輕型平臺的製作方法

2023-09-12 17:54:25 1

本發明涉及用於載置精密天秤、光學設備或計量設備等精密設備類的輕型平臺。

背景技術：

近年來，伴隨著計量技術的快速進步，以半導體產業、超精加工技術的領域為起點，已經達到了無法忽視所有的製造現場的周圍環境對製造裝置的影響的階段。例如被指出，在地板中傳來的振動、周邊的裝置所產生的振動、從空氣傳播的聲響等會給被設置在防振臺、作業臺上的測量設備的解析度、數據的再現性帶來問題。

為了在處於那樣的幹擾中發揮上述精密設備的性能，重要的是對搭載這些精密設備類的輕型平臺賦予高防振性(防振模式)、高共振抑制性、耐高彎曲模式、耐高扭歪模式。因此，專利文獻1所記載的蜂窩夾層平臺通過將設於上板與下板之間的中間構造體作為蜂窩夾層構造體，將粘彈性體收納在由于振動而使輕型平臺的位移大的部位的蜂窩夾層空間內，利用該粘彈性體消耗振動能，從而欲解決該問題(參照專利文獻1)。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2005－195154號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

蜂窩夾層構造是材料力學上非常優異的構造，但是在欲由鋁的擠壓成形品構成該蜂窩夾層構造時，存在模具花費成本高且若不大量生產則不合算這樣的問題，且無法大型化。因此，也有如下的方法，即，對於芯部分，例如以恆定間隔對鋼板材實施切縫，將在交叉的鋼板材的相反側被切割而成的切縫插入到該切縫中進行組合，通過焊接將插入部接合而形成蜂窩夾層構造，該方法雖然能夠適用於少量生產，但是存在非常花費精力且成本高這樣的問題。此外，在作為精密設備的載置臺而使用的情況下，不得不對上板以恆定間隔穿設多個內螺紋孔，但是該內螺紋孔加工不得不在開孔加工之後逐個進行攻絲加工，在這個方面存在成本相當高的問題。

本發明是為了解決這樣的以往的問題而提出的，其目的在於，開發一種在能夠充分確保必要的性能的同時以儘可能低的成本來製造的輕型平臺。

用於解決課題的手段

技術方案1記載的發明是一種輕型平臺a，其由用於設置載荷w的上板10、被設置於地板面50的下板20、和被設置於上板10與下板20之間的中間構造體30構成，其特徵在於，

將板材31每折彎2次後向相反側折彎以使コ字狀部分32和倒コ字狀部分33連續，而形成折彎板材34，將該折彎板材34以コ字狀部分32或倒コ字狀部分33彼此位於相反側的方式平行地配置，而形成中間構造體30，

相鄰地配置的折彎板材34的コ字狀部分32或倒コ字狀部分33的接觸面35被固定。

技術方案2記載的發明是根據技術方案1所記載的輕型平臺a，其特徵在於，

上板10由上面板部11、中間板部12和下面板部13這3層構造構成，在上面板部11以恆定間隔穿設有緊固螺釘穿過孔11a，在下面板部13與緊固螺釘穿過孔11a重合地穿設有卡定孔13a，

中間板部12是樹脂制，在中間板部12的下面突出設置有穿過卡定孔13a的卡定突起12a，且從中間板部12的上面起穿設有到達卡定突起12a的內螺紋孔12b，

內螺紋孔12b比緊固螺釘40形成得細，以便利用從緊固螺釘穿過孔11a擰入的緊固螺釘擴展，並使卡定孔13a的孔緣咬入卡定突起12a的外周面而卡定。

技術方案3記載的發明是根據技術方案1所記載的輕型平臺a，其特徵在於，

上板10由上面板部11和插入下板部14這2層構造構成，

在上面板部11以恆定間隔穿設有緊固螺釘穿過孔11a，

插入下板部14是樹脂制，與緊固螺釘穿過孔11a匹配地穿設有通孔14b，且從穿過孔11a擰入的緊固螺釘40所螺合的螺母構件14a與內螺紋孔12b相吻合地被該緊固螺釘40插入。

技術方案4記載的發明是根據技術方案1～3中任一項所記載的輕型平臺a，其特徵在於，

在承受載荷w時輕型平臺a產生最大撓曲的、中間構造體30的中央部分t的空間k配設有芯材36。

技術方案5記載的發明是根據技術方案4所記載的輕型平臺a，其特徵在於，

與上板10的下面接觸的粘彈性材37被安裝於芯材36。

發明的效果

根據本發明，因為中間構造體30由折彎板材34的接合(粘接或焊接)構成，所以中間構造體30的製造通過單純的鈑金加工即可，能夠非常便宜地製造輕型平臺a。而且，因為該相鄰地配置的折彎板材34彼此在接觸面35通過粘接或焊接等方法來固定，所以該固定部分的厚度成為板厚的2倍，由此，中間構造體30的機械強度大幅地提高。

並且，因為代替直接螺設在鋼板制的以往的上板的內螺紋孔，能夠在通過注射成形那樣的方法形成的樹脂制的中間板部12形成內螺紋孔12b，或者能夠相同地通過注射成形那樣的方法將既設的螺母構件14a插入樹脂制的插入下板部14，所以能夠省略內螺紋孔加工，能夠大幅地削減加工成本。而且，由於採用樹脂板作為上板10的構成構件，所以能夠將在該部分傳遞來的振動的某種程度的部分變換成熱來吸收，並使其內部衰減。

另外，輕型平臺a被評價為，將1次固有頻率越提高到儘可能高的區域，性能越高。由於固有頻率的計算式在分子中有剛性，在分母中有質量，所以剛性越高或質量越輕，固有頻率變得越高，所以通過在承受載荷w時產生最大撓曲的中間構造體30的中央部分t的空間k內預先配置塊狀的芯材36，能夠幾乎不增加輕型平臺a的質量地提高剛性，能夠將輕型平臺a的固有頻率提高到要求頻率。另外，若在芯材36上安裝有與上板10的下面接觸的粘彈性材37，則能夠利用粘彈性材37將上板10傳遞來的振動有效地變換為熱，能夠獲得高的防振性。

附圖說明

圖1是本發明的實施例1的俯視圖。

圖2是圖1的側視圖。

圖3是用於本發明的中間構造體的俯視圖。

圖4是構成中間構造體的折彎板材的立體圖。

圖5是本發明的實施例1的局部放大剖視圖。

圖6(a)～(c)是圖5的組裝步驟的剖視圖。

圖7是本發明的實施例2的局部放大剖視立體圖。

圖8是芯材的立體圖。

具體實施方式

以下，按照圖示實施例說明本發明。輕型平臺a由上板10、下板20、和被設置於上板10與下板20之間的中間構造體30、根據需要進一步設置的側面板26構成。

上板10的實施例1如圖6所示，由上面板部11、中間板部12和下面板部13這3層構造構成。上面板部11是鋼板制或石板制，其上面被精加工成被要求的平面度、平面粗糙度。在鋼板制的情況下，以恆定間隔縱橫地穿設有緊固螺釘穿過孔11a。

中間板部12是硬質的樹脂板制，與緊固螺釘穿過孔11a匹配地在其下面突出設置有卡定突起12a。卡定突起12a的頂端部分與基部相比稍粗，成為能夠穿過穿設於後述的下面板部13的卡定孔13a的直徑。並且，從中間板部12的上面起穿設有到達卡定突起12a的頂端的內螺紋孔12b。內螺紋孔12b的整個內徑或卡定突起12a部分的內螺紋孔12b的內徑被形成得比緊固螺釘40的外形稍細，以便內螺紋孔12b被從緊固螺釘穿過孔11a擰入的緊固螺釘40擴展，使卡定孔13a的孔緣咬入卡定突起12a的基部的外周面而被卡定。該內螺紋孔12b無需從最初起就刻設內螺紋，也可以利用單純的圓孔，通過擰入例如自攻螺釘那樣的緊固螺釘40，利用緊固螺釘40的外螺紋進行刻設。

下面板部13是供卡定突起12a通過壓入而穿過並突出到下面的程度的單純的薄鋼板，與緊固螺釘穿過孔11a匹配地以恆定間隔縱橫地穿設有卡定孔13a。並且，上述上面板部11、中間板部12和下面板部13如圖6所示層疊成3層並被粘接固定。

中間構造體30由多個折彎板材34構成。折彎板材34是將板材31每折彎2次後向相反側折彎，使コ字狀部分32和倒コ字狀部分33連續的z字形形狀。以コ字狀部分32或倒コ字狀部分33彼此位於相反側的方式平行地配置該折彎板材34，通過粘接或焊接使相鄰地配置的折彎板材34的コ字狀部分32或倒コ字狀部分33的接觸面35一體化。此時，コ字狀部分32或倒コ字狀部分的接觸面35的長度既可以為同與接觸面35正交的面相同的長度，也可以使任一方比任另一方長。在相同的長度的情況下，中間構造體30的平面形狀成為正方形的格子狀。在不同的長度的情況下成為長方形。若使接觸面35的長度比與接觸面35正交的面長，則通過固定而成為二層的接觸面35的部分增多，剛性提高。此外，折彎板材34的折彎長度選擇不與緊固螺釘穿過孔11a幹涉的長度。

芯材36是根據需要而被使用的構件，與被收納在格子狀的中間構造體30的空間k的大小匹配地形成。因為芯材36是提高輕型平臺a的剛性的構件，所以將鋼製的板折彎而被形成為由4片構成的四方的框狀、或由6片構成的中空的四方的盒狀。

此外，粘彈性體37也根據需要而被使用。粘彈性體37例如是丁基橡膠那樣的構件，附著於芯材36的外周面地設置、或內置於芯材36且一部分從芯材36露出地設置。並且，該粘彈性體37被安裝成與上板10的下面接觸。

並且，在下板20之上設置中間構造體30，兩者的接觸部分被粘接、被牢靠地一體化。接著，一體化了的上板10被載置在中間構造體30上，下面板部13與中間構造體30的接觸部分被粘接，被牢靠地一體化。另外，在中間構造體30的周圍安裝有例如木製的側面板26，貫通地穿過上板10和側面板26的緊固螺栓45被螺紋固定於下板20，整體被一體化。

在作為無塵室的地板材而被使用的情況下，預先知道所載置的載荷w的大小，在不得不預先增強輕型平臺a的強度的情況下，預先將輕型平臺a產生最大撓曲的部位、一般而言是中央部分t所需數量的芯材36嵌入中間構造體30的四方形的空間k，提高輕型平臺a的強度。

此外，在不希望因輕型平臺a的幹擾而產生的振動的情況下，使用裝備有粘彈性體37的芯材36。此時，優選粘彈性體37與上板10的下面接觸。

如此地構成的輕型平臺a如前述那樣作為無塵室的地板材而被使用。負荷w的腳60如圖6那樣利用緊固螺釘40被固定於上板10。此時，如前述那樣，緊固螺釘40通過緊固螺釘穿過孔11a被擰入內螺紋孔12b，並將該內螺紋孔12b擴展，使卡定突起12a與卡定孔13a卡合。由此，能夠將負荷w可靠地固定於上板10。

輕型平臺a的實施例2是如圖7所示的結構，在該情況下，上板10是上面板部11和插入下板部14這2層構造。上面板部11與實施例1相同，以恆定間隔縱橫地穿設有多個緊固螺釘穿過孔11a。

插入下板部14是樹脂制，與上面板部11的緊固螺釘穿過孔11a匹配地穿設有通孔14b，螺母構件14a被插入在通孔14b中。在圖的實施例中，上面板部11的緊固螺釘穿過孔11a與實施例1相比其內徑大，從插入下板部14的上面突出設置的圓筒部14c從下穿過。螺母構件14a的插入位置不限於圖的實施例，在緊固螺釘40能夠緊固的位置，只要是能夠插入成形的位置，就可以是任意的部分。插入下板部14通過例如粘接或螺紋緊固那樣的手段被一體化於上面板部11。除此以外的部分與實施例1相同。

附圖標記的說明

a：輕型平臺、t：中央部分、k：空間、w：載荷(負荷)、10：上板、11：上面板部、11a：緊固螺釘穿過孔、12：中間板部、12a：卡定突起、12b：內螺紋孔、13：下面板部、13a：卡定孔、14：插入下板部、14a：螺母構件、14b：通孔、14c：圓筒部、20：下板、26：側面板、30：中間構造體、31：板材、32：コ字狀部分、33：倒コ字狀部分、34：折彎板材、35：接觸面、36：芯材、37：粘彈性材、40：緊固螺釘、45：緊固螺栓、50：地板面、60：腳。