JP2010159842A - 磁気軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械の振動を低減して、工作機械の加工精度を向上させることができる磁気軸受を提供すること。
【解決手段】主軸２にラジアルロータ８０及びアキシャルロータ９０が取り付けられており、ラジアルロータ８０及びアキシャルロータ９０を浮遊状態に保持するＸステータ８１、Ｙステータ８５及びＺステータ９１がケース６に取り付けられている。そのＸステータ８１、Ｙステータ８５及びＺステータ９１は、それぞれＸ圧電素子８４、Ｙ圧電素子８８及びＺ圧電素子９４を備えており、それら圧電素子は、制御装置７によって制御されることで伸縮される。その伸縮により、ラジアルロータ８０及びアキシャルロータ９０の浮遊位置が移動され、主軸２に取着されるエンドミルEがケース６に対して移動されるので、フライス盤１００の振動を低減してフライス盤１００の加工精度を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気軸受に関し、特に、工作機械の振動を低減して、工作機械の加工精度を向上させることができる磁気軸受に関するものである。

従来、磁気軸受は、回転子を浮遊保持している磁力を測定された回転子の変位量を基に制御することで、回転子を高精度な位置精度を有した状態に保持していた。例えば、特開２００６−１４５０１１号公報には、主に、アキシャル変位センサ７及びラジアル変位センサ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂから出力される変位信号に基づいてアキシャル磁石４ａ，４ｂ及びラジアル磁石２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ（以下「磁石」と称す）の磁力を制御することで、その磁力の吸引によって回転体（回転子）１を非接触状態（浮遊状態）とすると共にアキシャル方向およびラジアル方向のそれぞれの目標浮上位置に保持する技術が開示されている（特許文献１）。

上述した磁気軸受を、例えば、エンドミル（工具）の回転でワークを加工するフライス盤（工作機械）に使用することも可能であり、エンドミル（工具）が取り付けられる主軸（回転子）と、フライス盤（工作機械）の本体に取り付けられるスピンドルヘッド（固定子）との間の軸受として用いることで、スピンドルヘッドに対するエンドミルの位置精度を向上させ、フライス盤による加工精度を向上させることができる。

特開２００６−１４５０１１号公報（段落［００１６］から段落［００２０］、段落［００２４］から段落［００２７］及び図１参照）

しかしながら、上述した技術のように、フライス盤（工作機械）による加工では、テーブルの移動方向を変化させながらワークに加工を施すため、テーブルの移動方向を変化させる際の慣性力の反力により、フライス盤に振動が生じていた。そのため、振動の影響により、フライス盤（工作機械）の加工精度が悪化するという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、工作機械の振動を低減して、工作機械の加工精度を向上させることができる磁気軸受を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の磁気軸受は、工作機械に取り付けられる固定子と、工具が取り付けられる回転子と、その回転子に取り付けられ磁性材料または金属材料から構成されるロータと、そのロータとの間に隙間を有し前記固定子に取り付けられると共に磁性材料から構成されるステータとを備え、前記ステータから前記ロータへ作用する磁力により前記回転子を前記固定子に対して回転可能な浮遊状態で保持するものであって、前記ステータを前記固定子に対して移動させるリニヤアクチュエータを備えている。

請求項２記載の磁気軸受は、請求項１記載の磁気軸受において、前記リニヤアクチュエータが前記ステータと前記固定子とを連結すると共に伸縮自在に構成されている。

請求項３記載の磁気軸受は、請求項２記載の磁気軸受において、前記リニヤアクチュエータが電圧の印加によって伸縮される圧電素子にて構成されている。

請求項４記載の磁気軸受は、請求項２記載の磁気軸受において、前記リニヤアクチュエータが磁界の変化によって伸縮される磁歪素子にて構成されている。

請求項５記載の磁気軸受は、請求項１から４のいずれかに記載の磁気軸受において、前記リニヤアクチュエータが一対のラジアルアクチュエータを備え、前記ロータが前記回転子のラジアル方向に面した周面上に連続して形成されるラジアルロータを備え、前記ステータが前記回転子のラジアル方向で前記ラジアルロータを挟んで互いに対向して配設される一対のラジアルステータを備え、前記一対のラジアルアクチュエータが前記一対のラジアルステータと前記固定子との間にそれぞれ介在し、それら一対のラジアルアクチュエータの伸縮方向が互いに平行とされ、前記一対のラジアルアクチュエータの伸縮によって、前記一対のラジアルステータが前記固定子に対して移動される。

請求項６記載の磁気軸受は、請求項１から４のいずれかに記載の磁気軸受において、前記リニヤアクチュエータが一対のアキシャルアクチュエータを備え、前記ロータが前記回転子からその回転子のラジアル方向に張り出しつつ連続して形成されるアキシャルロータを備え、前記ステータが前記回転子のアキシャル方向で前記アキシャルロータを挟んで互いに対向して配設される一対のアキシャルステータを備え、前記一対のアキシャルアクチュエータが前記一対のアキシャルステータと前記固定子との間にそれぞれ介在し、それら一対のアキシャルアクチュエータの伸縮方向が互いに平行とされ、前記一対のアキシャルアクチュエータの伸縮によって、前記一対のアキシャルステータが前記固定子に対して移動される。

請求項１記載の磁気軸受によれば、ステータからロータへ作用する磁力により回転子が固定子に対して回転可能な浮遊状態で保持される。

ここで、請求項１記載の磁気軸受では、リニヤアクチュエータによって固定子に対してステータが移動されるので、慣性力の変化量を小さくできる。その結果、工作機械の振動を低減して、工作機械の加工精度を向上させることができるという効果がある。

即ち、ワークが固定される部材であるテーブルは、ワークを保持するためのバイスやテーブルを移動させるためのボールねじ機構が組み付けられ、また、ワークを載置するためにワークよりも大きさが大きいので質量が嵩み、移動方向を転換する際の時間あたりの慣性力の変化量が大きい。一方、回転子は、ワークを加工する工具が取り付けられるものであり、ワークが固定されるテーブルより大きさが小さいので質量が小さい。よって、移動方向を転換する際の回転子の時間あたりの慣性力の変化量は、テーブルの時間あたりの慣性力の変化量と比較して小さい。

そして、請求項１記載の磁気軸受によれば、リニヤアクチュエータによって固定子に対してステータが移動されるので、回転子に取り付けられる工具を工作機械に取り付けられる固定子に対して移動させることができ、工作機械に固定されたワークに加工を施すことができる。

そのため、回転子の移動方向を転換しつつワークを加工することができるので、テーブルの移動方向を転換しつつワークを加工する場合と比較して、移動方向を転換する際の慣性力の変化を小さく抑え、移動方向を転換する際の反力を小さく抑えることができる。その結果、工作機械の振動を低減して、工作機械の加工精度を向上させることができるという効果がある。

なお、例えば、時間あたりの慣性力の変化量を低減するために、テーブルの移動方向の転換の速度を遅くすることで、工作機械の振動を低減することができるが、この場合には、速度を遅くした分、ワークの加工に時間が掛かるという不具合がある。

これに対して、請求項１記載の磁気軸受によれば、回転子を固定子に対して移動させることができるので、移動方向を転換する際に生じる慣性力の変化量をテーブルの移動方向を転換させる場合に生じる慣性力の変化量よりも小さくすることができる。

そのため、移動方向の転換の速度を低減することなく、慣性力の変化量を低減することができるので、ワークの加工に掛かる時間を延ばすことなく、工作機械の振動を低減することができる。その結果、工作機械の加工精度を向上させると共にワークの加工時間の増加を防止することで、ワークの加工コストの上昇を抑えることができるという効果がある。

請求項２記載の磁気軸受では、請求項１記載の磁気軸受の奏する効果に加え、リニヤアクチュエータがステータと固定子とを連結すると共に伸縮自在に構成されているので、それら一対のリニヤアクチュエータが伸縮することで、回転子を固定子に対して移動させることができる。そのため、衝撃力の発生を抑制しつつ回転子の移動方向を転換することができる。その結果、工作機械の振動を低減して、工作機械の加工精度を向上させることができるという効果がある。

即ち、例えば、複数の機械要素が組み合わせられたテーブル送り装置によって移動される構成の場合、テーブルを往復移動させると、テーブル送り装置が備えるボールねじなどの機械要素間の隙間が広がったり詰まったりする過程で衝撃力が発生する。そのため、テーブルに振動が生じるので、テーブルに固定されたワークの位置ずれが生じたり、回転子が振動によって振れる。その結果、加工精度を確保することが困難となるという不具合がある。

これに対して、請求項２記載の発明によれば、リニヤアクチュエータの伸縮（１個の部材自身の伸縮）によって回転子が移動されるので、伸縮の過程において広がったり詰まったりする隙間がない。そのため、移動方向を転換する場合に衝撃力の発生を抑制することができる。その結果、工作機械の振動を低減して、工作機械の加工精度を向上させることができるという効果がある。

請求項３記載の磁気軸受では、請求項２記載の磁気軸受の奏する効果に加え、リニヤアクチュエータが圧電素子にて構成されているので、応答性が良いのに加え変位量を大きく設定することができる。即ち、圧電素子の変位量は、伸縮方向の圧電素子の長さに対する割合に対応するので、圧電素子の伸縮方向への長さを大きく設定することで。大きな変位量を得ることができる。その結果、様々な大きさの加工に対応することができるという効果がある。

請求項４記載の磁気軸受では、請求項２記載の磁気軸受の奏する効果に加え、リニヤアクチュエータが磁歪素子にて構成されているので、その磁歪素子に直接的に部品（電線）を接続することなく磁歪素子を伸縮させることができる。よって、磁歪素子が取り付けられる固定子の軽量化を図り、その重量分、磁気軸受の軽量化を図ることができるという効果がある。

請求項５記載の磁気軸受によれば、請求項１から４のいずれかに記載の磁気軸受の奏する効果に加え、一対のラジアルアクチュエータの伸縮方向が互いに平行とされ、それら一対のラジアルアクチュエータの内の一方または他方を伸ばし、他方または一方を縮めることで、それら一対のラジアルステータに挟まれるラジアルロータを固定子に対して回転子のラジアル方向へ移動させることができる。

よって、回転子に取り付けられる工具を工作機械に取り付けられる固定子に対して回転子のラジアル方向へ移動させることで、工作機械に固定されたワークにラジアル方向への加工を施すことができる。

例えば、一対のラジアルアクチュエータの内の一方または他方の伸び量をそれらラジアルアクチュエータの内の他方または一方の縮み量と同等とした場合には、一対のラジアルステータが固定子に対して移動される際に一対のラジアルステータの対向する間隔を一定に保つことができる。

一方、一対のラジアルステータの間隔が変化すると、ラジアルロータを浮遊状態にて保持するために一対のラジアルステータからラジアルロータへ作用する磁力を一対のラジアルステータの間隔に応じて調整する必要があり、ラジアルステータの磁力の制御が複雑化するという不具合がある。

これに対して、請求項５記載の磁気軸受によれば、一対のラジアルアクチュエータの内の一方または他方の伸び量をそれらラジアルアクチュエータの内の他方または一方の縮み量と同等とした場合には、一対のラジアルステータの対向する間隔を一定に保つことができるので、一対のラジアルステータからラジアルロータへ作用する磁力を一対のラジアルステータの間隔に応じて調整することを不要として、一対のラジアルステータからラジアルロータへ作用する磁力の制御を簡素化することができるという効果がある。

請求項６記載の磁気軸受によれば、請求項５記載の磁気軸受の奏する効果に加え、一対のアキシャルアクチュエータの伸縮方向が互いに平行とされているので、それら一対のアキシャルアクチュエータの内の一方または他方を伸ばし、他方または一方を縮めることで、それら一対のアキシャルステータに挟まれるアキシャルロータを固定子に対して回転子のアキシャル方向へ移動させることができる。

よって、回転子に取り付けられる工具を工作機械に取り付けられる固定子に対して回転子のアキシャル方向へ移動させることで、工作機械に固定されたワークにアキシャル方向への加工を施すことができる。

即ち、アキシャルロータ及びアキシャルステータがそれぞれ請求項５記載のラジアルロータおよびラジアルステータに対応し、アキシャルアクチュエータが請求項１記載のラジアルステータに対応しており、請求項５記載の回転子の移動方向に対して請求項６記載の回転子の移動方向が異なる構成とされている。

よって、請求項６記載の磁気軸受では、請求項５記載の磁気軸受において、一対のラジアルステータの対向する間隔を一定に保つことができることと同様に、一対のアキシャルステータの対向する間隔を一定に保つことができるので、一対のアキシャルステータからアキシャルロータへ作用する磁力を一対のアキシャルステータの間隔に応じて調整することを不要として、一対のアキシャルステータからアキシャルロータへ作用する磁力の制御を簡素化することができるという効果がある。

（ａ）は、本発明の一実施の形態における磁気軸受が組み込まれたフライス盤の斜視図であり、（ｂ）は、フライス盤のスピンドルヘッドの側面図である。 スピンドルヘッドの構成を模式的に示した模式図である。 （ａ）は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるスピンドルヘッドの断面図であり、（ｂ）は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるスピンドルヘッドの断面図である。 （ａ）は、図２のＩＶで示した部分を拡大して示したＺステータの拡大図であり、（ｂ）は、図２のＩＶで示した部分を拡大して示したＺステータの拡大図である。 制御装置の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）は、第１同時移動工程中において、第１流入通路及び２個の第１半円部の加工が終了した時点でのワークの上面図であり、（ｂ）は、第１同時移動工程が終了した時点でのワークの上面図であり、（ｃ）は、第２同時移動工程中において、集合部及び２個の第２半円部の加工が終了した時点でのワークの上面図であり、（ｄ）は、第２同時移動工程が終了した時点での混合プレートの上面図である。 （ａ）は、第１エンドミル加工工程が終了した時点でのワークの上面図であり、（ｂ）は、第１テーブル移動工程が終了した時点でのワークの上面図であり、（ｃ）は、第２エンドミル加工工程が終了した時点でのワークの上面図であり、（ｄ）は、第２テーブル移動工程が終了した時点でのワークの上面図であり、（ｅ）は、第３エンドミル加工工程が終了してワークから形成された混合プレートの上面図である。 エンドミルによる流路の加工方法の一例を示した概略図であり、（ａ）は、エンドミルＥで加工されているワークの上面図であり、（ｂ）は、エンドミルＥで加工されているワークＷの矢印Ｙ及び矢印Ｚを含んだ平面における断面図である。 （ａ）は、第１半円部及び第２半円部の外形の上面図であり、（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸｂで示した部分を拡大して示した第１半円部の外形の拡大図であり、（ｃ）は、第１半円部及び第２半円部の外形の上面図であり、（ｄ）は、図９（ｃ）のＩＸｄで示した部分を拡大して示した第１半円部の外形の拡大図である。 （ａ）は、エンドミルによって一定幅の溝が加工された直後のワークの上面模式図であり、（ｂ）は、エンドミルによって一定幅の溝が加工され所定時間放置された後のワークの上面模式図であり、（ｃ）は、エンドミルによって加工方向に向かうほど幅が広くなる溝が加工された直後のワークの上面模式図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、磁気軸受１が組み込まれたフライス盤１００の構成について説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施の形態における磁気軸受１が組み込まれたフライス盤１００の斜視図であり、図１（ｂ）は、フライス盤１００のスピンドルヘッド１０５の側面図である。

なお、図１に示す矢印Ｘ、矢印Ｙ及び矢印Ｚは、フライス盤１００の左右方向、前後方向および上下方向を示すと共に矢印Ｘ，Ｙは、磁気軸受１のラジアル方向を示し、矢印Ｚは、磁気軸受１のアキシャル方向を示している。また、図１（ａ）では、図面の簡素化のため、ワークＷを固定するバイスを省略して図示している。

フライス盤１００は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、被加工素材であるワークＷに対して、フライス工具（エンドミルＥなど）を回転させて平面や溝などの切削加工を行う工作機械であり、床面に載置されるベース１０１と、ワークＷが固定されるテーブル１０２と、ベース１０１とテーブル１０２とを移動可能に接続するテーブル送り装置１０３と、ベース１０１から立設されるコラム１０４と、そのコラム１０４の上部に取り付けられエンドミルＥを回転可能に保持するスピンドルヘッド１０５とを備えている。

本実施の形態におけるフライス盤１００では、テーブル１０２へ固定されたワークＷがテーブル送り装置１０３によって磁気軸受１のラジアル方向の内の互いに直交する２方向（図１（ａ）矢印Ｘ方向および図１（ａ）矢印Ｙ方向）および磁気軸受１のアキシャル方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向）へ移動される。よって、ワークＷが、磁気軸受１に保持されたエンドミルＥに対して移動されることで、エンドミルＥの回転によってワークＷに切削加工が施される。

なお、磁気軸受１のラジアル方向とは、ケース６の軸芯Ｔ６に直交する平面上において軸芯Ｔ６から離間するすべての方向を示している。また、テーブル送り装置１０３は、テーブル１０２を移動させるモータとして構成されたＸテーブル移動モータ１０３ａ（図５参照）、Ｙテーブル移動モータ１０３ｂ（図５参照）及びＺテーブル移動モータ１０３ｃ（図５参照）を備えており、Ｘテーブル移動モータ１０３ａ、Ｙテーブル移動モータ１０３ｂ及びＺテーブル移動モータ１０３ｃは、それぞれテーブル１０２をフライス盤１００の左右方向（図１（ａ）矢印Ｘ方向）、前後方向（図１（ａ）矢印Ｙ方向）及び上下方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向）へ移動させる。それらモータを加工プログラム３１ｂ（図５参照）に従って制御装置７（図５参照）で制御することで、テーブル１０２の移動が自動化されている。

次いで、図２を参照して、スピンドルヘッド１０５の構成について説明する。図２は、スピンドルヘッド１０５の構成を模式的に示した模式図である。なお、図２では、図面の簡素化のために、アキシャル軸受９およびラジアル軸受８が取り付けられるケース６を２点鎖線にて図示している。また、図２に示す矢印Ｘ，Ｙは、磁気軸受１のラジアル方向を示し、矢印Ｚは、磁気軸受１のアキシャル方向を示している。

スピンドルヘッド１０５は、工具ホルダＨを介してエンドミルＥを回転可能に保持するためのものであり、図２に示すように、磁気軸受１と、主軸２と、モータ３と、一対の軸方向変位測定装置４と、一対の軸心振れ測定装置５と、ケース６とを備えている。

磁気軸受１は、後述する主軸２を非接触状態（浮遊保持状態）として軸支する軸受であり、図２に示すように、後述する主軸２の位置を磁気軸受１のアキシャル方向（図２矢印Ｚ方向）において制御するアキシャル軸受９と、後述する主軸２の位置を磁気軸受１のラジアル方向において制御するラジアル軸受８とを備えている。なお、アキシャル軸受９及びラジアル軸受８の詳細構成については、図３及び図４を参照して後述する。

主軸２は、図２に示すように、略円柱形状に構成され端部に取着される工具ホルダＨにてエンドミルＥなどの切削工具を保持する軸であり、後述する磁気軸受１によって回転可能に軸支されると共に後述するモータ３の回転軸と一体に構成されている。

また、主軸２には、後述するラジアルロータ８０及びアキシャルロータ９０が圧入されており、主軸２は、ラジアルロータ８０及びアキシャルロータ９０と一体に構成されている。

モータ３は、電気が入力されることで回転力を出力する装置であり、主軸２に取着されたアーマチャと、後述するケース６に取着されたステータとから構成されている。

軸方向変位測定装置４は、主軸２のケース６に対する変位量を測定する測定装置であり、図２に示すように、レーザー光線を照射および受光するアキシャルヘッド部４１と、そのアキシャルヘッド部４１から照射されたレーザー光線を反射または吸収すると共に主軸２の外周面の周方向に連続して配設されるアキシャルスケール部４２とを備えている。

そして、軸方向変位測定装置４は、アキシャルヘッド部４１から照射されアキシャルスケール部４２にて反射されるレーザー光線をアキシャルヘッド部４１によって受光することで、アキシャルスケール部４２のアキシャルヘッド部４１に対する変位量を測定する。

ここで、アキシャルヘッド部４１は、後述するケース６に取着され、アキシャルスケール部４２は主軸２に取着されているので、主軸２のケース６に対する変位量を測定することができる。

なお、アキシャルスケール部４２によって反射または吸収されるレーザー光線は、アキシャルスケール部４２がアキシャルヘッド部４１に対して磁気軸受１のアキシャル方向（図２矢印Ｚ方向）へ変位した場合に変化するので、アキシャルヘッド部４１及びアキシャルスケール部４２によって、主軸２のケース６に対する磁気軸受１のアキシャル方向への変位量を測定することができる。

また、軸方向変位測定装置４は、図２に示すように、主軸２の両端（図２矢印Ｚ方向両端）にそれぞれ１個ずつ配設されており、主軸２のアキシャル方向（図２矢印Ｚ方向）に位置を違えた２箇所においてアキシャル方向の変位データを測定することができる。

よって、主軸２の温度が変化して、磁気軸受１のアキシャル方向（図２矢印Ｚ方向）における主軸２の長さが変化した場合に、２箇所に配設された軸方向変位測定装置４の間の長さの変化量を検出することができる。

例えば、軸方向変位測定装置４を１個備える場合には、主軸２の軸方向変位測定装置４に対する磁気軸受１のアキシャル方向（図２矢印Ｚ方向）への変位を測定することができるが、温度変化により主軸２の全長が伸縮されることで、主軸２に保持されたエンドミルＥの加工先端部の位置が変位された場合には、その変位を測定することができない。

そして、温度変化による変位の分、ワークＷ（図１（ａ）参照）に対するエンドミルＥの加工先端部の位置が変化されるので、磁気軸受１のアキシャル方向におけるフライス盤１００（図１（ａ）参照）の加工精度が悪化するという不具合がある。

これに対して、本実施の形態では、軸方向変位測定装置４の間の長さの変化量を測定することができるので、その軸方向変位測定装置４の間の長さの変化量に基づいて、エンドミルＥの加工先端部のアキシャル軸受９に対する変位量を算出し、その算出された変位量を基に、後述するアキシャル軸受９を制御することができる。

よって、主軸２の温度変化によりエンドミルＥの加工先端位置が変化した場合でも、エンドミルＥの加工先端をワークＷ（図１（ａ）参照）に対して精度良く位置させることができるので、フライス盤１００（図１（ａ）参照）の加工精度の悪化を防止することができる。

その結果、によって主軸２のアキシャル方向の変位を精度よく測定することができる。その結果、主軸２のアキシャル方向の変位の測定データを基に後述するアキシャル軸受９を精度よく制御することができる。

軸心振れ測定装置５は、主軸２のケース６に対する変位量を測定する測定装置であり、軸方向変位測定装置４が主軸２のケース６に対する磁気軸受１のアキシャル方向（図２矢印Ｚ方向）への変位量を測定するのに対し、主軸２のケース６に対する磁気軸受１のラジアル方向の内の直交する２方向（図２矢印Ｘ方向および図２矢印Ｙ方向）への変位量を測定する。

また、軸心振れ測定装置５は、図２に示すように、レーザー光線を照射および受光するラジアルヘッド部５１と、そのラジアルヘッド部５１から照射されたレーザー光線を反射または吸収すると共に主軸２からフランジ状に張り出したラジアルスケール部５２とを備えている。

なお、ラジアルヘッド部５１及びラジアルスケール部５２は、測定する方向が磁気軸受１のラジアル方向であり、アキシャルヘッド部４１及びアキシャルスケール部４２に対して測定方向が異なるが、測定方向に関する構成以外は同様とされている。

よって、軸方向変位測定装置４がアキシャル方向において主軸２のケース６に対する変位量を測定することができるように、軸心振れ測定装置５は、ラジアル方向において主軸２のケース６に対する変位量を測定することができる。

また、ラジアルヘッド部５１の内の少なくとも２個が直交する２方向（図２矢印Ｘ，矢印Ｙ方向）の変位を測定するように配設されているので、主軸２のアキシャル方向（図２矢印Ｚ方向）に直交する仮想平面上において、直交する座標軸上に位置を記すことができる。よって、主軸２の軸芯が座標軸上で変位する量を測定することができる。その結果、主軸２のアキシャル方向に直交する仮想平面上の仮想点からの距離の変化を測定することができる。即ち、主軸２の軸芯Ｔ２の振れを測定することができる。

また、軸心振れ測定装置５が主軸２の両端にそれぞれ１個ずつ配設されており、主軸２の２箇所の径方向（図２矢印Ｘ，Ｙ方向）の変位データを測定することができるので、主軸２の軸芯の傾きを測定することができる。

即ち、ラジアルヘッド部５１によって、主軸２の軸芯の振れと主軸２の軸芯の傾きとを測定することができる。その結果、その測定データを基に後述する一対のラジアル軸受８を精度よく制御することができる。

例えば、軸心振れ測定装置５を１個備える場合には、主軸２の軸心振れ測定装置５に対する磁気軸受１のラジアル方向の内の直交する２方向（図２矢印Ｘ方向および図２矢印Ｙ方向）への変位を測定することができるが、エンドミルＥがワークＷ（図１（ａ）参照）に当接されることにより主軸２のホルダＨ側（図２右側）の端部に力が作用して主軸２が傾いた場合に、主軸２の傾きを測定することができない。

そのため、主軸２が傾いた場合には、その傾きの分、ワークＷ（図１（ａ）参照）に対するエンドミルＥの加工先端部の位置が変化される。この場合、エンドミルＥの加工先端部は、磁気軸受１のラジアル方向およびアキシャル方向の両方向に対して変位するので、磁気軸受１のラジアル方向およびアキシャル方向におけるフライス盤１００（図１（ａ）参照）の加工精度が悪化するという不具合がある。

これに対して、本実施の形態では、主軸２の傾きを測定することができるので、その主軸２の傾きに基づいて、エンドミルＥの加工先端部のラジアル軸受８及びアキシャル軸受９に対する変位量を算出し、その算出された変位量を基に、後述するラジアル軸受８及びアキシャル軸受９を制御することができる。

よって、エンドミルＥがワークＷ（図１（ａ）参照）に当接されることにより主軸２が傾いてワークＷ（図１（ａ）参照）に対するエンドミルＥの加工先端位置が変化した場合でも、エンドミルＥの加工先端をワークＷ（図１（ａ）参照）に対して精度良く位置させることができるので、フライス盤１００（図１（ａ）参照）の加工精度の悪化を防止することができる。

ケース６は、コラム１０４に取り付けられる部位であり、図２に示すように、円筒形状に構成されると共に内周面から内側に向けて張り出し互いに平行に配設される一対のフランジ部６ａを備えている。また、フランジ部６ａには、アキシャル軸受９のＺステータ９１が取り付けられている。

また、ケース６の内周面には、ラジアル軸受８、アキシャル軸受９、アキシャルヘッド部４１及びラジアルヘッド部５１が固定されている。よって、主軸２の位置は、ケース６を基準にして測定され、ケース６を基準に制御される。即ち、測定の基準となる部材と制御の基準となる部材とが同一の部材であるので、それら基準を別々の部材に設ける場合に比べて、主軸２のケース６に対する制御精度を高めることができる。

次いで、図３及び図４を参照して、ラジアル軸受８及びアキシャル軸受９の構成について説明する。図３（ａ）は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるスピンドルヘッド１０５の断面図であり、Ｘ圧電素子８４に電圧が印加されておらず主軸２の軸芯Ｔ２がケース６の軸芯Ｔ６に一致した状態を示している。図３（ｂ）は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるスピンドルヘッド１０５の断面図であり、Ｘ圧電素子８４に電圧が印加されることで主軸２の軸芯Ｔ２がケース６の軸芯Ｔ６に対して一対のＸステータ８１の内の一方のＸステータ８１側（図３（ａ）矢印Ｘ方向上側）へ変位された状態を示している。

また、図４（ａ）は、図２のＩＶで示した部分を拡大して示したＺステータ９１の拡大図であり、Ｚ圧電素子９４に電圧が印加されておらず、主軸２のアキシャル方向（図４矢印Ｚ方向）において、アキシャルロータ９０がケース６から張り出した一対のフランジ部６ａから等距離の位置に配設された状態を示している。

図４（ｂ）は、図２のＩＶで示した部分を拡大して示したＺステータの拡大図であり、Ｚ圧電素子９４に電圧が印加されアキシャルロータ９０がケース６から張り出した一対のフランジ部６ａの一方側（矢印Ｚ方向左側）へ変位された状態を示している。

なお、図３及び図４に示す矢印Ｘ及び矢印Ｙは、主軸２のラジアル方向の内の直交する２方向を示し、矢印Ｚは、主軸２のアキシャル方向（軸芯Ｔ２方向）を示している。また、Ｙ圧電素子８８の伸縮量およびＺ圧電素子９４の伸縮量である寸法値β及びγは、理解を容易とするために、拡大して図示している。

上述したように、Ｙ圧電素子８８の伸縮量である寸法値βを拡大して図示しているので、図３（ｂ）では、Ｙステータ８５が伸縮されることで、ロータ８０が一対のＸステータ８１の間からはみ出ているが、このロータ８０のはみ出し量は、一対のＹステータ８５がロータ８０を浮遊保持する制御をおこなう上で問題とならない量である。

ラジアル軸受８は、発生する磁界の強さを調整することで、主軸２のラジアル方向（例えば、図３矢印Ｘ方向または図３矢印Ｙ方向）の浮遊位置を制御する軸受であり、図３（ａ）に示すように、ラジアルロータ８０と、一対のＸステータ８１と、一対のＹステータ８５とを備えている。なお、Ｙステータ８５は、Ｘステータ８１に対して配設される位置が主軸２の周方向に９０度だけ異なるが、Ｘ電磁石８２に対応するＹ電磁石８６、Ｘ永久磁石８３に対応するＹ永久磁石８７、及びＸ圧電素子８４に対応するＹ圧電素子８８を備えており、Ｘステータ８１と同様に構成されているので、Ｘステータ８１の構成を説明することで、Ｙステータ８５の説明を省略する。

ラジアルロータ８０は、図３（ａ）に示すように、リング状に構成される強磁性体であり、主軸２に外嵌されている。そのラジアルロータ８０の軸芯は、主軸２の軸芯Ｔ２と同一位置に配設されている。即ち、ラジアルロータ８０の軸芯を制御することは、主軸２の軸芯Ｔ２を制御することになるのである。

一対のＸステータ８１は、磁界を発生させてラジアルロータ８０に磁力（吸引力）を作用させる部材であり、図３（ａ）に示すように、ケース６の内周面に取着されると共にラジアルロータ８０のラジアル方向の両側（図３（ａ）矢印Ｘ方向両側）にそれぞれ配設されているので、ラジアルロータ８０に対して互いに対向する向きの磁力（吸引力）が作用される。よって、それら磁力（吸引力）をバランスさせることでラジアルロータ８０がケース６に対して浮遊保持される。

このＸステータ８１は、図３（ａ）に示すように、Ｘ電磁石８２と、Ｘ永久磁石８３と、Ｘ圧電素子８４とを備えている。Ｘ電磁石８２は、主軸２を浮遊保持するための磁力（吸引力）を発生させる磁界の一部を発生するものであり、電流が入力されることよって磁界を発生させると共にその電流の大きさによって磁界の強さを変化させる。

Ｘ永久磁石８３は、定常的な磁力（吸引力）の発生のために定常的に磁界を発生させる部材である。よって、Ｘ電磁石８２に流す電流を小さくすることができるので、Ｘ電磁石８２への電流を制御する電気回路を小型化することができると共にＸ電磁石８２の消費電力を小さく抑えることができる。なお、Ｘ永久磁石８３の周面には、Ｘ電磁石８２が巻き付けられており、Ｘ永久磁石８３がＸ電磁石８２の芯として利用されている。

Ｘ圧電素子８４は、Ｘ電磁石８２及びＸ永久磁石８３のケース６に対する位置を変位させるためのものであり、電圧が印加されると変形される圧電体を複数枚重ねて構成されると共にＸ永久磁石８３に取着されている。なお、Ｘ圧電素子８４は、電圧が印加されると圧電体が重ねられた厚み方向に伸縮する。また、長さＲは、所定の電圧が印加された状態でのＸ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８の寸法値を示している。

上述したラジアル軸受８では、図３（ｂ）に示すように、一対のＹステータ８５が備えるそれぞれのＹ圧電素子８８に同じ大きさの電圧を印加して、それぞれのＹ圧電素子８８の全長を同じ長さ寸法値である長さＲとする。そして、一方（図３（ａ）下方）のＹ圧電素子８８に印加された電圧の大きさを増加させることで一方のＹ圧電素子８８の長さＲを寸法値βだけ伸張させ、他方（図３（ａ）上方）のＹ圧電素子８８に印加される電圧の大きさを一方のＹ圧電素子８８に対して増加して印加された電圧の大きさ分だけ減少させることで、他方のＹ圧電素子８８の長さＲを寸法値βだけ短縮させる。その結果、一対のＹ電磁石８６の間の距離Ｌを変えること無くラジアルロータ８０をケース６に対して一対のＹステータ８５を結んだ方向（図３矢印Ｙ方向）へ変位させることができる。

即ち、一対のＸ永久磁石８３の間の距離Ｌを変えること無く、主軸２の軸芯Ｔ２をケース６の軸芯Ｔ６に対して一対のＹ圧電素子８８を結んだ方向（図３矢印Ｙ方向上）に変位させることができる。その結果、エンドミルＥ（図２参照）をケース６に対して一対のＹ圧電素子８８を結んだ方向に変位させることができる。

また、上述した軸心振れ測定装置５（図２参照）によって測定される主軸２のケース６に対する変位量に基づいて、Ｘステータ８１及びＹステータ８５により発生される磁力（吸引力）が調整されているので、主軸２の軸芯Ｔ２の浮遊位置を磁気軸受１のラジアル方向（図３紙面と一致する平面上における方向）において、ケース６に対して精度良く合わせることができる。

アキシャル軸受９は、発生する磁界の強さを調整することで、主軸２のアキシャル方向（例えば、図４矢印Ｚ方向）の浮遊位置を制御する軸受であり、図４（ａ）に示すように、アキシャルロータ９０と、二対のＺステータ９１（図２参照）とを備えている。

なお、Ｘステータ８１が磁気軸受１（図２参照）のラジアル方向に向いて配設されているのに対し、Ｚステータ９１は、磁気軸受１（図２参照）のアキシャル方向に向いて配設されているが、Ｘ電磁石８２に対応するＺ電磁石９２、Ｘ永久磁石８３に対応する永久磁石９３、及びＸ圧電素子８４に対応するＺ圧電素子９４を備えており、Ｘステータ８１と同様に構成されているので、上述したＸステータ８１の構成の説明をもって、Ｚステータ９１の説明とする。また、長さＡは、所定の電圧が印加された状態でのＺ圧電素子９４の寸法値を示している。

アキシャルロータ９０は、リング状に構成され、主軸２に外嵌される強磁性体である。二対のＺステータ９１は、主軸２を挟んで両側（図１矢印Ｘ方向両側）に配設される。各一対のＺステータ９１は、アキシャルロータ９０の両側（図４（ａ）矢印Ｚ方向両側）にそれぞれ配設される電磁石であり、それぞれのＺステータ９１から発生される磁力（吸引力）により、アキシャルロータ９０の位置を制御する。よって、主軸２のアキシャル方向（図１矢印Ｚ方向）の位置が制御される。

一対のＺステータ９１は、磁界を発生させてアキシャルロータ９０に磁力（吸引力）を作用させる部材であり、図４（ａ）に示すように、ケース６のフランジ部６ａに取着されると共にアキシャルロータ９０のアキシャル方向の両側（図４（ａ）矢印Ｚ方向両側）にそれぞれ配設されているので、アキシャルロータ９０に対して互いに対向する向きの磁力（吸引力）が作用される。よって、それら磁力（吸引力）をバランスさせることでアキシャルロータ９０がケース６に対して浮遊保持される。

上述したアキシャル軸受９では、図４（ｂ）に示すように、一対のＺステータ９１の内の一方（図４（ａ）右）のＺ圧電素子９４に電圧を印加して、そのＺ圧電素子９４の長さを寸法値γだけ伸張させ、その長さが伸張された分、他方（図４（ａ）左）のＺ圧電素子９４の長さを寸法値γだけ短縮させることで、一対の永久磁石９３の間の距離Ｓを変えること無くアキシャルロータ９０をケース６に対して一対のＺステータ９１を結んだ方向（図４（ｂ）矢印Ｚ方向）へ変位させることができる。

即ち、一対の永久磁石９３の間の距離Ｓを変えること無く、主軸２を一対のＺ圧電素子９４を結んだ方向（図４（ｂ）矢印Ｚ方向）に変位させることができる。その結果、エンドミルＥ（図２参照）をケース６に対して一対のＺ圧電素子９４を結んだ方向（図４（ｂ）矢印Ｚ方向）に変位させることができる。

また、上述した軸心振れ測定装置５（図２参照）によって測定される主軸２のケース６に対する変位量に基づいて、Ｚステータ９１により発生される磁力（吸引力）が調整されているので、主軸２に保持されるエンドミルＥの加工先端部の位置を磁気軸受１のアキシャル方向（図４矢印Ｚ方向）において、ケース６に対して精度良く合わせることができる。

次に、図５を参照して、フライス盤１００を制御する制御装置７の構成を説明する。図５は、制御装置７の電気的構成を示すブロック図である。

制御装置７は、演算装置であるＣＰＵ３０と、そのＣＰＵ３０により実行される各種制御プログラムや固定データを記録したＲＯＭ３１と、各種データ等を一時的に格納するためのメモリであるＲＡＭ３２とを備えている。これらＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１及びＲＡＭ３２は、バスライン３３を介して互いに接続されており、バスライン３３は、入出力ポート３４にも接続されている。

ＲＯＭ３１には、主軸２（図２参照）の回転中心位置を制御する軸芯制御プログラム３１ａが格納されると共に、主軸２及びテーブル１０２を相対移動させてエンドミルＥにてワークＷに加工を施す加工プログラム３１ｂが格納されている。

ＲＡＭ３２は、ラジアルヘッド部５１にて測定された主軸２（図２参照）の基準位置に対する変位量を格納するためのラジアルメモリ３２ａと、アキシャルヘッド部４１にて測定された主軸２の基準位置に対する変位量を格納するためのアキシャルメモリ３２ｂと、テーブル１０２（図１（ａ）参照）の移動目標とされる座標データであるテーブル座標データを格納するためのテーブル座標メモリ３２ｃと、主軸２の移動目標とされる座標データであるエンドミル加工先端部座標データを格納するためのエンドミル加工先端部座標メモリ３２ｄとを備えている。なお、上述した基準位置とは、主軸２の測定開始前に行われる初期化動作によって確定される座標値である。

軸芯制御プログラム３１ａは、ラジアルメモリ３２ａ及びアキシャルメモリ３２ｂに格納された主軸２（図２参照）の変位量を基にＸ電磁石８２、Ｙ電磁石８６及びＺ電磁石９２へ出力する電流を調整することで、主軸２の変位量を所定の範囲に収束させるプログラムであり、主軸２の変位量を所定の範囲に収束させることで、工具ホルダＨ（図２参照）を介して取り付けられるエンドミルＥ（図２参照）の回転中心を所定の範囲に収束させることができる。

加工プログラム３１ｂは、テーブル１０２及び主軸２を移動させるプログラムである。この加工プロブラムは、テーブル１０２を移動させるために、テーブル座標メモリ３２ｃに格納されたテーブル座標データを基にＸテーブル移動モータ１０３ａ、Ｙテーブル移動モータ１０３ｂ及びＺテーブル移動モータ１０３ｃへ出力する電流を調整する。

したがって、上述したように、Ｘテーブル移動モータ１０３ａの駆動によりテーブル１０２がフライス盤１００の左右方向（図１（ａ）矢印Ｘ方向）へ移動され、Ｙテーブル移動モータ１０３ｂの駆動によりテーブル１０２がフライス盤１００の前後方向（図１（ａ）矢印Ｙ方向）へ移動され、Ｚテーブル移動モータ１０３ｃの駆動によりテーブル１０２がフライス盤１００の上下方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向）へ移動される。その結果、テーブル座標データに基づいてテーブル１０２が移動される。

また、この加工プログラム３１ｂは、主軸２（図３（ｂ）参照）を移動させるために、エンドミル加工先端部座標メモリ３２ｄに格納されたエンドミル加工先端部座標データを基にＸ圧電素子８４（図３（ｂ）参照）、Ｙ圧電素子８８（図３（ｂ）参照）及びＺ圧電素子９４（図３（ｂ）参照）へ印加される電圧を調整する。

この場合、例えば、上述したように、一対のＸステータ８１が備える一方または他方のＸ圧電素子８４を伸ばし、その分、他方または一方のＸ圧電素子８４を縮めるので、一方または他方のＸ圧電素子８４に印加される電圧を増加させると、その増加した電圧分、他方または一方のＸ圧電素子８４では印加される電圧を減少させる。

なお、圧電素子の伸縮量と印加電圧との関係には、ばらつきが生じるので、さらに高精度に主軸２を動かす場合には、一方または他方のＸ圧電素子８４の伸び量と他方または一方のＸ圧電素子８４の縮み量とを同等とするために、印加電圧に対する一方または他方のＸ圧電素子８４の伸び量と他方または一方のＸ圧電素子８４の縮み量とを測定して、その測定値に基づいて、一方のＸ圧電素子８４と他方のＸ圧電素子８４とに印加する電圧を調整すると良い。

また、加工プログラム３１ｂは、Ｙ圧電素子８８及びＺ圧電素子９４に関しても同様に印加する電圧を調整することができる。Ｘ電磁石８２及びＹ電磁石８６は、ラジアルロータ８０（図２参照）に作用する磁界の大きさを調整し、Ｚ電磁石９２はアキシャルロータ９０（図２参照）に作用する磁界の大きさを調整する。

そのため、ラジアルロータ８０（図２参照）及びアキシャルロータ９０（図２参照）が取り付けられた主軸２のケース６（図２参照）に対する位置が磁気軸受１（図２参照）のラジアル方向および磁気軸受１（図２参照）のアキシャル方向において、エンドミル加工先端部座標データに基づいて調整される。

また、入出力ポート３４には、図５に示すように、測定値を電気信号として出力する電気回路を備えたラジアルヘッド部５１及びアキシャルヘッド部４１が接続されている。

Ｘ電磁石８２、Ｙ電磁石８６及びＺ電磁石９２は、上述したように、発生される磁界が電流によって調整可能とされる電磁石であり、ＣＰＵ３０からの命令に基づいて電流を制御する制御回路（図示せず）を備えている。

Ｘ圧電素子８４、Ｙ圧電素子８８及びＺ圧電素子９４は、上述したように、印加される電圧によって伸縮される圧電素子であり、ＣＰＵ３０からの命令に基づいて電圧を制御する制御回路（図示せず）を備えている。

Ｘテーブル移動モータ１０３ａ、Ｙテーブル移動モータ１０３ｂ及びＺテーブル移動モータ１０３ｃは、上述したように、テーブル１０２（図１（ａ）参照）を移動するためのモータであり、それらモータは、ＣＰＵ３０からの命令に基づいて駆動制御する駆動回路（図示せず）を主に備えている。

これらＸ電磁石８２、Ｙ電磁石８６、Ｚ電磁石９２、Ｘ圧電素子８４、Ｙ圧電素子８８、Ｚ圧電素子９４、Ｘテーブル移動モータ１０３ａ、Ｙテーブル移動モータ１０３ｂ及びＺテーブル移動モータ１０３ｃは、入出力ポート３４に接続されている。

ＣＰＵ３０は、ラジアルヘッド部５１にて測定された主軸２（図２参照）の基準位置に対する変位量（主軸２のラジアル方向の直交する２方向）をラジアルメモリ３２ａに格納し、その変位量に基づいて軸芯制御プログラム３１ａによって算出された電流値と同等の大きさの電流を、Ｘ電磁石８２及びＹ電磁石８６へそれぞれ出力する。同様に、アキシャルヘッド部４１にて測定された変位量（主軸２のアキシャル方向）に基づいてＺ電磁石９２へ電流が出力される。

よって、主軸２の変位量を所定の範囲に収束させることで、工具ホルダＨ（図２参照）を介して取り付けられるエンドミルＥ（図２参照）の回転中心を所定の範囲に収束させることができる。

また、ＣＰＵ３０は、テーブル座標メモリ３２ｃ及びエンドミル加工先端部座標メモリ３２ｄに格納されたテーブル座標データ及びエンドミル加工先端部座標データを基に加工プログラム３１ｂによって算出された電圧値と同等の大きさの電圧を、Ｘ圧電素子８４、Ｙ圧電素子８８及びＺ圧電素子９４へ印加する。よって、主軸２をケース６に対して移動させることができる。

また、上述したように、一対のＸ圧電素子８４（図４（ａ）参照）の伸び量と縮み量とを共にβ（図４（ａ）参照）としたので、一対のＸ電磁石８２がケース６（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）に対して移動される際に一対のＸ電磁石８２が互いに対向する間隔である距離Ｌを一定に保つことができる。

例えば、一対のＸ電磁石８２の間隔が変化すると、ラジアルロータ８０を浮遊状態にて保持するために一対のＸ電磁石８２からラジアルロータ８０へ作用する磁力を一対のＸ電磁石８２の間隔に応じて調整する必要があり、Ｘ電磁石８２の磁力の制御が複雑化して、加工プログラム３１ｂの作成に手間が掛かるという不具合がある。また、Ｙ電磁石８６についても同様に、間隔が変化すると加工プログラム３１ｂの作成に手間が掛かるという不具合がある。

これに対して、本実施の形態におけるフライス盤１００によれば、一対のＸ圧電素子８４（図４（ａ）参照）の伸び量と縮み量とを共にβ（図４（ａ）参照）としたので、一対のＸ電磁石８２の対向する間隔である距離Ｌ（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）を一定に保つことができる。

よって、一対のＸ電磁石８２からラジアルロータ８０へ作用する磁力を一対のＸ電磁石８２の間隔に応じて調整することを不要とすることができる。その結果、一対のＸ電磁石８２からラジアルロータ８０へ作用する磁力の制御を簡素化し、加工プログラム３１ｂの作成の手間を省くことができる。また、Ｙ電磁石８６についても同様に、間隔を一定に保つことで加工プログラム３１ｂの作成の手間を省くことができる。

次いで、図６、図７及び図８を参照して、血液と試薬とを混合するための混合流路を備えた混合プレート７０の製造方法について説明する。図６及び図７は、ワークＷに混合流路が加工され混合プレート７０が製造される加工状態の遷移を示した状態遷移図であり、図６と図７とでは、異なる加工状態の遷移を示している。

図６（ａ）は、第１同時移動工程中において、第１流入通路７１及び２個の第１半円部７３の加工が終了した時点でのワークＷの上面図であり、図６（ｂ）は、第１同時移動工程が終了した時点でのワークＷの上面図である。

また、図６（ｃ）は、第２同時移動工程中において、集合部７５及び２個の第２半円部７４の加工が終了した時点でのワークＷの上面図であり、図６（ｄ）は、第２同時移動工程が終了した時点での混合プレート７０の上面図である。

図７（ａ）は、第１エンドミル加工工程が終了した時点でのワークＷの上面図であり、図７（ｂ）は、第１テーブル移動工程が終了した時点でのワークＷの上面図である。図７（ｃ）は、第２エンドミル加工工程が終了した時点でのワークＷの上面図であり、図７（ｄ）は、第２テーブル移動工程が終了した時点でのワークＷの上面図であり、図７（ｅ）は、第３エンドミル加工工程が終了してワークＷから形成された混合プレート７０の上面図である。図８は、エンドミルＥによる流路の加工方法の一例を示した概略図である。

なお、図６、図７及び図８に示す矢印Ｘ、矢印Ｙ及び矢印Ｚは、フライス盤１００（図１参照）の左右方向、前後方向および上下方向を示すと共に矢印Ｘ，Ｙは、磁気軸受１（図２参照）のラジアル方向を示し、矢印Ｚは、磁気軸受１のアキシャル方向を示している。

まず、図６（ｄ）を参照して混合プレート７０に加工される混合流路の構成について説明する。混合プレート７０は、直線状に構成され血液が注入される第１流入通路７１と、直線状に構成され試薬が注入される第２流入通路７２と、半円状に構成される複数の第１半円部７３と、半円状に構成される複数の第２半円部７４と、第１半円部７３及び第２半円部７４を介して第１流入通路７１及び第２流入通路７２に接続される集合部７５とを備え、第１半円部７３と第２半円部７４は互いの両側端部が連結されており、環状に構成されている。

即ち、混合プレート７０は、血液と試薬とが注入される２本の流路と、それら２本の流路に接続され血液と試薬との混合を促進させる複数の環状流路が連結された流路と、その混合された血液と試薬との混合液を排出する１本の流路とを備えている。

例えば、従来品のように、テーブル１０２（図１（ａ）参照）を移動させてワークＷに混合流路を加工して混合プレート７０を製造する場合には、第１半円部７３及び第２半円部７４にて構成される環状の部位を混合流路が備えているため、テーブル１０２をフライス盤１００の左右方向（図１矢印Ｘ方向）及びフライス盤１００の前後方向（図１矢印Ｙ方向）へ往復移動させる必要がある。

この場合、テーブル１０２（図１（ａ）参照）は、複数の機械要素が組み合わせられたテーブル送り装置１０３（図１（ａ）参照）によって移動される構成であるので、テーブル１０２をフライス盤１００（図１（ａ）参照）の左右方向（図１（ａ）矢印Ｘ方向）又は、フライス盤１００の前後方向（図１矢印Ｙ方向）へ往復移動させると、それら機械要素間の隙間が広がったり詰まったりする過程で衝撃力が発生しテーブル１０２に振動が生じるので、ワークＷの位置ずれが生じる。更に、エンドミルＥの先端が振動によって振れてしまう。その結果、加工精度を確保することが困難となるという不具合がある。

これに対して、本実施の形態では、エンドミルＥのケース６に対する移動が、Ｘ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８の伸縮のみによって行われ、エンドミルＥのケース６に対する移動に機械要素が関係していないので、その機械要素間の隙間が存在しない。そのため、エンドミルＥをフライス盤１００（図１（ａ）参照）の前後方向（図１矢印Ｙ方向）又は、フライス盤１００の左右方向（図１（ａ）矢印Ｘ方向）へ往復移動させた場合であっても、機械要素間の隙間が詰まることによる振動が生じない。その結果、フライス盤１００の振動を低減して、フライス盤１００の加工精度を向上させることができる。

また、ワークＷが固定される部材であるテーブル１０２は、ワークＷを保持するためのバイスやテーブル１０２を移動させるためのボールねじ機構が組み付けられ、また、ワークＷを載置するためにワークＷよりも大きさが大きいので質量が嵩み、移動方向を転換する際の時間あたりの慣性力の変化量が大きい。

そのため、移動方向を転換する際の反力が大きくなり、その反力によりテーブル１０２に振動が生じるので、ワークＷの位置ずれが生じる。更に、エンドミルＥの先端が振動によって振れてしまう。その結果、加工精度を確保することが困難となるという不具合がある。

一方、主軸２は、ワークＷを加工するエンドミルＥが取り付けられるものであり、ワークＷが固定されるテーブル１０２より大きさが小さいので質量が小さい。よって、移動方向を転換する際の主軸２の時間あたりの慣性力の変化量は、テーブル１０２の時間あたりの慣性力の変化量と比較して小さい。

ここで、本実施の形態におけるフライス盤１００では、Ｘ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８を伸縮させることにより、主軸２をケース６に対して移動させることができるので、移動方向を転換する際に生じる慣性力の変化量をテーブル１０２の移動方向を転換させる場合に生じる慣性力の変化量よりも小さくすることができる。

よって、テーブル１０２の移動方向を転換しつつワークＷを加工する場合と比較して、移動方向を転換する際の慣性力の変化を小さく抑え、移動方向を転換する際の反力を小さく抑えることができる。その結果、フライス盤１００の振動を低減して、フライス盤１００の加工精度を向上させることができる。

また、例えば、時間あたりの慣性力の変化量を低減するために、テーブル１０２の移動方向の転換の速度を遅くすることで、フライス盤１００に生じる振動を低減することができるが、この場合には、速度を遅くした分、ワークＷの加工に時間が掛かるという不具合がある。

これに対して、本実施の形態におけるフライス盤１００では、テーブル１０２の移動方向を転換させる場合に生じる慣性力の変化量よりも小さくすることができるので、移動方向の転換の速度を低減することなく、慣性力の変化量を低減することができる。従って、ワークＷの加工に掛かる時間を延ばすことなく、フライス盤１００の振動を低減することができる。その結果、フライス盤１００の加工精度を向上させると共にワークＷの加工時間の増加を防止することで、ワークＷの加工コストの上昇を抑えることができる。

ここで、混合プレート７０の寸法値は、長さ寸法値である長さＰＬ（図６左右方向寸法値）が約１５ｍｍ、幅寸法値である幅ＰＷ（図６上下方向寸法値）が約８０μｍである。また、混合プレート７０に加工を施すエンドミルＥの移動量は、Ｘ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８の伸縮量によって決まり、そのＸ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８の伸縮量は、伸び約５０μｍ、縮み約５０μｍの計約１００μｍである。そのため、エンドミルＥのみを動かすだけでは、長さ約１００μｍ、幅約１００μｍの領域しか加工できないので、混合プレート７０の加工を行うことが困難である。

これに対して、本実施の形態では、例えば、環状分割式製造工程または環状一体式製造工程との２種類の製造方法によって混合プレート７０を製造する。

まず、図６を参照して、環状分割式製造工程について説明する。環状分割式製造工程は、ワークＷに混合流路を加工して混合プレート７０を製造する製造工程であり、第１半円部７３と第２半円部７４とを別工程にて製造する。その環状分割式製造工程は、第１同時移動工程と、第２同時移動工程とを備えている。なお、エンドミルＥの直径と混合流路の幅は同等の寸法値とされている。

第１同時移動工程では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１流入通路７１と、複数の第１半円部７３と、集合部７５の一部とを加工して、その後、加工を中断する。

まず、図６（ａ）に示すように、エンドミルＥをフライス盤１００の前後方向（図６矢印Ｙ方向）にのみ往復移動させ、テーブル１０２（図１（ａ）参照）をフライス盤１００の左方向（図６矢印Ｘ方向左）に一定速度で移動させることで、第１流入通路７１と第１半円部７３とを加工する。

この場合、テーブル１０２が一定速度で一方向にのみ移動されているので、加工中にテーブル１０２に慣性力の変化が生じることと、機械要素の隙間の変化が生じることとを防止することができる。そして、上述した加工方向を維持しつつ、図６（ｂ）に示すように、複数の連成された第１半円部７３を加工し、その後、集合部７５の一部を加工して一時加工を中断する。

次に、第１同時移動工程の後に、第２同時移動工程を行う。第２同時移動工程は、第１同時移動工程で加工されなかった集合部７５の残りの部分と、複数の第２半円部７４と、第２流入通路７２とを加工する。

まず、図６（ｃ）に示すように、テーブル１０２の移動方向を１８０度反対向きに変更した後に、エンドミルＥを第１同時移動工程での加工と同様にフライス盤１００の前後方向（図６矢印Ｙ方向）にのみ往復移動させる。よって、第１同時移動工程と同様に加工中にテーブル１０２に慣性力の変化が生じることと、機械要素の隙間の変化が生じることとを防止することができる。

そして、テーブル１０２の移動状態を保持しつつ、図６（ｄ）に示すように、複数の連成された第２半円部７４を加工し、その後、第２流入通路７２を加工することで、ワークＷへの加工が終了し混合プレート７０が製造される。

即ち、エンドミルＥがワークＷ（図１（ａ）参照）を加工している状態において、テーブル１０２の動作に方向の変化および速度の変化を生じさせないので、フライス盤１００の振動を低減して、フライス盤１００の加工精度を向上させることができる。

次いで、図７を参照して、環状一体式製造工程について説明する。環状一体式製造工程は、ワークＷに混合流路を加工して混合プレート７０を製造する製造工程であり、第１半円部７３と第２半円部７４とを同一工程にて製造する。その環状一体式製造工程は、第１エンドミル加工工程と、第１テーブル移動工程と、第２エンドミル加工工程と、第２テーブル移動工程と、第３エンドミル加工工程とを備えている。

まず、第１エンドミル加工工程では、図７（ａ）に示すように、エンドミルＥのみをワークＷに対して移動させることで、第１流入通路７１と、１個の第１半円部７３と、１個の第２半円部７４と、第２流入通路７２とを加工する。

この場合、第１流入通路７１と、１個の第１半円部７３と、１個の第２半円部７４と、第２流入通路７２とが約１００μｍ四方の領域に形成される（長さＰＬ１＝約９０μｍ、幅ＰＷ＝約８０μｍ）ので、エンドミルＥのみを移動させることで、加工することができる。

次いで、図７（ｂ）に示すように、第１エンドミル加工工程が終了した後に第１テーブル移動工程にて、エンドミルＥを加工方向側（図７（ｂ）右側）の第２流入通路７２及び第２半円部７４の接続部位（第１半円部７３及び第２半円部７４の最右端部位）へ移動させる。

この場合、まず、エンドミルＥをフライス盤１００の上方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向上、図７（ｂ）紙面垂直方向手前方向）へ移動させて、エンドミルＥをワークＷの上面よりも上側の位置に移動させる。次に、テーブル１０２（図１（ａ）参照）をフライス盤１００の左方向（図１（ａ）矢印Ｘ方向左）へ移動させつつ、エンドミルＥをフライス盤１００の後方向（図１（ａ）矢印Ｙ上方向）へ移動させる。よって、第１半円部７３及び第２半円部７４の最右端部位にエンドミルＥが配置される。

そして、フライス盤１００の上方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向上、図７（ｂ）紙面垂直方向手前方向）へ移動させた分、フライス盤１００の下方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向下、図７（ｂ）紙面垂直方向奥方向）にエンドミルＥを移動させる。その結果、加工された第１半円部７３及び第２半円部７４の内部にエンドミルＥが再び配置される。

その後、第１テーブル移動工程が終了した後に、図７（ｃ）に示すように、第２エンドミル加工工程にて、エンドミルＥのみをワークＷに対して移動させることで、１個の第１半円部７３と、１個の第２半円部７４とを加工する。

なお、第１半円部７３及び第２半円部７４の直径が長さＰＬ２とされており、その長さＰＬ２は、約５０μｍであるのに対して、エンドミルＥが約１００μｍの移動が可能であるので、テーブル１０２（図１（ａ）参照）をエンドミルＥと同時に動かすことなく、エンドミルＥのみを動かすことで第１半円部７３及び第２半円部７４を加工することができる。

また、図７（ｄ）に示すように、第２エンドミル加工工程が終了した後に第２テーブル移動工程にて、エンドミルＥを加工方向側（図７（ｄ）右側）の第２流入通路７２及び第２半円部７４の接続部位（第１半円部７３及び第２半円部７４の最右端部位）へ移動させる。

この場合、まず、エンドミルＥをフライス盤１００の上方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向上、図７（ｄ）紙面垂直方向手前方向）へ移動させて、エンドミルＥをワークＷの上面よりも上側の位置に移動させる。次に、テーブル１０２（図１（ａ）参照）をフライス盤１００の左方向（図１（ａ）矢印Ｘ方向左）へ移動させる。よって、第１半円部７３及び第２半円部７４の最右端部位にエンドミルＥが配置される。

その後、フライス盤１００の上方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向上、図７（ｄ）紙面垂直方向手前方向）へ移動させた分、フライス盤１００の下方向（図１（ａ）矢印Ｚ方向下、図７（ｄ）紙面垂直方向奥方向）にエンドミルＥを移動させる。その結果、加工された第１半円部７３及び第２半円部７４の内部にエンドミルＥが再び配置される。

上述した第２エンドミル加工工程および第２テーブル移動工程を繰り返して、所定の数の第１半円部７３と第２半円部７４とを形成した後に、第３エンドミル加工工程にて、集合部７５が加工される。その結果、ワークＷへの混合流路の加工が終了し混合プレート７０が製造される。

即ち、エンドミルＥがワークＷ（図１（ａ）参照）を加工している状態において、テーブル１０２（図１（ａ）参照）が停止状態（移動方向の変化および移動速度の変化が生じない状態）にあるので、フライス盤１００の振動を低減して、フライス盤１００の加工精度を向上させることができる。なお、環状一体式製造工程では、１個の第１半円部７３と１個の第２半円部７４とを連続して加工するので、環の形状を精度よく加工することができる。

次いで、図８を参照して、フライス盤１００によるワークＷへの溝加工の方法について説明する。図８（ａ）は、エンドミルＥで加工されているワークＷの上面図であり、図８（ｂ）は、エンドミルＥで加工されているワークＷの矢印Ｙ及び矢印Ｚを含んだ平面における断面図である。なお、図８（ａ）では、エンドミルＥの回転中心の軌跡と、エンドミルＥの軌跡の外形とを破線で示している。また、エンドミルＥの回転中心は、磁気軸受１（図２参照）のアキシャル方向（図８（ａ）紙面垂直方向）に平行とされている。

本実施の形態におけるフライス盤１００によれば、ラジアル軸受８（図２参照）のＸ圧電素子８４（図２参照）及びＹ圧電素子８８（図２参照）を伸縮させると共に磁気軸受１（図２参照）のアキシャル方向（図８（ａ）紙面垂直方向）に位置を違えて配設される一対のラジアル軸受８を互いに同様な変位量および変位方向となるように制御することで、図８（ａ）に示すように、テーブル１０２（図１（ａ）参照）の上下方向視（図１（ａ）矢印Ｚ方向視）において、エンドミルＥ（図２参照）を磁気軸受１のアキシャル方向に直交する平面上に円を描く円運動をさせることができる。

図８（ａ）に示すように、エンドミルＥを円運動させる場合には、例えば、まず、テーブル１０２（図１（ａ）参照）の左右方向（図１（ａ）矢印Ｘ方向）及び前後方向（図１（ａ）矢印Ｙ方向）を含んだ平面（図８（ａ）紙面と同一平面）上に、テーブル１０２の左右方向の座標軸であるＸ座標軸（図８（ａ）左右方向座標軸）と、テーブル１０２の前後方向の座標軸であるＹ座標軸（図８（ａ）上下方向座標軸）とを仮想し、テーブル１０２（図１（ａ）参照）の上下方向視（図１（ａ）矢印Ｚ方向視）におけるエンドミルＥの位置を所定の点に対する座標値として表す。即ち、エンドミルＥの座標値を（Ｘｅ，Ｙｅ）として表す。

上述したように、エンドミルＥの座標値を設定すると、エンドミルＥ（図２参照）に半径ｒの円運動をさせる場合には、加工プログラム３１ｂの演算結果に基づいてＣＰＵ３０（図５参照）は、エンドミルＥの座標値（Ｘｅ，Ｙｅ）が式１（Ｘｅ^２＋Ｙｅ^２＝ｒ^２）の関係を保った状態を維持するように、複数のＸ圧電素子８４（図５参照）及びＹ圧電素子８８（図５参照）を独立してそれぞれ伸縮させる。

即ち、ＣＰＵ３０（図５参照）は、Ｘ圧電素子８４（図４（ａ）参照）の伸縮量であるα（図示せず）と、Ｙ圧電素子８８（図４（ａ）参照）の伸縮量であるβ（図４（ａ）参照）とを式２（α^２＋β^２＝ｒ^２）の関係を保った状態とするようにＸ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８に入出力ポート３４（図５参照）を介して電圧を印加することで、エンドミルＥをケース６に対して円運動させることができる。

上述したように、エンドミルＥをケース６に対して円運動させた状態で、ワークＷをテーブル１０２（図１（ａ）参照）を一方向（図８（ａ）左方向）に移動させると、図８（ａ）に示すように、ワークＷに溝Ｆが加工される。

この場合、溝Ｆの幅（図８（ａ）上下方向寸法値）は、エンドミルＥが描く円運動の軌跡によって決定される。即ち、溝Ｆの幅は、Ｘ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８の動きによって加工されるので、上述したように、テーブル１０２（図１（ａ）参照）の移動により加工される場合と比べて、機械要素間の隙間がない分、加工精度を確保することができる。

また、本実施の形態におけるフライス盤１００（図１（ａ）参照）によれば、図８（ｂ）に示すように、エンドミルＥを傾けた状態で加工を行うことができる。フライス盤１００の磁気軸受１は、その磁気軸受１（図２参照）のアキシャル方向（図２上下方向）に位置を違えて配設されるラジアル軸受８を一対備えている。

これらラジアル軸受８によるエンドミルＥの変位方向を異なる方向とすることまたは、変位方向が同じであっても変位量が異なることで、エンドミルＥを磁気軸受１（図２参照）のアキシャル方向（図２上下方向）に対して傾けることができる。よって、ワークＷに対して、エンドミルＥの回転軸を磁気軸受１のアキシャル方向に平行とした状態で、アキシャル軸受９によるエンドミルＥの保持位置を磁気軸受１のアキシャル方向へ変位させて、ワークＷの内部にエンドミルＥを加工しつつ押し込んだ後に、エンドミルＥの回転軸を磁気軸受１のアキシャル方向に対して傾けることで、図８（ｂ）に示すように、エンドミルＥによって溝の側壁を傾斜した状態に加工することができる。

さらに、その状態からエンドミルＥの傾きを一定に保ったまま、アキシャル軸受９及びラジアル軸受８（図２参照）によりエンドミルＥをワークＷ下面側（図８（ｂ）Ｚ方向下側）へ移動させつつフライス盤１００（図１（ａ）参照）の前後方向（図８（ｂ）Ｙ方向）へ移動させると、図８（ｂ）に示すように、溝の底面をフライス盤１００（図１（ａ）参照）の前後方向（図８（ｂ）Ｙ方向）、即ち、溝幅方向（図８（ｂ）Ｙ方向）に傾斜した状態に加工することができる。

次いで、図９を参照して、混合プレートに形成される第１半円部２７３及び第２半円部２７４の加工方法および混合プレートに形成される第１半円部３７３及び第２半円部３７４について説明する。図９（ａ）は、第１半円部２７３及び第２半円部２７４の外形の上面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸｂで示した部分を拡大して示した第１半円部２７３の外形の拡大図である。また、図９（ｃ）は、第１半円部３７３及び第２半円部３７４の外形の上面図であり、図９（ｄ）は、図９（ｃ）のＩＸｄで示した部分を拡大して示した第１半円部３７３の外形の拡大図である。

なお、図９（ａ）では、図面の簡略化のため、１個の第１半円部２７３及び第２半円部２７４のみを抽出して示し、図９（ｃ）に関しても同様の理由で、１個の第１半円部３７３及び第２半円部３７４のみを示している。

また、図９に示す矢印Ｘ、矢印Ｙ及び矢印Ｚは、フライス盤１００（図１参照）の左右方向、前後方向および上下方向を示すと共に矢印Ｘ，Ｙは、磁気軸受１（図２参照）のラジアル方向を示し、矢印Ｚは、磁気軸受１のアキシャル方向を示している。

また、第２半円部２７４は、第１半円部２７３と向きが異なるのみで、形状は同一であるので、第１半円部２７３について説明し、第２半円部２７４についての説明を省略する。また、第２半円部３７４に関しても同様の理由で、第１半円部３７３について説明し、第２半円部３７４についての説明を省略する。

また、図９（ｂ）及び図９（ｄ）では、エンドミルＥの回転軸の軌跡を断片的に抽出し破線で表している。よって、図９（ｂ）及び図９（ｄ）では、軌跡が断続的に示されているが、実際には連続している。

第１半円部２７３及び第１半円部３７３は、それぞれ図９（ａ）及び図９（ｃ）に示すように、第１半円部２７３及び第１半円部３７３の径方向の寸法値である溝幅が拡大縮小された形状として構成されている。これら第１半円部２７３及び第１半円部３７３の形状は、溝幅が一定の第１半円部７３（図６参照）の形状に比べて血液と試薬の混合の度合いを高めることができる。

しかしながら、上述したように、従来のように、テーブル１０２（図１（ａ）参照）を往復移動させることで、第１半円部２７３及び第１半円部３７３を加工するとフライス盤１００（図１（ａ）参照）に振動が生じるので、加工精度の確保が困難であった。

これに対して、本実施の形態では、エンドミルＥに円運動をさせて混合流路の加工を行うことができるので、第１半円部２７３及び第１半円部３７３のような複雑な形状であっても、上述したように、テーブル１０２（図１（ａ）参照）等の振動の影響を受けること無く精度よく加工することができる。特に、円運動しながら加工するので、第１半円部２７３及び第１半円部３７３の対向する側壁を交互に加工することになり、第１半円部２７３及び第１半円部３７３の一方の側壁をすべて加工したあとに一方に対向する他方の側壁を加工する場合と比べて、対向する側壁間の寸法の精度を確保することができる。

次いで、図１０を参照してエンドミルＥの制御方法について説明する。図１０（ａ）は、エンドミルＥによって一定幅の溝Ｋ１が加工された直後のワークＷの上面模式図であり、図１０（ｂ）は、エンドミルＥによって一定幅の溝Ｋ１が加工され所定時間放置された後のワークＷの上面模式図であり、図１０（ｃ）は、エンドミルＥによって加工方向に向かうほど幅が広くなる溝Ｋ２が加工された直後のワークＷの上面模式図である。なお、理解を容易とするための、ワークＷの形状変化（図１０上下方向寸法変化）を拡大して示している。

なお、図１０に示す矢印Ｘ、矢印Ｙ及び矢印Ｚは、フライス盤１００（図１参照）の左右方向、前後方向および上下方向を示すと共に矢印Ｘ，Ｙは、磁気軸受１（図２参照）のラジアル方向を示し、矢印Ｚは、磁気軸受１のアキシャル方向を示している。

エンドミルＥの回転軸の位置を固定した状態でテーブル１０２（図１（ａ）参照）を移動させることで溝Ｋ１を切削加工すると、ワークＷに温度分布（加工終了側ほど高温）が生じ、例えば、図１０（ａ）に示すように、加工開始側（図１０（ａ）左側）のワークＷよりも、加工終了側（図１０（ａ）右側）の膨張量が大きくなる。

また、ワークＷがアルミニウムにて構成されエンドミルＥが超硬合金や高速度工具鋼などで構成されている場合には、ワークＷがエンドミルＥよりも膨張係数が大きく、膨張する量が大きいので、ワークＷがエンドミルＥよりも大きく膨張される。

そのため、ワークＷにエンドミルＥの直径と同じ溝Ｋ１を加工した場合には、加工直後は、溝Ｋ１の加工終了側（図１０（ａ）右側）の幅ｗ２が溝Ｋ１の加工開始側（図１０（ａ）左側）の幅ｗ１よりも大きくなる（ｗ１＜ｗ２）。しかしながら、加工後に所定の時間放置することでワークＷの温度が均一な温度となると、図１０（ｂ）に示すように、加工終了側（図１０（ｂ）右側）の幅ｗ４が加工開始側（図１０（ｂ）左側）の幅ｗ３よりも狭くなる（ｗ４＜ｗ３）。よって、エンドミルＥの直径と同じ寸法の溝を加工する場合に、溝の幅寸法の精度を確保できないという不具合が生じる。

ここで、上記した膨張分を見越した形状に溝Ｋ１を加工して、温度が均一となった状態で一定幅の溝とすることが考えられる。例えば、従来品では、ワークＷの膨張分だけ、テーブル１０２（図１（ａ）参照）を溝Ｋ１の幅方向（図１０上下方向）へ往復移動させて、その膨張分を削り取る。

しかしながら、この場合、上述したように、テーブル１０２を移動させるためのボールねじなどの機械要素間の隙間が広がったり詰まったりするので、フライス盤１００に振動が生じ、溝Ｋ１の幅方向の加工精度を確保することが困難となるという不具合がある。

また、上述したように、ワークＷが固定される部材であるテーブル１０２（図１（ａ）参照）は、ワークＷを保持するためのバイスやテーブル１０２を移動させるためのボールねじ機構が組み付けられ、また、ワークＷを載置するためにワークＷよりも大きさが大きいので質量が嵩み、移動方向を転換する際の時間あたりの慣性力の変化量が大きい。そのため、慣性力を変化させる際の反力によって振動が生じ、ワークＷの位置ずれが生じる。更に、エンドミルＥの先端が振動によって振れてしまう。その結果、溝Ｋ１の加工精度を確保することが困難となるという不具合がある。

これに対して本実施の形態におけるフライス盤１００（図１（ａ）参照）では、上述したように、Ｘ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８を伸縮させることで主軸２を移動させ、エンドミルＥをケース６（図２参照）に対して移動させるので、エンドミルＥがケース６に対して移動する際に変化する隙間がなく、衝撃力の発生を防止することができる。また、主軸２及びエンドミルＥは、テーブル１０２（図１（ａ）参照）に比べて軽量であるので、その分、慣性力を変化させるための反力を小さくすることができる。その結果、ワークＷの位置ずれを防止すると共にエンドミルＥの先端の振れを防止して、溝Ｋ１の加工精度を確保することができる。

このように、エンドミルＥを動かしてワークＷを精度よく加工することができるので、溝Ｋ２の幅方向（図１０（ｃ）上下方向）へエンドミルＥを往復させながら加工することができる。よって、ワークＷの膨張分を削り取ることができる。

例えば、図１０（ｃ）に示すように、エンドミルＥの回転中心を徐々に径の大きな円運動をさせることで、エンドミルＥの外形が描く軌跡の直径を幅ｗ５から幅ｗ６まで拡大することができる。この場合、幅ｗ６をワークＷの膨張分を見越した寸法値とすることで、加工後に所定の時間放置することでワークＷの温度が均一な温度となった状態において、溝Ｋ２の幅を一定の寸法値とすることができる。その結果、溝Ｋ２の幅寸法の加工精度を確保することができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記各実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量や寸法・角度など）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

上記実施の形態では、Ｘ圧電素子８４及びＹ圧電素子８８へ印加する電圧を調整することでエンドミルＥをケース６に対して移動させる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、更にＸ電磁石８２及びＹ電磁石８６に流す電流を調整することでエンドミルＥをケース６に対して移動させても良い。

この場合、目標位置を変位させると、Ｘ電磁石８２により発生される磁力（吸引力）が調整されて、主軸２の浮遊位置を調整することができる。よって、主軸２の浮遊位置が目標位置に追従される。

即ち、主軸２をケース６に対して移動させることができる。ここで、主軸２は、一対のＸ永久磁石８３の間に配設されているので、それら一対のＸ電磁石８２を結んだ方向（図３矢印Ｘ方向）においては、主軸２の動きが一対のＸ永久磁石８３によって規制される。よって、主軸２の移動可能な最大の距離は、Ｘ永久磁石８３の間の距離Ｌ（図３参照）からラジアルロータ８０の直径Ｄ（図３参照）を差し引いた距離となる。

また、上述したように、Ｙ電磁石８６は、Ｘ電磁石８２に対する配設位置がケース６の軸芯Ｔ６を中心として９０度異なる以外の構成が同一である。そのため、同様の理由で主軸２の動きが一対のＹ永久磁石８７によって規制されるので、一対のＹ永久磁石８７の間の距離からラジアルロータ８０の直径Ｄ（図３参照）を差し引いた距離となる。

よって、Ｘ電磁石８２及びＹ電磁石８６から発生される磁力を調整することで、主軸２の浮遊位置を制御して、一対のＸ永久磁石８３の間および一対のＹ永久磁石８７の間であれば、主軸２のラジアル方向への移動を制御することができる。

そのため、Ｘ電磁石８２及びＹ電磁石８６により、主軸２をケース６に対して移動させる分、主軸２のケース６に対する変位を大きくすることができる。その結果、エンドミルＥでの加工範囲を拡大することができる。

上記実施の形態では、一方および他方のＸ圧電素子８４に所定の電圧を印加し、その状態を図３（ａ）に示す基準状態とすると共に、一方のＸ圧電素子８４の電圧を基準電圧から増加または減少させ、他方のＸ圧電素子８４の電圧を基準電圧から減少または増加させる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の駆動方法を採用しても良い。

例えば、一方および他方のＸ圧電素子８４への印加を行わずに、その状態を図３（ａ）に示す基準状態して、一方および他方のＸ圧電素子８４へ正負逆の電圧を印加するようにしても良い。なお、Ｙ圧電素子８８についても同様である。

上記実施の形態では、図８（ｂ）に示すように、エンドミルＥの傾きを一定に保ったままアキシャル軸受９及びラジアル軸受８（図２参照）によりエンドミルＥをワークＷ下面側（図８（ｂ）Ｚ方向下側）へ移動させつつフライス盤１００（図１（ａ）参照）の前後方向（図８（ｂ）Ｙ方向）へ移動させて、溝の底面を溝幅方向（図８（ｂ）Ｙ方向）に傾斜した状態に加工する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく溝の延設方向であるフライス盤１００（図１（ａ）参照）の左右方向（図８（ｂ）矢印Ｘ方向）に底面を傾斜させて加工しても良い。

この場合、加工された溝に血液と試薬とを流した場合に、流れの方向、即ち、溝の延設方向（図８（ｂ）矢印Ｘ方向）に底面の深さが変化するので、溝の底面を延設方向に平坦とする場合に比べて血液と試薬の混合の度合いを高めることができる。

また、溝の延設方向に傾斜角度の異なる面を連ねて形成しても良い。この場合、溝の底面の深さの変化を大きくすることができるので、溝の底面を延設方向に傾斜させる場合に比べて血液と試薬の混合の度合いを高めることができる。

上記実施の形態では、主軸２をケース６に対して移動させるアクチュエータ（Ｘ圧電素子８４、Ｙ圧電素子８８、Ｚ圧電素子９４）を圧電素子にて構成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の駆動方法を採用しても良い。

例えば、アクチュエータ（Ｘ圧電素子８４、Ｙ圧電素子８８、Ｚ圧電素子９４）を磁界の変化によって伸縮される磁歪素子にて構成した場合には、磁歪素子に直接的に部品（電線）を接続することなく磁歪素子を伸縮させることができる。よって、磁気軸受１の軽量化を図り、その重量分、フライス盤１００の軽量化を図ることができる。

また、例えば、アクチュエータ（Ｘ圧電素子８４、Ｙ圧電素子８８、Ｚ圧電素子９４）をリニヤモータや、ボイスコイルモータにて構成しても良い。これらリニヤモータや、ボイスコイルモータは、磁界を発生させる一対の磁力部材を備え、それら一対の磁力部材は、少なくとも一方の磁力部材が発生する磁界の強さを変化させることで、一対の磁力部材を互いに相対移動させるように構成されており、第１部材または第２部材をステータの磁石（Ｘ永久磁石８３、Ｙ永久磁石８７、Ｚ永久磁石９３）に取り付け、第２部材または第１部材をケース６に取り付けることで、ステータをケース６に対して移動させることができる。

１００ フライス盤（工作機械）
１ 磁気軸受
２ 主軸（回転子）
６ ケース（固定子）
８ ラジアル軸受（磁気軸受の一部）
８０ ラジアルロータ（ロータの一部、ラジアルロータ）
８１ Ｘステータ（ステータの一部、ラジアルステータ）
８２ Ｘ電磁石（ステータの一部）
８３ Ｘ永久磁石（ステータの一部）
８４ Ｘ圧電素子（ラジアル圧電素子、リニヤアクチュエータ）
８５ Ｙステータ（ステータの一部、ラジアルステータ）
８６ Ｙ電磁石（ステータの一部）
８７ Ｙ永久磁石（ステータの一部）
８８ Ｙ圧電素子（ラジアル圧電素子、リニヤアクチュエータ）
９ アキシャル軸受（磁気軸受の一部）
９０ アキシャルロータ（ロータの一部、アキシャルロータ）
９１ Ｚステータ（ステータの一部、アキシャルステータ）
９２ Ｚ電磁石（ステータの一部）
９３ Ｚ永久磁石（ステータの一部）
９４ Ｚ圧電素子（アキシャル圧電素子、リニヤアクチュエータ）
Ｅ エンドミル（工具）

Claims (6)

1. 工作機械に取り付けられる固定子と、工具が取り付けられる回転子と、その回転子に取り付けられ磁性材料または金属材料から構成されるロータと、そのロータとの間に隙間を有し前記固定子に取り付けられると共に磁性材料から構成されるステータとを備え、前記ステータから前記ロータへ作用する磁力により前記回転子を前記固定子に対して回転可能な浮遊状態で保持する磁気軸受において、
   前記ステータを前記固定子に対して移動させるリニヤアクチュエータを備えていることを特徴とする磁気軸受。
2. 前記リニヤアクチュエータが前記ステータと前記固定子とを連結すると共に伸縮自在に構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気軸受。
3. 前記リニヤアクチュエータが電圧の印加によって伸縮される圧電素子にて構成されていることを特徴とする請求項２記載の磁気軸受。
4. 前記リニヤアクチュエータが磁界の変化によって伸縮される磁歪素子にて構成されていることを特徴とする請求項２記載の磁気軸受。
5. 前記リニヤアクチュエータが一対のラジアルアクチュエータを備え、
   前記ロータが前記回転子のラジアル方向に面した周面上に連続して形成されるラジアルロータを備え、
   前記ステータが前記回転子のラジアル方向で前記ラジアルロータを挟んで互いに対向して配設される一対のラジアルステータを備え、
   前記一対のラジアルアクチュエータが前記一対のラジアルステータと前記固定子との間にそれぞれ介在し、それら一対のラジアルアクチュエータの伸縮方向が互いに平行とされ、
   前記一対のラジアルアクチュエータの伸縮によって、前記一対のラジアルステータが前記固定子に対して移動されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の磁気軸受。
6. 前記リニヤアクチュエータが一対のアキシャルアクチュエータを備え、
   前記ロータが前記回転子からその回転子のラジアル方向に張り出しつつ連続して形成されるアキシャルロータを備え、
   前記ステータが前記回転子のアキシャル方向で前記アキシャルロータを挟んで互いに対向して配設される一対のアキシャルステータを備え、
   前記一対のアキシャルアクチュエータが前記一対のアキシャルステータと前記固定子との間にそれぞれ介在し、それら一対のアキシャルアクチュエータの伸縮方向が互いに平行とされ、
   前記一対のアキシャルアクチュエータの伸縮によって、前記一対のアキシャルステータが前記固定子に対して移動されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の磁気軸受。

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