JP2007222958A - 回転式工作装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第２工具を軸方向に駆動するための圧縮エアの主軸側への供給を、主軸の回転精度を悪化させることなく、また主軸等への簡単な加工により実現可能な回転式工作装置を提供する。
【解決手段】静圧エア軸受３で支持される主軸４に固定された第１砥石５と、主軸４に軸方向移動可能に装着された第２砥石６と、第２砥石６を突出位置と退避位置との間で移動させる進退駆動機構８とを備え、この進退駆動機構８は、第２砥石６を退避位置側に付勢する退避側付勢機構８ａと突出位置側に移動させる突出側駆動機構８ｂとを備え、突出側駆動機構８ｂは、主軸４の外周面側に設けられたエア供給口４７ａと、第２砥石６が突出位置のときに最大となる空間Ｓｂと、エア供給口４７ａと空間Ｓｂとを連通させるエア供給通路とを備え、エア供給口４７ａに非接触で圧縮エアを供給することにより第２砥石６を突出位置側に移動させるように構成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、主軸の先端側に装着された２種類の工具の一方を他方に対して軸方向に相対移動可能とすることにより、それら２種類の工具を選択的に使用できるように構成された回転式工作装置に関するものである。

例えば、砥石（工具）を回転させてワーク表面を研削加工する平面研削盤（回転式工作装置）を用いた研削工程では、目の粗い粗研用砥石を用いる前研削工程と、目の細かい精研用砥石を用いる仕上げ研削工程など、異なる種類の砥石を用いて複数段階の処理を行う場合がある。このような場合、例えば各工程毎に砥石の交換を行うこととすると、作業効率が低下するばかりでなく、砥石の位置決め精度の影響により加工精度が低下する問題もある。

そこで、そのような問題点を解消すべく、例えば特許文献１に記載された研削盤では、径の異なる２個のカップ型砥石を主軸先端側に同軸となるように装着し、例えば内側の第２砥石（第２工具）を外側の第１砥石（第１工具）に対して軸方向に相対移動可能とすることにより、それら２個の砥石を選択的に用いて研削処理を行うことが可能となっている。

なお、特許文献１に記載された研削盤では、第２砥石を退避側（主軸後端側）に弾性付勢すると共に、第２砥石を使用する際には、第２砥石の主軸後端側の空間に通じる通路に圧縮エアを供給することにより、第２砥石を第１砥石よりも主軸先端側に突出させるようになっている。
特開２００１−１５０３０７号公報

特許文献１に記載された発明のように、第２砥石の軸方向駆動を圧縮エアにより行う場合には、回転する主軸側の通路に圧縮エアをどのように供給するかが問題となるが、この点については特許文献１に明確な記載はない。

ここで、例えばロータリージョイントを使用してエア供給源側と主軸側とを連結することが考えられるが、一般的なロータリージョイントではメカニカルシールや玉軸受が用いられているため、振動が生じやすく、主軸の回転精度を悪化させる恐れがある。

また、ロータリージョイントは、その構造上主軸の後端側に設けることとなるため、主軸内部にその略全長にわたる通路を形成する必要があり、特に第２砥石の突出側／退避側両方向への駆動に対応して２系統の通路を形成する場合にはその加工が困難であるという問題点もある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、可動側の第２工具を軸方向に駆動するための圧縮エアの主軸側への供給を、主軸の回転精度を悪化させることなく行うことができ、またそのようなエア供給機構を主軸等への簡単な加工により実現可能な回転式工作装置を提供することを目的とする。

本発明は、主軸の先端側に固定的に装着された第１工具と、前記主軸の先端側に軸方向移動可能に装着された第２工具と、前記主軸を回転させる回転駆動手段と、前記第２工具を、前記第１工具よりも主軸先端側に突出する突出位置と主軸後端側に退避する退避位置との間で移動させる進退駆動機構とを備えた回転式工作装置において、前記主軸は静圧エア軸受により非接触で回転自在に支持され、前記進退駆動機構は、前記第２工具を前記退避位置側に付勢する退避側付勢機構と、前記第２工具を前記突出位置側に移動させる突出側駆動機構とを備え、該突出側駆動機構は、前記主軸の外周面側に設けられたエア供給口と、前記第２工具又はこれを保持するホルダに対する主軸後端側に形成され且つ前記第２工具が前記突出位置にあるときに最大となる容量可変の突出用シリンダ空間と、前記主軸内に配設され且つ前記エア供給口と前記突出用シリンダ空間とを気密状に連通させるエア供給通路とを備え、前記エア供給口に対して非接触で圧縮エアを供給することにより前記第２工具を前記突出位置側に移動させるように構成されている。

本発明によれば、例えばロータリージョイントを使用する場合のような振動が生じることがなく、主軸４の回転精度を悪化させることなく圧縮エアの主軸４側への供給を行うことができる。

更に、主軸４の中途部分から圧縮エアを供給することが可能であるため、ロータリージョイントを用いる場合に比べてエア供給通路の配置に対する自由度が高く、加工も容易である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳述する。図１〜図６は本発明を縦軸型の平面研削盤及びその製造方法として具現化した一実施形態を例示している。

図１に示すように、平面研削盤（回転式工作装置）１は、例えば軸を上下方向に向けた状態で図示しない所定の支持手段により支持される略円筒状の本体ケース２と、この本体ケース２に装着された静圧エア軸受３と、本体ケース２内に上下方向に配置され且つ静圧エア軸受３により非接触で回転自在に支持される主軸４と、この主軸４の先端側（本実施形態では下端側）に固定的に装着された第１砥石（第１工具）５と、主軸４の先端側に軸方向移動可能に装着された第２砥石（第２工具）６と、主軸４を回転させるビルトインモータ（回転駆動手段）７と、第２砥石６を、その研削面６ａが第１砥石５の研削面５ａよりも主軸先端側に突出する「突出位置」と主軸後端側に退避する「退避位置」との間で移動させる進退駆動機構８とを備えている。

主軸４は、その中心軸に沿って断面円形の中心孔９ａが全長にわたって設けられた略円筒状で、その軸方向の所定位置、例えば軸方向中央よりも先端側の位置に、その他の部分よりも大径の被支持フランジ部１０が例えば一体に形成されている。

主軸４の先端側には、略円盤状の砥石フランジ１１が同軸で装着され、ボルト１２により着脱自在に固定されている。なお、主軸４と砥石フランジ１１との接合部は、Ｏリング１３により気密状にシールされている。

また、砥石フランジ１１には、主軸４側の中心孔９ａと略同径の中心孔９ｂが形成されている。これら中心孔９ａ，９ｂ内には、外径が中心孔９ａの内径よりも若干小さく形成された円筒状の先端側通水管１４が挿入され、セットボルト１４ａ等の固定手段により主軸４及び砥石フランジ１１に着脱自在に固定されている。

この先端側通水管１４の外周面と主軸４及び砥石フランジ１１の内周面とで挟まれた円筒状の空間は、先端側通水管１４の先端側及び後端側に装着されるＯリング１５ａ，１５ｂによりその軸方向両端側において気密状にシールされ、軸方向通路１６を形成している。

砥石フランジ１１は、第１砥石ホルダ１７を介して第１砥石５を、第２砥石ホルダ１８を介して第２砥石６を夫々支持するもので、その軸方向後端側が主軸４の外周側に大きく張り出すフランジ本体部１９、軸方向先端側がそのフランジ本体部１９よりも小径の突設部２０となっている。

図２，図４等に示すように、第１砥石ホルダ１７は、その外径がフランジ本体部１９の外径と略等しく、内径が突設部２０の外径よりも大きな円環状に形成されており、フランジ本体部１９の軸方向先端面１９ａ側にボルト２１により着脱自在に装着されている。第１砥石ホルダ１７と砥石フランジ１１との接合部は、Ｏリング２２により気密状にシールされている。

第１砥石ホルダ１７の先端面側には、外周側から所定幅の範囲に第１砥石装着用凹部２３が形成されており、この第１砥石装着用凹部２３に、リング状に形成されたカップ型砥石よりなる第１砥石５が、研削面５ａを軸方向先端側に向けた状態で装着され、ボルト２４により着脱自在に固定されている。

また、第１砥石ホルダ１７には、その先端面側から軸方向所定幅の範囲に、内周面１７ａよりも内側に張り出す内鍔部２５が一体に設けられている。

第２砥石ホルダ１８は、その外径が第１砥石ホルダ１７側の内鍔部２５の内径と略等しく、内径が突設部２０の外径と略等しい円環状に形成されており、第１砥石ホルダ１７と突設部２０との間に軸方向摺動自在に装着されている。

なお、第２砥石ホルダ１８は、回り止め手段２６により砥石フランジ１１に対する中心軸回りの回転が規制されている。この回り止め手段２６は、砥石フランジ１１のフランジ本体部１９側に１個又は周方向に等ピッチで複数個（例えば２個）設けられ且つ軸方向先端側に向けて突出するガイド部材２６ａと、第２砥石ホルダ１８側にガイド部材２６ａに対応して設けられ且つガイド部材２６ａが後側から軸方向摺動自在に嵌合するガイド孔２６ｂとで構成されている。

第２砥石ホルダ１８の先端面側には、外周側から所定幅の範囲に第２砥石装着用凹部２７が形成されており、この第２砥石装着用凹部２７に、第１砥石５よりも小径のリング状に形成されたカップ型砥石よりなる第２砥石６が、研削面６ａを先端側に向けた状態で装着され、ボルト２８により着脱自在に固定されている。

また、第２砥石ホルダ１８には、その後端面側から軸方向所定幅の範囲に、外周面１８ａよりも外側に張り出す外鍔部２９が一体に設けられており、この第２砥石ホルダ１８の外鍔部２９が第１砥石ホルダ１７の内周面１７ａに、第１砥石ホルダ１７の内鍔部２５が第２砥石ホルダ１８の外周面１８ａに、夫々摺接している。

そして、第２砥石ホルダ１８側の外鍔部２９と第１砥石ホルダ１７側の内鍔部２５との間に形成される退避用シリンダ空間Ｓａは、第２砥石６が退避位置にあるときにその容量が最大となり、第２砥石ホルダ１８の後端面１８ｂと砥石フランジ１１との間に形成される突出用シリンダ空間Ｓｂは、逆に第２砥石６が突出位置にあるときにその容量が最大となるように構成されている。

なお、第２砥石ホルダ１８と砥石フランジ１１の突設部２０との摺接部、第２砥石ホルダ１８側の外鍔部２９と第１砥石ホルダ１７との摺接部、第１砥石ホルダ１７側の内鍔部２５と第２砥石ホルダ１８との摺接部は、夫々Ｏリング３０ａ，３０ｂ，３０ｃによりシールされており、退避用シリンダ空間Ｓａと突出用シリンダ空間Ｓｂとは個別の気密状空間となっている。

また、第２砥石ホルダ１８には、後端部内周側の角部から内周面１８ｃ側と後端面１８ｂ側との夫々所定幅の範囲に、例えば全周にわたって所定深さの溝部３１ａ，３１ｂが互いに連通状に設けられている。この溝部３１ａ，３１ｂは、砥石フランジ１１内に設けられた半径方向通路１１ａを介して軸方向通路１６に接続されており、軸方向通路１６側から供給される圧縮エアを突出用シリンダ空間Ｓｂ内に誘導するようになっている。

静圧エア軸受３は、主軸４をその軸方向先端側及び後端側において夫々半径方向に支持するラジアル軸受３ａ，３ｂと、主軸４を被支持フランジ部１０を介して軸方向に支持するアキシャル軸受３ｃ，３ｄとを備えている。

主軸先端側のラジアル軸受３ａとアキシャル軸受３ｃ，３ｄとは共通の軸受ケース３２を介して本体ケース２に固定され（図４）、主軸後端側のラジアル軸受３ｂは軸受ケース３３（図５）を介して本体ケース２に固定されている。

図４に示すように、軸受ケース３２は、被支持フランジ部１０の軸方向先端側に配置される略円筒状の先端側ケース３２ａと、被支持フランジ部１０の軸方向後端側に配置される後端側ケース３２ｂとを備えており、それら先端側ケース３２ａと後端側ケース３２ｂとは、互いに連結した状態で、又は夫々別個に本体ケース２の先端側に装着されている。

ラジアル軸受３ａは、多孔質グラファイトにより内周面側を軸受面とする円筒状に形成されており、例えば主軸４における被支持フランジ部１０よりも軸方向先端側で且つ砥石フランジ１１よりも後端側に、所定距離（例えば５〜３０μｍ程度）の軸受ギャップＧａが生じるように遊嵌され、先端側ケース３２ａの内周面側に固定されている。

また、主軸４、砥石フランジ１１及び第１砥石ホルダ１７内には、このラジアル軸受３ａの軸受ギャップＧａと、退避用シリンダ空間Ｓａとを気密状に連通させる連通通路３４が配設されている。なお、連通通路３４は、退避用シリンダ空間Ｓａの主軸先端側に接続されている。

アキシャル軸受３ｃ，３ｄは、多孔質グラファイトにより夫々軸方向後端側、先端側を軸受面とする円環状に形成されており、被支持フランジ部１０の軸方向先端側及び後端側に夫々の軸受面が所定距離（例えば５〜３０μｍ程度）の軸受ギャップＧｃ，Ｇｄを介して対向するように主軸４に遊嵌され、夫々先端側ケース３２ａの軸方向後端側、後端側ケース３２ｂの軸方向先端側に固定されている。

なお、先端側ケース３２ａと後端側ケース３２ｂとの間には、軸方向所定幅のスペーサ３２ｃが装着されており、このスペーサ３２ｃの軸方向寸法に応じて軸受ギャップＧｃ，Ｇｄの大きさが決まるようになっている。

また、各軸受３ａ，３ｃ，３ｄの軸受面に対する反対面に沿って、当該軸受３ａ，３ｃ，３ｄ側と軸受ケース３２側との少なくとも一方側に、給気溝３５ａ，３５ｃ，３５ｄが全周にわたって設けられており、更に軸受ケース３２には、それら各給気溝３５ａ，３５ｃ，３５ｄに気密状に連通する給気通路３６が形成されている。この給気通路３６は、例えば本体ケース２の外面側に設けられた配管用アダプタ３７を介して図示しないエア供給源に接続されている。

図２，図５等に示すように、軸受ケース３３は略円筒状で、その中心孔３３ａに主軸４の後端側を挿通させるように本体ケース２内に後端側から嵌入され、本体ケース２の内面側に突設された固定基部３８に着脱自在に固定されている。

ラジアル軸受３ｂは、多孔質グラファイトにより内周面側を軸受面とする円筒状に形成されており、例えば主軸４の後端部近傍に、所定距離（例えば５〜３０μｍ程度）の軸受ギャップＧｂが生じるように遊嵌され、軸受ケース３３の内周面側に固定されている。

また、ラジアル軸受３ｂの軸受面に対する反対面に沿って、当該ラジアル軸受３ｂ側と軸受ケース３３側との少なくとも一方側に、給気溝３５ｂが全周にわたって設けられており、更に軸受ケース３３には、一端側がその給気溝３５ｂに気密状に連通し、他端側が軸受ケース３３の軸方向後端側に開口する給気通路４０が形成されている。

また、軸受ケース３３には、円筒状のエア供給部品４１が、ラジアル軸受３ｂの軸方向一方側、例えば先端側に、所定幅の隙間４２を挟んで装着、固定されている。このエア供給部品４１は、ラジアル軸受３ｂと同じ多孔質グラファイトにより、ラジアル軸受３ｂと同径の円筒状に形成されており、これによって主軸４との間にラジアル軸受３ｂの軸受ギャップと略同じギャップが生じるようになっている。なお、隙間４２は、軸受ケース３３に設けられた排気通路４３を介して外気と連通している。

また、エア供給部品４１及び軸受ケース３３には、一端側の吸排気口４４がエア供給部品４１の内周面側に開口し、他端側が軸受ケース３３の軸方向後端側に開口する吸排気通路４５が形成されている。吸排気口４４は、エア供給部品４１の外周面上に例えばひとつ設けられている。更に、エア供給部品４１の内周面側には、吸排気口４４に対応する位置に、周方向の吸排気溝４６が全周にわたって設けられている。

なお、主軸４側には、その外周面側に吸排気溝４６に対応して設けられたエア供給口４７ａと、このエア供給口４７ａと軸方向通路１６とを気密状に連通させる半径方向通路４７とが、周方向に１個又は等ピッチで複数個（例えば２個）設けられている。

ここで、当該平面研削盤１の製造工程においては、ラジアル軸受３ｂとエア供給部品４１とを、本体ケース２に装着する前の軸受ケース３３に装着し、その状態でそれらラジアル軸受３ｂとエア供給部品４１の内周面側を同時に動寸法となるように最終加工した後、軸受ケース３３を本体ケース２に装着するようになっている。

これにより、ラジアル軸受３ｂとエア供給部品４１とを同じ内径となるように高精度に加工でき、しかも両者間に中心軸のズレも生じないため、エア供給部品４１と主軸４との間のギャップをラジアル軸受３ｂ側の軸受ギャップと一致させることができ、主軸４とエア供給部品４１との接触を回避できる。

また、エア供給部品４１をラジアル軸受３ｂと同じ多孔質グラファイトで形成しているため、同時加工が容易で、しかも運転中に主軸４と接触した場合でも焼き付きが生じないという利点もある。

軸受ケース３３の軸方向後端側には、主軸４の後端側に配置されたロータリーエンコーダ４８を覆うようにカバー部材５１が固定されている。このカバー部材５１には、軸５０が挿通される中心孔５１ａ、軸受ケース３３側の給気通路４０及び吸排気通路４５に夫々接続される軸方向の給気通路５２及び吸排気通路５３等が設けられている。

また、本体ケース２の軸方向後端部は、蓋部材５５により略閉鎖されている。この蓋部材５５には、その略中心に、研削部冷却用の冷却水を供給するための後端側通水管５６を保持する通水アダプタ５７が装着され、またその通水アダプタ５７の周辺部に、給気通路５２及び吸排気通路５３に夫々接続される通気アダプタ５９等が装着されている。

なお、後端側通水管５６は、その軸方向後端側において通水アダプタ５７により保持されると共に、軸方向先端側が、軸５０内を経て先端側通水管１４の軸方向後端側近傍に臨んでいる。

ビルトインモータ７は、図１に示すように、ロータ支持部材６１を介して主軸４の外周側に固定されるロータ６２と、ステータ支持部材６３を介して本体ケース２の内周側に固定されるステータ６４とを備え、例えば軸受ケース３２と軸受ケース３３との間に配置されている。

進退駆動機構８は、第２砥石６を退避位置側に付勢する退避側付勢機構８ａと、第２砥石６を突出位置側に移動させる突出側駆動機構８ｂとを備えている。退避側付勢機構８ａは、第２砥石ホルダ１８に対する主軸先端側に形成され且つ第２砥石６が退避位置にあるときに最大となる容量可変の退避用シリンダ空間Ｓａ、ラジアル軸受３ａの軸受ギャップＧａと退避用シリンダ空間Ｓａとを主軸４、砥石フランジ１１及び第１砥石ホルダ１７内を介して連通させる連通通路３４等により構成されており、連通通路３４を介して退避用シリンダ空間Ｓａ内を常時軸受ギャップＧａと略同じエア圧に保持することで、第２砥石６を退避位置側に付勢するようになっている。

また、突出側駆動機構８ｂは、主軸４の外周面側に設けられたエア供給口４７ａ、第２砥石ホルダ１８に対する主軸後端側に形成され且つ第２砥石６が突出位置にあるときに最大となる容量可変の突出用シリンダ空間Ｓｂ、主軸４内に配設され且つエア供給口４７ａと突出用シリンダ空間Ｓｂとを気密状に連通させる半径方向通路４７，軸方向通路１６，半径方向通路１１ａ等よりなるエア供給通路、エア供給口４７ａに対して非接触で圧縮エアを供給するためのエア供給部品４１等を備え、エア供給口４７ａへの圧縮エアの供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、第２砥石６の位置を突出位置と退避位置とに切り替えるようになっている。

即ち、本実施形態では、退避側付勢機構８ａにより第２砥石６に常時作用する退避方向の力Ｆａと、突出側駆動機構８ｂ側の圧縮エアの供給をＯＮすることにより第２砥石６に作用する突出方向の力Ｆｂとが、Ｆａ＜Ｆｂの関係となるように設定されている。

ここで、Ｆａ＝Ａａ×Ｐａ（但し、Ａａは退避用シリンダ空間Ｓａ内における第２砥石ホルダ１８の主軸直交面への投影面積、Ｐａは退避用シリンダ空間Ｓａ内のエア圧）、Ｆｂ＝Ａｂ×Ｐｂ（但し、Ａｂは突出用シリンダ空間Ｓｂ内における第２砥石ホルダ１８の主軸直交面への投影面積、Ｐｂは突出側駆動機構８ｂによる圧縮エアの供給ＯＮ時における突出用シリンダ空間Ｓｂ内のエア圧）である。

続いて、平面研削盤１による研削工程における砥石切り替え動作について、図６を参照しつつ簡単に説明する。なお、ここでは第１砥石５が目の粗い粗研用砥石、第２砥石６が目の細かい精研用砥石であるとする。

前研削工程を行う際には、まず静圧エア軸受３により主軸４が非接触支持される。即ち、図示しないエア供給源から、給気通路３６及び給気溝３５ａ，３５ｃ，３５ｄを介して軸受３ａ，３ｃ，３ｄに、給気通路４０及び給気溝３５ｂを介して軸受３ｂに、夫々圧縮エアが供給される。各軸受３ａ〜３ｄに供給された圧縮エアは、各軸受３ａ〜３ｄ内に無数に形成されている多孔質部分を介して主軸４の外周面に供給され、その空気圧によって所定の軸受ギャップＧａ〜Ｇｄを介して主軸４が非接触支持される。

その状態でビルトインモータ７を作動させることにより主軸４が回転し、その先端側に装着された第１砥石５及び第２砥石６も回転する。

なお、この前研削工程では、突出側駆動機構８ｂによる圧縮エアの供給をＯＦＦにする。この場合、突出用シリンダ空間Ｓｂ内に圧縮エアが供給されないため、図６（ａ）に示すように、第２砥石ホルダ１８が、軸受ギャップＧａ側から退避用シリンダ空間Ｓａ内に供給される圧縮エアのエア圧によって主軸後端側に押され、第２砥石６は退避位置に保持される。

この状態では、第２砥石６の研削面６ａよりも第１砥石５の研削面５ａの方が主軸先端側に突出しているため、この第１砥石５によってワーク表面が研削される。

第１砥石５による前研削工程が終了し、次の仕上げ研削工程を行う際には、例えばビルトインモータ７を作動させたままで、突出側駆動機構８ｂによる圧縮エアの供給をＯＦＦからＯＮに切り替える。これにより、図６（ｂ）に示すように、吸排気通路５３，４５を介して吸排気口４４から吐出された圧縮エアは、吸排気溝４６を介して非接触で主軸４側のエア供給口４７ａ側に供給される。このとき、エア供給部品４１とラジアル軸受３ｂとの間には、外気に連通する隙間４２が存在するため、吸排気口４４から主軸方向に漏れた圧縮エアがラジアル軸受３ｂ側に悪影響を及ぼすことはない。

エア供給口４７ａ側に供給された圧縮エアは、半径方向通路４７、軸方向通路１６、半径方向通路１１ａ、溝部３１ａ，３１ｂを介して突出用シリンダ空間Ｓｂ内に供給される。このとき、退避側付勢機構８ａにより第２砥石６に常時作用する退避方向の力Ｆａと、突出側駆動機構８ｂ側の圧縮エアの供給をＯＮすることにより第２砥石６に作用する突出方向の力Ｆｂとの関係はＦａ＜Ｆｂとなり、第２砥石ホルダ１８は主軸先端側に移動して、第２砥石６は突出位置に保持される。

この状態では、第２砥石６の研削面６ａの方が第１砥石５の研削面５ａよりも主軸先端側に突出するため、この第２砥石６によってワーク表面が研削される。

なお、砥石５，６による研削時には、研削部冷却用の冷却水が、通水アダプタ５７から後端側通水管５６、先端側通水管１４を介して砥石フランジ１１の軸方向先端側に送られ、更に遠心力により砥石５，６による研削部に供給される。

以上説明したように、本実施形態の平面研削盤１では、主軸４は静圧エア軸受３により非接触で回転自在に支持され、進退駆動機構８は、第２砥石６を退避位置側に付勢する退避側付勢機構８ａと、第２砥石６を突出位置側に移動させる突出側駆動機構８ｂとを備え、突出側駆動機構８ｂは、主軸４の外周面側に設けられたエア供給口４７ａと、第２砥石ホルダ１８に対する主軸後端側に形成され且つ第２砥石６が突出位置にあるときに最大となる容量可変の突出用シリンダ空間Ｓｂと、主軸４内に配設され且つエア供給口４７ａと突出用シリンダ空間Ｓｂとを気密状に連通させる半径方向通路４７，軸方向通路１６，半径方向通路１１ａ等よりなるエア供給通路とを備え、エア供給口４７ａに対して非接触で圧縮エアを供給することにより第２砥石６を突出位置側に移動させるように構成されているため、例えばロータリージョイントを使用する場合のような振動が生じることがなく、主軸４の回転精度を悪化させることなく圧縮エアの主軸４側への供給を行うことができる。

更に、主軸４の中途部分から圧縮エアを供給することが可能であるため、ロータリージョイントを用いる場合に比べてエア供給通路の配置に対する自由度が高く、加工も容易である。

また、静圧エア軸受３はラジアル軸受３ａ，３ｂとアキシャル軸受３ｃ，３ｄとを備え、突出側駆動機構８ｂは、ラジアル軸受３ｂと同じ内径に形成され且つラジアル軸受３ｂに隣接して同軸に配置されたエア供給部品４１を介してエア供給口４７ａに圧縮エアを供給するように構成されているため、非接触で主軸４側に圧縮空気を供給できると共に、主軸４とエア供給部品４１との間のギャップをラジアル軸受３ｂの軸受ギャップと同等に狭くできるため、エア漏れが少なく効率よく圧縮空気を供給できる利点がある。

ラジアル軸受３ｂとエア供給部品４１とは外部に連通する隙間４２を挟んで軸方向に隣接して配置されているため、エア供給部品４１側から漏れるエアによるラジアル軸受３ｂの軸支持力への悪影響を排除できる。

ラジアル軸受３ｂとエア供給部品４１とは同一の軸受ケース３３に装着されるようになっており、しかもラジアル軸受３ｂとエア供給部品４１とをその軸受ケース３３に装着し、その状態でそれらラジアル軸受３ｂとエア供給部品４１の内周面側を同時に同寸法となるように加工した後、その軸受ケース３３を本体ケース２に装着するため、ラジアル軸受３ｂとエア供給部品４１の軸のズレや内径の加工誤差の発生を確実に防止できる。

退避側付勢機構８ａは、第２砥石ホルダ１８に対する主軸先端側に形成され且つ第２砥石６が退避位置にあるときに最大となる容量可変の退避用シリンダ空間Ｓａと、主軸４内に配設され且つ静圧エア軸受３ａの軸受ギャップＧａと退避用シリンダ空間Ｓａとを気密状に連通させる連通通路３４とを備えているため、部品点数を増加させることなく、最小限の通路を新たに主軸４内に形成するだけで、第２砥石６を退避側に常時付勢することができる。

主軸４の中心軸に沿って中心孔９ａが形成され、この中心孔９ａ内に、研削部冷却用の冷却水を通すための通水管１４が挿入され、その通水管１４の外周面と中心孔９ａの内周面とで挟まれた円筒状の空間をエア供給通路の一部としているため、通路形成のための加工を最小限に抑えることができ、また省スペース化できる利点がある。

以上、本発明の実施形態について例示したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、退避側付勢機構８ａを、軸受ギャップＧａからの加圧による常時付勢ではなく、突出側駆動機構８ｂと同様、主軸４の外周面側に設けられたエア供給口と、第２砥石６又はこれを保持する第２砥石ホルダ１８に対する主軸先端側に形成され且つ第２砥石６が退避位置にあるときに最大となる容量可変の退避用シリンダ空間Ｓａと、主軸４内に設けられ且つエア供給口と退避用シリンダ空間Ｓａとを気密状に連通させるエア供給通路とを備え、エア供給口に対して非接触で圧縮エアを供給することにより第２砥石６を退避位置側に移動させるように構成し、突出側駆動機構８ｂ側のＯＮ／ＯＦＦ切り替えと退避側付勢機構８ａ側のＯＦＦ／ＯＮ切り替えとを対応させるようにしてもよい。

退避側付勢機構８ａを実施形態のように構成する場合、他のラジアル軸受３ｂの軸受ギャップＧｂやアキシャル軸受３ｃ，３ｄの軸受ギャップＧｃ，Ｇｄから退避用シリンダ空間Ｓａに圧縮エアを供給するように構成してもよいが、退避用シリンダ空間Ｓａに最も近い軸受３ａの軸受ギャップＧａを用いることが最も望ましい。

第２砥石６と第１砥石５との配置関係は任意である。例えば、可動側の第２砥石６を固定側の第１砥石５の外側に配置してもよい。

実施形態では多孔質グラファイトよりなる静圧エア軸受３を用いた例を示したが、他種類の静圧エア軸受を用いてもよい。

また、本発明は、第１砥石と第２砥石とを備えた平面研削盤の他、２種類の工具を選択的に使用できるように構成された種々の回転式工作装置にも同様に適用可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施形態を示す平面研削盤の中心軸に沿った断面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ断面図である。 図１における下部側の要部拡大図である。 図１における上部側の要部拡大図である。 砥石切り替え動作の説明図である。

符号の説明

１ 平面研削盤（回転式工作装置）
３ 静圧エア軸受
３ａ ラジアル軸受
３ｂ ラジアル軸受
３ｃ アキシャル軸受
３ｄ アキシャル軸受
４ 主軸
５ 第１砥石（第１工具）
６ 第２砥石（第２工具）
７ ビルトインモータ（回転駆動手段）
８ 進退駆動機構
８ａ 退避側付勢機構
８ｂ 突出側駆動機構
９ａ 中心孔
１１ａ 半径方向通路（エア供給通路）
１４ 先端側通水管（通水管）
１６ 軸方向通路（エア供給通路）
１８ 第２砥石ホルダ
３３ 軸受ケース
３４ 連通通路
４１ エア供給部品
４２ 隙間
４７ 半径方向通路（エア供給通路）
４７ａ エア供給口
Ｓａ 退避用シリンダ空間
Ｓｂ 突出用シリンダ空間

Claims (7)

1. 主軸の先端側に固定的に装着された第１工具と、前記主軸の先端側に軸方向移動可能に装着された第２工具と、前記主軸を回転させる回転駆動手段と、前記第２工具を、前記第１工具よりも主軸先端側に突出する突出位置と主軸後端側に退避する退避位置との間で移動させる進退駆動機構とを備えた回転式工作装置において、前記主軸は静圧エア軸受により非接触で回転自在に支持され、前記進退駆動機構は、前記第２工具を前記退避位置側に付勢する退避側付勢機構と、前記第２工具を前記突出位置側に移動させる突出側駆動機構とを備え、該突出側駆動機構は、前記主軸の外周面側に設けられたエア供給口と、前記第２工具又はこれを保持するホルダに対する主軸後端側に形成され且つ前記第２工具が前記突出位置にあるときに最大となる容量可変の突出用シリンダ空間と、前記主軸内に配設され且つ前記エア供給口と前記突出用シリンダ空間とを気密状に連通させるエア供給通路とを備え、前記エア供給口に対して非接触で圧縮エアを供給することにより前記第２工具を前記突出位置側に移動させるように構成されていることを特徴とする回転式工作装置。
2. 前記静圧エア軸受はラジアル軸受とアキシャル軸受とを備え、前記突出側駆動機構は、前記ラジアル軸受と同じ内径に形成され且つ前記ラジアル軸受に隣接して同軸に配置されたエア供給部品を介して前記エア供給口に圧縮エアを供給するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転式工作装置。
3. 前記ラジアル軸受と前記エア供給部品とは外部に連通する隙間を挟んで軸方向に隣接して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の回転式工作装置。
4. 前記ラジアル軸受と前記エア供給部品とは同一の軸受ケースに装着されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転式工作装置。
5. 前記退避側付勢機構は、前記第２工具又はこれを保持するホルダに対する主軸先端側に形成され且つ前記第２工具が前記退避位置にあるときに最大となる容量可変の退避用シリンダ空間と、前記主軸内に配設され且つ前記静圧エア軸受の軸受ギャップと前記退避用シリンダ空間とを気密状に連通させる連通通路とを備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の回転式工作装置。
6. 前記退避側付勢機構は、前記主軸の外周面側に設けられたエア供給口と、前記第２工具又はこれを保持するホルダに対する主軸先端側に形成され且つ前記第２工具が前記退避位置にあるときに最大となる容量可変の退避用シリンダ空間と、前記主軸内に設けられ且つ前記エア供給口と前記退避用シリンダ空間とを気密状に連通させるエア供給通路とを備え、前記エア供給口に対して非接触で圧縮エアを供給することにより前記第２工具を前記退避位置側に移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の回転式工作装置。
7. 前記主軸の中心軸に沿って中心孔が形成され、該中心孔内に、研削部冷却用の冷却水を通すための通水管が挿入され、その通水管の外周面と前記中心孔の内周面とで挟まれた円筒状の空間が、前記エア供給通路の一部を構成していることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の回転式工作装置。
   

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