JPH08326839A - 超電導磁気浮上除振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超電導体と磁石による非接触浮上を利用した
除振装置において、様々な被搭載機器に適応できるもの
を低コストで提供する。 【構成】 本発明の除振装置は、超電導体２９と磁石２
６のいずれか一方を基台１１に配置し、他方を定盤１４
に配置して、前記超電導体２９と前記磁石２６間の磁気
浮上力を利用して前記定盤１４を浮上させて支持し、外
部からの振動を非接触浮上で絶縁する除振装置におい
て、除振性能設定手段（１２、１３、２３、３５など）
を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超電導のピンニング効
果による非接触浮上を利用して、外部からの振動を絶縁
する除振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、除振装置に使われている除振技術
として、フジ・テクノシステム発行「精密防振ハンドブ
ック」第３章第１〜３節に記載されているように、主に
金属ばね、防振ゴム、空気ばねを利用したものがある。
これらの実用化されている除振装置では、除振装置に搭
載される機器ごとに除振したい振動が異なるので、被搭
載機器に応じて除振性能を変化させることができるよう
になっている。例えば、弾性部材からなる袋に空気を密
閉してなる空気ばねにおいては、空気ばね自身の容量と
補助タンクの容量を変化させるなどの手段でばね特性、
すなわち固有振動数を変化させることにより、また空気
ばねと補助タンク間の空気通路の絞り径の大きさを変化
させるなどの手段で減衰特性を変化させることにより、
除振装置の除振性能を調節でき、様々な被搭載機器に適
応している。しかしながら、空気ばねによる除振手段で
は袋を構成する弾性部材を伝達する振動経路が残るため
に、微細振動を完全に除去することは不可能である。近
年、半導体産業における微細加工技術の進展などによ
り、精密機器の振動に対する除振精度の向上が望まれて
おり、非接触タイプの除振装置の必要性が高まってい
る。

【０００３】最近、非接触タイプの除振装置の一つとし
て、超電導体と磁石による非接触浮上を利用したものが
提案されている。例えば、超電導のマイスナー効果によ
る非接触浮上を利用した除振装置が、特開平１−２７５
９２９号公報に開示されている。しかしながら、マイス
ナー効果による浮上力は非常に小さいので実用的でな
く、さらに除振性能を自由に設定できないので、様々な
被搭載機器に適応できない。また、超電導のピンニング
効果による非接触浮上を利用した除振装置で、能動的な
振動抑制機構を組み込み一体化したものが、特開平５−
１０３８８号公報や特開平５−３３８２７号公報に開示
されている。しかしながら、能動的な振動抑制機構は、
除振性能を可変にできるものの、位置変位センサ、変位
抑制電磁石、フィードバック制御用電子回路などの複雑
な構成を必要とし、非常に高価なものになる。これまで
のところ、超電導体と磁石による非接触浮上を利用した
除振装置において、安価で、様々な被搭載機器に適応で
きるものは存在していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、上述のような問題点を解決し、超電導体と磁石によ
る非接触浮上を利用した除振装置において、様々な被搭
載機器に適応できるものを低コストで提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の除振装置は、上
述の課題を解決するために、 （１）超電導体と磁石のいずれか一方を基台に配置し、
他方を定盤に配置して、前記超電導体と前記磁石間の磁
気浮上力を利用して前記定盤を浮上させて支持し、外部
からの振動を非接触浮上で絶縁する除振装置において、
除振性能設定手段を有することを特徴とする除振装置で
ある。

【０００６】（２）前記除振性能設定手段が、ばね特性
設定手段および／または減衰特性設定手段であることを
特徴とする前記（１）に記載の除振装置である。

【０００７】（３）前記ばね特性設定手段が、前記定盤
と前記基台との相対的位置を設定する初期位置決め機構
であることを特徴とする前記（２）に記載の除振装置で
ある。

【０００８】（４）前記ばね特性設定手段が、前記超電
導体あるいは前記磁石の数量を調節する機構であること
を特徴とする前記（２）に記載の除振装置である。

【０００９】（５）前記ばね特性設定手段が、前記磁石
の磁力を調節する機構であることを特徴とする前記
（２）に記載の除振装置である。

【００１０】（６）前記ばね特性設定手段が、前記超電
導体と前記磁石間の磁気浮上力として吸引力を含むもの
であることを特徴とする前記（２）に記載の除振装置で
ある。

【００１１】（７）前記ばね特性設定手段が、前記超電
導体と前記磁石の前記定盤または前記基台に対する取り
付け角度を斜めにした傾斜支持であることを特徴とする
前記（２）に記載の除振装置である。

【００１２】（８）前記減衰特性設定手段が、導電性部
材であることを特徴とする前記（２）に記載の除振装置
である。

【００１３】（９）前記磁石の形状が、非円形状である
ことを特徴とする前記（１）に記載の除振装置である。

【００１４】（１０）前記磁石の前記超電導体に対向す
る面の極性が、Ｎ極とＳ極の両方を有していることを特
徴とする前記（１）に記載の除振装置である。

【００１５】（１１）前記超電導体および／または前記
磁石が、前記定盤および／または前記基台の水平面に配
置しているだけでなく、側面にも配置していることを特
徴とする前記（１）に記載の除振装置である。

【００１６】（１２）前記定盤と前記基台の非接触浮上
部分が、可撓性を有する膜でシールされていることを特
徴とする前記（１）に記載の除振装置である。

【００１７】なお、本発明は、超電導のピンニング効果
による浮上を利用しているので、超電導体としては、例
えば、特許登録番号０１８６９８８４に開示されている
ＱＭＧ材のような、強いピンニング効果を示す超電導体
が望ましい。また、磁石としては、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ系や
Ｓｍ−Ｃｏ系などの希土類系の永久磁石のような、強い
磁力を有するものが望ましい。

【００１８】

【作用】本発明者らは、超電導体と磁石による非接触浮
上を利用した除振装置について精力的な研究を鋭意推進
してきた結果、超電導体と磁石による非接触浮上を除振
装置に利用するという単なる組み合わせでは、実用的な
除振装置は実現できないということを見出だした。なぜ
ならば、非接触浮上においても、浮上体が周囲と独立で
浮上しているのではなく、何らかの原因で生じている浮
上力と重力のバランスで浮上しているので、基準となる
位置が振動すると浮上体も振動し、外部からの振動を完
全に除去することはできないからである。したがって、
非接触浮上タイプの除振装置においても、実用的な除振
装置を提供するためには、様々な被搭載機器に対して適
応できるように除振性能を変化させることができなけれ
ばならない。本発明は、超電導体と磁石による非接触浮
上を利用した除振装置において、除振性能設定手段を有
しているものなので、様々な被搭載機器に対して除振性
能を調節することが可能となる。したがって、様々な被
搭載機器に対して適応できる。しかも、本発明は、能動
的振動抑制機構を用いていないので安価である。

【００１９】また、本発明は、超電導体と磁石による非
接触浮上を利用した除振装置において、ばね特性設定手
段を有しており、このばね特性設定手段を用いて除振性
能を設定するものである。以下に、ばね特性を変化させ
ることにより、除振性能を調節することが可能であるこ
とを示す。除振装置の除振性能を表す指標に、床面など
の外部の振動がどれだけ除振装置の定盤上に伝わったか
を表す振動伝達率というものがある。振動伝達率Ｄは、
定盤上の振動の大きさを外部振動の大きさで除したもの
であり、簡単のためダンピングがない場合、すなわち減
衰係数が零の場合を考えると、下記の数式（１）で与え
られる。

【００２０】

【数１】

【００２１】上記数式（１）中、ｆは除振したい振動
数、ｆ_o は除振装置の固有振動数を表す。図１に振動伝
達率と振動数の関係を示す。図１から分かるように、振
動伝達率は除振装置の固有振動数に対応する振動に対し
て共振を起こし、振動を増幅してしまう。すなわち、除
振装置においても固有振動数に対応する振動に対しては
除振効果を示さない。したがって、除振装置を設計する
際には、除振装置に搭載する機器に悪影響を与えると考
えられる振動数と除振装置の固有振動数が一致しないよ
うにしなければならない。除振装置の固有振動数は、除
振機構のばね定数をｋ、除振機構が支持している質量を
ｍとすると、下記の数式（２）で与えられる。

【００２２】

【数２】

【００２３】すなわち、除振装置の固有振動数は、ばね
特性と関係付けられる。したがって、超電導体と磁石に
よる非接触浮上を利用した除振装置において、ばね特性
設定手段によりばね特性を変化させることにより、除振
装置の固有振動数を調整することができ、除振性能を設
定することが可能となる。

【００２４】また、本発明は、超電導体と磁石による非
接触浮上を利用した除振装置において、減衰特性設定手
段を有しており、この減衰特性設定手段を用いて除振性
能を設定するものである。以下に、減衰特性を変化させ
ることにより、除振性能を調節することが可能であるこ
とを示す。除振装置を設計する際には、上述したよう
に、除振装置の固有振動数と除振したい振動数をずらす
必要があるが、万が一除振装置の固有振動数に対応する
振動が存在した場合、その影響をできるだけ小さくしな
ければならない。図１における共振点でのピークの値
は、減衰係数によって決定される。すなわち、除振装置
の固有振動数での除振性能は、減衰特性と関係付けられ
る。したがって、超電導体と磁石による非接触浮上を利
用した除振装置において、減衰特性設定手段により減衰
特性を変化させることにより、共振点でのピーク値を調
節することができ、除振性能を設定することが可能とな
る。

【００２５】さらに、本発明者らは、超電導体と磁石か
らなる非接触浮上に付いて精力的な研究を鋭意推進して
きた結果、超電導のピンニング効果を利用することによ
り、容易にしかも有効にバネ特性を調節できる方法を見
出だした。図２（ａ）は超電導のマイスナー効果を利用
した浮上についての概念図であり、図２（ｂ）は超電導
のピンニング効果を利用した浮上についての概念図であ
る。超電導のマイスナー効果とは、超電導体を臨界温度
以下に冷却したものを磁石に近づけると超電導体内の磁
界（磁力線）を完全に排除する現象のことである。マイ
スナー効果による浮上では、磁力線を排除する力と浮上
体の重力とのバランスで浮上するために浮上高さが一義
的に決定されてしまうので、除振性能を自由に設定する
のは困難である。一方、超電導のピンニング効果とは、
超電導体を常温状態で磁石に近づけた状態で臨界温度以
下に冷却すると、常温状態の磁界（磁力線）を固定化す
る現象のことである。本発明者らは、ピンニング効果に
よる浮上では、マイスナー効果による浮上とは異なり、
浮上高さなどの浮上特性が一義的には決定されるもので
はなく、したがって、この性質を利用すれば実用的な除
振装置を開発することが可能であることを明らかにし
た。

【００２６】本発明者らは、超電導のピンニング効果に
よる磁気浮上力が図３のような特性曲線を有し、この特
性曲線の傾き、すなわち磁気浮上力の微小変位を超電導
体と磁石間距離の微小変位で除したときの値が、超電導
のピンニング効果による浮上のばね特性に対応すること
を見出だした。図３（ａ）はピンニング効果による磁気
浮上力の反発力を利用して浮上させる場合を示す。この
場合、超電導体を磁石からある程度距離を離した状態
（初期位置）で臨界温度以下に冷却し、その後磁石を超
電導体に近付ける。反発力の特性曲線は図３（ａ）の右
側のようになり、磁石が超電導体に近付くにつれて磁気
浮上力は急激に大きくなる。図３（ａ）中、荷重と磁気
浮上力が等しい点で浮上する。一方、図３（ｂ）は、ピ
ンニング効果による磁気浮上力の吸引力を利用して浮上
させる場合を示す。この場合、超電導体を磁石に接触さ
せた状態（初期位置）で、あるいは近付けた状態（初期
位置）で臨界温度以下に冷却し、その後磁石を超電導体
から遠ざける。吸引力の特性曲線は図３（ｂ）の右側の
ようになり、磁石が超電導体から遠ざかるにつれて磁気
浮上力は大きくなり、最大値を取った後減少する。図３
（ｂ）中、荷重と磁気浮上力が等しい点（浮上位置）で
浮上する。以下に、本発明者らが見出だした超電導のピ
ンニング効果を利用した浮上において、ばね特性を容易
にしかも有効に調節できる方法について示す。

【００２７】（原理１）超電導体を冷却する前の磁石の
相対的位置（初期位置）を変化させる。

【００２８】図４は、超電導体を冷却する前の超電導体
と磁石間距離（初期位置）がＡ、Ｂ、Ｃの異なる３点に
対して、超電導体を臨界温度以下に冷却後、磁石を超電
導体に近付けた時に発生する反発力と、超電導体と磁石
間距離との関係を示したものである。図４では、距離
Ａ、Ｂ、Ｃの順に超電導体と磁石間の距離は小さくな
る。図４中、磁石を横方向にずらして示しているが、こ
れは分かりやすくするためであり、実際はずらす必要は
ない。図４から分かるように、超電導体を冷却するとき
の磁石に対する相対距離により反発力特性は変化する。
その結果、反発力特性曲線と荷重と記した点線が交わる
点での反発力特性曲線の傾きは、距離が大きくなるにつ
れて小さくなる。すなわち、超電導のピンニング効果を
利用した浮上のばね特性が変化する。本発明の初期位置
決め機構は、空気圧、油圧、モータねじなどを利用し
て、超電導体を冷却する前の超電導体と磁石との相対的
位置を変化させるものである。したがって、本発明の初
期位置決め機構により、超電導のピンニング効果を利用
した浮上においては、ばね特性を容易にしかも有効に調
節できる。

【００２９】（原理２）超電導体や磁石の数量を変化さ
せる。

【００３０】図５は、浮上に関与している超電導体の数
量を変化させた場合の、磁石を超電導体に近付けた時に
発生する反発力と、超電導体と磁石間距離との関係を示
したものである。図５の下左図が超電導体の数量が１個
の場合を示し、図５の下右図が超電導体の数量が２個の
場合を示す。図５から分かるように、浮上に関与してい
る超電導体の数量により反発力は変化する。すなわち、
超電導のピンニング効果を利用した浮上のばね特性が変
化する。浮上力は超電導体と磁石により発生するので、
超電導体の数量を変化させる代わりに、磁石の数量を変
化させても同様の効果が得られる。本発明の数量調節機
構は、冷却システムを分割する方法や超電導体や磁石を
着脱式にする方法などを利用して、浮上に関与する超電
導体あるいは磁石の数量を変化させるものである。した
がって、本発明の数量調節機構により、超電導のピンニ
ング効果を利用した浮上において、ばね特性を容易にし
かも有効に調節できる。

【００３１】（原理３）磁石の磁力を変化させる。

【００３２】図６は、磁石として永久磁石と電磁石を組
み合わせて磁力を変化させた場合の、磁石を超電導体に
近付けた時に発生する反発力と、超電導体と磁石間距離
との関係を示したものである。図５から分かるように、
電磁石を併用することにより反発力は変化する。その結
果、反発力特性曲線と荷重と記した点線が交わる点での
反発力特性曲線の傾きは、電磁石で永久磁石の磁場を減
磁させると小さくなる。すなわち、超電導のピンニング
効果を利用した浮上のばね特性が変化する。本発明の磁
力調節機構は、電磁石や永久磁石などを利用して、磁石
の磁力を変化させるものである。したがって、本発明の
磁力調節機構により、超電導のピンニング効果を利用し
た浮上において、ばね特性を容易にしかも有効に調節で
きる。

【００３３】上記原理１〜３において、反発力特性曲線
を用いて説明したが、吸引力を利用してもばね特性を容
易にしかも有効に調節できることは言うまでもない。吸
引力を利用した場合には、反発力を利用したものに比べ
て、固有振動数を低下させることができ、高性能な除振
性能を有する除振装置を実現できる。その理由を簡単に
述べる。固有振動数が低いことは、ばね定数が小さいこ
と、すなわち浮上力特性曲線の傾きが小さいことに対応
している。図３（ａ）の右図中に点線で囲んである領域
において傾きが小さくなっているが、その領域では反発
力の大きさが小さく、実用的に利用するのは困難であ
る。一方、吸引力特性曲線では、図３（ｂ）の右図中に
点線で囲んである、傾きの小さな領域において、吸引力
のある程度の大きさを有し、実用的に利用可能である。
吸引力特性の傾きの小さな領域を利用すれば、固有振動
数の低い、高性能な除振性能を有する除振装置を実現で
きる。

【００３４】しかしながら、吸引力だけを利用して除振
装置を作製した場合には、吸引力特性曲線の最大値を越
える荷重が加わった時に、浮上していた定盤が支持を失
い落下する。反発力だけを利用して除振装置を作製した
場合には、超電導体と磁石の距離が近付くほど反発力が
大きくなるので、搭載可能荷重以上の荷重では定盤が基
台に接触するだけであり、被搭載機器に過大な衝撃を加
えることはない。このような定盤の急激落下の危険性を
防止しながら、吸引力を利用した除振装置での高性能な
除振性能を維持するためには、図７に示しているよう
に、超電導体と磁石間の吸引力と反発力を併用すること
が考えられる。吸引力と反発力のハイブリット形の場
合、吸引力特性と反発力特性を定量的に考慮し、図７の
右下図のように、総浮上力が初期位置からのずれに対し
て単調に増加していなければならない。図７の右上図の
ように、総浮上力特性曲線に最大値が存在すると、定盤
の浮上位置が急激に変化するので、被搭載機器に悪影響
を与える可能性がある。吸引力を利用した浮上には、図
３（ｂ）のように超電導体と磁石を水平配置したものだ
けでなく、図８のように側面配置したものも考えられ
る。

【００３５】（原理４）斜めにして傾斜支持する。

【００３６】図９は、超電導体や磁石の定盤や基台に対
する取り付け角度を変化させたもので、超電導体と磁石
の位置関係を概念的に示したものである。図９の左側が
水平支持を示し、図９の右側が垂直支持あるいは側面支
持を示し、図９の真ん中が斜めにした傾斜支持（以下、
単に斜め支持とも称する）を示している。斜め支持のば
ね特性は、水平支持のばね特性と側面支持のばね特性の
中間的なものが得られる。斜め支持の水平面からの角度
が小さい場合には、水平支持のばね特性に近く、逆に角
度が９０度に近い場合には、側面支持のばね特性に近く
なる。したがって、本発明の斜め支持した除振装置にお
いて、斜め支持の角度を変化させることにより、超電導
のピンニング効果を利用した浮上のばね特性を容易にし
かも有効に調節できる。

【００３７】次に、本発明者らが見出だした、超電導体
と磁石による非接触浮上において、減衰特性を容易にし
かも有効に調節できる方法について示す。超電導体と磁
石による浮上においては、磁石同志を組み合わせた浮上
に比べて、ダンピングが大きいことが知られているが、
改善の余地がある。本発明の減衰特性の調整方法は、磁
石により形成される磁場中に導電性部材を配置すること
を特徴とするものである。磁石を定盤に配置した場合、
浮上している定盤が振動した時に磁石により形成される
磁場も変動し、磁場中に配置された導電性部材に渦電流
が発生し、定盤の振動エネルギーを渦電流損失としてエ
ネルギー吸収することによって振動を抑制する。導電性
部材としては、渦電流損失が大きくなるように、銅や銀
などの電気伝導率の大きな材料が望ましい。本発明は超
電導体を利用するものであるので、超電導体を冷却する
時に導電性部材を一緒に冷却することによって、導電性
部材の電気伝導率が大きくなり、減衰特性はさらに向上
する。また導電性部材には、磁石により形成される磁場
への影響を考慮し、非磁性の材料を用いるのが望まし
い。さらに、本発明は除振装置に関するものなので、軸
受装置や搬送装置のような可動部がなく、導電性部材が
回転損失などのような悪影響を与えることがなく、導電
性部材を利用した減衰特性調整機構は超電導を利用した
除振装置に適したものといえる。

【００３８】次に、本発明者らが見出だした、超電導と
磁石による浮上を利用した除振装置において、非接触浮
上している定盤の安定性を向上させる方法を示す。超電
導と磁石による浮上を利用した除振装置においては、定
盤の動きを抑えるような磁場を作るように、個々の磁石
を定盤あるいは基台に配置しなければならない。本発明
は、これを簡単に実現するもので、その第１の方法は、
個々の磁石の形状を非円形状にすることを特徴とするも
のである。磁石の形状を非円形状にすれば、個々の磁石
が作り出す磁場がどの方向に動いても不均一になるの
で、全体の配置を気にすることなく簡単に除振装置に適
した磁石配置が実現できる。第２の方法は、磁石の超電
導体に対向する面のＮ極とＳ極の両方を有することを特
徴とするものである。磁石の超電導体に対向する面のＮ
極とＳ極の両方を有するようにすれば、磁石が作り出す
磁場の勾配が大きくなり、その結果磁場の不均一度も大
きくなり、全体の配置を気にすることなく簡単に除振装
置に適した磁石配置が実現できる。１つの磁石でＮ極と
Ｓ極の両方を有してもよいし、また１つの磁石は１極着
磁で装置全体としてＮ極とＳ極の両方を有していてもよ
い。第３の方法は、定盤の浮上用のために水平面に配置
した超電導体や磁石に加えて、定盤の安定性向上のため
に側面にも超電導体と磁石を配置することを特徴とする
ものである。定盤がどの方向に動いても側面に配置した
超電導体と磁石により復元力が働くので、全体の配置を
気にすることなく簡単に除振装置に適した磁石配置が実
現できる。

【００３９】次に、発明者らが見出だした、超電導と磁
石による浮上を利用した除振装置においては、軸受装置
や搬送装置と異なり、浮上体が可動ではないので、定盤
と基台の非接触浮上部分をゴムや樹脂などの可撓性の膜
でシールすることで超電導体や冷却に伴う霜の発生を簡
便に防止することができる。シールで密閉された空間に
は、乾燥した気体を充填すればよい。このシール部分か
ら振動が伝達しないようにするために、ゴムや樹脂など
の可撓性の膜の張力を低く設定して、膜を弛ませておい
た方が望ましい。定盤がシール部分で基台と接触してい
るので、完全な非接触ではなくなるかもしれないが、高
性能な除振性能は維持できる。

【００４０】

【実施例】

第１実施例 本実施例は、請求項１〜３、５、８の構成要件を備えて
なる超電導磁気浮上除振装置であって、除振性能設定手
段として１対の超電導体と磁石とを水平配置して利用し
たことを特徴とする実施例である。

【００４１】すなわち、超電導体を基台に配置し、磁石
を定盤に配置して、前記超電導体と前記磁石間の磁気浮
上力（反発力）を利用して前記定盤を浮上させて支持
し、外部からの振動を非接触浮上で絶縁する除振装置で
あって、除振性能設定手段として、定盤と基台との相対
的位置を設定する初期位置決め機構および磁石の磁力を
調節する機構によるばね特性設定手段と導電性部材によ
る減衰特性設定手段とを有してなる超電導磁気浮上除振
装置である。

【００４２】以下に図面を用いて、本実施例につきより
詳細に説明する。

【００４３】まず、図１０は、本実施例の超電導磁気浮
上除振装置の概略構成図である。

【００４４】図示されているように、この超電導磁気浮
上除振装置は、除振台１０、冷媒供給装置５０、バルブ
ユニット５５、制御部６０、入出力装置８０から構成さ
れる。

【００４５】除振台１０は、後述する定盤に載置される
被搭載物を外部の振動から任意の除振性能をもって遮断
するものである。この除振台１０の更に詳細な構成は後
述する。

【００４６】冷媒供給装置５０は、除振台１０に備えら
れている超電導体（以降、ＳＣとも称する）冷却部に冷
却用の冷媒を循環供給するものである。この冷媒供給装
置５０としては、特別なものを使用する必要はなく、一
般的なものでよい。冷却用の冷媒としては、ＳＣの超電
導臨界温度以下の沸点を有するものであれば特に制限は
ないが、比較的高温で利用できるＳＣを用いれば液体窒
素（沸点７７．３５Ｋ）などを使用できる。

【００４７】この冷媒供給装置５０とＳＣ冷却部との間
の冷媒の流通は、バルブユニット５５によって制御され
る。このバルブユニット５５は、冷媒の流通を制御する
ための自動制御弁を複数有しているものである。

【００４８】制御部６０は、前述の冷媒供給装置５０、
バルブユニット５５および除振台１０各部の動作を制御
するものである。制御部６０の詳細は後述するが、その
内部には、ソレノイドコントローラ、モータコントロー
ラ、演算制御部、バルブコントローラが備えられている
ものである。

【００４９】入出力装置８０は、制御部６０との間で情
報の送受信を行なうものであって、除振台１０に任意の
除振性能を与えるための制御値の設定や、除振台１０の
モニタリングに使用するものである。なお、この入出力
装置８０は、被搭載物１５の制御用のコンピュータとの
兼用をすることもできるようになっているもので、プリ
ンタ等の出力装置も接続することができるものである。

【００５０】前述の除振台１０の構成を図１０から図１
４に基づいて説明する。

【００５１】この除振台１０の概略の構成は、図１０に
示す通りである。すなわち、基台１１上には、ＳＣ冷却
部１２、初期位置設定部１３を介して定盤１４が設けら
れている。

【００５２】なお、定盤１４の下面側には、定盤１４の
浮上力を調整する図示されていない浮上力調整部が設け
られ、定盤１４および被搭載物１５の浮上力を調整でき
るようになっている。また、基台１１と定盤１４には、
除振性能を評価するための加速度センサ１６が取り付け
てある。この加速度センサは一般的に使用されているも
のであれば、どのようなタイプのものでも使用可能であ
る。

【００５３】この基台１１は矩形板であって、除振台１
０の周波数特性に悪影響を与えない程度の剛性を有して
いるものである。一般的なレベリングボルトを脚として
備えれば、基台１１、定盤１４、被搭載物１５の姿勢を
水平にすることができる。

【００５４】また、定盤１４は、図１１に示してあるよ
うに、２層のハニカム構造を有している。すなわち、上
面板１７と中間板１８とが上層のコア材２０に接着さ
れ、また中間板１８と下面板１９とが下層のコア材２１
に接着された構造となっている。定盤１４の外周部分は
上面板１７と下面板１９との間に枠材２２が取り付けら
れている。なお、上面板１７、中間板１８、下面板１
９、枠材２０のそれぞれは、ガラス繊維強化プラスチッ
クが用いられ、コア材２０、２１には、ペーパーコアが
用いられている。このような構成とすることによって、
金属製のハニカム定盤と比較して剛性を確保しながら軽
量化を図っている。

【００５５】定盤１４の下面側には浮上力調整部２３が
設けられてる。

【００５６】この浮上力調整部２３は、コイル２４と永
久磁石２５とから構成されるソレノイド２６と、このソ
レノイド２６を絶縁体２７を介して定盤１４に取り付け
るソレノイドホルダ２８とから構成される。このソレノ
イド２６は、図示されているようにソレノイドホルダ２
８から下向きに突出して取り付けられている。本実施例
で用いている永久磁石２５の形状は図１４（ｂ）に示し
たような環状型であり、極数は１極である。また、コイ
ル２４は永久磁石の周方向に沿って巻かれているもので
ある。

【００５７】このソレノイド２６の真下には、ＳＣ冷却
部１２が設けられている。すなわち、ＳＣ冷却部１２は
ソレノイド２６と同軸上に位置している。浮上力調整部
２３の永久磁石２５は、その先端面がＳＣ冷却部１２側
に露出されており、直接ＳＣ冷却部１２に対向するよう
になっている。このソレノイド２６とＳＣ冷却部１２と
は、定盤１４と基台１０の４隅にそれぞれ配設されてい
る。なお、定盤１４の初期位置を設定する初期位置設定
部１３は、基台１１の各辺のほぼ中央に配置されてい
る。

【００５８】このソレノイド２６の真下に位置するよう
にＳＣ冷却部１２のＳＣ２９が設けられている。このＳ
Ｃ２９は、改良ＱＭＧ製法による高温超電導体であっ
て、ソレノイド２６との間でピンニング力を発生させる
ものである。なお、このＳＣ２９の形状は本実施例では
図１４（ａ）に示したような円板状あるいは円柱状のも
のを用いている。

【００５９】ＳＣ冷却部１２は、図１２にも示してある
ように、外ケース３１と内ケース３２との２重構造とな
っており、外ケース３１は基台１１にケースホルダ３
１′を利用して取り付けられている。この内ケース３２
の内部には、ＳＣ２９が超電導体ホルダ３３を介して収
容されている。外ケース３１と内ケース３２との間は真
空断熱室３４となっていて、内ケース３２の外周面と下
面とがこの真空断熱室３４の壁面を形成している。外ケ
ース３１の上側および内ケース３２の上側は、蓋体３５
によって閉じられている。この蓋体３５の内側には、断
熱部材３６が張り付けられており、また、蓋体３５は非
磁性材料であり、導電性の高い、たとえば銅などの材料
が用いられている。この蓋体３５は渦電流ダンパとして
の機能を有する。なお、外ケース３１と内ケース３２と
を蓋体３６と同様の材料を用いて構成するようにしても
よい。

【００６０】ＳＣ２９を冷却するための冷媒は、ＳＣ２
９の周囲を流れるが、この冷媒を取り入れる吸込管３７
とこれを排出する排出管３８とは外ケース３１を貫通し
て真空断熱室３４を通過し、内ケース３２に至ってい
る。両管３７、３８の端部は、内ケース３２の内部空間
に面して開口しており、両管３７、３８は、内ケース３
２の内部空間と連通している。このため、冷媒は内ケー
ス３２の内部空間に導入されてＳＣ２９を冷却すること
になる。

【００６１】なお、吸込管３７と排出管３８とは剛体管
であっても可撓管であってもよく、両管３７、３８に適
当な可撓性を与えることによって冷媒の流動に起因する
振動や両管３７、３８を伝って侵入する外来振動の低減
が可能となる。

【００６２】初期位置設定部１３は、図１３に示されて
いるように、基台１１に固定して取り付けた筐体３９を
有し、この筐体３９には、昇降体４０を上下させるステ
ッピングモータ４１が取り付けられている。この昇降体
４０は、板状に形成され、その上面はほぼ水平に加工さ
れている。このステッピングモータ４１の出力軸には、
昇降体４０に形成されたボス部のめねじと螺合する昇降
用ネジ４２がカップリング４３を介して取り付けられ、
ステッピングモータ４１の回転にともなって昇降体４０
が上下に移動するようになっている。なお、カップリン
グ４３は、筐体３９に固定された支持ブロックに連結さ
れている。昇降体４０には、これを回り止めするための
案内孔４４が開口されているが、この案内孔４４には、
回り止め部４５を構成するピン４６がピン用ボス部４７
を介して挿入される。この回り止め部４５は昇降用ネジ
４２に対して偏心配置されている。

【００６３】なお、回り止め部４５のピン４６は前述の
支持用ブロックによって支持され、ピン用ボス部４７は
昇降体４０に取り付けられている。したがって、ピン４
６は昇降体４０の上下にともないピン用ボス部４７に沿
って自由に進退が可能である。

【００６４】初期位置設定部１３は、このような構成と
なっているから、図１３（ｂ）に示してあるように、ス
テッピングモータ４１の駆動にともなって昇降用ネジ４
２が回転し、昇降体４０はボス部と一体に上昇する。昇
降体４０の上面が定盤１４の下面に達すると、昇降体４
０が定盤１４を持ち上げることになる。回り止め部４５
が昇降用ネジ４２に対して偏心配置されていることか
ら、昇降体４０の自転は阻止される。

【００６５】本実施例にかかる超電導磁気浮上除振装置
の機械的な構成は以上の通りである。

【００６６】つぎに、制御系の構成を説明する。図１５
は、図１０に示した制御部６０の内部構成とこれに接続
される入出力系を示すブロック図である。

【００６７】図示されているように、制御部６０には、
ソレノイド２６の動作を制御するソレノイドコントロー
ラ６２と、ステッピングモータ４１の動作を制御するモ
ータコントローラ６４と、バルブユニット５５の動作を
制御するバルブコントローラ６８とが設けられ、これら
のソレノイドコントローラ６２、モータコントローラ６
４、バルブコントローラ６８は、演算制御部６６の信号
に基づいてそれぞれの出力機器を動作させる。入出力装
置８０は、演算制御部６６との間で情報の送受信を行な
うものであって、除振台１０に任意の除振性能を与える
ための制御値の設定や、除振台１０のモニタリングを行
なう。なお、冷媒供給装置５０は、演算制御部６６から
の指令にもとづいて動作する。

【００６８】この制御部６０は、図１６に示したフロー
チャートに基づいて次のように動作する。

【００６９】まず、定盤１４を初期位置に設定する処理
を行なう（Ｓ１）。

【００７０】最初は、図１３（ａ）に示すように、定盤
１４は、ソレノイド２６の永久磁石２５がＳＣ冷却部１
２の蓋体３５に接触する状態まで下降しているので、入
出力装置８０によって永久磁石２５と蓋体３５とが離隔
されるギャップＡを入力する。演算制御部６６では、こ
の指定された距離Ａだけ永久磁石２５と蓋体３５とを離
隔するためにステッピングモータ４１に与えるパルス数
を演算し、この演算結果をモータコントローラ６２に出
力する。モータコントローラ６４では、この演算結果に
基づくパルスをステッピングモータ４１に出力し、ステ
ッピングモータ４１を回転させる。この回転にともなっ
て、図１３（ｂ）に示すように定盤１４が水平に上昇す
る。この上昇は、永久磁石２５と蓋体３５とがギャップ
Ａだけ離隔されるまで継続される（Ｓ１）。

【００７１】つぎに、演算制御部６６は、バルブコント
ローラ６８の動作を制御して、冷媒供給装置５０からの
冷媒の供給経路を制御する。つまり、基台１１上の４か
所に設けられているＳＣ冷却部１２のいずれに冷媒を供
給するのかをバルブユニット５５の開閉状態を制御す
る。この冷媒、すなわち液体窒素の供給されたＳＣ冷却
部１２では、ＳＣ２９が極低温まで冷却されることにな
る（Ｓ２）。

【００７２】ＳＣ２９が十分に冷却された後には、今度
はステッピングモータ４１を逆回転させて昇降体４０を
下降させ、定盤１４を初期位置設定部１３から解放す
る。この際には、ＳＣ２９の冷却によって超電導化にと
もなうピン止め力が発生しており、この力によって定盤
１４が非接触で保持されるようになる（Ｓ３）。

【００７３】つぎに、基台側と定盤側に設けられている
加速度センサ１６Ａ、１６Ｂからの出力に基づいて除振
性能を評価し、除振性能が被搭載物１５や利用者の要求
を満たしていれば設定を終了する。一方、除振性能がこ
れらの要求を満たしていなければ、演算制御部６６はソ
レノイドコントローラ６２を作動させてソレノイド２６
のコイル２４に通電して磁力を調整する。つまり、定盤
１４の浮上力を調整して、浮上位置が実験的に求められ
ている低バネ定数領域内に移るように前述のギャップＡ
の位置を調整する。この調整は要求される除振性能が得
られるまで行なわれる（Ｓ４〜Ｓ７）。

【００７４】以上の処理が終了すれば、定盤１４上の被
搭載物１５の使用が可能となる。

【００７５】本実施例による除振性能設定手段を用いる
超電導磁気浮上除振装置では、従来のピンニング力を用
いる超電導磁気浮上除振装置に比して、以下の優れた効
果を奏する。

【００７６】（１）浮上力の調整を行うので、除振台の
ばね特性を被搭載機器の使用に必要な特性に応じて変更
できる。同形状・寸法および同じ特性のＳＣを利用でき
る。この結果、ＳＣの量産が可能となり、様々な被搭載
物への適用が可能な超電導磁気浮上除振台を低コストで
提供できる。

【００７７】（２）モータを用いた初期位置設定部を備
えているので、初期位置設定を容易にかつ正確に行え
る。つまり、初期位置設定を手動で行う場合には、永久
磁石とＳＣの位置ずれが起きやすい。冷却時の位置ずれ
が過度に大きいと、４か所のピン止め力がアンバランス
になる。この結果、ピン止め効果を有効に利用できなく
なる。そして、被搭載物の柔軟な支持ができなくなり、
除振性能が低下するとした問題を解決できる。

【００７８】（３）初期位置決め部に回り止め部が備え
られているので、初期位置決め時に昇降体の回転ずれを
防止できる。そして、定盤の横ずれを阻止でき、永久磁
石とＳＣの位置合わせを正確に行える。

【００７９】（４）初期の除振性能の設定が正確にでき
るので、後の浮上力調整も正確に行える。この結果、よ
り正確な除振性能の設定が可能になり、適用できる被搭
載物の範囲が拡がる。

【００８０】（５）永久磁石を露出させているので、永
久磁石とＳＣとの間に障害物がない。そのため、永久磁
石とＳＣとの間のギャップをより小さく設定でき、ギャ
ップの設定可能範囲が大きくなる。永久磁石の磁力とＳ
Ｃのピン止め力とのみを利用して定盤を非接触支持する
場合でも、ある程度の浮上力の設定が可能である。

【００８１】（６）板状の導電性の部材（蓋体）を渦電
流ダンパとして利用しているので、板厚（ないしは使用
枚数）の変更等によって減衰特性を設定できる。この結
果、ＳＣを変更することなく除振性能を調整でき、様々
な被搭載物への適用が可能な超電導磁気浮上除振台を低
コストで提供できる。

【００８２】（７）ＳＣ冷却部の蓋体をダンパとして兼
用しているので、永久磁石とＳＣとの間に介在する部材
を最小限に抑制できる。このため永久磁石とＳＣとの間
のギャップをより小さく設定できる。

【００８３】（８）ＳＣが個々に密封されているので、
ＳＣの保護が可能である。そして、ＳＣの特性の変化を
防止できる。

【００８４】（９）樹脂ハニカム構造の定盤を備えてい
るので、定盤の軽量化が可能である。永久磁石とＳＣと
によって支持可能な被搭載機器の重量が大きくなり、適
用できる被搭載物の範囲が拡がる。

【００８５】第１実施例の変形例 本変形例は、それぞれ請求項４、９、１０の構成要件を
利用するものであって、ばね特性設定手段として磁
石、特に永久磁石（あるいは超電導体）の数量を調節す
る機構を用いて、磁石、特に永久磁石の形状として非
円形状のものを用いて、磁石、特に永久磁石の超電導
体に対向する面の極性が、Ｎ極とＳ極の両方を有しても
のを用いて、それぞれ第１実施例の除振装置を構成する
ことの変形例である。

【００８６】以下に、図面を用いてそれぞれの変形の態
様を説明する。

【００８７】まず、（１）永久磁石の形状として非円形
状のものを用いた例としては、例えば、図１７（ａ）に
示すように、極数は１極であるが、形状を矩形板型とし
た永久磁石を用いたものが挙げられる。

【００８８】次に、（２）永久磁石の超電導体に対向す
る面の極性が、Ｎ極とＳ極の両方を有したものを用いた
例としては、例えば、図１７（ｂ）に示すように、形状
は環状の一体型であるが、極数を４極とした永久磁石を
用いたものが挙げられる。

【００８９】また、（３）永久磁石の数量を調節する機
構を用いた例としては、例えば、図１７（ｃ）に示すよ
うに、矩形型のホルダ２５′に極数が１極で、形状が矩
形板型とした小型の永久磁石２５を縦、横それぞれ３列
（計９個）に等間隔で同極（Ｎ極またはＳ極）となるよ
うに配置したものが挙げられる。

【００９０】さらに、上記（１）〜（３）の変形の態様
を組み合わせることも可能であり、こうした例として、
図１７（ｄ）に示すように、矩形型のホルダ２５′に極
数が１極で、形状が矩形板型とした小型の永久磁石２５
を縦、横それぞれ３列（計９個）に等間隔とし、さらに
隣あう永久磁石２５が互いに異極（Ｎ極とＳ極）となる
ようにＮ極５個とＳ極４個とを配置したものが挙げられ
る。

【００９１】本変形例による各種の除振性能設定手段を
用いる超電導磁気浮上除振装置では、上述の第１実施例
の効果に加え、さらにいずれの場合も、ＳＣと永久磁石
との位置安定性が向上し、鉛直軸周りの回転を防止でき
るものであり、これにより、より安定した磁気浮上を実
現できるものである。

【００９２】第２実施例 本実施例では、第１実施例に新たに請求項７の構成要件
を設けてなる超電導磁気浮上除振装置であり、除振性能
設定手段として、第１実施例の水平配置に代えて、１対
の超電導体と磁石とを傾斜配置して利用したことを特徴
とする実施例である。

【００９３】すなわち、超電導体を基台に配置し、磁石
を定盤に配置して、前記超電導体と前記磁石間の磁気浮
上力（反発力）を利用して前記定盤を浮上させて支持
し、外部からの振動を非接触浮上で絶縁する除振装置で
あって、除振性能設定手段として、定盤と基台との相対
的位置を設定する初期位置決め機構、磁石の磁力を調節
する機構および超電導体の基台に対する取り付け角度お
よび磁石の定盤に対する取り付け角度をそれぞれ斜めに
した傾斜支持とするばね特性設定手段と導電性部材によ
る減衰特性設定手段とを有してなる超電導磁気浮上除振
装置である。

【００９４】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
除振台１０内部の超電導体と磁石との傾斜配置構成につ
き、より詳細に説明する。なお、超電導磁気浮上除振装
置の他の構成要件については、第１実施例と同様であ
る。したがって、説明の便宜上、第１実施例と同様の構
成部材には、本実施例を説明する図面に表されていない
構成部材においても、第１実施例と同様の（図面の）符
号を付して説明を行うものである。

【００９５】本実施例の除振台１０では、磁石の磁力を
調節する機構、および超電導体の基台に対する取り付け
角度と磁石の定盤に対する取り付け角度とをそれぞれ水
平面からずらし斜めにして傾斜配置したことを特徴とす
るものであって、図１８に示すとおり、ＳＣ冷却部１２
のＳＣ２９と定盤１４の浮上力を調整する浮上力調整部
２３のソレノイド２６とが斜めに支持されているもので
ある。以下に、本特徴部分につき図面により説明する。

【００９６】まず、定盤１４側に設けられるソレノイド
２６の傾斜配置では、定盤１４の下面側に設けられてい
る浮上力調整部２３のソレノイドホルダ２８を円柱体の
軸に対して傾斜した切断面（傾斜面）を有する切頭円柱
体とし、ソレノイド２６は、絶縁体２７を介して、この
ソレノイドホルダ２８の当該傾斜面にその一部を保持す
るように嵌め込む恰好で斜め下向きに突出して取り付け
られている。これによりソレノイド２６は、定盤１４に
対する取り付け角度が水平面からずれて適当な傾斜角を
持って斜めに配置されることになる。

【００９７】次に、基台１１側に設けられるＳＣ２９の
傾斜配置では、円柱体の軸に対して傾斜した切断面（傾
斜面）を有する切頭円柱体のＳＣ冷却部１２を浮上力調
整部２３の下方に、ソレノイド２６とＳＣ２９とが略同
軸上（定盤１４のソレノイド２６の永久磁石２５とＳＣ
冷却部１２の蓋体３５とが接触する状態まで下降した状
態で同軸上）に位置するように設けるものである。すな
わち、ＳＣ冷却部１２側では、内ケース３２の内部のＳ
Ｃ２９が上方のソレノイド２６と略同軸上に位置するよ
うに、超電導体ホルダ３３上に設けらた角度設定台座４
８を利用して斜め上向きに配置される。

【００９８】また、傾斜配置されるＳＣ冷却部１２（お
よび浮上力調節部２３、図示せず）は、基台１１（およ
び定盤１４）の４隅にそれぞれその傾斜面が図１９に示
すようにいずれも基台１１の中央（中心）部に向くよう
に配設されている。

【００９９】本実施例の特徴である除振台１０の内部の
超電導体と磁石との傾斜配置の機械的な構成は以上の通
りであり、制御系の構成は、第１実施例で説明したと同
様である。

【０１００】本実施例による除振装置では、先述の第１
実施例の除振装置と同様の優れた効果に加えて、超電導
体と磁石とを傾斜配置することにより、磁束の向きを傾
斜させることができ、ばね特性および減衰特性（ＳＣ冷
却部１２の導電性の蓋体もＳＣ２９の傾斜に応じて必然
的に傾斜しているため）の変更が可能となる。

【０１０１】第２実施例の変形例 本変形例は、第２実施例の超電導磁気浮上除振装置にお
いて、図１９に示すところの４組みの傾斜配置されたＳ
Ｃ冷却部（および浮上力調節部）の各傾斜面の向きを変
えて傾斜配置したことを特徴とする実施例である。

【０１０２】以下に図面を用いて、その変形の態様を説
明する。

【０１０３】すなわち、各傾斜面の向きを変えて傾斜配
置する例としては、例えば、図２０に示すように、基台
１１の４隅のＳＣ冷却部１２（および浮上力調節部２
３、図示せず）の傾斜面を、それぞれ対角のＳＣ冷却部
１２（および浮上力調節部２３）と互いに向き合わせる
ように配設（ある１つのＳＣ冷却部１２の傾斜面に対し
左側に位置するＳＣ冷却部１２の傾斜面を左回りに９０
°ずらして配設）したものを挙げることができる。

【０１０４】本変形例による除振装置では、第２実施例
の除振装置における効果に加えて、定盤１４の過度の位
置ずれを阻止することができるものである。

【０１０５】第３実施例 本実施例では、新たに請求項６の構成要件を設けてなる
超電導磁気浮上除振装置であり、除振性能設定手段とし
て、１対の超電導体と磁石とを第１実施例の水平配置と
上下逆向きに配置して、積極的に吸引力を利用したこと
を特徴とする実施例である。

【０１０６】すなわち、超電導体を基台に配置し、磁石
を定盤に配置して、前記超電導体と前記磁石間の磁気浮
上力を利用して前記定盤を浮上させて支持し、外部から
の振動を非接触浮上で絶縁する除振装置であって、除振
性能設定手段として、定盤と基台との相対的位置を設定
する初期位置決め機構、磁石の磁力を調節する機構およ
び超電導体と磁石間の磁気浮上力として吸引力を利用す
ることによるばね特性設定手段と導電性部材による減衰
特性設定手段とを有してなる超電導磁気浮上除振装置で
ある。

【０１０７】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
除振台１０内部の超電導体と磁石との水平配置構成につ
き、より詳細に説明する。なお、超電導磁気浮上除振装
置の他の構成要件については、第１実施例と同様であ
る。したがって、説明の便宜上、第１実施例と同様の構
成部材には、本実施例を説明する図面に表されていない
構成部材においても、第１実施例と同様の（図面の）符
号を付して説明を行うものである。

【０１０８】本実施例の除振台１０では、超電導体と磁
石間の磁気浮上力として吸引力を利用すべく超電導体と
磁石とを水平配置したことを特徴とするものであって、
図２１に示すとおり、定盤１４側の浮上力を調整する浮
上力調整部２３のソレノイド２６と基台１１側のＳＣ冷
却部１２のＳＣ２９との水平配置が第１実施例とは上下
逆向きに取り付けられていることを特徴とするものであ
る。以下に、この特徴部分につき図面により説明する。

【０１０９】まず、図２１に示すように、定盤１４側の
浮上力調整部２３の取り付け位置としては、定盤１４の
下面の４隅に、下方に延びる支柱７１があり、それぞれ
の支柱７１の下端部に浮上力調整部２３を支持するため
のフランジ７２が定盤１４の内側に向くように取り付け
られている。すなわち、第１実施例のように直接定盤１
４の下面でなく、より下方のフランジ７２に取付けられ
た浮上力調整部２３のソレノイド２６は、第１実施例と
上下逆にフランジ７２にその一部が保持される恰好で上
向きに突出して取り付けられている（なお、コイル２４
への通電による定盤１４上の被搭載物１５への障害が少
ないと考えられる場合には、絶縁体２７は特に必要な
い）。

【０１１０】他方、基台１１側のＳＣ冷却部１２の取り
付け位置としては、定盤１４側のソレノイド２６の真上
にＳＣ冷却部１２が位置するように基台１１上の中央部
に設置された台座７３上部にある支持体７４に第１実施
例とは反対に下向きにケースホルダ３１′を利用して取
り付けられている。すなわち、ＳＣ冷却部１２はソレノ
イド２６の同軸下方に位置し、浮上力調整部２３の永久
磁石２５は、その先端面が上方のＳＣ冷却部１２側に露
出されており、直接ＳＣ冷却部１２に対向している。こ
れによって、第１実施例とは上下逆にソレノイド２６の
真上にＳＣ２９が位置するように設置されることとな
る。なお、支柱７１およびフランジ７２としては、定盤
１４の荷重を支持し得るだけの強度を有する部材であれ
ばよく、鋼や強化プラスチック（ＦＲＰ）などの一般的
な材料を使い、振動特性を考慮して形状、寸法などを決
定することが好ましい。また、台座７３および支持体７
４についても、支持安定性を考慮して、材料、形状、寸
法などを決定することが好ましい。

【０１１１】また、定盤１４の初期位置を設定する初期
位置設定部１３は、基台１１の各辺のほぼ中央であっ
て、昇降体４０がフランジ７２下面に当接する位置に配
置されている。これにより、初期位置設定部１３では、
図２２に示してあるように、昇降体４０の上昇により、
その上面が定盤１４の支柱７１に設けられているフラン
ジ７２の下面に達し、昇降体４０がフランジ７２を介し
て、これと一体になっている定盤１４側全体を持ち上げ
ることになる。

【０１１２】本実施例の特徴である除振台１０の内部の
超電導体と磁石との水平配置の機械的な構成は以上の通
りである。

【０１１３】次に、制御系の構成は、第１実施例で説明
したと同様である。

【０１１４】ただ、定盤１４を初期位置に設定する処理
を行なうＳ１の動作において、最初、定盤１４は、永久
磁石２５がＳＣ冷却部１２の下面の蓋体３５に接触する
状態まで上昇させる。すなわち、入出力装置８０によっ
て永久磁石２５と蓋体３５とが略接触する距離Ａ（一定
の固有値、図示せず）を入力するが、この入力に基づく
Ｓ１の処理動作で、図２２に示すように定盤１４側全体
が水平に上昇する。この上昇は、浮上力調整部２３の永
久磁石２５がＳＣ冷却部１２の蓋体３５と当接する距離
Ａとなるまで継続される。

【０１１５】さらに、Ｓ２の処理動作に続き、Ｓ３の処
理動作において、ＳＣ２９が十分に冷却された後に定盤
１４側を初期位置設定部１３から解放するが、この際に
は、ＳＣ２９の冷却によって超電導化にともなうピン止
め効果により、第１実施例と反対に吸引力が発生るの
で、ソレノイド２６がＳＣ冷却部１２からある程度離れ
た位置で定盤１４側が非接触で保持されるようになり、
これにより、図２１に示すように、定盤１４側が非接触
浮上する。その後Ｓ４〜Ｓ７の処理動作を行い、除振性
能を評価し、除振性能が被搭載物１５や利用者の要求を
満たすべく、定盤１４の浮上力（吸引力）を調整して、
浮上位置が実験的に求められている低バネ定数領域内に
なるように定盤１４の位置を調整し、要求される除振性
能が得られた時点で終了する。以上の処理の終了後に被
搭載物１５を使用できる。

【０１１６】第４実施例 本実施例でも、請求項６の構成要件を設けてなる超電導
磁気浮上除振装置であり、除振性能設定手段として、１
つの超電導体とこの超電導体の上下両側に磁石とを配置
し、第１実施例の水平配置およびこれと上下逆向きの第
３実施例の水平配置との双方を実現させて、反発力と吸
引力の併用を行ったことを特徴とする実施例である。

【０１１７】すなわち、１つの超電導体を基台に配置
し、２つの磁石を定盤に配置して、前記超電導体と前記
両方の磁石間の磁気浮上力（反発力と吸引力）を利用し
て前記定盤を浮上させて支持し、外部からの振動を非接
触浮上で絶縁する除振装置であって、除振性能設定手段
として、定盤と基台との相対的位置を設定する初期位置
決め機構、磁石の磁力を調節する機構および超電導体と
磁石間の磁気浮上力として反発力と吸引力の双方を利用
することによるばね特性設定手段と導電性部材による減
衰特性設定手段とを有してなる超電導磁気浮上除振装置
である。

【０１１８】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
除振台１０内部の超電導体と磁石との水平配置構成につ
き、より詳細に説明する。なお、超電導磁気浮上除振装
置の他の構成要件については、第１実施例と同様であ
る。したがって、説明の便宜上、第１実施例と同様の構
成部材には、本実施例を説明する図面に表されていない
構成部材においても、第１実施例と同様の（図面の）符
号を付して説明を行うものである。

【０１１９】本実施例の除振台１０では、超電導体と磁
石間の磁気浮上力として反発力と吸引力の双方を利用す
べく１つの超電導体とその上下に２つの磁石を同軸上に
水平配置したことを特徴とするものであって、図２３に
示すとおり、基台１１側のＳＣ冷却部１２のＳＣ２９の
真上および真下（同軸上）に定盤１４側の浮上力調整部
２３のソレノイド２６をそれぞれ第１実施例および上下
逆の第３実施例での水平配置となるように取り付けるこ
とを特徴とするものである。以下に、この特徴部分につ
き図面により説明する。

【０１２０】図２３に示すように、まず、定盤１４側に
第１浮上力調整部２３ａおよび第２浮上力調整部２３ｂ
が同軸上に設けられている。

【０１２１】これら浮上力調整部２３の取り付け位置と
しては、第１浮上力調整部２３ａ側が、第１実施例と同
様に定盤１４の下面にその一部が保持されるように直接
取り付けられ、ソレノイド２６ａは、定盤１４下面から
下向きに突出している。さらに、第２浮上力調整部２３
ｂ側が、第３実施例で説明したと同様に定盤１４の下面
の４隅に下向きに取り付けてある支柱７１の下端部に設
けてあるフランジ７２に上向きに取り付けられ、ソレノ
イド２６ｂは、フランジ７２から上向きに突出してい
る。

【０１２２】他方、基台１１側のＳＣ冷却部１２の取り
付け位置としては、第１ソレノイド２６ａの真下であっ
て、かつ第２ソレノイド２６ｂの真上となる位置に、Ｓ
Ｃ冷却部１２が基台１１上の中央部に設置された台座７
３上部の支持体７４にケースホルダ３１′を利用して設
けられている。すなわち、ＳＣ冷却部１２と第１ソレノ
イド２６ａおよび第２ソレノイド２６ｂは、いずれも同
軸上に位置する関係にある。上下両方の浮上力調整部２
３ａ、２３ｂの永久磁石２５ａ、２５ｂは共に、その先
端面がこれらの間に位置するＳＣ冷却部１２側に露出さ
れており、これにより直接ＳＣ冷却部１２に対向するよ
うになっている。これによりソレノイド２６ａの真上で
かつソレノイド２６ｂの真下に位置するようにＳＣ２９
が設けられることになる。なお、ＳＣ冷却部１２の内ケ
ースの内部に収納されているＳＣ２９は、その側面外周
部を超電導体ホルダ３３により固定され、内ケースの外
周面のみが真空断熱室３４の壁面を形成し、内、外ケー
スの上下両側が蓋体３５ａ、３５ｂによって閉じられて
いる。

【０１２３】また、定盤１４の初期位置を設定する初期
位置設定部１３は、基台１１の各辺のほぼ中央であっ
て、昇降体４０がフランジ７２下面に当接する位置に配
置されている。これにより、初期位置設定部１３では昇
降体４０の上昇により、その上面が定盤１４の支柱７１
に設けられているフランジ７２の下面に達し、昇降体４
０がフランジ７２を介して、これと一体になっている定
盤１４側全体を持ち上げることになる（第３実施例と同
様）。

【０１２４】本実施例の特徴である除振台１０の内部の
超電導体と磁石との水平配置の機械的な構成は以上の通
りである。

【０１２５】次に、制御系の構成は、第１実施例で説明
したと同様である。

【０１２６】ただ、制御部の内部構成とこれに接続され
る入出力系に関し、制御部６０に設けられたソレノイド
コントローラ６２は、演算制御部６６の信号に基づいて
ソレノイド２６ａ、２６ｂの両方の動作を制御する。

【０１２７】制御系は、図１６に示したフローチャート
に基づいて第１実施例で説明したと同様に動作する。す
なわち、定盤１４を初期位置に設定する処理を行なうＳ
１の動作においては、本発明の作用で説明したように吸
引力と反発力のハイブリット形の場合、吸引力特性と反
発力特性を定量的に考慮し、第１実施例による反発力を
基準に制御するか、第３実施例による吸引力を基準に制
御するかを、図７の右下図のように、総浮上力が初期位
置からのずれに対して単調に増加しなければならないこ
ととする原理に基づいて決定する。

【０１２８】すなわち、第１実施例による反発力を基準
に制御する場合には、Ｓ１の動作は、第１実施例で説明
したと同様に入出力装置８０によって図２３に示すよう
に永久磁石２５ａと上部蓋体３５ａとが離隔されるギャ
ップＡを入力することになる。他方、第３実施例による
吸引力を基準に制御する場合には、Ｓ１の動作は、第３
実施例で説明したと同様に入出力装置８０によって永久
磁石２５ｂと下面蓋体３５ｂとが略接触する距離（一定
の固有値）を入力することになる。

【０１２９】なお、Ｓ２〜Ｓ７の動作は、第１実施例ま
たは第３実施例と同様であるが、ＳＣ２９が十分に冷却
された後に昇降体４０を下降させて定盤１４側全体を初
期位置設定部１３から解放することで、ピン止め効果に
よりＳＣ２９とソレノイド２６ａの間では吸引力が、ま
たＳＣ２９とソレノイド２６ｂの間では反発力がそれぞ
れ発生しており、双方の力によって定盤１４が非接触で
保持されることとなる。

【０１３０】本実施例による除振装置では、先述の第１
実施例および第３実施例の除振装置と同様の優れた効果
に加えて、総浮上力は、第１実施例や第３実施例の浮上
力よりも大きくなるので、搭載可能な重量が大きくで
き、適用可能な被搭載物の範囲も拡がる。

【０１３１】第５実施例 本実施例も、第４実施例と同様に除振性能設定手段によ
り反発力と吸引力とを併用することを特徴とする実施態
様の他の装置構成を有する例である。本実施例が第４実
施例と違う点は、初期位置決め機構の取付位置および磁
気浮上力を発現させるための超電導体と磁石の取付構造
部分である。

【０１３２】すなわち、１つの超電導体を基台に配置
し、２つの磁石を定盤に配置して、前記超電導体と前記
両方の磁石間の磁気浮上力を利用して前記定盤を浮上さ
せて支持し、外部からの振動を非接触浮上で絶縁する除
振装置であって、除振性能設定手段として、初期位置決
め機構、磁石の磁力調節機構および超電導体と磁石間の
磁気浮上力（反発力と吸引力）によるばね特性設定手段
と導電性部材による減衰特性設定手段とを有してなる超
電導磁気浮上除振装置であることに変りない。

【０１３３】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
除振台１０内部の超電導体と磁石との水平配置構成につ
き、より詳細に説明する。なお、超電導磁気浮上除振装
置の他の構成要件については、第１実施例と同様であ
る。したがって、説明の便宜上、第１実施例と同様の構
成部材には、本実施例を説明する図面に表されていない
構成部材においても、第１実施例と同様の（図面の）符
号を付して説明を行うものである。

【０１３４】本実施例の除振台１０でも、超電導体と磁
石間の磁気浮上力として反発力と吸引力の双方を利用す
べく１つの超電導体とその上下に２つの磁石を同軸上に
水平配置したことを特徴し、図２４に示すとおり、基台
１１側のＳＣ冷却部１２のＳＣ２９の真上および真下
（同軸上）に定盤１４側の浮上力調整部２３のソレノイ
ド２６をそれぞれ第１実施例および上下逆向きの第３実
施例での水平配置となるように取り付けるものである。
本実施例が先述の第４実施例と違う点は、定盤の支柱の
取付位置、基台側の台座の設置位置、および初期位置設
定部の固定位置が異なる点にある。以下に、この特徴部
分につき図面により説明する。

【０１３５】図２４に示すように、まず、定盤１４側に
第１浮上力調整部２３ａおよび第２浮上力調整部２３ｂ
が同軸上に設けられている。

【０１３６】これら浮上力調整部２３の取付位置として
は、第１浮上力調整部２３ａ側は、第４実施例と同様に
定盤１４の下面にその一部が保持されるように直接取り
付けられ、ソレノイド２６ａは、定盤１４下面から下向
きに突出しているが、一方の第２浮上力調整部２３ｂ側
は、定盤１４の下面中央部から下向きに延びる支柱７１
の下端部に定盤１４の４隅の方向に延びるフランジ（支
持体）７２に対してソレノイド２６ｂがフランジ７２の
上面に嵌め込まれ保持される恰好で上向きに突出して取
り付けられている。

【０１３７】他方、基台１１側のＳＣ冷却部１２の取付
位置としては、第１ソレノイド２６ａの真下でかつ第２
ソレノイド２６ｂの真上にＳＣ冷却部１２が基台１１の
各辺のほぼ中央に設置された台座７３上部から基台１１
の内側に延びる支持体７４にケースホルダ３１′を利用
して取り付けられている。すなわち、ＳＣ冷却部１２と
第１ソレノイド２６ａおよび第２ソレノイド２６ｂは、
いずれも同軸上に位置する関係にある。上下両方の浮上
力調整部２３ａ、２３ｂの永久磁石２５ａ、２５ｂは共
に、その先端面がこれらの間に位置するＳＣ冷却部１２
側に露出されており、これにより直接ＳＣ冷却部１２に
対向するようになっている（第４実施例と同様）。これ
によりソレノイド２６ａの真上でかつソレノイド２６ｂ
の真下に位置するようにＳＣ２９が設けられることにな
る。なお、ＳＣ冷却部１２の内ケースの内部に収納され
ているＳＣ２９は、その側面外周部を超電導体ホルダ３
３により固定され、内ケース３２の外周面のみがこの真
空断熱室３４の壁面を形成し、内外ケースの上下両側が
蓋体３５ａ、３５ｂによって閉じられている。

【０１３８】また、定盤１４の初期位置を設定する初期
位置設定部１３は、基台１１の各辺のほぼ中央に設置さ
れた台座７３の上面にその一部が保持される恰好で取り
付けられている。これにより、実施例１で説明したと同
様に昇降体４０が直接定盤１４下面に当接する位置に配
置されることになる。またこれにより、初期位置設定部
１３では昇降体４０の上昇により、その上面が定盤１４
下面に達し、定盤１４側全体を持ち上げることになる
（第４実施例と同様）。

【０１３９】本実施例の特徴である除振台１０の内部の
超電導体と磁石との水平配置の機械的な構成は以上の通
りである。

【０１４０】次に、制御系の構成は、先述の第４実施例
で説明したと同様である。なお、この場合にも定盤１４
を初期位置に設定する処理を行なうＳ１の動作において
は、本発明の作用で説明したように吸引力と反発力のハ
イブリット形の場合、吸引力特性と反発力特性を定量的
に考慮し、第１実施例による反発力を基準に制御する
か、第３実施例による吸引力を基準に制御するかを、図
７の右下図のように、総浮上力が初期位置からのずれに
対して単調に増加しなければならないこととする原理に
基づいて決定することとなる。

【０１４１】したがって、本実施例による除振装置でも
第４実施例と同様に、先述の第１実施例および第３実施
例の除振装置と同様の優れた効果に加えて、総浮上力
は、第１実施例や第３実施例の浮上力よりも大きくなる
ので、搭載可能な重量が大きくでき、適用可能な被搭載
物の範囲が拡がる。

【０１４２】第６実施例 本実施例では、除振性能設定手段により反発力と吸引力
とを併用することを特徴とする実施態様の他の装置構成
を有する例として、超電導体と磁石とを第１実施例およ
び第３実施例の水平配置となるように、これら双方を水
平に上下２段に（同軸上に）配置し、反発力と吸引力の
併用を利用したことを特徴とする実施例である。なお、
本実施例が第１実施例〜第５実施例と違う点は、超電導
体を定盤に配置し、磁石を基台に配置して、前記超電導
体と前記磁石間の磁気浮上力を発現させる点にある。

【０１４３】すなわち、超電導体を定盤に配置し、磁石
を基台に配置して、前記超電導体と前記磁石間の磁気浮
上力を利用して前記定盤を浮上させて支持し、外部から
の振動を非接触浮上で絶縁する除振装置であって、除振
性能設定手段として、定盤と基台との相対的位置を設定
する初期位置決め機構、磁石の磁力を調節する機構およ
び超電導体と磁石間の磁気浮上力として反発力と吸引力
の双方を利用することによるばね特性設定手段と導電性
部材による減衰特性設定手段とを有してなる超電導磁気
浮上除振装置である。

【０１４４】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
除振台１０内部の超電導体と磁石との水平配置構成につ
き、より詳細に説明する。なお、超電導磁気浮上除振装
置の他の構成要件については、第１実施例と同様であ
る。したがって、説明の便宜上、第１実施例と同様の構
成部材には、本実施例を説明する図面に表されていない
構成部材においても、第１実施例と同様の（図面の）符
号を付して説明を行うものである。

【０１４５】本実施例の除振台１０では、超電導体と磁
石間の磁気浮上力として反発力と吸引力の双方を利用す
べく超電導体と磁石を同軸上に水平に２組み配置したこ
とを特徴とするものであって、図２５に示すとおり、基
台１１側の浮上力調整部２３のソレノイド２６と定盤１
４側のＳＣ冷却部１２のＳＣ２９をそれぞれ２組み用い
て第１実施例および第３実施例の超電導体と磁石を上下
同軸方向で水平に配置して取り付けることを特徴とする
ものである。以下に、この特徴部分につき図面により説
明する。

【０１４６】まず、定盤１４側には、第１ＳＣ冷却部１
２ａおよび第２ＳＣ冷却部１２ｂが設けられている。よ
り詳しくは、第１ＳＣ冷却部１２ａが定盤１４下面に直
接その一部が定盤１４により保持される恰好でケースホ
ルダ３１′を利用して下向きに取り付けられ、大部分が
突出している。第２ＳＣ冷却部１２ｂは、定盤１４の下
面の４隅の下向きに延びる支柱７１の下端部に定盤１４
の内側に向いて延びるように取り付けられたフランジ７
２上面にその一部がフランジ７２により保持される恰好
でケースホルダ３１′を利用して上向きに第１ＳＣ冷却
部１２ａと同軸上に位置するように取り付けられ、大部
分が突出している。

【０１４７】他方、基台１１側には、第１浮上力調整部
２３ａおよび第２浮上力調整部２３ｂが設けられてい
る。より詳しくは、第１ＳＣ冷却部１２ａのＳＣ２９ａ
の真下に、ＳＣ２９ａとの間でピンニング力を発生させ
る第１ソレノイド２６ａが基台１１の中央部に設置され
た台座７３上部にある支持体７４上面側に上向きに該Ｓ
Ｃ冷却部１２ａと同軸上に位置するように突出して取り
付けられている。同様に第２ＳＣ冷却部１２ｂのＳＣ２
９ｂの真上に、第２ソレノイド２６ｂが前記支持体７４
下面側に下向きに第２ＳＣ冷却部１２ｂと同軸上に位置
するように突出して取り付けられている。すなわちＳＣ
冷却部１２ａ、１２ｂ、ソレノイド２６ａおよび２６ｂ
はいずれも同軸上に位置する関係にある。そして永久磁
石２５ａ、２５ｂは、その先端面がそれぞれＳＣ冷却部
１２ａ、１２ｂ側に露出されており、直接ＳＣ冷却部１
２ａ、１２ｂに対向するようになっている。上下同軸方
向の配置された２組みの浮上力調整部とＳＣ冷却部と
は、定盤１４と基台１１の４隅にそれぞれ配設されてい
る。なお、第１浮上力調整部２３ａおよび第２浮上力調
整部２３ｂは、相互に影響しないように支持体７４（電
磁シールド材）でシールドされており、接触するもので
ない。また、ＳＣ冷却部１２の吸込管３７と排出管３８
とは定盤１４の昇降に応じて上下動するため可撓管を用
いる必要があるが、これにより両管３７、３８に適当な
可撓性を与えることができ冷媒の流動に起因する振動や
両管３７、３８を伝って侵入する外来振動の低減が可能
となる。

【０１４８】なお、定盤１４の初期位置を設定する初期
位置設定部１３は、第１実施例と同様に基台１１の各辺
のほぼ中央に配置されているが、昇降体４０の上面は、
第３実施例ないし第４実施例と同様に、昇降体４０の上
昇によりフランジ７２の下面に達し、定盤１４側全体を
持ち上げることになる。

【０１４９】本実施例の特徴である除振台１０の内部の
超電導体と磁石との水平配置の機械的な構成は以上の通
りである。

【０１５０】次に、制御系の構成は、先述の第４実施例
で説明したと同様である。なお、この場合にも定盤１４
を初期位置に設定する処理を行なうＳ１の動作において
は、本発明の作用で説明したように吸引力と反発力のハ
イブリット形の場合、吸引力特性と反発力特性を定量的
に考慮し、第１実施例による反発力を基準に制御する
か、第３実施例による吸引力を基準に制御するかを、図
７の右下図のように、総浮上力が初期位置からのずれに
対して単調に増加しなければならないこととする原理に
基づいて決定することとなる。

【０１５１】したがって、本実施例による除振装置でも
第４実施例と同様に、先述の第１実施例および第３実施
例の除振装置と同様の優れた効果に加えて、総浮上力
は、第１実施例や第３実施例の浮上力よりも大きくなる
ので、搭載可能な重量が大きくでき、適用可能な被搭載
物の範囲が拡がる。

【０１５２】第７実施例 本実施例は、除振性能設定手段により反発力と吸引力と
を併用することを特徴とする実施態様の他の装置構成を
有する例として、超電導体と磁石とを第１実施例および
第３実施例の水平配置となるように、これら双方を水平
に上下２段に（同軸上に）配置し、反発力と吸引力の併
用を利用したことを特徴とする実施例である。なお、本
実施例が第１実施例〜第５実施例と違う点は、超電導体
を定盤に配置し、磁石を基台に配置して、前記超電導体
と前記磁石間の磁気浮上力を発現させる点にある。さら
に第６実施例と違う点は、第３実施例が第４実施例と違
う点と同様の関係にあり、初期位置決め機構の取付位置
および磁気浮上力を発現させるための超電導体と磁石の
取付構造部分である。

【０１５３】すなわち、超電導体を定盤に配置し、磁石
を基台に配置して、前記超電導体と前記磁石間の磁気浮
上力を利用して前記定盤を浮上させて支持し、外部から
の振動を非接触浮上で絶縁する除振装置であって、除振
性能設定手段として、定盤と基台との相対的位置を設定
する初期位置決め機構、磁石の磁力を調節する機構およ
び超電導体と磁石間の磁気浮上力として反発力と吸引力
の双方を利用することによるばね特性設定手段と導電性
部材による減衰特性設定手段とを有してなる超電導磁気
浮上除振装置である。この点で第６実施例とは変りな
い。

【０１５４】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
除振台１０内部の超電導体と磁石との水平配置構成につ
き、より詳細に説明する。なお、超電導磁気浮上除振装
置の他の構成要件については、第１実施例と同様であ
る。したがって、説明の便宜上、第１実施例と同様の構
成部材には、本実施例を説明する図面に表されていない
構成部材においても、第１実施例と同様の（図面の）符
号を付して説明を行うものである。

【０１５５】本実施例の除振台１０では、超電導体と磁
石間の磁気浮上力として反発力と吸引力の双方を利用す
べく超電導体と磁石を同軸上に水平に２組み配置したこ
とを特徴とするものであって、図２６に示すとおり、基
台１１側の浮上力調整部２３のソレノイド２６と定盤１
４側のＳＣ冷却部１２のＳＣ２９をそれぞれ２組み用い
て第１実施例および第３実施例の超電導体と磁石を上下
同軸方向で水平に配置して取り付けることを特徴とする
ものである。なお本実施例が先述の第６実施例と違う点
は、第３実施例が第４実施例と違う点と同様であり、定
盤の支柱の取付位置、基台側の台座の設置位置、および
初期位置設定部の固定位置が異なる点にある。以下に、
この特徴部分につき図面により説明する。

【０１５６】図２６に示すように、まず、定盤１４側に
第１ＳＣ冷却部１２ａおよび第２ＳＣ冷却部１２ｂが同
軸上に設けられている。

【０１５７】これらＳＣ冷却部１２の取付位置として
は、第１ＳＣ冷却部１２ａ側は、第６実施例と同様に定
盤１４下面に直接その一部が定盤１４により保持される
恰好でケースホルダ３１′を利用して下向きに取り付け
られ、大部分が突出しているが、一方の第２ＳＣ冷却部
１２ｂ側は、定盤１４の下面中央部から下向きに延びる
支柱７１の下端部に定盤１４の４隅の方向に延びるよう
に取り付けられたフランジ（支持体）７２により保持さ
れる恰好でケースホルダ３１′を利用して上向きに第１
ＳＣ冷却部１２ａと同軸上に位置するように取り付けら
れ、大部分が突出している 他方、基台１１側に第１浮上力調整部２３ａおよび第２
浮上力調整部２３ｂが設けられている。

【０１５８】これらの取付位置としては、第１ＳＣ冷却
部１２ａのＳＣ２９ａの真下に、ＳＣ２９ａとの間でピ
ンニング力を発生させる第１ソレノイド２６ａが基台１
１の各辺のほぼ中央に配置されている台座７３上部から
基台１１の内側に延びる支持体７４上面側に上向きに該
ＳＣ冷却部１２ａと同軸上に位置するように突出して取
り付けられている。同様に第２ＳＣ冷却部１２ｂのＳＣ
２９ｂの真上に、第２ソレノイド２６ｂが前記支持体７
４下面側に下向きに第２ＳＣ冷却部１２ｂと同軸上に位
置するように突出して取り付けられている。すなわち、
ＳＣ冷却部１２ａ、１２ｂ、ソレノイド２６ａおよび２
６ｂはいずれも同軸上に位置する関係にある。そして永
久磁石２５ａ、２５ｂは、その先端面がそれぞれＳＣ冷
却部１２ａ、１２ｂ側に露出されており、直接ＳＣ冷却
部１２ａ、１２ｂにそれぞれ対向するようになってい
る。上下同軸方向の配置された２組みの浮上力調整部と
ＳＣ冷却部とは、定盤１４と基台１１の４隅にそれぞれ
配設されている（第６実施例と同様）。

【０１５９】また、定盤１４の初期位置を設定する初期
位置設定部１３は、基台１１の各辺のほぼ中央に設置さ
れた台座７３の上面にその一部が保持される恰好で取り
付けられている。これにより、実施例５で説明したと同
様に昇降体４０が直接定盤１４下面に当接する位置に配
置されることになる。これにより、初期位置設定部１３
では昇降体４０の上昇により、その上面が定盤１４下面
に達し、定盤１４側全体を持ち上げることになる（第６
実施例と同様）。

【０１６０】本実施例の特徴である除振台１０の内部の
超電導体と磁石との水平配置の機械的な構成は以上の通
りである。

【０１６１】次に、制御系の構成は、第６実施例で説明
したと同様である。なお、この場合にも定盤１４を初期
位置に設定する処理を行なうＳ１の動作においては、本
発明の作用で説明したように吸引力と反発力のハイブリ
ット形の場合、吸引力特性と反発力特性を定量的に考慮
し、第１実施例による反発力を基準に制御するか、第３
実施例による吸引力を基準に制御するかを、図７の右下
図のように、総浮上力が初期位置からのずれに対して単
調に増加しなければならないこととする原理に基づいて
決定することとなる。

【０１６２】本実施例による除振装置でも第４実施例と
同様に、先述の第１実施例および第３実施例の除振装置
と同様の優れた効果に加えて、総浮上力は、第１実施例
や第３実施例の浮上力よりも大きくなるので、搭載可能
な重量が大きくでき、適用可能な被搭載物の範囲が拡が
る。

【０１６３】第８実施例 本実施例では、第１実施例に新たに請求項１１の構成要
件を設けてなる超電導磁気浮上除振装置であり、除振性
能設定手段として、第１実施例の水平配置に加えて、超
電導体と磁石とを側面にも配置して反発力と吸引力を利
用したことを特徴とする実施例である。

【０１６４】すなわち、超電導体を基台の水平面に配置
しているだけでなく、側面にも配置し、磁石を定盤に配
置して、前記超電導体と前記磁石間の磁気浮上力を利用
して前記定盤を浮上させて支持し、外部からの振動を非
接触浮上で絶縁する除振装置であって、除振性能設定手
段として、定盤と基台との相対的位置を設定する初期位
置決め機構および磁石の磁力を調節する機構によるばね
特性設定手段と導電性部材による減衰特性設定手段とを
有してなる超電導磁気浮上除振装置である。

【０１６５】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
除振台１０内部の超電導体と磁石との配置構成につき、
より詳細に説明する。なお、超電導磁気浮上除振装置の
他の構成要件については、第１実施例と同様である。し
たがって、説明の便宜上、第１実施例と同様の構成部材
には、本実施例を説明する図面に表されていない構成部
材においても、第１実施例と同様の（図面の）符号を付
して説明を行うものである。

【０１６６】本実施例の除振台１０では、超電導体と磁
石間の磁気浮上力として反発力と吸引力の双方を利用す
べく第１実施例の水平配置に加えて、超電導体と磁石と
を側面にも配置したことを特徴とするものであって、図
２７に示すとおり、ＳＣ冷却部１２のＳＣ２９と定盤１
４の浮上力を調整する浮上力調整部２３のソレノイド２
６とが水平に対向すると共に、垂直（側面）にも対向す
るように、ＳＣ２９の形状が断面凹形のものを配置して
いるものである。以下に、本特徴部分につき図面により
説明する。

【０１６７】図２７に示すように、定盤１４側に設けら
れる浮上力調整部２３は、実施例１と同様であるが、基
台１１側に設けられるＳＣ冷却部１２は、浮上力調整部
２３のソレノイド２６の下方および側方に位置するよう
な断面凹形を有している。すなわち、ＳＣ冷却部１２は
ソレノイド２６と水平および垂直に対向する関係を有す
るように設けられている。浮上力調整部２３の永久磁石
２５は、その先端面がＳＣ冷却部１２側に露出されてお
り、直接ＳＣ冷却部１２に対向するようになっている。
このソレノイド２６とＳＣ冷却部１２とは、定盤１４と
基台１１の４隅にそれぞれ配設されている。なお、定盤
１４の初期位置を設定する初期位置設定部１３は、基台
１１の各辺のほぼ中央に配置されている。

【０１６８】なお、このＳＣ２９の形状は本実施例では
図２７に示したような断面凹形のものを用いている。そ
のため、外ケース３１の上側および内ケース３２の上側
は、図示するようにＳＣ２９の形状に合わせた形状の蓋
体３５によって閉じられている。

【０１６９】本実施例の特徴である除振台１０の内部の
超電導体と磁石との水平配置の機械的な構成は以上の通
りである。

【０１７０】次に、制御系の構成は、第１実施例で説明
したと同様である。

【０１７１】ただ、定盤１４を初期位置に設定する処理
を行なう（Ｓ１）に際し、最初、定盤１４は、ソレノイ
ド２６の永久磁石２５がＳＣ冷却部１２の蓋体３５の凹
形状の窪んでいる側の部分の表面に接触する状態まで下
降しているので、入出力装置８０によって図２７に示す
ように永久磁石２５と蓋体３５とが離隔されるギャップ
Ａ（図示せず）を入力することになる。

【０１７２】上述した本実施例による除振装置では、先
述の第１実施例と同様の優れた効果に加えて、ソレノイ
ドの側面にもＳＣが対向しているので、横方向の拘束力
を高めることができる。

【０１７３】第９実施例 本実施例では、第１実施例〜第８実施例の構成要件の定
盤を面的に支持することを特徴とする超電導磁気浮上除
振装置の実施態様を示す実施例である。

【０１７４】すなわち、超電導体を基台に配置し、磁石
を定盤に配置して、前記超電導体と前記磁石間の磁気浮
上力を利用して前記定盤を浮上させて支持し、外部から
の振動を非接触浮上で絶縁する除振装置であって、除振
性能設定手段として、定盤と基台との相対的位置を設定
する初期位置決め機構および磁石の磁力を調節する機構
によるばね特性設定手段と導電性部材による減衰特性設
定手段とを有してなる超電導磁気浮上除振装置である。

【０１７５】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
除振台１０内部の超電導体と磁石との配置構成につき、
より詳細に説明する。なお、超電導磁気浮上除振装置の
他の構成要件については、第１実施例と同様である。し
たがって、説明の便宜上、第１実施例と同様の構成部材
には、本実施例を説明する図面に表されていない構成部
材においても、第１実施例と同様の（図面の）符号を付
して説明を行うものである。

【０１７６】図２８（ａ）、（ｂ）に示すとおり、本実
施例の除振台１０では、超電導体と磁石間の磁気浮上力
を利用するに際し、超電導体と磁石とを多数配置し、定
盤１４を面的に支持することを特徴とするものであっ
て、本実施例では、ＳＣ冷却部１２と浮上力調整部２３
とは実施例１と同様に１対１で水平対向しており、この
浮上力調整部２３とＳＣ冷却部１２とは、それぞれ定盤
１４および基台１１上に縦横各３列ずつ合計９組みが等
間隔にそれぞれ配設され、定盤１４を面的に支持するも
のである（なお、図面への表現の関係上９個としたが、
これに制限されない）。なお、定盤１４の初期位置を設
定する初期位置設定部１３は、基台１１の各辺のほぼ中
央に配置されている。

【０１７７】本実施例の特徴である除振台１０の内部の
超電導体と磁石との水平配置の機械的な構成は以上の通
りであるが、さらに図２９に示すように、冷媒供給装置
５０よりの冷媒の供給を各ＳＣ冷却部１２に個別に行い
得るように冷媒供給装置５０とＳＣ冷却部１２との間の
冷媒の流通は、バルブユニット５５によって制御する
が、このバルブユニット５５は、冷媒の流通を各ＳＣ冷
却部１２ごとに制御するための自動制御弁を複数有して
いるものである。

【０１７８】次に、制御系の構成は、第１実施例で説明
したと同様である。

【０１７９】ただ、ＳＣの冷却を行うＳ２の動作におい
ては、被搭載物の重量などを考慮して、演算制御部６６
は、バルブコントローラ６８の動作を制御して、冷媒供
給装置５０からの冷媒の供給経路を制御する。つまり、
図２９（ａ）ないし（ｂ）に示すように、基台１１上の
９か所に設けられているＳＣ冷却部１２のいずれに冷媒
を供給するのかをバルブユニット５５の自動制御弁の開
閉状態を制御する。すなわち図２９（ａ）では、すべて
のＳＣ冷却部に冷媒を供給し、より面的に定盤を支持す
るように制御する場合であり、図２９（ｂ）では、実線
で示す配線（吸込管３７および排出管３８）にのみ冷媒
を供給し、点線で示す配線（吸込管３７および排出管３
８）の冷媒通路は止められており、冷媒は供給しないよ
うに制御されている状態を示す。

【０１８０】本実施例による除振装置は、第１実施例の
ように点的に支持した場合に比して支持安定性が増す。
また使用するＳＣを小型化できるので、大型化が困難な
ＳＣにおいて製造の容易な小型ＳＣの利用が可能とな
る。

【０１８１】また、多数のＳＣ冷却部に選択的に冷媒供
給を行うことによって（図２９（ａ）および（ｂ））、
使用するＳＣの個数を変更することができ、これにより
除振性能を調節することもできる。

【０１８２】第１０実施例 本実施例では、第１実施例に新たに請求項１２の構成要
件を設けてなる超電導磁気浮上除振装置であり、定盤と
基台の非接触浮上部分が、可撓性のあるシール体でシー
ルされていることを特徴とする実施例である。

【０１８３】すなわち、超電導体を基台に配置し、磁石
を定盤に配置して、前記超電導体と前記磁石間の磁気浮
上力を利用して前記定盤を浮上させて支持し、外部から
の振動を非接触浮上で絶縁する除振装置であって、除振
性能設定手段として、定盤と基台との相対的位置を設定
する初期位置決め機構、磁石の磁力を調節する機構およ
び超電導体と磁石間の磁気浮上力として反発力を利用す
ることによるばね特性設定手段と導電性部材による減衰
特性設定手段とを有し、さらに定盤と基台の非接触浮上
部分が、可撓性のある弾性を有する膜でシールされてな
る超電導磁気浮上除振装置である。

【０１８４】以下に図面を用いて本実施例の特徴とする
定盤と基台の非接触浮上部分の構成につき、より詳細に
説明する。なお、超電導磁気浮上除振装置の他の構成要
件については、第１実施例と同様である。したがって、
説明の便宜上、第１実施例と同様の構成部材には、本実
施例を説明する図面に表されていない構成部材において
も、第１実施例と同様の（図面の）符号を付して説明を
行うものである。

【０１８５】本実施例の定盤と基台の非接触浮上部分
は、第１実施例では、特に構成部材を設けていないのに
対し、可撓性のある弾性を有する膜を用いてかかる浮上
部分を外部雰囲気からシールしたことを特徴とするもの
であって、図３０に示すとおり、非接触浮上部分をシー
ルするため定盤１４側から基台１１側の間にシール体９
０を設けていることを特徴とするものである。以下に、
この特徴部分につき図面により説明する。

【０１８６】すなわち、図３０に示す通り、第１実施例
と同様の構成を有する除振台１０において、定盤と基台
の非接触浮上部分を可撓性のある弾性を有する膜とした
シール体９０でシールすべく、シール体９０の形状は筒
体とし、シール体９０の端部は、定盤１４側の浮上力調
整部２３のコイル２４のさらに外周部に設けた環状のシ
ール体９０を固定するための支持材の周囲と基台側のＳ
Ｃ冷却部１２の外ケース３１の周囲に外部雰囲気に対し
密に接続されている。なおシール体９０内部は、密閉空
間で、乾燥空気が充填されている。また、シール体９０
は、適度に弛ませている。さらに、シール体９０の材質
は、ゴムや樹脂等の弾性体であって、可撓性を有するも
のであればよいが、なかでも薄く剛性の低いものが好ま
しい。また、シール体９０内部の非接触浮上部分は、蒸
気が適度に減少するように、弛みを維持できる程度に内
部を真空引きしてもよい。

【０１８７】本実施例による除振装置は、第１実施例の
効果に加えて、ＳＣ冷却部への着霜を防ぐことができ
る。着霜を防ぐことにより、ＳＣと磁石との霜を介した
接触を防ぐことができる。なお外ケースが液体窒素程度
の温度にあり外気に晒されているとすると、外ケースに
付着した霜の厚さは１０〜２０ｍｍ程度になることがあ
る。

【０１８８】

【発明の効果】本発明による超電導磁気浮上除振装置
は、超電導体と磁石による非接触浮上の際の振動を除振
性能設定手段を利用することで極めて効果的に排除でき
るため、様々な被搭載機器に適応できる。また除振性能
設定手段を低コストで実現できるため、除振装置全体を
も低コストとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 振動伝達率と振動数の関係を示すグラフであ
る。

【図２】 図２（ａ）は超電導のマイスナー効果を利用
した浮上についての概念図であり、図２（ｂ）は超電導
のピンニング効果を利用した浮上についての概念図であ
る。

【図３】 図３（ａ）はピンニング効果による磁気浮上
力の反発力を利用して浮上させる場合を示す。図３
（ｂ）は、ピンニング効果による磁気浮上力の吸引力を
利用して浮上させる場合を示す。

【図４】 超電導体を冷却する前の超電導体と磁石間距
離（初期位置）がＡ、Ｂ、Ｃの異なる３点に対して、超
電導体を臨界温度以下に冷却後、磁石を超電導体に近付
けた時に発生する反発力と、超電導体と磁石間距離との
関係を示したものである。

【図５】 浮上に関与している超電導体の数量を変化さ
せた場合の、磁石を超電導体に近付けた時に発生する反
発力と、超電導体と磁石間距離との関係を示したもので
ある。

【図６】 磁石として永久磁石と電磁石を組み合わせて
磁力を変化させた場合の、磁石を超電導体に近付けた時
に発生する反発力と、超電導体と磁石間距離との関係を
示したものである。

【図７】 超電導体と磁石間の吸引力と反発力を併用し
て磁力を変化させた場合の、磁石を超電導体に近付けた
時に発生する吸引力および反発力と、超電導体と磁石間
距離との関係を示したものである。

【図８】 超電導体と磁石を側面配置して磁力を変化さ
せた場合の、磁石を超電導体に近付けた時に発生する吸
引力と、超電導体と磁石間距離との関係を示したもので
ある。

【図９】 超電導体および磁石の定盤および基台に対す
る取り付け角度を変化させたもので、超電導体と磁石の
位置関係を概念的に示したものである。

【図１０】 第１実施例で用いた超電導磁気浮上除振装
置の構成を示す概略図である。

【図１１】 図１０に示す第１実施例の超電導磁気浮上
除振装置において、超電導体と磁石間の磁気浮上力を利
用して定盤を浮上させて支持した状態での除振台の構成
を示す側断面概略図である。

【図１２】 図１１に示す除振台の超電導体冷却部の構
成の一部を示す側断面概略図である。

【図１３】 図１３（ａ）は、図１１に示す磁気浮上す
る前の除振台の構成を示す側断面概略図である。図１３
（ｂ）は、図１１に示す磁気浮上した状態での除振台の
構成の示す側断面概略図である。

【図１４】 図１４（ａ）は、図１１に示す除振台の超
電導体冷却部の超電導体の形状を示す側断面概略図であ
る。図１４（ｂ）は、図１１に示す除振台の浮上力調整
部の永久磁石の形状を示す側断面概略図である。

【図１５】 図１０に示した制御部の内部構成とこれに
接続される入出力系を示すブロック図である。

【図１６】 図１０に示した制御部の動作を示すフロー
チャートである。

【図１７】 第１実施例の変形例に用いた除振台の浮上
力調整部の永久磁石の形状を示す概略構成図である

【図１８】 第２実施例の超電導磁気浮上除振装置の除
振台を示す概略構成図である。

【図１９】 第２実施例の超電導磁気浮上除振装置の除
振台の基台側の構成を示す概略構成図である。

【図２０】 第２実施例の変形例として用いた超電導磁
気浮上除振装置の除振台の基台側の構成を示す概略構成
図である。

【図２１】 第３実施例の超電導磁気浮上除振装置の磁
気浮上した状態での除振台を示す概略構成図である。

【図２２】 第３実施例の超電導磁気浮上除振装置の磁
気浮上する前の除振台を示す概略構成図である。

【図２３】 第４実施例の超電導磁気浮上除振装置の磁
気浮上した状態での除振台を示す概略構成図である。

【図２４】 第５実施例の超電導磁気浮上除振装置の磁
気浮上した状態での除振台を示す概略構成図である。

【図２５】 第６実施例の超電導磁気浮上除振装置の磁
気浮上した状態での除振台を示す概略構成図である。

【図２６】 第７実施例の超電導磁気浮上除振装置の磁
気浮上した状態での除振台を示す概略構成図である。

【図２７】 第８実施例の超電導磁気浮上除振装置の磁
気浮上した状態での除振台を示す概略構成図である。

【図２８】 図２８（ａ）は、第９実施例の超電導磁気
浮上除振装置の磁気浮上した状態での除振台の定盤を示
す概略平面図である。図２８（ｂ）は、第９実施例の超
電導磁気浮上除振装置の磁気浮上した状態での除振台を
示す概略側面図である。

【図２９】 第９実施例の超電導磁気浮上除振装置の磁
気浮上した状態での除振台上の超電導体冷却部とその配
管周辺を示す概略配管構成図である。

【図３０】 第１０実施例の超電導磁気浮上除振装置の
磁気浮上した状態での除振台を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…超電導体、 ２…磁石、３…磁力
線、 ４…ピンニング点、１０…除
振台、 １１…基台、１２…ＳＣ冷却
部、 １３…初期位置設定部、１４…定
盤、 １５…被搭載物、１６…加速
度センサ、 １７…上面板、１８…中間板、
１９…下面板、２０、２１…コア
材、 ２２…枠材、２３…浮上力調整部、
２４…コイル、２５…永久磁石、
２５′…ホルダ、２６…ソレノイド、
２７…絶縁体、２８…ソレノイドホルダ、
２９…ＳＣ、３１…外ケース、 ３１′
…ケースホルダ、３２…内ケース、 ３
３…超電導体ホルダ、３４…真空断熱室、
３５…蓋体、３６…断熱部材、 ３７
…吸込管、３８…排出管、 ３９…筐
体、４０…昇降体、 ４１…ステッピ
ングモータ、４２…昇降用ネジ、 ４３…
カップリング、４４…案内孔、 ４５
…回り止め部、４６…ピン、 ４７
…ピン用ボス部、４８…角度設定台座、 ５
０…冷媒供給装置、５５…バルブユニット、
６０…制御部、６２…ソレノイドコントローラ、 ６４
…モータコントローラ、６６…演算制御部、
６８…バルブコントローラ、７１…支柱、
７２…フランジ、７３…台座、
７４…支持体、８０…入力装置、
９０…シール体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 将元 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 宮本 勝良 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式会社先端技術研究所内 (72)発明者 納口 慶太 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１−１− 25 明立精機株式会社技術部内 (72)発明者 日向 勝美 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１−１− 25 明立精機株式会社技術部内 (72)発明者 戸原 勉 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１−１− 25 明立精機株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導体と磁石のいずれか一方を基台に
   配置し、他方を定盤に配置して、前記超電導体と前記磁
   石間の磁気浮上力を利用して前記定盤を浮上させて支持
   し、外部からの振動を非接触浮上で絶縁する除振装置に
   おいて、除振性能設定手段を有することを特徴とする除
   振装置。
2. 【請求項２】 前記除振性能設定手段が、ばね特性設定
   手段および／または減衰特性設定手段であることを特徴
   とする請求項１に記載の除振装置。
3. 【請求項３】 前記ばね特性設定手段が、前記定盤と前
   記基台との相対的位置を設定する初期位置決め機構であ
   ることを特徴とする請求項２に記載の除振装置。
4. 【請求項４】 前記ばね特性設定手段が、前記超電導体
   あるいは前記磁石の数量を調節する機構であることを特
   徴とする請求項２に記載の除振装置。
5. 【請求項５】 前記ばね特性設定手段が、前記磁石の磁
   力を調節する機構であることを特徴とする請求項２に記
   載の除振装置。
6. 【請求項６】 前記ばね特性設定手段が、前記超電導体
   と前記磁石間の磁気浮上力として吸引力を含むものであ
   ることを特徴とする請求項２に記載の除振装置。
7. 【請求項７】 前記ばね特性設定手段が、前記超電導体
   と前記磁石の前記定盤または前記基台に対する取り付け
   角度を斜めにした傾斜支持であることを特徴とする請求
   項２に記載の除振装置。
8. 【請求項８】 前記減衰特性設定手段が、導電性部材で
   あることを特徴とする請求項２に記載の除振装置。
9. 【請求項９】 前記磁石の形状が、非円形状であること
   を特徴とする請求項１に記載の除振装置。
10. 【請求項１０】 前記磁石の前記超電導体に対向する面
    の極性が、Ｎ極とＳ極の両方を有していることを特徴と
    する請求項１に記載の除振装置。
11. 【請求項１１】 前記超電導体および／または前記磁石
    が、前記定盤および／または前記基台の水平面に配置し
    ているだけでなく、側面にも配置していることを特徴と
    する請求項１に記載の除振装置。
12. 【請求項１２】 前記定盤と前記基台の非接触浮上部分
    が、可撓性を有する膜でシールされていることを特徴と
    する請求項１に記載の除振装置。