発明の名称 空気圧を利用した主軸の微少移動方法 発行国 日本国特許庁（ＪＰ） 公報種別 公開特許公報（Ａ） 公開番号 特開平８−２５１６５ 公開日 平成８年（１９９６）１月３０日 出願番号 特願平６−１９０９６６ 出願日 平成６年（１９９４）７月２１日 代理人 発明者 田中 克敏 / 渡邉 紘也 要約 目的 一般に用いられている空気静圧構造を単に使用するだけで、上に述べた各々の問題点を生じさせない空気圧利用の微少移動方法を提供する。 構成 主軸のスラスト面に作用する２つの空気圧の一方を変化させることにより主軸を待避させ、同一圧力にすることにより原点に復帰すると共に主軸のスラスト面に作用する２つの空気圧の一方を制御することにより主軸を前後に微調整し、主軸の先端に位置する砥石の切り込み位置調整に利用する空気圧を利用した主軸の微少移動方法とした。 特許請求の範囲 【請求項１】 主軸のスラスト面に作用する２つの空気圧の一方を変化させることにより主軸を待避させ、同一圧力にすることにより原点に復帰する空気圧を利用した主軸の微少移動方法。 【請求項２】 主軸のスラスト面に作用する２つの空気圧の一方を制御することにより主軸を前後に微調整し、主軸の先端に位置する砥石の切り込み位置調整に利用する空気圧を利用した主軸の微少移動方法。 発明の詳細な説明 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はビデオテープ、フロッピーディスク、ハードディスクの書き込み、読み取り用の磁気ヘッドの鏡面研削加工をする高精度スライサに連結する主軸の移動方法に関する。 【０００２】 【従来技術】従来、磁気ヘッドの鏡面研削加工に必要な数十ミクロンの移動量に対しての高精度スライサの主軸の移動には直線案内を備えたボールネジ、ピエゾアクチュエータが用いられている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直線案内を備えたボールネジでは移動量が数十ミクロンと小さいためその精度を確保するのが難しく、案内機構を使用することにより装置そのものも大きなものとなる。又ピエゾアクチュエータを使用する場合、圧電素子の信頼性が低い上に剛性も低く、装置そのものも高価である。 【０００４】本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、一般に用いられている空気静圧構造を単に使用するだけで、上に述べた各々の問題点を生じさせない空気圧利用の微少移動方法を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前述の目的を解決するために本発明は主軸のスラスト面に作用する２つの空気圧の一方を変化させることにより主軸を待避させ、同一圧力にすることにより原点に復帰すると共に主軸のスラスト面に作用する２つの空気圧の一方を制御することにより主軸を前後に微調整し、主軸の先端に位置する砥石の切り込み位置調整に利用する空気圧を利用した主軸の微少移動方法とした。 【０００６】 【作用】空気圧の一方を変化または制御することにより主軸を待避させ、また主軸を前後に微調整する。 【０００７】 【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。図２は本発明に関する主軸３をその空気静圧スピンドル部１に組み込んだ高精度スライサ２１の全体像を示している。Ｙ軸に移動するコラム２２は高精度なころがり案内と超精密なスケールによる位置決め機構を持ち、Ｘ軸に移動可能なテーブル２３には剛性が高く、安定した精度が得られるＶ−Ｖすべり案内が用いられている。またスピンドル部１を支える主軸頭２４はＺ軸に移動可能である。 【０００８】図１は空気静圧スピンドル部１の内部拡大図である。図に示すように主軸頭２４に固定され、中心部を内径の異なる空洞、先端と後端で外径の異なる円筒形を持つ固定部２はその内部に主軸３を内挿する。主軸３はその径において先端、中端は同一とし、後端の直前に一旦大となり、後端は再び先端と同一となる。また先端に磁気ヘッドの鏡面研削加工のための砥石４を連結している。 【０００９】固定部２と主軸３の内挿部分の先端にはラジアル軸受５、主軸３の後端の径が大なる拡大部分１１にはこれをはさんで２つのスラスト軸受６Ａ、６Ｂが対向している。更に２つのスラスト軸受６Ａ、６Ｂと固定部２の間には各々ポート９、ポート１０が設けられ、ポート９、ポート１０からスラスト軸受６Ａ、６Ｂ内を貫通する絞り７Ａ、７Ｂを経て拡大部分１１に至る構造となっている。ここでスラスト軸受６Ａと拡大部分１１の間には軸受すき間１３、スラスト軸受６Ｂと拡大部分１１の間には軸受すき間１４が設けられている。また拡大部分１１と固定部２との空洞を塞ぐ目的でスペーサ８が固定部２に栓塞されている。 【００１０】上記構成の空気静圧スピンドル部１においては以下のような動作を行う。砥石４を用いた磁気ヘッド１２の鏡面研削加工に伴うトラック幅加工は図３のような方法で行われる。すなわち磁気ヘッド１２を傾斜させその端部の突出部を砥石４で研削加工する。加工後トラック幅を計測し、再度研削して目標のトラック幅に加工するが、研削は一方向研削であり、トラック幅の絶対値はこの場合５ミクロン±０．５ミクロンである。 【００１１】この際一回目の研削後、計測位置まで移動する時、通常は直線移動により砥石４を逃がして移動するが、この逃がす量は３〜５ミクロンでよい。本発明はこの逃がす量の再現性及びこれに関する微少量の移動の正確さを実現するために上にのべた構成において空気静圧すき間を利用するものである。ポート９から軸受すき間１３に、空気圧６キログラム重／平方センチの空気圧を供給したまま、ポート１０から軸受すき間１４に、空気圧が６キログラム重／平方センチより低い圧の空気圧を供給する。 【００１２】これにより主軸３は空気圧の差の応じて３〜５ミクロン後退する。通常の軸受すき間１３、１４は１５〜１８ミクロンであり、３〜５ミクロンのすき間変化では接触の心配はなく、主軸３を図示せぬ電動機で回転させたままの状態で軸方向の移動が可能であり、回転の入切に伴う発熱量の変化が生じないため、発熱量にたいしても安定した状態が確保される。後退した後再びポート１０の供給圧を上昇させ、ポート９の圧力と同一にすることにより主軸３を移動原点に復帰させるが、その再現性を記録したのが図４である。再現性は０．１ミクロン以下であることがわかる。 【００１３】次に主軸３の回転数を２０回転／分の低速としたとき、ポート９とポート１０の圧力差を３．５〜２．５キログラム重／平方センチに変化させ、そのときの変位量を示したのが図５〜図７である。圧力差に比例して変位量も直線に変化しており、再現性も良い。また図８は主軸３の回転数を１００００回転／分の高速にしたとき、ポート９とポート１０の圧力差を３．０キログラム重／平方センチに変化させ、そのときの変位量を示したものである。低速時と同様に再現性も良く、低速、高速時での変位量の差もほとんどないことがわかる。 【００１４】 【発明の効果】以上説明したとおり、一般に用いられている空気静圧構造を単に使用するだけで、高精度、コスト低減、小型化が可能な微少移動方法を実現することができる。