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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024042648
(43)【公開日】2024-03-28
(54)【発明の名称】多段式除振装置
(51)【国際特許分類】
F16F 15/04 20060101AFI20240321BHJP
F16F 15/027 20060101ALI20240321BHJP
F16F 9/04 20060101ALI20240321BHJP
【ＦＩ】
F16F15/04 F
F16F15/027
F16F9/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023108386
(22)【出願日】2023-06-30
(31)【優先権主張番号】P 2022146702
(32)【優先日】2022-09-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000201869
【氏名又は名称】倉敷化工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 清文
(72)【発明者】
【氏名】上原 敏弘
(72)【発明者】
【氏名】羽場 信博
(72)【発明者】
【氏名】浅野 隆宏
(72)【発明者】
【氏名】橋本 亘平
【テーマコード（参考）】
3J048
3J069
【Ｆターム（参考）】
3J048AA01
3J048AB08
3J048AB11
3J048AC04
3J048AD01
3J048BE02
3J048CB13
3J048EA13
3J069AA27
3J069EE50
(57)【要約】
【課題】上下多段式の除振装置において、水平方向に柔らかなバネ特性を実現する。
【解決手段】除振装置１は、搭載物Ｄが搭載されるトッププレート１２と、設置面Ｆに設置され、上下方向に伸縮する第１空気室Ｓ１が区画された下段側バネ要素Ｓｐ１と、下段側バネ要素Ｓｐ１に対してトッププレート１２を支持するとともに、上下方向に伸縮する第２空気室Ｓ２が区画された上段側バネ要素Ｓｐ２と、第２空気室Ｓ２の天井面と第１空気室Ｓ１の天井面とを接続するとともに、トッププレート１２に向かって上方に開口したピストンウエル４１と、ピストンウエル４１に挿入され、該ピストンウエル４１の内底面とトッププレート１２の下面１２ａとを連結するサポートロッド４２と、を備える。ピストンウエル４１及びサポートロッド４２は、トッププレート１２に対するピストンウエル４１の揺動を許容するジンバルピストン４０を構成する。
【選択図】図４
【解決手段】除振装置１は、搭載物Ｄが搭載されるトッププレート１２と、設置面Ｆに設置され、上下方向に伸縮する第１空気室Ｓ１が区画された下段側バネ要素Ｓｐ１と、下段側バネ要素Ｓｐ１に対してトッププレート１２を支持するとともに、上下方向に伸縮する第２空気室Ｓ２が区画された上段側バネ要素Ｓｐ２と、第２空気室Ｓ２の天井面と第１空気室Ｓ１の天井面とを接続するとともに、トッププレート１２に向かって上方に開口したピストンウエル４１と、ピストンウエル４１に挿入され、該ピストンウエル４１の内底面とトッププレート１２の下面１２ａとを連結するサポートロッド４２と、を備える。ピストンウエル４１及びサポートロッド４２は、トッププレート１２に対するピストンウエル４１の揺動を許容するジンバルピストン４０を構成する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基礎に対して被支持体を弾性的に支持する多段式除振装置であって、
前記被支持体が搭載される定盤と、
前記基礎に設置され、上下方向に伸縮する第１空気室が区画された下段側バネ要素と、
前記下段側バネ要素に対して前記定盤を支持するとともに、前記上下方向に伸縮する第２空気室が区画された上段側バネ要素と、
前記第２空気室の天井面と前記第１空気室の天井面とを連結する支柱部と、を備え、
前記支柱部は、
前記定盤に向かって上方に開口した有底筒状のピストンウエルと、
前記ピストンウエルに挿入され、該ピストンウエルの内底面と前記定盤の下面とを連結するサポートロッドと、を有し、
前記ピストンウエル及び前記サポートロッドは、前記定盤に対する前記ピストンウエルの揺動を許容するジンバルピストンを構成する
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記被支持体が搭載される定盤と、
前記基礎に設置され、上下方向に伸縮する第１空気室が区画された下段側バネ要素と、
前記下段側バネ要素に対して前記定盤を支持するとともに、前記上下方向に伸縮する第２空気室が区画された上段側バネ要素と、
前記第２空気室の天井面と前記第１空気室の天井面とを連結する支柱部と、を備え、
前記支柱部は、
前記定盤に向かって上方に開口した有底筒状のピストンウエルと、
前記ピストンウエルに挿入され、該ピストンウエルの内底面と前記定盤の下面とを連結するサポートロッドと、を有し、
前記ピストンウエル及び前記サポートロッドは、前記定盤に対する前記ピストンウエルの揺動を許容するジンバルピストンを構成する
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項2】
請求項１に記載された多段式除振装置において、
前記サポートロッドは、前記ピストンウエル及び前記定盤に対して着脱可能に構成され、
前記サポートロッドの代わりに装着されることで、前記ピストンウエルの上面と前記定盤の下面との間に配置されるアタッチメントをさらに備え、
前記ピストンウエル及び前記定盤に対し前記サポートロッドを装着した第１形態と、前記サポートロッドを前記アタッチメントに置き換えることで、前記定盤に対する前記ピストンウエルの揺動を規制した第２形態と、の間で切り替え可能に構成されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記サポートロッドは、前記ピストンウエル及び前記定盤に対して着脱可能に構成され、
前記サポートロッドの代わりに装着されることで、前記ピストンウエルの上面と前記定盤の下面との間に配置されるアタッチメントをさらに備え、
前記ピストンウエル及び前記定盤に対し前記サポートロッドを装着した第１形態と、前記サポートロッドを前記アタッチメントに置き換えることで、前記定盤に対する前記ピストンウエルの揺動を規制した第２形態と、の間で切り替え可能に構成されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項3】
請求項１に記載された多段式除振装置において、
前記サポートロッドの上端部は、球面状の上面を有する転動子を介して前記定盤の下面に当接し、
前記ジンバルピストンは、ドームジンバルピストンとして構成されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記サポートロッドの上端部は、球面状の上面を有する転動子を介して前記定盤の下面に当接し、
前記ジンバルピストンは、ドームジンバルピストンとして構成されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項4】
請求項１に記載された多段式除振装置において、
前記第１空気室と前記第２空気室との間には、該第１空気室の天井面と前記第２空気室の底面とによって区画された中間空気室が介在し、
前記中間空気室は、前記第１空気室及び前記第２空気室の双方に対して非連通とされているとともに、大気に対して開放されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記第１空気室と前記第２空気室との間には、該第１空気室の天井面と前記第２空気室の底面とによって区画された中間空気室が介在し、
前記中間空気室は、前記第１空気室及び前記第２空気室の双方に対して非連通とされているとともに、大気に対して開放されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項5】
請求項４に記載された多段式除振装置において、
前記第１空気室及び前記第２空気室は、互いに連通している
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記第１空気室及び前記第２空気室は、互いに連通している
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項6】
請求項１に記載された多段式除振装置において、
前記定盤によって天板部が構成され、前記上段側バネ要素を包囲するケーシングと、
前記基礎に対する前記定盤の振動状態を検出する振動センサと、を備え、
前記第２空気室は、前記サポートロッドの中心軸に関する径方向において、少なくとも一部の外壁部が、前記第１空気室の外壁部に比して縮小されており、
前記振動センサは、前記第２空気室における前記外壁部と、前記ケーシングの内壁部との間に配置されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記定盤によって天板部が構成され、前記上段側バネ要素を包囲するケーシングと、
前記基礎に対する前記定盤の振動状態を検出する振動センサと、を備え、
前記第２空気室は、前記サポートロッドの中心軸に関する径方向において、少なくとも一部の外壁部が、前記第１空気室の外壁部に比して縮小されており、
前記振動センサは、前記第２空気室における前記外壁部と、前記ケーシングの内壁部との間に配置されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項7】
請求項４に記載された多段式除振装置において、
前記中間空気室と大気との連通部を縮径させた複数のオリフィスを備え、
前記複数のオリフィスは、前記上下方向まわりの周方向に沿って、等間隔で配置されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記中間空気室と大気との連通部を縮径させた複数のオリフィスを備え、
前記複数のオリフィスは、前記上下方向まわりの周方向に沿って、等間隔で配置されている
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項8】
請求項４に記載された多段式除振装置において、
前記中間空気室の内部に配置され、前記上下方向において、前記第１空気室の底面に対する該第１空気室の天井面の変位を減衰させる上下減衰部材を備える
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記中間空気室の内部に配置され、前記上下方向において、前記第１空気室の底面に対する該第１空気室の天井面の変位を減衰させる上下減衰部材を備える
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項9】
請求項４に記載された多段式除振装置において、
前記中間空気室の内部に配置され、前記第１空気室の天井面と該第１空気室の底面とを接近させる方向に復元力を発揮する第１バネ部材を備える
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記中間空気室の内部に配置され、前記第１空気室の天井面と該第１空気室の底面とを接近させる方向に復元力を発揮する第１バネ部材を備える
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項10】
請求項９に記載された多段式除振装置において、
前記第１空気室の内部に配置され、前記第１空気室の天井面と該第１空気室の底面とを離間させる方向に復元力を発揮する第２バネ部材を備える
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記第１空気室の内部に配置され、前記第１空気室の天井面と該第１空気室の底面とを離間させる方向に復元力を発揮する第２バネ部材を備える
ことを特徴とする多段式除振装置。
【請求項11】
請求項４に記載された多段式除振装置において、
前記中間空気室の内部に配置され、前記上下方向に直交する水平方向における、前記第１空気室の底面に対する該第１空気室の天井面の変位を減衰させる水平減衰部材を備える
ことを特徴とする多段式除振装置。
前記中間空気室の内部に配置され、前記上下方向に直交する水平方向における、前記第１空気室の底面に対する該第１空気室の天井面の変位を減衰させる水平減衰部材を備える
ことを特徴とする多段式除振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、多段式除振装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献１には、多段式除振装置として構成された気体バネ式除振装置が開示されている。具体的に、この特許文献１に係る気体バネ式除振装置は、ダイヤフラムによって区画された容積可変の２つの空気室を備えている。この気体バネ式除振装置では、それら２つの空気室によって、トッププレートを天板部として被支持体を支持する上段の空気バネと、ボトムプレートを底板部とする下段の空気バネと、が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－２３１８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、被支持体の設置スペース等の観点から、フットプリントの小さな除振装置が求められるケースがある。その場合、被支持体の大型化、つまり搭載重量の増加にも対応させるべく、前記特許文献１に開示されているような上下多段式の除振装置を用いることが考えられる。
【0005】
近年、上下多段式の除振装置に対し、フットプリントの抑制と被支持体の高重量化への対応との両立を図るばかりでなく、水平方向にも柔らかなバネ特性を求めるニーズがある。しかしながら、従来知られた構成では、そうしたニーズを十分に満足させることはできなかった。
【0006】
本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上下多段式の除振装置において、水平方向に柔らかなバネ特性を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の第１の態様は、基礎に対して被支持体を弾性的に支持する多段式除振装置に係る。この多段式除振装置は、前記被支持体が搭載される定盤と、前記基礎に設置され、上下方向に伸縮する第１空気室が区画された下段側バネ要素と、前記下段側バネ要素に対して前記定盤を支持するとともに、上下方向に伸縮する第２空気室が区画された上段側バネ要素と、前記第２空気室の天井面と前記第１空気室の天井面とを連結する支柱部と、を備える。
【0008】
そして、本開示の第１の態様によると、前記支柱部は、前記定盤に向かって上方に開口した有底筒状のピストンウエルと、前記ピストンウエルに挿入され、該ピストンウエルの内底面と前記定盤の下面とを連結するサポートロッドと、を有し、前記ピストンウエル及び前記サポートロッドは、前記定盤に対する前記ピストンウエルの揺動を許容するジンバルピストンを構成する。
【0009】
前記第１の態様によれば、上下多段式の除振装置において、上段側バネ要素と下段側バネ要素とを連結する支柱部によって、ピストンウエル及びサポートロッドが構成されることになる。これにより、この除振装置においてジンバルピストンを構成し、水平方向に柔らかなバネ特性を実現することができる。そのことで、上下多段式の除振装置としたことによるフットプリントの抑制及び被支持体の高重量化への対応と、ジンバルピストンを設けたことによる水平方向のバネ特性とを両立させることができ、ひいてはより優れた除振性能を実現することが可能になる。
【0010】
また、本開示の第２の態様によると、前記サポートロッドは、前記ピストンウエル及び前記定盤に対して着脱可能に構成され、前記多段式除振装置は、前記サポートロッドの代わりに装着されることで、前記ピストンウエルの上面と前記定盤の下面との間に配置されるアタッチメントをさらに備え、前記多段式除振装置は、前記ピストンウエル及び前記定盤に対し前記サポートロッドを装着した第１形態と、前記サポートロッドを前記アタッチメントに置き換えることで、前記定盤に対する前記ピストンウエルの揺動を規制した第２形態と、の間で切り替え可能に構成されている。
【0011】
被支持体の重量等に応じて、除振装置に求められる仕様は多岐にわたることになる。例えば、前述したような水平方向に柔らかなバネ特性を求める代わりに、同方向において、若干硬めのバネ特性が要求されるケースも想定される。そうした場合、ジンバルピストンを当初から具備しない除振装置を用意することも考えられるが、仕様に応じて全く異なる除振装置を用意することは、部品の調達コスト、製品の管理等を考慮すると不都合である。
【0012】
これに対し、前記第２の態様によれば、サポートロッドを前記アタッチメントと置き換えるだけで、水平方向のバネ特性を調整することができる。これにより、除振装置の性能及び特性を使い分けることができ、異なる仕様に対応させることが可能になる。そのことで、可能な限り部品の共通化を図ることができ、部品の調達コストを抑制するとともに、製品を管理する際の手間を省くことが可能になる。特に、前記第２形態は、定盤の振動の整定性を確保する上で有効である。
【0013】
また、本開示の第３の態様によると、前記サポートロッドの上端部は、球面状の上面を有する転動子を介して前記定盤の下面に当接し、前記ジンバルピストンは、ドームジンバルピストンとして構成されている、としてもよい。
【0014】
上段側バネ要素と下段側バネ要素とを連結する支柱部によってピストンウエルを構成した場合、ピストンウエルの下端部が下段側バネ要素によって拘束されることになるため、水平方向のバネ特性を柔らかくする上で性能向上の余地が残る。
【0015】
これに対し、前記第３の態様のようにドームジンバルピストンを用いることで、水平方向により柔らかなバネ特性を実現し、ピストンウエルの下端部が下段側バネ要素によって拘束されたことによる影響を減殺することができる。このことは、水平方向に柔らかなバネ特性を実現する上で有効である。
【0016】
また、本開示の第４の態様によると、前記第１空気室と前記第２空気室との間には、該第１空気室の天井面と前記第２空気室の底面とによって区画された中間空気室が介在し、前記中間空気室は、前記第１空気室及び前記第２空気室の双方に対して非連通とされているとともに、大気に対して開放されている、としてもよい。
【0017】
前記第４の態様によれば、第１空気室と第２空気室との間に中間空気室を介在させたときに、これを大気開放することで、中間空気室の内圧が負圧に陥るのを抑制することができる。これにより、第１空気室及び第２空気室において弾性特性を実現する部材を、より適切に伸び縮みさせることが可能になる。
【0018】
また、本開示の第５の態様によると、前記第１空気室及び前記第２空気室は、互いに連通している、してもよい。
【0019】
前記第５の態様は、第１空気室及び第２空気室の内圧を同時に制御する上で有効である。
【0020】
また、本開示の第６の態様によると、前記多段式除振装置は、前記定盤によって天板部が構成され、前記上段側バネ要素を包囲するケーシングと、前記基礎に対する前記定盤の振動状態を検出する振動センサと、を備え、前記第２空気室は、前記サポートロッドの中心軸に関する径方向において、少なくとも一部の外壁部が、前記第１空気室の外壁部に比して縮小されており、前記振動センサは、前記第２空気室における前記外壁部と、前記ケーシングの内壁部との間に配置されている、としてもよい。
【0021】
定盤の振動状態を検出するセンサは、より正確かつ遅れのない検出を行うためには、可能な限り定盤に接近させることが好都合である。
【0022】
これに対し、前記第６の態様によれば、第１空気室に比して第２空気室をコンパクトに構成したことで、センサ類の収容スペースを確保することができる。第２空気室は、第１空気室に比して定盤に近接しているため、センサを可能な限り定盤に接近させることも可能になる。このことは、センサの検出信号に基づいた除振制御及び制振制御の性能向上に資する。
【0023】
また、センサ類を定盤に可能な限り接近させたことで、いわゆるセンサブラケット等、センサ類を取り付けるための部材を従来よりもコンパクト化し、当該部材の剛性を確保することができる。センサブラケット等の剛性を確保することは、各種制御の妨げとなる外乱を抑制する上でも有効である。
【0024】
このように、前記第６の態様によれば、除振制御及び制振制御の性能向上と、外乱の抑制と、被支持体の支持の安定化と、をそれぞれ両立させることができる。
【0025】
また、本開示の第７の態様によると、前記多段式除振装置は、前記中間空気室と大気との連通部を縮径させた複数のオリフィスを備え、前記複数のオリフィスは、前記上下方向まわりの周方向に沿って、等間隔で配置されている、としてもよい。
【0026】
前記第７の態様によれば、中間空気室と大気との連通部を縮径させることで、下段側バネ要素及び上段側バネ要素双方の伸縮に抵抗を付与することができる。これにより、上下方向における多段式除振装置全体の伸縮を減衰させるとともに、上下方向における多段式除振装置の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、被支持体から伝わる揺れを速やかに収束させることができるようになり、多段式除振装置の制振性能を向上させることができる。
【0027】
さらに、前記第７の態様によれば、単にオリフィスを具備するのではなく、各オリフィスを周方向に等間隔で配置することで、周方向にバランスよく減衰を付与することができる。そのことで、制振性能を向上させる上でさらに有利になる。
【0028】
また、第１空気室及び第２空気室ではなく、中間空気室に工夫を凝らすことで、第１空気室及び第２空気室それぞれの内圧制御に及ぼす影響を可能な限り抑制することができる。
【0029】
また、本開示の第８の態様によると、前記多段式除振装置は、前記中間空気室の内部に配置され、前記上下方向において、前記第１空気室の底面に対する該第１空気室の天井面の変位を減衰させる上下減衰部材を備える、としてもよい。
【0030】
前記第８の態様によれば、中間空気室に上下減衰部材を配置することで、下段側バネ要素及び上段側バネ要素双方の伸縮に抵抗を付与することができる。これにより、上下方向における多段式除振装置全体の伸縮を減衰させるとともに、上下方向における多段式除振装置の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、被支持体から伝わる揺れを速やかに収束させることができるようになり、多段式除振装置の制振性能を向上させることができる。
【0031】
なお、第１空気室及び第２空気室は、それぞれの伸縮による空気の圧縮又は膨張に伴って、その内部で温度変化を生じる可能性がある。そうした温度変化は、上下減衰部材の減衰特性を変化させ得るため不都合である。一方、中間空気室は、大気開放されている。そのため、中間空気室の内部では、第１空気室及び第２空気室の内部ほど温度変化は生じないと考えられる。そのため、前記第８の態様のように中間空気室の内部に上下減衰部材を配置することで、該上下減衰部材の減衰特性を安定させることができる。
【0032】
また、本開示の第９の態様によると、前記多段式除振装置は、前記中間空気室の内部に配置され、前記第１空気室の天井面と該第１空気室の底面とを接近させる方向に復元力を発揮する第１バネ部材を備える、としてもよい。
【0033】
前記第９の態様によれば、第１バネ部材は、第１空気室を上下に圧縮させる方向に復元力を発揮する。この復元力は、各空気室の内圧を高めるように作用する。各空気室の内圧の上昇と、第１バネ部材自身のバネ特性とが相まって、上下方向における多段式除振装置の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、被支持体から伝わる揺れの振幅を小さくすることができる。
【0034】
さらに、前記第９の態様によれば、第１バネ部材は、第１空気室の天井面を押し下げる方向に復元力を発揮する。この復元力によって、多段式除振装置に被支持体が搭載されていない非搭載状態において、中間空気室の底面と天井面との接触を抑制したり、第１空気室の天井面のふらつきを抑制したりすることができる。
【0035】
また、本開示の第１０の態様によると、前記多段式除振装置は、前記第１空気室の内部に配置され、前記第１空気室の天井面と該第１空気室の底面とを離間させる方向に復元力を発揮する第２バネ部材を備える、としてもよい。
【0036】
前記第１０の態様によれば、第２バネ部材は、第１空気室を上下に伸長させる方向に復元力を発揮する。第２バネ部材自身のバネ特性によって、上下方向における多段式除振装置の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、被支持体から伝わる揺れの振幅を小さくすることができる。
【0037】
さらに、前記第１０の態様によれば、第２バネ部材は、第１空気室の天井面を押し上げる方向に復元力を発揮する。したがって、その復元力を利用して、より重い被支持体を支持することが可能になる。そのことで、多段式除振装置の搭載能力を高めることができる。
【0038】
さらに、前述のように、第１バネ部材は、第１空気室の天井面を押し下げる方向に復元力を発揮する。この復元力は、第１空気室に対して重力方向に作用することから、多段式除振装置の搭載能力を損なう可能性がある。一方、第２バネ部材は、第１空気室の天井面を押し上げる方向に復元力を発揮する。この復元力は、多段式除振装置の搭載能力を補強する方向に作用する。したがって、第１バネ部材と、複数の第２バネ部材とを併用することで、多段式除振装置の搭載能力を確保しつつ、高固有値化を実現することができる。
【0039】
また、本開示の第１１の態様によると、前記多段式除振装置は、前記中間空気室の内部に配置され、前記上下方向に直交する水平方向における、前記第１空気室の底面に対する該第１空気室の天井面の変位を減衰させる水平減衰部材を備える、としてもよい。
【0040】
前記第１１の態様によれば、中間空気室に水平減衰部材を配置することで、水平方向における変位に減衰を付与することができる。これにより、水平方向における多段式除振装置の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、被支持体から伝わる揺れを速やかに収束させることができるようになり、多段式除振装置の制振性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【0041】
以上説明したように、本開示によれば、上下多段式の除振装置において、水平方向に柔らかなバネ特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【発明を実施するための形態】
【0043】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。
【0044】
＜第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態に係る構成について、詳細に説明する。
まず、第１の実施形態に係る構成について、詳細に説明する。
【0045】
（全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る多段式除振装置（以下、単に「除振装置」ともいう）１を用いた除振システムＳを例示する概略図である。また、図２は、除振装置１の全体構成を例示する斜視図であり、図３は、除振装置１を一部分解して例示する図２対応図である。さらに、図４は、第１形態における除振装置１を例示する縦断面図である。図４に例示した状態は、ベースプレート１１に対してトッププレート１２を所定の基準位置に配置した状態、言い換えると、ジンバルピストン４０において揺動が生じていない状態に対応している。
図１は、第１の実施形態に係る多段式除振装置（以下、単に「除振装置」ともいう）１を用いた除振システムＳを例示する概略図である。また、図２は、除振装置１の全体構成を例示する斜視図であり、図３は、除振装置１を一部分解して例示する図２対応図である。さらに、図４は、第１形態における除振装置１を例示する縦断面図である。図４に例示した状態は、ベースプレート１１に対してトッププレート１２を所定の基準位置に配置した状態、言い換えると、ジンバルピストン４０において揺動が生じていない状態に対応している。
【0046】
図１に示すように、除振システムＳは、基礎としての設置面Ｆに設置された１つ又は複数（図例では１つ）の除振装置１と、コントローラ１００と、アクチュエータを構成する３つのサーボ弁９１と、を備えている。
【0047】
なお、紙面スペースの都合上、図１では除振装置１の外部にサーボ弁９１をレイアウトしたが、図２～図３に示すように、除振装置１の内部にサーボ弁９１をレイアウトしてもよい。本実施形態では、後者のレイアウトについて詳細に説明する。後者のレイアウトを採用した場合、各サーボ弁９１は、除振装置１の構成要素とみなすことができる。なお、後者のレイアウトを採用した場合であっても、全てのサーボ弁９１を除振装置１の内部にレイアウトする必要はない。
【0048】
除振装置１は、設置面Ｆに対し、被支持体としての搭載物Ｄを弾性的に支持する。本実施形態における設置面Ｆは、略水平方向に沿って延びている。以下、設置面Ｆに沿って延びかつ互いに直交する水平２方向をそれぞれｘ方向及びｙ方向と呼称し、この設置面Ｆに対して直交する鉛直方向をＺ方向と呼称する。ｘ方向及びｙ方向を総称して「ｘｙ方向」、「水平方向」又は「側方」と呼称したり、ｚ方向を「高さ方向」又は「上下方向」と呼称したりする場合もある。
【0049】
なお、設置面Ｆは、図１に例示されるような床面には限定されない。本実施形態における設置面Ｆには、上下方向において除振装置１を支えることができる一般の基礎が含まれる。
【0050】
また、以下の説明において、ｘ方向に沿った一方向（図１の紙面右方向）を「＋ｘ方向」と呼称し、その反対方向（図１の紙面左方向）を「－ｘ方向」と呼称する場合がある。同様に、ｚ方向における上方向（図１の紙面上方向）を「＋ｚ方向」と呼称し、ｚ方向における下方向（図１の紙面下方向）を「－ｚ方向」と呼称する場合がある。
【0051】
また、本実施形態における搭載物Ｄには、半導体製造装置、電子顕微鏡等、振動の影響を避けることが好都合な精密機器が含まれる。除振装置１は、そうした機器を搭載するとともに、搭載した機器の振動を抑制するような制御力を適宜発生させるよう構成されている。
【0052】
図１に示すように、除振装置１は、設置面Ｆに設置されるベースプレート１１と、搭載物Ｄが搭載されるトッププレート１２と、を備えている。トッププレート１２は、いわゆる定盤である。除振装置１は、このトッププレート１２を介して、設置面Ｆに対して搭載物Ｄを支持するよう構成されている。
【0053】
除振装置１はまた、下段側サイドプレート１３と、上段側サイドプレート１４と、を備えている。下段側サイドプレート１３は、ベースプレート１１を構成する後述の縦壁部１１ｂとともに、除振装置１における下段側の部位を側方から覆っている。上段側サイドプレート１４は、除振装置１における上段側の部位を側方から覆っている。
【0054】
ベースプレート１１、トッププレート１２、下段側サイドプレート１３及び上段側サイドプレート１４によって、除振装置１の各要素を収容するためのケーシング１０が構成されている。ここで、ベースプレート１１は、ケーシング１０の底板部を構成している。また、定盤としてのトッププレート１２は、ケーシング１０の天板部を構成している。その他、縦壁部１１ｂ、下段側サイドプレート１３及び上段側サイドプレート１４は、ケーシング１０の側板部を構成している。ケーシング１０は、後述の下段側収容物２０及び上段側収容物３０、並びに、上段側バネ要素Ｓｐ２を包囲している。ケーシング１０を構成する各プレート部材は、例えば鋼製とすることができる。
【0055】
より詳細には、本実施形態に係るベースプレート１１は、＋ｚ方向に向かって開口した略箱状に形成されており、底板部１１ａと、縦壁部１１ｂと、を有している（図２～図４を参照）。ここで、底板部１１ａは、ｘｙ方向の寸法に比してｚ方向の寸法が小さく形成された矩形薄板状に形成されている。縦壁部１１ｂは、底板部１１ａの側縁部から＋ｚ方向に向かって立ち上がるように形成されている。ベースプレート１１は、下段側サイドプレート１３と連結されている。
【0056】
また、本実施形態に係るトッププレート１２は、図２～図４に示すように、ｘｙ方向の寸法に比してｚ方向の寸法が小さく形成された矩形薄板状に形成されている。図１に概略的に示したように、トッププレート１２は、上段側サイドプレート１４と連結されており、この上段側サイドプレート１４と一体的に変位するように構成されている。
【0057】
また、本実施形態に係る下段側サイドプレート１３は、図１では省略されているが、＋ｚ側に配置されかつｘｙ方向の中央部に貫通孔１３ｃが設けられた底板部１３ａと、その底板部１３ａの周縁から－ｚ方向に向かって突出した縦壁部１３ｂと、を有する有底筒状に形成されている（図４を参照）。
【0058】
また、本実施形態に係る上段側サイドプレート１４は、除振装置１における＋ｘ側および－ｘ側の側板部を構成する２枚の第１プレート部材１４ａと、同装置１における－ｙ側および＋ｙ側の側板部を構成する２枚の第２プレート部材１４ｂと、を有している。２枚の第２プレート部材１４ｂのうち、－ｙ側に配置される一方の第２プレート部材１４ｂは、サーボ弁９１との干渉・接触を防ぐべく、その一部を切り欠いている（図２を参照）。
【0059】
また、上段側サイドプレート１４は、上述したようにトッププレート１２と一体的に変位する一方、下段側サイドプレート１３に対しては相対的な変位を許容するように組み付けられている。
【0060】
これらの部材によって包囲される構成要素として、本実施形態に係る除振装置１は、ベースプレート１１を介して設置面Ｆに設置された下段側バネ要素Ｓｐ１と、下段側バネ要素Ｓｐ１に対してトッププレート１２及び搭載物Ｄを支持する上段側バネ要素Ｓｐ２と、を備えている。下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２は、基礎としての設置面Ｆに対し、被支持体としての搭載物Ｄを弾性的に支持するように機能する。そうした機能を発揮させるべく、下段側バネ要素Ｓｐ１には、ｚ方向に伸縮する第１空気室Ｓ１が区画されている。同様に、上段側バネ要素Ｓｐ２には、ｚ方向に伸縮する第２空気室Ｓ２が区画されている。また、図４に例示するように、第１空気室Ｓ１と第２空気室Ｓ２との間には、大気に開放された中間空気室Ｓｍが介在している。
【0061】
なお、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２は、大気に代えて、窒素ガス等を封入してもよい。その意味で、各空気室Ｓ１、Ｓ２は、「気体室」と呼ぶこともできる。こうした変形例は、後述の第３空気室Ｓ３及び第４空気室Ｓ４にも適用可能である。
【0062】
このように、除振装置１は、ｚ方向に沿って下段側バネ要素Ｓｐ１と上段側バネ要素Ｓｐ２とが積み重ねられた上下２段の除振装置として構成されている。上下２段の除振装置として構成したことで、フットプリントを抑制しつつ、より高重量な搭載物Ｄを支持することができるようになる。なお、除振装置１を上下２段とする構成は例示に過ぎない。例えば、下段側バネ要素Ｓｐ１と上段側バネ要素Ｓｐ２との間に１つ又は複数のバネ要素を介在させてもよい。本開示に係る除振装置は、上下３段以上の除振装置を含む。
【0063】
詳細は後述するが、この除振装置１は、図１に示すように、第２空気室Ｓ２の天井面と第１空気室Ｓ１の天井面とを接続する支柱部４１、４２を備えている。ここで、支柱部４１、４２は、有底筒状のピストンウエル４１と、このピストンウエル４１に挿入されるサポートロッド４２と、を有する。ここで、ピストンウエル４１は、第２空気室Ｓ２の天井面と第１空気室Ｓ１の天井面とを接続するとともに、トッププレート１２に向かって上方に開口している。サポートロッド４２は、ピストンウエル４１に挿入され、該ピストンウエル４１の底面とトッププレート１２の下面１２ａとを連結している。
【0064】
ピストンウエル４１によって第２空気室Ｓ２の天井面と第１空気室Ｓ１の天井面とを接続したことで、下段側バネ要素Ｓｐ１の伸縮と、上段側バネ要素Ｓｐ２の伸縮とが連動するようになる。例えば、第２空気室Ｓ２の天井面の沈み込みに伴って、第１空気室Ｓ１の天井面も沈み込むようになる。
【0065】
そして、ピストンウエル４１及びサポートロッド４２は、トッププレート１２に対するピストンウエル４１の揺動を許容するジンバルピストン４０を構成している。これにより、ｘｙ方向において柔らかなバネ特性を発揮させることができる。ジンバルピストン４０の構成は、後述する。
【0066】
除振装置１はまた、第３バネ要素Ｓｐ３と、第４バネ要素Ｓｐ４と、を備えている（図１等参照）。第３バネ要素Ｓｐ３は、ｘ方向において、上段側バネ要素Ｓｐ２と＋ｘ側の第１プレート部材１４ａとの間に配置されている。第３バネ要素Ｓｐ３は、ｘ方向に伸縮する第３空気室Ｓ３を有している。第４バネ要素Ｓｐ４は、ｘ方向において、上段側バネ要素Ｓｐ２と－ｘ側の第１プレート部材１４ａとの間に配置されている。第４バネ要素Ｓｐ４は、ｘ方向に伸縮する第４空気室Ｓ４を有している。第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４は、それぞれ、第１プレート部材１４ａ、すなわち上段側サイドプレート１４を介して、トッププレート１２に連結されている。
【0067】
なお、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４は、必須ではない。また、ｘ方向に弾性力を発揮する第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４に加え、ｙ方向に弾性力を発揮する第５バネ要素及び第６バネ要素を設けてもよい。
【0068】
下段側バネ要素Ｓｐ１、上段側バネ要素Ｓｐ２、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４は、空気によって荷重を弾性的に支持するばかりでなく、サーボ弁９１とともに所謂「空気バネ」を構成する。すなわち、各バネ要素は、対応するサーボ弁９１によって内圧（空気圧）が適宜制御されることで、各バネ要素自体がアクチュエータとして機能するように構成されている。この除振装置１は、いわゆるアクティブタイプの除振装置（アクティブ除振装置）として機能させることができる。各サーボ弁９１を作動させるためのセンサ類の構成及びレイアウト、並びに、コントローラ１００による具体的な制御内容については、後述する。
【0069】
なお、サーボ弁９１を用いる構成は必須ではない。後述の変形例に示すようにリニアモータとサーボ弁９１とを組み合わせて用いてもよいし、サーボ弁９１を廃してリニアモータのみを用いてもよい。リニアモータは、トッププレート１２に対し、ｚ方向の制御力を付与する上で有効である。
【0070】
あるいは、リニアモータ及びサーボ弁９１を双方とも廃してもよい。リニアモータ及びサーボ弁９１を廃した場合、除振装置１は、いわゆるパッシブタイプの除振装置（パッシブ除振装置）として機能することになる。
【0071】
パッシブタイプの場合、除振装置１は、各空気室に気体を給排する制御弁を備えていてもよい。この場合、コントローラ１００は、制御弁によって構成されるレベリング機構を制御することで、トッププレート１２の上面を水平に保ち、かつその高さを一定に維持するための調整（レベリング調整）を行うことになる。その場合の制御弁としては、いわゆるトッププレート１２の高さに応じて空気の供給及び排気を切替可能なレバー式のレベリングバルブを用いることができる。
【0072】
こうした変形例は、リニアモータに係る例を除き、上下方向のバネ要素（下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２）と、水平方向のバネ要素（第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４）と、の少なくとも一方に対して適用可能である。
【0073】
以下、除振装置１の詳細構造の説明を通じて、下段側バネ要素Ｓｐ１、上段側バネ要素Ｓｐ２、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４、並びに、それらの要素を連結するジンバルピストン４０について詳述する。
【0074】
（内部構造）
図４に示すように、本実施形態に係る除振装置１は、ケーシング１０によって包囲された収容物として、－ｚ側に位置する下段側収容物２０と、＋ｚ側に位置する上段側収容物３０と、を備えている。下段側収容物２０は、下段側バネ要素Ｓｐ１に関連している。上段側収容物３０は、上段側バネ要素Ｓｐ２、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４に関連している。
図４に示すように、本実施形態に係る除振装置１は、ケーシング１０によって包囲された収容物として、－ｚ側に位置する下段側収容物２０と、＋ｚ側に位置する上段側収容物３０と、を備えている。下段側収容物２０は、下段側バネ要素Ｓｐ１に関連している。上段側収容物３０は、上段側バネ要素Ｓｐ２、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４に関連している。
【0075】
－下段側バネ要素Ｓｐ１－
図４に示すように、下段側収容物２０は、第１インナーベース２１と、ワッシャ２２と、第１ダイヤフラム２３と、を有している。下段側収容物２０は、ベースプレート１１及び下段側サイドプレート１３とともに、下段側バネ要素Ｓｐ１を構成している。
図４に示すように、下段側収容物２０は、第１インナーベース２１と、ワッシャ２２と、第１ダイヤフラム２３と、を有している。下段側収容物２０は、ベースプレート１１及び下段側サイドプレート１３とともに、下段側バネ要素Ｓｐ１を構成している。
【0076】
ここで、下段側収容物２０のうち、第１ダイヤフラム２３以外の構成要素は、鋼、アルミニウム合金等の金属製とすることができる。一方、第１ダイヤフラム２３は、例えばポリエステル繊維の織物を補強材として埋設したゴム弾性膜によって構成することができる。
【0077】
第１インナーベース２１は、略円板状に形成されている。第１インナーベース２１は、ｘｙ方向においては、下段側サイドプレート１３の内周側に配置されているとともに、少なくとも図４に例示した状態（つまり、トッププレート１２に相対変位が生じていない状態）では、その中央部がサポートロッド４２の中心軸Ｏｚを通過するように配置されている。第１インナーベース２１はまた、ｚ方向においては、下段側サイドプレート１３の底板部１３ａよりも－ｚ側かつ縦壁部１３ｂと略同じ高さに配置されている。
【0078】
なお、ここでいう「内周側」とは、「中心軸Ｏｚ側」又は「中心軸Ｏｚに接近する一側」をいう。そして、ここでいう「中心軸Ｏｚ」とは、サポートロッド４２の中心軸であって、略ｚ方向に沿った軸を指す。同様に、以下で述べる「外周側」とは、「中心軸Ｏｚの反対側」又は「中心軸Ｏｚから離間する他側」をいう。
【0079】
また、以下の記載における「径方向」とは、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚに関する径方向（つまり、中心軸Ｏｚを始点として、該中心軸Ｏｚから離れるように延びる方向）を指す。以下の記載における「大径」及び「小径」とは、この径方向に沿って見たときの長さの大小を示している。
【0080】
第１インナーベース２１は、第１空気室Ｓ１の天板部及び天井面と、中間空気室Ｓｍの底板部及び底面と、を構成している。図４に示すように、第１インナーベース２１の上面は、下段側サイドプレート１３の底面（下面）に対し、ｚ方向に間隔を空けて相対している。第１インナーベース２１の下面は、ベースプレート１１の底面（上面）に対し、ｚ方向に間隔を空けて相対している。第１インナーベース２１の下面には、第１ダイヤフラム２３の内周側の上面が密着している。第１インナーベース２１の外側面は、第１ダイヤフラム２３の伸縮を許容すべく、下段側サイドプレート１３の内周面に対して間隔を空けて相対している。
【0081】
ワッシャ２２は、ｚ方向の厚みが薄く、かつｘｙ方向に広がる円環状に形成されている。ワッシャ２２の下面は、ベースプレート１１の底面（上面）に対し、ｚ方向に間隔を空けて相対している。ワッシャ２２の上面には、第１ダイヤフラム２３の内周側の下面が密着している。ワッシャ２２の外径は、第１インナーベース２１の外径と略一致している。
【0082】
第１ダイヤフラム２３は、例えばゴム材料によって構成されており、ｚ方向の厚みが薄く、かつｘｙ方向に広がる円環状に形成されている。第１ダイヤフラム２３の内周側の周縁部は、第１インナーベース２１とワッシャ２２とによって挟み込まれている。第１ダイヤフラム２３の外周側の周縁部は、ベースプレート１１と下段側サイドプレート１３とによって挟み込まれている。より詳細には、本実施形態に係る第１ダイヤフラム２３は、ベースプレート１１及び下段側サイドプレート１３に対する第１インナーベース２１及びワッシャ２２の変位を許容するように、ｘｙ方向に撓んだ状態で挟み込まれている。
【0083】
第１ダイヤフラム２３の両周縁部を挟持することで、除振装置１の内部に第１空気室Ｓ１が仕切られる。この第１空気室Ｓ１は、ｚ方向の寸法に比してｘ方向及びｙ方向の寸法が長い略直方体形状を有している。また、本実施形態に係る第１ダイヤフラム２３は、第１空気室Ｓ１を封止することで、第１空気室Ｓ１と中間空気室Ｓｍとの間の空気の流通を規制することができる。すなわち、本実施形態に係る中間空気室Ｓｍは、第１空気室Ｓ１に対して非連通とされている。
【0084】
また、第１ダイヤフラム２３は、前述のように挟持された部位の間の部分（ｘｙ方向にたわんだ部分）が上下にうねるようにかつ全周にわたって大きくたわむことで、ピストンウエル４１、第１インナーベース２１、第２インナーベース３１、第３締付リング３６及び第５締付リング３８等が相互に連結されてなる連結部材Ｔのｚ方向の変位に対して、大きな可撓性を有する。なお、第２インナーベース３１、第３締付リング３６及び第５締付リング３８については後述する。また、第１ダイヤフラム２３が＋ｚ側と－ｚ側とで反対向きにたわむことで、連結部材Ｔは、水平方向の任意の軸まわりに容易に揺動するとともに、その揺動に伴って、中心軸Ｏｚに対して傾動することになる（図６の傾斜角θを参照）。一方、第１ダイヤフラム２３は、連結部材Ｔのｘ方向の変位に対しては可撓性が極めて小さく、このため、当該部材Ｔは、ｘ方向には殆ど変位しないことになる。
【0085】
一方、下段側収容物２０とともに下段側バネ要素Ｓｐ１を構成するベースプレート１１は、前述のように、底板部１１ａと、縦壁部１１ｂと、を有している。このうち、底板部１１ａは、第１空気室Ｓ１の底板部及び底面を構成している。一方、縦壁部１１ｂは、第１空気室Ｓ１の側板部及び内壁面を構成している。また、縦壁部１１ｂの外径は、ワッシャ２２の外径よりも大きく形成されており、該縦壁部１１ｂの上面には、第１ダイヤフラム２３の外周側（中心軸Ｏｚの反対側）の下面が密着している。
【0086】
さらに、下段側収容物２０及びベースプレート１１とともに下段側バネ要素Ｓｐ１を構成する下段側サイドプレート１３は、前述のように、底板部１３ａと、縦壁部１３ｂと、を有している。このうち、底板部１３ａは、中間空気室Ｓｍの天板部及び天井面の一部を構成している。一方、縦壁部１３ｂは、中間空気室Ｓｍの側板部及び内壁面を構成している。また、縦壁部１３ｂの外径は、第１インナーベース２１の外径よりも大きく形成されており、該縦壁部１３ｂの下面には、第１ダイヤフラム２３の外周側（中心軸Ｏｚの反対側）の上面が密着している。
【0087】
また、下段側サイドプレート１３の底板部１３ａには、その中央部に設けられた貫通孔１３ｃとは別に、その周縁部付近の部位をｚ方向に貫く貫通孔６２が設けられている。これらの貫通孔６２は、除振装置１の外部と繋がっている。中間空気室Ｓｍは、これらの貫通孔６２を通じて大気に開放されている。
【0088】
－上段側バネ要素Ｓｐ２－
図４に示すように、上段側収容物３０は、第２インナーベース３１と、第２ダイヤフラム３２と、第１締付リング３３と、筒状体３４と、第２締付リング３５と、第３締付リング３６と、第４締付リング３７と、第５締付リング３８と、第３ダイヤフラム３９と、を有している。上段側収容物３０は、前述のピストンウエル４１とともに、上段側バネ要素Ｓｐ２を構成している。上段側収容物３０は、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４の一部も構成している。
図４に示すように、上段側収容物３０は、第２インナーベース３１と、第２ダイヤフラム３２と、第１締付リング３３と、筒状体３４と、第２締付リング３５と、第３締付リング３６と、第４締付リング３７と、第５締付リング３８と、第３ダイヤフラム３９と、を有している。上段側収容物３０は、前述のピストンウエル４１とともに、上段側バネ要素Ｓｐ２を構成している。上段側収容物３０は、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４の一部も構成している。
【0089】
ここで、上段側収容物３０のうち、第２ダイヤフラム３２及び第３ダイヤフラム３９以外の構成要素は、鋼、アルミニウム合金等の金属製とすることができる。一方、第２ダイヤフラム３２及び第３ダイヤフラム３９は、第１ダイヤフラム２３と同様に、例えばポリエステル繊維の織物を補強材として埋設したゴム弾性膜によって構成することができる。
【0090】
第２インナーベース３１は、第１インナーベース２１と、底板部１３ａ中央の貫通孔１３ｃとよりも小径の略円板状に形成されている。第２インナーベース３１は、ｘｙ方向においては、底板部１３ａの内周側に配置されているとともに、少なくとも図４に例示した状態（つまり、トッププレート１２に相対変位が生じていない状態）では、その中央部がサポートロッド４２の中心軸Ｏｚを通過するように配置されている。第２インナーベース３１はまた、ｚ方向においては、第１インナーベース２１よりも＋ｚ側かつ下段側サイドプレート１３と略同じ高さに配置されている。
【0091】
第２インナーベース３１は、中間空気室Ｓｍの側板部及び外壁面を構成している。図４に示すように、第２インナーベース３１の上面は、ピストンウエル４１の下面とともに、第２ダイヤフラム３２の中央部を挟み込んでいる。これにより、第２インナーベース３１は、第２ダイヤフラム３２等が許容する範囲内で、ピストンウエル４１と一体的に上下動したり、これと一体的に揺動したりするなど、ピストンウエル４１と一体的に変位することになる。
【0092】
一方、第２インナーベース３１の下面は、ボルト等の締結具を介して、第１インナーベース２１の上面に締結されている。この締結により、第１インナーベース２１は、第１ダイヤフラム２３等が許容する範囲内で、第２インナーベース３１及びピストンウエル４１と一体的に上下動したり、これらと一体的に揺動したりするなど、第２インナーベース３１及びピストンウエル４１と一体的に変位することになる。
【0093】
第１締付リング３３は、ｘｙ方向に広がる円環状に形成されている。第１締付リング３３の内径は、第２インナーベース３１の外径よりも大径である。第１締付リング３３の外径は、底板部１３ａ中央の貫通孔１３ｃよりも小径である。第１締付リング３３は、ｘｙ方向においては、第２インナーベース３１よりも外周側、かつ下段側サイドプレート１３の底板部１３ａよりも内周側に配置されている。第１締付リング３３を円環とみなしたときの中心軸は、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚと同軸になるように配置されている。第１締付リング３３はまた、ｚ方向においては、第１インナーベース２１及び下段側サイドプレート１３よりも＋ｚ側に配置されている。さらに、第１締付リング３３の上面は、第２インナーベース３１の上面と略同じ高さになるよう配置されている。
【0094】
第１締付リング３３は、中間空気室Ｓｍの天板部及び天井面の他部を構成している。第１締付リング３３の下面は、第１インナーベース２１の上面に対し、ｚ方向に間隔を空けて相対している。第１締付リング３３の上面には、第２ダイヤフラム３２の外周側の下面が密着している。第１締付リング３３の上面は、筒状体３４の下面とともに、第２ダイヤフラム３２の外周側の周縁部を挟み込んでいる。また、第１締付リング３３と筒状体３４は、ボルト等の締結具を介して締結されている。この締結により、第１締付リング３３は、ピストンウエル４１との一体的な揺動が規制されることになる。
【0095】
筒状体３４は、ｚ方向に延びかつ上端部（＋ｚ側端部）と下端部（－ｚ側端部）とを開口させた筒状に形成されている。筒状体３４の内径は、ピストンウエル４１の外径よりも大径である。筒状体３４の外径は、中心軸Ｏｚから上段側サイドプレート１４の内壁面までの距離よりも短く形成されている。筒状体３４は、ｘｙ方向においては、ピストンウエル４１の外周側、かつ上段側サイドプレート１４の内周側に配置されている。筒状体３４を円筒とみなしたときの中心軸は、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚと同軸になるように配置されている。筒状体３４はまた、ｚ方向においては、下段側サイドプレート１３よりも＋ｚ側に配置されている。さらに、筒状体３４の上面は、ピストンウエル４１の上端部よりも－ｚ側に位置している。
【0096】
筒状体３４は、第２空気室Ｓ２の底板部及び底面と、第２空気室Ｓ２における外周側の側板部及び内壁面と、に加えて、第３空気室Ｓ３及び第４空気室Ｓ４それぞれの内周側の側板部及び外壁面も構成している。筒状体３４の下面は、下段側サイドプレート１３の上面と、第１締付リング３３の上面とに対し、ボルト等の締結具を介して締結されている。この締結により、筒状体３４は、ピストンウエル４１との一体的な揺動が規制されることになる。一方、筒状体３４の上面は、第２空気室Ｓ２を密閉するように第２締付リング３５の下面に接続されている。
【0097】
第２ダイヤフラム３２は、例えばゴム材料によって構成されており、ｚ方向の厚みが薄く、かつｘｙ方向に広がる円環状に形成されている。第２ダイヤフラム３２の中央部は、前述のように、第２インナーベース３１とピストンウエル４１とによって挟み込まれている。第２ダイヤフラム３２の外周側の周縁部は、第１締付リング３３と筒状体３４の下端部とによって挟み込まれている。より詳細には、本実施形態に係る第２ダイヤフラム３２は、ベースプレート１１及び下段側サイドプレート１３に対する第１インナーベース２１、第２インナーベース３１及びピストンウエル４１の変位を許容するように、ｘｙ方向に撓んだ状態で挟み込まれている。
【0098】
第１ダイヤフラム２３に加えて第２ダイヤフラム３２を挟持することで、除振装置１の内部に中間空気室Ｓｍが仕切られる。この中間空気室Ｓｍは、その中央部に第２インナーベース３１が挿入された略円環形状を有している。また、本実施形態に係る第２ダイヤフラム３２は、第１ダイヤフラム２３とともに中間空気室Ｓｍを封止することで、第２空気室Ｓ２と中間空気室Ｓｍとの間の空気の流通を規制することができる。すなわち、本実施形態に係る中間空気室Ｓｍは、第２空気室Ｓ２に対しても非連通とされている。
【0099】
そして、第１ダイヤフラム２３と同様に、第２ダイヤフラム３２は、前述のように挟持された部位の間の部分（ｘｙ方向にたわんだ部分）が上下にうねるようにかつ全周にわたって大きくたわむことで、前記連結部材Ｔのｚ方向の変位に対して、大きな可撓性を有する。また、第２ダイヤフラム３２が＋ｚ側と－ｚ側とで反対向きにたわむことで、連結部材Ｔは、水平方向の任意の軸まわりに容易に揺動するとともに、その揺動に伴って、中心軸Ｏｚに対して傾動することになる（図６の傾斜角θを参照）。一方、第２ダイヤフラム３２は、連結部材Ｔのｘ方向の変位に対しては可撓性が極めて小さく、このため、当該部材は、ｘ方向には殆ど変位しないことになる。
【0100】
また、ピストンウエル４１の下端部と、第２ダイヤフラム３２と、第２インナーベース３１の中央部と、第１インナーベース２１の中央部とには、図４に示すような貫通孔６１が設けられている。第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２は、この貫通孔６１を介して互いに連通している。貫通孔６１を設けた場合、第１空気室Ｓ１と第２空気室Ｓ２との間で空気が流通し、それらの内圧が略一致した状態に保たれることになる。
【0101】
なお、図４に示すように、－ｚ側から＋ｚ側に向かって、第１空気室Ｓ１、中間空気室Ｓｍ及び第２空気室Ｓ２の順番で各空気室がレイアウトされている。言い換えると、本実施形態に係る中間空気室Ｓｍは、前述のように、ｚ方向において第１空気室Ｓ１と第２空気室Ｓ２との間に介在しているとみなすことができる。中間空気室Ｓｍの底面は、第１インナーベース２１の上面（つまり第１空気室Ｓ１の天井面）によって区画されている。中間空気室Ｓｍの天井面は、下段側サイドプレート１３の底面（底板部１３ａの下面）及び筒状体３４の下面（つまり、第２空気室Ｓ２の底面）によって区画されている。
【0102】
貫通孔６１を設けたことで、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２は、サーボ弁９１等が設けられた場合には、双方ともアクティブ型の除振装置として機能させる一方、そうしたアクチュエータが設けられない場合（レベリングバルブ等の制御弁を設けた場合）には、前述のようなパッシブ型の除振装置として機能させることができる。この場合、アクティブ型又はパッシブ型の一段式の除振装置と比較して、より優れた除振性能を発揮させることが可能になる。
【0103】
なお、貫通孔６１は必須ではない。貫通孔６１を廃した場合、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２のうち一方のみの内圧を、サーボ弁９１によって制御することが可能になる。その場合、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２のうちの一方をアクティブ型の除振装置として機能させ、他方をパッシブ型の除振装置として機能させることができる。この場合、アクティブ型の除振装置とパッシブ型の除振装置とを水平方向に並べた構成と比較して、フットプリントを抑制することが可能になる。
【0104】
第２締付リング３５は、ｘｙ方向に広がる円板状に形成された底板部と、その底板部における外周側の周縁部から＋ｚ側に向かって突出した縦壁部と、を有する略有底筒状に形成されている。第２締付リング３５の底板部の内径は、筒状体３４の内径と略一致する。第２締付リング３５の縦壁部の内径は、筒状体３４の外径よりも大径である。第３締付リング全体の外径は、中心軸Ｏｚから上段側サイドプレート１４の内壁面までの距離よりも短く形成されている。第２締付リング３５は、ｘｙ方向においては、ピストンウエル４１の外周側、かつ上段側サイドプレート１４の内周側に配置されている。第２締付リング３５を円環とみなしたときの中心軸は、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚと同軸になるように配置されている。第２締付リング３５はまた、ｚ方向においては、筒状体３４の上端部よりも＋ｚ側に配置されている。さらに、第２締付リング３５の上面は、ピストンウエル４１の上端部よりも－ｚ側に位置している。
【0105】
第２締付リング３５は、第２空気室Ｓ２における外周側の側板部及び内壁面を構成している。第２締付リング３５の下面は、前述のように、筒状体３４の上面に締結されている。一方、第２締付リング３５の上面は、第４締付リング３７の下面とともに、第３ダイヤフラム３９の外周側の周縁部を挟み込んでいる。また、第２締付リング３５の上面は、ボルト等の締結具を介して、第４締付リング３７の下面に締結されている。この締結により、第２締付リング３５及び第４締付リング３７は、ピストンウエル４１との一体的な揺動が規制されることになる。
【0106】
第４締付リング３７は、ｘｙ方向に広がる円環状に形成されている。第４締付リング３７の内径は、第２締付リング３５における縦壁部の内径と略一致している。第４締付リング３７の外径は、第２締付リング３５における縦壁部の外径と略一致している。第４締付リング３７は、ｘｙ方向においては、第５締付リング３８の外周側、かつ上段側サイドプレート１４の内周側に配置されている。第４締付リング３７を円環とみなしたときの中心軸は、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚと同軸になるように配置されている。第４締付リング３７はまた、ｚ方向においては、第２締付リング３５の上端部よりも＋ｚ側に配置されている。さらに、第４締付リング３７の上面は、ピストンウエル４１の上端部と略同じ高さに位置している。
【0107】
前述のように、第４締付リング３７の下面は、第３ダイヤフラム３９の外周側の周縁部を挟み込むべく、第２締付リング３５の上面に締結されている。また、第４締付リング３７の上面は、トッププレート１２の下面に対し、ｚ方向に間隔を空けて配置されている。
【0108】
第３締付リング３６は、ｘｙ方向に広がる円環状に形成されている。第３締付リング３６の内径は、ピストンウエル４１の外径と略一致する。第３締付リング３６の外径は、第２締付リング３５における縦壁部の内径よりも若干小径である。第３締付リング３６は、ｘｙ方向においては、ピストンウエル４１の外周側、かつ、上段側サイドプレート１４と、第２締付リング３５の縦壁部との内周側に配置されている。第３締付リング３６を円環とみなしたときの中心軸は、少なくとも図４に例示した状態（つまり、トッププレート１２に相対変位が生じていない状態）では、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚと同軸になるように配置されている。第３締付リング３６はまた、ｚ方向においては、筒状体３４の上端部よりも＋ｚ側に配置されている。さらに、第３締付リング３６の上面は、ピストンウエル４１の上端部よりも－ｚ側に位置している。
【0109】
より詳細には、第３締付リング３６には、ピストンウエル４１が上方から挿し通されている。第３締付リング３６の内周面は、ピストンウエル４１の外周面に密着している。第３締付リング３６の上面は、ピストンウエル４１の上端部に設けられた縦壁部に当接している。
【0110】
第３締付リング３６は、ピストンウエル４１の外周面とともに、第２空気室Ｓ２における内周側の側板部及び内壁面を構成している。第３締付リング３６の下面は、第２締付リング３５の上面に対し、ｚ方向に間隔を空けて相対している。一方、第３締付リング３６の上面は、第５締付リング３８の下面とともに、第３ダイヤフラム３９の内周側部分を挟み込んでいる。また、第３締付リング３６の上面は、ボルト等の締結具を介して、第５締付リング３８の下面に締結されている。この締結と、前述のように第３締付リング３６にピストンウエル４１を挿し通したこととが相まって、第３締付リング３６及び第５締付リング３８は、ピストンウエル４１と一体的に揺動することになる。
【0111】
第５締付リング３８は、ｘｙ方向に広がる円環状に形成されている。第５締付リング３８の内径は、第３締付リング３６の内径よりも大径となるように形成されている。第５締付リング３８の外径は、第３締付リング３６の外径と略一致しており、第４締付リング３７の内径よりも若干小径である。第５締付リング３８は、ｘｙ方向においては、ピストンウエル４１の外周側、かつ上段側サイドプレート１４及び第４締付リング３７の内周側に配置されている。第５締付リング３８を円環とみなしたときの中心軸は、少なくとも図４に例示した状態（つまり、トッププレート１２に相対変位が生じていない状態）では、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚと同軸になるように配置されている。第５締付リング３８はまた、ｚ方向においては、第３締付リング３６の上面よりも＋ｚ側に配置されている。さらに、第５締付リング３８の上面は、サポートロッド４２の上端部よりも－ｚ側に配置されている。
【0112】
前述のように、第５締付リング３８の下面は、第３ダイヤフラム３９の内周側部分を挟み込むべく、第３締付リング３６の上面に締結されている。また、第５締付リング３８の上面は、トッププレート１２の下面に対し、ｚ方向に間隔を空けて配置されている。
【0113】
第３ダイヤフラム３９は、例えばゴム材料によって構成されており、ｚ方向の厚みが薄く、かつｘｙ方向に広がる円環状に形成されている。第３ダイヤフラム３９の中央に位置する開口には、ピストンウエル４１及びサポートロッド４２が挿し通されている。また、第３ダイヤフラム３９の内周側部分は、前述のように、第３締付リング３６と、第５締付リング３８と、によって挟み込まれている。一方、第３ダイヤフラム３９における外周側の周縁部は、前述のように、第２締付リング３５の縦壁部と、第４締付リング３７と、によって挟み込まれている。より詳細には、本実施形態に係る第３ダイヤフラム３９は、第４締付リング３７、第２締付リング３５、筒状体３４、下段側サイドプレート１３及びベースプレート１１に対する第１インナーベース２１、第２インナーベース３１、ピストンウエル４１、第３締付リング３６及び第５締付リング３８の変位を許容するように、ｘｙ方向に撓んだ状態で挟み込まれている。
【0114】
第２ダイヤフラム３２に加えて第３ダイヤフラム３９を挟持することで、除振装置１の内部に第２空気室Ｓ２が仕切られる。この第２空気室Ｓ２は、その中央部にピストンウエル４１及びサポートロッド４２が挿入された略円筒形状を有している。また、本実施形態に係る第３ダイヤフラム３９は、第２ダイヤフラム３２とともに第２空気室Ｓ２を封止することで、ケーシング１０の内部空間と第２空気室Ｓ２との間の空気の流通を規制することができる。すなわち、本実施形態に係る第２空気室Ｓ２は、ケーシング１０の内部空間に対して非連通とされている。
【0115】
そして、第１ダイヤフラム２３及び第２ダイヤフラム３２と同様に、第３ダイヤフラム３９は、前述のように挟持された部位の間の部分（ｘｙ方向にたわんだ部分）が上下にうねるようにかつ全周にわたって大きくたわむことで、前記連結部材Ｔのｚ方向の変位に対して、大きな可撓性を有する。また、第２ダイヤフラム３２が＋ｚ側と－ｚ側とで反対向きにたわむことで、連結部材Ｔは、水平方向の任意の軸まわりに容易に揺動するとともに、その揺動に伴って、中心軸Ｏｚに対して傾動することになる（図６の傾斜角θを参照）。一方、第３ダイヤフラム３９は、連結部材Ｔのｘ方向の変位に対しては可撓性が極めて小さく、このため、当該部材Ｔは、ｘ方向には殆ど変位しないことになる。
【0116】
また図４に示すように、第２空気室Ｓ２は、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚに関する径方向（ｘｙ平面に沿った径方向）において、少なくとも一部の外壁部１５が、第１空気室Ｓ１の外壁部に比して縮小（縮径）されている（外壁部１５については、図３及び図４を参照）。特に本実施形態では、第２空気室Ｓ２の外壁部のうち、第２締付リング３５によって構成される部分と、筒状体３４によって構成される部分と、の双方が、第１空気室Ｓ１の外壁部よりも縮小されている。
【0117】
すなわち、本実施形態では、上段側バネ要素Ｓｐ２の受圧面積は、下段側バネ要素Ｓｐ１の受圧面積に比して小さくなるように設定されている。
【0118】
さらに詳細には、第２空気室Ｓ２における前記縮小された外壁部１５のうち、筒状体３４によって構成される部分は、第２締付リング３５によって構成される部分よりもさらに、前記径方向において縮小（縮径）されている。本実施形態に係る第２空気室Ｓ２は、ｚ方向に沿った断面視（図４に例示する断面視）において、略Ｖ字の横断面を有している。
【0119】
また、第２空気室Ｓ２における前記外壁部１５は、＋ｘ側、－ｘ側、＋ｙ側及び－ｙ側の４方向において縮小されている。図３に示すように、＋ｘ側の縮小部には第３バネ要素Ｓｐ３が配置されていて、－ｘ側の縮小部には第４バネ要素Ｓｐ４が配置されている。図３及び４に示ように、第３バネ要素Ｓｐ３は、＋ｘ側の縮小部から＋ｘ方向に突出している。第４バネ要素Ｓｐ４は、－ｘ側の縮小部から－ｘ方向に突出している。また、－ｙ側の縮径部には、アクチュエータを構成する２つのサーボ弁９１が配置されている。
【0120】
その他のスペースには、各種センサ類、それらのセンサ類を取り付けるためのブラケット類、及び、制御基板がレイアウトされている。例えば、＋ｘ側かつーｙ側の角部における＋ｚ側端部には、上下方向フィードバック加速度センサ（以下、「第１ＦＢ加速度センサ」という）８１と、水平方向フィードバック加速度センサ（以下、「第２ＦＢ加速度センサ」という）８３と、が配置されている。
【0121】
このうち、第１ＦＢ加速度センサ８１は、基礎（設置面Ｆ）に対するトッププレート１２の振動状態（具体的には、ｚ方向における、設置面Ｆに対するトッププレート１２の加速度）を検出することができる。図１に示すように、第１ＦＢ加速度センサ８１は、コントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００に対して検出信号を入力することができる。第１ＦＢ加速度センサ８１は、本実施形態における「振動センサ」の例示である。
【0122】
第１ＦＢ加速度センサ８１は、下段側バネ要素Ｓｐ１、上段側バネ要素Ｓｐ２及びサーボ弁９１を用いて実行される、上下方向における除振フィードバック制御（以下、「第１除振ＦＢ制御」ともいう）に用いることができる。
【0123】
また、図２～図４に示すように、振動センサとしての第１ＦＢ加速度センサ８１は、第２空気室Ｓ２における少なくとも一部の外壁部（第１空気室Ｓ１に比して縮径された部分）１５と、ケーシング１０の内壁部１６との間に配置されるようになっている（内壁部１６は、図４のみに示す）。ここでいうケーシング１０の内壁部１６とは、トッププレート１２及び上段側サイドプレート１４の内壁部を指す。第１ＦＢ加速度センサ８１の上端部は、トッププレート１２の下面に当接している。また、第１ＦＢ加速度センサ８１の下方には、制御基板８６が収容されている。この制御基板８６も、第１ＦＢ加速度センサ８１と同様にケーシング１０に収容されている。
【0124】
また、第２ＦＢ加速度センサ８３は、ｘ方向における、基礎（設置面Ｆ）に対するトッププレート１２及び上段側サイドプレート１４の加速度を検出することができる。第２ＦＢ加速度センサ８３は、トッププレート１２の下面に固定されている。図１に示すように、第２ＦＢ加速度センサ８３は、コントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００に対して検出信号を入力することができる。
【0125】
第２ＦＢ加速度センサ８３は、第３バネ要素Ｓｐ３、第４バネ要素Ｓｐ４及びサーボ弁９１を用いて実行される、ｘ方向における除振フィードバック制御（以下、「第２除振ＦＢ制御」ともいう）に用いることができる。
【0126】
その他、－ｘ側かつ－ｙ側の角部には、上下方向フィードバック変位センサ（以下、「第１ＦＢ変位センサ」という）８２と、水平方向フィードバック変位センサ（以下、「第２ＦＢ変位センサ」という）８４と、フィードフォワード加速度センサ（以下、「ＦＦ加速度センサ」という）８５と、が配置されている。
【0127】
このうち、第１ＦＢ変位センサ８２は、ｚ方向における、ベースプレート１１に対するトッププレート１２及び上段側サイドプレート１４の相対変位を検出することができる。第１ＦＢ変位センサ８２は、板状の第１センサブラケット８２ａを介して外壁部１５に締結されており、その＋ｚ側端部は、トッププレート１２の下面１２ａに対して間隔を空けて配置されている。図１に示すように、第１ＦＢ変位センサ８２は、コントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００に対して検出信号を入力することができる。第１ＦＢ変位センサ８２は、トッププレート１２の振動状態（相対変位）を検出することができ、第１ＦＢ加速度センサ８１と同様に本実施形態における「振動センサ」を例示している。振動センサとしての第１ＦＢ変位センサ８２も、前記外壁部１５と、ケーシング１０の内壁部１６との間に配置されるようになっている。
【0128】
第１ＦＢ変位センサ８２は、下段側バネ要素Ｓｐ１、上段側バネ要素Ｓｐ２及びサーボ弁９１を用いて実行される、ｚ方向における制振フィードバック制御（以下、「第１制振ＦＢ制御」ともいう）に用いることができる。
【0129】
また、第２ＦＢ変位センサ８４は、ｘ方向における、ベースプレート１１に対するトッププレート１２及び上段側サイドプレート１４の相対変位を検出することができる。第２ＦＢ変位センサ８４は、板状の第２センサブラケット８４ａを介して前記外壁部１５に締結されており、その－ｘ側端部は、上段側サイドプレート１４の内壁部１６に対して間隔を空けて配置されている。図１に示すように、第２ＦＢ変位センサ８４は、コントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００に対して検出信号を入力することができる。
【0130】
第２ＦＢ変位センサ８４は、第３バネ要素Ｓｐ３、第４バネ要素Ｓｐ４及びサーボ弁９１を用いて実行される、ｘ方向における制振フィードバック制御（以下、「第２制振ＦＢ制御」ともいう）に用いることができる。
【0131】
また、ＦＦ加速度センサ８５は、ｚ方向におけるベースプレート１１の加速度（床振動）を検出することができる。ＦＦ加速度センサ８５は、下段側サイドプレート１３の上面に当接している。図１に示すように、ＦＦ加速度センサ８５は、コントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００に対して検出信号を入力することができる。
【0132】
ＦＦ加速度センサ８５は、下段側バネ要素Ｓｐ１、上段側バネ要素Ｓｐ２及びサーボ弁９１を用いて実行可能な除振フィードフォワード制御（以下、「除振ＦＦ制御」ともいう）に用いることができる。
【0133】
－ジンバルピストン４０－
図４に例示するように、ジンバルピストン４０は、前述のピストンウエル４１及びサポートロッド４２に加え、キャップ部材４３と、弾性リング４４と、鋼球４２ｂと、転動子４２ａと、を有している。
図４に例示するように、ジンバルピストン４０は、前述のピストンウエル４１及びサポートロッド４２に加え、キャップ部材４３と、弾性リング４４と、鋼球４２ｂと、転動子４２ａと、を有している。
【0134】
このうち、ピストンウエル４１は、前述のように、第２空気室Ｓ２の天井面と第１空気室Ｓ１の天井面とを接続するとともに、トッププレート１２に向かって上方に開口した有底筒状に形成されている。ピストンウエル４１の中心軸は、少なくとも図４に例示した状態（つまり、トッププレート１２に相対変位が生じていない状態）では、サポートロッド４２の中心軸Ｏｚと同軸に配置されている。
【0135】
特に、本実施形態に係るピストンウエル４１は、例えばアルミ合金製であり、第２空気室Ｓ２の天井面としての第３締付リング３６と、第１空気室Ｓ１の天井面としての第１インナーベース２１の上面と、を接続している。
【0136】
ここで、ピストンウエル４１の上端部は、図４に示すように中心軸Ｏｚから離れる方向に突出した鍔状に形成されている。ピストンウエル４１は、その鍔状部を第３締付リング３６に係止することで、該第３締付リング３６に対して気密状に密着している。ピストンウエル４１の上端部は、トッププレート１２の下面に対し、ｚ方向に間隔を空けて相対している。ピストンウエル４１の上端部は、第３締付リング３６、第５締付リング３８、第３ダイヤフラム３９、第４締付リング３７、第２締付リング３５及び筒状体３４を介して、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４、ひいては上段側サイドプレート１４及びトッププレート１２と連結されている。
【0137】
また、ピストンウエル４１の下端部は、前述のように、第２インナーベース３１と共に第２ダイヤフラム３２を挟み込んでいる。つまり、ピストンウエル４１は、第１インナーベース２１の上面に対しては、第２インナーベース３１の上面を介して間接的に接続されているとみなすことができる。ピストンウエル４１の下端部は、第２インナーベース３１、第１インナーベース２１、ワッシャ２２及び第１ダイヤフラム２３を介して下段側サイドプレート１３及びベースプレート１１と連結されている。
【0138】
キャップ部材４３は、ピストンウエル４１の内底部に配置されている。このキャップ部材４３は、例えば鋼製とすることができ、円盤状に形成されている。キャップ部材４３の上面には、サポートロッド４２の下端部を支持するために、表面硬度を高める熱処理加工が施されたウエルスラグ（不図示）が形成されている。
【0139】
弾性リング４４は、キャップ部材４３よりも若干上方（少なくとも、ピストンウエル４１を上下方向に２分したときの中央部よりも下方）に配置されている。弾性リング４４には、サポートロッド４２の下端側部分が挿入されている。この弾性リング４４は、芯体（不図示）の埋設された、ゴム弾性を有するリング状に形成されている。
【0140】
また、サポートロッド４２は、前述のようにピストンウエル４１に挿入されており、このピストンウエル４１の内底面とトッププレート１２の下面１２ａとを連結するように構成されている。
【0141】
詳しくは、サポートロッド４２は、ｚ方向に延びる柱状に形成されており、その上端部は、トッププレート１２の下面略中央部に連結している。このサポートロッド４２は、ピストンウエル４１の上端部の開口を貫通して－ｚ方向に延びている。
【0142】
サポートロッド４２の下端部には、鋼球４２ｂが設けられている。サポートロッド４２は、この鋼球４２ｂを介してキャップ部材４３のウエルスラグに接している。鋼球４２ｂは、ウエルスラグに対して転動自在に当接している。また、サポートロッド４２の下端部周辺の部位には、前述のように弾性リング４４が挿入されている。弾性リング４４が挿入されることで、サポートロッド４２の下端部は、常に中心軸Ｏｚ上に位置付けられることになる。
【0143】
このように構成することで、トッププレート１２は、サポートロッド４２を介してピストンウエル４１の底部に枢支されることになる。これにより、トッププレート１２は、ピストンウエル４１に対し、ｘｙ方向に沿った任意の軸の周りに回動自在になる。なお、前述の図６は、同図の紙面に直交するｙ方向の周りに回動させた状態に相当する。
【0144】
一方、サポートロッド４２の上端部は、球面状の上面を有する転動子４２ａを介してトッププレート１２の下面１２ａに当接している。詳しくは、本実施形態に係る転動子４２ａは、サポートロッド４２の上端部に設けられており、厚肉の円盤状に形成されている。この転動子４２ａの上面は、球面状（ドーム状）とされていて、そこにトッププレート１２の下面１２ａが当接するようになっている。転動子４２ａの上面は、トッププレート１２の下面１２ａに対して転動自在に支持されている。
【0145】
したがって、本実施形態においてピストンウエル４１及びサポートロッド４２によって構成されるジンバルピストン４０は、ドーム状の曲面を介してサポートロッド４２の上端部とトッププレート１２の下面１２ａとを接触させた、いわゆるドームジンバルピストンとして構成されている。
【0146】
なお、ジンバルピストン４０をドームジンバルピストンとすることは必須ではない。ジンバルピストン４０は、ドーム状の曲面を用いない通常のジンバルピストンとしてもよい。通常のジンバルピストンによって除振装置１が構成された場合、サポートロッド４２の上端部は、トッププレート１２の下面１２ａに締結されることになる。
【0147】
ところで、使用者が求める仕様によっては、ジンバルピストン４０が望まれない場合がある。そうした需要を満たすべく、本実施形態に係るサポートロッド４２は、ピストンウエル４１及びトッププレート１２に対して着脱可能に構成されている。サポートロッド４２の着脱は、図３に例示するように除振装置１からトッププレート１２を取り外した状態においては、ピストンウエル４１に対してサポートロッド４２を挿抜することで実現することができる。その際、キャップ部材４３及び弾性リング４４等をサポートロッド４２と同時に着脱してもよい。
【0148】
そして、ピストンウエル４１からサポートロッド４２を引き抜いた状態で、ピストンウエル４１の上方からアタッチメント７１を挿入することで、図５に例示するような除振装置１の第２形態が実現される。
【0149】
すなわち、本実施形態に係る除振装置１は、サポートロッド４２の代わりに装着されることで、ピストンウエル４１の上面とトッププレート１２の下面１２ａとの間に配置されるアタッチメント７１をさらに備えている。そして、この除振装置１は、ピストンウエル４１及びトッププレート１２に対しサポートロッド４２を装着した第１形態（図４参照）と、サポートロッド４２をアタッチメント７１に置き換えることで、トッププレート１２に対するピストンウエル４１の揺動を規制した第２形態（図５参照）と、の間で切り替え可能に構成されている。
【0150】
図５に示すように、アタッチメント７１は、－ｚ側に向かって開口した有底円筒状（或いは、その凹部を－ｚ側に向けた皿状）に形成されている。アタッチメント７１の内側面は、ピストンウエル４１の上端部の外壁面に対応した形状を有しており、前者の内側面を後者の外側面に接触させることができる。また、アタッチメント７１の上面は、トッププレート１２の下面１２ａに固定される一方、アタッチメント７１の下面は、第３締付リング３６の上面に接触している。これらの固定及び接触により、ピストンウエル４１、ひいては前記連結部材Ｔの揺動及び傾動が規制される。
【0151】
なお、図例ではアタッチメント７１の上面がトッププレート１２の下面１２ａに締結されているが、そうした締結は必須ではない。
【0152】
【0153】
図４に示すように、本実施形態に係る第４バネ要素Ｓｐ４は、円筒部５１と、締付リング５２と、第４ダイヤフラム５３と、円盤部材５４と、締付プレート５５と、突出部５６と、を有している。
【0154】
円筒部５１は、ｘ方向に沿って延びる中心軸を有する略円筒状に形成されており、第４空気室Ｓ４の側壁部及び内側面を区画する。円筒部５１は、締付リング５２とともに、第４ダイヤフラム５３の周縁部を挟持している。
【0155】
円盤部材５４は、第１プレート部材１４ａの内壁面に締結されており、第４空気室Ｓ４において、＋ｘ側に面する頂面を区画する。円盤部材５４は、円板状の締付プレート５５とともに、第４ダイヤフラム５３の中央部を挟持している。その際、第４ダイヤフラム５３は、ｚ方向にたわんだ状態で挟持されるようになっている。なお、第４空気室Ｓ４において－ｘ側に面する底面は、前述の筒状体３４の外壁面によって区画されている。
【0156】
ここで、第４ダイヤフラム５３は、円板状の薄膜によって構成されており、例えばポリエステル繊維の織物を補強材として埋設したゴム弾性膜によって構成することができる。
【0157】
また、円盤部材５４及び締付プレート５５とには、＋ｘ側から突出部５６が締結されている。この突出部５６が筒状体３４の外壁面に当接することにより、中心軸Ｏｚに近接する方向への円盤部材５４及び上段側サイドプレート１４の変位が規制される。
【0158】
第４ダイヤフラム５３の説明に戻ると、この第４ダイヤフラム５３は、前述のように挟持された部位の間の部分（ｚ方向にたわんだ部分）が水平方向にうねるようにかつ全周にわたって大きくたわむことで、円盤部材５４、締付プレート５５及び突出部５６等が相互に連結された部材のｘ方向の変位に対して、大きな可撓性を有する。また、第４ダイヤフラム５３が＋ｘ側と－ｘ側とで反対向きにたわむことで、前記相互に連結された部材は、紙面方向の任意の軸まわりに容易に揺動するとともに、その揺動に伴って、ｘ方向に対して傾動することになる。一方、第４ダイヤフラム５３は、前記相互に連結された部材のｚ方向の変位に対しては可撓性が極めて小さく、このため、当該部材は、ｚ方向には殆ど変位しないことになる。
【0159】
なお、円盤部材５４、締付プレート５５及び突出部５６を中空とし、その中空部に上段側サイドプレート１４と接するようなサポートロッドを挿入することで、第４バネ要素Ｓｐ４にジンバルピストンを構成することもできる。その場合に用いられるジンバルピストンは、前述の如きドームジンバルピストンであってもよい。
【0160】
（各バネ要素の動作）
－第１形態－
第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２に適正な空気圧が供給されている状態では、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２の内圧は、貫通孔６１を通じて同圧となる。一方、中間空気室Ｓｍは、大気に開放されているため大気圧となる。
－第１形態－
第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２に適正な空気圧が供給されている状態では、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２の内圧は、貫通孔６１を通じて同圧となる。一方、中間空気室Ｓｍは、大気に開放されているため大気圧となる。
【0161】
この場合、除振装置１は、搭載物Ｄ及びトッププレート１２に加えて、ピストンウエル４１が含まれた前記連結部材Ｔが略一体としてｚ方向に変位するように、ｚ方向の下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２を機能させる。
【0162】
ここで、トッププレート１２は、サポートロッド４２を介してピストンウエル４１に枢支されている。トッププレート１２は、第１ダイヤフラム２３、第２ダイヤフラム３２及び第３ダイヤフラム３９によってピストンウエル４１等の揺動が許容されるように（言い換えると、揺動自在となるように）支持されていて、それらピストンウエル４１及びサポートロッド４２によっていわゆるジンバルピストン４０が構成されている。
【0163】
その際、空気バネの軸方向であるｚ方向の振動に関しては、上下２段にしたことで、フットプリントを抑制しつつ、より高重量な搭載物Ｄを支持することができるようになる。
【0164】
また、ｘｙ方向の振動に対しては、例えば図６のδｘに示すように、トッププレート１２及び上段側サイドプレート１４とサポートロッド４２とがｘ方向に変位すると、ピストンウエル４１は、第３ダイヤフラム３９により保持されつつ、水平方向の任意の軸（例えば、ｙ方向に沿って延びる軸）の周りに揺動し、これにより振動が吸収されることになる。この際、そのピストンウエル４１の第３ダイヤフラム３９による保持位置よりも、サポートロッド４２の下端部が前記ウエルスラグに枢支されている位置の方が低いことから、第３ダイヤフラム３９のバネ特性は非常に柔らかなものとなり、このことで、図６に一例を示すように、除振装置１によるｘｙ方向の除振性能が優れたものとなる。
【0165】
さらに本実施形態に係るジンバルピストン４０は、いわゆるドームジンバルピストンとして構成されている。ドームジンバルピストンとしてのジンバルピストン４０は、水平方向としてのｘｙ方向に荷重が入力されたときに、トッププレート１２と転動子４２ａとが相対的に転動することによって、振動を吸収することができる。
【0166】
すなわち、上段側バネ要素Ｓｐ２においては、ｘｙ方向の振動に対し、ピストンウエル４１の揺動運動のみならず、トッププレート１２と転動子４２ａとの間の転動運動によっても振動が吸収されることになる。その結果、除振装置１におけるｘｙ方向のバネ特性がより一層、柔らかなものとなって、除振性能のさらなる向上が図られる。
【0167】
また、除振装置１は、上段側サイドプレート１４に加えて、円盤部材５４、締付プレート５５及び突出部５６等の相互に連結された部材が略一体としてｘ方向に変位するように、＋ｘ側の第３バネ要素Ｓｐ３及び－ｘ側の第４バネ要素Ｓｐ４を機能させる。
【0168】
これにより、空気バネの軸方向であるｘ方向の振動に関しては、固有振動数を低下させる（すなわち、ｘ方向の低固有値化が実現される）ことができる。その際、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２によるｘｙ方向の振動抑制と相まって、ｘ方向において優れた除振性能を発揮させることができる。
【0169】
－第２形態－
一方、第２形態では、除振装置１には、もはやジンバルピストン４０は構成されていない。この場合、ｘｙ方向のバネ特性は、第１形態と比べて硬めに設定されることになる。また、ｘｙ方向におけるトッププレート１２の整定性は、第１形態に比して高くなる。
一方、第２形態では、除振装置１には、もはやジンバルピストン４０は構成されていない。この場合、ｘｙ方向のバネ特性は、第１形態と比べて硬めに設定されることになる。また、ｘｙ方向におけるトッププレート１２の整定性は、第１形態に比して高くなる。
【0170】
（アクティブ制御）
図７Ａ及び図７Ｂは、除振システムＳの制御系を例示するブロック図である。なお、図７Ａは下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２に関連しており、図７Ｂは第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４に関連している。
図７Ａ及び図７Ｂは、除振システムＳの制御系を例示するブロック図である。なお、図７Ａは下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２に関連しており、図７Ｂは第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４に関連している。
【0171】
コントローラ１００は、前述の各センサ８１～８５から入力される信号に基づいて、３つのサーボ弁９１を制御する。コントローラ１００は、各サーボ弁９１を制御することで、各サーボ弁９１を通じた圧縮空気の供給流量及び排気流量を調整する。この調整によって、４つの空気バネＳｐ１～Ｓｐ４それぞれの内圧が調整される。
【0172】
コントローラ１００は、信号を入出力可能な制御基板等によって構成されている。コントローラ１００は、そうしたハードウェアによって実現される機能ブロックとして、図７Ａに例示する第１除振ＦＢ制御部１０１、第１制振ＦＢ制御部１０２及び除振ＦＦ制御部１０３と、図７Ｂに例示する第２除振ＦＢ制御部１１１及び第２制振ＦＢ制御部１１２と、を有している。これらの機能ブロックは、いずれも、アクティブな除振及び制振に関連したものである。
【0173】
コントローラ１００は、それらの機能ブロックを通じてサーボ弁９１へと制御信号を入力することにより、除振装置１（特にトッププレート１２）に対し、その振動を抑えるような制御力を付与するよう構成されている。
【0174】
図７Ａに示すように、サーボ弁９１への入力は、主に、第１ＦＢ加速度センサ８１からの出力に基づいて第１除振ＦＢ制御部１０１により演算される除振フィードバック操作量と、第１ＦＢ変位センサ８２からの出力に基づいて第１制振ＦＢ制御部１０２により演算される制振フィードバック操作量と、ＦＦ加速度センサ８５からの出力に基づいて除振ＦＦ制御部１０３により演算される除振フィードフォワード操作量と、を含んでいる。
【0175】
第１除振ＦＢ制御部１０１は、第１ＦＢ加速度センサ８１の検出値、すなわちトッププレート１２のｚ方向における加速度に基づいて、その振動が減衰するような制御力を下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２により発生させるものである。例えば、加速度の検出値、その微分値及び積分値にそれぞれフィードバックゲインを乗算し、それら三者を足し合わせた後に反転することにより、サーボ弁９１への制御入力（除振フィードバック操作量）とすることができる。これにより、ｚ方向においてトッププレート１２に剛性を加えたり、トッププレート１２の質量を増やしたりするのと同様の効果が得られる。
【0176】
また、第１制振ＦＢ制御部１０２は、第１ＦＢ変位センサ８２の検出値、すなわちトッププレート１２の上下位置（ｚ方向で見た高さ位置）の変化量（相対変位）に基づいて、その相対変位が小さくなるように下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２の内圧を制御することにより、このトッププレート１２の傾きや、この傾きにより発生する揺れを抑える（減衰させる）ものである。例えば、変位の検出値を目標値（零）から減算した後にＰＩＤ制御則にしたがって、サーボ弁９１への制御入力（制振フィードバック操作量）を求めることができる。これにより、トッププレート１２の上下位置を、所定の基準位置（例えば、図４に例示する位置関係）に収束させることができる。
【0177】
さらに、除振ＦＦ制御部１０３は、ＦＦ加速度センサ８５による検出値、すなわち基礎（図１の斜線部を参照）の振動状態に基づいて、そこから除振対象物（搭載物Ｄ）へ伝わる振動を打ち消すような逆位相の振動を発生させるためのものであり、例えばディジタルフィルタを用いてサーボ弁９１への制御入力を求めることができる。このディジタルフィルタの特性は、床振動が下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２を介してトッププレート１２に伝わるときの伝達関数Ｈ（ｓ）と、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２によって構成される補償系の伝達関数Ｋ（ｓ）を用いて、－Ｈ（ｓ）・Ｋ（ｓ）－１として表される。
【0178】
そして、前述のような制御入力を受けてサーボ弁９１が作動し、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２の内圧が制御されることで、除振対象物であるトッププレート１２に適切な制御力が付与されることになる。すなわち、基礎としての設置面Ｆから伝わる振動（特に、ｚ方向の新道）については、除振ＦＦ制御部１０３が除振フィードフォワード制御を行うことによって振動の伝達を抑えつつ、それでも伝達される微小な振動については、第１除振ＦＢ制御部１０１が第１除振フィードバック制御を行うことによって減殺することで、非常に高い除振性能が得られる。
【0179】
一方で、比較的大きな振動、つまり、搭載物Ｄの作動等に伴ってトッププレート１２に生じる振動（揺れ）については、前述の第１除振フィードバック制御に加えて、第１制振ＦＢ制御部１０２が第１制振フィードバック制御を行うことで減殺されることになる。
【0180】
図７Ｂについても同様である。同図に示すように、サーボ弁９１への入力は、主に、第２ＦＢ加速度センサ８３からの出力に基づいて第２除振ＦＢ制御部１１１により演算される除振フィードバック操作量と、第２ＦＢ変位センサ８４からの出力に基づいて第２制振ＦＢ制御部１１２により演算される制振フィードバック操作量と、を含んでいる。
【0181】
第２除振ＦＢ制御部１１１は、第２ＦＢ加速度センサ８３の検出値、すなわちトッププレート１２のｘ方向における加速度に基づいて、その振動が減衰するような制御力を第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４により発生させるものである。例えば、加速度の検出値、その微分値及び積分値にそれぞれフィードバックゲインを乗算し、それら三者を足し合わせた後に反転することにより、サーボ弁９１への制御入力（除振フィードバック操作量）とすることができる。これにより、サーボ弁９１は、上段側サイドプレート１４を介してトッププレート１２に制御力を加える。そのことで、ｘ方向においてトッププレート１２に剛性を加えたり、トッププレート１２の質量を増やしたりするのと同様の効果が得られる。
【0182】
また、第２制振ＦＢ制御部１１２は、第２ＦＢ変位センサ８４の検出値、すなわちトッププレート１２の水平位置（ｘ方向で見た位置）の変化量（相対変位）に基づいて、その相対変位が小さくなるように第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４の内圧を制御することにより、このトッププレート１２の傾きや、この傾きにより発生する揺れを抑える（減衰させる）ものである。例えば、変位の検出値を目標値（零）から減算した後にＰＩＤ制御則にしたがって、サーボ弁９１への制御入力（制振フィードバック操作量）を求めることができる。これにより、トッププレート１２の水平位置を、前述の基準位置に収束させることができる。
【0183】
そして、前述のような制御入力を受けてサーボ弁９１が作動し、第３バネ要素Ｓｐ３及び第４バネ要素Ｓｐ４の内圧が制御されることで、除振対象物であるトッププレート１２に適切な制御力が付与されることになる。すなわち、基礎としての設置面Ｆから伝達されるｘ方向の微小振動については、第２除振ＦＢ制御部１１１が第２除振フィードバック制御を行うことによって減殺することで、非常に高い除振性能が得られる。
【0184】
一方で、比較的大きな振動、つまり、搭載物Ｄの作動等に伴ってトッププレート１２に生じるｘ方向の振動については、前述の第２除振フィードバック制御に加えて、第２制振ＦＢ制御部１１２が第２制振フィードバック制御を行うことで減殺されることになる。その際の制御力は、上段側サイドプレート１４を介してトッププレート１２に加わることになる。
【0185】
なお、アクチュエータにリニアモータを用いる場合は、第１除振ＦＢ制御部１０１及び第２除振ＦＢ制御部１１１等の構成が変更され得る。しかしながら、基本的な制御態様に関しては、前記実施形態とほぼ同様となる。
【0186】
（まとめ）
以上説明したように、本実施形態によれば、上下多段式の除振装置１において、上段側バネ要素Ｓｐ２と下段側バネ要素Ｓｐ１とを連結する支柱部４１、４２によって、ピストンウエル４１及びサポートロッド４２が構成されることになる（図１及び図４等を参照）。これにより、この除振装置１においてジンバルピストン４０を構成し、水平方向（ｘ方向）に柔らかなバネ特性を実現することができる。そのことで、上下多段式の除振装置１としたことによるフットプリントの抑制及び搭載物Ｄの高重量化への対応と、ジンバルピストン４０を設けたことによる水平方向のバネ特性とを両立させることができ、ひいてはより優れた除振性能を実現することが可能になる。
以上説明したように、本実施形態によれば、上下多段式の除振装置１において、上段側バネ要素Ｓｐ２と下段側バネ要素Ｓｐ１とを連結する支柱部４１、４２によって、ピストンウエル４１及びサポートロッド４２が構成されることになる（図１及び図４等を参照）。これにより、この除振装置１においてジンバルピストン４０を構成し、水平方向（ｘ方向）に柔らかなバネ特性を実現することができる。そのことで、上下多段式の除振装置１としたことによるフットプリントの抑制及び搭載物Ｄの高重量化への対応と、ジンバルピストン４０を設けたことによる水平方向のバネ特性とを両立させることができ、ひいてはより優れた除振性能を実現することが可能になる。
【0187】
また、本実施形態に係る除振装置１は、2015年9月の国連サミットで加盟国の全会一致で採択された「持続可能な開発のための2030アジェンダ」に記載された、2030年までに持続可能でよりよい世界を目指す国際目標である持続可能な開発目標（SDGs：Sustainable Development Goals）のうち、目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。
【0188】
また、被支持体としての搭載物Ｄの重量等に応じて、除振装置１に求められる仕様は多岐にわたることになる。例えば、前述したような水平方向に柔らかなバネ特性を求める代わりに、同方向において、若干硬めのバネ特性が要求されるケースも想定される。そうした場合、ジンバルピストン４０を当初から具備しない除振装置を用意することも考えられるが、仕様に応じて全く異なる除振装置を用意することは、部品の調達コスト、製品の管理等を考慮すると不都合である。
【0189】
これに対し、本実施形態によれば、図４及び図５を用いて説明したように、サポートロッド４２をアタッチメント７１と置き換えるだけで、水平方向のバネ特性を調整することができる。これにより、除振装置１の性能及び特性を使い分けることができ、異なる仕様に対応させることが可能になる。そのことで、可能な限り部品の共通化を図ることができ、部品の調達コストを抑制するとともに、製品を管理する際の手間を省くことが可能になる。特に、前記第２形態は、トッププレート１２の振動の整定性を確保する上で有効である。
【0190】
また、上段側バネ要素Ｓｐ２と下段側バネ要素Ｓｐ１とを連結する支柱部４１、４２によってピストンウエル４１を構成した場合、ピストンウエル４１の下端部が下段側バネ要素Ｓｐ１によって拘束されることになるため、水平方向のバネ特性を柔らかくする上で性能向上の余地が残る。
【0191】
これに対し、図４等に示したように、ジンバルピストン４０としてドームジンバルピストンを用いることで、水平方向により柔らかなバネ特性を実現し、ピストンウエル４１の下端部が下段側バネ要素Ｓｐ１によって拘束されたことによる影響を減殺することができる。このことは、水平方向に柔らかなバネ特性を実現する上で有効である。
【0192】
また、図４等に示したように、第１空気室Ｓ１と第２空気室Ｓ２との間に中間空気室Ｓｍを介在させたときに、これを大気開放することで、中間空気室Ｓｍの内圧が負圧に陥るのを抑制することができる。これにより、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２において弾性特性を実現する部材（具体的には、第１ダイヤフラム２３及び第２ダイヤフラム３２）を、従来よりも適切に伸び縮みさせることが可能になる。
【0193】
また、図４等に示したように第１空気室Ｓ１と第２空気室Ｓ２とを相互に連通させたことは、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２の内圧を同時に制御する上で有効である。すなわち、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２の各々にサーボ弁９１を設けずとも、１つのサーボ弁９１によって内圧を制御することが可能になる。
【0194】
また、トッププレート１２の振動状態を検出するセンサ（特に、第１ＦＢ加速度センサ８１及び第１ＦＢ変位センサ８２）は、より正確かつ遅れのない検出を行うためには、可能な限りトッププレート１２に接近させることが好都合である。
【0195】
これに対し、図２～図４を用いて説明したように、第１空気室Ｓ１に比して第２空気室Ｓ２をコンパクトに構成したことで、センサ類の収容スペースを確保することができる。第２空気室Ｓ２は、第１空気室Ｓ１に比してトッププレート１２に近接しているため、第１ＦＢ加速度センサ８１及び第１ＦＢ変位センサ８２をトッププレート１２に可能な限り接近させることも可能になる。このことは、第１ＦＢ加速度センサ８１及び第１ＦＢ変位センサ８２の検出信号に基づいた除振制御及び制振制御の性能向上に資する。
【0196】
また、第１ＦＢ変位センサ８２をトッププレート１２に可能な限り接近させたことで、第１センサブラケット８２ａを従来よりもコンパクト化し、該第１センサブラケット８２ａの剛性を確保することができる。第１センサブラケット８２ａの剛性を確保することは、各種制御の妨げとなる外乱を抑制する上でも有効である。
【0197】
このように、本実施形態によれば、除振制御及び制振制御の性能向上と、外乱の抑制と、搭載物Ｄの支持の安定化と、をそれぞれ両立させることができる。
【0198】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態に係る構成について説明する。以下、第２の実施形態と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
続いて、第２の実施形態に係る構成について説明する。以下、第２の実施形態と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【0199】
ここで、図８は、第２の実施形態に係る除振装置１の全体構成を例示する斜視図であり、図９は、除振装置１からベースプレート１１を取り外した状態を例示する図８対応図であり、図１０は、除振装置１から下段側収容物２０を取り除いた状態を例示する図８対応図である。
【0200】
また、図１１は、第２の実施形態に係る図４対応図であり、図１２は、第２の実施形態に係る図５対応図である。また、図１３は、図８のＡ－Ａ断面の部分拡大図であり、図１４は、図８のＢ－Ｂ断面の部分拡大図である。図１３は、図１１の下部を拡大した図に相当する。また、図１５は、プラグ７７及びオリフィス６３の構成を例示する縦断面図であり、図１６は、オリフィス６３の実験データを示すグラフである。
【0201】
（詳細構造）
第２の実施形態では、主に、第１空気室Ｓ１及び中間空気室Ｓｍの内部構造が、第１の実施形態に係る内部構造と相違している。例えば、第２の実施形態に係る除振装置１は、第１の実施形態に係る貫通孔６２の代わりに、複数のオリフィス６３を備えている（図１０、図１１、図１２及び図１３を参照）。
第２の実施形態では、主に、第１空気室Ｓ１及び中間空気室Ｓｍの内部構造が、第１の実施形態に係る内部構造と相違している。例えば、第２の実施形態に係る除振装置１は、第１の実施形態に係る貫通孔６２の代わりに、複数のオリフィス６３を備えている（図１０、図１１、図１２及び図１３を参照）。
【0202】
－オリフィス６３－
複数のオリフィス６３は、中間空気室Ｓｍと大気との連通部である貫通孔６２を縮径させる。この中間空気室Ｓｍは、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２に対し、第１の実施形態と同様に非連通とされている。中間空気室Ｓｍは、各オリフィス６３を介して大気に開放されている。
複数のオリフィス６３は、中間空気室Ｓｍと大気との連通部である貫通孔６２を縮径させる。この中間空気室Ｓｍは、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２に対し、第１の実施形態と同様に非連通とされている。中間空気室Ｓｍは、各オリフィス６３を介して大気に開放されている。
【0203】
図１１、図１２及び図１３に示すように、各貫通孔６２には、プラグ７７が挿入されている。各プラグ７７は、第２の実施形態に係るオリフィス６３を有している。例えば図１５に示すように、各オリフィス６３は、上下方向に延び、かつ第１の実施形態に係る貫通孔６２よりも小径の貫通孔によって構成されている。各オリフィス６３が、下段側サイドプレート１３の底板部１３ａを上下に貫いている。なお、プラグ７７を用いてオリフィス６３を構成することは必須ではない。貫通孔６２の内径を調整することでオリフィス６３を構成してもよい。
【0204】
また、複数のオリフィス６３は、上下方向まわりの周方向に沿って、等間隔で配置されている。具体的に、第２の実施形態に係る除振装置１は、４つのオリフィス６３を備えている。４つのオリフィス６３は、周方向において、９０度おきに等間隔で配置されている。
【0205】
また、各オリフィス６３は、第２空気室Ｓ２よりも径方向の外側に配置されている。詳しくは、各オリフィス６３は、後述する各第１バネ部材７４、各第２バネ部材７５、各第１減衰部材７２及び水平減衰部材７６よりも径方向の外側に配置されている。また、各オリフィス６３は、径方向において、各第２減衰部材７３と略同じ位置に配置されている。
【0206】
そして、各オリフィス６３は、上下方向における第１インナーベース２１の変位を減衰させるべく、前記貫通孔６２よりも小径となっている。例えば図１５に示すように、各オリフィス６３の内径をφとすると、内径φの大きさは、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、さらに詳しくは０．４ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
【0207】
その他、第２の実施形態に係る除振装置１は、図９～図１４に示すように、複数の第１減衰部材７２、複数の第２減衰部材７３、複数の第１バネ部材７４、複数の第２バネ部材７５及び水平減衰部材７６を備えている。これらの部材は、いずれも、中間空気室Ｓｍ又は第１空気室Ｓ１の内部に配置されている。
【0208】
なお、複数のオリフィス６３、複数の第１減衰部材７２、複数の第２減衰部材７３、複数の第１バネ部材７４、複数の第２バネ部材７５、及び水平減衰部材７６は、前述した第１形態及び第２形態の双方において利用可能である。
【0209】
－第１減衰部材７２及び第２減衰部材７３－
複数の第１減衰部材７２は、中間空気室Ｓｍの内部に配置されている。これらの第１減衰部材７２は、それぞれ、上下方向における下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２の伸縮を減衰させるダンパとして機能する。
複数の第１減衰部材７２は、中間空気室Ｓｍの内部に配置されている。これらの第１減衰部材７２は、それぞれ、上下方向における下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２の伸縮を減衰させるダンパとして機能する。
【0210】
複数の第１減衰部材７２は、それぞれ、ブロック状の高減衰ゴムによって構成されている。各第１減衰部材７２は、上下方向に延びる円筒形状を有している。各第１減衰部材７２の中央の貫通孔には、第１インナーベース２１の上面から突出する締結具（ボルト）が挿入されている。
【0211】
また、各第１減衰部材７２は、中間空気室Ｓｍの天井面（下段側サイドプレート１３の底板部１３ａの下面）と底面（第１インナーベース２１の上面）との間に配置されている。各第１減衰部材７２は、前述した除振制御等が実行されているか否かにかかわらず、圧縮された状態で配置されている。各第１減衰部材７２は、除振装置１に付与される振動のうち、特に上下方向に付与される振動に、減衰を付与する。
【0212】
また、複数の第１減衰部材７２は、前記周方向に沿って等間隔で配置されている。具体的に、第２の実施形態に係る除振装置１は、４つの第１減衰部材７２を備えている。図１０に示すように、４つの第１減衰部材７２は、周方向において、９０度おきに等間隔で配置されている。
【0213】
複数の第１減衰部材７２は、第１空気室Ｓ１の底面に対する該第１空気室Ｓ１の天井面の変位を減衰させるという点で、それぞれ、第２の実施形態における「上下減衰部材」を例示している。
【0214】
複数の第２減衰部材７３は、第１空気室Ｓ１の内部に配置されている。これらの第２減衰部材７３は、それぞれ、上下方向における第１空気室Ｓ１の伸縮を減衰させるダンパとして機能する。
【0215】
複数の第２減衰部材７３は、それぞれ、ブロック状の高減衰ゴムによって構成されている。各第２減衰部材７３は、上下方向に延びる円筒形状を有している。各第２減衰部材７３の中央の貫通孔には、第１インナーベース２１の下面から突出する締結具（ボルト）が挿入されている。各第２減衰部材７３は、ワッシャ２２を介して第１インナーベース２１の下面に取り付けられている。
【0216】
また、各第２減衰部材７３は、第１空気室Ｓ１の天井面（第１インナーベース２１の下面）と底面（ベースプレート１１の底板部１１ａの上面）との間に配置されている。各第２減衰部材７３は、前述した除振制御等が実行されているか否かにかかわらず、圧縮された状態で配置されている。各第２減衰部材７３は、除振装置１に付与される振動のうち、特に上下方向に付与される振動に、減衰を付与する。
【0217】
また、複数の第２減衰部材７３は、前記周方向に沿って等間隔で配置されている。具体的に、第２の実施形態に係る除振装置１は、４つの第２減衰部材７３を備えている。図９に示すように、４つの第２減衰部材７３は、周方向において、９０度おきに等間隔で配置されている。
【0218】
第１インナーベース２１は、複数の第１減衰部材７２と、複数の第２減衰部材７３とによって、上下から挟持されている。図９と図１０との比較、又は、図１３と図１４との比較から見て取れるように、径方向において、各第２減衰部材７３は、各第１減衰部材７２及び後述の各第２バネ部材７５の外側に配置されている。また、これらの比較から見て取れるように、周方向において、各第２減衰部材７３は、各第１減衰部材７２に対してオフセットするように配置されている。また、各第２減衰部材７３を外側に配置することで、ピストンウエル４１の傾き、ふらつきを抑制することができる。
【0219】
－第１バネ部材７４－
複数の第１バネ部材７４は、中間空気室Ｓｍの内部に配置されている。これらの第１バネ部材７４は、それぞれ、第１空気室Ｓ１の天井面と該第１空気室Ｓ１の底面とを接近させる方向に復元力Ｆ１を発揮する付勢部材として機能する（図１４を参照）。
複数の第１バネ部材７４は、中間空気室Ｓｍの内部に配置されている。これらの第１バネ部材７４は、それぞれ、第１空気室Ｓ１の天井面と該第１空気室Ｓ１の底面とを接近させる方向に復元力Ｆ１を発揮する付勢部材として機能する（図１４を参照）。
【0220】
複数の第１バネ部材７４は、それぞれ、上下方向に伸縮するコイルバネによって構成されている。各第１バネ部材７４は、中間空気室Ｓｍの天井面と底面との間に配置されている。各第１バネ部材７４は、上下方向に圧縮されることで、中間空気室Ｓｍの天井面と底面との近接に抗する方向、すなわち天井面と底面とを離間させる方向に復元力Ｆ１を発揮する。この復元力Ｆ１は、第１インナーベース２１の上方への変位に抗する方向に作用するものであって、下段側バネ要素Ｓｐ１のバネ上（第１インナーベース２１）を押し下げる方向に作用する。これにより、各第１バネ部材７４は、下段側バネ要素Ｓｐ１の伸長に抗するスプリングとして機能することになる。また、各第１バネ部材７４が及ぼす復元力Ｆ１は、第２空気室Ｓ２にも作用し、第１及び第２空気室Ｓ１，Ｓ２の各々の内圧を高めるようにも作用する。
【0221】
また、複数の第１バネ部材７４は、２つ１組のペアを複数備えている。各ペアは、前記周方向に沿って等間隔で配置されている。具体的に、第２の実施形態に係る除振装置１は、８つの第１バネ部材７４を備えている。８つの第１バネ部材７４は、２つ１組のペアを４組構成している。図１０に示すように、４つのペアは、周方向において、９０度おきに等間隔で配置されている。
【0222】
－第２バネ部材７５－
複数の第２バネ部材７５は、第１空気室Ｓ１の内部に配置されている。これらの第２バネ部材７５は、それぞれ、第１空気室Ｓ１の天井面と該第１空気室Ｓ１の底面とを離間させる方向に復元力Ｆ２を発揮する付勢部材として機能する（図１３を参照）。
複数の第２バネ部材７５は、第１空気室Ｓ１の内部に配置されている。これらの第２バネ部材７５は、それぞれ、第１空気室Ｓ１の天井面と該第１空気室Ｓ１の底面とを離間させる方向に復元力Ｆ２を発揮する付勢部材として機能する（図１３を参照）。
【0223】
複数の第２バネ部材７５は、それぞれ、上下方向に伸縮するコイルバネによって構成されている。各第２バネ部材７５は、第１空気室Ｓ１の天井面と底面との間に配置されている。各第２バネ部材７５は、上下方向に圧縮されることで、第１空気室Ｓ１の天井面と底面との近接に抗する方向、すなわち天井面と底面とを離間させる方向に復元力Ｆ２を発揮する。この復元力Ｆ２は、第１インナーベース２１の下方への変位に抗する方向に作用するものであって、下段側バネ要素Ｓｐ１のバネ上（第１インナーベース２１）を押し上げる方向に作用する。これにより、各第２バネ部材７５は、下段側バネ要素Ｓｐ１の圧縮に抗するスプリングとして機能することになる。また、各第２バネ部材７５が及ぼす復元力Ｆ２は、第２空気室Ｓ２にも作用する。
【0224】
また、複数の第２バネ部材７５は、前記周方向に沿って等間隔で配置されている。具体的に、第２の実施形態に係る除振装置１は、４つの第２バネ部材７５を備えている。図９に示すように、４つの第２バネ部材７５は、周方向において、９０度おきに等間隔で配置されている。
【0225】
なお、除振装置１に搭載物Ｄが搭載されていない非搭載状態において、複数の第１バネ部材７４全体が第１インナーベース２１に及ぼす復元力Ｆ１（図１４を参照）は、複数の第２バネ部材７５全体が第１インナーベース２１に及ぼす復元力Ｆ２（図１３を参照）を上回るように設定されている。この設定は、非搭載状態において下式（１）を満足することで実現される。
【0226】
Ｋａ・ΔＸａ・Ｎａ ＞ Ｋｂ・ΔＸｂ・Ｎｂ …（１）
上式（１）において、Ｋａは各第１バネ部材７４のバネ定数であり、ΔＸａは非搭載状態における各第１バネ部材７４のたわみ量であり、Ｎａは第１バネ部材７４の数（本実施形態では８つ）である。同様に、上式（１）において、Ｋｂは各第２バネ部材７５のバネ定数であり、ΔＸｂは非搭載状態における各第２バネ部材７５のたわみ量であり、Ｎｂは第２バネ部材７５の数（本実施形態では４つ）である。第２の実施形態では、上式（１）が満足されるようになっている。なお、前記設定は、非搭載状態、かつ、サーボ弁９１の非作動時（各空気室にエアが供給されていない状態）において、上式（１）を満足することで実現されるものとしてもよい。
上式（１）において、Ｋａは各第１バネ部材７４のバネ定数であり、ΔＸａは非搭載状態における各第１バネ部材７４のたわみ量であり、Ｎａは第１バネ部材７４の数（本実施形態では８つ）である。同様に、上式（１）において、Ｋｂは各第２バネ部材７５のバネ定数であり、ΔＸｂは非搭載状態における各第２バネ部材７５のたわみ量であり、Ｎｂは第２バネ部材７５の数（本実施形態では４つ）である。第２の実施形態では、上式（１）が満足されるようになっている。なお、前記設定は、非搭載状態、かつ、サーボ弁９１の非作動時（各空気室にエアが供給されていない状態）において、上式（１）を満足することで実現されるものとしてもよい。
【0227】
上式（１）が満足されることで、第１インナーベース２１を押し下げようとする力が、第１インナーベース２１を押し上げようとする力を上回ることになる。これにより、非搭載状態、好ましくは非搭載状態かつ前記非作動時において、第１インナーベース２１を浮上させることなく、該第１インナーベース２１の支持を安定させることができる。
【0228】
第１インナーベース２１は、複数の第１バネ部材７４と、複数の第２バネ部材７５とによって、上下から挟持されている。図９と図１０との比較、又は、図１３と図１４との比較から見て取れるように、径方向において、各第１バネ部材７４は、各第２バネ部材７５の外側に配置されている。また、これらの比較から見て取れるように、周方向において、各第１バネ部材７４は、各第２減衰部材７５に対してオフセットするように配置されている。
【0229】
－水平減衰部材７６－
水平減衰部材７６は、中間空気室Ｓｍの内部に配置されている。この水平減衰部材７６は、上下方向に直交する水平方向における、第１空気室Ｓ１の底面に対する該第１空気室Ｓ１の天井面の変位を減衰させるダンパとして機能する。
水平減衰部材７６は、中間空気室Ｓｍの内部に配置されている。この水平減衰部材７６は、上下方向に直交する水平方向における、第１空気室Ｓ１の底面に対する該第１空気室Ｓ１の天井面の変位を減衰させるダンパとして機能する。
【0230】
水平減衰部材７６は、板状かつリング状の高減衰ゴムによって構成されている。水平減衰部材７６の中央の貫通孔は、第２インナーベース３１の外周面に挿入されている。水平減衰部材７６の周縁部は、下段側サイドプレート１３の内周面に接している。水平減衰部材７６は、水平方向に予圧縮された状態で配置されている。水平減衰部材７６は、上下方向には予圧縮されておらず、図１３及び図１４等に示すように、第１インナーベース２１の上面に対して隙間を空けて配置されている。
【0231】
水平減衰部材７６は、第２インナーベース３１を介して第１インナーベース２１と一体的に変位する。その変位に際して水平方向に圧縮されることで、水平減衰部材７６は、第１インナーベース２１の水平移動を減衰させる。この減衰は、第１空気室Ｓ１の底面に対する天井面の水平移動に抗するものであって、下段側バネ要素Ｓｐ１のバネ上の水平移動を抑制する方向に作用する。これにより、水平減衰部材７６は、水平方向における下段側バネ要素Ｓｐ１の変形を減衰させるダンパとして機能することになる。
【0232】
また、第１インナーベース２１は、第２インナーベース３１を介してピストンウエル４１と連結されている。ピストンウエル４１は、前述したように第２空気室Ｓ２を区画する。したがって、第２インナーベース３１の外周面に水平減衰部材７６を装着することで、この水平減衰部材７６は、上段側バネ要素ＳＰ２のバネ上の水平移動を抑制することもできる。これにより、水平減衰部材７６は、水平方向における上段側バネ要素Ｓｐ２の変形を減衰させるダンパとしても機能することになる。
【0233】
（各部材の作用）
第２の実施形態によれば、図１３等に示したように、中間空気室Ｓｍと大気との連通部をオリフィス６３によって縮径させることで、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２双方の伸縮に抵抗を付与することができる。これにより、上下方向における除振装置１全体の伸縮を減衰させるとともに、上下方向における除振装置１の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、搭載物Ｄから伝わる揺れを速やかに収束させることができるようになり、除振装置１の制振性能を向上させることができる。
第２の実施形態によれば、図１３等に示したように、中間空気室Ｓｍと大気との連通部をオリフィス６３によって縮径させることで、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２双方の伸縮に抵抗を付与することができる。これにより、上下方向における除振装置１全体の伸縮を減衰させるとともに、上下方向における除振装置１の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、搭載物Ｄから伝わる揺れを速やかに収束させることができるようになり、除振装置１の制振性能を向上させることができる。
【0234】
さらに、図１０に示したように、各オリフィス６３を等間隔で配置することで、周方向にバランスよく減衰を付与することができる。そのことで、制振性能を向上させる上でさらに有利になる。
【0235】
また、第１空気室Ｓ１及び第２空気室ではなく、中間空気室Ｓｍにオリフィス６３を配置することで、第１空気室Ｓ１及び第２空気室それぞれの内圧制御に及ぼす影響を、可能な限り抑制することができる。
【0236】
ここで、図１６の横軸は周波数であり、その縦軸は共振倍率である。また、図１６の２点鎖線は、４つの貫通孔６２が設けられているものの、各貫通孔６２にプラグ７７が挿入されていない場合を示している。同様に、図１６の１点鎖線は、４つの貫通孔６２のうちの３つを閉塞し、１つをオリフィス６３によって大気開放させた場合を示している。図１６の破線は、４つの貫通孔６２をいずれも閉塞せず、４つ全てをオリフィス６３によって大気開放させた場合を示している。この場合、４つのオリフィス６３は、図１０に例示したように９０度おきに等間隔で配置されている。また、図１６の実線は、４つの貫通孔６２を全て閉塞した場合を示している。また、図１６の各データにおいて、オリフィス６３の内径は、φ＝０．５±０．０２［ｍｍ］に設定されている。
【0237】
図１６の囲み部Ｃｉに示すように、４つのオリフィス６３を具備したケースでは、共振時におけるピークの高さが、他のケースよりも低くなっている。このことは、周方向に等間隔でオリフィス６３を配置したことが、そのオリフィス６３によって減衰を付与する上で好適に作用したことを示している。
【0238】
また、図１０及び図１３等に示したように、中間空気室Ｓｍに各第１減衰部材７２を配置することで、下段側バネ要素Ｓｐ１及び上段側バネ要素Ｓｐ２双方の伸縮に抵抗を付与することができる。これにより、上下方向における除振装置１全体の伸縮を減衰させるとともに、上下方向における除振装置１の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、搭載物Ｄから伝わる揺れを速やかに収束させることができるようになり、除振装置１の制振性能を向上させることができる。
【0239】
なお、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２は、それぞれの伸縮による空気の圧縮又は膨張に伴って、その内部で温度変化を生じる可能性がある。この温度変化は、各第１減衰部材７２の減衰特性を変化させ得るため不都合である。こうした不都合は、前記第２の実施形態のように、各第１減衰部材７２に高減衰ゴムを用いたときに顕著なものとなる。
【0240】
一方、中間空気室Ｓｍは、大気開放されている。そのため、中間空気室Ｓｍの内部では、第１空気室Ｓ１及び第２空気室の内部ほど温度変化は生じないと考えられる。そのため、第２の実施形態のように中間空気室Ｓｍの内部に各第１減衰部材７２を配置することで、該各第１減衰部材７２の減衰特性を安定させることができる。
【0241】
また、図１４に示したように、第１バネ部材７４は、第１空気室Ｓ１を上下に圧縮させる方向に復元力Ｆ１を発揮する。この復元力Ｆ１は、第１空気室Ｓ１及び第２空気室Ｓ２の内圧を高めるように作用する。各空気室Ｓ１，Ｓ２の内圧の上昇と、第１バネ部材７４自身のバネ特性とが相まって、上下方向における除振装置１の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、搭載物Ｄから伝わる揺れの振幅を小さくすることができる。
【0242】
さらに、図１４によれば、第１バネ部材７４が発揮する復元力Ｆ１は、第１空気室Ｓ１の天井面を押し下げる方向に作用する。この復元力Ｆ１によって、除振装置１に搭載物Ｄが搭載されていない非搭載状態において、中間空気室Ｓｍの底面と天井面との接触を抑制したり、第１空気室Ｓ１の天井面のふらつきを抑制したりすることができる。
【0243】
また、図９及び図１３等に示したように、第２バネ部材７５は、第１空気室Ｓ１を上下に伸長させる方向に復元力Ｆ２を発揮する。第２バネ部材７５自身のバネ特性により、上下方向における除振装置１の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、搭載物Ｄから伝わる揺れの振幅を小さくすることができる。
【0244】
さらに、図１３に示すように、第２バネ部材７５が発揮する復元力Ｆ２は、第１空気室Ｓ１の天井面を押し上げる方向に作用する。したがって、その復元力Ｆ２を利用して、より重い搭載物Ｄを支持することが可能になる。そのことで、除振装置１の搭載能力を高めることができる。
【0245】
また、図１０、図１３及び図１４等に示したように、中間空気室Ｓｍに水平減衰部材７６を配置することで、水平方向の変位に減衰を付与することができる。これにより、水平方向における除振装置１の高固有値化（高固有振動数化）を実現することができる。そのことで、搭載物Ｄから伝わる揺れを速やかに収束させることができるようになり、除振装置１の制振性能を向上させることができる。
【0246】
さらに、図１１及び図１２等に示したように、第１インナーベース２１及びピストンウエル４１は、第２インナーベース３１を介して連結されている。したがって、第２インナーベース３１の外周面に水平減衰部材７６を装着することで、この水平減衰部材７６は、上段側バネ要素ＳＰ２のバネ上の水平移動を抑制することもできる。これにより、水平減衰部材７６は、水平方向における上段側バネ要素ＳＰ２の高固有値化（高固有振動数化）を実現することもできる。そのことで、搭載物Ｄから伝わる揺れを速やかに収束させることができるようになり、除振装置１の制振性能を向上させることができる。
【0247】
なお、複数の第１バネ部材７４と、複数の第２バネ部材７５とを双方とも具備することは必須ではないが、少なくとも複数の第１バネ部材７４を用いるときには、複数の第２バネ部材７５を併用することが有用である。すなわち、前述のように、複数の第１バネ部材７４は、第１インナーベース２１を押し下げる方向に復元力Ｆ１を発揮する。この復元力Ｆ１は、第１空気室Ｓ１の内圧制御に影響を及ぼさないという利点を有するものの、第１空気室Ｓ１に対して重力方向に作用することから、除振装置１の搭載能力（搭載物Ｄの重量の上限）を損なう可能性がある。一方、複数の第２バネ部材７５は、第１インナーベース２１を押し上げる方向に復元力Ｆ２を発揮する。この復元力Ｆ２は、除振装置１の搭載能力を補強する方向に作用する。
【0248】
このように、複数の第１バネ部材７４と、複数の第２バネ部材７５とを併用することで、除振装置１の搭載能力を確保しつつ、高固有値化を実現することができる。
【0249】
また、複数の第１減衰部材７２と複数の第２減衰部材７３とを併用することで、搭載物Ｄが除振装置１に及ぼす荷重が増減する場合に、取り分け有効となる。例えば、搭載物Ｄとして、定盤の上をスライド移動するステージを用いるとともに、その搭載物Ｄを、複数の除振装置１によって支持する場合を考える。この場合、搭載物Ｄの移動に伴って、一の除振装置１に作用する荷重が減少したり、当該荷重が増加したりする。前者の場合、第１減衰部材７２が圧縮される一方、第２減衰部材７３は伸長することになる。後者の場合、第１減衰部材７２が伸長する一方、第２減衰部材７３は圧縮されることになる。第１減衰部材７２と第２減衰部材７３を併用することで、各減衰部材７２、７３に作用する荷重を分散させることができる。
【符号の説明】
【0250】
Ｓ 除振システム
１ 除振装置（多段式除振装置）
１０ ケーシング
１２ トッププレート（定盤、天板部）
１２ａ トッププレートの下面（定盤の下面）
１５ 外壁部
４０ ジンバルピストン
４１ ピストンウエル（支柱部）
４２ サポートロッド（支柱部）
４２ａ 転動子
６２ 貫通孔
６３ オリフィス
７１ アタッチメント
７２ 第１減衰部材（上下減衰部材）
７４ 第１バネ部材
７５ 第２バネ部材
７６ 水平減衰部材
７７ プラグ
８５ ＦＦ加速度センサ（振動センサ）
１００ コントローラ
Ｄ 搭載物（被支持体）
Ｆ 設置面（基礎）
Ｏｚ サポートロッドの中心軸
Ｓｐ１ 下段側バネ要素
Ｓｐ２ 上段側バネ要素
Ｓ１ 第１空気室
Ｓ２ 第２空気室
Ｓｍ 中間空気室
１ 除振装置（多段式除振装置）
１０ ケーシング
１２ トッププレート（定盤、天板部）
１２ａ トッププレートの下面（定盤の下面）
１５ 外壁部
４０ ジンバルピストン
４１ ピストンウエル（支柱部）
４２ サポートロッド（支柱部）
４２ａ 転動子
６２ 貫通孔
６３ オリフィス
７１ アタッチメント
７２ 第１減衰部材（上下減衰部材）
７４ 第１バネ部材
７５ 第２バネ部材
７６ 水平減衰部材
７７ プラグ
８５ ＦＦ加速度センサ（振動センサ）
１００ コントローラ
Ｄ 搭載物（被支持体）
Ｆ 設置面（基礎）
Ｏｚ サポートロッドの中心軸
Ｓｐ１ 下段側バネ要素
Ｓｐ２ 上段側バネ要素
Ｓ１ 第１空気室
Ｓ２ 第２空気室
Ｓｍ 中間空気室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
