(57)【要約】【課題】工具交換のために主軸を簡単に取り外すことができる空気静圧軸受スピンドル装置を提供する。【解決手段】主軸ヘッド１１の軸孔１１ａに主軸１２を挿入する。主軸１２の外周面１２ａに保持溝１２ｂを形成し、前記主軸ヘッド１１に形成した案内溝１８ａから保持板１９を挿入し、保持板１９の先端部を前記保持溝１２ｂに係合する。前記主軸ヘッド１１及び保持板１９に空気静圧軸受１４，１５及び空気静圧軸受２０，２１を設ける。前記保持板１９をシリンダ２４のピストンロッド２５により保持位置と退避位置との間で切り換え可能にする。シリンダ２４を作動して保持板１９を退避位置に移動することにより前記主軸１２を主軸ヘッド１１の軸孔１１ａから抜き取ることができ、工具１３が挿着された主軸１２の交換を容易に行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸ヘッドの軸孔に空気静圧軸受により主軸を支持し、前記主軸ヘッドと主軸との間に該主軸を取付位置に保持する保持手段を設け、該保持手段による保持を解除することにより前記主軸を前記軸孔から取り外し可能に構成し、前記主軸を回転するための回転手段を設けたことを特徴とする空気静圧軸受スピンドル装置。
【請求項２】
請求項１において、前記保持手段は、主軸の外周面に対し周方向に形成された環状の係合溝と、前記主軸ヘッドに対し前記係合溝と対応するように形成された案内溝と、該案内溝に沿って移動可能に収容され、かつ前記係合溝に係合されて主軸を保持する保持位置と、該保持位置から離隔した退避位置との間で切り換えられる可動保持部材とにより構成され、前記可動保持部材の前記係合溝と対応する二つのスラスト面には前記主軸の保持溝の両側のスラスト面を支持する空気静圧軸受が設けられていることを特徴とする空気静圧軸受スピンドル装置。
【請求項３】
請求項１において、前記主軸の基端スラスト面には円錐状の第１テーパ面が形成され、前記主軸ヘッドの軸孔の内奥のスラスト面には、前記第１テーパ面と対応するように円錐状の第２テーパ面が形成され、前記第２テーパ面には主軸の第１テーパ面を支持する空気静圧軸受が設けられ、さらに、前記第２テーパ面の頂部には前記主軸を軸方向内方に吸引するための空気の吸引孔が設けられていることを特徴とする空気静圧軸受スピンドル装置。
【請求項４】
請求項３において、前記回転手段は空気供給源からエア配管を通して供給される圧力空気を用いたエアタービンにより構成され、前記エア配管には負圧発生ノズルが設けられ、該負圧発生ノズルと前記吸引孔は吸気管により接続されていることを特徴とする空気静圧軸受スピンドル装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、前記保持手段は、前記主軸の外端部の外周面に形成された係合溝と、前記主軸ヘッドの先端部に取り付けられ、かつ前記係合溝に係合される保持位置と、該保持位置から離隔した退避位置との間で切り換えられる保持部材とにより構成されていることを特徴とする空気静圧軸受スピンドル装置。
【請求項６】
請求項１において、前記主軸ヘッドはその軸線方向の中間部においてヘッド本体と分割ヘッドとに分割され、前記ヘッド本体及び分割ヘッドには、該分割ヘッドを前記ヘッド本体に対し取り外し可能に連結するための連結手段が設けられ、前記分割ヘッドと連結手段とにより前記保持手段が構成され、前記ヘッド本体及び前記分割ヘッドの軸孔には環状の案内溝が形成され、前記主軸の外周面には前記案内溝に収容される環状のフランジが設けられ、前記案内溝の両側のスラスト面には、前記フランジの両側のスラスト面を支持する空気静圧軸受が設けられ、前記フランジは前記案内溝の底面に形成されたタービンノズルから噴射されるエアにより回転されるように構成されていることを特徴とする空気静圧軸受スピンドル装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、前記主軸は工具自体であることを特徴とする空気静圧軸受スピンドル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械に用いられる空気静圧軸受スピンドル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気静圧軸受として、特許文献１に開示されたものが提案されている。この空気静圧軸受は、主軸ヘッドの内部に主軸を収容し、該主軸の外周面に形成されたつばを主軸ヘッドの軸孔の内周面に形成された係合溝に収容し、このつば部の上下のスラスト面と主軸の上下の外周面にそれぞれ対向する空気静圧軸受が主軸ヘッドに設けられている。前記主軸ヘッドの上端部には前記主軸を回転させるためのビルトインモータが装着されている。
【０００３】
又、エアタービンスピンドルとして、特許文献２に開示されたものが提案されている。このスピンドルは主軸のスラスト板の外周面に設けられた複数の凹部に、それら凹部と対応する部位に配設されたタービンノズルから圧縮空気を吹き付けることにより主軸を回転させるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−９９１５７号公報
【特許文献２】特開２００１−１１３４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された空気静圧軸受は、主軸の外周面に形成されたつばを主軸ヘッドの軸孔の内周面に形成された係合溝に収容しているので、故障箇所の修理のため、面倒な分解作業により主軸ヘッドから主軸を分離することは可能であると推測される。しかし、主軸ヘッドから主軸を工具交換のために取り外すことは、全く想定されていないので、主軸の交換を簡単に行うことができないという問題があった。特許文献２に開示されたエアタービンスピンドルもハウジングに形成された環状溝状のスラスト軸受部に主軸のスラスト板が収容されているので、前述したように故障箇所の修理のため、面倒な分解作業により主軸ヘッドから主軸を分離することは可能であると推測される。しかし、ハウジングから主軸を工具交換のため取り外すことは、全く想定されていないので、主軸の交換を簡単に行うことができないという問題があった。
【０００５】
ところで、例えば大径寸法のドリル等の工具径寸法が大きい場合には、主軸の先端部に対し工具ホルダを介して工具が取り外し可能に装着されるようになっている。このため、主軸ヘッドから主軸を取り外す必要はない。しかし、例えば、直径寸法が１ｍｍのような極細工具を主軸に焼き嵌めにより掴持させる場合には、工具交換のため主軸を取り外す必要があり、工具の脱着が非常に面倒であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、工具交換のために主軸を簡単に取り外すことができる空気静圧軸受スピンドル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、主軸ヘッドの軸孔に空気静圧軸受により主軸を支持し、前記主軸ヘッドと主軸との間に該主軸を取付位置に保持する保持手段を設け、該保持手段による保持を解除することにより前記主軸を前記軸孔から取り外し可能に構成し、前記主軸を回転するための回転手段を設けたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記保持手段は、主軸の外周面に対し周方向に形成された環状の係合溝と、前記主軸ヘッドに対し前記係合溝と対応するように形成された案内溝と、該案内溝に沿って移動可能に収容され、かつ前記係合溝に係合されて主軸を保持する保持位置と、該保持位置から離隔した退避位置との間で切り換えられる可動保持部材とにより構成され、前記可動保持部材の前記係合溝と対応する二つのスラスト面には前記主軸の保持溝の両側のスラスト面を支持する空気静圧軸受が設けられていることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記主軸の基端スラスト面には円錐状の第１テーパ面が形成され、前記主軸ヘッドの軸孔の内奥のスラスト面には、前記第１テーパ面と対応するように円錐状の第２テーパ面が形成され、前記第２テーパ面には主軸の第１テーパ面を支持する空気静圧軸受が設けられ、さらに、前記第２テーパ面の頂部には前記主軸を軸方向内方に吸引するための空気の吸引孔が設けられていることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記回転手段は空気供給源からエア配管を通して供給される圧力空気を用いたエアタービンにより構成され、前記エア配管には負圧発生ノズルが設けられ、該負圧発生ノズルと前記吸引孔は吸気管により接続されていることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４において、前記保持手段は、前記主軸の外端部の外周面に形成された係合溝と、前記主軸ヘッドの先端部に取り付けられ、かつ前記係合溝に係合される保持位置と、該保持位置から離隔した退避位置との間で切り換えられる保持部材とにより構成されていることを要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１において、前記主軸ヘッドはその軸線方向の中間部においてヘッド本体と分割ヘッドとに分割され、前記ヘッド本体及び分割ヘッドには、該分割ヘッドを前記ヘッド本体に対し取り外し可能に連結するための連結手段が設けられ、前記分割ヘッドと連結手段とにより前記保持手段が構成され、前記ヘッド本体及び前記分割ヘッドの軸孔には環状の案内溝が形成され、前記主軸の外周面には前記案内溝に収容される環状のフランジが設けられ、前記案内溝の両側のスラスト面には、前記フランジの両側のスラスト面を支持する空気静圧軸受が設けられ、前記フランジは前記案内溝の底面に形成されたタービンノズルから噴射されるエアにより回転されるように構成されていることを要旨とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項において、前記主軸は工具自体であることを要旨とする。
（作用）
請求項１記載の発明は、前記保持手段による前記主軸の保持を解除することにより工具とともに主軸を前記軸孔から容易に取り外すことができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、可動保持部材の先端部の両スラスト面により主軸の係合溝の両側のスラスト面が静圧支持されるので、回動保持部材にスラスト方向の静圧軸受の機能を兼用させて、構造を簡素化することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、主軸側の第１テーパ面が主軸ハウジング側の軸孔の第２テーパ面に設けた空気静圧軸受により非接触で支持されるとともに、吸引孔により軸孔から外部に排出される空気により主軸の第１テーパ面が第２テーパ面に接近する方向に付勢される。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、エアタービンを作動する空気を利用して前記吸引孔から軸孔内の空気を吸引するので、空気の吸引手段を簡素化することができる。
請求項５に記載の発明は、前記主軸の外端部の外周面に形成された係合溝に保持部材を係合させるので、保持部材の位置の切り換えを迅速に行うことができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記主軸の外周面にフランジを設け、該フランジをヘッド本体に設けたタービンノズルから噴射されるエアにより回転するようにしたので、主軸の回転トルクを大きくすることができる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、主軸に対する工具の組付け誤差がなくなるので、ワークの加工精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、工具交換のために主軸を工具とともに簡単に取り外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した空気静圧軸受スピンドル装置の第１の実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２１】
この主軸装置の主軸ヘッド１１は、図１及び図６に示すように、主軸１２を収容する軸孔１１ａを有する円筒状部１１ｂと、該円筒状部１１ｂの上部外周面に横方向に一体に形成された平面視で正方形状のフランジ部１１ｃとにより構成されている。前記フランジ部１１ｃの四隅に形成されたボルト挿通孔１１ｄには、下方から図示しないボルトが上向きに挿通され、各ボルトを工作機械のＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向に移動される３軸サドル（図示略）の下面に形成されたネジ孔に螺合することにより主軸ヘッド１１を３軸サドルに装着するようになっている。
【００２２】
前記主軸１２は前記主軸ヘッド１１の軸孔１１ａから抜き出し可能に円柱状に形成され、その下端部には工具１３が焼き嵌めにより取り付けられている。主軸１２の外周面１２ａは円筒形状に形成され、前記主軸ヘッド１１の軸孔１１ａの内周面１１ｅとの間に所定の隙間（例えば０．１ｍｍ）をもって挿入されている。前記内周面１１ｅの上下二箇所には、空気静圧軸受１４，１５が設けられている。両空気静圧軸受１４，１５は、図３に示すように軸孔１１ａの内周面１１ｅの周方向に等間隔で形成された複数（例えば４つ）のポケット１４ａ，１５ａに圧縮空気供給源１６から圧縮空気を供給することにより主軸１２を軸孔１１ａ内において非接触状態で静圧支持するようになっている。
【００２３】
前記主軸ヘッド１１と主軸１２との間には、前記主軸１２の取付状態を保持する保持手段１７が設けられている。この保持手段１７について説明すると、前記主軸１２の外周面１２ａには、保持溝１２ｂが周方向に環状に形成されている。前記主軸ヘッド１１のフランジ部１１ｃの下面には図２及び図６に示すように前記保持溝１２ｂと対応するように、かつ互いに平行な二条の案内溝１８ａが形成された保持部１８が一体に形成されている。前記両案内溝１８ａの間には挿入空間１８ｂが形成され、案内溝１８ａは、図１及び図２に示すように前記軸孔１１ａの内周面１１ｅに開口するように形成されている。前記両案内溝１８ａには図６に示すように平面視で長方形状に形成された保持板１９の左右両側に一体形成された被案内突条１９ａが摺動案内されるようになっている。
【００２４】
前記保持板１９には、前記主軸１２の保持溝１２ｂにより形成された小径部１２ｃを進入させるための切り込み部１９ｂが形成されている。前記保持板１９の上下に形成されたスラスト面１９ｃ，１９ｄと、前記主軸１２の保持溝１２ｂにより形成された上下のスラスト面１２ｄ，１２ｅとの間には、所定の隙間（例えば０．１ｍｍ）が形成されるようになっている。前記保持板１９のスラスト面１９ｃ，１９ｄには、前記切り込み部１９ｂに近接するように空気静圧軸受２０，２１が設けられている。両空気静圧軸受２０，２１は、図２及び図６に示すように複数のポケット２０ａ，２１ａに圧縮空気供給源１６から圧縮空気を供給することにより主軸１２の保持溝１２ｂの両側のスラスト面１２ｄ，１２ｅを軸孔１１ａ内において非接触状態で静圧支持するようになっている。
【００２５】
図６に示すように、前記主軸ヘッド１１のフランジ部１１ｃの端面に形成された複数のネジ孔１１ｆにはボルト２２によりブラケット２３が取り付けられるようになっている。図１に示すように前記ブラケット２３には、シリンダ２４が取り付けられ、このシリンダ２４のピストンロッド２５の先端部が前記保持板１９に連結されている。そして、前記シリンダ２４のピストンロッド２５により前記保持板１９を図１に示す保持位置と、図５に示す退避位置との間で交互に切り換えるようにしている。
【００２６】
次に、前記主軸１２を回転させるエアタービン方式の駆動機構について説明する。図４に示すように、前記主軸１２の外周面１２ａには、凹部３１が周方向に等ピッチで複数箇所に形成されている。前記主軸ヘッド１１には、前記主軸１２の外周面１２ａに対し接線方向に指向するように複数のタービンノズル３２が形成されている。各タービンノズル３２には、前記圧縮空気供給源１６から圧縮空気が供給されようになっている。そして、前記タービンノズル３２から凹部３１の半径方向の壁面３１ａにエアが噴射されると、主軸１２が回転されるようになっている。なお、主軸１２の回転に用いられたエアは、主軸ヘッド１１に形成された排気通路３３から外部に排気されるようになっている。
【００２７】
図１に示すように、前記主軸１２の外周面１２ａのうち主軸ヘッド１１の軸孔１１ａから下方に露出した部分には、図５又は図６に示す工具交換装置の交換アーム３５の二股状の把持部３５ａを係合するための係合溝１２ｆが形成されている。
【００２８】
次に、前記のように構成した空気静圧軸受スピンドル装置の動作について説明する。
図１及び図２に示すように主軸ヘッド１１に主軸１２が装着された状態において、前記圧縮空気供給源１６から空気静圧軸受１４，１５、２０，２１に圧縮空気が供給されると、主軸１２が主軸ヘッド１１の軸孔１１ａ内においてラジアル方向及びスラスト方向に非接触で静圧支持される。又、前記圧縮空気供給源１６から前記タービンノズル３２に圧縮空気が供給されると、図４に示す主軸１２の凹部３１の壁面３１ａに空気が噴射されて主軸１２が回転される。この主軸１２の回転により工具１３が回転されてテーブルに支持されたワークが加工される。
【００２９】
ワークの加工が終了して、圧縮空気供給源１６から空気静圧軸受１４，１５、２０，２１及びタービンノズル３２への圧縮空気の供給が停止された状態において、主軸１２に焼き嵌めされた工具１３を交換する場合には、図１において主軸１２の係合溝１２ｆに交換アーム３５の把持部３５ａを係合する。その後、前記シリンダ２４を作動させてピストンロッド２５により前記保持板１９を図１の左方向に移動し、保持板１９の先端部を主軸ヘッド１１の軸孔１１ａから図５に示すように退避させる。次に、前記交換アーム３５を下方に移動し、図５に示すように主軸ヘッド１１の軸孔１１ａから主軸１２を離脱させ、使用済み工具１３を取り付けた主軸１２を図示しない工具マガジンに移動する。又、工具マガジンにストックされた新工具を有する主軸１２を交換アーム３５により把持して、主軸ヘッド１１の軸孔１１ａに挿入し、主軸１２の保持溝１２ｂを保持部１８の案内溝１８ａと対応させる。さらに、前記シリンダ２４を作動して、保持板１９を図５に示す退避位置から図１に示す保持位置に移動し、保持板１９の先端部を保持溝１２ｂに係合する。
【００３０】
以上の動作により工具１３の交換作業が行われる。
上記実施形態の空気静圧軸受スピンドル装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３１】
（１）上記実施形態では、主軸ヘッド１１の軸孔１１ａに主軸１２を抜き出し可能に挿入し、主軸１２の保持溝１２ｂに保持板１９のスラスト面１９ｃ，１９ｄを引き出し可能に係合した。このため、工具１３の交換作業の際に保持板１９を保持位置から退避位置に移動して、主軸１２を主軸ヘッド１１の軸孔１１ａから容易に取り外すことができ、工具１３を焼き嵌めした主軸１２の交換作業を容易に行うことができる。
【００３２】
（２）上記実施形態では、保持板１９をシリンダ２４により保持位置と退避位置との間で切り換え可能に構成したので、位置の切り換え作業を迅速に行うことができる。
（３）上記実施形態では、保持板１９に空気静圧軸受２０，２１を設けたので、保持板１９に主軸１２のスラスト方向の空気静圧軸受の機能を兼用させて、構造を簡素化でき、コストを低減することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した空気静圧軸受スピンドル装置の第２の実施形態を図７に従って説明する。
【００３４】
この実施形態では、前記主軸１２の保持溝１２ｂ、保持部１８及び保持板１９を省略するとともに、前記主軸１２の基端スラスト面に上端ほど小径となる円錐状の第１テーパ面１２ｇを形成し、主軸ヘッド１１の軸孔１１ａの内奥のスラスト面に対し前記第１テーパ面１２ｇの形状とほぼ同形状の円錐状の第２テーパ面１１ｇを形成している。又、前記第２テーパ面１１ｇには、空気静圧軸受３６が設けられている。この空気静圧軸受３６は、複数（例えば３つ）のポケット３６ａに圧縮空気供給源１６から圧縮空気を供給することにより主軸１２の第１テーパ面１２ｇを軸孔１１ａ内において非接触状態で静圧支持するようになっている。
【００３５】
前記第２テーパ面１１ｇの頂部には、吸気孔１１ｈが形成されている。前記圧縮空気供給源１６と前記タービンノズル３２を接続する管路３７には、負圧発生ノズル３８が接続され、該負圧発生ノズル３８は吸気管３９により前記吸気孔１１ｈに接続されている。そして、前記圧縮空気供給源１６からタービンノズル３２に圧縮空気を供給する過程で、軸孔１１ａ内の頂部の空気を吸引して主軸１２を上方に引き上げるようにしている。
【００３６】
前記主軸ヘッド１１の円筒状部１１ｂの下面には、前記係合溝１２ｆと対応するように保持手段４１を構成する保持用シリンダ４２が水平に取り付けられ、そのピストンロッド４３の先端部を前記係合溝１２ｆに進入させた状態で、主軸１２が主軸ヘッド１１の軸孔１１ａから離脱しないようにしている。
【００３７】
次に、上記のように構成した空気静圧軸受スピンドル装置の動作について説明する。
図７に実線で示すように主軸１２が主軸ヘッド１１の軸孔１１ａに挿入された取り付け状態において、圧縮空気供給源１６から前記空気静圧軸受１４，１５、３６及びタービンノズル３２に圧縮空気が供給されると、主軸１２がラジアル方向及びスラスト方向に非接触状態で静圧支持されるとともに、主軸１２が回転される。そして、軸孔１１ａ内の空気が吸気孔１１ｈから吸気管３９を通して負圧発生ノズル３８に吸い込まれるので、主軸１２の第１テーパ面１２ｇが上方への吸引力を受け、主軸１２が上方に引き上げられ、このため保持用シリンダ４２のピストンロッド４３の先端部に接触していた主軸１２の係合溝１２ｆの上部内側面が上方に移動されて接触が解かれる。
【００３８】
この第２の実施形態においては、主軸１２の係合溝１２ｆに保持用シリンダ４２のピストンロッド４３を進入させて、主軸１２が主軸ヘッド１１の軸孔１１ａから離脱しないようにしたので、第１の実施形態と比較して、保持手段の構成を簡略化することができる。又、ピストンロッド４３の移動ストロークを短く設定できるので、主軸１２の保持状態を解除する動作を迅速に行うことができる。
【００３９】
さらに、第２の実施形態では、主軸１２の基端スラスト面に第１テーパ面１２ｇを形成し、主軸ヘッド１１の軸孔１１ａの内奥のスラスト面に第２テーパ面１１ｇを形成し、該テーパ面１１ｇに空気静圧軸受３６を設けたので、主軸１２の静圧支持を行う際に主軸１２の芯だしを行うことができる。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、本発明を具体化した空気静圧軸受スピンドル装置の第３の実施形態を図８及び図９に従って説明する。
【００４１】
この第３の実施形態においては、前記主軸ヘッド１１はその軸線方向の中間部において軸孔６１ａを有するヘッド本体６１と、軸孔６２ａを有する環状の分割ヘッド６２とに分割されている。前記分割ヘッド６２には、ボルト挿通孔６２ｂが複数（例えば４）箇所に形成され、ヘッド本体６１の下端の接合面６１ｂには前記ボルト挿通孔６２ｂと対応してネジ孔６１ｃが複数箇所に形成されている。又、ヘッド本体６１の接合面６１ｂに分割ヘッド６２の接合面６２ｃを接触した状態で、前記ボルト挿通孔６２ｂから連結手段としての六角孔付きボルト６３をネジ孔６１ｃに螺合することにより前記ヘッド本体６１に分割ヘッド６２を締め付け固定することができるようにしている。反対に、ボルト６３を取り外すことによりヘッド本体６１から分割ヘッド６２を分離することができるようにしている。
【００４２】
前記ヘッド本体６１の軸孔６１ａの前記分割ヘッド６２側の端部には環状の段差溝６１ｄが形成され、該段差溝６１ｄと前記分割ヘッド６２の接合面６２ｃとにより環状の案内溝６４が形成されている。前記主軸１２の外周面１２ａには前記案内溝６４に収容される環状のフランジ６５が焼き嵌め等により一体的に連結されている。前記案内溝６４の両側のスラスト面６４ａ，６４ｂには、前記フランジ６５の両側のスラスト面６５ａ，６５ｂを支持するための前記空気静圧軸受２０，２１と同様の空気静圧軸受２０，２１が設けられている。さらに、前記フランジ６５の外周面には前記凹部３１と同様の凹部３１が設けられ、前記案内溝６４の底面に設けられたタービンノズル３２から前記凹部３１に向かって噴射されるエアによりフランジ６５及び主軸１２が回転される。
【００４３】
上記実施形態では、前記分割ヘッド６２及びボルト６３に前記保持手段としての機能が付与されている。
上記実施形態では、工具を用いて手動操作により前記ボルト６３を取り外して図９に示すようにヘッド本体６１から分割ヘッド６２を主軸１２とともに分離することにより、主軸１２の交換を簡単に行うことができる。
【００４４】
又、この実施形態では、前記主軸１２の外周面にフランジ６５を設け、該フランジ６５をヘッド本体６１に設けたタービンノズル３２から噴射されるエアにより回転するようにしたので、主軸１２の回転トルクを大きくすることができる。
【００４５】
さらに、この実施形態では、主軸１２の外周面を上下に位置するラジアル方向の空気静圧軸受１４，１５により支持し、両静圧軸受の間に位置するフランジ６５の上下両面をスラスト方向の空気静圧軸受２０，２１により支持した。このため、主軸１２及びフランジ６５に作用する静圧力のバランスが向上し、主軸１２を安定して支持することができ、主軸１２の軸芯の振れを抑制して、ワークの加工精度を向上することができる。
【００４６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
図１０に示すように、分割ヘッド６２の接合面６２ｃとスラスト面６４ｂを分割ヘッド６２の軸方向に離隔するとともに、主軸１２としての機能を有する工具１３自体のシャンク部をフランジ６５に焼き嵌め等の手段により嵌挿するようにしてもよい。この実施形態では、工具１３そのものが主軸としての機能を有するので、主軸に対する工具の組付け誤差がなくなるとともに、ラジアル方向の空気静圧軸受１４，１５の軸線と、工具１３の軸線との同軸度をより向上させることができ、ワークの加工精度を向上することができる。
【００４７】
・図１１に示すように、前記保持手段１７を構成する保持部１８及び案内溝１８ａ、保持板１９等を主軸１２の軸線を中心として対称に設けてもよい。
この実施形態では、両保持板１９の先端面が突き合されて、主軸１２の保持溝１２ｂのスラスト面１２ｄ，１２ｅの空気静圧軸受を行うポケット２０ａ，２１ａが全体として円環状に配列されるので、スラスト方向の静圧支持を安定化することができる。
【００４８】
・前記実施形態では主軸１２をエアタービンにより回転するようにしたが、図１２
に示すように主軸ヘッド１１の上面にモータ５１を取り付け、その回転軸５２の下端部を主軸１２の上端面に形成した係合凹部１２ｈに係合可能にしてもよい。
【００４９】
・図示しないが、保持板１９を手動により保持位置と退避位置との間で切り換え可能に構成してもよい。
・図１に示す実施形態において、前記主軸１２のスラスト面１２ｄより上側の外周面をラジアル静圧軸受により支持するようにしてもよい。
【００５０】
・図８に示す実施形態において、前記分割ヘッド６２の外周面に前記主軸１２の係合溝１２ｆと同様の係合溝を設け、この係合溝を前記交換アーム３５により把持して、ボルト６３及び分割ヘッド６２の脱着を手動又は自動により行うようにしてもよい。
【００５１】
・本発明を工作機械以外の各種の機械に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の空気静圧軸受スピンドル装置を具体化した第１の実施形態を示す中央部縦断面図。
【図２】図１の１−１線断面図。
【図３】図１の２−２線断面図。
【図４】図１の３−３線断面図。
【図５】主軸ヘッドの軸孔から主軸を離脱した状態を示す中央部縦断面図。
【図６】主軸ヘッド、保持板及び保持用シリンダ等を示す分解斜視図。
【図７】この発明の空気静圧軸受スピンドル装置を具体化した第２の実施形態を示す中央部縦断面図。
【図８】この発明の第３の実施形態を示す空気静圧軸受スピンドル装置の中央部縦断面図。
【図９】図８の空気静圧軸受スピンドル装置の分離縦断面図。
【図１０】この発明の別の実施形態を示す空気静圧軸受スピンドル装置の中央部縦断面図。
【図１１】この発明の別の実施形態を示す空気静圧軸受スピンドル装置の中央部縦断面図。
【図１２】この発明の別の実施形態を示す空気静圧軸受スピンドル装置の中央部縦断面図。
【符号の説明】
【００５３】
１１…主軸ヘッド、１１ａ…軸孔、１１ｇ…第２テーパ面、１２…主軸、１２ａ…外周面、１２ｂ…保持溝、１２ｄ，１２ｅ，１９ｃ，１９ｄ…スラスト面、１２ｆ…係合溝、１２ｇ…第１テーパ面、１３…工具、１４，１５，２０，２１，３６…空気静圧軸受、１７，４１…保持手段、１８ａ…案内溝、３８…負圧発生ノズル、３９…吸気管、６１…ヘッド本体、６２…保持手段を構成する分割ヘッド、６３…保持手段を構成するボルト、６４…案内溝、６５…フランジ。
【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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