JP2002283172A - 工作機械のテ−ブル送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアモ−タ駆動によるテ−ブル
の移動速度を高めても、テ−ブルの浮き高さ、浮きの振
幅が少ない工作機械のテ−ブル送り装置の提供。 【解決手段】 断面凹状の側壁を有する金属製の
ベッド１９に設けられた一対のガイドレ−ル３１上を一
対のスライダ４１を介して線形移動可能に支持されたテ
−ブル４の送り装置であって、テ−ブル４の下面中央部
に垂下して設けた突起部４３の下面に永久磁石６８をベ
ッドの表面１９ａから０．１〜５ｍｍの隙で設け、ベッ
ドの凹部側壁と平行な前記突起部の両側壁面には一次側
部材（磁石）４４が設けられ、ベッドの凹部内側壁面の
両面には二次側部材（コイル）４７が設けられ、この２
組の一対の一次側部材と二次側部材とでリニアモ−タを
構成し、該リニアモ−タの稼動でテ−ブル４を線形移動
可能にした工作機械のテ−ブル送り装置。永久磁石６８
がベッド表面１９ａを吸引するので、テ−ブルの浮きが
防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研削装置、切削装
置、フライス盤、ブレ−ナ、マニシングセンタ−等の工
作機械装置において、リニアモ−タの駆動によりガイド
レ−ル上を直線状に往復移動可能なテ−ブル送り装置に
関する。本発明のテ−ブル送り装置は、テ−ブルの移動
速度を速くしてもテ−ブル浮上が抑えられ、寸法精度の
良好な機械加工ワ−クを得ることができる。

【０００２】

【従来の技術】金属工作機械装置として、例えば、砥石
によりテ−ブル上に設けられたワ−クを研削する研削盤
は知られている（特開昭５５−８３５６７号、同５９−
５９３４９号、同６１−１７３８５１号、特開平４−１
３５５２号、特許第２９７０７２５号）。図３と図４に
平面研削盤の１例を示す。これら図において、１は平面
研削装置、２はワ−ク、３は砥石、４は水平方向（Ｘ軸
方向）に往復移動可能なテ−ブル、５は作業台部、６は
電磁チャック、７は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可
能なサドル、８は操作盤、８ｂは砥石上下切り込み手動
パルス発生器ボタン、９はコラム、１０は砥石軸頭、１
１は砥石軸、１２は砥石３を垂直方向（Ｙ軸方向）に移
動する昇降機構、１３はモ−タ−、１４は螺合体、１５
はネジ軸、１６は軸受、１７は安全保護カバ−、１８は
研削液供給ノズル、１９はベッド、２０はタンク、２１
はフィルタ−、２２はポンプ、２３は砥石軸モ−タ−で
ある。

【０００３】テ−ブル４は、例えば図５に示すようにベ
ッド１９上に設けられた１対の案内面を滑べるサドル７
に設けられたＶ字型軌道部により位置決めされ、テ−ブ
ル４は図６に示すようにその係合部（スライダ）４１，
４１により前記案内面（ガイドレ−ル）に摺動自在に支
えられる。ベッド１９のオイルタンク２０内の潤滑油
は、ポンプ２２により分配器２４、油留まり２５を経て
案内面３１に供給される。前記Ｖ字型軌道部の案内面３
１、３１にはテ−ブル４を滑らかに移動させるために、
案内面の処処に設けた潤滑油供給ノズル５１より潤滑油
が供給され、１〜５μｍの薄い油膜厚が形成される。

【０００４】図３に示す研削装置においては、テ−ブル
は油圧シリンダにより移動されるが、近時、テ−ブルの
移動速度を速くすることが求められ、テ−ブルの往復摺
動にリニアモ−タを利用することが提案され、かつ、実
用化されている（特開平１−３１３４７５号、同８−１
９２３２６号、同９−２８０７４号、同１１−２６６５
７７号、同１１−２６２８３２号、特開２０００−１９
８０４０号）。図７にリニアモ−タを駆動して案内面上
でテ−ブルを移動させる機構を示す（特開平１１−２６
２８３２号）。図７において、テ−ブル４は複数のボル
ト４２，４２によって固定された部材４３を有し、この
部材の両側面には鉛直面上で平行に対向配置された２つ
の移動体側面４３ａ、４３ｂが形成され、これらの移動
体側面のそれぞれには可動子（例えば、コイル）４4、
４４'が支持されている。サドル７は部材４３を収容す
る一面開口の凹部７ａを有し、サドル７の上面にはテ−
ブル４を案内する案内面（ガイドレ−ル）３１が形成さ
れ、この案内面３１は、サドル７の前縁に形成されたＶ
字型軌道部４６と後縁に形成されたＶ字型軌道部４６'
を有する。

【０００５】前記凹部７ａの両内面側には移動体側面４
３ａ、４３ｂと対向する支持体側面４３’ａ、４３’ｂ
が形成され、これらの支持体側面４３’ａ、４３’ｂに
は固定子（例えば永久磁石）４７，４７'が固定されて
いる。ここで、可動子４４と固定子４７および可動子４
４'と固定子４７'は２組のリニアモ−タ４５，４５'を
形成する。この２組のリニアモ−タ４５，４５'は、可
動子４４，４４'と固定子４７、４７'との間に発生する
吸引力がテ−ブル４の相反する方向に作用する向きに配
置されている。４８，４９は摺動部材で、サドルの内側
面とこれら摺動部材間の隙間Ｓ２、Ｓ２は、可動子４４
と固定子４７との隙間Ｓ１ａ、Ｓ１ｂよりも狭い幅に設
けられている。

【０００６】リニアモ−タ４５，４５'を稼動すること
によりテ−ブル４をＸ軸方向に駆動させることができ
る。リニアモ−タ駆動テ−ブルはパ−ソナルコンピュ−
タからのパルス指令によって制御されており、最高速
度、平均加減速度、加減速カ−ブを自由に変えることが
できる。この可動子４４，４４'と固定子４７，４７'
は、いずれが永久磁石または電磁磁石であってもコイル
であってもよい（特開平８−１９２３２６号、同１１−
２６６５７７号、特開２０００−２１７３７９号）。

【０００７】図８に示す研削装置１では、サドル７がＺ
方向に往復自在にフレ−ムに支持され、テ−ブル４がサ
ドル７上を左右方向（Ｘ軸方向）に、コラム９により砥
石頭が上下方向（Ｙ軸方向）に移動自在に設けられてい
る。この平面研削盤では、テ−ブル４上のチャックにワ
−ク２を固定し、サドル７を移動させてＺ軸方向の位置
を決め、テ−ブル４をＸ軸方向に往復移動させる過程で
砥石頭の回転している砥石をワ−クに接触させ、砥石頭
をＹ軸方向に送りをかけてワ−クを研削する。リニアモ
−タ−駆動テ−ブルはパ−ソナルコンピュ−タからのパ
ルス指令によって制御されており、最高速度、平均加減
速度、加減速カ−ブを自由に変えることができる。

【０００８】リニアモ−タ駆動のテ−ブル４の加減速は
０．５Ｇ〜３．５Ｇ、最高速度は１００ｍ／分である。
テ−ブル速度を大きくして切り込み深さを小さくするス
ピ−ドストロ−ク研削において、テ−ブル単位当りの往
復回数は研削能率に大きく影響する。リニアモ−タ駆動
のテ−ブル４の往復速度は、作業面のテ−ブルの移動長
さ（ストロ−ク）に依存し、例えば、幅が２００ｍｍで
あるとき、長さが５０ｍｍのときは２８０回／分、長さ
が１００ｍｍのときは２２０回／分、長さが１５０ｍｍ
のときは１９０回／分である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】テ−ブルの加減速を高
くしていくと、テ−ブル４が浮上し、テ−ブルの揺れが
大きくなっていく。例えば、テ−ブルストロ−ク１５０
ｍｍ、サ−ボモ−タの時定数３４ｍｓのとき、テ−ブル
速度を変化させていくと、テ−ブルの浮き上がり高さ
（μｍ）と、テ−ブルの高さ方向振幅幅は表１のように
なる。

【表１】

【００１０】特に、テ−ブルの速度が５０ｍ／分を越え
るとテ−ブルの浮上、上下振幅が大きい。よって、テ−
ブルの速度を上げることが困難となり、ワ−クの加工生
産性が抑えられる。本発明は、リニアモ−タ駆動テ−ブ
ル移動時のテ−ブル浮上を抑えることによりテ−ブルの
移動速度を向上させ、しいてはワ−クの加工生産性を向
上させることができる工作機械のテ−ブル送り装置の提
供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、断
面凹状の側壁を有する金属製のベッドに設けられた一対
のガイドレ−ル上を一対のスライダを介して線形移動可
能に支持されたテ−ブルの送り装置であって、前記テ−
ブルの下面中央部には垂下した突起部が固定して設けら
れ、この突起部は前記ベッドの凹部に垂下し、前記ベッ
ドの凹部側壁と平行な前記突起部の両側壁面には一次側
部材が設けられ、ベッドの凹部内側壁面の両面には二次
側部材が設けられ、この２組の一対の一次側部材と二次
側部材とでリニアモ−タを構成し、該リニアモ−タの稼
動でテ−ブルは線形移動可能であり、前記テ−ブルの下
面に垂下して設けられた突起部の底面には永久磁石が設
けられており、この永久磁石下面と金属製のベッド表面
の間には０．１〜２ｍｍの隙距離が設けられていること
を特徴とする、工作機械のテ−ブル送り装置を提供する
ものである。

【００１２】テ−ブルの下面に垂下して設けられた突起
部の底面に存在する永久磁石が、ベッド表面を吸着しよ
うと磁力が働くので、テ−ブル移動時のテ−ブルの浮き
上がりが防止される。この永久磁石下面と金属製のベッ
ド表面間の０．１〜５ｍｍの隙距離は、テ−ブルの浮き
上がりを防止するに適度な距離である。

【００１３】本発明の請求項２は、上記工作機械のテ−
ブル送り装置において、一次側部材に磁石を、二次側部
剤にコイルを使用し、ベッドの前記断面凹状の側壁には
コイルより発生する熱を冷却する冷却媒体通路と、ガイ
ドレ−ル冷却媒体通路が設けられていることを特徴とす
る。

【００１４】リニアモ−タの固定子にコイルを選択し、
冷却媒体通路を有する取付板を介してこのコイルをベッ
ドの側壁に設けたので、テ−ブル移動時にコイルより発
生する熱が冷却される。なお、可動子にコイルを選択す
ると、冷却媒体通路に接続する可撓性ホ−スがテ−ブル
とともに往復移動するので、このホ−スが磨耗し、１年
位で取り換えを要する。コイルを固定子とすると、冷却
媒体通路に冷却媒体を供給する可撓性ホ−スまたは金属
管がベッドに固定され、テ−ブルとは一緒に移動しない
ので、可撓性ホ−スまたは金属管の磨耗が少ない。同様
にコイルに接続される電気ケ−ブルもダンパ−内に収納
し、ベッドに固定することができるので、電気ケ−ブル
の磨耗が少ない。さらに、ベッドの側壁にはガイドレ−
ル冷却媒体通路が設けられているので、ガイドレ−ルの
発熱が抑制される。

【００１５】本発明の請求項３は、前記の工作機械のテ
−ブル送り装置において、永久磁石はスペ−サを介して
テ−ブルの下面中央部には垂下した断面凸状の突起部底
面に設けられ、この突起部の凸状部の上面にまでベッド
の側壁面より水平方向に延びた停止板によりテ−ブルの
上方への浮き上がりが制限される構造となっていること
を特徴とする。。

【００１６】スペ−サの厚みを変えることにより、テ−
ブルの加減速に応じたベッドの表面と凸状の突起部底面
に設けた永久磁石との隙間距離を調整することができ
る。テ−ブルの加減速が異常に速すぎるとき、テ−ブル
が上方に浮き上がり過ぎ、装置外へテ−ブルが吹っ飛ぶ
のを停止板により防止する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明をさらに
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す、リ
ニアモ−タ駆動の工作機械テ−ブル送り装置の側面図、
図２は、図１において、ストッパ−を取除いてテ−ブル
とベッドの要部を示した部分側面図である。

【００１８】本発明において、一次側（可動子側）部材
と二次側（固定子側）部材は、コイル、磁石いずれであ
ってもよいが、ここでは、最適例の一次側（可動子側）
部材が磁石、二次側（固定子側）部材がコイルの例で説
明する。

【００１９】図１において、テ−ブル４はスライダ４
１，４１を介してＶ字型ガイドレ−ル（案内面）３１，
３１上をリニアモ−タにより往復線形移動可能な構造と
なっている。なお、図１において、左側のＶ字型ガイド
レ−ルおよびスライダは板６４により隠蔽されている。
ガイドレ−ル３１，３１は、Ｖ−Ｖの組み合わせ、Ｖ−
平の組み合わせ、平−平の組み合わせのいずれであって
もよい。ガイドレ−ル（案内面）３１，３１は、断面凹
状の側壁を有するベッド７の側壁７ａ，７ｂの上面に設
けられる。板６４には、ダンパ−６３が設けられ、コイ
ル４７への電線ケ−ブルを収納している。

【００２０】前記テ−ブル４の下面中央部には前記ベッ
ドの側壁凹部に垂下した突起部４３がボルト４３ａによ
りテ−ブル４に固定して設けられる。リニアモ−タは磁
石４４，４４とコイル４７，４７とからなり、ベッドの
凹部側壁と平行な前記突起部４３の両側壁面に磁石４
４，４４が設けられ、ベッドの凹部内側壁面の両面には
コイル４７，４７が設けられる。この２組の一対の磁石
とコイルでリニアモ−タを構成し、該リニアモ−タの稼
動でテ−ブル４はガイドレ−ル３１，３１上を線形移動
可能となっている。

【００２１】前記断面凹状の側壁７ａ，７ｂには冷却媒
体通路を有する取付板４７ａ，４７ａを介してコイル４
７，４７が取り付けられており、冷却媒体通路には管４
７ｂ，４７ｂが接続され、冷却媒体通路に冷却媒体を図
示されていないポンプにより供給する。冷却媒体はコイ
ル４７，４７より発生する熱を冷却する。

【００２２】前記断面凹状の側壁７ａ，７ｂのガイドレ
−ル３１，３１近傍には、ガイドレ−ル冷却媒体通路が
設けられ、管６２により側壁７ａ，７ｂ面に冷却媒体を
供給する。これらコイル４７，４７に対面してベッドの
凹部側壁と平行な前記突起部４３の両側壁面に磁石４
４，４４がわずかな隙間をコイル間に設けて固定され
る。磁石は、永久磁石であっても、コイルを使用した電
磁石であってもよい。

【００２３】６１は、ベッド７中央部に固定されたスト
ッパ−であり、リニアモ−タの何かしらの制御機構が故
障した際、テ−ブルがオ−バ−ランして装置外へ飛び出
すのを防止する。６４はドッグ（駒）で、６５はリミッ
トスイッチである。

【００２４】ストッパ−６１を取り除いた図２におい
て、テ−ブル４の下面中央部に垂下して設けられた突起
部４３は断面凸状を呈し、その底部にスペ−サ−６７を
介して永久磁石６８が貼着されている。この永久磁石底
面と、ベッドの表面１９ａとの距離は、０．１〜５ｍ
ｍ、好ましくは、０．３〜１．０ｍｍである。スペ−サ
−６７の素材は、スチ−ル、樹脂、セラミック等が使用
できる。

【００２５】テ−ブルの下面中央部に垂下して設けられ
た突起部の凸状部の上面には、ベッド１９の側壁面より
水平方向に延びたステンレス製停止板１９ｂ，１９ｂに
よりテ−ブル４の上方への浮き上がり量が制限される構
造となっている。停止板１９ｂ，１９ｂと突起部の凸状
部の上面間の距離は、０．１〜１０ｍｍが好ましい。

【００２６】

【実施例】実施例１ 図１と図２に示すリニアモ−タを利用したテ−ブル送り
装置を用い、テ−ブルストロ−ク幅１５０ｍｍ、サ−ボ
モ−タの時定数３４ｍｓ、突起部底面に設けた永久磁石
６８とベッド表面１９ａとの隙間を１．０ｍｍとしたと
き、テ−ブル速度を変化させていくと、テ−ブルの浮き
上がり高さ（μｍ）と、テ−ブルの高さ方向振幅幅は表
２のようになった。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例２ 実施例１において、テ−ブル速度５０ｍ／分の条件下に
おいて、突起部底面に設けた永久磁石６８とベッド表面
１９ａとの隙間を表３のように変化させた移動装置を用
いたとき、テ−ブルの浮き上がり高さ（μｍ）と、テ−
ブルの高さ方向振幅幅は表３のようになった。

【００２９】

【表３】

【００３０】以上、研削盤を用いて本発明を説明した
が、本発明のテ−ブル送り装置は、旋盤、切削盤、マニ
シングセンタ等の工作機械のテ−ブル送り装置に利用で
きることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の工作機械のテ−ブル送り装置
は、テ−ブル速度を速めてもテ−ブルの浮き高さ、振幅
が抑えられ、寸法精度の良好な加工ワ−クが得られる。
また、コイルの焼損を防ぎ、長時間運転可能、あるいは
高速に往復移動可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 工作機械のテ−ブル案内面の側面図である。

【図２】 図１において、ストッパ−を取除いてテ−ブ
ルとベッドの要部を示した部分側面図である。

【図３】 平面研削盤の斜視図である（公知）。

【図４】 平面研削盤の側面図である（公知）。

【図５】 テ−ブルが移動するＶ字型軌道部を含む案内
面を有するサドルの斜視図である。

【図６】 リニアモ−タ−により移動可能なテ−ブル移
動機構を示す断面図である。

【図７】リニアモ−タ−により移動可能なテ−ブル移動
機構を示す断面図である（公知）。

【図８】 別タイプの平面研削盤の斜視図である（公
知）。

【符号の説明】

１ 平面研削装置 ２ ワ−ク ３ 砥石 ４，４’ テ−ブル ６ 電磁チャック ７ サドル ９ コラム １０ 砥石軸頭 １９ ベッド １９ａ ベッド表面 １９ｂ 停止板 ３０ 支持体（スライダ） ３１ 案内面（ガイドレ−ル） ４１ 係合部 ４４ 永久磁石 ４５ リニアモ−タ ４６ Ｖ字型軌道部 ４７ コイル ６７ スペ−サ− ６８ 永久磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 正雄 神奈川県厚木市上依知3009番地 岡本工作 機械製作所内 Ｆターム(参考） 3C048 AA01 BB01 BC02 DD01 DD26 EE02 EE08 EE10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面凹状の側壁を有する金属製のベッド
   に設けられた一対のガイドレ−ル上を一対のスライダを
   介して線形移動可能に支持されたテ−ブルの送り装置で
   あって、 前記テ−ブルの下面中央部には垂下した突起部が固定し
   て設けられ、この突起部は前記ベッドの凹部に垂下し、
   前記ベッドの凹部側壁と平行な前記突起部の両側壁面に
   は一次側部材が設けられ、ベッドの凹部内側壁面の両面
   には二次側部材が設けられ、この２組の一対の一次側部
   材と二次側部材とでリニアモ−タを構成し、該リニアモ
   −タの稼動でテ−ブルは線形移動可能であり、 前記テ−ブルの下面に垂下して設けられた突起部の底面
   には永久磁石が設けられており、この永久磁石下面と金
   属製のベッド表面の間には０．１〜５ｍｍの隙距離が設
   けられていることを特徴とする、工作機械のテ−ブル送
   り装置。
2. 【請求項２】 一次側部材が磁石、二次側部剤がコイル
   であり、ベッドの前記断面凹状の側壁にはコイルより発
   生する熱を冷却する冷却媒体通路と、ガイドレ−ル冷却
   媒体通路が設けられていることを特徴とする、請求項１
   に記載の工作機械のテ−ブル送り装置。
3. 【請求項３】 永久磁石はスペ−サを介してテ−ブルの
   下面中央部には垂下した断面凸状の突起部底面に設けら
   れ、この突起部の凸状部の上面にまでベッドの側壁面よ
   り水平方向に延びた停止板によりテ−ブルの上方への浮
   き上がりが制限される構造となっていることを特徴とす
   る、請求項１に記載の工作機械のテ−ブル送り装置。