vertical and horizontal vibration sensors 204 and 206. Second control device 604B
The vertical and horizontal large displacement actuators 510 and 520 required to remove the vibration from the base 200 based on the detection signal S2 indicating the vertical and horizontal acceleration input from the second vibrometer amplifier 604A. A drive signal corresponding to the drive amount is calculated and generated. The air actuator pressure control device 604C drives the vertical and horizontal large displacement actuators 510 and 520 by controlling and supplying the air pressure D2 for driving the air actuator based on these drive signals.
【００２７】上述した上下および水平小変位アクチュエ
ータ４１０、４２０、第１振動計増幅器６０２Ａ、第１
制御装置６０２Ｂ、アクチュエータ駆動アンプ６０２Ｃ
によって定盤３００に取り付けられた被除振体の上下お
よび水平方向の小振動を除去する第１除振装置部が構成
されている。The vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420, the first vibrometer amplifier 602A, the first
Control device 602B, actuator drive amplifier 602C
This constitutes a first vibration isolation device that removes small vertical and horizontal vibrations of the vibration-isolated body attached to the surface plate 300.
【００２８】また、上下大変位アクチュエータ５１０、
第２振動計増幅器６０４Ａ、第２制御装置６０４Ｂ、エ
アアクチュエータ圧力制御装置６０４Ｃによって基台２
００の上下方向の大振動を除去する上下除振機構が構成
されており、水平大変位アクチュエータ５２０、第２振
動計増幅器６０４Ａ、第２制御装置６０４Ｂ、エアアク
チュエータ圧力制御装置６０４Ｃによって基台２００の
水平方向の大振動を除去する水平除振機構が構成されて
いる。そして、上下および水平除振機構によって第２除
振装置部が構成されている。A large vertical displacement actuator 510,
The base 2 is controlled by the second vibrometer amplifier 604A, the second control device 604B, and the air actuator pressure control device 604C.
A vertical vibration isolation mechanism configured to remove large vibration in the vertical direction of the base 200 is configured by a horizontal large displacement actuator 520, a second vibration meter amplifier 604A, a second control device 604B, and an air actuator pressure control device 604C. A horizontal vibration isolation mechanism for removing large horizontal vibrations is configured. The vertical and horizontal vibration isolation mechanisms constitute a second vibration isolation device.
【００２９】そして、第２制御装置６０４Ｂは、上下大
振動センサ２０４によって検出された上下方向の振動の
加速度が上下所定加速度よりも大きいときにエアアクチ
ュエータ圧力制御装置６０４Ｃにより大変位アクチュエ
ータ５１０を駆動させ、上下方向の振動の加速度が前記
上下所定加速度よりも小さいときにエアアクチュエータ
圧力制御装置６０４Ｃを非作動として大変位アクチュエ
ータ５１０を非駆動（停止状態）とするように構成され
ている。また、第２制御装置６０４Ｂは、水平大振動セ
ンサ２０６によって検出された水平方向の振動の加速度
が水平所定加速度よりも大きいときにエアアクチュエー
タ圧力制御装置６０４Ｃにより大変位アクチュエータ５
２０を駆動させ、水平方向の振動の加速度が前記上下所
定加速度よりも小さいときにエアアクチュエータ圧力制
御装置６０４Ｃにより大変位アクチュエータ５２０を非
駆動（停止状態）とするように構成されている。そし
て、上記上下所定加速度は、第１除振装置部によって除
振可能な被除振体の上下方向の振動の加速度の範囲内に
設定されており、かつ、上記水平所定加速度は、前記第
１除振装置部によって除振可能な前記被除振体の水平方
向の振動の加速度の範囲内に設定されている。上記上下
および水平所定加速度はそれぞれ例えば１ｇａｌ程度の
値に設定される。The second control device 604B drives the large displacement actuator 510 by the air actuator pressure control device 604C when the acceleration of the vertical vibration detected by the large vertical vibration sensor 204 is larger than the predetermined vertical acceleration. When the vertical vibration acceleration is smaller than the predetermined vertical acceleration, the air actuator pressure control device 604C is deactivated and the large displacement actuator 510 is deactivated (stopped). When the acceleration of the horizontal vibration detected by the horizontal large vibration sensor 206 is larger than a predetermined horizontal acceleration, the second control device 604B controls the large displacement actuator 5 by the air actuator pressure control device 604C.
When the horizontal vibration acceleration is smaller than the predetermined vertical acceleration, the large displacement actuator 520 is not driven (stopped) by the air actuator pressure control device 604C. The predetermined vertical acceleration is set within a range of an acceleration of a vertical vibration of the vibration-isolated object that can be vibration-isolated by the first vibration isolation device, and the horizontal predetermined acceleration is equal to the first predetermined acceleration. The vibration is set within a range of the acceleration of the vibration in the horizontal direction of the vibration-removed body that can be vibration-removed by the vibration-removing device. The predetermined vertical and horizontal accelerations are each set to a value of, for example, about 1 gal.
【００３０】次に、作用、効果について説明する。ま
ず、初めに超磁歪アクチュエータとこれに与える予圧縮
力について説明する。一般的に、超磁歪アクチュエータ
においては、その超磁歪アクチュエータに与えられる駆
動信号に対して、この磁歪アクチュエータの変形量（伸
び、縮み）がもっとも大きく、かつ、超磁歪アクチュエ
ータの変形量が線形に変化する状態にすることが超磁歪
アクチュエータの性能を最大限に生かす上で好ましい。
超磁歪アクチュエータでは、これに与える予圧縮力を最
適値に調整することにより、この超磁歪アクチュエータ
を上述した好ましい状態にすることができる。Next, the operation and effect will be described. First, the giant magnetostrictive actuator and the pre-compression force applied thereto will be described. Generally, in a giant magnetostrictive actuator, the amount of deformation (elongation, contraction) of the magnetostrictive actuator is the largest, and the amount of deformation of the giant magnetostrictive actuator changes linearly with respect to a drive signal given to the giant magnetostrictive actuator. It is preferable to make the state of making the most of the performance of the giant magnetostrictive actuator.
In the giant magnetostrictive actuator, by adjusting the pre-compression force applied thereto to an optimum value, the giant magnetostrictive actuator can be brought into the above-described preferable state.
【００３１】この第１の実施の形態においては、上下お
よび水平小変位アクチュエータ４１０、４２０を上述し
た好ましい状態に調整することで次のような利点が生じ
る。すなわち、上下および水平小変位アクチュエータ４
１０、４２０に与えられる駆動信号に対して、上下およ
び水平小変位アクチュエータ４１０、４２０が定盤３０
０に与える変位量がもっとも大きくなるから、より大き
な外部振動に対してその振動を除去することができる。
また、上下および水平小変位アクチュエータ４１０、４
２０に与えられる駆動信号に対して、上下および水平小
変位アクチュエータ４１０、４２０が定盤３００に与え
る変位量が線形に変化するので、上下および水平小変位
アクチュエータ４１０、４２０が定盤３００に与える変
位量が駆動信号に対して忠実に発生するので、アクチュ
エータの駆動制御がより忠実に行われる。つまり、上下
および水平小変位アクチュエータ４１０、４２０の予圧
縮力を最適に調整することで、この除振装置の除振能力
が最も優れた状態にすることができる。In the first embodiment, the following advantages are obtained by adjusting the vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420 to the above-described preferable state. That is, the vertical and horizontal small displacement actuators 4
The vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420 respond to the drive signals given to the
Since the amount of displacement given to 0 becomes the largest, it is possible to eliminate the vibration with respect to a larger external vibration.
Also, vertical and horizontal small displacement actuators 410,
The amount of displacement applied to the base 300 by the vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420 changes linearly with respect to the drive signal applied to the drive signal 20. Since the amount is generated faithfully with respect to the drive signal, the drive control of the actuator is performed more faithfully. In other words, by optimally adjusting the pre-compression force of the vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420, it is possible to bring the vibration damping device to the state where the vibration damping ability is most excellent.
【００３２】したがって、まず、水平小変位アクチュエ
ータ４２０の予圧縮力の調整を行う。この予圧縮力は、
各アクチュエータを構成する超磁歪アクチュエータが非
駆動時に定盤３００から受ける荷重のことを示してい
る。Therefore, first, the pre-compression force of the horizontal small displacement actuator 420 is adjusted. This pre-compression force is
It shows the load received from the platen 300 when the giant magnetostrictive actuator constituting each actuator is not driven.
【００３３】超磁歪アクチュエータの予圧縮力の調整
（磁歪量の最適化）は、所定周波数かつ所定振幅の駆動
信号（例えば正弦波信号）をアクチュエータ４２０に入
力した状態で、最も定盤３００が振動される、すなわち
定盤３００の変位が大きくなるようにアクチュエータ４
２０の予圧縮力を調整することによって行われる。水平
小変位アクチュエータ４２０の予圧縮力は、調整ねじ４
５９を回転させて水平小変位アクチュエータ４２０の変
位方向におけるアクチュエータ保持部４３４の位置を変
えることによって容易に調整することができる。The adjustment of the precompression force of the giant magnetostrictive actuator (optimization of the amount of magnetostriction) is performed when the drive signal (for example, a sine wave signal) having a predetermined frequency and a predetermined amplitude is input to the actuator 420, and the surface plate 300 vibrates most. That is, the actuator 4 is moved so that the displacement of the platen 300 becomes large.
This is done by adjusting the pre-compression force of 20. The pre-compression force of the horizontal small displacement actuator 420 is
By adjusting the position of the actuator holding portion 434 in the direction of displacement of the horizontal small displacement actuator 420 by rotating 59, adjustment can be easily made.
【００３４】各アクチュエータ４１０、４２０の予圧縮
力調整が終了すれば、制御装置部６００の電源を投入す
ることにより、このアクティブ型除振装置１０００が稼
動する。床１０を伝わってきた上下方向の振動が前述し
た上下所定加速度よりも小さく、水平方向の振動が前述
した水平所定加速度よりも小さかった場合には、これら
の振動がベース部１００、上下および水平大変位アクチ
ュエータ５１０、５２０、基台２００、上下および水平
小変位アクチュエータ４１０、４２０を経由して定盤３
００とこれに取付けられた被除振体に伝わりこの被除振
体が振動する。したがって、上下および水平小振動セン
サ３０４、３０６が定盤３００の振動を示す加速度を検
出し、それら加速度を示す検出信号を第１振動計増幅器
６０２Ａに入力する。第１振動計増幅器６０２Ａは、第
１制御装置６０２Ｂに増幅した検出信号を入力する。こ
の第１制御装置６０２Ｂは、第１振動計増幅器６０２Ａ
から入力された上下および水平方向の加速度を示す検出
信号Ｓ１に基づいて、その振動を定盤３００に取付けら
れた被除振体から除去するために必要な上下および水平
小変位アクチュエータ４１０、４２０の駆動量に相当す
る駆動信号を演算生成してアクチュエータ駆動アンプ６
０２Ｃに入力する。このアクチュエータ駆動アンプ６０
２Ｃは、この駆動信号を増幅した駆動信号Ｄ１を上下お
よび水平小変位アクチュエータ４１０、４２０に入力し
て駆動させる。この結果、第１除振装置部４００によっ
て、定盤３００に取付けられた被除振体の振動が除去さ
れ、被除振体は高度な静止状態を維持する。When the adjustment of the pre-compression force of each of the actuators 410 and 420 is completed, the power of the control unit 600 is turned on, so that the active vibration isolator 1000 operates. When the vertical vibration transmitted through the floor 10 is smaller than the above-described predetermined vertical acceleration, and the horizontal vibration is smaller than the above-described horizontal predetermined acceleration, these vibrations are generated by the base unit 100, the vertical and horizontal vibrations. Surface plate 3 via position actuators 510, 520, base 200, vertical and horizontal small displacement actuators 410, 420
The vibration is transmitted to the vibration damper 00 and the vibration damper attached thereto. Therefore, the vertical and horizontal small vibration sensors 304 and 306 detect the acceleration indicating the vibration of the platen 300 and input a detection signal indicating the acceleration to the first vibrometer amplifier 602A. The first vibration meter amplifier 602A inputs the amplified detection signal to the first control device 602B. The first control device 602B includes a first vibration meter amplifier 602A
The vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420 required to remove the vibration from the vibration-isolated body attached to the surface plate 300 based on the detection signal S1 indicating the vertical and horizontal acceleration input from the A driving signal corresponding to the driving amount is arithmetically generated to generate an actuator driving amplifier 6.
Enter 02C. This actuator drive amplifier 60
2C inputs the drive signal D1 obtained by amplifying the drive signal to the vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420 to drive. As a result, the first vibration isolator 400 removes the vibration of the vibration damper attached to the surface plate 300, and the vibration damper maintains a high stationary state.
【００３５】一方、上下および水平大振動センサ２０
４、２０６も基台２００の振動を示す加速度を検出し、
それら加速度を示す検出信号Ｓ２を第２振動計増幅器６
０４Ａに入力する。第２振動計増幅器６０４Ａは、第２
制御装置６０４Ｂに増幅した検出信号を入力する。この
第２制御装置６０４Ｂは、第２振動計増幅器６０４Ａか
ら入力された上下および水平方向の加速度を示す検出信
号に基づいて、上下方向の振動が前述した上下所定加速
度よりも小さく、水平方向の振動が前述した水平所定加
速度よりも小さいと判断すると、エアアクチュエータ圧
力制御装置６０４Ｃに駆動信号は入力せず、エアアクチ
ュエータ圧力制御装置６０４Ｃによって上下および水平
大変位アクチュエータ５１０、５２０は駆動されず停止
状態を維持している。すなわち、第２除振装置部５００
は非作動状態を維持している。On the other hand, the vertical and horizontal large vibration sensors 20
4, 206 also detect acceleration indicating vibration of the base 200,
The detection signal S2 indicating the acceleration is supplied to the second vibration meter amplifier 6
04A. The second vibrometer amplifier 604A is connected to the second
The amplified detection signal is input to the control device 604B. The second controller 604B determines that the vertical vibration is smaller than the predetermined vertical acceleration based on the detection signals indicating the vertical and horizontal acceleration input from the second vibration meter amplifier 604A, Is smaller than the predetermined horizontal acceleration described above, no drive signal is input to the air actuator pressure control device 604C, and the vertical and horizontal large displacement actuators 510 and 520 are not driven by the air actuator pressure control device 604C to stop. Have maintained. That is, the second vibration isolator 500
Remains inactive.
【００３６】また、地震などの発生により、床１０を伝
わってきた上下方向の振動が前述した上下所定加速度よ
りも大きく、水平方向の振動が前述した水平所定加速度
よりも大きかったとする。この場合には、上下および水
平方向の振動がベース部１００、上下および水平大変位
アクチュエータ５１０、５２０を経由して基台２００に
伝わりこの基台２００が振動する。したがって、上下お
よび水平大振動センサ２０４、２０６が基台２００の振
動を示す加速度を検出し、それら加速度を示す検出信号
Ｓ２を第２振動計増幅器６０４Ａに入力する。第２振動
計増幅器６０４Ａは、第２制御装置６０４Ｂに増幅した
検出信号を入力する。この第２制御装置６０４Ｂは、第
２振動計増幅器６０４Ａから入力された上下および水平
方向の加速度を示す検出信号に基づいて、その振動を基
台２００から除去するために必要な上下および水平大変
位アクチュエータ５１０、５２０の駆動量に相当する駆
動信号を演算生成してエアアクチュエータ圧力制御装置
６０４Ｃに入力する。このエアアクチュエータ圧力制御
装置６０４Ｃは、入力した駆動信号に基づいて上下およ
び水平大変位アクチュエータ５１０、５２０に入力して
駆動させる。この結果、第２除振装置部５００によっ
て、地震などの発生により生じた上下および水平所定加
速度よりも大きい振動は基台２００から除去される。こ
の際、ベース部１００から第２除振装置部５００を介し
て伝わってきた振動、すなわち、第２除振装置部５００
では除振できない周波数の高い振動は、第１除振装置部
４００が先に説明した場合と同様の除振動作を行ってい
るため、定盤３００に取付けられた被除振体の振動が除
去され、被除振体は高度な静止状態を維持する。It is also assumed that, due to the occurrence of an earthquake or the like, the vertical vibration transmitted through the floor 10 is larger than the above-mentioned predetermined vertical acceleration, and the horizontal vibration is larger than the above-mentioned horizontal predetermined acceleration. In this case, the vertical and horizontal vibrations are transmitted to the base 200 via the base unit 100 and the vertical and horizontal large displacement actuators 510 and 520, and the base 200 vibrates. Therefore, the large vertical and horizontal vibration sensors 204 and 206 detect the acceleration indicating the vibration of the base 200, and input the detection signal S2 indicating the acceleration to the second vibrometer amplifier 604A. The second vibration meter amplifier 604A inputs the amplified detection signal to the second control device 604B. The second control device 604B performs a large vertical and horizontal displacement necessary for removing the vibration from the base 200 based on the detection signals indicating the vertical and horizontal accelerations input from the second vibration meter amplifier 604A. A drive signal corresponding to the amount of drive of the actuators 510 and 520 is generated and input to the air actuator pressure control device 604C. The air actuator pressure control device 604C inputs and drives the large vertical and horizontal displacement actuators 510 and 520 based on the input drive signal. As a result, the second anti-vibration device 500 removes, from the base 200, vibrations that are greater than the vertical and horizontal predetermined accelerations caused by the occurrence of an earthquake or the like. At this time, the vibration transmitted from the base unit 100 via the second vibration isolation device unit 500, that is, the second vibration isolation device unit 500
Vibration having a high frequency that cannot be removed by vibration is performed by the first vibration isolation device 400 in the same manner as described above, so that the vibration of the vibration removing member attached to the surface plate 300 is removed. As a result, the vibration-isolated body maintains a high stationary state.
【００３７】上述した第１の実施の形態によれば、小さ
な振動については第１除振装置部４００の作用によって
除振することができ、地震などの大きな振動、すなわち
第１除振装置部４００の上下および水平小変位アクチュ
エータ４１０、４２０で除振できない振動については第
２除振装置部５００の上下および水平大変位アクチュエ
ータ５１０、５２０によって除振することが可能とな
る。なお、地震などの大振動が上下方向および水平方向
の何れか一方の振動のみであった場合であっても、第２
除振装置部５００の作用によって上下方向および水平方
向の一方の振動が吸収減衰されることはいうまでもな
い。According to the above-described first embodiment, small vibrations can be removed by the action of the first vibration isolator 400, and large vibrations such as earthquakes, that is, the first vibration isolator 400 Vibration that cannot be removed by the vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420 can be removed by the vertical and horizontal large displacement actuators 510 and 520 of the second vibration isolation device 500. Note that even if the large vibration such as an earthquake is only one of the vertical and horizontal vibrations,
It goes without saying that one of the vertical and horizontal vibrations is absorbed and attenuated by the action of the vibration isolator 500.
【００３８】また、第１の実施の形態では、上下大振動
センサ２０４と水平大振動センサ２０６により検出され
る振動の大きさ（加速度）が上下および水平所定加速度
よりも小さいときは第１除振装置部４００のみを作動さ
せ、検出される振動の大きさ（加速度）が上下および水
平所定加速度よりも小さな振動では第１除振装置部４０
０と第２除振装置部５００を作動させる構成とした。し
かしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、
検出される振動の大小によらず第１除振装置部４００と
第２除振装置部５００を常時作動させる構成としてもよ
い。以下、このことについて説明する。第１除振装置部
４００では上下小振動センサ３０４と水平小振動センサ
３０６によって比較的高い周波数の振動を検出し、その
検出出力に応じて上下および水平の小変位アクチュエー
タ小変位アクチュエータ４１０、４２０を駆動して高い
周波数の振動を除振する。第２除振装置部５００では上
下大振動センサ２０４と水平大振動センサ２０６によっ
て、それぞれ上下小振動センサ３０４と水平小振動セン
サ３０６により検出される振動よりも低い周波数の振動
を検出し、その検出出力に応じて上下および水平の大変
位アクチュエータ５１０、５２０を駆動して低い周波数
の振動を除振する。このため、第１除振装置部４００と
第２除振装置部５００がともに作動することによって、
低周波から高周波にわたる広範囲の周波数の振動を定盤
３００に取付けられた被除振体から除振することが可能
となる。したがって、振幅が小さく周波数が高い振動か
ら振幅が大きく周波数が低い振動までを含む広い範囲の
振動を良好に抑制することが可能となる。In the first embodiment, when the magnitude (acceleration) of the vibration detected by the large vertical vibration sensor 204 and the large horizontal vibration sensor 206 is smaller than the predetermined vertical and horizontal accelerations, the first vibration isolation is performed. When only the device unit 400 is operated, and the magnitude (acceleration) of the detected vibration is smaller than the vertical and horizontal predetermined accelerations, the first vibration isolator 40
0 and the second anti-vibration device section 500 are operated. However, the present invention is not limited to this,
The first vibration isolation device 400 and the second vibration isolation device 500 may always be operated regardless of the magnitude of the detected vibration. Hereinafter, this will be described. In the first vibration isolator 400, a relatively high frequency vibration is detected by the vertical small vibration sensor 304 and the horizontal small vibration sensor 306, and the vertical and horizontal small displacement actuators 410 and 420 are driven in accordance with the detected output. Drives to remove high frequency vibrations. In the second anti-vibration device section 500, the vibration having a lower frequency than the vibration detected by the small vertical vibration sensor 304 and the small horizontal vibration sensor 306 is detected by the large vertical vibration sensor 204 and the large horizontal vibration sensor 206, respectively. In accordance with the output, the vertical and horizontal large displacement actuators 510 and 520 are driven to remove low frequency vibration. For this reason, by operating both the first vibration isolation device unit 400 and the second vibration isolation device unit 500,
Vibration of a wide range of frequencies from low frequency to high frequency can be isolated from the object to be isolated attached to the platen 300. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress a wide range of vibrations from vibrations with small amplitudes and high frequencies to vibrations with large amplitudes and low frequencies.
【００３９】次に第２の実施の形態について説明する。
図６は本発明のアクティブ型除振装置の第２の実施の形
態における概略構成を示す縦断面図、図７は図６をＣＣ
線断面からみた状態を示す説明図、図８は第２の実施の
形態における制御系の構成を示すブロック図である。Next, a second embodiment will be described.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an active vibration isolator according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state viewed from a line cross section, and FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control system according to the second embodiment.
【００４０】図６、図７に示すように、第２の実施の形
態のアクティブ型除振装置２０００は、基台１１００、
定盤１２００、除振装置部１３００、制御装置部１４０
０（図８に示す）などを備えている。基台１１００は、
平面視矩形をなす底壁１１０２およびこの底壁１１０２
の４つの側辺から上方に立設された側壁１１０４を備え
ている。基台１１００の底壁１１０２の下部は建物の床
１０（特許請求の範囲の基礎構造体に相当）に固定され
ている。定盤１２００は、被除振体を取付けるためのも
のであって、基台１１００よりも小さな平面視矩形をな
す板状を呈し、基台１１００の側壁１１０４にその側面
が囲まれた状態で、基台１１００の底壁１１０２と定盤
１２００の底壁１２０２との間に配設され互いに同じ変
位方向を有するように直列に連結された上下小変位アク
チュエータ１３１０（特許請求の範囲の第１上下除振機
構に相当）と上下大変位アクチュエータ１３５０（特許
請求の範囲の第２上下除振機構に相当）によって支持さ
れている。上下大変位アクチュエータ１３５０は、その
下端部が基台１１００の底壁１１０２の上面に連結され
ており、上端部が上下小変位アクチュエータ１３１０の
下端部に連結されている。上下小変位アクチュエータ１
３１０の上端部は後述する弾性体１３４０（特許請求の
範囲の第１弾性体に相当）を介して定盤１２００の下面
１２０２に連結されている。つまり、基台１１００の底
壁１１０２上において、定盤１２００下面の四隅近傍に
対応する位置には、この定盤１２００に上下方向の変位
を加えて上下方向に変位させると共に、定盤１２００を
支持する上下小変位アクチュエータ１３１０と上下大変
位アクチュエータ１３５０から構成される組が１組ずつ
合計４組配設されている。上下小変位アクチュエータ１
３１０と上下大変位アクチュエータ１３５０は、互いに
同じ変位方向を有するように直列に連結された状態で基
台１１００の底壁１１０２と定盤１２００の底壁１２０
２の間に配設されている。As shown in FIGS. 6 and 7, an active vibration isolator 2000 according to the second embodiment includes a base 1100,
Surface plate 1200, anti-vibration unit 1300, control unit 140
0 (shown in FIG. 8) and the like. The base 1100 is
Bottom wall 1102 forming a rectangle in plan view and bottom wall 1102
The side wall 1104 is provided upright from the four sides. A lower portion of the bottom wall 1102 of the base 1100 is fixed to a floor 10 of a building (corresponding to a substructure in the claims). The surface plate 1200 is for mounting a vibration-isolated body, and has a plate shape that is smaller than the base 1100 and has a rectangular shape in a plan view. A vertical small displacement actuator 1310 disposed between the bottom wall 1102 of the base 1100 and the bottom wall 1202 of the surface plate 1200 and connected in series so as to have the same displacement direction. And a large vertical displacement actuator 1350 (corresponding to a second vertical vibration removing mechanism in the claims). The vertical displacement actuator 1350 has a lower end connected to the upper surface of the bottom wall 1102 of the base 1100, and an upper end connected to a lower end of the vertical small displacement actuator 1310. Vertical small displacement actuator 1
The upper end of 310 is connected to lower surface 1202 of platen 1200 via an elastic body 1340 (corresponding to a first elastic body in the claims) described later. In other words, on the bottom wall 1102 of the base 1100, at positions corresponding to the vicinity of the four corners of the lower surface of the surface plate 1200, the surface plate 1200 is vertically displaced by being displaced vertically, and the surface plate 1200 is supported. A total of four sets each including a small vertical displacement actuator 1310 and a large vertical displacement actuator 1350 are provided. Vertical small displacement actuator 1
The bottom wall 1102 of the base 1100 and the bottom wall 120 of the platen 1200 are connected in series with each other so as to have the same displacement direction.
It is arranged between the two.
【００４１】また、基台１１００の側壁１１０４におい
て、定盤１２００の側面の四隅の対向する一対の隅部の
近傍に対応する箇所には、この定盤１２００に水平方向
の変位を加えて水平方向に変位させる水平小変位アクチ
ュエータ１３２０（特許請求の範囲の第１水平除振機構
に相当）と水平大変位アクチュエータ１３６０（特許請
求の範囲の第２水平除振機構に相当）から構成される組
が１組ずつ合計４組配設されている。すなわち、水平大
変位アクチュエータ１３６０は、その一端部が基台１１
００の側壁１１０４の定盤１２００に面した側面に連結
されており、他端部が水平小変位アクチュエータ１３２
０の一端部に連結されている。水平小変位アクチュエー
タ１３２０の上端部は後述する弾性体１３４２（特許請
求の範囲の第２弾性体に相当）を介して定盤１２００の
側面１２０１に連結されている。したがって、水平小変
位アクチュエータ１３２０と水平大変位アクチュエータ
１３６０は、互いに同じ変位方向を有するように直列に
連結された状態で基台１１００の側壁１１０４と定盤１
２００の側壁１１０４との間に配設されている。そし
て、これら水平小変位アクチュエータ１３２０と水平大
変位アクチュエータ１３６０は、定盤１２００の四隅の
対向する一対の隅部の近傍に対応する箇所において一対
の隅部を挟んで隣接し、定盤１２００の四隅の対向する
一対の隅部の近傍に対応する箇所に駆動力が伝達される
ように設けられており、かつ、一対の隅部を挟んで隣接
する直列に連結された水平小変位アクチュエータ１３２
０と水平大変位アクチュエータ１３６０の変位方向が水
平面内で互いに直角をなす方向となるように構成されて
いる。Further, on the side wall 1104 of the base 1100, a horizontal displacement is applied to the surface of the surface plate 1200 by applying a horizontal displacement to the surface of the surface plate 1200 at positions corresponding to the vicinity of a pair of opposing corners. A set composed of a horizontal small displacement actuator 1320 (corresponding to a first horizontal vibration isolating mechanism in the claims) and a large horizontal displacement actuator 1360 (corresponding to a second horizontal vibration isolating mechanism in the claims) for displacing the actuators is provided. A total of four sets are provided, one for each set. That is, the horizontal large displacement actuator 1360 has one end thereof mounted on the base 11.
00 is connected to the side surface of the side wall 1104 facing the surface plate 1200, and the other end is connected to the horizontal small displacement actuator 132.
0 is connected to one end. The upper end of the horizontal small displacement actuator 1320 is connected to the side surface 1201 of the platen 1200 via an elastic body 1342 (corresponding to a second elastic body in the claims) described later. Therefore, the horizontal small displacement actuator 1320 and the horizontal large displacement actuator 1360 are connected in series so as to have the same displacement direction, and the side wall 1104 of the base 1100 and the surface plate 1
It is disposed between the side wall 1104 and the side wall 1104 of the main body 200. The horizontal small displacement actuator 1320 and the horizontal large displacement actuator 1360 are adjacent to each other with a pair of corners interposed therebetween at locations corresponding to the vicinity of a pair of opposing corners of the four corners of the surface plate 1200. The horizontal small displacement actuator 132 is provided so that the driving force is transmitted to a position corresponding to the vicinity of the pair of opposed corners, and is connected in series adjacent to the pair of corners.
0 and the displacement direction of the horizontal large displacement actuator 1360 are configured to be perpendicular to each other in the horizontal plane.
【００４２】上面からみて矩形状を呈する定盤１２００
の底面１２０２には、定盤１２００における上下方向の
加速度を検出する３個の小振動センサ１２０４と水平方
向の加速度を検出する３個の小振動センサ１２０６がそ
れぞれ底面１２０２の縦横の中心線上とほぼ重なる位置
に配設されている。また、定盤１２００における上下方
向の加速度を検出する３個の大振動センサ１２０８と水
平方向の加速度を検出する３個の大振動センサ１２１０
がそれぞれ底面１２０２の縦横の中心線上とほぼ重なる
位置に配設されている。なお、図６では、説明の都合
上、上下および左右の小振動センサ１２０４、１２０６
と上下および左右の大振動センサ１２０８、１２１０が
重ならないように位置をずらした状態で図示している。A platen 1200 having a rectangular shape when viewed from above.
The bottom surface 1202 of the base plate 1200 has three small vibration sensors 1204 for detecting vertical acceleration and three small vibration sensors 1206 for detecting horizontal acceleration on the surface plate 1200, respectively, substantially on the vertical and horizontal center lines of the bottom surface 1202. They are located in overlapping positions. Further, three large vibration sensors 1208 for detecting acceleration in the vertical direction on the surface plate 1200 and three large vibration sensors 1210 for detecting acceleration in the horizontal direction are provided.
Are disposed at positions substantially overlapping the vertical and horizontal center lines of the bottom surface 1202, respectively. In FIG. 6, for convenience of explanation, the vertical and horizontal small vibration sensors 1204, 1206
The large vibration sensors 1208 and 1210 are shifted from each other so that they do not overlap.
【００４３】上下小変位アクチュエータ１３１０および
水平小変位アクチュエータ１３２０は、第１の実施の形
態と同様に、応答性に優れるが変位量が小さいため高い
周波数で振幅の小さな振動を効果的に除振することがで
きる固体アクチュエータである超磁歪アクチュエータに
よって構成されている。この超磁歪アクチュエータの構
成は第１の実施の形態と同様であるため、図１、図２と
同一の符号を付してその説明を省略する。また、各上下
小変位アクチュエータ１３１０は、軸心方向を上下方向
に向けて配設されており、そのロッド４３２の上端は、
弾性体４４０を介して定盤３００の底面３０２に取付け
られている。この弾性体（特許請求の範囲の第１弾性体
に相当）４４０は第１の実施の形態と同じ作用を奏する
ものである。また、各水平小変位アクチュエータ１３２
０は、軸心を水平方向に向けて配設されており、そのロ
ッド４３２の前端は、上下小変位アクチュエータ１３１
０の場合と同様に弾性体（特許請求の範囲の第２弾性体
に相当）４４２を介して定盤３００に取付けられてい
る。この弾性体４４２は第１の実施の形態と同じ作用を
奏するものである。The vertical small displacement actuator 1310 and the horizontal small displacement actuator 1320 are excellent in responsiveness but small in the amount of displacement, as in the first embodiment. It is constituted by a giant magnetostrictive actuator which is a solid actuator that can be used. Since the configuration of this giant magnetostrictive actuator is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same parts, and a description thereof will be omitted. Further, each of the vertical small displacement actuators 1310 is disposed with the axial center direction directed in the vertical direction, and the upper end of the rod 432 is
It is attached to the bottom surface 302 of the platen 300 via an elastic body 440. This elastic body (corresponding to the first elastic body in the claims) 440 has the same function as in the first embodiment. In addition, each horizontal small displacement actuator 132
0 is disposed with its axis centered in the horizontal direction, and the front end of the rod 432 is
As in the case of 0, it is attached to the surface plate 300 via an elastic body (corresponding to a second elastic body in the claims) 442. The elastic body 442 has the same function as in the first embodiment.
【００４４】一方、上下大変位アクチュエータ１３５０
と水平大変位アクチュエータ１３６０は、応答性に劣る
が変位量が大きいため低い周波数で振幅の大きな振動を
効果的に除振することができる例えばエアアクチュエー
タから構成されている。On the other hand, the vertical large displacement actuator 1350
The horizontal large displacement actuator 1360 is composed of, for example, an air actuator which is inferior in responsiveness but has a large displacement amount, and can effectively remove vibration having a large amplitude at a low frequency.
【００４５】図８に示すように、制御装置部１４００
は、第１振動計増幅器１４０２、第２振動計増幅器１４
０４、制御装置１４０６、アクチュエータ駆動アンプ１
４０８、エアアクチュエータ圧力制御装置１４１０を備
えている。第１振動計増幅器１４０２は、上下および水
平小振動センサ１２０４、１２０６から入力される上下
および水平方向の加速度を示す合計６種類の検出信号Ｓ
１を増幅するものである。一方、第２振動計増幅器１４
０４は、上下および水平大振動センサ１２０８、１２１
０から入力される上下および水平方向の加速度を示す合
計６種類の検出信号Ｓ２を増幅するものである。As shown in FIG. 8, the control unit 1400
Are the first vibrometer amplifier 1402 and the second vibrometer amplifier 14
04, control device 1406, actuator drive amplifier 1
408, an air actuator pressure control device 1410 is provided. The first vibrometer amplifier 1402 includes a total of six types of detection signals S indicating the vertical and horizontal accelerations input from the vertical and horizontal small vibration sensors 1204 and 1206.
This is to amplify 1. On the other hand, the second vibrometer amplifier 14
04 is a vertical and horizontal large vibration sensor 1208, 121
It amplifies a total of six types of detection signals S2, which are input from 0 and indicate vertical and horizontal accelerations.
【００４６】制御装置１４０６は、第１振動計増幅器１
４０２から入力された上下および水平方向の加速度を示
す検出信号Ｓ１と、第２振動計増幅器１４０４から入力
された上下および水平方向の加速度を示す検出信号Ｓ２
とに基いて、その振動を定盤１２００に取付けられた被
除振体から除去するために必要な上下および水平小変位
アクチュエータ１３１０、１３２０の駆動量に相当する
駆動信号と、上下および水平大変位アクチュエータ１３
５０、１３６０の駆動量に相当する駆動信号とを演算生
成するものである。The controller 1406 controls the first vibrometer amplifier 1
A detection signal S1 indicating the vertical and horizontal accelerations input from 402, and a detection signal S2 indicating the vertical and horizontal accelerations input from the second vibrometer amplifier 1404.
And a drive signal corresponding to the drive amount of the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320 required to remove the vibration from the vibration-free body attached to the surface plate 1200, and a vertical and horizontal large displacement. Actuator 13
And a drive signal corresponding to a drive amount of 50, 1360.
【００４７】アクチュエータ駆動アンプ１４０８は、制
御装置１４０６から入力される上下および水平小変位ア
クチュエータ１３１０、１３２０の駆動量に相当する駆
動信号を増幅した合計８種類の駆動信号Ｄ１を上下およ
び水平小変位アクチュエータ１３１０、１３２０に入力
して駆動させるように構成されている。エアアクチュエ
ータ圧力制御装置１４１０は、制御装置１４０６から入
力される上下および水平大変位アクチュエータ１３５
０、１３６０の駆動量に相当する駆動信号に基づいてエ
アアクチュエータ駆動用の空気圧Ｄ２を制御して供給す
ることによって上下および水平大変位アクチュエータ１
３５０、１３６０を駆動させるように構成されている。The actuator drive amplifier 1408 amplifies drive signals corresponding to the drive amounts of the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320 input from the control device 1406, for a total of eight types of drive signals D 1, and outputs the vertical and horizontal small displacement actuators. 1310 and 1320 are driven. The air actuator pressure control device 1410 includes a vertical and horizontal large displacement actuator 135 input from the control device 1406.
The vertical and horizontal large displacement actuator 1 is controlled and supplied based on a driving signal corresponding to a driving amount of 0, 1360, based on a driving signal D2 for driving the air actuator.
It is configured to drive 350, 1360.
【００４８】また、制御装置１４０６は、水平大変位ア
クチュエータ１３６０の駆動量を任意に調整するための
図略の駆動量設定手段が設けられている。この駆動量設
定手段を手動で操作することによってエアアクチュエー
タ圧力制御装置１４１０に駆動信号を与え、水平大変位
アクチュエータ１３６０の駆動量を調整して水平大変位
アクチュエータ１３６０が発生する駆動力を調整し、非
駆動状態の水平の小変位アクチュエータ１３２０に与え
る予圧縮力を任意に設定することができるように構成さ
れている。The controller 1406 is provided with a drive amount setting means (not shown) for arbitrarily adjusting the drive amount of the horizontal large displacement actuator 1360. By manually operating the driving amount setting means, a driving signal is given to the air actuator pressure control device 1410, the driving amount of the horizontal large displacement actuator 1360 is adjusted, and the driving force generated by the horizontal large displacement actuator 1360 is adjusted. It is configured such that the pre-compression force applied to the horizontal small displacement actuator 1320 in the non-driven state can be arbitrarily set.
【００４９】上述した上下および水平小変位アクチュエ
ータ１３１０、１３２０、上下および水平大変位アクチ
ュエータ１３５０、１３６０、第１振動計増幅器１４０
２、第２振動計増幅器１４０４、制御装置１４０６、ア
クチュエータ駆動アンプ１４０８、エアアクチュエータ
圧力制御装置１４１０によって定盤３００に取り付けら
れた被除振体の上下および水平方向の振動を除去する除
振装置部が構成されている。The vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320, the vertical and horizontal large displacement actuators 1350 and 1360, the first vibrometer amplifier 140
2. Vibration isolation unit for removing vertical and horizontal vibrations of the vibration-isolated body attached to the platen 300 by the second vibration meter amplifier 1404, the control device 1406, the actuator drive amplifier 1408, and the air actuator pressure control device 1410. Is configured.
【００５０】そして、制御装置１４０６は、上下大振動
センサ１２０８によって検出された上下方向の振動の加
速度が上下所定加速度よりも大きいときにエアアクチュ
エータ圧力制御装置１４１０により大変位アクチュエー
タ１３５０を駆動させ、上下方向の振動の加速度が上下
所定加速度よりも小さいときにエアアクチュエータ圧力
制御装置１４１０により大変位アクチュエータ１３５０
を非駆動（停止状態）とするように構成されている。ま
た、制御装置１４０６は、水平大振動センサ１２１０に
よって検出された水平方向の振動の加速度が水平所定加
速度よりも大きいときにエアアクチュエータ圧力制御装
置１４１０により大変位アクチュエータ１３６０を駆動
させ、水平方向の振動の加速度が水平所定加速度よりも
小さいときにエアアクチュエータ圧力制御装置１４１０
により大変位アクチュエータ１３６０を非駆動（停止状
態）とするように構成されている。そして、上記上下所
定加速度は、小変位アクチュエータ１３１０によって除
振可能な被除振体の上下方向の振動の加速度の範囲内に
設定されており、かつ、上記水平所定加速度は、小変位
アクチュエータ１３２０によって除振可能な前記被除振
体の水平方向の振動の加速度の範囲内に設定されてい
る。上記上下および水平所定加速度はそれぞれ例えば１
ｇａｌ程度の値に設定される。The controller 1406 drives the large displacement actuator 1350 by the air actuator pressure controller 1410 when the acceleration of the vertical vibration detected by the large vertical vibration sensor 1208 is larger than the predetermined vertical acceleration. When the acceleration of the vibration in the direction is smaller than the predetermined vertical acceleration, the air actuator pressure control device 1410 controls the large displacement actuator 1350
Are not driven (stopped). When the acceleration of the horizontal vibration detected by the horizontal large vibration sensor 1210 is larger than a predetermined horizontal acceleration, the control device 1406 drives the large displacement actuator 1360 by the air actuator pressure control device 1410 to control the horizontal vibration. Actuator pressure control device 1410 when the acceleration of
Thus, the large displacement actuator 1360 is not driven (stopped). The predetermined vertical acceleration is set within the range of the acceleration of the vertical vibration of the object to be removed which can be removed by the small displacement actuator 1310, and the predetermined horizontal acceleration is set by the small displacement actuator 1320. The vibration is set within the range of the acceleration of the vibration in the horizontal direction of the object to be removed. The vertical and horizontal predetermined accelerations are, for example, 1 respectively.
The value is set to about gal.
【００５１】次に、作用、効果について説明する。第２
の実施の形態の場合においても、第１の実施の形態で説
明したのと同様に、超磁歪アクチュエータに与える予圧
縮力を最適値に調整することが超磁歪アクチュエータの
性能を最大限に生かす上で好ましい。上記予圧縮力は、
水平の小変位アクチュエータ１３２０を構成する超磁歪
アクチュエータが非駆動時に定盤１２００から受ける荷
重に相当する。したがって、前述した制御装置１４０６
の駆動量設定手段を調整することで水平の大変位アクチ
ュエータ１３６０が発生する駆動力を調整し、非駆動状
態の水平の小変位アクチュエータ１３２０がその変位方
向において定盤１２００から受ける予圧縮力を最適値に
設定する。すなわち、制御装置部１４００の電源を投入
し、第１の実施の形態で説明した場合と同様に、所定周
波数かつ所定振幅の駆動信号（例えば正弦波信号）を水
平の小変位アクチュエータ１３２０に入力した状態で、
最も定盤１２００が振動される、すなわち定盤１２００
の変位が大きくなるように水平の小変位アクチュエータ
１３２０の予圧縮力を調整する。なお、水平の小変位ア
クチュエータ１３２０の予圧縮力を最適値に調整するこ
とで得られる作用効果については第１の実施の形態の場
合と同様であるためその説明は省略する。Next, the operation and effect will be described. Second
Also in the case of the first embodiment, as described in the first embodiment, adjusting the pre-compression force applied to the giant magnetostrictive actuator to the optimum value is a way to maximize the performance of the giant magnetostrictive actuator. Is preferred. The pre-compression force is
This corresponds to the load received from the platen 1200 when the giant magnetostrictive actuator constituting the horizontal small displacement actuator 1320 is not driven. Therefore, the aforementioned control device 1406
By adjusting the driving amount setting means, the driving force generated by the horizontal large displacement actuator 1360 is adjusted, and the precompression force received by the horizontal small displacement actuator 1320 in the non-driven state from the surface plate 1200 in the displacement direction is optimized. Set to a value. That is, the power of the control unit 1400 is turned on, and a drive signal (for example, a sine wave signal) having a predetermined frequency and a predetermined amplitude is input to the horizontal small displacement actuator 1320 as in the case described in the first embodiment. In the state,
The platen 1200 is most vibrated, that is, the platen 1200
The precompression force of the horizontal small displacement actuator 1320 is adjusted so that the displacement of the actuator becomes large. The operation and effect obtained by adjusting the pre-compression force of the horizontal small displacement actuator 1320 to the optimum value are the same as in the case of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【００５２】水平の小変位アクチュエータ１３２０の予
圧縮力調整が終了すれば、制御装置部１４００の電源が
既に投入されているので、アクティブ型除振装置２００
０が稼動する。床１０を伝わってきた上下方向の振動が
前述した上下所定加速度よりも小さく、水平方向の振動
が前述した水平所定加速度よりも小さかった場合には、
これらの振動が基台１１００、上下および水平大変位ア
クチュエータ１３５０、１３６０、上下および水平小変
位アクチュエータ１３１０、１３２０を経由して定盤１
２００とこれに取付けられた被除振体に伝わりこの被除
振体が振動する。したがって、上下および水平小振動セ
ンサ１２０４、１２０６が定盤１２００の振動を示す加
速度を検出し、それら加速度を示す検出信号を第１振動
計増幅器１４０２に入力する。第１振動計増幅器１４０
２は、制御装置１４０６に増幅した検出信号を入力す
る。この制御装置１４０６は、第１振動計増幅器１４０
２から入力された上下および水平方向の加速度を示す検
出信号Ｓ１に基づいて、その振動を定盤３００に取付け
られた被除振体から除去するために必要な上下および水
平小変位アクチュエータ１３１０、１３２０の駆動量に
相当する駆動信号を演算生成してアクチュエータ駆動ア
ンプ１４０８に入力する。このアクチュエータ駆動アン
プ１４０８は、この駆動信号を増幅した駆動信号Ｄ１を
上下および水平小変位アクチュエータ１３１０、１３２
０に入力して駆動させる。この結果、上下および水平小
変位アクチュエータ１３１０、１３２０によって、定盤
３００に取付けられた被除振体の振動が除去され、被除
振体は高度な静止状態を維持する。When the adjustment of the pre-compression force of the horizontal small displacement actuator 1320 is completed, the power supply of the control unit 1400 has already been turned on.
0 runs. When the vertical vibration transmitted through the floor 10 is smaller than the above-described predetermined vertical acceleration and the horizontal vibration is smaller than the above-described horizontal predetermined acceleration,
These vibrations are transmitted via the base 1100, the vertical and horizontal large displacement actuators 1350 and 1360, and the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320 to the surface plate 1
The vibration is transmitted to the vibration receiving body 200 and the vibration receiving body attached thereto. Therefore, the vertical and horizontal small vibration sensors 1204 and 1206 detect the acceleration indicating the vibration of the surface plate 1200, and input a detection signal indicating the acceleration to the first vibrometer amplifier 1402. First vibrometer amplifier 140
2 inputs the amplified detection signal to the control device 1406. The control device 1406 includes a first vibrometer amplifier 140
The vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320 necessary for removing the vibration from the vibration-isolated body attached to the base 300 based on the detection signal S1 indicating the vertical and horizontal acceleration input from A drive signal corresponding to the amount of drive is calculated and input to the actuator drive amplifier 1408. The actuator drive amplifier 1408 converts the drive signal D1 obtained by amplifying the drive signal into vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 132.
Input 0 and drive. As a result, the vibration of the vibration-damped object attached to the surface plate 300 is removed by the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320, and the vibration-damped object maintains a high stationary state.
【００５３】一方、上下および水平大振動センサ１２０
８、１２１０も定盤１２００の振動を示す加速度を検出
し、それら加速度を示す検出信号Ｓ２を第２振動計増幅
器１４０４に入力する。第２振動計増幅器１４０４は、
制御装置１４０６に増幅した検出信号を入力する。この
制御装置１４０６は、第２振動計増幅器１４０４から入
力された上下および水平方向の加速度を示す検出信号に
基づいて、上下方向の振動が前述した上下所定加速度よ
りも小さく、水平方向の振動が前述した水平所定加速度
よりも小さいと判断すると、エアアクチュエータ圧力制
御装置１４１０に駆動信号は入力せず、エアアクチュエ
ータ圧力制御装置１４１０によって上下および水平大変
位アクチュエータ１３５０、１３６０は駆動されず停止
状態を維持している。すなわち、上下および水平大変位
アクチュエータ１３５０、１３６０は非作動状態を維持
している。On the other hand, the vertical and horizontal large vibration sensors 120
8 and 1210 also detect the acceleration indicating the vibration of the platen 1200 and input the detection signal S2 indicating the acceleration to the second vibrometer amplifier 1404. The second vibrometer amplifier 1404 is
The amplified detection signal is input to the control device 1406. Based on the detection signals indicating the vertical and horizontal accelerations input from the second vibrometer amplifier 1404, the controller 1406 determines that the vertical vibration is smaller than the predetermined vertical acceleration and the horizontal vibration is When it is determined that the horizontal acceleration is smaller than the predetermined horizontal acceleration, the drive signal is not input to the air actuator pressure control device 1410, and the vertical and horizontal large displacement actuators 1350 and 1360 are not driven by the air actuator pressure control device 1410 and the stopped state is maintained. ing. That is, the vertical and horizontal large displacement actuators 1350 and 1360 maintain the non-operating state.
【００５４】一方、地震などの発生により、床１０を伝
わってきた上下方向の振動が前述した上下所定加速度よ
りも大きく、水平方向の振動が前述した水平所定加速度
よりも大きかったとする。この場合には、基台１１０
０、上下および水平大変位アクチュエータ１３５０、１
３６０、上下および水平小変位アクチュエータ１３１
０、１３２０を経由して定盤１２００とこれに取付けら
れた被除振体に伝わりこの被除振体が振動する。したが
って、上下および水平大振動センサ１２０８、１２１０
が定盤１２００の振動を示す加速度を検出し、それら加
速度を示す検出信号Ｓ２を第２振動計増幅器１４０４に
入力する。第２振動計増幅器１４０４は、制御装置１４
０６に増幅した検出信号を入力する。On the other hand, it is assumed that the vertical vibration transmitted through the floor 10 due to the occurrence of an earthquake or the like is larger than the above-described predetermined vertical acceleration and the horizontal vibration is larger than the above-described horizontal predetermined acceleration. In this case, the base 110
0, vertical and horizontal large displacement actuators 1350, 1
360, vertical and horizontal small displacement actuator 131
The vibration is transmitted to the platen 1200 and the vibration receiving body attached to the surface plate 1200 via the reference numerals 0 and 1320. Therefore, the vertical and horizontal large vibration sensors 1208, 1210
Detects the acceleration indicating the vibration of the surface plate 1200 and inputs a detection signal S2 indicating the acceleration to the second vibrometer amplifier 1404. The second vibration meter amplifier 1404 is connected to the control device 14
06, the amplified detection signal is input.
【００５５】この制御装置１４０６は、第２振動計増幅
器１４０４から入力された上下および水平方向の加速度
を示す検出信号に基づいて、その振動を定盤１２００か
ら除去するために必要な上下および水平大変位アクチュ
エータ１３５０、１３６０の駆動量に相当する駆動信号
を演算生成してエアアクチュエータ圧力制御装置１４１
０に入力する。このエアアクチュエータ圧力制御装置１
４１０は、入力した駆動信号に基づいて上下および水平
大変位アクチュエータ１３５０、１３６０に入力して駆
動させる。この結果、上下および水平大変位アクチュエ
ータ１３５０、１３６０によって、地震などの発生によ
り生じた上下および水平所定加速度よりも大きい振動は
定盤１２００から除去される。この際、基台１１００、
上下および水平大変位アクチュエータ１３５０、１３６
０、上下および水平小変位アクチュエータ１３１０、１
３２０を経由して伝わってきた振動、すなわち、上下お
よび水平大変位アクチュエータ１３５０、１３６０では
除振できない周波数の高い振動は、上下および水平小変
位アクチュエータ１３１０、１３２０が先に説明した場
合と同様の除振動作を行っているため、定盤１２００に
取付けられた被除振体の振動が除去され、被除振体は高
度な静止状態を維持する。Based on the detection signals indicating the vertical and horizontal accelerations input from the second vibrometer amplifier 1404, the controller 1406 controls the vertical and horizontal axes required to remove the vibration from the surface plate 1200. The drive signals corresponding to the drive amounts of the position actuators 1350 and 1360 are arithmetically generated to generate the air actuator pressure control device 141.
Enter 0. This air actuator pressure control device 1
Reference numeral 410 denotes input to and drives the large vertical and horizontal displacement actuators 1350 and 1360 based on the input drive signal. As a result, the vertical and horizontal large displacement actuators 1350 and 1360 remove vibrations from the surface plate 1200 that are larger than predetermined vertical and horizontal accelerations caused by the occurrence of an earthquake or the like. At this time, the base 1100,
Vertical and horizontal large displacement actuators 1350, 136
0, vertical and horizontal small displacement actuators 1310, 1
The vibration transmitted via the actuator 320, that is, the vibration having a high frequency that cannot be removed by the vertical and horizontal large displacement actuators 1350 and 1360 is the same as that of the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320 described above. Since the vibration operation is performed, the vibration of the vibration-removed body attached to the surface plate 1200 is removed, and the vibration-removed body maintains a high stationary state.
【００５６】上述した第２の実施の形態によれば、小さ
な振動については上下および水平小変位アクチュエータ
１３１０、１３２０の作用によって除振することがで
き、地震などの大きな振動、すなわち上下および水平小
変位アクチュエータ１３１０、１３２０で除振できない
振動については上下および水平大変位アクチュエータ１
３５０、１３６０によって除振することが可能となる。
なお、地震などの大振動が上下方向および水平方向の何
れか一方の振動のみであった場合であっても、上下およ
び水平大変位アクチュエータ１３５０、１３６０の作用
によって上下方向および水平方向の一方の振動が吸収減
衰されることはいうまでもない。According to the second embodiment described above, small vibrations can be removed by the action of the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320, and large vibrations such as earthquakes, that is, small vertical and horizontal displacements For vibrations that cannot be removed by the actuators 1310 and 1320, the vertical and horizontal large displacement actuator 1
Vibration can be removed by 350 and 1360.
Even if the large vibration such as an earthquake is only one of the vertical and horizontal vibrations, the vertical and horizontal large displacement actuators 1350 and 1360 act to cause one of the vertical and horizontal vibrations. It is needless to say that is absorbed and attenuated.
【００５７】また、第２の実施の形態では、上下および
水平大振動センサ１２０８、１２１０により検出される
振動の大きさ（加速度）が上下および水平所定加速度よ
りも小さいときは上下および水平小変位アクチュエータ
１３１０、１３２０のみを作動させ、検出される振動の
大きさ（加速度）が上下および水平所定加速度よりも大
きな振動では上下および水平小変位アクチュエータ１３
１０、１３２０と上下および水平大変位アクチュエータ
１３５０、１３６０を作動させる構成とした。しかしな
がら、本発明はこれに限定されるものではなく、検出さ
れる振動の大小によらず上下および水平小変位アクチュ
エータ１３１０、１３２０と上下および水平大変位アク
チュエータ１３５０、１３６０を常時作動させる構成と
してもよい。以下、このことについて説明する。In the second embodiment, when the magnitude (acceleration) of the vibration detected by the large vertical and horizontal vibration sensors 1208 and 1210 is smaller than the predetermined vertical and horizontal acceleration, the vertical and horizontal small displacement actuator is used. 1310 and 1320 are actuated, and when the magnitude (acceleration) of the detected vibration is greater than the vertical and horizontal predetermined acceleration, the vertical and horizontal small displacement actuator 13
10, 1320 and the vertical and horizontal large displacement actuators 1350, 1360 are operated. However, the present invention is not limited to this, and the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320 and the vertical and horizontal large displacement actuators 1350 and 1360 may always be operated regardless of the magnitude of the detected vibration. . Hereinafter, this will be described.
【００５８】上下小振動センサ１２０４と水平小振動セ
ンサ１２０６によって比較的高い周波数の振動を検出
し、その検出出力に応じて上下および水平の小変位アク
チュエータ１３１０、１３２０を駆動して高い周波数の
振動を除振する。上下大振動センサ１２０８と水平大振
動センサ１２１０によって、それぞれ上下小振動センサ
１２０４と水平小振動センサ１２０６により検出される
振動よりも低い周波数の振動を検出し、その検出出力に
応じて上下および水平の大変位アクチュエータ１３５
０、１３６０を駆動して低い周波数の振動を除振する。A relatively high frequency vibration is detected by the vertical small vibration sensor 1204 and the horizontal small vibration sensor 1206, and the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320 are driven according to the detected output to generate the high frequency vibration. Remove vibration. The vertical large vibration sensor 1208 and the horizontal large vibration sensor 1210 detect vibrations of lower frequencies than the vibrations detected by the small vertical vibration sensor 1204 and the small horizontal vibration sensor 1206, respectively. Large displacement actuator 135
0 and 1360 are driven to remove low frequency vibrations.
【００５９】このため、上下および水平の小変位アクチ
ュエータ１３１０、１３２０と上下大振動センサ１２０
８と水平大振動センサ１２１０がともに作動することに
よって、低周波から高周波にわたる広範囲の周波数の振
動を定盤１２００に取付けられた被除振体から除振する
ことが可能となる。したがって、振幅が小さく周波数が
高い振動から振幅が大きく周波数が低い振動までを含む
広い範囲の振動を良好に抑制することが可能となる。Therefore, the vertical and horizontal small displacement actuators 1310 and 1320 and the vertical large vibration sensor 120
8 and the large horizontal vibration sensor 1210 operate, it becomes possible to remove vibrations of a wide range of frequencies from low frequency to high frequency from the vibration-free body attached to the platen 1200. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress a wide range of vibrations from vibrations with small amplitudes and high frequencies to vibrations with large amplitudes and low frequencies.
【００６０】なお、第１の実施の形態では、アクチュエ
ータ駆動アンプ６０２Ｃを制御する第１制御装置６０２
Ｂとエアアクチュエータ圧力制御装置６０４Ｃを制御す
る第２制御装置６０４Ｃとを別々に設けたが、これら第
１、第２制御装置６０２Ｂ、６０４Ｃは１つの制御装置
として構成してもよい。また、第２の実施の形態では、
アクチュエータ駆動アンプ１４０８とエアアクチュエー
タ圧力制御装置１４１０を１台の制御装置１４０６で制
御したが、第１の実施の形態の場合と同様に２台の制御
装置で制御するように構成してもよい。In the first embodiment, the first control device 602 for controlling the actuator drive amplifier 602C
B and the second control device 604C for controlling the air actuator pressure control device 604C are separately provided, but the first and second control devices 602B and 604C may be configured as one control device. In the second embodiment,
The actuator drive amplifier 1408 and the air actuator pressure controller 1410 are controlled by one controller 1406, but may be configured to be controlled by two controllers as in the case of the first embodiment.
【００６１】なお、上下および水平小変位アクチュエー
タとしては超磁歪アクチュエータ以外の固体アクチュエ
ータを用いてもよい。超磁歪アクチュエータ以外の固体
アクチュエータとしては、温度による熱膨張で動作する
もの、電界による電歪、圧電歪で動作するもの（ピエゾ
アクチュエータ）、光による光誘起相転移で動作するも
のなどがある。これらの固体アクチュエータも、超磁歪
アクチュエータと同様に、それに与えられる駆動信号の
大きさに対する変位特性がほぼ線形であるため、この固
体アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する
処理は比較的簡単でよい。また、固体アクチュエータと
それに加える予圧縮力の関係も前述した超磁歪アクチュ
エータの場合と同様である。As the vertical and horizontal small displacement actuators, solid actuators other than giant magnetostrictive actuators may be used. Solid actuators other than giant magnetostrictive actuators include those that operate by thermal expansion due to temperature, those that operate by electrostriction or piezoelectric strain by electric fields (piezo actuators), and those that operate by light-induced phase transition by light. These solid actuators, like the giant magnetostrictive actuators, have almost linear displacement characteristics with respect to the magnitude of the drive signal given to them, so the process of generating a drive signal for driving this solid actuator is relatively simple. Good. The relationship between the solid actuator and the precompression force applied thereto is the same as in the case of the above-described giant magnetostrictive actuator.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明は、
下部構造体上に設けられた基台と、基台上において上下
および水平方向に移動可能に支持され被除振体が取付け
られる定盤と、前記定盤の上下および水平方向の比較的
小さな加速度の振動を検出する第１振動検出手段と、前
記第１振動検出手段により検出した上下および水平方向
の加速度に対応して前記定盤を変位することにより、前
記被除振体の上下および水平方向の振動を除去する第１
除振装置部とを備えたアクティブ型除振装置において、
前記基台の下方で下部構造体上に基礎構造体を設け、前
記基礎構造体と基台との間に第２除振装置部を設け、前
記基台に該基台の上下および水平方向の加速度を検出す
る第２振動検出手段を設け、前記第２振動検出手段は前
記第１振動検出手段により検出される加速度よりも大き
な振動を検出可能に構成され、前記第２除振装置部は、
前記第２振動検出手段によって検出された上下方向の振
動の加速度に対応して前記基台を上下方向に変位させる
ことにより、前記基台の上下方向の振動を除去するよう
に構成された上下除振機構と、前記第２振動検出手段に
よって検出された水平方向の振動の加速度に対応して前
記基台を水平方向に変位させることにより、前記基台の
水平方向の振動を除去するように構成された水平除振機
構を備えている。そのため、下部構造体を伝わってきた
振動が基礎構造体と基台を介して定盤に伝わると、比較
的小さな加速度の振動は第１振動検出手段で検出され、
検出された加速度に対応して第１除振装置部が定盤を変
位させることで除振が行われる。また、第１振動検出手
段で検出される加速度よりも大きな加速度の振動が下部
構造体、基礎構造体および基台に伝わると、この振動は
第２振動検出手段で検出され、検出された加速度に対応
して第２除振装置部が基台を変位させることで除振が行
われる。したがって、比較的小さな加速度の振動は第１
除振装置部で除振され、大きな加速度の振動は第２除振
装置部で除振され、広い範囲の振動が良好に抑制され
る。As is clear from the above description, the present invention
A base provided on the lower structure, a base plate mounted on the base so as to be movable in the vertical and horizontal directions and to which the vibration-isolated body is attached, and relatively small accelerations in the vertical and horizontal directions of the base plate First vibration detecting means for detecting the vibration of the object, and displacing the surface plate in accordance with the vertical and horizontal accelerations detected by the first vibration detecting means, thereby displacing the platen in the vertical and horizontal directions. First to eliminate vibration
In an active vibration isolator having a vibration isolator unit,
A base structure is provided on the lower structure below the base, a second vibration isolator is provided between the base structure and the base, and the base is vertically and horizontally mounted on the base. A second vibration detecting means for detecting an acceleration, wherein the second vibration detecting means is configured to be capable of detecting a vibration larger than an acceleration detected by the first vibration detecting means;
An up-down filter configured to remove the up-down vibration of the base by displacing the base in the up-down direction in accordance with the acceleration of the up-down vibration detected by the second vibration detection means. A vibration mechanism configured to remove the horizontal vibration of the base by displacing the base in the horizontal direction in accordance with the acceleration of the horizontal vibration detected by the second vibration detection means. Equipped with a horizontal vibration isolation mechanism. Therefore, when the vibration transmitted through the lower structure is transmitted to the surface plate through the base structure and the base, the vibration with a relatively small acceleration is detected by the first vibration detecting means,
The first anti-vibration device section displaces the surface plate in accordance with the detected acceleration, thereby performing the anti-vibration. Further, when a vibration having an acceleration larger than the acceleration detected by the first vibration detecting means is transmitted to the lower structure, the substructure, and the base, the vibration is detected by the second vibration detecting means, and the detected acceleration Correspondingly, the second anti-vibration unit displaces the base to perform the anti-vibration. Therefore, the vibration with relatively small acceleration is the first
Vibration with a large acceleration, which is removed by the vibration removing device, is removed by the second vibration removing device, and a wide range of vibration is favorably suppressed.
【００６３】また、本発明は、基台上において上下およ
び水平方向に移動可能に支持され被除振体が取付けられ
る定盤と、前記定盤の上下および水平方向の加速度を検
出する振動検出手段と、前記振動検出手段により検出し
た上下および水平方向の加速度に対応して前記定盤を変
位することにより、前記被除振体の上下および水平方向
の振動を除去する除振装置部とを備えたアクティブ型除
振装置において、前記振動検出手段は、第１振動検出手
段と第２振動検出手段を有し、前記第１振動検出手段は
比較的小さな加速度を有する小振動を検出するように構
成され、前記第２振動検出手段は前記第１振動検出手段
により検出される加速度よりも大きな加速度を有する大
振動を検出可能に構成され、前記除振装置部は、第１上
下除振機構、第２上下除振機構と、第１水平除振機構
と、第２水平除振機構とを有し、前記第１上下除振機構
は、前記第１振動検出手段によって検出された上下方向
の振動の加速度に対応して前記定盤を上下方向に変位さ
せることにより、前記被除振体の上下方向の小振動を除
去するように構成され、前記第２上下除振機構は、前記
第２振動検出手段によって検出された上下方向の振動の
加速度に対応して前記定盤を上下方向に変位させること
により、前記被除振体の上下方向の大振動を除去するよ
うに構成され、前記第１水平除振機構は、前記第１振動
検出手段によって検出された水平方向の振動の加速度に
対応して前記定盤を水平方向に変位させることにより、
前記被除振体の水平方向の小振動を除去するように構成
され、前記第２水平除振機構は、前記第２振動検出手段
によって検出された水平方向の振動の加速度に対応して
前記定盤を水平方向に変位させることにより、前記被除
振体の水平方向の大振動を除去するように構成されてい
ることを特徴とする。そのため、基台上において支持さ
れている定盤に振動が伝わると、第１振動検出手段によ
って比較的小さな加速度を有する小振動が検出され、第
２振動検出手段によって第１振動検出手段により検出さ
れる加速度よりも大きな加速度を有する大振動が検出さ
れる。そして、第１上下除振機構と第１水平除振機構
は、第１振動検出手段によって検出された上下および水
平方向の振動の加速度に対応して前記定盤を上下方向に
変位させることにより、被除振体の上下方向の小振動を
除去する。第２上下除振機構と第２水平除振機構は、第
２振動検出手段によって検出された上下および水平方向
の振動の加速度に対応して前記定盤を上下および水平方
向に変位させることにより、前記被除振体の上下方向の
大振動を除去する。したがって、広い範囲の振動が良好
に抑制される。Further, the present invention provides a base plate on which a vibration-isolated body is mounted on a base movably in the vertical and horizontal directions, and vibration detecting means for detecting vertical and horizontal accelerations of the base plate. And a vibration removing device section that removes vertical and horizontal vibrations of the vibration receiving body by displacing the surface plate in accordance with vertical and horizontal accelerations detected by the vibration detecting means. In the active vibration isolator, the vibration detecting means has a first vibration detecting means and a second vibration detecting means, and the first vibration detecting means is configured to detect a small vibration having a relatively small acceleration. The second vibration detecting means is configured to be capable of detecting a large vibration having an acceleration larger than the acceleration detected by the first vibration detecting means, and the vibration removing device section includes a first vertical vibration removing mechanism, 2 A lower vibration isolator, a first horizontal vibration isolator, and a second horizontal vibration isolator, wherein the first vertical vibration isolator has an acceleration of a vertical vibration detected by the first vibration detector. By displacing the surface plate in the vertical direction in response to the above, small vibrations in the vertical direction of the vibration-removed body are removed, and the second vertical vibration-removing mechanism includes the second vibration detecting means. By displacing the surface plate in the up-down direction in accordance with the acceleration of the up-down vibration detected by the first horizontal vibration removing device, the first horizontal vibration is removed. The vibration mechanism displaces the surface plate in the horizontal direction in accordance with the acceleration of the horizontal vibration detected by the first vibration detection means,
The second horizontal vibration isolation mechanism is configured to remove horizontal small vibrations of the vibration-removed body, and the second horizontal vibration isolation mechanism corresponds to the acceleration of horizontal vibration detected by the second vibration detection unit. By displacing the board in the horizontal direction, large vibrations in the horizontal direction of the vibration-free body are removed. Therefore, when the vibration is transmitted to the surface plate supported on the base, small vibration having a relatively small acceleration is detected by the first vibration detecting means, and detected by the first vibration detecting means by the second vibration detecting means. A large vibration having an acceleration larger than the acceleration that is detected is detected. The first vertical vibration isolation mechanism and the first horizontal vibration isolation mechanism displace the surface plate in the vertical direction in accordance with the acceleration of the vertical and horizontal vibrations detected by the first vibration detection means. Eliminates small vertical vibrations of the object to be removed. The second vertical vibration isolation mechanism and the second horizontal vibration isolation mechanism are configured to displace the surface plate in the vertical and horizontal directions in accordance with the acceleration of the vertical and horizontal vibrations detected by the second vibration detection means. Large vibrations in the vertical direction of the vibration receiving body are removed. Therefore, vibrations in a wide range are favorably suppressed.
【図１】本発明のアクティブ型除振装置の第１実施の形
態における概略構成を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment of an active vibration isolator according to the present invention.
【図２】図１をＡＡ線断面からみた状態を示す説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state where FIG. 1 is viewed from a cross section taken along line AA.
【図３】図１のＢＢ線断面線断面からみた状態を示す説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state viewed from a cross section taken along a line BB of FIG. 1;
【図４】第１実施の形態における予圧縮力調整手段の構
成を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a pre-compression force adjusting unit according to the first embodiment.
【図５】第１実施の形態における制御系の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a control system according to the first embodiment.
【図６】本発明のアクティブ型除振装置の第２実施の形
態における概略構成を示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a second embodiment of the active vibration isolator according to the present invention.
【図７】図６をＣＣ線断面からみた状態を示す説明図で
ある。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state when FIG. 6 is viewed from a cross section taken along line CC.
【図８】第２実施の形態における制御系の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a control system according to a second embodiment.
１０００、２０００ アクティブ型除振装置 １００ ベース部（基礎構造体） ２００ 基台 ２０４ 上下大振動センサ（第２振動検出手段） ２０６ 水平大振動センサ（第２振動検出手段） ３００ 定盤 ３０４ 上下小振動センサ（第１振動検出手段） ３０６ 水平小振動センサ（第１振動検出手段） ４００ 第１除振装置部 ４１０ 上下小変位アクチュエータ ４２０ 水平小変位アクチュエータ ５００ 第２除振装置部 ５１０ 上下大変位アクチュエータ（上下除振機構） ５２０ 水平大変位アクチュエータ（水平除振機構） ２０００ アクティブ型除振装置 １１００ 基台 １２００ 定盤 １２０４ 上下小振動センサ（第１振動検出手段） １２０６ 水平小振動センサ（第１振動検出手段） １２０８ 上下大振動センサ（第２振動検出手段） １２１０ 水平大振動センサ（第２振動検出手段） １３１０ 上下小変位アクチュエータ（第１上下除振機
構） １３２０ 水平小変位アクチュエータ（第１水平除振機
構） １３５０ 上下大変位アクチュエータ（第２上下除振機
構） １３６０ 水平大変位アクチュエータ（第２上下除振機
構）1000, 2000 Active anti-vibration device 100 Base part (foundation structure) 200 Base 204 Large vertical vibration sensor (second vibration detecting means) 206 Large horizontal vibration sensor (second vibration detecting means) 300 Surface plate 304 Vertical small vibration Sensor (first vibration detecting means) 306 Horizontal small vibration sensor (first vibration detecting means) 400 First vibration isolation device section 410 Vertical small displacement actuator 420 Horizontal small displacement actuator 500 Second vibration isolation device section 510 Vertical large displacement actuator ( Vertical vibration isolation mechanism) 520 Large horizontal displacement actuator (horizontal vibration isolation mechanism) 2000 Active type vibration isolation device 1100 Base 1200 Surface plate 1204 Small vertical vibration sensor (first vibration detecting means) 1206 Small horizontal vibration sensor (first vibration detection) Means) 1208 Large vertical vibration sensor (second vibration detecting means) 1210 Large vibration sensor (second vibration detecting means) 1310 Small vertical displacement actuator (first vertical vibration isolation mechanism) 1320 Small horizontal displacement actuator (first horizontal vibration isolation mechanism) 1350 Large vertical displacement actuator (second vertical vibration isolation mechanism) 1360 Horizontal large displacement actuator (second vertical vibration isolation mechanism)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 圭司 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 Ｆターム(参考） 3J048 AA06 AB11 AC08 AC10 AD02 DA05 EA13 5F046 AA23 DA04 DA30 DB14 DC14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Keiji Masuda 4-6-1 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo F-term in Fujita Co., Ltd. 3J048 AA06 AB11 AC08 AC10 AD02 DA05 EA13 5F046 AA23 DA04 DA30 DB14 DC14
Claims (19)
れ被除振体が取付けられる定盤と、 前記定盤の上下および水平方向の比較的小さな加速度の
振動を検出する第１振動検出手段と、 前記第１振動検出手段により検出した上下および水平方
向の加速度に対応して前記定盤を変位することにより、
前記被除振体の上下および水平方向の振動を除去する第
１除振装置部とを備えたアクティブ型除振装置におい
て、 前記基台の下方で下部構造体上に基礎構造体を設け、 前記基礎構造体と基台との間に第２除振装置部を設け、 前記基台に該基台の上下および水平方向の加速度を検出
する第２振動検出手段を設け、 前記第２振動検出手段は前記第１振動検出手段により検
出される加速度よりも大きな振動を検出可能に構成さ
れ、 前記第２除振装置部は、前記第２振動検出手段によって
検出された上下方向の振動の加速度に対応して前記基台
を上下方向に変位させることにより、前記基台の上下方
向の振動を除去するように構成された上下除振機構と、
前記第２振動検出手段によって検出された水平方向の振
動の加速度に対応して前記基台を水平方向に変位させる
ことにより、前記基台の水平方向の振動を除去するよう
に構成された水平除振機構を備えたこと、 を特徴とするアクティブ型除振装置。1. A base provided on a lower structure, a base plate supported on the base so as to be movable vertically and horizontally and to which a vibration-isolated body is attached, and a vertical base and a horizontal direction of the base plate A first vibration detecting means for detecting a vibration with a relatively small acceleration of; and displacing the surface plate in accordance with vertical and horizontal accelerations detected by the first vibration detecting means,
An active vibration isolator comprising: a first vibration isolator for removing vertical and horizontal vibrations of the vibration-isolated body; a base structure provided on a lower structure below the base; A second vibration isolation unit provided between the base structure and the base; a second vibration detection unit for detecting vertical and horizontal accelerations of the base provided on the base; Is configured to be able to detect a vibration larger than the acceleration detected by the first vibration detecting means, and the second vibration isolator corresponds to the acceleration of the vertical vibration detected by the second vibration detecting means. By displacing the base in the vertical direction, a vertical vibration isolation mechanism configured to remove vertical vibration of the base,
A horizontal filter configured to remove the horizontal vibration of the base by displacing the base in the horizontal direction in accordance with the acceleration of the horizontal vibration detected by the second vibration detection means. An active vibration isolator, comprising a vibration mechanism.
向の変位を与える上下大変位アクチュエータを備え、前
記水平除振機構は、前記基台に水平方向の変位を与える
水平大変位アクチュエータを備えることを特徴とする請
求項１記載のアクティブ型除振装置。2. The vertical vibration isolating mechanism includes a vertical large displacement actuator that applies a vertical displacement to the base, and the horizontal vibration isolation mechanism includes a horizontal large displacement actuator that applies a horizontal displacement to the base. The active vibration isolator according to claim 1, further comprising:
平大変位アクチュエータはエアアクチュエータまたはリ
ニアモータから構成されていることを特徴とする請求項
２記載のアクティブ型除振装置。3. The active vibration damping device according to claim 2, wherein the large vertical displacement actuator and the large horizontal displacement actuator are formed of an air actuator or a linear motor.
定盤との間に設けられた上下小変位アクチュエータと水
平小変位アクチュエータを備え、前記上下小変位アクチ
ュエータと前記定盤の間には前記上下小変位アクチュエ
ータに作用するせん断力を吸収する第１弾性体が設けら
れ、前記水平小変位アクチュエータと前記定盤の間には
前記水平小変位アクチュエータに作用するせん断力を吸
収する第２弾性体が設けられていることを特徴とする請
求項１、２または３記載のアクティブ型除振装置。4. The first vibration isolator unit includes a vertical small displacement actuator and a horizontal small displacement actuator provided between the base and the surface plate. A first elastic body that absorbs a shear force acting on the vertical small displacement actuator is provided therebetween, and a shear force that acts on the horizontal small displacement actuator is absorbed between the horizontal small displacement actuator and the surface plate. 4. The active vibration damping device according to claim 1, wherein a second elastic body is provided.
平小変位アクチュエータは固体アクチュエータから構成
されており、前記基台に設けられ、前記水平小変位アク
チュエータを保持するとともに、非駆動状態の前記水平
小変位アクチュエータがその変位方向において前記定盤
から受ける予圧縮力を調整する予圧縮力調整手段とを設
けたことを特徴とする請求項４項記載のアクティブ型除
振装置。5. The small vertical displacement actuator and the small horizontal displacement actuator are solid-state actuators, are provided on the base, hold the small horizontal displacement actuator, and are in a non-driven state. 5. The active vibration isolator according to claim 4, further comprising a pre-compression force adjusting means for adjusting a pre-compression force received from said base plate in a direction of displacement of said actuator.
ュエータまたはピエゾアクチュエータであることを特徴
とする請求項５記載のアクティブ型除振装置。6. The active vibration isolator according to claim 5, wherein said solid actuator is a giant magnetostrictive actuator or a piezo actuator.
手段によって検出された上下方向の振動の加速度が上下
所定加速度よりも大きいときに作動し、前記上下所定加
速度よりも小さいときに作動しないように構成され、前
記上下所定加速度は、前記第１除振装置部によって除振
可能な前記被除振体の上下方向の振動の加速度の範囲内
に設定されていることを特徴とする請求項１乃至６に何
れか１項記載のアクティブ型除振装置。7. The vertical vibration isolation mechanism operates when the acceleration of the vertical vibration detected by the second vibration detecting means is greater than a predetermined vertical acceleration, and operates when the vertical acceleration is smaller than the predetermined vertical acceleration. And wherein the predetermined vertical acceleration is set within a range of an acceleration of a vertical vibration of the object to be isolated which can be isolated by the first vibration isolation device. Item 7. The active vibration damping device according to any one of Items 1 to 6.
手段によって検出された水平方向の振動の加速度が水平
所定加速度よりも大きいときに作動し、前記水平所定加
速度よりも小さいときに作動しないように構成され、前
記水平所定加速度は、前記第１除振装置部によって除振
可能な前記被除振体の水平方向の振動の加速度の範囲内
に設定されていることを特徴とする請求項１乃至６に何
れか１項記載のアクティブ型除振装置。8. The horizontal vibration isolation mechanism operates when the acceleration of the horizontal vibration detected by the second vibration detection means is greater than a predetermined horizontal acceleration, and operates when the acceleration is smaller than the predetermined horizontal acceleration. Wherein the predetermined horizontal acceleration is set within a range of an acceleration of a horizontal vibration of the vibration-isolated body that can be vibrated by the first vibration-isolation device. Item 7. The active vibration damping device according to any one of Items 1 to 6.
動可能に支持され被除振体が取付けられる定盤と、 前記定盤の上下および水平方向の加速度を検出する振動
検出手段と、 前記振動検出手段により検出した上下および水平方向の
加速度に対応して前記定盤を変位することにより、前記
被除振体の上下および水平方向の振動を除去する除振装
置部とを備えたアクティブ型除振装置において、 前記振動検出手段は、第１振動検出手段と第２振動検出
手段を有し、 前記第１振動検出手段は比較的小さな加速度を有する小
振動を検出するように構成され、前記第２振動検出手段
は前記第１振動検出手段により検出される加速度よりも
大きな加速度を有する大振動を検出可能に構成され、 前記除振装置部は、第１上下除振機構、第２上下除振機
構と、第１水平除振機構と、第２水平除振機構とを有
し、 前記第１上下除振機構は、前記第１振動検出手段によっ
て検出された上下方向の振動の加速度に対応して前記定
盤を上下方向に変位させることにより、前記被除振体の
上下方向の小振動を除去するように構成され、 前記第２上下除振機構は、前記第２振動検出手段によっ
て検出された上下方向の振動の加速度に対応して前記定
盤を上下方向に変位させることにより、前記被除振体の
上下方向の大振動を除去するように構成され、 前記第１水平除振機構は、前記第１振動検出手段によっ
て検出された水平方向の振動の加速度に対応して前記定
盤を水平方向に変位させることにより、前記被除振体の
水平方向の小振動を除去するように構成され、 前記第２水平除振機構は、前記第２振動検出手段によっ
て検出された水平方向の振動の加速度に対応して前記定
盤を水平方向に変位させることにより、前記被除振体の
水平方向の大振動を除去するように構成されている、 ことを特徴とするアクティブ型除振装置。9. A surface plate on which a vibration-removed body is mounted movably in the vertical and horizontal directions on a base, vibration detecting means for detecting vertical and horizontal accelerations of the surface plate, and the vibration An active vibration isolator comprising: a vibration isolator for displacing the surface plate in accordance with the vertical and horizontal accelerations detected by the detecting means to thereby eliminate vertical and horizontal vibrations of the vibration damped body. In the vibration device, the vibration detection unit includes a first vibration detection unit and a second vibration detection unit, and the first vibration detection unit is configured to detect a small vibration having a relatively small acceleration. The two-vibration detecting means is configured to detect a large vibration having an acceleration larger than the acceleration detected by the first vibration detecting means, and the anti-vibration device section includes a first vertical anti-vibration mechanism, a second vertical anti-vibration mechanism mechanism A first horizontal vibration isolation mechanism and a second horizontal vibration isolation mechanism, wherein the first vertical vibration isolation mechanism corresponds to a vertical vibration acceleration detected by the first vibration detection unit. By displacing the surface plate in the up-down direction, small vibrations in the up-down direction of the vibration-removed body are removed, and the second up-down vibration isolation mechanism is configured to move the up-down vibration detected by the second vibration detection unit. By displacing the surface plate in the vertical direction in accordance with the acceleration of the vibration in the direction, it is configured to remove large vertical vibrations of the object to be isolated, the first horizontal vibration isolation mechanism, By displacing the surface plate in the horizontal direction in accordance with the acceleration of the horizontal vibration detected by the first vibration detection means, the vibration control unit is configured to remove small horizontal vibrations of the vibration-removed body, The second horizontal vibration isolation mechanism is configured to detect the second vibration. By displacing the surface plate in the horizontal direction in accordance with the acceleration of the horizontal vibration detected by the means, it is configured to remove large horizontal vibrations of the vibration-removed body. Active anti-vibration device.
下方向の変位を与える上下大変位アクチュエータを備
え、前記第２水平除振機構は前記定盤に水平方向の変位
を与える水平大変位アクチュエータを備えることを特徴
とする請求項９記載のアクティブ型除振装置。10. The second vertical anti-vibration mechanism includes a vertical large displacement actuator that applies vertical displacement to the surface plate, and the second horizontal vibration isolation mechanism applies a horizontal displacement to the surface plate in a horizontal direction. The active vibration isolator according to claim 9, further comprising a position actuator.
水平大変位アクチュエータはエアアクチュエータまたは
リニアモータを有して構成されていることを特徴とする
請求項１０記載のアクティブ型除振装置。11. The active vibration damping device according to claim 10, wherein the large vertical displacement actuator and the large horizontal displacement actuator include an air actuator or a linear motor.
クチュエータと前記上下大変位アクチュエータを備え、
前記上下小変位アクチュエータと前記上下大変位アクチ
ュエータは互いに同じ変位方向を有するように直列に連
結された状態で前記基台と前記定盤との間に配設され、
前記第１水平除振機構は水平小変位アクチュエータと前
記水平大変位アクチュエータを備え、前記水平小変位ア
クチュエータと前記水平大変位アクチュエータは互いに
同じ変位方向を有するように直列に連結された状態で前
記基台と前記定盤との間に配設されていることを特徴と
する請求項１０または１１記載のアクティブ型除振装
置。12. The first vertical vibration isolation mechanism includes a vertical small displacement actuator and the vertical large displacement actuator,
The vertical small displacement actuator and the vertical large displacement actuator are disposed between the base and the surface plate in a state of being connected in series so as to have the same displacement direction with each other,
The first horizontal vibration isolation mechanism includes a horizontal small displacement actuator and the horizontal large displacement actuator, and the horizontal small displacement actuator and the horizontal large displacement actuator are connected to each other in series so as to have the same displacement direction. The active vibration isolator according to claim 10, wherein the active vibration isolator is disposed between a table and the surface plate.
定盤と前記上下大変位アクチュエータの間に配設され、
前記上下大変位アクチュエータは前記上下小変位アクチ
ュエータと前記基台の間に配設され、前記定盤と前記上
下小変位アクチュエータの間には前記上下小変位アクチ
ュエータに作用するせん断力を吸収する第１弾性体が設
けられ、前記水平小変位アクチュエータは前記定盤と前
記水平大変位アクチュエータの間に配設され、前記水平
大変位アクチュエータは前記水平小変位アクチュエータ
と前記基台の間に配設され、前記定盤と前記水平小変位
アクチュエータの間には前記水平小変位アクチュエータ
に作用するせん断力を吸収する第２弾性体が設けられて
いることを特徴とする請求項１２記載のアクティブ型除
振装置。13. The vertical small displacement actuator is disposed between the base and the large vertical displacement actuator,
The large vertical displacement actuator is disposed between the small vertical displacement actuator and the base, and a first between the base and the small vertical displacement actuator for absorbing a shear force acting on the small vertical displacement actuator. An elastic body is provided, the horizontal small displacement actuator is disposed between the surface plate and the horizontal large displacement actuator, and the horizontal large displacement actuator is disposed between the horizontal small displacement actuator and the base. 13. The active vibration isolator according to claim 12, wherein a second elastic body that absorbs a shearing force acting on the horizontal small displacement actuator is provided between the surface plate and the horizontal small displacement actuator. .
水平小変位アクチュエータは固体アクチュエータから構
成されており、非駆動状態の前記水平小変位アクチュエ
ータがその変位方向において前記定盤から受ける予圧縮
力は前記水平大変位アクチュエータの駆動力によって調
整されるように構成されていることを特徴とする請求項
１２または１３記載のアクティブ型除振装置。14. The vertical small displacement actuator and the horizontal small displacement actuator are composed of solid actuators, and the pre-compression force which the horizontal small displacement actuator in a non-driven state receives from the base in the displacement direction is the horizontal small displacement actuator. 14. The active vibration isolator according to claim 12, wherein the active vibration isolator is configured to be adjusted by a driving force of a large displacement actuator.
チュエータまたはピエゾアクチュエータであることを特
徴とする請求項１４記載のアクティブ型除振装置。15. The active vibration isolator according to claim 14, wherein said solid actuator is a giant magnetostrictive actuator or a piezo actuator.
動検出手段によって検出された上下方向の振動の加速度
が上下所定加速度よりも大きいときに作動し、前記上下
方向の振動の加速度が前記上下所定加速度よりも小さい
ときに作動しないように構成され、前記上下所定加速度
は、前記第１上下除振機構によって除振可能な前記被除
振体の上下方向の振動の加速度の範囲内に設定されてい
ることを特徴とする請求項９乃至１５に何れか１項記載
のアクティブ型除振装置。16. The second vertical vibration isolation mechanism operates when the acceleration of the vertical vibration detected by the second vibration detecting means is greater than a predetermined vertical acceleration, and the acceleration of the vertical vibration is reduced. It is configured not to operate when it is smaller than the predetermined vertical acceleration, and the predetermined vertical acceleration is within a range of an acceleration of a vertical vibration of the vibration-removed object that can be removed by the first vertical vibration isolation mechanism. The active vibration isolator according to any one of claims 9 to 15, wherein the active vibration isolator is set.
動検出手段によって検出された水平方向の振動の加速度
が水平所定加速度よりも大きいときに作動し、前記水平
方向の振動の加速度が前記水平所定加速度よりも小さい
ときに作動しないように構成され、前記水平所定加速度
は、前記第２水平除振機構によって除振可能な前記被除
振体の水平方向の振動の加速度の範囲内に設定されてい
ることを特徴とする請求項９乃至１５に何れか１項記載
のアクティブ型除振装置。17. The second horizontal anti-vibration mechanism operates when an acceleration of horizontal vibration detected by the second vibration detecting means is greater than a predetermined horizontal acceleration, and the acceleration of horizontal vibration is reduced. It is configured not to operate when it is smaller than the horizontal predetermined acceleration, and the horizontal predetermined acceleration is within a range of an acceleration of a horizontal vibration of the object to be isolated which can be removed by the second horizontal vibration isolation mechanism. The active vibration isolator according to any one of claims 9 to 15, wherein the active vibration isolator is set.
水平大変位アクチュエータは、発生する変位量の精度が
低いが発生する変位量が大きく、かつ、発生する変位量
の周波数応答性が低いことを特徴とする請求項２、３、
１０乃至１５に何れか１項記載のアクティブ型除振装
置。18. The large vertical displacement actuator and the large horizontal displacement actuator are characterized in that the accuracy of the generated displacement is low, but the generated displacement is large, and the frequency response of the generated displacement is low. Claims 2, 3,
The active vibration damping device according to any one of Items 10 to 15.
水平小変位アクチュエータは、発生する変位量の精度が
高いが発生する変位量が小さく、かつ、発生する変位量
の周波数応答性が高いことを特徴とする請求項４、５、
６、１２乃至１５に何れか１項記載のアクティブ型除振
装置。19. The vertical small displacement actuator and the horizontal small displacement actuator are characterized in that the accuracy of the generated displacement is high, but the generated displacement is small, and the frequency response of the generated displacement is high. Claims 4, 5,
The active vibration damping device according to any one of 6, 12 to 15, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10348095A JP2000170827A (en) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | Active type vibration resistant device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10348095A JP2000170827A (en) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | Active type vibration resistant device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000170827A true JP2000170827A (en) | 2000-06-23 |
Family
ID=18394713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10348095A Pending JP2000170827A (en) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | Active type vibration resistant device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000170827A (en) |
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-
1998
- 1998-12-08 JP JP10348095A patent/JP2000170827A/en active Pending
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