(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工工具を回転させて、前記加工工具の外周面によって前記被加工物を加工する加工装置において、
前記加工工具を回転自在に支持する軸受と、
前記加工工具の外周面の近傍に配設された与圧用部材と、
前記被加工物と、前記加工工具と、前記与圧用部材とが浸漬された加工液と、
前記与圧用部材から前記加工液の流体膜を介して前記加工工具に力を付与する荷重機構と、を備え、
前記荷重機構が前記加工工具に付与する力の方向が、前記軸受が前記加工工具を支持する力の方向と並行である、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記付与する力の方向に、前記与圧用部材を案内する与圧用部材ガイド手段と、を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記加工工具が、前記加工工具と前記被加工物との間にできる流体膜によって前記被加工物を加工する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
高精度な表面粗さを必要とする被加工物を加工する加工工具の軸受に加工の際に加わるモーメントを少なくした加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加工装置には、回転する球状、円板状等の加工工具の外周面を、任意の設定荷重で被加工物としてのワークに押し付けて、加工を行うものがある。このような加工装置において、回転する加工工具は、軸受に回転自在に支持されている。
【０００３】
第１の従来の加工装置に、加工工具をワークに押し付ける際に、加工工具を軸受ごとワークへ押し付ける荷重機構（押圧機構）を備えた構成のものがある。加工工具をワークに押し付ける荷重（押圧力）は、力を発生する荷重機構から軸受を介して加工工具へ伝わって、ワークの加工点に加わるようになっている。
【０００４】
図４は、第１の従来の加工装置９９の正面概略図である。加工工具１は加工液３中に設置されている。スピンドル軸４は、不図示のボールベアリングを介してスピンドル軸受５に、Ｚ軸２３回りに回転自在に支持されている。スピンドル軸４は、スピンドルモータ６によって任意の設定回転数（数Ｈｚ乃至数十Ｈｚ）で定速回転するようになっている。
【０００５】
スピンドル軸受５は、スピンドルモータ６とクロスローラガイド３１とを介して工具支持フレーム８に取り付けられている。クロスローラガイド３１は、スピンドル軸受５を工具支持フレーム８に対してＹ軸２２方向にのみ移動できるように支持している。
【０００６】
荷重用ボイスコイルモータ３０は、スピンドル軸受５に設けられた永久磁石３０ａと、工具支持フレーム８に設けられたコイル３０ｂとで構成されている。荷重用ボイスコイルモータ３０は、コイル３０ｂが通電されると、加工工具１をワーク１８に押し付けるようになっている。加工工具１は、スピンドルモータ６によって回転しながらワークに押し付けられて、外周面１ｂでワーク１８を加工するようになっている。
【０００７】
また、第２の従来の加工装置として、加工工具１をワーク１８に押し付ける荷重を加工工具１に加えるのに、スピンドル軸受５を介して加工工具１に加えないで、ベルトを用いてスピンドル軸に荷重を加える荷重機構を備えたものがある。この荷重機構は、加工工具を取り付けたスピンドル軸にベルトを巻いてこのベルトを介して荷重と回転力を与えるようになっている。
【０００８】
さらに、第３の従来の加工装置として、特許文献１に記載のように、回転する加工工具を円周方向で分割した装置もある。この加工装置は、分割した加工工具をそれぞれ回転中心から外周方向に向かって押し出すピストンを有し、このピストンの推力を用いてワークへ加工工具の外周部を押し付ける荷重機構を有している。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００-２６３４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、最近の加工装置は、加工精度を必要とするワークが多くなり、特に、光学部品においては、形状や粗さの精度でｎｍ（ナノメートル）オーダの加工精度が必要となっている。また、加工時間を短縮するための高能率化も必要となっている。
【００１１】
第１の従来の加工装置における、荷重機構４９は、スピンドル軸受５とスピンドル軸４とを介して、加工工具１の外周面１ｂをワーク１８に押し付ける荷重を加工工具に加えていた。そこで、上記加工の高能率化に応えるため、高荷重化にする（押し付け力を強くする）と、スピンドル軸受は、高荷重を支持する反面、高精度化のために振れ回りや振動を少なくしなければならないという、相反する２つの役割を受け持つ必要があった。
【００１２】
そこで、高精度化のため、スピンドル軸受に非接触の流体軸受を用いることが考えられる。しかし、一般に、流体軸受は、接触式のボールベアリングなどと比較して高精度化を図れるが、剛性の面で劣る。したがって、流体軸受を用いると、剛性を補うため、スピンドル軸受を大型化にしなければならない。また、スピンドル軸受を大型にすると、スピンドル軸受とワークとが干渉するおそれが生じる。そこで、干渉を避けようとして、スピンドル軸を長くすると、スピンドル軸受にスピンドル軸の大きなモーメントが加わり、スピンドル軸受のモーメント剛性を高めなければならないという別の問題が生じるおそれがある。
【００１３】
また、第２の従来例の加工装置における荷重機構は、ベルトをスピンドル軸に巻くことによって、スピンドル軸受を介さずに加工工具に対して荷重を与えるようになっている。すなわち、ベルトによって、スピンドル軸に高荷重（強い押圧力）を加えて、加工工具をワークに押し付けるようになっている。
【００１４】
しかし、この第２の従来例の加工装置における荷重機構は、次の課題があった。すなわち、ベルトがスピンドル軸に対して１点で接触することができないで面接触するため、荷重を加える方向以外の方向からも荷重を加えることがあった。また、ベルトとスピンドル軸との間に滑りや摩擦などが発生して、加工工具の回転精度が低下する。さらに、ベルトは、加工工具に直接巻き付けることができないので、スピンドル軸に掛けられており、加工工具がワークに押し付けられたとき、スピンドル軸にモーメントが加わって撓み、スピンドル軸受は、そのモーメントを受け止めるだけの剛性が必要であった。この結果、高精度化のためにスピンドル軸受を非接触の流体軸受にしても精度が低下する要因となる荷重機構であった。
【００１５】
第３の従来例の加工装置における、特許文献１に記載の荷重機構は、荷重精度をあげるため、加工工具の中に設置されている。この荷重機構が発生する力は、軸受部を介さずに加工点に伝達されるようになっている。しかし、加工点に加えた荷重（押圧力）の反力は、軸受部で受け止めなければならない。このため、高荷重化する（押し付け力を強くする）には、軸受部を高剛性化し、これにともなって、大型にする必要があった。
【００１６】
以上のように、従来の加工装置は、高精度化のために非接触の流体軸受を使用することと、高能率化のため高荷重化にすることとを両立させると、スピンドル軸受が大型になり、曲率の高いワークと干渉しやすくなるという問題があった。
【００１７】
本発明は、加工工具を回転させて、加工工具の外周面を被加工物に押し付けることによって被加工物を加工する際に、加工工具に押し付け力を加えて、被加工物を加工する加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の加工装置は、加工工具を回転させて、前記加工工具の外周面によって前記被加工物を加工するようになっており、前記加工工具を回転自在に支持する軸受と、前記加工工具の外周面の近傍に配設された与圧用部材と、前記被加工物と、前記加工工具と、前記与圧用部材とが浸漬された加工液と、前記与圧用部材から前記加工液の流体膜を介して前記加工工具に力を付与する荷重機構と、を備え、前記荷重機構が前記加工工具に付与する力の方向が、前記軸受が前記加工工具を支持する力の方向と並行である、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の加工装置は、荷重機構が加工工具に付与する力の方向を、軸受が回転軸を支持する力の方向と並行にして、加工工具を被加工物に押し付けて被加工物を加工するようになっている。このため、本発明の加工装置は、従来、軸受に加わっていたモーメントが小さくなり、加工精度と高能率とを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の加工装置は、回転する加工工具に対して与える荷重機構の押し付け荷重（押し付け力）を、加工工具の軸受を介さずに、加工工具に加えるようになっている。しかも、荷重機構は、与圧用部材から加工液の流体膜を介して加工工具に押し付け荷重を与えるようになっている。
【００２１】
本発明の加工装置には、押し付け荷重を、軸受を介さずに、加工工具に非接触で、直接、与えるのに、与圧用部材を使用している構成のものがある。
【００２２】
ＥＥＭ加工では、被加工物の加工点において、加工工具と被加工物とが流体を介して浮上しながら加工が進む。このような、ＥＥＭ加工においては、回転する加工工具において、回転軸を間にして加工点と対称となる位置に、加工粒子と科学的に反応しない部材で製作した与圧用部材を設置した構成にする。そして、押し付け荷重は、与圧用部材を介して加工工具に与える。この場合、与圧用部材と加工工具との間、加工工具と被加工物との間には、加工液という流体が介在している。このため、押し付け荷重は、加工工具に非接触で、直接、与えられる。
【００２３】
以上説明した、本発明の加工装置は、荷重機構が加工工具に発する力の方向が、軸受が加工工具を支持する力の方向と並行であるので次ぎのような結果が得られる。
【００２４】
（１）軸受において、加工工具を支持するのに必要な剛性を小さくすることができて、軸受を小型にすることができる。
【００２５】
（２）軸受において、加工工具を支持するのに必要な剛性を小さくすることができるようになると、軸受に剛性の小さい非接触方式の流体軸受を使用することができるようになる。この結果、従来のボールベアリング等の固体接触軸受を使用するのと比較して、加工工具の回転軸の振れ回りを少なくして回転精度を高めて、加工装置の加工精度を向上させることができる。
【００２６】
（３）軸受が被加工物に干渉するのを避けるために、回転軸の加工工具と軸受との間の長さを短くすることができる。回転軸が長い従来の加工装置では、モーメントの大きな力が回転軸と軸受とに加わる。軸受を介して押し付け荷重を与える従来の方式では、回転軸の弾性変形を誘発する。この弾性変形は回転軸の振れ回りが円滑にできない要因になる。しかし、本発明の加工装置のように、加工工具近傍で直接加工工具に押し付け荷重を与えるようにすると、加工精度低下の要因が少なくなり、加工精度が向上する。
【００２７】
（４）本発明の加工装置は、押し付け荷重を伝達するのに、非接触方式になっているため、非接触方式の軸受との組み合わせで、従来のボールベアリング等の固体接触軸受と比較して回転精度を向上させることができる。
【００２８】
（実施例）
図１は、本発明の実施例における加工装置の正面断面図である。
【００２９】
加工装置９１の加工工具１はＥＥＭの球工具で、スピンドル軸４に固定されている。加工工具１は、液槽３２内の加工液３中に没入している。回転軸としてのスピンドル軸４は、不図示の静圧式のエアベアリングによって非接触状態で軸受としてのスピンドル軸受５に回転自在に支持されている。スピンドル軸４は、Ｚ軸２３回りに回転するようになっている。スピンドル軸４は、スピンドルモータ６によって任意の設定回転数（数Ｈｚ乃至数十Ｈｚ）で定速回転するようになっている。
【００３０】
スピンドル軸受５は、スピンドルモータ６と静圧式のリニアエアベアリング７とを介して工具支持フレーム８に設けられている。リニアエアベアリング７は、工具支持フレーム８に対して、スピンドル軸受５とスピンドルモータ６とをＹ軸２２方向にのみ、移動案内するようになっている。リニアエアベアリング７は、工具支持フレーム８に固定されたレール７ａに対してエアーを介在して可動部７ｂがＹ軸方向に非接触状態で移動するようになっている。可動部７ｂは、スピンドルモータ６とスピンドル軸受５とを備えている。すなわち、加工工具ガイド手段としてのリニアエアベアリング７は、加工工具が後述する荷重機構４１によって被加工物としてのワーク１８に押し付けられる方向（Ｙ軸２２と平行な方向）に、加工工具１を案内するようになっている。
【００３１】
荷重機構ステージ１０は、上下１対のリニアエアベアリング方式の荷重機構リニアガイド１１に支持されている。荷重機構リニアガイド１１は、工具支持フレーム８に固定されたレール１１ａに対してエアーを介在して可動部１１ｂがＹ軸方向に非接触状態で移動するようになっている。可動部１１ｂは、荷重機構ステージ１０を備えている。
【００３２】
与圧用部材９は、荷重機構ステージ１０に取り付けられて、加工工具１の外周面１ａの近傍に配設されている。与圧用部材９は、荷重機構リニアガイド１１を介して工具支持フレーム８に支持されて、荷重機構リニアガイド１１によって、Ｙ軸２２に沿った方向にのみ移動するようになっている。すなわち、与圧用部材ガイド手段としての荷重機構リニアガイド１１は、与圧用部材９が加工工具１に押し付けられる方向（Ｙ軸と平行な方向）に、与圧用部材９を案内するようになっている。
【００３３】
荷重機構リニアモータ１２は、荷重機構ステージ１０に設けられた永久磁石１２ａと、工具支持フレーム８に設けたコイル１２ｂとで構成されている。荷重機構リニアモータ１２は、電磁力によって非接触に荷重機構ステージ１０を可動方向(図１においてはＹ軸２２方向)に荷重となる推力を与えるようになっている。荷重機構ステージ１０、荷重機構リニアガイド１１、荷重機構リニアモータ１２、及び与圧用部材９等は、荷重機構４１を構成している。
【００３４】
工具支持フレーム８はＹ軸ステージ１３に固定されている。さらに、Ｙ軸ステージ１３はＸ軸ステージ１４に搭載されている。Ｙ軸ステージ１３は、Ｘ軸ステージ１４上を、Ｙ軸リニアガイド１７ａの案内と、モータ１６ａによって回転するＹ軸ボールねじ１５ａの回転とによって、Ｙ軸２２と平行に往復移動できるようになっている。Ｙ軸リニアガイド１７ａと、Ｙ軸ボールねじ１５ａは、Ｙ軸に平行に配設されている。
【００３５】
Ｘ軸ステージ１４は、装置本体３３上を、Ｘ軸リニアガイド１７ｂ乃至１７ｅの案内と、モータ１６ｂによって回転するＸ軸ボールねじの回転とによって、Ｘ軸と平行に往復移動できるようになっている。Ｘ軸リニアガイド１７ｂ乃至１７ｅと、Ｘ軸ボールねじは、Ｘ軸に平行に設けられている。Ｘ軸ボールねじはモータ１６ｂと重なって不図示になっている。
【００３６】
よって、Ｙ軸ステージ１３に固定された工具支持フレーム８は、Ｘ軸ステージ１４と、Ｙ軸ステージ１３とによって、Ｘ−Ｙ平面上を任意の位置に移動できるようになっている。
【００３７】
一方、被加工物としてのワーク１８は、ワーク支持フレーム１９を介してＺ軸ステージ２０に取り付けられている。ワーク支持フレーム１９を搭載しているＺ軸ステージ２０は、モータ１６ｄによって回転するボールネジ１５ｂの回転と、リニアガイド１７fの案内とによって、Ｚ軸２３と平行に往復移動（昇降）できるようになっている。ボールネジ１５ｂと、リニアガイド１７fは、Ｚ軸と平行に設けられている。
【００３８】
よって、Ｚ軸ステージ２０に固定されたワーク支持フレーム１９は、ワーク１８を備えて、Ｚ軸２３と平行な任意の位置に移動（昇降）できるようになっている。
【００３９】
加工装置９１は、ワーク１８を加工するとき、Ｘ軸ステージ１４、Ｙ軸ステージ１３及びＺ軸ステージ２０によってワーク１８と加工工具１の相対位置を調整する。相対位置は、ワーク１８上の加工点２に対して、加工工具１が接触可能な位置な位置である。
【００４０】
このとき、加工工具１は、スピンドルモータ６によって任意の設定回転数で定速回転している。荷重機構リニアモータ１２も、加工工具１をワーク１８に押し付ける押し付け荷重（押し付け力）が設定された任意の荷重になるように、不図示の制御部によって供給電流を調整されて、与圧用部材９を加工工具１に押し付ける。これによって、加工工具１は、設定された任意の荷重でワーク上の加工点２に押し付けられる。
【００４１】
加工工具１は加工液３中で回転している。加工工具１の回転によるワーク１８と加工工具１との速度差により加工点２においてワーク１８と加工工具１間に加工液３の流体膜が形成される。加工点２においてワーク１８と加工工具１は、加工液３である流体を介して、固体同士が接触しない非接触状態になる。
【００４２】
加工工具１を間にしての加工点２と反対側の位置にある与圧用部材９と加工工具１との間にも、加工工具１の回転による流体膜が発生する。与圧用部材９と加工工具１との速度差により与圧用部材９と加工工具１間にも加工液３の流体膜が形成される。与圧用部材９と加工工具１は、加工液３である流体を介して、固体同士が接触しない非接触になる。
【００４３】
加工液３には、図示しない微小な加工粒子が均等に分散されている。加工粒子はワークを形成する材質に対し加工が進む材質が選択されている。加工点２において、加工粒子は、流体膜として流れる加工液中にもあり、加工点２においてワーク１８と接触したときに、ワーク１８の表面を加工する。このとき、与圧用部材９も加工粒子により加工されるが、その加工量はワーク１８の加工量よりも少ない。
【００４４】
ワーク１８と加工工具１の相対位置は、Ｘ軸ステージ１４、Ｙ軸ステージ１３及びＺ軸ステージ２０により変更することができる。加工点２は、ワーク１８上の任意の点に移動する。ワーク１８の表面は、走査されて加工される。
【００４５】
以上の本実施例の加工装置９１における、加工工具１は、加工時に、荷重機構ステージ１０に押されてワーク１８に押し付けられる。しかし、ワーク１８と与圧用部材９は、加工液３の流体膜を介しており、加工工具１は非接触となり高精度に回転する。また、荷重の伝達経路は、荷重機構ステージ１０から、与圧用部材９と、加工工具１とを経て、加工点２に至るようになっており、スピンドル軸受５が加工工具１を支持する力の方向（矢印Ａ方向）とは並行になっている。しかも、荷重の伝達経路は、スピンドル軸受５を介さずに加工工具１に至っている。すなわち、加工工具１を被加工物としてのワーク１８に押し付ける力を発生する荷重機構４１は、その力の方向（矢印Ｂ方向）が、スピンドル軸受５が加工工具１を支持する力の方向（矢印Ａ方向）と並行な方向になっている。矢印Ａ，Ｂは、Ｙ軸２２と平行な方向である。この結果、スピンドル軸受５は、荷重機構４１の押し付け荷重の分を支持する必要がない。
【００４６】
また、図１の加工装置９１は、スピンドル軸受５を、ワーク１８に押し付ける方向（Ｙ軸と平行な方向）へ案内するのに、リニアエアベアリング７を使用し、ワーク１８と加工工具１の相対位置を常に制御してワークの加工を行っている。したがって、リニアエアベアリング７の可動範囲は小さくてもよい。このため、リニアエアベアリング７の代わりに、リニアエアベアリング７と同様な機能を備えた、不図示の平行板なバネを用いてもよい。さらには、可動範囲が小さくて、角度変化が小さくすむので、リニアエアベアリング７の代わりにＸ軸２１回りを回転方向とする回転軸受を設けて、加工工具１がＹ軸２２方向に回転するようにしてもよい。この場合、回転範囲が小さくて、角度変化が小さいので、加工工具１は、ほぼ直線移動することになる。
【００４７】
このように、上記説明したリニアエアベアリング７以外の機構を使用しても、荷重機構４１の荷重の伝達経路が、スピンドル軸受５が加工工具１を支持する力とは並行であるので、加工工具ガイド手段は、リニアエアベアリング７に限定されない。
【００４８】
したがって、本実施例の加工装置９１における荷重の伝達経路は、スピンドル軸受５を介さずに加工工具１に伝達される経路になっている。この結果、スピンドル軸受５は荷重機構４１の押し付け荷重の分を支持する必要がなく、剛性値を小さくすることができて、小型にすることができる。
【００４９】
（参考例１）
図２は、本発明の参考例１における加工装置の主要部分の正面断面図であり、実施例の加工装置と同一部分について一部省略してある。
【００５０】
参考例１の加工装置９２において、第１の加工装置９１と同一部分については、同一符号を付して、説明を省略するか、あるいは概略説明にとどめておく。
【００５１】
加工装置９２の加工工具１はＥＥＭの球工具で、スピンドル軸４に固定されている。加工工具１は、液槽３２内の加工液３中に没入している。スピンドル軸４は、不図示の静圧式のエアベアリングによって非接触状態でスピンドル軸受５に回転自在に支持されている。スピンドル軸４は、Ｚ軸２３回りに回転するようになっている。スピンドル軸４は、スピンドルモータ６によって任意の設定回転数（数Ｈｚ乃至数十Ｈｚ）で定速回転するようになっている。
【００５２】
スピンドル軸受５は、スピンドルモータ６と静圧式のリニアエアベアリング７とを介して工具支持フレーム８に設けられている。リニアエアベアリング７は、工具支持フレーム８に対して、スピンドル軸受５とスピンドルモータ６とをＹ軸２２方向にのみ、移動案内するようになっている。リニアエアベアリング７は、工具支持フレーム８に固定されたレール７ａに対してエアーを介在して可動部７ｂがＹ軸方向に非接触状態で移動するようになっている。可動部７ｂは、スピンドル軸受５とスピンドルモータ６とを備えている。
【００５３】
スピンドル軸４の一部には加工工具１を挟み込む状態でドーナッツ状の永久磁石を設けてある。加工工具１の上部には外周部がＮ極となる磁石Ｎ極面２４ａを、加工工具１の下部には外周部がＳ極となる磁石Ｓ極面２５ａが配置されている。一方、荷重機構ステージ１０上には、磁石Ｎ極面２４ｂと磁石Ｓ極面２５ｂからなる荷重用磁石が固定されている。加工工具１の上部の磁石Ｎ極面２４ａと荷重用磁石の磁石Ｎ極面２４ｂが相対している。また、加工工具１の下部の磁石Ｓ極面２５ａと荷重用磁石の磁石Ｓ極面２５ｂとが相対している。このように、本加工装置９２は、荷重受け用磁石２４ａ，２５ａと荷重用磁石２４ｂ,２５ｂとの同極同士を相対する位置に配置することで、Ｙ軸２２方向に反発力が発生するようになっている。
【００５４】
荷重機構ステージ１０は、荷重用磁石２４ｂ,２５ｂを有して、上下１対のリニアエアベアリング方式の荷重機構リニアガイド１１に支持されている。荷重機構ステージ１０は、Ｙ軸２２と平行にのみ移動するようになっている。荷重機構ステージ１０は、荷重機構リニアガイド１１を介して工具支持フレーム８に支持されている。
【００５５】
荷重機構リニアモータ１２は、荷重機構ステージ１０に設けられた永久磁石１２ａと、工具支持フレーム８に設けたコイル１２ｂとで構成されている。荷重機構リニアモータ１２は、電磁力によって非接触に荷重機構ステージ１０を可動方向(図においてはＹ軸２２方向)に荷重となる推力を与えるようになっている。荷重機構ステージ１０、荷重機構リニアガイド１１、荷重機構リニアモータ１２、第１の磁石としての荷重受け用磁石２４ａ，２５ａ、及び第２の磁石としての荷重用磁石２４ｂ,２５ｂは、荷重機構４２を構成している。
【００５６】
ワークの加工点２における加工工具１とワーク１８間では、加工液３により、実施例の加工装置９１と同様なメカニズムでワーク１８の加工が行われる。
【００５７】
工具支持フレーム８は、Ｙ軸ステージ１３に固定されている。さらに、Ｙ軸ステージ１３はＸ軸ステージ１４（図１）に搭載されている。
【００５８】
また、ワーク１８も同様にワーク支持フレーム１９に取り付けられ、ワーク支持フレーム１９は、Ｚ軸ステージ２０（図１）に固定されている。
【００５９】
以上説明した、本加工装置９２において、荷重機構ステージ１０が荷重機構リニアモータ１２に押されると、その力は加工工具１と荷重機構ステージ１０とに配した磁石２４ａ,２４ｂと２５ａ,２５ｂ間で反発力として伝達される。よって、加工工具１がワーク１８に押し付けられる。このとき、ワーク１８と加工工具１は、加工液３の流体膜を介している。よって、加工工具１は非接触となり高精度に回転する。
【００６０】
また、本参考例の加工装置９２においても、荷重の伝達経路は、荷重機構ステージ１０から、荷重用磁石２４ｂ,２５ｂと、荷重受け用磁石２４ａ，２５ａと、加工工具１とを経て、加工点２に至るようになっている。このため、荷重の伝達経路は、スピンドル軸受５が加工工具１を支持する力の方向（矢印Ａ方向）とは並行になっている。しかも、荷重の伝達経路は、スピンドル軸受５を介さずに加工工具１に至っている。この結果、スピンドル軸受５は、荷重機構４１の押し付け荷重の分を支持する必要がない。
【００６１】
なお、荷重受け用磁石２４ａ，２５ａと、荷重用磁石２４ｂ,２５ｂとの少なくとも一方を電磁石にして、反発力を調整できるようにしてもよい。また、荷重受け用磁石２４ａ，２５ａと荷重用磁石２４ｂ,２５ｂは、Ｚ軸２３方向に２組設けられているが、いずれか一方の組だけ、あるいは３組以上設けられていてもよい。
【００６２】
また、本参考例では、磁石の反発力により、押し付け荷重を非接触状態で伝達するようになっているが、他に、電磁力を使用する方法としてローレンツ力によって押し付け荷重を非接触状態で伝達する構成がある。
【００６３】
ローレンツ力を利用する場合には、荷重受け用磁石２４ａ，２５ａを使用しない。加工工具の厚み方向（Ｚ軸方向）の両側から厚み方向に磁力線を発する荷重受け用の磁石２４ｂ，２５ｂを使用して、回転する加工工具１に作用するＺ軸２３下方向きのローレンツ力のＹ軸２２方向分力を押し付け荷重として使用する。この場合のＹ軸２２方向の分力は、スピンドル軸４にモーメントをほとんど生じさせない微小な程度である。
【００６４】
この場合においても、荷重の伝達経路は、荷重機構ステージ１０から、荷重用磁石２４ｂ,２５ｂと、加工工具１とを経て、加工点２に至るようになっており、スピンドル軸受５が加工工具１を支持する力の方向（矢印Ａ方向）とは並行になっている。しかも、荷重の伝達経路は、スピンドル軸受５を介さずに加工工具１に至っている。この結果、スピンドル軸受５は、荷重機構４１の押し付け荷重の分を支持する必要がなく、剛性値を小さくすることができて、小型にすることができる。
【００６５】
（参考例２）
図３は、本発明の参考例２における加工装置の主要部分の正面断面図であり、実施例の加工装置と同一部分について一部省略してある。
【００６６】
参考例２の加工装置９３において、第１の加工装置９１と同一部分については、同一符号を付して、説明を省略するか、あるいは概略説明にとどめておく。
【００６７】
加工装置９３は、押し付け荷重を非接触状態で加工工具１に伝達する経路を形成するため、Ｙ軸２２方向からのみ加工工具１を支持して流体軸受を形成する静圧パッド２８ａ,２８ｂを備えて、スピンドル軸受５とは別に軸受を設けたような構成になっている。
【００６８】
図３において、加工装置９３は、荷重機構４３の荷重機構ステージ１０に設けられた静圧パッド２８ａ,２８ｂを有している。液噴出部材としての静圧パッド２８ａ,２８ｂは、スピンドル軸４上の加工工具１を挟む位置に加工液を噴出するようになっている。静圧パッド２８ａ,２８ｂは、加工液を噴出することによって、加工工具１の上下部分でスピンドル軸４の面との間で静圧軸受を形成し流体膜を介して押し付け荷重を伝達するようになっている。したがって、静圧パッド２８ａ,２８ｂは、荷重機構ステージ１０の可動方向（図３においてはＹ軸２２方向）からのみ加工工具１を支持していることになる。
【００６９】
この構成によると、従来、スピンドル軸受５を介して押し付け荷重を伝達していたのと異なって、スピンドル軸受５は、モーメント方向の力の伝達が要らなくなる。また、静圧パッド２８ａ,２８ｂは、力の伝達のみを行えば良いため、流体膜の厚さ制御をする必要はない。よって、静圧パッド２８ａ,２８ｂによって形成される静圧軸受は、精度を必要とせず、剛性のみに注目した構成にすればよい。
【００７０】
本参考例の加工装置９３は、静圧パッド２８ａ,２８ｂによって、加工工具１に加える押し付け荷重の方向（矢印Ｂ方向）と、スピンドル軸受５が加工工具１を支持する力の方向（矢印Ａ方向）とが並行になっている。
【００７１】
また、本参考例の加工装置９３は、静圧パッド２８ａ,２８ｂによって、押し付け荷重を、直接、加工工具１に直接伝達するようになっているので、スピンドル軸受５は押し付け荷重を受けないようになっている。このため、スピンドル軸受５は、剛性値を小さくすることができて、小型にすることができる。
【００７２】
なお、静圧パッド２８ａ，２８ｂは、スピンドル軸４と加工工具１との少なくとも一方に加工液を噴出するようになっていればよく、静圧パッド２８ａ，２８ｂが、加工液を噴出させる位置は、スピンドル軸４に限定されるものではない。
【００７３】
また、静圧パッド２８ａ，２８ｂは、２つ設けられているが、１つ、或いは３つ以上設けられていてもよい。
【００７４】
（参考例３）
参考例１，２の加工装置においては、加工工具に通常の研磨工具又は研削工具を使用して、加工液中での加工、又は、工具加工点に加工液をかけ流して加工を行うことが可能である。この場合には、一般の研磨加工や研削加工となり加工点では加工工具とワーク間における浮上は起こらず、固体同士の接触加工となる。非接触の加工とはならないので、この点は参考例１，２とは異なる。
【００７５】
固体同士が接触する通常の研削や研削工程では回転する工具を押しつけた場合、加圧方向とは異なる方向へ力が発生する。この力は本参考例においては、Ｘ軸２１方向の力で、この力が大きい場合には、本提案の加圧方向のみの力を回転軸受け以外で受ける構成では成り立たない。しかしながら本提案が目的とするような精密な加工である精密な加工では、加工点で摩擦等は非常に小さい。精密加工では研削工程でも、加工工具をワークに押しつける荷重に対してＸ軸２１方向の力は数分の一以下となり加圧方向の力より十分小さい。
【００７６】
ここで、スピンドル軸受は、加工工具をワークに押し付ける荷重分を支持する必要がない構成とする。押し付ける荷重分を支持する必要がなければ高精度化のために、スピンドル軸受を高精度な流体軸受とすることができる。この場合、押し付ける荷重は、参考例１や参考例２のようにして加工工具に加える。スピンドル軸受がスピンドル軸を支持するのとは並列に荷重を加工工具に伝達する。この構成では、加工工具又はスピンドル軸の加工工具近傍に押し付ける荷重を直接、非接触に与えることができる。
【００７７】
これによって、加工工具に対して荷重を、スピンドル軸受が加工工具を支持する力と並列に直接加工工具に伝達することができる。よって、スピンドル軸受は、必要な剛性値を小さくして、小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例における加工装置の正面断面図である。
【図２】本発明の参考例１における加工装置の正面断面図であり、主要部分を示した図である。
【図３】本発明の参考例２における加工装置の正面断面図であり、主要部分を示した図である。
【図４】従来の加工装置の正面概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
Ａ      軸受が加工工具を支持する力の方向
Ｂ      荷重機構が加工工具に発する力の方向
１      加工工具
１ａ    外周面
２      加工点
３      加工液
４      スピンドル軸（回転軸）
５      スピンドル軸受（軸受）
７      リニアエアベアリング（加工工具ガイド手段）
８      工具支持フレーム
９      与圧用部材
１０      荷重機構ステージ
１１      荷重機構リニアガイド（与圧用部材ガイド手段）
１３      Ｙ軸ステージ
１４      Ｘ軸ステージ
１８      ワーク（被加工物）
２０      Ｚ軸ステージ
２１      Ｘ方向（Ｘ軸方向）
２２      Ｙ方向（Ｙ軸方向）
２３      Ｚ方向（Ｚ軸方向）
２４ａ    磁石Ｎ極面（荷重受け用磁石、第１の磁石）
２４ｂ    磁石Ｎ極面（荷重受け用磁石、第１の磁石）
２５ａ    磁石Ｓ極面（荷重用磁石、第２の磁石）
２５ｂ    磁石Ｓ極面（荷重用磁石、第２の磁石）
３３      装置本体
４１      実施例の加工装置における荷重機構
４２      参考例１の加工装置における荷重機構
４３      参考例２の加工装置における荷重機構
９１      実施例の加工装置
９２      参考例１の加工装置
９３      参考例２の加工装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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