表面張力を利用した真空内非接触流体軸受の開発

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(1)新原理に基づく流体軸受面の設計と解析提案する新原理に基づいて、流体軸受面の設計・解析を行った。具体的には、流体の種類(表面張力)、軸受隙間、軸受面形状と寸法等を変数として、剛性と耐荷重の値を推測する式を導出した。(2)静止時の基本特性の評価まず、予備実験用にすでに開発した3点支持軸受面を利用して基本特性を測定する装置開発を行った。軸受面に垂直な方向に荷重を加える電磁アクチュエータ、その荷重を測定する力センサ、およびその微小変位を測定するセンサを組み合わせ、静的な特性である軸受剛性と耐荷重を評価する装置を開発し、実際の測定を行った。その結果および上記の解析結果より、本原理による軸受は極めて高い剛性を有すること、耐荷重は比較的低いこと等が明らかになった。(3)運動時の基本特性の評価予備実験用にすでに開発した1軸スライダーを利用し、運動時の抵抗特性と精度を評価する装置を開発し、実際の測定を行った。その結果、運動の再現性が良いこと、流体のせん断力に比べて大きな運動抵抗を持つこと等の運動特性が明らかになった。(4)対向型軸受の試作開発実用的には、片方向のみに高い耐荷重を持つ重力バランス型ではなく、いずれの方向にも高い耐荷重を持つ対向型の軸受が望まれる。そこで、水平、垂直方向ともに対向型の軸受面を持つプロトタイプの試作を行った。(5)本軸受機構の総合的評価上記の各種評価結果を踏まえ、本軸受機構の総合的評価・検討を行った。