JP3659308B2

JP3659308B2 - Hydrostatic fluid bearing

Info

Publication number: JP3659308B2
Application number: JP17898199A
Authority: JP
Inventors: 健一岩崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: JP2001012469A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの部材間に圧縮流体を噴出して静圧流体層を形成するとともに、２つの部材間に供給された圧縮流体を回収し、外部へ漏洩させることなく駆動させることが可能な回転運動や直線運動に用いる静圧流体軸受に関するものであり、特に真空中、その中でも１×１０^-5Ｔｏｒｒ以上の超高真空中でも使用可能な真空対応型の静圧流体軸受として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、滑らかな回転運動や直線運動をさせる手段として静圧流体軸受が用いられている。静圧流体軸受は、固定部材と可動部材との微少隙間に圧縮流体を噴出して静圧流体層を形成することにより、可動部材を固定部材上に静圧支持するようになっており、２つの部材同士が直接接触しないことから摩擦抵抗が極めて小さく、可動部材を滑らかに回転運動や直線運動させることができるようになっている。
【０００３】
ところで、可動部材を固定部材上に静圧支持するには、２つの部材間に供給された圧縮流体を外部へ漏洩させる必要があるが、真空雰囲気下ではそのまま使用することができず、本件出願人は例えば図９（ａ）（ｂ）に示すような静圧流体軸受を先に提案している（特公平８−１２１５号公報参照）。
【０００４】
この静圧流体軸受は、両端が支持板２３，２４により固定された柱状体であって、その外壁を第１ガイド面２２とする第１部材２１と、該第１部材２１を囲繞する筒状体であって、その内壁を第２ガイド面３２とする第２部材３１とから成り、第２ガイド面３２には、ポケット３３と該ポケット３３と連通し、第１ガイド面２２に向けて空気等の圧縮流体を噴出する給気孔３４を有し、該給気孔３４から圧縮気体を噴出させ、ポケット３３によって拡散させることで、第１ガイド面２２との微少な隙間Ｓに静圧流体層を形成し、第２部材３１を第１部材２１上に静圧支持するようになっていた。また、第２部材３１と各支持板２３，２４との間には、第１部材２１の外周を覆うように収縮性を持った、例えばネオプレンゴム等の如き外囲体２５，２６を気密に取着してあり、第１部材２１と第２部材３１との隙間Ｓより漏洩する流体を各支持板２３，２４に穿孔した排気孔２３ａ，２４ａより真空雰囲気外へ放出することで真空環境を維持するようになっていた。
【０００５】
そして、第２部材３１を移動させるには、第１部材２１と平行に設置されたネジ軸４２に螺合するナット４３を第２部材３１と連結させ、モータ４４によってネジ軸４２を回転させてナット４３を軸方向に移動させることで、第２部材３１を第１部材２１に沿って移動させるようになっていた。
【０００６】
なお、第２部材３１を移動させる手段としては、ボールネジ４１を介してのモータ４４駆動以外に、ベルトを介してのモータ駆動や第２部材３１をエアシリンダやリニアモータによって直接駆動させることも行われていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図９（ａ）（ｂ）に示す静圧流体軸受を真空雰囲気下で使用できるのは、真空度が１０^-3Ｔｏｒｒ程度までであり、これ以上の真空環境では、外囲体２５，２６の内部圧力と外部圧力との圧力差が大きくなりすぎて外囲体２５，２６が急激に膨張し、延いては破損に至るため、１×１０^-3Ｔｏｒｒを越える真空環境下では用いることができなかった。
【０００８】
また、１×１０^-3Ｔｏｒｒ以下の真空環境下であっても、第２部材３１の移動に伴って収縮する外囲体２５，２６の動きが抵抗となって第２部材３１の移動が阻害されるため、第２部材３１の持つ滑らかな運動性能が損なわれるといった課題もあった。
【０００９】
そこで、第２部材３１の滑らかな運動性能を阻害する外囲体２５，２６を用いることなく、真空環境下で使用可能な静圧流体軸受として、図１０（ａ）（ｂ）に示すものが提案されている（特開昭６３−１９２８６４号公報参照）。
【００１０】
この静圧流体軸受は、円柱状体であって、その外壁を第１ガイド面５２とする第１部材５１と、該第１部材５１を囲繞する円筒体であって、その内壁を第２ガイド面６２とする第２部材６１とから成り、第２ガイド面６２には、その中央で周方向に沿って形成されたポケット６３と、該ポケット６３に連通し、第１ガイド面５２へ向けて圧縮流体を噴出する給気孔６４と、前記ポケット６３を挟んで両側に周方向に沿ってそれぞれ形成された三重の排気溝６５，６６，６７と、各排気溝６５，６６，６７とそれぞれ連通し、第１ガイド面５２と第２ガイド面６２との微少な隙間Ｒより漏洩する気体を強制的に排気する吸引孔６８，６９，７０を備えたものがあった。そして、各排気溝６５，６６，６７の内壁は、第２ガイド面６２に対してそれぞれ垂直に形成されていた。
【００１１】
なお、各吸引孔６８，６９，７０は、ホース７１，７２，７３を介して不図示の吸引ポンプにより真空吸引されるようになっており、また、給気孔６４は、ホース７４を介して不図示の圧縮ポンプから圧縮流体が供給されるようになっていた。
【００１２】
そして、この静圧流体軸受を作動させるには、第２部材６１の給気孔６４より圧縮気体を噴出させ、ポケット６３で拡散させることにより、第１ガイド面５２との微少な隙間Ｒに静圧流体層を形成し、第２部材６１を第１部材５１上に静圧支持するとともに、第１ガイド面５２と第２ガイド面６２との微少な隙間Ｒより漏洩する流体を第１の排気溝６５、第２の排気溝６６、第３の排気溝６７によって順次強制的に排気することで、外部（真空中）へ流体が漏洩することを防ぎ、真空環境を維持するようになっていた。
【００１３】
ところが、図１０（ａ）（ｂ）に示す静圧流体軸受でも真空度を低下させることなく作動させることができるのは、せいぜい１０^-4Ｔｏｒｒ台〜１０^-5Ｔｏｒｒ台までであり、近年、半導体製造工程等で要求されている１×１０^-5Ｔｏｒｒを越える１０^-6Ｔｏｒｒ台、あるいはそれ以上の超高真空環境下では使用することができなかった。
【００１４】
また、図１０（ａ）（ｂ）に示す静圧流体軸受は、その軸受剛性を維持するために必要な静圧領域を確保したうえで、第１ガイド面５２と第２ガイド面６２の微少な隙間Ｒから気体が漏洩することを防ぎ、作動可能な前記真空環境を維持するためには、第２ガイド面６２の両端に少なくとも低真空用、中真空用、高真空用の３つの排気溝６５，６６，６７を必要とし、軸受剛性を維持したまま第２部材６１を小型化することが難しく、また、排気溝６５，６６，６７の数に合わせて３つの吸引ポンプ７１，７２，７３が必要となることから、部品点数が多く構造が複雑となり、さらには各吸引ポンプ７１，７２，７３と接続するホース７４，７５，７６の数が多くなるため、第２部材６１が第１部材５１上を直線運動するような場合、移動に伴うホース７４，７５，７６の屈曲が抵抗となって第２部材６１の滑らかな直線運動が阻害される恐れもあった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は前記課題に鑑み、排気溝を減らし、二重の排気溝でも１×１０^-5Ｔｏｒｒ以上の超高真空環境下で作動させることが可能な静圧流体軸受について鋭意研究を重ねたところ、少なくとも給気孔に近い排気溝の内壁を、開口部から外側へ広がるように、ある角度をもって傾斜させることにより、排気溝からの排気効率を格段に向上させることができ、もって二重の排気溝でも１×１０^-5Ｔｏｒｒ以上の超高真空環境下でも十分に作動し得ることを見出し、本発明に至った。
【００１６】
即ち、本発明の静圧流体軸受は、第１ガイド面を有する第１部材と、前記第１ガイド面に対し隙間を設けて対向する第２ガイド面を有する第２部材とから成り、前記第１ガイド面又は第２ガイド面には、前記隙間に圧縮流体を噴出して静圧流体層を形成する給気孔と、該給気孔の周囲に刻設され、前記圧縮流体を回収する二重の排気溝を備えるとともに、少なくとも内側に位置する排気溝の内壁を、前記第１ガイド面又は第２ガイド面に対して４０度〜６５度の範囲で外側に傾斜させたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の静圧流体軸受の一例を示す斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ線における主要部のみを示す断面図、図３は図１の第２部材のみを示す一部を破断した斜視図である。
【００１９】
この静圧流体軸受は、両端が支持板１３，１４により固定された柱状体であって、その外壁を第１ガイド面２とする第１部材１と、該第１部材１を囲繞する筒状体であって、その内壁を第２ガイド面４とする第２部材３とから成り、第２ガイド面４には、ポケット５と該ポケット５と連通し、第１ガイド面２に向けて空気などの圧縮流体を噴出する給気孔６を有し、該給気孔６から圧縮流体を噴出させ、ポケット５によって拡散させることで、第１ガイド面２との微少な隙間Ｔに静圧流体層を形成し、第２部材３を第１部材１上に静圧支持するようになっている。
【００２０】
また、第２ガイド面４には、前記ポケット５（あるいは給気孔６）の周囲に刻設され、第１ガイド面２との隙間Ｔに噴出された圧縮流体を回収する二重の排気溝７，８を備え、内側に位置する排気孔７、即ち給気孔６に近い排気溝７の内壁を、第２ガイド面４に対して４０度〜６５度の角度αで開口部から外側へ広がるように傾斜させるとともに、外側に位置する排気孔８、即ち給気孔６より遠い排気溝８の内壁を、第２ガイド面４に対して垂直に形成してある。
【００２１】
なお、第２部材３の内部には、各第２ガイド面４に形成された給気孔６と連通する給気通路２１、及び各第２ガイド面４に形成された排気溝７，８と連通する吸引通路２２，２３を設けてあり、給気通路２１はホース２４を介して圧縮ポンプ１０と、各吸引通路２２，２３はホース２５，２６を介して吸引ポンプ１１，１２とそれぞれ接続してある。
【００２２】
また、この静圧流体軸受には、第１部材１と平行にボールネジ１６のネジ軸１７を設置してあり、該ネジ軸１７に螺合するナット１８を連結部材１９を介して第２部材３と連結するとともに、ネジ軸１７の一端にはモータ２０を連結してある。
【００２３】
なお、図１では第２部材３を移動させる手段として、ボールネジ１６を介したモータ２０による駆動手段を示したが、ベルトを介してのモータ駆動や第２部材３をエアシリンダやリニアモータによって直接駆動させるようにしても良い。
【００２４】
そして、この静圧流体軸受を用いて第２部材３を移動させるには、まず、給気孔６より空気などの圧縮流体を第１ガイド面２に向けて噴出する。この時、ポケット５によって圧縮流体は拡散され、第１ガイド面２との隙間Ｔに静圧流体層を形成して第２部材３を第１部材１上に静圧支持する。そして、モータ２０によってネジ軸１７を回転させながらナット１８を軸方向に移動させることにより、第２部材３は第１部材１と非接触であることから、この間での摺動抵抗は皆無であり、第２部材３を第１部材１に沿って滑らかに移動させることができる。
【００２５】
また、第１ガイド面２と第２ガイド面４との隙間Ｔに供給された圧縮流体は、給気孔６の周囲に形成された二重の排気溝７，８より吸引ポンプ１４，１５によって回収し、第１ガイド面２と第２ガイド面４との隙間Ｔより流体が漏れることを防止するのであるが、本発明によれば、少なくとも内側に位置する排気溝７の内壁を、第２ガイド面４に対して４０度〜６５度の角度αで傾斜させてあるから、排気溝７により大部分の流体を回収し、残存する流体を外側の排気溝８によって回収することにより、第１ガイド面２と第２ガイド面４との隙間Ｔより漏洩する流体量を極めて少なくすることができるため、１×１０^-5Ｔｏｒｒを越える超高真空環境下でもその真空度を低下させることなく作動させることができる。
【００２６】
しかも、第１ガイド面２と第２ガイド面４との隙間Ｔに噴出された流体の回収は、二重の排気溝７，８によって達成することがきるため、三重の排気溝を有する従来の静圧流体軸受と比較して、第２部材３を小型化することができるとともに、第２部材３の重量を小さくできるため、第２部材３を静圧支持するために給気孔６より噴出させる圧縮流体量を少なくでき、経済的である。
【００２７】
その上、二重の排気溝７，８としたことにより、吸引ポンプ１１，１２も２つで済むため、構造を簡略化できるとともに、各排気溝７，８と連通する吸引通路２２，２３と吸引ポンプ１１，１２とをそれぞれ接続するホース２５，２６の数を２本にできるため、第２部材３の移動に伴うホース２５，２６の屈曲による抵抗を低減することができ、滑らかな第２部材３の移動が阻害されるのを抑制することができる。
【００２８】
ところで、このような効果を奏するためには、前述したように、二重の排気溝７，８のうち、少なくとも内側に位置する排気孔７の内壁を、第２ガイド面４に対して４０〜６５度の角度αで開口部から外側へ広がるように傾斜させることが重要である。
【００２９】
即ち、第１ガイド面２と第２ガイド面４との隙間Ｔに噴出された圧縮流体を効率良く回収するためには、排気溝７の内壁をできるだけ傾斜させた方が良いのであるが、第２ガイド面４に対する角度αが４０度未満では、これ以上傾斜させても流体の回収効率を高めることができず、しかも、三重の排気溝を有する従来の静圧流体軸受と比較して第２部材３を小型化することができないからであり、逆に、第２ガイド面４に対する角度αが６５度を越えると、流体の回収効率が悪く、二重の排気溝７，８では隙間Ｔから漏洩する流体量が多くなりすぎるために、１×１０^-5Ｔｏｒｒを越える超高真空環境下ではその真空度を低下させることなく動作させることができないからである。なお、好ましくは第２ガイド面４に対して４０〜４５度の角度αで開口部から外側へ広がるように傾斜させることが良い。
【００３０】
また、排気溝７，８による流体の回収効率を高めるためには、内側に位置する排気溝７の溝幅Ｌを、外側に位置する排気溝８の溝幅Ｎの２倍以上とするとともに、排気溝７と排気溝８との間隔Ｍを、外側に位置する排気溝８の溝幅Ｎと同等あるいはそれ以上長くすることが好ましい。これは、内側に位置する排気溝７の溝幅Ｌが、外側に位置する排気溝８の溝幅Ｎの２倍未満では、溝幅Ｌが狭いために排気溝７にて回収できる流体量をそれほど多くすることができないからであり、また、排気溝７と排気溝８との間隔Ｍが、外側に位置する排気溝８の溝幅Ｎ未満であると、両者間の間隔Ｍが短すぎるため、この間を通過する流体の流量が大きく、排気溝８に流れ込む流体量が増大し、二重の排気溝７，８による流体の回収効率が低下するからである。
【００３１】
なお、図２では、給気孔６に近い排気溝７の内壁のみを傾斜させた例を示したが、外側の排気溝８の内壁も排気溝７と同様の条件で傾斜させても良く、より効率的に流体を回収することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、第１部材１が第２部材３によって囲繞され、第２部材３が第１部材１上に静圧支持された状態で直線運動する構造の静圧流体軸受について示したが、必ずしも第１部材１が第２部材３によって囲繞されている必要性はなく、平板状の第１部材と平板状の第２部材との隙間に圧縮流体を噴出して静圧支持するようにした静圧流体軸受についても本発明を適用できることは言うまでもない。
【００３３】
さらに、本発明は直線運動する静圧流体軸受だけに限定されるものではなく、第１部材が第２部材によって囲繞され、第１部材が第２部材内で回転運動する構造の静圧流体軸受にも適用することができ、同様の効果を奏することができることは言うまでもない。
【００３４】
【実施例】
（実施例１）
ここで、本発明の静圧流体軸受と従来の静圧流体軸受による流体の回収効率を確認するため、本発明として、図４（ａ）に示すように、平板４０と対設したガイド面４２に二重の排気溝４４，４５を備えた部材４１を５μｍの間隔を設けて設置したものと、従来として、図４（ｂ）に示すように、平板４０と対設したガイド面４７に三重の排気溝４９，５０，５１を有する部材４６を５μｍの間隔を設けて設置したものとをそれぞれ用意し、図５に示す実験装置の真空容器５２内で、平板４０と各部材４１，４６との隙間に圧縮空気を噴出させた時の図４（ａ）に示す二重の排気溝４４，４５と図４（ｂ）に示す三重の排気溝４９，５０，５１による空気の回収効率を、真空容器５２内における真空度の低下具合を調べることにより確認した。
【００３５】
なお、図４（ａ）（ｂ）において、４３，４８は平板４０に対して圧縮空気を噴出する各部材４１，４６に設けた給気孔である。また、図５は図４（ａ）の平板４０と部材４１を真空容器５２内に設置した状態を示したもので、平板４０と部材４１との隙間のうち３辺は封止部材５３，５４，８５にて閉じ、残る一辺のみを開放してある。ただし、５６は真空容器５２内を真空にするための排気ポンプ、５７は真空容器５２内の圧力変動を測定するための真空ゲージ、５８は部材４１の給気孔４３へ圧縮空気を供給するためのホース、５９，６０は各部材４１の排気溝４４，４５より回収した空気を不図示の吸引ポンプへ送るためのホースである。
【００３６】
また、図４（ａ）では、給気孔４３に近い排気溝４４の溝幅を２０ｍｍ、外側の排気溝４５の溝幅を１０ｍｍ、排気溝４４，４５の間隔を１０ｍｍとし、かつ排気溝４４の内壁を、ガイド面４２に対して４５度の角度βで開口部から外側へ向けて傾斜させるとともに、排気溝４５の内壁を、ガイド面４２と垂直に形成し、図４（ｂ）では、給気孔４８に近い排気溝４９の溝幅を１０ｍｍ、次の排気溝５０の溝幅を１０ｍｍ、外側の排気溝５１の溝幅を１０ｍｍ、排気溝４９，５０，５１の間隔を１０ｍｍとし、かつ各排気溝４９，５０，５１の内壁をいずれもガイド面４７と垂直に形成した。
【００３７】
そして、この実験装置により空気の回収効率を確認するには、真空容器５２内の空気を排気ポンプ５６により排気して５×１０^-6Ｔｏｒｒの真空度としたあと、各部材４１（４６）の給気孔４３（４８）より平面４０に対して２リットル／ｍｉｎの圧縮空気を噴出させた状態で排気溝４４，４５（４９，５０，５１）により空気を回収し、その時の真空ゲージ５７の真空度を確認した。
【００３８】
この結果、図４（ｂ）は、排気溝４９，５０，８５の内壁がいずれもガイド面４７に対して垂直に形成されているために空気の回収効率が悪く、平板４０と部材４６と隙間からの空気の漏れ量が多いため、真空容器５２内の真空度は１０^-5Ｔｏｒｒ台まで低下した。
【００３９】
これに対し、図４（ａ）は、排気溝４４の内壁をガイド面４２に対して４５度の角度βで開口部から外側へ向けて傾斜させてあることから、二重の排気溝４４，４５であるものの、空気の回収性に優れ、平板４０と部材４１との隙間からの空気の漏れ量が極めて少ないために、真空容器５２内の真空度が１×１０^-5Ｔｏｒｒを下回ることがなく、超高真空下でも使用可能であった。
【００４０】
そこで、図４（ａ）の構造において、排気溝４４の内壁をガイド面４２に対して３０度、４５度、６５度、７５度の角度βで傾斜させる以外は同様の条件にて空気の回収効率について測定した。
【００４１】
結果は図６に示す通りである。
【００４２】
この結果、角度βが４５度を越えると真空容器５２内の真空度が徐々に低下し、６５度を越えると１×１０^-5Ｔｏｒｒを下回り、１０^-6Ｔｏｒｒ台を維持することができなくなった。ただし、角度βが４０度より小さいと、部材４１が大型化して好ましくなかった。
【００４３】
よって、二重の排気溝４４、４５のうち、給気孔４３に近い排気溝４４の内壁は、ガイド面４２に対して４０度〜６５度の角度βで開口部から外側へ広がるように傾斜させることにより、二重の排気溝４４，４５でも高い空気の回収効率が得られ、１×１０^-5Ｔｏｒｒ以上の真空度を維持できることが判る。
【００４４】
（実施例２）
次に、図４（ａ）の構造において、給気孔４３に近い排気溝４４の溝幅を異ならせた時の空気の回収効率について、実施例１と同様の条件にて測定を行った。なお、実験にあたり、排気溝４４の内壁の傾斜角度βは４５度、排気溝４４，４５間の間隔は１０ｍｍ、排気溝４５の溝幅は１０ｍｍとした。
【００４５】
結果は図７に示す通りである。
【００４６】
この結果、供気孔４３に近い排気溝４４の溝幅を、もう一方の排気溝４５の溝幅の２倍以上とすることにより、空気の回収効率を高め、真空容器５２内の真空度を１×１０^-5Ｔｏｒｒ以上とすることができた。
【００４７】
この結果、給気孔４３に近い排気溝４４の溝幅は、もう一方の排気溝４５の溝幅の２倍以上とすれば良いことが判る。
【００４８】
（実施例３）
さらに、図４（ａ）の構造において、排気溝４４，４５の間隔を異ならせた時の空気の回収効率について、実施例１と同様の条件にて測定を行った。
【００４９】
なお、実験にあたり、排気溝４４の内壁の傾斜角度βは４５度、排気溝４４の溝幅は２０ｍｍ、排気溝４５の溝幅は１０ｍｍとした。
【００５０】
結果は図８に示す通りである。
【００５１】
この結果、排気溝４４，４５の間隔は、外側の排気溝４５の溝幅と同等以上の長さとすることにより、真空容器５２内の真空度を１×１０^-5Ｔｏｒｒ以上とすることができた。
【００５２】
この結果、排気溝７４，４５の間隔は、外側の排気溝４５の溝幅と同等以上とすれば良いことが判る。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の静圧流体軸受によれば、第１ガイド面を有する第１部材と、前記第１ガイド面に対し隙間を設けて対向する第２ガイド面を有する第２部材とから成り、前記第１ガイド面又は第２ガイド面には、前記隙間に圧縮流体を噴出して静圧流体層を形成する給気孔と、該給気孔の周囲に刻設され、前記圧縮流体を回収する二重の排気溝を備えるとともに、少なくとも内側に位置する排気溝の内壁を、前記第１ガイド面又は第２ガイド面に対して４０度〜６５度の範囲で排気溝の開口部から外側に傾斜させたことにより、二重の排気溝でも第１ガイド面と第２ガイド面との隙間に噴出された流体の大部分を回収し、第１ガイド面と第２ガイド面との隙間より外部へ漏洩する流体量を極めて少なくすることができるため、１×１０^-5Ｔｏｒｒ以上という超高真空環境下でもその真空度を低下させることなく作動させることができる。
【００５４】
また、二重の排気溝によって流体の回収を行うことができるため、三重の排気溝を有する従来の静圧流体軸受と比較して、給気孔を有する部材を小型化することができるとともに、重量を小さくできるため、給気孔より噴出させる圧縮流体量を少なくでき、経済的である。
【００５５】
さらに、気体を回収するための吸引ポンプも２つで済むため構造を簡略化できるとともに、各排気溝と連通する吸引孔と吸引ポンプとをそれぞれ接続するホースの数も２本で済むため、排気溝を備えた部材が移動する場合、ホースの屈曲による抵抗を低減することができ、静圧流体軸受の滑らかな移動を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る静圧流体軸受の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線における主要部のみを示す断面図である。
【図３】図１における第２部材のみを示す一部を破断した斜視図である。
【図４】（ａ）は実験における二重の排気溝を備えた部材を示す断面図、（ｂ）は実験における三種の排気溝を備えた部材を示す断面図である。
【図５】実験装置を示す概略図である。
【図６】給気孔に近い排気溝の内壁の傾斜角度と真空容器内の真空度との関係を示すグラフである。
【図７】給気孔に近い排気溝の溝幅と真空容器内の真空度との関係を示すグラフである。
【図８】二重の排気溝の間隔と真空容器内の真空度との関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）は従来の静圧流体軸受の一例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【図１０】（ａ）は従来の静圧流体軸受の他の例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。
【符号の説明】
１：第１部材２：第１ガイド面３：第２部材４：第２ガイド面５：ポケット
６：給気孔７，８：排気溝１０：圧縮ポンプ１１，１２：吸引ポンプ
１３，１４：支持部材１６：ボールネジ１７：ネジ軸１８：ナット
１９：連結部材２０：モータ
Ｌ，Ｎ：排気溝の溝幅Ｔ：第１部材と第２部材との隙間
Ｍ：二重の排気溝間の間隔 α：ガイド面に垂直な平面に対する排気溝内壁の傾斜角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a compressed fluid is ejected between two members to form a static pressure fluid layer, and the compressed fluid supplied between the two members can be recovered and driven without leaking to the outside. The present invention relates to a hydrostatic fluid bearing used for rotational motion and linear motion, and is particularly suitable as a vacuum-compatible hydrostatic fluid bearing that can be used in a vacuum, especially in an ultrahigh vacuum of 1 × 10 ⁻⁵ Torr or more. is there.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, hydrostatic fluid bearings are used as means for smooth rotation and linear motion. The hydrostatic bearing is configured to statically support the movable member on the stationary member by ejecting a compressed fluid into a minute gap between the stationary member and the movable member to form a hydrostatic fluid layer. Since the two members are not in direct contact with each other, the frictional resistance is extremely small, and the movable member can be smoothly rotated or linearly moved.
[0003]
By the way, in order to statically support the movable member on the fixed member, it is necessary to leak the compressed fluid supplied between the two members to the outside, but it cannot be used as it is in a vacuum atmosphere. For example, a person has previously proposed a hydrostatic bearing as shown in FIGS. 9A and 9B (see Japanese Patent Publication No. 8-1215).
[0004]
The hydrostatic bearing is a columnar body having both ends fixed by support plates 23 and 24, a first member 21 having an outer wall as a first guide surface 22, and a cylindrical shape surrounding the first member 21. A second member 31 having an inner wall as a second guide surface 32, the pocket 33 and the pocket 33 communicating with the second guide surface 32, and air toward the first guide surface 22. And the like, and the compressed gas is ejected from the air supply holes 34 and diffused by the pockets 33 so that the hydrostatic fluid layer is formed in the minute gap S with the first guide surface 22. Thus, the second member 31 is supported on the first member 21 by static pressure. Further, between the second member 31 and each of the support plates 23 and 24, airtight enclosures 25 and 26 such as neoprene rubber having a contractibility so as to cover the outer periphery of the first member 21 are airtight. The vacuum environment is released by discharging the fluid leaking from the gap S between the first member 21 and the second member 31 to the outside of the vacuum atmosphere from the exhaust holes 23a, 24a drilled in the support plates 23, 24. It was supposed to be maintained.
[0005]
In order to move the second member 31, a nut 43 that is screwed into a screw shaft 42 installed in parallel with the first member 21 is connected to the second member 31, and the screw shaft 42 is rotated by a motor 44. The second member 31 is moved along the first member 21 by moving the nut 43 in the axial direction.
[0006]
As means for moving the second member 31, in addition to driving the motor 44 via the ball screw 41, motor driving via a belt and direct driving of the second member 31 by an air cylinder or linear motor are also performed. It was broken.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the hydrostatic bearing shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b) can be used in a vacuum atmosphere only when the degree of vacuum is up to about 10 ⁻³ Torr. Because the pressure difference between the internal pressure and the external pressure of 26 is too large and the envelopes 25 and 26 expand rapidly and eventually break, use in a vacuum environment exceeding 1 × 10 ⁻³ Torr. I could not.
[0008]
In addition, even in a vacuum environment of 1 × 10 ⁻³ Torr or less, the movement of the enclosures 25 and 26 that contract with the movement of the second member 31 becomes a resistance, and the movement of the second member 31 is obstructed. Therefore, there is a problem that the smooth motion performance of the second member 31 is impaired.
[0009]
Therefore, as a hydrostatic fluid bearing that can be used in a vacuum environment without using the enclosures 25 and 26 that hinder the smooth motion performance of the second member 31, the one shown in FIGS. It has been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 63-192864).
[0010]
The hydrostatic bearing is a cylindrical body, and includes a first member 51 having an outer wall as a first guide surface 52 and a cylindrical body surrounding the first member 51, and an inner wall of the first member 51 as a second guide. The second member 61 is a surface 62, and the second guide surface 62 has a pocket 63 formed in the center along the circumferential direction, and communicates with the pocket 63 toward the first guide surface 52. An air supply hole 64 for ejecting a compressed fluid, a triple exhaust groove 65, 66, 67 formed on both sides of the pocket 63 along the circumferential direction, and the exhaust grooves 65, 66, 67 communicate with each other. In some cases, there are suction holes 68, 69, 70 for forcibly exhausting the gas leaking from the minute gap R between the first guide surface 52 and the second guide surface 62. The inner walls of the exhaust grooves 65, 66, 67 are formed perpendicular to the second guide surface 62.
[0011]
Each suction hole 68, 69, 70 is vacuum-sucked by a suction pump (not shown) via hoses 71, 72, 73, and the air supply hole 64 is not connected via hose 74. The compressed fluid was supplied from the illustrated compression pump.
[0012]
In order to operate this hydrostatic fluid bearing, the compressed gas is ejected from the air supply hole 64 of the second member 61 and diffused in the pocket 63, so that the static pressure is applied to the minute gap R with the first guide surface 52. A fluid layer is formed, and the second member 61 is statically supported on the first member 51, and fluid leaking from a minute gap R between the first guide surface 52 and the second guide surface 62 is discharged to the first exhaust groove. 65, the second exhaust groove 66, and the third exhaust groove 67 are sequentially forcibly exhausted to prevent the fluid from leaking to the outside (in the vacuum) and maintain the vacuum environment.
[0013]
However, the hydrostatic bearings shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b) can be operated without lowering the degree of vacuum up to 10 ⁻⁴ Torr level to 10 ⁻⁵ Torr level. It could not be used in an ultra-high vacuum environment of 10 ⁻⁶ Torr exceeding 1 × 10 ⁻⁵ Torr required in the semiconductor manufacturing process or the like.
[0014]
The hydrostatic bearing shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b) has a very small area between the first guide surface 52 and the second guide surface 62 after securing a static pressure region necessary for maintaining the bearing rigidity. In order to prevent gas from leaking from the gap R and maintain the operable vacuum environment, at least three exhaust grooves for low vacuum, medium vacuum, and high vacuum at both ends of the second guide surface 62 65, 66, and 67 are required, and it is difficult to reduce the size of the second member 61 while maintaining the bearing rigidity, and three suction pumps 71, 72, and 73 are arranged in accordance with the number of exhaust grooves 65, 66, and 67. Since the number of parts is large and the structure is complicated, and the number of hoses 74, 75, and 76 connected to the suction pumps 71, 72, and 73 is increased, the second member 61 is the first member. When moving straight on 51, move Bending Urn hose 74, 75, 76 smooth linear motion of the second member 61 there is also a possibility which is inhibited by a resistor.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present inventor has intensively researched a hydrostatic bearing capable of operating in an ultra-high vacuum environment of 1 × 10 ⁻⁵ Torr or more even with a double exhaust groove by reducing the exhaust groove. As a result, it is possible to remarkably improve the exhaust efficiency from the exhaust groove by tilting the inner wall of the exhaust groove close to the air supply hole at an angle so as to spread outward from the opening. The present inventors have found that the exhaust groove can be sufficiently operated even in an ultrahigh vacuum environment of 1 × 10 ⁻⁵ Torr or more, and the present invention has been achieved.
[0016]
That is, the hydrostatic bearing of the present invention comprises a first member having a first guide surface and a second member having a second guide surface facing the first guide surface with a gap provided therebetween. The first guide surface or the second guide surface is provided with air supply holes for ejecting a compressed fluid into the gap to form a static pressure fluid layer, and a double hole that is engraved around the air supply holes and collects the compressed fluid. An exhaust groove is provided, and at least an inner wall of the exhaust groove located on the inner side is inclined outward in a range of 40 to 65 degrees with respect to the first guide surface or the second guide surface.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0018]
1 is a perspective view showing an example of a hydrostatic bearing of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing only a main part of FIG. 1 along line XX, and FIG. 3 is a part showing only a second member of FIG. It is the perspective view which fractured | ruptured.
[0019]
This hydrostatic bearing is a columnar body having both ends fixed by support plates 13, 14, a first member 1 whose outer wall is a first guide surface 2, and a cylindrical shape surrounding the first member 1. A second member 3 having an inner wall as a second guide surface 4. The second guide surface 4 communicates with the pocket 5 and the pocket 5, and air is directed toward the first guide surface 2. And the like, and a hydrostatic fluid layer is formed in the minute gap T with the first guide surface 2 by ejecting the compressed fluid from the air supply holes 6 and diffusing the compressed fluid through the pockets 5. The second member 3 is statically supported on the first member 1 by being formed.
[0020]
The second guide surface 4 is engraved around the pocket 5 (or the air supply hole 6) and has a double exhaust groove 7 for recovering the compressed fluid ejected into the gap T with the first guide surface 2. , 8 so that the inner wall of the exhaust hole 7 located inside, that is, the exhaust groove 7 near the air supply hole 6, extends outward from the opening at an angle α of 40 degrees to 65 degrees with respect to the second guide surface 4. The exhaust hole 8 located outside, that is, the inner wall of the exhaust groove 8 far from the air supply hole 6 is formed perpendicular to the second guide surface 4.
[0021]
In addition, in the inside of the 2nd member 3, it connects with the air supply passage 21 connected with the air supply hole 6 formed in each 2nd guide surface 4, and the exhaust grooves 7 and 8 formed in each 2nd guide surface 4. Suction passages 22 and 23 are provided, the air supply passage 21 is connected to the compression pump 10 via a hose 24, and the suction passages 22 and 23 are connected to the suction pumps 11 and 12 via hoses 25 and 26, respectively. is there.
[0022]
The hydrostatic bearing is provided with a screw shaft 17 of a ball screw 16 parallel to the first member 1, and a nut 18 screwed into the screw shaft 17 is connected to the second member 3 via a connecting member 19. The motor 20 is connected to one end of the screw shaft 17.
[0023]
In FIG. 1, as the means for moving the second member 3, the driving means by the motor 20 via the ball screw 16 is shown. However, the motor driving via the belt and the second member 3 directly by the air cylinder or linear motor are shown. You may make it drive.
[0024]
In order to move the second member 3 using this hydrostatic fluid bearing, first, a compressed fluid such as air is ejected from the air supply hole 6 toward the first guide surface 2. At this time, the compressed fluid is diffused by the pocket 5, and a static pressure fluid layer is formed in the gap T between the first guide surface 2 and the second member 3 is statically supported on the first member 1. The second member 3 is not in contact with the first member 1 by moving the nut 18 in the axial direction while rotating the screw shaft 17 by the motor 20, so that there is no sliding resistance during this period. The second member 3 can be smoothly moved along the first member 1.
[0025]
The compressed fluid supplied to the gap T between the first guide surface 2 and the second guide surface 4 is recovered by the suction pumps 14 and 15 from the double exhaust grooves 7 and 8 formed around the air supply holes 6. However, according to the present invention, at least the inner wall of the exhaust groove 7 located on the inner side of the second guide surface 2 is prevented from leaking through the gap T between the first guide surface 2 and the second guide surface 4. Since the surface 4 is inclined at an angle α of 40 to 65 degrees, the first guide is obtained by recovering most of the fluid by the exhaust groove 7 and recovering the remaining fluid by the outer exhaust groove 8. Since the amount of fluid leaking from the gap T between the surface 2 and the second guide surface 4 can be extremely reduced, it can be operated without reducing the degree of vacuum even in an ultrahigh vacuum environment exceeding 1 × 10 ⁻⁵ Torr. be able to.
[0026]
Moreover, since the recovery of the fluid ejected into the gap T between the first guide surface 2 and the second guide surface 4 can be achieved by the double exhaust grooves 7 and 8, a conventional exhaust gas having triple exhaust grooves is provided. Compared with a hydrostatic bearing, the second member 3 can be reduced in size and the weight of the second member 3 can be reduced, so that the second member 3 is ejected from the air supply holes 6 to support the static pressure. The amount of compressed fluid can be reduced, which is economical.
[0027]
In addition, since the double exhaust grooves 7 and 8 are used, only two suction pumps 11 and 12 are required, so that the structure can be simplified and the suction passages 22 and 23 communicating with the exhaust grooves 7 and 8 are provided. Since the number of hoses 25 and 26 for connecting the suction pumps 11 and 12 can be two, resistance due to bending of the hoses 25 and 26 accompanying the movement of the second member 3 can be reduced, and the second smooth It can suppress that the movement of the member 3 is inhibited.
[0028]
By the way, in order to exert such an effect, as described above, at least the inner wall of the exhaust hole 7 located on the inner side of the double exhaust grooves 7, 8 is 40 to the second guide surface 4. It is important to incline so as to spread outward from the opening at an angle α of 65 degrees.
[0029]
That is, in order to efficiently recover the compressed fluid ejected into the gap T between the first guide surface 2 and the second guide surface 4, it is better to incline the inner wall of the exhaust groove 7 as much as possible. If the angle α with respect to the two guide surfaces 4 is less than 40 degrees, the fluid recovery efficiency cannot be improved even if the angle α is further inclined, and the second is compared with the conventional hydrostatic fluid bearing having triple exhaust grooves. This is because the member 3 cannot be reduced in size, and conversely, if the angle α with respect to the second guide surface 4 exceeds 65 degrees, the fluid recovery efficiency is poor, and the double exhaust grooves 7 and 8 have a gap T. This is because the amount of fluid that leaks becomes too large and cannot be operated without lowering the degree of vacuum in an ultra-high vacuum environment exceeding 1 × 10 ⁻⁵ Torr. Preferably, the second guide surface 4 is inclined so as to spread outward from the opening at an angle α of 40 to 45 degrees.
[0030]
Further, in order to increase the fluid recovery efficiency by the exhaust grooves 7 and 8, the groove width L of the exhaust groove 7 located on the inner side is set to be twice or more the groove width N of the exhaust groove 8 located on the outer side, It is preferable that the interval M between the exhaust groove 7 and the exhaust groove 8 is equal to or longer than the groove width N of the exhaust groove 8 located outside. This is because if the groove width L of the exhaust groove 7 located on the inner side is less than twice the groove width N of the exhaust groove 8 located on the outer side, the groove width L is so narrow that the amount of fluid that can be collected in the exhaust groove 7 is reduced. This is because the distance M between the exhaust groove 7 and the exhaust groove 8 is less than the groove width N of the exhaust groove 8 located outside, because the distance M between the two is too short. This is because the flow rate of the fluid passing between them is large, the amount of fluid flowing into the exhaust groove 8 increases, and the fluid recovery efficiency by the double exhaust grooves 7 and 8 decreases.
[0031]
2 shows an example in which only the inner wall of the exhaust groove 7 near the air supply hole 6 is inclined, the inner wall of the outer exhaust groove 8 may be inclined under the same conditions as the exhaust groove 7. The fluid can be recovered efficiently.
[0032]
In the present embodiment, a hydrostatic bearing having a structure in which the first member 1 is surrounded by the second member 3 and linearly moves while the second member 3 is statically supported on the first member 1 is shown. However, the first member 1 does not necessarily need to be surrounded by the second member 3, so that the compressed fluid is ejected into the gap between the flat plate-like first member and the flat plate-like second member to support static pressure. Needless to say, the present invention can be applied to the hydrostatic fluid bearing.
[0033]
Furthermore, the present invention is not limited to a hydrostatic bearing that moves linearly, but a hydrostatic bearing having a structure in which a first member is surrounded by a second member and the first member rotates in the second member. It goes without saying that the same effect can be obtained.
[0034]
【Example】
(Example 1)
Here, in order to confirm the fluid recovery efficiency by the hydrostatic bearing of the present invention and the conventional hydrostatic fluid bearing, as shown in FIG. A member 41 having double exhaust grooves 44 and 45 is provided with a space of 5 μm, and conventionally, a guide surface 47 facing the flat plate 40 is triple-folded as shown in FIG. Members 46 having exhaust grooves 49, 50, 51 are provided at intervals of 5 μm, and the flat plate 40 and the members 41, 46 are arranged in the vacuum vessel 52 of the experimental apparatus shown in FIG. The recovery efficiency of air by the double exhaust grooves 44 and 45 shown in FIG. 4A and the triple exhaust grooves 49, 50 and 51 shown in FIG. This was confirmed by examining the degree of vacuum reduction in the vacuum vessel 52.
[0035]
In FIGS. 4A and 4B, reference numerals 43 and 48 denote air supply holes provided in the members 41 and 46 for ejecting compressed air to the flat plate 40, respectively. FIG. 5 shows a state in which the flat plate 40 and the member 41 of FIG. 4A are installed in the vacuum vessel 52, and three sides of the gap between the flat plate 40 and the member 41 are sealing members 53 and 54. , 85, and only the remaining side is open. However, 56 is an exhaust pump for evacuating the inside of the vacuum vessel 52, 57 is a vacuum gauge for measuring pressure fluctuations in the vacuum vessel 52, and 58 is for supplying compressed air to the air supply holes 43 of the member 41. The hoses 59 and 60 are hoses for sending air collected from the exhaust grooves 44 and 45 of each member 41 to a suction pump (not shown).
[0036]
In FIG. 4A, the groove width of the exhaust groove 44 close to the air supply hole 43 is 20 mm, the groove width of the outer exhaust groove 45 is 10 mm, the interval between the exhaust grooves 44 and 45 is 10 mm, and the exhaust groove 44 The inner wall is inclined outward from the opening at an angle β of 45 degrees with respect to the guide surface 42, and the inner wall of the exhaust groove 45 is formed perpendicular to the guide surface 42. In FIG. The groove width of the exhaust groove 49 close to the air holes 48 is 10 mm, the groove width of the next exhaust groove 50 is 10 mm, the groove width of the outer exhaust groove 51 is 10 mm, the interval between the exhaust grooves 49, 50, 51 is 10 mm, and The inner walls of the exhaust grooves 49, 50, 51 are all formed perpendicular to the guide surface 47.
[0037]
In order to confirm the air recovery efficiency using this experimental apparatus, the air in the vacuum vessel 52 is exhausted by the exhaust pump 56 to obtain a vacuum degree of 5 × 10 ⁻⁶ Torr, and then each member 41 (46) Air is collected by the exhaust grooves 44 and 45 (49, 50, 51) in a state where compressed air of 2 liters / min is ejected from the air supply hole 43 (48) to the flat surface 40, and the vacuum gauge 57 at that time is vacuumed. Confirmed the degree.
[0038]
As a result, FIG. 4B shows that the inner walls of the exhaust grooves 49, 50, 85 are all formed perpendicular to the guide surface 47, so the air recovery efficiency is poor, and the flat plate 40, the member 46, and the gap Because of the large amount of air leaking from the air, the degree of vacuum in the vacuum vessel 52 decreased to the 10 ⁻⁵ Torr level.
[0039]
On the other hand, in FIG. 4A, since the inner wall of the exhaust groove 44 is inclined outward from the opening at an angle β of 45 degrees with respect to the guide surface 42, the double exhaust groove 44, However, the degree of vacuum in the vacuum vessel 52 may be less than 1 × 10 ⁻⁵ Torr because the air recovery is excellent and the amount of air leakage from the gap between the flat plate 40 and the member 41 is extremely small. And could be used even under ultra-high vacuum.
[0040]
Therefore, in the structure shown in FIG. 4A, air is collected under the same conditions except that the inner wall of the exhaust groove 44 is inclined with respect to the guide surface 42 at an angle β of 30, 45, 65, and 75 degrees. The efficiency was measured.
[0041]
The results are as shown in FIG.
[0042]
As a result, when the angle β exceeds 45 degrees, the degree of vacuum in the vacuum vessel 52 gradually decreases, and when it exceeds 65 degrees, it is less than 1 × 10 ⁻⁵ Torr and cannot maintain the 10 ⁻⁶ Torr level. It was. However, when the angle β is smaller than 40 degrees, the member 41 is undesirably enlarged.
[0043]
Therefore, of the double exhaust grooves 44 and 45, the inner wall of the exhaust groove 44 close to the air supply hole 43 is inclined so as to spread outward from the opening at an angle β of 40 degrees to 65 degrees with respect to the guide surface 42. Thus, it can be seen that even in the double exhaust grooves 44 and 45, high air recovery efficiency can be obtained, and a vacuum degree of 1 × 10 ⁻⁵ Torr or more can be maintained.
[0044]
(Example 2)
Next, in the structure of FIG. 4A, the air recovery efficiency when the groove width of the exhaust groove 44 close to the air supply hole 43 was varied was measured under the same conditions as in Example 1. In the experiment, the inclination angle β of the inner wall of the exhaust groove 44 was 45 degrees, the distance between the exhaust grooves 44 and 45 was 10 mm, and the groove width of the exhaust groove 45 was 10 mm.
[0045]
The results are as shown in FIG.
[0046]
As a result, the groove width of the exhaust groove 44 close to the air supply hole 43 is set to be twice or more the groove width of the other exhaust groove 45, thereby improving the air recovery efficiency and reducing the degree of vacuum in the vacuum vessel 52 to 1 × 10 ⁻⁵ Torr or more could be achieved.
[0047]
As a result, it can be seen that the groove width of the exhaust groove 44 near the air supply hole 43 may be at least twice the groove width of the other exhaust groove 45.
[0048]
(Example 3)
Furthermore, in the structure of FIG. 4A, the air recovery efficiency when the intervals between the exhaust grooves 44 and 45 were varied was measured under the same conditions as in Example 1.
[0049]
In the experiment, the inclination angle β of the inner wall of the exhaust groove 44 was 45 degrees, the groove width of the exhaust groove 44 was 20 mm, and the groove width of the exhaust groove 45 was 10 mm.
[0050]
The results are as shown in FIG.
[0051]
As a result, by setting the interval between the exhaust grooves 44 and 45 to be equal to or greater than the width of the outer exhaust groove 45, the degree of vacuum in the vacuum vessel 52 can be set to 1 × 10 ⁻⁵ Torr or more. It was.
[0052]
As a result, it can be seen that the interval between the exhaust grooves 74 and 45 may be equal to or greater than the groove width of the outer exhaust groove 45.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the hydrostatic bearing of the present invention, the first member having the first guide surface, and the second member having the second guide surface facing the first guide surface with a gap provided therebetween. The first guide surface or the second guide surface is provided with air supply holes for ejecting the compressed fluid into the gap to form a static pressure fluid layer, and engraved around the air supply holes. A double exhaust groove to be collected is provided, and at least the inner wall of the exhaust groove located inside is outside the opening of the exhaust groove within a range of 40 degrees to 65 degrees with respect to the first guide surface or the second guide surface. In the double exhaust groove, most of the fluid ejected into the gap between the first guide surface and the second guide surface is recovered, and from the gap between the first guide surface and the second guide surface. Since the amount of fluid leaking to the outside can be extremely reduced, 1 × 10 ^{− Even in} an ultra-high vacuum environment of ⁵ Torr or more, it can be operated without lowering the degree of vacuum.
[0054]
Further, since the fluid can be recovered by the double exhaust groove, the member having the air supply holes can be reduced in size and weight as compared with the conventional hydrostatic fluid bearing having the triple exhaust groove. Therefore, the amount of compressed fluid ejected from the air supply holes can be reduced, which is economical.
[0055]
Further, since only two suction pumps are required to collect the gas, the structure can be simplified, and the number of hoses for connecting the suction holes and the suction pumps to each exhaust groove can be reduced to two. When the member provided with the groove moves, resistance due to bending of the hose can be reduced, and the smooth movement of the hydrostatic fluid bearing can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a hydrostatic fluid bearing according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing only a main part taken along line XX of FIG.
3 is a partially cutaway perspective view showing only a second member in FIG. 1. FIG.
4A is a cross-sectional view showing a member provided with a double exhaust groove in an experiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a member provided with three types of exhaust grooves in an experiment.
FIG. 5 is a schematic view showing an experimental apparatus.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the inclination angle of the inner wall of the exhaust groove near the air supply hole and the degree of vacuum in the vacuum vessel.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the width of the exhaust groove near the air supply hole and the degree of vacuum in the vacuum vessel.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the interval between the double exhaust grooves and the degree of vacuum in the vacuum vessel.
9A is a perspective view showing an example of a conventional hydrostatic bearing, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. 9A.
10A is a perspective view showing another example of a conventional hydrostatic bearing, and FIG. 10B is a sectional view taken along the line ZZ of FIG. 10A.
[Explanation of symbols]
1: First member 2: First guide surface 3: Second member 4: Second guide surface 5: Pocket 6: Air supply hole 7, 8: Exhaust groove 10: Compression pump 11, 12: Suction pump 13, 14: Support Member 16: Ball screw 17: Screw shaft 18: Nut 19: Connecting member 20: Motor L, N: Groove width of exhaust groove T: Gap between first member and second member M: Spacing between double exhaust grooves α : Inclination angle of the inner wall of the exhaust groove with respect to a plane perpendicular to the guide surface

Claims

It consists of a first member having a first guide surface and a second member having a second guide surface facing the first guide surface with a gap, wherein the first guide surface or the second guide surface is An air supply hole for ejecting a compressed fluid into the gap to form a static pressure fluid layer, and a double exhaust groove formed around the air supply hole for recovering the compressed fluid, and at least located inside The hydrostatic bearing according to claim 1, wherein an inner wall of the exhaust groove is inclined outward by 40 to 65 degrees with respect to the first guide surface or the second guide surface.