JP3434603B2 - 直線動磁気支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体を直線に移動可能
とするための直線動磁気支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球上で発生する二酸化炭素など
により地球が覆われる、いわゆる温暖化現象が報告され
ている。このような温暖化現象のメカニズムを解明する
ためには、地球上空に停滞する二酸化炭素層の厚みや濃
度を測定することが重要である。

【０００３】二酸化炭素層の厚みや濃度を測定する方法
としては、まず二酸化炭素に特定の光を照射し、その反
射光を光干渉装置内の集光レンズで集光する。集光され
た光は光干渉装置内の第１のレンズで２本の光路に分岐
される。第１の光路は第２のレンズに入射し、その後複
数のレンズを経て光検出装置に入射される。第２の光路
は光路長を変化させることが可能な装置に固定されてい
る鏡に反射され、その後複数のレンズを経て第１の光路
が入射する光検出装置に入射される。そして、一方の光
路の光路長を変化させることにより光検出装置の位置で
光を干渉させ、その干渉状態を調べることにより測定を
行う必要がある。

【０００４】このように、二酸化炭素層の厚みや濃度を
測定するためには光の干渉を利用する必要があり、その
ためには光の光路長を変化させなければならない。そし
て、光の光路長を変化させる装置として直線動磁気支持
装置が利用されている。

【０００５】以下、直線動磁気支持装置の従来構成を図
４乃至図７を参照して説明する。

【０００６】図４は、従来の技術の縦断面図で、図５
は、従来の技術の横断面図で、図６は、従来の技術にお
ける支持台だけを取り出して示す斜視図で、図７は従来
の技術における制御装置のブロック構成図を示す。

【０００７】同図において、２０は静止体を示してい
る。この静止体２０はベース３４と、このベース３４に
固定された非磁性体製の筒体３５とで構成されている。
そして筒体３５内には、ほぼ円柱状に形成される支持台
１９が筒体３５の軸心線方向に移動自在に配置されてい
る。

【０００８】支持台１９は、磁性材で形成されており、
図４中ほぼ右半分が中空に形成されている。また、支持
台１９の図４中左半分は、中心棒状部３６と、円筒状空
洞部３７と、外側筒状部３８とを同心的に配列した構造
に形成されている。支持台１９の図４中右端部にはミラ
ー支持体３９が装着されており、このミラー支持体３９
には鏡２１が固定されている。

【０００９】支持台１９と筒体３５とは、筒体３５で支
持台１９を非接触に支持するための磁気軸受け装置２３
の主要素２３ａ，２３ｂが軸方向の２か所、つまり図４
中矢印Ａ、Ｂで示す位置にそれぞれ設けられている。

【００１０】磁気軸受け装置２３は吸引支持型のもの
で、その主要素２３ａ、２３ｂのうち、矢印Ａで示す位
置に設けられている主要素２３ａを代表して示すと、図
５に示すように構成されている。すなわちこの主要素２
３ａは筒体３５の内周面に周方向へ９０度の間隔をあ
け、かつ磁極面を軸心線に向けて固定された磁気力発生
装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、これら磁気力発生装置
１に装着されたコイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、支持
台１９の外周面に周方向へ９０度の間隔をあけ、かつ支
持台１９のほぼ全長に亘って延びる関係に形成された凸
状磁極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、これら凸状
磁極間に支持台１９のほぼ全長に亘って延びる関係に形
成されて半径方向の変位検出に供される平坦面２５ａ，
２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと、各磁気力発生装置１間に位
置する関係に筒体３５にそれぞれ固定されて各平坦面と
の間の距離を検出する径方向の第１の位置検出器３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄとで構成させている。

【００１１】各磁気力発生装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
は、図４に磁気力発生装置１ｃを代表して示すように、
２つの磁極面４０ａ，４０ｂを備え、これら２つの磁極
面４０ａ，４０ｂが軸方向に配列されるように筒体３５
の内面に固定されている。各磁気力発生装置１ａ、１
ｂ，１ｃ，１ｄに装着されたコイル２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄは、それぞれバイアスコイル４１と制御コイル４２
とで構成されている。支持台１９を境にして対向する磁
気力発生装置に装着されたバイアスコイル４１は互いに
逆向きの磁束を発生するように直列に接続され、また同
磁気力発生装置に装着された制御コイル４２は互いに同
じ向きの磁束を発生するように直列に接続されている。

【００１２】なお各磁気力発生装置１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄの２つの磁極面４０ａ，４０ｂと支持台１９に設け
られた４つの凸状磁極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ
の磁極面とは両者間の磁気抵抗を安定化させるために、
支持台１９の軸心線を中心とした円筒曲面状に形成され
ている。主要素２３ｂについても主要素２３ａと同様に
構成されている。

【００１３】支持台１９の図４中左側で、この支持台１
９と筒体３５とは、支持台１９に対して軸方向の移動力
を非接触で選択的に与える電磁力発生機構２６が設けら
れている。この電磁力発生機構２６は、公知のボイスコ
イルモーターと同様に、外側筒状部３８の開放端側内周
面に固定され、半径方向に着磁された環状の永久磁石２
７と、全体が筒状に形成されて円筒状空洞部３７に非接
触に嵌入装着された筒状コイル２８とで構成されてい
る。なお、筒状コイル２８の基端は、筒体３５に固定さ
れている。

【００１４】一方、ミラー支持体３９の外周面には、支
持台１９の軸心線に沿って延びる関係に配置された補助
板２９の一端側が固定されている。この補助板２９の図
４中下面は、図６に示すように支持台１９の軸心線に対
して傾斜した傾斜面３０に形成されている。静止体２０
には、傾斜面３０との間に距離から支持台１９の軸方向
の位置を検出する軸方向の第２の位置検出器４が固定さ
れている。そして、軸方向の第２の位置検出装置４、筒
状コイル２８、前述した磁気軸受け装置２３の主要素２
３ａ，２３ｂを構成しているバイアスコイル４１、制御
コイル４２および径方向の第１の位置検出装置３、図７
に示す制御装置３１に接続されている。

【００１５】制御装置３１は、磁気軸受け制御部３２
と、軸方向位置制御部３３とで構成されている。なお、
この図７には主要素２３ａのコイル２ａから２ｄを付勢
制御する磁気軸受け制御部３２が示されており、主要素
２３ｂの各コイルを付勢制御する制御部は省略されてい
る。 磁気軸受け制御部３２は、４つの径方向の第１の
位置検出器３ａ，３ｂ、３ｃ、３ｄの出力をそれぞれ処
理回路４３に導入し、径方向の変位量に変換している。
そして、これら変位量を制御回路４４に導入して基準位
置との差から操作量を決定し、これら操作量を電流増幅
器４５で電流に変換し、この電流をコイル２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄの制御コイル４２に与えるようにしている。
またコイル２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのバイアスコイル４
１には電源６から一定の電流を流すようにしている。主
要素２３ｂについても同じ制御が行われる。

【００１６】この制御によって支持台１９を静止体２０
とは完全非接触に、かつ半径方向の基準位置上に浮上さ
せるようにしている。なお、この例では得られた操作量
に対してオフセット信号Ｆを重畳し、これによって浮上
位置を半径方向の任意の位置に設定できるようにしてい
る。

【００１７】一方、軸方向の位置制御部３３は、軸方向
の位置検出器４の出力と径方向の第１の位置検出器３
ａ、３ｂ，３ｃ，３ｄの出力とを処理回路４６に導入
し、この処理回路４６で支持台１９の径方向位置によっ
て軸方向の第２の位置検出装置４の出力に現れる誤差分
を除去した真の軸方向位置信号を得ている。そして、得
られた軸方向位置信号と目標位置信号Ｈとの偏差を制御
回路４７で求め、この偏差を電流増幅器４８で電流に変
換し、この電流を筒状コイル２８に流すようにしてい
る。この制御によって、支持台１９を目標位置まで移動
させ、この目標位置で停止させるようにしている。

【００１８】このような構成であると、磁気軸受け装置
２３を動作させると、各バイアスコイル４１が一定電流
で付勢されるとともに各制御コイル４２が支持台１９の
径方向における変位量に応じたレベルで、かつ変位方向
に応じた極性の電流で付勢される。すなわち、磁気力発
生装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの磁極面と凸状磁極２４
ａ、２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの磁極面との間の磁気ギャ
ップ長が径方向の第１の位置検出器３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄの出力に基づいて求められる。そして、磁気ギャッ
プを通る磁束を増加させるように制御コイル４２が付勢
される。また磁気ギャップ長が狭くなった部分について
は、その磁気ギャップを通る磁束を減少させるように制
御コイル４２が付勢される。このため、支持台１９は静
止体２０に対して磁気軸受け装置２３で完全に非接触に
支持される。

【００１９】また、目標位置信号Ｈを与えると、電磁力
発生機構２６が動作し、公知のボイスコイルモーターと
全く同じ原理で、支持台１９に対して非接触に軸方向へ
の移動力を与え、支持台１９を目標位置で停止させる。
この場合、位置制御に必要な軸方向の位置検出は、補助
板２９に設けられた傾斜面３０を検出対象とした軸方向
の第２の位置検出装置４によって非接触検出される。ま
た、処理回路４６において速度成分を検出し、制御回路
４７に入力することで、位置決めと同様に速度制御も行
うことができる。

【００２０】このように被支持物を支持する支持台１９
を静止体２０に対して磁気軸受け装置２３で非接触に支
持し、また支持台１９の軸方向の位置を傾斜面３０と軸
方向の第２の位置検出器４とによって支持台１９とは非
接触に検出している。さらに支持台１９への軸方向への
移動力を電磁力発生機構２６によって支持台１９とは非
接触に与えるようにしている。したがって、支持台１９
を摩擦なしで移動させることができるので潤滑油を必要
としない。 このため、たとえば真空中のような特殊環
境下においても、長い距離範囲に亘って高精度な位置決
めを長期間安定に行われることができる。

【００２１】しかし、光干渉を利用して気体の組成を検
出するこの様な方式を採用した光干渉装置は、宇宙空間
などの特殊環境化で使用する場合には問題にならない
が、地球上で使用する場合には重力などの定常的な外乱
が作用することになる。図４に示された従来の光干渉装
置では、その一端側と他端側とでは支持台１９の質量の
不均衡差が存在する。すると支持台１９の軸方向への移
動によって支持台１９が静止体２０内で傾斜する。する
と支持台１９の重心１８の位置が磁気力発生装置に対し
て変化し、支持台１９の位置制御および速度制御が困難
になる。その結果光干渉装置の指向精度に影響を与え、
精度の劣化を生じさせる。そのため高指向精度が要求さ
れる光干渉を用いた光干渉装置では使用が困難になって
くる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の光干
渉装置では、宇宙空間中での使用にはなんら支障をきた
さないが、地球上での使用の際には重力などの定常的な
外乱が存在するために、従来の直線動磁気支持装置で
は、その一端側と他端側とでは支持台の質量の不均衡差
が存在する。すると支持台の軸方向への移動によって支
持台が静止体内で傾斜する。すると支持台の重心の位置
が磁気力発生装置に対して変化し高精度な位置制御およ
び速度制御が困難になる。その結果光干渉装置の指向精
度に影響を与え、精度の劣化を生じさせる。

【００２３】そこで本発明は、定常的な外乱の影響が存
在しても、高指向精度を維持できる直線動磁気支持装置
を提供することを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る直線動磁気支持装置は、一端が開口す
る筒状の支持台と、前記支持台の側面を取り囲む静止体
と、前記支持台を前記静止体に対して非接触に支持する
ために前記静止体に設けられる磁気力発生装置と、前記
磁気力発生装置を制御する磁気力調整装置と、前記静止
体に設けられ前記支持台の第１の方向の位置を検出する
複数の第１の位置検出装置と、前記支持台を第１の方向
と交差する第２の方向に移動させるべく前記支持台の開
口部内に挿入される駆動装置と、前記支持台の第２の方
向の位置を検出する第２の位置検出装置と、前記第２の
位置検出装置からの信号を受け取り、前記支持台の第２
の方向の位置に対してあらかじめ設定されている前記磁
気力発生装置に供給する電流を前記磁気力調整装置へ出
力する補正装置とを備えている。

【００２５】

【作用】故にこの発明の構成によれば、重力などの定常
的な外乱が光干渉装置に作用する時、支持台の移動に伴
い各磁気力発生装置に対する重力による負荷が変化する
と、負荷に対応する信号が補正装置に出力される。補正
装置内には、支持台の軸方向の位置に対する制御電流値
が設定されており、この制御電流値が磁気力発生装置へ
出力される。すなわち磁気力発生装置は、第２の位置検
出装置からの情報をもとに支持台を補正することができ
る。したがって、支持台の軸方向の位置制御および速度
制御に伴うフィードバックによる遅延がなくなる。する
と補正装置から外乱を打ち消す様な信号を磁気力発生装
置に入力することができる。

【００２６】その結果光干渉装置の指向精度に影響を与
えず、精度劣化のない高指向精度の光干渉装置を可能に
している。

【００２７】支持台の移動に伴い各磁気力発生装置に対
する重力による負荷が変化すると、負荷に対応する信号
が補正装置に出力される。補正装置内には、支持台の軸
方向の位置に対する制御電流値が設定されており、この
制御電流値が磁気力発生装置へ出力される。すなわち磁
気力発生装置は、第２の位置検出装置からの情報をもと
に支持台を補正することができる。したがって、支持台
の軸方向の位置制御および速度制御に伴うフィードバッ
クによる遅延がなくなる。すると補正装置から外乱を打
ち消す様な信号を磁気力発生装置に入力することができ
る。

【００２８】その結果光干渉装置の指向精度に影響を与
えず、精度劣化のない高指向精度の光干渉装置を可能に
している。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の光干渉装置を図１乃至図６を
参照して説明する。

【００３０】図１は本発明の直線動磁気支持装置のブロ
ック構成図で、図２は本発明の直線動磁気支持装置の制
御ブロック図で、図３は本発明の支持台の移動距離に対
するコイルに流す電流値の模式図で、図４は本発明の直
線動磁気支持装置の縦断面図で、図５は本発明の直線動
磁気支持装置の横断面図で、図６は支持台だけを取り出
して示す斜視図をそれぞれ示している。ただし、図３の
縦軸はコイルに供給される制御電流で、横軸は駆動装置
の軸方向の移動距離を示している。

【００３１】図４において、２０は静止体を示してい
る。この静止体２０はベース３４と、このベース３４に
固定された非磁性体製の筒体３５とで構成されている。
そして筒体３５内には、ほぼ円柱状に形成される支持台
１９が筒体３５の軸心線方向に移動自在に配置されてい
る。

【００３２】支持台１９は、磁性材で形成されており、
図４中ほぼ右半分が中空に形成されている。また、支持
台１９の図４中左半分は、中心棒状部３６と、円筒状空
洞部３７と、外側筒状部３８とを同心的に配列した構造
に形成されている。支持台１９の図４中右端部にはミラ
ー支持体３９が装着されており、このミラー支持体３９
には鏡２１が固定されている。

【００３３】支持台１９と筒体３５とは、筒体３５で支
持台１９を非接触に支持するための磁気軸受け装置２３
の主要素２３ａ，２３ｂが軸方向の２か所、つまり図４
中矢印Ａ、Ｂで示す位置にそれぞれ設けられている。

【００３４】磁気軸受け装置２３は吸引支持型のもの
で、その主要素２３ａ、２３ｂのうち、矢印Ａで示す位
置に設けられている主要素２３ａを代表して示すと、図
５に示すように構成されている。すなわちこの主要素２
３ａは筒体３５の内周面に周方向へ９０度の間隔をあ
け、かつ磁極面を軸心線に向けて固定された磁気力発生
装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、これら磁気力発生装置
１に装着されたコイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、支持
台１９の外周面に周方向へ９０度の間隔をあけ、かつ支
持台１９のほぼ全長に亘って延びる関係に形成された凸
状磁極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、これら凸状
磁極間に支持台１９のほぼ全長に亘って延びる関係に形
成されて半径方向の変位検出に供される平坦面２５ａ，
２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと、各磁気力発生装置１間に位
置する関係に筒体３５にそれぞれ固定されて各平坦面と
の間の距離を検出する第１の位置検出装置（支持台の径
方向）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとで構成されている。

【００３５】各磁気力発生装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
は、図４に磁気力発生装置１ｃを代表して示すように、
２つの磁極面４０ａ，４０ｂを備え、これら２つの磁極
面４０ａ，４０ｂが軸方向に配列されるように筒体３５
の内面に固定されている。各磁気力発生装置１ａ、１
ｂ，１ｃ，１ｄに装着されたコイル２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄは、それぞれバイアスコイル４１と制御コイル４２
とで構成されている。支持台１９を境にして対向する磁
気力発生装置に装着されたバイアスコイル４１は互いに
逆向きの磁束を発生するように直列に接続され、また同
磁気力発生装置に装着された制御コイル４２は互いに同
じ向きの磁束を発生するように直列に接続されている。

【００３６】なお各磁気力発生装置１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄの２つの磁極面４０ａ，４０ｂと支持台１９に設け
られた４つの凸状磁極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ
の磁極面とは両者間の磁気抵抗を安定化させるために、
支持台１９の軸心線を中心とした円筒曲面状に形成され
ている。主要素２３ｂについても主要素２３ａと同様に
構成されている。

【００３７】支持台１９の図４中左側で、この支持台１
９と筒体３５とは、支持台１９に対して軸方向の移動力
を非接触で選択的に与える電磁力発生機構２６が設けら
れている。この電磁力発生機構２６は、公知のボイスコ
イルモーターと同様に、外側筒状部３８の開放端側内周
面に固定され、半径方向に着磁された環状の永久磁石２
７と、全体が筒状に形成されて円筒状空洞部３７に非接
触に嵌入装着された筒状コイル２８とで構成されてい
る。なお、筒状コイル２８の基端は、筒体３５に固定さ
れている。

【００３８】一方、ミラー支持体３９の外周面には、支
持台１９の軸心線に沿って延びる関係に配置された補助
板２９の一端側が固定されている。この補助板２９の図
４中下面は、図６に示すように支持台１９の軸心線に対
して傾斜した傾斜面３０に形成されている。静止体２０
には、傾斜面３０との間に距離から支持台１９の軸方向
の位置を検出する軸方向の第２の位置検出装置４が固定
されている。そして、第２の位置検出装置（支持台の軸
方向）４、筒状コイル２８、前述した磁気軸受け装置２
３の主要素２３ａ，２３ｂを構成しているバイアスコイ
ル４１、制御コイル４２および第１の位置検出装置３、
図７に示す制御装置３１に接続されている。

【００３９】制御装置３１は、磁気軸受け制御部３２
と、軸方向位置制御部３３とで構成されている。なお、
この図１には主要素２３ａのコイル２ａ、２ｂ，２ｃ，
２ｄを付勢制御する磁気軸受け制御部３２が示されてお
り、主要素２３ｂの各コイルを付勢制御する制御部は省
略されている。

【００４０】軸方向の位置制御部３３は、軸方向の第２
の位置検出装置４の出力を位置検出回路１３を通して第
２の処理回路１４に導入し、この第２の処理回路１４で
支持台１９の第２の位置検出装置４の出力を制御回路１
５と補正装置２２内に設けられるデータ参照装置１０へ
供給する。

【００４１】そして、第２の処理回路１４で処理された
新たな軸方向の位置信号を制御回路１５で求め、軸方向
の位置信号を電流増幅器１６で電流に変換し、この電流
を駆動装置５に設けられる筒状コイル２８に流すように
している。この制御によって、支持台１９を目標位置ま
で移動させ、この目標位置で停止させるようにしてい
る。

【００４２】一方、磁気軸受け制御部３２は、４つの径
方向の第１の位置検出器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの出力
をそれぞれ第１の処理回路９に導入し、径方向の変位量
に変換している。そして、これら変位量を磁気力調整装
置８に導入する。また第２の処理装置１４から出力され
る軸方向の位置の信号が補正装置２２内に設けられたデ
ータ参照装置１０に供給される。そして、データ参照装
置１０は、軸方向の位置の信号を制御電流値記憶装置１
１に出力する。制御電流値記憶装置１１では、軸方向の
位置の信号に対してあらかじめ設定されている制御電流
値をデータ参照装置１０へ出力する。制御電流値を入力
されたデータ参照装置１０は、制御電流値を補正電流値
１２として操作量を決定し、磁気力調整生装置８に導入
する。これら操作量を電流増幅器７で電流に変換し、こ
の電流を磁気力発生装置１のコイル２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄに与えるようにしている。またコイル２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄのバイアスコイル４１には電源６から一定の
電流を流すようにしている。主要素２３ｂについても同
じ制御が行われる。

【００４３】この制御によって支持台１９を静止体２０
とは完全非接触に、かつ半径方向の基準位置上に浮上さ
せるようにしている。なお、この実施例では得られた操
作量に対してオフセット信号Ｆを重畳し、これによって
浮上位置を半径方向の任意の位置に設定できるようにし
ている。

【００４４】このような構成であると、磁気軸受け装置
２３を動作させると、各バイアスコイル４１が一定電流
で付勢されるとともに各制御コイル４２が支持台１９の
径方向における変位量に応じたレベルで、かつ変位方向
に応じた極性の電流で付勢される。すなわち、磁気力発
生装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの磁極面と凸状磁極２４
ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの磁極面との間の磁気ギャ
ップ長が径方向の第１の位置検出装置３ａから３ｄの出
力に基づいて求められる。そして、磁気ギャップを通る
磁束を増加させるように制御コイル４２が付勢される。
また磁気ギャップ長が狭くなった部分については、その
磁気ギャップを通る磁束を減少させるように制御コイル
４２が付勢される。このため、支持台１９は静止体２０
に対して磁気軸受け装置２３で完全に非接触に支持され
る。

【００４５】また、目標位置信号Ｈを与えると、電磁力
発生機構２６が動作し、公知のボイスコイルモーターと
まったく同じ原理で、支持台１９に対して非接触に軸方
向への移動力を与え、支持台１９を目標位置で停止させ
る。この場合、位置制御に必要な軸方向の位置検出は、
補助板２９に設けられた傾斜面３０を検出対象とした軸
方向の第２の位置検出器４によって非接触検出される。
また、処理回路３８において速度成分を検出し、制御回
路に入力することで、位置決めと同様に速度制御も行う
ことができる。

【００４６】ここで支持台１９の重心１８が点Ａの位置
から点Ｂの位置へ移動することを考える。ここでＡＢ間
距離をｌ、Ａ点から重心までの距離をｚ、重力加速度を
ｇ、支持体１９の質量をｍとすると、ＡＢ各点に対応し
て配置された磁気力発生装置１の第１の負荷ｆａ，第２
の負荷ｆｂが以下の式で変化する。

【００４７】 ｆａ＝（ｌ−ｚ）・ｍｇ／ｌ，ｆｂ＝ｚ・ｍｇ／ｌ ・・・（１） 結果的にｆａ、ｆｂは距離ｚの関数となることが分か
る。

【００４８】したがって、式（１）を用いることによっ
て、支持台１９の移動に伴って磁気力調整装置１は、変
化する負荷に対して制御電流値を変化させて磁気力を調
整することができる。 支持台１９の駆動を行う前に軸
方向の移動範囲のある点で支持台１９の軸方向の位置を
設定し、所定時間経過後に磁気力発生装置１のコイル２
に流れる制御電流値を検出する。このような電流値の検
出を適当な座標で駆動移動範囲内で行い、支持台１９の
軸方向の位置と制御電流値の対応表を作成し、制御電流
記憶装置１１に記憶しておく。

【００４９】以下磁気力調整装置に入力される信号につ
いて説明していく。

【００５０】本発明の光干渉装置は宇宙で使用する場合
は問題とされないが、地球上で使用する場合には制御の
精度を低下させる重力などの外乱が生じてくる。従来は
それら外乱のため支持台１９を駆動装置５を用いて移動
させる初期時（駆動開始直後）に実際に駆動するために
必要な電磁力が得られない。しかしあらかじめ重力など
による定常外乱を打ち消すような制御電流値が制御電流
値記憶装置１１内に記憶されているため、定常外乱によ
る影響のないシステムを構成する事になる。すると図３
中の原点からＸ１点までの従来制御の困難な過程に置け
る制御が可能となる。前記のような制御を繰り返し最終
的に制御が定常状態になる（図３Ｘ_１以降、点Ｐ以
降）。

【００５１】このように本実施例では、重力などの定常
的な外乱が光干渉装置に作用する状態で、負荷に対応す
る信号が補正装置内のデータ参照装置に出力され、そこ
から補正装置内のあらかじめ軸方向の位置に対する制御
電流値を備える制御電流値記憶装置内の情報と参照する
ことによって、負荷に対応する制御電流値がデータ参照
装置に入力され、径方向の位置制御に関する制御電流値
と加え合わせられ、磁気力発生装置に入力される。する
と、磁気力発生装置に入力された信号は磁気浮上系にか
かる外乱を打ち消し、フィードバックによる遅れがない
直線動磁気支持装置を構成している。

【００５２】その結果光干渉装置の指向精度に影響を与
えず、劣化のない高精度の直線動磁気支持装置を実現し
ている。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、直線
動磁気支持装置内に新たに補正装置を設けることによ
り、重力などの定常的な外乱による指向精度の劣化を防
止することができ、また同時に支持台の移動に対しても
高精度な位置制御と速度制御を向上させ、定常的な外乱
の影響が存在しても、高指向精度を維持することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直線動磁気支持装置のブロック構成
図。

【図２】本発明の直線動磁気支持装置の制御ブロック
図。

【図３】本発明の支持台の移動距離に対するコイルに流
す電流の模式図。

【図４】直線動磁気支持装置の縦断面図。

【図５】直線動磁気支持装置の横断面図。

【図６】支持台だけを取り出して示す斜視図。

【図７】従来の光干渉装置のブロック構成図。

【符号の説明】

１ 磁気力発生装置 ２ コイル ３ 第１の位置検出装置（径方向の位置検出装置） ４ 第２の位置検出装置（軸方向の位置検出装置） ６ 電源 ７ 電流増幅装置 ８ 磁気力調整装置 ９ 第１の処理回路 １０ データ参照装置 １１ 制御電流値記憶装置 １２ 補正電流値 １３ 位置検出回路 １４ 第２の処理回路 １５ 制御回路 １６ 電流増幅器 １７ 磁気浮上系 １８ 重心 １９ 支持台 ２０ 静止体 ２１ 鏡 ２２ 補正装置 ２３ 磁気軸受け装置 ２４ 凸状磁極 ２５ 平坦面 ２６ 電磁力発生機構（駆動装置） ２７ 永久磁石 ２８ 筒状コイル ２９ 補助板 ３０ 傾斜面 ３１ 制御装置 ３２ 磁気軸受け制御部 ３３ 軸方向位置制御部 ３４ ベース ３５ 筒体 ３６ 中心棒状部 ３７ 円筒状空洞部 ３８ 外側筒状部 ３９ ミラー支持台 ４０ 磁極面 ４１ バイアスコイル ４２ 制御コイル ４３ 処理回路 ４４ 制御回路 ４５ 電流増幅器 ４６ 処理回路 ４７ 制御回路 ４８ 電流増幅器

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G12B 5/00 F16C 32/04 H02K 5/24 H02K 7/09

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が開口する筒状の支持台と、前記支
   持台の側面を取り囲む静止体と、前記支持台を前記静止
   体に対して非接触に支持するために前記静止体に設けら
   れる磁気力発生装置と、前記磁気力発生装置を制御する
   磁気力調整装置と、前記静止体に設けられ前記支持台の
   第１の方向の位置を検出する複数の第１の位置検出装置
   と、前記支持台を前記第１の方向と交差する第２の方向
   に移動させるべく前記支持台の開口部内に挿入される駆
   動装置と、前記支持台の前記第２の方向の位置を検出す
   る第２の位置検出装置と、前記支持台の前記第２の方向
   の位置に応じて変化する定常外乱を補正するための前記
   磁気力発生装置の制御電流値をあらかじめ設定し記憶し
   ている制御電流値記憶装置と、前記第２の位置検出装置
   からの信号を受け取り、前記制御電流値記憶装置に記憶
   されている前記制御電流値を参照して前記磁気力調整装
   置へ前記磁気力発生装置を制御する信号を出力するデー
   タ参照装置とを具備し、前記磁気力調整装置は前記第１の位置検出手段の出力に
   基づく位置制御に関する制御電流値と前記データ参照手
   段において参照された制御電流値とを加え合わせて前記
   磁気力発生装置を制御する信号を出力する ことを特徴と
   する直線動磁気支持装置。
2. 【請求項２】 前記第１の位置検出装置は、前記支持台
   の前記第２の方向にそれぞれ複数具備されることを特徴
   とする請求項１記載の直線動磁気支持装置。
3. 【請求項３】 前記第１の方向は、前記支持台の径方向
   であって、前記第２の方向は、前記支持台の軸方向を示
   している請求項１記載の直線動磁気支持装置。
4. 【請求項４】 前記駆動装置は、前記駆動装置内に装備
   される永久磁石とコイルによる電磁力をもって前記支持
   台を移動させることを特徴とする請求項１記載の直線動
   磁気支持装置。
5. 【請求項５】 前記磁気力発生装置は、前記支持台を前
   記静止体に対して非接触に支持するために前記静止体に
   複数設けられることを特徴とする請求項１記載の直線動
   磁気支持装置。