JP2554794B2 - Static pressure fluid support device - Google Patents
Static pressure fluid support deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はガイド体に被支持体を
流体の圧力によって非接触状態で支持する静圧流体支持
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a static pressure fluid support device for supporting a supported body on a guide body by a fluid pressure in a non-contact state.
【０００２】[0002]
【従来の技術】静圧流体支持装置は、超精密ダイヤモン
ド旋盤や情報関連機器あるいは半導体製造装置など精密
な位置決めが要求される場合などに広く用いられてい
る。2. Description of the Related Art Hydrostatic fluid support devices are widely used in cases such as ultra-precision diamond lathes, information-related equipment, and semiconductor manufacturing equipment where precise positioning is required.
【０００３】上記静圧流体支持装置はガイド体と、この
ガイド体に流体の圧力によって非接触で支持されるテ−
ブルや軸などの被支持体とから構成されている。上記ガ
イド体あるいは被支持体のいずれか一方の表面には、被
支持体の支持剛性を高めるための複合絞りが形成される
ことがある。この複合絞りは表面絞りとオリフィス絞り
からなり、上記表面絞りは溝から形成されている。この
溝は、その深さによって上記被支持体の支持剛性を大き
く左右することになる。また、被支持体の支持剛性はガ
イド体のガイド面と被支持体との隙間寸法によっても大
きく変化する。The above-mentioned static pressure fluid supporting device is a guide body and a table which is supported on the guide body by a fluid pressure in a non-contact manner.
It is composed of supported objects such as bulls and shafts. A composite diaphragm for increasing the support rigidity of the supported body may be formed on the surface of either the guide body or the supported body. This composite diaphragm comprises a surface diaphragm and an orifice diaphragm, and the surface diaphragm is formed by a groove. The depth of the groove greatly affects the support rigidity of the supported body. Further, the support rigidity of the supported body greatly changes depending on the size of the gap between the guide surface of the guide body and the supported body.
【０００４】ところで、上記構成の静圧流体支持装置に
おいては、被支持体の支持剛性は設計の段階で決定され
る。しかしながら、設計の段階では、仮定や近似によっ
て支持剛性が計算されるため、実際の支持剛性が設計通
りにならないのが一般的である。さらに、加工精度や組
立精度の影響によっても、目的の支持剛性が得られない
ということがある。By the way, in the static pressure fluid support device having the above-mentioned structure, the support rigidity of the supported body is determined at the design stage. However, at the design stage, the supporting rigidity is calculated by assumptions and approximations, and therefore the actual supporting rigidity is generally not as designed. Furthermore, the target supporting rigidity may not be obtained due to the influence of processing accuracy and assembly accuracy.
【０００５】従来の静圧流体支持装置は、組立後に被支
持体の支持剛性を調節できる構成となっていない。つま
り、上記溝の深さやガイド面と被支持体との隙間を調節
できる構成となっていない。そのため、目的の支持剛性
が得られない場合、その支持装置が組み込まれる機器の
性能低下を招くということがある。The conventional hydrostatic fluid support device is not configured to adjust the support rigidity of the supported body after assembly. In other words, the depth of the groove and the gap between the guide surface and the supported body are not adjustable. Therefore, if the desired support rigidity cannot be obtained, the performance of the device in which the support device is incorporated may be deteriorated.
【０００６】また、加工精度や組立精度が低下すると、
ガイド体に対する被支持体の支持位置がずれることがあ
り、さらに利用目的によっては被支持体の支持位置を変
えたいこともある。Further, if the processing accuracy and the assembly accuracy are lowered,
The supported position of the supported body with respect to the guide body may shift, and it may be desired to change the supported position of the supported body depending on the purpose of use.
【０００７】しかしながら、従来の静圧流体支持装置に
おいては、上記被支持体の支持位置を調節することがで
きるようになっていなかった。そのため、そのような場
合にも、上記支持装置が組み込まれる機器の性能低下を
招いたり、種々の目的に利用できないなどのことがあ
る。However, in the conventional static pressure fluid supporting device, it was not possible to adjust the supporting position of the supported body. Therefore, even in such a case, the performance of the device in which the supporting device is incorporated may be deteriorated, or the device may not be used for various purposes.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は被
支持体の支持剛性や支持位置を調節することができない
ということがあった。As described above, conventionally, it has been impossible to adjust the supporting rigidity or the supporting position of the supported body.
【０００９】この発明は上記事情にもとづきなされたも
のでその目的とするところは、ガイド体に対する被支持
体の支持剛性を変えることができるようにした静圧流体
支持装置を提供することにある。この発明の他の目的
は、ガイド体に対する被支持体の支持位置を調節するこ
とができるようにした静圧流体支持装置を提供すること
にある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydrostatic fluid support device capable of changing the support rigidity of a supported body with respect to a guide body. Another object of the present invention is to provide a static pressure fluid support device capable of adjusting a support position of a supported body with respect to a guide body.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の第１の手段は、ガイド体と被支持体との間
の隙間に流体を供給し、その流体の圧力で上記被支持体
を上記ガイド体に非接触で支持する静圧流体支持装置に
おいて、上記ガイド体と被支持体のいずれか一方には、
光が照射されることで歪みが生じて上記隙間の大きさを
変える光歪素子からなる制御部材が設けられているとと
もに、上記ガイド体は透光性の材料で形成されているこ
とを特徴とする。In order to solve the above problems, a first means of the present invention is to supply a fluid to a gap between a guide body and a supported body, and to apply the pressure of the fluid to the supported body. In a static pressure fluid support device for supporting a body in a non-contact manner with the guide body, in any one of the guide body and the supported body,
Irradiation of light causes distortion and reduces the size of the gap.
When the control member made of a light strain element is provided bets changing
The guide body is characterized in that it is made of a translucent material .
【００１１】この発明の第２の手段は、ガイド体と被支
持体との間の隙間に流体を供給し、その流体の圧力で上
記被支持体を上記ガイド体に非接触で支持する静圧流体
支持装置において、上記ガイド体は、上記被支持体に対
して対称に配置された複数のパッドからなり、各パッド
は、光が照射されることで歪みが生じる光歪素子からな
る駆動部材によって上記被支持体との間隔の調節自在に
設けられていることを特徴とする。The second means of the present invention is a static pressure for supplying a fluid to the gap between the guide body and the supported body and supporting the supported body on the guide body in a non-contact manner by the pressure of the fluid. In the fluid support device, the guide body is composed of a plurality of pads symmetrically arranged with respect to the supported body, and each pad is formed by a drive member composed of a photostrictive element that is distorted by being irradiated with light. It is characterized in that it is provided so that the distance to the supported body can be adjusted.
【００１２】[0012]
【作用】上記第１の手段によれば、ガイド体と被支持体
との隙間の大きさを変えることで被支持体の支持剛性を
制御することができる。上記第２の手段によれば、駆動
部材を変形させてパッドを変位させることで、被支持体
の支持位置を変えることができる。According to the first means, the supporting rigidity of the supported body can be controlled by changing the size of the gap between the guide body and the supported body. According to the second means, it is possible to change the support position of the supported body by deforming the drive member and displacing the pad.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１と図２はこの発明の第１の実施例を示
す。図１と図２において、１は直方体状をなした精密機
器のテ−ブルなどを構成する非透光性の材料によって形
成された被支持体である。この被支持体１の下面には田
の字状の取付溝２が所定の深さ寸法で形成されている。
この取付溝２には制御部材３が上面を固定して設けられ
ている。1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1 and FIG. 2, reference numeral 1 is a supported body formed of a non-translucent material which constitutes a table of precision equipment having a rectangular parallelepiped shape. On the lower surface of the supported body 1, a mounting groove 2 having a square shape is formed with a predetermined depth.
A control member 3 is provided in the mounting groove 2 with its upper surface fixed.
【００１５】上記制御部材３は、照射される光の強度に
応じて伸縮する光歪素子からなる。光歪素子としてはニ
オブ、タングステンなどを添加したジルコン酸ランタン
鉛（ＰＬＺＴ３／５２／４８）などが用いられている。The control member 3 is composed of a photostrictive element which expands and contracts according to the intensity of the emitted light. As the optical strain element, lead lanthanum zirconate (PLZT3 / 52/48) to which niobium, tungsten, etc. are added is used.
【００１６】上記制御部材３は、光が照射されていない
状態において、上記取付溝２の深さ寸法よりも小さな高
さ寸法となるよう設定されている。それによって、上記
制御部材３の下面側には、複合絞りの表面絞りとなる所
定の深さ寸法の絞り溝４が形成されている。この絞り溝
４の深さ寸法をｈ1 とする。The control member 3 is set to have a height dimension smaller than the depth dimension of the mounting groove 2 in a state where light is not irradiated. As a result, on the lower surface side of the control member 3, there is formed a diaphragm groove 4 having a predetermined depth dimension which serves as a surface diaphragm of the composite diaphragm. The depth dimension of the throttle groove 4 is h 1 .
【００１７】上記被支持体１の中心である田の字の中心
には、厚さ方向に貫通する給気孔５が穿設されている。
この給気孔５は複合絞りのオリフィス絞りを形成するも
ので、その上面側に開放した一端には接続具６が取付け
られている。この接続具６にはホ−ス７の一端が接続さ
れている。このホ−ス７の他端は図示しない圧縮空気の
供給源に連通している。An air supply hole 5 penetrating in the thickness direction is formed at the center of the square shape which is the center of the supported body 1.
The air supply hole 5 forms an orifice restrictor of a compound restrictor, and a connecting tool 6 is attached to one end opened on the upper surface side. One end of a hose 7 is connected to the connecting tool 6. The other end of the hose 7 communicates with a compressed air supply source (not shown).
【００１８】上記被支持体１の下面側には、上面がガイ
ド面８に形成されたガイド体９が配置されている。この
ガイド体９はガラスや樹脂などの透光性の材料で形成さ
れていて、その下面側には光の強度を変えることができ
る光源１１が配置されている。この光源１１から出射さ
れた光Ｌは上記ガイド体９を透過して上記制御部材３を
照射する。それによって、上記絞り溝４の深さ寸法ｈ1
を変えることができるようになっている。A guide body 9 whose upper surface is formed as a guide surface 8 is arranged on the lower surface side of the supported body 1. The guide body 9 is formed of a translucent material such as glass or resin, and a light source 11 capable of changing the intensity of light is arranged on the lower surface side thereof. The light L emitted from the light source 11 passes through the guide body 9 and illuminates the control member 3. Thereby, the depth dimension h 1 of the throttle groove 4
Can be changed.
【００１９】圧縮空気が上記ホ−ス７へ供給され、吸気
孔５から流出することで、その圧縮空気の静圧によって
上記被支持体１は上記ガイド体９のガイド面８に非接触
状態で支持される。そのときの、ガイド面８と被支持体
１の下面１ａとの隙間（案内面隙間）をｈ2 とする。When the compressed air is supplied to the hose 7 and flows out from the intake hole 5, the supported body 1 is not in contact with the guide surface 8 of the guide body 9 due to the static pressure of the compressed air. Supported. The gap between the guide surface 8 and the lower surface 1a of the supported body 1 (guide surface gap) at that time is h 2 .
【００２０】絞り溝４の深さ寸法ｈ1 と案内面隙間ｈ2
との間には図３に示す関係が実験により確認されてい
る。つまり、図３は、横軸に案内面隙間ｈ2 、縦軸に支
持剛性を示し、曲線Ａ〜Ｄは絞り溝４の深さ寸法ｈ1 を
５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍと変えた場合で
ある。また、給気圧力は4.5kg ／cm2 、吸気孔５の径は
0.16mmに設定した。なお、曲線Ｃ、Ｄにおける破線部分
は自励振動域である。The depth dimension h 1 of the throttle groove 4 and the guide surface gap h 2
The relationship shown in FIG. 3 has been confirmed by experiments. That is, FIG. 3 shows the guide surface clearance h 2 on the horizontal axis and the supporting rigidity on the vertical axis, and the curves A to D show the case where the depth dimension h 1 of the throttle groove 4 is changed to 5 μm, 10 μm, 15 μm, and 20 μm. is there. Also, the supply pressure is 4.5 kg / cm 2 , The diameter of the intake hole 5
It was set to 0.16 mm. The broken lines in the curves C and D are the self-excited vibration region.
【００２１】図３に示される実験結果から明らかなよう
に、絞り溝４の深さ寸法ｈ1 が浅くなればなるほど支持
剛性が低くなる。たとえば、案内面隙間ｈ2 を７μｍに
設定して絞り溝４の深さ寸法ｈ1 を１０μｍから５μｍ
に変えた場合、被支持体１の支持剛性は0.9kgf/ μｍか
ら0.3kgf/ μｍに低下する。As is clear from the experimental results shown in FIG. 3, the shallower the depth dimension h 1 of the throttle groove 4, the lower the supporting rigidity. For example, the guide surface gap h 2 is set to 7 μm, and the depth dimension h 1 of the throttle groove 4 is set from 10 μm to 5 μm.
When changed to, the support rigidity of the supported body 1 decreases from 0.9 kgf / μm to 0.3 kgf / μm.
【００２２】以上のことから、光源１１から出射される
光Ｌの強度を制御し、光歪素子からなる上記制御部材３
の伸縮量を変えれば、上記被支持体１の支持剛性を所望
する強さに設定することができる。From the above, the control member 3 which controls the intensity of the light L emitted from the light source 11 and is composed of a light distortion element.
By changing the amount of expansion and contraction, the supporting rigidity of the supported body 1 can be set to a desired strength.
【００２３】図４と図５はこの発明の第２の実施例を示
す。この実施例は上記第１の実施例と非透光性の被支持
体２１の構造が異なる。すなわち、この実施例における
被支持体２１には、その下面に開放した第１の取付溝２
２が田の字状に形成されている。この第１の取付溝２２
には光歪素子からなる第１の制御部材２３がその下面側
に深さ寸法ｈ1 の第１の絞り溝２４を形成して設けられ
ている。4 and 5 show a second embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in the structure of the non-translucent supported body 21. That is, in the supported member 21 in this embodiment, the first mounting groove 2 opened on the lower surface thereof is used.
2 is formed in the shape of a square. This first mounting groove 22
Is provided with a first control member 23 made of a light distortion element, on the lower surface side of which a first diaphragm groove 24 having a depth dimension h 1 is formed.
【００２４】また、被支持体２１にはＸ字状の第２の取
付溝２５が厚さ方向に貫通して形成されている。この第
２の取付溝２５には光歪素子からなる第２の制御部材２
６が設けられている。この第２の制御部材２６は被支持
体２１の上面側の上端部が被支持体２１に固定されてい
る。したがって、第２の制御部材２６は上端を支点とし
て下端側が伸縮するようになっている。この第２の制御
部材２６の下端面には遮光板２７が取着されているとと
もに、その下端面側にはたとえば第１の絞り溝２４と同
じ深さ寸法ｈ1 の第２の絞り溝２８を形成している。な
お、図４では第１の制御部材２２が縮小し、第２の制御
部材２６が伸長して第２の絞り溝２８を半分程度浅くし
た状態を示している。An X-shaped second mounting groove 25 is formed in the supported body 21 so as to penetrate in the thickness direction. In the second mounting groove 25, the second control member 2 including an optical strain element is formed.
6 is provided. The second control member 26 at the upper end of the support 2 1 of the upper surface side is fixed to the support 2 1. Therefore, the second control member 26 is configured such that the lower end side expands and contracts with the upper end as a fulcrum. A light shield plate 27 is attached to the lower end surface of the second control member 26, and a second aperture groove 28 having the same depth dimension h 1 as the first aperture groove 24 is attached to the lower end surface side thereof. Is formed. Note that FIG. 4 shows a state in which the first control member 22 is contracted and the second control member 26 is expanded to make the second throttle groove 28 approximately half shallow.
【００２５】ガイド体９は透光性の材料で形成され、そ
の下方には強度調節自在な第１の光源２９が配置されて
いる。この第１の光源２９からの光Ｌ1 は第１の制御部
材２３だけを照射する。上記被支持体２１の上面側には
強度調節自在な第２の光源３１が配置されている。この
第２の光源３１からの光Ｌ2 は第２の制御部材２６だけ
を照射する。The guide body 9 is made of a translucent material, and a first light source 29 whose intensity can be adjusted is arranged below the guide body 9. Light L 1 from the first light source 2 9 illuminates only the first control member 23. A second light source 31 whose intensity is freely adjustable is arranged on the upper surface side of the supported body 21. The light L 2 from the second light source 31 illuminates only the second control member 26.
【００２６】また、被支持体２１の中心部分には給気孔
３２が一端を下面に開口して形成されている。この給気
孔３２は被支持体１の厚さ方向中途部でＬ字状に屈曲さ
れ、他端は上被支持体２１の側面に開口している。この
吸気孔３２の他端には接続具６を介してホ−ス７が接続
されている。An air supply hole 32 is formed in the central portion of the supported body 21 with one end opened to the lower surface. The air supply hole 32 is bent in an L shape at a middle portion in the thickness direction of the supported body 1, and the other end is opened to a side surface of the upper supported body 21. A hose 7 is connected to the other end of the intake hole 32 via a connecting tool 6.
【００２７】上記構成の支持装置において、第２の光源
３１だけを点灯し、第２の制御部材２６だけを伸長させ
ると、第２の絞り溝２８が浅くなる。第２の光源３１か
らの光Ｌ2 の強度を制御し、第２の絞り溝２８の深さを
０にすれば、深さがｈ1 の第１の絞り溝２４のもつ田の
字状の支持剛性によって被支持体２１を支持することが
できる。In the supporting device having the above structure, when only the second light source 31 is turned on and only the second control member 26 is extended, the second aperture groove 28 becomes shallow. If the intensity of the light L 2 from the second light source 31 is controlled and the depth of the second diaphragm groove 28 is set to 0, the field shape of the first diaphragm groove 24 having the depth h 1 is formed in a square shape. The supported body 21 can be supported by the support rigidity.
【００２８】上記第２の光源３１を消灯し、第１の光源
２９を点灯すれば、第２の制御部材２６は縮小し、第１
の制御部材２３が伸長する。第１の制御部材２３を第１
の絞り溝２４の深さが０となるまで伸長させれば、第２
の絞り溝２８がもつＸ字状の支持剛性によって被支持体
２１を支持することができる。The second light source 31 is turned off and the first light source is turned off.
If 29 is turned on, the second control member 26 shrinks and the first control member 26 shrinks.
The control member 23 of is expanded. First control member 23
If it is extended until the depth of the throttle groove 24 becomes 0,
The supported body 21 can be supported by the X-shaped support rigidity of the throttle groove 28.
【００２９】また、第１の絞り溝２４および第１の絞り
溝２８の深さを０と最大との間の任意の深さとなるよう
制御すれば、各絞り溝のもつ深さに応じた特性によって
被支持体２１の支持剛性を変えることができる。Further, if the depths of the first throttle groove 24 and the first throttle groove 28 are controlled to be an arbitrary depth between 0 and the maximum, characteristics according to the depth of each throttle groove are obtained. Thus, the support rigidity of the supported body 21 can be changed.
【００３０】なお、上記第１の実施例と第２の実施例に
おいて、被支持体１、２１に形成される絞り溝の形状
は、田の字状とＸ字状以外の形状であってもよく、たと
えば枠状や直線状、さらには複数の直線を平行あるいは
一列に設けた形状などであってもよい。また、絞り溝は
被支持体でなく、ガイド体に形成しても、同様の作用効
果が得られる。In the first and second embodiments described above, the shape of the throttle groove formed in the supported members 1 and 21 may be a shape other than a square shape or an X shape. Alternatively, for example, it may have a frame shape, a linear shape, or a shape in which a plurality of straight lines are provided in parallel or in a row. Further, even if the throttle groove is formed on the guide body instead of the supported body, the same effect can be obtained.
【００３１】図６と図７はこの発明の第３の実施例を示
す。この実施例は軸状の被支持体４１を支持する構成で
ある。すなわち、図中４２はガラスや合成樹脂などの透
光性の材料によって両端面が開放した角筒状に形成され
た本体である。この本体４２の４つの内面には、それぞ
れ光歪素子からなる盤状の第１乃至第４の駆動部材４３
ａ〜４３ｄが一端面を取着して設けられている。6 and 7 show a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the shaft-shaped supported body 41 is supported. That is, reference numeral 42 in the drawing denotes a main body formed of a translucent material such as glass or synthetic resin in the shape of a rectangular tube having both open ends. On the four inner surfaces of the main body 42, there are disc-shaped first to fourth drive members 43 each made of an optical distortion element.
a to 43d are provided by attaching one end surface.
【００３２】各駆動部材４３ａ〜４３ｄの一端面側に
は、上記本体４２の各側壁を介して第１乃至第４の光源
４４ａ〜４４ｄが対向して配置されている。これら光源
４４ａ〜４４ｄは、それぞれ出射される光の強度に応じ
て上記駆動部材４３ａ〜４３ｄを伸縮する。各光源４４
ａ〜４４ｄから出射される光の強度は、駆動部４５から
の駆動信号によってそれぞれ制御される。この駆動部４
５は制御装置４６に接続され、この制御装置４６からの
制御信号によって上記光源４４ａ〜４４ｄに出力する駆
動信号が制御される。First to fourth light sources 44a to 44d are arranged opposite to each other on one end face side of each of the driving members 43a to 43d through each side wall of the main body 42. These light sources 44a to 44d expand and contract the drive members 43a to 43d according to the intensity of the emitted light. Each light source 44
The intensity of the light emitted from a to 44d is controlled by the drive signal from the drive unit 45, respectively. This drive unit 4
Reference numeral 5 is connected to a control device 46, and a drive signal output to the light sources 44a to 44d is controlled by a control signal from the control device 46.
【００３３】上記各駆動部材４３ａ〜４３ｄの他端面に
は、ガイド体４７を構成する第１乃至第４のパッド４７
ａ〜４７ｄがそれぞれ一端面を接合して設けられてい
る。各パッド４７ａ〜４７ｄの内面は円弧面に形成さ
れ、これらの円弧面によって周方向に不連続な円筒面を
形成している。On the other end faces of the drive members 43a to 43d, first to fourth pads 47 forming a guide body 47 are formed.
Each of a to 47d is provided with its one end surface joined. The inner surface of each pad 47a-47d is formed into an arc surface, and these arc surfaces form a cylindrical surface that is discontinuous in the circumferential direction.
【００３４】上記各パッド４７ａ〜４７ｄには、それぞ
れ軸方向に離間した一対のノズル孔４８ａ〜４８ｄが一
端を円弧面に開放させて穿設されている。各ノズル孔４
８ａ〜４８ｄは図示しない圧縮空気の供給源にホ−スな
どを介して接続されている。A pair of nozzle holes 48a to 48d, which are axially separated from each other, are formed in each of the pads 47a to 47d with one end open to an arc surface. Each nozzle hole 4
8a to 48d are connected to a supply source of compressed air (not shown) via a hose or the like.
【００３５】４つのパッド４７ａ〜４７ｄがなす円筒面
内には軸状の上記被支持体４１が挿通されている。この
被支持体４１は、上記各パッド４７ａ〜４７ｄのノズル
孔４８ａ〜４８ｄから圧縮空気を流出させることで、そ
の静圧によって非接触状態で支持される。The shaft-shaped supported body 41 is inserted in the cylindrical surface formed by the four pads 47a to 47d. The supported body 41 is supported in a non-contact state by its static pressure by letting out compressed air from the nozzle holes 48a to 48d of the pads 47a to 47d.
【００３６】上記パッド４７ａ〜４７ｄの内面と、被支
持体４１の外周面との隙間は、上記各パッドに設けられ
た４つのセンサ５１ａ〜５１ｄによって検出される。こ
れらセンサからの検出信号は上記制御装置４６に入力さ
れる。それによって、制御装置４６からは、上記駆動部
４５に制御信号が出力されるようになっている。The gaps between the inner surfaces of the pads 47a to 47d and the outer peripheral surface of the supported body 41 are detected by the four sensors 51a to 51d provided on the pads. Detection signals from these sensors are input to the control device 46. As a result, the control device 46 outputs a control signal to the drive unit 45.
【００３７】上記構成の静圧流体支持装置において、被
支持体４１は、各駆動部材４３ａ〜４３ｄが所定強度の
光を照射して所定寸法伸長した状態（バイアスを与えた
状態）で各パッド４７ａ〜４７ｄのノズル孔４８ａ〜４
８ｄから圧縮空気を流出させれば、その圧縮空気の静圧
によって上記各パッドの内面に対して非接触状態で支持
される。In the static pressure fluid support device having the above-mentioned structure, the supported body 41 has each pad 47a in a state where each driving member 43a to 43d irradiates light of a predetermined intensity and expands a predetermined dimension (biased). ~ 47d nozzle holes 48a-4
If the compressed air flows out from 8d, it is supported in a non-contact state with the inner surface of each pad by the static pressure of the compressed air.
【００３８】この状態において、上記被支持体４１の支
持剛性を高くしたい場合には、被支持体４１と各パッド
４７ａ〜４７ｄの内面との隙間（軸受隙間）を小さくす
る。つまり、駆動部４５から各光源４４ａ〜４４ｄに出
力される駆動信号を増大させ、各駆動部材４３ａ〜４３
ｄを照射する光の強度を増大させれば、その強度に応じ
て各駆動部材が伸長し、各パッド４７ａ〜４７ｄと被支
持体４１との隙間が小さくなるから、その支持剛性を増
大させることができる。被支持体４１の支持剛性の設定
は、各第１乃至第４のセンサ５１ａ〜５１ｄが検出する
軸受隙間を制御することで行える。図８は軸受隙間と支
持剛性との関係を示す。この図から明らかなように、軸
受隙間をａからｂへ小さくすると、支持剛性はｃからｄ
へ上昇することになる。したがって、上述したように、
軸受隙間を変化させれば、被支持体４１の支持剛性を制
御することができる。In this state, when it is desired to increase the support rigidity of the supported body 41, the clearance (bearing clearance) between the supported body 41 and the inner surfaces of the pads 47a to 47d is reduced. That is, the drive signal output from the drive unit 45 to each of the light sources 44a to 44d is increased to drive each of the drive members 43a to 43d.
If the intensity of the light that irradiates d is increased, each driving member expands in accordance with the intensity, and the gap between each pad 47a to 47d and the supported body 41 becomes smaller. You can The support rigidity of the supported body 41 can be set by controlling the bearing gaps detected by the first to fourth sensors 51a to 51d. FIG. 8 shows the relationship between the bearing clearance and the support rigidity. As is clear from this figure, when the bearing clearance is reduced from a to b, the support rigidity is changed from c to d.
Will rise to. Therefore, as mentioned above,
By changing the bearing gap, the support rigidity of the supported body 41 can be controlled.
【００３９】被支持体４１が負荷の変動、加工や組立精
度などの影響を受け、その軸心がガイド体４７がなす円
筒面の中心から偏心している場合には、第１乃至第４の
センサ５１ａ〜５１ｄによってその偏心量が検出され
る。たとえば、被支持体４１が図６において＋Ｘ方向に
偏心している場合には、被支持体４１と第１のパッド４
７ａの内面との隙間が小さくなり、第３のパッド４７ｃ
の内面との隙間が大きくなる。そして、その隙間の変化
は第１のセンサ５１ａと第３のセンサ５１ｃとで検出さ
れ、その検出信号が制御装置４６に入力される。When the supported body 41 is affected by load fluctuations, machining and assembly accuracy, etc. and its axis is eccentric from the center of the cylindrical surface formed by the guide body 47, the first to fourth sensors are used. The amount of eccentricity is detected by 51a to 51d. For example, when the supported body 41 is eccentric in the + X direction in FIG. 6, the supported body 41 and the first pad 4 are
The gap between the inner surface of 7a and the third pad 47c is reduced.
The gap between the inner surface of and becomes larger. Then, the change in the gap is detected by the first sensor 51a and the third sensor 51c, and the detection signal is input to the control device 46.
【００４０】これらセンサ５１ａ、５１ｃの検出信号が
入力された制御装置４６は、その検出信号に応じた制御
信号を駆動部４５に出力する。それによって、駆動部４
５からは第１の光源４４ａと第３の光源４４ｃとに駆動
信号が出力され、これら光源からの光の強度が制御され
る。The control device 46, to which the detection signals of the sensors 51a and 51c are input, outputs a control signal corresponding to the detection signals to the drive section 45. Thereby, the drive unit 4
A drive signal is output from the fifth light source to the first light source 44a and the third light source 44c, and the intensity of light from these light sources is controlled.
【００４１】たとえば、被支持体４１が上述したように
＋Ｘ方向に変位していると、第１の光源４４ａは光の強
度が増大させられ、第３の光源４４ｃは光の強度が減少
させられる。それによって、第１の駆動部材４３ａが伸
長し、第１のパッド４７ａの内面と被支持体４１との隙
間が小さくなり、第３の駆動部材４３ｃが縮小して第３
のパッド４７ｃの内面と被支持体４１との間隔が増大す
るから、上記被支持体４１は、隙間が増大する方向、つ
まりその軸心がガイド体４７の中心に近づく−Ｘ方向に
変位する。For example, when the supported member 41 is displaced in the + X direction as described above, the light intensity of the first light source 44a is increased and the light intensity of the third light source 44c is decreased. . As a result, the first drive member 43a expands, the gap between the inner surface of the first pad 47a and the supported member 41 becomes smaller, and the third drive member 43c contracts to the third position.
Since the distance between the inner surface of the pad 47c and the supported body 41 increases, the supported body 41 is displaced in the direction in which the gap increases, that is, in the −X direction in which the axial center approaches the center of the guide body 47.
【００４２】すなわち、上記構成によれば、被支持体４
１の支持剛性を制御することができるばかりか、ガイド
体４７に対する被支持体４１の支持位置を調整すること
もでき、したがって、被支持体４１の偏心量を補正する
ことができる。しかも、その支持位置の調整は、制御装
置４６によって自動で行うことができる。That is, according to the above configuration, the supported body 4
It is possible to control not only the support rigidity of No. 1 but also the support position of the supported body 41 with respect to the guide body 47, and thus the eccentric amount of the supported body 41 can be corrected. Moreover, the adjustment of the supporting position can be automatically performed by the control device 46.
【００４３】図９はこの発明の第４の実施例を示す。こ
の実施例は被支持体６１が直線運動をする静圧流体支持
装置を示す。つまり、被支持体６１は所定の厚さを有す
る矩形板状をなしている。ガイド体６２は透光性の材料
で作られているとともに、上記被支持体６１を収容する
紙面に対して直交する方向に長い凹状の収容部６３を有
する。FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment shows a hydrostatic fluid support device in which a supported body 61 moves linearly. That is, the supported body 61 has a rectangular plate shape having a predetermined thickness. The guide body 62 is made of a translucent material, and has a recessed accommodating portion 63 that is long in a direction orthogonal to the paper surface in which the supported body 61 is accommodated.
【００４４】被支持体６１の両側面にはそれぞれ光歪素
子によって形成された第１の駆動部材６４ａと第２の駆
動部材６４ｂとが一側面を固着して設けられている。各
駆動部材６４ａ，６４ｂの外面にはそれぞれ第１のパッ
ド６５ａと第２のパッド６５ｂとが取着されている。各
パッド６５ａ，６５ｂにはそれぞれ先端が上記ガイド体
６２の内側面に対向する第１、第２のノズル孔６６ａ、
６６ｂが形成されている。これらノズル孔６６ａ、６６
ｂには、それぞれ供給路６７の一端が連通している。こ
れら供給路６７の他端にはホ−ス６８の一端が接続され
ている。このホ−ス６８の他端は図示しない圧縮空気の
供給源に連通している。A first driving member 64a and a second driving member 64b, which are formed of optical distortion elements, are provided on both side surfaces of the supported body 61, one side surface of which is fixed. A first pad 65a and a second pad 65b are attached to the outer surfaces of the drive members 64a and 64b, respectively. The pads 65a and 65b have first and second nozzle holes 66a whose tips are opposed to the inner surface of the guide body 62, respectively.
66b is formed. These nozzle holes 66a, 66
One end of the supply path 67 communicates with each of b. One end of a hose 68 is connected to the other ends of the supply paths 67. The other end of the hose 68 communicates with a compressed air supply source (not shown).
【００４５】上記各パッド６５ａ、６５ｂのノズル孔６
６ａ、６６ｂから圧縮空気を流出させてパッドの外面と
収容部６３の内面との間の隙間に流せば、その静圧によ
って被支持体６１はガイド体６２の幅方向に対して非接
触状態で支持される。Nozzle hole 6 of each pad 65a, 65b
If the compressed air is discharged from 6a and 66b and flows into the gap between the outer surface of the pad and the inner surface of the accommodating portion 63, the static pressure causes the supported body 61 to be in non-contact with the width direction of the guide body 62. Supported.
【００４６】また、被支持体６１にはその下面に開口し
た第３のノズル孔６６ｃが開口している。この第３のノ
ズル孔６６ｃには連通路６９の一端が接続され、その他
端には上記ホ−ス６８が接続されている。第３のノズル
孔６６ｃから圧縮空気を流出させれば、その静圧によっ
て被支持体６１は収容部６３の内底面に対して非接触状
態で支持される。Further, the supported body 61 has a third nozzle hole 66c opened at the lower surface thereof. One end of the communication passage 69 is connected to the third nozzle hole 66c, and the hose 68 is connected to the other end. When the compressed air flows out from the third nozzle hole 66c, the supported body 61 is supported by the static pressure thereof in a non-contact state with the inner bottom surface of the accommodation portion 63.
【００４７】上記各パッド６５ａ、６５ｂにはそれぞれ
第１のセンサ６９ａと第２のセンサ６９ｂとが設けられ
ている。これらセンサは各パッド６５ａ、６５ｂの外面
とガイド体６２の収容部６３の内面との隙間を検出す
る。センサ６９ａ、６９ｂによる検出信号は制御装置４
６に入力される。Each of the pads 65a and 65b is provided with a first sensor 69a and a second sensor 69b. These sensors detect the gap between the outer surface of each pad 65a, 65b and the inner surface of the accommodating portion 63 of the guide body 62. The detection signals from the sensors 69a and 69b are the control device 4
6 is input.
【００４８】制御装置４６は、各センサ６９ａ、６９ｂ
からの検出信号に応じて駆動部４５に制御信号を出力す
る。駆動部４５からは上記ガイド体６２の両側に配置さ
れた第１の光源７３ａと第２の光源７３ｂとにそれぞれ
駆動信号を出力する。それによって、各光源７３ａ、７
３ｂから出射される光の強度が制御される。The controller 46 controls the sensors 69a and 69b.
A control signal is output to the drive unit 45 in accordance with the detection signal from. The drive unit 45 outputs drive signals to the first light source 73a and the second light source 73b arranged on both sides of the guide body 62, respectively. Thereby, each of the light sources 73a, 7a
The intensity of the light emitted from 3b is controlled.
【００４９】上記第１のパッド６５ａと第２のパッド６
５ｂとは透光性の材料によって形成されている。そし
て、上記各光源７３ａ、７３ｂからの光は、ガイド体６
２とパッド６５ａ、６５ｂを介して各駆動部材６４ａ、
６４ｂに照射されるようになっている。The above-mentioned first pad 65a and second pad 6
5b is formed of a translucent material. The light from each of the light sources 73a and 73b is guided by the guide body 6.
2 and the pads 65a and 65b, the driving members 64a,
64b is irradiated.
【００５０】上記構成の静圧流体支持装置によれば、第
１の光源７３ａと第２の光源７３ｂとから出射される光
の強度を制御し、一対の駆動部材６４ａ、６４ｂを伸縮
させることで収容部６３の両側内面と各パッド６５ａ、
６５ｂとの隙間を変えれば、被支持体６１の支持剛性を
制御することができる。According to the hydrostatic fluid support device having the above structure, the intensity of light emitted from the first light source 73a and the second light source 73b is controlled, and the pair of drive members 64a and 64b are expanded and contracted. The inner surfaces of both sides of the accommodating portion 63 and the pads 65a,
The support rigidity of the supported body 61 can be controlled by changing the gap between the support body 61 and 65b.
【００５１】また、第１、第２のセンサ６９ａ、６９ｂ
が検出する各パッド６５ａ、６５ｂと収容部６３の両側
内面との隙間に応じて第１の光源７３ａと第２の光源７
３ｂから出力される光の強さを制御すれば、被支持体６
１を収容部６３の幅方向に変位させることができる。た
とえば、一対の駆動部材６４ａ、６４ｂのうち、第１の
駆動部材６４ａを伸長させれば、第１のパッド６５ａと
収容部６３の一側内面との隙間が他方の隙間よりも狭く
なって静圧が増大するから、被支持体６１を図９に示す
−Ｘ方向に変位させることができる。Also, the first and second sensors 69a and 69b
The first light source 73a and the second light source 7 depending on the gap between each pad 65a, 65b detected by
If the intensity of the light output from 3b is controlled, the supported body 6
1 can be displaced in the width direction of the accommodating portion 63. For example, if the first driving member 64a of the pair of driving members 64a and 64b is extended, the gap between the first pad 65a and the one side inner surface of the accommodating portion 63 becomes narrower than the other gap, and the gap is reduced. Since the pressure increases, the supported body 61 can be displaced in the −X direction shown in FIG.
【００５２】したがって、このような構成によれば、上
記第３の被支持体６１の支持剛性の制御や位置ずれの補
正、さらには被支持体を所望する位置に位置決めするな
どのことができる。Therefore, according to this structure, it is possible to control the support rigidity of the third supported body 61, correct the positional deviation, and position the supported body at a desired position.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明の第１の手段
によれば、被支持体あるいはガイド体のいずれか一方に
光歪素子からなる制御部材を設け、この制御部材によっ
て上記ガイド体と被支持体との間の隙間の大きさを変え
ることができるようにした。そのため、上記被支持体の
支持剛性を任意に設定することができる。As described above, according to the first means of the present invention, the control member formed of the optical distortion element is provided on either the supported body or the guide body, and the guide body is connected by the control member. The size of the gap between the support and the supported body can be changed. Therefore, the supporting rigidity of the supported body can be set arbitrarily.
【００５４】また、この発明の第２の手段によれば、被
支持体を非接触で支持するガイド体を、被支持体に対し
て対称に配置された複数のパッドに分割し、各パッドを
光歪素子からなる駆動部材によって上記被支持体との間
隔の調節自在に設けた。そのため、被支持体の支持剛性
を制御することができるばかりか、ガイド体に対する被
支持体の支持位置を制御することもできる。According to the second means of the present invention, the guide body for supporting the supported body in a non-contact manner is divided into a plurality of pads symmetrically arranged with respect to the supported body, and each pad is The distance from the supported member is adjustable by a driving member composed of a light distortion element. Therefore, not only the supporting rigidity of the supported body can be controlled, but also the supporting position of the supported body with respect to the guide body can be controlled.
【図１】この発明の第１の実施例を示す側断面図。FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】同じく被支持体を下面側から見た平面図。FIG. 2 is a plan view of the supported body as seen from the lower surface side.
【図３】同じく案内面隙間と支持剛性との関係を示すグ
ラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a guide surface gap and supporting rigidity.
【図４】この発明の第２の実施例の第１の制御部材が縮
小し、第２の制御部材が伸長した状態を示す側断面図。FIG. 4 is a side sectional view showing a state in which the first control member of the second embodiment of the present invention is contracted and the second control member is expanded.
【図５】同じく被支持体を下面側から見た平面図。FIG. 5 is a plan view of the supported body as seen from the lower surface side.
【図６】この発明の第３の実施例を示す側面図。FIG. 6 is a side view showing a third embodiment of the present invention.
【図７】同じく図６のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。FIG. 7 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG.
【図８】同じく軸受け隙間と支持剛性との関係を示すグ
ラフ。FIG. 8 is a graph showing the relationship between bearing clearance and support rigidity.
【図９】この発明の第４の実施例を示す側断面図。FIG. 9 is a side sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
１，２１，４１…被支持体、３…制御部材、４，２４，
２８…絞り溝、９，２３，２６，４７，６１…ガイド
体、４３ａ〜４３ｄ…駆動部材、４６…制御装置、４７
ａ〜４７ｄ…パッド。1, 21, 41 ... Supported body, 3 ... Control member, 4, 24,
28 ... throttle groove, 9, 23, 26, 47, 61 ... guide body, 43a to 43d ... drive member, 46 ... control device, 47
a-47d ... Pad.
Claims (3)
を供給し、その流体の圧力で上記被支持体を上記ガイド
体に非接触で支持する静圧流体支持装置において、上記
ガイド体と被支持体のいずれか一方には、光が照射され
ることで歪みが生じて上記隙間の大きさを変える光歪素
子からなる制御部材が設けられているとともに、上記ガ
イド体は透光性の材料で形成されていることを特徴とす
る静圧流体支持装置。1. A static pressure fluid support device for supplying fluid to a gap between a guide body and a supported body and supporting the supported body to the guide body in a non-contact manner by the pressure of the fluid. Either one of the body and the supported body is provided with a control member composed of a light distortion element that changes the size of the above-mentioned gap due to distortion caused by irradiation of light ,
The hydrostatic support device , wherein the id body is formed of a translucent material .
を供給し、その流体の圧力で上記被支持体を上記ガイド
体に非接触で支持する静圧流体支持装置において、上記
ガイド体は、上記被支持体に対して対称に配置された複
数のパッドからなり、各パッドは、光が照射されること
で歪みが生じる光歪素子からなる駆動部材によって上記
被支持体との間隔の調節自在に設けられていることを特
徴とする静圧流体支持装置。2. A static pressure fluid support device for supplying fluid to a gap between a guide body and a supported body and supporting the supported body with the guide body in a non-contact manner by the pressure of the fluid. The body is composed of a plurality of pads symmetrically arranged with respect to the supported body, and each pad is spaced apart from the supported body by a driving member composed of a photostrictive element that is distorted by light irradiation. The hydrostatic support device is characterized in that it is adjustable.
るセンサと、このセンサからの検出信号に応じて上記各
駆動部材を照射する光源からの光の強度を制御する制御
手段とを具備したことを特徴とする請求項２記載の静圧
流体支持装置。3. A sensor for detecting the distance between the pad and the supported body, and a control means for controlling the intensity of light from a light source for irradiating each of the driving members according to a detection signal from the sensor. The hydrostatic fluid support device according to claim 2, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131300A JP2554794B2 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Static pressure fluid support device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131300A JP2554794B2 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Static pressure fluid support device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357321A JPH04357321A (en) | 1992-12-10 |
| JP2554794B2 true JP2554794B2 (en) | 1996-11-13 |
Family
ID=15054745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3131300A Expired - Lifetime JP2554794B2 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Static pressure fluid support device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2554794B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| KR100976994B1 (en) * | 2005-12-15 | 2010-08-19 | 쿄세라 코포레이션 | Static pressure slider |
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Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH01125789A (en) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Canon Inc | bloch line memory |
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-
1991
- 1991-06-03 JP JP3131300A patent/JP2554794B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH04357321A (en) | 1992-12-10 |
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