JP2001219302A - Air feed structure for work holding and operation in rotating spindle - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air feed structure for work holding and operation suitable for a precision machining by feeding the air for work holding and operation, fed through a rotating spindle assembled in a headstock and having a tool holding means provided thereon, through a clean air circuit used for a main hydrostatic bearing. SOLUTION: A housing 40 is fitted onto a rotating spindle 10 receiving a rotating power through couplings 31 and 34 at the rear end part thereof, and the clean air fed from the air feed port 41 of the housing 40 through an inlet path 42 is fed from an air circulating groove 43 formed in the inner peripheral surface of the housing 40 to a work holding means such as a diaphragm chuck installed on the front end surface of the rotating spindle 10 through a leading path 28 and a communicating path 29 formed radially and axially in the rotating spindle 10. The rotating spindle 10 is supported on the housing 40 through a hydrostatic bearing obtained by the clean air.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超精密切削加工
等を目的として、工作物を把持するためにダイヤフラム
チャック等の工作物を把持する把持手段が取り付けられ
た回転主軸において、把持作動させるための作動エアを
把持手段に供給する供給構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gripping operation of a rotary spindle equipped with a gripping means for gripping a workpiece such as a diaphragm chuck for gripping the workpiece for the purpose of ultra-precision cutting and the like. And a supply structure for supplying the working air to the gripping means.

【０００２】[0002]

【従来の技術】超精密仕上げを必要とする部品、例えば
コンピュータ関連部品等の切削には、近年、静圧軸受を
備えた主軸台を採用した精密旋盤が普及してきている。
静圧軸受は外部から圧力流体を軸受隙間に圧送すること
によって負荷容量を発生させる軸受けであり、圧力流体
に気体を用いたものが気体軸受と呼ばれている。特に、
気体軸受は、微小な摩擦、高い回転精度等の特徴を生か
して、高速ターボ機械用、宇宙機器用、精密測定機器用
等のように広範囲に採用されている。供給する気体とし
ては、一般的にクリーンエアが用いられるが、クリーン
エアは絞りを通じて供給される圧力給気であるので、振
動防止に配慮した機構が必要である。2. Description of the Related Art Precision lathes employing a headstock provided with a hydrostatic bearing have become widespread in recent years for cutting parts requiring ultra-precision finishing, such as computer-related parts.
A hydrostatic bearing is a bearing that generates a load capacity by externally feeding a pressure fluid into a bearing gap, and a gas bearing using a gas as the pressure fluid is called a gas bearing. In particular,
Gas bearings are widely used for high-speed turbomachinery, space equipment, precision measurement equipment, and the like, taking advantage of features such as minute friction and high rotational accuracy. Generally, clean air is used as the gas to be supplied. However, since clean air is pressure air supplied through a throttle, a mechanism for preventing vibration is required.

【０００３】静圧軸受は、上記のような特徴を備えるこ
とから精密旋盤の主軸台に採用されることが多いが、精
密旋盤の主軸には工作物を把持するための把持装置が必
要である。把持装置は種々の装置があるが軽切削で超精
密仕上げに適したものとしてはダイヤフラムチャック
（図示省略）が採用される事が多い。ダイヤフラムチャ
ックに関しては市販品であってその詳細説明は省略する
が、主軸前端面に取付けられたチャック面板に固着され
る工作物把持装置である。把持装置の把持機構は、圧力
を加えることで変形する薄い金属板やゴム板で作られる
ダイヤフラムで密封した容器の内部を二つの空間部に形
成しておき、外部側のダイヤフラム面に複数個の把持爪
が固着されたものである。把持爪の先端は容器即ちダイ
ヤフラムチャックから延出するが、シール等の作用で容
器即ちダイヤフラムチャックの気密性は保たれている。[0003] Hydrostatic bearings are often employed in the headstock of precision lathes because of their features as described above, but the spindles of precision lathes require a gripping device for gripping a workpiece. . There are various types of gripping devices, but a diaphragm chuck (not shown) is often employed as a device suitable for ultra-precision finishing by light cutting. The diaphragm chuck is a commercially available product and the detailed description thereof is omitted, but it is a workpiece gripping device fixed to a chuck face plate attached to the front end face of the spindle. The gripping mechanism of the gripping device has two spaces formed inside the container sealed with a diaphragm made of a thin metal plate or rubber plate that is deformed by applying pressure, and a plurality of holes are formed on the outer diaphragm surface. The gripping claws are fixed. Although the tip of the gripping claw extends from the container, that is, the diaphragm chuck, the airtightness of the container, that is, the diaphragm chuck, is maintained by the action of a seal or the like.

【０００４】ダイヤフラムチャックを作動させるには圧
力が制御された気体が必要である。前述の気密室の一方
に気体を送り加圧すればダイヤフラムは他方の気密室の
方に膨れ、消勢すればダイヤフラムは元の姿勢に戻る。
従って、把持爪が固着されていない方の気密室を付勢す
れば、ダイヤフラムは把持爪を固着した気密室の方に膨
れ、把持爪は開径して工作物の内径を把持する。また、
他方の気密室を付勢すれば、把持爪は縮径して工作物の
外径を把持することになる。In order to operate the diaphragm chuck, a gas whose pressure is controlled is required. When gas is sent to one of the above hermetic chambers and pressurized, the diaphragm expands toward the other hermetic chamber, and when deenergized, the diaphragm returns to its original position.
Therefore, if the airtight chamber to which the gripping claw is not fixed is urged, the diaphragm expands toward the airtight chamber to which the gripping claw is fixed, and the gripping claw opens to grip the inner diameter of the workpiece. Also,
When the other airtight chamber is urged, the gripping claws are reduced in diameter and grip the outer diameter of the workpiece.

【０００５】ダイヤフラムチャックにおいて把持爪を開
径または縮径させるには、圧力が制御された気体を継続
して供給する必要がある。一般には、気体としてはエア
を用いているが、ダイヤフラムチャックは主軸と共に回
転運動をしており、ダイヤフラムチャックの外周部から
供給することはできない。比較的、簡単な供給方法とし
ては市販品の回転継手を主軸の後端面に設け、主軸中心
に設けた孔を用いてダイヤフラムチャックへの作動用エ
アを供給する方法が考えられるが、主軸に回転運動を伝
達するために、主軸の後端面を利用できなくなるという
問題がある。In order to open or reduce the diameter of the gripping claws in the diaphragm chuck, it is necessary to continuously supply a gas whose pressure is controlled. Generally, air is used as the gas, but the diaphragm chuck is rotating with the main shaft, and cannot be supplied from the outer peripheral portion of the diaphragm chuck. As a relatively simple supply method, a commercially available rotary joint is provided on the rear end face of the spindle, and a hole provided in the center of the spindle is used to supply operating air to the diaphragm chuck. There is a problem that the rear end face of the spindle cannot be used to transmit the motion.

【０００６】エア供給用の回転継手を主軸の後端面に設
けた場合、その位置より前側に駆動源である電動機から
の回転力を受ける歯車またはプーリ等の伝動機構が必要
になる。伝動機構を設けることは、オーソドックな駆動
方法であるが、静圧軸受にとっては致命的な欠点が生じ
ることになる。即ち、駆動力が主軸に対して特定のラジ
アル方向にのみ作用して、高精密に形成された気体軸受
部分の間隙を破壊しかねない。従って、この問題を解決
する対策として、電動機の出力軸端を主軸の後端面と一
定の間隔を保つ位置に対向して配置し、電動機からの回
転力はカップリングを介して伝達する方法が採用されて
いる。When a rotary joint for supplying air is provided on the rear end face of the main shaft, a transmission mechanism such as a gear or a pulley that receives a rotational force from an electric motor as a driving source is required in front of the rotary joint. Although the provision of the transmission mechanism is an orthodox driving method, it has a fatal drawback for the hydrostatic bearing. That is, the driving force acts only in a specific radial direction with respect to the main shaft, which may destroy the gap between the gas bearing portions formed with high precision. Therefore, as a countermeasure to solve this problem, a method is adopted in which the output shaft end of the motor is arranged opposite to the rear end face of the main shaft so as to face a fixed distance, and the torque from the motor is transmitted via the coupling. Have been.

【０００７】電動機の出力軸端からカップリングを介し
て主軸の後端面に回転力を入力する構造において、ダイ
ヤフラムチャックへの作動用エアの供給には、次の方法
が考えられる。即ち、電動機のロータ軸中心に主軸中心
と同じくエア供給路を設け、電動機の反出力軸端に市販
品の回転継手を取り付けておき、次いでロータ軸中心と
主軸中心とに設けるエア供給路内にはフイードチューブ
を配設しておく。そしてフイードチューブの一端を回転
継手に連結し、他端をダイヤフラムチャックへ連結する
と、回転継手からの把持手段の作動用エアはこのフイー
ドチューブ内を通りダイヤフラムチャックへと供給され
る。In a structure in which a rotational force is input from the output shaft end of the motor to the rear end surface of the main shaft via a coupling, the following method can be considered for supplying the operating air to the diaphragm chuck. That is, an air supply path is provided at the center of the rotor shaft of the electric motor in the same manner as the center of the main shaft, and a commercially available rotary joint is attached to the end of the non-output shaft of the motor, and then the air supply path provided at the center of the rotor shaft and the center of the main shaft is provided. Is provided with a feed tube. When one end of the feed tube is connected to the rotary joint and the other end is connected to the diaphragm chuck, air for operating the gripping means from the rotary joint is supplied to the diaphragm chuck through the inside of the feed tube.

【０００８】ところが、この作動用エアの供給構造にお
いては、電動機の回転に伴う振動が課題として残され
る。前述したように電動機のロータ軸即ち出力軸と静圧
軸受の主軸とは一定の間隔を保って配置されており、両
者は、この間隔に配置されたカップリングを介して連結
されている。このようなカップリングは、電動機からの
回転力を伝えるが、電動機の回転によって発生する振動
を伝達しないように配慮したもので種々の市販品がある
（例えば商品名マイクロカップリング）。振動対策を配
慮した設計であるにも関わらず、フイードチューブを用
いる等のことは、設計時に考慮されていないのが現実で
ある。仮にフイードチューブの材質を樹脂性の柔らかい
物で作り、幾分かの振動は吸収できたとしても、振動を
完全に打ち消すことは不可能である。エア供給路の内径
よりもフイードチューブの外径は小さく作られ、フイー
ドチューブはエア供給路内に遊挿状態に配設されるの
で、電動機の回転振動とは別の振動を発生する懸念もあ
る。ましてやフイードチューブの材質を金属で作ること
等は、最も回避されるべきことになる。However, in the structure for supplying the operating air, the vibration caused by the rotation of the electric motor remains as a problem. As described above, the rotor shaft of the electric motor, that is, the output shaft, and the main shaft of the hydrostatic bearing are arranged at a fixed interval, and both are connected via the coupling arranged at this interval. Such couplings transmit rotational force from an electric motor, but are designed so as not to transmit vibration generated by rotation of the electric motor, and there are various commercially available couplings (for example, micro couplings having a trade name). In spite of the design in consideration of vibration countermeasures, the fact that a feed tube is used is not considered at the time of design. Even if the feed tube is made of a soft resinous material and can absorb some vibration, it is impossible to completely cancel the vibration. The outer diameter of the feed tube is made smaller than the inner diameter of the air supply path, and the feed tube is placed in the air supply path in a loosely inserted state. There is also. Furthermore, it is most necessary to avoid making the material of the feed tube made of metal.

【０００９】これらの課題を解決するために、図４に示
す対策がなされてきている。図４は、従来の工作物把持
作動用エアの供給構造が適用された静圧主軸台の一例を
示す断面図である。図４において、静圧主軸台１は、取
付け面２ａを介してベース８に設置される取付け台２、
取付け台２に取り付けられた固定フレーム３及び固定フ
レーム３に回転自在に支持された回転体４とから構成さ
れており、市販品として入手可能なものである。回転体
４は、その外周面６ａ及び一対の内側面６ｂから成る静
圧面６と、固定フレーム３の対応する内周面５ａ及び一
対の外側面５ｂから成る支持面５との間に形成される僅
かな隙間７にクリーンエアが圧送される空気軸受によっ
て、低摩擦で回転自在に支持されている。即ち、後述す
る図３に示すクリーンエア回路のように、エアクリーン
ユニットから静圧主軸台１にクリーンエア供給管７２が
延びており、取付け台２の内部に形成され且つクリーン
エア供給管７２に接続されたクリーンエア供給路７３、
及び固定フレーム３の内周面５ａに形成されたエア還流
溝７４を通じて、固定フレーム３の内周面５ａと回転体
４の外周面６ａとの間に形成される隙間７にクリーンエ
アが圧送される。固定フレーム３には、固定フレーム３
に形成された貫通孔７５を通じてエア還流溝７４に連通
する圧力計７６が取り付けられている。To solve these problems, measures shown in FIG. 4 have been taken. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a hydrostatic headstock to which a conventional work gripping air supply structure is applied. In FIG. 4, a hydrostatic headstock 1 includes a mounting table 2 installed on a base 8 via a mounting surface 2a.
It comprises a fixed frame 3 attached to the mounting base 2 and a rotating body 4 rotatably supported by the fixed frame 3, and is available as a commercial product. The rotating body 4 is formed between a static pressure surface 6 composed of an outer peripheral surface 6a and a pair of inner surfaces 6b and a supporting surface 5 composed of a corresponding inner peripheral surface 5a of the fixed frame 3 and a pair of outer surfaces 5b. It is rotatably supported with low friction by an air bearing in which clean air is pressure-fed to a small gap 7. That is, as shown in a clean air circuit shown in FIG. 3 described below, a clean air supply pipe 72 extends from the air clean unit to the hydrostatic headstock 1 and is formed inside the mounting base 2 and is connected to the clean air supply pipe 72. Connected clean air supply path 73,
Clean air is pressure-fed to a gap 7 formed between the inner peripheral surface 5a of the fixed frame 3 and the outer peripheral surface 6a of the rotating body 4 through an air circulation groove 74 formed in the inner peripheral surface 5a of the fixed frame 3. You. The fixed frame 3 has a fixed frame 3
A pressure gauge 76 communicating with the air recirculation groove 74 through a through hole 75 formed at the bottom is mounted.

【００１０】静圧主軸台１の前端面（図４の右側）方向
から回転主軸１０が挿入され、回転主軸１０の一部分で
あるフランジ１１の前面にはチャック面板（図示省略）
が押付けられており、フランジ１１の裏面１２は静圧主
軸台１の回転体４の前端面１３に当接状態に固着されて
いる。また、回転主軸１０の反フランジ側は回転体４の
後部に延出し、延出した回転主軸１０にはバランサ１５
が嵌着されている。バランサ１５は回転体４の後端面１
６に取付けボルト１７によって固着されているので、回
転主軸１０は回転体４と一体になり、静圧主軸台１を構
成する固定フレーム３との間の静圧面５及び静圧面６に
保持されて回転自在である。A rotary spindle 10 is inserted from the front end face (right side in FIG. 4) of the hydrostatic headstock 1, and a chuck face plate (not shown) is provided on a front surface of a flange 11 which is a part of the rotary spindle 10.
Is pressed, and the back surface 12 of the flange 11 is fixed to the front end surface 13 of the rotating body 4 of the hydrostatic headstock 1 in an abutting state. Further, the opposite side of the rotating spindle 10 from the flange extends to the rear part of the rotating body 4, and the extended rotating spindle 10 has a balancer 15.
Is fitted. The balancer 15 is the rear end face 1 of the rotating body 4.
6, the rotating spindle 10 is integrated with the rotating body 4 and held on the static pressure surfaces 5 and 6 between the stationary frame 3 and the static pressure headstock 1. It is freely rotatable.

【００１１】更に、バランサ１５が嵌着された位置より
も図で左方に延出する回転主軸１０の延出部１０ａの外
周部には、エア供給口２１とオイル注入口２２とが開口
したハウジング２０が嵌合されている。エア供給口２１
とオイル注入口２２とは、ハウジング２０の外周部に開
口し、入口通路２６によって内径に向けて貫通して形成
されている。エア供給口２１とオイル注入口２２との入
り口内は螺刻され、それぞれ専用のホースが螺入可能で
ある。オイル注入口２２については真上に形成するのが
望ましいが、エア供給口２１についてはハウジング２０
の外周部のいずれの箇所であっても構わない。極端な場
合、真下に形成されても、エア供給の目的を達成するこ
とができる。Further, an air supply port 21 and an oil supply port 22 are opened on the outer peripheral portion of the extension 10a of the rotary spindle 10 extending leftward in the figure from the position where the balancer 15 is fitted. The housing 20 is fitted. Air supply port 21
The oil inlet 22 is opened at the outer peripheral portion of the housing 20 and is formed to penetrate toward the inner diameter by an inlet passage 26. The inlets of the air supply port 21 and the oil injection port 22 are threaded, and dedicated hoses can be screwed into each of them. The oil inlet 22 is desirably formed directly above, but the air supply port 21 is formed in the housing 20.
May be any part of the outer peripheral portion. In extreme cases, the purpose of air supply can be achieved even if it is formed directly below.

【００１２】回転主軸１０の延出部１０ａとハウジング
２０との間には、メタル２３が配設されている。メタル
２３には、外周部の一部に長手方向に凹溝状のオイル溜
まり２４が形成されており、オイル注入口２２から注入
されたオイルを貯留する役目を果たしている。メタル２
３には、オイル溜まり２４の底部から内径に向けて貫通
するオイル滴下孔２５が形成されている。また、エア供
給口２１の出口に合致して、メタル２３には、入口通路
２６に接続するエア孔２６ａが貫通して形成されてお
り、エア孔２６ａの出口にはエア還流溝２７が内径全周
にわたって形成されている。メタル２３は、エア供給口
２１及びオイル注入口２２のそれぞれの出口と合致させ
た状態で、ハウジング２０の内径に嵌入されている。A metal 23 is provided between the extension 10a of the rotary spindle 10 and the housing 20. The metal 23 has a groove-shaped oil reservoir 24 formed in a part of the outer peripheral portion in the longitudinal direction, and serves to store the oil injected from the oil injection port 22. Metal 2
An oil drop hole 25 penetrating from the bottom of the oil reservoir 24 toward the inside diameter is formed in the oil reservoir 3. An air hole 26a connected to the inlet passage 26 is formed through the metal 23 in conformity with the outlet of the air supply port 21, and an air recirculation groove 27 is formed at the outlet of the air hole 26a. It is formed over the circumference. The metal 23 is fitted into the inner diameter of the housing 20 so as to match the respective outlets of the air supply port 21 and the oil injection port 22.

【００１３】回転主軸１０には、メタル２３に形成した
エア還流溝２７と整合する位置に開口する複数個の導入
孔２８が放射状に形成されていると共に、各導入孔２８
に接続した連通路２９が回転主軸１０の中心において軸
方向に延びるように形成されている。導入孔２８と連通
路２９とは、回転主軸１０に形成されたエアの供給のた
めの供給路を構成している。回転主軸１０は、導入孔２
８がエア還流溝２７と合致するようにメタル２３に嵌挿
される。回転主軸１０の後端部３０には、止めねじ３２
によって回転主軸カップリング３１が取り付けられ、電
動機（図示省略）の出力軸３３の先端部に設けられてい
る駆動軸カップリング３４からの回転力が入力される。The rotary main shaft 10 is formed with a plurality of radially extending introduction holes 28 which are opened at positions corresponding to the air return grooves 27 formed in the metal 23.
Is formed so as to extend in the axial direction at the center of the rotating main shaft 10. The introduction hole 28 and the communication path 29 constitute a supply path formed on the rotating main shaft 10 for supplying air. The rotating spindle 10 is provided with the introduction hole 2
8 is fitted into the metal 23 so as to coincide with the air circulation groove 27. A set screw 32 is attached to the rear end 30 of the rotating spindle 10.
The rotation main shaft coupling 31 is attached, and the rotational force from the drive shaft coupling 34 provided at the tip of the output shaft 33 of the electric motor (not shown) is input.

【００１４】ハウジング２０がオーバハング気味に設け
られていることに対応するためと、前だれを防止するた
めに、ハウジング２０は、その先端部２０ａに嵌着して
設けられているベアリング３８によって回動自在に保持
されている。ベアリング３８は、ベアリング押さえ３９
によってサポート３７に保持されている。ハウジング２
０に連結するオイルホース及びエアホースを螺入すると
きに、必要以上の張力を与えぬように各ホースは幾分か
長めに作られているので、ベアリング３８によってサポ
ート３７に保持されているハウジング２０は、電動機
（図示省略）の起動停止の度に、回転方向及び反回転方
向に僅かな角度で回動するが、抵抗の少ないベアリング
３８を用いることによってむしろ回動自在に成した方
が、回転主軸１０に加わる外力を打ち消す作用が生じ
る。サポート３７は、取付面３７ａでベース８上に載置
されている。In order to cope with the fact that the housing 20 is provided with a slight overhang, and to prevent front drooping, the housing 20 is rotated by a bearing 38 provided to be fitted to the distal end portion 20a. It is freely held. The bearing 38 includes a bearing holder 39.
Is held by the support 37. Housing 2
Since the hoses are made somewhat longer so as not to apply an excessive tension when the oil hose and the air hose connected to the housing 20 are screwed, the housing 20 held on the support 37 by the bearing 38 is used. Each time the motor (not shown) is started and stopped, the motor rotates at a slight angle in the rotation direction and the counter-rotation direction. The effect of canceling the external force applied to the main shaft 10 occurs. The support 37 is mounted on the base 8 at the mounting surface 37a.

【００１５】静圧主軸台１を稼働するに際してオイル注
入口２２から潤滑オイルを適量注入させると、オイル溜
まり２４に満たされた潤滑オイルは、オイル滴下孔２５
を通って、メタル２３の内径部と回転主軸１０の外周部
を潤滑する。同時に、エア供給口２１から工作物把持手
段であるダイヤフラムチャックの作動用エアが導入孔２
８と連通路２９とを通じて供給されて、後述するダイヤ
フラムチャックが工作物を把持する。When an appropriate amount of lubricating oil is injected from the oil inlet 22 when the hydrostatic headstock 1 is operated, the lubricating oil filled in the oil sump 24
To lubricate the inner diameter of the metal 23 and the outer circumference of the rotary spindle 10. At the same time, air for operating the diaphragm chuck, which is a workpiece gripping means, is introduced from the air supply port 21 to the introduction hole 2.
8 and the communication path 29, a diaphragm chuck described later grips the workpiece.

【００１６】ダイヤフラムチャックの一例が、断面図で
ある図５に示されている。図５に示すダイヤフラムチャ
ック８０は、ダイヤフラム８３の変位を三つの断面丸形
の棒状の爪８４（２つのみ示す）の拡径又は縮径動作に
変換するが、各爪８４の拡縮ストローク量は極めて少な
い内掴みダイヤフラムチャックの型式のチャックであ
る。加圧室８６を工作機械に用いる正規の圧力と同圧、
若しくは工作物のスリップを防止するため幾分高い圧力
のエアで加圧すると、ケース８１内を仕切って加圧室８
６を形成しているダイヤフラム８３が中央部において膨
らみ、ダイヤフラム８３に取り付けられており且つケー
ス８１に形成された貫通孔８２を貫通している各爪８４
は、図右方向の刃物台（図示せず）に向かって押出され
ると共に貫通孔８６内に配置されたＯリング８７の外側
に位置する部分を圧縮しつつ傾斜し、各爪８４の先端に
交換可能に設けられている把持ピース８５が各爪８４の
押出量に比例して拡がり変位する。把持ピース８５の外
径Ｄｏが工作物９０の内径Ｄｉに等しくなり把持ピース
８５が工作物９０の内孔９１に圧接したときに、工作物
９０はダイヤフラムチャック８０に内側から把持された
状態となる。An example of the diaphragm chuck is shown in FIG. 5 which is a sectional view. The diaphragm chuck 80 shown in FIG. 5 converts the displacement of the diaphragm 83 into a diameter-enlargement or diameter-reduction operation of three round bar-shaped claws 84 (only two are shown). This is a chuck of a very small inner gripping diaphragm chuck type. The same pressure as the normal pressure used for the machine tool in the pressurizing chamber 86,
Alternatively, when pressurized with air of a somewhat higher pressure in order to prevent the work from slipping, the inside of the case 81 is partitioned to
Each of the claws 84 swelling at the central portion and attached to the diaphragm 83 and penetrating through a through hole 82 formed in the case 81.
Is pushed out toward a tool post (not shown) in the right direction in the figure, and is inclined while compressing a portion located outside the O-ring 87 disposed in the through hole 86, and is inclined at the tip of each claw 84. The exchangeable gripping piece 85 expands and displaces in proportion to the pushing amount of each claw 84. When the outer diameter Do of the gripping piece 85 is equal to the inner diameter Di of the workpiece 90 and the gripping piece 85 is pressed against the inner hole 91 of the workpiece 90, the workpiece 90 is gripped by the diaphragm chuck 80 from the inside. .

【００１７】この状態で、回転主軸１０の回転によって
工作物９０が回転されることにより、刃物台に取り付け
られている切削刃（図示せず）が工作物９０に旋削加工
を施す。工作物９０の加工を終えて、ダイヤフラムチャ
ック８０による把持力を解くときには、加圧室８６を加
圧していたクリーンエアの供給を絶つ。加圧室８６内の
圧力で変位していたダイヤフラムが元の形状に復帰する
ことにより、各爪８４は後退しつつ先端に設けられてい
る把持ピースの外周径が縮径して、工作物９０の把持を
解放する。In this state, the workpiece 90 is rotated by the rotation of the rotary spindle 10, so that a cutting blade (not shown) attached to the tool rest performs turning on the workpiece 90. When the gripping force of the diaphragm chuck 80 is released after finishing the processing of the workpiece 90, the supply of the clean air that has pressurized the pressurizing chamber 86 is cut off. When the diaphragm, which has been displaced by the pressure in the pressurizing chamber 86, returns to its original shape, the outer diameter of the gripping piece provided at the tip is reduced while each claw 84 is retracted, and the workpiece 90 Release the grip.

【００１８】加圧室８６は、チャック面板５０に形成さ
れた供給孔５２を通じて、回転主軸１０に形成された連
通孔２９に接続している。また、ダイヤフラム８３はス
ナップリング８８によってケース８１の内面に保持され
ている。ケース８１とチャック面板５０との当接面には
シールリング８１ａが設けられているおり、加圧室８６
からの圧力漏れを防止している。更に、ケース８１とダ
イヤフラム８３との間には、ダイヤフラム８３の変形に
応じてケース８１の外部との間でエアの給排を行う給排
気室８９が形成されており、給排気室８９はケース８１
に形成されている給排気孔８９ａを通じて外部と常に連
通している。なお、把持ピース８５の外周の外径Ｄｏ
は、拡径したときに工作物９０の内孔９１の内径Ｄｉと
丁度同じ大きさとなるように、専用の研磨機によって研
磨作業にかけられるか、又はダイヤフラムチャック８０
が取付けられた静圧主軸台１の加圧室８６内の圧力を正
規の圧力と同圧に加圧し、その状態で刃物台に設けられ
たグラインダによって研磨作業にかけられる。The pressurizing chamber 86 is connected to a communication hole 29 formed in the rotating main shaft 10 through a supply hole 52 formed in the chuck face plate 50. The diaphragm 83 is held on the inner surface of the case 81 by a snap ring 88. A seal ring 81 a is provided on the contact surface between the case 81 and the chuck face plate 50, and a pressure chamber 86 is provided.
To prevent pressure leaks. Further, between the case 81 and the diaphragm 83, a supply / exhaust chamber 89 for supplying / exhausting air to / from the outside of the case 81 in accordance with the deformation of the diaphragm 83 is formed. 81
Is always in communication with the outside through a supply / exhaust hole 89a formed at the bottom. The outer diameter Do of the outer periphery of the gripping piece 85 is Do
Can be subjected to a polishing operation by a dedicated polishing machine so as to have the same size as the inner diameter Di of the inner hole 91 of the workpiece 90 when the diameter is expanded, or the diaphragm chuck 80
The pressure in the pressurizing chamber 86 of the hydrostatic headstock 1 to which the is mounted is pressurized to the same pressure as the normal pressure, and in this state, a grinding operation is performed by a grinder provided on the tool post.

【００１９】上記の従来の方法は、回転主軸１０の潤滑
とダイヤフラムチャックによる工作物の把持とを行うも
のとして遜色なく作動しているが、潤滑オイルを用いて
いるとはいえ、メタル２３の内径部と回転主軸１０の外
周部とが接触しており、回転主軸１０の回転に比例して
発熱を生じるものである。また、オイル注入口２２から
滴下させる潤滑オイル量の管理が困難で、少なければ発
熱を促進し逆に多ければ周辺に滲み出るという問題もあ
る。最も大きな問題点として、メタル２３が真鍮などの
非鉄金属で作られており、摩耗によって発生した微細な
金属屑が滲み出て潤滑オイルに交ざり、ダイヤフラムチ
ャックの作動用エアと共に送られ、正確であるべきダイ
ヤフラムチャックの作把持力が正確に維持できず、強い
ては超精密加工を要求される各種部品の精度維持に支障
をきたす点が挙げられる。The above-described conventional method works as well as performing lubrication of the rotating spindle 10 and gripping of the workpiece by the diaphragm chuck. However, although the lubricating oil is used, the inner diameter of the metal 23 is reduced. The portion and the outer peripheral portion of the rotary spindle 10 are in contact with each other, and generate heat in proportion to the rotation of the rotary spindle 10. Further, it is difficult to control the amount of the lubricating oil dropped from the oil inlet 22. If the amount is small, heat generation is promoted. The biggest problem is that the metal 23 is made of a non-ferrous metal such as brass, and fine metal chips generated by abrasion ooze out and intersect with the lubricating oil, and are sent together with the air for operating the diaphragm chuck. There is a point that it is not possible to accurately maintain the desired gripping force of the diaphragm chuck, which hinders the maintenance of the accuracy of various parts that require ultra-precision machining.

【００２０】[0020]

【発明が解決しょうとする課題】そこで、回転主軸の延
長部のハウジングへの回転支持に潤滑油を用いることな
く、把持手段に供給される把持作動用エアの一部を流用
して、回転主軸の延長部をハウジングに対して静圧軸受
によって回転自在に軸支することにより、低摩擦で且つ
摩耗によって発生した微細な金属屑が把持手段に送られ
ることによる把持手段の作動不良を回避する点で解決す
べき課題がある。Therefore, a portion of the gripping air supplied to the gripping means is diverted without using lubricating oil for supporting the rotation of the extension of the rotary spindle to the housing. The extended portion of the housing is rotatably supported by a static pressure bearing with respect to the housing, thereby avoiding a malfunction of the gripping means due to low friction and fine metal chips generated by abrasion being sent to the gripping means. There are issues to be solved.

【００２１】[0021]

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、ダイ
ヤフラムチャック等の把持手段の作動用エアの圧力を正
確に制御すると共に、潤滑オイルや微細な金属屑が作動
用エアと共に送られることに起因した把持手段の作動不
良を防止して、把持手段の把持力を正確に維持し、強い
ては超精密加工を要求される各種部品の精度維持を果た
すことを可能にする工作物把持作動用エアの供給構造を
提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to accurately control the pressure of operating air for a gripping means such as a diaphragm chuck and to feed lubricating oil and fine metal chips together with the operating air. Workpiece gripping operation air that prevents malfunctions of the gripping means caused by the above, accurately maintains the gripping force of the gripping means, and can maintain the precision of various parts that require ultra-precision machining. Is to provide a supply structure.

【００２２】この発明は、上記の目的を達成するために
次のように構成されている。即ち、この発明は、主軸台
に回転自在に支持され且つ工作物を把持する把持手段を
備え且つ前記把持手段を作動させるための作動用エアが
供給される供給路が形成されている回転主軸、及び前記
回転主軸に相対回転可能に嵌合され且つ前記供給路の接
続すると共に前記作動用エアが送り込まれる入口通路が
形成されたハウジングを具備し、前記回転主軸を前記ハ
ウジングに対して相対回転可能に嵌合するため、前記回
転主軸と前記ハウジングとの間には前記入口通路から送
り込まれる前記作動用エアの圧力作用による静圧軸受が
形成されていることから成る工作物把持作動用エアの供
給構造に関する。The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, the present invention provides a rotary spindle, which is rotatably supported by a headstock and includes gripping means for gripping a workpiece, and a supply path through which operating air for operating the gripping means is formed. And a housing having an inlet passage formed therein, which is rotatably fitted to the rotating main shaft and is connected to the supply path, and into which the operating air is sent. The rotating main shaft can be relatively rotated with respect to the housing. A static pressure bearing is formed between the rotary main shaft and the housing by the pressure action of the operating air fed from the inlet passage. Regarding the structure.

【００２３】この発明による工作物把持作動用エアの供
給構造によれば、ハウジング内周面と回転主軸の外周面
との間に静圧軸受が形成されるので、回転主軸は、ハウ
ジングに対して静圧軸受によって非接触状態に回転支持
され、且つ高速回転する場合であっても、潤滑油を用い
ることなく安定して且つ低摩擦にて回転支持され、高い
発熱量を伴うこともない。また、把持手段への作動用エ
アの供給も確保され、把持手段の作動不良の原因となる
潤滑オイルや微細な金属屑が作動用エアと共に把持手段
に送られることもない。According to the structure for supplying air for gripping operation of a workpiece according to the present invention, since the hydrostatic bearing is formed between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the rotating spindle, the rotating spindle is moved relative to the housing. Even when the bearing is rotatably supported by the static pressure bearing in a non-contact state and rotates at a high speed, the bearing is stably and rotatably supported at a low friction without using a lubricating oil, and does not involve a large amount of heat generation. Further, the supply of the operating air to the gripping means is ensured, and lubricating oil and fine metal chips which cause malfunction of the gripping means are not sent to the gripping means together with the operating air.

【００２４】工作物把持作動用エアの供給構造におい
て、前記回転主軸は、前記主軸台に対して主静圧軸受に
よって回転自在に支持されている。前記静圧軸受に供給
される前記作動用エアは、前記主静圧軸受に供給してい
るクリーンエア回路から分流した同質のクリーンエアで
ある。このように主静圧軸受に供給しているクリーンエ
アの回路から一部を作動用エアを流用することにより、
静圧軸受専用のエア供給回路が不要となり、エア供給系
統が簡略化される。また、前記把持手段を作動させる前
記作動用エアは、前記静圧軸受において軸受作用をした
後、前記把持手段に供給される。In the structure for supplying air for gripping operation of a workpiece, the rotary spindle is rotatably supported on the headstock by a main hydrostatic bearing. The operating air supplied to the hydrostatic bearing is clean air of the same quality that is diverted from a clean air circuit that supplies the main hydrostatic bearing. By partially diverting the operating air from the clean air circuit that is supplied to the main hydrostatic bearing,
An air supply circuit dedicated to the hydrostatic bearing is not required, and the air supply system is simplified. Further, the operating air for operating the gripping means is supplied to the gripping means after performing a bearing action in the hydrostatic bearing.

【００２５】前記ハウジングは、前記主軸台に取り付け
られている。前記把持手段は、前記回転主軸の前端面に
チャック面板を介して取付けられたダイヤフラムチャッ
クである。更に、前記回転主軸は、精密旋盤用回転主軸
である。回転主軸への振動の付与が極めて少なくなり、
精密旋盤用回転主軸として用いることが可能になる。The housing is mounted on the headstock. The gripping means is a diaphragm chuck attached to a front end surface of the rotary spindle via a chuck face plate. Further, the rotating spindle is a rotating spindle for a precision lathe. The application of vibration to the rotating spindle is extremely small,
It can be used as a rotary spindle for precision lathes.

【００２６】前記供給路は、前記回転主軸の放射方向に
形成された複数の導入路と前記回転主軸の中心部に軸方
向に形成され前記各導入路が接続する連通路とから成
り、前記ハウジングの内周面と前記回転主軸の外周面と
の少なくとも一方には、前記入口通路と前記導入路とに
接続するエア環流溝が形成されている。The supply path includes a plurality of introduction paths formed in a radial direction of the rotating main shaft and a communication path formed in a central portion of the rotating main shaft in an axial direction and connected to the introduction paths. On at least one of the inner peripheral surface of the rotary shaft and the outer peripheral surface of the rotary spindle, an air circulation groove connected to the inlet passage and the introduction passage is formed.

【００２７】[0027]

【発明の実施の形態】図１乃至図３に基づいて、この発
明による工作物把持作動用エアの供給構造の実施例を説
明する。図１は、この発明による工作物把持作動用エア
の供給構造の一実施例を示す一部断面図であり、図２は
図１に示す矢視Ａ−Ａで見たハウジングのエア供給口の
位置で切断するハウジングおよび回転主軸の拡大断面
図、図３は図１に示す工作物把持作動用エアの供給構造
に適用される作動用エアの供給回路図である。図１及び
図２においては、図４に従来の工作物把持作動用エアの
供給構造として示すチャック面板、回転主軸、回転回転
主軸カップリングおよび静圧回転主軸台は従来と同じ構
造のものであり、構成要素及び部位と同等の要素及び部
位には同じ符号を付すことにより、再度の詳細な説明を
省略する。また、工作物を把持する把持手段としてのダ
イヤフラムチャックは、図５に示す従来の構造のダイヤ
フラムチャックをそのまま用いてよいので、把持手段に
ついてもその再度の説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an air supply structure for gripping a workpiece according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing one embodiment of a supply structure of air for gripping a workpiece according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of an air supply port of a housing taken along line AA shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a housing and a rotary spindle that are cut at a position. FIG. 3 is a supply circuit diagram of operating air applied to the supply structure of the workpiece gripping air shown in FIG. 1 and 2, the chuck face plate, the rotary spindle, the rotary rotary spindle coupling and the hydrostatic rotary headstock shown in FIG. 4 as a conventional structure for supplying air for gripping work have the same structure as the conventional one. The same reference numerals are given to the same elements and parts as the constituent elements and parts, and the detailed description will not be repeated. Further, since the diaphragm chuck having the conventional structure shown in FIG. 5 may be used as it is as the diaphragm chuck as the gripping means for gripping the workpiece, the description of the gripping means is omitted again.

【００２８】図１及び図２に示すこの発明による工作物
把持作動用エアの供給構造の実施例によれば、回転主軸
１０は、静圧主軸台１からバランサ１５に保持された延
出部１０ａを有している。回転主軸１０の延出部１０ａ
の外周には、ハウジング４０が嵌装されている。ハウジ
ング４０の外周部にはエア供給口４１が開口しており、
エア供給口４１はハウジング４０を径方向に貫通する入
口通路４２に接続しており、入口通路４２はハウジング
４０の内周面に形成されたエア還流溝４３に開口してい
る。エア供給口４１の入口内径部は、エア供給口２１と
同様に螺刻されたねじ部となっており、このねじ部にク
リーンエア回路から分流したクリーンエアを供給するエ
アホースが螺入される。エア還流溝４３は、ハウジング
４０の内周面に形成した例を示したが、回転主軸１０の
外周面に、又はハウジング４０の内周面と回転主軸１０
の外周面との両方に形成してもよい。According to the embodiment of the air supply structure for the work gripping operation according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the rotating spindle 10 is extended from the hydrostatic headstock 1 to the extension 10 a held by the balancer 15. have. Extension 10a of rotary spindle 10
A housing 40 is fitted around the outer periphery of the housing. An air supply port 41 is opened on the outer periphery of the housing 40,
The air supply port 41 is connected to an inlet passage 42 that penetrates the housing 40 in the radial direction, and the inlet passage 42 opens to an air recirculation groove 43 formed on the inner peripheral surface of the housing 40. An inner diameter portion of the inlet of the air supply port 41 is a threaded portion like the air supply port 21, and an air hose for supplying clean air diverted from a clean air circuit is screwed into the threaded portion. Although the example in which the air recirculation groove 43 is formed on the inner peripheral surface of the housing 40 is shown, the outer peripheral surface of the rotary spindle 10 or the inner peripheral surface of
May be formed on both the outer peripheral surface and the outer peripheral surface.

【００２９】ハウジング４０の内周部に形成したエア還
流溝４３と合致する箇所の回転主軸１０の延長部１０ａ
には、図４に示す構造と同様に、回転主軸１０の中心部
に形成した連通路２９に連通する複数個の導入孔２８が
設けてあり、エア還流溝４３と導入孔２８が合致する。
導入孔２８と連通路２９とで、回転主軸１０に形成され
る供給路が構成されている。回転主軸１０を嵌通した先
端部には、回転主軸カップリング３１が取り付けられ電
動機（図示省略）からの回転力が入力される。The extension 10a of the rotary spindle 10 at a position corresponding to the air recirculation groove 43 formed in the inner peripheral portion of the housing 40.
In the same manner as in the structure shown in FIG. 4, a plurality of introduction holes 28 communicating with a communication passage 29 formed in the center of the rotating main shaft 10 are provided, and the air recirculation grooves 43 and the introduction holes 28 coincide.
The supply hole formed in the rotating main shaft 10 is constituted by the introduction hole 28 and the communication passage 29. A rotating spindle coupling 31 is attached to a tip end of the rotating spindle 10 fitted therein, and a rotating force from an electric motor (not shown) is input.

【００３０】ハウジング４０の内周面と、該内周面に嵌
合された回転主軸１０との間には、静圧軸受４４が形成
される。本発明では主力の静圧軸受は静圧主軸台１を構
成している回転体４と固定フレーム３とが作る静圧面５
及び静圧面６で得られる主静圧軸受であり、ハウジング
４０と回転主軸１０との間に形成される静圧軸受４４に
主静圧軸受以上の能力を備えさせる必要は無い。しか
し、ハウジング４０に供給されダイヤフラムチャックを
作動するクリーンエアは、本来、主静圧軸受が必要とす
るクリーンエア回路（図３に示す）から分流したもので
あり、ハウジング４０の内周面と回転主軸１０の延長部
１０ａの外周面との間に形成される間隙から、大量のク
リーンエアが流失することになれば主静圧軸受の機能に
も影響する懸念があり、ダイヤフラムチャックの把持力
にも支障をきたすこともある。そこで実験の結果、例え
ば、主静圧軸受の仕様を２μｍ程度とするとき、ハウジ
ング４０の内周面と回転主軸１０の延長部１０ａの外周
面との間に形成される間隙が、内外径差として１０μｍ
〜６μｍ程度であれば、主静圧軸受の機能とダイヤフラ
ムチャックの把持力にとの両方を満足させることが判明
した。A hydrostatic bearing 44 is formed between the inner peripheral surface of the housing 40 and the rotary spindle 10 fitted on the inner peripheral surface. In the present invention, the main hydrostatic bearing is a hydrostatic surface 5 formed by the rotating body 4 and the fixed frame 3 constituting the hydrostatic headstock 1.
And the main hydrostatic bearing obtained by the hydrostatic surface 6, and it is not necessary to provide the hydrostatic bearing 44 formed between the housing 40 and the rotary main shaft 10 with a capacity higher than that of the main hydrostatic bearing. However, the clean air supplied to the housing 40 and operating the diaphragm chuck is originally diverted from the clean air circuit (shown in FIG. 3) required by the main hydrostatic bearing, and rotates with the inner peripheral surface of the housing 40. If a large amount of clean air flows out of the gap formed between the extension 10a of the main shaft 10 and the outer peripheral surface, there is a concern that the function of the main hydrostatic bearing may be affected. Can also cause problems. Therefore, as a result of the experiment, for example, when the specification of the main hydrostatic bearing is set to about 2 μm, a gap formed between the inner peripheral surface of the housing 40 and the outer peripheral surface of the extension 10a of the rotary spindle 10 has a difference in inner and outer diameters. 10 μm
It has been found that when the thickness is about 6 μm, both the function of the main hydrostatic bearing and the gripping force of the diaphragm chuck are satisfied.

【００３１】上記のように構成したハウジング４０は、
精密に加工が施されたライナ４５及びハウジングサポー
ト４６を介して静圧主軸台１の構成部品である固定フレ
ーム３に微調整可能に取り付けられ、ハウジング４０に
クリーンエアを供給するためのエアホースが螺入され、
回転主軸１０の後端部３０には主軸カップリング３１が
取り付けられる。The housing 40 configured as described above is
An air hose for supplying fine air to the housing 40 is attached via a precisely machined liner 45 and a housing support 46 to the fixed frame 3 which is a component of the hydrostatic headstock 1. Entered
A spindle coupling 31 is attached to the rear end 30 of the rotating spindle 10.

【００３２】ハウジング４０に設けるエア供給口４１か
ら供給されたクリーンエアは導入孔２８へと流れ、回転
主軸１０に形成した連通路２９から、チャック面板５０
に設ける供給孔５２を介してダイヤフラムチャック（図
示省略）を作動する。チャック面板５０は、取付けボル
ト５１によって回転主軸１０のフランジ１１を間に挟ん
で回転体４と一体的に取り付けられている。チャック面
板５０に形成されている供給孔５２は、フランジ１１の
内部において、回転主軸１０に形成されている連通路２
９に接続している。フランジ１１とチャック面板５０と
の間の対向面間の隙間から作動用エアの漏れを防止する
ため、前記隙間において供給孔５２の開口の内外の領域
においてシール５３，５４が配設されている。ダイヤフ
ラムチャックの把持爪の直径は、対象とする工作物の把
持径に合わせて成形されたもので、工作物の変更に対応
して交換される専用治具である。The clean air supplied from the air supply port 41 provided in the housing 40 flows into the introduction hole 28, and from the communication passage 29 formed in the rotating main shaft 10, the chuck face plate 50.
A diaphragm chuck (not shown) is actuated via a supply hole 52 provided in the hopper. The chuck face plate 50 is attached integrally with the rotating body 4 with the flange 11 of the rotating spindle 10 interposed therebetween by attaching bolts 51. The supply hole 52 formed in the chuck face plate 50 is connected to the communication passage 2 formed in the rotary spindle 10 inside the flange 11.
9 is connected. In order to prevent leakage of the operating air from the gap between the opposing surfaces between the flange 11 and the chuck face plate 50, seals 53 and 54 are provided in the gap inside and outside the opening of the supply hole 52. The diameter of the gripping claw of the diaphragm chuck is formed according to the gripping diameter of the target workpiece, and is a dedicated jig that is exchanged in response to a change in the workpiece.

【００３３】図３は、本発明の工作物把持作動用エアの
供給構造に用いられるたクリーンエア回路を示す回路図
である。エアフィルタ６０を通じて塵埃等の異物が除去
されたエアは、レギュレータ６１によって空気量が調節
され、増圧弁６２によって増圧された状態で増圧タンク
６３に蓄圧される。増圧タンク６３内の高圧エアは、レ
ギュレータ６４によって圧力調節された後、エアクリー
ンユニット６５においてクーラとヒータとを通過する際
に温度及び湿度等が調節される。エアクリーンユニット
６５の出口において圧力スイッチ６６がエア圧力を検出
している。エアクリーンユニット６５は、クリーンエア
供給管７２を通じて静圧主軸台１の主静圧軸受にクリー
ンエアを供給している。並列配置されたチェック弁付き
レギュレータ６７は、クリーンエアを分岐し、ソレノイ
ド弁６８を作動させることにより、いずれかの選択され
たチェック弁付きレギュレータ６７を通じてクリーンエ
アが供給される。ソレノイド弁６９は、静圧軸受台１の
回転主軸の静圧軸受と把持手段とにクリーンエアを最終
的に供給するか否かを司る。エアフィルタ６０、増圧弁
６２及びソレノイド弁６９は、このクリーンエア回路か
ら外部に排気されるエアが通過するエギゾーストクリー
ナ７０である。増圧タンク６３には、高圧エアや水分等
をドレーンするためのドレーンコック７１が設けられて
いる。FIG. 3 is a circuit diagram showing a clean air circuit used in the work gripping operation air supply structure of the present invention. The air from which foreign matter such as dust has been removed through the air filter 60 is adjusted in air volume by a regulator 61 and is stored in a pressure-intensifying tank 63 in a state where the pressure is increased by a pressure-intensifying valve 62. After the pressure of the high-pressure air in the booster tank 63 is adjusted by the regulator 64, the temperature, humidity, and the like are adjusted when the high-pressure air passes through the cooler and the heater in the air clean unit 65. At the outlet of the air clean unit 65, a pressure switch 66 detects the air pressure. The air clean unit 65 supplies clean air to the main hydrostatic bearing of the hydrostatic headstock 1 through the clean air supply pipe 72. The regulator 67 with the check valve arranged in parallel branches the clean air and operates the solenoid valve 68 so that the clean air is supplied through the selected regulator 67 with the check valve. The solenoid valve 69 controls whether or not clean air is finally supplied to the hydrostatic bearing of the rotating main shaft of the hydrostatic bearing base 1 and the gripping means. The air filter 60, the pressure increasing valve 62, and the solenoid valve 69 are exhaust cleaners 70 through which air exhausted from the clean air circuit passes. The booster tank 63 is provided with a drain cock 71 for draining high-pressure air or moisture.

【００３４】[0034]

【発明の効果】この発明による工作物把持作動用エアの
供給構造によれば、ハウジングの内周面と回転主軸の外
周面とは、作動用エアが圧送される微小な間隙を有する
一種の静圧軸受に構成されている。従って、ハウジング
の内周面と回転主軸の外周面とは非接触で組み立てられ
るので潤滑油を必要とせず、回転主軸が高速回転をして
も発熱量が殆ど無い。また、軸受は非接触に構成されて
いるので、微細金属屑等のダストも発生せず、これらの
ダストが作動用エアに混入してダイヤフラムチャック等
の把持手段の把持力を阻害するような不具合も発生しな
い。ハウジングの内周面と回転主軸の外周面とで作る一
種の静圧軸受であるのでクリーンエアが必要になるが、
元来、主静圧軸受が組み込まれている主軸台には、クリ
ーンエアを絶対条件としており、クリーンエアの供給設
備は完備されている。従って、把持手段への作動用エア
は、完備済みのクリーンエア供給回路からの分流でよい
ので、コスト的にも安価で把持手段へのクリーンエアの
供給を行うことができる。According to the supply structure of the present invention, the inner circumferential surface of the housing and the outer circumferential surface of the rotary spindle have a small gap through which the working air is pressure-fed. It is configured as a pressure bearing. Accordingly, since the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the rotary spindle are assembled in a non-contact manner, lubricating oil is not required, and there is almost no heat generation even when the rotary spindle rotates at high speed. In addition, since the bearings are configured in a non-contact manner, no dust such as fine metal dust is generated, and these dusts are mixed into the operating air and hinder the gripping force of the gripping means such as a diaphragm chuck. Also does not occur. Clean air is required because it is a type of hydrostatic bearing made of the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the rotating spindle.
Originally, the headstock in which the main hydrostatic bearing is incorporated has clean air as an absolute condition, and the clean air supply equipment is fully equipped. Therefore, since the operating air to the gripping means may be a branch flow from a clean air supply circuit that has been completed, clean air can be supplied to the gripping means at a low cost.

【００３５】更に、この発明による工作物把持作動用エ
アの供給構造は、回転主軸が嵌合するハウジングのエア
供給口から作動用エアを送り込み、その後、同じく回転
主軸の外周部から回転主軸中心に形成された供給路を通
じて把持手段へと供給する構造であるため、回転主軸の
後端部には作動用エアを送り込むための回転継手を必要
とせずにフリーに置くことができ、電動機のロータ軸と
の間に確保される一定の間隔を利用して回転主軸の後端
部に回転動力を受け取るためのカップリングを配設する
ことができる。従って、回転主軸に回転力を伝達するた
めの歯車やプーリなどの特殊な伝動機構が必要なく、回
転主軸を特定の方向にのみ作用するラジアル方向の外力
が働かないので精密切削加工を妨げるような回転主軸へ
の振動等の影響を生じさせることがなく、精密に作られ
た静圧面を損なうこともない。Further, in the structure for supplying air for gripping operation of a workpiece according to the present invention, operating air is supplied from an air supply port of a housing to which the rotating spindle is fitted, and then from the outer peripheral portion of the rotating spindle to the center of the rotating spindle. Because of the structure for supplying to the gripping means through the formed supply path, the rotary spindle can be freely placed at the rear end without needing a rotary joint for feeding air for operation, and the rotor shaft of the electric motor can be provided. The coupling for receiving the rotational power can be disposed at the rear end of the rotating main shaft by utilizing a certain interval secured between the coupling. Therefore, there is no need for a special transmission mechanism such as a gear or pulley to transmit the rotational force to the rotating spindle, and no external force in the radial direction that acts on the rotating spindle only in a specific direction acts to prevent precision cutting. There is no effect of vibration or the like on the rotating spindle, and there is no damage to the precisely formed static pressure surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明による工作物把持作動用エアの供給構
造の一実施例を示す一部断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing one embodiment of a supply structure of a work gripping air according to the present invention.

【図２】図１に示す矢視Ａ−Ａで見たハウジングのエア
供給口の位置で切断するハウジングおよび回転主軸の拡
大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a housing and a rotating main shaft, taken along a line AA shown in FIG.

【図３】図１に示す工作物把持作動用エアの供給構造に
適用される作動用エアの供給回路図である。FIG. 3 is a supply circuit diagram of operating air applied to the structure for supplying work gripping air shown in FIG. 1;

【図４】従来の工作物把持作動用エアの供給構造が適用
された静圧回転主軸台の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a hydrostatic headstock to which a conventional air supply structure for gripping a workpiece is applied.

【図５】従来の内掴み型式のダイヤフラムチャックの一
例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a conventional inner gripping type diaphragm chuck.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 静圧主軸台 １０ 回転主軸 ２８ 導入路（供給路） ２９ 連通路（供給路） ４０ ハウジング ４１ エア供給口 ４２ 入口通路 ４３ エア還流溝 ４４ 静圧軸受 ５０ チャック面板 ８０ ダイヤフラムチャック ９０ 工作物 Reference Signs List 1 static pressure headstock 10 rotating spindle 28 introduction path (supply path) 29 communication path (supply path) 40 housing 41 air supply port 42 inlet path 43 air recirculation groove 44 static pressure bearing 50 chuck face plate 80 diaphragm chuck 90 workpiece

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 主軸台に回転自在に支持され且つ工作物
を把持する把持手段を備え且つ前記把持手段を作動させ
るための作動用エアが供給される供給路が形成されてい
る回転主軸、及び前記回転主軸に相対回転可能に嵌合さ
れ且つ前記供給路の接続すると共に前記作動用エアが送
り込まれる入口通路が形成されたハウジングを具備し、
前記回転主軸を前記ハウジングに対して相対回転可能に
嵌合するため、前記回転主軸と前記ハウジングとの間に
は前記入口通路から送り込まれる前記作動用エアの圧力
作用による静圧軸受が形成されていることから成る工作
物把持作動用エアの供給構造。1. A rotary spindle that is rotatably supported by a headstock and has gripping means for gripping a workpiece, and has a supply path for supplying operating air for operating the gripping means, and A housing formed with an inlet passage formed in the rotation main shaft so as to be relatively rotatable and connected to the supply path, and through which the operating air is sent;
A static pressure bearing is formed between the rotating main shaft and the housing by a pressure action of the operating air fed from the inlet passage, so that the rotating main shaft is rotatably fitted to the housing. And a supply structure of air for gripping the workpiece. 【請求項２】 前記回転主軸は、前記主軸台に対して主
静圧軸受によって回転自在に支持されていることから成
る請求項１に記載の工作物把持作動用エアの供給構造。2. The air supply structure according to claim 1, wherein the rotary spindle is rotatably supported by the main hydrostatic bearing with respect to the headstock. 【請求項３】 前記静圧軸受に供給される前記作動用エ
アは、前記主静圧軸受に供給しているクリーンエア回路
から分流した同質のクリーンエアであることから成る請
求項２に記載の工作物把持作動用エアの供給構造。3. The air according to claim 2, wherein the operating air supplied to the hydrostatic bearing is clean air of the same quality diverted from a clean air circuit supplying the main hydrostatic bearing. Air supply structure for gripping work. 【請求項４】 前記把持手段を作動させる前記作動用エ
アは、前記静圧軸受において軸受作用をした後、前記把
持手段に供給されることから成る請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の工作物把持作動用エアの供給構造。4. The air according to claim 1, wherein the operating air for operating the gripper is supplied to the gripper after performing a bearing action in the hydrostatic bearing. Supply structure of work gripping air. 【請求項５】 前記ハウジングは、前記主軸台に取り付
けられていることから成る請求項１〜４のいずれか１項
に記載の工作物把持作動用エアの供給構造。5. The structure according to claim 1, wherein the housing is attached to the headstock. 【請求項６】 前記把持手段は、前記回転主軸の前端面
にチャック面板を介して取付けられたダイヤフラムチャ
ックであることから成る請求項１〜５のいずれか１項に
記載の工作物把持作動用エアの供給構造。6. The workpiece gripping operation according to claim 1, wherein said gripping means is a diaphragm chuck attached to a front end surface of said rotary spindle via a chuck face plate. Air supply structure. 【請求項７】 前記回転主軸は、精密旋盤用回転主軸で
あることからなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の
工作物把持作動用エアの供給構造。7. The air supply structure according to claim 1, wherein the rotary spindle is a rotary spindle for a precision lathe. 【請求項８】 前記供給路は、前記回転主軸の放射方向
に形成された複数の導入路と前記回転主軸の中心部に軸
方向に形成され前記各導入路が接続する連通路とから成
り、前記ハウジングの内周面と前記回転主軸の外周面と
の少なくとも一方には、前記入口通路と前記導入路とに
接続するエア環流溝が形成されていることからなる請求
項１〜７のいずれか１項に記載の工作物把持作動用エア
の供給構造。8. The supply path includes: a plurality of introduction paths formed in a radial direction of the rotating main shaft; and a communication path formed in a central portion of the rotating main shaft in an axial direction and connected to the introduction paths, The air circulation groove connected to the inlet passage and the introduction passage is formed on at least one of an inner peripheral surface of the housing and an outer peripheral surface of the rotating main shaft. 2. A structure for supplying air for gripping operation of a workpiece according to claim 1.