特許 7276048 円筒研削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-18

(54)【発明の名称】円筒研削装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 5/04 20060101AFI20230511BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20230511BHJP

   B24B 49/08 20060101ALN20230511BHJP

【ＦＩ】

B24B5/04

B24B41/06 J

B24B49/08

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019175843

(22)【出願日】2019-09-26

(65)【公開番号】P2021049626

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-08-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大津 雄太

【審査官】大光 太朗

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５４－７１４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－４１９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２４６４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４６－１９３２２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平５－３０６７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０７７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９４１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－１７６５４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ５／０４

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

Ｂ２４Ｂ ４９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作物の両端を主軸と心押軸とにより回転中心で支持すると共に回転を伝達する主軸装置と、前記工作物の外周を研削する砥石車を支持すると共に回転駆動する砥石台とを備え、前記工作物と前記砥石車とを回転させながら、前記工作物に対して前記砥石車を接近離間させることで前記工作物の外周を研削する円筒研削装置において、
前記主軸及び前記心押軸の少なくとも一方が周方向に複数の静圧ポケットを有する複数の静圧軸受によって軸線方向の複数箇所で静圧支持される円筒研削装置であって、
前記主軸又は前記心押軸を静圧支持する前記複数の静圧軸受のうち、特定の前記静圧軸受において特定の前記静圧ポケット内のポケット圧力を検出する圧力センサと、
前記特定の静圧ポケットへの流体の供給圧力を他の前記静圧ポケットへの供給圧力とは独立して可変する供給圧力可変部と、
前記主軸又は前記心押軸の前記工作物に対する支持位置への所定の荷重負荷により前記支持位置が初期位置から位置変化したときの前記特定の静圧ポケット内のポケット圧力に関する第１データと、前記所定の荷重負荷による位置変化後の前記支持位置を前記初期位置へ位置補正するために前記特定の静圧ポケットへの供給圧力を制御するための第２データとを対応付けて記憶するデータベースと、
前記工作物を前記主軸及び前記心押軸により支持したときの前記圧力センサの検出結果より前記第１データを求めると共に、前記データベースより取得した前記第１データに対応する前記第２データを用いて前記供給圧力可変部を制御することにより、前記支持位置の位置補正を行う位置補正部と、
を備える、円筒研削装置。

【請求項2】

前記データベースは、前記所定の荷重負荷前と前記所定の荷重負荷後との前記ポケット圧力の変化を示す前記第１データとしてのポケット圧力第１変化値と、前記所定の荷重負荷後において前記位置補正前と前記位置補正後との前記ポケット圧力の変化を示すポケット圧力第２変化値とを対応付けて記憶するものであり、
前記位置補正部は、前記圧力センサによる前記工作物の支持前及び支持後の圧力検出結果より前記ポケット圧力第１変化値を求め、前記データベースより前記ポケット圧力第１変化値に対応する前記ポケット圧力第２変化値を取得して、前記ポケット圧力を前記ポケット圧力第２変化値だけ変化させるように前記供給圧力可変部を制御する、請求項１に記載の円筒研削装置。

【請求項3】

前記データベースは、前記所定の荷重負荷前と前記所定の荷重負荷後との前記ポケット圧力の変化を示す前記第１データとしてのポケット圧力第１変化値と、前記位置補正後の前記ポケット圧力を示す前記第２データとしての位置補正時ポケット圧力とを対応付けて記憶するものであり、
前記位置補正部は、前記圧力センサによる前記工作物の支持前及び支持後の圧力検出結果より前記ポケット圧力第１変化値を求め、前記データベースより前記ポケット圧力第１変化値に対応する前記位置補正時ポケット圧力を取得して、前記ポケット圧力が前記位置補正時ポケット圧力と等しくなるように前記供給圧力可変部を制御する、請求項１に記載の円筒研削装置。

【請求項4】

前記データベースは、前記所定の荷重負荷前と前記所定の荷重負荷後との前記ポケット圧力の変化を示す前記第１データとしてのポケット圧力第１変化値と、前記位置補正後の前記特定の静圧ポケットへの供給圧力を示す前記第２データとしての位置補正時供給圧力とを対応付けて記憶するものであり、
前記位置補正部は、前記圧力センサによる前記工作物の支持前及び支持後の圧力検出結果より前記ポケット圧力第１変化値を求め、前記データベースより前記ポケット圧力第１変化値に対応する前記位置補正時供給圧力を取得して、前記供給圧力可変部に対し前記特定の静圧ポケットへの供給圧力として前記位置補正時供給圧力を設定する、請求項１に記載の円筒研削装置。

【請求項5】

前記データベースは、前記所定の荷重負荷後における前記位置補正前の前記ポケット圧力を示す前記第１データとしての荷重負荷後ポケット圧力と、前記位置補正後の前記ポケット圧力を示す前記第２データとしての位置補正時ポケット圧力とを対応付けて記憶するものであり、
前記位置補正部は、前記圧力センサによる前記工作物の支持後の圧力検出結果を前記荷重負荷後ポケット圧力とし、前記データベースより前記荷重負荷後ポケット圧力に対応する前記位置補正時ポケット圧力を取得して、前記ポケット圧力が前記位置補正時ポケット圧力と等しくなるように前記供給圧力可変部を制御する、請求項１に記載の円筒研削装置。

【請求項6】

前記データベースは、前記所定の荷重負荷後における前記位置補正前の前記ポケット圧力を示す前記第１データとしての荷重負荷後ポケット圧力と、前記位置補正後の前記特定の静圧ポケットへの供給圧力を示す前記第２データとしての位置補正時供給圧力とを対応付けて記憶するものであり、
前記位置補正部は、前記圧力センサによる前記工作物の支持後の圧力検出結果を前記荷重負荷後ポケット圧力とし、前記データベースより前記荷重負荷後ポケット圧力に対応する前記位置補正時供給圧力を取得して、前記供給圧力可変部に対し前記特定の静圧ポケットへの供給圧力として前記位置補正時供給圧力を設定する、請求項１に記載の円筒研削装置。

【請求項7】

前記特定の静圧軸受は、前記複数の静圧軸受のうち前記工作物に対する支持位置側又は反支持位置側に配置された１以上の静圧軸受である、請求項１乃至６の何れか一項に記載の円筒研削装置。

【請求項8】

前記特定の静圧ポケットは、前記特定の静圧軸受において周方向に配置される前記複数の静圧ポケットのうち、重力方向下側又は上側に配置された１以上の静圧ポケットである、請求項１乃至７の何れか一項に記載の円筒研削装置。

【請求項9】

前記供給圧力可変部は、ポンプから供給される流体を前記特定の静圧ポケットへ導く流路上に設けられた可変バルブである、請求項１乃至８の何れか一項に記載の円筒研削装置。

【請求項10】

前記供給圧力可変部によって可変される前記供給圧力に対して、軸受特性が最適となるように前記特定の静圧ポケットへの流体の絞りを自動調整する絞り調整機構を備える、請求項１乃至９の何れか一項に記載の円筒研削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円筒研削装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工作物の両端を主軸と心押軸とにより回転中心で支持すると共に回転を伝達する主軸装置を備え、主軸と心押軸とを静圧軸受で支持するように構成された円筒研削装置が広く用いられている（例えば、特許文献１等参照。）。上述した従来の円筒研削盤では、大きな平行度の誤差やテーパ研削のための荒い調整は上下のテーブルのうち上側テーブルを旋回させて行い、細かい調整は心押軸を静圧軸受で支持し、砥石切込方向の一対の対向する静圧パッドの供給圧力を制御して心押軸を砥石切込方向に移動させることにより行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６１－２４１０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、円筒研削装置において静圧軸受を用いた主軸及び心押軸で重量が大きい工作物を支持する場合、主軸及び心押軸の工作物支持位置が工作物の回転中心より重力方向に変位し、心ずれにより工作物の加工精度が悪化する恐れがある。このため、工作物を支持しない状態で主軸及び心押軸の工作物支持位置が回転中心に対して自重方向とは反対側の上方へ所定長さだけ高くなるように予め位置調整することが行われている。

【0005】

しかしながら、上述した位置調整においては、工作物支持位置の変化が工作物重量のみで決定されるため、設計上設定された工作物重量と実際に主軸装置で支持する工作物の重量とに大きな差がある場合、工作物支持位置と工作物回転中心とのずれが大きくなり、これに起因して工作物の加工精度が低下することが懸念される。

【0006】

本発明は、工作物の重量に関わらず工作物を正確に回転中心で支持して加工精度の安定性を確保することができる円筒研削装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る円筒研削装置は、工作物の両端を主軸と心押軸とにより回転中心で支持すると共に回転を伝達する主軸装置と、前記工作物の外周を研削する砥石車を支持すると共に回転駆動する砥石台とを備え、前記工作物と前記砥石車とを回転させながら、前記工作物に対して前記砥石車を接近離間させることで前記工作物の外周を研削する円筒研削装置において、前記主軸及び前記心押軸の少なくとも一方が周方向に複数の静圧ポケットを有する複数の静圧軸受によって軸線方向の複数箇所で静圧支持される円筒研削装置である。

【0008】

そして、円筒研削装置は、前記主軸又は前記心押軸を静圧支持する前記複数の静圧軸受のうち、特定の前記静圧軸受において特定の前記静圧ポケット内のポケット圧力を検出する圧力センサと、前記特定の静圧ポケットへの流体の供給圧力を他の前記静圧ポケットへの供給圧力とは独立して可変する供給圧力可変部と、前記主軸又は前記心押軸の前記工作物に対する支持位置への所定の荷重負荷により前記支持位置が初期位置から位置変化したときの前記特定の静圧ポケット内のポケット圧力に関する第１データと、前記所定の荷重負荷による位置変化後の前記支持位置を前記初期位置へ位置補正するために前記特定の静圧ポケットへの供給圧力を制御するための第２データとを対応付けて記憶するデータベースと、前記工作物を前記主軸及び前記心押軸により支持したときの前記圧力センサの検出結果より前記第１データを求めると共に、前記データベースより取得した前記第１データに対応する前記第２データを用いて前記供給圧力可変部を制御することにより、前記支持位置の位置補正を行う位置補正部と、を備える。

【0009】

この構成によれば、工作物を主軸及び心押軸により支持させて工作物の重量によって支持位置が変化すると、圧力センサにより特定の静圧ポケット内のポケット圧力を検出し、その検出結果より第１データを求めると共に、第１データに対応する第２データをデータベースより取得し、第２データを用いて供給圧力可変部を制御して支持位置を回転中心に復帰させる位置補正を行う。よって、工作物の重量に関わらず工作物を正確に回転中心で支持して加工精度の安定性を確保することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る円筒研削装置の全体構成を示す平面図である。

【図2】工作物を支持する主軸台及び心押台を示す正面図である。

【図3】心押台の静圧軸受構造を示す模式図である。

【図4】データベースの作成準備における測定結果を示す表である。

【図5】実施形態に係るデータベースの記憶内容を示す図である。

【図6】実施形態に係る位置補正処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】荷重負荷及び位置補正に伴う軸線の変化を示す模式図である。

【図8】第１変形例に係るデータベースの記憶内容を示す図である。

【図9】第１変形例に係る位置補正処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】第２変形例に係るデータベースの記憶内容を示す図である。

【図11】第２変形例に係る位置補正処理の流れを示すフローチャートである。

【図12】第３変形例に係るデータベースの記憶内容を示す図である。

【図13】第３変形例に係る位置補正処理の流れを示すフローチャートである。

【図14】第４変形例に係るデータベースの記憶内容を示す図である。

【図15】第４変形例に係る位置補正処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の円筒研削装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
（１．円筒研削装置の全体構成）
本実施形態の円筒研削装置１は、軸状の工作物Ｗの研削が可能な砥石台トラバース型円筒研削盤である。円筒研削装置１は、図１に示すように、主として、ベッド１０と、主軸台２０と、心押台３０と、砥石支持装置４０と、制御装置６０と、を備えて構成される。尚、図１において、Ｚ軸方向は、トラバース方向であり、Ｘ軸方向は、トラバース方向と直角な水平方向であり、Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直角な鉛直方向である。

【0012】

ベッド１０は、平面矩形状に形成されており、設置面（床）上に固定される。このベッド１０の上面には、砥石支持装置４０を構成する後述の砥石台トラバースベース４１を摺動可能とする一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂが、互いに平行にＺ軸方向に沿って延設されて固定されている。一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂの間には、砥石台トラバースベース４１をＺ軸方向に駆動するためのＺ軸ボールねじ１１ｃが配置されている。そして、ベッド１０の上面には、Ｚ軸ボールねじ１１ｃを回転駆動するＺ軸モータ１１ｄが固定されている。

【0013】

主軸台２０は、図１、図２に示すように、主軸台本体２１と、主軸２２と、主軸モータ２３とを備えている。主軸台本体２１は、内部に静圧軸受としての前部軸受２５及び後部軸受２６が設けられ、挿通された主軸２２を回転可能に静圧支持している。主軸台本体２１は、主軸２２の軸線方向がＺ軸方向を向き、且つ、一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂと平行になるように、ベッド１０の上面に固定されている。

【0014】

主軸２２の一端（図１において左側）には、主軸モータ２３が設けられている。これにより、主軸２２は、主軸モータ２３によって主軸台本体２１に対してＺ軸周りに回転駆動される。尚、主軸モータ２３には、主軸モータ２３の回転角を検出するエンコーダが設けられている。又、主軸２２の他端（図１において紙面右側）には、軸状の工作物Ｗの軸線方向の一端を支持する主軸センタ２４が設けられている。

【0015】

心押台３０は、心押台本体３１と、心押軸３２とを備えている。心押台本体３１は、内部に静圧軸受としての前部軸受３５及び後部軸受３６が設けられ、心押センタ３４が挿通された心押軸３２を回転可能に静圧支持している。心押台本体３１は、心押軸３２の軸線方向がＺ軸方向を向くように、且つ、心押軸３２の回転軸が主軸２２の回転軸と同軸となるようにベッド１０の上面に固定されている。即ち、心押センタ３４は、主軸センタ２４とともに工作物Ｗの軸線方向の両端を支持し、工作物ＷがＺ軸周りに回転可能となるように配置される。心押センタ３４は、工作物Ｗの長さに応じて、心押台本体３１の端面からの突出量の変更が可能となるように構成されている。尚、主軸台２０と心押台３０とで主軸装置Ｍが構成される。

【0016】

砥石支持装置４０は、砥石台トラバースベース４１と、砥石台４２と、円盤状の砥石車４３と、を備えている。砥石台トラバースベース４１は、矩形の平板状に形成されており、ベッド１０の上面に設けられた一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂ上を摺動可能に設けられている。

【0017】

砥石台トラバースベース４１は、Ｚ軸ボールねじ１１ｃのナット部材（図示省略）に連結されており、Ｚ軸モータ１１ｄの駆動により一対のＺ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂに沿って移動する。尚、Ｚ軸モータ１１ｄには、Ｚ軸モータ１１ｄの回転角を検出するエンコーダが設けられている。

【0018】

砥石台トラバースベース４１の上面には、砥石台４２を摺動可能とする一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂが、互いに平行に、且つ、Ｘ軸方向に沿って固定されて延設されている。砥石台トラバースベース４１の上面に固定された一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂの間には、砥石台４２をＸ軸方向に駆動するためのＸ軸ボールねじ４１ｃが配置されており、Ｘ軸ボールねじ４１ｃを回転駆動するＸ軸モータ４１ｄが配置されている。尚、Ｘ軸モータ４１ｄには、Ｘ軸モータ４１ｄの回転角を検出するエンコーダが設けられている。

【0019】

砥石台４２は、砥石台トラバースベース４１の上面に設けられた一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂ上を摺動可能となるように設けられている。砥石台４２は、Ｘ軸ボールねじ４１ｃのナット部材（図示省略）に連結されており、Ｘ軸モータ４１ｄの駆動により一対のＸ軸ガイドレール４１ａ，４１ｂに沿って移動可能とされている。これにより、砥石台４２は、ベッド１０、主軸台２０及び心押台３０に対して、Ｘ軸方向及びＺ軸方向（トラバース送り方向）に相対移動可能に構成されている。

【0020】

制御装置６０は、Ｚ軸モータ１１ｄ及びＸ軸モータ４１ｄを含む各モータの駆動を制御する装置である。制御装置６０は、各モータを駆動させることにより、工作物Ｗ及び砥石車４３をＺ軸周りに回転させるとともに工作物Ｗに対する砥石車４３のＺ軸方向及びＸ軸方向への相対位置を変更して工作物Ｗの外周面の研削を行う。

【0021】

（２．主軸装置Ｍの静圧軸受機構）
次に、主軸装置Ｍに設けられる静圧軸受機構について説明する。尚、主軸台２０と心押台３０とは、前後方向における各部の配置が逆になる点を除いて同一構造の静圧軸受機構が設けられているので、以下、心押台３０の静圧軸受構造についてのみ説明し、主軸台２０の静圧軸受構造についての説明を省略する。心押台３０の静圧軸受機構は、図３に示すように、ポンプＰと、前部軸受３５と、後部軸受３６と、圧力センサ３７と、可変バルブ３８と、コントローラ３９とを備えて構成される。

【0022】

心押台３０の静圧軸受機構は、心押台本体３１内部で工作物Ｗに対する支持位置側（心押センタ３４先端に近い側）に設けられる前部軸受３５と、反支持位置側（心押センタ３４先端から遠い側）に設けられた後部軸受３６とを介して、ポンプＰから供給される流体によって心押軸３２を静圧支持する機構である。前部軸受３５の内周には、４個の静圧ポケットが周方向に同一間隔で配置されて工作物Ｗの外周面に対向している。具体的には、心押軸３２をＹ軸方向に挟んで対向する両側（すなわち、上下）に上側静圧ポケット３５１及び下側静圧ポケット３５２が設けられ、心押軸３２をＸ軸方向に挟んで対向する両側に図示しない２つの静圧ポケットが設けられている。

【0023】

上側静圧ポケット３５１には、ポンプＰから供給される一定流量の流体が固定絞り３５３を介して供給される。心押軸３２をＸ軸方向に挟む両側の２つの静圧ポケットにも、上側静圧ポケット３５１と同様に固定絞りが接続されている。一方、下側静圧ポケット３５２には、ポンプＰから可変バルブ３８を経て供給される流体が絞り調整機構３５４を介して供給される。絞り調整機構３５４は、可変バルブ３８によって可変される供給圧力に対して、軸受特性が最適となるように下側静圧ポケット３５２への流体の絞りを自動調整する機能を有する。絞り調整機構３５４は、並列に配置された流量の異なる複数の固定絞り３５４１と、複数の固定絞り３５４１に対して上流側に設けられて複数の固定絞り３５４１の何れかに流路を切り換える切換え弁３５４２とを備えて構成される。

【0024】

後部軸受３６の内周には、前部軸受３５と同様に、４個の静圧ポケットが周方向に同一間隔で配置されて工作物Ｗの外周面に対向している。具体的には、心押軸３２をＹ軸方向に挟む両側（すなわち、上下）に上側静圧ポケット３６１及び下側静圧ポケット３６２が設けられ、心押軸３２をＸ軸方向に挟む両側に図示しない２つの静圧ポケットが設けられている。上側静圧ポケット３６１、下側静圧ポケット３６２、及び心押軸３２をＸ軸方向に挟む両側の２つの静圧ポケットには、ポンプＰから供給される一定流量の流体が固定絞り３５３を介して供給される。つまり、前部軸受３５及び後部軸受３６に設けられる１５個の静圧ポケットのうち、前部軸受３５の下側静圧ポケット３５２のみポンプＰからの供給圧力が可変であり、それ以外の静圧ポケットへのポンプＰからの供給圧力は一定である。

【0025】

圧力センサ３７は、公知の圧力センサによって構成され、前部軸受３５の下側静圧ポケット３５２内の圧力を検出し、検出結果をコントローラ３９へ出力する。可変バルブ３８は、公知の可変絞り弁によって構成され、ポンプＰから前部軸受３５の下側静圧ポケット３５２に接続される絞り調整機構３５４へ流体を導く流路上に設けられる。可変バルブ３８は、コントローラ３９によって可変駆動される。

【0026】

コントローラ３９は、電子制御回路であって、圧力センサ３７から圧力検出信号が入力されると共に、可変バルブ３８を制御して下側静圧ポケット３５２への流体の供給圧力ＰＳ'を可変する。また、コントローラ３９は、心押軸３２の位置補正制御に用いるデータベース３９１を内蔵している。

【0027】

（３．データベース３９１の作成準備及び記憶内容）
次に、データベース３９１の作成準備として実施する測定の内容と、データベース３９１に記憶される内容について説明する。データベース３９１の作成準備として、工作物Ｗ支持位置（主軸センタ２４及び心押センタ３４先端）への荷重負荷を様々な負荷重量で実施し、特定の静圧ポケット（心押台３０では静圧ポケット３５２）内のポケット圧力測定、支持位置の位置変化の測定、支持位置の位置補正（回転中心位置に一致させる補正）時の特定の静圧ポケット（心押台３０では静圧ポケット３５２）への供給圧力及びポケット圧力の測定を行う。

【0028】

図４の表は、様々な負荷重量（０及びＷｎ）での測定パターンを示している（ｎは１～ｘの整数）。この表において、特定の静圧ポケット（心押台３０では静圧ポケット３５２）への供給圧力を全パターンで一定のＰＳ０、パターンｎの負荷重量をＷｎ、荷重負荷前ポケット圧力をＰｐ０００、荷重負荷後ポケット圧力をＰｐ０ｎ、ポケット圧力第1変化値をΔＰｐ０ｎ、位置変化（＝位置補正量）をｘｎ、位置補正時供給圧力をＰｓｎ、位置補正時ポケット圧力をＰｐ１ｎ、ポケット圧力第２変化値をΔＰｐ１ｎでそれぞれ表している。尚、ポケット圧力第1変化値が本発明の第１データに、ポケット圧力第２変化値が第２データにそれぞれ相当するものである。

【0029】

具体的には、荷重負荷前ポケット圧力Ｐｐ０００は、工作物Ｗ支持位置（心押センタ３４先端）へ荷重負荷を行わない時のポケット圧力（静圧ポケット３５２内の圧力）の測定値である。荷重負荷後ポケット圧力Ｐｐ０ｎは、工作物Ｗ支持位置へ負荷重量Ｗｎの荷重負荷を行った時のポケット圧力の測定値である。ポケット圧力第１変化値ΔＰｐ０ｎは、荷重負荷前のポケット圧力と荷重負荷後のポケット圧力との変化を表し、ΔＰｐ０ｎ＝Ｐｐ０ｎ－Ｐｐ０００で算出される。位置補正時ポケット圧力Ｐｐ１ｎは、工作物Ｗ支持位置（高さ）をｘｎ位置補正した時のポケット圧力の測定値である。ポケット圧力第２変化値ΔＰｐ１ｎは、荷重負荷の状態で位置補正するために必要なポケット圧力の変化を表し、ΔＰｐ１ｎ＝Ｐｐ１ｎ－Ｐｐ０ｎで算出される。

【0030】

例えば、負荷重量を０としたとき、荷重負荷前ポケット圧力の測定値Ｐｐ０００、荷重負荷後ポケット圧力の測定値はＰｐ０００、ポケット圧力第１変化値は０、位置変化の測定値（＝位置補正量）は０、位置補正時供給圧力の測定値はＰｓ０、位置補正時ポケット圧力の測定値はＰｐ１００（＝Ｐｐ０００）、ポケット圧力第２変化値は０である。

【0031】

また、負荷重量Ｗ１としたとき、荷重負荷前ポケット圧力の測定値Ｐｐ０００、荷重負荷後ポケット圧力の測定値はＰｐ００１、ポケット圧力第１変化値はΔＰｐ００１（＝Ｐｐ００１－Ｐｐ０００）、位置変化の測定値（＝位置補正量）はｘ１、位置補正時供給圧力の測定値はＰｓ１、位置補正時ポケット圧力の測定値はＰｐ１０１、ポケット圧力第２変化値はΔＰｐ１０１（＝Ｐｐ１０１－Ｐｐ００１）である。以下、負荷重量Ｗ２～Ｗｘも同様である。

【0032】

以上の測定結果に基づいて、データベース３９１を作成する。本実施形態では、データベース３９１として、様々な負荷重量Ｗｎにおけるポケット圧力第１変化値ΔＰｐ０ｎとポケット圧力第２変化値ΔＰｐ１ｎとを対応付けて記憶する。図５に本実施形態におけるデータベース３９１の記憶内容の例を示す。本実施形態のデータベース３９１では、ポケット圧力第１変化値０～ΔＰｐ０ｘ（ｘは１以上の整数）と、ポケット圧力第２変化値０～ΔＰｐ１ｘとが対応付けて記憶されている。

【0033】

（４．位置補正処理の流れ）
次に、主軸センタ２４及び心押センタ３４における工作物Ｗの支持位置を補正する処理の流れについて図６及び図７を参照しつつ説明する。図６は本実施形態に係る支持位置補正処理の流れを示すフローチャートである。図７は、荷重負荷及び位置補正に伴う心押軸３２又は主軸２２の軸線の変化を示す模式図である。尚、主軸２２では、括弧書きにて示すように前後方向が心押軸３２とは逆になる。まず、ステップ１（以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様）で、荷重負荷前の静圧ポケット３５２内の圧力（荷重負荷前ポケット圧力）を圧力センサ３７により検出する。この状態で、図７上図に示すように、心押軸３２又は主軸２２の軸線は回転中心Ｃと一致し、工作物支持位置Ｑ（心押センタ３４又は主軸センタ２４の先端）は回転中心と同じ高さに位置している。

【0034】

次に、Ｓ２で、主軸センタ２４先端と心押センタ３４先端とで工作物Ｗを挟んで支持する。これにより、支持位置Ｑ（心押センタ３４又は主軸センタ２４先端）に工作物Ｗの重量によって荷重負荷され、図７中図に示すように、心押軸３２又は主軸２２の軸線は一点鎖線Ｃ１に示すように下向きに傾斜すると共に緩やかに曲がりが生じ、支持位置Ｑは回転中心Ｃよりも下方へｈ分移動する。尚、ｈは、高さ方向の長さであって、例えば、数μｍ～数十μｍである。

【0035】

次に、Ｓ３で、荷重負荷後の静圧ポケット３５２内の圧力（荷重負荷後ポケット圧力）を圧力センサ３７により検出する。続いて、Ｓ４で、荷重負荷後ポケット圧力から荷重負荷前ポケット圧力を減算することにより、ポケット圧力第１変化値を算出する。

【0036】

次に、Ｓ５で、ポケット圧力第１変化値に基づいて、データベース３９１を参照してポケット圧力第１変化値に対応するポケット圧力第２変化値を取得する。例えば、ポケット圧力第１変化値がΔＰｐ００５の場合、図５に示すデータベース３９１を参照して、ポケット圧力第２変化値としてΔＰｐ１０５を取得する。

【0037】

次に、Ｓ６で、可変バルブ３８を作動させて、静圧ポケット３５２への供給圧力を徐々に増加させる。続いて、Ｓ７で、静圧ポケット３５２内のポケット圧力を圧力センサ３７により検出する。そして、Ｓ８で、荷重負荷後ポケット圧力を基準とする圧力変化がポケット圧力第２変化値よりも小さい場合（Ｓ８：Ｎｏ）、Ｓ６へ戻り、Ｓ７～Ｓ８を繰り返して供給圧力を徐々に増加させていく。Ｓ８で、圧力変化がポケット圧力第２変化値に達した場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、Ｓ９で、可変バルブ３８の作動を停止して供給圧力Ｐｓ’を固定し、位置補正処理を終了する。これにより、図７下図に示すように、心押軸３２又は主軸２２の軸線が一点鎖線Ｃ２で表す位置まで上昇し、支持位置Ｑが回転中心Ｃと同じ高さに補正される。

【0038】

また、静圧ポケット３５２に供給圧力Ｐｓ’が設定されると、絞り調整機構３５４では、供給圧力Ｐｓ’に応じて切換え弁３５４２により自動的に流路が切換えられて、軸受として最適な絞りが複数の固定絞り３５４１の中から選択される。

【0039】

（５．まとめ）
上述したように、本実施形態によれば、コントローラ３９は、圧力センサ３７による工作物Ｗの支持前及び支持後の圧力検出結果よりポケット圧力第１変化値を求め、データベース３９１よりポケット圧力第１変化値に対応するポケット圧力第２変化値を取得して、下側静圧ポケット３５２内のポケット圧力をポケット圧力第２変化値だけ変化させるように可変バルブ３８を制御し、工作物Ｗの重量により変位した支持位置を回転中心へ復帰させる位置補正を行う。よって、工作物Ｗの重量に関わらず工作物Ｗを正確に回転中心で支持して加工精度の安定性を確保することができるという効果を奏する。

【0040】

特に、データベース３９１は、所定の荷重負荷前と所定の荷重負荷後とのポケット圧力の変化を示すポケット圧力第１変化値と、所定の荷重負荷後において位置補正前と位置補正後とのポケット圧力の変化を示すポケット圧力第２変化値とを対応付けて記憶するものである。そして、位置補正部としてのコントローラ３９は、圧力センサ３７による工作物Ｗの支持前及び支持後の圧力検出結果よりポケット圧力第１変化値を求め、データベース３９１よりポケット圧力第１変化値に対応するポケット圧力第２変化値を取得して、下側静圧ポケット３５２内のポケット圧力をポケット圧力第２変化値だけ変化させるように供給圧力可変部としての可変バルブ３８を制御する。

【0041】

この構成によれば、工作物Ｗに対する支持位置への所定の荷重負荷により支持位置が初期位置から位置変化したときの特定の静圧ポケット（下側静圧ポケット３５２）内のポケット圧力に関する第１データとして、荷重負荷前後のポケット圧力の差分であるポケット圧力第１変化値を用いるので、機械ばらつきの影響なく荷重負荷に伴う位置変化を正確に反映させることができる。また、所定の荷重負荷による位置変化後の支持位置を初期位置へ位置補正するために特定の静圧ポケット（下側静圧ポケット３５２）への供給圧力を制御するための第２データとして、位置補正前後のポケット圧力の差分であるポケット圧力第２変化値を用いるので、機械ばらつきの影響なく正確に位置補正することができる。

【0042】

また、本発明の特定の静圧軸受としての静圧軸受３５は、複数の静圧軸受３５、３６のうち工作物Ｗに対する支持位置側に配置されている。よって、工作物Ｗの重量により支持位置が下がる主軸２２又は心押軸３２の支持位置側で、支持位置の変化を正確に検知し、支持位置を初期位置の回転中心へ位置補正することができる。

【0043】

また、特定の静圧ポケットとしての下側静圧ポケット３５２は、静圧軸受３５において周方向に配置される複数の静圧ポケットのうち、重力方向下側に配置された静圧ポケットである。よって、工作物Ｗの重量による主軸２２又は心押軸３２の上下方向の位置変化を、圧力センサ３７により確実に検出することができると共に、下側静圧ポケット３５２への供給圧力を制御することにより主軸２２又は心押軸３２を上下方向に位置補正することができる。

【0044】

また、ポンプＰから供給される流体を下側静圧ポケット３５２へ導く流路上に設けられた可変バルブ３８を、本発明の供給圧力可変部として用いたので、簡単な構成で確実に下側静圧ポケット３５２への供給圧力を可変することができる。

【0045】

また、供給圧力可変部としての可変バルブ３８によって可変される供給圧力に対して下側静圧ポケット３５２への流体の絞りを自動調整する絞り調整機構を備えるので、静圧軸受３５における軸受特性を最適とすることができる。

【0046】

（６．第１変形例）
上記実施形態のデータベース３９１では、本発明の第１データとしてのポケット圧力第１変化値と、第２データとしてのポケット圧力第２変化値とを対応付けて記憶するようにしたが、本変形例では、ポケット圧力第１変化値と位置補正時ポケット圧力とを対応付けて記憶する。すなわち、本変形例のデータベース３９２では、図８に示すように、ポケット圧力第１変化値として０、ΔＰｐ００１～ΔＰｐ０ｘ（ｘは１以上の整数）と、位置補正時ポケット圧力Ｐｐ０００、Ｐｐ１０１～Ｐｐ１ｘとが対応付けて記憶されている。

【0047】

次に、本変形例における位置補正処理の流れについて、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。尚、Ｓ１１～Ｓ１４の各ステップは、上記実施形態のＳ１～Ｓ４と同一であるので、説明を省略する。Ｓ１１～Ｓ１４の後、Ｓ１５でデータベース３９２より、ポケット圧力第１変化値に対応する位置補正時ポケット圧力を取得する。

【0048】

次に、Ｓ１６で、可変バルブ３８を作動させて、静圧ポケット３５２への供給圧力を徐々に増加させる。続いて、Ｓ１７で、静圧ポケット３５２内のポケット圧力を圧力センサ３７により検出する。そして、Ｓ１８で、ポケット圧力が位置補正時ポケット圧力よりも小さい場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、Ｓ１６へ戻り、Ｓ１７～Ｓ１８を繰り返して供給圧力を徐々に増加させていく。Ｓ１８で、ポケット圧力が位置補正時ポケット圧力に達した場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、Ｓ１９で、可変バルブ３８の作動を停止して供給圧力Ｐｓ’を固定し、位置補正処理を終了する。本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0049】

（７．第２変形例）
本変形例では、本発明の第１データとしてのポケット圧力第１変化値と第２データとしての位置補正時供給圧力とを対応付けて記憶する。すなわち、本変形例のデータベース３９３では、図１０に示すように、ポケット圧力第１変化値として０、ΔＰｐ００１～ΔＰｐ０ｘ（ｘは１以上の整数）と、位置補正時供給圧力Ｐｓ０、Ｐｓ１～Ｐｓｘとを対応付けて記憶している。

【0050】

次に、本変形例における位置補正処理の流れについて、図１１のフローチャートを参照しつつ説明する。尚、Ｓ２１～Ｓ２４の各ステップは、上記実施形態のＳ１～Ｓ４と同一であるので、説明を省略する。Ｓ２１～Ｓ２４の後、Ｓ２５でデータベース３９３より、ポケット圧力第１変化値に対応する位置補正時供給圧力を取得する。

【0051】

次に、Ｓ２６で、可変バルブ３８を作動させて静圧ポケット３５２への供給圧力Ｐｓ’を位置補正時供給圧力に設定し、位置補正処理を終了する。本変形例においても、上記実施形態と同様の効果に加えて、可変バルブ３８の供給圧力Ｐｓ’を直接、位置補正時供給圧力に設定するので制御が簡単で迅速に位置補正が完了するという効果を奏する。

【0052】

（８．第３変形例）
本変形例では、本発明の第１データとしての荷重負荷後ポケット圧力と第２データとしての位置補正時ポケット圧力とを対応付けて記憶する。すなわち、本変形例のデータベース３９４では、図１２に示すように、荷重負荷後ポケット圧力としてＰｐ０００、Ｐｐ００１～Ｐｐ０ｘ（ｘは１以上の整数）と、位置補正時ポケット圧力Ｐｐ０００、Ｐｐ１０１～Ｐｐ１ｘとを対応付けて記憶している。

【0053】

次に、本変形例における位置補正処理の流れについて、図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。Ｓ３２で、主軸センタ２４先端と心押センタ３４先端とで工作物Ｗを挟んで支持する。次に、Ｓ３３で、荷重負荷後の静圧ポケット３５２内の圧力（荷重負荷後ポケット圧力）を圧力センサ３７により検出する。次に、Ｓ３５で、データベース３９１より荷重負荷後ポケット圧力に対応する位置補正時ポケット圧力を取得する。

【0054】

以下、Ｓ３６～Ｓ３９の各ステップは、図９のフローチャートに示す第１変形例におけるＳ１６～Ｓ１９と同様であるので、説明を省略する。本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0055】

（９．第４変形例）
本変形例では、本発明の第１データとしての荷重負荷後ポケット圧力と第２データとしての位置補正時供給圧力とを対応付けて記憶する。すなわち、本変形例のデータベース３９５では、図１４に示すように、荷重負荷後ポケット圧力としてＰｐ０００、Ｐｐ００１～Ｐｐ０ｘ（ｘは１以上の整数）と、位置補正時供給圧力Ｐｓ０、Ｐｓ１～Ｐｓｘとを対応付けて記憶している。

【0056】

次に、本変形例における位置補正処理の流れについて、図１５のフローチャートを参照しつつ説明する。Ｓ４２～Ｓ４３の各ステップは、図１３のフローチャートに示す第３変形例におけるＳ３２～Ｓ３３と同様であるので、説明を省略する。Ｓ４２～Ｓ４３の後、Ｓ４５で、データベース３９１より荷重負荷後ポケット圧力に対応する位置補正時供給圧力を取得する。

【0057】

次に、Ｓ４６で、可変バルブ３８を作動させて静圧ポケット３５２への供給圧力Ｐｓ’を位置補正時供給圧力に設定し、位置補正処理を終了する。本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を奏すると共に、可変バルブ３８の供給圧力Ｐｓ’を直接、位置補正時供給圧力に設定するので制御が簡単で迅速に位置補正が完了するという効果を奏する。

【0058】

（１０．その他の変形例）
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。上記実施形態では、前部軸受３５及び後部軸受３６の複数の静圧軸受のうち工作物Ｗに対する支持位置側に配置される前部軸受３５を、本発明の特定の静圧軸受とする例を示したが、これには限られず、工作物Ｗに対する反支持位置側に配置される後部軸受３６を特定の静圧軸受としてもよい。すなわち、工作物Ｗの重量により支持位置が下がるのに伴って主軸２２又は心押軸３２の反支持位置側が上昇するので、後部軸受３６で支持位置の変化を正確に検知し、支持位置を初期位置の回転中心へ位置補正する構成とすることも可能である。

【0059】

また、上記実施形態では、前部軸受３５において周方向に設けられる複数の静圧ポケットのうち重力方向下側に配置された１つの下側静圧ポケット３５２を、圧力センサ３７が配置され且つ供給圧力が可変される特定の静圧ポケットとした例を示したが、重力方向下側に２以上の静圧ポケットが設けられる構成ではこれらを特定の静圧ポケットとしてもよい。また、重力方向下側の下側静圧ポケット３５２に代えて、重力方向上側に配置された１以上の上側静圧ポケット３５１を特定の静圧ポケットとしてもよい。

【0060】

また、上記実施形態では、本発明の供給圧力可変部として流量制御弁である可変バルブ３８を用いた例を示したが、これには限られない。例えば、供給圧力可変部として、減圧弁、リリーフ弁、シーケンス弁等の圧力制御弁を用いる構成としてもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、主軸２２及び心押軸３２の両方を静圧軸受によって静圧支持する例を示したが、これには限られず、主軸２２及び心押軸３２の少なくとも一方を静圧軸受によって静圧支持する構成としてもよい。例えば、主軸２２を転がり軸受により支持し、心押軸３２のみを静圧軸受によって支持する構成に対して本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0062】

Ｗ…工作物、Ｍ…主軸装置、Ｐ…ポンプ、１…円筒研削装置、２２…主軸、２５…前部軸受（複数の静圧軸受）、２６…後部軸受（複数の静圧軸受、特定の静圧軸受）、３２…心押軸、３５…前部軸受（複数の静圧軸受、特定の静圧軸受）、３５１…上側静圧ポケット（複数の静圧ポケット）、３５２…下側静圧ポケット（複数の静圧ポケット、特定の静圧ポケット）、３５４…絞り調整機構、３６…後部軸受（複数の静圧軸受）、３６１…上側静圧ポケット（複数の静圧ポケット）、３６２…下側静圧ポケット（複数の静圧ポケット）、３７…圧力センサ、３８…可変バルブ（供給圧力可変部）、３９…コントローラ（位置補正部）、３９１、３９２、３９３、３９４、３９５…データベース、４２…砥石台、４３…砥石車。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】