JPH0828565A - 静圧気体軸受 - Google Patents
静圧気体軸受Info
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- JPH0828565A JPH0828565A JP18773094A JP18773094A JPH0828565A JP H0828565 A JPH0828565 A JP H0828565A JP 18773094 A JP18773094 A JP 18773094A JP 18773094 A JP18773094 A JP 18773094A JP H0828565 A JPH0828565 A JP H0828565A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成により、高速運転時等の発熱が防
止されると共に、微小振動が確実に且つ迅速に減衰され
るようにした、静圧気体軸受を提供すること。 【構成】 直線運動または回転運動を行なう運動部材１
２を静圧気体によって浮上させて支持するための静圧気
体軸受１０において、固定部材１１側の案内面１１ａ，
１１ｂと運動部材１２の軸受面１２ａ，１２ｂとの間に
画成される軸受隙間１９，２０を調整するために、上記
軸受面を垂直方向に変位させる駆動手段１３，１４，１
５，１６と、この駆動手段を駆動制御する制御手段とを
備えるように、静圧気体軸受１０を構成する。
止されると共に、微小振動が確実に且つ迅速に減衰され
るようにした、静圧気体軸受を提供すること。 【構成】 直線運動または回転運動を行なう運動部材１
２を静圧気体によって浮上させて支持するための静圧気
体軸受１０において、固定部材１１側の案内面１１ａ，
１１ｂと運動部材１２の軸受面１２ａ，１２ｂとの間に
画成される軸受隙間１９，２０を調整するために、上記
軸受面を垂直方向に変位させる駆動手段１３，１４，１
５，１６と、この駆動手段を駆動制御する制御手段とを
備えるように、静圧気体軸受１０を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超精密工作機械，超精
密測定機械等に使用される、直線運動または回転運動を
行なう運動部材を静圧気体によって浮上させて支持する
ための静圧気体軸受に関するものである。
密測定機械等に使用される、直線運動または回転運動を
行なう運動部材を静圧気体によって浮上させて支持する
ための静圧気体軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような静圧気体軸受は、例え
ば図４に示すように、構成されている。図において、静
圧気体軸受１は、固定部材２の対向する二面に形成され
た案内面２ａ，２ｂ上に対して、直線運動または回転運
動を行なう運動部材３が嵌挿されている。これにより、
運動部材３は、その軸受面３ａ，３ｂが、それぞれ固定
部材２の上記案内面２ａ，２ｂに対向している。
ば図４に示すように、構成されている。図において、静
圧気体軸受１は、固定部材２の対向する二面に形成され
た案内面２ａ，２ｂ上に対して、直線運動または回転運
動を行なう運動部材３が嵌挿されている。これにより、
運動部材３は、その軸受面３ａ，３ｂが、それぞれ固定
部材２の上記案内面２ａ，２ｂに対向している。
【０００３】そして、この運動部材３は、この運動部材
３を貫通するように設けられた給気管４を介して、この
案内面２ａ，２ｂと軸受面３ａ，３ｂとの間にそれぞれ
画成された軸受隙間５，６に圧力気体を供給することよ
り、上記運動部材３を浮上させるようにしている。
３を貫通するように設けられた給気管４を介して、この
案内面２ａ，２ｂと軸受面３ａ，３ｂとの間にそれぞれ
画成された軸受隙間５，６に圧力気体を供給することよ
り、上記運動部材３を浮上させるようにしている。
【０００４】ここで、上記給気管４は、その開口部の周
囲に給気溝４ａを有している。これによって、給気管４
から排出される圧力気体が周囲に分散されるようになっ
ている。この場合、軸受隙間５，６は、例えば数μｍ乃
至十数μｍ程度の寸法ｄ１に設定されている。
囲に給気溝４ａを有している。これによって、給気管４
から排出される圧力気体が周囲に分散されるようになっ
ている。この場合、軸受隙間５，６は、例えば数μｍ乃
至十数μｍ程度の寸法ｄ１に設定されている。
【０００５】このように構成された静圧気体軸受１は、
この運動部材３の上下二面に対して設けられることによ
り、所謂二面拘束による軸受構造になっている。これに
より、運動部材３は、固定部材２に対して、直接接触に
よる摩擦がないことから、極めて円滑に運動することが
できるようになっている。
この運動部材３の上下二面に対して設けられることによ
り、所謂二面拘束による軸受構造になっている。これに
より、運動部材３は、固定部材２に対して、直接接触に
よる摩擦がないことから、極めて円滑に運動することが
できるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の静圧気体軸受１においては、運動開始時及び
運動停止時の慣性力によって、運動部材３に、姿勢変化
による振動が発生すると共に、静止時においては、運動
部材３に、気体圧力の微小変動によって生ぜしめられる
微小振動が発生してしまう。しかも、運動部材３は、圧
力気体によって浮上しているために、微小振動が長時間
に亘って持続することになる。
うな構成の静圧気体軸受１においては、運動開始時及び
運動停止時の慣性力によって、運動部材３に、姿勢変化
による振動が発生すると共に、静止時においては、運動
部材３に、気体圧力の微小変動によって生ぜしめられる
微小振動が発生してしまう。しかも、運動部材３は、圧
力気体によって浮上しているために、微小振動が長時間
に亘って持続することになる。
【０００７】このため、以下のような試みが行なわれて
いる。即ち、特開平２−９５５２９号公報に開示された
移動体の静圧案内方式においては、振動発生時には、振
動をセンサにより検出して、切換え電磁弁を作動させる
ことにより、静圧流体（油）の圧力を低圧に切換える。
これにより、完全浮上状態から固体接触を伴う半浮上滑
り案内に変更して、びびり振動を防止するようにしてい
る。この方式では、振動発生をセンサにより検出してい
るため、完全に振動発生を排除することが困難である。
さらに、静圧流体として高圧及び低圧の二種類の圧力の
静圧流体供給を行なう必要があるので、構造が複雑にな
ってしまう。また、半浮上状態にするための給気圧の設
定が困難である。
いる。即ち、特開平２−９５５２９号公報に開示された
移動体の静圧案内方式においては、振動発生時には、振
動をセンサにより検出して、切換え電磁弁を作動させる
ことにより、静圧流体（油）の圧力を低圧に切換える。
これにより、完全浮上状態から固体接触を伴う半浮上滑
り案内に変更して、びびり振動を防止するようにしてい
る。この方式では、振動発生をセンサにより検出してい
るため、完全に振動発生を排除することが困難である。
さらに、静圧流体として高圧及び低圧の二種類の圧力の
静圧流体供給を行なう必要があるので、構造が複雑にな
ってしまう。また、半浮上状態にするための給気圧の設
定が困難である。
【０００８】また、特開昭６３−１７２９８８号公報に
開示された移動機構によれば、移動時には、静圧気体の
給気圧を高くして、固定部材と運動部材の摺動面とを互
いに非接触状態にし、また停止時には、静圧気体の給気
圧を低くして、固定部材と運動部材の摺動面とが互いに
接触状態にする。これにより、停止時には、振動減衰が
効率よく行なわれるようになっている。この機構によれ
ば、同様に静圧気体として高圧及び低圧の二種類の圧力
の静圧流体供給を行なう必要があるので、構造が複雑に
なってしまう。また、停止開始時には、接触状態になる
ため、固定部材と運動部材の摺動面が摩耗してしまうと
いう問題があった。
開示された移動機構によれば、移動時には、静圧気体の
給気圧を高くして、固定部材と運動部材の摺動面とを互
いに非接触状態にし、また停止時には、静圧気体の給気
圧を低くして、固定部材と運動部材の摺動面とが互いに
接触状態にする。これにより、停止時には、振動減衰が
効率よく行なわれるようになっている。この機構によれ
ば、同様に静圧気体として高圧及び低圧の二種類の圧力
の静圧流体供給を行なう必要があるので、構造が複雑に
なってしまう。また、停止開始時には、接触状態になる
ため、固定部材と運動部材の摺動面が摩耗してしまうと
いう問題があった。
【０００９】さらに、特開昭６０−１９４６２６号公報
に開示された直線案内機構によれば、静圧気体軸受の一
部に滑り案内面を設けることにより、静圧気体軸受と滑
り案内面との複合案内面とすることにより、振動の減衰
特性を向上させるようになっている。この機構によれ
ば、運動部材は、常に部分的に滑り案内面により、固定
部材に対して接触しているので、移動時の運動特性が損
なわれることになってしまうという問題があった。
に開示された直線案内機構によれば、静圧気体軸受の一
部に滑り案内面を設けることにより、静圧気体軸受と滑
り案内面との複合案内面とすることにより、振動の減衰
特性を向上させるようになっている。この機構によれ
ば、運動部材は、常に部分的に滑り案内面により、固定
部材に対して接触しているので、移動時の運動特性が損
なわれることになってしまうという問題があった。
【００１０】また、特開昭６１−８２１２５号公報に開
示されたスライドテーブル装置においては、移動テーブ
ル（運動部材）の下面に、球体を配置して、移動時に
は、この球体と運動部材との間で生ずるすべり抵抗によ
り、振動減衰効果を得るようになっている。この装置に
おいては、固定部材と運動部材との摺動面の間に、球体
が配設されているので、球体の回転による円滑な移動を
行なわれるためには、固定部材と運動部材の高精度の組
立が必要であるという問題があった。
示されたスライドテーブル装置においては、移動テーブ
ル（運動部材）の下面に、球体を配置して、移動時に
は、この球体と運動部材との間で生ずるすべり抵抗によ
り、振動減衰効果を得るようになっている。この装置に
おいては、固定部材と運動部材との摺動面の間に、球体
が配設されているので、球体の回転による円滑な移動を
行なわれるためには、固定部材と運動部材の高精度の組
立が必要であるという問題があった。
【００１１】さらに、特開平４−１０７３２１号公報に
開示された静圧空気軸受においては、固定部材と運動部
材との間に、非圧縮流体を介在させることにより、この
非圧縮流体の粘性に基づいて、振動減衰特性を得るよう
になっている。この軸受においては、固定部材と運動部
材の間に、非圧縮流体が介在しているので、この非圧縮
流体を保持するために、固定部材及び運動部材の間に、
液密的な空間を構成する必要があり、構造が複雑になっ
てしまうという問題があった。
開示された静圧空気軸受においては、固定部材と運動部
材との間に、非圧縮流体を介在させることにより、この
非圧縮流体の粘性に基づいて、振動減衰特性を得るよう
になっている。この軸受においては、固定部材と運動部
材の間に、非圧縮流体が介在しているので、この非圧縮
流体を保持するために、固定部材及び運動部材の間に、
液密的な空間を構成する必要があり、構造が複雑になっ
てしまうという問題があった。
【００１２】これに対して、軸受隙間を十分小さく設定
して、静圧軸受部における静圧気体の粘性抵抗によっ
て、減衰作用を発生させることにより、安定性，剛性等
を向上させることも考えられるが、この場合、高速運転
時や長時間運転時等に、静圧気体のせん断発熱によっ
て、運動精度の低下を招いてしまうという問題があっ
た。
して、静圧軸受部における静圧気体の粘性抵抗によっ
て、減衰作用を発生させることにより、安定性，剛性等
を向上させることも考えられるが、この場合、高速運転
時や長時間運転時等に、静圧気体のせん断発熱によっ
て、運動精度の低下を招いてしまうという問題があっ
た。
【００１３】本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成に
より、高速運転時等の発熱が防止されると共に、微小振
動が確実に且つ迅速に減衰されるようにした、静圧気体
軸受を提供することを目的としている。
より、高速運転時等の発熱が防止されると共に、微小振
動が確実に且つ迅速に減衰されるようにした、静圧気体
軸受を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、直線運動または回転運動を行なう運動部材を静圧
気体によって浮上させて支持するための静圧気体軸受に
おいて、固定部材側の案内面と運動部材の軸受面との間
に画成される軸受隙間を調整するために、前記案内面ま
たは軸受面を垂直方向に変位させる駆動手段と、この駆
動手段を駆動制御する制御手段とが備えられている、静
圧気体軸受により、達成される。
れば、直線運動または回転運動を行なう運動部材を静圧
気体によって浮上させて支持するための静圧気体軸受に
おいて、固定部材側の案内面と運動部材の軸受面との間
に画成される軸受隙間を調整するために、前記案内面ま
たは軸受面を垂直方向に変位させる駆動手段と、この駆
動手段を駆動制御する制御手段とが備えられている、静
圧気体軸受により、達成される。
【００１５】本発明による静圧気体軸受は、好ましく
は、前記案内面または軸受面が、固定部材または運動部
材に対して、連結部材を介して連結されている。
は、前記案内面または軸受面が、固定部材または運動部
材に対して、連結部材を介して連結されている。
【００１６】本発明による静圧気体軸受は、好ましく
は、前記駆動手段が、圧電素子から成る。
は、前記駆動手段が、圧電素子から成る。
【００１７】本発明による静圧気体軸受は、好ましく
は、前記駆動手段が、超磁歪合金から成る。
は、前記駆動手段が、超磁歪合金から成る。
【００１８】本発明による静圧気体軸受は、好ましく
は、前記制御手段が、運動部材の高速運動時には、軸受
隙間を大きく、また運動部材の低速運動時及び停止時に
は、軸受隙間を小さくするように、駆動手段を制御する
構成となっている。
は、前記制御手段が、運動部材の高速運動時には、軸受
隙間を大きく、また運動部材の低速運動時及び停止時に
は、軸受隙間を小さくするように、駆動手段を制御する
構成となっている。
【００１９】本発明による静圧気体軸受は、好ましく
は、固定部材または運動部材に、前記軸受隙間を測定す
るための測定手段が備えられている。
は、固定部材または運動部材に、前記軸受隙間を測定す
るための測定手段が備えられている。
【００２０】本発明による静圧気体軸受は、好ましく
は、前記測定手段が、軸受隙間を直接に測定する距離セ
ンサから成る。
は、前記測定手段が、軸受隙間を直接に測定する距離セ
ンサから成る。
【００２１】本発明による静圧気体軸受は、好ましく
は、前記測定手段が、静圧気体の圧力を測定する圧力セ
ンサから成り、測定圧力に基づいて、軸受隙間を演算す
るようになっている。
は、前記測定手段が、静圧気体の圧力を測定する圧力セ
ンサから成り、測定圧力に基づいて、軸受隙間を演算す
るようになっている。
【００２２】また、上記目的は、本発明によれば、互い
に背反するように形成された平面または曲面から成る少
なくとも二つの案内面を有する固定部材と、各案内面に
対向した対応する平面または曲面から成る軸受面を有す
る運動部材と、前記案内面と軸受面により形成される間
隙内に圧力気体を供給する手段とを含んでいる、静圧気
体軸受において、固定部材側の案内面と運動部材の軸受
面との間に画成される軸受隙間を調整するために、前記
案内面または軸受面を垂直方向に変位させる駆動手段
と、この駆動手段を駆動制御する制御手段とが備えられ
ており、前記制御手段が、運動部材の高速運動時には、
軸受隙間を大きく、また運動部材の低速運動時及び停止
時には、軸受隙間を小さくするように、駆動手段を制御
する構成とした、静圧気体軸受により、達成される。
に背反するように形成された平面または曲面から成る少
なくとも二つの案内面を有する固定部材と、各案内面に
対向した対応する平面または曲面から成る軸受面を有す
る運動部材と、前記案内面と軸受面により形成される間
隙内に圧力気体を供給する手段とを含んでいる、静圧気
体軸受において、固定部材側の案内面と運動部材の軸受
面との間に画成される軸受隙間を調整するために、前記
案内面または軸受面を垂直方向に変位させる駆動手段
と、この駆動手段を駆動制御する制御手段とが備えられ
ており、前記制御手段が、運動部材の高速運動時には、
軸受隙間を大きく、また運動部材の低速運動時及び停止
時には、軸受隙間を小さくするように、駆動手段を制御
する構成とした、静圧気体軸受により、達成される。
【００２３】
【作用】上記構成によれば、制御手段によって、例えば
圧電素子または超磁歪合金から成る駆動手段が駆動制御
されることにより、軸受隙間が、適宜に調整される。従
って、軸受隙間が小さく設定されたときには、圧力気体
の粘性抵抗によって、運動部材の微小振動は、減衰され
ると共に、剛性が向上される。また、軸受隙間が大きく
設定されたときには、圧力気体のせん断発熱が低減され
ることになる。
圧電素子または超磁歪合金から成る駆動手段が駆動制御
されることにより、軸受隙間が、適宜に調整される。従
って、軸受隙間が小さく設定されたときには、圧力気体
の粘性抵抗によって、運動部材の微小振動は、減衰され
ると共に、剛性が向上される。また、軸受隙間が大きく
設定されたときには、圧力気体のせん断発熱が低減され
ることになる。
【００２４】前記案内面または軸受面が、固定部材また
は運動部材に対して、連結部材を介して連結されている
場合には、駆動手段による変位の際に、前記案内面また
は軸受面が、平行移動することになる。
は運動部材に対して、連結部材を介して連結されている
場合には、駆動手段による変位の際に、前記案内面また
は軸受面が、平行移動することになる。
【００２５】前記制御手段が、運動部材の高速運動時に
は、軸受隙間を大きく、また運動部材の低速運動時及び
停止時には、軸受隙間を小さくするように、駆動手段を
制御する構成になっている場合には、高速運動時には、
静圧気体のせん断発熱が低減され、運動精度の低下が防
止されることになり、また低速運動時及び停止時には、
振動減衰性が向上して、微小振動が低減され、静止安定
性が向上することになる。
は、軸受隙間を大きく、また運動部材の低速運動時及び
停止時には、軸受隙間を小さくするように、駆動手段を
制御する構成になっている場合には、高速運動時には、
静圧気体のせん断発熱が低減され、運動精度の低下が防
止されることになり、また低速運動時及び停止時には、
振動減衰性が向上して、微小振動が低減され、静止安定
性が向上することになる。
【００２６】固定部材または運動部材に、前記軸受隙間
を測定するための測定手段が備えられている場合には、
制御手段による軸受隙間の調整の際に、前記測定手段に
より測定された軸受隙間が制御手段にフィードバックさ
れることにより、正確な軸受隙間の調整が行われること
になる。
を測定するための測定手段が備えられている場合には、
制御手段による軸受隙間の調整の際に、前記測定手段に
より測定された軸受隙間が制御手段にフィードバックさ
れることにより、正確な軸受隙間の調整が行われること
になる。
【００２７】さらに、固定部材の相対する対の軸受隙間
を個別に調整することにより、固定部材に形成された案
内面を運動基準とすることなく、運動精度の向上が得ら
れることになる。
を個別に調整することにより、固定部材に形成された案
内面を運動基準とすることなく、運動精度の向上が得ら
れることになる。
【００２８】
【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
３を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。
３を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２９】図１は、本発明による静圧気体軸受の第一
の実施例を示している。図１において、静圧気体軸受１
０は、固定部材１１の対向する二面に形成された高精度
に仕上げられた案内面１１ａ，１１ｂに対して、直線運
動を行なう運動部材１２が嵌挿されている。これによ
り、運動部材１２は、その高精度に仕上げられた軸受面
１２ａ，１２ｂが、それぞれ固定部材１１の上記案内面
１１ａ，１１ｂに対向している。
の実施例を示している。図１において、静圧気体軸受１
０は、固定部材１１の対向する二面に形成された高精度
に仕上げられた案内面１１ａ，１１ｂに対して、直線運
動を行なう運動部材１２が嵌挿されている。これによ
り、運動部材１２は、その高精度に仕上げられた軸受面
１２ａ，１２ｂが、それぞれ固定部材１１の上記案内面
１１ａ，１１ｂに対向している。
【００３０】ここで、上記運動部材１２の軸受面１２
ａ，１２ｂは、この運動部材１２の内側面にて、それぞ
れ駆動手段１３，１４によって固定部材の案内面１１
ａ，１１ｂに向かって進退可能に支持された軸受部材１
５，１６の内側面に形成されている。
ａ，１２ｂは、この運動部材１２の内側面にて、それぞ
れ駆動手段１３，１４によって固定部材の案内面１１
ａ，１１ｂに向かって進退可能に支持された軸受部材１
５，１６の内側面に形成されている。
【００３１】上記駆動手段１３，１４は、例えば圧電素
子または超磁歪合金によって、構成されている。ここ
で、圧電素子は、電圧を印加すると歪を生ずる圧電効果
を利用した素子であり、この場合には、駆動手段１３，
１４に電圧を印加することによって、軸受部材１５，１
６が、固定部材の案内面１１ａ，１１ｂに向かって進退
される。また、超磁歪合金は、磁界をかけると歪を生ず
るものであり、この場合には、駆動手段１３，１４に電
圧を印加することによって、軸受部材１５，１６が、固
定部材の案内面１１ａ，１１ｂに向かって進退される。
子または超磁歪合金によって、構成されている。ここ
で、圧電素子は、電圧を印加すると歪を生ずる圧電効果
を利用した素子であり、この場合には、駆動手段１３，
１４に電圧を印加することによって、軸受部材１５，１
６が、固定部材の案内面１１ａ，１１ｂに向かって進退
される。また、超磁歪合金は、磁界をかけると歪を生ず
るものであり、この場合には、駆動手段１３，１４に電
圧を印加することによって、軸受部材１５，１６が、固
定部材の案内面１１ａ，１１ｂに向かって進退される。
【００３２】さらに、この軸受部材１５，１６及び運動
部材１２を貫通するように設けられた給気管１７，１８
を介して、この案内面１１ａ，１１ｂと軸受面１２ａ，
１２ｂとの間に画成された軸受隙間１９，２０に圧力気
体が供給されることより、上記運動部材１２が、固定部
材に対して浮上支持されるようになっている。ここで、
上記給気管１７，１８は、その開口部の周囲に給気溝１
７ａ，１８ａを有している。これによって、給気管１
７，１８から排出される圧力気体が周囲に分散されるよ
うになっている。
部材１２を貫通するように設けられた給気管１７，１８
を介して、この案内面１１ａ，１１ｂと軸受面１２ａ，
１２ｂとの間に画成された軸受隙間１９，２０に圧力気
体が供給されることより、上記運動部材１２が、固定部
材に対して浮上支持されるようになっている。ここで、
上記給気管１７，１８は、その開口部の周囲に給気溝１
７ａ，１８ａを有している。これによって、給気管１
７，１８から排出される圧力気体が周囲に分散されるよ
うになっている。
【００３３】これに対して、上記駆動手段１３，１４が
それぞれ図示しない制御手段によって駆動制御されるこ
とにより、軸受部材１５，１６が固定部材の案内面１１
ａ，１１ｂに向かって進退され、上記軸受隙間１９，２
０が適宜に（図示の場合には、それぞれｄ２，ｄ３に）
調整されるようになっている。
それぞれ図示しない制御手段によって駆動制御されるこ
とにより、軸受部材１５，１６が固定部材の案内面１１
ａ，１１ｂに向かって進退され、上記軸受隙間１９，２
０が適宜に（図示の場合には、それぞれｄ２，ｄ３に）
調整されるようになっている。
【００３４】具体的には、運動部材１２の高速運動時に
は、駆動手段１３，１４は、図示しない制御手段によっ
て駆動制御されることにより、軸受部材１５，１６を固
定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂから離反させる。こ
れによって、固定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂと運
動部材１２の軸受面１２ａ，１２ｂとの間の軸受隙間１
９，２０は、比較的大きくされる。
は、駆動手段１３，１４は、図示しない制御手段によっ
て駆動制御されることにより、軸受部材１５，１６を固
定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂから離反させる。こ
れによって、固定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂと運
動部材１２の軸受面１２ａ，１２ｂとの間の軸受隙間１
９，２０は、比較的大きくされる。
【００３５】従って、高速運動による静圧気体のせん断
発熱が低減され、静圧気体軸受１０全体が熱変形してし
まうようなことがなく、運動精度の低下が防止されるこ
とになる。
発熱が低減され、静圧気体軸受１０全体が熱変形してし
まうようなことがなく、運動精度の低下が防止されるこ
とになる。
【００３６】また、運動部材１２の低速運動時及び静止
時には、駆動手段１３，１４は、図示しない制御手段に
よって駆動制御されることにより、軸受部材１５，１６
を固定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂに対して接近さ
せる。これによって、固定部材１１の案内面１１ａ，１
１ｂと運動部材１２の軸受面１２ａ，１２ｂとの間の軸
受隙間１９，２０は、比較的小さくされる。
時には、駆動手段１３，１４は、図示しない制御手段に
よって駆動制御されることにより、軸受部材１５，１６
を固定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂに対して接近さ
せる。これによって、固定部材１１の案内面１１ａ，１
１ｂと運動部材１２の軸受面１２ａ，１２ｂとの間の軸
受隙間１９，２０は、比較的小さくされる。
【００３７】従って、軸受隙間１９，２０内の圧力気体
が粘性抵抗を有することになり、運動部材１２が微小振
動を生じた場合には、この微小振動に対して、圧力気体
の粘性抵抗が作用して、この微小振動を減衰させること
になる。
が粘性抵抗を有することになり、運動部材１２が微小振
動を生じた場合には、この微小振動に対して、圧力気体
の粘性抵抗が作用して、この微小振動を減衰させること
になる。
【００３８】また、駆動手段１３，１４が図示しない制
御手段によって駆動制御されることにより、軸受部材１
５，１６を固定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂに対し
てそれぞれ個別に制御することによって、運動部材１２
の運動基準は、固定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂを
基準とせずに、任意に設定される。従って、固定部材１
１の案内面１１ａ，１１ｂの面精度によらずに、運動部
材１２の運動精度が向上される。
御手段によって駆動制御されることにより、軸受部材１
５，１６を固定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂに対し
てそれぞれ個別に制御することによって、運動部材１２
の運動基準は、固定部材１１の案内面１１ａ，１１ｂを
基準とせずに、任意に設定される。従って、固定部材１
１の案内面１１ａ，１１ｂの面精度によらずに、運動部
材１２の運動精度が向上される。
【００３９】図３は、本発明による静圧気体軸受の第二
の実施例を示している。図３において、静圧気体軸受３
０は、固定部材３１の対向する二面に形成された高精度
に仕上げられた案内面３１ａ，３１ｂに対して、直線運
動を行なう運動部材３２が嵌挿されている。これによ
り、運動部材３２は、その高精度に仕上げられた軸受面
３２ａ，３２ｂが、それぞれ固定部材３１の上記案内面
３１ａ，３１ｂに対向している。
の実施例を示している。図３において、静圧気体軸受３
０は、固定部材３１の対向する二面に形成された高精度
に仕上げられた案内面３１ａ，３１ｂに対して、直線運
動を行なう運動部材３２が嵌挿されている。これによ
り、運動部材３２は、その高精度に仕上げられた軸受面
３２ａ，３２ｂが、それぞれ固定部材３１の上記案内面
３１ａ，３１ｂに対向している。
【００４０】ここで、上記運動部材３２の軸受面３２
ａ，３２ｂは、この運動部材３２の内側面にて、それぞ
れ駆動手段３３，３４によって固定部材の案内面３１
ａ，３１ｂに向かって進退可能に支持された軸受部材３
５，３６の内側面に形成されている。
ａ，３２ｂは、この運動部材３２の内側面にて、それぞ
れ駆動手段３３，３４によって固定部材の案内面３１
ａ，３１ｂに向かって進退可能に支持された軸受部材３
５，３６の内側面に形成されている。
【００４１】上記駆動手段３３，３４は、例えば圧電素
子または超磁歪合金によって、構成されている。ここ
で、圧電素子は、電圧を印加すると歪を生ずる圧電効果
を利用した素子であり、この場合には、駆動手段３３，
３４に電圧を印加することによって、軸受部材３５，３
６が、固定部材の案内面３１ａ，３１ｂに向かって進退
される。また、超磁歪合金は、磁界をかけると歪を生ず
るものであり、この場合には、駆動手段３３，３４に磁
界をかけることによって、軸受部材３５，３６が、固定
部材の案内面３１ａ，３１ｂに向かって進退される。
子または超磁歪合金によって、構成されている。ここ
で、圧電素子は、電圧を印加すると歪を生ずる圧電効果
を利用した素子であり、この場合には、駆動手段３３，
３４に電圧を印加することによって、軸受部材３５，３
６が、固定部材の案内面３１ａ，３１ｂに向かって進退
される。また、超磁歪合金は、磁界をかけると歪を生ず
るものであり、この場合には、駆動手段３３，３４に磁
界をかけることによって、軸受部材３５，３６が、固定
部材の案内面３１ａ，３１ｂに向かって進退される。
【００４２】さらに、この軸受部材３５，３６及び運動
部材３２を貫通するように設けられた給気管３７，３８
を介して、この案内面３１ａ，３１ｂと軸受面３２ａ，
３２ｂとの間に画成された軸受隙間３９，４０に圧力気
体が供給されることより、上記運動部材３２が、固定部
材に対して浮上支持されるようになっている。ここで、
上記給気管３７，３８は、その開口部の周囲に給気溝３
７ａ，３８ａを有している。この場合、上記給気溝３７
ａ，３８ａは、例えば深さ１０乃至２０μｍ，幅１乃至
２ｍｍに形成されている。これによって、給気管３７，
３８から排出される圧力気体が周囲に分散されるように
なっている。
部材３２を貫通するように設けられた給気管３７，３８
を介して、この案内面３１ａ，３１ｂと軸受面３２ａ，
３２ｂとの間に画成された軸受隙間３９，４０に圧力気
体が供給されることより、上記運動部材３２が、固定部
材に対して浮上支持されるようになっている。ここで、
上記給気管３７，３８は、その開口部の周囲に給気溝３
７ａ，３８ａを有している。この場合、上記給気溝３７
ａ，３８ａは、例えば深さ１０乃至２０μｍ，幅１乃至
２ｍｍに形成されている。これによって、給気管３７，
３８から排出される圧力気体が周囲に分散されるように
なっている。
【００４３】これに対して、上記駆動手段３３，３４が
それぞれ図示しない制御手段によって駆動制御されるこ
とにより、軸受部材３５，３６が固定部材の案内面３１
ａ，３１ｂに向かって進退され、上記軸受隙間３９，４
０が適宜に（図示の場合には、それぞれｄ２，ｄ３に）
調整されるようになっている。
それぞれ図示しない制御手段によって駆動制御されるこ
とにより、軸受部材３５，３６が固定部材の案内面３１
ａ，３１ｂに向かって進退され、上記軸受隙間３９，４
０が適宜に（図示の場合には、それぞれｄ２，ｄ３に）
調整されるようになっている。
【００４４】以上の構成は、図１及び図２に示した静圧
気体軸受１０と同様の構成であるが、本実施例による静
圧気体軸受３０においては、さらに、上記軸受部材３５
は、運動部材３２に対して、板バネ４１，４２を介して
連結部材４３により、連結されている。同様に、上記軸
受部材３６は、運動部材３２に対して、板バネ４４，４
５を介して連結部材４６により、連結されている。これ
により、軸受部材３５，３６は、駆動手段３３，３４に
より変位されるとき、平行に保持されるようになってい
る。
気体軸受１０と同様の構成であるが、本実施例による静
圧気体軸受３０においては、さらに、上記軸受部材３５
は、運動部材３２に対して、板バネ４１，４２を介して
連結部材４３により、連結されている。同様に、上記軸
受部材３６は、運動部材３２に対して、板バネ４４，４
５を介して連結部材４６により、連結されている。これ
により、軸受部材３５，３６は、駆動手段３３，３４に
より変位されるとき、平行に保持されるようになってい
る。
【００４５】本実施例による静圧気体軸受３０は、以上
のように構成されており、運動部材３２の高速運動時に
は、駆動手段３３，３４は、図示しない制御手段によっ
て駆動制御されることにより、軸受部材３５，３６を固
定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂから離反させる。こ
れによって、固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂと運
動部材３２の軸受面３２ａ，３２ｂとの間の軸受隙間３
９，４０は、比較的大きくされる。
のように構成されており、運動部材３２の高速運動時に
は、駆動手段３３，３４は、図示しない制御手段によっ
て駆動制御されることにより、軸受部材３５，３６を固
定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂから離反させる。こ
れによって、固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂと運
動部材３２の軸受面３２ａ，３２ｂとの間の軸受隙間３
９，４０は、比較的大きくされる。
【００４６】従って、高速運動による静圧気体のせん断
発熱が低減され、静圧気体軸受３０全体が熱変形してし
まうようなことがない。従って、運動精度の低下が防止
されることになる。
発熱が低減され、静圧気体軸受３０全体が熱変形してし
まうようなことがない。従って、運動精度の低下が防止
されることになる。
【００４７】また、運動部材３２の低速運動時及び静止
時には、駆動手段３３，３４は、図示しない制御手段に
よって駆動制御されることにより、軸受部材３５，３６
を固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂに対して接近さ
せる。これによって、固定部材３１の案内面３１ａ，３
１ｂと運動部材３２の軸受面３２ａ，３２ｂとの間の軸
受隙間３９，４０は、比較的小さくされる。
時には、駆動手段３３，３４は、図示しない制御手段に
よって駆動制御されることにより、軸受部材３５，３６
を固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂに対して接近さ
せる。これによって、固定部材３１の案内面３１ａ，３
１ｂと運動部材３２の軸受面３２ａ，３２ｂとの間の軸
受隙間３９，４０は、比較的小さくされる。
【００４８】従って、軸受隙間３９，４０内の圧力気体
が粘性抵抗を有することになり、運動部材３２が微小振
動を生じた場合には、この微小振動に対して、圧力気体
の粘性抵抗が作用して、この微小振動を減衰させること
になる。
が粘性抵抗を有することになり、運動部材３２が微小振
動を生じた場合には、この微小振動に対して、圧力気体
の粘性抵抗が作用して、この微小振動を減衰させること
になる。
【００４９】この場合、軸受部材３５，３６は、それぞ
れ板バネ４１，４２，４４，４５を介して連結部材４
３，４６により運動部材３２に連結されているので、駆
動手段３３，３４による変位の際、軸受部材３５，３６
が傾斜することがない。従って、軸受面３２ａ，３２ｂ
は、常に固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂに対して
平行に保持されることになる。
れ板バネ４１，４２，４４，４５を介して連結部材４
３，４６により運動部材３２に連結されているので、駆
動手段３３，３４による変位の際、軸受部材３５，３６
が傾斜することがない。従って、軸受面３２ａ，３２ｂ
は、常に固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂに対して
平行に保持されることになる。
【００５０】また、駆動手段３３，３４が図示しない制
御手段によって駆動制御されることにより、軸受部材３
５，３６を固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂに対し
てそれぞれ個別に制御することによって、運動部材３２
の運動基準は、固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂを
基準とせずに、任意に設定される。従って、固定部材３
１の案内面３１ａ，３１ｂの面精度によらずに、運動部
材３２の運動精度が向上される。
御手段によって駆動制御されることにより、軸受部材３
５，３６を固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂに対し
てそれぞれ個別に制御することによって、運動部材３２
の運動基準は、固定部材３１の案内面３１ａ，３１ｂを
基準とせずに、任意に設定される。従って、固定部材３
１の案内面３１ａ，３１ｂの面精度によらずに、運動部
材３２の運動精度が向上される。
【００５１】このように、上述の実施例では、制御手段
によって駆動手段が駆動制御されることにより、軸受隙
間が、適宜に調整される。これにより、静圧気体軸受の
減衰性能が任意に制御される。従って、運動部材の高速
運動時には、軸受隙間を大きく設定することによって、
静圧気体のせん断発熱が低減され、運動精度が向上され
ることになる。
によって駆動手段が駆動制御されることにより、軸受隙
間が、適宜に調整される。これにより、静圧気体軸受の
減衰性能が任意に制御される。従って、運動部材の高速
運動時には、軸受隙間を大きく設定することによって、
静圧気体のせん断発熱が低減され、運動精度が向上され
ることになる。
【００５２】また、低速運動時または静止時には、軸受
隙間を小さく設定することによって、圧力気体の粘性抵
抗によって、運動部材の微小振動は、減衰されると共
に、静止安定性が向上される。さらに、固定部材の相対
する対の軸受隙間を個別に調整することにより、固定部
材に形成された案内面を運動基準とすることなく、運動
精度の向上が得られることになる。
隙間を小さく設定することによって、圧力気体の粘性抵
抗によって、運動部材の微小振動は、減衰されると共
に、静止安定性が向上される。さらに、固定部材の相対
する対の軸受隙間を個別に調整することにより、固定部
材に形成された案内面を運動基準とすることなく、運動
精度の向上が得られることになる。
【００５３】尚、上述した実施例においては、給気溝１
５ａを備えた、所謂表面絞り型静圧気体軸受の場合につ
いて説明したが、これに限らず、例えばオリフィス絞り
型，自成絞り型，多孔質絞り型等の種々の形式の静圧気
体軸受に対して、本発明を適用することが可能であるこ
とは、明らかである。
５ａを備えた、所謂表面絞り型静圧気体軸受の場合につ
いて説明したが、これに限らず、例えばオリフィス絞り
型，自成絞り型，多孔質絞り型等の種々の形式の静圧気
体軸受に対して、本発明を適用することが可能であるこ
とは、明らかである。
【００５４】また、上述した実施例においては、固定部
材１１，３１の案内面１１ａ，１１ｂ，３１ａ，３１ｂ
は、何れも平面であり、これに対応して、運動部材１
２，３２の軸受面１２ａ，１２ｂ，３２ａ，３２ｂも平
面であるが、これらの案内面及び軸受面は、運動部材の
運動方向に沿って同一断面を有するような対応する曲面
であってもよいことは明らかである。
材１１，３１の案内面１１ａ，１１ｂ，３１ａ，３１ｂ
は、何れも平面であり、これに対応して、運動部材１
２，３２の軸受面１２ａ，１２ｂ，３２ａ，３２ｂも平
面であるが、これらの案内面及び軸受面は、運動部材の
運動方向に沿って同一断面を有するような対応する曲面
であってもよいことは明らかである。
【００５５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な構成により、高速運転時等の発熱が防止されると共
に、微小振動が確実に且つ迅速に減衰されるようにし
た、静圧気体軸受を提供することができる。
単な構成により、高速運転時等の発熱が防止されると共
に、微小振動が確実に且つ迅速に減衰されるようにし
た、静圧気体軸受を提供することができる。
【図１】本発明による静圧気体軸受の第一の実施例を示
す運動部材の運動方向に垂直な方向の断面図である。
す運動部材の運動方向に垂直な方向の断面図である。
【図２】図１の静圧気体軸受の運動部材の運動方向に沿
った断面図である。
った断面図である。
【図３】本発明による静圧気体軸受の第二の実施例を示
す運動部材の運動方向に垂直な方向の断面図である。
す運動部材の運動方向に垂直な方向の断面図である。
【図４】従来の静圧気体軸受の一例を示す運動部材の運
動方向に垂直な方向の断面図である。
動方向に垂直な方向の断面図である。
１０ 静圧気体軸受 １１ 固定部材 １２ 運動部材 １３ 駆動手段 １４ 駆動手段 １５ 軸受部材 １６ 軸受部材 １７ 給気管 １８ 給気管 １９ 軸受隙間 ２０ 軸受隙間 ３０ 静圧気体軸受 ３１ 固定部材 ３２ 運動部材 ３３ 駆動手段 ３４ 駆動手段 ３５ 軸受部材 ３６ 軸受部材 ３７ 給気管 ３８ 給気管 ３９ 軸受隙間 ４０ 軸受隙間 ４１ 板バネ ４２ 板バネ ４３ 連結部材 ４４ 板バネ ４５ 板バネ ４６ 連結部材
Claims (9)
- 【請求項１】 直線運動または回転運動を行なう運動部
材を静圧気体によって浮上させて支持するための静圧気
体軸受において、 固定部材側の案内面と運動部材の軸受面との間に画成さ
れる軸受隙間を調整するために、前記案内面または軸受
面を垂直方向に変位させる駆動手段と、 この駆動手段を駆動制御する制御手段とが備えられてい
ることを特徴とする静圧気体軸受。 - 【請求項２】 前記案内面または軸受面が、固定部材ま
たは運動部材に対して、連結部材を介して連結されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の静圧気体軸受。 - 【請求項３】 前記駆動手段が、圧電素子から成ること
を特徴とする請求項１または２に記載の静圧気体軸受。 - 【請求項４】 前記駆動手段が、超磁歪合金から成るこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の静圧気体軸
受。 - 【請求項５】 前記制御手段が、運動部材の高速運動時
には、軸受隙間を大きく、また運動部材の低速運動時及
び停止時には、軸受隙間を小さくするように、駆動手段
を制御する構成としたことを特徴とする請求項１から３
の何れかに記載の静圧気体軸受。 - 【請求項６】 固定部材または運動部材に、前記軸受隙
間を測定するための測定手段が備えられていることを特
徴とする請求項１から４の何れかに記載の静圧気体軸
受。 - 【請求項７】 前記測定手段が、軸受隙間を直接に測定
する距離センサから成ることを特徴とする請求項５に記
載の静圧気体軸受。 - 【請求項８】 前記測定手段が、静圧気体の圧力を測定
する圧力センサから成り、測定圧力に基づいて、軸受隙
間を演算することを特徴とする請求項５に記載の静圧気
体軸受。 - 【請求項９】 互いに背反するように形成された平面ま
たは曲面から成る少なくとも二つの案内面を有する固定
部材と、各案内面に対向した対応する平面または曲面か
ら成る軸受面を有する運動部材と、前記案内面と軸受面
により形成される間隙内に圧力気体を供給する手段とを
含んでいる静圧気体軸受において、 固定部材側の案内面と運動部材の軸受面との間に画成さ
れる軸受隙間を調整するために、前記案内面または軸受
面を垂直方向に変位させる駆動手段と、 この駆動手段を駆動制御する制御手段とが備えられてお
り、 前記制御手段が、運動部材の高速運動時には、軸受隙間
を大きく、また運動部材の低速運動時及び停止時には、
軸受隙間を小さくするように、駆動手段を制御する構成
としたことを特徴とする静圧気体軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18773094A JPH0828565A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 静圧気体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18773094A JPH0828565A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 静圧気体軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828565A true JPH0828565A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16211184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18773094A Pending JPH0828565A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 静圧気体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828565A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7651272B2 (en) | 2006-01-04 | 2010-01-26 | Fanuc Ltd | Method of assembling air bearing, air bearing and linear drive unit equipped with the same |
| JP2011073118A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Jtekt Corp | 流体保持装置 |
| CN113833765A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-24 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种刚度可调的气浮导轨 |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP18773094A patent/JPH0828565A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7651272B2 (en) | 2006-01-04 | 2010-01-26 | Fanuc Ltd | Method of assembling air bearing, air bearing and linear drive unit equipped with the same |
| JP2011073118A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Jtekt Corp | 流体保持装置 |
| CN113833765A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-24 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种刚度可调的气浮导轨 |
| CN113833765B (zh) * | 2021-10-14 | 2024-02-06 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种刚度可调的气浮导轨 |
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