JP2009281462A - 静圧気体軸受スピンドル - Google Patents

Abstract

【課題】従来のバランス修正手段では修正できない大きなアンバランスを容易に修正することができる、静圧気体軸受スピンドルを提供する。
【解決手段】この静圧気体軸受スピンドル１は、軸線Ｏ回りに回転する回転部２と、静圧気体ジャーナル軸受２１および静圧気体スラスト軸受２２ａ，２２ｂを介して回転部２を回転可能に支持する固定部１０と、回転部２に固定されたバランス修正用リング３１とを備える。バランス修正用リング３１は、複数のリング固定ねじ３２を用いて回転部２に固定されており、回転部２とともに軸線Ｏ回りの回転運動を行なう。バランス修正用リング３１は、リング固定ねじ３２の締め付け量を調整することにより径方向の固定位置を変更可能に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、静圧気体軸受スピンドルに関し、特に、回転部と、回転部を支持する固定部とを備え、回転部と固定部との間には、固定部に対して回転部を非接触に軸支する静圧気体軸受が形成された静圧気体軸受スピンドルに関する。

静圧気体軸受スピンドルでは、回転部と固定部との間の微小なすき間に加圧気体が供給されて形成される静圧気体軸受を介在させて、回転部が固定部に対して非接触の状態で支持される。そのため、軸受における摩擦損失が小さく、回転部が高速で回転する場合の発熱も少ない。また、精度の高い滑らかな回転運動が可能であり、正常な運転状態である限り、材料の疲労や摩耗が生じない。このような特徴を生かして、静圧気体軸受スピンドルは、高精度スピンドルや高速スピンドルとして広く使用されている。

静圧気体軸受スピンドルには、小型タイプから大型タイプまでさまざまなサイズのものがあり、特に小型の静圧気体軸受スピンドルについては高速運転されることが多い。高速で高精度な回転を可能とする静圧気体軸受スピンドルにおいて、アンバランスによる回転時の振動は回転精度を悪化させる主な原因である。光ディスクの検査装置やマスタリング装置などにおいて、アンバランスにより発生する振動は、静圧気体軸受スピンドル自体の回転精度を悪化させるばかりでなく、装置全体の精度悪化を招く原因のひとつになっている。回転軸にアンバランスがあった場合、回転速度が高いほどその影響が大きく現れることになる。

静圧気体軸受スピンドルを高精度に保った状態で高速回転させるためには、バランス修正が必要になる。従来、バランス計測装置により回転軸のアンバランス位置とアンバランス量とを確定し、バランス修正用重りを付加する、またはアンバランス部を削り取るなどの方法によりバランス修正を行なう、バランス修正方法が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。

図６は、従来のバランス修正手段を備えた静圧気体軸受スピンドルの構成を示す断面模式図である。図６に示すように、静圧気体軸受スピンドル１０１は、軸線Ｏ回りに回転する回転部１０２を備える。回転部１０２は、円柱形状の軸部１０３と、軸部１０３の一方の端部に接合され軸部１０３よりも直径が大きい円板形状のスラスト板１０４と、スラスト板１０４に対し軸部１０３と軸線Ｏ方向の反対側に形成された円柱形状の小径軸部１０５と、軸部１０３の他方の端部に接合されテーブル面１０７に被加工物や工具を固定するテーブル１０６とを含む。

静圧気体軸受スピンドル１０１は、回転部１０２を回転可能に支持する固定部１１０を備える。固定部１１０は、ハウジング１１１、軸受スリーブ１１２，１１３およびスペーサ１１４を含む。軸部１０３の外周面は、軸受スリーブ１１２によって取り囲まれている。軸受スリーブ１１２，１１３はハウジング１１１によって取り囲まれており、スラスト板１０４の外周側にスペーサ１１４が設けられている。

軸部１０３の外周面と軸受スリーブ１１２の内周面との間には、回転部１０２を少なくとも径方向に支持する、静圧気体ジャーナル軸受１２１が形成されている。軸受スリーブ１１２とスラスト板１０４との間、および軸受スリーブ１１３とスラスト板１０４との間には、回転部１０２を少なくとも軸線方向に支持する、静圧気体スラスト軸受１２２ａ，１２２ｂがそれぞれ形成されている。静圧気体ジャーナル軸受１２１および静圧気体スラスト軸受１２２ａ，１２２ｂには、給気路１２３を経由して加圧気体が供給される。また静圧気体ジャーナル軸受１２１および静圧気体スラスト軸受１２２ａ，１２２ｂから流出する気体は、排気路１２４を経由して、静圧気体軸受スピンドル１０１の外部へ排出される。

回転部１０２の小径軸部１０５にはモータロータ１１７が設置され、モータカバー１１５にはモータロータ１１７の外周面を取り囲んでモータステータ１１８が設置されている。モータステータ１１８に電力を供給することによって、回転部１０２は回転駆動される。回転部１０２の回転角度は、回転を制御するためにロータリーエンコーダ１１９によって検出される。

上記の構成を備える静圧気体軸受スピンドル１０１において、回転部１０２のバランス修正手段として、アンバランス部を削り取って除去するためのバランス修正用リング１３１がリング固定ねじ１３２によって回転部１０２に固定されている。また、バランス修正用重りを取り付けるためのねじ孔であるバランス修正用タップ１３４ａ，１３４ｂが、バランス修正用リング１３１とテーブル１０６とにそれぞれ設けられている。静圧気体軸受スピンドル１０１の組立完了後に、バランス修正用タップ１３４ａ，１３４ｂに重りを付加する、バランス修正用リング１３１の任意の位置を削るなどにより、バランス修正が行なわれる。
特開平９−１７０５３０号公報 特開２００６−２１５３４７号公報

しかし、静圧気体軸受スピンドルの組立完了後にバランス修正できる範囲は小さい。そのため、モータロータなど、回転部に組み付ける部品のアンバランスが大きい場合、バランス修正タップに付加する重りの質量や、アンバランス部を削り取り除去した質量だけでは、バランス修正が不足し大きなアンバランスに対応できない場合がある。この対策として、一般的には静圧気体軸受スピンドルの組立前の段階で予めバランスの粗修正を行なっておき、組立完了後に改めてバランス修正を行なっている。

ここで問題になるのは、２回の修正を必要とする工数増と、取り付ける重りの質量や削り取れる質量が小さいことである。また、小型の静圧気体軸受スピンドルにおいては、バランス修正用リングも小さくなり、バランス修正用リングの回転部への固定範囲が制限される。そのため、バランス修正用リングの固定が不安定になってしまい、大きなアンバランスを修正できない、外乱に弱いなどの問題が発生する。

さらに、静圧気体軸受スピンドルは清浄な環境で使用されるため、使用場所の近くでバランス修正作業を行なうと削り屑の飛散が問題になる場合が多い。そのため、別室へ移動してのバランス修正作業を必要とし、一層工数を要する。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、バランス修正用重りの付加またはアンバランス部の除去では修正できない、大きなアンバランスを容易に修正することができる、静圧気体軸受スピンドルを提供することである。

本発明に係る静圧気体軸受スピンドルは、軸線回りに回転する回転部と、静圧気体軸受を介して回転部を回転可能に支持する固定部と、回転部に固定されたバランス修正用リングとを備える。バランス修正用リングは、複数のリング固定ねじを用いて回転部に固定されており、回転部とともに軸線回りの回転運動を行なう。バランス修正用リングは、リング固定ねじの締め付け量を調整することにより径方向の固定位置を変更可能に設けられている。

好ましくは、バランス修正用リングには、バランス修正用リングに重量のアンバランスを付加するための重りを取付可能な、取付部が設けられている。

好ましくは、回転部は、軸線方向の一方の端部である一端と、一端と反対側の端部である他端とを有する。バランス修正用リングは、静圧気体軸受よりも一端側と他端側との少なくともいずれか一方において、回転部に固定されている。

好ましくは、回転部には溝部が形成されている。バランス修正用リングが回転部に固定された状態で、リング固定ねじの先端部は溝部の内面と当接している。溝部の内面と、内面と当接するリング固定ねじの当接面とは、軸線方向および径方向に対して非平行に形成されている。

好ましくは、バランス修正用リングには、リング固定ねじが螺合するねじ穴が径方向に形成されている。バランス修正用リングが回転部に固定された状態で、ねじ穴の中心線は、溝部の最深部に対し軸線方向にずれている。

好ましくは、ねじ穴は、バランス修正用リングの外周側に開口するように形成されている。回転部は、バランス修正用リングの端面と対向する表面であるスラスト面を含む。溝部の内面およびリング固定ねじの当接面は、軸線方向においてスラスト面へ接近するにつれて径方向には軸線へ接近するように、軸線方向および径方向に対して傾斜している。ねじ穴の中心線は、溝部の最深部に対し軸線方向のスラスト面から離れる側にずれている。ねじ穴にリング固定ねじを螺合させるとき、バランス修正用リングは、端面をスラスト面に接近させる向きに軸線方向に移動する。

好ましくは、バランス修正用リングには、リング固定ねじが螺合するねじ穴が軸線方向に形成されている。静圧気体軸受スピンドルは、リング固定ピンをさらに備える。リング固定ピンは、リング固定ねじの先端部と当接して径方向に移動する。リング固定ピンが回転部に係合して、バランス修正用リングを回転部に固定する。

この静圧気体軸受スピンドルによると、複数のリング固定ねじの締め付け量を各々調整することにより、バランス修正用リングを径方向に移動させることが可能となっている。バランス修正用リングの径方向への移動によって、バランス修正用重りの付加またはアンバランス部の除去では修正できない、静圧気体軸受スピンドルの大きなアンバランスを修正することができる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、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を示す断面模式図である。図１に示すように、静圧気体軸受スピンドル１は、軸線Ｏ回りに回転する回転部２を備える。回転部２は、円柱形状の軸部３と、軸部３の一方の端部に接合され軸部３よりも直径が大きい円板形状のスラスト板４と、軸部３よりも直径が小さい小径軸部５とを含む。小径軸部５は、スラスト板４によって、軸線Ｏ方向において軸部３と隔てられて形成されている。軸線Ｏ方向における軸部３と小径軸部５との間に、スラスト板４が介在している。また回転部２は、軸部３の他方の端部にボルト接合され、テーブル面７側に被加工物、被検査物または工具などの対象物を固定する、テーブル６を含む。

静圧気体軸受スピンドル１は、回転部２を回転可能に支持する固定部１０を備える。固定部１０は、静圧気体軸受スピンドル１の最外周部を成すハウジング１１ａと、ハウジング１１ａ，１１ｂの内部に設置された中空円筒形状の軸受スリーブ１２，１３と、スラスト板４の外周に設けられたスペーサ１４とを含む。軸受スリーブ１２，１３は、円柱形状の軸部３の外周面を取り囲んで設けられ、ハウジング１１ａ，１１ｂは、中空円筒形状の軸受スリーブ１２，１３の外周側面を取り囲んで設けられている。軸受スリーブ１２，１３は、たとえば焼嵌めによって、ハウジング１１ａ，１１ｂへ固定することができる。

軸受スリーブ１２，１３の内周側面と、当該内周側面と対向する円筒形状の軸部３の外周側面とは、軸線Ｏに平行な円筒形状のジャーナル軸受面を含む。軸受スリーブ１２，１３のジャーナル軸受面と、軸部３のジャーナル軸受面と、軸部３と軸受スリーブ１２，１３との間のジャーナル軸受隙間とは、回転部２を少なくとも径方向に支持する、静圧気体ジャーナル軸受２１を構成する。

スラスト板４は、軸受スリーブ１２，１３と対向する軸線方向の表面において、軸線Ｏに垂直な円環形状のスラスト軸受面を含む。また軸受スリーブ１２，１３は、スラスト板４と対向する端面において、スラスト軸受面を含む。軸受スリーブ１２，１３のスラスト軸受面と、スラスト板４のスラスト軸受面と、軸受スリーブ１２，１３とスラスト板４との間のスラスト軸受隙間とは、回転部２を少なくとも軸線方向に支持する、一対の静圧気体スラスト軸受２２ａ，２２ｂを構成する。

圧縮空気などの支持用気体は、図示しないエアコンプレッサなどの支持用気体供給源から、ハウジング１１ａおよび軸受スリーブ１２，１３の内部に形成された給気路２３に供給される。支持用気体は、給気路２３からジャーナル軸受給気絞りを経由してジャーナル軸受隙間に供給され、またスラスト軸受給気絞りを経由してスラスト軸受隙間に供給される。ジャーナル軸受隙間およびスラスト軸受隙間から流出する支持用気体は、ハウジング１１ａおよび軸受スリーブ１２，１３の内部に形成された排気路２４を経由して、静圧気体軸受スピンドル１の外部に排出される。

固定部１０は、ジャーナル軸受隙間とスラスト軸受隙間とに供給された支持用気体の圧力によって、回転部２を非接触の状態で回転可能に支持する。つまり、静圧気体ジャーナル軸受２１と静圧気体スラスト軸受２２ａ，２２ｂとは静圧気体軸受に含まれており、固定部１０は、静圧気体軸受を介して、固定部１０に対して回転部２を回転可能に非接触に軸支する。

モータカバー１５の内部には、モータロータ１７とモータステータ１８とを含むモータ部が設置されている。モータカバー１５の内部において、回転部２の小径軸部５の端部にモータロータ１７が設置され、モータロータ１７の外周面にモータステータ１８が設置される。回転部２は、モータステータ１８に電力を供給することによって、回転駆動される。回転部２の回転を制御するために、回転角度を検出するロータリーエンコーダ１９が設けられている。なお、回転部２の駆動はこれに限定されず、たとえば回転部２にタービン羽根を取付け、そのタービン羽根の周囲に設けたノズルからタービン羽根に流体を噴射して回転部２を回転駆動させてもよい。

図１において、回転部２の回転中心である軸線Ｏに沿って軸部３からテーブル６へ向かう方向をＤＲ１方向、ＤＲ１方向と逆方向である軸部３からロータリーエンコーダ１９へ向かう方向をＤＲ２方向とする。またＤＲ１方向およびＤＲ２方向と直交する方向、すなわち回転部２の径方向をＤＲ３方向とする。図１に示す静圧気体軸受スピンドル１は、小径軸部５の外周側に設けられた、バランス修正用リング３１をさらに備える。バランス修正用リング３１は、複数のリング固定ねじ３２を介在させて小径軸部５に固定されており、回転部２とともに軸線Ｏ回りの回転運動を行なう。リング固定ねじ３２は、バランス修正用リング３１の外周面からＤＲ３方向に沿って形成されたねじ穴３３に螺合されて、バランス修正用リング３１を回転部２に固定している。

バランス修正用リング３１は、静圧気体軸受スピンドル１のロータリーエンコーダ１９側のアンバランスを修正するための部材である。バランス修正用リング３１は中空の略円筒形状に形成されており、軸線Ｏに直交するバランス修正用リング３１の断面形状は円環形状となる。バランス修正用リング３１には、バランス修正用の重りを付加するためのバランス修正用タップ３４ａが形成されている。バランス修正用タップ３４ａに重りが付加されることにより、バランス修正用リング３１には、円環状の断面形状の周方向において重量のアンバランスが付加される。バランス修正用タップ３４ａは、バランス修正用リング３１に設けられた、バランス修正用リング３１に重量のアンバランスを付加するための重りを取付可能な取付部である。

ねじ穴３３と、バランス修正用タップ３４ａとは、軸線Ｏ方向において略同じ位置にある。典型的には、ねじ穴３３の中心線と、バランス修正用タップ３４ａの中心線とは、静圧気体軸受スピンドル１の径方向の断面である同一平面上にある。ハウジング１１ｂには、工具挿入口４１が形成されている。ねじ穴３３とバランス修正用タップ３４ａとが上述の位置関係にあるために、リング固定ねじ３２の締め付け量を調整するための工具を、１箇所の工具挿入口４１を経由して挿入することができ、またバランス修正用の重りを１箇所の工具挿入口４１を経由して挿入することができる。工具挿入口４１は、タップ穴として形成されており、バランス修正後にボルトなどの埋め栓で埋めることにより、ハウジング１１ｂの内部と外部とを仕切ることが可能とされている。

また、テーブル６には、バランス修正用重りを付加するためのバランス修正用タップ３４ｂが形成されている。バランス修正用タップ３４ｂにより、静圧気体軸受スピンドル１のテーブル６側のアンバランスを修正することが可能とされている。

図２は、図１に示す領域ＩＩ付近を拡大して示す断面模式図である。図２に拡大して示すように、バランス修正用リング３１を回転部２に固定するリング固定ねじ３２の先端部の断面形状は、軸線方向および径方向に対して傾斜したテーパ形状である。このテーパ部が接触する小径軸部５の外周面には、リング固定ねじ３２の先端形状と同じ角度に傾斜したＶ溝である、溝部３５が加工されている。溝部３５は、溝部３５の延在方向（つまり、小径軸部５の円周方向）に直交する断面の形状がＶ字形状である、Ｖ溝の形状に形成されている。

バランス修正用リング３１がリング固定ねじ３２により回転部２の小径軸部５に固定された状態で、リング固定ねじ３２の先端部は溝部３５の内面３６と当接している。溝部３５の内面３６と、溝部３５の内面３６と当接するリング固定ねじ３２の当接面３７とは、軸線方向（すなわちＤＲ１方向、ＤＲ２方向）および径方向（すなわちＤＲ３方向）に対して傾斜している。内面３６と当接面３７とは、軸線方向および径方向に対して非平行に形成されている。

Ｖ溝である溝部３５は、リング固定ねじ３２の延びる一直線上から軸線方向に少しずれた位置に加工されている。リング固定ねじ３２は、バランス修正用リング３１に形成されたねじ穴３３に螺合している。ねじ穴３３は、バランス修正用リング３１の外周側から径方向に延びて形成されており、バランス修正用リング３１の外周側に開口している。バランス修正用リング３１が小径軸部５に固定された状態で、ねじ穴３３の中心線ＣＬは、溝部３５の最深部３８に対し軸線方向にずれており、中心線ＣＬと最深部３８とは軸線方向において不一致となっている。リング固定ねじ３２の当接面３７は円錐面の形状とされており、そのため、リング固定ねじ３２の突端３９は当接面３７のなす円錐の頂点であって、突端３９は当該円錐の中心線上にある。突端３９は、ねじ穴３３の中心線ＣＬ上に配置されている。リング固定ねじ３２が螺合するねじ穴３３は、突端３９が溝部３５の最深部３８に対し軸線方向に少し離れる位置に配置されるように、形成されている。

図１に示すスラスト板４の方向ＤＲ２側の表面４ａは、バランス修正用リング３１の方向ＤＲ１側の端面３１ａと対向している。スラスト板４の表面４ａは、軸線Ｏと直交する径方向に延びるスラスト面（アキシアル面）であって、軸受スリーブ１３とともに静圧気体スラスト軸受２２ｂを形成するスラスト軸受面を含んでいる。回転部２はスラスト板４を含み、スラスト板４は、バランス修正用リング３１の端面３１ａと軸線Ｏ方向に対向しており径方向に延在している表面であるスラスト面としての、表面４ａを有する。

溝部３５の内面３６およびリング固定ねじ３２の当接面３７は、軸線方向において表面４ａへ接近するにつれて径方向には軸線Ｏへ接近するように、軸線方向および径方向に対して傾斜している。つまり、内面３６（当接面３７）上の一点が、表面４ａに接近する側の軸線方向であるＤＲ１方向に移動する場合を考えると、この点は径方向には軸線Ｏに接近する向きに動いていることになる。ねじ穴３３の中心線ＣＬは、溝部３５の最深部３８に対し、スラスト板４の表面４ａから離れる側に、軸線方向にずれている。

このようにバランス修正用リング３１および溝部３５が形成されているために、リング固定ねじ３２を締め付けたときには、バランス修正用リング３１は、端面３１ａをスラスト板４の表面４ａに接近させる向きに、軸線Ｏ方向に移動する。ねじ穴３３にリング固定ねじ３２を螺合させるとき、バランス修正用リング３１の端面３１ａが、回転部２のスラスト板４の表面４ａに押し付けられるようになっている。リング固定ねじ３２の当接面３７が溝部３５の内面３６と密着して、バランス修正用リング３１の径方向の位置を固定する。またバランス修正用リング３１の端面３１ａがスラスト板４の表面４ａと当接して、バランス修正用リング３１の軸線方向の位置を固定する。

つまり、リング固定ねじ３２を締め付けることにより、バランス修正用リング３１の軸線方向と径方向とを同時に固定することができる。したがって、バランス修正用リング３１の固定が安定し、外乱に強い構成となっている。その結果、高速回転時における静圧気体軸受スピンドル１の回転精度の悪化を抑制することができる。

以下、バランス修正方法について説明する。まず回転中の回転部２のどの位相に、どれくらいの量のアンバランスがあるのかを確認するには、市販のバランス測定装置を利用すればよい。アンバランスの位相と量とを確認した後に、アンバランス相当量の重りをバランス修正用タップ３４ａ，３４ｂに付加することにより、バランス修正ができる。また、バランス修正用リング３１の任意の位置を削ることにより、バランス修正ができる。

さらに、回転部２のアンバランスが大きく、重りを付加またはアンバランス部を除去してもバランス修正が不十分な場合は、バランス修正用リング３１の径方向の固定位置を調整することで対応することができる。リング固定ねじ３２は少なくとも３個、バランス修正用リング３１の周方向の円周上に設置されており、各々のリング固定ねじ３２を締め付けて締め付け量を調整することにより、バランス修正用リング３１の径方向の固定位置を変更することができる。

バランス修正用リング３１の内周側と、それに対向する小径軸部５の外周部との間には適度な隙間が形成されている。また、バランス修正用リング３１の外周側と、それに対向する軸受スリーブ１３の内周側との間には適度な隙間が形成されている。複数のリング固定ねじ３２を各々調整することにより、上記隙間の範囲で径方向の任意の角度、任意の距離を調整範囲として、バランス修正用リング３１を移動させることが可能となっている。

このとき、バランス修正用リング３１の内周側と小径軸部５の外周部との間の隙間よりも、バランス修正用リング３１の外周側と軸受スリーブ１３の内周側との間の隙間を、より大きく形成することができる。このように隙間を形成すれば、バランス修正用リング３１を調整範囲の限度にまで移動させた場合でも、バランス修正用リング３１の外径と軸受スリーブ１３の内径とが接触することを抑制することができる。

以上説明したように、実施の形態１の静圧気体軸受スピンドル１は、軸線Ｏ回りに回転する回転部２と、静圧気体ジャーナル軸受２１および静圧気体スラスト軸受２２ａ，２２ｂを介して回転部２を回転可能に支持する固定部１０と、回転部２に固定されたバランス修正用リング３１とを備える。バランス修正用リング３１は、複数のリング固定ねじ３２を用いて回転部２に固定されており、回転部２とともに軸線Ｏ回りの回転運動を行なう。バランス修正用リング３１は、リング固定ねじ３２の締め付け量を調整することにより径方向の固定位置を変更可能に設けられている。

このようにすれば、複数のリング固定ねじ３２の締め付け量を各々調整して、バランス修正用リング３１を径方向に移動させることが可能となっている。静圧気体軸受スピンドル１の組立完了後にバランス修正用リング３１を径方向へ移動させることにより、バランス修正用重りの付加またはアンバランス部の除去では修正できない、大きなアンバランスを容易に修正することができる。また、バランス修正用リング３１の径方向の移動によりバランス修正ができ、バランス修正のためにバランス修正用リング３１の一部を削り取る量を削減することができるので、削り屑の飛散を低減することが可能である。

（実施の形態２）
実施の形態１では、バランス修正用リング３１を、回転部２を支持するための静圧気体軸受（すなわち、静圧気体ジャーナル軸受２１および静圧気体スラスト軸受２２ａ，２２ｂ）に対しロータリーエンコーダ１９側に設置した場合について説明した。バランス修正用リングは、静圧気体軸受に対しテーブル６側にも取り付けることが可能である。つまり、回転部２は軸線Ｏ方向の一方の端部である一端としてのテーブル６側（ＤＲ１方向）の端部と、上記一端と反対側の端部である他端としてのロータリーエンコーダ１９側（ＤＲ２方向）の端部とを有しており、バランス修正用リングは、静圧気体軸受よりもテーブル６側とロータリーエンコーダ１９側とのいずれか一方または両方に取り付けることが可能となっている。

図３は、実施の形態２の静圧気体軸受スピンドルのテーブル付近の構成を示す部分断面模式図である。図３に示すように、テーブル６の外径側にバランス修正用リング５１を設置してもよい。バランス修正用リング５１の固定には、ねじ穴５３に螺合されたリング固定ねじ５２が使用されている。ねじ穴５３は、バランス修正用リング５１の外周側に開口するように、径方向に形成されている。

また実施の形態１と同様に、ねじ穴５３の中心線は、テーブル６の外周面に形成された溝部の最深部に対し、テーブル６の軸部３側に形成されたフランジ部６ａから離れる側に、軸線Ｏ方向にずれている。フランジ部６ａのＤＲ１方向側の面は、バランス修正用リング５１のＤＲ２方向側の面と対向している。テーブル６の外周面に形成された溝部の内面と、その内面と当接するリング固定ねじ５２の当接面とは、軸線Ｏ方向においてフランジ部６ａへ接近するにつれて径方向には軸線Ｏへ接近するように、軸線方向および径方向に対して傾斜しており非平行に形成されている。このような構成により、ねじ穴５３にリング固定ねじ５２を螺合させるとき、バランス修正用リング５１がフランジ部６ａに接近するように軸線Ｏ方向に移動することにより、バランス修正用リング５１の径方向の固定と軸線方向の固定とを同時に行なうことができる。

取付部としてのバランス修正用タップ５４に重りを取り付ける、またはバランス修正用リング５１の任意の一部を削ることにより、静圧気体軸受スピンドルのバランス修正ができる。また、複数のリング固定ねじ５２を各々調整することにより、バランス修正用リング５１とテーブル６との間に形成された隙間分だけ、任意の距離を任意の角度でバランス修正用リング５１を移動させることが可能となっているため、大きなアンバランスを容易に修正することができる。

（実施の形態３）
図４は、実施の形態３の静圧気体軸受スピンドルのテーブル付近の構成を示す部分断面模式図である。実施の形態３の構成は、バランス修正用リングの設置場所において、実施の形態２と異なっている。具体的には、実施の形態２ではテーブル６の外側にバランス修正用リング５１を設置したのに対し、実施の形態３では、図４に示すように軸部３の内部にバランス修正用リング６１を設置している。

バランス修正用リング６１には、リング固定ねじ６２が螺合するねじ穴６３が軸線Ｏ方向に形成されている。バランス修正用リング６１の内部には、リング固定ねじ６２の先端部と当接することにより径方向外側へ移動する、リング固定ピン６８が設けられている。このリング固定ピン６８が軸部３と係合することにより、バランス修正用リング６１を軸部３に対して固定することが可能となっている。またテーブル６には、バランス修正用タップ６４が形成されており、重りを取付可能とされている。

リング固定ピン６８は、軸部３に対して径方向の内側から外側へ向かう方向に押圧されて、軸部３に固定される。軸部３に形成されたリング固定ピン６８の先端部と係合する溝部の内面と、その内面と当接するリング固定ピン６８の当接面とは、軸線Ｏ方向においてＤＲ２方向へ向かうにつれて径方向には軸線Ｏから離れるように、軸線方向および径方向に対して傾斜しており非平行に形成されている。つまり実施の形態３では、リング固定ピン６８を介してテーパ同士の突き合わせを行なっている。

実施の形態１および２と同様に、ねじ穴６３にリング固定ねじ６２を螺合させるとき、リング固定ピン６８が径方向外側へ押圧されて軸部３に押し付けられることにより、バランス修正用リング６１は径方向の位置を固定される。同時に、バランス修正用リング６１は軸線方向に軸部３に押し付けられるように移動して、軸線方向の位置を固定される。したがって、バランス修正用リング６１の径方向の固定と軸線方向の固定とを同時に行なうことができる。

取付部としてのバランス修正用タップ６４に重りを取り付ける、またはバランス修正用リング６１の任意の一部を削ることにより、静圧気体軸受スピンドルのバランス修正ができる。また、複数のリング固定ねじ６２を各々調整することにより、バランス修正用リング６１と軸部３との間に径方向に形成された隙間分だけ、任意の距離を任意の角度でバランス修正用リング６１を移動させることが可能となっているため、大きなアンバランスを容易に修正することができる。

また、バランス修正用リング６１が軸部３の内部に設置されていることにより、静圧気体軸受スピンドルを回転させたとき、特に高速で回転させたときに生じる、回転部と空気との摩擦による外乱を抑制することができる。

（実施の形態４）
図５は、実施の形態４の静圧気体軸受スピンドルのテーブル付近の構成を示す部分断面模式図である。実施の形態４の構成は、バランス修正用リングの設置場所において、実施の形態２と異なっている。具体的には、実施の形態２ではテーブル６の外側にバランス修正用リング５１を設置したのに対し、実施の形態４では、図５に示すようにテーブル６の内部にバランス修正用リング７１を設置している。

テーブル６には、リング固定ねじ７２が螺合するねじ穴７３が、テーブル６の外周側から径方向に形成されている。バランス修正用リング７１の固定には、ねじ穴７３に螺合された複数のリング固定ねじ７２が使用されている。バランス修正用リング７１にはバランス修正用タップ７４ａが形成され、またテーブル６にはバランス修正用タップ７４ｂが形成されており、重りを取付可能とされている。

バランス修正用リング７１の外周面に形成された溝部の内面と、その内面と当接するリング固定ねじ７２の当接面とは、軸線Ｏ方向において軸部３へ接近するにつれて径方向には軸線Ｏから離れるように、軸線方向および径方向に対して傾斜しており非平行に形成されている。実施の形態１と同様に、ねじ穴７３にリング固定ねじ７２を螺合させるとき、リング固定ねじ７２がバランス修正用リング７１の外周側に形成された溝部の内面に押し付けられて位置を固定されると同時に、バランス修正用リング７１は軸線方向に軸部３に押し付けられるように移動する。したがって、バランス修正用リング７１の径方向の固定と軸線方向の固定とを同時に行なうことができる。

取付部としてのバランス修正用タップ７４ａ，７４ｂに重りを取り付ける、またはバランス修正用リング７１の任意の一部を削ることにより、静圧気体軸受スピンドルのバランス修正ができる。また、複数のリング固定ねじ７２を各々調整することにより、バランス修正用リング７１とテーブル６との間に形成された隙間分だけ、任意の距離を任意の角度でバランス修正用リング７１を移動させることが可能となっているため、大きなアンバランスを容易に修正することができる。

また、バランス修正用リング７１がテーブル６の内部に設置されていることにより、静圧気体軸受スピンドルを回転させたとき、特に高速で回転させたときに生じる、回転部と空気との摩擦による外乱を抑制することができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の構成を適宜組合せてもよい。また、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。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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が意図される。

実施の形態１の静圧気体軸受スピンドルの構成を示す断面模式図である。 図１に示す領域ＩＩ付近を拡大して示す断面模式図である。 実施の形態２の静圧気体軸受スピンドルのテーブル付近の構成を示す部分断面模式図である。 実施の形態３の静圧気体軸受スピンドルのテーブル付近の構成を示す部分断面模式図である。 実施の形態４の静圧気体軸受スピンドルのテーブル付近の構成を示す部分断面模式図である。 従来のバランス修正手段を備えた静圧気体軸受スピンドルの構成を示す断面模式図である。

符号の説明

１ 静圧気体軸受スピンドル、２ 回転部、３ 軸部、４ スラスト板、４ａ 表面、５ 小径軸部、６ テーブル、６ａ フランジ部、７ テーブル面、１０ 固定部、１１ａ，１１ｂ ハウジング、１２，１３ 軸受スリーブ、１４ スペーサ、１５ モータカバー、１７ モータロータ、１８ モータステータ、１９ ロータリーエンコーダ、２１ 静圧気体ジャーナル軸受、２２ａ，２２ｂ 静圧気体スラスト軸受、２３ 給気路、２４ 排気路、３１，５１，６１，７１ バランス修正用リング、３１ａ 端面、３２，５２，６２，７２ リング固定ねじ、３３，５３，６３，７３ ねじ穴、３４ａ，３４ｂ，５４，６４，７４ａ，７４ｂ バランス修正用タップ、３５ 溝部、３６ 内面、３７ 当接面、３８ 最深部、３９ 突端、４１ 工具挿入口、６８ リング固定ピン、ＣＬ 中心線、Ｏ 軸線。

Claims (7)

1. 軸線回りに回転する回転部と、
   静圧気体軸受を介して前記回転部を回転可能に支持する固定部と、
   前記回転部に固定され、前記回転部とともに軸線回りの回転運動を行なうバランス修正用リングとを備え、
   前記バランス修正用リングは、複数のリング固定ねじを用いて前記回転部に固定されており、前記リング固定ねじの締め付け量を調整することにより径方向の固定位置を変更可能に設けられている、静圧気体軸受スピンドル。
2. 前記バランス修正用リングには、重りを取付可能な取付部が設けられている、請求項１に記載の静圧気体軸受スピンドル。
3. 前記回転部は、軸線方向の一方の端部である一端と、前記一端と反対側の端部である他端とを有し、
   前記バランス修正用リングは、前記静圧気体軸受よりも一端側と他端側との少なくともいずれか一方において、前記回転部に固定されている、請求項１または請求項２に記載の静圧気体軸受スピンドル。
4. 前記回転部には溝部が形成されており、
   前記バランス修正用リングが前記回転部に固定された状態で、前記リング固定ねじの先端部は前記溝部の内面と当接しており、
   前記溝部の内面と、前記内面と当接する前記リング固定ねじの当接面とは、軸線方向および径方向に対して非平行に形成されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の静圧気体軸受スピンドル。
5. 前記バランス修正用リングには、前記リング固定ねじが螺合するねじ穴が径方向に形成されており、
   前記バランス修正用リングが前記回転部に固定された状態で、前記ねじ穴の中心線は、前記溝部の最深部に対し軸線方向にずれている、請求項４に記載の静圧気体軸受スピンドル。
6. 前記ねじ穴は、前記バランス修正用リングの外周側に開口するように形成されており、
   前記回転部は、前記バランス修正用リングの端面と対向する表面であるスラスト面を含み、
   前記内面および前記当接面は、軸線方向において前記スラスト面へ接近するにつれて径方向には軸線へ接近するように、軸線方向および径方向に対して傾斜しており、
   前記ねじ穴の中心線は、前記溝部の最深部に対し軸線方向の前記スラスト面から離れる側にずれており、
   前記ねじ穴に前記リング固定ねじを螺合させるとき、前記バランス修正用リングは、前記端面を前記スラスト面に接近させる向きに軸線方向に移動する、請求項５に記載の静圧気体軸受スピンドル。
7. 前記バランス修正用リングには、前記リング固定ねじが螺合するねじ穴が軸線方向に形成されており、
   前記静圧気体軸受スピンドルは、前記リング固定ねじの先端部と当接して径方向に移動する、リング固定ピンをさらに備え、
   前記リング固定ピンが前記回転部に係合して前記バランス修正用リングを前記回転部に固定する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の静圧気体軸受スピンドル。

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