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技術 空圧浮動支持装置

出願人 藤倉ゴム工業株式会社
発明者 海沼正邦玉置恵司藤田知正珍田寛
出願日 2000年7月18日 (20年4ヶ月経過) 出願番号 2000-216834
公開日 2002年1月31日 (18年9ヶ月経過) 公開番号 2002-031183
状態 特許登録済
技術分野 機械・装置等に特有でない一般的な支持体 流体減衰装置
主要キーワード 加圧空気圧 性気密部材 供給空気圧力 圧力空気室 空気圧力室 波形変形 加圧空気源 複数部材
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年1月31日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

目的

平面的な大きさを大きくすることなく、かつ加圧空気圧力を高めることなく、必要な出力(荷重保持能力)を容易に得ることができる空圧浮動支持装置を得る。

構成

機械的接触部分を持たない固定台可動台との間に、それぞれベローズを介して、互いに連通する第一、第二の圧力空気室を対で形成し、この第一の圧力空気室は、該第一の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力に抗する方向に移動させるように形成する一方、第二の圧力空気室は、該第二の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力方向に移動させるように形成し、かつ第一の圧力空気室による可動台の受圧面積を、第二の圧力空気室による可動台の受圧面積より広く設定した空圧浮動支持装置。

概要

背景

概要

平面的な大きさを大きくすることなく、かつ加圧空気圧力を高めることなく、必要な出力(荷重保持能力)を容易に得ることができる空圧浮動支持装置を得る。

機械的接触部分を持たない固定台可動台との間に、それぞれベローズを介して、互いに連通する第一、第二の圧力空気室を対で形成し、この第一の圧力空気室は、該第一の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力に抗する方向に移動させるように形成する一方、第二の圧力空気室は、該第二の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力方向に移動させるように形成し、かつ第一の圧力空気室による可動台の受圧面積を、第二の圧力空気室による可動台の受圧面積より広く設定した空圧浮動支持装置。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

機械的接触部分を持たない固定台可動台との間に、それぞれ可撓性気密部材を介して形成した、互いに連通する第一、第二の圧力空気室;この第一の圧力空気室は、該第一の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力に抗する方向に移動させるように形成されていること;上記第二の圧力空気室は、該第二の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力方向に移動させるように形成されていること;第一の圧力空気室による可動台の受圧面積は、第二の圧力空気室による可動台の受圧面積より広く設定されていること;及び上記第一、第二の圧力空気室に加圧空気を供給する供給手段;を備えたこと特徴とする空圧浮動支持装置

請求項2

請求項1記載の空圧浮動支持装置において、上記第一、第二の圧力空気室は、複数対が上下方向に重ねて形成されている空圧浮動支持装置。

請求項3

請求項1または2記載の空圧浮動支持装置において、固定台と可動台との間には、対をなす第一、第二の圧力空気室とは別に、可撓性気密部材を介して、可動台を重力に抗する方向に移動させる独立圧力空気室が形成されている空圧浮動支持装置。

請求項4

請求項1ないし3のいずれか1項記載の空圧浮動支持装置において、可撓性気密部材は、全体として筒状をなし少なくとも一つの断面半円状部を有するベローズからなる空圧浮動支持装置。

技術分野

0001

本発明は、例えば除振装置に使用される空圧浮動支持装置に関する。

0002

除振装置は、例えばステッパーのような微小振動嫌う装置を載置する装置(台)として用いられている。このような除振装置の一種として従来、固定台可動台との間に可撓性気密部材を介して圧力空気室を形成し、この圧力空気室内の加圧空気を吸排制御することにより、可動台を浮動状態に保ち、振動の伝播を防ぐという原理の空圧浮動支持装置が知られている。

0003

この従来の空圧浮動支持装置は、出力(荷重保持能力)を高めようとすれば、加圧空気の圧力を増大させるか、可動台の受圧面積を増大させる以外に手段がない。しかし、前者は耐圧を高めなければならず、後者は平面的な大きさを増大させる。

0004

本発明は、特に平面的な大きさを大きくすることなく、かつ加圧空気圧力を高めることなく、必要な出力(荷重保持能力)を容易に得ることができる空圧浮動支持装置を得ることを目的とする。

発明の概要

0005

本発明による空圧浮動支持装置は、機械的接触部分を持たない固定台と可動台との間に、それぞれ可撓性気密部材を介して、互いに連通する第一、第二の圧力空気室を対で形成し、この第一の圧力空気室は、該第一の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力に抗する方向に移動させるように形成する一方、第二の圧力空気室は、該第二の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力方向に移動させるように形成して、 第一の圧力空気室による可動台の受圧面積を、第二の圧力空気室による可動台の受圧面積より広く設定し、この第一、第二の圧力空気室に加圧空気を供給する供給手段を設けたことを特徴としている。

0006

この空圧浮動支持装置によると、対をなす第一、第二の圧力空気室を上下方向に重ねて必要数形成することにより、平面的な大きさを増大させることなく、必要な出力を得ることができる。

0007

固定台と可動台との間には、対をなす第一、第二の圧力空気室とは別に、可撓性気密部材を介して、可動台を重力に抗する方向に移動させる独立圧力空気室を形成することが好ましい。

0008

可撓性気密部材は、各種の断面形状の弾性部材から構成することができるが、例えば、全体として筒状をなし少なくとも一つの断面半円状部(波形変形部)を有するベローズから構成することができる。

0009

図1は、本発明による空圧浮動支持装置を原理的に示した実施形態である。基礎10上に固定される固定台20は、底壁21と筒状部22とを有する有底筒状をなし、筒状部22内に、径方向内方に延びる、上下方向に離間した複数(図示例では2枚)の環状板23A、23Bを一体に有している。環状板23A、23Bの中心部には貫通穴24が存在する。

0010

可動台30は、固定台20の貫通穴24内に非接触で位置する軸部31と、この軸部31に軸方向に離間させて一体に設けた3枚の円板32A、32B、32Cとを有し、この3枚の円板32A、32B、32Cは、下方から順に、固定台20の底壁21と環状板23Aの間、環状板23Aと環状板23Bの間、及び上端の環状板23Bの上方とにそれぞれ位置している。以上の固定台20と可動台30は、一部材として図示しているが、実際には複数部材に分割して形成する。

0011

固定台20の底壁21と、可動台30の円板32Aとの間には、ベローズ41を介して、独立圧力空気室42が形成されている。この独立圧力空気室42は、管路43を介して開閉弁44、レギュレータ45及び加圧空気源46に順に接続されており、加圧空気が供給されると、可動台30を重力に抗する方向に移動させる。

0012

固定台20の環状板23Aと、可動台30の円板32Aと32Bとの間、及び固定台20の環状板23Bと、可動台30の円板32Bと32Cとの間にはそれぞれ、同一構成の対をなす第一の第一圧力空気室51と第二の圧力空気室52とが形成されている。すなわち、第一圧力空気室51は、大径ベローズ53によって、環状板23Aと円板32Bの間、及び環状板23Bと円板32Cとの間にそれぞれ形成されており、第二圧力空気室52は、小径ベローズ54によって、環状板23Aと円板32Aの間、及び環状板23Bと円板32Bの間に形成されている。第一圧力空気室51と第二圧力空気室52は、それぞれ管路55を介して、独立圧力空気室42用と同一の開閉弁44、レギュレータ45及び加圧空気源46に順に接続されている。

0013

上記構成によると、第一圧力空気室51に加圧空気が供給されたとすると、可動台30には重力に抗する方向に移動する力が作用し、第二圧力空気室52に加圧空気が供給されると、可動台30には重力方向に移動する力が作用する。しかし、大径ベローズ53は小径ベローズ54より大径であり、第一圧力空気室51による可動台30の受圧面積Aは、第二圧力空気室52による可動台30の受圧面積aより大きい。いま、第一圧力空気室51と第二圧力空気室52に供給される加圧空気圧力をPとすると、対をなす第一圧力空気室51と第二圧力空気室52による可動台30の上昇方向の力は、
P×A−P×a=(A−a)×P
で与えられる。

0014

独立圧力空気室42(ベローズ41)による可動台30の受圧面積を同じAとすると、図示実施形態では、対をなす第一圧力空気室51と第二圧力空気室52が二組設けられているから、すべての空気圧力室(独立空気圧力室42、第一、第二圧力空気室51、52)に、圧縮空気源46を介して同時に圧力Pの加圧空気を供給したときに、全体として可動台30が受ける重力に抗する方向の力Xは、
X=P×A+2(A−a)×P
=(3A−2a)×P
となる。

0015

このように、本実施形態によると、固定台20と可動台30の平面的な大きさを大きくすることなく、かつ加圧空気圧力を高くすることなく、必要に応じて対をなす第一圧力空気室51と第二圧力空気室52の数を増やすことで、可動台30を大きい力で重力に抗する方向に移動させることができる。固定台20の底壁21と、可動台30の円板32Aとの間に空間を確保したい用途では、独立圧力空気室42(ベローズ41)を省略することも可能である。逆に、図示実施形態において、第一圧力空気室51と第二圧力空気室52を一対のみ設ける態様も可能である。

0016

図2は、本発明による空圧浮動支持装置を適用した除振装置のより具体的な形状例である。固定台20、可動台30の形状は、実際の装置構成に応じて複雑化しているが、第一圧力空気室51と第二圧力空気室52とが図1では二対であるのに、図2は一対のみである点を除き、基本的な装置構成は図1と同じであり、図1の構成要素と対応する構成要素には同一符号を付している。また、図1と同様に固定台20と可動台30は、一部材として図示しているが、実際には複数部材に分割して形成する。

0017

この図2の実施形態では、固定台20と可動台30との間に、第一圧力空気室51と第二圧力空気室52を形成する(鉛直方向)ベローズ43、44に加えて、軸線を水平方向とした水平方向用ベローズ60が設けられており、この水平方向ベローズ60に調圧された加圧空気を供給することにより、水平方向の除振も図ることができる。

発明の効果

0018

以上のように本発明の空圧浮動支持装置によれば、平面的な大きさを大きくすることなく、あるいは供給空気圧力を大きくすることなく、大きい出力で可動台を浮動状態で支持することができる。

図面の簡単な説明

0019

図1本発明による空圧浮動支持装置の原理的一実施形態を示す断面図である。
図2本発明による空圧浮動支持装置のより具体的な実施形態を示す断面図である。

--

0020

10基礎
20固定台
21底壁
22 筒状部
23A 23B環状板
24貫通穴
30可動台
31 軸部
32A 32B 32C円板
41ベローズ
42 独立圧力空気室
43 55管路
44開閉弁
45レギュレータ
46加圧空気源
51 第一圧力空気室
52 第二圧力空気室
53 大径ベローズ
54 小径ベローズ

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