(57)【要約】      （修正有）【課題】ダイアフラムの撓み剛性が小さくなるダイアフラム保持方法により、ダイアフラムの板厚を過剰に薄くする必要がなく、所望の絞り特性を容易に実現できる可変絞り形静圧軸受を提供する。【解決手段】自らの厚さ方向と直交する面が突起部３１ｂと所定の隙間を隔てて正対するダイアフラム３３と、突起部３１ｂに静圧ポケット２ａへ連通する流路３１ｃを備え、ダイアフラム３３と突起部３１ｂの隙間の開度により絞り量を調整する可変絞り形静圧軸受において、突起部３１ｂに正対するダイアフラム３３の外周部の面が、交差角部に線接触する。突起部３１ｂに正対する面の裏面が皿ばね３４により保持部の方向に所定の力で押付けられる。皿ばね３４がダイアフラム３３に接触する接触部は、ダイアフラム３３を挟んで交差角部と対向する位置である。【選択図】図５
2015064059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受面に設けられた静圧ポケットと、
前記静圧ポケットに流体を供給する流体供給手段と、
前記流体供給手段から前記静圧ポケットに至る流体の流路を形成する流体流路と、
前記流体流路の途中に設けられ、流体の流量を絞って前記静圧ポケットに流入させる可変絞りを備え、
前記可変絞りは、
流体貯留室と、
中央部に突起部を備えた流体供給室と、
前記流体供給室と前記流体貯留室の間を仕切り、自らの厚さ方向と直交する面が前記突起部と所定の隙間を隔てて正対するダイアフラムと、
前記突起部に前記静圧ポケットへ連通する流路であるポケット流路を備え、前記ダイアフラムと前記突起部の隙間の開度により絞り量を調整する可変絞り形静圧軸受において、
前記ダイアフラムの外周部の前記突起部に正対する面がダイアフラム保持部により保持され、前記ダイアフラムが弾性部材により前記ダイアフラム保持部の方向に所定の力で押付けられる可変絞り形静圧軸受。
【請求項２】
前記ダイアフラムと前記ダイアフラム保持部が接触する部位である保持接触部は、線接触し、
前記弾性部材が前記ダイアフラムに接触する部位は、前記ダイアフラムを挟んで前記保持接触部と対向する位置である請求項１に記載の可変絞り形静圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り形静圧軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り形静圧軸受において、ダイアフラムの保持方法として、外周部を固定する技術がある。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−１６０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
所望の特性を備えたダイアフラム式可変絞りを構成するためには、ダイアフラムの撓み剛性を所定の値にする必要がある。特許文献１に記載の従来技術では、図８に示すように、ダイアフラム３０３の外周部が可変絞りベース３０１とキャップ３０２に挟まれて固定保持されている。ダイアフラム３０３の総撓み量は、ダイアフラム３０３保持部に起因する撓みとダイアフラム３０３自身の撓みの和である。従来技術では、ダイアフラム３０３は固定により保持されているため、保持部に起因する撓みは小さいのでダイアフラム３０３の総撓み量は小さい、すなわちダイアフラム３０３の撓み剛性が大きくなる。このため、撓み剛性を小さくするためには、ダイアフラムの板厚を薄くしてダイアフラム自身の撓み剛性を小さくする必要があり、ダイアフラムに曲がりや、そりが生じて、絞り特性が希望の特性と異なることがある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ダイアフラム保持部に起因する撓み剛性が小さくなるようにダイアフラムを保持することにより、ダイアフラムの板厚を過剰に薄くする必要がなく、所望の絞り特性を容易に実現できる可変絞り形静圧軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、軸受面に設けられた静圧ポケットと、前記静圧ポケットに流体を供給する流体供給手段と、前記流体供給手段から前記静圧ポケットに至る流体の流路を形成する流体流路と、前記流体流路の途中に設けられ、流体の流量を絞って前記静圧ポケットに流入させる可変絞りを備え、前記可変絞りは、流体貯留室と、中央部に突起部を備えた流体供給室と、前記流体供給室と前記流体貯留室の間を仕切り、自らの厚さ方向と直交する面が前記突起部と所定の隙間を隔てて正対するダイアフラムと、前記突起部に前記静圧ポケットへ連通する流路であるポケット流路を備え、前記ダイアフラムと前記突起部の隙間の開度により絞り量を調整する可変絞り形静圧軸受において、前記ダイアフラムの外周部の前記突起部に正対する面がダイアフラム保持部により保持され、前記ダイアフラムが弾性部材により前記ダイアフラム保持部の方向に所定の力で押付けられることである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記ダイアフラムと前記ダイアフラム保持部が接触する部位である保持接触部は線接触し、前記弾性部材が前記ダイアフラムに接触する部位は、前記ダイアフラムを挟んで前記保持接触部と対向する位置であることである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項1に係る発明によれば、絞り量を調整するためにダイアフラムが変形するとき、ダイアフラム保持部における拘束力は所定の力となる、所定の力を調整することで、ダイアフラムの保持部に起因するダイアフラムの撓み剛性を調整できる。撓み剛性一定の場合は、所定の力を小さくすることで保持部に起因するダイアフラムの撓み剛性を小さくして、ダイアフラム自身の撓み剛性を大きくすることができる。そのためダイアフラムの板厚を厚くすることができ、ダイアフラムのそりや曲がりが小さくなる。結果として、絞り特性の誤差を防止でき、所望の絞り特性を備える可変絞り形静圧軸受を容易に実現できる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、ダイアフラム保持部における拘束は単純支持となり、ダイアフラム保持部に起因するダイアフラムの撓み剛性が最小となる。撓み剛性一定の場合は、ダイアフラムの板厚を最大にでき、ダイアフラムのそりや曲がりが小さくなる。結果として、絞り特性の誤差を防止でき、所望の絞り特性を備える可変絞り形静圧軸受を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のスライドテーブル装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ部の詳細図でダイアフラム式可変絞りの詳細を示す図である。
【図４】ダイアフラムの保持部の詳細を示す図である。
【図５】作動時のダイアフラム式可変絞りの詳細を示す図である。
【図６】作動時のダイアフラムの保持部の詳細を示す図である。
【図７】本実施形態の変形態様のダイアフラムの保持部の詳細を示す図である。
【図８】従来のダイアフラムの保持部の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、本発明をテーブル送り装置に使用した事例で説明する。
図１に示すように、テーブル送り装置１はベース１０のスライド部にテーブル２を摺動自在に搭載し、テーブル２の両端の下部に１対の裏板５を取り付けることによりＸ軸方向のみに移動可能にした構造である。
【００１２】
図２に示すように、テーブル２のベース１０に対向する面に静圧ポケット２ａを下向きに２箇所、横向きに対向する１対の静圧ポケット２ｃを備えている。静圧ポケット２ａ、２ｃには可変絞り３が連通しており、可変絞り３には各々管路４が連通している。管路４にはポンプ１１（流体供給手段）が連結しており流体を供給する。
裏板５にも静圧ポケット５ａを上向きに備えており、静圧ポケット５ａには可変絞り３が連通しており、可変絞り３には各々管路４が連通している。
【００１３】
図３に可変絞り３の詳細を示す。可変絞り３は、可変絞りベース３１の上面３１ａにキャップ３２が固定され、その内側にはダイアフラム３３が配置され、ダイアフラム３３の外周部に皿ばね３４（弾性部材）が搭載され、皿ばね３４はキャップ３２によりダイアフラム３３へ所定の力で押付けられている。以上の構造により、可変絞りベース３１とダイアフラム３３に囲まれた流体供給室３１ｅと、キャップ３２とダイアフラム３３に囲まれた流体貯留室３２ａが構成される。可変絞りベース３１は、流体供給室３１ｅの中央部に突起部３１ｂと吐出口３１ｃとを備えている。流体貯留室３２ａには流路３２ｃを経由して管路４が連通し、流体供給室３１ｅには流路３１ｄと流路３２ｃを経由して管路４が連通し、吐出口３１ｃはテーブル２の流入路２ｂを経由して静圧ポケット２ａと連通している。
【００１４】
皿ばね３４の取付け部の詳細を図４に基づき説明する。ダイアフラム３３の外周部は可変絞りベース３１の上面３１ａ上に配置される。自らの外周端部が接触する１組の皿ばね３４が、キャップ３２に押付けられて所定量撓んだ状態でダイアフラム３３の外周部に搭載される。皿ばね３４とダイアフラム３３の接触する接触部３３ａは、ダイアフラム３３を挟んで上面３１ａの内周縁３１ｆと対向する位置に配置されている。
【００１５】
可変絞り形軸受の作動について、図５に基づき説明する。
管路４に流体が供給されると流路３２ｃを経由して流体貯留室３２ａに流体が充満する。一方、流路３２ｃと流路３１ｄを経由して流体供給室３１ｅに流体が充満し、さらに、流体供給室３１ｅ内の流体はダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間と吐出口３１ｃを経由して静圧ポケット２ａに流量Ｑ０で流入する。静圧ポケット２ａ内からは、静圧ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ１から流量Ｑ０の流体が流出する。
【００１６】
以上のことが、テーブル２の水平方向に設置された静圧ポケット２ｅと裏板５の静圧ポケット５ａ部においても同様に起きる。この結果として、ベース１０とテーブル２は静圧ポケット２ａ部で間隔ｔ１を備えた状態で保持される。
【００１７】
ここで、管路４に供給される流体の圧力をＰ０とすると、流体貯留室３２ａと流体供給室３１ｅ内の圧力はＰ０となる。静圧ポケット２ａ内の圧力は、ダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間により絞られるため低下しＰ１となる。このため、ダイアフラム３３は突起部３１ｂの方向に押される力を受け変位する。ダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間は、ダイアフラム３３の両面に作用する圧力Ｐ０と吐出口３１ｃに作用する静圧ポケット２ａの圧力Ｐ１により発生する力と、ダイアフラム３３の弾性回復力とが釣り合う隙間ｔ２となる。弾性回復力はダイアフラム３３の撓み剛性と撓み量の積であり、ダイアフラム３３の撓み剛性が小さいほどポケット２ａの圧力Ｐ１の変動に対する隙間ｔ２の変動量が大きくなり、可変絞りの応答性が速くなる。
【００１８】
この状態でテーブル２に下向きの負荷が加わると、テーブル２が下方に移動するため静圧ポケット２ａの間隔ｔ１が狭くなり、隙間ｔ１からの流体の流出量が減少し、静圧ポケット２ａ内の圧力が上昇するため、静圧ポケット２ａに連通する吐出口３１ｃの圧力も上昇する。そうすると、ダイアフラム３３の吐出口３１ｃに対向する面の受ける上向きの力が大きくなり、ダイアフラム３３は上方に移動し、ダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間ｔ２が大きくなる。結果として、隙間ｔ２と吐出口３１ｃを経由して静圧ポケット２ａに流入する流量が増加する。これにより、静圧ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ１から流出する流量を増加させる必要があるため、静圧ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ１の減少を防止する作用が働く。つまり、負荷に対する間隔ｔ１の変動を少なくする（剛性を大きくする）作用が働く。
【００１９】
この状態における、皿ばね３４の取付け部の詳細を図５に示す。ダイアフラム３３は中央部が突起部３１ｂの方向(下）に撓むため、外周部は上方向に反る。このため、ダイアフラム３３の下面は、可変絞りベース３１の上面３１ａと内周縁３１ｆの交差角部３１ｇで内周縁３１ｆの円周に沿って線接触し、この交差角部３１ｇが本実施形態における保持接触部となる。また、ダイアフラム３３の上面は、この保持接触部（交差角部３１ｇ）と対向する接触部３３ａで皿ばね３４と接触する。この保持状態は、保持部において曲げの拘束がない単純支持に相当するため保持部に起因する撓み剛性が最小となる。つまり、ダイアフラム３３の板厚が同一ならばダイアフラム３３の撓み剛性が最小となる。
【００２０】
ここで、ダイアフラム３３の撓み剛性は、ダイアフラム３３の両面に作用する圧力Ｐ０と吐出口３１ｃに作用する静圧ポケット２ａの圧力Ｐ１により発生する力と、ダイアフラム３３の弾性回復力とが釣り合う時に、ダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間がｔ２となるような剛性である必要がある。このため、上面３１ａと突起部３１ｂの段差寸法とダイアフラム３３の撓み剛性を所定の関係に設定する必要がある。剛性を小さくし段差を大きくするほど、段差寸法の誤差に対する感度が低くなり所定の絞り特性を得やすくなる。
【００２１】
本実施例によれば、ダイアフラム保持部において、ダイアフラム３３を曲げの拘束がない単純支持で保持できる。また、構成部材の寸法誤差等により、保持接触部（交差角部３１ｇ）と、皿ばね３４が接触部３３ａに接触する位置とが対向する位置からずれた場合でも、皿ばね３４により所定の力で加圧された状態で保持されるため、曲げの拘束力は所定の大きさに限定され過大にならない。このため、同じ厚さを備えたダイアフラムでもダイアフラム３３の撓み剛性を小さくできる。
以上から、同一の撓み剛性の場合にはダイアフラム３３の板厚を大きくすることができ、ダイアフラム３３に反りや曲がりが生じにくくなり、容易に所望の絞り特性を備えた可変絞り形静圧軸受を実現できる。
【００２２】
上記実施事例では、弾性部材として皿ばね３４を用いたが、図７のａ図に示すようにゴムリング３４０や、図７のｂ図に示すようにコイルばね３４１を用いてもよい。
ダイアフラムとダイアフラム保持部の接触する部位である保持接触部は、図７のａ図と図７のｂ図に示すように、可変絞りベース３１０、３１１の上面に突起を備えて線接触させてもよい。また、図７のｃ図に示すように、ダイアフラム３３０に突起を備えることで線接触としてもよい。
【符号の説明】
【００２３】
２：テーブル  ２ａ：静圧ポケット    ３：可変絞り  ４：管路  １０：ベース  ３１、３１０、３１１、３１２：可変絞りベース  ３１ａ：上面  ３１ｂ：突起部  ３１ｅ：流体供給室  ３１ｆ：内周縁  ３１ｇ：交差角部  ３２、３２０、３２１、３２２：キャップ  ３２ａ：流体貯留室  ３３、３３０：ダイアフラム  ３４：皿ばね  ３４０：ゴムリング  ３４１：コイルばね      
【図１】
2015064059.tif 000003
【図２】
2015064059.tif 000004
【図３】
2015064059.tif 000005
【図４】
2015064059.tif 000006
【図５】
2015064059.tif 000007
【図６】
2015064059.tif 000008
【図７】
2015064059.tif 000009
【図８】
2015064059.tif 000010