(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、該筐体の内部空間を流体貯留室と流体吐出室とに区画するダイアフラムと、前記流体吐出室と前記筐体の外部とに貫通して前記ダイアフラムに正対して設けられた吐出通路と、を備え、前記流体貯留室と前記流体吐出室とが連通しており、加圧された流体を前記流体貯留室と前記流体吐出室とに受け入れ、前記流体貯留室内と前記流体吐出室内の圧力差により前記ダイアフラムが撓んで前記ダイアフラムと前記吐出通路との距離が変わることにより前記流体の流量を調整しながら前記吐出通路を通じて前記流体を吐出するダイアフラム式可変絞り装置であって、
前記筐体の前記流体吐出室側の前記ダイアフラムと対向する面において、中央に前記ダイアフラムとは離間しつつ前記ダイアフラムの側へ突起する凸部と、
前記凸部内に設けられた貫通孔である前記吐出通路と、
一端が前記吐出通路に対向する前記ダイアフラムの位置に接合されて、他端の側が前記吐出通路に挿通された可動減衰部材と、を有し、
前記凸部と前記ダイアフラムとの間隙にて可変絞りが形成され、
前記可動減衰部材と前記吐出通路にて前記ダイアフラムの振動を抑制する振動抑制機構が設けられているダイアフラム式可変絞り装置。
【請求項２】
請求項１に記載のダイアフラム式可変絞り装置であって、
前記可動減衰部材の外周面と前記吐出通路の内周面との間には隙間部が形成されており、
前記可動減衰部材は、吐出する前記流体を流通させることのできる流路部を内部または外周面の一部の少なくとも一方に有しており、
前記振動抑制機構は、前記隙間部が前記流体で満たされ、前記可動減衰部材が前記吐出通路に対して相対移動するとき、前記隙間部内の前記流体にせん断抵抗が生じることにより前記ダイアフラムの振動を抑制するダイアフラム式可変絞り装置。
【請求項３】
請求項２に記載のダイアフラム式可変絞り装置であって、
前記流路部は、前記可動減衰部材の外周面の一部と前記吐出通路の内周面との間又は前記可動減衰部材の内部の少なくとも一方にて、前記隙間部より大きな開口面積を有する通路として形成されているダイアフラム式可変絞り装置。
【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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静圧軸受においては、ポンプ等により加圧された流体の流量を絞り装置を用いて調整して静圧ポケットに供給する。その絞り装置として、例えば特許文献１に開示されるダイアフラム式可変絞り装置が知られている。特許文献１のダイアフラム式可変絞り装置は、各々凹みを有する可変絞りベースとキャップとを、凹みを対向させ、間にダイアフラムを挟みこんだ状態で締結した構造となっており、ダイアフラムで区画される流体貯留室と流体供給室（流体吐出室）とを有する。流体供給室を形成する可変絞りベースには、ダイアフラムと正対して静圧ポケットに連通する通路が形成されており、この通路を通じて流体が静圧ポケットに吐出される。このとき、流体貯留室と流体供給室とが加圧された流体で満たされ、両室の圧力差に応じてダイアフラムが撓むことで、ダイアフラムと流体を吐出する通路との距離が変わり、通路の開度が増減することで流体の流量が調整される。
【０００３】
このような静圧軸受では、自励振動と推測される振動が生じる場合がある。そこで、この特許文献１のダイアフラム式可変絞り装置には、ダイアフラムの振動を減衰させるための減衰機構が設けられている。減衰機構は、流体貯留室、すなわちダイアフラムを挟んで流体を吐出する通路とは反対側に設けられている。減衰機構は、ダイアフラムの中央に設けられた凸部と、流体貯留室を形成するキャップの内面に設けられた凹部とを備える。そして、凹部に凸部が摺動自在に収容され、凹部の内周面と凸部の外周面との間に微小な隙間を形成するとともに、凹部の奥に流体が入り込む余地（液室）を形成している。この減衰機構によれば、隙間を通じて液室に流体を出入させながらダイアフラムの凸部が凹部内を摺動可能となっており、ダイアフラムが振動しようとすると、粘性抵抗が作用して振動が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかし、特許文献１のダイアフラム式可変絞り装置では、減衰機構を構成するために、流体貯留室を形成するキャップのダイアフラムと正対する内面に、奥に液室を形成する余地を有する凹部を設ける必要がある。そのため、キャップを薄くすることは困難であり、装置全体が大型になりやすい。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ダイアフラム式可変絞り装置において、装置の大型化を抑制しながらダイアフラムの振動を抑制することを可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の発明に係るダイアフラム式可変絞り装置は、筐体と、該筐体の内部空間を流体貯留室と流体吐出室とに区画するダイアフラムと、前記流体吐出室と前記筐体の外部とに貫通して前記ダイアフラムに正対して設けられた吐出通路と、を備え、前記流体貯留室と前記流体吐出室とが連通しており、加圧された流体を前記流体貯留室と前記流体吐出室とに受け入れ、前記流体貯留室内と前記流体吐出室内の圧力差により前記ダイアフラムが撓んで前記ダイアフラムと前記吐出通路との距離が変わることにより前記流体の流量を調整しながら前記吐出通路を通じて前記流体を吐出するダイアフラム式可変絞り装置であって、前記吐出通路中に前記ダイアフラムの振動を抑制する振動抑制機構が設けられている。
【０００８】
第１の発明に係るダイアフラム式可変絞り装置によれば、流体を吐出するための必須構造である吐出通路の中にダイアフラムの振動を抑制する振動抑制機構が設けられているため、装置の大型化を抑制しながらダイアフラムの振動を抑制することが可能である。
【０００９】
第２の発明のダイアフラム式可変絞り装置は、第１の発明のダイアフラム式可変絞り装置であって、一端が前記ダイアフラムに接合され、他端の側が前記吐出通路に挿通された可動減衰部材を備え、前記可動減衰部材は、吐出する前記流体を流通させることのできる流路部を形成するとともに、前記吐出通路の内周面との間に隙間部を形成しており、前記振動抑制機構は、前記隙間部が前記流体で満たされ、前記可動減衰部材が前記吐出通路に対して相対移動するとき、前記隙間部内の前記流体にせん断抵抗が生じることにより前記ダイアフラムの振動を抑制する。
【００１０】
第２の発明に係るダイアフラム式可変絞り装置によれば、一端がダイアフラムに接合され、他端の側が吐出通路に挿通された可動減衰部材は、流路部を形成して吐出通路中に流体を流通させる経路を確保しつつ、吐出通路の内周面との間に隙間部を形成して、その隙間部内の流体にせん断抵抗が生じることによりダイアフラムの振動を抑制することができる。
【００１１】
第３の発明のダイアフラム式可変絞り装置は、第２の発明のダイアフラム式可変絞り装置であって、前記流路部は、前記可動減衰部材の外周面と前記吐出通路の内周面との間又は前記可動減衰部材の内部の少なくとも一方にて、前記隙間部より大きな開口面積を有する通路として形成されている。
【００１２】
第３の発明に係るダイアフラム式可変絞り装置によれば、流路部において、流体を流通させやすい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ダイアフラム式可変絞り装置において、装置の大型化を抑制しながらダイアフラムの振動を抑制することを可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る静圧軸受の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るダイアフラム式可変絞り装置を示す縦断面図である。
【図３】図２に示されるダイアフラム式可変絞り装置の要部を拡大して示す図である。
【図４】図３に示されるダイアフラム式可変絞り装置のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るダイアフラム式可変絞り装置の要部を拡大して示す図である。
【図６】図５に示されるダイアフラム式可変絞り装置のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図５に示されるダイアフラム式可変絞り装置のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】本発明の実施形態３に係るダイアフラム式の図７に対応する拡大断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施形態１〕
図１〜図４を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図１に模式的に示されるように、本実施形態に係るダイアフラム式可変絞り装置（以下、単に可変絞り装置と称する場合がある）２１は、静圧軸受１１を構成する。静圧軸受１１は、回転又直動する可動体１の案内面３に対向して軸受本体１３に設けられた静圧ポケット１５を有しており、静圧ポケット１５に、ポンプＰにより加圧された流体（液体や気体）が供給されることで、可動体１を軸受本体１３に接触しない状態で支持する。静圧軸受１１は、ポンプＰから圧送される流体の経路中に可変絞り装置２１を備え、可変絞り装置２１により流体の流量を調整して静圧ポケット１５へ送り込む。
【００１６】
図２に示されるように、可変絞り装置２１は、内部に空間を形成する筐体２３を備える。筐体２３は、互いに対向する凹部を有する箱様のベース部３１と、該ベース部３１に嵌め合わされる蓋様のキャップ部４１とを備え、ベース部３１とキャップ部４１との対向する凹部により内部空間が形成されている。また、可変絞り装置２１は、鋼板製のダイアフラム５１を備える。ダイアフラム５１は、ベース部３１とキャップ部４１とに挟まれ配置されており、筐体２３の内部空間を区画している。それにより、筐体２３の内部には、ダイアフラム５１を挟んでベース部３１の側に流体吐出室３３が形成されており、キャップ部４１の側に流体貯留室４３が形成されている。ダイアフラム５１は、金属でなくてもよく、ゴムや樹脂のように、柔軟性のある材質のものでもよい。
【００１７】
キャップ部４１は、ダイアフラム５１と対向する面が、ダイアフラム５１に対して一様な幅の空間を形成しており、その間隙が流体貯留室４３とされる。また、キャップ部４１には、ポンプＰ（図１参照）から圧送された流体を流体貯留室４３に導入するための導入通路４５が形成されている。
【００１８】
ベース部３１は、ダイアフラム５１と対向する面が、ダイアフラム５１に対して部分的に幅の異なる空間を形成しており、その間隙が流体吐出室３３とされる。ベース部３１は、ダイアフラム５１と対向する面において、その中央にダイアフラム５１とは離間しつつもダイアフラム５１の側へ突起する凸部３５を有し、凸部３５の周囲には、凸部３５に対して相対的に凹んで形成された凹部３７を有する。そのため、流体吐出室３３は、中央は凸部３５により幅が狭くなっており、周囲は凹部３７により幅がより広くなっている。凸部３５の中央には、流体吐出室３３と筐体２３の外部とを連通させる吐出通路３９が凸部３５を貫通して形成されている。吐出通路３９は、ダイアフラム５１と直交する方向に延びて直線状に形成されており、流体吐出室３３側の一方の開口３９ａはダイアフラム５１に正対して設けられている。流体吐出室３３の他方の開口３９ｂは、図１に示される静圧ポケット１５に対して背面側から流体を供給するために軸受本体１３に形成されたポケット通路１７に接続されている。流体は、吐出通路３９を通じて流体吐出室３３から吐出され、静圧ポケット１５に供給される。吐出通路３９中には、後で詳述するように、流体が吐出通路３９を通じて流通するのを許容しながらダイアフラム５１の振動を抑制する振動抑制機構６０が設けられている。
【００１９】
ダイアフラム５１は、ベース部３１の凹部３７と対向する位置に表裏を貫通する貫通孔５３を複数有している。これらのダイアフラム５１の貫通孔５３により流体吐出室３３と流体貯留室４３とが連通しており、可変絞り装置２１は、ポンプＰ（図１参照）から圧送される流体を導入通路４５より内部空間へ受け入れると、流体貯留室４３と流体吐出室３３とが互いに流通可能に流体で満たされる。そして、流体吐出室３３において、流体は、凹部３７から凸部３５とダイアフラム５１との間のより狭い間隙（絞り部）３５ｋを通過して絞られて吐出通路３９を通じて吐出される。このとき、可変絞り装置２１は、流体吐出室３３内と流体貯留室４３内の圧力差により図３に例示されるようにダイアフラム５１が撓み、吐出通路３９とダイアフラム５１との距離、すなわち凸部３５とダイアフラム５１との間の間隙３５ｋの大きさが変わることにより流体の流量を調整しながら吐出通路３９を通じて流体を吐出する。
【００２０】
ダイアフラム５１の振動を抑制する振動抑制機構６０は、可動減衰部材６１を有する。可動減衰部材６１は棒状であり、その一端がダイアフラム５１に接合され、他端の側が吐出通路３９に挿通されている。吐出通路３９は、その軸方向に直交する断面の形状及び大きさが軸方向に一様な直管状に形成されている。本実施形態では、図４に示されるように、吐出通路３９は、断面円形の貫通孔として形成されている。図３に示されるように、可動減衰部材６１は、主として吐出通路３９に挿通される本体部６３と、本体部６３の中央からダイアフラム５１に向かって延びる延設部６５とを備える。延設部６５の先端がダイアフラム５１に接合されている。
【００２１】
図４に示されるように、本体部６３は、中実の円柱の周面を一部欠いたような形状である。本体部６３の外周面には、吐出通路３９の内周面に沿う曲面形状の曲面部６７と、径内方に凹んでおり本体部６３の全長に延びる溝部６９とが、周方向に交互に配置されて複数形成されている。
【００２２】
可動減衰部材６１は、その外周面が吐出通路３９の内周面との間に隙を形成して吐出通路３９に挿通されている。曲面部６７と吐出通路３９の内周面との隙は、隙間部７１を構成している。溝部６９と吐出通路３９の内周面との隙は、隙間部７１に比べて断面積が大きく、流路部７３を構成している。図３に示されるように、流路部７３は、流体吐出室３３と筐体２３の外部とに連通しており、流体を流通させることができる断面積を有する。したがって、絞り部である凸部３５とダイアフラム５１の間隙３５ｋを通過した流体は、流路部７３を流れて吐出される。流路部７３内を流れる流体に生じる抵抗は、無視できる程に小さい。したがって、この可変絞り装置２１では、流体の流量は、絞り部（間隙３５ｋ）の開度に対応して流体に生じる流れ抵抗により決定される。
【００２３】
隙間部７１は、図中では、その幅（吐出通路３９の内周面と可動減衰部材６１の本体部６３の外周面との距離）が他の部位の寸法に対して極端に誇張されて示されている。隙間部７１の幅は、可動減衰部材６１が吐出通路３９に対して相対移動するとき、隙間部７１内の流体にせん断抵抗を生じさせることのできる幅であり、例えば、数μｍ程度の幅である。振動抑制機構６０は、ダイアフラム５１が振動しようとすると、それに抗して隙間部７１内で流体にせん断抵抗が生じることにより、ダイアフラム５１の振動を抑制することができる。
【００２４】
以上の構成の可変絞り装置２１によれば、流体を吐出するための必須構造である吐出通路３９の中に振動抑制機構６０が設けられているため、装置の大型化を抑制しながらダイアフラム５１の振動を抑制することが可能である。
【００２５】
また、振動抑制機構６０は、吐出通路３９に挿通された可動減衰部材６１により構成されており、可動減衰部材６１は、流路部７３を形成して流体の経路を確保しつつ、吐出通路３９の内周面との間に隙間部７１を形成して、隙間部７１内の流体にせん断抵抗が生じることによりダイアフラム５１の振動を抑制することができる。
【００２６】
〔実施形態２〕
図５〜図７を参照しながら本発明に係る可変絞り装置の別の実施形態について説明する。本実施形態の可変絞り装置２２１は、上記実施形態１の可動減衰部材６１に替えて、異なる形状の可動減衰部材２６１を設けた例である。実施形態１から変更を要しない部分については、実施形態１と同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００２７】
可動減衰部材２６１は、その一端がダイアフラム５１に接合され、他端の側が吐出通路３９に挿通されている。可動減衰部材２６１は、断面円形の貫通孔として形成された吐出通路３９に挿通される円筒状の本体部２６３と、本体部２６３の中央からダイアフラム５１に向かって延びる延設部２６５とを備える。延設部２６５の先端がダイアフラム５１に接合されている。
【００２８】
図５に示されるように、本体部２６３は、円筒状であり内部空間２６３ｓを有する。そして、図６に示されるように、本体部２６３のダイアフラム５１に対向する端部は、中央に設けられた延設部２６５と外周部分とを連結する連結部２６３ｒと、内部空間２６３ｓに貫通する貫通孔２６９とを有する。本体部２６３のダイアフラム５１とは反対側の端部は開放されている。
【００２９】
可動減衰部材２６１は、円筒状の本体部２６３の外周面が吐出通路３９の内周面との間に隙間部２７１を構成する隙を形成して吐出通路３９に挿通されている。図６及び図７に示されるように、隙間部２７１は、断面円環形状であり、本体部２６３の全周に亘って形成されている。隙間部２７１は、その幅が他の部位の寸法に対して極端に誇張されて示されている。隙間部２７１の幅は、可動減衰部材２６１が吐出通路３９に対して相対移動するとき、隙間部２７１内の流体にせん断抵抗を生じさせることのできる幅である。ダイアフラム５１が振動しようとすると、それに抗して隙間部２７１内で流体にせん断抵抗が生じることにより、ダイアフラム５１の振動が抑制される。これにより、吐出通路３９の中で振動抑制機構２６０が作用する。
【００３０】
絞り部である凸部３５とダイアフラム５１の間隙３５ｋを通過した流体は、貫通孔２６９を通じて本体部２６３の内部空間２６３ｓに流入して吐出される。すなわち、貫通孔２６９と内部空間２６３ｓとで流路部２７３が形成されている。流路部２７３内を流れる流体に生じる抵抗は、無視できる程に小さい。
【００３１】
この可変絞り装置２２１は、可動減衰部材２６１の全周にわたって隙間部２７１が形成されるため、流体にせん断抵抗を生じさせる可動減衰部材２６１の外周面と吐出通路３９の内周面の対向している部分の面積を確保しやすい。そのため、可動減衰部材２６１をより短くすることが可能である。それにより、ベース部３１をより薄くし得る。
【００３２】
〔実施形態３〕
図８を参照しながら本発明に係る可変絞り装置の別の実施形態について説明する。この実施形態は、上記実施形態２の可変絞り装置における断面円環形状の隙間部２７１の形状を変更した変更例である。図８は、図７の断面図に対応させて本実施形態の可変絞り装置の特徴部分を示している。
【００３３】
本実施形態では、ダイアフラム５１側へ突起する凸部３３５の中央に形成された吐出通路３３９は、その軸方向に直交する断面の形状が周方向に凹凸を形成する形状であり、その形状及び大きさが軸方向に一様な直管状となっている。吐出通路３３９の断面形状は、その輪郭が折れ線で形成され、八芒星形状となっている。
【００３４】
可動減衰部材３６１は、本体部３６３の外形が、吐出通路３３９の内周面形状と同じであり、吐出通路３３９との間に隙間部３７１を形成して、吐出通路３３９に挿通されている。隙間部３７１は、その幅が他の部位の寸法に対して極端に誇張されて示されている。隙間部３７１の幅は、可動減衰部材３６１が吐出通路３３９に対して相対移動するとき、隙間部３７１内の流体にせん断抵抗を生じさせることのできる幅である。ダイアフラム５１が振動しようとすると、それに抗して隙間部３７１内で流体にせん断抵抗が生じることにより、ダイアフラム５１の振動が抑制される。これにより、吐出通路３３９の中で振動抑制機構３６０が作用する。可動減衰部材３６１の本体部３６３の内部には、内部空間３６３ｓが連通して形成されており、流体は内部空間３６３ｓを通って吐出される。その際に流体に生じる抵抗は、無視できる程に小さい。
【００３５】
この場合、吐出通路３３９の内周面及びそれに嵌め合わされる可動減衰部材３６１の外周面の断面形状が、周方向に凹凸を形成しているため、流体にせん断抵抗を生じさせる可動減衰部材３６１の外周面と吐出通路３３９の内周面の対向している部分の面積を確保しやすい。そのため、可動減衰部材３６１をより短くすることが可能である。それにより、ベース部３１をより薄くし得る。
【００３６】
なお、本実施形態では、吐出通路３３９の断面形状が折れ線からなる形状を例示したが、これに限らず、断面形状が曲線等により他の形状として形成されていてもよい。
【００３７】
本発明は、上記実施形態に限定されず、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。例えば、流体吐出室３３と流体貯留室４３とを連通させる手段は、ダイアフラム５１に貫通孔５３を形成する構成に限らない。例えば、ダイアフラムには貫通孔を形成せず、ポンプから圧送される流体の経路を分岐させて流体吐出室と流体貯留室とに導く通路を筐体に潜通して形成してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１１   静圧軸受
２１   可変絞り装置
２３   筐体
３１   ベース部
３３   流体吐出室
３９   吐出通路
４１   キャップ部
４３   流体貯留室
５１   ダイアフラム
６０   振動抑制機構
６１   可動減衰部材
６９   溝部
７１   隙間部
７３   流路部
２２１ 可変絞り装置
２６０ 振動抑制機構
２６１ 可動減衰部材
２７１ 隙間部
２７３ 流路部
３３９ 吐出通路
３６０ 振動抑制機構
３６１ 可動減衰部材
３７１ 隙間部
【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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