(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な回転軸の回りに回転する回転構造体の水平面内での移動をガイドする予圧ガイドシステムであって、
前記回転軸に垂直に設けられた、回転可能に支持される前記回転構造体の部位である第１のジャーナルと、
前記第１のジャーナルの前記回転軸の方向に決められた間隔を空けて前記回転軸に垂直に設けられた、回転可能に支持される前記回転構造体の部位である第２のジャーナルと、
前記第１のジャーナルの前記第２のジャーナルが存在しない側の側面である第１の側面において決められた位置を押して、前記第１のジャーナルを回転可能に支持する第１のガイド軸受けと、
前記第１のジャーナルの前記第２のジャーナルが存在する側の側面である第２の側面において前記第１のガイド軸受けと対応する位置を押して、前記第１のジャーナルを回転可能に支持する第２のガイド軸受けと、
前記第１のジャーナルの前記第１の側面において前記回転軸を含む鉛直な平面である鉛直面に対して前記第１のガイド軸受けとは反対側に存在する位置を押して、前記第１のジャーナルを回転可能に支持する第３のガイド軸受けと、
前記第１のジャーナルの前記第２の側面において前記第３のガイド軸受けと対応する位置を押して、前記第１のジャーナルを回転可能に支持する第４のガイド軸受けと、
前記第２のジャーナルの前記第１のジャーナルが存在する側の側面である第３の側面において前記鉛直面に対して前記第１のガイド軸受けと同じ側に存在する決められた位置を押して、前記第２のジャーナルを回転可能に支持する第５のガイド軸受けと、
前記第２のジャーナルの前記第１のジャーナルが存在しない側の側面である第４の側面において前記第５のガイド軸受けと対応する位置を押して、前記第２のジャーナルを回転可能に支持する第６のガイド軸受けと、
前記第２のジャーナルの前記第３の側面において前記鉛直面に対して前記第５のガイド軸受けとは反対側に存在する位置を押して、前記第２のジャーナルを回転可能に支持する第７のガイド軸受けと、
前記第２のジャーナルの前記第４の側面において前記第７のガイド軸受けと対応する位置を押して、前記第２のジャーナルを回転可能に支持する第８のガイド軸受けと、
前記第１のガイド軸受けの変位量と前記第５のガイド軸受けの変位量との和がゼロになるように前記第１のガイド軸受けと前記第５のガイド軸受けの変位量を調整する第１の支持位置調整機構と、
前記第２のガイド軸受けの変位量と前記第６のガイド軸受けの変位量との和がゼロになるように前記第２のガイド軸受けと前記第６のガイド軸受けの変位量を調整する第２の支持位置調整機構と、
前記第３のガイド軸受けの変位量と前記第７のガイド軸受けの変位量との和がゼロになるように前記第３のガイド軸受けと前記第７のガイド軸受けの変位量を調整する第３の支持位置調整機構と、
前記第４のガイド軸受けの変位量と前記第８のガイド軸受けの変位量との和がゼロになるように前記第４のガイド軸受けと前記第８のガイド軸受けの変位量を調整する第４の支持位置調整機構とを備えた予圧ガイドシステム。
【請求項２】
第１接続管、第２接続管、第３接続管および第４接続管をさらに備え、
前記第１のガイド軸受けは、前記第１のジャーナルの前記第１の側面を押す第１軸受部材と、前記第１軸受部材が前記回転軸に平行な軸方向に移動可能に取り付けられ、前記第１軸受部材の移動に伴って内部容積が増減する第１加圧室とを有し、
前記第５のガイド軸受けは、前記第２のジャーナルの前記第３の側面を押す第２軸受部材と、前記第２軸受部材が前記軸方向に移動可能に取り付けられ、前記第２軸受部材の移動に伴って内部容積が増減する第２加圧室とを有し、
前記第１加圧室と前記第２加圧室とは前記第１接続管で連通されるとともに、前記第１加圧室、前記第２加圧室、及び前記第１接続管には流体が封入され、
前記第１の支持位置調整機構は、前記第１のジャーナルまたは前記第２のジャーナルが決められた位置から移動する場合、前記第１加圧室または前記第２加圧室の内部容積が変化し、この内部容積の変化に基づいて、前記第２軸受部材または前記第１軸受部材が移動して、前記第１のガイド軸受けの前記第１軸受部材の変位量と前記第５のガイド軸受けの前記第２軸受部材の変位量との和がゼロになるように前記第１のガイド軸受けの前記第１軸受部材と前記第５のガイド軸受けの前記第２軸受部材の変位量を調整し、
前記第２のガイド軸受けは、前記第１のジャーナルの前記第２の側面を押す第３軸受部材と、前記第３軸受部材が前記軸方向に移動可能に取り付けられ、前記第３軸受部材の移動に伴って内部容積が増減する第３加圧室とを有し、
前記第６のガイド軸受けは、前記第２のジャーナルの前記第４の側面を押す第４軸受部材と、前記第４軸受部材が前記軸方向に移動可能に取り付けられ、前記第４軸受部材の移動に伴って内部容積が増減する第４加圧室とを有し、
前記第３加圧室と前記第４加圧室とは前記第２接続管で連通されるとともに、前記第３加圧室、前記第４加圧室、及び前記第２接続管には流体が封入され、
前記第２の支持位置調整機構は、前記第１のジャーナルまたは前記第２のジャーナルが決められた位置から移動する場合、前記第３加圧室または前記第４加圧室の内部容積が変化し、この内部容積の変化に基づいて、前記第４軸受部材または前記第３軸受部材が移動して、前記第２のガイド軸受けの前記第３軸受部材の変位量と前記第６のガイド軸受けの前記第４軸受部材の変位量との和がゼロになるように前記第２のガイド軸受けの前記第３軸受部材と前記第６のガイド軸受けの前記第４軸受部材の変位量を調整し、
前記第３のガイド軸受けは、前記第１のジャーナルの前記第１の側面を押す第５軸受部材と、前記第５軸受部材が前記軸方向に移動可能に取り付けられ、前記第５軸受部材の移動に伴って内部容積が増減する第５加圧室とを有し、
前記第７のガイド軸受けは、前記第２のジャーナルの前記第３の側面を押す第６軸受部材と、前記第６軸受部材が前記軸方向に移動可能に取り付けられ、前記第６軸受部材の移動に伴って内部容積が増減する第６加圧室とを有し、
前記第５加圧室と前記第６加圧室とは前記第３接続管で連通されるとともに、前記第５加圧室、前記第６加圧室、及び前記第３接続管には流体が封入され、
前記第３の支持位置調整機構は、前記第１のジャーナルまたは前記第２のジャーナルが決められた位置から移動する場合、前記第５加圧室または前記第６加圧室の内部容積が変化し、この内部容積の変化に基づいて、前記第６軸受部材または前記第５軸受部材が移動して、前記第３のガイド軸受けの前記第５軸受部材の変位量と前記第７のガイド軸受けの前記第６軸受部材の変位量との和がゼロになるように前記第３のガイド軸受けの前記第５軸受部材と前記第７のガイド軸受けの前記第６軸受部材の変位量を調整し、
前記第４のガイド軸受けは、前記第１のジャーナルの前記第２の側面を押す第７軸受部材と、前記第７軸受部材が前記軸方向に移動可能に取り付けられ、前記第７軸受部材の移動に伴って内部容積が増減する第７加圧室とを有し、
前記第８のガイド軸受けは、前記第２のジャーナルの前記第４の側面を押す第８軸受部材と、前記第８軸受部材が前記軸方向に移動可能に取り付けられ、前記第８軸受部材の移動に伴って内部容積が増減する第８加圧室とを有し、
前記第７加圧室と前記第８加圧室とは前記第４接続管で連通されるとともに、前記第７加圧室、前記第８加圧室、及び前記第４接続管には流体が封入され、
前記第４の支持位置調整機構は、前記第１のジャーナルまたは前記第２のジャーナルが決められた位置から移動する場合、前記第７加圧室または前記第８加圧室の内部容積が変化し、この内部容積の変化に基づいて、前記第８軸受部材または前記第７軸受部材が移動して、前記第４のガイド軸受けの前記第７軸受部材の変位量と前記第８のガイド軸受けの前記第８軸受部材の変位量との和がゼロになるように前記第４のガイド軸受けの前記第７軸受部材と前記第８のガイド軸受けの前記第８軸受部材の変位量を調整する請求項１に記載の予圧ガイドシステム。
【請求項３】
前記第１の支持位置調整機構及び前記第３の支持位置調整機構は、前記第１のジャーナル及び前記第２のジャーナルを拘束するための予圧を規定する予圧機構を有して構成されている請求項１又は２に記載の予圧ガイドシステム。
【請求項４】
前記第２の支持位置調整機構及び前記第４の支持位置調整機構は、前記第１のジャーナル及び前記第２のジャーナルの位置を決める位置決め機構を有して構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の予圧ガイドシステム。
【請求項５】
前記位置決め機構は、
流体が充填されるキャビティが形成された位置決め機構本体と、
前記キャビティの内部容積を増減するためのジャッキ機構と、
を備える請求項４に記載の予圧ガイドシステム。
【請求項６】
前記位置決め機構は、
流体が充填されるキャビティが形成された位置決め機構本体と、
前記流体の温度を検出する温度検出手段と、
前記キャビティの内部容積を増減するためのジャッキ機構と、
前記ジャッキ機構を移動させるアクチュエータと、
前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備える請求項４に記載の予圧ガイドシステム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の予圧ガイドシステムを備える回転構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予圧ガイドシステム及び回転構造体に関し、詳しくは、大型回転構造体の水平面内での移動をガイドする予圧ガイドシステム及び回転構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、大型回転構造体を回転駆動するジャーナルをその両側面から支持して決められた位置に拘束するための予圧ガイドシステムが開示されている。特許文献１に記載の予圧ガイドシステムは、大型回転構造体のジャーナルに加えられている予圧を同一面の軸受けを同一系統で接続して調整する２つの独立した予圧支持系統を備えている。２つの独立した予圧支持系統を備えることで、温度変化による熱変形や、大型回転構造体の自重により、ジャーナルが軸方向にずれが生じた場合であっても、元の決められた位置に復帰させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８３２８４２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された予圧ガイドシステムは、ジャーナルの軸方向の位置ずれの防止を行うことができるものの、回転構造体の水平面内での回転による位置ずれを防止することが困難である。このため、ジャーナルの軸方向の位置ずれの防止に加え、水平面内での回転による位置ずれを防止することができる予圧ガイドシステムが望まれる。
【０００５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、ジャーナルの軸方向の位置ずれに加え、水平面内での回転による位置ずれを防止することができる予圧ガイドシステム及び回転構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る予圧ガイドシステムは、水平な回転軸の回りに回転する回転構造体の水平面内での移動をガイドする予圧ガイドシステムであって、第１及び２のジャーナルと、第１〜８のガイド軸受けと、第１〜４の支持位置調整機構とを備える。
第１のジャーナルは、回転軸に垂直に設けられた、回転可能に支持される回転構造体の部位である。第２のジャーナルは、第１のジャーナルの回転軸の方向に決められた間隔を空けて回転軸に垂直に設けられた、回転可能に支持される回転構造体の部位である。
第１のガイド軸受けは、第１のジャーナルの第２のジャーナルが存在しない側の側面である第１の側面において決められた位置を押して、第１のジャーナルを回転可能に支持する。第２のガイド軸受けは、第１のジャーナルの第２のジャーナルが存在する側の側面である第２の側面において第１のガイド軸受けと対応する位置を押して、第１のジャーナルを回転可能に支持する。第３のガイド軸受けは、第１のジャーナルの第１の側面において回転軸を含む鉛直な平面である鉛直面に対して第１のガイド軸受けとは反対側に存在する位置を押して、第１のジャーナルを回転可能に支持する。第４のガイド軸受けは、第１のジャーナルの第２の側面において第３のガイド軸受けと対応する位置を押して、第１のジャーナルを回転可能に支持する。第５のガイド軸受けは、第２のジャーナルの第１のジャーナルが存在する側の側面である第３の側面において鉛直面に対して第１のガイド軸受けと同じ側に存在する決められた位置を押して、第２のジャーナルを回転可能に支持する。第６のガイド軸受けは、第２のジャーナルの第１のジャーナルが存在しない側の側面である第４の側面において第５のガイド軸受けと対応する位置を押して、第２のジャーナルを回転可能に支持する。第７のガイド軸受けは、第２のジャーナルの第３の側面において鉛直面に対して第５のガイド軸受けとは反対側に存在する位置を押して、第２のジャーナルを回転可能に支持する。第８のガイド軸受けは、第２のジャーナルの第４の側面において第７のガイド軸受けと対応する位置を押して、第２のジャーナルを回転可能に支持する。
第１の支持位置調整機構は、第１のガイド軸受けの変位量と第５のガイド軸受けの変位量との和がゼロになるように第１のガイド軸受けと第５のガイド軸受けの変位量を調整する。第２の支持位置調整機構は、第２のガイド軸受けの変位量と第６のガイド軸受けの変位量との和がゼロになるように第２のガイド軸受けと第６のガイド軸受けの変位量を調整する。第３の支持位置調整機構は、第３のガイド軸受けの変位量と第７のガイド軸受けの変位量との和がゼロになるように第３のガイド軸受けと第７のガイド軸受けの変位量を調整する。第４の支持位置調整機構は、第４のガイド軸受けの変位量と第８のガイド軸受けの変位量との和がゼロになるように第４のガイド軸受けと第８のガイド軸受けの変位量を調整する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１、２のジャーナルの軸方向の位置ずれの防止に加え、回転構造体の水平面内での回転による第１、２のジャーナルの位置ずれを防止することが可能になる。したがって、第１、２のジャーナルの軸方向の移動及び水平面内での回転による位置ずれのいずれにも対応することができ、結果として、位置ずれの防止を適切に行うことができる予圧ガイドシステム及び回転構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る回転構造体の斜視図である。（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る回転構造体の左側面図である。（Ｃ）は、本発明の実施の形態に係る回転構造体の右側面図である。
【図２】実施の形態に係る予圧ガイドシステムの構成を示した模式図である。
【図３】実施の形態に係る回転構造体のジャーナル及び軸受ユニットの正面図である。
【図４】実施の形態に係る予圧ガイドシステムの位置決め機構の断面図である。
【図５】実施の形態に係る予圧ガイドシステムの作用を説明するための模式図（その１）である。
【図６】実施の形態に係る予圧ガイドシステムの作用を説明するための模式図（その２）である。
【図７】実施の形態に係る予圧ガイドシステムの作用を説明するための模式図（その３）である。
【図８】実施の形態の変形例に係る予圧ガイドシステムの位置決め機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に係る回転構造体について、図１〜８を用いて説明する。なお、理解を容易にするために、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。Ｘ軸が水平な回転軸に平行な軸である。Ｙ軸が水平面内でＸ軸に垂直な軸である。Ｚ軸は水平面に垂直な軸である。
【００１０】
本実施の形態に係る回転構造体１は、図１に示すように、回転構造体１の一部を構成する回転軸１０を備える。予圧ガイドシステム２０は、回転構造体１の水平面内での移動をガイドする。回転構造体１は、Ｘ軸に平行な回転軸１０の回りに回転又は回動する。回転構造体１は、例えば、直径３０ｍ級の反射鏡を有する大型望遠鏡の仰角を変更するための大型回転構造体である。なお、本実施の形態では、回転構造体１は、実体としての回転軸１０を備えているが、これに限らず、実体としての回転軸１０を備えていなくてもよい。
【００１１】
回転構造体１は、回転軸１０の両端に回転軸１０に垂直に設けられた２つのジャーナル１１、１２を備えている。ジャーナル１１、１２は回転軸１０の両端でなくてもよく、決められた間隔を空けて設ければよい。ジャーナル１１、１２は、円筒面状の外周面を有し、鉛直方向に対称な下部の２箇所で外周面と両側面を回転可能に支持される。つまり、ジャーナル１１、１２は、回転可能に支持される回転構造体の部位である。なお、本実施の形態に係る回転構造体１は、ジャーナル１１、１２を２つ備えているが、これに限られない。回転構造体１は、少なくとも２つのジャーナル１１、１２を備えていればよい。
【００１２】
なお、ジャーナル１１、１２は、その自重のため、下方に向かって広がる形状、例えば、下側が広がる「ハ」の字型になるように変形する。そのため、ジャーナル１１には、その下部の側面の２箇所を支持する軸受ユニット１０１、１０３を設ける。ジャーナル１２には、その下部の側面の２箇所を支持する軸受ユニット１０２、１０４を設ける。軸受ユニット１０１、１０２は、ＹＺ平面では同じ位置に投影される位置に設ける。軸受ユニット１０３、１０４は、回転軸１０を含む鉛直な平面（ＸＺ平面に平行な平面）である鉛直面に対して軸受ユニット１０１、１０２とは対称な位置に設ける。そうすることで、ジャーナル１１、１２に対する支持を、２つのジャーナルで同じように、かつ左右に関しても対称にできる。
【００１３】
軸受ユニット１０１、１０２を、ＹＺ平面では同じ位置に投影される位置に設けることが望ましいが、本発明による効果が得られる範囲内であれば異なる位置でもよい。軸受ユニット１０３、１０４を、ＹＺ平面では同じ位置に投影される位置に設けることが望ましいが、本発明による効果が得られる範囲内であれば異なる位置でもよい。軸受ユニット１０１、１０３を、鉛直面に対して対称な位置に設けることが望ましいが、本発明による効果が得られる範囲内であれば、対称ではない位置に設けてもよい。軸受ユニット１０２、１０４を、鉛直面に対して対称な位置に設けることが望ましいが、本発明による効果が得られる範囲内であれば、対称ではない位置に設けてもよい。軸受ユニット１０１、１０３が鉛直面に対して同じ側に存在し、鉛直面に対して軸受ユニット１０１、１０３が存在する側とは反対側に、軸受ユニット１０２、１０４が存在すればよい。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係る予圧ガイドシステム２０の構成を示した模式図である。図２に示すように、予圧ガイドシステム２０は、ジャーナル１１、１２に加えられた予圧を調整することで、回転構造体１を決められた位置に拘束するために用いられる。予圧ガイドシステム２０は、軸受ユニット１０１、１０２、１０３、１０４と、接続管３３、４３、５３、６３と、予圧機構３４、４４と、位置決め機構５４、６４と、支持系統３０，４０、５０、６０とを備える。
【００１５】
軸受ユニット１０１は、ジャーナル１１を挟んで対向する、ガイド軸受け３１とガイド軸受け５１とから構成されている。軸受ユニット１０２は、ジャーナル１２を挟んで対向するガイド軸受け３２とガイド軸受け５２とから構成されている。軸受ユニット１０３は、ジャーナル１１を挟んで対向する、ガイド軸受け４１とガイド軸受け６１とから構成されている。軸受ユニット１０４は、ジャーナル１２を挟んで対向する、ガイド軸受け４２とガイド軸受け６２とから構成されている。軸受ユニット１０１、１０２、１０３、１０４は、固定された構造物に設けられている。
【００１６】
ジャーナル１１は、右側面１１Ｒ（＋Ｘ側の面）を、ガイド軸受け３１、４１で支持されている。ジャーナル１１は、左側面１１Ｌ（−Ｘ側の面）を、ガイド軸受け５１、６１で支持されている。また、ジャーナル１２は、右側面１２Ｒ（＋Ｘ側の面）を、ガイド軸受け３２、４２で支持されている。ジャーナル１２は、左側面１２Ｌ（−Ｘ側の面）を、ガイド軸受け５２、６２で支持されている。
【００１７】
ガイド軸受け３１及びガイド軸受け５１は、ジャーナル１１を挟んで対向し、ジャーナル１１の周方向の同じ位置にある。また、ガイド軸受け４１及びガイド軸受け６１は、ジャーナル１１を挟んで対向し、ジャーナル１１の周方向の同じ位置にある。同様に、ガイド軸受け３２及びガイド軸受け５２は、ジャーナル１２を挟んで対向し、ジャーナル１２の周方向の同じ位置にある。ガイド軸受け４２及びガイド軸受け６２は、ジャーナル１２を挟んで対向し、ジャーナル１２の周方向の同じ位置にある。ガイド軸受け３１及びガイド軸受け５１は、ジャーナル１１を挟んで、対応する位置にある。ガイド軸受け３２及びガイド軸受け５２、ガイド軸受け４１及びガイド軸受け６１及びガイド軸受け４２及びガイド軸受け６２も、ジャーナル１１またはジャーナル１２を挟んで、それぞれ対応する位置にある。
【００１８】
図３は、ジャーナル１１及びガイド軸受け４１、６１の正面図である。図３に示すように、ガイド軸受け４１は、加圧室４１ａ及び軸受部材４１ｂを備える。
【００１９】
加圧室４１ａは、図示しない固定構造物に固定されている。加圧室４１ａの内部には、後述する流体が充填される空間が形成されている。加圧室４１ａは、軸受部材４１ｂが回転軸１０に平行な軸方向に移動可能に取り付けられることで、軸受部材４１ｂの移動に伴って内部容積が増減する。逆に言うと、加圧室４１ａの内部の流体の量を調整することで、軸受部材４１ｂの位置を決めることができる。
【００２０】
軸受部材４１ｂは、可撓性部材を介することによって、加圧室４１ａに対して軸方向に移動可能に取り付けられている。軸受部材４１ｂは、ロールベアリングなどを有して、ジャーナル１１が回転してもジャーナルの右側面１１Ｒと摩擦が少なく接触するベアリング部材４１ｃと、ベアリング部材４１ｃから＋Ｘ方向に突出する軸部４１ｄとから構成されている。ベアリング部材４１ｃは、ジャーナル１１の右側面１１Ｒに押し当てられる。軸部４１ｄの先端は、加圧室４１ａの内部に挿入されて取り付けられている。
【００２１】
ガイド軸受け４１以外のガイド軸受け３１、３２、４２、５１、５２、６１、６２は、図２を参照するとわかるように、ガイド軸受け４１と同等のものであり、それぞれ加圧室及び軸受部材を備える。
【００２２】
接続管３３は、図２に示すように、ガイド軸受け３１、３２と予圧機構３４とを接続する。接続管３３には、流体が充填されている。流体は、好ましくは、鉱物油等の機械作動油である。接続管４３は、接続管３３と同様に、ガイド軸受け４１、４２と予圧機構４４とを接続する。
【００２３】
接続管５３は、ガイド軸受け５１、５２と位置決め機構５４とを接続する。接続管５３には、流体が充填されている。流体は、好ましくは、鉱物油等の機械作動油である。接続管６３は、接続管５３と同様に、ガイド軸受け６１、６２と位置決め機構６４とを接続する。
【００２４】
予圧機構３４は、ガイド軸受け３１、３２の軸受部材が、ジャーナル１１、１２に加える予圧の大きさを調整するために用いられる。予圧機構３４は、内部にキャビティが形成されているとともに、スプリング３４ａを備えている。予圧機構３４のキャビティは、接続管３３を介して、ガイド軸受け３１、３２の加圧室に通じている。予圧機構３４のキャビティには、接続管３３の内部及びガイド軸受け３１、３２の加圧室とともに流体が充填されている。流体は、好ましくは、鉱物油等の機械作動油である。スプリング３４ａは、キャビティの空間の容積を小さくする方向に付勢している。スプリング３４ａの弾性係数を調整することで、接続管３３を通じて、ガイド軸受け３１、３２の加圧室の内圧を調整して、ジャーナル１１、１２への予圧の大きさを調整する。
【００２５】
予圧機構４４は、予圧機構３４と同等のものであり、ガイド軸受け４１、４２の軸受部材が、ジャーナル１１、１２に予圧を加えるために用いられる。予圧機構４４は、内部にキャビティが形成されているとともに、スプリング４４ａを備えている。予圧機構４４のキャビティは、接続管４３を介して、ガイド軸受け４１、４２の加圧室に通じている。予圧機構４４のキャビティには、接続管４３の内部及びガイド軸受け４１、４２の加圧室とともに流体が充填されている。流体は、好ましくは、鉱物油等の機械作動油である。スプリング４４ａは、キャビティの空間の容積を小さくするように方向に付勢している。スプリング４４ａの弾性係数を調整することにより、接続管４３を通じて、ガイド軸受け４１、４２の加圧室の内圧を調整して、ジャーナル１１、１２への予圧の大きさを、予圧機構３４とともに調整する。
【００２６】
位置決め機構５４は、図４に示すように、ジャーナル１１、１２の初期位置を規定するために用いられる。位置決め機構５４は、内部にキャビティＣが形成されているとともに、ジャッキ機構７０を備えている。キャビティＣは、接続管５３を介して、ガイド軸受け５１、５２の加圧室に通じている。キャビティＣには高圧がかかるが、ヘッド７４が移動してキャビティＣの体積が変化しても油を漏れないようにする機構を、位置決め機構５４は備えている。位置決め機構６４のキャビティＣ、予圧機構３４、４４のキャビティ、ガイド軸受け３１、３２、４１、４２、５１、５２、６１、６２の加圧室についても、同様である。キャビティＣには、接続管５３の内部及びガイド軸受け５１、５２の加圧室とともに流体Ｆが充填されている。流体Ｆは、好ましくは、鉱物油等の機械作動油である。
【００２７】
ジャッキ機構７０は、ボルト７１、ナット７２、ロッド７３及びヘッド７４から構成されている。ボルト７１は、キャビティＣの壁部から−Ｘ方向に突出してから−Ｚ方向に折れ曲がる折れ曲がり部５３ａに形成された貫通孔に挿入されている。ナット７２には、ボルト７１が螺合されている。このナット７２は、折れ曲がり部５３ａの＋Ｘ側の側面５３ｂに固定されている。ロッド７３の後端側（−Ｘ側）の端面には、ボルト７１が挿入される孔部７３ａが形成されている。ヘッド７４は、ロッド７３の先端部（＋Ｘ側の端部）に固定され、ナット７２に対してボルト７１をねじ込むことによって、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の双方向に移動し、キャビティＣの空間の容積を調節する。これにより、接続管５３を通じて、ガイド軸受け５１、５２の加圧室の内部の流体の量を調整して、ジャーナル１１、１２の位置決めを行う。
【００２８】
位置決め機構６４は、図２に示すように、位置決め機構５４と同等のものであり、位置決め機構５４とともにジャーナル１１、１２の初期位置を規定するために用いられる。
ジャーナル１１、１２の片側（左側面１１Ｌ、１２Ｌ）を位置決め機構５４、６４で支持することにより、ジャーナル１１、１２のＺ軸回り及びＸ方向の位置決めが可能になる。ジャーナル１１、１２の反対側（右側面１１Ｒ、１２Ｒ）を予圧機構３４、４４で支持することにより、ジャーナル１１、１２が移動しても一定の予圧でジャーナル１１、１２を支持することができる。
【００２９】
上述のように構成された予圧ガイドシステム２０においては、支持系統３０は、ジャーナル１１、１２の周方向の同じ位置の軸方向同じ側の右側面１１Ｒ、１２Ｒのガイド軸受け３１、３２の軸方向の移動量が相殺するようにガイド軸受け３２、３１を支持する。
支持系統４０は、ジャーナル１１、１２の周方向の同じ位置の軸方向同じ側の右側面１１Ｒ、１２Ｒのガイド軸受け４１、４２の軸方向の移動量が相殺するようにガイド軸受け４２、４１を支持する。
支持系統５０は、ジャーナル１１、１２の周方向の同じ位置の軸方向同じ側の左側面１１Ｌ、１２Ｌのガイド軸受け５１、５２の軸方向の移動量が相殺するようにガイド軸受け５２、５１を支持する。
支持系統６０は、ジャーナル１１、１２の周方向の同じ位置の軸方向同じ側の左側面１１Ｌ、１２Ｌのガイド軸受け６１、６２の軸方向の移動量が相殺するようにガイド軸受け６２、６１を支持する。
なお、本発明では、相殺は、各ジャーナル１１、１２から見て同一位置にあるガイド軸受け同士を、ガイド軸受けのジャーナルに対する移動量の総和がゼロになるようガイド軸受けが連動して動くことを可能にすることを含む。
【００３０】
次に、予圧ガイドシステム２０の作用について、図５及び６を用いて説明する。
【００３１】
回転構造体１においては、温度変化及び回転構造体１の自重等に起因してジャーナル１１、１２が変形する場合がある。図５は、回転構造体１そのものが高温になることで、ジャーナル１１、１２が＋Ｘ方向及び−Ｘ方向のいずれかに移動するように回転構造体１が変形しつつ、ジャーナル１１、１２が回転しているときの予圧ガイドシステム２０の動作を説明するための模式図である。
【００３２】
例えば、図５に示すように、ジャーナル１１が＋Ｘ方向（矢印Ａ１に示す方向）に移動するように回転構造体１が変形した場合、支持系統３０では、ガイド軸受け３１の軸受部材が＋Ｘ方向に移動する。すると、ガイド軸受け３１の加圧室の容積が小さくなる。接続管３３等内に充填されている流体の体積は一定であるため、加圧室内の流体が、矢印Ａ３に示すように、接続管３３を介して、ガイド軸受け３２の加圧室に流入する。これにより、ガイド軸受け３２の軸受部材が−Ｘ方向に押し出される。この結果、ジャーナル１２は、−Ｘ方向（矢印Ａ２）に移動するように調整される。
【００３３】
同様に、支持系統４０では、ガイド軸受け４１の軸受部材４１ｂが＋Ｘ方向に移動する。すると、ガイド軸受け４１の加圧室４１ａの容積が小さくなる。接続管４３等内の流体の体積は一定であるため、加圧室４１ａ内の流体が、矢印Ａ４に示すように、接続管４３を介して、ガイド軸受け４２の加圧室に流入する。これにより、ガイド軸受け４２の軸受部材が−Ｘ方向に押し出される。この結果、ジャーナル１２は、−Ｘ方向（矢印Ａ２）に移動するように調整される。
【００３４】
以上により、ジャーナル１１が＋Ｘ方向（矢印Ａ１）に移動するように回転構造体１が変形した場合、支持系統３０、４０により、ジャーナル１２は、−Ｘ方向（矢印Ａ２）に移動するように調整される。結果として、ジャーナル１１とジャーナル１２とは回転軸１０により連結されているので、ジャーナル１２は、ジャーナル１１の移動方向とは反対方向に移動するため、回転構造体１は決められた位置に戻るように補正される。
【００３５】
次に、ジャーナル１２が−Ｘ方向（矢印Ａ２）に移動するように回転構造体１が変形した場合、支持系統５０では、ガイド軸受け５２の軸受部材が−Ｘ方向に移動する。すると、ガイド軸受け５２の加圧室の容積が小さくなる。接続管５３等内の流体の体積が一定であるため、加圧室内の流体が、矢印Ａ５に示すように、接続管５３を介して、ガイド軸受け５１の加圧室に流入する。これにより、ガイド軸受け５１の軸受部材が＋Ｘ方向に押し出される。この結果、ジャーナル１１は、＋Ｘ方向（矢印Ａ１）に移動するように調整される。
【００３６】
同様に、支持系統６０では、ガイド軸受け６２の軸受部材が−Ｘ方向に移動する。すると、ガイド軸受け６２の加圧室の容積が小さくなる。接続管６３等内の流体の体積が一定であるため、加圧室内の流体が、矢印Ａ６に示すように、接続管６３を介して、ガイド軸受け６１の加圧室に流入する。これにより、ガイド軸受け６１の軸受部材が＋Ｘ方向に押し出される。この結果、ジャーナル１１は、＋Ｘ方向（矢印Ａ１）に移動するように調整される。
【００３７】
以上により、ジャーナル１２が−Ｘ方向（矢印Ａ２）に移動するように回転構造体１が変形した場合、支持系統５０、６０により、ジャーナル１１は、＋Ｘ方向（矢印Ａ１）に移動するように調整される。結果として、ジャーナル１１とジャーナル１２とは回転軸１０により連結されているので、ジャーナル１１は、ジャーナル１２の移動方向とは反対方向に移動するため、回転構造体１は決められた位置に戻るように補正され、Ｘ軸方向に対して、所定の初期位置に保たれる。
【００３８】
図６及び図７は、ジャーナル１１、１２がＺ軸回りに回転するように回転構造体１が変形した場合の予圧ガイドシステム２０の動作を説明するための模式図である。
【００３９】
例えば、図６に示すように、ジャーナル１１、１２が平面視で反時計回り（矢印Ａ７）に回転するように回転構造体１が変形した場合、支持系統４０では、ガイド軸受け４１の軸受部材４１ｂとガイド軸受け４２の軸受部材とが同時に＋Ｘ方向に移動しようとする。しかしながら、接続管４３等内の流体の体積が一定であるため、ガイド軸受け４１の軸受部材４１ｂ及びガイド軸受け４２の軸受部材は＋Ｘ方向に移動せず、結果として、ジャーナル１１、１２の回転が規制される。
【００４０】
同様に、支持系統５０では、ガイド軸受け５１、５２の軸受部材が同時に−Ｘ方向に移動しようとする。しかしながら、接続管５３等内の流体の体積が一定であるため、ガイド軸受け５１、５２の軸受部材は−Ｘ方向に移動せず、結果として、ジャーナル１１、１２の回転が規制される。
【００４１】
また、図７に示すように、ジャーナル１１、１２が平面視で時計回り（矢印Ａ８）に回転するように回転構造体１が変形した場合、支持系統３０では、ガイド軸受け３１、３２の軸受部材が同時に＋Ｘ方向に移動しようとする。しかしながら、接続管３３等内の流体の体積が一定であるため、ガイド軸受け３１、３２の軸受部材は＋Ｘ方向に移動せず、結果として、ジャーナル１１、１２の回転が規制される。
【００４２】
同様に、支持系統６０では、ガイド軸受け６１、６２の軸受部材が同時に−Ｘ方向に移動しようとする。しかしながら、接続管６３等内の流体の体積が一定であるため、ガイド軸受け６１、６２の軸受部材は−Ｘ方向に移動せず、結果として、ジャーナル１１、１２の回転が規制される。
【００４３】
以上により、ジャーナル１１、１２がＺ軸回り（矢印Ａ７、Ａ８）すなわち水平面内で回転するように回転構造体１が変形した場合、支持系統３０、４０、５０、６０により、ジャーナル１１、１２の回転が規制される。そして、回転構造体１は、Ｚ軸回りに対して、所定の初期位置に保たれる。
【００４４】
以上、説明したように、本実施の形態に係る予圧ガイドシステム２０においては、４つの独立した支持位置調整機構としての予圧機構３４、４４、位置決め機構５４、６４を備えている。予圧機構３４、４４、位置決め機構５４、６４は、ガイド軸受け３１、４１、５１、６１の変位量とガイド軸受け３２、４２、５２、６２の変位量との和がゼロになるようにガイド軸受け３１、４１、５１、６１とガイド軸受け３２、４２、５２、６２の変位量を調整する。このため、ジャーナル１１、１２が＋Ｘ方向及び−Ｘ方向のいずれかに移動するように回転構造体１が変形した場合に加えて、ジャーナル１１、１２がＺ軸回りに回転するように変形した場合においても、回転構造体１を、所定の初期位置に保つことが可能になる。結果として、ジャーナル１１、１２の位置ずれを防止することできる。
【００４５】
次に、本発明の実施の形態の変形例に係る位置決め機構５４Ａについて、図８を用いて説明する。
【００４６】
図８に示すように、位置決め機構５４Ａは、流体Ｆの温度に基づいて、ヘッド７４の移動を制御する。詳しくは、位置決め機構５４Ａは、ジャッキ機構７０に加えて、温度センサ８１と制御装置８２とアクチュエータ８３を備える。
【００４７】
温度センサ８１は、例えば、接続管５３内に配置され、支持系統３０内の流体Ｆの流体の体積膨張または体積減少を引き起こす温度変化を検知する。
【００４８】
制御装置８２は、温度センサ８１の検知結果に基づいて、温度変化による軸受け支持系統内の流体の体積膨張量または体積減少量を計算する。流体の体積膨張または体積減少があってもガイド軸受け５１、５２の位置が変化しないような位置決め機構５４ＡのキャビティＣの容積を求める。求めたキャビティＣの容積になるように、アクチュエータ８３の可動部８３ａを＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の双方向に移動するように制御する。ヘッド７４は、可動部８３ａとともに移動するように支持されている。ヘッド７４が、キャビティＣの空間の容積を調節し、これにより、接続管５３を通じて、ガイド軸受け５１、５２の加圧室の内圧を調整して、ジャーナル１１、１２の位置決めを行う。位置決め機構６４Ａは、位置決め機構５４Ａと同じ構成であり、同様に動作する。
これらの動作により、予圧機構３４、４４がジャーナル１１、１２の反対側から一定の圧力で押すことと合わせて、温度変化による流体の体積膨張または体積減少が生じた場合でも、ガイド軸受け４１、４２、６１、６２の位置は一定に保たれ、構造中心の回転軸（Ｘ軸）方向の位置ずれを防止することが可能である。
【００４９】
本発明の実施の形態の変形例では、制御装置８２が、流体Ｆの温度に基づいて、回転構造体１の位置決めを自動的に行うため、回転構造体１の位置決めを適切に行うことができる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。
【００５１】
例えば、本発明の実施の形態では、回転構造体１は、４つの独立した支持系統３０、４０、５０、６０を備えている。しかしながら、これに限られない。回転構造体１は、５つ以上の独立した支持系統を備えていてもよい。
【００５２】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５３】
１  回転構造体、１０  回転軸、１１  ジャーナル（第１のジャーナル）、１２  ジャーナル（第２のジャーナル）、１１Ｒ  右側面（第１の側面）、１２Ｒ  右側面（第３の側面）、１１Ｌ  左側面（第２の側面）、１２Ｌ  左側面（第４の側面）、２０  予圧ガイドシステム、３０  支持系統（第１の支持位置調整機構）、４０  支持系統（第３の支持位置調整機構）、５０  支持系統（第２の支持位置調整機構）、６０  支持系統（第４の支持位置調整機構）、３１  ガイド軸受け（第１のガイド軸受け）、３２  ガイド軸受け（第５のガイド軸受け）、４１  ガイド軸受け（第３のガイド軸受け）、４２  ガイド軸受け（第７のガイド軸受け）、５１  ガイド軸受け（第２のガイド軸受け）、５２  ガイド軸受け（第６のガイド軸受け）、６１  ガイド軸受け（第４のガイド軸受け）、６２  ガイド軸受け（第８のガイド軸受け）、３３  接続管（第１接続管）、４３  接続管（第２接続管）、５３  接続管（第３接続管）、６３  接続管（第４接続管）、３４，４４  予圧機構、３４ａ，４４ａ  スプリング、４１ａ  加圧室、４１ｂ  軸受部材、４１ｃ  ベアリング部材、４１ｄ  軸部、５３ａ  折れ曲がり部、５３ｂ  側面、５４，５４Ａ，６４  位置決め機構、７０  ジャッキ機構、７１  ボルト、７２  ナット、７３  ロッド、７３ａ  孔部、７４  ヘッド、８１  温度センサ、８２  制御装置、８３  アクチュエータ、８３ａ  可動部、１０１，１０２，１０３，１０４  軸受ユニット、Ａ１〜Ａ８  矢印、Ｃ  キャビティ、Ｆ  流体。
【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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【図８】
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