JPH0642582A - Damping device - Google Patents
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- JPH0642582A JPH0642582A JP36154191A JP36154191A JPH0642582A JP H0642582 A JPH0642582 A JP H0642582A JP 36154191 A JP36154191 A JP 36154191A JP 36154191 A JP36154191 A JP 36154191A JP H0642582 A JPH0642582 A JP H0642582A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、除振装置に係り、特に
振動を嫌う機械装置を搭載した除振台床板を浮上懸架し
て、除振台設置床からの振動を除去する除振装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-vibration device, and in particular, an anti-vibration device for removing vibrations from a floor on which an anti-vibration table is installed by suspending an anti-vibration table floor plate equipped with a mechanical device that dislikes vibrations. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、振動を極度に嫌う、電子顕微
鏡、半導体製造装置等の機械装置は、除振装置に搭載さ
れて使用されてきた。従来の除振装置の一例として、空
気ばね方式がある。電子顕微鏡、半導体製造装置等の機
械装置は、空気ばねを具備する除振台床板に搭載され
て、設置床の振動が空気ばねにより吸収され、除振台床
板に搭載された機械装置に伝わらないようになってい
た。しかしながら、空気ばね方式の除振装置は、機械的
なものであり、振動を完全に取除くことはできず、特に
微少な振動を完全に除去するのには無理があった。更
に、除振台床板上に発生する振動に対して、振動を吸収
することができず、除振台床板に搭載した機械装置等に
振動を与えてしまうことがある。2. Description of the Related Art Conventionally, mechanical devices such as electron microscopes and semiconductor manufacturing devices, which are extremely reluctant to vibrate, have been used by being mounted on a vibration isolation device. An air spring system is an example of a conventional vibration isolation device. Mechanical devices such as electron microscopes and semiconductor manufacturing equipment are mounted on a vibration isolation base floor plate equipped with an air spring, and the vibration of the installation floor is absorbed by the air spring and is not transmitted to the mechanical device mounted on the vibration isolation base floor plate. It was like this. However, the air-spring type vibration isolation device is mechanical and cannot completely remove vibrations, and it is difficult to completely remove minute vibrations. Further, with respect to the vibration generated on the vibration isolation base floor plate, the vibration cannot be absorbed, and the mechanical device mounted on the vibration isolation base floor plate may be vibrated.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、係る従来技
術の問題点に鑑み、除振台床板を設置床より浮上懸架す
る、振動の固有値がほとんどゼロになり広い除振帯域を
有する除振装置を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the prior art, the present invention is a vibration isolation having a wide vibration isolation band in which a vibration isolation floor plate is suspended from an installation floor and the vibration eigenvalue is almost zero. Provide a device.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の除振装置は、除
振台床板に固定された磁性体と、該磁性体を磁気力によ
って非接触支持する設置床側に固定された浮上用電磁石
と、除振台床板に固定された磁性体と設置床側に固定さ
れた浮上用電磁石との空隙における相対変位を検出する
変位センサと、該変位センサの信号により除振台床板を
浮上させるため該電磁石を制御する制御回路と、除振台
床板に固定された振動センサと、該振動センサの信号か
ら除振台床板の振動を除振制御する除振用電磁石とから
なり、除振台床板に固定された磁性体の磁極面が設置床
側に固定された浮上用電磁石の磁極面よりも大きくなっ
ていることを特徴とする。A vibration isolator according to the present invention comprises a magnetic body fixed to a floor plate of a vibration isolation base, and a levitation electromagnet fixed to the installation floor side for supporting the magnetic body in a non-contact manner by magnetic force. And a displacement sensor for detecting relative displacement in a gap between the magnetic body fixed to the vibration isolation base floor plate and the levitation electromagnet fixed to the installation floor side, and for raising the vibration isolation base floor plate by the signal of the displacement sensor. The control circuit for controlling the electromagnet, the vibration sensor fixed to the vibration isolation base floor plate, and the vibration isolation electromagnet for performing vibration isolation control of the vibration of the vibration isolation base floor plate from the signal of the vibration sensor. It is characterized in that the magnetic pole surface of the magnetic body fixed to is larger than the magnetic pole surface of the levitation electromagnet fixed to the installation floor side.
【０００５】[0005]
【作用】設置床側に固定された浮上用電磁石は、励磁電
流が流れると、磁気吸引力により、除振台床板に固定さ
れた磁性体を吸引し浮上支持する。従って、磁性体に固
定された除振台床板は、設置床側に対して非接触で浮上
懸架された状態となる。そして、除振台床板に固定され
た磁性体の磁極面が、設置床側に固定された浮上用電磁
石の磁極面よりも大きくなっており、水平方向の磁気吸
引力が作用しない。従って、設置床側が振動しても、そ
の振動は除振台床板に伝わらず、除振台床板１は水平方
向に静止したままである。即ち、水平方向の振動の固有
値がほとんどゼロの振動系となり、広い除振帯域を有す
る除振装置が実現される。また、除振台床板上から発生
した振動に対しては、振動センサにより除振台床板上の
振動を検出し、その信号を除振回路を介して水平方向除
振用電磁石を励磁し、除振することができる。When the exciting current flows, the levitation electromagnet fixed to the installation floor side attracts and floats the magnetic material fixed to the vibration isolation base floor plate by the magnetic attraction force. Therefore, the vibration isolation base floor plate fixed to the magnetic body is in a state of being suspended and suspended without contact with the installation floor side. The magnetic pole surface of the magnetic body fixed to the floor plate of the vibration isolation table is larger than the magnetic pole surface of the levitation electromagnet fixed to the installation floor side, and the magnetic attraction force in the horizontal direction does not act. Therefore, even if the installation floor side vibrates, the vibration is not transmitted to the vibration isolation base floor plate, and the vibration isolation base floor plate 1 remains stationary in the horizontal direction. In other words, the vibration system is one in which the eigenvalue of horizontal vibration is almost zero, and the vibration isolation device having a wide vibration isolation band is realized. For vibration generated from the vibration isolation base floor plate, the vibration sensor detects the vibration on the vibration isolation base floor plate, and the signal is excited by the horizontal vibration isolation electromagnet via the vibration isolation circuit to remove the vibration. Can be shaken.
【０００６】[0006]
【実施例】図２は、本発明の一実施例の除振装置の
（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は側面図である。除振
台床板１は、浮上用電磁石からなるアクチュエータ３に
より浮上懸架される。アクチュエータ３は、設置床２に
設置され、除振台床板１を、図示するように４点で支持
する。除振台床板１の上には、電子顕微鏡、半導体製造
装置等の振動を極度に嫌う機械装置が搭載される。2A and 2B are a plan view and a side view, respectively, of a vibration isolator according to an embodiment of the present invention. The anti-vibration base plate 1 is suspended by an actuator 3 composed of a levitation electromagnet. The actuator 3 is installed on the installation floor 2 and supports the anti-vibration base plate 1 at four points as shown. On the vibration isolation base plate 1, a mechanical device such as an electron microscope and a semiconductor manufacturing device which is extremely reluctant to vibrate is mounted.
【０００７】図１は、本発明の一実施例の除振装置のア
クチュエータ部分の説明図である。除振台床板１は、支
持部材１２を介して、磁性体５に接続固定されている。
磁性体５は、高透磁率の磁性材料である。浮上用電磁石
４は、設置床３に固定されており、浮上用電磁石４は、
環状のコイルがヨーク９に巻回されたもので、ヨーク９
は、磁性体５に対向している。即ち、ヨーク９と磁性体
５とは、その間の空隙を介して浮上用電磁石４の磁気回
路を形成する。変位センサ８は、磁性体５に設けられた
ターゲットにより、磁性体５と設置床側に固定された浮
上用電磁石との空隙における相対変位を検出する。FIG. 1 is an explanatory view of an actuator portion of a vibration isolator according to an embodiment of the present invention. The anti-vibration base plate 1 is connected and fixed to the magnetic body 5 via the support member 12.
The magnetic body 5 is a magnetic material having a high magnetic permeability. The levitation electromagnet 4 is fixed to the installation floor 3, and the levitation electromagnet 4 is
An annular coil is wound around the yoke 9,
Faces the magnetic body 5. That is, the yoke 9 and the magnetic body 5 form a magnetic circuit of the levitation electromagnet 4 with a gap therebetween. The displacement sensor 8 detects the relative displacement in the gap between the magnetic body 5 and the levitation electromagnet fixed to the installation floor side by the target provided on the magnetic body 5.
【０００８】除振台床板１に固定された磁性体５の磁極
面は、図中Ａで示すように、設置床２側に固定された浮
上用電磁石４のヨーク９の磁極面よりも大きくなってい
る。このため、浮上用電磁石４の磁気吸引力は、垂直方
向にのみ、磁性体５に対して作用し、水平方向には磁気
吸引力はほとんど作用しない。従って、浮上用電磁石４
よりは、磁性体５を平衡位置に保持するような水平方向
の力、いわゆるばね剛性がほとんど働かず、ばね剛性
と、被支持体の質量とで定まる自由振動の固有値がほと
んどゼロに近い振動系が実現される。The magnetic pole surface of the magnetic body 5 fixed to the vibration isolation floor plate 1 is larger than the magnetic pole surface of the yoke 9 of the levitation electromagnet 4 fixed to the installation floor 2 side, as shown by A in the figure. ing. Therefore, the magnetic attraction force of the levitation electromagnet 4 acts on the magnetic body 5 only in the vertical direction, and the magnetic attraction force hardly acts in the horizontal direction. Therefore, the levitation electromagnet 4
Is a vibrating system in which a horizontal force for holding the magnetic body 5 at an equilibrium position, so-called spring rigidity, hardly acts, and the eigenvalue of free vibration determined by the spring rigidity and the mass of the supported body is almost zero. Is realized.
【０００９】更に、除振台床板１には、振動センサ６が
具備されており、除振台床板１の水平方向の振動（速
度、加速度）を検出する。除振台床板１に生じる水平方
向の振動を打消すために、水平方向除振用電磁石７が設
けられている。水平方向除振用電磁石７は、その磁極
が、支持部材１２のターゲット１４に対向することによ
り、水平方向の磁気吸引力を除振台床板１に対して作用
させることができる。Further, the vibration isolation base plate 1 is equipped with a vibration sensor 6 to detect horizontal vibrations (velocity, acceleration) of the vibration isolation base plate 1. A horizontal vibration isolating electromagnet 7 is provided in order to cancel horizontal vibration generated on the vibration isolation base plate 1. Since the magnetic poles of the horizontal vibration isolation electromagnet 7 face the target 14 of the support member 12, a horizontal magnetic attraction force can be applied to the vibration isolation base plate 1.
【００１０】図３は、本発明の一実施例の除振装置の垂
直方向制御のブロック図である。浮上位置指令信号１５
により所望する磁性体５の垂直方向の浮上位置を指定す
る。比較器１７によって、浮上位置指令信号１５と、変
位センサ８の信号を変位センサアンプ１６で増幅した信
号とを比較する。そして変位センサアンプ１６の出力が
浮上位置指令信号１５に達しない場合には、その差分が
位相補償回路１８によって、位相が調整され、ドライブ
回路１９によって電力増幅され、浮上用電磁石４のコイ
ルに励磁電流として印加される。浮上用電磁石４に励磁
電流が流れると、磁性体５の磁極に対して磁気吸引力が
発生し、磁性体５、即ち除振台床板１は浮上する。この
ようなフィードバック制御系によって、磁性体５、即
ち、除振台床板１の位置は、浮上位置指令信号１５によ
って指定された位置で安定に浮上する。FIG. 3 is a block diagram of vertical control of the vibration isolator according to an embodiment of the present invention. Flying position command signal 15
The desired floating position of the magnetic body 5 in the vertical direction is designated by. The comparator 17 compares the flying position command signal 15 with the signal obtained by amplifying the signal from the displacement sensor 8 by the displacement sensor amplifier 16. When the output of the displacement sensor amplifier 16 does not reach the floating position command signal 15, the phase is adjusted by the phase compensation circuit 18, the power is amplified by the drive circuit 19, and the coil of the floating electromagnet 4 is excited. It is applied as an electric current. When an exciting current flows through the levitation electromagnet 4, a magnetic attraction force is generated on the magnetic poles of the magnetic body 5, and the magnetic body 5, that is, the vibration isolation base plate 1 floats. By such a feedback control system, the position of the magnetic body 5, that is, the vibration isolation floor plate 1 is stably levitated at the position designated by the levitating position command signal 15.
【００１１】図４は、本発明の一実施例の除振装置の水
平方向制御のブロック図である。除振台床板１上に設置
された振動センサ６で、除振台に加えられる水平方向の
振動、即ち、速度、加速度を検出する。そして検出され
た振動を、除振回路２１に入力する。除振回路２１は、
振動を打消すために必要な信号を発生し、そして一定の
ゲインを有する増幅回路で増幅後、直流検波回路２２で
右（Ｒ）側左（Ｌ）側を振り分け、ドライブ回路２３で
それぞれ電力増幅し、右側左側の水平方向除振用電磁石
７Ｒ，７Ｌのコイル１３に印加する。FIG. 4 is a block diagram of horizontal control of the vibration isolator according to an embodiment of the present invention. A vibration sensor 6 installed on the vibration isolation table floor plate 1 detects horizontal vibration applied to the vibration isolation table, that is, velocity and acceleration. Then, the detected vibration is input to the vibration isolation circuit 21. The vibration isolation circuit 21 is
A signal necessary for canceling the vibration is generated, and after amplification by an amplification circuit having a constant gain, the DC detection circuit 22 distributes the right (R) side and the left (L) side, and the drive circuit 23 respectively amplifies the power. Then, it is applied to the coils 13 of the horizontal vibration isolating electromagnets 7R and 7L on the right side.
【００１２】図５は、除振特性の説明図であり、（Ａ）
は水平方向のばね剛性により、振動の固有値を有する場
合であり、（Ｂ）は水平方向のばね剛性が無く、振動の
固有値がほとんどゼロの場合である。コンプライアンス
は、外乱の外力に対する変位の比であり、Ｘ（変位）／
Ｆ（外力）で表される。（Ａ）に示す水平方向のばね剛
性により振動の固有値を有する場合には、外乱がある
と、固有値（ω０） 付近で、大きな振勧が生じ、除振
帯域は、固有値（ω０） より高い周波数領域に限られ
る。これに対して、本発明の一実施例では、図１の円Ａ
に示すように、除振台床板１に固定された磁性体５の磁
極面が設置床２側に固定された浮上用電磁石４の磁極面
よりも大きくなっている。このため、浮上用電磁石４
は、水平方向の磁気吸引力がほとんど磁性体５に作用せ
ず、いわゆるばね剛性がほとんどゼロであり、振動の固
有値がほとんどゼロとなる。従って、本発明の除振装置
の構造は、（Ｂ）に示す振動の固有値がほとんどゼロの
場合となる。それ故、（Ａ）に示す、水平方向のばね剛
性により、振動の固有値を有する場合と比較して、全周
波数領域にわたって、除振帯域が得られるという効果を
奏する。FIG. 5 is an explanatory view of the vibration isolation characteristic, which is (A).
Shows the case where the horizontal spring rigidity has an eigenvalue of vibration, and (B) shows the case where there is no horizontal spring rigidity and the eigenvalue of vibration is almost zero. Compliance is the ratio of the displacement of the disturbance to the external force, and X (displacement) /
It is represented by F (external force). In the case where the horizontal spring stiffness shown in (A) has an eigenvalue of vibration, if there is a disturbance, a large vibration occurs near the eigenvalue (ω 0 ), and the vibration isolation band becomes larger than the eigenvalue (ω 0 ). Limited to high frequency range. On the other hand, in one embodiment of the present invention, the circle A in FIG.
As shown in, the magnetic pole surface of the magnetic body 5 fixed to the vibration isolation floor plate 1 is larger than the magnetic pole surface of the levitation electromagnet 4 fixed to the installation floor 2 side. Therefore, the levitation electromagnet 4
The magnetic attraction force in the horizontal direction hardly acts on the magnetic body 5, the so-called spring rigidity is almost zero, and the eigenvalue of vibration is almost zero. Therefore, the structure of the vibration isolator of the present invention is the case where the eigenvalue of vibration shown in (B) is almost zero. Therefore, the horizontal spring rigidity shown in (A) brings about an effect that the vibration isolation band can be obtained over the entire frequency range as compared with the case where the vibration has an eigenvalue.
【００１３】更に、除振台床板１に垂直方向の振動セン
サを取付け、垂直方向の速度、加速度を検出し、この信
号をもとに、垂直方向に浮上用電磁石の励磁電流をコン
トロールすることが考えられる。このような制御によっ
て、水平方向、鉛直方向の絶対座標系での除振が可能と
なる。Further, a vibration sensor in the vertical direction is attached to the vibration isolation floor plate 1 to detect the speed and acceleration in the vertical direction, and the exciting current of the levitation electromagnet can be controlled in the vertical direction based on these signals. Conceivable. By such control, it becomes possible to perform vibration isolation in the absolute coordinate system in the horizontal and vertical directions.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の除
振装置は、除振台床板に固定された磁性体を、設置床側
に固定された電磁石の磁気力により非接触浮上するもの
である。除振台床板に固定された磁性体の磁極面が設置
床側に固定された浮上用電磁石の磁極面よりも大きくな
っているので、水平方向の磁気吸引力が発生しないこと
から、全周波数領域にわたって除振が可能となり、広い
除振帯域を有する除振装置が実現される。As described in detail above, the vibration isolator according to the present invention levitates the magnetic body fixed to the vibration isolation base floor plate in a non-contact manner by the magnetic force of the electromagnet fixed to the installation floor side. Is. Since the magnetic pole surface of the magnetic material fixed to the vibration isolation base floor plate is larger than the magnetic pole surface of the levitation electromagnet fixed to the installation floor side, horizontal magnetic attraction does not occur, so the entire frequency range It is possible to perform vibration isolation over the entire range, and a vibration isolation device having a wide vibration isolation band is realized.
【図１】本発明の一実施例の除振装置のアクチュエータ
部分の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an actuator portion of a vibration isolation device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例の除振装置の（ａ）平面図、
（ｂ）側面図。FIG. 2A is a plan view of the vibration isolation device according to the embodiment of the present invention,
(B) A side view.
【図３】本発明の実施例の除振装置の垂直方向制御のブ
ロック図。FIG. 3 is a block diagram of vertical control of the vibration isolation device according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例の除振装置の水平方向制御のブ
ロック図。FIG. 4 is a block diagram of horizontal control of the vibration isolation device according to the embodiment of the present invention.
【図５】除振特性の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of vibration isolation characteristics.
１ 除振台床板 ２ 設置床 ３ アクチュエータ ４ 浮上用電磁石 ５ 磁性体 ６ 振動センサ ７ 水平方向除振用電磁石 ８ 変位センサ ９ ヨーク １２ 支持部材 １３ コイル １４ ターゲット 1 Vibration Isolation Base Floor Plate 2 Installation Floor 3 Actuator 4 Levitation Electromagnet 5 Magnetic Material 6 Vibration Sensor 7 Horizontal Vibration Isolation Electromagnet 8 Displacement Sensor 9 Yoke 12 Supporting Member 13 Coil 14 Target
Claims (1)
性体を磁気力によって非接触支持する設置床側に固定さ
れた浮上用電磁石と、除振台床板に固定された磁性体と
設置床側に固定された浮上用電磁石との空隙における相
対変位を検出する変位センサと、該変位センサの信号に
より除振台床板を浮上させるため該電磁石を制御する制
御回路と、除振台床板に固定された振動センサと、該振
動センサの信号から除振台床板の振動を除振制御する除
振用電磁石とからなり、除振台床板に固定された磁性体
の磁極面が設置床側に固定された浮上用電磁石の磁極面
よりも大きくなっていることを特徴とする除振装置。1. A magnetic body fixed to an anti-vibration base floor plate, a levitation electromagnet fixed to the installation floor side for supporting the magnetic body in a non-contact manner by a magnetic force, and a magnetic body fixed to the anti-vibration base floor plate. And a levitation electromagnet fixed to the installation floor side, a displacement sensor that detects relative displacement in the gap, a control circuit that controls the electromagnet to levitate the floor plate of the vibration isolation table based on the signal from the displacement sensor, and a vibration isolation table. It consists of a vibration sensor fixed to the floor plate and an anti-vibration electromagnet that controls the vibration of the vibration isolation base floor plate from the signal of the vibration sensor. The magnetic pole surface of the magnetic material fixed to the vibration isolation base floor plate is installed on the floor. A vibration isolation device, characterized in that it is larger than the magnetic pole surface of the levitation electromagnet fixed to the side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3361541A JP2522736B2 (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Vibration isolation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3361541A JP2522736B2 (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Vibration isolation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642582A true JPH0642582A (en) | 1994-02-15 |
| JP2522736B2 JP2522736B2 (en) | 1996-08-07 |
Family
ID=18473995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3361541A Expired - Fee Related JP2522736B2 (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Vibration isolation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522736B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105667339A (en) * | 2016-04-02 | 2016-06-15 | 成都浮星科技有限公司 | Magnetic suspension carrying tool |
| CN105680728A (en) * | 2016-04-02 | 2016-06-15 | 成都浮星科技有限公司 | Vector magnetic levitation engine and vector magnetic levitation power system |
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| JPH02203040A (en) * | 1989-01-31 | 1990-08-13 | Kajima Corp | Magnetic vibration isolating device |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP3361541A patent/JP2522736B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2522736B2 (en) | 1996-08-07 |
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