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LEVITATING OR ATTRACTING FORCE GENERATING DEVICE commons achieved

Patent code P06P004184
File No. NU-0060
Posted date Mar 2, 2007
Application number P2005-234235
Publication number P2007-046756A
Patent number P4195939
Date of filing Aug 12, 2005
Date of publication of application Feb 22, 2007
Date of registration Oct 10, 2008
Inventor
  • (In Japanese)社本 英二
  • (In Japanese)鈴木 教和
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title LEVITATING OR ATTRACTING FORCE GENERATING DEVICE commons achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device capable of generating levitating or attracting force between two members without using a peripheral device such as a compressor and piping or freely controlling the intensity of the force.
SOLUTION: As shown in Figure 5, this device 10 comprises a first member 12; a second member 14 facing the first member 12; and actuators 18a, 18b provided at least at one of the first member 12 and second member 14 to generate progressive wave on the surface of the one member. The progressive wave is generated on the surface of the other member with respect to the one member by the actuators 18a, 18b to generate the progressive wave on a surface 12a, facing the second member 14, of the first member 12, and inward (or outward) force 16 is applied to a fluid interposed between the first member 12 and the second member 14 to generate levitating force or attracting force between the first member 12 and the second member 14.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


ほとんどの機械は2以上の部材が組合わされて構成されている。組合わされた2つの部材の一方を他方に対して相対運動(例えば、回転運動、スライド運動)させる場合に、両部材間に作用する摩擦力が大きいと、精密な位置決めや送り動作が困難となり、また、両部材の摺動面の磨耗や、摩擦熱による焼きつき等の問題が生じる。一方、相対運動が可能な2部材の一方を他方に対して所定の位置で位置決めした後に、両部材間に作用する摩擦力が小さすぎると、小さな外力によって両部材の位置関係が崩れてしまう。このため、摩擦力を極めて小さくして滑らかな移動や回転を実現する各種軸受、逆に摩擦力を大きくしてクランプする装置の開発が行われてきた。また、精密な機械要素では案内面の持つ幾何学的誤差や外力による誤差運動を補正する装置の開発が行われてきた。



2つの部材の間に作用する摩擦力を制御する装置としては、例えば、一方の部材(軸受)に対して他方の部材(軸)を非接触で支持し、2つの部材の間に作用する摩擦力を小さくする軸受装置が知られている。この種の軸受装置としては、静圧軸受装置(例えば、非特許文献1)、動圧軸受装置(例えば、非特許文献2)、スクイーズ膜軸受装置(例えば、非特許文献3)等が開発されている。
静圧軸受装置では、軸受(一方の部材)と軸(他方の部材)の隙間に圧縮した流体(例えば、空気、油等)を供給し、その圧力によって軸を非接触で支持する。この静圧軸受装置では、軸受と軸の隙間に圧縮した流体を供給するための周辺装置(例えば、コンプレッサ等)を必要とするため、装置が大掛かりで高価なものとなってしまう。また、移動するテーブル等に長い配管を設置する必要がある上、運動の妨げとなる場合もある。
動圧軸受装置では、軸受又は軸が運動する際に、その間に挟まれた流体が軸の回転につられて狭い隙間へと運ばれるくさび効果によって圧力が発生し、その圧力によって軸を非接触で支持する。この動圧軸受装置では、軸の回転速度が小さくなると、くさび効果によって発生する圧力が低下し、軸と軸受とが接触してしまう。
また、スクイーズ膜軸受装置では、圧縮性のある流体膜に支持方向の振動を与え、そのスクイーズ膜効果による圧力によって軸を非接触で支持する。このスクイーズ膜軸受装置では、スクイーズ膜効果によって得られる圧力が低いため、充分な負荷容量と剛性を得ることができない。
上述したことから明らかなように、従来の技術では、実用的に摩擦力が極めて小さな軸受を実現するためには、コンプレッサ等の周辺装置を用いて配管を設置しなければならず、さらに誤差運動を補正したり位置決め後のクランプを行うためには追加の装置を必要とするなどの問題があった。
【非特許文献1】
青山藤詞郎、「静圧軸受-設計と応用」、工業調査会(1990)
【非特許文献2】
十合晋一、「気体軸受-設計から製作まで」、共立出版株式会社(1984)
【非特許文献3】
吉本成香、阿武芳郎、「圧電素子を用いた動圧形スクイーズ空気案内面」、トライポロジスト(1991年7月)、p.543-548

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、進行波を利用して2つの部材間に浮上力又は吸着力を発生させる技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
第1の部材と、
第1の部材と対向する第2の部材と、
第1の部材と第2の部材の少なくとも一方に設けられ、一方の部材に対して他方の部材の表面に進行波を発生させるアクチュエータと、を備え、
アクチュエータによって一方の部材に対して他方の部材の表面に、外部から第1の部材と第2の部材との間に流体を供給する方向の進行波、又は、第1の部材と第2の部材との間から外部に流体を排出する方向の進行波を発生させることで、第1の部材と第2の部材との間に浮上力又は吸着力を発生させることを特徴とする浮上・吸着力発生装置。

【請求項2】
 
第1の部材と第2の部材の少なくとも一方の部材の表面に外側から内側に向かって進行波を発生させることで第1の部材と第2の部材との間に浮上力を発生させることを特徴とする請求項1に記載の浮上・吸着力発生装置。

【請求項3】
 
第1の部材と第2の部材の中央部では、アクチュエータによって発生した進行波が吸収されることを特徴とする請求項2に記載の浮上・吸着力発生装置。

【請求項4】
 
第1の部材と第2の部材との間に発生する浮上力によって第1の部材に対して第2の部材を非接触で支持することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の浮上・吸着力発生装置。

【請求項5】
 
第1の部材と第2の部材の少なくとも一方の部材の表面に内側から外側に向かって進行波を発生させることで第1の部材と第2の部材との間に吸着力を発生させることを特徴とする請求項1に記載の浮上・吸着力発生装置。

【請求項6】
 
第1の部材に対して第2の部材の表面に、外部から第1の部材と第2の部材との間に流体を供給する方向の進行波、又は、第1の部材と第2の部材との間から外部に流体を排出する方向の進行波を発生させることで、第1の部材と第2の部材との間に浮上力又は吸着力を発生させることを特徴とする浮上・吸着力発生方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005234235thum.jpg
State of application right Registered
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