JP2001050334A

JP2001050334A - アクティブ型除振装置

Info

Publication number: JP2001050334A
Application number: JP11222776A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Nakamura; 佳也中村; Masanao Nakayama; 昌尚中山; Keiji Masuda; 圭司増田; Masashi Yasuda; 正志安田; Akira Matsuura; 章松浦
Original assignee: Fujita Corp; Tokkyokiki Corp
Current assignee: Fujita Corp; Tokkyokiki Corp
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】重量が軽く占有スペースが小さくて済み、か
つ、設置場所に制限が少ないアクティブ型除振装置を提
供する。【解決手段】アクティブ型除振装置１０００は、ベー
ス部１００、取付板２００、小変位アクチュエータ３０
０、大変位アクチュエータ４００、振動センサ５００、
積層ゴム６００などを備えた除振機構部７００と、この
除振機構部７００の制御を行う制御装置部を備える。取
付板２００は、大変位アクチュエータ４００と積層ゴム
６００によって上下方向にスライド可能に支持されてい
る。小変位アクチュエータ３００と大変位アクチュエー
タ４００はベース部１００と取付板２００の間で水平方
向に並べて配置されベース部１００に対する取付板２０
０の位置を上下方向に変位させることで被除振体２０が
除振される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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、すなわち除振すべき対象物である被除振体を取り付
けて用いる。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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（本明細書では小変位アク
チュエータという）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、従来のアクティブ型除
振装置では、被除振体を取り付ける定盤をアクチュエー
タを介して基台上に支持し、この基台を例えば建物の床
などから構成される下部構造体に設置する構成となって
いるため次の欠点がある。第１に、被除振体を取り付け
るための定盤が必要であるため、アクティブ型除振装置
の重量が大きなものとなりがちである。第２に、定盤に
取り付ける装置（被除振体）が大きくなると、この装置
とアクティブ型除振装置の定盤とによって広いスペース
が占有されてしまう。第３に、定盤が一定の占有スペー
スを必要とするため、アクティブ型除振装置の設置場所
に定盤の占有スペースと干渉する障害物が存在した場合
には、アクティブ型除振装置の設置が困難となり、設置
場所に制限が必要となっている。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、重量が軽
く占有スペースが小さくて済み、かつ、設置場所に制限
が少ないアクティブ型除振装置を提供することにある。

【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、下部構造体上で被除振体を支持する除振機構
部とその制御装置部を備え、前記除振機構部は、下部構
造体上に設けられたベース部と、被除振体に取付可能に
設けられた取付手段と、下部構造体上において前記取付
手段を支持する支持手段と、前記取付手段を前記ベース
部に対して上下及びまたは水平方向である変位方向に変
位させる変位手段と、前記取付手段の前記変位方向の振
動を検出する振動検出手段とを備え、前記ベース部、前
記取付手段、前記振動検出手段、前記変位手段は一体的
に設けられ、前記制御装置部は、前記振動検出手段によ
り検出した前記変位方向の振動に対応して前記変位手段
を駆動することにより、前記被除振体の変位方向の振動
を除去するように構成され、前記変位手段は、前記取付
手段に比較的小さな変位を与える小変位アクチュエータ
と、前記取付手段に比較的大きな変位を与える大変位ア
クチュエータとで構成され、前記小変位アクチュエータ
と大変位アクチュエータは、前記ベース部と前記取付手
段の間で前記変位方向と直交する方向に並べて配置され
ていることを特徴とする。また、本発明は、前記支持手
段は、前記変位手段と、前記ベース部と取付手段の間に
配設された弾性支持部材との少なくとも一方を含んで構
成されていることを特徴とする。また、本発明は、前記
弾性支持部材は空気ばねまたは積層ゴムにより構成され
ていることを特徴とする。また、本発明は、前記小変位
アクチュエータと、この小変位アクチュエータが取り付
けられている前記ベース部または取付手段の間に前記変
位方向に伸縮可能な弾性体が配設され、前記ベース部に
対する前記取付手段の前記変位方向への移動に応じて前
記弾性体が前記変位方向に沿って伸縮するように構成さ
れていることを特徴とする。また、本発明は、前記被除
振体に１または２以上の前記除振機構部が取り付けられ
て構成されていることを特徴とする。また、本発明は、
複数の前記除振機構部に対して１つの前記制御装置部が
設けられ、前記制御装置部は、前記各除振機構部の前記
振動検出手段により別々に検出された前記変位方向の振
動に対応して前記各除振機構部の前記変位手段を別々に
駆動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。また、本発明は、前記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
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、
前記非駆動状態の前記小変位アクチュエータがその変位
方向において受ける予圧縮力を調整する予圧縮力調整手
段を設けたことを特徴とする。

【０００９】本発明のアクティブ型除振装置によれば、
前記ベース部、前記取付手段、前記振動検出手段、前記
変位手段は一体的に設けられて除振機構部が構成されて
いる。下部構造体に伝達される振動は、下部構造体から
除振機構部を経て該取付手段が取り付けられた被除振体
に伝達される。この振動は、振動検出手段によって検出
される。制御装置部は、前記振動検出手段により検出さ
れた変位方向の振動に対応して前記変位手段を駆動する
ことにより、前記被除振体の変位方向の振動を除去す
る。したがって、従来と違って、被除振体を取り付ける
ための定盤を設けることなく、被除振体に除振機構部の
取付手段を取り付けることによってアクティブ除振装置
を構成することができる。このため、重量が軽く占有ス
ペースが小さくて済み、かつ、設置場所の制限が少ない
アクティブ除振装置を提供することができる。

【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の実施の形態における概略構成を示す縦断面
図、図２は第１の実施の形態のアクティブ型除振装置の
配置を正面からみた状態を示す説明図、図３は第１の実
施の形態のアクティブ型除振装置の除振機構部を４つ使
用した場合を示す配置図である。図４は制御系の構成例
を示すブロック図、図５は制御装置の内部構成の例を示
すブロック図、図６はフィルタの動作を示す説明図、図
７は制御系の他の構成例を示すブロック図である。

【００１１】図１に示す第１の実施の形態のアクティブ
型除振装置１０００は、上下方向の振動を除振するよう
に構成されている。初めに、図１を参照してアクティブ
型除振装置１０００の構成について説明する。アクティ
ブ型除振装置１０００は、ベース部１００、取付板２０
０（特許請求の範囲の取付手段に相当）、小変位アクチ
ュエータ３００（特許請求の範囲の変位手段に相当）、
大変位アクチュエータ４００（特許請求の範囲の変位手
段、支持手段に相当）、振動センサ５００（特許請求の
範囲の振動検出手段に相当）、積層ゴム（特許請求の範
囲の支持手段に相当）６００などを備えた除振機構部７
００と、この除振機構部７００の制御を行う制御装置部
８００（図４に示す）を備えている。

【００１２】ベース部１００は、矩形状の底面１０２
と、底面１０２の左右の周縁部に接続された対向する一
対の矩形状の側面１０４Ａ、１０４Ｂと、底面１０２の
前後の周縁部に接続された一対の矩形状の側面（図略）
と、これら４つの側面の上部を接続する矩形状の上面１
０６とから構成されている。底面１０２は、建物の床な
どからなる下部構造体（図略）の上に設けられた基礎構
造体１０に固定されるようになっている。上面１０６の
中央部には、円柱状の凹部１０６Ａが形成され、その底
面１０６Ｂと、底面１０６Ｂの周縁部と上面１０６とを
接続する円筒内周面状の内側面１０４Ｃとによって、小
変位アクチュエータ３００を収容する円柱状の収容空間
１０６Ｄが形成されている。

【００１３】取付板２００は、矩形状の上板２０２と、
上板２０２の縁部のうちの１つの縁部から下方に立設さ
れベース部１００の側壁１０４の外側面１０４Ｂと間隔
をおいて対面する内側面２０４Ａを有する矩形状の縦板
２０４とを備えている。上板２０２の上面２０２Ａは、
被除振体２０に結合されている。被除振体２０は、例え
ば、振動を除去する対象である装置であっても、そのよ
うな装置が取り付けられた定盤であってもよい。

【００１４】小変位アクチュエータ３００は、ベース部
１００の収容空間１０６Ｄの底面１０６Ｂと、取付板２
００の上板２０２の下面２０２Ｂとの間に配設されてお
り、ベース部１００に対する取付板２００の位置を上下
方向に変位させるように構成されている。小変位アクチ
ュエー３００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３０２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３０２
と、この超磁歪素子に結合されてケース３０２の端部か
らケース３０２の長手方向に進退するロッド３０４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。小変位アクチュエータ３
００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３０４の上端は、弾性体３１０と調整ねじ３
２０を介して取付板２００の上板２０２に取付けられて
いる。

【００１５】この弾性体３１０は、小変位アクチュエー
タ３００の変位方向（上下方向）に対して伸縮する特性
を備えた例えばゴムあるいは板ばねなどのばね部材など
から構成されるものである。また、小変位アクチュエー
タ３００のケース３０２の底面は、ベース部１００の収
容空間１０６Ｄの底面１０６Ｂのほぼ中央の箇所に固定
されている。

【００１６】予圧縮力調整ねじ３２０（以下、調整ねじ
という）は、そのねじ部３２２が取付板２００の上板２
０２に上下方向に延在するように設けられたねじ孔２０
２Ｃに螺合され、ねじ部３２２に接続された頭部３２４
が弾性体３１０に取着されている。

【００１７】大変位アクチュエータ４００は、例えば空
気アクチュエータから構成されており、ベース部１００
の上面１０６と取付板２００の上板２０２の下面２０２
Ｂとの間に配設されており、ベース部１００に対する中
間フレーム２００の位置を上下方向に変位させるように
構成されている。大変位アクチュエータ４００は、平面
視円環状を呈しており、その内周に形成される孔部を介
して小変位アクチュエータ３００のロッド３０４が弾性
体３１０および調整ねじ３２０を介して上板２０２に取
着されている。

【００１８】したがって、小変位アクチュエータ３００
と大変位アクチュエータ４００は、それらが変位する変
位方向（上下方向）と直交する方向（水平方向）に並ん
で配置されている。

【００１９】振動センサ５００は、取付板２００の上板
２０２に取着されており、取付板２００における上下方
向の振動を検出するように構成されている。

【００２０】積層ゴム６００は、厚さ方向の一端６０２
が縦板２０４の内側面２０４Ａに取着され、厚さ方向の
他端６０４が上記内側面２０４Ａに対面する側面１０４
Ｂに取着されている。そして、積層ゴム６００は、その
厚さ方向には剛く、厚さ方向と直交する方向には柔らか
い特性を有している。すなわち、積層ゴム６００は、縦
板２０４の上下方向の移動を可能に、かつ、縦板２０４
の側壁１０４と接離する方向の移動を阻止している。し
たがって、取付板２００は、ベース部１００に対して上
下方向に移動可能に、かつ、積層ゴム６００の厚さ方向
に移動不能に支持されている。

【００２１】次に、図２、図３を参照して第１の実施の
形態の除振機構部７００を被除振体２０に取り付ける際
の具体例について説明する。図２、図３では、除振機構
部７００を４つ使用した例が示されている。平面視矩形
状の被除振体２０の底部の四隅近傍の箇所を基礎構造体
１０に対して除振機構部７００で支持するように構成し
ている。また、各除振機構部７００はそれぞれ任意の箇
所に配置することが可能である。例えば、図３に破線矢
印で示すように、除振機構部７００の配置箇所は底部の
四隅近傍の箇所から外れた箇所であってもよく、設置ス
ペースの都合に合わせて除振機構部７００の配置箇所を
任意に設定することができる。

【００２２】なお、図２、図３の例では除振機構部７０
０のみで被除振体２０を支持しているが、被除振体２０
と基礎構造体１０の間に除振機構部７００と、空気ばね
などのような弾性支持部材とを設け、除振機構部７００
と弾性支持部材の双方で被除振体２０を支持するように
してもよい。例えば、被除振体２０の底部の四隅近傍の
箇所を基礎構造体１０に対して空気ばねで支持すると共
に、被除振体２０の底部中央と基礎構造体１０との間に
１つの除振機構部７００を設けるようにしてもよい。ま
た、除振機構部７００のみで被除振体２０を安定して支
持するためには、少なくとも３個の除振機構部７００に
よって被除振体２０を支持する必要がある。

【００２３】次に、図４を参照して制御装置部の構成に
ついて説明する。制御装置部８００は、１個の除振機構
部７００に対応して１個設けられており、振動センサア
ンプ８０２、制御装置８０４、アクチュエータ駆動アン
プ８０６、エアアクチュエータ圧力制御装置８０８を備
えている。振動センサアンプ８０２は、振動センサ５０
０から入力される上下方向の振動を示す検出信号Ｓ１を
増幅するものである。制御装置８０４は、振動センサア
ンプ８０２から入力された上下水平方向の振動を示す検
出信号Ｓ１に基づいて、その振動を被除振体２０から除
去するために必要な小変位アクチュエータ３００と大変
位アクチュエータ４００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。アクチュエータ駆動アンプ８
０６は、駆動信号を増幅した駆動信号Ｄ１を小変位アク
チュエータ３００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８０８は、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Ｄ
２を制御して供給することによって大変位アクチュエー
タ４００を駆動させるものである。

【００２４】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。

【００２５】この第１の実施の形態においては、小変位
アクチュエータ３００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、小変位ア
クチュエータ３００に与えられる駆動信号に対して、小
変位アクチュエータ３００が取付板２００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、小変位ア
クチュエータ３００に与えられる駆動信号に対して、小
変位アクチュエータ３００が取付板２００に与える変位
量が線形に変化するので、小変位アクチュエータ３００
が取付板２００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、小変位アクチュエータ３００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。

【００２６】したがって、小変位アクチュエータ３００
の予圧縮力の調整を行う。この予圧縮力は、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取付
板２００から受ける荷重のことを示している。

【００２７】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）を小変位アクチュエータ３０
０に入力した状態で、最も取付板２００が振動される、
すなわち取付板２００の変位が大きくなるように小変位
アクチュエータ３００の予圧縮力を調整することによっ
て行われる。小変位アクチュエータ３００の予圧縮力
は、調整ねじ３２０を回転させることで、小変位アクチ
ュエータ３００にその変位方向と同じ方向で加わる荷重
を調整することで容易に調整することができる。

【００２８】小変位アクチュエータ３００の予圧縮力調
整が終了すれば、制御装置部８００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。基礎構造体１０を伝わってきた上下方向の振動がベ
ース部１００、小変位アクチュエータ３００および大変
位アクチュエータ４００を経由して取付板２００とこれ
に取付けられた被除振体２０に伝わりこの被除振体２０
が振動する。したがって、センサ５００が取付板２００
の振動を検出し、それら振動を示す検出信号を振動セン
サアンプ８０２に入力する。振動センサアンプ８０２
は、制御装置８０４に増幅した検出信号Ｓ１を入力す
る。この制御装置８０４は、振動センサアンプ８０２か
ら入力された振動を示す検出信号Ｓ１に基づいて、その
振動を取付板２００に取付けられた被除振体２０から除
去するために必要な小変位アクチュエータ３００の駆動
量に相当する駆動信号と大変位アクチュエータ４００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８０６とエアアクチュエータ圧力制御装置
８０８に入力する。アクチュエータ駆動アンプ８０６
は、この駆動信号を増幅した駆動信号Ｄ１を小変位アク
チュエータ３００に入力して駆動させる。エアアクチュ
エータ圧力制御装置８０８は、入力した駆動信号に基づ
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大変位アクチュエータ４００を駆
動させる。この結果、除振機構部７００によって、取付
板２００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。

【００２９】なお、超磁歪アクチュエータなどからなる
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
波数応答性が高いため、周波数帯域の高い振動を除振す
る能力に優れている。一方、エアアクチュエータなどか
らなる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いため、周波数帯域の低い振動
を除振する能力に優れている。したがって、制御装置８
０４は、入力される振動センサ５００の検出信号の周波
数成分に応じて小変位アクチュエータと大変位アクチュ
エータに与える駆動信号をそれぞれ生成することで、低
周波から高周波にわたる振動を被除振体２０から除振す
ることができるようになっている。

【００３０】低周波から高周波にわたる振動を被除振体
２０から除振することによる利点についてさらに詳細に
説明する。従来のアクティブ型除振装置では、小変位ア
クチュエータを用いていたので、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。これに対して、
第１の実施の形態では、小変位アクチュエータと大変位
アクチュエータの作用によって、低周波で振幅の大きな
振動から高周波で振幅の小さな振動までを被除振体２０
から除振することが可能となっている。

【００３１】上述した第１の実施の形態では、小変位ア
クチュエータ３００と大変位アクチュエータ４００がベ
ース部１００と取付板２００の間において水平方向に並
んだ状態で配設されている。したがって、小変位アクチ
ュエータ３００によって取付板２００に与えられる変位
量Δｈが、大変位アクチュエータ４００によって取付板
２００に与えられる変位量ΔＨよりも小であった場合、
小変位アクチュエータ３００と取付板２００との間に隙
間が生じるおそれがある。しかしながら、小変位アクチ
ュエータ３００と取付板２００との間には、弾性体３１
０が取着されているため、この弾性体３１０が上下方向
に伸びて上記隙間が生じることはなく、小変位アクチュ
エータ３００は取付板２００に取着された状態が保持さ
れるようになっている。また、小変位アクチュエータ３
００の変位が上記弾性体３１０を介して取付板２００に
与えられていることは前述した通りである。

【００３２】また、小変位アクチュエータ３００と大変
位アクチュエータ４００がベース部１００と取付板２０
０の間において水平方向に並んだ状態で配置されている
ため、被除振体２０の荷重は、小変位アクチュエータ３
００と大変位アクチュエータ４００が分担して支えるこ
とになる。このため、大変位アクチュエータ４００の変
位量を調整することで小変位アクチュエータ３００に加
わる荷重を小変位アクチュエータ３００が支えることが
可能な荷重の上限を下回るように設定することができ
る。

【００３３】なお、上述した例では、制御装置８０４
が、それに入力される振動センサ５００の検出信号の周
波数成分に応じて小変位アクチュエータ３００と大変位
アクチュエータ４００に対応する駆動信号を生成してい
るが、これら駆動信号を生成する回路の具体例について
説明する。図５に示すように制御装置８０４は、駆動信
号生成部８０４Ａ、第１、第２フィルタ８０４Ｂ、８０
４Ｃを備えている。駆動信号生成部８０４Ａは、振動セ
ンサアンプ８０２から入力される検出信号に基いてアク
チュエータ駆動用の駆動信号ＳＤを演算して生成するも
のである。第１フィルタ８０４Ｂは、駆動信号ＳＤのう
ち、小変位アクチュエータ３００を駆動させるための周
波数帯域の高い周波数成分の信号を駆動信号ＳＤ１とし
て選択的に通過させるフィルタから構成されている。第
２フィルタ８０４Ｃは、駆動信号ＳＤのうち、大変位ア
クチュエータ４００を駆動させる周波数帯域の低い周波
数成分の信号を駆動信号ＳＤ２として選択的に通過させ
るフィルタから構成されている。

【００３４】図６は、周波数Ｆに対する第１、第２フィ
ルタ８０４Ｂ、８０４Ｃがそれぞれ通過させる信号のレ
ベルＬを特性を示している。図６に示されているよう
に、第１フィルタ８０４Ｂは所定の周波数ｆ以上の周波
数帯域を有する信号を通過させる特性を有し、第２フィ
ルタ８０４Ｃは周波数ｆ以下の周波数帯域を有する信号
を通過させる特性を有している。上記周波数ｆは小変位
アクチュエータ３００と大変位アクチュエータ４００が
それぞれ除去し得る振動の振幅と周波数の特性に応じて
適宜設定される。上記のように制御装置８０４を構成す
ることにより、前述したように小変位アクチュエータ３
００と大変位アクチュエータ４００を駆動するために必
要な駆動信号を生成することができる。なお、制御装置
８０４は上述した構成に限定されるものではなく、例え
ば、フィルタによる駆動信号の選択を行うことなく、小
変位アクチュエータと大変位アクチュエータに対応する
駆動信号ＳＤをそれぞれ独立して生成するように構成さ
れていてもよいことはもちろんである。

【００３５】また、上述した例では、１個の除振機構部
７００に対応して１個の制御装置部８００を設けた場
合、すなわち各アクティブ除振装置１０００が独立して
制御されるように構成された場合について説明したが、
複数個の除振機構部７００に対応して１個の制御装置部
８００を設けて構成することも可能である。図７は、図
３に示すように４個の除振機構部７００を設けた場合
に、これら４個の除振機構部７００の制御を１個の制御
装置部８００で行うようにした構成を示している。この
場合には、各除振機構部７００の振動センサ５００から
出力される検出信号Ｓ１１乃至Ｓ１４が制御装置部８０
０の振動センサアンプ８０２に入力されるように構成さ
れている。

【００３６】振動センサアンプ８０２は、各検出信号Ｓ
１１乃至Ｓ１４をそれぞれ増幅して制御装置８０４に入
力するように構成されている。制御装置８０４は、入力
された各検出信号Ｓ１１乃至Ｓ１４に基いてそれぞれ駆
動信号を演算生成してアクチュエータ駆動アンプ８０６
とエアアクチュエータ圧力制御装置８０８に入力する。
アクチュエータ駆動アンプ８０６は、入力された各除振
機構部７００に対応する駆動信号に基いて各除振機構部
７００の小変位アクチュエータに入力する駆動信号Ｄ１
１乃至Ｄ１４を生成して各除振機構部７００に入力す
る。エアアクチュエータ圧力制御装置８０８は、入力さ
れた各除振機構部８００に対応する駆動信号に基いて各
除振機構部７００の大変位アクチュエータ４００に入力
する駆動信号Ｄ２１乃至Ｄ２４を生成して各除振機構部
７００に入力する。この結果、各除振機構部７００の小
変位アクチュエータ３００と大変位アクチュエータ４０
０が駆動され、取付板２００に取付けられた被除振体２
０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。

【００３７】上述した第１の実施の形態によれば、被除
振体に対して除振機構部を直接取り付けることが可能と
なり、定盤が不要となる。このため、アクティブ型除振
装置の重量が軽くなるとともに、アクティブ型除振装置
によって占有されるスペースが小さくて済む。また、各
除振機構部を被除振体に対して自由に配置することが可
能となるため、設置場所の制限が少ない。また、制御装
置部は、各除振機構部に対して１つずつ設ける構成とし
てもよいし、１つの制御装置部によって複数の除振機構
部を一括して制御する構成とすることも可能であり、制
御装置部の構成が自由に行える。

【００３８】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図８は本発明の第２の実施の形態における概略構成
を示す縦断面図、図９は第２の実施の形態のアクティブ
型除振装置の配置を正面からみた状態を示す説明図、図
１０は第２の実施の形態のアクティブ型除振装置の配置
を平面から見た状態を示す図であり、（Ａ）は除振機構
部を１つ使用した場合を示す配置図、（Ｂ）は除振機構
部を２つ使用した場合を示す配置図、（Ｃ）は除振機構
部を３つ使用した場合を示す配置図、（Ｄ）は除振機構
部を４つ使用した場合を示す配置図である。

【００３９】図８に示す第２の実施の形態のアクティブ
型除振装置２０００は、水平方向の振動を除振するよう
に構成されている。初めに、図８を参照してアクティブ
型除振装置２０００の構成について説明する。アクティ
ブ型除振装置２０００は、ベース部１５０、取付板２５
０（特許請求の範囲の取付手段に相当）、小変位アクチ
ュエータ３５０（特許請求の範囲の変位手段に相当）、
大変位アクチュエータ４５０（特許請求の範囲の変位手
段に相当）、振動センサ５５０（特許請求の範囲の振動
検出手段に相当）、積層ゴム６５０（特許請求の範囲の
支持手段に相当）などを備えた除振機構部７５０と図略
の制御装置部を備えている。

【００４０】ベース部１５０は、矩形状の底面１５２
と、底面１５２の左右の周縁部に接続され対向する一対
の矩形状の側面１５４Ａと１５４Ｂ、底面１５２の前後
の周縁部に接続され対向する一対の矩形状の側面（図
略）と、これら４つの側面の上部を接続する矩形状の上
面１５６とから構成されている。底面１５２は、建物の
床などからなる下部構造体（図略）の上に設けられた基
礎構造体１０に固定されるようになっている。側面１５
４Ｂの中央部には、円柱状の凹部１５８が形成され、そ
の底面１５８Ａと、底面１５８Ｂの周縁部と側面１５４
Ｂとを接続する円筒内周面状の内側面１５８Ｂとによっ
て、小変位アクチュエータ３５０を収容する円柱状の収
容空間１５８Ｃが形成されている。

【００４１】取付板２５０は、矩形状を呈する上板２５
２と、上板２５２の縁部のうちの１つの縁部から下方に
立設されベース部１５０の側面１５４Ｂと間隔をおいて
対面する内側面２５４Ａを有する矩形状の縦板２５４と
を備えている。上板２５２の上面２５２Ａは、被除振体
２０に結合されている。被除振体２０は、例えば、振動
を除去する対象である装置であっても、そのような装置
が取り付けられた定盤であってもよい。

【００４２】小変位アクチュエータ３５０は、ベース部
１５０の底面１５８Ａと、取付板２５０の縦板２５４の
内側面２５４Ａとの間に配設されており、ベース部１５
０に対する取付板２５０の位置を左右方向（水平方向）
に変位させるように構成されている。小変位アクチュエ
ータ３５０は、第１の実施の形態と同様に例えば固体ア
クチュエータから構成されており、ケース３０２と、ロ
ッド３５４とを備えている。小変位アクチュエータ３５
０は、軸心方向を水平方向に向けて配設されており、そ
のロッド３５４の上端は、弾性体３１０と調整ねじ３２
０を介して取付板２５０の縦板２５４に取付けられてい
る。

【００４３】この弾性体３１０は、小変位アクチュエー
タ３００の変位方向（水平方向）に対して伸縮する特性
を備えた例えばゴムなどから構成されるものである。ま
た、小変位アクチュエータ３５０のケース３５２の底面
は、ベース部１５０の収容空間１５８Ｃの底面１５８Ａ
のほぼ中央の箇所に固定されている。

【００４４】第１の実施の形態と同様に、調整ねじ３２
０は、そのねじ部３２２が取付板２５０の縦板２５４に
水平方向に延在するように設けられたねじ孔２５４Ｂに
螺合され、ねじ部３２２に接続された頭部３２４が弾性
体３１０に取着されている。そして、調整ねじ３２０を
回動させることで弾性体３１０を介して小変位アクチュ
エータ３５０に対する予圧縮力を調整することができる
ようになっていることは第１の実施の形態と同様であ
る。

【００４５】大変位アクチュエータ４５０は、第１の実
施の形態と同様に例えば空気アクチュエータから構成さ
れており、ベース部１５０の側面１５４Ｂと取付板２５
０の縦板１５４の内側面１５４Ａとの間に配設されてお
り、ベース部１５０に対する取付板２５０の位置を水平
方向に変位させるように構成されている。大変位アクチ
ュエータ４５０は、平面視円環状を呈しており、その内
周に形成される孔部を介して小変位アクチュエータ３５
０のロッド３５４が弾性体３１０および調整ねじ３２０
を介して縦板２５４に取着されている。

【００４６】したがって、小変位アクチュエータ３５０
と大変位アクチュエータ４５０は、それらが変位する変
位方向（水平方向）と直交する方向（上下方向）に並べ
て配置されている。

【００４７】振動センサ５５０は、取付板２５０の縦板
２５４に取着されており、取付板２５０における水平方
向の振動を検出するように構成されている。

【００４８】積層ゴム６５０は、厚さ方向の一端６５２
が上板２５２の下面２５２Ｂに取着され、厚さ方向の他
端６５４が上記下面２５２Ｂに対面するベース部１５０
の上面１５６に取着されている。そして、積層ゴム６５
０は、第１の実施の形態と同様に、その厚さ方向には剛
く、厚さ方向と直交する方向には柔らかい特性を有して
いる。すなわち、積層ゴム６５０は、上板２５２の水平
方向の移動を可能に、かつ、上板２５２のベース部１５
０の上面１５６と接離する方向の移動を阻止している。
したがって、取付板２５０は、ベース部１５０に対して
水平方向に移動可能に、かつ、積層ゴム６５０の厚さ方
向に移動不能に支持されている。

【００４９】図略の制御装置部は、第１の実施の形態に
おける制御装置部８００と同様の構成であり、相違する
のは除振する振動の方向が水平方向であることだけであ
るため、制御装置部の構成と動作の説明は省略する。

【００５０】次に、図９、図１０を参照して第２の実施
の形態の除振機構部７５０を被除振体２０に取り付ける
際の具体例について説明する。なお、図１０（Ａ）乃至
（Ｄ）において、矢印はこの除振機構部７５０によって
除振される水平方向の振動の向きを示している。図９、
図１０（Ａ）は、除振機構部７５０を１つ使用して水平
方向のうち、１方向の振動を除振するように構成した例
である。この例では、平面視矩形状の被除振体２０の底
部の四隅近傍の箇所を基礎構造体１０に対して例えば積
層ゴムなどからなる支持部材９００（特許請求の範囲の
支持手段に相当）によって支持すると共に、被除振体２
０の底部の中心箇所に１つの除振機構部７５０の取付板
２５０を取り付けている。この支持部材９００は、被除
振体２０が基礎構造体１０に対して水平方向には移動可
能に上下方向には移動不能に支持するように構成されて
いる。

【００５１】図１０（Ｂ）は、除振機構部７５０を２つ
使用した例である。この例では、図１０（Ａ）と同様に
平面視矩形状の被除振体２０の底部の四隅近傍の箇所を
基礎構造体１０に対して積層ゴム９００で支持するよう
に構成し、被除振体２０の底部の箇所において２つの除
振機構部７５０をそれぞれ互いの除振する方向が直交す
るように取付板２５０を取り付けている。このような構
成により、被除振体２０に発生する水平方向の振動（主
として並進振動）を２つの除振機構部７５０の組み合わ
せによって除振することができる。

【００５２】図１０（Ｃ）は、除振機構部８５０を３つ
使用した例である。この例では、図１０（Ａ）、（Ｂ）
と同様に、平面視矩形状の被除振体２０の底部の四隅近
傍の箇所を図略の基礎構造体に対して積層ゴム９００で
支持するように構成している。そして、除振機構部７５
０は３つ使用されており、被除振体２０の底部の対向す
る周縁部近傍に周縁部と除振する方向が平行となるよう
に２つの除振機構部７５０の取付板２５０が取り付けら
れ、２つの除振機構部７５０の間の箇所でこれら２つの
除振機構部７５０が除振する方向と直交する方向の振動
を除振するように１つの除振機構部７５０の取付板２５
０が取り付けられている。このように構成することで、
被除振体２０の水平方向の振動が３つの除振機構部７５
０の組み合わせによって除振される。

【００５３】図１０（Ｄ）は、除振機構部５５０を４つ
使用した例である。この例では、積層ゴムなどからなる
支持部材は用いず、４つの除振機構部７５０で被除振体
２０を支持する構成となっている。平面視矩形状の被除
振体２０の底部の４つの周縁部近傍の４箇所に、各除振
機構部７５０が除振する方向が被除振体２０の周縁部と
平行となるように各除振機構部７５０の取付板２５０を
取り付けている。このように各除振機構部７５０を配置
することで、被除振体２０に発生する水平方向の振動を
４つの除振機構部７５０の組み合わせによって除振する
ことによって、被除振体２０が水平面内でねじれ方向の
振動を受けた場合であっても除振を行うことができる。

【００５４】上述した第２の実施の形態では、小変位ア
クチュエータ３５０と大変位アクチュエータ４５０がベ
ース部１００と取付板２５０の間において上下方向に並
んだ状態で配設されている。したがって、小変位アクチ
ュエータ３５０によって取付板２５０に与えられる変位
量Δｈが、大変位アクチュエータ４５０によって取付板
２５０に与えられる変位量ΔＨよりも小であった場合、
小変位アクチュエータ３５０と取付板２５０との間に隙
間が生じるおそれがある。しかしながら、小変位アクチ
ュエータ３５０と取付板２５０との間には、弾性体３１
０が取着されているため、この弾性体３１０が水平方向
に伸びて上記隙間が生じることはなく、小変位アクチュ
エータ３５０は取付板２５０に取着された状態が保持さ
れるようになっている。また、小変位アクチュエータ３
５０の変位が上記弾性体３１０を介して取付板２５０に
与えられていることは前述した通りである。

【００５５】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図１１は本発明のアクティブ型除振装置の第３の実
施の形態における概略構成を示す縦断面図、図１２は第
３の実施の形態におけるアクティブ型除振装置の概略構
成を示す平面図、図１３は第３の実施の形態のアクティ
ブ型除振装置の配置を正面から見た状態を示す説明図、
図１４は第３の実施の形態のアクティブ型除振装置の配
置を平面から見た状態を示す説明図である。図１１乃至
図１４に示す第３の実施の形態のアクティブ型除振装置
３０００は、上下方向と水平方向の振動を除振するよう
に構成されている。

【００５６】初めに、図１１乃至図１４を参照してアク
ティブ型除振装置３０００の構成について説明する。ア
クティブ型除振装置３０００は、ベース部１１００、取
付板１２００（特許請求の範囲の取付手段に相当）、小
変位アクチュエータ１３００（特許請求の範囲の変位手
段に相当）、大変位アクチュエータ１４００（特許請求
の範囲の変位手段、支持手段に相当）、振動センサ１５
００、１５５０（特許請求の範囲の振動検出手段に相
当）などを備えた除振機構部１７００と、この除振機構
部１７００の制御を行う図略の制御装置部を備えてい
る。

【００５７】ベース部１１００は、矩形状の底面１１０
２と、底面１１０２の左右の周縁部に接続された対向す
る一対の矩形状の側面１１０４Ａ、１１０４Ｂと、底面
１１０２の前後の周縁部に接続された一対の矩形状の側
面１１０４Ｃ、１１０４Ｄと、これら４つの側面の上部
を接続する矩形状の上面１１０６とから構成されてい
る。底面１１０２は、建物の床などからなる下部構造体
（図略）の上に設けられた基礎構造体１０に固定される
ようになっている。上面１１０６の中央部には、円柱状
の凹部１１０６Ａが形成され、その底面１１０６Ｂと、
底面１１０６Ｂの周縁部と上面１１０６とを接続する円
筒内周面状の内側面１１０６Ｃとによって、小変位アク
チュエータ１３００を収容する円柱状の収容空間１１０
６Ｄが形成されている。また、側面１１０４Ｂの中央部
には、円柱状の凹部１１０５が形成され、その底面１１
０５Ａと、底面１１０５Ａの周縁部と側面１１０４Ｂと
を接続する円筒内周面状の内側面１１０５Ｂとによっ
て、小変位アクチュエータ１３５０を収容する円柱状の
収容空間１１０５Ｃが形成されている。

【００５８】取付板１２００は、矩形状の上板１２０２
と、上板２０２の縁部のうちの１つの縁部から下方に立
設されベース部１１００の側面１１０４Ｂと間隔をおい
て対面する内側面１２０４Ａを有する矩形状の縦板１２
０４とを備えている。上板１２０２の上面１２０２Ａ
は、被除振体２０に結合されている。被除振体２０は、
例えば、振動を除去する対象である装置であっても、そ
のような装置が取り付けられた定盤であってもよい。小
変位アクチュエータ１３００は、ベース部１１００の収
容空間１１０６Ｄの底面１１０６Ｂと、取付板１２００
の上板１２０２の下面１２０２Ｂとの間に配設されてお
り、ベース部１１００に対する取付板１２００の位置を
上下方向に変位させるように構成されている。小変位ア
クチュエータ１３００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１３０４の上端は、弾性体
３１０と調整ねじ３２０を介して取付板１２００の上板
１２０２に取付けられている。この弾性体３１０は、小
変位アクチュエータ１３００の変位方向（上下方向）に
対して伸縮する特性を備えた例えばゴムなどから構成さ
れるものである。また、小変位アクチュエータ１３００
のケース１３０２の底面は、ベース部１１００の収容空
間１１０６Ｄの底面１１０６Ｂのほぼ中央の箇所に固定
されている。

【００５９】調整ねじ３２０は、そのねじ部３２２が取
付板１２００の上板１２０２に上下方向に延在するよう
に設けられたねじ孔１２０２Ｃに螺合され、ねじ部３２
２に接続された頭部３２４が弾性体３１０に取着されて
いる。したがって、調整ねじ３２０を回動させることで
弾性体３１０を介して小変位アクチュエータ１３００に
対する予圧縮力を調整することができるように構成され
ている。

【００６０】大変位アクチュエータ１４００は、平面視
円環状を呈しており、その内周に形成される孔部を介し
て小変位アクチュエータ１３００のロッド１３０４が弾
性体３１０および調整ねじ３２０を介して上板１２０２
に取着されている。

【００６１】したがって、小変位アクチュエータ１３０
０と大変位アクチュエータ１４００は、それらが変位す
る変位方向（上下方向）と直交する方向（水平方向）に
並べて配置されている。

【００６２】小変位アクチュエータ１３５０は、ベース
部１１００の底面１１０５Ａと、取付板１２００の縦板
１２０４の内側面１２０４Ａとの間に配設されており、
ベース部１１００に対する取付板１２００の位置を左右
方向（水平方向）に変位させるように構成されている。
小変位アクチュエー１３５０は、第１の実施の形態と同
様に例えば固体アクチュエータから構成されており、ケ
ース１３５２と、ロッド１３５４とを備えている。小変
位アクチュエータ１３５０は、軸心方向を水平方向に向
けて配設されており、そのロッド１３５４の上端は、弾
性体３１０と調整ねじ３２０を介して取付板１２００の
縦板１２０４に取付けられている。

【００６３】この弾性体３１０は、小変位アクチュエー
タ１３５０の変位方向（水平方向）に対して伸縮する特
性を備えた例えばゴムなどから構成されるものである。
また、小変位アクチュエータ１３５０のケース１３５２
の底面は、ベース部１１００の収容空間１１０５Ｃの底
面１１０５Ａのほぼ中央の箇所に固定されている。

【００６４】取付板１２００の縦板１２０４には水平方
向に貫通されたねじ孔１２０４Ｂが形成され、調整ねじ
３２０は、頭部３２４が縦板１２０４の外方に位置し、
ねじ部３２２の先端部３２６が弾性体３１０に向けられ
た状態でねじ部３２２が上記ねじ孔１２０４Ｂに螺合さ
れ取着されている。そして、ねじ部３２２の先端部３２
６は、縦板１２０４の内側面１２０４Ａから突出した状
態で弾性体３１０に取着されている。したがって、調整
ねじ３２０を回動させることで弾性体３１０を介して小
変位アクチュエータ１３５０に対する予圧縮力を調整す
ることができるように構成されている。

【００６５】大変位アクチュエータ１４５０は、第２の
実施の形態と同様に例えば空気アクチュエータから構成
されており、ベース部１１００の側面１１０４Ｂと取付
板１２００の縦板１２０４の内側面１２０４Ａとの間に
配設されており、ベース部１１００に対する取付板１２
００の位置を水平方向に変位させるように構成されてい
る。大変位アクチュエータ１４５０は、平面視円環状を
呈しており、その内周に形成される孔部を介して小変位
アクチュエータ１３５０のロッド１３５４が弾性体３１
０および調整ねじ３２０を介して縦板１２０４に取着さ
れている。

【００６６】したがって、小変位アクチュエータ１３５
０と大変位アクチュエータ１４５０は、それらが変位す
る変位方向（水平方向）と直交する方向（上下方向）に
並べて配置されている。

【００６７】振動センサ１５００は、取付板１２００の
上板１２０２に取着されており、取付板１２００におけ
る上下方向の振動を検出するように構成されている。振
動センサ１５５０は、取付板１２００の縦板１２０４に
取着されており、取付板１２００における水平方向の振
動を検出するように構成されている。

【００６８】図略の制御装置部は、第１、第２の実施の
形態における制御装置部と同様の構成であり、相違する
のは除振する振動の方向が上下方向と水平方向の双方で
あることだけである。したがって、振動センサ１５０
０、１５５０は、振動の上下方向と水平方向に対応して
それぞれの検出信号を制御装置部に入力する。そして、
制御装置部は、入力された上下方向と水平方向の検出信
号に基いて、上下方向と水平方向の小変位アクチュエー
タを駆動する駆動信号を生成して各小変位アクチュエー
タに入力するように構成され、上下方向と水平方向の大
変位アクチュエータを駆動する空気圧を生成して各大変
位アクチュエータに入力するように構成されている。制
御装置部の構成と動作は、第１の実施の形態と同様であ
るため説明は省略する。また、小変位アクチュエータ１
４００、１４５０における調整ねじ３２０を用いた予圧
縮力の調整手順は第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。

【００６９】次に、図１３、図１４を参照して第３の実
施の形態の除振機構部１７００を被除振体２０に取り付
ける際の具体例について説明する。なお、図１４におい
て、矢印はこの除振機構部１７００によって除振される
水平方向の振動の向きを示している。図１３、図１４
は、除振機構部１７００を４つ使用して上下方向と水平
方向の振動を除振するように構成した例である。この例
では、積層ゴムなどからなる支持部材は用いず、４つの
除振機構部１７００のみで被除振体２０を支持する構成
となっている。前述した図１０（Ｄ）の場合と同様に、
平面視矩形状の被除振体２０の底部の４つの周縁部近傍
の４箇所に、各除振機構部１７００が除振する水平方向
が被除振体２０の周縁部と平行となるように各除振機構
部１７００の取付板１２００を取り付けている。このよ
うに各除振機構部１７００を配置することで、被除振体
２０に発生する上下方向と水平方向の振動を４つの除振
機構部１７００の組み合わせによって除振している。ま
た、前述した図１０（Ｄ）の場合と同様に、４つの除振
機構部１７００の組み合わせによって被除振体２０が水
平面内でねじれ方向の振動を受けた場合であっても除振
を行うことができる。

【００７０】なお、除振機構部１７００は、被除振体２
０に対して１個または複数個設けることができ、また、
その配置位置も任意に設定することができることは第
１、第２の実施の形態の場合と同様である。

【００７１】上述した第３の実施の形態によれば、第１
の実施の形態の場合と同様の作用効果を奏することはも
ちろんである。また、制御装置部は、各除振機構部に対
して１つずつ設ける構成としてもよいし、１つの制御装
置部によって複数の除振機構を一括して制御する構成と
することも可能であり、制御装置部の構成が自由に行え
ることも第１の実施の形態の場合と同じである。

【００７２】また、小変位アクチュエータ１３００と大
変位アクチュエータ１４００との変位量の差、小変位ア
クチュエータ１３５０と大変位アクチュエータ１４５０
との変位量の差による、小変位アクチュエータ１３０
０、１３５０と取付板１２００との間に生じる隙間を弾
性体３１０によって防止する点についても第１、第２の
実施の形態と同様である。

【００７３】上述した第３の実施の形態では大変位アク
チュエータ１４００、１４５０が環状の空気アクチュエ
ータによって構成された例を示したが、以下に示すよう
に、空気アクチュエータは上記環状の形態に限定される
ものではない。図１５は本発明のアクティブ型除振装置
の第４の実施の形態における概略構成を示す縦断面図、
図１６は第４の実施の形態におけるアクティブ型除振装
置の概略構成を示す平面図であり、それぞれ第３の実施
の形態における図１１、図１２に対応している。また、
図１５、図１６において図１１、図１２と同一の部分に
は同一の符号を付してその説明を省略する。

【００７４】図１５、図１６において、アクティブ型除
振装置４０００の除振機構部２７００が第３の実施の形
態と異なる点は、大変位アクチュエータ２４００（特許
請求の範囲の変位手段、支持手段に相当）、大変位アク
チュエータ２４５０（特許請求の範囲の変位手段に相
当）が偏平な円柱状を呈しており、内部に小変位アクチ
ュエータ１３００（特許請求の範囲の変位手段に相
当）、小変位アクチュエータ１３５０（特許請求の範囲
の変位手段に相当）が配設されている点である。図１
５、図１６において大変位アクチュエータ２４００は、
偏平な円柱状を呈し、その内部は小変位アクチュエータ
１３００が配設された収容空間１１０６Ｄと連通されて
いる。すなわち、大変位アクチュエータ２４００の内部
に小変位アクチュエータ１３００が位置している。同様
に、大変位アクチュエータ２４５０は、偏平な円柱状を
呈し、その内部は小変位アクチュエータ１３５０が配設
された収容空間１１０５Ｃと連通されている。すなわ
ち、大変位アクチュエータ２４５０の内部に小変位アク
チュエータ１３５０が位置している。

【００７５】このように、大変位アクチュエータ２４０
０、２４５０の内部に小変位アクチュエータ１３００、
１３５０を配設した構成では、大変位アクチュエータと
小変位アクチュエータを設置するための占有スペースを
兼用することができ、占有スペースを減らすことが可能
となる利点がある。なお、第４の実施の形態においても
第３の実施の形態と同様の作用効果が奏されることはも
ちろんである。

【００７６】次に、第５の実施の形態について説明す
る。図１７図は、本発明のアクティブ型除振装置の第５
の実施の形態における概略構成を示す縦断面図である。
この第５の実施の形態のアクティブ型除振装置の除振機
構部３７００は、ケース部（特許請求の範囲のベース部
に相当）２１００、取付部（特許請求の範囲の取付手段
に相当）２２００、小変位アクチュエータ２３００（特
許請求の範囲の変位手段に相当）、大変位アクチュエー
タ２４００（特許請求の範囲の変位手段、支持手段に相
当）、振動センサ２５００（特許請求の範囲の振動検出
手段に相当）、空気ばね２６００（特許請求の範囲の支
持手段、予圧縮力調整手段に相当）などを備えている。

【００７７】ケース部２１００は、円形の底壁２１０２
と、底壁２１０２の周縁部から立ち上げられた円筒状の
第１円筒壁部２１０４と、第１円筒壁部２１０４の上端
から外方に延出された第１フランジ部２１０６と、フラ
ンジ部２１０６の外周縁部から立ち上げられた第２円筒
壁部２１０８と、第２円筒壁部２１０８の上端から内方
に延出された第２フランジ部２１１０と、第２フランジ
部２１１０の内方に形成された円形の開口部２１１２と
から構成されている。ケース部２１００の内部に形成さ
れた円筒状の空間には超磁歪アクチュエータから構成さ
れた小変位アクチュエータ２３００が配設されている。

【００７８】小変位アクチュエータ２３００は、円筒状
を呈した本体２３０２と、この本体２３０２に対して本
体２３０２の軸線方向に変位可能に設けられたロッド部
２３０４とを備えている。そして、本体２３０２の底面
が底壁２１０２の上面にスペーサ２１１４を介して固定
され、本体２３０２の外周面が環状のスペーサ２１１６
を介して第１円筒部２１０４の内周面に固定されてい
る。

【００７９】取付部２２００は、円形の上壁２２０２
と、上壁２２０２の周縁部から下方に延出された円筒壁
部２２０４と、円筒壁部２２０４の下端から外方に延出
されたフランジ部２２０６とを備えている。そして、取
付部２２００は、その円筒壁部２２０４がケース部２１
００の開口部２１１２と間隔をおき、かつ、フランジ部
２２０６がケース部２１００の第１、第２フランジ部２
１０６、２１１０、第２円筒壁部２１０８で囲まれたフ
ランジ状の空間に収容された状態で配設されている。す
なわち、ケース部２１００の第１フランジ部２１０６、
第２円筒壁部２１０８と取付部２２００のフランジ部２
２０６との間には、環状に形成された空気アクチュエー
タからなる大変位アクチュエータ２４００が配設されて
いる。また、ケース部２１００の第２フランジ部２１０
６、第２円筒壁部２１０８と取付部２２００のフランジ
部２２０６との間には、空気ばね２６００が配設されて
いる。

【００８０】取付部２２００の上壁２２０２の下面は、
弾性体２３０６を介して小変位アクチュエータ２３００
のロッド部２３０４に取着されている。また、取付部２
２００の上壁２２０２の下面には、小変位アクチュエー
タ２３００の変位方向と同じ方向の振動を検出する振動
センサ２５００が取着されている。取付部２２００の円
筒壁部２２０４の外周面とケース部２１００の開口部２
１１２の縁部との間には環状の積層ゴム２１１４が配設
されている。この積層ゴム２１１４は、ケース部２１０
４の軸線と直交する方向には剛く、軸線と平行な方向に
は柔らかい特性を有している。この積層ゴム２１１４に
よって、取付部２２００がケース部２１０４の軸線と直
交する方向への移動することが規制されるため、小変位
アクチュエータ２３００にこの小変位アクチュエータ２
３００の変位方向と直交する方向（せん断方向）の力が
加わることが防止されるようになっている。このため、
せん断方向の力が加わって小変位アクチュエータ２３０
０が破損されることを防止することができる。

【００８１】小変位アクチュエータ２３００と大変位ア
クチュエータ２４００は、ケース部２１００に対する取
付部２２００の位置をケース部２１００の軸線方向に変
位させるように構成されている。小変位アクチュエータ
２３００と大変位アクチュエータ２４００は、ケース部
２１００の軸線方向と直交する方向に並んだ状態で配設
されている。

【００８２】空気ばね２６００は、ケース部２１００の
第２フランジ部２１１０と取付部２２００のフランジ部
２２０６を押圧することによって、小変位アクチュエー
タ２３００に対する予圧縮力を調整する作用を果たすと
共に、取付部２２００のフランジ部２２０６を大変位ア
クチュエータ２４００の変位方向と反対方向に押圧する
ことによって取付部２２００の位置を大変位アクチュエ
ータ２４００と空気ばね２６００の押圧力の釣り合いの
とれた位置に位置させる作用を果たしている。弾性体２
３０６は、小変位アクチュエータ２３００の変位方向に
対して伸縮する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、小変位アクチュエータ２３００と大変
位アクチュエータ２４００との変位量の差による、小変
位アクチュエータ１３００と取付部２２００との間に生
じる隙間を防止する作用を果たすものである。

【００８３】上述のように構成された除振機構部３７０
０についても第１乃至第４の実施の形態の場合と同様に
取り扱うことによって同様の作用効果を奏することがで
きる。すなわち、除振機構部３７００のケース部２１０
２を基礎構造体に固定すると共に、取付部２２００を被
除振体に固定し、振動センサ２５００の検出信号を制御
装置部に入力する。そして、制御装置部は、入力された
振動の検出信号に基いて、小変位アクチュエータを駆動
する駆動信号を生成して小変位アクチュエータに入力
し、大変位アクチュエータを駆動する空気圧を生成して
大変位アクチュエータに入力する。この結果、第１乃至
第４の実施の形態の場合と同様に、小変位アクチュエー
タと大変位アクチュエータの作用によって、低周波で振
幅の大きな振動から高周波で振幅の小さな振動までを被
除振体から除振することが可能となっている。

【００８４】上述の第５の実施の形態の除振機構部３７
００は、ケース部２１０２の軸線方向が上下方向に向け
て配設されれば上下方向の振動を除振することができ、
水平方向に向けて配設されれば水平方向の振動を除振す
ることができる。また、２つの除振機構部３７００を上
下方向と水平方向に対応して配置することで上下方向と
水平方向の振動の除振を行うこともできる。また、小変
位アクチュエータとして超磁歪アクチュエータを用いた
場合には、ケース部２１０２を磁気ルド効果を有する材
料から構成すれば、超磁歪アクチュエータから輻射され
る磁力線を外部に対して遮断することができる。

【００８５】また、第５の実施の形態によれば、ケース
部２１００と取付部２２００によって形成された内部空
間に、小変位アクチュエータ、大変位アクチュエータ、
振動センサなどを収容する構成としたので、除振機構部
３７００を小型化することができる。

【００８６】なお、本発明において、小変位アクチュエ
ータは、超磁歪アクチュエータに限定されるものではな
く、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。また、本発明において、大変位ア
クチュエータは、空気アクチュエータに限定されるもの
ではなく、例えばリニアモータなどを用いてもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明は、
下部構造体上で被除振体を支持する除振機構部とその制
御装置部を備え、前記除振機構部は、下部構造体上に設
けられたベース部と、被除振体に取付可能に設けられた
取付手段と、下部構造体上において前記取付手段を支持
する支持手段と、前記取付手段を前記ベース部に対して
上下及びまたは水平方向である変位方向に変位させる変
位手段と、前記取付手段の前記変位方向の振動を検出す
る振動検出手段とを備え、前記ベース部、前記取付手
段、前記振動検出手段、前記変位手段は一体的に設けら
れ、前記制御装置部は、前記振動検出手段により検出し
た前記変位方向の振動に対応して前記変位手段を駆動す
ることにより、前記被除振体の変位方向の振動を除去す
るように構成され、前記変位手段は、前記取付手段に比
較的小さな変位を与える小変位アクチュエータと、前記
取付手段に比較的大きな変位を与える大変位アクチュエ
ータとで構成され、前記小変位アクチュエータと大変位
アクチュエータは、前記ベース部と前記取付手段の間で
前記変位方向と直交する方向に並べて配置されているこ
とを特徴とする。そのため、前記ベース部、前記取付手
段、前記振動検出手段、前記変位手段は一体的に設けら
れて除振機構部が構成され、下部構造体に伝達される振
動は、下部構造体から除振機構部を経て該取付手段が取
り付けられた被除振体に伝達される。この振動は、振動
検出手段によって検出される。制御装置部は、前記振動
検出手段により検出された変位方向の振動に対応して前
記変位手段を駆動することにより、前記被除振体の変位
方向の振動を除去する。したがって、従来と違って、被
除振体を取り付けるための定盤を設けることなく、被除
振体に除振機構部の取付手段を取り付けることによって
アクティブ除振装置を構成することができる。このた
め、重量が軽く占有スペースが小さくて済み、かつ、設
置場所の制限が少ないアクティブ除振装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクティブ型除振装置の第１の実施の
形態における概略構成を示す縦断面図である。

【図２】第１の実施の形態のアクティブ型除振装置の配
置を正面からみた状態を示す説明図である。

【図３】第１の実施の形態のアクティブ型除振装置の除
振機構部を４つ使用した場合を示す配置図である。

【図４】制御系の構成例を示すブロック図である。

【図５】制御装置の内部構成の例を示すブロック図であ
る。

【図６】フィルタの動作を示す説明図である。

【図７】制御系の他の構成例を示すブロック図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態における概略構成を
示す縦断面図である。

【図９】第２の実施の形態のアクティブ型除振装置の配
置を正面からみた状態を示す説明図である。

【図１０】第２の実施の形態のアクティブ型除振装置の
配置を平面から見た状態を示す図であり、（Ａ）は除振
機構部を１つ使用した場合を示す配置図、（Ｂ）は除振
機構部を２つ使用した場合を示す配置図、（Ｃ）は除振
機構部を３つ使用した場合を示す配置図、（Ｄ）は除振
機構部を４つ使用した場合を示す配置図である。

【図１１】本発明のアクティブ型除振装置の第３の実施
の形態における概略構成を示す縦断面図である。

【図１２】第３の実施の形態におけるアクティブ型除振
装置の概略構成を示す平面図である。

【図１３】第３の実施の形態のアクティブ型除振装置の
配置を正面から見た状態を示す説明図である。

【図１４】第３の実施の形態のアクティブ型除振装置の
配置を平面から見た状態を示す説明図である。

【図１５】本発明のアクティブ型除振装置の第４の実施
の形態における概略構成を示す縦断面図である。

【図１６】第４の実施の形態におけるアクティブ型除振
装置の概略構成を示す平面図である。

【図１７】本発明のアクティブ型除振装置の第５の実施
の形態における概略構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】１０基礎構造体２０被除振体１００、１５０、１１００ベース部２００、２５０、１２００取付板３１０、２３０６弾性体３２０調整ねじ（予圧縮力調整手段）３００、３５０、１３００、１３５０、２３００小変
位アクチュエータ（変位手段）４００、４５０、１４００、１４５０、２４００大変
位アクチュエータ（変位手段）５００、５５０、１５００、１５５０、２５００振動
センサ（振動検出手段）６００、６５０、９００積層ゴム７００、７５０、１７００、２７００、３７００除振
機構部８００制御装置部１０００、２０００、３０００、４０００、５０００
アクティブ型除振装置２１００ケース部２２００取付部２６００空気ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 41/12 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｃ (72)発明者中山昌尚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 (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 (72)発明者安田正志兵庫県尼崎市南初島町10番地133 特許機器株式会社内 (72)発明者松浦章兵庫県尼崎市南初島町10番地133 特許機器株式会社内Ｆターム(参考） 3J048 AB07 AD02 AD03 BA08 BE02 DA01 EA13 5F046 AA23 DA30 DB14 DC14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下部構造体上で被除振体を支持する除振
機構部とその制御装置部を備え、前記除振機構部は、下部構造体上に設けられたベース部
と、被除振体に取付可能に設けられた取付手段と、下部
構造体上において前記取付手段を支持する支持手段と、
前記取付手段を前記ベース部に対して上下及びまたは水
平方向である変位方向に変位させる変位手段と、前記取
付手段の前記変位方向の振動を検出する振動検出手段と
を備え、前記ベース部、前記取付手段、前記振動検出手段、前記
変位手段は一体的に設けられ、前記制御装置部は、前記振動検出手段により検出した前
記変位方向の振動に対応して前記変位手段を駆動するこ
とにより、前記被除振体の変位方向の振動を除去するよ
うに構成され、前記変位手段は、前記取付手段に比較的小さな変位を与
える小変位アクチュエータと、前記取付手段に比較的大
きな変位を与える大変位アクチュエータとで構成され、前記小変位アクチュエータと大変位アクチュエータは、
前記ベース部と前記取付手段の間で前記変位方向と直交
する方向に並べて配置されている、ことを特徴とするアクティブ型除振装置。
【請求項２】前記支持手段は、前記変位手段と、前記
ベース部と取付手段の間に配設された弾性支持部材との
少なくとも一方を含んで構成されていることを特徴とす
る請求項１記載のアクティブ型除振装置。
【請求項３】前記弾性支持部材は空気ばねまたは積層
ゴムにより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。
【請求項４】前記小変位アクチュエータと、この小変
位アクチュエータが取り付けられている前記ベース部ま
たは取付手段の間に前記変位方向に伸縮可能な弾性体が
配設され、前記ベース部に対する前記取付手段の前記変
位方向への移動に応じて前記弾性体が前記変位方向に沿
って伸縮するように構成さ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。
【請求項５】前記被除振体に１または２以上の前記除
振機構部が取り付けられて構成されていることを特徴と
する請求項１乃至４に何れか１項記載のアクティブ型除
振装置。
【請求項６】複数の前記除振機構部に対して１つの前
記制御装置部が設けられ、前記制御装置部は、前記各除
振機構部の前記振動検出手段により別々に検出された前
記変位方向の振動に対応して前記各除振機構部の前記変
位手段を別々に駆動するように構成されていることを特
徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載のアクティブ
型除振装置。
【請求項７】前記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。
【請求項８】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
徴とする請求項８記載のアクティブ型除振装置。
【請求項９】前記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１乃至８に何れか１項記載のアクティブ型除振装
置。
【請求項１０】前記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１乃至９に何れか１項記載のア
クティブ型除振装置。
【請求項１１】前記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１乃至１０に何れか１項記載のアクティブ型
除振装置。
【請求項１２】前記非駆動状態の前記小変位アクチュ
エータがその変位方向において受ける予圧縮力を調整す
る予圧縮力調整手段を設けたことを特徴とする請求項１
乃至１１に何れか１項記載のアクティブ型除振装置。