JPH03260417A - 多孔質静圧気体軸受の流量調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、多孔質静圧気体軸受の流量の調整装置に関す
るものである。

［従来技術］ 多孔質気体軸受で所定の回転精度、負荷能力、軸受剛性
等の軸受性能を得るためには、多孔質体に所定の圧力で
気体を供給した時に軸受面における単位面積あたりに噴
出する気体の流量すなわち、気体通過流量が所定の値で
軸受面全体にわたり均一であることが要求される。この
ような流量調整力法として従来は予め所定の流量以下に
なるように軸受面に樹脂を含浸させて多孔質材の孔を塞
いだ後、気体通過流量を測定しながら、溶剤により適宜
樹脂を除去し、流量が均一になるように調整していた。

この方法は溶剤を適量含ませた綿棒などで軸受面を擦り
付けて、樹脂を溶かし徐々に流量を回復させながら繰返
し調整を行なっていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来例では調整作業が作業者の経験や勘
に頼っているためＣ調整方法が試行錯誤し、作業工数が
多くかかりコスト増加の原因となっていた。また、手作
業に頼っているため、標準化しづらく品質のばらつきが
大きかった。また、大型の多孔質気体軸受の流量調整面
の切換を手作業で行なう場合、効率が悪く、危険を伴う
ものであった。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものてあっ
て、流量調整作業を手作業で行なうことなく効率良く自
動化可能な多孔質静圧気体軸受の流量調整装置の提供を
目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］前記目的を達
成するため、本発明によれは、流量計、スプレー、マス
クおよび均一に孔のあいたパターンにより、樹脂を含浸
させた軸受面において、流量を測定し、予めセットされ
たプログラムにより、数種類の開孔率をもった均一に孔
のあいたパターンの内で所定の気体通過流量にするため
に最適なパターンを選択しマスクとこのパターンを介し
て、スプレー（より溶剤を塗布することにより多孔質静
圧気体軸受の気体通過流量を所定の値で均一に設定でき
るようにした。

［実施例］ 第１図は装置の全体平面図、第２図はその側面図である
。図においてＡ部は直交三軸のＮＣロボットてあり、予
め設定されたプログラムにより流量調整すべき多孔質静
圧気体軸受の軸受面に向けて、流量調整部（８部）の溶
剤塗布用スプレーノズル４４（第５図）と流量測定用検
出パッド４５を移動させる。Ｃ部は反転ユニットであり
、流量を調整する軸受面の自動切換時にエアーアクチュ
エータｌにより駆動される。２はフレックスカップリン
グ、３は回転軸受、４は回転軸受３の取付台である。第
６図はワーク等の取付部を示し、８は静圧気体軸受セッ
ト用治具９を固定するための取付枠である。取付枠８は
その両側面に設けられた軸１２を中心にして反転する。

Ｄ部はシフトユニットであり、軸受面の自動切換時にＥ
部のユニットを退避させるため、ロッドレスシリンダ５
の駆動によりスライドガイド６に沿って移動する。

Ｅ部は予め設定されたプログラムにより所定の流量を得
るための最適なパターンを回転割出しにより選択でき、
さらにマスクの回転割出しも行なう機構を備え、Ｄ部に
取付けられたエアーシリンダ７の駆動により、上下に移
動可能である。

第４図はＥ部の断面図である。第４図において、１１は
第６図に示すように数種類の扇状範囲において異なった
開口率をもったパターンである。１３は軸受面を設定し
た均一な流量にするため、流量の調整範囲を小さく分割
するための扇状開口ｔＩｒＳ７２をもったマスクである
。このマスク１３は第６図に示すように円板状の同一面
に数種類の扇状開口部７２を備えることにより、大小様
々な大きさの静圧気体軸受を段取替を行なわずに流量調
整を行なうことができる。マスクホルタ１５はマスク１
３をボルトで固定し、円筒状部品１６の切欠部に同一円
周上に配され、ボルトで固定された数個のガイドベアリ
ング１７によりけん架されている。またマスクホルダ１
５の他端面にボルトで固定されたリングギア２０、ワン
ウェイカムクラッチ２４を内蔵したギア２１を介しステ
ッピングモータ１９によりマスク１３は予め設定された
プログラムにより回転割出しを行なう。円筒状部品１６
はパターン１１をボルトで固定し、部品３０に同一円周
上に配され、ボルトで固定された数個のガイドベアリン
グ１８によりけん架されている。１６の他端面にボルト
で固定されたリングギア２２とシャフト３７とキー２５
により連結されたギア２３を介しステッピングモータ１
９によリパターン１１は回転割出しを行なう。この時ワ
ンウェイクラッチ２４によりシャフト３７とギア２１は
空転状態となり、マスク１３はステッピングモータ１９
の駆動を受けない。２８はシャフト３７とステッピング
モータ１９の連結用フレキシブルカップリング、２９は
シャフト３７の回転軸受である。３０はガイドベアリン
グ１８とステッピングモータ取付部を備えた固定用ブラ
ケットである。

第３図において、３１はパターン１１の割出時のマスク
１３の固定用ビン３２の駆動用エアシリンダである。ビ
ン３２はギア２０に同一円周上に配されたビン穴に嵌合
する。ブツシュ３３はビン３２のガイドである。３４は
ブツシュ３３を取付けるためのプレート、３５はシリン
ダ３１を取付けるためのブラケットでプレート３４にボ
ルトで固定されている。３６はプレート３４を取付ける
ためのブラケットでブラケット３０にボルトで固定され
ている。第５図はＮＣロボット垂直軸６０に取付けられ
たＢ部（第２図）の拡大図である。

４１はスプレーノズル固定用ロットで止めネジ４２によ
りスプレーノズル４４を固定している。

４５は流量測定時に軸受接触部にリング状弾性体４６を
固着した検出パッドで回転止め付シリンダ４３の＠端に
固定されている。

この検出バット（測定パッド）の詳細を第８図に示す。

４５は軸受面（多孔質体）５１より流出する流量を検出
するための測定パッドである。

１０９は測定パッドによりとりこまれた流量を電気信号
に変換するためのセンサーであって、第８図に示すよう
にパッド４５の下端にはゴム製Ｏリング４６が配置され
、多孔質体５１の表面から噴出する空気は導孔を経てセ
ンサー１０９へ導かれる。

第６図はマスク１３、パターン１１、静圧気体軸受、治
具９、取付枠８の分解斜視図である。

第７図（ａ）は多孔質気体軸受を示す断面図、第７図（
ｂ）はその外観図である。５１．５５はグラファイト多
孔質材、５２は多孔質材５１を固定保持するハウジング
、５３は空気室、５４は圧縮空気の供給口である。供給
口５４から圧縮空気を供給すると空気室５３を経て多孔
質材５１を通過し軸受面５１ａ、５５ａから噴出し軸１
０１をスラスト方向に静圧支持する。ここで軸受面５１
ａ、５５ａの単位面積当りに噴出する流量すなわち気体
通過流量が所定の値で軸受面全体にわたり均一になるよ
う、本発明の装置により調整する。

次にこの装置の動作を説明する。

軸受固定治具９を介して取付枠８に軸受（７−７７０）
がセットされると、シフトユニットＤに取付けられたユ
ニットＥが水平に移動し、移ＭＪＪ端でエアーシリンダ
７により軸受調整面とパターンの間隔が一定になるよう
に設定されたストッパ１０に当るまで下降する。次に予
め設定されたプログラムによりＮＣロボットＡに取付け
られた流量調整部Ｂが流量調整位置まで移動する。ここ
で回転止め付エアシリンダ４３により検出バット４５が
下降しマスク１３とパターン１１の開口部を通過し軸受
面に密着し気体通過流量を測定する。つぎに検出パッド
４５は回転止め付エアシリンダ４３により上昇する。こ
こでデータと予め設定されたプログラムにより設定した
所定の気体通過流量にするため数種類の開口率をもった
パターン１！より最適なパターンを制御装置により選択
する。

次に流量調整部Ｂに取付けられたスプレーノズル４４が
予め設定したプログラムにより流量調整位置まで移動し
マスク１３とパターン１１を介し溶剤を塗布する。これ
により軸受面の限定された範囲において所定の気体通過
流量が得られる。この一連の動作が完了すると、パター
ン１１は検出バッド４５の通過用開口部かマスク１３の
開口部と一致した状態になるようパルスモータは回転す
る。次にマスク１３はワンウェイカムクラッチ２４がロ
ック状態となる方向に、パターン１１と共にステッピン
グモータ１９により所定の気体通過流量が得られた範囲
の境界とマスク１３の開口部の境界が一致する範囲まで
予め設定されたプログラムにより回転する。

ここで前述した検出パッド４５による測定とマスク１３
とパターン１１を介しスプレーノズル４４による溶剤の
塗布を繰り返し、第７図に示すような輪体状多孔質静圧
気体軸受の軸受面全体を所定の均一な気体通過流量にす
る。

以上のようにして軸受面の一面の流量調整が完了する。

次に予め設定されたプログラムによりＮＣロボットＡに
取付けられた流量調整部Ｂは取付枠８の反転を妨げない
位置まで移動する。またユニットＥもエアシリンダ７の
駆動により上昇しシフトユニットＤの移動を妨げない位
置に移動する。シフトユニットＤはロッドレスシリンダ
５の駆動により移動する。この状態で取付枠８がエアア
クチュエータ１の駆動により反転し、軸受の流量調整面
の切換が完了する。この後前述の動作を繰り返すことに
より多孔質気体軸受の両スラスト面を所定の均一な気体
通過流量とすることができる。

本発明の実施例について第９図を参照してさらに説明す
る。

第９図は装置の構成を示すブロック図である。

図において６０は直交三軸のＮＣロボットであり、流量
検出バッド４５とスプレガン４４を軸受面５１のそれぞ
れの調整ポイントに対して位置決めを行なう。１０４は
ＮＣロボット６０のモータドライバー、１０２はＮＣコ
ントローラでありＣＰＵ１１４と接続されている。また
１１５はメモリてありＣＰＵ１１４と接続されている。

メモリ１１５には流量調整制御用プログラムが記憶され
ており、ＣＰＵＩ　１４はこのプログラムに基づいてこ
の装置の後述する流量調整動作を制御する。

４６は流量を測定するための０リング、４３は検出部を
上下させるためのシリンダ、１０８はシリンダの上昇下
降を切換えるための電磁弁、１．０５は電磁弁１０８の
ドライバーで、ＣＰＵ１１４に接続されている。また１
０６はスプレガンに圧縮エアも間欠的に給送するための
電磁弁である。

１０７は電磁弁１０６のドライバーで同様にＣＰＵ１１
４に接続されている。１０９は検出される流量を電気信
号に変換する流量センサ、１１０はアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器でＣＰＵ１１４に接続
されている。２はロータリアクチュエータでエアベアリ
ング５２を固定治具９て固定し、中心軸８と連続され電
磁弁１１７を切換えることでワークを１８０°反転させ
る。４は軸８を支持する支持台、１１６は電磁弁１１７
のドライバーでＣＰＵ１１４に接続されている。１０３
はエアベアリング５２に供給するエアをオン、オフする
ための電磁弁で、１１８は電磁弁１０３のドライバでＣ
ＰＵ１１４に接続されている。

１１は５種類のパターンが円周上に配置されたパターン
ユニットで、１３は調整範囲を制限するためのマスクユ
ニットてあり、それぞれの外周には歯車が施されている
。１４は回転を伝達するための小歯車でワンウェイクラ
ッチが内蔵されており正転、逆転でそれぞれパターンユ
ニットエ１、マスクユニット１３が回転するようになっ
ている。１５は回転力を伝えるカップリング、１９は回
転位置決めを行なうための、減速機内蔵のステッピング
モータ、１１３はステッピングモータ１９を動作させる
ためのドライバてＣＰＵ１１４に接続されている。５は
ロッドレスシリンダでワーク５２が反転するときにパタ
ーンユニット、マスクユニットが干渉しないように逃す
。１１１はロッドレスシリンダを切換える電磁弁、１１
２は電磁弁１１１を動作させるためのドライバでＣＰＵ
１１４に接続されている。１０１は圧縮源であるところ
のコンプレッサてあり、それぞれの電磁弁と接続されて
いる。

次に上記構成装置の動作について説明する。

ワーク５２を固定治具９は使用した反転ユニットに固定
し、１０３の電磁弁をオンにしワーク５２に圧縮エアを
供給する。次に電磁弁１１１を動作させ、パターンユニ
ット１１、マスクユニット１３をワークと同軸の位置に
配置する。次にＣＰＵ１１４からの命令によりあらかじ
めティーチングされた開始ポイントにロボット６ｏか移
動し、検出バット４５がそのポイントで停止され、電磁
弁１８を切換え、シリンダを動作させ、検出バッド４５
を軸受面５１上に下降させ、流量が検出される。検出さ
れた流量は流量センサ１０９によって電気信号に変換さ
れ、さらにＡ／Ｄ変換１１０によってデジタル信号にさ
れＣＰＵ１１４に取り込まれる。取り込まれた流量デー
タより予めプログラムされた演算方法により適切なパタ
ーンを選択し、ステッピングモータドライバ１１３を通
してモータ１９が動かされ、円周上に配置されたパター
ン１３が選択される。次にロボット６０が移動し調整ポ
イントにスプレガン４４を移動させる。ｔＭｉ弁１０６
を間欠操作し、スプレガン４４より溶剤が定量噴射され
、パターン１３を通して、軸受面５１に吹付けられる。

次に再度ロボットに命令を出し、スプレガン４４と検出
パッド４５の位置を切換え、スプレ後の流量を検出する
。以上の動作を繰り返し行なうことによって、あらかじ
め設定された流量範囲に流量が調整されると、ＣＰＵ１
１４から命令が出され、マスク１３とロボット６０が次
のポイントへ移動され、同様に流量調整される。以上を
繰返し、全ての調整が終了すると、電磁弁１１１が切換
えられ、ロッドレスシリンダ５が動作され、パターンユ
ニット１１、マスクユニット１３が逃げ位置に移動する
。さらに電磁弁１１７が切換えられ、ロータリアクチュ
エータ２が動作し、ワークが反転される。さらにパター
ンユニット、マスクユニットがワークと同軸に配置され
流量調整を開始し、全てのポイントの調整が完了した段
階で、それぞれのユニットか初期状態に復帰し、全ての
動作を完了する。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明により多孔質静圧気体軸受
の流ｉ調整を自動連続作業することができこれにより作
業工数の低減によるコストの引き下げかできまた均一な
品質が得られる。また、大型軸受において、流量調整面
の切換が自動で行なえるため、作業効率の向上と安全性
が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示す平面図、第２図は
第１図の実施例の側面図、 第３図は装置の要部を示す部分断面図、第４図は第３図
て示した部分の周辺部を含めた部分の断面図、 第５図は第１図の実施例の流量調整部の構成を示す部分
拡大図、 第６図は装置要部の構成を示す分解斜視図、第７図（ａ
）、（ｂ）は各々多孔質気体軸受の断面図および斜視図
、 第８図は本発明で用いる測定パッドの構成図、第９図は
本発明装置の構成を示すブロック図である。 ：直交三軸ＮＣロボット、 二流量調整部、 ：反転ユニット、 ４：溶剤塗布用スプレーノズル、 ５・流量測定用検出パッド、 １：パターン。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）流量調整すべき気体軸受の保持手段と、前記軸受
   からの噴出流量測定手段と、複数の小孔を分散させた複
   数の異なる開口率の塗布パターン部からなるパターン板
   と、溶剤を塗布するための複数の異なる面積の開口部を
   有するマスクと、前記保持手段に保持された気体軸受を
   前記パターン板およびマスクで覆った状態で該軸受に溶
   剤を噴射して塗布する溶剤塗布手段と、前記測定手段の
   測定結果に基づき最適開口率の塗布パターン部を選択し
   該パターン部および所定のマスクの開口部を軸受の溶剤
   塗布面上に移動させる制御手段とを具備したことを特徴
   とする多孔質静圧気体軸受の流量調整装置。
2. （２）前記パターン板は複数の扇型塗布パターン部に分
   割された回転可能な円板からなり、各パターン部に異な
   る開口率で均一に小孔が分散形成されたことを特徴とす
   る請求項第１項記載の多孔質静圧気体軸受の流量調整装
   置。
3. （３）前記保持手段は、前記溶剤塗布手段に対し軸受を
   回転可能に保持することを特徴とする請求項第１項記載
   の多孔質静圧気体軸受の流量調整装置。
4. （４）前記マスクは、前記パターン板と同軸に設けられ
   た円板からなることを特徴とする請求項第２項記載の多
   孔質静圧気体軸受の流量調整装置。