JPH09317769A - Main spindle device and method for adjusting balance of main spindle - Google Patents

Main spindle device and method for adjusting balance of main spindle

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JPH09317769A
JPH09317769A JP13390096A JP13390096A JPH09317769A JP H09317769 A JPH09317769 A JP H09317769A JP 13390096 A JP13390096 A JP 13390096A JP 13390096 A JP13390096 A JP 13390096A JP H09317769 A JPH09317769 A JP H09317769A
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Masaru Owada
優 大和田
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谷 利 一 大
Manabu Wakuta
学 和久田
Minoru Ota
田 稔 太
Katsutoshi Miyahara
原 克 敏 宮
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a precise adjustment against a minute unbalanced amount of a main spindle even in the case that the main spindle is rotated at a high speed. SOLUTION: The device is provided with a main spindle 10; a static pressure air bearing 3 and a static pressure oil bearing 4 for supporting the main spindle 10 in a radial direction; a displacement meter 7 for measuring a displacement of the main spindle 10; a rotation sensor 8 for detecting a rotating pulse of the main spindle 10; and a calculating section 9 for calculating an unbalanced amount and an angle of the main spindle 10 in response to a displacement of the main spindle 10 attained from the displacement meter 7 and a rotating pulse attained from the rotation sensor 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
TECHNICAL FIELD The present invention according to claims 1 to 11 of the present invention relates to a spindle device used as, for example, a polishing apparatus, and the invention according to claims 12 to 15 of the present invention is the above spindle device. The present invention relates to a spindle balance adjusting method used to adjust the balance of the spindle.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, as the above spindle device, for example, there is a polishing device shown in FIG.

【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。
As shown in FIG. 7, this polishing apparatus 101
Is a housing 102 and a grindstone T1 housed in the housing 102 and having one end (the end on the right side in the drawing) connected to a drive unit (not shown) and the other end (the end on the left side in the drawing) as a tool. Spindle 103 to which is attached, and spindle 103
Radial ball bearings 104, 104 supporting the small diameter portions 103a, 103a on both ends of the housing, an acceleration pickup 105 mounted on the other end of the housing 102, and the housing 1
The rotation detector 106 arranged so as to face the small diameter portion 103a located on one end side of the main shaft 103 on the outside of 02.
And acceleration pickup 105 and rotation detector 106
It is provided with a computing unit 107 connected to the.

【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。
In this polishing apparatus 101, the main shaft 103
In adjusting the balance of the main shaft 103, the unbalance amount of the main shaft 103 is calculated by the calculation unit 107 based on the vibration value detected by the acceleration pickup 105 when the main shaft 103 is rotated and the rotation pulse obtained from the rotation detector 106. The angle was calculated. Then, based on the calculation result, for example, by attaching a weight screw 108a to the peripheral portion of the balance adjusting disc 108 provided on the front surface of the grindstone T1 and performing weight adjustment, the balance of the spindle 103 may be adjusted. It was

【0005】[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。
However, in the above-described conventional polishing apparatus (spindle device) 101, the spindle 103 is supported by the radial ball bearings 104, 104 in a contact manner and detected by the acceleration pickup 105. Since the imbalance amount is obtained based on the vibration value, not only a minute imbalance amount cannot be measured but also the acceleration pickup 105 may erroneously detect vibration noise other than the pure vibration value. As a result, spindle 1
There is a problem that the higher the rotational speed of 03 becomes, the more difficult it becomes to perform precise adjustment, and it has been a conventional problem to solve this problem.

【0006】[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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems. Even when the main spindle is rotated at a high speed, precise adjustment is made for a minute amount of unbalance of the main spindle. It is an object of the present invention to provide a spindle device and a spindle balance adjusting method capable of performing the above.

【0007】[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。
A spindle device according to claim 1 of the present invention measures the displacement of a spindle, a gas bearing such as an air bearing which supports the spindle in a non-contact state in a radial direction, and the spindle. A displacement meter, a rotation detector that detects a rotation pulse of the spindle, and a calculation that calculates an unbalance amount and an angle of the spindle based on the displacement of the spindle obtained from the displacement meter and the rotation pulse obtained from the rotation detector. It is characterized in that it is provided with a section, and the structure of this spindle device is used as means for solving the conventional problems.

【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。
In the spindle device according to the second aspect of the present invention, the non-contact bearing for supporting the spindle in the non-contact state in the radial direction is provided with a bearing medium separate from the gas bearing, for example, as a hydraulic bearing or a magnetic bearing. In the main spindle device according to the third aspect of the present invention, the gas bearings are arranged on both end sides of the main spindle rather than the non-contact bearings.

【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。
Further, a spindle device according to a fourth aspect of the present invention is provided with a switching means for switching between a supporting state of the spindle by a gas bearing and a supporting state of the spindle by a non-contact bearing such as the hydraulic bearing or the magnetic bearing. In the main spindle device according to claim 5 of the present invention, the switching means is a switching valve provided between the gas bearing and its gas supply source and interlocking with the drive source of the non-contact bearing. In the spindle device according to a sixth aspect of the present invention, the switching means is an electromagnetic switching valve that makes the main shaft supported by the non-contact bearing when the power is supplied, and makes the main shaft supported by the gas bearing when the power is cut off.

【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。
Furthermore, a spindle device according to claim 7 of the present invention comprises a spindle, a fluid bearing such as an oil bearing for supporting the spindle in a non-contact state in a radial direction, and a displacement gauge for measuring the displacement of the spindle. A rotation detector that detects a rotation pulse of the spindle, and a computing unit that calculates an unbalance amount and an angle of the spindle based on the displacement of the spindle obtained from the displacement meter and the rotation pulse obtained from the rotation detector. A fluid supply source for supplying compressed gas to the fluid bearing, and a switching means for switching between liquid supply from the liquid supply source and gas supply from the gas supply source to the fluid bearing. The structure of this spindle device is used as a means for solving the conventional problems.

【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。
Furthermore, in the spindle device according to claim 8 of the present invention, the switching means is a check valve for preventing the liquid from flowing into the gas supply source, and the spindle device according to claim 9 of the present invention. In the above, the switching means is an electromagnetic switching valve which electrically connects the liquid supply source and the fluid bearing in the power supply state and electrically connects the gas supply source and the fluid bearing in the power supply cutoff state.

【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。
Furthermore, the spindle device according to claim 10 of the present invention has a structure in which a gas receiving portion such as a groove or a projection is provided in a portion of the spindle facing the bearing to which gas is supplied, and the invention is claimed. The spindle device according to No. 11 is configured such that a gas jet nozzle for jetting gas to the spindle is provided and a gas receiving portion such as a groove or a protrusion is provided at a portion of the spindle facing the gas jet nozzle.

【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。
On the other hand, in the spindle balance adjusting method according to a twelfth aspect of the present invention, when adjusting the balance of the spindle in the spindle device according to the first aspect, the spindle supported by the gas bearing is rotated to be displaced. The displacement and rotation pulse of the spindle are measured by a meter and a rotation detector, and based on the displacement of the spindle obtained from the displacement meter and the rotation pulse obtained from the rotation detector, the unbalance amount and the angle of the spindle are calculated by the calculation unit. Is calculated to adjust the balance of the spindle, and the configuration of the spindle balance adjusting method is used as means for solving the conventional problems.

【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。
Further, a spindle balance adjusting method according to a thirteenth aspect of the present invention, when adjusting the balance of the spindle in the spindle device according to any one of the second to sixth aspects, the gas bearing and the gas bearing are After the main shaft supported by the non-contact bearing provided separately with the bearing medium is supported only by the gas bearing, the main shaft is rotated, and the displacement and rotation pulse of the main shaft are measured by the displacement meter and the rotation detector. , Based on the displacement of the spindle obtained from the displacement meter and the rotation pulse obtained from the rotation detector, the calculation unit calculates the unbalance amount and angle of the spindle, and adjusts the balance of the spindle. The configuration of the spindle balance adjusting method is used as means for solving the problem.

【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。
Further, according to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a spindle balance adjusting method for adjusting the balance of a spindle in a spindle device according to any one of claims 7 to 9, wherein a gas is supplied from a gas supply source to a fluid bearing. Is supplied to support the spindle by gas pressure, the spindle is rotated, the displacement and rotation pulse of the spindle are measured by a displacement gauge and a rotation detector, and the displacement and rotation of the spindle obtained from the displacement gauge are measured. Based on the rotation pulse obtained from the detector, the calculation unit calculates the unbalance amount and angle of the spindle, and is characterized by adjusting the balance of the spindle. It is used as a means to solve the problem.

【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。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting the balance of a spindle according to the tenth or eleventh aspect, in which the balance of the spindle is adjusted by supporting the spindle with gas pressure. The main shaft is rotated by blowing gas against the gas receiving portion of the main shaft, the displacement and rotation pulse of the main shaft are measured by a displacement meter and a rotation detector, and the displacement and rotation detector of the main shaft obtained from the displacement meter are measured. Based on the obtained rotation pulse, the arithmetic unit calculates the unbalance amount and angle of the spindle to adjust the balance of the spindle, and the structure of this spindle balance adjusting method solves the conventional problems. It is used as a means to

【0017】[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。
In the spindle device according to the first aspect of the present invention, since the spindle is supported by the gas bearing in the non-contact state in the radial direction, the bearing rigidity is low and the displacement due to the imbalance of the spindle is small. growing.

【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。
Therefore, if the amount of displacement of the spindle detected by the displacement gauge when the spindle is rotated is input to the arithmetic unit together with the rotation pulse obtained from the rotation detector, a minute unbalance amount and phase precision of the spindle can be obtained. Therefore, accurate measurement of the spindle balance is performed.

【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。
In the spindle device according to claim 2 of the present invention,
For example, when the spindle device is a polishing device, during processing,
The main shaft is supported in the radial direction by both the gas bearing and another non-contact bearing.On the other hand, when the balance is adjusted when changing tools, the main shaft is supported only by the gas bearing. Since the bearing rigidity is reduced, the spindle is precisely adjusted in the same manner as in the spindle device according to the first aspect.

【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。
In the spindle device according to the third aspect of the present invention, the gas supplied to the gas bearing flows along the spindle to the non-contact bearing side and the end portion side of the spindle, so that the non-contact bearing is a liquid bearing. In this case, the liquid supplied to the liquid bearing is prevented from leaking to the outside of the spindle device and foreign matter outside the device from entering the inside of the spindle device.

【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。
In the spindle device according to claims 4 and 5 of the present invention, for example, when the spindle device is a polishing device, a switching means (in the spindle device according to claim 5, it is interlocked with the drive source of the non-contact bearing). The switching valve) supports the spindle in the radial direction only by the non-contact bearing during machining,
On the other hand, when adjusting the balance, such as when changing tools,
When the main shaft is supported only by the gas bearing, that is, in the main shaft device according to claim 6 of the present invention, the bearing rigidity becomes low during balance adjustment, and a large displacement can be obtained even with a minute imbalance. Therefore, precise balance adjustment of the spindle will be performed.

【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。
In the spindle device according to claim 7 of the present invention,
Since the switching means switches between the liquid supply from the liquid supply source and the gas supply from the gas supply source to the fluid bearing, it is not necessary to separately arrange the gas bearing and the fluid bearing in the axial direction, and thus the device In addition to downsizing, simplification, and cost reduction, the axial length is shortened, so that the shaft rigidity is also improved.

【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。
In the spindle device according to claim 8 of the present invention,
For example, when the spindle device is a polishing device, when the liquid is supplied from the liquid supply source to the fluid bearing at a pressure higher than the gas pressure from the gas supply source during processing, the spindle is supported by the hydraulic pressure. At this time, the check valve prevents the liquid from flowing into the gas supply source.

【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。
On the other hand, when the liquid supply from the liquid supply source is stopped at the time of balance adjustment at the time of exchanging the tool, the gas is supplied from the gas supply source to the fluid bearing instead of the liquid, and the main shaft is Since it is supported by gas pressure, precise balance adjustment of the spindle is performed, and thus, when liquid supply from the liquid supply source is stopped, gas is automatically supplied to the fluid bearing. Therefore, for example, seizure of the bearing and damage to the main shaft can be avoided during a power failure.

【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。
In the spindle device according to claim 9 of the present invention,
Since the liquid supply and the gas supply to the fluid bearing are switched by the electromagnetic switching valve, for example, at the time of power failure, the residual pressure of the gas supply source causes the fluid bearing (gas in addition to the gas in the fluid bearing, regardless of the pressure difference between the fluid and the gas). When a bearing is provided separately, gas is reliably supplied to this gas bearing, and the main shaft is supported by the gas pressure, so that seizure of the bearing and damage to the main shaft are avoided.

【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。
In the spindle device according to the tenth and eleventh aspects of the present invention, when the gas is injected into the gas receiving portion of the spindle when the balance of the spindle is adjusted at the time of exchanging a tool or the like, the spindle operates a driving portion such as a motor. The motor rotates without being driven, and as a result, a pure amount of imbalance of the main shaft that is not affected by vibration noise of the drive unit is measured.

【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。
On the other hand, in the spindle balance adjusting method according to claims 12 to 14 of the present invention, when the balance of the spindle in the spindle device according to claims 1 to 9 is adjusted, the spindle is supported by gas pressure. Since the bearing is rotated, the rigidity of the bearing is lowered. Therefore, the minute unbalance amount and the phase of the spindle are precisely measured, and the precise balance adjustment of the spindle is performed. According to the balance adjusting method, claims 10 and 1
When adjusting the balance of the main spindle in the main spindle device described in 1, the main spindle is rotated by blowing gas without activating the drive unit such as a motor, so that the main shaft is not affected by vibration noise of the drive unit. The imbalance amount is measured.

【0028】[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。
Since the spindle device according to the first aspect of the present invention has the above-mentioned configuration, it is possible to perform a precise measurement of the minute unbalance amount and phase of the spindle. Balance adjustment is possible, and moreover,
This has a very excellent effect that this adjustment work can be performed on the device.

【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。
Further, in the main spindle device according to the second aspect of the present invention, for example, when the main spindle device is a polishing device, at the time of machining, a gas bearing and a non-contact bearing provided with a bearing medium separate from the gas bearing are provided. When the main shaft is supported in the radial direction by both of them, while the main shaft is supported only by the gas bearing when the balance is adjusted at the time of exchanging the tool, the same effect as the main shaft device according to claim 1 can be obtained. In addition to the above, a very excellent effect that the bearing rigidity can be kept high at the time of processing is brought about.
When the non-contact bearing is a liquid bearing, it is very excellent in that it is possible to prevent leakage of the liquid supplied to the liquid bearing to the outside of the device and intrusion of foreign matter into the device. The effect is brought.

【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。
Further, in the spindle device according to claims 4 and 5 of the present invention, for example, when the spindle device is a polishing device, switching means (in the spindle device according to claim 5, a drive source for the non-contact bearing When machining, the main shaft is supported in the radial direction only by the non-contact bearing, while the main shaft is supported only by the gas bearing during balance adjustment when exchanging tools.
That is, the spindle device according to the sixth aspect of the present invention has a very excellent effect that the spindle rigidity can be precisely adjusted on the device while maintaining high bearing rigidity during machining. Be brought.

【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。
Furthermore, since the spindle device according to claim 7 of the present invention has the above-described structure, the same effect as that of the spindle device according to claim 2 can be obtained, and the device can be downsized and the structure can be simplified. Of the present invention, it is possible to improve the shaft rigidity, and in the spindle device according to claim 8 of the present invention, for example, when the spindle device is a polishing device, the spindle device according to claim 7 In addition to the same effect as the device, it is possible to prevent seizure of the bearing and damage to the main shaft when the liquid supply from the liquid supply source is stopped, for example, at the time of power failure. In addition to obtaining the same effect as the main shaft device according to Item 7, for example, at the time of power failure, regardless of the pressure difference between the liquid and the gas, the residual pressure of the gas supply source causes the hydrodynamic bearing (fluid shaft). If a separate gas bearing is provided, the gas can be reliably supplied to this gas bearing, and the main shaft can be supported by gas pressure, so it is possible to prevent seizure of the bearing and damage to the main shaft. It has a very excellent effect of being able to do.

【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。
Furthermore, claims 10 and 1 of the present invention
In the spindle device according to No. 1, the spindle can be rotated without operating the drive unit such as a motor when adjusting the balance of the spindle during tool replacement, etc., so that it is not affected by vibration noise of the drive unit. This has the great advantage of being able to measure the pure amount of unbalance of the spindle.

【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。
On the other hand, in the spindle balance adjusting method according to claims 12 to 14 of the present invention, when the balance of the spindle in the spindle device according to claims 1 to 9 is adjusted, the spindle is rotated while being supported by gas pressure. As a result, it is possible to perform a precise measurement of the minute unbalance amount and phase of the spindle, and as a result, a very excellent effect that the spindle can be precisely balanced can be obtained. In the spindle balance adjusting method according to Item 15, when adjusting the balance of the spindle in the spindle device according to Claims 10 and 11, the spindle is rotated by blowing gas without operating a drive unit such as a motor. It is possible to measure a pure unbalance amount of the spindle that is not affected by vibration noise of the drive part, and as a result, It results in a very excellent effect that it is possible to perform a layer precise balancing.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【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。
[First Embodiment] FIG. 1 shows an embodiment of a spindle device according to claims 1 and 2 of the present invention. In this embodiment, the spindle device according to the present invention is a polishing device. Indicates.

【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。
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus 1 includes a housing 2, a housing 2, and one end (the end on the right side in the drawing) of which is connected to a drive unit (not shown) and the other end. Located on both sides of the main shaft 10 to which a grindstone T as a tool is attached, and a large diameter part 11 provided at an intermediate portion of the main shaft 10, and small diameter parts 12, 1 of the main shaft 10
Hydrostatic air bearing (gas bearing) that supports 2 in the radial direction
3, 3 and a static pressure oil bearing which is located on both ends of the main shaft 10 with respect to the static pressure air bearings 3, 3 and supports the small diameter portions 12, 12 in a radial direction in a non-contact state (what is a static pressure air bearing? Non-contact bearings 4 and 4 with separate bearing medium, and air supply passage 3
an air source 5 for supplying compressed air to the static pressure air bearings 3, 3 via a, an oil feed pump 6 for sending oil under pressure to the static pressure oil bearings 4, 4 via an oil feed passage 4a, and a main shaft 10. A displacement gauge 7 mounted on the housing 2 so as to face the small-diameter portion 12 on the tool mounting side, a rotation detector 8 mounted on the housing 2 so as to face the small-diameter portion 12 on the drive portion side of the main shaft 10, and a displacement A calculation unit 9 electrically connected to the total 7 and the rotation detector 8 is provided.

【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。
In this polishing apparatus 1, at the time of polishing, compressed air is supplied from the air source 5 to the static pressure air bearings 3, 3 via the air supply passage 3a, and at the same time from the oil feed pump 6 via the oil feed passage 4a. By sending oil to the hydrostatic oil bearings 4 and 4 by
The main shaft 10 is supported by both the static pressure air bearings 3 and 3 and the static pressure oil bearings 4 and 4, and the bearing rigidity is maintained high during processing.

【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。
On the other hand, in this polishing apparatus 1, when adjusting the balance of the spindle 10 when replacing the grindstone T, the oil feed pump 6 is stopped and the spindle 10 is supported only by the air pressure of the static pressure air bearings 3, 3. By so doing, the bearing rigidity is lowered.

【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。
That is, when adjusting the balance of the main shaft 10, the main shaft 10 supported only by the air pressure is rotated, and at this time, the displacement amount of the main shaft 10 detected by the displacement gauge 7 is obtained from the rotation detector 8. When input to the calculation unit 9 together with the pulse, the minute unbalance amount and phase of the spindle 10 are precisely measured, and therefore the spindle 10 is precisely balanced based on the measurement result. For example, if the weight screw 13a is attached to the balance adjustment disk 13 provided on the front surface of the grindstone T, the balance adjustment work of the spindle 10 will be performed on the apparatus.

【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。
[Second Embodiment] FIG. 2 shows claims 1 to 3 of the present invention.
3 shows an example of a spindle device according to No. 3, and also in this embodiment, the case where the spindle device according to the present invention is a polishing device is shown.

【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。
As shown in FIG. 2, the polishing apparatus 21 according to this embodiment is different from the polishing apparatus 1 in the first embodiment in that the static pressure air bearings 3 and 3 and the static pressure oil bearings 4 and 4 are different. The positions of arrangement are changed to each other, that is, the static pressure air bearings 3,
3 is arranged on both end sides of the main shaft 10 with respect to the hydrostatic oil bearings 4 and 4, and other configurations are the same as those of the polishing apparatus 1 in the first embodiment.

【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。
In this polishing device 21, the spindle 10 is precisely adjusted in the same manner as in the polishing device 1, and in addition, both the static pressure air bearings 3 and 3 and the static pressure oil bearings 4 and 4 are used. At the time of polishing for supporting 10, the compressed air supplied to the static pressure air bearings 3, 3 flows along the main shaft 10 toward the static pressure oil bearings 4, 4 and both ends of the main shaft 10, so that the static pressure Both the leakage of the oil supplied to the oil bearings 4 and 4 to the outside of the device and the intrusion of foreign matter into the device are prevented.

【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。
[Third Embodiment] FIG. 3 shows claims 1 and 2 of the present invention.
An example of the spindle device relating to Nos. 2, 4 to 6 is shown, and also in this embodiment, the case where the spindle device according to the present invention is a polishing device is shown.

【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。
As partially shown in FIG. 3, in the polishing apparatus 31 according to this embodiment, the hydrostatic oil bearings 4, 4 are provided on the air supply passage 3a between the hydrostatic air bearings 3, 3 and the air source 5. 4 is provided with a switching valve 32 that is interlocked with the oil feed pump 6 as a drive source, and shuts off the compressed air supplied to the static pressure air bearings 3, 3 when the oil feed pump 6 is operating, and stops the oil feed pump 6. Occasionally, compressed air is supplied to the static pressure air bearings 3, 3, and the other structure is the same as that of the polishing apparatus 1 in the first embodiment.

【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。
That is, in the polishing apparatus 31, during the polishing process, the oil feed pump 6 is operated to shut off the supply of compressed air to the static pressure air bearings 3 and 3 and the static pressure oil bearings 4 and 4.
By supporting the main shaft 10 only by itself, the bearing rigidity is kept high, and during balance adjustment of the main shaft 10,
The oil feed pump 6 is stopped and compressed air is supplied to the static pressure air bearings 3,
3, the main shaft 10 is supported only by the hydrostatic air bearings 3 and 3 to reduce the bearing rigidity, whereby the main shaft 10 is precisely balanced.

【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。
[Fourth Embodiment] FIG. 4 shows claims 1 and 2 of the present invention.
An example of a spindle device according to Nos. 7 and 8 is shown, and also in this embodiment, a case where the spindle device according to the present invention is a polishing device is shown.

【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。
As shown in FIG. 4, the polishing apparatus 41 is
A housing 42 and one end (the end on the right side in the drawing) housed in the housing 41 are connected to a drive unit (not shown), and a grindstone T as a tool is attached to the other end (the end on the left side in the drawing). The main shaft 10 and the static pressure oil bearings (fluid bearings) 44, 44 for radially supporting the small diameter portions 12, 12 provided on both ends of the main shaft 10, and the static pressure oil bearing 44 via the oil feed passage 44a. An oil feed pump 46 that feeds oil under pressure, and an air source 4 that communicates with an oil feed passage 44a via an air supply passage 43a.
5 and a check valve 43 provided in the air supply passage 43a, and other configurations are the same as those of the polishing apparatus 1 according to the first embodiment.

【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。
In the spindle device 41, when the oil feed pump 46 is operated to supply oil to the hydrostatic oil bearings 44, 44 at a pressure higher than the air pressure from the air source 45 during polishing, the oil is compressed. Static pressure oil bearings 44, 4 that push air away
4, the main shaft 10 is hydraulically supported,
The bearing rigidity will be kept high during polishing.
At this time, the check valve 43 prevents the oil from flowing into the air source 45.

【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。
On the other hand, when the oil feed pump 46 is stopped during balance adjustment of the main shaft 10, the hydrostatic oil bearings 44,
Compressed air is supplied from the air source 45 instead of oil to 44, and the main shaft 10 is supported by gas pressure, so that precise balance adjustment of the main shaft 10 is performed.

【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。
As described above, in the spindle device 41, when the balance is adjusted, the hydrostatic oil bearing 44 functions as a hydrostatic air bearing, so that the hydrostatic air bearing and the hydrostatic oil bearing are arranged side by side in the axial direction. Compared with the above, the size and the simplification and the cost can be reduced, and the axial rigidity is improved by the reduction of the axial length. In addition, when the oil feed pump 46 is stopped, the static pressure is reduced. Since compressed air is automatically supplied to the oil bearing 44, seizure of the hydrostatic oil bearing 44 and damage to the main shaft 10 are avoided, for example, during a power failure.

【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。
[Fifth Embodiment] FIG. 5 shows claims 1 and 2 of the present invention.
An example of the spindle device relating to Nos. 7 and 9 is shown, and in this embodiment as well, the case where the spindle device according to the present invention is a polishing apparatus is shown.

【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。
As shown partially in FIG. 5, this polishing device 51 is different from the polishing device 41 in the fourth embodiment in that the static pressure is applied to the air supply passage 43a and the oil feed passage 44a via the electromagnetic switching valve 53. The oil is communicated with the oil bearing 44, and the oil is supplied to the hydrostatic oil bearing 44 by the operation of the electromagnetic switching valve 53 when the power is supplied, and the compressed air is stopped by stopping the oil feed pump 46 and the returning operation of the electromagnetic switching valve 53 when the power is cut off. Pressure oil bearing 44
The point is to supply to.

【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。
In this polishing apparatus 51, the oil feed pump 4
At the time of stop of 6, regardless of the pressure difference between hydraulic pressure and air pressure,
Compressed air is reliably supplied to the hydrostatic oil bearings 44, 44 by the residual pressure of the air source 45, and the main shaft 10 is supported by the air pressure. Therefore, for example, at the time of power failure, the polishing device 41 in the previous embodiment. Similarly, seizure of the hydrostatic oil bearing 44 and damage to the main shaft 10 are avoided.

【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。
[Sixth Embodiment] FIG. 6 shows claims 1 and 2 of the present invention.
An example of a spindle device according to Nos. 2 and 11 is shown, and also in this embodiment, the case where the spindle device according to the present invention is a polishing device is shown.

【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。
As shown in FIG. 6, the polishing apparatus 61 is
In the polishing apparatus 1 of the first embodiment, the main shaft 10 is provided between the static pressure air bearing 3 and the static pressure oil bearing 4 on the drive unit side (the right side in the drawing).
An air injection nozzle 3A for injecting compressed air to A is provided, and a plurality of grooves (gas receiving portions) 1 are provided in a portion of the main shaft 10A facing the air injection nozzle 3A of the small diameter portion 12A.
0a is arranged in a ring.

【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。
In this polishing apparatus 61, when the balance of the spindle 10A is adjusted when the tool is replaced, the spindle 1
When compressed air is injected into the groove 10a of 0A, the main shaft 10A rotates without operating the drive unit, so that the pure unbalance amount of the main shaft 10A that is not affected by the vibration noise of the drive unit is measured. The Rukoto.

【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。
In the above-mentioned embodiment, the case where the spindle device and the spindle balance adjusting method according to the present invention are applied to the polishing apparatus is shown, but the present invention is not limited to this.

【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。
Further, the detailed configurations of the spindle device and the spindle balance adjusting method according to the present invention are not limited to the above embodiments.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a first embodiment of a spindle device according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing a second embodiment of the spindle device according to the present invention.

【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。
FIG. 3 is a piping explanatory view showing a third embodiment of the spindle device according to the present invention.

【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。
FIG. 4 is an explanatory sectional view showing a fourth embodiment of a spindle device according to the present invention.

【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。
FIG. 5 is a piping explanatory view showing a fifth embodiment of the spindle device according to the present invention.

【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。
FIG. 6 is an explanatory sectional view showing a sixth embodiment of the spindle device according to the present invention.

【図7】従来の主軸装置を示す断面説明図である。FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view showing a conventional spindle device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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)
1, 21, 31, 41, 51, 61 Polishing device (spindle device) 3 Static pressure air bearing (gas bearing) 3A Air injection nozzle (gas injection nozzle) 4,44 Static pressure oil bearing (fluid bearing; gas bearing) Non-contact bearing with separate bearing medium) 7 Displacement meter 8 Rotation detector 9 Calculation part 10, 10A Main shaft 10a Groove (gas receiving part) 32 Switching valve (switching means) 43 Check valve (switching means) 53 Electromagnetic switching valve ( Switching means)

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yu Owada Nissan Motor Co., Ltd. (2) 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Nissan Motor Co., Ltd. (72) Toshikazu Otani 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Manabu Wakuda, Nissan Motor Co., Ltd., 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Minoru Ota 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture, Nissan Motor Co., Ltd. (72) Miya, Inventor Katsutoshi Hara 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A main shaft, a gas bearing that supports the main shaft in a radial direction in a non-contact state, a displacement meter that measures the displacement of the main shaft, a rotation detector that detects a rotation pulse of the main shaft, and the displacement meter. A spindle device, comprising: a calculation unit that calculates an unbalance amount and an angle of the spindle based on a displacement of the spindle obtained from the above and a rotation pulse obtained from a rotation detector.
【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。
2. The spindle device according to claim 1, wherein a non-contact bearing for supporting the spindle in a non-contact state in a radial direction is provided separately from the gas bearing as a bearing medium.
【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。
3. The spindle device according to claim 2, wherein the gas bearing is arranged on both end sides of the spindle with respect to the non-contact bearing.
【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。
4. A main shaft is supported by the gas bearing,
4. The spindle device according to claim 2, further comprising switching means for switching between a state where the spindle is supported by the non-contact bearing.
【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。
5. The spindle device according to claim 4, wherein the switching means is a switching valve which is provided between the gas bearing and the gas supply source thereof and which is interlocked with the drive source of the non-contact bearing.
【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。
6. The spindle device according to claim 4, wherein the switching means is an electromagnetic switching valve that makes the main shaft supported by the non-contact bearing when the power is supplied, and makes the main shaft supported by the gas bearing when the power is cut off. .
【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。
7. A spindle, a fluid bearing for supporting the spindle in a radial direction in a non-contact state, a displacement gauge for measuring the displacement of the spindle, a rotation detector for detecting a rotation pulse of the spindle, and the displacement gauge. And a gas supply source for supplying compressed gas to the fluid bearing, which is provided with an arithmetic unit for calculating an unbalance amount and an angle of the spindle based on a displacement of the spindle obtained from the rotation pulse and a rotation pulse obtained from a rotation detector. At the same time, a spindle device is provided, which is provided with a switching means for switching between liquid supply from a liquid supply source and gas supply from a gas supply source to the fluid bearing.
【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。
8. The spindle device according to claim 7, wherein the switching means is a check valve that prevents the liquid from flowing into the gas supply source.
【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。
9. The main shaft according to claim 7, wherein the switching means is an electromagnetic switching valve which electrically connects the liquid supply source and the fluid bearing when the power is supplied and electrically connects the gas supply source and the fluid bearing when the power is shut off. apparatus.
【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。
10. The spindle device according to claim 1, wherein a gas receiving portion is provided at a portion of the spindle facing the bearing to which the gas is supplied.
【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。
11. The spindle device according to claim 1, wherein a gas jet nozzle for jetting gas to the spindle is provided, and a gas receiving portion is provided at a portion of the spindle facing the gas jet nozzle. .
【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。
12. When adjusting the balance of the spindle in the spindle device according to claim 1, the spindle supported by a gas bearing is rotated, and the displacement and rotation pulse of the spindle are measured by a displacement gauge and a rotation detector. Then, based on the displacement of the spindle obtained from the displacement meter and the rotation pulse obtained from the rotation detector, the unbalance amount and the angle of the spindle are calculated by the calculation unit, and the balance of the spindle is adjusted. How to adjust the balance of the spindle.
【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。
13. When adjusting the balance of the spindle in the spindle device according to any one of claims 2 to 6,
A gas bearing and a main shaft supported by a non-contact bearing provided separately from the gas bearing are supported only by the gas bearing, and then the main shaft is rotated, and the main shaft is rotated by a displacement gauge and a rotation detector. Displacement and rotation pulse of
Based on the displacement of the spindle obtained from the displacement meter and the rotation pulse obtained from the rotation detector, the unbalance amount and the angle of the spindle are calculated by the arithmetic unit, and the balance of the spindle is adjusted. Balance adjustment method.
【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。
14. When adjusting the balance of the spindle in the spindle device according to claim 7,
After supplying gas from the gas supply source to the fluid bearing to support the main shaft by gas pressure, the main shaft is rotated, and the displacement and rotation pulse of the main shaft are measured by a displacement meter and a rotation detector, and the displacement meter. Based on the displacement of the spindle obtained from the above and the rotation pulse obtained from the rotation detector, the unbalance amount and the angle of the spindle are calculated by the arithmetic unit, and the balance of the spindle is adjusted. Method.
【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。
15. When adjusting the balance of the spindle in the spindle device according to claim 10 or 11, the spindle is supported by gas pressure, and then the spindle is rotated by blowing gas onto a gas receiving portion of the spindle. Then, the displacement and the rotation detector measure the displacement and rotation pulse of the main spindle, and based on the displacement of the main spindle obtained from the displacement gauge and the rotation pulse obtained from the rotation detector, the unbalance of the main spindle by the calculation unit. A method for adjusting the balance of a spindle, which comprises calculating a quantity and an angle to adjust the balance of the spindle.
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