クリーンルーム向けClassOneワークステーション

全ステンレススチール製のTMC ClassOne™ワークステーションは、高性能な空気ばね式除振テーブルで、クリーンルームとの適合性を最大にするために、床から上に設計されています。除振装置は同じGimbal Piston™エレメントによるもので、光学定盤、電子顕微鏡、精密天秤、走査型トンネル顕微鏡の除振に卓越した性能を提供します。

ClassOneワークステーションは、出荷前に工場で、糸くずの出ない布でアルコール拭きされ、プラスチックを二重にラッピングしています。 

すべてのCleanBenchテーブルに、TMCのGimbal Piston空気ばね式除振装置が標準装備されています。Gimbal Pistonは、比較実験で他の空気ばね式除振装置よりも一貫して優れた性能を示しています。それは、すべての軸で傑出した低周波除振を実現し、非常に低いインプットレベルの励振を受けても仕様通りの性能を維持します。独自のダンピング技術により、Gimbal Pistonは比較的重心の高い搭載装置を安定させ、隔離された除振台の外乱を素早く消散させることができます。

利点

• 2 Hzで開始される垂直および水平除振
• 10Hzで振動を95％以上低減
• 設計は事実上摩擦がなく、静転がり摩擦から静摩擦への遷移を回避できる
• ジンバルとして機能することで水平変位に適応

Gimbal Piston® 空気ばね式除振装置は、非常に低いインプットレベルでさえも、あらゆる方向に傑出した低周波除振実現します。一般的な低振幅の周辺の床振動に対してはわずかなダンピングで非常によく反応しますが、急激な負荷変動や定盤への衝突などの瞬間的な大きな外乱に対しては非常に高いダンピングを実現します。その結果、Gimbal Piston除振装置は優れた除振を提供し、その上、数秒以内に大きな外乱を事実上減衰します。また、除振効果を損なうことなく、比較的高い重心で除振装置を安定させることができます。

低振幅インプット反応

効果的な除振装置を設計する上で最大の課題は、建物を取り巻く床振動に一般的な低振動振幅のインプットにおいても良い性能を維持することです。除振装置の仕様は、多くの場合、非常に高い振幅のインプットレベルを持つ「シェイカーテーブル」の上に配置された除振装置によって行われた測定に基づいています。ミリレベルのようなインプット振幅のテストは、非現実的な性能期待をもたらし、そして実際使用した時の性能を反映しないため、誤解を招きます。

Gimbal Piston除振装置は、規定された共振周波数と高いレベルの減衰を、極めて振動が少ない実際の床環境でさえも維持できるという点で独特です。設計は事実上摩擦がないため、静転がり摩擦から静摩擦への遷移を回避することができ、性能はそのような低振幅に対しては直線形です。

一般的な床振動レベルでテストした他のすべてのシステムは、要求よりも高い共振周波数、または取り付けられた除振装置を通した大幅な伝送の増加を示しました。

弊社は低レベルの性能仕様の重要性を強調します。なぜなら、弊社は独自のテストや多くの使用されている設備を継続的に観察し、より高い振幅と高い周波数において、はるかに簡単により良い性能が達成できると分かったからです。

水平入力 vs. 垂直入力

弊社の革新的な除振装置は、薄型転動形ダイアフラムシールがジンバルのように動くことで水平変位の調整を行います。ケーブル型の振り子式サスペンションを使用する代わりに、Gimbal Piston除振装置は、メインピストン内の管に延びる剛性があるロッドを備えた隔たれたトッププレートで搭載重量を支えます。ロッドの底部には、硬く平らなシートを支えるボールエンドがあります。その結果、本質的に柔軟性のあるカップリングが得られ、ボールが滑ったり、転がったりすることなく、ごくわずかにシート上で揺れることで、除振装置内の水平方向のたわみが可能になります。インプット変位がサブミクロインチであったとしても、静的摩擦は転がり摩擦とほぼ同じであるため、アプローチは非常にうまく機能します。水平方向の動きは、通常の垂直方向のダイアフラムのたわみに転換されますが、一方のピストンが上、もう一方が下など、位相が不一致の場合、ジンバルのような動きになります。

厚みのあるラバーダイアフラム。ほとんどの市販の除振装置は、垂直除振を実現するためにピストンに安価で厚いゴム製ダイアフラムを採用しています。これらの要素の相対的な剛直性のために、低振幅の除振性能は損なわれます。このようなシステムは、強い手の圧力を「柔らかく」感じさせますが、典型的な低レベルの床振動は、柔軟な除振装置というよりも、どちらかと言えばリジッドカップリングのようにゴムを作用させます。

密閉空気ばね式除振装置（パッシブ）。密封された空気除振装置は、搭載重量の変動に自動調整できません。このようなシステムの本質的な制限は、効果的な除振装置にするために剛性を高めすぎたことです。例えば、真の1.5Hzの共振周波数のパッシブ除振装置は、搭載重量、温度、気圧のわずかな変化に応じて、数インチ垂直方向にドリフトし、常に手動の調整を必要とします。このため、実際にシールされた除振装置はそのような低共振周波数では設計されていません。

ベアリングスリッププレート。 理論的には、ベアリングスリッププレートは、その分離効果によって水平除振が可能になるはずです。実際問題として、このような設計で低振幅で動作させるには、非常に小さい許容誤差で、精密に磨かれ、硬化されたベアリングが必要になります。市販されているものは、ベアリングを回転させ、低振幅で静止摩擦力に打ち勝つことができません。加えて、このようなシステムはすべて、初めに整列させることが困難で、キャリブレーションから容易に外れます。

自作の装置。 自作の除振装置- 多くの場合スチールや花崗岩のスラブがゴム製パッド、テニスボール、浮袋の上に配置されており、これらは妨害振動が高周波数で、最小限の除振しか必要でない場合にのみ機能します。すべての除振装置は、質量をダンピングされたばねの上に配置する原理を使用していますが、主にばねの剛性によって差異が生じます。ばねの剛性が高いほど、共振周波数は高くなります。したがって、自作のソリューションは、高い共振周波数によって制限されてしまいます。

1.5 Hzの垂直共振周波数を持つGimbal Piston™ 除振装置は、2 Hzで除振を開始し、10 Hzで95％以上の振動を低減できます。7Hzの共振周波数を持つスチール板の下のテニスボールは、10Hzを超えて除振を開始し、30Hzで90％の振動を低減します。しかし、ほとんどの建物の床は5〜30Hzの間で最も高い振動変位を示し、テニスボールやゴムパッドが5〜10Hzの周辺の周波数を増幅させることによって問題を悪化させているのです。