説明

可変絞り形静圧軸受

【課題】簡易な構成で動作の確実な2段絞りを構成できる板ばねを用いた可変絞り形静圧軸受を提供する。
【解決手段】流体の流量を絞ってポケットに流入させる可変絞りを、流体供給室31aと突起部31bを備えた流体貯留室31aの間を突起部31bと所定の隙間を隔てて正対する板ばね33で仕切り、突起部31bに開口31cを有しポケット2aに連通する流路を備える構造の可変絞り形静圧軸受において、板ばね33の突起部31bに対向しない部位に、流体供給室32aと流体貯留室31aの間を連結する固定絞り33aを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固定絞りと可変絞りの2段の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】
流体供給室とポケットへの流入路を固定絞りを備えた可動物体で区分し、流体供給室に可動物体に対向するように配置した開口を備え、ポケット流入路の圧力に対応して可動物体と開口の隙間が変動することで、開口から流出する流量を絞る2段の絞りを備えた可変絞り形静圧軸受がある。可動物体とガイド穴の接触時の抵抗を低減するため、可動物体の側面に流体供給ポケットを備えている。(特許文献1)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−286037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に記載の従来技術では、可動物体に設けた固定絞りの流路と可動物体とガイド穴の隙間からの流量の和が固定絞り流量となる、また、可動物体の移動時に可動物体が傾く恐れがある。このため、ポケット流入路の圧力が一定の場合でも、可動物体の傾き度合いにより隙間からの流量は変動するので固定絞り流量が変動する、すなわち固定絞りの絞り比が変動する恐れがある。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で固定絞りの絞り比が変動しない2段絞りを備えた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、
流体供給室と、
中央部に突起部を備えた流体貯留室と、
前記流体供給室と前記流体貯留室の間を仕切り、外周部が固定され、前記突起部と所定の隙間を隔てて厚さ方向と直交する面が正対する板ばねと、
前記突起部に前記ポケットへ連通する流路を備える可変絞り形静圧軸受において、
前記板ばねの前記突起部に対向しない部位に、前記流体供給室と前記流体貯留室の間を連結する固定絞りを備えることである。
【0007】
請求項2に係る発明の特徴は、前記板ばねの固定部の内周縁が円形で、前記固定絞りを前記円形の中心に対して回転対称に複数備えることである。
【発明の効果】
【0008】
請求項1に係る発明によれば、固定絞りと可変絞りを備えポケットへ流体を供給する流路を、流体供給室と流体貯留室と板ばねの3つの要素のみで構成できる。固定絞りの流路が固定絞りのみなので絞り比を一定とでき、可変絞りの絞り量を増減させる板ばねの運動を弾性変形により行うので、動作の確実な小型の2段絞りを備えた可変絞り形静圧軸受を提供できる。
【0009】
請求項2に係る発明によれば、円形である板ばねの固定部の内周縁の中心に対して回転対称に複数の固定絞りを備えるので、流体貯留室の中央部に配置された突起部に備えた開口近辺における板ばねの運動が平行移動となる。傾きが無いので、板ばねと突起部の隙間を0に近い値から設定することが可能で、流量制御範囲の広い可変絞り形静圧軸受を提供できる。
【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1のB部の詳細図である。
【図4】図3のC−C断面図である。
【図5】可変絞りの作動を示すである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
はじめに、静圧軸受においてポケットへの供給経路に固定絞りと可変絞りを2段に備えると、軸受に大きな負荷が加わりポケット内の圧力が上昇し供給圧力との差が小さくなった場合の剛性を大きくできることが知られている。本発明は、上記の2段絞りに関するものである。
【0012】
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2cを備えている。ポケット2a、2cには固定絞りと可変絞りが直列に連結された2段絞り3が連通しており、2段絞り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2b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2段絞り3が連通しており、2段絞り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5bを備えている。
【0013】
図3に2段絞り3の詳細を示す、2段絞り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、流体貯留室31aと流体供給室32aが対向するように合わせ面3aでボルト35により締結し、組合せ部にはシール34を備えている。可変絞りベース31は、流体貯留室31aの中央部に突起部31bと吐出口31cとを備え、流体貯留室31aの外周内縁31dは円形をしており、その外周に突起部31bと平行な板ばね固定部31eを備えている。板ばね固定部31eの上面に板ばね33が挿入されキャップ32で押さえつけられて固定されている。板ばね固定部31eと突起部31bは所定の段差tを備えているので、板ばね33が撓んでいない場合は突起部31bと板ばね33は隙間tを備えて正対する。板ばね33には流体供給室32aと流体貯留室31aを連通する固定絞り33aを備え、図4に示すように、固定絞り33aは外周内縁31dの中心に対して回転対称の4箇所の位置に配置される。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2dを経由してポケット2aと連通している。
【0014】
可変絞り形軸受の作動について、図3、図5に基づき説明する。
管路4に流体が供給されると流体供給室32aに流体が充満し、固定絞り33a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の間の隙間と吐出口31cを経由してポケット2aに流量Q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tから流出する流量Qの流体が排出溝2dに流出する。
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tを備えた状態で保持される。
【0015】
この時、流体供給室32aに供給される流体の圧力をPとすると、流体貯留室31a内の圧力は固定絞り33aにより絞られるため圧力が低下しPとなる。ポケット2a内の圧力は板ばね33と突起部31bの間の隙間により絞られるため、さらに低下しPとなる。このため図5に示すように、板ばね33は突起部31bの方向に押される力を受け変位する。板ばね33と突起部31bの間の隙間は、板ばね33の両面に作用する圧力PとPと吐出口31cに作用するポケット2aの圧力Pにより発生する力と、板ばね33の弾性回復力とが釣り合うtとなる。
【0016】
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tが狭くなり、隙間tからの流体の流出量が減少し、ポケット2a内の圧力が上昇するため、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tが大きくなる。結果として、隙間tと吐出口31cを経由してポケット2aに流入する流量が増加する。これにより、ポケット2aとベース10の間隔tから流出する流量を増加させる必要があるため、ポケット2aとベース10の間隔tの減少を防止する作用が働く。つまり、負荷に対する間隔tの変動を少なくする(剛性を大きくする)作用が働く。
【0017】
本発明によれば、可変絞りの動作は弾性変形による運動なので運動部に他の部材が接触することが無くスムースな運動が可能となる。
また、可動物体を用いる場合は、固定絞り流路とガイド部との隙間からの流量が加算された量が固定絞り流量となるが、隙間からの流量は可動物体の姿勢により変動するため固定絞りの絞り比が変動する。本発明では、固定絞り33a以外に流路が無いので固定絞りの絞り比が変動することは無い。
さらに、可変絞りは板ばね33と突起部31bの隙間の間隔をポケット2a内の圧力に連動して変えることで流量を増減しているため、突起部31bの平面に対して板ばね33が平行を保って運動することが好ましい。特に流量を小さくする場合に板ばね33が傾斜していると、板ばね33の一部が突起部31bに接触してそれ以上板ばね33と突起部31bの隙間を小さくできず、それ以上に流量を絞ることができなくなる。本発明では、突起部31bに対して板ばね33の固定絞り33aの配置と固定部が回転対称となっているので、板ばね33の中央部は突起部31bの平面に対して平行を保って運動できる。
以上のように、本発明によれば、固定絞りの絞り比が一定で、微小な流量まで絞れる可変絞りを備えた、可変絞り形静圧軸受を実現できる。
【0018】
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。
【符号の説明】
【0019】
2:テーブル 2a:ポケット 3:2段絞り 4:管路 10:ベース 31:可変絞りベース 31a:流体貯留室 31b:突起部 31d:内周縁部 31e:板ばね固定部 32:キャップ 32a:流体供給室 33:板ばね 33a:固定絞り

【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、
流体供給室と、
中央部に突起部を備えた流体貯留室と、
前記流体供給室と前記流体貯留室の間を仕切り、外周部が固定され、前記突起部と所定の隙間を隔てて厚さ方向と直交する面が正対する板ばねと、
前記突起部に前記ポケットへ連通する流路を備える可変絞り形静圧軸受において、
前記板ばねの前記突起部に対向しない部位に、前記流体供給室と前記流体貯留室の間を連結する固定絞りを備える可変絞り形静圧軸受。
【請求項2】
前記板ばねの固定部の内周縁が円形で、前記固定絞りを前記円形の中心に対して回転対称に複数備える請求項1に記載の可変絞り形静圧軸受。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公開番号】特開2013−96445(P2013−96445A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−237387(P2011−237387)
【出願日】平成23年10月28日(2011.10.28)
【出願人】(000001247)株式会社ジェイテクト (7,053)
【Fターム(参考)】