流体潤滑軸受は、空気、油、水などの流体で軸や案内面を支持する軸受です。 低摩擦で高い運動精度を有することから、超精密加工機や測定器に広く使用されております。

高速回転空気スピンドル

空気スピンドルは、空気を潤滑流体とすることで低摩擦で高速回転に適しており、 DN値(軸径mm×回転数rpm)で600万以上が実現されております。この空気スピンドルには、 軸の回転により発生する動圧で回転軸を支持する動圧型と、コンプレッサなどで加圧した空気を軸受すきま内に供給して回転軸を支持する静圧型がありますが、 本研究室では、静圧型、動圧型の両方に関して、軸受特性を実験と数値計算の両面から明らかとし、設計法を得ることを目的として研究を行っております。 実験においては、回転試験による安定限界速度の測定や回転精度の測定を、数値計算では、軸受性能の数値的予測を行っております。

・研究テーマ
　20万rpm超 加工機用高速スピンドル
　弾性支持された空気動圧スピンドル
　小型ターボ機械用気体動圧フォイル軸受
　エンドミル加工時の静圧空気スピンドルの振れ精度
　など

超小型・高速マイクロミーリング加工機

空気静圧スピンドルは軸径を小さくすることで高速回転化が可能ですが、加工用スピンドルとして使用する際には、主軸にエンドミルなどの工具をチャックするため、 軸径を小さくすることに限界があります。そのため、市販で最も高速なものでも、軸径10mm程度で最高回転数16万rpm程度に止まっております。 そこで本研究室では、市販の4mmシャンク直径のエンドミルを、空気静圧スピンドルの主軸として用いることを提案し、 図に示すような40万rpmを超える超小型・高速ミーリングマシンを試作しました。 本研究では、この超小型加工機を用いて、各種材料の加工を行い、切削抵抗や加工面性状を測定しております。

水静圧軸受

油静圧軸受は、高い剛性や減衰性が得られることから、超精密加工機用スピンドルや案内面に用いられていますが、 近年、油に代わって水を作動流体として用いることが注目されています。水を作動流体として用いることで、 クリーンでかつ消費動力の低いスピンドルや案内が実現可能と考えられますが、水と油の粘度の違いから、 これまで用いられてきた油静圧軸受とは異なる、新しい設計法が求められております。 本研究室では、実験と数値計算の両面から水静圧軸受の特性を明らかにし、その設計法を確立することを目的として研究を行っています。

・研究テーマ
　多孔質水静圧スラスト軸受
　可変絞り型水静圧軸受
　ハイブリッド型高速水潤滑スピンドル
　など

スクイーズ効果を利用した非接触浮上技術

漆をベース樹脂とした自己潤滑性すべり軸受

樹脂すべり軸受は、機械の回転部や往復運動部を無給油で支持するために広く用いられておりますが、樹脂すべり軸受は、 ベース材料として、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられ、それに固体潤滑剤を混合して製作されております。 本研究では、樹脂材の中でも硬度が高く、耐薬品性に優れる材料として、天然樹脂である漆に着目して、 漆に固体潤滑剤を添加した樹脂すべり軸受を提案しました。そして、その摺動特性を様々な条件で評価しております。
　　特願2016-093303（摺動組成物、並びに、摺動部材及びその製造方法）