(57)【要約】【課題】板ばねを用いた可変絞りの構成部材の加工精度が低くても、剛性のばらつきが小さく所望の剛性を容易に得られる可変絞り形静圧軸受を提供する。【解決手段】流体供給室３２ａと、中央部に突起部３１ｂを備えた流体貯留室３１ａと、流体供給室３２ａと流体貯留室３１ａの間を仕切る板ばね３３により構成される可変絞り３により、静圧軸受のポケット２ａに供給される流体の流量を絞る。ポケット２ａから流体を排出する経路として、ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ１以外に、ポケット２ａの側面から流体を排出するための固定絞り２ｃを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材に対して間隔を隔てて配置される軸受本体と、前記部材に対向して前記軸受本体に配置されるポケットと、流体を前記ポケットに供給するための流体供給口と、前記流体供給口から供給される流体の流量を絞って前記ポケットに流入させる可変絞りを備え、
前記可変絞りは、中央部に突起部を備えた流体貯留室と、前記流体供給口と連通する流体供給室と、前記流体供給室と前記流体貯留室の間を仕切ると共に外周部が固定され前記突起部と所定の隙間を隔てて対向する板ばねと、前記流体供給室と前記流体貯留室の間を連通する連結流路と、前記突起部に形成され前記ポケットに連通する流路を備える可変絞り形静圧軸受において、
前記ポケットに、そのポケット内に流入された前記流体の一部を前記ポケットの外に排出する絞りを備える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、板ばねを用いた絞りを備えたポケットに供給する流体の流量を増減させる可変絞り形静圧軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板ばねを用いて簡易な構成で可変絞りを実現できる可変絞り形制圧軸受がある。これは、図５に示すように、ポケット１０１への吐出口１０２に対向して配置した板ばね１０３の弾性回復力と、板ばね１０３の両面に作用する供給圧力と、吐出口１０２に作用するポケット１０１の圧力との釣り合いを利用して、吐出口１０２と板ばね１０３の隙間ｔ４を増減することによりポケット１０１に供給する流体の流量を増減させる可変絞りを備えている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５０−８９７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
静圧軸受が所定の剛性を備えるためには、吐出口１０２に対する板ばね１０３の隙間ｔ４と板ばね１０３の弾性回復力の関係を所定の精度以内に設定する必要があり、この精度は絞りを通過する流量が大きければ許容値が大きくなる。
特許文献1に記載の従来技術では、絞りを通過する流量はポケットからの流出量と同じで、部材１０４とポケット１０１の間隔ｔ５により決まる。間隔ｔ５を大きくしてポケット１０１からの流出量を多くすると軸受の剛性が低下する。このため、絞りを通過する流量を自由に大きくすることは不可能であり、吐出口１０２と板ばね１０３の位置関係を適正に設定するために高精度に絞りの構成部材を加工する必要がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、吐出口１０２と板ばね１０３の位置関係の精度の許容値を大きく（絞りの構成部材の加工精度を低く）しても、剛性のばらつきが小さく所望の剛性を容易に得られ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、部材に対して間隔を隔てて配置される軸受本体と、前記部材に対向して前記軸受本体に配置されるポケットと、流体を前記ポケットに供給するための流体供給口と、前記流体供給口から供給される流体の流量を絞って前記ポケットに流入させる可変絞りを備え、
前記可変絞りは、中央部に突起部を備えた流体貯留室と、前記流体供給口と連通する流体供給室と、前記流体供給室と前記流体貯留室の間を仕切ると共に外周部が固定され前記突起部と所定の隙間を隔てて対向する板ばねと、前記流体供給室と前記流体貯留室の間を連通する連結流路と、前記突起部に形成され前記ポケットに連通する流路を備える可変絞り形静圧軸受において、
前記ポケットに、そのポケット内に流入された前記流体の一部を前記ポケットの外に排出する絞りを備えることである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項1に係る発明によれば、可変絞りを通過する流量は部材と軸受本体の間隔から流出する流量と絞りから流出する流量の和となり、絞りを付加しない場合より流量が多くなり、軸受剛性のばらつきが小さくなる。供給口と板ばねの位置関係の精度が同一の場合は所望の軸受剛性により近い剛性を備えた可変絞り形静圧軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の可変絞り形静圧軸受を使用したテーブル送り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部の詳細図である。
【図４】可変絞り形静圧軸受の絞り段差誤差と軸受剛性図の関係を示すグラフである。
【図５】従来の可変絞り形静圧軸受を示す図である。
【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（部材）のスライド部にテーブル２（軸受本体）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（軸受本体）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。
図２に示すように、テーブル２のベース１０に対向する面にポケット２ａを下向きに２箇所、横向きに対向する１対のポケット２ｅを備えている。ポケット２ａ、２ｅには可変絞り３が連通しており、可変絞り３には各々給油管路４が連通している。ポケット２ａの外周には排出溝２ｄを備え、ポケット２ａ内部から排出溝２ｄに連通する固定絞り２ｃを備えている。ポケット２ｅの下部には排出溝５ｄを備え、ポケット２ｅ内部から排出溝５ｄに連通する絞り２ｆを備えている。
裏板５にもポケット５ａを上向きに備えており、ポケット５ａには可変絞り３が連通しており、可変絞り３には各々給油管路４が連通している。ポケット５ａの外周には排出溝５ｄを備え、ポケット５ａ内部から排出溝５ｄに連通する固定絞り５ｃを備えている。
【００１０】
図３に可変絞り３の詳細を示す、可変絞り３は、流体貯留室３１ａを備えた可変絞りベース３１と、流体供給室３２ａを設けたキャップ３２を、合わせ面３ａで流体貯留室３１ａと流体供給室３２ａが対向するように組合せている。合わせ面３ａに外周部を固定した板ばね３３を備えており、流体貯留室３１ａと流体供給室３２ａを板ばね３３で区分する構造となっている。可変絞りベース３１は、流体貯留室３１ａの中央部に合わせ面３ａと所定の段差ｔ２を持った突起部３１ｂと吐出口３１ｃとを備えている。突起部３１ｂと板ばね３３は段差ｔ２から板ばね３３のたわみを差し引いた隙間ｔ３を備えて対向している。
流体貯留室３１ａの側面には合わせ面３ａに連通する流路３１ｄを備え、キャップ３２は、流体供給室３２ａから合わせ面３ａに連通する流路３２ｃを備え、流路３２ｃと流路３１ｄは連通している。流体供給室３２ａには流路３２ｂ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を経由してポケット２ａと連通している。
【００１１】
可変絞り形軸受の作動について、図３に基づき説明する。
管路４に流体が供給されると流路３２ｂを経由して流体供給室３２ａに流体が充満し、流路３２ｃと流路３１ｄを経由して流体貯留室３１ａに流体が充満し、さらに、流体貯留室３１ａ内の流体は板ばね３３と突起部３１ｂの間の隙間ｔ３と吐出口３１ｃを経由してポケット２ａに流量Ｑ０で流入する。ポケット２ａ内からは、ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ１から流出する流量Ｑ１とポケット２ａの側面に設けられた固定絞り２ｃから流出する流量Ｑ２の流体が排出溝２ｄに流出する。板ばね３３と突起部３１ｂの間の隙間ｔ３により流体の流量が絞られているため、ポケット２ａ内の圧力は流体供給室３２ａ内の圧力より低くなっている。このとき、板ばね３３の弾性回復力と、板ばね３３の両面に作用する供給圧力と吐出口３１ｃに作用するポケット２ａの圧力により発生する力が釣り合い、流量はＱ０＝Ｑ１＋Ｑ２となり安定した状態となっている。
以上のことが、テーブル２の水平方向に設置されたポケット２ｅと裏板５のポケット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はポケット２ａ部で間隔ｔ１を備えた状態で保持される。
【００１２】
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Ｑ１−ΔＱ１に減少するため、ポケット２ａ内の圧力が上昇し、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、板ばね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、板ばね３３は上方に移動し、板ばね３３と突起部３１ｂの間の隙間ｔ３が大きくなる。結果として、隙間ｔ３と吐出口３１ｃを経由してポケット２ａに流入する流量がＱ０＋ΔＱ０に増加する。これにより、ポケット２ａ内の流体が固定絞り２ｃから流出する流量をＱ２＋ΔＱ２に増加させ、さらにポケット２ａとベース１０の間隔ｔ１から流出する流量の減少量を小さくするため、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。このときの、流量のつりあいは、Ｑ０＋ΔＱ０＝Ｑ１−ΔＱ１＋Ｑ２＋ΔＱ２となり、結果としてΔＱ０＝−ΔＱ１＋ΔＱ２が成り立つ。
【００１３】
ここで、板ばね３３と突起部３１ｂの間の隙間ｔ３の変動量をΔｔ３とし、比例定数をＣ１とすると、流量変化ΔＱ０は式ΔＱ０＝Ｃ１・（（ｔ３＋Δｔ３）３−ｔ３３）で表わさられる。板ばね３３と突起部３１ｂの間の隙間ｔ３に誤差ｅが含まれる場合の流量変化ΔＱ０ｅはΔＱ０ｅ＝Ｃ１・（（ｔ３＋ｅ＋Δｔ３）３−（ｔ３＋ｅ）３）となる。誤差ｅの大きさが一定の場合、この誤差の影響はｔ３とΔｔ３が大きいほど相対的に小さくなる。つまり、流量Ｑ０が大きいほど絞り部の寸法誤差の影響が小さくなる。
【００１４】
流量Ｑ０を大きくするためには、Ｑ１とＱ２を大きくすればよいが、ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ１から流出する流量Ｑ１を増加させるため、間隔ｔ１を大きくすると、軸受の剛性が低下する。
本発明では、ポケットの側面に設けられた固定絞り２ｃから流出する流量Ｑ２を付加することで、ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ１を適正値としたままで、合計の流量Ｑ０を大きくして、絞り部の板ばね３３と突起部３１ｂの間の隙間ｔ３の誤差すなわち、段差ｔ２の寸法誤差の影響を小さくできる。
この結果、図４に示すように、ポケット２ａに固定絞り２ｃを設けた場合の特性曲線ｆは、設けない特性曲線ｇに比較して傾斜が緩やかとなり、段差ｔ２の誤差に対する軸受剛性の変化が小さな静圧軸受を実現できる。
【００１５】
以上の説明では、直線運動のテーブル送りについて述べたが、回転軸に対して用いてもよい、この場合の部材は回転軸となる。
また、ポケットの側面に固定絞り２ｃを設けた例を述べたが、ポケットの壁面の一部を切り欠いて絞りを構成してもよい。また、固定絞り２ｃに換えて可変絞りとしてもよい。
【符号の説明】
【００１６】
２：テーブル  ２ａ：ポケット  ２ｃ：固定絞り  ３：可変絞り  ４：管路  ３１：可変絞りベース  ３１ａ：流体貯留室  ３１ｂ：突起部  ３２：キャップ  ３２ａ：流体供給室  ３３：板ばね  ｔ１：間隔    
【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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