JPH09317769A - 主軸装置および主軸のバランス調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸を高速で回転させる場合であっても、主
軸の微小なアンバランス量に対して精密な調整を可能に
する。 【解決手段】 主軸１０と、主軸１０をラジアル方向に
支持する静圧空気軸受３および静圧油軸受４と、主軸１
０の変位を計る変位計７と、主軸１０の回転パルスを検
出する回転検出器８と、変位計７から得た主軸１０の変
位および回転検出器８から得た回転パルスに基づいて主
軸１０のアンバランス量および角度を算出する演算部９
を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の請求項１〜１１に係
わる発明は、例えば、研磨装置として用いられる主軸装
置に関するものであり、本発明の請求項１２〜１５に係
わる発明は、上記主軸装置における主軸のバランスを調
整するのに利用される主軸のバランス調整方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記した主軸装置としては、例え
ば、図７に示す研磨装置があった。

【０００３】図７に示すように、この研磨装置１０１
は、ハウジング１０２と、このハウジング１０２内に収
容されかつ一端部（図示右側の端部）が図外の駆動部に
連結されると共に他端部（図示左側の端部）に工具とし
ての砥石Ｔ１が取付けられる主軸１０３と、主軸１０３
の両端側の小径部１０３ａ，１０３ａを支持するラジア
ル玉軸受１０４，１０４と、ハウジング１０２の他端側
に取付けた加速度ピックアップ１０５と、ハウジング１
０２の外側において主軸１０３の一端側に位置する小径
部１０３ａに向くようにして配置した回転検出器１０６
と、加速度ピックアップ１０５および回転検出器１０６
と接続する演算部１０７を備えている。

【０００４】この研磨装置１０１において、主軸１０３
のバランスを調整するに際しては、主軸１０３を回転さ
せたときに加速度ピックアップ１０５で検知される振動
値および回転検出器１０６から得られる回転パルスに基
づいて、演算部１０７により主軸１０３のアンバランス
量および角度を算出していた。そして、その算出結果に
基づいて、例えば、砥石Ｔ１の前面に設けたバランス調
整円板１０８の周縁部にウェイトねじ１０８ａを取付け
てウェイト調整を行うことにより、主軸１０３のバラン
スを調整するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の研磨装置（主軸装置）１０１では、主軸１０３をラ
ジアル玉軸受１０４，１０４によって接触式に支持して
いると共に、加速度ピックアップ１０５により検知され
る振動値に基づいてアンバランス量を得るようにしてい
る関係上、微小なアンバランス量が測定できないばかり
か、加速度ピックアップ１０５が純粋な振動値以外の振
動ノイズを誤検知する可能性があり、その結果、主軸１
０３の回転速度が高速になればなるほど精密な調整が困
難になるという問題を有しており、この問題を解決する
ことが従来の課題であった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題に着目し
てなされたもので、主軸を高速で回転させる場合であっ
ても、主軸の微小なアンバランス量に対して精密な調整
を行うことが可能である主軸装置および主軸のバランス
調整方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る主軸装置は、主軸と、前記主軸を非接触状態でラジア
ル方向に支持する空気軸受などの気体軸受と、前記主軸
の変位を計る変位計と、前記主軸の回転パルスを検出す
る回転検出器と、前記変位計から得た主軸の変位および
回転検出器から得た回転パルスに基づいて前記主軸のア
ンバランス量および角度を算出する演算部を備えたこと
を特徴としており、この主軸装置の構成を従来の課題を
解決するための手段としている。

【０００８】また、本発明の請求項２に係わる主軸装置
は、主軸を非接触状態でラジアル方向に支持する非接触
軸受を気体軸受とは軸受媒体を別にした、例えば、油圧
軸受や磁気軸受として設けた構成とし、本発明の請求項
３に係わる主軸装置において、気体軸受は前記非接触軸
受よりも主軸の両端側に配置してある構成としている。

【０００９】さらに、本発明の請求項４に係わる主軸装
置は、気体軸受による主軸の支持状態と、前記油圧軸受
や磁気軸受などの非接触軸受による主軸の支持状態との
切換手段を設けた構成とし、本発明の請求項５に係わる
主軸装置において、切換手段は気体軸受およびその気体
供給源の間に設けられかつ前記非接触軸受の駆動源と連
動する切換弁である構成とし、本発明の請求項６に係わ
る主軸装置において、切換手段は電源供給状態において
前記非接触軸受による主軸の支持状態とし、電源遮断状
態において前記気体軸受による主軸の支持状態とする電
磁切換弁である構成としている。

【００１０】さらにまた、本発明の請求項７に係わる主
軸装置は、主軸と、前記主軸を非接触状態でラジアル方
向に支持する油軸受などの流体軸受と、前記主軸の変位
を計る変位計と、前記主軸の回転パルスを検出する回転
検出器と、前記変位計から得た主軸の変位および回転検
出器から得た回転パルスに基づいて前記主軸のアンバラ
ンス量および角度を算出する演算部を備え、前記流体軸
受に圧縮した気体を供給する気体供給源を連通すると共
に、前記流体軸受に対する液体供給源からの液体の供給
と気体供給源からの気体の供給との切換手段を設けたこ
とを特徴としており、この主軸装置の構成を従来の課題
を解決するための手段としている。

【００１１】さらにまた、本発明の請求項８に係わる主
軸装置において、切換手段は気体供給源への液体の流入
を阻止する逆止弁である構成とし、本発明の請求項９に
係わる主軸装置において、切換手段は電源供給状態にお
いて液体供給源と流体軸受とを導通させ、電源遮断状態
において気体供給源と前記流体軸受とを導通させる電磁
切換弁である構成としている。

【００１２】さらにまた、本発明の請求項１０に係わる
主軸装置は、主軸の気体が供給される軸受と相対する部
分に溝や突起などの気体受部を設けた構成とし、本発明
の請求項１１に係わる主軸装置は、主軸に対して気体を
噴射する気体噴射ノズルを設けると共に、前記主軸の気
体噴射ノズルと相対する部分に溝や突起などの気体受部
を設けた構成としている。

【００１３】一方、本発明の請求項１２に係わる主軸の
バランス調整方法は、請求項１に記載の主軸装置におけ
る主軸のバランスを調整するに際して、気体軸受に支持
された主軸を回転させて、変位計および回転検出器によ
り前記主軸の変位および回転パルスを計測し、前記変位
計から得た主軸の変位および回転検出器から得た回転パ
ルスに基づいて、演算部により前記主軸のアンバランス
量および角度を算出して、主軸のバランスを調整するこ
とを特徴としており、この主軸のバランス調整方法の構
成を従来の課題を解決するための手段としている。

【００１４】また、本発明の請求項１３に係わる主軸の
バランス調整方法は、請求項２ないし６のいずれかに記
載の主軸装置における主軸のバランスを調整するに際し
て、気体軸受およびこの気体軸受とは軸受媒体を別にし
て設けた非接触軸受に支持された主軸を気体軸受のみで
支持させた後、前記主軸を回転させて、変位計および回
転検出器により前記主軸の変位および回転パルスを計測
し、前記変位計から得た主軸の変位および回転検出器か
ら得た回転パルスに基づいて、演算部により前記主軸の
アンバランス量および角度を算出して、主軸のバランス
を調整することを特徴としており、この主軸のバランス
調整方法の構成を課題を解決するための手段としてい
る。

【００１５】さらに、本発明の請求項１４に係わる主軸
のバランス調整方法は、請求項７ないし９のいずれかに
記載の主軸装置における主軸のバランスを調整するに際
して、流体軸受に気体供給源から気体を供給して気体圧
で主軸を支持させた後、前記主軸を回転させて、変位計
および回転検出器により前記主軸の変位および回転パル
スを計測し、前記変位計から得た主軸の変位および回転
検出器から得た回転パルスに基づいて、演算部により前
記主軸のアンバランス量および角度を算出して、主軸の
バランスを調整することを特徴としており、この主軸の
バランス調整方法の構成を従来の課題を解決するための
手段としている。

【００１６】さらにまた、本発明の請求項１５に係わる
主軸のバランス調整方法は、請求項１０または１１に記
載の主軸装置における主軸のバランスを調整するに際し
て、気体圧で主軸を支持させた後、前記主軸の気体受部
に対する気体の吹付けにより主軸を回転させて、変位計
および回転検出器により前記主軸の変位および回転パル
スを計測し、前記変位計から得た主軸の変位および回転
検出器から得た回転パルスに基づいて、演算部により前
記主軸のアンバランス量および角度を算出して、主軸の
バランスを調整することを特徴としており、この主軸の
バランス調整方法の構成を従来の課題を解決するための
手段としている。

【００１７】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる主軸装置で
は、主軸が気体軸受によって非接触状態でラジアル方向
に支持されていることから、軸受剛性が低く、主軸のア
ンバランスに起因する変位が大きくなる。

【００１８】したがって、主軸を回転させた際に変位計
により検知される主軸の変位量を回転検出器から得られ
る回転パルスとともに演算部に入力すれば、主軸の微小
なアンバランス量および位相の精密な測定がなされ、主
軸の精密なバランス調整がなされることとなる。

【００１９】本発明の請求項２に係わる主軸装置では、
例えば、主軸装置が研磨装置である場合、加工時には、
気体軸受およびこれとは別の非接触軸受の双方によって
主軸をラジアル方向に支持し、一方、工具の交換時など
におけるバランス調整時には、気体軸受のみで主軸を支
持するようになすと、バランス調整時には軸受剛性が低
くなるので、請求項１に係わる主軸装置と同様に、主軸
の精密なバランス調整がなされることとなる。

【００２０】本発明の請求項３に係わる主軸装置におい
て、気体軸受に供給された気体は、主軸に沿って前記非
接触軸受側および主軸の端部側に流れることから、非接
触軸受が液体軸受である場合には、液体軸受に供給され
た液体が主軸装置外部へ漏洩することや装置外の異物が
主軸装置内部に侵入することがいずれも阻止されること
となる。

【００２１】本発明の請求項４および５に係わる主軸装
置では、例えば、主軸装置が研磨装置である場合、切換
手段（請求項５に係わる主軸装置では、前記非接触軸受
の駆動源と連動する切換弁）により、加工時には、前記
非接触軸受のみによって主軸をラジアル方向に支持し、
一方、工具の交換時などにおけるバランス調整時には、
気体軸受のみで主軸を支持するようになすと、すなわ
ち、本発明の請求項６に係わる主軸装置では、バランス
調整時に軸受剛性が低くなって、微小なアンバランスで
も大きな変位が得られるようになるので、主軸の精密な
バランス調整がなされることとなる。

【００２２】本発明の請求項７に係わる主軸装置では、
切換手段により流体軸受に対する液体供給源からの液体
の供給と気体供給源からの気体の供給とが切り換えられ
ることから、気体軸受と流体軸受とを軸方向に並べて個
別に配置する必要がなく、装置の小型化，簡素化および
低コスト化が図られるうえ、軸方向長さが短くなるの
で、軸剛性も向上することとなる。

【００２３】本発明の請求項８に係わる主軸装置では、
例えば、主軸装置が研磨装置である場合、加工時に、流
体軸受に対して気体供給源からの気体圧よりも高い圧力
で液体供給源から液体を供給すると、主軸は液圧により
支持されることとなり、このとき、液体の気体供給源へ
の流入は逆止弁により阻止されることとなる。

【００２４】一方、工具の交換時などにおけるバランス
調整時には、液体供給源からの液体供給を停止させれ
ば、流体軸受に対して液体に代わって気体供給源からの
気体の供給がなされ、主軸は気体圧により支持されるこ
ととなって、主軸の精密なバランス調整がなされること
となり、このように、液体供給源からの液体供給停止時
には、流体軸受に対して気体の供給が自動的になされる
ので、例えば、停電時には軸受の焼き付きおよび主軸の
損傷が回避されることとなる。

【００２５】本発明の請求項９に係わる主軸装置では、
電磁切換弁により流体軸受に対する液体供給および気体
供給の切換を行うので、例えば、停電時には、液体と気
体との圧力差に関係なく、気体供給源の残圧によって流
体軸受（流体軸受の他に気体軸受を別に設けた場合には
この気体軸受）に確実に気体が供給されて、主軸は気体
圧により支持されることから、軸受の焼き付きおよび主
軸の損傷が回避されることとなる。

【００２６】本発明の請求項１０および１１に係わる主
軸装置では、工具の交換時などにおける主軸のバランス
調整時に、主軸の気体受部に気体を噴射すると、主軸は
そのモータなどの駆動部を作動させることなく回転する
こととなり、その結果、駆動部の振動ノイズに影響され
ることのない主軸の純粋なアンバランス量の測定がなさ
れることとなる。

【００２７】一方、本発明の請求項１２〜１４に係わる
主軸のバランス調整方法では、請求項１〜９に記載の主
軸装置における主軸のバランスを調整するに際して、主
軸を気体圧で支持した状態で回転させるので、軸受剛性
が低くなり、したがって、主軸の微小なアンバランス量
および位相の精密な測定がなされ、主軸の精密なバラン
ス調整がなされることとなり、本発明の請求項１５に係
わる主軸のバランス調整方法では、請求項１０および１
１に記載の主軸装置における主軸のバランスを調整する
に際して、主軸をモータなどの駆動部を作動させること
なく気体の吹き付けにより回転させるので、駆動部の振
動ノイズに影響されることのない主軸の純粋なアンバラ
ンス量の測定がなされることとなる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる主軸装置で
は、上記した構成としたから、主軸の微小なアンバラン
ス量および位相の精密な測定を行うことができ、その結
果、主軸の精密なバランス調整が可能であり、しかも、
この調整作業を装置上で行うことができるという非常に
優れた効果がもたらされる。

【００２９】また、本発明の請求項２に係わる主軸装置
では、例えば、主軸装置が研磨装置である場合、加工時
には、気体軸受およびこの気体軸受とは軸受媒体を別に
して設けた非接触軸受の双方によって主軸をラジアル方
向に支持し、一方、工具の交換時などにおけるバランス
調整時には、気体軸受のみで主軸を支持するようになす
と、請求項１に係わる主軸装置と同様の効果が得られる
のに加えて、加工時には、軸受剛性を高く維持できると
いう非常に優れた効果がもたらされ、本発明の請求項３
に係わる主軸装置において、前記非接触軸受が液体軸受
である場合には、液体軸受に供給された液体の装置外部
への漏洩や異物の装置内部への侵入をともに防ぐことが
できるという非常に優れた効果がもたらされる。

【００３０】さらに、本発明の請求項４および５に係わ
る主軸装置では、例えば、主軸装置が研磨装置である場
合、切換手段（請求項５に係わる主軸装置では、前記非
接触軸受の駆動源と連動する切換弁）により、加工時に
は、前記非接触軸受のみによって主軸をラジアル方向に
支持し、一方、工具の交換時などにおけるバランス調整
時には、気体軸受のみで主軸を支持するようになすと、
すなわち、本発明の請求項６に係わる主軸装置では、加
工時の軸受剛性を高く維持したうえで、主軸のバランス
調整を精密にそして装置上において行うことが可能であ
るという非常に優れた効果がもたらされる。

【００３１】さらにまた、本発明の請求項７に係わる主
軸装置では、上記した構成としたため、請求項２に係わ
る主軸装置と同じ効果が得られるのに加えて、装置の小
型化および構造の簡素化ならびに低コスト化が実現でき
ると共に、軸剛性を向上させることが可能であり、本発
明の請求項８に係わる主軸装置では、例えば、主軸装置
が研磨装置である場合、請求項７に係わる主軸装置と同
じ効果が得られるうえ、液体供給源からの液体供給停止
時には、例えば、停電時には、軸受の焼き付きおよび主
軸の損傷を防ぐことができ、本発明の請求項９に係わる
主軸装置において、請求項７に係わる主軸装置と同じ効
果が得られるのに加えて、例えば、停電時には、液体と
気体との圧力差に関係なく、気体供給源の残圧によって
流体軸受（流体軸受の他に気体軸受を別に設けた場合に
はこの気体軸受）に確実に気体を供給して、主軸を気体
圧により支持することができるので、軸受の焼き付きお
よび主軸の損傷を確実に防止することができるという非
常に優れた効果がもたらされる。

【００３２】さらにまた、本発明の請求項１０および１
１に係わる主軸装置では、工具の交換時などにおける主
軸のバランス調整時に、モータなどの駆動部を作動させ
ることなく主軸を回転させることができるので、駆動部
の振動ノイズに影響されることのない主軸の純粋なアン
バランス量を測定することが可能であるという非常に優
れた効果がもたらされる。

【００３３】一方、本発明の請求項１２〜１４に係わる
主軸のバランス調整方法では、請求項１〜９に係わる主
軸装置における主軸のバランスを調整するに際して、主
軸を気体圧で支持した状態で回転させるので、主軸の微
小なアンバランス量および位相の精密な測定を行うこと
ができ、その結果、主軸の精密なバランス調整が可能で
あるという非常に優れた効果がもたらされ、本発明の請
求項１５に係わる主軸のバランス調整方法では、請求項
１０および１１に記載の主軸装置における主軸のバラン
スを調整するに際して、主軸をモータなどの駆動部を作
動させることなく気体の吹き付けにより回転させるの
で、駆動部の振動ノイズに影響されることのない主軸の
純粋なアンバランス量を測定することが可能であり、そ
の結果、主軸のより一層精密なバランス調整を行うこと
ができるという非常に優れた効果がもたらされる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。

【００３５】［第１実施例］図１は本発明の請求項１お
よび２に係わる主軸装置の一実施例を示しており、この
実施例では、本発明に係わる主軸装置が研磨装置である
場合を示す。

【００３６】図１に示すように、この研磨装置１は、ハ
ウジング２と、このハウジング２内に収容されかつ一端
部（図示右側の端部）が図外の駆動部に連結されると共
に他端部（図示左側の端部）に工具としての砥石Ｔが取
り付けられる主軸１０と、主軸１０の中間部分に設けた
大径部１１の両側に位置して主軸１０の小径部１２，１
２をラジアル方向に支持する静圧空気軸受（気体軸受）
３，３と、静圧空気軸受３，３よりも主軸１０の両端側
にそれぞれ位置して小径部１２，１２を非接触状態でラ
ジアル方向に支持する静圧油軸受（静圧空気軸受とは軸
受媒体を別にした非接触軸受）４，４と、空気供給路３
ａを介して静圧空気軸受３，３に圧縮空気を供給する空
気源５と、送油路４ａを介して静圧油軸受４，４に油を
圧送する送油ポンプ６と、主軸１０の工具取り付け部側
の小径部１２に向くようにしてハウジング２に装着した
変位計７と、主軸１０の駆動部側の小径部１２に向くよ
うにしてハウジング２に装着した回転検出器８と、変位
計７および回転検出器８と電気的に接続する演算部９を
備えている。

【００３７】この研磨装置１において、研磨加工時に
は、空気源５から空気供給路３ａを介して静圧空気軸受
３，３に圧縮空気を供給すると共に、送油ポンプ６から
送油路４ａを介して静圧油軸受４，４に油を圧送して、
静圧空気軸受３，３および静圧油軸受４，４の双方で主
軸１０を支持するようにしており、加工時には、軸受剛
性が高く維持されることとなる。

【００３８】一方、この研磨装置１において、砥石Ｔを
交換する際などにおける主軸１０のバランス調整時に
は、送油ポンプ６を停止させて、静圧空気軸受３，３の
空気圧のみで主軸１０を支持することにより、軸受剛性
を低くするようにしている。

【００３９】つまり、主軸１０のバランスを調整する場
合、空気圧のみで支持された主軸１０を回転させ、この
際、変位計７により検知される主軸１０の変位量を回転
検出器８から得られる回転パルスとともに演算部９に入
力すると、主軸１０の微小なアンバランス量および位相
の精密な測定がなされることとなり、したがって、この
測定結果に基づいて、主軸１０の精密なバランス調整が
なされることとなり、例えば、砥石Ｔの前面に設けたバ
ランス調整円板１３にウェイトねじ１３ａを装着するよ
うになせば、主軸１０のバランス調整作業が装置上でな
されることとなる。

【００４０】［第２実施例］図２は本発明の請求項１〜
３に係わる主軸装置の一実施例を示しており、この実施
例においても、本発明に係わる主軸装置が研磨装置であ
る場合を示す。

【００４１】図２に示すように、この実施例に係わる研
磨装置２１が第１実施例における研磨装置１と相違する
ところは、静圧空気軸受３，３と静圧油軸受４，４との
配置箇所を相互に換えた、すなわち、静圧空気軸受３，
３を静圧油軸受４，４よりも主軸１０の両端側にそれぞ
れ配置した点にあり、他の構成は第１実施例における研
磨装置１と同じである。

【００４２】この研磨装置２１では、上記研磨装置１と
同じく主軸１０の精密なバランス調整がなされることと
なり、加えて、静圧空気軸受３，３および静圧油軸受
４，４の双方で主軸１０を支持する研磨加工時におい
て、静圧空気軸受３，３に供給された圧縮空気は、主軸
１０に沿って静圧油軸受４，４側および主軸１０の両端
部側に流れるので、静圧油軸受４，４に供給された油の
装置外部への漏洩や異物の装置内部への侵入がいずれも
阻止されることとなる。

【００４３】［第３実施例］図３は本発明の請求項１，
２，４〜６に係わる主軸装置の一実施例を示し、この実
施例においても、本発明に係わる主軸装置が研磨装置で
ある場合を示す。

【００４４】図３に部分的に示すように、この実施例に
係わる研磨装置３１では、静圧空気軸受３，３および空
気源５の間の空気供給路３ａ上に、静圧油軸受４，４の
駆動源としての送油ポンプ６と連動する切換弁３２を設
けて、送油ポンプ６の作動時には静圧空気軸受３，３に
供給される圧縮空気を遮断し、送油ポンプ６の停止時に
は静圧空気軸受３，３に圧縮空気を供給するようにして
おり、他の構成は第１実施例における研磨装置１と同じ
である。

【００４５】つまり、この研磨装置３１において、研磨
加工時には、送油ポンプ６を作動させて静圧空気軸受
３，３への圧縮空気の供給を遮断し、静圧油軸受４，４
のみで主軸１０を支持することにより、軸受剛性が高く
保たれることとなり、主軸１０のバランス調整時には、
送油ポンプ６を停止させて圧縮空気を静圧空気軸受３，
３に供給し、この静圧空気軸受３，３のみで主軸１０を
支持して、軸受剛性を低くすることにより、主軸１０の
精密なバランス調整がなされることとなる。

【００４６】［第４実施例］図４は本発明の請求項１，
７，８に係わる主軸装置の一実施例を示し、この実施例
においても、本発明に係わる主軸装置が研磨装置である
場合を示す。

【００４７】図４に示すように、この研磨装置４１は、
ハウジング４２と、このハウジング４１内に収容されか
つ一端部（図示右側の端部）が図外の駆動部に連結され
ると共に他端部（図示左側の端部）に工具としての砥石
Ｔが取り付けられる主軸１０と、主軸１０の両端側に設
けた小径部１２，１２をラジアル方向に支持する静圧油
軸受（流体軸受）４４，４４と、送油路４４ａを介して
静圧油軸受４４に油を圧送する送油ポンプ４６と、空気
供給路４３ａを介して送油路４４ａと連通する空気源４
５と、空気供給路４３ａに設けた逆止弁４３を備えてお
り、他の構成は、第１実施例による研磨装置１と同じで
ある。

【００４８】この主軸装置４１では、研磨加工時におい
て、送油ポンプ４６を作動させて、空気源４５からの空
気圧よりも高い圧力で油を静圧油軸受４４，４４に供給
すると、油が圧縮空気を押し退けて静圧油軸受４４，４
４に流入して、主軸１０は油圧により支持されるので、
研磨加工時には、軸受剛性が高く保たれることとなり、
このとき、油の空気源４５への流入は逆止弁４３により
阻止されることとなる。

【００４９】一方、主軸１０のバランス調整時におい
て、送油ポンプ４６を停止させると、静圧油軸受４４，
４４に対して油に代わって空気源４５からの圧縮空気の
供給がなされ、主軸１０は気体圧により支持されること
となって、主軸１０の精密なバランス調整がなされるこ
ととなる。

【００５０】このように、上記主軸装置４１では、バラ
ンス調整時において、静圧油軸受４４が静圧空気軸受と
して機能するので、静圧空気軸受および静圧油軸受を軸
方向に並べて配置する場合と比較して、小型化および簡
素化ならびに低コスト化が図られると共に、軸方向長さ
が短くなる分だけ、軸剛性が向上することとなり、加え
て、送油ポンプ４６の停止時には、静圧油軸受４４に対
して圧縮空気が自動的に供給されるので、例えば、停電
時には静圧油軸受４４の焼き付きおよび主軸１０の損傷
が回避されることとなる。

【００５１】［第５実施例］図５は本発明の請求項１，
７，９に係わる主軸装置の一実施例を示し、この実施例
においても、本発明に係わる主軸装置が研磨装置である
場合を示す。

【００５２】図５に部分的に示すように、この研磨装置
５１が第４実施例における研磨装置４１と異なるところ
は、電磁切換弁５３を介して空気供給路４３ａおよび送
油路４４ａを静圧油軸受４４に連通させ、電源供給時に
は電磁切換弁５３の作動により油を静圧油軸受４４に供
給し、電源遮断時には送油ポンプ４６の停止および電磁
切換弁５３の復帰動作により圧縮空気を静圧油軸受４４
に供給するようにした点にある。

【００５３】この研磨装置５１において、送油ポンプ４
６の停止時には、油圧と空気圧との圧力差に関係なく、
空気源４５の残圧によって静圧油軸受４４，４４に確実
に圧縮空気が供給されて、主軸１０は空気圧により支持
されるようになるので、例えば、停電時には、先の実施
例における研磨装置４１と同様に静圧油軸受４４の焼き
付きおよび主軸１０の損傷が回避されることとなる。

【００５４】［第６実施例］図６は本発明の請求項１，
２，１１に係わる主軸装置の一実施例を示し、この実施
例においても、本発明に係わる主軸装置が研磨装置であ
る場合を示す。

【００５５】図６に示すように、この研磨装置６１は、
第１実施例の研磨装置１において、駆動部側（図示右
側）の静圧空気軸受３と静圧油軸受４との間に主軸１０
Ａに対して圧縮空気を噴射する空気噴射ノズル３Ａを設
けると共に、主軸１０Ａにおける小径部１２Ａの空気噴
射ノズル３Ａと相対する部分に複数の溝（気体受部）１
０ａを環状に配置した構成をなしている。

【００５６】この研磨装置６１では、工具の交換時など
における主軸１０Ａのバランス調整時において、主軸１
０Ａの溝１０ａに圧縮空気を噴射すると、主軸１０Ａは
その駆動部を作動させることなく回転することから、駆
動部の振動ノイズに影響されることのない主軸１０Ａの
純粋なアンバランス量が測定されることとなる。

【００５７】上記した実施例では、本発明に係わる主軸
装置および主軸のバランス調整方法を研磨装置に適用し
た場合を示したがこれに限定されるものではない。

【００５８】また、本発明に係わる主軸装置および主軸
のバランス調整方法の詳細な構成は、上記した実施例に
限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる主軸装置の第１実施例を示す断
面説明図である。

【図２】本発明に係わる主軸装置の第２実施例を示す断
面説明図である。

【図３】本発明に係わる主軸装置の第３実施例を示す配
管説明図である。

【図４】本発明に係わる主軸装置の第４実施例を示す断
面説明図である。

【図５】本発明に係わる主軸装置の第５実施例を示す配
管説明図である。

【図６】本発明に係わる主軸装置の第６実施例を示す断
面説明図である。

【図７】従来の主軸装置を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１，２１，３１，４１，５１，６１ 研磨装置（主軸装
置） ３ 静圧空気軸受（気体軸受） ３Ａ 空気噴射ノズル（気体噴射ノズル） ４，４４ 静圧油軸受（流体軸受；気体軸受とは軸受媒
体を別にした非接触軸受） ７ 変位計 ８ 回転検出器 ９ 演算部 １０，１０Ａ 主軸 １０ａ 溝（気体受部） ３２ 切換弁（切換手段） ４３ 逆止弁（切換手段） ５３ 電磁切換弁（切換手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大和田 優 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 大 谷 利 一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 和久田 学 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 太 田 稔 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 宮 原 克 敏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸と、前記主軸を非接触状態でラジア
   ル方向に支持する気体軸受と、前記主軸の変位を計る変
   位計と、前記主軸の回転パルスを検出する回転検出器
   と、前記変位計から得た主軸の変位および回転検出器か
   ら得た回転パルスに基づいて前記主軸のアンバランス量
   および角度を算出する演算部を備えたことを特徴とする
   主軸装置。
2. 【請求項２】 主軸を非接触状態でラジアル方向に支持
   する非接触軸受を前記気体軸受とは軸受媒体を別にして
   設けた請求項１に記載の主軸装置。
3. 【請求項３】 前記気体軸受は前記非接触軸受よりも主
   軸の両端側に配置してある請求項２に記載の主軸装置。
4. 【請求項４】 前記気体軸受による主軸の支持状態と、
   前記非接触軸受による主軸の支持状態との切換手段を設
   けた請求項２または３に記載の主軸装置。
5. 【請求項５】 切換手段は気体軸受およびその気体供給
   源の間に設けられかつ前記非接触軸受の駆動源と連動す
   る切換弁である請求項４に記載の主軸装置。
6. 【請求項６】 切換手段は電源供給状態において前記非
   接触軸受による主軸の支持状態とし、電源遮断状態にお
   いて前記気体軸受による主軸の支持状態とする電磁切換
   弁である請求項４に記載の主軸装置。
7. 【請求項７】 主軸と、前記主軸を非接触状態でラジア
   ル方向に支持する流体軸受と、前記主軸の変位を計る変
   位計と、前記主軸の回転パルスを検出する回転検出器
   と、前記変位計から得た主軸の変位および回転検出器か
   ら得た回転パルスに基づいて前記主軸のアンバランス量
   および角度を算出する演算部を備え、前記流体軸受に圧
   縮した気体を供給する気体供給源を連通すると共に、前
   記流体軸受に対する液体供給源からの液体の供給と気体
   供給源からの気体の供給との切換手段を設けたことを特
   徴とする主軸装置。
8. 【請求項８】 切換手段は気体供給源への液体の流入を
   阻止する逆止弁である請求項７に記載の主軸装置。
9. 【請求項９】 切換手段は電源供給状態において液体供
   給源と流体軸受とを導通させ、電源遮断状態において気
   体供給源と前記流体軸受とを導通させる電磁切換弁であ
   る請求項７に記載の主軸装置。
10. 【請求項１０】 主軸の気体が供給される軸受と相対す
    る部分に気体受部を設けた請求項１ないし９のいずれか
    に記載の主軸装置。
11. 【請求項１１】 主軸に対して気体を噴射する気体噴射
    ノズルを設けると共に、前記主軸の気体噴射ノズルと相
    対する部分に気体受部を設けた請求項１ないし９のいず
    れかに記載の主軸装置。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載の主軸装置における主
    軸のバランスを調整するに際して、気体軸受に支持され
    た主軸を回転させて、変位計および回転検出器により前
    記主軸の変位および回転パルスを計測し、前記変位計か
    ら得た主軸の変位および回転検出器から得た回転パルス
    に基づいて、演算部により前記主軸のアンバランス量お
    よび角度を算出して、主軸のバランスを調整することを
    特徴とする主軸のバランス調整方法。
13. 【請求項１３】 請求項２ないし６のいずれかに記載の
    主軸装置における主軸のバランスを調整するに際して、
    気体軸受およびこの気体軸受とは軸受媒体を別にして設
    けた非接触軸受に支持された主軸を気体軸受のみで支持
    させた後、前記主軸を回転させて、変位計および回転検
    出器により前記主軸の変位および回転パルスを計測し、
    前記変位計から得た主軸の変位および回転検出器から得
    た回転パルスに基づいて、演算部により前記主軸のアン
    バランス量および角度を算出して、主軸のバランスを調
    整することを特徴とする主軸のバランス調整方法。
14. 【請求項１４】 請求項７ないし９のいずれかに記載の
    主軸装置における主軸のバランスを調整するに際して、
    流体軸受に気体供給源から気体を供給して気体圧で主軸
    を支持させた後、前記主軸を回転させて、変位計および
    回転検出器により前記主軸の変位および回転パルスを計
    測し、前記変位計から得た主軸の変位および回転検出器
    から得た回転パルスに基づいて、演算部により前記主軸
    のアンバランス量および角度を算出して、主軸のバラン
    スを調整することを特徴とする主軸のバランス調整方
    法。
15. 【請求項１５】 請求項１０または１１に記載の主軸装
    置における主軸のバランスを調整するに際して、気体圧
    で主軸を支持させた後、前記主軸の気体受部に対する気
    体の吹付けにより主軸を回転させて、変位計および回転
    検出器により前記主軸の変位および回転パルスを計測
    し、前記変位計から得た主軸の変位および回転検出器か
    ら得た回転パルスに基づいて、演算部により前記主軸の
    アンバランス量および角度を算出して、主軸のバランス
    を調整することを特徴とする主軸のバランス調整方法。