可変絞り要素のマイクロ化による高速応答型無限大剛性静圧軸受の開発

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本研究では、可変絞り型静圧軸受の動的な応答特性を高めるために、可変絞り要素を微小化する手法を提案し、理論的、実験的な検討を試みた。可変絞り要素としては、研究者がすでに提案した可動物体を用いた可変絞り要素をもとにして、直径3mmのものを設計製作した。そして製作した可変絞り要素を油静圧スラスト軸受に組み込み、その静的特性および動的特性(ステップ応答特性)を、非接触変位計、FFTを用いて実験的に求めた。その結果、次のような結論を得られた。1.提案した可変絞り型静圧スラスト軸受は、静的に加わる荷重に対しては、広い荷重範囲にわたって一定の軸受すきまを維持することができ、きわめて高い静剛性を得ることができる。2.提案した軸受にステップ荷重を負荷した場合、従来の大きな可動物体を用いた可変絞り型軸受に比べ、軸の最大変位を著しく減少させることができる。また整定時間についても、従来の軸受の0.35secに対し、提案した軸受は0.1sec以下という短い時間で整定することが分かった。3.理論計算結果と実験結果との比較を行った結果、理論計算結果は実験結果と比較的よく一致することが分かった。これにより本計算法を用いて静的には無限大に近いきわめて高い静剛性を持ちかつ動的には速い応答特性が得られる可変絞り型静圧スラスト軸受の設計手法を確立できることが示された。