(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧体に対向するとともに、該受圧体へ流体を噴出させることにより流体静圧を所定の方向における互いに反対の向きへ夫々作用させる一対の静圧部を備えた静圧軸受であって、
一方の前記静圧部へ前記流体を供給するための管路からなる第１の制御ラインと、
他方の前記静圧部へ前記流体を供給するための管路からなる第２の制御ラインと、
一方の前記静圧部へ前記流体を供給するための管路であり、前記第１の制御ラインとは異なる管路からなる第１のバイパスラインと、
他方の前記静圧部へ前記流体を供給するための管路であり、前記第２の制御ラインとは異なる管路からなる第２のバイパスラインと、
前記第１の制御ライン及び前記第２の制御ラインに夫々設けられ、各制御ライン毎に夫々前記流体の流量を変化させることができる制御供給部と、
前記第１のバイパスライン及び前記第２のバイパスラインに夫々設けられ、各バイパスライン毎に夫々前記流体の流量を変化させることができるオフセット供給部と、
前記第１のバイパスライン及び前記第２のバイパスラインを通って前記各静圧部に供給される前記流体の流量が設定された場合には、その流量を保つように前記オフセット供給部を制御する制御装置とを
さらに備えたことを特徴とする静圧軸受。
【請求項２】
前記制御供給部は、サーボバルブによりなる
ことを特徴とする請求項１記載の静圧軸受。
【請求項３】
前記オフセット供給部は、サーボバルブによりなる
ことを特徴とする請求項２記載の静圧軸受。
【請求項４】
前記受圧体の位置を検出する変位センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記変位センサにより検出された前記受圧体の位置を認識するとともに、前記制御供給部により前記各静圧部における流体の流量を調節させることにより、前記受圧体の位置を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の静圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧回路により供給される圧力流体により、回転軸等の受圧体を保持するとともに、当該受圧体を変位させることができる静圧軸受に、関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ジャーナル軸受やスラスト軸受等の各種軸受に、流体静圧によって回転軸等の受圧体を高速回転可能に保持する静圧軸受が、利用されている。この静圧軸受と受圧体との間には、所定の隙間が開けられており、静圧軸受は、この隙間に開口した複数の噴出口へ圧力流体を噴出させることにより受圧体に流体静圧を作用させ、当該受圧体を所定の位置及び姿勢で回転可能に保持するのである。
【０００３】
そして、静圧軸受のなかには、受圧体の位置を調整する機能を有するものもある。このような静圧軸受は、各噴出口へ供給される流体の圧力を個別に変化させることにより、当該噴出口近傍における受圧体との隙間を夫々変化させ、この受圧体の位置を調整することができる。
【０００４】
図７は、従来の静圧軸受７０の構成を示す図である。この静圧軸受７０は、受圧体Ｒに対して作動液等の流体を噴出させる一対の静圧部７１，７２を備えた対向式液体静圧軸受である。さらに、この静圧軸受７０は、作動液を供給する液圧源７３，管路７４，及び，一対の可変絞り７５，７６を、備えている。
【０００５】
管路７４は、液圧源７３に連通するとともに、２経路に分岐し、これら分岐した各端部において各静圧部７１，７２に夫々連通している。そして、この管路７４の分岐した各経路には、各可変絞り７５，７６が夫々取り付けられている。これら各可変絞り７５，７６は、機械的に調整可能な絞りであってもよいが、この例では、一対のポートを備えたサーボバルブによりなる。なお、このサーボバルブの各ポートが、夫々、各可変絞り７５，７６に相当する。
【０００６】
これら各可変絞り７５，７６は、夫々、その絞り量を変化させることにより、各静圧部７１，７２へ供給する流体の圧力を調節することができる。そして、各静圧部７１，７２に供給する流体の圧力に差があると、受圧体Ｒは、変位することになる。即ち、受圧体Ｒは、これら各静圧部７１，７２のうちの相対的に高圧の流体が供給された側から離反するとともに、相対的に低圧の流体が供給された側に近接するのである。このように、各可変絞り７５，７６は、各静圧部７１，７２間に発生させた差圧により、受圧体Ｒの位置を調整することができる。
【０００７】
さらに、この静圧軸受７０に、受圧体Ｒの位置を計測する変位センサと、この変位センサ及び各可変絞り７５，７６を構成するサーボバルブに夫々接続されたコンピュータとが、設けられると、この静圧軸受７０は、受圧体Ｒの位置を高精度かつ高応答で制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、サーボバルブが用いられた静圧軸受７０は、受圧体Ｒを、その可動範囲内において高精度で位置制御することができる。しかも、受圧体Ｒは、一方の静圧部７１に僅かの隙間を開けて近接する位置から、他方の静圧部７１に僅かの隙間を開けて近接する位置までの広い可動範囲内において、変位することができる。
【０００９】
しかし、受圧体Ｒがその可動範囲内の端部近傍にある場合には、当該受圧体Ｒが近接した側の静圧部と受圧体Ｒとの隙間は、狭くなっており、この隙間を通る流体の流量は少なくなっている。このような状態で、受圧体Ｒに対して外乱力の影響等による力が作用すると、当該受圧体Ｒは、静圧軸受７０に衝突してしまうおそれがある。例えば、リセス式の静圧軸受であれば、そのランドの部分に受圧体Ｒが衝突するおそれがある。なお、静圧軸受７０は、高精度に加工されているため、このような受圧体Ｒの衝突により破損して、所期の性能が得られなくなることがある。
【００１０】
そこで、高精度かつ高応答で受圧体の位置制御が可能であるとともに、負荷容量の大きい安全な静圧軸受を提供することを、本発明の課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による静圧軸受は、上記課題を解決するために、以下のような構成を採用した。
【００１２】
即ち、この静圧軸受は、受圧体に対向するとともに、該受圧体へ流体を噴出させることにより流体静圧を所定の方向における互いに反対の向きへ夫々作用させる一対の静圧部を備えた静圧軸受であって、一方の前記静圧部へ前記流体を供給するための管路からなる第１の制御ラインと、他方の前記静圧部へ前記流体を供給するための管路からなる第２の制御ラインと、一方の前記静圧部へ前記流体を供給するための管路であり、前記第１の制御ラインとは異なる管路からなる第１のバイパスラインと、他方の前記静圧部へ前記流体を供給するための管路であり、前記第２の制御ラインとは異なる管路からなる第２のバイパスラインと、前記第１の制御ライン及び前記第２の制御ラインに夫々設けられ、各制御ライン毎に夫々前記流体の流量を変化させることができる制御供給部と、前記第１のバイパスライン及び前記第２のバイパスラインに夫々設けられ、各バイパスライン毎に夫々前記流体の流量を変化させることができるオフセット供給部と、前記第１のバイパスライン及び前記第２のバイパスラインを通って前記各静圧部に供給される前記流体の流量が設定された場合には、その流量を保つように前記オフセット供給部を制御する制御装置とを、さらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
このように構成されると、各静圧部に対して、オフセット供給部からの流体が定常的に供給されることにより、所定の負荷容量及び剛性が常に確保されている。そのうえで、制御供給部は、各静圧部における流体の流量を変化させることにより、これら各静圧部間に差圧を発生させて、受圧体を変位させることができるのである。
【００１４】
なお、前記制御供給部は、サーボバルブであってもよい。通常、サーボバルブは、その容量が限られている。従って、制御供給部にサーボバルブが用いられている場合に、オフセット供給部は、各静圧部への流体の供給を確保するうえで、特に有効である。
【００１５】
さらに、前記オフセット供給部にも、サーボバルブが用いられてもよい。
【００１６】
また、この静圧軸受は、前記受圧体の位置を検出する変位センサをさらに備え、前記制御装置は、前記変位センサにより検出された前記受圧体の位置を認識するとともに、前記制御供給部により前記各静圧部における流体の流量を調節させることにより、前記受圧体の位置を制御するものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態による静圧軸受の液圧回路１を示す図である。この静圧軸受は、受圧体Ｒに対して作動液等の流体を噴出させる一対の静圧部１１，１２を備えた対向式液体静圧軸受である。さらに、この静圧軸受は、管路１３と、流体を加圧して当該管路１３へ注入する液圧源１４を備えている。
【００１９】
この管路１３は、一対の制御ライン１３１，１３２と、一対のバイパスライン１３３，１３４とに、分岐する。そして、一方の制御ライン１３１と一方のバイパスライン１３３とは、互いに合流したうえで、一方の静圧部１１に連通している。また、他方の制御ライン１３２と他方のバイパスライン１３４とは、互いに合流したうえで、他方の静圧部１２に連通している。
【００２０】
さらに、この静圧軸受は、制御供給部１５，及び，オフセット供給部１６を、備えている。制御供給部１５は、各制御ライン１３１，１３２に夫々取り付けられた一対の可変絞り１５１，１５２を、有する。この制御供給部１５は、例えば、一対のポートを備えたサーボバルブによりなる。この場合、当該サーボバルブの各ポートが、夫々、各可変絞り１５１，１５２に相当する。
【００２１】
オフセット供給部１６は、各バイパスライン１３３，１３４に夫々取り付けられた一対の可変絞り１６１，１６２を、有する。このオフセット供給部１６における各可変絞り１６１，１６２は、例えば、その絞り量が機械的に調整可能なものであってもよい。
【００２２】
このように構成された静圧軸受に対して、予め、作業者は、そのオフセット供給部１６の各可変絞り１６１，１６２の絞り量を調整しておく。なお、実際の稼動時には、このオフセット供給部１６の各可変絞り１６１，１６２の絞り量は、原則として変更されない。そして、制御供給部１５の各可変絞り１５１，１５２の絞り量が、夫々調整されることにより、各静圧部１１，１２へ供給される流体の圧力が調節され、受圧体Ｒの位置が制御される。即ち、各静圧部１１，１２へ供給される流体の圧力に差が発生すると、受圧体Ｒは、これら各静圧部１１，１２のうちの相対的に高圧の流体が供給された側から離反するとともに、相対的に低圧の流体が供給された側に近接するのである。
【００２３】
なお、この制御供給部１５が、受圧体Ｒの位置をその可動範囲内において任意に変化させたとしても、オフセット供給部１６の各可変絞り１６１，１６２は、予め設定された所定の絞り量になっている。このため、受圧体Ｒがその可動範囲の各端部に位置している場合であっても、各静圧部１１，１２においては、オフセット供給部１６からの充分な流量が確保されている。即ち、各静圧パッド１１，１２のいずれかにおける制御供給部１５からの流体の流量が少なくなったとしても、当該静圧パッド１１，１２においては、オフセット供給部１６からの流体が充分な流量で供給されるのである。
【００２４】
従って、本実施形態の静圧軸受は、その制御供給部１５により、高精度かつ高応答に受圧体Ｒの位置を制御するとともに、そのオフセット供給部１６により、必要な負荷容量及び剛性を確保している。即ち、この静圧軸受は、その制御供給部１５により、受圧体Ｒを可動範囲内のいずれの位置に変位させたとしても、常に、そのオフセット供給部１６により必要な負荷容量及び剛性を確保しているのである。
【００２５】
＜第２実施形態＞
図２は、本実施形態による静圧軸受の液圧回路２を示す図である。以下に説明するように、この静圧軸受は、その制御供給部２５だけでなくオフセット供給部２６も、サーボバルブによりなる点を、特徴としている。
【００２６】
図２に示されるように、この静圧軸受は、受圧体Ｒに対して作動液等の流体を噴出させる一対の静圧部２１，２２を備えた対向式液体静圧軸受である。さらに、この静圧軸受は、管路２３と、流体を加圧して当該管路２３へ注入する液圧源２４を備えている。
【００２７】
この管路２３は、一対の制御ライン２３１，２３２と、一対のバイパスライン２３３，２３４とに、分岐する。そして、一方の制御ライン２３１と一方のバイパスライン２３３とは、互いに合流したうえで、一方の静圧部２１に連通している。また、他方の制御ライン２３２と他方のバイパスライン２３４とは、互いに合流したうえで、他方の静圧部２２に連通している。
【００２８】
さらに、この静圧軸受は、制御供給部２５，及び，オフセット供給部２６を、備えている。制御供給部２５は、各制御ライン２３１，２３２に夫々取り付けられた一対の可変絞り２５１，２５２を、有する。この制御供給部２５は、例えば、一対のポートを備えたサーボバルブによりなる。この場合、当該サーボバルブの各ポートが、夫々、各可変絞り２５１，２５２に相当する。
【００２９】
オフセット供給部２６は、各バイパスライン２３３，２３４に夫々取り付けられた一対の可変絞り２６１，２６２を、有する。このオフセット供給部２６は、例えば、一対のポートを備えたサーボバルブによりなる。この場合、当該サーボバルブの各ポートが、夫々、各可変絞り２６１，２６２に相当する。
【００３０】
図３は、静圧軸受の制御系を示す図である。この図３に示されるように、この静圧軸受は、変位センサ３，及び，制御装置４を有している。この変位センサ３は、受圧体Ｒの変位を測定するセンサである。制御装置４は、例えば、コンピュータによりなり、変位センサ３，並びに，液圧回路２の制御供給部２５及びオフセット供給部２６に、夫々接続されている。
【００３１】
そして、この制御装置４は、変位センサ３からの出力信号を受信して、受圧体Ｒの位置を認識し、制御供給部２５を制御して当該受圧体Ｒの位置を調整する。即ち、制御装置４は、制御供給部２５における各可変絞り２５１，２５２の絞り量を夫々調節することにより、受圧体Ｒの可動範囲内における位置を制御する。なお、この静圧軸受が稼動している際には、その制御装置４は、オフセット供給部２６における各可変絞り２６１，２６２の絞り量を変化させずに、予め設定した状態に保っている。このオフセット供給部２６に対する制御については、後述する。
【００３２】
図４は、本実施形態による受圧体の制御を示すブロック線図である。以下、この図４を参照して、当該静圧軸受における受圧体Ｒの動作について、説明する。この図４において、ブロックに囲まれた各伝達要素の伝達関数は、当該ブロック内に記されている。なお、これら各伝達関数の記述に用いられている「ｓ」は、ラプラス変換における像関数の定義域である。また、「Ｋ」は、その添字に関わらずｓについて定数であり、「Ｍ」及び「Ｃ」も、ｓについて定数である。
【００３３】
一対の伝達要素（Ｋci），（Ｋci）は、制御供給部２５の各可変絞り２５１，２５２に夫々対応している。このＫciは、制御供給部２５の各可変絞り２５１，２５２における流量の電流係数である。これら両伝達要素（Ｋci），（Ｋci）のうちの一方は、一方の可変絞り２５１に対応した入力電流ｉcを入力としている。また、これら両伝達要素（Ｋci），（Ｋci）のうちの他方は、他方の可変絞り２５２に対応した入力電流ｉc’を入力としている。
【００３４】
一対の伝達要素（Ｋbi），（Ｋbi）は、オフセット供給部２６の各可変絞り２６１，２６２に夫々対応している。このＫbiは、オフセット供給部２６の各可変絞り２６１，２６２における流量の電流係数である。これら両伝達要素（Ｋbi），（Ｋbi）のうちの一方は、一方の可変絞り２６１に対応した入力電流ｉbを入力としている。また、これら両伝達要素（Ｋbi），（Ｋbi）のうちの他方は、他方の可変絞り２６２に対応した入力電流ｉb’を入力としている。
【００３５】
一対の伝達要素（Ｋcp），（Ｋcp）は、制御供給部２５の各可変絞り２５１，２５２に夫々対応している。このＫcpは、制御供給部２５の各可変絞り２５１，２５２における流量の圧力係数である。一対の伝達要素（Ｋbp），（Ｋbp）は、オフセット供給部２６の各可変絞り２６１，２６２に夫々対応している。このＫbpは、オフセット供給部２６の各可変絞り２６１，２６２における流量の圧力係数である。
【００３６】
Ｐaは、液圧源２４により供給される流体の圧力である。このＰaは、後述するＰrと加え合わされうえで、両伝達要素（Ｋcp），（Ｋcp）のうちの一方に入力されるとともに両伝達要素（Ｋbp），（Ｋbp）のうちの一方に入力される。さらに、このＰaは、後述するＰr’と加え合わされうえで、両伝達要素（Ｋcp），（Ｋcp）のうちの他方に入力されるとともに両伝達要素（Ｋbp），（Ｋbp）のうちの他方に入力される。
【００３７】
そして、両伝達要素（Ｋci），（Ｋci）のうちの一方からの出力は、両伝達要素（Ｋcp），（Ｋcp）のうちの一方からの出力と加え合わされて、一方の制御ライン２３１における流量Ｑcになる。また、両伝達要素（Ｋbi），（Ｋbi）のうちの一方からの出力は、両伝達要素（Ｋbp），（Ｋbp）のうちの一方からの出力と加え合わされて、一方のバイパスライン２３３における流量Ｑbになる。さらに、これら各流量Ｑc，Ｑbは、互いに加え合わされるとともに、後述する伝達要素（Ｋph）からの出力が差し引かれて、後述する伝達要素（１／Ｋpp）に入力される。
【００３８】
同様に、両伝達要素（Ｋci），（Ｋci）のうちの他方からの出力は、両伝達要素（Ｋcp），（Ｋcp）のうちの他方からの出力と加え合わされて、他方の制御ライン２３２における流量Ｑc’になる。また、両伝達要素（Ｋbi），（Ｋbi）のうちの他方からの出力は、両伝達要素（Ｋbp），（Ｋbp）のうちの他方からの出力と加え合わされて、他方のバイパスライン２３４における流量Ｑb’になる。さらに、これら各流量Ｑc’，Ｑb’は、互いに加え合わされるとともに、後述する伝達要素（−Ｋph）からの出力が差し引かれて、後述する伝達要素（１／Ｋpp）に入力される。
【００３９】
一対の伝達要素（１／Ｋpp），（１／Ｋpp）は、各静圧部２１，２２に夫々対応している。このＫppは、各静圧部２１，２２における流量の圧力係数である。従って、各伝達要素（１／Ｋpp），（１／Ｋpp）は、流量を入力するとともに圧力を出力することになる。即ち、これら両伝達要素（１／Ｋpp），（１／Ｋpp）のうちの一方からは、圧力Ｐrが出力され、他方からは、圧力Ｐr’が出力される。
【００４０】
そして、この圧力Ｐrから圧力Ｐr’が差し引かれて、伝達要素（Ｇ（ｓ））に入力される。また、上述したように、この圧力Ｐrは、液圧源２４により供給された流体の圧力Ｐaと加え合わされて、両伝達要素（Ｋcp），（Ｋcp）のうちの一方に入力されるとともに両伝達要素（Ｋbp），（Ｋbp）のうちの一方に入力される。同様に、圧力Ｐr’は、液圧源２４により供給された流体の圧力Ｐaと加え合わされて、両伝達要素（Ｋcp），（Ｋcp）のうちの他方に入力されるとともに両伝達要素（Ｋbp），（Ｋbp）のうちの他方に入力される。
【００４１】
伝達要素（Ｇ（ｓ））は、圧力Ｐrと圧力Ｐr’との差を入力として受け入れて、受圧体Ｒの変位Δｈを出力する。この伝達関数Ｇ（ｓ）は、受圧体Ｒの質量をＭ、静圧軸受の粘性をＣ、静圧軸受の剛性をＫとした場合に、
Ｇ（ｓ）＝１／（Ｍ・ｓ2＋Ｃ・ｓ＋Ｋ）
として表される。
【００４２】
そして、この伝達要素（Ｇ（ｓ））から出力された変位Δｈは、各伝達要素（Ｋph），（−Ｋph）に、夫々入力される。このＫphは、受圧体Ｒの変位−流量係数である。なお、受圧体Ｒが、各静圧部２１，２２に対して同じだけの隙間を開けている場合の当該受圧体Ｒの変位を０とし、一方の静圧部２１から受圧体Ｒが離反する際の変位を正とすると、この静圧部２１に受圧体Ｒが近接する際の変位は、負になる。
【００４３】
仮に、一方の静圧部２１から受圧体Ｒが離反すると、この受圧体Ｒは、他方の静圧部２２に近接する。逆に、一方の静圧部２１に受圧体Ｒが近接すると、この受圧体Ｒは、他方の静圧部２２から離反する。このため、変位Δｈは、各静圧部２１，２２において、互いに反対に作用することになるので、これら各伝達要素（Ｋph），（−Ｋph）は、その符号が互いに異なっているのである。
【００４４】
そして、上述したように、一方の制御ライン２３１における流量Ｑcと一方のバイパスライン２３３における流量Ｑbとが互いに加え合わされた値から、一方の伝達要素（Ｋph）からの出力が差し引かれた値が、一方の伝達要素（１／Ｋpp）に入力される。同様に、他方の制御ライン２３２における流量Ｑc’と他方のバイパスライン２３４における流量Ｑb’とが互いに加え合わされた値から、他方の伝達要素（−Ｋph）からの出力が差し引かれた値が、他方の伝達要素（１／Ｋpp）に入力される。
【００４５】
この図４のブロック線図に従って動作する液圧回路２は、制御供給部２５に入力される各電流ｉc，ｉc’により、制御される。即ち、制御装置４は、制御供給部２５の各可変絞り２５１，２５２に夫々対応するこれら各電流ｉc，ｉc’を互いに変化させることにより、受圧体Ｒの変位Δｈを任意に調整するのである。
【００４６】
例えば、制御装置４は、一方の電流ｉcを増加させるとともに他方の電流ｉc’を減少させることにより、受圧体Ｒを正の向きに変位させる。即ち、ｉcが増加するとともにｉc’が減少すると、一方の制御ライン１３１における流量Ｑcが増加するとともに他方の制御ライン１３２における流量Ｑc’が減少し、一方の静圧部２１における圧力が、他方の静圧部２２における圧力よりも増加するので、受圧体Ｒは、一方の静圧部２１から離反するとともに他方の静圧部２２に近接する。
【００４７】
逆に、制御装置４は、一方の電流ｉcを減少させるとともに他方の電流ｉc’を増加させることにより、受圧体Ｒを負の向きに変位させる。即ち、ｉcが減少するとともにｉc’が増加すると、一方の制御ライン１３１における流量Ｑcが減少するとともに他方の制御ライン１３２における流量Ｑc’が増加し、一方の静圧部２１における圧力が、他方の静圧部２２における圧力よりも減少するので、受圧体Ｒは、一方の静圧部２１に近接するとともに他方の静圧部２２から離反する。
【００４８】
このように、実際の稼動時には、制御装置４は、制御供給部２５への各電流ｉc，ｉc’を変化させることにより、受圧体Ｒの位置を制御する。この場合、制御装置は、オフセット供給部２６への各電流ｉb，ｉb’を変化させずに定常に保っている。なお、これらの各電流ｉb，ｉb’の値は、事前の調整作業の際に、予め設定されているのである。以下、この調整作業について説明する。
【００４９】
この調整作業は、当該静圧軸受における負荷容量（及び剛性）と受圧体Ｒの可動範囲とを、バランスよく設定するために、なされるものである。なお、この負荷容量と可動範囲とは、トレードオフの関係にある。即ち、一般に、静圧軸受において、負荷容量を増加させると可動範囲が狭くなり、可動範囲を広くとると負荷容量が減少するという関係が、存在するのである。本実施形態の静圧軸受では、作業者が制御装置４を操作することにより、液圧回路２におけるオフセット供給部２６を制御させ、負荷容量と可動範囲とを、使用目的に応じてバランスよく調整するのである。
【００５０】
例えば、オフセット供給部２６への各電流ｉb，ｉb’の値が大きく設定されると、各バイパスライン２３３，２３４における各流量Ｑb，Ｑb’が、夫々増加する。すると、各静圧部２１，２２における圧力が増加し、負荷容量が増加する。しかし、この場合、可動範囲は狭くなる。
【００５１】
反対に、オフセット供給部２６への各電流ｉb，ｉb’の値が小さく設定されると、各バイパスライン２３３，２３４における各流量Ｑb，Ｑb’が、夫々減少する。すると、各静圧部２１，２２における圧力が減少し、可動範囲が広くなる。しかし、この場合、負荷容量は減少するのである。
【００５２】
より具体的には、この可動範囲は、以下のように調整される。まず、作業者は、制御装置４を操作することにより、制御供給部２５を制御させて、受圧体Ｒの変位を最大にしておく。この状態において、作業者は、制御装置４により、オフセット供給部２６を制御させて、各電流ｉb，ｉb’の値を同じだけ増加又は減少させる。この時、制御装置４は、変位センサ３からの出力により受圧体Ｒの変位を監視しつつ、この変位が、作業者により予め入力された所定値に一致するまで、各電流ｉb，ｉb’の値を変化させる。なお、受圧体Ｒの変位がこの所定値に一致した場合の各電流ｉb，ｉb’の値が、当該各電流ｉb，ｉb’の設定値になる。
【００５３】
一方、負荷容量は、以下のように調整される。まず、制御装置４は、制御供給部２５を制御して、受圧体Ｒの変位を最大にしておく。この状態において、作業者は、受圧体に対して外部から負荷をかける。そして、作業者は、制御装置４を操作して、当該静圧軸受が必要な負荷容量（及び剛性）を満たすように、オフセット供給部２６への各電流ｉb，ｉb’の値を調整する。このように調整された各電流ｉb，ｉb’の値が、当該各電流ｉb，ｉb’の設定値になる。
【００５４】
このように、作業者は、可動範囲又は負荷容量を設定することができる。さらに、作業者は、上記の可動範囲調整と負荷容量調整との双方を実施することにより、静圧軸受の使用目的に応じて、その可動範囲と負荷容量とを最適に調整することができる。
【００５５】
そして、実際の可動の際には、制御装置４は、オフセット供給部２６への各電流ｉb，ｉb’の値を上記の設定値に保ったまま変化させず、制御供給部２５への各電流ｉc，ｉc’の値のみを夫々変化させることにより、受圧体Ｒを変位させる。すると、制御装置４は、この受圧体Ｒを、上記のように設定された可動範囲内における任意の位置に変位させることができる。
【００５６】
なお、負荷容量は、受圧体Ｒがその可動範囲における端部に位置しているときに、最も小さくなる。しかし、上記のように、負荷容量の調整は、受圧体Ｒがその可動範囲における端部に位置した状態でなされている。従って、受圧体Ｒがこの可動範囲内におけるどの位置にある場合でも、当該静圧軸受は、必要な負荷容量の条件を満たすことになる。
【００５７】
上述のように、作業者は、機械的なバルブ調整等の作業の代わりに、制御装置４を操作することにより、可動範囲と負荷容量とをバランスよく設定することができる。なお、オフセット供給部２６への各電流ｉb，ｉb’は、同じ値として説明したが、これら各電流ｉb，ｉb’は、互いに異なる値に設定されてもよい。
【００５８】
以上説明した本実施形態の静圧軸受における液体回路２は、例えば、ジャーナル軸受，スラスト軸受，球面軸受，又は，円錐軸受等に、適用可能である。また、この液圧回路２は、回転しない外筒の中で受圧体が回転する方式の軸受に適用可能であるだけでなく、回転しない内輪の外側に嵌合した外輪が回転する方式（外輪回転方式）の軸受にも適用可能である。
【００５９】
以下、より具体的な例として、上記液体回路２を複数備えた外輪回転方式の静圧軸受について説明する。図５は、この静圧軸受を示す構成図であり、図６は、この静圧軸受の制御系を示す図である。これらの図に示されるように、この静圧軸受は、内輪５，受圧体としての外輪６，複数の液圧回路２，２’，２''，複数の変位センサ３，３’，３''，及び，制御装置４を、備えている。
【００６０】
内輪５は、小径，大径及び中径の各円柱が、この順で同軸かつ一体に接合されたのと同等の形状を有する。外輪６は、内輪５に対してその外側に所定の隙間をあけて嵌合する回転対称な形状を有する。また、この内輪５には、各液圧回路２，２’，２"が、夫々取り付けられている。
【００６１】
第１の液圧回路２における各静圧部２１，２２は、内輪５の大径部分における図５の左側の面及び右側の面に、夫々配置されている。なお、この液圧回路２の各静圧部２１，２２は、内輪５の図５における上側に配置されている。
【００６２】
第２の液圧回路２’における各静圧部２１，２２は、内輪５の大径部分における図５の左側の面及び右側の面に、夫々配置されている。なお、この液圧回路２’の各静圧部２１，２２は、内輪５の図５における下側に配置されている。これら第１及び第２の液圧回路２，２’は、スラスト方向の荷重を受け持つとともに、夫々、外輪６を図５の左右方向に変位させることができる。
【００６３】
第３の液圧回路２''における各静圧部２１，２２は、内輪５の中径部分の側面における図５の上側及び下側に、夫々配置されている。そして、この第３の液圧回路２''は、当該静圧軸受を、ジャーナル軸受として機能させるとともに、外輪６を、図５における上下方向に変位させることができる。なお、これら各液圧回路２，２’，２''の各静圧部２１，２２は、夫々、流体を噴出させる噴出口及びリセスを有している。
【００６４】
第１乃至第３の変位センサ３，３’，３''は、夫々、第１乃至第３の液圧回路２０，２０’，２０''による外輪６の変位を検出する。例えば、これら各変位センサ３，３’，３''は、夫々、静電容量型変位計であってもよい。
【００６５】
制御装置４は、各液圧回路２，２’，２''，及び各変位センサ３，３’，３''に、夫々接続されている。例えば、この制御装置４は、コンピュータにより構成されていてもよい。
【００６６】
そして、作業者は、制御装置４を操作して、各液圧回路２，２’，２''におけるオフセット供給部２６を夫々制御させることにより、当該静圧軸受の可動範囲と負荷容量とを調整する。
【００６７】
そのうえで、作業者は、当該静圧軸受を稼動させる。この稼動時において、制御装置４は、各変位センサ３，３’，３''からの出力信号に基づいて、各液圧回路２，２’，２''における制御供給部２５を制御することにより、高速回転した状態の外輪６の位置を制御する。
【００６８】
なお、制御装置４は、第１及び第２の液圧回路２，２’を夫々制御することにより、外輪６をその回転軸に対して平行な方向に変位させるとともに、この外輪６の姿勢を（図５の紙面内において）変化させることができる。また、制御装置４は、第３の液圧回路２''を制御することにより、外輪６をその回転軸に対して垂直な所定の方向（図５の上下方向）に変位させることができる。
【００６９】
このように、制御装置４は、外輪６が所定の位置において回転するように制御することができる。また、制御装置４は、外輪６の位置及び姿勢を、その可動範囲内において任意に変化させることもできる。
【００７０】
なお、各液圧回路２，２’，２''において、その各静圧部２１，２２には、オフセット供給部２６により、流体が充分な流量で供給されているので、当該静圧軸受は、必要な負荷容量及び剛性の条件を満たして、安全に稼動することができるのである。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の静圧軸受は、そのオフセット供給部により、必要な負荷容量及び剛性を確保したうえで、その制御供給部により、高精度かつ高応答に受圧体の位置を制御することができる。さらに、この静圧軸受は、そのオフセット供給部により、受圧体の可動範囲と負荷容量とをバランスよく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態による静圧軸受の液圧回路を示す図
【図２】  本発明の第２実施形態による静圧軸受の液圧回路を示す図
【図３】  本発明の第２実施形態による静圧軸受の制御系を示す図
【図４】  本発明の第２実施形態による受圧体の制御を示すブロック線図
【図５】  外輪回転型静圧軸受の一例を示す構成図
【図６】  外輪回転型静圧軸受の制御系を示す図
【図７】  従来の静圧軸受の構成を模式的に示す図
【符号の説明】
１      液圧回路
１１，１２  静圧部
１５    制御供給部
１６    オフセット供給部
２      液圧回路
２１，２２  静圧部
２５    制御供給部
２６    オフセット供給部
３      変位センサ
４      制御装置
Ｒ      受圧体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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