(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧送されてきた流体の流量を調節し、流量を調節した流体を流体軸受へ供給して、被軸受部材を軸受部材から軸受隙間距離だけ浮上させる可変絞りシステムであって、
圧送されてきた流体が供給され、流量を調節した流体を前記流体軸受に供給し、流体の流量を調節する電動アクチュエータを備えた可変絞り手段と、
前記電動アクチュエータを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路を介して前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、
記憶手段と、を有し、
前記可変絞り手段は、
前記流体軸受へ供給する流体を吐出する吐出流路と、
前記吐出流路への流体の入口となる開口部と対向する位置に配置され、たわみ変形することで前記開口部との間に形成される絞り隙間距離を可変とするダイアフラムと、
前記制御手段からの制御信号に基づいて前記ダイアフラムをたわみ変形させる前記電動アクチュエータと、を有し、
前記記憶手段には、
前記ダイアフラムのたわみ量に対する前記軸受隙間距離を示す、たわみ量・軸受隙間距離特性と、前記電動アクチュエータの電気的特性と、が記憶されており、
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶されている前記電気的特性と、前記駆動回路に設けられた電圧検出手段を用いて計測した前記電動アクチュエータに印加されている電圧である印加電圧と、前記駆動回路に設けられた電流検出手段を用いて計測した前記電動アクチュエータに供給されている電流である供給電流と、に基づいて、推定した前記ダイアフラムのたわみ量である推定たわみ量を算出し、あるいは、前記ダイアフラムに設けられたたわみ量検出手段を用いて実際の前記ダイアフラムのたわみ量である実たわみ量を検出し、
前記推定たわみ量または前記実たわみ量と、前記記憶手段に記憶されているたわみ量・軸受隙間距離特性と、に基づいて、予測した軸受隙間距離である予測軸受隙間距離を算出し、
算出した前記予測軸受隙間距離が、目標距離となるように、前記電動アクチュエータをフィードバック制御する、
可変絞りシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の可変絞りシステムであって、
前記記憶手段に記憶されている前記電気的特性は、前記電動アクチュエータの抵抗値と、前記電動アクチュエータのインダクタンスと、である、
可変絞りシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の可変絞りシステムであって、
前記制御手段は、前記推定たわみ量を算出する際、前記印加電圧と、前記抵抗値と前記供給電流に基づいた電圧と、前記インダクタンスと前記供給電流に基づいた電圧と、前記ダイアフラムのたわみ量に応じた前記ダイアフラムの移動量に基づいた前記電動アクチュエータの誘導起電圧と、に基づいて、前記推定たわみ量を算出する、
可変絞りシステム。
【請求項４】
流量を調節した流体を前記流体軸受に供給する請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変絞りシステムと、
前記可変絞りシステムに流体を圧送する流体圧送手段と、を有する、
可変絞り型流体軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変絞りシステム、及び当該可変絞りシステムを備えた可変絞り型流体軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、ダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り型静圧軸受が開示されている。特許文献１に記載のダイアフラム式可変絞りは、可動体であるテーブルの浮上量である軸受隙間距離に応じて変動する流体の圧力を利用してダイアフラムを変形させ、ダイアフラムと流体流路との間の隙間である絞り隙間距離を可変とすることで、可変絞りを構成している。そして、ダイアフラムの中央部には凸部が取り付けられており、ダイアフラムの変形に応じて凸部が摺動自在となるように凸部を収容する凹部が、可変絞りのハウジングに設けられている。このダイアフラムの凸部とハウジングの凹部によって減衰性の大きなダンパが構成され、ダイアフラムの振動が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３１８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の可変絞り型静圧軸受は、軸受隙間距離の変動が発生した後、ポケット内の流体の圧力が変動し、ポケット内の流体の圧力が変動した後、ダイアフラムと流体流路との間の絞り隙間の流体の圧力が変動し、絞り隙間の流体の圧力が変動した後、ダイアフラムが変形する。そしてダイアフラムが変形して絞り隙間距離が変動した後、流体の流量が調節される。また、流量が調節された流体がポケットに供給されても、非常に大きな質量の可動体の浮上量を変えることになるので、実際には瞬時に軸受隙間距離が変わるわけではなく、ある程度の遅れ時間が経過した後、軸受隙間距離が変わる。つまり、特許文献１に記載の可変絞り型静圧軸受では、応答性が低い。また特許文献１に記載の可変絞り型静圧軸受は、ダイアフラムに振動抑制用のダンパをも備えているので、ダイアフラムの変形時の負荷が増大し、応答性がさらに低くなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、応答性をより向上させることができる可変絞りシステム、及び当該可変絞りシステムを有する可変絞り型流体軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る可変絞りシステム及び可変絞り型流体軸受は、次の手段をとる。まず、本発明の第１の発明は、圧送されてきた流体の流量を調節し、流量を調節した流体を流体軸受へ供給して、被軸受部材を軸受部材から軸受隙間距離だけ浮上させる可変絞りシステムであって、圧送されてきた流体が供給され、流量を調節した流体を前記流体軸受に供給し、流体の流量を調節する電動アクチュエータを備えた可変絞り手段と、前記電動アクチュエータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を介して前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、を有する。そして、前記制御手段は、前記軸受隙間距離の実際の距離を検出することなく、前記電動アクチュエータの制御状態に基づいて、予測した軸受隙間距離である予測軸受隙間距離を算出し、算出した前記予測軸受隙間距離が、目標距離となるように、前記電動アクチュエータをフィードバック制御する。
【０００７】
次に、本発明の第２の発明は、圧送されてきた流体の流量を調節し、流量を調節した流体を流体軸受へ供給して、被軸受部材を軸受部材から軸受隙間距離だけ浮上させる可変絞りシステムであって、圧送されてきた流体が供給され、流量を調節した流体を前記流体軸受に供給し、流体の流量を調節する電動アクチュエータを備えた可変絞り手段と、前記電動アクチュエータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を介して前記電動アクチュエータを制御する制御手段と、記憶手段と、を有する。前記可変絞り手段は、前記流体軸受へ供給する流体を吐出する吐出流路と、前記吐出流路への流体の入口となる開口部と対向する位置に配置され、たわみ変形することで前記開口部との間に形成される絞り隙間距離を可変とするダイアフラムと、前記制御手段からの制御信号に基づいて前記ダイアフラムをたわみ変形させる前記電動アクチュエータと、を有し、前記記憶手段には、前記ダイアフラムのたわみ量に対する前記軸受隙間距離を示す、たわみ量・軸受隙間距離特性と、前記電動アクチュエータの電気的特性と、が記憶されている。そして、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記電気的特性と、前記駆動回路に設けられた電圧検出手段を用いて計測した前記電動アクチュエータに印加されている電圧である印加電圧と、前記駆動回路に設けられた電流検出手段を用いて計測した前記電動アクチュエータに供給されている電流である供給電流と、に基づいて、推定した前記ダイアフラムのたわみ量である推定たわみ量を算出し、あるいは、前記ダイアフラムに設けられたたわみ量検出手段を用いて実際の前記ダイアフラムのたわみ量である実たわみ量を検出し、前記推定たわみ量または前記実たわみ量と、前記記憶手段に記憶されているたわみ量・軸受隙間距離特性と、に基づいて、予測した軸受隙間距離である予測軸受隙間距離を算出し、算出した前記予測軸受隙間距離が、目標距離となるように、前記電動アクチュエータをフィードバック制御する。
【０００８】
次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係る可変絞りシステムであって、前記記憶手段に記憶されている前記電気的特性は、前記電動アクチュエータの抵抗値と、前記電動アクチュエータのインダクタンスと、である。
【０００９】
次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係る可変絞りシステムであって、前記制御手段は、前記推定たわみ量を算出する際、前記印加電圧と、前記抵抗値と前記供給電流に基づいた電圧と、前記インダクタンスと前記供給電流に基づいた電圧と、前記ダイアフラムのたわみ量に応じた前記ダイアフラムの移動量に基づいた前記電動アクチュエータの誘導起電圧と、に基づいて、前記推定たわみ量を算出する。
【００１０】
次に、本発明の第５の発明は、流量を調節した流体を前記流体軸受に供給する上記第１の発明〜第４の発明のいずれか１つに係る可変絞りシステムと、前記可変絞りシステムに流体を圧送する流体圧送手段と、を有する、可変絞り型流体軸受である。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、応答性が低くて変化が発生するまでにある程度の遅れ時間が発生する実際の軸受隙間距離の代わりとなる予測軸受隙間距離を用いてフィードバック制御する。電動アクチュエータを制御して流体の流量を調節しても、被軸受部材（可動体）の質量が非常に大きい場合では、実際の軸受隙間距離は、ある程度の遅れ時間が経過した後に変化する。しかし、予測軸受隙間距離は、実際の軸受隙間距離ではなく、電動アクチュエータの制御状態に基づいて制御手段が算出する距離（いわゆるシミュレーションにて算出した距離）である。つまり、予測軸受隙間距離は、電動アクチュエータを制御して流体の流量を調節した後、遅れ時間を発生させることなく変化させることができる。従って、応答性をより向上させることができる可変絞りシステムを実現することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、第１の発明と同様、応答性が低くて変化が発生するまでにある程度の遅れ時間が発生する実際の軸受隙間距離の代わりとなる予測軸受隙間距離を用いてフィードバック制御する。また、推定したダイアフラムのたわみ量である推定たわみ量、または実際に検出したダイアフラムのたわみ量である実たわみ量と、たわみ量・軸受隙間距離特性と、に基づいて予測軸受隙間距離を算出することで、遅れ時間を発生させることなく、かつ適切に、予測軸受隙間距離を算出することができる。従って、応答性をより向上させることができる可変絞りシステムを実現することができる。
【００１３】
第３の発明によれば、電動アクチュエータの抵抗値とインダクタンスと、電動アクチュエータへの印加電圧と、電動アクチュエータへの供給電流と、に基づいてダイアフラムの推定たわみ量を算出するので、より適切にダイアフラムの推定たわみ量を算出することができる。
【００１４】
第４の発明によれば、より正確に、ダイアフラムの推定たわみ量を算出することができる。
【００１５】
第５の発明によれば、応答性をより向上させることができる可変絞りシステムを備えた可変絞り型流体軸受を適切に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】可変絞り型流体軸受を適用したテーブル送り装置の外観の例を説明する斜視図である。
【図２】図１に示すテーブル送り装置のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】可変絞りシステムの構成、及び可変絞り型流体軸受の構成、を説明する図である。
【図４】可変絞りシステムを構成している制御手段の処理手順の例を説明するフローチャートである。
【図５】可変絞りシステムを構成している電動アクチュエータのコイルの等価回路と、等価回路の各位置の電圧を説明する図である。
【図６】可変絞りシステムを構成している記憶手段に記憶されているたわみ量・軸受隙間距離特性の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の可変絞りシステム及び可変絞り型流体軸受の実施の形態を、図面を用いて順に説明する。
●［可変絞り型流体軸受を適用したテーブル送り装置１の全体構成（図１、図２）］
図１及び２は、本発明の可変絞りシステム及び可変絞り型流体軸受を適用したテーブル送り装置１の例を示している。テーブル送り装置１は、基台となるベース１０（軸受部材に相当）、可動体であるテーブル２０（被軸受部材に相当）、テーブル２０に設けられた裏板２１にて構成されている。そして、ベース１０とテーブル２０との対向面である軸受面には、複数のポケット３１Ｐが設けられており、各ポケット３１Ｐには（すなわち、流体軸受には）可変絞り手段３０から、流量が調節された流体が供給されている。各可変絞り手段３０には、ポンプ５０（流体圧送手段に相当）から所定圧力（一定圧力）とされた流体が圧送されている。なお流体は、例えば作動油であるが、液体や気体であればよい。
【００１８】
●［可変絞りシステム２と可変絞り型流体軸受３の構成（図３）］
次に図３を用いて、可変絞りシステム２の構成と、可変絞り型流体軸受３の構成について説明する。可変絞りシステム２は、可変絞り手段３０と、制御ユニット４０と、にて構成されている。また可変絞り型流体軸受３は、ポケット３１Ｐと、可変絞りシステム２と、ポンプ５０と、にて構成されている。なお１台の可変絞り手段３０には１台の制御ユニット４０が対応付けられている。
【００１９】
可変絞り手段３０（可変絞り装置）は、ハウジング３１と、ダイアフラム部３２と、電動アクチュエータ３３と、変位検出手段３４等を有しており、ベース１０の軸受面に設けられた凹部に収容されている。なお変位検出手段３４は省略されていてもよい。可変絞り手段３０は、ポンプ５０から圧送されてきた流体が供給され、後述するように、流量を調節した流体を流体軸受に供給する。
【００２０】
ハウジング３１は、ダイアフラム部３２と電動アクチュエータ３３と変位検出手段３４とを収容しているケースである。ハウジング３１におけるテーブル２０と対向する面には、円環状あるいは多角形の環状となるように連続して突出した凸状部３１Ｔと、凸状部３１Ｔの内側に形成された凹部であるポケット３１Ｐと、が設けられている。ポケット３１Ｐの略中央部には、ポケット３１Ｐとハウジング３１の内部とを連通する貫通孔である吐出流路３１Ａが設けられている。吐出流路３１Ａにおけるポケット３１Ｐの反対側には、ダイアフラム３２Ａと対向する絞り面３１Ｃを有する流路部材３１Ｂが、ダイアフラム３２Ａに向かって突出するように設けられている。絞り面３１Ｃとダイアフラム３２Ａとの間には、絞り隙間距離Ｓを有する絞り隙間が形成されている。また、吐出流路３１Ａへの流体Ｑの入口となる開口部３１Ｋと対向する位置には、ダイアフラム３２Ａの略中央部が配置されている。
【００２１】
ダイアフラム部３２は、ダイアフラム３２Ａと、ダイアフラム３２Ａの縁部を支持する支持部材３２Ｂと、にて構成されている。支持部材３２Ｂは、ハウジング３１に固定されている、あるいはハウジング３１の一部である。ダイアフラム３２Ａは、例えばバネ材の鋼板で略円板形状とされた部材であり、縁部が支持部材３２Ｂに支持されている。ダイアフラム３２Ａはハウジング３１内の空間を、供給室３５Ａと貯留室３５Ｂとに仕切っており、供給室３５Ａと貯留室３５Ｂとの圧力差に応じてたわみ変形する。ポンプ５０から所定圧力（一定圧力）にて圧送されてきた流体Ｑは、図３中に一点鎖線にて示すように、貯留室３５Ｂと供給室３５Ａに流れ込み、供給室３５Ａに流れ込んだ流体Ｑは、絞り隙間距離Ｓの絞り隙間を経由して吐出流路３１Ａに流れ込む。そして吐出流路３１Ａに流れ込んだ流体Ｑは、吐出流路３１Ａからポケット３１Ｐへと吐出され、テーブル２０を軸受隙間距離Ｈだけ浮上させる。またダイアフラム３２Ａの略中央部には、連結部材３３Ｂの一方端が固定されている。
【００２２】
電動アクチュエータ３３は、固定部である永久磁石３３Ｆと、図３中において上下方向に往復移動する可動部３３Ｖと、にて構成されている。可動部３３Ｖは、コイル３３Ｃと、駆動ベース３３Ａと、連結部材３３Ｂと、にて構成されている。連結部材３３Ｂは、一方端がダイアフラム３２Ａの略中央部に固定されており、他方端は駆動ベース３３Ａに固定されている。駆動ベース３３Ａは、連結部材３３Ｂとコイル３３Ｃとの接続を仲介する部材であり、例えば円板状に形成され、一方の面には連結部材３３Ｂの他方端が固定され、他方の面にはコイル３３Ｃが固定されている。コイル３３Ｃは、永久磁石３３Ｆの周囲を周回するように巻回された導電線にて略円筒状に形成されている。コイル３３Ｃは制御ユニット４０から供給された電流に応じて、図３中において上下方向に往復移動可能である。コイル３３Ｃが上方に移動した場合は、駆動ベース３３Ａ及び連結部材３３Ｂを介してダイアフラム３２Ａは上方向に押し上げられ、ダイアフラム３２Ａは上方向に凸となるようにたわみ変形する。コイル３３Ｃが下方に移動した場合は、駆動ベース３３Ａ及び連結部材３３Ｂを介してダイアフラム３２Ａは下方向に引張られ、ダイアフラム３２Ａは下方向に凸となるようにたわみ変形する。このように、電動アクチュエータ３３は、ダイアフラム３２Ａをたわみ変形させることで絞り隙間距離Ｓを調節して、流体の流量を調節する。
【００２３】
変位検出手段３４は、例えば変位センサであり、駆動ベース３３Ａに設けられ、支持部材３２Ｂまでの距離Ｄに関する検出信号を制御手段に出力する。制御手段は、変位検出手段３４からの検出信号に基づいて、駆動ベース３３Ａから支持部材３２Ｂまでの変位量を検出することができる。すなわち、制御手段は、変位検出手段３４からの検出信号に基づいて、ダイアフラム３２Ａの実際のたわみ量である実たわみ量を検出することができる。なお、後述するように、変位検出手段３４を省略して、制御手段による演算によって推定したダイアフラム３２Ａのたわみ量である推定たわみ量を算出するようにしてもよい。
【００２４】
制御ユニット４０（制御装置）は、駆動回路４２と、端子４４Ａ及び４４Ｂと、電流検出手段４５と、記憶手段４３と、制御手段４１等にて構成されている。
【００２５】
駆動回路４２は、コイル３３Ｃへの電流を供給する回路であり、制御手段４１からの制御信号に基づいて、端子４４Ａからコイル３３Ｃを経由して端子４４Ｂへと流れる電流を出力する。端子４４Ａとコイル３３Ｃの一方端、端子４４Ｂとコイル３３Ｃの他方端、がそれぞれ導電線にて接続されている。端子４４Ａの電圧である電圧Ｖａは、図示しない電圧検出手段（電圧検出回路）を介して制御手段４１にて検出され、端子４４Ｂの電圧である電圧Ｖｂは、図示しない電圧検出手段（電圧検出回路）を介して制御手段４１にて検出される。従って、制御手段４１は、電圧Ｖａ−電圧Ｖｂを算出することで、コイル３３Ｃの両端に印加されている電圧である印加電圧Ｅを算出することができる（印加電圧Ｅ＝電圧Ｖａ−電圧Ｖｂ）。
【００２６】
端子４４Ａからコイル３３Ｃに供給された供給電流ｉは、端子４４Ｂに戻った後、電流検出手段４５（電流検出回路）を経由してアースへと流れる。電流検出手段４５は、例えば抵抗値（ｒ）が予めわかっているシャント抵抗であり、制御手段４１は、電流検出手段４５の電圧Ｖｉを検出し、検出した電圧Ｖｉと、電流検出手段４５の抵抗値（ｒ）と、に基づいて、コイル３３Ｃに供給している供給電流ｉを算出することができる（供給電流ｉ＝電圧Ｖｉ／抵抗値ｒ）。
【００２７】
記憶手段４３（記憶装置）は、例えばFlash ＲＯＭ等の記憶装置である。記憶手段４３には、コイル３３Ｃの電気的特性や、ダイアフラム３２Ａのたわみ量（移動速度）に応じた誘導起電圧を求める際の比例定数Ｋ（詳細は後述する）の値や、たわみ量・軸受隙間距離特性（詳細は後述する）や、制御プログラム等が記憶されている。また記憶手段４３に記憶されているコイル３３Ｃの電気的特性は、例えばコイル３３Ｃの抵抗値やインダクタンスである。
【００２８】
制御手段４１は、例えばＣＰＵであり、記憶手段４３から読み出した制御プログラムに基づいて、後述する処理手順の処理を実行する。制御手段４１は、図示省略した電圧検出手段から電圧Ｖａや電圧Ｖｂの検出信号を受け取り、受け取った検出信号に基づいて、電圧Ｖａや電圧Ｖｂを算出する。また制御手段４１は、変位検出手段３４からの検出信号に基づいて、ダイアフラム３２Ａの実際のたわみ量である実たわみ量を算出する。また制御手段４１は、上述したように、電圧Ｖａと電圧Ｖｂに基づいた印加電圧Ｅ、供給電流ｉを検出し、これらと、記憶手段４３に記憶されている電気的特性と、に基づいて推定したダイアフラム３２Ａのたわみ量である推定たわみ量を算出する。また軸受隙間距離Ｈの目標である目標距離は、制御ユニット４０の外部の制御装置から制御手段４１に入力されるように構成されていてもよいし、記憶手段４３に予め記憶されているようにしてもよい。
【００２９】
●［制御手段４１の処理（図４〜図６）］
次に図４に示すフローチャートを用いて、制御手段４１の処理手順の例について説明する。例えば制御手段４１は、所定時間間隔（１［ｍｓ］毎等）にて図４に示す処理を起動する。
【００３０】
ステップＳ１０にて制御手段４１は、目標とする軸受隙間距離Ｈである目標距離を取得してステップＳ２０に進む。なお、目標距離は、制御ユニット４０とは別の制御装置から通信等にて取得してもよいし、予め記憶手段４３に一定値の目標距離が記憶されていてもよい。
【００３１】
ステップＳ２０にて制御手段４１は、印加電圧Ｅ、供給電流ｉを検出し、ステップＳ３０に進む。制御手段４１は、上述したように、図３に示す電圧Ｖａと電圧Ｖｂを検出し、［電圧Ｖａ−電圧Ｖｂ］から印加電圧Ｅを求める。また制御手段４１は、図３に示す電圧Ｖｉを検出し、［電圧Ｖｉ／電流検出手段４５の抵抗値ｒ］から供給電流ｉを求める。
【００３２】
ステップＳ３０にて制御手段４１は、推定したダイアフラムのたわみ量である推定たわみ量を算出して、または変位検出手段からの検出信号に基づいた実際のダイアフラムのたわみ量である実たわみ量を検出して、ステップＳ４０に進む。なお推定たわみ量の算出手順については、図５を用いて以下に詳細を説明する。
【００３３】
［推定たわみ量の算出手順］
図５は、図３に示す電動アクチュエータ３３におけるコイル３３Ｃの等価回路を示している。コイル３３Ｃは、図３に示すように、端子４４Ａと端子４４Ｂとの間に接続され、端子４４Ａから供給電流ｉが供給されている。また端子４４Ａと端子４４Ｂとの間の電圧は、印加電圧Ｅである（図３参照）。コイル３３Ｃの等価回路は、図５に示すように、電機子抵抗値Ｒを有する抵抗３３ＣＲと、（電機子）インダクタンスＬを有するコイル３３ＣＬと、が直列に接続された回路とみなすことができる。ここで、抵抗３３ＣＲに印加されている電圧は、電機子抵抗値Ｒと供給電流ｉの積（＝Ｒ＊ｉ）で表すことができる。またコイル３３ＣＬに印加されている電圧は、（電機子）インダクタンスＬと単位時間あたりの供給電流ｉの変化量の積（＝Ｌ＊ｄｉ／ｄｔ）で表すことができる。またコイル３３Ｃが動作した場合、ダイアフラムのたわみ量に相当するコイル３３Ｃの移動量（移動速度）に基づいた誘導起電圧ｅが発生する。従って、図５に示すように、以下の（式１）が成立する。
Ｅ＝［Ｒ＊ｉ］＋［Ｌ＊ｄｉ／ｄｔ］＋ｅ    （式１）
【００３４】
ここで、誘導起電圧ｅは、比例定数Ｋと、単位時間あたりのコイルの位置ｘの変化量の積（＝Ｋ＊ｄｘ／ｄｔ）で表すことができる。これを（式１）に代入して、以下の（式２）を得ることができる。なお、ｘは、図３における上下方向の移動量であり、比例定数Ｋは、予めわかっているものとする。
Ｅ＝［Ｒ＊ｉ］＋［Ｌ＊ｄｉ／ｄｔ］＋［Ｋ＊ｄｘ／ｄｔ］    （式２）
【００３５】
さらに、過渡現象論より、電流の時間微分であるｄｉ／ｄｔ＝（ｄ／ｄｔ）＊ｉ＝ｓｉに置き換え、位置の時間微分であるｄｘ／ｄｔ＝（ｄ／ｄｔ）＊ｘ＝ｓｘと置き換えると、上記の（式２）は、以下の（式３）で表すことができる。
Ｅ＝［Ｒ＊ｉ］＋［Ｌ＊ｓｉ］＋［Ｋ＊ｓｘ］    （式３）
【００３６】
上記の（式３）を整理すると、以下の（式４）を得ることができる。（式４）において、ｘは推定たわみ量に相当している。上記のとおり、Ｒは記憶手段に記憶されているコイル３３Ｃの（電機子）抵抗値であり、Ｌは記憶手段に記憶されているコイル３３Ｃの（電機子）インダクタンスである。また印加電圧Ｅは図３に示すように電圧Ｖａと電圧Ｖｂから求めることが可能であり、供給電流ｉは図３に示す電圧Ｖｉと電流検出手段４５の抵抗値ｒ（記憶手段に記憶されている）から求めることができる。従って、制御手段４１は、（式４）を用いることで、ダイアフラムの推定たわみ量（＝ｘ）を算出することができる。
ｘ＝［Ｅ−（Ｒ＋ｓＬ）ｉ］／［ｓＫ］    （式４）
【００３７】
図４のフローチャートに戻り、ステップＳ４０にて制御手段４１は、ステップＳ３０にて算出したダイアフラムの推定たわみ量、または検出したダイアフラムの実たわみ量と、記憶手段に記憶されているたわみ量・軸受隙間距離特性と、に基づいて、予測した軸受隙間距離である予測軸受隙間距離を算出し、ステップＳ５０に進む。
【００３８】
ここで、図６を用いて、たわみ量・軸受隙間距離特性について説明する。例えばたわみ量・軸受隙間距離特性は、横軸がたわみ量（推定たわみ量または実たわみ量）で、縦軸が軸受隙間距離とされたグラフ（マップとも呼ぶ）である。このたわみ量・軸受隙間距離特性は、例えば図１及び２に示した実際のテーブル送り装置１を用いて、たわみ量を種々の値に設定して、各たわみ量のときにおける軸受隙間距離を実際に測定して作成する。あるいは、テーブル送り装置１の仮想モデルをシミュレーションして作成する。あるいは、予めわかっている種々の特性（ポケットへ印加した圧力に対するたわみ量を示すグラフや、ポケットへ印加した圧力に対する軸受隙間距離を示すグラフ等）から作成してもよい。たわみ量・軸受隙間距離特性の作成方法については、特に限定しない。制御手段４１は、図６に示すたわみ量・軸受隙間距離特性と、ステップＳ３０にて算出した推定たわみ量、または検出した実たわみ量と、を用いて、推定たわみ量（または実たわみ量）に対応する軸受隙間距離を求め、求めた軸受隙間距離を予測軸受隙間距離とする。このように、制御手段４１は、電動アクチュエータの制御状態に基づいて、予測軸受隙間距離を算出する。
【００３９】
ステップＳ５０にて制御手段４１は、ステップＳ１０にて取得した目標距離と、ステップＳ４０にて求めた予測軸受隙間距離と、の偏差を算出してステップＳ６０に進む。なお偏差＝目標距離−予測軸受隙間距離である。
【００４０】
ステップＳ６０にて制御手段４１は、偏差に基づいた制御量（電流）を算出し、ステップＳ７０に進む。なお制御量の算出方法は、特に限定しない。
【００４１】
ステップＳ７０にて制御手段４１は、制御量（電流）に応じた制御信号（例えば制御量と電源電圧に対応させたＰＷＭ［Pulse  Width  Modulation；パルス幅変調］信号）の出力を開始して処理を終了する。
【００４２】
以上、本実施の形態にて説明したように、制御手段４１は、図３に示す実際の軸受隙間距離Ｈを検出することなく、制御手段４１にて算出した予測軸受隙間距離が、目標距離となるように電動アクチュエータのコイルへ供給する電流をフィードバック制御する。従って、質量が非常に大きくて実際の軸受隙間距離が変化するまでの遅れ時間が大きい場合であっても、質量に関係なく瞬時に変化する予測軸受隙間距離を用いるので、応答性をより向上させることができる。このため、実際の軸受隙間距離が目標距離となるようにフィードバック制御した場合と比較して、動剛性を大幅に向上させることができる。
【００４３】
本発明の可変絞りシステム及び可変絞り型流体軸受の構成、構造、形状等、及び制御手段の処理手順等は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば制御手段の処理手順は、図４に示すフローチャートに限定されるものではない。また本実施の形態の説明では、ベース１０の軸受面に可変絞り手段３０を設けた例を説明したが、テーブル２０の軸受面に可変絞り手段３０を設けるようにしてもよい。
【００４４】
本実施の形態にて説明した可変絞りシステム及び可変絞り型流体軸受は、テーブル送り装置に限定されず、種々の装置に適用可能である。例えば軸受面が平面ではなく円筒面である工作機械の主軸等にも、本実施の形態にて説明した可変絞りシステム及び可変絞り型流体軸受を適用することが可能である。
【００４５】
また本実施の形態にて説明した流体軸受は、静圧軸受を含む。
【符号の説明】
【００４６】
１        テーブル送り装置
２        可変絞りシステム
３        可変絞り型流体軸受
１０      ベース（軸受部材）
２０      テーブル（被軸受部材）
２１      裏板
３０      可変絞り手段
３１      ハウジング
３１Ａ    吐出流路
３１Ｂ    流路部材
３１Ｃ    絞り面
３１Ｋ    開口部
３１Ｐ    ポケット
３２      ダイアフラム部
３２Ａ    ダイアフラム
３２Ｂ    支持部材
３３      電動アクチュエータ
３３Ａ    駆動ベース
３３Ｂ    連結部材
３３Ｃ    コイル
３３Ｆ    永久磁石
３４      変位検出手段
３５Ａ    供給室
３５Ｂ    貯留室
４０      制御ユニット
４１      制御手段
４２      駆動回路
４３      記憶手段
４４Ａ、４４Ｂ    端子
４５      電流検出手段
５０      ポンプ（流体圧送手段）
Ｄ        距離
Ｈ        軸受隙間距離
Ｓ        絞り隙間距離
【図１】
0006544066.tif 000002
【図２】
0006544066.tif 000003
【図３】
0006544066.tif 000004
【図４】
0006544066.tif 000005
【図５】
0006544066.tif 000006
【図６】
0006544066.tif 000007