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運動誤差をアクティブ補正する超高精度スクイーズ空気軸受の実用化と特性の数値的解析

Research Project

Project/Area Number 11750117
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 設計工学・機械要素・トライボロジー
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

磯部 浩巳  長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (60272861)

Project Period (FY) 1999 – 2000
Project Status Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2000: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 1999: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords圧縮性スクイーズ / スクイーズ軸受 / 運動誤差補正 / アクティブ制御 / 無限剛性化 / 非接触案内 / 圧電素子 / 無限剛性 / 圧縮性レイノルズ方程式
Research Abstract

スクイーズ空気軸受は,対向する二面間(軸-軸受面)の相対的な垂直運動の振動によって,すき間内圧力の一周期間の時間平均値が周囲の圧力より高くなる効果(スクイーズ効果)を利用して,回転軸を非接触で支持するものである.また,振動の中心位置を移動させることにより,軸の非接触位置決めも可能になる.本研究において提案するアクティブスクイーズ空気軸受は,圧電素子の高周波振動によっ発生するスクイーズ空気膜を用いた回転軸の完全非接触支持と,精密位置決めに用いられる圧電素子の変位制御により,運動誤差をリアルタイムに補正することで超高精度な回転軸系を実現できる.
本年度は,ラジアル軸受の特性を評価するために,スラスト荷重は静圧空気案内で支持し,回転力の伝達は磁気カップリングによって非接触で行う装置を製作した.この結果,ラジアルスクイーズ空気膜の特性実験を高い再現性の下で行うことができた.
1.駆動振幅2μm,平均すき間13μmの場合,駆動周波数500Hz以上で,安定したスクイーズ空気膜が発生した.
2.駆動周波数1000Hz,駆動振幅2μm,平均すき間9μmにおいて,空気膜の剛性は2.2N/μmであった.
3.回転軸のアクティブ運動誤差補正を行った結果,補正前に5μmであった半径方向運動誤差は,完全に補正された.
以上の結果,ここで提案した手法の有効性が実験的に確認された.

Report

(2 results)
  • 2000 Annual Research Report
  • 1999 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All Other

All Publications (4 results)

  • [Publications] 磯部浩巳: "圧電素子の高周波振動を利用したアクティブスクイーズ空気軸受の開発(第2報)-ラジアルスクイーズ空気軸受による回転軸の運動誤差補正-"精密工学会誌. 第67巻第1号. 101-105 (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 磯部浩巳: "スクイーズ効果を利用したアクティブ動圧空気軸受の試作-プロトタイプモデルの製作と数値的解法の検討-"マイクロメカトロニクス. 43・4. 36-46 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 小野寺 千絵: "圧電素子を利用したアクティブスクイーズ空気軸受の開発-第8報 回転軸の完全浮上と実験装置の改良-"1999年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 512 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 今井豪史: "圧電素子を利用したアクティブスクイーズ空気軸受の開発-第7報 数値解析のためのスラストスクイーズ軸受の実験装置試作-"1999年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 511 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report

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Published: 1999-04-01   Modified: 2016-04-21  

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