JP2759276B2 - 静圧流体軸受 - Google Patents
静圧流体軸受Info
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- JP2759276B2 JP2759276B2 JP4747689A JP4747689A JP2759276B2 JP 2759276 B2 JP2759276 B2 JP 2759276B2 JP 4747689 A JP4747689 A JP 4747689A JP 4747689 A JP4747689 A JP 4747689A JP 2759276 B2 JP2759276 B2 JP 2759276B2
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- Japan
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- drive shaft
- shaft
- sliding body
- rotating
- hydrostatic bearing
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
- F16H19/025—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a friction shaft
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、精密加工装置や精密測定装置などに使用さ
れる静圧流体軸受に関し、特にその駆動構造に関するも
のである。
れる静圧流体軸受に関し、特にその駆動構造に関するも
のである。
従来より静圧流体軸受は広く利用されており、その駆
動装置としては例えば第４図に示すように、ガイド軸21
上に静圧流体により浮上する摺動体22を備えた静圧流体
軸受において、基体20の側板23,24に回転自在に軸支さ
れたネジ軸25を一方の側板23に固定されたモータ27によ
り駆動する如く成し、前記摺動体22に固着したナット26
と前記ネジ軸25とをボールネジ方式で連結して前記モー
タ27の回転を制御して摺動体22をガイド軸21上に移動さ
せるようになっていた。（特公昭63−7903号、特開昭61
−131841号公報参照） また、上記ボールネジ方式の他には、高速駆動用のリ
ニアモータ方式や、微小送り用の圧電アクチュエータ方
式等の駆動装置もあった。
動装置としては例えば第４図に示すように、ガイド軸21
上に静圧流体により浮上する摺動体22を備えた静圧流体
軸受において、基体20の側板23,24に回転自在に軸支さ
れたネジ軸25を一方の側板23に固定されたモータ27によ
り駆動する如く成し、前記摺動体22に固着したナット26
と前記ネジ軸25とをボールネジ方式で連結して前記モー
タ27の回転を制御して摺動体22をガイド軸21上に移動さ
せるようになっていた。（特公昭63−7903号、特開昭61
−131841号公報参照） また、上記ボールネジ方式の他には、高速駆動用のリ
ニアモータ方式や、微小送り用の圧電アクチュエータ方
式等の駆動装置もあった。
ところが、従来のボールネジ方式の駆動装置では、ピ
ッチが一定であるため高速駆動と微小送りを同時に行う
ことが困難であり、またボールネジの振動が摺動体22に
伝わって悪影響を及ぼしやすいという問題点があった。
ッチが一定であるため高速駆動と微小送りを同時に行う
ことが困難であり、またボールネジの振動が摺動体22に
伝わって悪影響を及ぼしやすいという問題点があった。
さらにリニアモータ方式では微小送りが困難であり、
圧電アクチュエータ方式では高速駆動が困難であった。
圧電アクチュエータ方式では高速駆動が困難であった。
このように、高速駆動と微小送りを同時に、かつ容易
に行えるような駆動装置は開発されていなかった。
に行えるような駆動装置は開発されていなかった。
上記に鑑みて本発明は、静圧流体軸受において、一端
を軸受で支持した駆動シャフトの他端を摺動体に結合す
ると共に、該駆動シャフトの軸方向に対して傾いた回転
軸を有する回転ローラを前記駆動シャフトの外周面に接
するように配置し、この回転ローラを回転させることに
よって駆動シャフトを往復動させ、摺動体を駆動させる
ようにしたものであり、前記駆動シャフトに対する回転
ローラの角度を変化させることによって高速駆動から微
小送りまで、送り量や送り速度を連続的に調整できるよ
うにしたものである。
を軸受で支持した駆動シャフトの他端を摺動体に結合す
ると共に、該駆動シャフトの軸方向に対して傾いた回転
軸を有する回転ローラを前記駆動シャフトの外周面に接
するように配置し、この回転ローラを回転させることに
よって駆動シャフトを往復動させ、摺動体を駆動させる
ようにしたものであり、前記駆動シャフトに対する回転
ローラの角度を変化させることによって高速駆動から微
小送りまで、送り量や送り速度を連続的に調整できるよ
うにしたものである。
以下本発明実施例を図によって説明する。
第１図に斜視図を、第２図に平面図を示すように、本
発明実施例に係る静圧流体軸受はガイド軸１を挿通した
摺動体２と、この摺動体２を移動させるための駆動シャ
フト４と、駆動シャフト４を駆動させる駆動部６から構
成されている。
発明実施例に係る静圧流体軸受はガイド軸１を挿通した
摺動体２と、この摺動体２を移動させるための駆動シャ
フト４と、駆動シャフト４を駆動させる駆動部６から構
成されている。
前記ガイド軸１はアルミナ等のセラミックスからなる
角軸であり、摺動体２も同じくアルミナ等のセラミック
スからなるもので、この摺動体２は空気等の静圧流体を
噴出させることによってガイド軸１上に浮上し、往復動
可能となっている。
角軸であり、摺動体２も同じくアルミナ等のセラミック
スからなるもので、この摺動体２は空気等の静圧流体を
噴出させることによってガイド軸１上に浮上し、往復動
可能となっている。
また、駆動シャフト４と摺動体２との結合は、駆動シ
ャフト４の端部に形成したフランジ4aを摺動体２に固着
したカップリング部３で挟持するようになっており、か
つ該カップリング部３とフランジ4aの間には空気などの
流体を噴出させ、いわゆる静圧カップリングとなってい
る。更に、駆動シャフト４の他端側も静圧軸受５によっ
て保持してあり、駆動部６より発生する振動などが摺動
体２に伝わりにくい構造となっている。
ャフト４の端部に形成したフランジ4aを摺動体２に固着
したカップリング部３で挟持するようになっており、か
つ該カップリング部３とフランジ4aの間には空気などの
流体を噴出させ、いわゆる静圧カップリングとなってい
る。更に、駆動シャフト４の他端側も静圧軸受５によっ
て保持してあり、駆動部６より発生する振動などが摺動
体２に伝わりにくい構造となっている。
前記駆動部６では、駆動シャフト４の外周に接するよ
うに回転ローラ７が配置され、該回転ローラ７はカップ
リング８によってモータ９と結合し、回転可能となって
いる。また、これらの回転ローラ７、モータ９はいずれ
も支持体10によって保持されているが、この支持体10自
体がカップリング11によってモータ12、減速機13と結合
されており、微小に回転可能となっている。即ち第３図
にモータ12側から見た回転ローラ７と駆動シャフト４と
の位置関係を示すように、前記モータ12回転させること
によって、回転ローラ７を矢印方向に動かすことがで
き、駆動シャフト４の軸方向に対して回転ローラ７の回
転軸が角度αだけ傾いた状態とすることができるように
なっている。
うに回転ローラ７が配置され、該回転ローラ７はカップ
リング８によってモータ９と結合し、回転可能となって
いる。また、これらの回転ローラ７、モータ９はいずれ
も支持体10によって保持されているが、この支持体10自
体がカップリング11によってモータ12、減速機13と結合
されており、微小に回転可能となっている。即ち第３図
にモータ12側から見た回転ローラ７と駆動シャフト４と
の位置関係を示すように、前記モータ12回転させること
によって、回転ローラ７を矢印方向に動かすことがで
き、駆動シャフト４の軸方向に対して回転ローラ７の回
転軸が角度αだけ傾いた状態とすることができるように
なっている。
次にこの静圧流体軸受の作動を説明する。
まず、上記のようにモータ12を回転させて、回転ロー
ラ７が駆動シャフト４に対して、ある傾き角度αとなる
ようにする。この状態のままで、モータ９を回転させ
て、回転ローラ７を回転させれば、駆動シャフト４も回
転するが、同時に回転ローラ７が角度αで傾いているこ
とにより、駆動シャフト４は軸方向にも移動することに
なる。この駆動シャフト４の軸方向の移動がカップリン
グ部３によって摺動体２に伝わり、摺動体２をガイド軸
１上で往復動させることができる。
ラ７が駆動シャフト４に対して、ある傾き角度αとなる
ようにする。この状態のままで、モータ９を回転させ
て、回転ローラ７を回転させれば、駆動シャフト４も回
転するが、同時に回転ローラ７が角度αで傾いているこ
とにより、駆動シャフト４は軸方向にも移動することに
なる。この駆動シャフト４の軸方向の移動がカップリン
グ部３によって摺動体２に伝わり、摺動体２をガイド軸
１上で往復動させることができる。
上記駆動構造において、回転ローラ７を１回転させた
ときの、駆動シャフト４の軸方向への移動量ｘは下記の
ように表わせる。
ときの、駆動シャフト４の軸方向への移動量ｘは下記の
ように表わせる。
ｘ＝２πｒ・sinα r:回転ローラ７の半径 α：傾き角度 従って、駆動シャフト４に対する回転ローラ７の傾き
角度αを大きくすると駆動シャフト４の移動量ｘが大き
くなって高速駆動することができ、逆に傾き角度αを小
さくすると微小送りをすることができるのである。この
ような機構を利用すれば、例えば最初は前記傾き角度α
を大きく設定しておいて摺動体２を高速駆動させ、目的
位置近傍で、モータ12によって傾き角度αを小さくして
摺動体２を微小送りし精密位置決めを行うことが、容易
にできるようになる。
角度αを大きくすると駆動シャフト４の移動量ｘが大き
くなって高速駆動することができ、逆に傾き角度αを小
さくすると微小送りをすることができるのである。この
ような機構を利用すれば、例えば最初は前記傾き角度α
を大きく設定しておいて摺動体２を高速駆動させ、目的
位置近傍で、モータ12によって傾き角度αを小さくして
摺動体２を微小送りし精密位置決めを行うことが、容易
にできるようになる。
また、上記の如き本発明の静圧流体軸受においては、
駆動シャフト４と回転ローラ７は互いに外周面が接触し
て駆動を伝えるようになっているため、耐摩耗性の点か
ら、駆動シャフト４と回転ローラ７の少なくとも一方の
接触面はセラミックスにより形成し、且つ両方の接触面
は中心線平均粗さ（Ra）0.2μｍ以下の鏡面で、エッジ
のない滑らかな形状としたものが優れていた。特に、駆
動シャフト４と回転ローラ７をいずれも窒化珪素質セラ
ミックスにより形成したものが最も優れた結果を示し
た。
駆動シャフト４と回転ローラ７は互いに外周面が接触し
て駆動を伝えるようになっているため、耐摩耗性の点か
ら、駆動シャフト４と回転ローラ７の少なくとも一方の
接触面はセラミックスにより形成し、且つ両方の接触面
は中心線平均粗さ（Ra）0.2μｍ以下の鏡面で、エッジ
のない滑らかな形状としたものが優れていた。特に、駆
動シャフト４と回転ローラ７をいずれも窒化珪素質セラ
ミックスにより形成したものが最も優れた結果を示し
た。
更に、上記実施例では駆動シャフト４に対する回転ロ
ーラ７の傾き角度αを調整する手段としてモータ12を用
いたが、他の手段であっても良く、特に速度調整の必要
がない用途であれば前記傾き角度αを一定として固定し
たものでもよい。
ーラ７の傾き角度αを調整する手段としてモータ12を用
いたが、他の手段であっても良く、特に速度調整の必要
がない用途であれば前記傾き角度αを一定として固定し
たものでもよい。
また、上記実施例では駆動シャフト４を移動させるた
めの回転ローラ７を１個だけ配置したものを示したが、
複数の回転ローラ７をそれぞれ駆動シャフト４に接する
位置に配置すれば、高負荷の駆動を行うことができる。
さらに、本発明の駆動構造は、静圧流体軸受に限らず、
一般のスライドテーブルにも適用することが可能であ
る。
めの回転ローラ７を１個だけ配置したものを示したが、
複数の回転ローラ７をそれぞれ駆動シャフト４に接する
位置に配置すれば、高負荷の駆動を行うことができる。
さらに、本発明の駆動構造は、静圧流体軸受に限らず、
一般のスライドテーブルにも適用することが可能であ
る。
ここで、実際に第１図、第２図に示す構造の静圧流体
軸受を試作し、駆動テストを行った。
軸受を試作し、駆動テストを行った。
駆動シャフト４は窒化珪素質セラミックスにより形成
し、直径20mm、外周面の表面粗さ（Ra）0.2μｍとし、
回転ローラ７も窒化珪素質セラミックスにより形成し、
直径40mm、外周面の表面粗さ（Ra）0.2μｍとした。ま
た回転ローラ７を駆動するためのモータ９は1/1000回転
のステップで制御することができ、傾き角度αを変化さ
せるためのモータ12は減速機13を備えていることから、
更に微小な回転制御が可能で傾き角度αを１分（角度）
のステップで制御できた。
し、直径20mm、外周面の表面粗さ（Ra）0.2μｍとし、
回転ローラ７も窒化珪素質セラミックスにより形成し、
直径40mm、外周面の表面粗さ（Ra）0.2μｍとした。ま
た回転ローラ７を駆動するためのモータ９は1/1000回転
のステップで制御することができ、傾き角度αを変化さ
せるためのモータ12は減速機13を備えていることから、
更に微小な回転制御が可能で傾き角度αを１分（角度）
のステップで制御できた。
この静圧流体軸受における微小送りは、傾き角度αを
１分（角度）とし、モータ９を1/1000回転のステップで
動かせば、摺動体２の最少移動量を0.03〜0.04μｍとす
ることができる。また、高速駆動の場合は、傾き角度α
を90゜とし、モータ９の回転数を２回転／秒とすれば摺
動体２の移動速度を250mm/sとすることが可能であっ
た。
１分（角度）とし、モータ９を1/1000回転のステップで
動かせば、摺動体２の最少移動量を0.03〜0.04μｍとす
ることができる。また、高速駆動の場合は、傾き角度α
を90゜とし、モータ９の回転数を２回転／秒とすれば摺
動体２の移動速度を250mm/sとすることが可能であっ
た。
叙上のように本発明によれば、静圧流体軸受におい
て、一端を軸受で支持した駆動シャフトの他端を摺動体
に結合すると共に、該駆動シャフトの軸方向に対して傾
いた回転軸を有する回転ローラを前記駆動シャフトの外
周面に接するように配置したことによって、前記駆動シ
ャフトに対する回転ローラの傾き角度を変化させれば容
易に高速駆動から微小送りまで、送り量、送り速度を連
続的に調整することができ、特に非常に微小なステップ
の送りが可能となる。また、前記駆動シャフトを静圧軸
受、静圧カップリングで保持すれば、振動等を摺動体に
伝えにくく、より精密な位置決めが可能となるほど、高
性能の静圧流体軸受を提供できる。
て、一端を軸受で支持した駆動シャフトの他端を摺動体
に結合すると共に、該駆動シャフトの軸方向に対して傾
いた回転軸を有する回転ローラを前記駆動シャフトの外
周面に接するように配置したことによって、前記駆動シ
ャフトに対する回転ローラの傾き角度を変化させれば容
易に高速駆動から微小送りまで、送り量、送り速度を連
続的に調整することができ、特に非常に微小なステップ
の送りが可能となる。また、前記駆動シャフトを静圧軸
受、静圧カップリングで保持すれば、振動等を摺動体に
伝えにくく、より精密な位置決めが可能となるほど、高
性能の静圧流体軸受を提供できる。
第１図は本発明実施例に係る静圧流体軸受を示す斜視
図、第２図は同じく平面図である。 第３図は本発明の静圧流体軸受における駆動シャフトと
回転ローラの位置関係を示す図である。 第４図は従来の静圧流体軸受の駆動構造を示す側面図で
ある。 1:ガイド軸、2:摺動体 4:駆動シャフト、6:駆動部 7:回転ローラ、９、12:モータ 10:支持体
図、第２図は同じく平面図である。 第３図は本発明の静圧流体軸受における駆動シャフトと
回転ローラの位置関係を示す図である。 第４図は従来の静圧流体軸受の駆動構造を示す側面図で
ある。 1:ガイド軸、2:摺動体 4:駆動シャフト、6:駆動部 7:回転ローラ、９、12:モータ 10:支持体
Claims (2)
- 【請求項１】ガイド軸を挿通した摺動体を静圧流体によ
って浮上させ往復働を可能とした静圧流体軸受におい
て、一端を軸受で支持した駆動シャフトの他端を前記摺
動体に結合すると共に、該駆動シャフトの軸方向に対し
て傾いた回転軸を有する回転ローラを前記駆動シャフト
の外周面に接するように配置し、この回転ローラを回転
させることによって前記駆動シャフトを回転しながら軸
方向に移動させて前記摺動体を往復動させるようにした
ことを特徴とする静圧流体軸受。 - 【請求項２】前記駆動シャフトの軸方向に対する回転ロ
ーラの回転軸の角度を変化させる手段を備えたことを特
徴とする請求項第１項記載の静圧流体軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4747689A JP2759276B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 静圧流体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4747689A JP2759276B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 静圧流体軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02225854A JPH02225854A (ja) | 1990-09-07 |
| JP2759276B2 true JP2759276B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=12776192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4747689A Expired - Fee Related JP2759276B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 静圧流体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2759276B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200474205Y1 (ko) * | 2010-09-08 | 2014-08-28 | 대우조선해양 주식회사 | Ｈ형 탈선 방지용 가이드 롤러 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2525699B2 (ja) * | 1991-08-06 | 1996-08-21 | 株式会社椿本チエイン | 摩擦駆動ロ―ラ式直線作動機 |
| JP2677336B2 (ja) * | 1994-08-25 | 1997-11-17 | ヒーハイスト精工株式会社 | 直線送り機構 |
| CN102501226B (zh) * | 2011-10-31 | 2014-02-19 | 西安理工大学 | 一种宏微驱动变形导轨精密回转装置 |
| JP2022013955A (ja) * | 2018-10-26 | 2022-01-19 | イースロジック株式会社 | 動力伝達装置および動力伝達方法 |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP4747689A patent/JP2759276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200474205Y1 (ko) * | 2010-09-08 | 2014-08-28 | 대우조선해양 주식회사 | Ｈ형 탈선 방지용 가이드 롤러 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02225854A (ja) | 1990-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |