WO2013001969A1 - 静圧気体軸受スピンドル - Google Patents

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WO2013001969A1
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gas bearing
bearing
bearing spindle
static pressure
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Inventor
照悦 堀内
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Ntn株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work

Definitions

  • the present invention relates to a static pressure gas bearing spindle, and more particularly to a static pressure gas bearing spindle fixed to an installation surface.
  • Static pressure gas bearing spindles are used in precision processing equipment and precision inspection equipment.
  • a static pressure gas bearing spindle is used in a precision machining apparatus, it is desirable that a change in the position of a workpiece mounting surface (mounting surface) on which a workpiece (workpiece) is fixed is small in order to perform highly accurate machining.
  • Patent Document 1 proposes a spindle device that can suppress a change in the position of the mounting surface due to thermal expansion.
  • the housing is supported by the first support member and the second support member with respect to the floor surface.
  • the second support member on the side far from the mounting surface has a parallel elastic spring.
  • the second support member is deformed so that the position in the height direction is displaced by the parallel elastic spring, but the first support member is hardly deformed, so that the housing does not move parallel to the floor surface due to thermal expansion. . That is, since the housing is inclined with respect to the floor surface, the mounting surface is also inclined with respect to the floor surface.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a static pressure gas bearing spindle that can suppress a change in the position of the mounting surface.
  • the hydrostatic gas bearing spindle of the present invention is a hydrostatic gas bearing spindle fixed to an installation surface, and is supplied with a rotating shaft having a mounting surface on an end surface and a bearing gas for rotatably supporting the rotating shaft.
  • a housing that surrounds the outer peripheral surface of the rotating shaft across the bearing gap, and first and second fixing bases that are arranged apart from each other in the axial direction of the housing and fix the housing to the installation surface ing.
  • positioned in the position away from the 1st fixed base with respect to the attachment surface contains the linear guide mechanism which can guide linearly to an axial direction.
  • the second fixed base arranged at a position away from the first fixed base with respect to the mounting surface includes the linear guide mechanism capable of linearly guiding in the axial direction. Therefore, the displacement of the housing due to thermal expansion can be guided linearly in the axial direction.
  • a housing can be kept substantially parallel with respect to an installation surface by a 1st fixing stand and a 2nd fixing stand. . Therefore, the housing can move in parallel with respect to the installation surface. Thereby, it can suppress that an attachment surface inclines with respect to an installation surface.
  • the second fixing base is a fixing member fixed to the installation surface, and a support attached to the housing and movable relative to the fixing member by a linear guide mechanism. Member. Thereby, the displacement of the housing due to thermal expansion can be linearly guided in the axial direction.
  • the linear guide mechanism is a linear guide. For this reason, the displacement of the housing due to thermal expansion can be linearly guided in the axial direction by the linear guide.
  • the linear guide mechanism is constituted by a sliding bearing. For this reason, the displacement of the housing due to thermal expansion can be linearly guided in the axial direction by the sliding bearing.
  • the linear guide mechanism is preferably composed of a hydrostatic gas bearing slide. For this reason, the displacement of the housing due to thermal expansion can be linearly guided in the axial direction by the static pressure gas bearing slide.
  • the second fixed base is made of a material having a coefficient of thermal expansion of 8 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less. For this reason, the change of the position of the attachment surface resulting from the thermal expansion of the 2nd fixed base can be suppressed.
  • the second fixed base further includes a flow path inside, and the second fixed base is configured to be cooled by flowing a gas through the flow path. . For this reason, the change of the position of the attachment surface resulting from the thermal expansion of the 2nd fixed stand can be suppressed by being cooled with gas.
  • the second fixed base further includes a flow path inside, and the second fixed base is configured to be cooled by flowing a liquid through the flow path. . For this reason, the change of the position of the attachment surface resulting from the thermal expansion of the second fixing base can be suppressed by cooling with the liquid.
  • the second fixed base further includes a cooling fin. For this reason, it is possible to suppress a change in the position of the mounting surface due to the thermal expansion of the second fixed base by being cooled by the cooling fins.
  • the change in the position of the mounting surface can be suppressed.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line III-III in FIG. 1. It is a schematic front view which shows operation
  • the hydrostatic gas bearing spindle of the present embodiment is a hydrostatic gas bearing spindle fixed to the installation surface PS.
  • the hydrostatic gas bearing spindle mainly has a rotating shaft 1, a housing 2, a first fixed base 3, and a second fixed base 4.
  • Rotating shaft 1 has a mounting surface 1a to which a workpiece can be mounted on the end surface.
  • the housing 2 surrounds the outer peripheral surface of the rotating shaft 1 with a bearing gap (see FIG. 3) to which a bearing gas for rotatably supporting the rotating shaft 1 is supplied.
  • the first fixing base 3 and the second fixing base 4 are arranged apart from each other in the axis AX direction of the housing 2.
  • the first fixing base 3 and the second fixing base 4 are each fixed to the housing 2 with fixing bolts 6a.
  • the first fixing base 3 and the second fixing base 4 are also fixed to the installation surface PS by installation bolts 6b.
  • the first fixing base 3 and the second fixing base 4 are for fixing the housing 2 to the installation surface PS.
  • the second fixing base 4 is arranged at a position away from the first fixing base 3 with respect to the mounting surface 1a.
  • the second fixed base 4 has a linear guide mechanism 5 capable of linearly guiding in the axis AX direction of the housing 2.
  • the second fixing base 4 has a fixing member 41 and a support member 42.
  • the fixing member 41 is fixed to the installation surface PS.
  • the support member 42 is attached to the housing 2. The support member 42 can be moved relative to the fixed member 41 by the linear guide mechanism 5.
  • the linear guide mechanism 5 may be a mechanism capable of linearly guiding in the axis AX direction of the housing 2.
  • the linear guide mechanism 5 may be configured by a linear guide 51.
  • the linear guide 51 includes a slider 51a, bearing balls 51b, and rails 51c.
  • a bearing ball 51b is shown for convenience of explanation.
  • the slider 51a is configured to be slidable with the rail 51c via a bearing ball 51b.
  • the bearing ball 51b is rotatably held by the groove of the slider 51a and the groove of the rail 51c.
  • the rail 51c is configured to extend in the axis AX direction of the housing 2.
  • the slider 51a When the slider 51a slides along the rail 51c via the bearing ball 51b, the slider 51a can move linearly in the axis AX direction along the rail 51c. Since the slider 51a is connected to the support member 42 and the rail 51c is connected to the fixed member 41, the fixed member 41 and the support member 42 are relatively movable by the linear guide 51, and the direction of the axis AX It is possible to move linearly.
  • FIG. 3 some components such as the rotating shaft are not shown in a cross-sectional view, but are shown in a plan view for easy viewing.
  • the rotating shaft 1 has a cylindrical shape.
  • the rotation shaft 1 is configured to be rotatable about a rotation center axis CR.
  • the rotation center axis CR is disposed so as to coincide with the axis AX of the housing 2.
  • the rotating shaft 1 mainly has a table 11, a shaft spacer 12, and a thrust plate 13.
  • the rotation center axes of the table 11, the shaft spacer 12, and the thrust plate 13 coincide with the rotation center axis CR of the rotation shaft 1.
  • the table 11 is provided at one end of the rotating shaft 1.
  • the end surface of the table 11 constitutes the end surface of the rotating shaft 1.
  • a disc-shaped thrust plate 13 is provided on the table 11 with a shaft spacer 12 interposed therebetween.
  • the housing 2 mainly includes a housing member 21, a bearing sleeve 22, a cooling jacket 23, and an encoder cover 24.
  • the housing member 21 surrounds the outer periphery of the bearing sleeve 22 and holds the bearing sleeve 22.
  • the housing member 21 includes a first housing member 21a disposed on the table 11 side, and a second housing member 21b disposed with the ring housing member 21c interposed between the first housing member 21a and the first housing member 21a.
  • the bearing sleeve 22 surrounds the outer peripheral surface of the rotary shaft 1 with a bearing gap 10 to which a bearing gas for supporting the rotary shaft 1 rotatably is supplied.
  • the bearing sleeve 22 is formed to face the surface (upper surface) on the table 11 side of the thrust plate 13 and the surface (lower surface) opposite to the table 11 with a bearing gap 10 therebetween.
  • the bearing sleeve 22 includes a first bearing sleeve 22a held by the first housing member 21a and a second bearing sleeve 22b held by the second housing member 21b.
  • the bearing sleeve 22 is provided with a nozzle 22c for supplying bearing gas to the bearing gap 10.
  • the nozzle 22 c is provided so that bearing gas can be supplied to the bearing gap 10 between each of the upper and lower surfaces of the thrust plate 13 and the bearing sleeve 22.
  • the nozzle 22c is connected to the bearing gas supply passage 31.
  • the bearing gas supply passage 31 is connected to a bearing gas supply unit (not shown).
  • the bearing gas is supplied through the bearing gas supply passage 31.
  • a pump may be applied as the bearing gas supply unit.
  • the housing member 21 and the bearing sleeve 22 are formed with a bearing gas discharge path 32 that connects the bearing gap 10 and the outside of the housing 2. The bearing gas is discharged through the bearing gas discharge path 32.
  • the bearing gas supplied from the bearing gas supply passage 31 is supplied from the nozzle 22 c to the bearing gap 10, so that the inner peripheral surface of the bearing sleeve 22 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 1 have the diameter of the rotary shaft 1. It functions as a journal bearing (hydrostatic gas bearing for journal) 101 supported in the direction (radial direction).
  • the bearing gas supplied from the bearing gas supply passage 31 is supplied to the bearing gap 10 from the nozzle 22c, so that the end surface of the bearing sleeve 22 and each of the upper surface and the lower surface of the thrust plate 13 are rotated. It functions as a thrust bearing (static pressure gas bearing for thrust) 102 that supports 1 in the axial direction (axial direction).
  • a rotor 7 a connected so as to surround the outer peripheral surface of the rotating shaft 1 is disposed on the part of the rotating shaft 11 opposite to the table 11.
  • a stator 7b is disposed so as to face the outer peripheral surface of the rotor 7a.
  • the rotor 7a and the stator 7b constitute a motor 7 that rotationally drives the rotary shaft 1 around the rotation center axis CR.
  • a driving force in the rotational direction is generated by the electromagnetic force between the rotor 7a and the stator 7b, and the rotation shaft 1 rotates around the rotation center axis CR.
  • the motor 7 is covered with a motor cover 8.
  • a cooling jacket 23 is provided so as to surround the housing member 21 and the motor cover 8.
  • the cooling jacket 23 has a refrigerant supply port 33, a refrigerant flow path 34, and a refrigerant discharge port 35.
  • the coolant or the cooling gas as the refrigerant supplied from the refrigerant supply port 33 is discharged from the refrigerant discharge port 35 through the refrigerant flow path 34.
  • the entire static pressure gas bearing spindle is cooled by the flow of the refrigerant. As a result, the temperature of the static pressure gas bearing spindle can be stabilized. Moreover, the thermal expansion of the static pressure gas bearing spindle can be suppressed.
  • the refrigerant flow path 34 is composed of a spirally processed groove or a plurality of annular grooves. For this reason, the cooling liquid or gas (refrigerant) reaches the entire refrigerant flow path 34 by supplying the refrigerant from one refrigerant supply port 33.
  • the coolant channel 34 is an annular groove
  • adjacent annular grooves may be connected by a groove formed in a direction perpendicular to the annular groove.
  • the groove may be a single groove or a plurality of grooves.
  • an encoder 9 is attached to the tip of the rotating shaft 11 on the opposite side to the table 11.
  • An encoder cover 24 is provided so as to cover the encoder 9.
  • the operation of the static pressure gas bearing spindle of the present embodiment will be described.
  • the entire length of the housing 2 is increased. It deforms as follows. As a result, the housing 2 is displaced in the direction of the axis AX.
  • the linear guide mechanism 5 moves in the direction of the axis AX and in the direction of the arrow X1 in accordance with the displacement of the housing caused by thermal expansion.
  • linear guide mechanism 5 Although the case where a linear guide is used as the linear guide mechanism 5 has been described above, a plain bearing may be used as the linear guide mechanism 5.
  • the linear guide mechanism 5 is configured by a slide bearing 52.
  • the slide bearing 52 includes a shaft member 52a, a bearing member 52b, and a lubricant 52c.
  • the shaft member 52a has a tapered shape such that the area of the side surface decreases toward the bearing member 52b side.
  • the bearing member 52b is configured to receive the tapered shape of the shaft member 52a.
  • the bearing surface of the bearing member 52 b is configured to extend in the direction of the axis AX of the housing 2.
  • a lubricant 52c is disposed between the shaft member 52a and the bearing member 52b.
  • the shaft member 52a and the bearing member 52b relatively slide through the lubricant 52c, so that the shaft member 52a can move linearly along the bearing member 52b in the axis AX direction. Since the shaft member 52a is connected to the support member 42 and the bearing member 52b is connected to the fixed member 41, the fixed member 41 and the support member 42 are relatively movable by the sliding bearing 52, and the axis line It can move linearly in the AX direction.
  • oil lubrication As a method of the sliding bearing 52, oil lubrication, a paint having lubricity such as a deflick coat, or a treatment having lubricity such as a Teflon (registered trademark) coat can be applied.
  • a paint having lubricity such as a deflick coat
  • a treatment having lubricity such as a Teflon (registered trademark) coat
  • the shape of the sliding bearing 52 is not limited to the shape of the first modification.
  • the shape of the sliding bearing 52 is different from the shape of the first modification.
  • the shaft member 52a and the bearing member 52b of the sliding bearing 52 are formed in a rectangular shape.
  • the convex shape of the shaft member 52a is received in the concave shape of the bearing member 52b.
  • the shaft member 52a and the bearing member 52b relatively slide through the lubricant 52c, so that the shaft member 52a is a bearing. It can move linearly in the axis AX direction along the member 52b.
  • the linear guide mechanism 5 is configured by a hydrostatic gas bearing slide 53.
  • the static pressure gas bearing slide 53 has a stage portion 53a and a guide portion 53b.
  • the stage portion 53a is configured to surround the outer peripheral surface of the guide portion 53b with a gap in a direction intersecting with the direction in which the guide portion 53b extends.
  • a bearing gas is supplied to a gap between the stage portion 53a and the guide portion 53b from a bearing gas supply device (not shown).
  • the stage portion 53a and the guide portion 53b are supported in a non-contact state by the bearing gas.
  • the guide portion 53 b is configured to extend in the axis AX direction of the housing 2.
  • the stage portion 53a linearly moves in the direction of the axis AX along the guide portion 53b by sliding along the guide portion 53b while being supported on the guide portion 53b in a non-contact state by the bearing gas. Can do. Since the stage portion 53 a is connected to the support member 42 and the guide portion 53 b is connected to the fixed member 41, the fixed member 41 and the support member 42 are relatively movable by the static pressure gas bearing slide 53. And linearly movable in the direction of the axis AX.
  • the static pressure gas bearing spindle of the comparative example of the present embodiment is mainly different from the static pressure gas bearing spindle of the present embodiment in that it does not have a linear guide mechanism. Is different.
  • the housing 2 is fixed to each of the first fixing base 3 and the second fixing base 4 fixed to the installation surface PS with the installation bolt 6b, with the fixing bolt 6a.
  • the housing 2 when the temperature of the housing 2 rises due to the temperature change of the environment or the heat generated by the rotation of the rotary shaft 1 of the hydrostatic gas bearing spindle, the housing 2 is deformed so that the entire length becomes longer due to thermal expansion. To do. That is, the housing 2 is deformed so as to extend in the axis AX direction and in the X1 direction and the X2 direction in the drawing. As a result, the mounting surface 1a is displaced in the axis AX direction by a distance D1 in the X2 direction in the drawing.
  • the second fixed base arranged at a position away from the first fixed base with respect to the mounting surface is linearly guided in the axial direction. Since the possible linear guide mechanism is included, the displacement of the housing 2 due to thermal expansion can be linearly guided in the axial direction.
  • the housing 2 since it can suppress that the 2nd fixing stand 4 deform
  • the second fixing base 4 is attached to the fixing member 41 fixed to the installation surface PS, the housing 2, and fixed to the fixing member 41 by the linear guide mechanism 5. And a support member 42 relatively movable. Thereby, the displacement of the housing 2 due to thermal expansion can be linearly guided in the direction of the axis AX.
  • the linear guide mechanism 5 may be configured by the linear guide 51. Thereby, the displacement of the housing 2 due to thermal expansion can be linearly guided by the linear guide 51 in the direction of the axis AX.
  • the linear guide mechanism 5 may be configured by the slide bearing 52. Accordingly, the displacement of the housing 2 due to thermal expansion can be linearly guided by the sliding bearing 52 in the direction of the axis AX.
  • the linear guide mechanism 5 may be constituted by the static pressure gas bearing slide 53.
  • the displacement of the housing 2 due to thermal expansion can be linearly guided in the axis AX direction by the static pressure gas bearing slide 53.
  • the housing 2 when the temperature of the housing 2 rises due to the temperature change of the environment or the heat generated by the rotation of the rotary shaft 1 of the static pressure gas bearing spindle, the housing 2 is in the radial direction (in the direction of arrow Y1 in the figure). ) To become larger. In this case, the housing 2 is deformed in the radial direction around the axis AX of the housing 2. Therefore, when the housing 2 and the first fixed base 3 and the second fixed base 4 are fixed at the position of the axis AX, the first fixed base 3 and the second fixed base are deformed by the radial deformation of the housing 2. 4 is not displaced in the height direction. Therefore, it is desirable that the positions of the fixing bolts 6a of the first fixing base 3 and the second fixing base 4 be the same height as the axis AX, and practically, the height is as close as possible to the axis AX. Is preferred.
  • the structure in which the displacement due to thermal expansion is released in a direction that does not affect is described, but a structure that suppresses the displacement amount of thermal expansion itself can also be applied.
  • the components are made of a material (low thermal expansion material) having a low thermal expansion coefficient. More specifically, it is preferable that the first fixed base 3 and the second fixed base 4 are made of a material having a thermal expansion coefficient of 8 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less. In particular, it is preferable that the second fixing base 4 is made of a material having a thermal expansion coefficient of 8 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less. As a material having a thermal expansion coefficient of 8 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less, for example, invar, ceramic or the like can be applied.
  • first fixing base 3 and the second fixing base 4 may have a cooling mechanism.
  • the second fixing base 4 preferably has a cooling mechanism.
  • the second fixed base 4 of the modified example 1 of the hydrostatic gas bearing spindle of the present embodiment has a cooling mechanism that can be cooled by flowing a refrigerant therein.
  • the 2nd fixed stand 4 has the supply port 4a, the flow path 4b, and the discharge port 4c.
  • a supply port 4 a and a discharge port 4 c that open to the outside of the second fixing table 4 are arranged at both ends of a flow path 4 b provided inside the second fixing table 4.
  • the gas or liquid as the refrigerant supplied from the supply port 4a is discharged from the discharge port 4c through the flow path 4b.
  • the second fixing table 4 is cooled by flowing a gas or a liquid through the flow path 4b.
  • the cooling mechanism may be a cooling fin.
  • the second fixed base 4 of Modification 2 of the hydrostatic gas bearing spindle of the present embodiment has cooling fins 4 d on the outer peripheral surface.
  • the first fixed base 3 and the heat generated by the temperature change of the environment or the rotation of the rotary shaft 1 of the static pressure gas bearing spindle The second fixed base 4 is deformed due to thermal expansion.
  • the housing 2 When the first fixing base 3 and the second fixing base 4 are thermally expanded due to a temperature rise, the housing 2 is lifted upward (in the direction of arrow Y2 in the drawing) with respect to the installation surface PS due to the thermal expansion. As a result, even when the first fixing base 3 and the second fixing base 4 are fixed at the position of the axis AX of the housing 2, the housing 2 is displaced upward by a distance D2. Thereby, since the attachment surface 1a is also displaced upwards, the position of the attachment surface 1a changes.
  • the second fixing base 4 is made of a material having a thermal expansion coefficient of 8 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less, the second fixing base 4 The thermal expansion of the table 4 can be suppressed. Thereby, the change of the position of the attachment surface 1a resulting from the thermal expansion of the 2nd fixing stand 4 can be suppressed.
  • the second fixed base 4 is configured to be cooled by flowing a gas through the flow path 4b, so that it is cooled by the gas. Therefore, the change in the position of the mounting surface 1a due to the thermal expansion of the second fixing base can be suppressed.
  • the second fixed base 4 is configured to be cooled by flowing the liquid through the flow path 4b, and therefore is cooled by the liquid.
  • the change in the position of the mounting surface 1a due to the thermal expansion of the second fixed base 4 can be suppressed.
  • the second fixed base 4 since the second fixed base 4 further includes the cooling fins 4d, the second fixed base 4 is thermally expanded by being cooled by the cooling fins 4d. The change of the position of the mounting surface 1a resulting from can be suppressed.
  • a low thermal expansion material and a cooling mechanism may be used in combination. That is, the cooling mechanism may be made of a material having a thermal expansion coefficient of 8 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less. Thereby, more stable performance can be exhibited.
  • the present invention can be applied particularly advantageously to a hydrostatic gas bearing spindle fixed to an installation surface.

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Abstract

　静圧気体軸受スピンドルは、設置面（ＰＳ）に固定される静圧気体軸受スピンドルであって、端面に取付面（１ａ）を有する回転軸（１）と、回転軸（１）を回転可能に支持するための軸受用気体が供給される軸受隙間（１０）をはさんで、回転軸（１）の外周面を取り囲むハウジング（２）と、ハウジング（２）の軸線（ＡＸ）方向に互いに離れて配置され、ハウジング（２）を設置面（ＰＳ）に固定するための第１の固定台（３）および第２の固定台（４）とを備えている。取付面（１ａ）に対して第１の固定台（３）より離れた位置に配置された第２の固定台（４）が軸線（ＡＸ）方向に直線的に案内可能な直線案内機構（５）を含んでいる。これにより、取付面（１ａ）の位置の変化を抑制することができる静圧気体軸受スピンドルを得ることができる。

Description

静圧気体軸受スピンドル
　本発明は、静圧気体軸受スピンドルに関し、特に、設置面に固定される静圧気体軸受スピンドルに関するものである。
　静圧気体軸受スピンドルは、精密加工装置および精密検査装置などに用いられている。特に、静圧気体軸受スピンドルが精密加工装置に用いられる場合、高精度な加工を行うために、加工物（ワーク）を固定するワーク搭載面（取付面）の位置の変化が小さいことが望ましい。
　しかし、環境の温度変化または静圧気体軸受スピンドルの回転軸の回転に伴う発熱によって静圧気体軸受スピンドルの構成部品に熱膨張が発生する。これにより、取付面の位置が変化する。熱膨張による取付面の位置の変化を抑制可能なスピンドル装置が、たとえば、特開２００６－２６３８２４号公報（特許文献１）に提案されている。
　この公報に記載のスピンドル装置は、床面に対してハウジングが第１の支持部材および第２の支持部材で支持されている。取付面から遠い側の第２の支持部材は平行弾性ばねを有している。主軸の回転によってハウジングの温度が上昇した場合、ハウジングは熱膨張により全長が長くなるように変形する。この際、取付面に近い側の第１の支持部材はほとんど変形しない。他方、取付面に遠い側の第２の支持部材は、平行弾性ばねが変形することで変形する。このため、ハウジングの軸線方向に沿って取付面から第２の支持部材の方向に、取付面は主に変位する。
特開２００６－２６３８２４号公報
　しかしながら、上記公報に記載されたスピンドル装置では、第２の支持部材の平行弾性ばね自体がある程度の剛性を有しているため、熱膨張によるハウジングの変位の全てが取付面から第２の支持部材の方向に生じることはない。つまり、熱膨張による変位の一部は第１の支持部材から取付面の方向にも生じる。これにより、取付面の軸線方向の位置が変化する。
　また、平行弾性ばねが軸線方向に変形することによって、平行弾性ばねの高さ方向（軸線方向に交差する方向）の位置が変化する。これにより、取付面の高さ方向の位置が変化する。
　また、第２の支持部材は平行弾性ばねによって高さ方向の位置が変位するように変形するが、第１の支持部材はほとんど変形しないため、熱膨張によってハウジングは床面に対して平行移動しない。つまり、ハウジングが床面に対して傾くため取付面も床面に対して傾いてしまう。
　上述のように取付面の位置が変化すると、加工物の位置が変化するため高精度な加工を行うことが困難である。
　本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、取付面の位置の変化を抑制することができる静圧気体軸受スピンドルを提供することである。
　本発明の静圧気体軸受スピンドルは、設置面に固定される静圧気体軸受スピンドルであって、端面に取付面を有する回転軸と、回転軸を回転可能に支持するための軸受用気体が供給される軸受隙間をはさんで、回転軸の外周面を取り囲むハウジングと、ハウジングの軸線方向に互いに離れて配置され、ハウジングを設置面に固定するための第１および第２の固定台とを備えている。取付面に対して第１の固定台より離れた位置に配置された第２の固定台が軸線方向に直線的に案内可能な直線案内機構を含んでいる。
　本発明の静圧気体軸受スピンドルによれば、取付面に対して第１の固定台より離れた位置に配置された第２の固定台が軸線方向に直線的に案内可能な直線案内機構を含んでいるため、熱膨張によるハウジングの変位を軸線方向に直線的に案内することができる。
　このため、熱膨張で生じた軸線方向のハウジングの変位のほぼ全てを直線案内機構が第２の固定台側に移動することにより吸収することができる。これにより、軸線方向の取付面の位置の変化を抑制することができる。
　また、熱膨張によるハウジングの変位を軸線方向に直線的に案内することができるため、第２の固定台が高さ方向に変形することを抑制することができる。これにより、取付面の高さ方向の位置の変化を抑制することができる。
　また、第２の固定台が高さ方向に変形することを抑制することができるため、第１の固定台と第２の固定台とによってハウジングを設置面に対して略平行に保つことができる。そのため、ハウジングは設置面に対して平行移動することができる。これにより、取付面が設置面に対して傾くことを抑制することができる。
　上記の静圧気体軸受スピンドルにおいて好ましくは、第２の固定台は、設置面に固定される固定部材と、ハウジングに取り付けられ、かつ直線案内機構により固定部材に対して相対的に移動可能な支持部材とを有する。これにより、熱膨張によるハウジングの変位を軸線方向に直線的に案内することができる。
　上記の静圧気体軸受スピンドルにおいて好ましくは、直線案内機構がリニアガイドで構成されている。このため、リニアガイドで熱膨張によるハウジングの変位を軸線方向に直線的に案内することができる。
　上記の静圧気体軸受スピンドルにおいて好ましくは、直線案内機構が滑り軸受で構成されている。このため、滑り軸受で熱膨張によるハウジングの変位を軸線方向に直線的に案内することができる。
　上記の静圧気体軸受スピンドルにおいて好ましくは、直線案内機構が静圧気体軸受スライドで構成されている。このため、静圧気体軸受スライドで熱膨張によるハウジングの変位を軸線方向に直線的に案内することができる。
　上記の静圧気体軸受スピンドルにおいて好ましくは、第２の固定台が熱膨張係数８×１０-6／Ｋ以下の材質で構成されている。このため、第２の固定台の熱膨張に起因する取付面の位置の変化を抑制することができる。
　上記の静圧気体軸受スピンドルにおいて好ましくは、第２の固定台は、内部に流路をさらに備え、第２の固定台が流路に気体が流されることで冷却されるように構成されている。このため、気体で冷却されることによって第２の固定台の熱膨張に起因する取付面の位置の変化を抑制することができる。
　上記の静圧気体軸受スピンドルにおいて好ましくは、第２の固定台は、内部に流路をさらに備え、第２の固定台が流路に液体が流されることで冷却されるように構成されている。このため、液体で冷却されることによって第２の固定台の熱膨張に起因する取付面の位置の変化を抑制することができる。
　上記の静圧気体軸受スピンドルにおいて好ましくは、第２の固定台は、冷却フィンをさらに備えている。このため、冷却フィンで冷却されることによって第２の固定台の熱膨張に起因する取付面の位置の変化を抑制することができる。
　以上説明したように、本発明の静圧気体軸受スピンドルによれば、取付面の位置の変化を抑制することができる。
本発明の実施の形態１および２における静圧気体軸受スピンドルの概略正面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの概略側面図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う概略断面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの動作を示す概略正面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの変形例１の直線案内機構の近傍を示す概略部分正面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの変形例１の概略側面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの変形例１の第２の固定台を示す概略分解側面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの変形例２の第２の固定台を示す概略分解側面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの変形例３の直線案内機構の近傍を示す概略部分正面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの変形例３の概略側面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの比較例の概略正面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの比較例の概略側面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの比較例のハウジングが軸線方向に変形した状態を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態１における静圧気体軸受スピンドルの比較例のハウジングが径方向に変形した状態を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態２における静圧気体軸受スピンドルの変形例１の第２の固定台の概略部分断面図である。 本発明の実施の形態２における静圧気体軸受スピンドルの変形例２の第２の固定台の概略部分断面図である。 本発明の実施の形態２における静圧気体軸受スピンドルの比較例の第１および第２の固定台が設置面に対して上方向に変形した状態を示す概略側面図である。
　以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
　（実施の形態１）
　最初に本発明の実施の形態１の静圧気体軸受スピンドルの構成について説明する。
　図１および図２を参照して、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルは、設置面ＰＳに固定される静圧気体軸受スピンドルである。静圧気体軸受スピンドルは回転軸１と、ハウジング２と、第１の固定台３と、第２の固定台４とを主に有している。
　回転軸１は端面にワークを取付可能な取付面１ａを有している。ハウジング２は、回転軸１を回転可能に支持するための軸受用気体が供給される軸受隙間（図３参照）をはさんで、回転軸１の外周面を取り囲んでいる。
　第１の固定台３および第２の固定台４は、ハウジング２の軸線ＡＸ方向に互いに離れて配置されている。第１の固定台３および第２の固定台４はそれぞれ固定ボルト６ａでハウジング２に固定されている。また第１の固定台３および第２の固定台４はそれぞれ設置ボルト６ｂで設置面ＰＳにも固定されている。第１の固定台３および第２の固定台４は、ハウジング２を設置面ＰＳに固定するためのものである。
　第２の固定台４は、取付面１ａに対して第１の固定台３より離れた位置に配置されている。第２の固定台４は、ハウジング２の軸線ＡＸ方向に直線的に案内可能な直線案内機構５を有している。
　第２の固定台４は、固定部材４１と、支持部材４２とを有している。固定部材４１は、設置面ＰＳに固定される。支持部材４２はハウジング２に取り付けられている。支持部材４２は直線案内機構５により固定部材４１に対して相対的に移動可能である。
　直線案内機構５は、ハウジング２の軸線ＡＸ方向に直線的に案内可能な機構であればよい。直線案内機構５は、リニアガイド５１で構成されていてもよい。リニアガイド５１は、スライダ５１ａと、軸受用ボール５１ｂと、レール５１ｃとを有している。なお、図２では説明の便宜のため、軸受用ボール５１ｂが図示されている。スライダ５１ａは軸受用ボール５１ｂを介してレール５１ｃと摺動可能に構成されている。軸受用ボール５１ｂはスライダ５１ａの溝とレール５１ｃの溝とで転動自在に保持されている。レール５１ｃはハウジング２の軸線ＡＸ方向に伸びるように構成されている。
　スライダ５１ａが軸受用ボール５１ｂを介してレール５１ｃに沿って摺動することで、スライダ５１ａがレール５１ｃに沿って軸線ＡＸ方向に直線的に移動することができる。スライダ５１ａが支持部材４２に接続されており、レール５１ｃが固定部材４１に接続されているため、固定部材４１と支持部材４２とはリニアガイド５１によって相対的に移動可能であり、かつ軸線ＡＸ方向に直線的に移動可能である。
　続いて、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルの構成をさらに詳しく説明する。なお、図３では見やすくするため、回転軸などの一部の構成部品は断面図で図示されておらず、平面図で図示されている。
　図３を参照して、回転軸１は、円筒形状を有している。回転軸１は、回転中心軸ＣＲを中心として回転可能に構成されている。回転中心軸ＣＲはハウジング２の軸線ＡＸと一致するように配置されている。回転軸１は、テーブル１１と、軸スペーサ１２と、スラスト板１３とを主に有している。テーブル１１、軸スペーサ１２およびスラスト板１３のそれぞれの回転の中心軸は、回転軸１の回転中心軸ＣＲと一致している。テーブル１１は回転軸１の一方端に設けられている。テーブル１１の端面が回転軸１の端面を構成している。テーブル１１に対して軸スペーサ１２を挟んで円板状のスラスト板１３が設けられている。
　ハウジング２は、ハウジング部材２１と、軸受スリーブ２２と、冷却ジャケット２３と、エンコーダカバー２４とを主に有している。ハウジング部材２１は、軸受スリーブ２２の外周を取り囲んで、軸受スリーブ２２を保持している。ハウジング部材２１は、テーブル１１側に配置された第１ハウジング部材２１ａと、第１ハウジング部材２１ａに対してリングハウジング部材２１ｃを挟んで配置された第２ハウジング部材２１ｂとを有している。
　軸受スリーブ２２は、回転軸１を回転可能に支持するための軸受用気体が供給される軸受隙間１０をはさんで、回転軸１の外周面を取り囲んでいる。軸受スリーブ２２はスラスト板１３のテーブル１１側の面（上面）およびテーブル１１とは反対側の面（下面）の各々に対して軸受隙間１０を隔てて対向するように形成されている。軸受スリーブ２２は、第１ハウジング部材２１ａに保持された第１軸受スリーブ２２ａと、第２ハウジング部材２１ｂに保持された第２軸受スリーブ２２ｂとを有している。
　軸受スリーブ２２には、軸受用気体を軸受隙間１０に供給するノズル２２ｃが形成されている。ノズル２２ｃは、スラスト板１３の上面および下面の各々と軸受スリーブ２２との間の軸受隙間１０に軸受用気体を供給できるように設けられている。
　ノズル２２ｃは軸受用気体給気路３１に接続されている。軸受用気体給気路３１は、図示しない軸受用気体供給部に接続されている。軸受用気体給気路３１を通して軸受用気体が供給される。軸受用気体供給部としては、たとえばポンプが適用され得る。また、ハウジング部材２１および軸受スリーブ２２には、軸受隙間１０とハウジング２の外部とを接続する軸受用気体排出路３２が形成されている。軸受用気体排出路３２を通して軸受用気体が排出される。
　軸受用気体給気路３１から供給された軸受用気体がノズル２２ｃから軸受隙間１０に供給されることで、軸受スリーブ２２の内周面と回転軸１の外周面とは、回転軸１を径方向（ラジアル方向）に支持するジャーナル軸受（ジャーナル用の静圧気体軸受）１０１として機能する。
　また、軸受用気体給気路３１から供給された軸受用気体がノズル２２ｃから軸受隙間１０に供給されることで、軸受スリーブ２２の端面とスラスト板１３の上面および下面のそれぞれとは、回転軸１を軸方向（アキシアル方向）に支持するスラスト軸受（スラスト用の静圧気体軸受）１０２として機能する。
　また、回転軸１１のテーブル１１とは反対側の部分には、回転軸１の外周面を取り囲むように接続されたロータ７ａが配置されている。また、ロータ７ａの外周面に対向するようにステータ７ｂが配置されている。ロータ７ａおよびステータ７ｂは、回転軸１を回転中心軸ＣＲまわりに回転駆動するモータ７を構成している。ロータ７ａとステータ７ｂとの間の電磁力によって回転方向の駆動力が発生し、回転軸１が回転中心軸ＣＲまわりに回転する。モータ７は、モータカバー８で覆われている。
　ハウジング部材２１およびモータカバー８を取り囲むように冷却ジャケット２３が設けられている。冷却ジャケット２３は、冷媒供給口３３と、冷媒流路３４と、冷媒排出口３５とを有している。冷媒供給口３３より供給された冷媒としての冷却液または冷却気体が冷媒流路３４を通って冷媒排出口３５から排出される。この冷媒の流れにより静圧気体軸受スピンドル全体が冷却される。これにより静圧気体軸受スピンドルの温度の安定を図ることができる。また、静圧気体軸受スピンドルの熱膨張を抑制することができる。
　冷媒流路３４は螺旋状に加工された溝または複数の環状溝からなっている。このため、１箇所の冷媒供給口３３から冷媒を供給することにより冷却用の液体または気体（冷媒）が冷媒流路３４の全体に行きわたる。冷媒流路３４が環状溝の場合、隣接する環状溝同士が環状溝に対して直角方向に形成された溝により接続されていてもよい。そして、この溝は単数または複数の溝であってもよい。
　また、回転軸１１のテーブル１１とは反対側の先端にはエンコーダ９が取り付けられている。エンコーダ９を覆うようにエンコーダカバー２４が設けられている。
　上記構成によって、軸受用気体給気路３１から軸受用気体である圧縮空気が供給されると、軸受用気体はノズル２２ｃからジャーナル軸受部１０１およびスラスト軸受部１０２に流入する。そして、圧縮空気の給気圧力によって回転軸１の自重や外部負荷に釣り合う軸受反力が生じる。このため、回転軸１は非接触状態でハウジング２に支持されつつ回転中心軸ＣＲまわりに回転駆動する。
　次に、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルの動作について説明する。
　図４を参照して、環境の温度変化または静圧気体軸受スピンドルの回転軸１の回転に伴う発熱によって静圧気体軸受スピンドルの構成部品に熱膨張が発生した場合、ハウジング２は全長が長くなるように変形する。その結果、ハウジング２は軸線ＡＸ方向に変位する。本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルでは、熱膨張で生じたハウジングの変位にあわせて直線案内機構５が軸線ＡＸ方向であって図中矢印Ｘ１方向に移動する。そのため、熱膨張で生じた軸線ＡＸ方向のハウジングの変位のほぼ全てが直線案内機構５が図中矢印Ｘ１方向に移動することにより吸収される。そのため、取付面１ａの位置の変化は抑制される。
　上記では直線案内機構５としてリニアガイドが用いられている場合について説明したが、直線案内機構５として滑り軸受が用いられていてもよい。
　図５から図７を参照して、本実施の形態における静圧気体軸受スピンドルの変形例１では、直線案内機構５が滑り軸受５２で構成されている。滑り軸受５２は軸部材５２ａと、軸受部材５２ｂと、潤滑材５２ｃとを有している。軸部材５２ａは軸受部材５２ｂ側に向かって側面の面積が小さくなるようなテーパ形状を有している。軸受部材５２ｂは、軸部材５２ａのテーパ形状を受け入れ可能に構成されている。軸受部材５２ｂの軸受面はハウジング２の軸線ＡＸ方向に伸びるように構成されている。軸部材５２ａと軸受部材５２ｂとの間に潤滑材５２ｃが配置されている。
　軸部材５２ａと軸受部材５２ｂとが潤滑材５２ｃを介して相対的にすべり運動を行うことで、軸部材５２ａが軸線ＡＸ方向に軸受部材５２ｂに沿って直線的に移動することができる。軸部材５２ａが支持部材４２に接続されており、軸受部材５２ｂが固定部材４１に接続されているため、固定部材４１と支持部材４２とは滑り軸受５２によって相対的に移動可能であり、かつ軸線ＡＸ方向に直線的に移動可能である。
　滑り軸受５２の方式として、油潤滑、デフリックコート等の潤滑性を有する塗装、テフロン（登録商標）コート等の潤滑性を有する処理などが適用され得る。
　また、滑り軸受５２の形状は変形例１の形状に限定されない。本実施の形態における静圧気体軸受スピンドルの変形例２では、滑り軸受５２の形状が変形例１の形状と異なっている。図８を参照して、変形例２では、滑り軸受５２の軸部材５２ａと軸受部材５２ｂとが矩形状に形成されている。軸部材５２ａの凸形状が軸受部材５２ｂの凹形状に受け入れられる。軸部材５２ａの凸形状が軸受部材５２ｂの凹形状に受入れられた状態で、軸部材５２ａと軸受部材５２ｂとが潤滑材５２ｃを介して相対的にすべり運動を行うことで、軸部材５２ａが軸受部材５２ｂに沿って軸線ＡＸ方向に直線的に移動することができる。
　また、直線案内機構５として、静圧気体軸受スライドが用いられてもよい。
　図９および図１０を参照して、本実施の形態における静圧気体軸受スピンドルの変形例３では、直線案内機構５が静圧気体軸受スライド５３で構成されている。静圧気体軸受スライド５３は、ステージ部５３ａと、ガイド部５３ｂとを有している。ステージ部５３ａは、ガイド部５３ｂが伸びる方向と交差する方向にガイド部５３ｂの外周面を隙間を介して取り囲むように構成されている。ステージ部５３ａとガイド部５３ｂとの間の隙間には図示しない軸受気体供給装置から軸受気体が供給されるように構成されている。軸受気体によってステージ部５３ａとガイド部５３ｂとは非接触状態で支持される。ガイド部５３ｂはハウジング２の軸線ＡＸ方向に伸びるように構成されている。
　ステージ部５３ａがガイド部５３ｂに軸受気体によって非接触状態で支持されつつガイド部５３ｂに沿って摺動することで、ステージ部５３ａがガイド部５３ｂに沿って軸線ＡＸ方向に直線的に移動することができる。ステージ部５３ａが支持部材４２に接続されており、ガイド部５３ｂが固定部材４１に接続されているため、固定部材４１と支持部材４２とは静圧気体軸受スライド５３によって相対的に移動可能であり、かつ軸線ＡＸ方向に直線的に移動可能である。
　次に、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルの作用効果について比較例と比較して説明する。
　図１１および図１２を参照して、本実施の形態の比較例の静圧気体軸受スピンドルは、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルに対して、直線案内機構を有していない点で主に異なっている。比較例では、ハウジング２は、設置ボルト６ｂで設置面ＰＳに固定された第１の固定台３および第２の固定台４のそれぞれと固定ボルト６ａで固定されている。
　図１３を参照して、環境の温度変化または静圧気体軸受スピンドルの回転軸１の回転に伴う発熱によって、ハウジング２の温度が上昇した場合、ハウジング２は熱膨張により全長が長くなるように変形する。つまり、ハウジング２は軸線ＡＸ方向であって図中Ｘ１方向およびＸ２方向に広がるように変形する。この結果、取付面１ａの位置が軸線ＡＸ方向であって図中Ｘ２方向に距離Ｄ１だけ変位する。
　この際、設置面ＰＳの温度は室温のままであり上昇していないため、設置面ＰＳに接する第１の固定台３および第２の固定台４のそれぞれの下端では熱膨張が発生してない。そのため、設置面ＰＳに接する第１の固定台３および第２の固定台４のそれぞれの下端の間の距離は変わらない。他方、ハウジング２の熱膨張によって、固定ボルト６ａでハウジング２に固定された第１の固定台３および第２の固定台４のそれぞれの上端の間の距離は大きくなる。そのため、第１の固定台３および第２の固定台４はそれぞれハウジング２の熱膨張に伴って変形している。
　これに対して、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、取付面に対して第１の固定台より離れた位置に配置された第２の固定台が軸線方向に直線的に案内可能な直線案内機構を含んでいるため、熱膨張によるハウジング２の変位を軸線方向に直線的に案内することができる。
　このため、熱膨張で生じた軸線ＡＸ方向のハウジング２の変位のほぼ全てを直線案内機構５が第２の固定台４側（図中矢印Ｘ１方向）に移動することにより吸収することができる。これにより、軸線ＡＸ方向の取付面１ａの位置の変化を抑制することができる。
　また、熱膨張によるハウジングの変位を軸線ＡＸ方向に直線的に案内することができるため、第２の固定台４が高さ方向に変形することを抑制することができる。これにより、取付面１ａの高さ方向の位置の変化を抑制することができる。
　また、第２の固定台４が高さ方向に変形することを抑制することができるため、第１の固定台３と第２の固定台４とによってハウジング２を設置面ＰＳに対して略平行に保つことができる。そのため、ハウジング２は設置面ＰＳに対して平行移動することができる。これにより、取付面１ａが設置面ＰＳに対して傾くことを抑制することができる。
　上述のように取付面１ａの位置の変化を抑制することができるため、加工物の位置の変化を抑制することができる。これにより高精度な加工を行うことができる。
　また。本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、第２の固定台４は、設置面ＰＳに固定される固定部材４１と、ハウジング２に取り付けられ、かつ直線案内機構５により固定部材４１に対して相対的に移動可能な支持部材４２とを有する。これにより、熱膨張によるハウジング２の変位を軸線ＡＸ方向に直線的に案内することができる。
　また、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、直線案内機構５がリニアガイド５１で構成されていてもよい。これにより、リニアガイド５１で熱膨張によるハウジング２の変位を軸線ＡＸ方向に直線的に案内することができる。
　また、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、直線案内機構５が滑り軸受５２で構成されていてもよい。これにより、滑り軸受５２で熱膨張によるハウジング２の変位を軸線ＡＸ方向に直線的に案内することができる。
　また、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、直線案内機構５が静圧気体軸受スライド５３で構成されていていてもよい。これにより、静圧気体軸受スライド５３で熱膨張によるハウジング２の変位を軸線ＡＸ方向に直線的に案内することができる。
　なお、図１４を参照して、環境の温度変化または静圧気体軸受スピンドルの回転軸１の回転に伴う発熱によって、ハウジング２の温度が上昇した場合、ハウジング２は径方向（図中矢印Ｙ１方向）に大きくなるように変形する。この場合、ハウジング２の軸線ＡＸを中心に径方向にハウジング２は変形する。そのため、軸線ＡＸの位置でハウジング２と第１の固定台３および第２の固定台４とが固定されると、ハウジング２の径方向の変形によって第１の固定台３および第２の固定台４は高さ方向に変位しない。そのため、第１の固定台３および第２の固定台４の固定ボルト６ａの位置は、軸線ＡＸと同じ高さにすることが望ましく、現実的には軸線ＡＸと限りなく近い高さにすることが好ましい。
　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２は、特に説明しない限り、上述した実施の形態１の構成と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
　実施の形態１では熱膨張による変位を影響のない方向に逃がす構造を説明したが、あわせて熱膨張の変位量そのものを抑制する構造も適用することができる。
　再び図１を参照して、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルでは、構成部品の一部または全てが低い熱膨張係数を有する材料（低熱膨張材）で構成されている。より具体的には、第１の固定台３および第２の固定台４が熱膨張係数８×１０-6／Ｋ以下の材質で構成されていることが好ましい。特に、第２の固定台４が熱膨張係数８×１０-6／Ｋ以下の材質で構成されていることが好ましい。熱膨張係数８×１０-6／Ｋ以下の材質として、たとえばインバー、セラミックなどが適用され得る。
　また、第１の固定台３および第２の固定台４が冷却機構を有していてもよい。特に、第２の固定台４が冷却機構を有していることが好ましい。
　図１５を参照して、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルの変形例１の第２の固定台４は、冷媒を内部に流すことで冷却することができる冷却機構を有している。第２の固定台４は、供給口４ａと、流路４ｂと、排出口４ｃとを有している。第２の固定台４の内部に設けられた流路４ｂの両端に第２の固定台４の外部に開口する供給口４ａおよび排出口４ｃが配置されている。
　供給口４ａより供給された冷媒としての気体または液体が流路４ｂを通って排出口４ｃから排出される。流路４ｂに気体または液体が流されることで第２の固定台４が冷却される。
　また、冷却機構は冷却フィンであってもよい。図１６を参照して、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルの変形例２の第２の固定台４は、外周面に冷却フィン４ｄを有している。
　次に本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルの作用効果について、比較例と比較して説明する。
　図１７を参照して、本実施の形態の比較例の静圧気体軸受スピンドルでは、環境の温度変化または静圧気体軸受スピンドルの回転軸１の回転に伴う発熱によって、第１の固定台３および第２の固定台４が熱膨張のために変形している。
　第１の固定台３および第２の固定台４が温度上昇によって熱膨張した場合、熱膨張によって設置面ＰＳを基準に上方向（図中矢印Ｙ２方向）にハウジング２が持ち上げられる。その結果、第１の固定台３および第２の固定台４がハウジング２の軸線ＡＸの位置で固定されている場合でもハウジング２は上方に距離Ｄ２だけ変位する。これにより、取付面１ａも上方に変位するため、取付面１ａの位置が変化する。
　これに対して、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、第２の固定台４が熱膨張係数８×１０-6／Ｋ以下の材質で構成されているため、第２の固定台４の熱膨張を抑制することができる。これにより、第２の固定台４の熱膨張に起因する取付面１ａの位置の変化を抑制することができる。
　また、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、第２の固定台４が流路４ｂに気体が流されることで冷却されるように構成されているため、気体で冷却されることによって第２の固定台の熱膨張に起因する取付面１ａの位置の変化を抑制することができる。
　また、本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、第２の固定台４が流路４ｂに液体が流されることで冷却されるように構成されているため、液体で冷却されることによって第２の固定台４の熱膨張に起因する取付面１ａの位置の変化を抑制することができる。
　また。本実施の形態の静圧気体軸受スピンドルによれば、第２の固定台４は、冷却フィン４ｄをさらに備えているため、冷却フィン４ｄで冷却されることによって第２の固定台４の熱膨張に起因する取付面１ａの位置の変化を抑制することができる。
　なお、低熱膨張材と冷却機構とが併用されてもよい。つまり、熱膨張係数８×１０-6／Ｋ以下の材質で冷却機構が構成されてもよい。これにより、さらに安定した性能を発揮することができる。
　上記の各実施の形態は適宜組み合わせられ得る。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
　本発明は、設置面に固定される静圧気体軸受スピンドルに特に有利に適用され得る。
　１　回転軸、１ａ　取付面、２　ハウジング、３　第１の固定台、４　第２の固定台、４ａ　供給口、４ｂ　流路、４ｃ　排出口、４ｄ　冷却フィン、５　直線案内機構、６ａ　固定ボルト、６ｂ　設置ボルト、７　モータ、７ａ　ロータ、７ｂ　ステータ、８　モータカバー、９　エンコーダ、１０　軸受隙間、１１　テーブル、１２　軸スペーサ、１３　スラスト板、２１　ハウジング部材、２１ａ　第１ハウジング部材、２１ｂ　第２ハウジング部材、２１ｃ　リングハウジング部材、２２　軸受スリーブ、２２ａ　第１軸受スリーブ、２２ｂ　第２軸受スリーブ、２２ｃ　ノズル、２３　冷却ジャケット、２４　エンコーダカバー、３１　軸受用気体給気路、３２　軸受用気体排出路、３３　冷媒供給口、３４　冷媒流路、３５　冷媒排出口、４１　固定部材、４２　支持部材、５１　リニアガイド、５１ａ　スライダ、５１ｂ　軸受用ボール、５１ｃ　レール、５２　滑り軸受、５２ａ　軸部材、５２ｂ　軸受部材、５２ｃ　潤滑材、５３　静圧気体軸受スライド、５３ａ　ステージ部、５３ｂ　ガイド部、１０１　ジャーナル軸受部、１０２　スラスト軸受部、ＣＲ　回転中心軸、ＰＳ　設置面。

Claims (9)

  1. 　設置面（ＰＳ）に固定される静圧気体軸受スピンドルであって、
    　端面に取付面（１ａ）を有する回転軸（１）と、
    　前記回転軸（１）を回転可能に支持するための軸受用気体が供給される軸受隙間（１０）をはさんで、前記回転軸（１）の外周面を取り囲むハウジング（２）と、
    　前記ハウジング（２）の軸線（ＡＸ）方向に互いに離れて配置され、前記ハウジング（２）を前記設置面（ＰＳ）に固定するための第１および第２の固定台（３、４）とを備え、
    　前記取付面（１ａ）に対して前記第１の固定台（３）より離れた位置に配置された前記第２の固定台（４）が前記軸線（ＡＸ）方向に直線的に案内可能な直線案内機構（５）を含む、静圧気体軸受スピンドル。
  2. 　前記第２の固定台（４）は、
    　前記設置面（ＰＳ）に固定される固定部材（４１）と、
    　前記ハウジング（２）に取り付けられ、かつ前記直線案内機構（５）により前記固定部材（４１）に対して相対的に移動可能な支持部材（４２）とを有する、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
  3. 　前記直線案内機構（５）がリニアガイド（５１）で構成されている、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
  4. 　前記直線案内機構（５）が滑り軸受（５２）で構成されている、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
  5. 　前記直線案内機構（５）が静圧気体軸受スライド（５３）で構成されている、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
  6. 　前記第２の固定台（４）が熱膨張係数８×１０-6／Ｋ以下の材質で構成されている、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
  7. 　前記第２の固定台（４）は、内部に流路（４ｂ）をさらに備え、
    　前記第２の固定台（４）が前記流路（４ｂ）に気体が流されることで冷却されるように構成されている、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
  8. 　前記第２の固定台（４）は、内部に流路（４ｂ）をさらに備え、
    　前記第２の固定台（４）が前記流路（４ｂ）に液体が流されることで冷却されるように構成されている、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
  9. 　前記第２の固定台（４）は、冷却フィン（４ｄ）をさらに備えた、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
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