(57)【要約】【課題】静圧軸受の軸受性能に影響を与えることなく、補正力の大きさを変更可能とする。【解決手段】砥石軸（回転軸体）５４と、軸支持体６０と、砥石モータ（動力源）５５Ｍと、砥石軸５４の小径プーリ５２（プーリ部）にベルト５３を介して伝達する回転伝達装置とを備え、前記軸保持体６０にはラジアル静圧軸受８２と、該ラジアル静圧軸受による支持力を補正する補正力加圧部６２とを、軸方向の別位置に備え、前記補正力加圧部６２には周方向に１個の圧油ポケット９６を有しており、そのポケット形状は、周方向で軸方向幅が異なって形成されており、所定方向に所定の補正力を発生させている。【選択図】図１２
2018024069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸体と、
前記回転軸体を回転可能に支持する軸支持体と、
前記回転軸体の回転力を発生させる動力源と、
前記動力源の回転力を前記回転軸体に備えられたプーリ部にベルトを介して伝達する回転伝達装置と、を備える主軸装置であって、
前記軸支持体には、回転軸体のラジアル方向の荷重を支持するラジアル静圧軸受と、該ラジアル静圧軸受による支持力を補正する補正力加圧部とを備え、
前記ラジアル静圧軸受と前記補正力加圧部とは前記回転軸体の軸方向の別位置に備えられており、
前記ラジアル静圧軸受は周方向に複数個の圧油ポケットを有して、該圧油ポケットには油供給源から絞り部を有する供給路を介して軸受油が供給され、
前記補正力加圧部は周方向に１個の圧油ポケットを有して、該圧油ポケットには油供給源から供給路を介して軸受油が供給され、
前記補正力加圧部の油圧ポケットのポケット形状は、周方向で軸方向幅が異なって形成され、前記プーリ部から前記回転軸体に作用するラジアル方向の力を減殺する方向の補正力を発生させるポケット形状として形成されている、主軸装置。
【請求項２】
請求項１に記載の主軸装置であって、
前記補正力加圧部は、前記回転軸体と径方向で対向する軸方向面と、前記回転軸体と軸方向で対向する径方向面と、を有し、
前記補正力加圧部の圧油ポケットは、前記回転軸体のスラスト荷重も併せて受けることのできる位置の、前記軸方向面と前記径方向面とが交差する角部で該両面にまたがって形成されており、前記軸方向面の圧油ポケットが補正力を発生させる構成とされ、前記径方向面の圧油ポケットがスラスト荷重を受ける構成とされており、当該圧油ポケットは油供給源から絞り部を有する供給路を介して軸受油が供給される、主軸装置。
【請求項３】
請求項１に記載の主軸装置であって、
前記回転軸体の外周面と径方向で対向する軸方向面を有し、前記圧油ポケットは前記軸方向面に形成されており、該補正力加圧部の圧油ポケットには油供給源により発生する油圧が絞り部を介することなく供給される、主軸装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の主軸装置であって、
前記補正力加圧部は前記プーリ部と前記ラジアル静圧軸受との間に設定されている、主軸装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載の主軸装置であって、
前記回転軸体は前記ラジアル静圧軸受との対向面と前記プーリ部との間に前記対向面より小径の小径部を有し、前記補正力加圧部は前記小径部と対向して設定されている、主軸装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかの請求項に記載された主軸装置を備えた研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸装置に関する。特に、砥石を用いる研削盤の主軸装置に備えられるラジアル荷重を受ける静圧軸受の支持力に対して、補正力を加える補正力加圧部に関する。
【背景技術】
【０００２】
砥石を用いる研削盤は、回転砥石を取付ける砥石軸を回転軸体として備え、この回転軸体は、ジャーナルと称される軸支持体により回転可能に支持される。回転軸体の一端には回転砥石が取付けられ、他端にはプーリ部が取付けられる。このプーリ部には、モータ等の回転動力源により発生される回転力が、ベルト等の回転伝達装置を介して伝達されて、回転軸体を回転させて、回転砥石を回転させる。
【０００３】
ベルトによりプーリ部が回転伝達される際、プーリ部と一体の回転軸体にはラジアル荷重が生じる。このラジアル荷重は、軸支持体に静圧軸受が設けられて、支持されるようになっている。
【０００４】
ラジアル荷重を受ける静圧軸受は、軸支持体のラジアル面（軸方向面）に周方向に複数個の圧油ポケットが形成されて、回転軸体に作用するラジアル荷重を受ける。例えば、４個の圧油ポケットが等間隔に配置されて、各ポケットに油供給源から供給路を介して圧油が供給される際に、供給路に設けた圧力調整絞りにより支持に適した圧油力に減圧調整して供給される。
【０００５】
詳細には、ラジアル荷重を受ける静圧軸受は、回転軸体との間に一定の軸受隙間を有した軸支持体の内周面に圧油ポケットとランド部が設けられる。そして、この圧油ポケットと回転軸体との間の軸受隙間に供給される軸受油の油圧（静圧）と、ランド部と回転軸体との間に生じる油圧により、回転軸体が支持される。
【０００６】
しかし、上述した静圧軸受にあっては、回転軸体に回転を伝達する回転伝達装置の伝達力が大きいときには、ベルトによりプーリ部に大きなラジアル荷重が加わり、回転軸体に当該ラジアル荷重が及ぼされる。プーリ荷重に押されて回転軸体位置が静圧軸受との位置が近くなる。この状態で砥石からラジアル方向の過大な加工力などが加わると、回転軸体と静圧軸受が接触して破損する恐れがある。
【０００７】
このため、従来から、上述のような静圧軸受には、回転軸体に作用するラジアル荷重に対抗する方向の補正力を付与する手段が備えられている。すなわち、ラジアル荷重を相殺する補正力を付与する手段がある。例えば、静圧軸受を構成する複数個の圧油ポケットの面積を変えることにより、ラジアル荷重に対抗する補正力を発生させて、静圧軸受の適正な軸受機能を発揮するようにしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭５９−１７２８６号公報
【特許文献２】特開２００１−３０４２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来の補正力を発生させる手段は、当該手段を設けることにより本来の静圧軸受の性能に影響を与えるものであった。そのため、補正力の大きさを変更する必要が生じた場合には、静圧軸受自体の構成の変更をする必要があると共に、その構成の変更は、静圧軸受の軸受性能と補正力の大きさの両者を関連させて考慮する必要があり、その設計が複雑となる不都合がある。
【００１０】
而して、本発明は上記した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、静圧軸受の軸受性能に影響を与えることなく、補正力の大きさを変更可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は次の手段をとる。
【００１２】
本発明に係る主軸装置は、基本的構成として、回転軸体と、前記回転軸体を回転可能に支持する軸支持体と、前記回転軸体の回転力を発生させる動力源と、前記動力源の回転力を前記回転軸体に備えられたプーリ部にベルトを介して伝達する回転伝達装置とを備える。そして、前記軸支持体には、回転軸体のラジアル方向の荷重を支持するラジアル静圧軸受と、該ラジアル静圧軸受による支持力を補正する補正力加圧部とを備え、前記ラジアル静圧軸受と前記補正力加圧部とは前記回転軸体の軸方向の別位置に備えられており、前記ラジアル静圧軸受は周方向に複数個の圧油ポケットを有して、該圧油ポケットには圧油供給源から絞り部を有する供給路を介して軸受油が供給され、前記補正力加圧部は周方向に１個の圧油ポケットを有して、該圧油ポケットには油供給源から供給路を介して軸受油が供給され、前記補正力加圧部の圧油ポケットのポケット形状は、前記プーリ部から前記回転軸体に作用するラジアル方向の力を減殺する方向の補正力を発生させるポケット形状として形成されている。
【００１３】
上記本発明によれば、回転軸体のラジアル方向の荷重を支持するラジアル静圧軸受と、該ラジアル静圧軸受による支持力を補正する補正力加圧部とは、軸方向の別位置に設けられる。これによりラジアル静圧軸受の軸受性能に影響を及ぼすことなく、補正力加圧部により補正力の大きさを設定することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、補正力加圧部によるプーリ部から回転軸体に作用するラジアル方向の力を減殺・相殺する方向の補正力の発生は、周方向に形成した１個の圧油ポケットの軸方向幅を異ならせることにより行うのみであるので、簡単な構成で達成することができる。
【００１５】
上記本発明の主軸装置は、好ましい構成として、次の構成をとることができる。
【００１６】
先ず、前記補正力加圧部は、前記回転軸体と径方向で対向する軸方向面と、前記回転軸体と軸方向で対向する径方向面とを有し、前記補正力加圧部の圧油ポケットは、前記回転軸体のスラスト荷重も併せて受けることのできる位置の、前記軸方向面と前記径方向面とが交差する角部で該両面にまたがって形成されており、前記軸方向面の圧油ポケットが補正力を発生させる構成とされ、前記径方向面の圧油ポケットがスラスト荷重を受ける構成とされており、当該圧油ポケットは油供給源から絞り部を有する供給路を介して軸受油が供給される構成とすることができる。
【００１７】
上記の構成によれば、一つの圧油ポケットが、軸支持体の軸方向面（ラジアル面）と径方向面（スラスト面）とが交差する角部にまたがって形成される。これにより、当該一つの圧油ポケットにより、軸支持体に対するスラスト軸受機能とラジアル方向の静圧軸受に対する補正力発生機能との両機能を兼能することができる。補正力加圧部としてポケット内の軸方向幅を変化させることは、スラスト軸受の視点で見るとポケットの深さを変化させることであるが、ポケット深さの変化はスラスト軸受の支持力に影響しない。しかも、スラスト軸受機能の軸受性能に影響を与えることなく、ラジアル方向の静圧軸受に対する補正力の変更をすることができる。それは、圧油ポケットは角部でまたがって構成されて、その軸方向面の圧油ポケットで補正力を発生させ、径方向面の圧油ポケットでスラスト荷重を受けていることによる。これにより、圧油ポケットの径方向面の大きさを変えることなく、軸方向の大きさを変えることにより、スラスト軸受の軸受性能を変えることなく、補正力の大きさを変えることが可能となっている。なお、上記の構成によれば、補正力加圧部をラジアル静圧軸受と別体に形成する分、軸方向スペースが必要になるが、スラスト軸受部と兼用することで、軸方向スペースを効率よく使用できる。
【００１８】
また、前記回転軸体の外周面と径方向で対向する軸方向面を有し、前記圧油ポケットは前記軸方向面に形成されており、該補正力加圧部の圧油ポケットには油供給源により発生する油圧が絞り部を介することなく供給される構成とすることができる。
【００１９】
上記の構成によれば、補正力加圧部の圧油ポケットには油供給源により発生する油圧が絞り部を介することなく、そのままの油圧として、すなわち減圧されることなく供給される。このため、油供給源により発生する油圧を用いて補正力を発生させることができるので、油供給源の油圧を最大限有効に活用することができる。
【００２０】
また、前記補正力加圧部は前記プーリ部と前記ラジアル静圧軸受との間に設定されている構成とすることができる。
【００２１】
上記の構成によれば、補正力加圧部はラジアル静圧軸受の軸方向位置に比べ、プーリ部の近傍位置に配設される。ところで、プーリ部を備える回転軸体は、プーリ部の回転伝達力の荷重により軸方向に撓み変形する。これに伴いプーリ部の位置は変動する。しかし、補正力を発せさせる補正力加圧部がプーリ部の近傍位置であることにより、その変動を抑制することができる。
【００２２】
また、前記回転軸体は前記ラジアル静圧軸受との対向面と前記プーリ部との間に前記対向面より小径の小径部を有し、前記補正力加圧部は前記小径部と対向して設定されている構成とすることができる。
【００２３】
上記の構成によれば、補正力加圧部は回転軸体の小径部と対向した位置に設定されるので、コンパクトに構成することが可能となる。
【００２４】
なお、本発明の上述した各構成の主軸装置は研削盤に備えることができる。かかる研削盤によれば、上述した各構成の主軸装置の特徴を有効に活用することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、静圧軸受の軸受性能に影響を与えることなく、補正力の大きさを変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の研削盤システムの外観の例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の研削盤の概略構造を示す斜視図である。
【図３】研削盤の概略構造を示す側面図である。
【図４】研削盤の概略構造を示す平面図である。
【図５】研削盤の砥石軸の軸受構成の第１実施形態を示す断面図である。
【図６】図５のVI―VI線断面を示し、ラジアル静圧軸受の断面図である。
【図７】図５の第１実施形態の砥石軸の小径軸部に設定されたスラスト軸受構成と補正力加圧部の構成の箇所を拡大して示す断面図である。
【図８】第１実施形態における軸支持体を一部欠載して示す斜視図である。
【図９】第１実施形態の補正力加圧部の圧油ポケットの内面形状を展開して示す平面図である。
【図１０】補正力加圧部による作用力を面積として示した図である。
【図１１】図７に示す圧油ポケットの変形例を示す図である。
【図１２】研削盤の砥石軸の軸受構成の第２実施形態を示す断面図である。
【図１３】第２実施形態の軸支持体を示す斜視図である。
【図１４】第２実施形態の圧油ポケットの内面形状を展開して示す平面図である。
【図１５】ラジアル静圧荷重において、砥石軸にラジアル荷重の負荷が作用されない状態を示す断面図である。
【図１６】図１５の状態から、通常のラジアル荷重が負荷された状態を示す断面図である。
【図１７】図１６の状態から、ラジアル荷重が更に負荷された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態はエンジンのカム等を研削する研削盤に備えられる砥石軸を支持する主軸装置の場合である。
【００２８】
先ず、研削盤２の概要を説明する。図１は、研削盤システム１の外観の例を示す。研削盤システム１は、内部に図２〜図４に示す研削盤２を収容しており、カバー１Ａ、可動扉１Ｂ、微調整ハンドル１Ｃ、１Ｄ、制御装置８０等を有している。
【００２９】
図２〜図４は、研削盤２の全体構成を示す。研削盤２は、ベッド１０、テーブル２０、主軸台３０、心押台４０、砥石台５０等を有している。なお、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸が記載されている図では、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｙ軸方向は鉛直上方を示し、Ｚ軸方向は砥石５５がワークＷに切り込む水平方向を示し、Ｘ軸方向は主軸３１の回転軸線３１Ｊと平行な水平方向を示している。
【００３０】
ベッド１０は、図４に良く示されるように、平面視において略Ｔ字状に構成されている。そして、図２に良く示されるように、Ｘ軸方向に沿って延びるＸ軸案内面１２、１２Ｖが設けられ、Ｘ軸方向に沿って延びるＸ軸スリット１２Ｋが設けられている。また、図２及び図４に良く示されるように、ベッド１０には、Ｚ軸方向に沿って延びるＺ軸案内面１５，１５Ｖが設けられ、Ｚ軸方向に沿って延びるＺ軸スリット１５Ｋが設けられている。
【００３１】
砥石台５０は、ベッド１０に載置され、Ｚ軸案内面１５，１５Ｖに静圧案内支持されて、Ｚ軸方向に沿って往復移動可能である。砥石台駆動モータ５０Ｍは、制御装置８０からの制御信号に基づいて、ボールネジ５０Ｂ（図３参照）を回転させる。制御装置８０は、エンコーダ５０Ｅ（回転検出手段）からの検出信号に基づいた砥石台５０のＺ軸方向の位置を検出しながら砥石台駆動モータ５０Ｍを制御して砥石台５０のＺ軸方向の位置を制御する。なお、図３に示すように、ボールネジ５０Ｂにはナット５０Ｎが螺合されており、当該ナット５０ＮはＺ軸スリット１５Ｋ（図２参照）に挿通されたアーム５０Ａを介して砥石台５０に接続されている。従って、砥石台駆動モータ５０Ｍがボールネジ５０Ｂを回転駆動するとナット５０ＮのＺ軸方向の位置が移動し、アーム５０Ａを介してナット５０Ｎに接続された砥石台５０がＺ軸案内面１５に沿ってＺ軸方向に移動する。
【００３２】
砥石台５０には、Ｘ軸方向に平行な砥石回転軸線５５Ｊ回りに回転自在に支持された砥石軸５４、砥石モータ５５Ｍ、が設けられている。なお、図４に示すように砥石回転軸線５５Ｊと主軸回転軸線３１ＪはどちらもＸ軸に平行であり、図３に示すように砥石回転軸線５５Ｊと主軸回転軸線３１Ｊは、同一の仮想平面ＶＭ上にある。
【００３３】
砥石モータ５５Ｍ（本発明の「動力源」に相当する）には大径プーリ５１が取り付けられている。また砥石軸５４の一方端には砥石５５が取り付けられ、砥石軸５４の他方端には小径プーリ５２（本発明の「プーリ部」に相当する）が取り付けられている。そして大径プーリ５１と小径プーリ５２には、動力伝達用のベルト５３が掛けられている。砥石軸５４の近傍には、砥石５５の回転数を検出可能な回転検出手段５５Ｓが設けられている。制御装置８０は、回転検出手段５５Ｓからの検出信号に基づいて砥石５５の回転数を検出しながら砥石モータ５５Ｍを制御して砥石５５の回転数を制御する。
【００３４】
砥石５５は砥石軸５４に直交する平面で切断した断面が円形であり、砥石５５の外周面にはＣＢＮ砥粒が接着剤や電着等にて固められており、砥石軸５４と一体となって砥石回転軸線５５Ｊ回りに回転する。また、砥石５５は、ワークＷを研削する研削点Ｋ（図３参照）の周囲を除く大半が砥石収納ケース９１にて覆われている。砥石収納ケース９１の上部には、砥石５５の研削点Ｋに向けて、冷却及び潤滑用のクーラントを吐出するクーラントノズル５８が設けられている。当該クーラントノズル５８には、図示省略したクーラントタンクからクーラントが供給され、研削点Ｋ（砥石回転軸線５５Ｊと主軸回転軸線３１Ｊとを含む仮想平面ＶＭと、ワークＷに対向する側の砥石５５の外周面と、の交点）の冷却及び潤滑に使用されたクーラントは図示省略した流路にて回収され、クーラントタンクに戻される。クーラントタンクで図略の装置によって不純物が取り除かれる。
【００３５】
テーブル２０は、ベッド１０に載置され、Ｘ軸案内面１２に静圧案内支持されて、Ｘ軸方向に沿って往復移動可能である。テーブル駆動モータ２０Ｍは、制御装置８０からの制御信号に基づいて、ボールネジ（図示省略）を回転させる。制御装置８０は、エンコーダ２０Ｅ（回転検出手段）からの検出信号に基づいたテーブル２０のＸ軸方向の位置を検出しながらテーブル駆動モータ２０Ｍを制御してテーブル２０のＸ軸方向の位置を制御する。なお、ボールネジにはナット（図示省略）が螺合されており、当該ナットはスリット１２Ｋに挿通されたアーム（図示省略）を介してテーブル２０と接続されている。従って、テーブル駆動モータ２０Ｍがボールネジを回転駆動するとナットのＸ軸方向の位置が移動し、アームを介してナットに接続されたテーブル２０がＸ軸案内面１２に沿ってＸ軸方向に移動する。そしてテーブル２０上のＸ軸方向における一方端には主軸台３０が固定され、他方端には心押台４０が固定されている。
【００３６】
主軸台３０は、Ｘ軸方向に平行な主軸回転軸線３１Ｊ回りに回転する主軸３１と、主軸回転軸線３１Ｊを中心軸線とするセンタ３２と、主軸３１を回転駆動する主軸モータ３１Ｍと、エンコーダ３１Ｅ等を有している。主軸３１には、主軸３１とワークＷとを接続する駆動金具３３が取り付けられている。駆動金具３３は、ワークＷを把持する把持部３３Ａと、把持部３３Ａと主軸３１とを接続する接続部３３Ｂとを有しており、主軸３１と一体となって主軸回転軸線３１Ｊ回りに回転してワークＷを回転させる。制御装置８０は、エンコーダ３１Ｅ（回転検出手段）からの検出信号に基づいて主軸３１の回転角度や回転数を検出しながら主軸モータ３１Ｍを制御して主軸３１の回転角度や回転数（すなわち、ワークＷの回転角度や回転数）を制御する。
【００３７】
心押台４０は、主軸回転軸線３１Ｊを中心軸線とするセンタ４２と、センタ４２を収容して主軸台３０に向かう方向に付勢されたラム４１とを有している。心押台４０のセンタ４２の中心軸線と、主軸台３０のセンタ３２の中心軸線は、どちらも主軸回転軸線３１Ｊと一致している。センタ３２とセンタ４２とで挟持されたワークＷは、センタ４２によって主軸台３０の側に押し付けられ、主軸３１及び駆動金具３３の回転によって主軸回転軸線３１Ｊ回りに回転する。
【００３８】
〔第１実施形態〕
図５〜図８は上述した研削盤２において本実施形態の特徴とする砥石軸５４の軸受構成の第１実施形態を示す。先ず、図５に示す断面図により砥石軸５４の軸受構成の概略を説明する。
【００３９】
砥石軸５４はジャーナルと称される軸支持体６０に支持される。図５で見て、砥石軸５４の左端（一端）には、砥石５５が設けられている。右端（他端）には、小径プーリ５２が設けられており、砥石モータ５５Ｍの駆動によりベルト５３を介して、砥石軸５４を回転し、砥石５５を回転する。本実施形態における砥石軸５４が本発明の回転軸体に相当し、小径プーリ５２が本発明のプーリ部に相当する。
【００４０】
砥石軸５４は、大径軸部５４Ａと、該大径軸部５４Ａより小径の小径軸部５４Ｂとからなっている。大径軸部５４Ａの対応する軸支持体６０には、砥石軸５４のラジアル方向の荷重を受ける静圧軸受８２（以下「ラジアル静圧軸受」と言う）が、大径軸部５４Ａの左右両端箇所に対応する２箇所に設置されている。なお。図５における符号５７は、両側のラジアル静圧軸受８２の間に形成された排出油ポケットで、ラジアル静圧軸受８２から排出される軸受油を受けて油溜まりへ排出する。
【００４１】
小径軸部５４Ｂには、砥石軸５４のスラスト方向の荷重を受ける静圧軸受８５（以下「スラスト静圧軸受」と言う）と、前述のラジアル静圧軸受８２のラジアル荷重に対する補正力を発生せさせる補正力加圧部６２とが一体となって設置されている。このスラスト静圧軸受８５と補正力加圧部６２との設置位置は、ラジアル荷重の発生源である小径プーリ５２の位置と、ラジアル静圧軸受８２が設置される位置との間の位置とされている。
【００４２】
図６はラジアル静圧軸受８２を示し、図５のVIーVI線断面を示す。ラジアル静圧軸受８２は、軸支持体６０の内周面に、複数個、本実施形態では４個の圧油ポケット６４が凹部形状として周方向に等間隔に配設されて形成されている。４個の圧油ポケット６４の間はランド部６５とされている。これにより、圧油ポケット６４と砥石軸５４との間の軸受隙間に供給される軸受油の油圧（静圧）と、ランド部６４と砥石軸５４との間に生じる油圧により、砥石軸５４が支持され、砥石軸５４のラジアル荷重を受ける。
【００４３】
ラジアル静圧軸受８２の圧油ポケット６４には、油供給源６６で発生する圧油が、供給路６７を通じて供給される。供給路６７には圧油調整絞り６８が設けられており、油供給源６６の圧油を減圧調整して圧油ポケット６４に供給する。この減圧調整は、ラジアル荷重の作用方向を考慮して、各圧油ポケット６４への圧油を調整して、砥石軸５４のラジアル荷重を支持するようにしている。
【００４４】
図７は図６の砥石軸５４の小径軸部５４Ｂ箇所を拡大して示し、スラスト静圧軸受８５の構成と、補正力加圧部６２の構成を示す。当該両構成８５、６２は、ジャーナルの軸支持体６０の角部に形成される圧油ポケット９６に兼備される。なお、図７における軸受油が流通する通路隙間は誇張して図示してある。その他の図における軸受油の通路隙間も同様である。
【００４５】
当該構成箇所は、図７に示すように、回転軸体である砥石軸５４は大径軸部５４Ａと小径軸部５４Ｂとが段付き形状の凹断面形状に形成されている。この砥石軸５４を支持するジャーナルとしての軸支持体６０は、砥石軸５４の凹断面形状の凹部内に挿入した状態として配置されている。そして、砥石軸５４は軸方向及び径方向にはわずか移動可能に支持されている。その軸方向支持が本実施形態のスラスト静圧軸受８５として構成されており、ラジアル方向の支持においてラジアル方向の補正力を発生させる補正力加圧部６２が構成されている。
【００４６】
圧油ポケット９６における、先ず、スラスト静圧軸受８５の構成について説明する。図７に示すように、本実施形態の砥石軸５４の軸支持体６０によるスラスト支持は軸受油を介した静圧支持で行われる。スラスト支持は砥石軸５４の段付き形状の両側の段部ｘ，ｙで行われる構成となっている。段部ｘ，ｙは第１形成面７０（径方向面）と第２形成面７５（軸方向面）が直角に配設されて形成されている。第１形成面７０（径方向面）は軸支持体側に形成される第１形成面７０Ａ（径方向面）と砥石軸側に形成される第１形成面７０Ｂ（径方向面）とからなっている。両者７０Ａ，７０Ｂは対向して配置されており、流通隙間を形成する。この流通隙間が第１絞り９２となっている。なお、この第１形成面７０（径方向面）は砥石軸線に対して垂直方向とされて形成されており、第１絞り９２は砥石軸５４の軸方向移動によりその絞り状態が変動する。
【００４７】
第２形成面７５（軸方向面）は軸支持体側に形成される第２形成面７５Ａ（軸方向面）と砥石軸側に形成される第２形成面７５Ｂ（軸方向面）とからなっている。両者７５Ａ，７５Ｂは対向して配置されており、流通隙間を形成する。本実施形態の砥石軸５４は回転軸体であることから、当該流通隙間は円筒形状の隙間として形成される。この流通隙間が第２絞り９４となっている。この第２絞り９４が形成される第２形成面７５（軸方向面）は砥石軸線と同方向とされている。このため、第２絞り９４は砥石軸５４の軸方向移動によっても絞り状態は変動しない。
【００４８】
第１形成面７０（径方向面）の流通隙間（第１絞り９２）と第２形成面７５（軸方向面）の流通隙間（第２絞り９４）への軸受油の供給は、軸支持体６０に形成された供給路９８と圧油ポケット９６を通じて行われる。なお、圧油ポケット９６への軸受油の供給は、前述のラジアル静圧軸受８２の圧油ポケット６４への供給と同一の油供給源６６から、供給路９８の圧力調整絞り９９を介して供給されるようになっている。圧油ポケット９６は第１形成面７０（径方向面）と第２形成面７５（軸方向面）の直角形成部位箇所を跨いで欠肉させて形成されて、円環状に１個形成されている。すなわち、スラスト静圧軸受８５の圧油ポケット９６は、前述のラジアル静圧軸受８２において複数個設ける圧油ポケット６４と異なり、円周上に１個のみ設けられる。
【００４９】
圧油ポケット９６は、第１形成面７０（径方向面）に開口する第１形成面開口部７１と、第２形成面７５（軸方向面）に開口する第２形成面開口部７６と、を有する。圧油ポケット９６の断面形状は、本実施形態では軸方向に長辺、径方向に短辺とする長方形状とされているが、加工が可能な適宜形状であれば良い。例えば、図１１に変形例として示すような断面Ｌ字形の圧油ポケット９６ａでも良い。供給路９８はこの圧油ポケット９６の底面部に接続されており、供給路９８から軸受油が供給される。
【００５０】
圧油ポケット９６の軸受油は、第１形成面７０（径方向面）の第１絞り９２と第２形成面７５（軸方向面）の第２絞り９４に供給されて排出される。第２絞り９４を流通して排出される軸受油は、軸支持体６０の図７で見て中央部位置に設けられた排出路９０を経由して行われる。本実施形態の排出路９０は両側の第２絞り９４，９４の共通の排出路として構成されている。第１絞り９２を流通した軸受油の排出は、第１絞り９２より外方に放出されることにより行われる。
【００５１】
第１絞り９２と第２絞り９４の関係は、本実施形態では、砥石軸５４のスラスト方向（軸線方向）の無負荷状態で第１絞り９２の流通抵抗と第２絞り９４の流通抵抗が同じ流通抵抵抗となるように設定されている。したがって、砥石軸５４に一方向のスラスト力が作用して一方向に移動すると、例えば、図７で見て砥石軸５４に右方向のスラスト力が作用して右方向に移動すると、左側位置の第１形成面７０（径方向面）による第１絞り９２は無負荷状態より絞られた状態となって、流通抵抗が変動しない第２絞り９４の流通抵抗より流通抵抗が大きくなる。これにより軸支持体６０の第１形成面７０Ａ（径方向面）に形成された圧油ポケット９６に貯留される軸受油の静圧を介して軸支持体６０により受けられて支持される。なお、右側の段部ｙの第１絞り９２の絞り状態は無負荷状態時より流通抵抗が小さくなり、左側位置のスラスト力を受ける作用の反動として、砥石軸５４の左方向への復帰動作をしやすくしている。砥石軸５４に左方向のスラスト力が生じた場合には、これとは逆の動作がなされる。
【００５２】
上述したスラスト静圧軸受８５の実施形態によれば、同軸受８５のスラスト受け力の大きさを決める要因となる段部の大きさ（径方向の長さ）は、第１絞り９２を形成する第１形成面７０（径方向面）の径方向の長さと、圧油ポケット９６の径方向の長さにより決まる。これによりスラスト静圧軸受８５の径方向の小型化を図ることができる。したがって、砥石軸５４の小径軸部５４Ｂの外形寸法を図５に示す構成とする場合には、砥石軸５４の剛性を維持したまま、大径軸部５４Ａの外形寸法の小型化を図ることができる。なお、大径軸部５４Ａの外形寸法を図５に示す寸法とすることが可能なときは、小径軸部５４Ｂの大径化を図ることが可能となり、全体の剛性アップを図ることができる。
【００５３】
以上説明した本第１実施形態の図７に示すスラスト静圧軸受８５については、本発明者らが、先に、特願２０１５−１４２６６として提案した内容である。
【００５４】
次に、圧油ポケット９６における、ラジアル静圧軸受８２のラジアル荷重の補正力を発生させる補正力加圧部６２の構成について説明する。図８は圧油ポケット９６を内周面に形成した軸支持体６０の立体構成を、理解を容易とするために一部欠裁して示し、図９は圧油ポケット９６の内周面を円周方向に展開して示したものである。図９は図５及び図７における右側の圧油ポケット９６を展開して示したものである。
【００５５】
図９に示すように、補正力加圧部６２を構成する圧油ポケット９６の第２形成面開口部７６の軸方向幅は異なっている。例えば、図９に示すように、円周上の９０°の位置（図８の白抜き矢印で示すＦ方向）に補正力を発生させようとする場合には、０°〜１８０°の範囲の軸方向幅をＬ１に形成し、１８０°〜３６０の範囲の軸方向幅をＬ２に形成する。Ｌ１の軸方向幅はＬ２の軸方向幅より大きく設定されている。すなわち、Ｌ１＞Ｌ２として形成されている。
【００５６】
図１０は上述した構成により生じる作用力の関係を図表として示したものである。上記により、Ｌ１で形成される領域に供給される圧油により生じる合力の作用力Ｐ１と、Ｌ２で形成される領域に供給される圧油により生じる合力の作用力Ｐ２は、その領域の面積差によりＰ１＞Ｐ２となる。そして、この作用力の差分Ｐ１−Ｐ２＝Ｐ３が図８に示すＦ方向の補正力として砥石軸５４のラジアル荷重を受ける作用力として働く。なお、符号９７は圧油ポケット９６への圧油の供給孔を示す。
【００５７】
なお、上述した実施形態においては、Ｌ１の領域を０〜１８０度、Ｌ２の領域を１８０〜３６０度としたが、合力Ｐ３がプーリからの力Ｆを減殺する方向になっていれば、この角度範囲以外であってもよい。また、Ｌ１とＬ２の幅の設定（合力の作用力Ｐ１、Ｐ２の設定）も、合力Ｐ３の大きさがＦを減殺する大きさとなるように設定するものであればよい。なお、減殺とは相殺する場合も含む意味である。
【００５８】
上述したように、第１実施形態における補正力加圧部６２による補正力の大きさの調整は、圧油ポケット９６の円周上の第２形成面開口部７６の軸方向幅Ｌ１，Ｌ２を変えることによって調整することができる。そして、この軸方向幅Ｌ１，Ｌ２の調整は、スラスト静圧軸受８５の軸受力には何ら影響を及ぼさない。
【００５９】
逆に、スラスト静圧軸受８５のスラスト軸受力を調整する圧油ポケット９６の径方向の長さ（第１形成面開口部７１を含む第１形成面７０（径方向面））の変更は、補正力加圧部６２による補正力には何ら影響を及ぼさない。
【００６０】
また、補正力加圧部６２の調整による補正力の調整は、ラジアル静圧軸受８２の性能に影響を及ぼすこともない。したがって、独自に夫々調整可能となるので、設計が容易となる。
【００６１】
なお、第１実施形態の補正力加圧部６２は、小径プーリ５２とラジアル静圧軸受８２との間に設けられる構成である。この構成によれば、補正力加圧部６２はラジアル静圧軸受８２の軸方向位置に比べ、ラジアル荷重発生源の小径プーリ５２の近傍位置に配設される。これにより、小径プーリ５２に作用する荷重をラジアル静圧軸受８２で受ける場合に、当該ラジアル荷重を相殺する補正力として、てこの原理からして有効に働かせることができる。
【００６２】
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は図１２〜図１４に示される。第２実施形態は、補正力加圧部６２を単独で設定した実施形態である。なお、この第２実施形態の説明においては、上述の第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と実質的に同じ構成内容については、同じ符号等を付すことにより説明を省略する。
【００６３】
第２実施形態の砥石軸５４は、図１２に示されるように、同一径の軸として形成されているが、中央部に大径の段付き鍔軸部５４Ｃが設定されている。この鍔軸部５４Ｃの左右位置のジャーナルである軸支持体６０に、ラジアル静圧軸受８２の圧油ポケット６４と、スラスト静圧軸受８５の圧油ポケット８６が設けられている。そして、これら各軸受８２、８５が形成された軸支持体６０と、小径プーリ５２との間の軸保持体６０箇所に補正力加圧部６２（圧油ポケット９６）が設けられている。
【００６４】
第２実施形態のラジアル静圧軸受８２の圧油ポケット６４及び当該圧油ポケット６４へ油供給源６６から圧油を供給する構成は、前述の第１実施形態のラジアル静圧軸受８２と同様に構成されている。
【００６５】
第２実施形態のスラスト静圧軸受８５の構成は、前述の第１実施形態の補正力加圧部６２を兼備させた構成とは異なり、汎用のスラスト静圧軸受の構成と同様に、その圧油ポケット８６は鍔軸部５４Ｃの両側段部の径方向面の対向面に設けられている。なお、本実施形態のスラスト静圧軸受８５の圧油ポケット８６への圧油の供給路には、汎用の構成の場合と同様に圧力調整絞り９９が設けられている。
【００６６】
第２実施形態の補正力加圧部６２は、図１３に立体図として示す軸支持体６０の内周面（軸方向面）に形成される。図１４は内周面（軸方向面）に形成される圧油ポケット９６の展開図を示す。図１４の展開図は第１実施形態の図９に対比して示したものである。第２実施形態の圧油ポケット９６の周方向の形状は、第１実施形態の場合とは異なるが、第１実施形態の場合と同様に、周方向位置の０°〜１８０°の範囲の軸方向幅はＬ１とされ、１８０°〜３６０の範囲の軸方向幅はＬ２とされている。そして、Ｌ１の軸方向幅はＬ２の軸方向幅より大きく設定されており、Ｌ１＞Ｌ２として形成されている。これにより、第２実施形態においても、第１実施形態と同様にして補正力を生じさせる。
【００６７】
なお、第２実施形態においては、補正力加圧部６２の圧油ポケット９６への油供給源６６からの供給は、その供給路に圧力調整絞りが設けられることなく、油供給源６６の発生油圧がそのまま供給されるようになっている。このため、第１実施形態の場合に比べ、圧油の絞り通過に伴う圧力減衰がないため、大きな補正力を得ることができる。逆の見方をすれば、同じ補正力を得るのであれば、補正力加圧部６２の構成の小型化を図ることができる。
【００６８】
そして、第２実施形態の場合も、第１実施形態の場合と同様に、補正力加圧部６２による補正力の大きさの調整は、ラジアル静圧軸受８２及びスラスト静圧軸受８５の軸受力の性能に影響を及ぼすことなく行うことができる。このため、各軸受の設計構成が容易となる。
【００６９】
図１５〜図１７は、第１実施形態及び第２実施形態のラジアル静圧軸受８２におけるラジアル荷重の負荷方向と補正力の作用方向との関係を示している。図１５は砥石軸５４にラジアル荷重の負荷が作用しない状態で、補正力加圧部６２による補正力のみが作用している状態を示す。この状態では補正力のみの作用により砥石軸５４は左側に作用した状態となる。
【００７０】
図１６は図１５の状態から小径プーリ５２にベルト負荷がかかり、ベルト負荷と補正力が釣り合っている状態を示す。図１７は図１６の状態から更にベルト負荷がかかり、ベルト負荷の大きさが補正力の大きさを超えた状態を示す。
【００７１】
なお、図１５及び図１７の状態においても、砥石軸５４の外周面が、軸支持体６０の内周面に接触しないように構成することが必要とされる、本各実施形態ではそのように構成されている。
【００７２】
以上、本発明を特定の実施形態について説明したが、本発明はその他各種の形態でも実施できる。
【００７３】
例えば、上述した実施形態では、工作機械の代表例として研削盤について説明したが、その他、各種の工作機械に適用できる。
【００７４】
また、第１実施形態におけるスラスト静圧軸受における第１絞りと第２絞りの関係は、作動部材の無負荷状態において第１絞りを軸受油が流通する関係状態であればよい。
【００７５】
更に、スラスト力を受ける作動部材を静圧スラスト軸受で支持する装置には広く適用できるものである。
【００７６】
なお、上記の各実施形態の補正力加圧部の配設位置は、小径プーリとラジアル静圧軸受との間の位置であったが、かかる位置以外にも設置することは可能である。
【符号の説明】
【００７７】
２      研削盤
１０      ベッド
２０      テーブル
２０Ｅ    エンコーダ（回転検出手段）
２０Ｍ    テーブル駆動モータ
３０      主軸台
３１      主軸
３２      センタ
３１Ｅ    エンコーダ（回転検出手段）
３１Ｊ    主軸回転軸線
３１Ｍ    主軸モータ
３３      駆動金具
４０      心押台
４１      ラム
４２      センタ
５０      砥石台
５０Ｅ    エンコーダ（回転検出手段）
５０Ｍ    砥石台駆動モータ
５１      大径プーリ
５２      小径プーリ（プーリ部）
５３      ベルト
５４      砥石軸（回転軸体）
５４Ａ    大径軸部
５４Ｂ    小径軸部
５５      砥石
５５Ｊ    砥石回転軸線
５５Ｍ    砥石モータ
５７      排出油ポケット
５８      クーラントノズル
５９      クーラント供給パイプ
６０      軸支持体（ジャーナル）
６２      補正力加圧部
６４      圧油ポケット
６５      ランド部
６６      油供給源
６７      供給路
６８      圧力調整絞り
７０      第１形成面
７１      第１形成面開口部
７５      第２形成面
７６      第２形成面開口部
８０      制御装置
８２      ラジアル静圧軸受
８５      スラスト静圧軸受
９０      排出路
９１      砥石収納ケース
９２      第１絞り
９４      第２絞り
９６      圧油ポケット
９７      供給孔
９８      供給路
９９      圧力調整絞り
ｘ        段部（左側）
ｙ        段部（右側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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