JP2014231871A

JP2014231871A - 可変絞り形静圧軸受

Info

Publication number: JP2014231871A
Application number: JP2013112819A
Authority: JP
Inventors: 匡俊新美; Masatoshi Niimi; 主洋大西; Kazuhiro Onishi
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2014-12-11

Abstract

【課題】ダイアフラム式可変絞りの構成部材の寸法精度に影響されないで、所望の減衰性能を持つダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り形静圧軸受を提供する。【解決手段】外周部が固定され、自らの厚さ方向と直交する面が突起部３１ｂと所定の隙間を隔てて正対するダイアフラム３３と、突起部３１ｂに静圧ポケット２ａへ連通する流路３１ｃを備え、ダイアフラム３３と突起部３１ｂの隙間の開度により絞り量を調整する可変絞り形静圧軸受において、ダイアフラム３３の突起部３１ｂに正対する面の裏面に永久磁石３４を固定し、キャップ３２に導体コイル３５を永久磁石３４に対向するように固定する。これにより、ダイアフラム３３に誘導電流に起因する減衰性を付与する。【選択図】図３

Description

本発明は、ダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り形静圧軸受に関するものである。

ダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り形静圧軸受において、ダイアフラムの振動減衰性を大きくして静圧ポケットと可変絞りを含む流体回路の振動を減衰するために、ダイアフラムの可動方向と垂直な面の中央部に可変絞り部を備え、ダイアフラムの外周部とダイアフラム保持部材の間に狭い隙間のギャップを設けて、ギャップに差動流体を充満しておくことでダイアフラムの振動を抑制する技術がある。（特許文献１の図７）

特開平１０−１９６６５５号公報

特許文献１に記載の従来技術では、所望の減衰性能を得るためには、ダイアフラムとダイアフラム保持部材の間のギャップの距離が所定の精度を備える必要があり、ダイアフラム式可変絞りの構成部材の寸法精度を高精度とする必要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ダイアフラム式可変絞りの構成部材の寸法精度に影響されないで、所望の減衰性能を持つダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り形静圧軸受を提供する。

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、軸受面に設けられた静圧ポケットと、前記静圧ポケットに流体を供給する流体供給手段と、前記流体供給手段から前記静圧ポケットに至る流体の流路を形成する流体流路と、前記流体流路の途中に設けられ、流体の流量を絞って前記静圧ポケットに流入させる可変絞りを備え、前記可変絞りは、流体貯留室と、中央部に突起部を備えた流体供給室と、前記流体供給室と前記流体貯留室の間を仕切り、自らの外周部が固定され、自らの厚さ方向と直交する面が前記突起部と所定の隙間を隔てて正対するダイアフラムと、前記突起部に前記静圧ポケットへ連通する流路を備え、前記ダイアフラムと前記突起部の隙間の開度により絞り量を調整する可変絞り形静圧軸受において、前記ダイアフラムの前記突起部に正対する面の裏面に、永久磁石がＮ極とＳ極を結ぶ軸線が前記突起部に正対する面に直交するように保持され、前記流体貯留室に前記永久磁石のＮ極とＳ極を結ぶ軸線を囲繞するように巻回された導体コイルを備えることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記流体供給室を形成する部材を非磁性材とすることである。

請求項1に係る発明によれば、永久磁石と導体コイルが相対運動すると、電磁誘導により導体コイルに電流が流れると共に、相対運動を妨げる力が発生する。この力の大きさは、相対運動の速さと比例して決まり、永久磁石と導体コイルの距離による影響は受けない。このため、静圧ポケットと可変絞りを含む流体回路に振動が発生してダイアフラムがその厚さ方向に振動する場合に、ダイアフラムの振動を妨げ減衰性を付与する。一方、この減衰性は永久磁石と導体コイルの取付け精度の影響を受けない。このため、ダイアフラム式可変絞りの構成部材の寸法精度に影響されないで、所望の減衰性能を持つダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り形静圧軸受を実現できる。

請求項２に係る発明によれば、永久磁石が流体供給室を形成する部材を吸引して、ダイアフラムの運動を妨げることを防止でき、所望の減衰性能を持つダイアフラム式可変絞りを備えた可変絞り形静圧軸受を実現できる。

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１のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ部の詳細図でダイアフラム式可変絞りの詳細を示す図である。

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のスライド部にテーブル２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に対向する面に静圧ポケット２ａを下向きに２箇所、横向きに対向する１対の静圧ポケット２ｃを備えている。静圧ポケット２ａ、２ｃには可変絞り３が連通しており、可変絞り３には各々管路４が連通している。管路４にはポンプ１１（流体供給手段）が連結しており流体を供給する。
裏板５にも静圧ポケット５ａを上向きに備えており、静圧ポケット５ａには可変絞り３が連通しており、可変絞り３には各々管路４が連通している。

図３に可変絞り３の詳細を示す。可変絞り３は、流体供給室３１ａを備えた可変絞りベース３１と流体貯留室３２ａを備えたキャップ３２とが、流体供給室３１ａと流体貯留室３２ａが対向し、それらの間にダイアフラム３３の外周部を挟むように締結した構造である。可変絞りベース３１は、流体供給室３１ａの中央部に突起部３１ｂと吐出口３１ｃとを備えている。ダイアフラム３３の流体貯留室３２ａ側の面３３ｂ（突起部に正対する面の裏面）の中央部には、永久磁石３４が、自らのＮ極とＳ極を結ぶ軸線が面３３ｂと直交するように固定されている。キャップ３２の流体貯留室３２ａの中央部には、銅線を巻回して形成される円筒形の導体コイル３５が、永久磁石３４のＮ極とＳ極を結ぶ軸線を囲繞するように固定されている。流体貯留室３２ａには流路３２ｃを経由して管路４が連通し、流体供給室３１ａには流路３１ｄと流路３２ｃ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を経由して静圧ポケット２ａと連通している。
ここで、ダイアフラム３３はばね鋼などの強磁性体の材量で形成されており、可変絞りベース３１とキャップ３２は黄銅などの非磁性体の材量で形成されている。このため、永久磁石３４の磁力によりダイアフラム３３に作用する外力は小さくなり、ダイアフラム３３の絞り作用に影響しない。

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３２ｃを経由して流体貯留室３２ａに流体が充満する。一方、流路３２ｃと流路３１ｄを経由して流体供給室３１ａに流体が充満し、さらに、流体供給室３１ａ内の流体はダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間と吐出口３１ｃを経由して静圧ポケット２ａに流量Ｑ_０で流入する。静圧ポケット２ａ内からは、静圧ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ_１から流出する流量Ｑ_０の流体が流出する。
以上のことが、テーブル２の水平方向に設置された静圧ポケット２ｅと裏板５の静圧ポケット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は静圧ポケット２ａ部で間隔ｔ_１を備えた状態で保持される。

この時、管路４に供給される流体の圧力をＰ_０とすると、流体貯留室３２ａと流体供給室３１ａ内の圧力はＰ_０となる。静圧ポケット２ａ内の圧力は、ダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間により絞られるため低下しＰ_１となる。このため、ダイアフラム３３は突起部３１ｂの方向に押される力を受け変位する。ダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間は、ダイアフラム３３の両面に作用する圧力Ｐ_０と吐出口３１ｃに作用する静圧ポケット２ａの圧力Ｐ_１により発生する力と、ダイアフラム３３の弾性回復力とが釣り合うｔ_２となる。

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静圧ポケット２ａの間隔ｔ_１が狭くなり、隙間ｔ_１からの流体の流出量が減少し、静圧ポケット２ａ内の圧力が上昇するため、静圧ポケット２ａに連通する吐出口３１ｃの圧力も上昇する。そうすると、ダイアフラム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、ダイアフラム３３は上方に移動し、ダイアフラム３３と突起部３１ｂの間の隙間ｔ_２が大きくなる。結果として、隙間ｔ_２と吐出口３１ｃを経由して静圧ポケット２ａに流入する流量が増加する。これにより、静圧ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ_１から流出する流量を増加させる必要があるため、静圧ポケット２ａとベース１０の間隔ｔ_１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_１の変動を少なくする（剛性を大きくする）作用が働く。

ここで、ダイアフラム３３が突起部３１ｂの方向に変位すると、永久磁石３４と導体コイル３５の距離も変動するので、その変動速度に対応した誘導電流が導体コイル３５に発生する。この誘導電流は永久磁石３４の運動を妨げる力を生じる。このため、ダイアフラム３３は、誘導電流により変位速度が減速される力を受ける。

静圧ポケットと可変絞りを含む流体回路に振動が発生した場合には、ダイアフラム３３がその厚さ方向に振動し、永久磁石３４が導体コイル３５に対して振動する。その振動により導体コイル３５に誘導電流が発生し、振動を防止する力が永久磁石３４作用する、すなわち、ダイアフラム３３に減衰性が付与される。誘導電流の大きさは、永久磁石３４の変動速度に比例して決まり、永久磁石３４と導体コイル３５の距離による影響は少ない。すなわち、永久磁石３４と導体コイル３５の位置精度は低くても減衰性能は変動しない。
本実施例によれば、可変絞り３の構成部材の寸法精度が低くても所望の減衰性を備えた可変絞り形静圧軸受を実現できる。

２：テーブル２ａ：静圧ポケット３：可変絞り４：管路１０：ベース３１：可変絞りベース３１ａ：流体供給室３１ｂ：突起部３２：キャップ３２ａ：流体貯留室３３：ダイアフラム３４：永久磁石３５：導体コイル

Claims

軸受面に設けられた静圧ポケットと、
前記静圧ポケットに流体を供給する流体供給手段と、
前記流体供給手段から前記静圧ポケットに至る流体の流路を形成する流体流路と、
前記流体流路の途中に設けられ、流体の流量を絞って前記静圧ポケットに流入させる可変絞りを備え、
前記可変絞りは、
流体貯留室と、
中央部に突起部を備えた流体供給室と、
前記流体供給室と前記流体貯留室の間を仕切り、自らの外周部が固定され、自らの厚さ方向と直交する面が前記突起部と所定の隙間を隔てて正対するダイアフラムと、
前記突起部に前記静圧ポケットへ連通する流路を備え、前記ダイアフラムと前記突起部の隙間の開度により絞り量を調整する可変絞り形静圧軸受において、
前記ダイアフラムの前記突起部に正対する面の裏面に、永久磁石がＮ極とＳ極を結ぶ軸線が前記突起部に正対する面に直交するように保持され、
前記流体貯留室に前記永久磁石のＮ極とＳ極を結ぶ軸線を囲繞するように巻回された導体コイルを備えることでダイアフラムの減衰性を大きくした可変絞り形静圧軸受。
前記流体供給室を形成する部材を非磁性材とする請求項１に記載の可変絞り形静圧軸受。