JPH10299779A - 静圧気体軸受装置 - Google Patents
静圧気体軸受装置Info
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- JPH10299779A JPH10299779A JP10985497A JP10985497A JPH10299779A JP H10299779 A JPH10299779 A JP H10299779A JP 10985497 A JP10985497 A JP 10985497A JP 10985497 A JP10985497 A JP 10985497A JP H10299779 A JPH10299779 A JP H10299779A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C29/02—Sliding-contact bearings
- F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
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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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】軸受剛性が極めて高い静圧気体軸受装置を提供
する。 【解決手段】静圧気体軸受装置において、可動部材又は
固定部材の軸受面に、軸受隙間へ圧縮気体を噴出する複
数個の気体噴出孔を形成し、これら気体噴出孔に座ぐり
を設けた多孔質体を挿嵌するとともに、前記軸受面に、
各気体噴出孔と連通する環状の絞り溝を設ける。
する。 【解決手段】静圧気体軸受装置において、可動部材又は
固定部材の軸受面に、軸受隙間へ圧縮気体を噴出する複
数個の気体噴出孔を形成し、これら気体噴出孔に座ぐり
を設けた多孔質体を挿嵌するとともに、前記軸受面に、
各気体噴出孔と連通する環状の絞り溝を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸受剛性が極めて
高い静圧気体軸受装置に関するものであり、具体的に
は、直線案内装置などに用いられるスラスト軸受や高速
回転モータなどに用いられるラジアル軸受として好適に
使用できるものである。
高い静圧気体軸受装置に関するものであり、具体的に
は、直線案内装置などに用いられるスラスト軸受や高速
回転モータなどに用いられるラジアル軸受として好適に
使用できるものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
物体を所定の位置に位置決めしたり、搬送するための直
線案内装置などに用いられるスラスト軸受や高速回転モ
ータなどに用いられるラジアル軸受として静圧気体軸受
装置が使用されている。
物体を所定の位置に位置決めしたり、搬送するための直
線案内装置などに用いられるスラスト軸受や高速回転モ
ータなどに用いられるラジアル軸受として静圧気体軸受
装置が使用されている。
【０００３】図３は従来の静圧気体軸受装置を直線案内
装置として用いた例を示す斜視図であり、この直線案内
装置は、略四角柱の固定部材２２と、該固定部材２２を
囲繞する可動部材２１とからなり、上記固定部材２２の
４つの軸受面２４と対向する可動部材２１の各軸受面２
３には、図４（ａ）（ｂ）に示すような、自成絞りの気
体噴出孔２７と、該気体噴出孔２７に連通し、圧縮気体
を可動部材２１と固定部材２２との軸受隙間２５全体に
供給するための絞り溝２８を形成したものがあり、上記
絞り溝２８の溝形状として図４（ａ）に示すようなＴ字
状をしたものや図４（ｂ）に示すような田字状をしたも
のがあった（特開昭５９−１３１２０号公報参照）。
装置として用いた例を示す斜視図であり、この直線案内
装置は、略四角柱の固定部材２２と、該固定部材２２を
囲繞する可動部材２１とからなり、上記固定部材２２の
４つの軸受面２４と対向する可動部材２１の各軸受面２
３には、図４（ａ）（ｂ）に示すような、自成絞りの気
体噴出孔２７と、該気体噴出孔２７に連通し、圧縮気体
を可動部材２１と固定部材２２との軸受隙間２５全体に
供給するための絞り溝２８を形成したものがあり、上記
絞り溝２８の溝形状として図４（ａ）に示すようなＴ字
状をしたものや図４（ｂ）に示すような田字状をしたも
のがあった（特開昭５９−１３１２０号公報参照）。
【０００４】そして、上記可動部材２１の側壁に形成さ
れた気体供給孔２６に圧縮気体を供給し、気体噴出孔２
７より固定部材２２との軸受隙間２５に圧縮気体を噴出
させるとともに、絞り溝２８を介して軸受隙間２５全体
に供給することで静圧気体層を形成し、固定部材２２に
対し可動部材２１を非接触の状態で支承するようになっ
ていた。
れた気体供給孔２６に圧縮気体を供給し、気体噴出孔２
７より固定部材２２との軸受隙間２５に圧縮気体を噴出
させるとともに、絞り溝２８を介して軸受隙間２５全体
に供給することで静圧気体層を形成し、固定部材２２に
対し可動部材２１を非接触の状態で支承するようになっ
ていた。
【０００５】ところで、このような静圧気体を用いた直
線案内装置の軸受剛性を高めるためには、軸受隙間２５
を狭くすることにより軸受隙間２５内の流量抵抗を高め
るとともに、気体噴出孔２７における流量抵抗を、軸受
隙間２５内の流量抵抗と同程度の大きさにする必要があ
る。
線案内装置の軸受剛性を高めるためには、軸受隙間２５
を狭くすることにより軸受隙間２５内の流量抵抗を高め
るとともに、気体噴出孔２７における流量抵抗を、軸受
隙間２５内の流量抵抗と同程度の大きさにする必要があ
る。
【０００６】しかしながら、図４（ａ）（ｂ）に示すよ
うな自成絞りの気体噴出孔２７による給気方式では、気
体噴出孔２７の口径を大きくし、軸受剛性を高めようと
すると、気体噴出孔２７における流量抵抗が軸受隙間２
５内の流量抵抗よりも大きくなるため、絞り溝２８を形
成したとしても軸受剛性を高めるには限界があった。
うな自成絞りの気体噴出孔２７による給気方式では、気
体噴出孔２７の口径を大きくし、軸受剛性を高めようと
すると、気体噴出孔２７における流量抵抗が軸受隙間２
５内の流量抵抗よりも大きくなるため、絞り溝２８を形
成したとしても軸受剛性を高めるには限界があった。
【０００７】また、気体噴出孔２７による給気方式に代
わるものとして、図４（ｃ）に示すような、可動部材２
１の軸受面３３に凹部３６を形成し、該凹部３６に多孔
質体３７を固着し、多孔質絞りを構成したものが知られ
ている。
わるものとして、図４（ｃ）に示すような、可動部材２
１の軸受面３３に凹部３６を形成し、該凹部３６に多孔
質体３７を固着し、多孔質絞りを構成したものが知られ
ている。
【０００８】図４（ｃ）の如き多孔質絞りを有する直線
案内装置は、圧縮気体の噴出領域を大きくできることか
ら、軸受剛性を高めることができるものの、軸受面３３
において多孔質体３７の占める割合が大きいために多孔
質体３７内における気体の圧縮効果によって振動が発生
するといった課題があった。
案内装置は、圧縮気体の噴出領域を大きくできることか
ら、軸受剛性を高めることができるものの、軸受面３３
において多孔質体３７の占める割合が大きいために多孔
質体３７内における気体の圧縮効果によって振動が発生
するといった課題があった。
【０００９】しかも、多孔質体３７をそのまま用いたの
では、気体の透過性が高く絞り効果が得られないため、
多孔質体３７の表面に研削加工を施して目詰まりさせる
必要があるが、目詰まりをさせると多孔質体３７内を通
過する気体の透過性が不均一となるために流量ばらつき
が発生し、軸受剛性が低下するといった課題があり、よ
り軸受剛性を高めた直線案内装置を製作することは難し
いものであった。
では、気体の透過性が高く絞り効果が得られないため、
多孔質体３７の表面に研削加工を施して目詰まりさせる
必要があるが、目詰まりをさせると多孔質体３７内を通
過する気体の透過性が不均一となるために流量ばらつき
が発生し、軸受剛性が低下するといった課題があり、よ
り軸受剛性を高めた直線案内装置を製作することは難し
いものであった。
【００１０】一方、図４（ｃ）の如き多孔質絞りの直線
案内装置における課題を解消するために、図４（ｄ）に
示すような、軸受面４３に多数個の気体噴出孔４７を穿
設し、該気体噴出孔４７に円柱状の多孔質体からなるブ
ッシュ４８を挿嵌したものが提案されている（特開昭５
９−６０７２０号公報参照）。
案内装置における課題を解消するために、図４（ｄ）に
示すような、軸受面４３に多数個の気体噴出孔４７を穿
設し、該気体噴出孔４７に円柱状の多孔質体からなるブ
ッシュ４８を挿嵌したものが提案されている（特開昭５
９−６０７２０号公報参照）。
【００１１】このように、気体噴出孔４７に円柱状のブ
ッシュ４８を設けることで、気体の流れる領域を小さく
することができるため、ブッシュ４８内における気体の
圧縮効果による振動を抑えることができるものの、円柱
状のブッシュ４８では気体の透過性が高いことから目詰
まりさせないと絞り効果による噴出圧を高めることがで
きず、また、目詰まりさせるために研削加工を施すと、
各ブッシュ４８の目詰まりが不均一となることから、流
量ばらつきが発生するといった課題があった。
ッシュ４８を設けることで、気体の流れる領域を小さく
することができるため、ブッシュ４８内における気体の
圧縮効果による振動を抑えることができるものの、円柱
状のブッシュ４８では気体の透過性が高いことから目詰
まりさせないと絞り効果による噴出圧を高めることがで
きず、また、目詰まりさせるために研削加工を施すと、
各ブッシュ４８の目詰まりが不均一となることから、流
量ばらつきが発生するといった課題があった。
【００１２】その上、図４（ｄ）の軸受面４３を備えた
ものでは、ブッシュ４８から圧縮気体が噴出されるのみ
で、圧縮気体の噴出領域が小さいことから、全体的な軸
受剛性は図４（ａ）〜（ｃ）に示す直線案内装置よりも
低いものであった。
ものでは、ブッシュ４８から圧縮気体が噴出されるのみ
で、圧縮気体の噴出領域が小さいことから、全体的な軸
受剛性は図４（ａ）〜（ｃ）に示す直線案内装置よりも
低いものであった。
【００１３】本発明の目的は、従来の静圧気体軸受装置
では得られなかった極めて高い軸受剛性を有する静圧気
体軸受装置を提供することにある。
では得られなかった極めて高い軸受剛性を有する静圧気
体軸受装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、可動部材を固定部材との軸受隙間に静圧気体
層を形成して支承し、非接触の状態で移動自在としてな
る静圧気体軸受装置において、上記可動部材及び／又は
固定部材の軸受面に、前記軸受隙間へ圧縮気体を噴出す
る複数個の気体噴出孔を形成し、これら気体噴出孔に座
ぐりを設けた多孔質体からなるブッシュを挿嵌するとと
もに、前記軸受面に、各気体噴出孔と連通する環状の絞
り溝を刻設したことを特徴とするものである。
題に鑑み、可動部材を固定部材との軸受隙間に静圧気体
層を形成して支承し、非接触の状態で移動自在としてな
る静圧気体軸受装置において、上記可動部材及び／又は
固定部材の軸受面に、前記軸受隙間へ圧縮気体を噴出す
る複数個の気体噴出孔を形成し、これら気体噴出孔に座
ぐりを設けた多孔質体からなるブッシュを挿嵌するとと
もに、前記軸受面に、各気体噴出孔と連通する環状の絞
り溝を刻設したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。図１は本発明に係る静圧気体軸受装置を直線案内装
置に用いた例を示す斜視図であり、略四角柱の固定部材
２と、該固定部材２を囲繞する可動部材１とからなり、
上記可動部材１の側壁面に設けた気体供給孔６に圧縮気
体を供給し、該圧縮気体を可動部材１と固定部材２との
軸受隙間５に噴出させて静圧気体層を形成することによ
り、可動部材１を固定部材２と非接触の状態で支承し、
別の駆動手段（不図示）でもって可動部材１を移動させ
るようになっている。
る。図１は本発明に係る静圧気体軸受装置を直線案内装
置に用いた例を示す斜視図であり、略四角柱の固定部材
２と、該固定部材２を囲繞する可動部材１とからなり、
上記可動部材１の側壁面に設けた気体供給孔６に圧縮気
体を供給し、該圧縮気体を可動部材１と固定部材２との
軸受隙間５に噴出させて静圧気体層を形成することによ
り、可動部材１を固定部材２と非接触の状態で支承し、
別の駆動手段（不図示）でもって可動部材１を移動させ
るようになっている。
【００１６】また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、上
記固定部材２の４つの軸受面４と対向する可動部材１の
各軸受面３には、複数個の気体噴出孔７をほぼ一定の間
隔で穿設するとともに、上記気体噴出孔７に多孔質体か
らなるブッシュ８を挿嵌し、エポキシ樹脂系や無機系の
接着剤により固着してある。上記ブッシュ８は、外径Ｌ
３〜８ｍｍ程度の円柱状体に内径Ｉが１〜５ｍｍ程度と
なるような座ぐり８ａを設けた有底筒状体をしたもの
で、座ぐり８ａと反対側の面が軸受面３と同一面上に位
置するように配置してある。
記固定部材２の４つの軸受面４と対向する可動部材１の
各軸受面３には、複数個の気体噴出孔７をほぼ一定の間
隔で穿設するとともに、上記気体噴出孔７に多孔質体か
らなるブッシュ８を挿嵌し、エポキシ樹脂系や無機系の
接着剤により固着してある。上記ブッシュ８は、外径Ｌ
３〜８ｍｍ程度の円柱状体に内径Ｉが１〜５ｍｍ程度と
なるような座ぐり８ａを設けた有底筒状体をしたもの
で、座ぐり８ａと反対側の面が軸受面３と同一面上に位
置するように配置してある。
【００１７】このように、気体噴出孔７内に多孔質体か
らなるブッシュ８を設けることで、圧縮気体の流量を高
めることができるとともに、ブッシュ８に座ぐり８ａを
設け、底部８ｂの厚み幅Ｔを小さくすることで絞り効果
が得られるようにしてあることから、圧縮気体の噴出圧
を高めることができる。
らなるブッシュ８を設けることで、圧縮気体の流量を高
めることができるとともに、ブッシュ８に座ぐり８ａを
設け、底部８ｂの厚み幅Ｔを小さくすることで絞り効果
が得られるようにしてあることから、圧縮気体の噴出圧
を高めることができる。
【００１８】即ち、ブッシュ８に座ぐり８ａがないとブ
ッシュ８内における気体の透過性が高いため、目詰まり
させないと噴出圧を高めることができないのであるが、
本発明はブッシュ８に座ぐり８ａを設けて底部８ｂの厚
み幅ｔを薄くして絞り効果を持たせてあることから、従
来のような目詰まりをさせる必要がなく、各ブッシュ８
から噴出される圧縮気体の流量を均一にすることができ
る。
ッシュ８内における気体の透過性が高いため、目詰まり
させないと噴出圧を高めることができないのであるが、
本発明はブッシュ８に座ぐり８ａを設けて底部８ｂの厚
み幅ｔを薄くして絞り効果を持たせてあることから、従
来のような目詰まりをさせる必要がなく、各ブッシュ８
から噴出される圧縮気体の流量を均一にすることができ
る。
【００１９】また、可動部材１の各内壁面３には、断面
形状がコ字状をした溝幅Ｗが０．６〜１ｍｍ、溝深さＨ
が１０〜４０μｍ程度の２つの環状絞り溝９を同心円状
に刻設し、各気体噴出孔７と連通させてある。
形状がコ字状をした溝幅Ｗが０．６〜１ｍｍ、溝深さＨ
が１０〜４０μｍ程度の２つの環状絞り溝９を同心円状
に刻設し、各気体噴出孔７と連通させてある。
【００２０】その為、各気体噴出孔７に供給された圧縮
気体の一部は、環状絞り溝９を介して軸受隙間５の周囲
に噴出させることができるため、軸受隙間５全体に均一
な静圧気体層を形成することができる。
気体の一部は、環状絞り溝９を介して軸受隙間５の周囲
に噴出させることができるため、軸受隙間５全体に均一
な静圧気体層を形成することができる。
【００２１】その為、可動部材１の気体供給孔６に圧縮
気体を供給すれば、気体噴出孔７に設けた座ぐり８ａを
有するブッシュ８と該ブッシュ８と連通する環状絞り溝
９との相乗効果により極めて高い軸受剛性を得ることが
できる。
気体を供給すれば、気体噴出孔７に設けた座ぐり８ａを
有するブッシュ８と該ブッシュ８と連通する環状絞り溝
９との相乗効果により極めて高い軸受剛性を得ることが
できる。
【００２２】なお、図２（ｂ）に示すように、可動部材
１の内部には気体供給孔６に供給された圧縮気体を各軸
受面３の気体噴出孔７にそれぞれ供給するための給気路
１０を設けてある。
１の内部には気体供給孔６に供給された圧縮気体を各軸
受面３の気体噴出孔７にそれぞれ供給するための給気路
１０を設けてある。
【００２３】ところで、ブッシュ８の底部８ｂにおける
絞り効果を高めるためには、底部８ｂの厚み幅Ｔをでき
るだけ薄くする必要があるが、ブッシュ８に供給される
圧縮気体の噴出圧が高すぎると破損する恐れがあること
から、底部８ｂの厚み幅Ｔは０．５〜１ｍｍとすること
が良い。
絞り効果を高めるためには、底部８ｂの厚み幅Ｔをでき
るだけ薄くする必要があるが、ブッシュ８に供給される
圧縮気体の噴出圧が高すぎると破損する恐れがあること
から、底部８ｂの厚み幅Ｔは０．５〜１ｍｍとすること
が良い。
【００２４】また、このようなブッシュ８を構成する多
孔質体としては、気孔率３０〜４０％でかつ平均気孔径
０．１〜２μｍのものが良い。これは気孔率が３０％未
満であったり、平均気孔径が０．１μｍ未満であると、
気体の透過性が小さすぎるために軸受剛性を高めること
ができず、逆に、気孔率が４０％より大き過ぎたり、平
均気孔径が２μｍより大きくなると、気体の透過性が高
くなり過ぎるために目詰まりさせるための加工が必要と
なるからである。
孔質体としては、気孔率３０〜４０％でかつ平均気孔径
０．１〜２μｍのものが良い。これは気孔率が３０％未
満であったり、平均気孔径が０．１μｍ未満であると、
気体の透過性が小さすぎるために軸受剛性を高めること
ができず、逆に、気孔率が４０％より大き過ぎたり、平
均気孔径が２μｍより大きくなると、気体の透過性が高
くなり過ぎるために目詰まりさせるための加工が必要と
なるからである。
【００２５】なお、多孔質体の材質としては、焼結金属
やＴｉＣ系、ＴｉＮ系、ＴｉＣＮ系、ＷＣ系のサーメッ
ト材、さらにはアルミナ、コージライト、ムライト、ジ
ルコニア、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウムなど
のセラミックスを用いることができる。これらの中でも
セラミックスは比重が焼結金属やサーメット材と比べて
小さいことから、可動部材１の駆動トルクを小さくする
効果がある。
やＴｉＣ系、ＴｉＮ系、ＴｉＣＮ系、ＷＣ系のサーメッ
ト材、さらにはアルミナ、コージライト、ムライト、ジ
ルコニア、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウムなど
のセラミックスを用いることができる。これらの中でも
セラミックスは比重が焼結金属やサーメット材と比べて
小さいことから、可動部材１の駆動トルクを小さくする
効果がある。
【００２６】一方、可動部材１や固定部材２を構成する
材質としては、アルミニウムやステンレスなどの金属や
アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、窒化アル
ミニウムなどのセラミックスを用いることができる。特
に上記セラミックスは熱的な変形が少なく、比重が小さ
いうえ、高剛性でかつ高精度に加工できることから、高
精度な位置決めが可能な直線案内装置を得ることができ
る。
材質としては、アルミニウムやステンレスなどの金属や
アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、窒化アル
ミニウムなどのセラミックスを用いることができる。特
に上記セラミックスは熱的な変形が少なく、比重が小さ
いうえ、高剛性でかつ高精度に加工できることから、高
精度な位置決めが可能な直線案内装置を得ることができ
る。
【００２７】なお、本実施形態では、ブッシュ８を有す
る気体噴出孔７と該気体噴出孔７と連通する環状絞り溝
９を同心円状に設けた２重構造とした例を示したが、１
重構造であっても良く、この場合、ブッシュ８を有する
気体噴出孔７は軸受面３の中央よりも周縁に設けた方が
良い。
る気体噴出孔７と該気体噴出孔７と連通する環状絞り溝
９を同心円状に設けた２重構造とした例を示したが、１
重構造であっても良く、この場合、ブッシュ８を有する
気体噴出孔７は軸受面３の中央よりも周縁に設けた方が
良い。
【００２８】また、本実施形態では、可動部材１が固定
部材２を囲繞した例を示したが、固定部材２が可動部材
１を囲繞した構造をしたものにも用いることができると
ともに、気体噴出孔７は固定部材２の軸受面４側に形成
しても良く、さらには可動部材１及び固定部材２の両軸
受面３，４に形成することもできる。
部材２を囲繞した例を示したが、固定部材２が可動部材
１を囲繞した構造をしたものにも用いることができると
ともに、気体噴出孔７は固定部材２の軸受面４側に形成
しても良く、さらには可動部材１及び固定部材２の両軸
受面３，４に形成することもできる。
【００２９】また、本実施形態では、スラスト軸受を構
成する直線案内装置を例にとって説明したが、高速回転
モータなどのラジアル軸受としても用いることができる
ことは言うまでもない。
成する直線案内装置を例にとって説明したが、高速回転
モータなどのラジアル軸受としても用いることができる
ことは言うまでもない。
【００３０】（実施例）ここで、本発明の静圧気体軸受
装置として、可動部材１の軸受面３を図２のように形成
した図１の直線案内装置と、比較例の静圧気体軸受装置
として、可動部材２１の軸受面２３，３３，４３を図４
（ａ）〜（ｄ）のように形成した図３の直線案内装置と
を試作し、軸受剛性について比較実験を行った。
装置として、可動部材１の軸受面３を図２のように形成
した図１の直線案内装置と、比較例の静圧気体軸受装置
として、可動部材２１の軸受面２３，３３，４３を図４
（ａ）〜（ｄ）のように形成した図３の直線案内装置と
を試作し、軸受剛性について比較実験を行った。
【００３１】本実験では、同一条件での比較を行うため
に可動部材１，２１及び固定部材２，２２を純度９９．
５％のアルミナセラミックスにより形成し、固定部材
２，２２の断面の寸法を８０ｍｍ×８０ｍｍとするとと
もに、これらの固定部材２，２２を囲繞する可動部材
１，２１の各軸受面３，２３，３３，３４における受圧
面積を７０ｍｍ×１８０ｍｍとした。
に可動部材１，２１及び固定部材２，２２を純度９９．
５％のアルミナセラミックスにより形成し、固定部材
２，２２の断面の寸法を８０ｍｍ×８０ｍｍとするとと
もに、これらの固定部材２，２２を囲繞する可動部材
１，２１の各軸受面３，２３，３３，３４における受圧
面積を７０ｍｍ×１８０ｍｍとした。
【００３２】なお、可動部材１，２１の各軸受面３，２
３，３３，３４の寸法は以下の通りである。
３，３３，３４の寸法は以下の通りである。
【００３３】 〔本発明〕 図２の軸受面・・・ブッシュ８の数 ：１８個 ブッシュ８の外径Ｌ ：６ｍｍ ブッシュ８の底部8b の厚み幅Ｔ ：０．７ｍｍ ブッシュ８の気孔率 ：３７．８％ ブッシュ８の平均気孔径：０．４３μｍ 環状絞り溝９の寸法 ：幅Ｗ１ｍｍ、深さＨ２０μｍ 〔比較例〕 図５(a) の軸受面・・・気体噴出孔27の数 ：１個 気体噴出孔27の外径 ：５ｍｍ Ｔ字状絞り溝28の寸法：幅１ｍｍ、深さ２０μｍ 図５(b) の軸受面・・・気体噴出孔27の数 ：４個 気体噴出孔27の外径 ：０．３ｍｍ 田字状絞り溝28の寸法：幅１ｍｍ、深さ２０μｍ 図５(c) の軸受面・・・多孔質体の寸法：６０ｍｍ×１６０ｍｍ×１０ｍｍｔ 図５(d) の軸受面・・・ブッシュ48の数 ：１２個 ブッシュ48の外径 ：６ｍｍ ブッシュ48の気孔率 ：３７．８％ ブッシュ48の平均気孔径：０．４３μｍ そして、可動部材１，２１の気体供給孔６，２６に４ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 の圧縮気体をそれぞれ供給し、ラジアル剛
性、モーメント剛性、及び最大負荷容量について各々測
定した。
ｇｆ／ｃｍ2 の圧縮気体をそれぞれ供給し、ラジアル剛
性、モーメント剛性、及び最大負荷容量について各々測
定した。
【００３４】なお、ラジアル剛性の測定は、直線案内装
置の可動部材１，２１の上面四隅に電気マイクロメータ
を設置し、可動部材１，２１を非接触の状態で支承した
時の浮上量を上記電気マイクロメータにより測定し、そ
の平均値をＭ１とし、次に、可動部材１，２１の中央に
負荷を加えた時の電気マイクロメータの値を測定し、そ
の平均値をＭ２とする。そして、可動部材１，２１に加
えた負荷荷重を（Ｍ１−Ｍ２）の値で除した値をラジア
ル剛性とした。
置の可動部材１，２１の上面四隅に電気マイクロメータ
を設置し、可動部材１，２１を非接触の状態で支承した
時の浮上量を上記電気マイクロメータにより測定し、そ
の平均値をＭ１とし、次に、可動部材１，２１の中央に
負荷を加えた時の電気マイクロメータの値を測定し、そ
の平均値をＭ２とする。そして、可動部材１，２１に加
えた負荷荷重を（Ｍ１−Ｍ２）の値で除した値をラジア
ル剛性とした。
【００３５】また、モーメント剛性の測定は、直線案内
装置の可動部材１，２１の上面四隅に電気マイクロメー
タを設置し、可動部材１，２１を静圧支持した状態で可
動部材１，２１に偏荷重を加え、その変位量を電気マイ
クロメータで測定し、単位時間（秒）当たりトルクの大
きさをモーメント剛性とした。
装置の可動部材１，２１の上面四隅に電気マイクロメー
タを設置し、可動部材１，２１を静圧支持した状態で可
動部材１，２１に偏荷重を加え、その変位量を電気マイ
クロメータで測定し、単位時間（秒）当たりトルクの大
きさをモーメント剛性とした。
【００３６】さらに、最大負荷容量の測定は、可動部材
１，２１を静圧支持した状態で荷重を加え、ストローク
移動させた時に全域において可動部材１，２１が固定部
材２，２２と接触する荷重値を最大負荷容量とした。
１，２１を静圧支持した状態で荷重を加え、ストローク
移動させた時に全域において可動部材１，２１が固定部
材２，２２と接触する荷重値を最大負荷容量とした。
【００３７】結果は表１にそれぞれ示す通りである。
【００３８】
【表１】
【００３９】この結果、本発明の直線案内装置は、ラジ
アル剛性、モーメント剛性、及び最大負荷容量の全ての
点で比較例の直線案内装置に比べて優れていることが判
る。
アル剛性、モーメント剛性、及び最大負荷容量の全ての
点で比較例の直線案内装置に比べて優れていることが判
る。
【００４０】特に、最大負荷容量においては、比較例の
中で最も大きな負荷容量を有する図４（ｃ）の軸受面３
３を持った直線案内装置と比較しても２倍以上の最大負
荷容量を有していた。
中で最も大きな負荷容量を有する図４（ｃ）の軸受面３
３を持った直線案内装置と比較しても２倍以上の最大負
荷容量を有していた。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、可動部
材を固定部材との軸受隙間に静圧気体層を形成して支承
し、移動自在としてなる静圧気体軸受装置において、上
記可動部材及び／又は固定部材の軸受面に、前記軸受隙
間へ圧縮気体を噴出する複数個の気体噴出孔を形成し、
これら気体噴出孔に座ぐりを設けた多孔質体を挿嵌する
とともに、前記軸受面に、各気体噴出孔と連通する環状
の絞り溝を設けたことにより、従来の自成絞りの気体噴
出孔を有する静圧気体軸受装置や多孔質絞りを有する静
圧気体軸受装置と比べ、非常に高い軸受剛性が得られる
とともに、振動を生じることなく安定して可動部材を移
動させることができる。
材を固定部材との軸受隙間に静圧気体層を形成して支承
し、移動自在としてなる静圧気体軸受装置において、上
記可動部材及び／又は固定部材の軸受面に、前記軸受隙
間へ圧縮気体を噴出する複数個の気体噴出孔を形成し、
これら気体噴出孔に座ぐりを設けた多孔質体を挿嵌する
とともに、前記軸受面に、各気体噴出孔と連通する環状
の絞り溝を設けたことにより、従来の自成絞りの気体噴
出孔を有する静圧気体軸受装置や多孔質絞りを有する静
圧気体軸受装置と比べ、非常に高い軸受剛性が得られる
とともに、振動を生じることなく安定して可動部材を移
動させることができる。
【００４２】その為、高負荷荷重が加わるような直線案
内装置等のスラスト軸受や高速回転モータ等のラジアル
軸受にも好適に使用することができる。
内装置等のスラスト軸受や高速回転モータ等のラジアル
軸受にも好適に使用することができる。
【図１】本発明に係る静圧気体軸受装置を直線案内装置
に用いた例を示す斜視図である。
に用いた例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１における可動部材の一部を破断し
た斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であ
る。
た斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であ
る。
【図３】従来の静圧気体軸受装置を静圧直線案内装置に
用いた例を示す斜視図である。
用いた例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は図４における可動部材の一部
を破断した斜視図である。
を破断した斜視図である。
１・・・可動部材、 ２・・・固定部材、 ３・・・可
動部材の軸受面、４・・・固定部材の軸受面、 ５・・
・軸受隙間、 ６・・・気体供給孔、７・・・気体噴出
孔、 ８・・・ブッシュ、 8a・・・座ぐり、8b・・・
ブッシュの底部、 ９・・・環状絞り溝、 10・・・給
気路、21・・・可動部材、 22・・・固定部材、 23・
・・可動部材の軸受面、24・・・固定部材の軸受面、
25・・・軸受隙間、 26・・・気体供給孔、27・・・自
成絞りの気体噴出孔、 28・・・絞り溝、34・・・可動
部材の軸受面、 36・・・凹部、 37・・・多孔質体、
44・・・可動部材の軸受面、 47・・・気体噴出孔、
48・・・ブッシュ
動部材の軸受面、４・・・固定部材の軸受面、 ５・・
・軸受隙間、 ６・・・気体供給孔、７・・・気体噴出
孔、 ８・・・ブッシュ、 8a・・・座ぐり、8b・・・
ブッシュの底部、 ９・・・環状絞り溝、 10・・・給
気路、21・・・可動部材、 22・・・固定部材、 23・
・・可動部材の軸受面、24・・・固定部材の軸受面、
25・・・軸受隙間、 26・・・気体供給孔、27・・・自
成絞りの気体噴出孔、 28・・・絞り溝、34・・・可動
部材の軸受面、 36・・・凹部、 37・・・多孔質体、
44・・・可動部材の軸受面、 47・・・気体噴出孔、
48・・・ブッシュ
Claims (1)
- 【請求項１】可動部材を固定部材との軸受隙間に静圧気
体層を形成して支承し、非接触の状態で移動自在として
なる静圧気体軸受装置において、上記可動部材及び／又
は固定部材の軸受面に、前記軸受隙間へ圧縮気体を噴出
する複数個の気体噴出孔を形成し、これら気体噴出孔に
座ぐりを設けた多孔質体からなるブッシュを挿嵌すると
ともに、前記軸受面に、各気体噴出孔と連通する環状の
絞り溝を刻設したことを特徴とする静圧気体軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10985497A JP3660779B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 静圧気体軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10985497A JP3660779B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 静圧気体軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10299779A true JPH10299779A (ja) | 1998-11-10 |
| JP3660779B2 JP3660779B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=14520881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10985497A Expired - Fee Related JP3660779B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 静圧気体軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3660779B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155938A (ja) * | 2000-02-01 | 2002-05-31 | Toto Ltd | 静圧気体軸受 |
| JP2004349576A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Canon Inc | ステージ装置、静圧軸受装置、位置決め方法、露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP2006052844A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-23 | Konica Minolta Opto Inc | 静圧スライド |
| JP2013185623A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Oiles Corp | 直動浮上装置 |
| CN115111266A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-27 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种多嵌入点式多孔质气体静压轴承 |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP10985497A patent/JP3660779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155938A (ja) * | 2000-02-01 | 2002-05-31 | Toto Ltd | 静圧気体軸受 |
| JP2004349576A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Canon Inc | ステージ装置、静圧軸受装置、位置決め方法、露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP2006052844A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-23 | Konica Minolta Opto Inc | 静圧スライド |
| JP4621981B2 (ja) * | 2004-07-13 | 2011-02-02 | コニカミノルタオプト株式会社 | 静圧スライド |
| JP2013185623A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Oiles Corp | 直動浮上装置 |
| KR20140133902A (ko) * | 2012-03-06 | 2014-11-20 | 오일레스고교 가부시키가이샤 | 직동 부상 장치 |
| CN104204570A (zh) * | 2012-03-06 | 2014-12-10 | 奥依列斯工业株式会社 | 直接浮动装置 |
| CN115111266A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-27 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种多嵌入点式多孔质气体静压轴承 |
| CN115111266B (zh) * | 2022-06-24 | 2024-02-23 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种多嵌入点式多孔质气体静压轴承 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3660779B2 (ja) | 2005-06-15 |
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