JP6638222B2

JP6638222B2 - 流量制御装置

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Publication number: JP6638222B2
Application number: JP2015125507A
Authority: JP
Inventors: 橋本　高明; 高明橋本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2020-01-29
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: JP2017010304A

Description

本発明は、ダイアフラムを使用した流量制御装置に関する。

静圧流体軸受装置は、ポンプから加圧された流体をテーブルの複数の静圧ポケットへ供給し、静圧ポケットで静圧を発生させることにより、ベースの案内面に対してテーブルの軸受面を非接触に支持するものである。軸受面は、静圧ポケットの周囲に案内面側へ突出したランド面を有し、ランド面および案内面間に可変絞りを構成している。各静圧ポケットの上流側の流路には、静圧ポケット毎に流量制御装置が配置され、任意の静圧ポケットの圧力が他の静圧ポケットに影響を及ぼさないようにしている。

流量制御装置は、弾性部材であるダイアフラムを用いて、弁座面との隙間である可変絞りを制御することにより、流体の流量を制御するものである。流量制御装置のダイアフラムと静圧ポケットの圧力が連成し、静圧ポケット、流量制御装置および流路を含む系に振動が発生することが知られている。この振動は、静圧ポケット、流量制御装置および流路を含む系の自励振動によるものと考えられる。

自励振動を抑えるために、例えば特許文献１には、ダイアフラムに永久磁石を取付け、ハウジングに円筒状のコイルを取付け、ダイアフラムの動きに合わせて、コイルに永久磁石を挿入離脱することによって、コイルに誘導電流を発生させ、誘導電流に起因する減衰力をダイアフラムに与えることが記載されている。

特開２０１４−２３１８７１号公報

特許文献１に記載されたものは、コイルおよび永久磁石を用意しなければならず、部品点数が増え、コスト高となるという問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる流量制御装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、内部に内部室を形成したハウジングと、前記内部室に設けられ、前記内部室を吐出室と背圧室とに区分するダイアフラムと、前記ダイアフラムと対向する位置で前記ハウジングに設けられ、前記吐出室の一部を形成する弁座面と、前記ダイアフラムおよび前記弁座面間に隙間を持って構成される可変絞りと、前記弁座面に一端が開口する吐出通路と、前記可変絞りの上流側で前記吐出室および前記背圧室を連通する供給通路とを備え、初期設定機能により前記ダイアフラムは、圧力が作用しないときは前記背圧室側へ撓んだ状態であり、前記ダイアフラムに前記可変絞り前後の圧力を作用させたときは、前記ダイアフラムの前記弁座面に対向する部分を前記弁座面と平行か、または前記吐出室側へ撓ませ、前記ダイアフラムおよび前記弁座面間で流体の粘性抵抗を発生させるようにしたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、部品点数を削減し、コストダウンを図る流量制御装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の初期設定機能が、径方向において前記ダイアフラムの外周から内周寄りの位置で前記背圧室側へ突出するように前記ハウジングに形成した載置面と、径方向において前記ダイアフラムの外周の位置で前記吐出室側へ突出するように前記ハウジングに形成した押圧面とを有し、前記押圧面により前記ダイアフラムの外周を押圧することにより、前記載置面を支点に前記ダイアフラムを前記背圧室側へ撓ませた機能であることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明によれば、初期設定機能を簡単な構成で実現できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の初期設定機能が、径方向において前記ダイアフラムの外周から内周寄りの位置で前記背圧室側へ突出するように前記ハウジングに形成した載置面と、径方向において前記ダイアフラムの外周の位置で前記ハウジングおよび前記ダイアフラム間に配置された環状の弾性部材とを有し、前記弾性部材の弾性力により前記ダイアフラムの外周を押圧することにより、前記載置面を支点に前記ダイアフラムを前記背圧室側へ撓ませた機能であることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明によれば、弾性部材を介してダイアフラムを押圧するので、弾性部材の弾性変形で接触面積が大きくなり、押圧力が分散し圧力が低下するのでダイアフラムを破損させにくくできる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の前記ハウジングには、径方向において前記載置面から前記ダイアフラムの外周との対向部にかけて、吐出室側へ傾斜したテーパ面が形成され、前記載置面を支点に前記ダイアフラムを前記背圧室側へ撓ませたときに、前記テーパ面に前記ダイアフラムが接触することを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明によれば、テーパ面があることで、ダイアフラムの外周を押圧する際に、載置面とテーパ面の間でダイアフラムが連続的に接触できるので、ダイアフラムに局所的な力がかかって破損することを抑制できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の初期設定機能が、前記ダイアフラムに圧力が作用しないときは前記ダイアフラム自体が前記背圧室側へ撓んで自然復帰する機能であることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明によれば、初期設定機能をより簡単な構成で実現できる。

本発明によれば、ダイアフラムおよび減衰ランド間で流体の粘性抵抗を発生させるようにしたので、部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる流量制御装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るスライドテーブル装置の全体概略図である。本発明の一実施形態に係る図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第１の実施形態に係る流量制御装置の断面図であり、作動後の状態図である。本発明の第１の実施形態に係る流量制御装置の断面図であり、作動前の状態図である。本発明の第２の実施形態に係る流量制御装置の断面図であり、作動後の状態図である。本発明の第２の実施形態に係る流量制御装置の断面図であり、作動前の状態図である。本発明の第２の実施形態に係る流量制御装置の断面図であり、作動前の状態を示す拡大断面図である。本発明の第３の実施形態に係る流量制御装置の断面図であり、作動後の状態図である。本発明の第３の実施形態に係る流量制御装置の断面図であり、作動前の状態図である。

以下、本発明の一実施形態であるスライドテーブル装置１を図１及び図２にもとづいて説明する。

図１および図２に示すように、スライドテーブル装置１は、断面Ｔ字形状のベース１０と、ベース１０にＸ軸方向に摺動自在に搭載されるテーブルと、後述する静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａに供給する流体の流量を制御する流量制御装置３と、流量制御装置３の上流側に接続される管路４と、管路４の上流側に接続されるポンプ１１とを備えている。テーブルは、断面コ字形状のテーブル本体２と、テーブル本体２のＸ軸方向と交差する方向の両端の下部に固定される一対の裏板５とを備えている。

テーブル本体２は、ベース１０に対向する下面に、静圧ポケット２ａが前後左右の４箇所で下向きに開口している。ベース１０に対向する側面に、静圧ポケット２ｂが前後左右の４箇所で横向きに開口している。また、裏板５は、ベース１０に対向する上面に、静圧ポケット５ａが前後左右の４箇所で上向きに開口している。静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａは、一定の深さを持った溝であり、ベース１０側から見ると四角形状を有している。

テーブル本体２は、ベース１０に対向する下面および側面間に、排出溝２ｅが形成され、ベース１０に対向する下面に、一対の静圧ポケット２ａ間で排出溝２ｆが形成されている。また、裏板５の上面には、これとテーブル本体２の側面とが交差する位置で排出溝５ｂが形成されている。

図２に示すように、テーブル本体２および一対の裏板５は、静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａの周囲でベース１０側へ突出したベース面２ｄ、５ｄを有し、ベース面２ｄ、５ｄはベース１０と平行な面を有し、図３に示すようにベース面２ｄ、５ｄおよびベース１０間に可変絞り３８を構成する。この可変絞り３８は、図２に示すように静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａから排出溝２ｅ、２ｆ、５ｂあるいは外部へ至る途中で設けられている。図３に示すようにベース面２ｄ、５ｄおよびベース１０間の隙間ｔ１を変えることによって、可変絞り３８の開度が変えられるようになっている。

テーブル本体２および一対の裏板５に複数の流量制御装置３が固定されている。一つの流量制御装置３に対し一つの静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａが下流側で連通している。流量制御装置３は、静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａの圧力に応じてこれに供給する流体の流量を制御する機能を有する。静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａは、ベース１０との間で静圧を発生させる機能を有する。テーブル本体２および一対の裏板５には、静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａを流量制御装置３の後述する第１吐出通路３１ｅに連通する第２吐出通路２ｃが形成されている。

各流量制御装置３は、上流側で管路４を介してポンプ１１に連通している。管路４およびポンプ１１は、テーブルの外に設けられている。管路４は、流量制御装置３とポンプ１１を繋ぐ機能を持っている。ポンプ１１は、静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａに流体を供給する機能を持っている。

テーブル本体２および一対の裏板５には、図３に示すように流量制御装置３を設置する円筒形状の設置穴２ｇが開口され、各設置穴２ｇに流量制御装置３が嵌め込まれ、ボルト３６を介して流量制御装置３は、テーブル本体２および一対の裏板５に固定されている。

流量制御装置３は、いくつかの実施形態があり、順に説明する。第１の実施形態として、流量制御装置３は、図３に示すように、弁筐３０と、弁筐３０の内部室を吐出室３１ａと背圧室３２ａとに区画する円盤状で鋼板製のダイアフラム３３とを備えている。

弁筐３０は、第１の弁筐体３１と、第１の弁筐体３１にボルト３５を介して連結される第２の弁筐体３２とを備えている。第１の弁筐体３１および第２の弁筐体３２には、互いに密接する一対の合せ面３１ｎ、３２ｎを有する。第１の弁筐体３１の中央には円筒状の嵌合凸部３１ｂが形成され、第２の弁筐体３２の右面中央には円筒状の嵌合凹部３２ｂが形成され、嵌合凹部３２ｂに嵌合凸部３１ｂが嵌合されている。

嵌合凸部３１ｂの中央には、僅かに凹んだ円筒状の第１圧力凹部３１ｃが形成され、嵌合凸部３１ｂの外径側には、ダイアフラム３３が載置される載置面３１ｄが形成されている。

第１圧力凹部３１ｃの底面中央には、第１吐出通路３１ｅの一端が開口している。第１圧力凹部３１ｃの底面には、半径方向の途中に環状凹部３１ｆが形成されている。第１圧力凹部３１ｃの底面は、環状に凹んだ環状凹部３１ｆによって、内径側の弁座面３１ｇと、外径側の減衰ランド３１ｈに分けられる。

第２の弁筐体３２の嵌合凹部３２ｂの中央には、凹んだ円筒状の第２圧力凹部３２ｃが形成され、嵌合凹部３２ｂの外周には、ダイアフラム３３を収容する収容面３２ｄが形成されている。第２圧力凹部３２ｃの底面中央には、供給通路３２ｅの他端が開口している。

ダイアフラム３３は、厚さ０．４ｍｍ程度の弾性部材であり、外力がかからず弾性変形が無い自然状態で背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状を有している。これが、ダイアフラム３３自体が持つ初期設定機能である。ダイアフラム３３は、載置面３１ｄおよび収容面３２ｄ間に配置され、ダイアフラム３３は載置面３１ｄに接し、収容面３２ｄに対しては隙間を有している。ダイアフラム３３には、左右に貫通する貫通孔３３ａが、環状凹部３１ｆに対応する位置で円周方向に複数形成されている。

ダイアフラム３３および第２圧力凹部３２ｃによって背圧室３２ａが構成され、ダイアフラム３３および第１圧力凹部３１ｃによって吐出室３１ａが構成される。吐出室３１ａ内において、環状凹部３１ｆから第１吐出通路３１ｅへ至る途中で可変絞り３７が設けられている。可変絞り３７は、ダイアフラム３３および弁座面３１ｇ間に設けられ、ダイアフラム３３および弁座面３１ｇ間の隙間ｔ２を変えることによって、可変絞り３７の開度が変えられるようになっている。ダイアフラム３３の背圧室３２ａ側には、可変絞り３７前の圧力が作用し、ダイアフラム３３の吐出室３１ａ側でかつ弁座面３１ｇの外径側には、可変絞り３７前の圧力が作用し、ダイアフラム３３の吐出室３１ａ側でかつ弁座面３１ｇの内径側には、可変絞り３７後の圧力が作用する。こうして、流量制御装置３は、可変絞り３７前後の圧力差が大きくなると隙間ｔ２が減少して、環状凹部３１ｆから第１吐出通路３１ｅへ流れる流体の流量を減少させ、可変絞り３７前後の圧力差が小さくなると隙間ｔ２が増加して、環状凹部３１ｆから第１吐出通路３１ｅへ流れる流体の流量を増加させる働きをする。

次に本発明の一実施形態である静圧流体軸受装置の動作について説明する。この場合、第１の実施形態である流量制御装置３の動作も併せて説明する。

図２に示すようにポンプ１１から管路４を経て各流量制御装置３へ流体が供給され、図３に示すように背圧室３２ａ、ダイアフラム３３の貫通孔３３ａ、可変絞り３７、第１吐出通路３１ｅおよび第２吐出通路２ｃを経由して図２に示すように静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａへ流体が供給される。

静圧ポケット２ａからは、可変絞り３８へ経て排出溝２ｅ、２ｆへ流体が流出する。静圧ポケット２ｂからは、ベース面２ｄとベース１０との間の隙間ｔ１、すなわち可変絞り３８を経て排出溝２ｅ、５ｂへ流体が流出する。静圧ポケット５ａからは、可変絞り３８を経て排出溝５ｂおよび外部へ流体が流出する。

静圧ポケット２ｂには、研削力あるいは切削力の水平方向の力と、対向する静圧ポケット２ｂの静圧とが作用する。静圧ポケット５ａには、研削力あるいは切削力の垂直方向の力と、対向する静圧ポケット２ａの静圧が作用する。静圧ポケット２ａには、研削力あるいは切削力の垂直方向の力と、対向する静圧ポケット５ａの静圧と、テーブルの自重とが作用する。

各静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａは、流路の前後に可変絞り３７および可変絞り３８を有し、可変絞り３７前と可変絞り３８後の圧力差が、他の可変絞り３７前と可変絞り３８後の圧力差と同じになるように、可変絞り３８の変化に呼応して可変絞り３７が変化する。すなわち、可変絞り３８の絞り抵抗が増加すると、可変絞り３７の絞り抵抗が減少し、可変絞り３８の絞り抵抗が減少すると、可変絞り３７の絞り抵抗が増加する。

静圧ポケット２ｂを例に動作を説明する。研削力の水平方向の力が作用すると、一方の静圧ポケット２ｂの可変絞り３８の絞り抵抗が減少する。

可変絞り３８の絞り抵抗が減少（ｔ１増加）すると、図３に示すようにダイアフラム３３の背圧室３２ａ側の面に作用する圧力Ｐ０と、ダイアフラム３３の吐出室３１ａ側の面に第１吐出通路３１ｅと対応する位置で作用する圧力Ｐ１と、ダイアフラム３３の弾性変形の復元力とが釣り合う位置へダイアフラム３３が変形する。すなわち、ダイアフラム３３は、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が大きくなり、嵌合凸部３１ｂの方向に押される力を受けて、吐出室３１ａ側に撓んだ形状（ｔ２減少）に弾性変形（変位）する。

研削力の水平方向の力が無くなり、可変絞り３８の絞り抵抗が増加すると、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が小さくなり、ダイアフラム３３は、平板状になり、背圧室３２ａ側へ凸状に弾性復帰する復元力を蓄えた状態となる。すなわち、ダイアフラム３３の背圧室３２ａ側の面に作用する圧力Ｐ０と、ダイアフラム３３の吐出室３１ａ側の面に第１吐出通路３１ｅと対応する位置で作用する圧力Ｐ１と、ダイアフラム３３の弾性変形の復元力とが釣り合った状態である。

流量制御装置３へポンプ１１から流体が供給されていない状態では、ダイアフラム３３に流体の圧力が作用せず、図４に示すようにダイアフラム３３は、弾性変形の復元力がゼロとなり、これ自体の自然状態、すなわち、背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状になる。

流量制御装置３と静圧ポケット２ｂを含む流路に圧力変動、すなわち圧力振動が発生した場合、ダイアフラム３３が平板状から背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状に変形あるいは背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状から平板状に変形し、これらの変形が交互に行われ、ダイアフラム３３と弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈとの間の流体の粘性抵抗とによって、ダイアフラム３３の撓み変形が抑えられ、結果として流量制御装置３と静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａを含む流路に圧力変動、すなわち圧力振動が抑えられる。よって、静圧ポケット２ｂの圧力に連成してダイアフラム３３が自励振動するのを抑えられる。

上述した第１の実施形態として、ダイアフラム３３は、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに接近した状態から、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに平行な状態（図３）へ変化したり、逆に、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに平行な状態（図３）から弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに接近した状態に変化する。圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）があるときにダイアフラム３３が平板状になるようにし、しかも弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈがダイアフラム３３と平行に形成されている（図３）ので、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈの加工が容易になる。これに対し、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が無いときに平板状になる従来のダイアフラム３３を使用すると、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）によってダイアフラム３３が減衰ランド３１ｈ側へ撓んだ形状から、より大きな圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）によってダイアフラム３３が減衰ランド３１ｈ側へさらに撓んだ形状に変化する。減衰ランド３１ｈ側へ撓んだダイアフラム３３と弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈとを平行な位置関係とするには、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈをすり鉢状に加工しなければならず、加工が大変である。

静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａ毎に流量制御装置３のダイアフラム３３の弾性係数が異なる。研削力あるいは切削力が作用しない平衡状態で、流量制御装置３のダイアフラム３３が平板状になるようにするには、静圧ポケット５ａに通じる流量制御装置３のダイアフラム３３の弾性係数を最も大きく、静圧ポケット２ａに通じる流量制御装置３のダイアフラム３３の弾性係数を最も小さくする必要がある。これは、静圧ポケット５ａの可変絞り３８前後の圧力差は小さく、静圧ポケット５ａの可変絞り３７前後の圧力差は大きく、静圧ポケット２ａの可変絞り３８前後の圧力差は大きく、静圧ポケット５ａの可変絞り３７前後の圧力差は小さいためである。

第２の実施形態として、流量制御装置３は、図５乃至図７に示すように、弁筐３０と、弁筐３０の内部室を吐出室３１ａと背圧室３２ａとに区画する円盤状で鋼板製のダイアフラム３３とを備えている。第１の実施形態と同一部品、同一部位、同一面については、同一番号を付与し、第２の実施形態としての流量制御装置３の説明を割愛する。

ダイアフラム３３は、外力がかからず、弾性変形が無い自然状態で平板状の形状を有している。ダイアフラム３３は、後述する初期設定機能によって、図６に示すように背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状を有している。

嵌合凸部３１ｂには、第１圧力凹部３１ｃの外径側でダイアフラム３３が載置される載置面３１ｊが形成され、載置面３１ｄの外径側でテーパ面３１ｋが形成され、テーパ面３１ｋの外径側で背圧室３２ａと反対側へ凹んだ環状の凹部が形成されている（図７）。

載置面３１ｄは、第１圧力凹部３１ｃに対して背圧室３２ａ側へ突出した平らな面である。テーパ面３１ｋは、外径側に向って背圧室３２ａと反対側へ傾斜した面である。初期設定機能によって、ダイアフラム３３が背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだときに、ダイアフラム３３は、テーパ面３１ｋと面接触する。環状の凹部は、ダイアフラム３３が背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだときに、ダイアフラム３３の外周が接触しないように逃がす溝である（図７）。

第２の弁筐体３２の嵌合凹部３２ｂには、第２圧力凹部３２ｃの外径側でダイアフラム３３を収容する収容面が形成され、収容面の外径側で吐出室３１ａと反対側へ凹んだ環状のリング溝３２ｆが形成されている。収容面は、第２圧力凹部３２ｃに対して吐出室３１ａ側へ突出した平らな面である。リング溝３２ｆには、環状のＯリング３４が配置されている。Ｏリング３４は、ゴム製の弾性部材であり、ダイアフラム３３に接触した状態において、圧縮変形されている。

ダイアフラム３３を背圧室３２ａ側へ凸状に撓ませる初期設定機能は、載置面３１ｄと、Ｏリング３４とを有する。この所期設定機能は、載置面３１ｄを支点にし、ダイアフラム３３の外周をＯリング３４の作用点にしている。載置面３１ｄに対しＯリング３４の位置を変えることによって、ダイアフラム３３の撓み量を変えることができる。載置面３１ｄに対しＯリング３４を近づける程、ダイアフラム３３の背圧室３２ａ側への撓み量が大きくなる。支点である載置面３１ｄと、作用点であるＯリング３４との間の距離が、モーメント長さであり、モーメント長さが大きい程、ダイアフラム３３を撓ませる力が大きくなる。Ｏリング３４の弾性係数が大きい程、ダイアフラム３３を撓ませる力が大きくなる。

可変絞り３８の絞り抵抗が減少（ｔ１増加）すると、ダイアフラム３３の背圧室３２ａ側の面に作用する圧力Ｐ０と、ダイアフラム３３の吐出室３１ａ側の面に第１吐出通路３１ｅと対応する位置で作用する圧力Ｐ１と、ダイアフラム３３の弾性変形の復元力と、Ｏリング３４の弾性変形の復元力とが釣り合う位置へダイアフラム３３が変形する。すなわち、ダイアフラム３３は、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が大きくなり、嵌合凸部３１ｂの方向に押される力を受けて、吐出室３１ａ側に撓んだ形状（ｔ２減少）に弾性変形（変位）する。

研削力の水平方向の力が無くなり、可変絞り３８の絞り抵抗が増加すると、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が小さくなり、ダイアフラム３３は、図５に示すように平板状になり、これ自体の弾性復元力はゼロの状態になり、Ｏリング３４が大きく弾性変形し、大きな復元力を蓄えた状態となる。すなわち、ダイアフラム３３の背圧室３２ａ側の面に作用する圧力Ｐ０と、ダイアフラム３３の吐出室３１ａ側の面に第１吐出通路３１ｅと対応する位置で作用する圧力Ｐ１と、Ｏリング３４の弾性変形の復元力とが釣り合った状態である。

流量制御装置３へポンプ１１から流体が供給されていない状態では、ダイアフラム３３に流体の圧力が作用せず、Ｏリング３４の弾性変形の復元力によってダイアフラム３３は図６に示すように背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状になる。すなわち、ダイアフラム３３の弾性変形の復元力と、Ｏリング３４の弾性変形の復元力とが釣り合った状態である。

流量制御装置３と静圧ポケット２ｂを含む流路に圧力変動、すなわち圧力振動が発生した場合、ダイアフラム３３が平板状から弁座面３１ｇおよび背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状に変形あるいは弁座面３１ｇおよび背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状から平板状に変形し、これらの変形が交互に行われ、ダイアフラム３３と弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈとの間の流体の粘性抵抗とによって、ダイアフラム３３の撓み変形が抑えられ、結果として流量制御装置３と静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａを含む流路に圧力変動、すなわち圧力振動が抑えられる。よって、静圧ポケット２ｂの圧力に連成してダイアフラム３３が自励振動するのを抑えられる。

上述した第２の実施形態として、ダイアフラム３３は、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに接近した状態から、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに平行な状態（図５）へ変化したり、逆に、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに平行な状態（図５）から弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに接近した状態に変化する。圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）があるときにダイアフラム３３が平板状になるようにし、しかも弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈがダイアフラム３３と平行に形成されているので、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈの加工が容易になる。

これに対し、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が無いときに平板状になる従来のダイアフラム３３を使用すると、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）によってダイアフラム３３が弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈ側へ撓んだ形状から、より大きな圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）によってダイアフラム３３が弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈ側へさらに撓んだ形状に変化する。弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈ側へ撓んだダイアフラム３３と弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈとを平行な位置関係とするには、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈをすり鉢状に加工しなければならず、加工が大変である。

載置面３１ｄのテーパ面３１ｋ側の端が、曲げモーメントがかかるときの支点となるが、載置面３１ｄとテーパ面３１ｋが連続して設けられているので、載置面３１ｄのテーパ面３１ｋ側の端が摩耗しにくい。

上述した第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、Ｏリング３４の分だけ部品点数が多くなるものの、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が小さくなると、ダイアフラム３３本来の平板状に戻るので、ダイアフラム３３と弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈとの間の流体の粘性抵抗が、第１の実施形態と比較して若干大きくなる効果が得られる。

第３の実施形態として、流量制御装置３は、図８及び図９に示すように、弁筐３０と、弁筐３０の内部室を吐出室３１ａと背圧室３２ａとに区画する円盤状で鋼板製のダイアフラム３３とを備えている。第１の実施形態と同一部品、同一部位、同一面については、同一番号を付与し、第３の実施形態としての流量制御装置３の説明を割愛する。

ダイアフラム３３は、外力がかからず、弾性変形が無い自然状態で平板状の形状を有している。ダイアフラム３３は、後述する初期設定機能によって、図９に示すように背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状を有している。

嵌合凸部３１ｂには、第１圧力凹部３１ｃの外径側でダイアフラム３３が載置される載置面３１ｊが形成され、載置面３１ｊの外径側で背圧室３２ａと反対側へ凹んだ環状の凹部が形成されている。

載置面３１ｊは、第１圧力凹部３１ｃに対して背圧室３２ａ側へ突出した平らな面である。環状の凹部は、ダイアフラム３３が背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだときに、ダイアフラム３３の外周が接触しないように逃がす溝である。

第２の弁筐体３２の嵌合凹部３２ｂには、第２圧力凹部３２ｃの外径側でダイアフラム３３を収容する収容面が形成され、収容面の外径側で吐出室３１ａへ突出した押圧面３１ｍが形成されている。収容面は、第２圧力凹部３２ｃに対して吐出室３１ａ側へ突出した平らな面である。押圧面３１ｍは、収容面に対して吐出室３１ａ側へ突出した平らな面である。押圧面３１ｍは、ダイアフラム３３の外周を常に押圧している。

ダイアフラム３３を背圧室３２ａ側へ凸状に撓ませる初期設定機能は、載置面３１ｊと、押圧面３１ｍとを有する。この所期設定機能は、載置面３１ｊをダイアフラム３３の支点にし、押圧面３１ｍをダイアフラム３３の作用点にしている。ダイアフラム３３の厚さ方向において載置面３１ｊに対し押圧面３１ｍの位置を変えることによって、ダイアフラム３３の撓み量を変えることができる。載置面３１ｊに対し押圧面３１ｍを近づける程、ダイアフラム３３の背圧室３２ａ側への撓み量が大きくなる。ダイアフラム３３の径方向において支点である載置面３１ｊと、作用点である押圧面３１ｍとの間の距離が、モーメント長さであり、モーメント長さが大きい程、ダイアフラム３３を撓ませる力が大きくなる。

研削力の水平方向の力が無くなり、可変絞り３８の絞り抵抗が増加すると、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が小さくなり、ダイアフラム３３の中央部分は、図８に示すようにほぼ平板状になり、背圧室３２ａ側へ凸状に弾性復帰する復元力を蓄えた状態となる。すなわち、ダイアフラム３３の背圧室３２ａ側の面に作用する圧力Ｐ０と、ダイアフラム３３の吐出室３１ａ側の面に第１吐出通路３１ｅと対応する位置で作用する圧力Ｐ１と、ダイアフラム３３の弾性変形の復元力とが釣り合った状態である。

流量制御装置３へポンプ１１から流体が供給されていない状態では、ダイアフラム３３に流体の圧力が作用せず、載置面３１ｊをダイアフラム３３の支点にし、押圧面３１ｍをダイアフラム３３の作用点にしてダイアフラム３３に曲げモーメントをかけ、図９に示すようにダイアフラム３３を背圧室３２ａ側へ凸状に撓ませた状態となる。すなわち、ダイアフラム３３の弾性変形の復元力と、作用点及び支点による曲げモーメントとが釣り合った状態である。

流量制御装置３と静圧ポケット２ｂを含む流路に圧力変動、すなわち圧力振動が発生した場合、ダイアフラム３３の中央部分がほぼ平板状（図８）から弁座面３１ｇおよび背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状に変形あるいは弁座面３１ｇおよび背圧室３２ａ側へ凸状に撓んだ形状からほぼ平板状（図８）に変形し、これらの変形が交互に行われ、ダイアフラム３３と弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈとの間の流体の粘性抵抗とによって、ダイアフラム３３の撓み変形が抑えられ、結果として流量制御装置３と静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａを含む流路に圧力変動、すなわち圧力振動が抑えられる。よって、静圧ポケット２ｂの圧力に連成してダイアフラム３３が自励振動するのを抑えられる。

上述した第３の実施形態として、ダイアフラム３３は、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに接近した状態から、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに平行な状態（図８）へ変化したり、逆に、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに平行な状態（図８）から弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈに接近した状態に変化する。圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）があるときにダイアフラム３３の中央部分がほぼ平板状になるようにし、しかも弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈがダイアフラム３３の中央部分と平行に形成されているので、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈの加工が容易になる。

これに対し、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が無いときに曲げモーメントが無く、平板状になる従来のダイアフラム３３を使用すると、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）によってダイアフラム３３が弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈ側へ撓んだ形状から、より大きな圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）によってダイアフラム３３が弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈ側へさらに撓んだ形状に変化する。弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈ側へ撓んだダイアフラム３３と弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈとを平行な位置関係とするには、弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈをすり鉢状に加工しなければならず、加工が大変である。

上述した第３の実施形態は、第２の実施形態と比較して、Ｏリング３４の分だけ部品点数が少なくなる効果が得られるものの、圧力差（＝圧力Ｐ０−圧力Ｐ１）が小さくなったとき、ダイアフラム３３の中央部分のみほぼ平板状になるので、第２の実施形態と比較して、ダイアフラム３３と弁座面３１ｇおよび減衰ランド３１ｈとの間の流体の粘性抵抗が若干小さくなる。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した第１の実施形態乃至第３の実施形態は、ダイアフラム３３に上下に貫通する貫通孔３３ａを形成し、貫通孔３３ａは、連絡通路として背圧室３２ａおよび吐出室３１ａを連通させ、供給通路３２ｅおよび第１吐出通路３１ｅを同軸にしかもダイアフラム３３の厚さ方向に配置した。他の実施形態として、ハウジングにダイアフラム３３の径方向に第２圧力凹部３２ｃに連通する第１供給通路３２ｇを形成し、ハウジングにダイアフラム３３の径方向に環状凹部３１ｆに連通する第２供給通路３１ｐを形成し、ハウジングに第１供給通路３２ｇおよび第２供給通路３１ｐが合流する第３供給通路を形成しても良い。第１供給通路３２ｇ、第２供給通路３１ｐ、第３供給通路の一部が、背圧室３２ａおよび吐出室３１ａを連通する連絡通路としての役目を持つ。

上述した第１の実施形態乃至第３の実施形態は、静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａに供給される流体の流量を流量制御装置３によって制御する例について述べた。他の実施形態として、油圧シリンダーに供給される流体の流量を流量制御装置３によって制御しても良い。

上述した第１の実施形態乃至第３の実施形態は、静圧ポケット２ａ、２ｂ、５ａに供給される流体の流量を流量制御装置３によって制御する例について述べた。他の実施形態として、転がり軸受に潤滑油を供給するノズルを備え、ノズルに供給される流体の流量を流量制御装置３によって制御しても良い。

１：スライドテーブル装置、２：テーブル本体、２ａ：静圧ポケット２ｂ：静圧ポケット、３：流量制御装置、４：管路、５：裏板、５ａ：静圧ポケット、１０：ベース、３０：弁筐（ハウジング）、３１：第１の弁筐体、３１ａ：吐出室、３１ｅ：第１吐出通路（吐出通路）、３１ｇ：弁座面、３１ｈ：減衰ランド、３２：第２の弁筐体、３２ａ：背圧室、３２ｅ：供給通路、３３：ダイアフラム、３３ａ：貫通孔（連絡通路）、３７：可変絞り、３８：可変絞り

Claims

内部に内部室を形成したハウジングと、
前記内部室に設けられ、前記内部室を吐出室と背圧室とに区分するダイアフラムと、
前記ダイアフラムと対向する位置で前記ハウジングに設けられ、前記吐出室の一部を形成する弁座面と、
前記ダイアフラムおよび前記弁座面間に隙間を持って構成される可変絞りと、
前記弁座面に一端が開口する吐出通路と、
前記可変絞りの上流側で前記吐出室および前記背圧室を連通する供給通路とを備え、
初期設定機能により前記ダイアフラムは、圧力が作用しないときは前記背圧室側へ撓んだ状態であり、前記ダイアフラムに前記可変絞り前後の圧力を作用させたときは、前記ダイアフラムの前記弁座面に対向する部分を前記弁座面と平行か、または前記吐出室側へ撓ませ、前記ダイアフラムおよび前記弁座面間で流体の粘性抵抗を発生させるようにしたことを特徴とする流量制御装置。
径方向において前記ダイアフラムの外周から内周寄りの位置で前記背圧室側へ突出するように前記ハウジングに形成した載置面と、径方向において前記ダイアフラムの外周の位置で前記吐出室側へ突出するように前記ハウジングに形成した押圧面とを有し、前記初期設定機能は、前記押圧面により前記ダイアフラムの外周を押圧することにより、前記載置面を支点に前記ダイアフラムを前記背圧室側へ撓ませた機能であることを特徴とする請求項１に記載の流量制御装置。
径方向において前記ダイアフラムの外周から内周寄りの位置で前記背圧室側へ突出するように前記ハウジングに形成した載置面と、径方向において前記ダイアフラムの外周の位置で前記ハウジングおよび前記ダイアフラム間に配置された環状の弾性部材とを有し、前記初期設定機能は、前記弾性部材の弾性力により前記ダイアフラムの外周を押圧することにより、前記載置面を支点に前記ダイアフラムを前記背圧室側へ撓ませた機能であることを特徴とする請求項１に記載の流量制御装置。
前記ハウジングには、径方向において前記載置面から前記ダイアフラムの外周との対向部にかけて、吐出室側へ傾斜したテーパ面が形成され、前記載置面を支点に前記ダイアフラムを前記背圧室側へ撓ませたときに、前記テーパ面に前記ダイアフラムが接触することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の流量制御装置。
初期設定機能は、前記ダイアフラムに圧力が作用しないときは前記ダイアフラム自体が前記背圧室側へ撓んで自然復帰する機能であることを特徴とする請求項１に記載の流量制御装置。