JP2005088194A - 放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストがより低くなり、力がより大きくなり、体積がより小さくなり、且つ校正および測定を過度に実施することを必要としない放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータを提供する。
【解決手段】固定子と、加工芯軸と、コイルと、移動子とから構成され、放電加工機の鉛直軸に取付けられる放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータにおいて、前記固定子は、中空なチューブであり、放電加工機の所定位置に固定され、前記加工芯軸は、中空なチューブであり、前記固定子の軸芯に定位され、その内側にはケーブルが配置してあり、且つ放電加工機の加工ヘッドと接続し、前記コイルは、固定子に取付けられ、その電気エネルギーの方向が放電加工機の制御システムに制御され、前記移動子は、中空なチューブであり、前記加工芯軸と固定子との間に設けられ、電磁力を受けて案内され移動し、前記コイルの電磁力を受けて固定子に対してスライドする。
【選択図】図２

Description

本発明は放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータに係り、特に放電加工機の鉛直軸に取付けられ、移動子と加工芯軸とは、前記固定子の軸芯にスライド可能に設けられ、固定子（又は移動子）のコイルに電流を流すことによる電磁力で駆動され、且つ移動子が安定した電磁力に駆動され、なお、中空の加工芯軸の内側には各タイプのケーブルを設けることができ、これにより、リニア・モータの体積が低減し、制御の複雑度を低下できる放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータに関するものである。

図１を参照する。目下、市販している高速放電加工機の鉛直軸加工ヘッドは全てリニア・モータを採用し、且つ従来の全てのリニア・モータは、両側にあるコイル組１０により、上下方向の案内電磁力を同期に発生し（例えば米国特許6,353,199B1号）、前記コイル組１０の内部には多段のコイル１３が設けてあり、且つ両側のコイル組１０の間には鉛直軸加工ヘッド１１がスライド・レールにより案内され、また、前記鉛直軸加工ヘッド１１の表面には多数の磁石１２が設けてあり、前記磁石１２が多段のコイル１３と対応して、コイル組１０では案内電磁力が順序に発生し、前記案内電磁力により前記鉛直軸加工ヘッド１１が上下に移動される力が発生する。このような従来の放電加工機のリニア・モータは、ずっと前から高速放電加工設備に応用されている。

しかしながら、これは次のような欠点があった。
（１）従来のものの両側にあるコイル組１０の内部には多段のコイル１３が設けてあり、且つ各コイル１３の電磁力を順番に制御することが必要なので、このような放電加工機のリニア・モータの制御回路は極めて複雑になり、周辺の配線も非常に複雑になるため、制御システム及び配線システムのコストが向上し、設備の価格も高くなった。

（２）従来のリニア・モータの鉛直軸加工ヘッド１１及び磁石１２は両側にあるコイル組１０の間に位置するので、両側にあるコイル組１０の間の磁力の校正が極めて重要であり、そうしないと、鉛直軸加工ヘッド１１が両側の磁力の不均衡による影響で損傷を受け、設備の寿命が大幅に低下し、作業にも欠陥が現れた。

（３）従来のリニア・モータの鉛直軸加工ヘッド１１と、両側に位置されるコイル組１０とは配列して設置することが必要なので、従来のリニア・モータの部材の体積はより大きくなり、放電加工機の周辺の運用できるスペースも狭くなった。

本発明の主な目的は、製造コストがより低くなる放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータを提供することである。

本発明の次の目的は、力がより大きくなり、体積がより小さくなる放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータを提供することである。

本発明のもう一つの目的は、校正および測定を過度に実施することが必要ない放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータを提供する。

上記目的を達成するためになされた本願の発明は、固定子と、加工芯軸と、コイルと、移動子とから構成され、放電加工機の鉛直軸に取付けられる放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータにおいて、前記固定子は、中空なチューブであり、放電加工機の所定位置に固定され、前記加工芯軸は、中空なチューブであり、前記固定子の軸芯に定位され、その内側にはケーブルが配置してあり、且つ放電加工機の加工ヘッドと接続し、前記コイルは、固定子に取付けられ、その電気エネルギーの方向が放電加工機の制御システムに制御され、前記移動子は、中空なチューブであり、前記加工芯軸と固定子との間に設けられ、電磁力を受けて案内されて移動し、前記コイルの電磁力を受けて固定子に対してスライドすることを特徴とする放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータであることを要旨としている。

本願の発明では、コイルと対応し環状を呈する永久磁石は前記移動子に設けられ、各永久磁石と前記コイルとの間の距離は同様であり、前記永久磁石は、電磁力を受けて案内されて移動し、前記コイルの電磁力を受けて前記移動子を駆動しスライドさせることを特徴とする請求項１に記載の放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータであることを要旨としている。

本願の発明では、前記加工芯軸と、移動子と、固定子とは矩形なチューブであることにより、定位効果が向上することを特徴とする請求項１に記載の放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータであることを要旨としている。

本願の発明では、前記移動子の外壁面にコイルが設けてあることにより、電磁力が発生して前記移動子を駆動しスライドさせることを特徴とする請求項１に記載の放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータであることを要旨としている。

本発明に係る放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータによれば、次のような効果がある。

（１）製造コストがより低くなる。

（２）力がより大きくなり、体積がより小さくなる。

（３）リニア・モータは校正および測定を過度に実施することが必要ない。

以下、添付図面を参照して本発明の最良な実施の形態を詳細に説明する。

まず、図２と図３を参照する。本発明に係る放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータは、固定子２０と、コイル３０と、加工芯軸４０と、移動子５０とから構成され、放電加工機の鉛直軸に取付けられる。

前記固定子２０は、中空なチューブであり、放電加工機の所定位置に固定され、前記コイル３０は、固定子２０の内壁面に取付けられ、その電気エネルギーの方向が放電加工機の制御システムに制御され、前記加工芯軸４０は、中空なチューブ４１を有するものであり、前記チューブ４１の内側には各種類のケーブル７０が配置してあり、且つ前記加工芯軸４０は、前記固定子２０の軸芯に定位され、放電加工作業を実施するためのものであり、前記移動子５０は、中空なチューブであり、前記加工芯軸４０の外部に設置され、前記加工芯軸４０に対してスライドすることができ、前記移動子５０には放電加工機の鉛直軸加工ヘッド（このような構成は本発明の唯一の使用モードではない）が取付けられ、前記コイル３０と対応し環状を呈する永久磁石５１は前記移動子５０に設けられ、各永久磁石５１と前記コイル３０との間の距離はほぼ等距離であり、前記永久磁石５１は、電磁力を受けて案内され移動し、前記コイル３０の電磁力を受けて前記移動子５０および前記加工芯軸４０を駆動しスライドさせる。これにより、前記加工芯軸４０にある鉛直軸加工ヘッド１１は、対応する設置場所の表面に対する高速放電作業後の後退および清潔作業を実施することができる。

次に、本発明の作動方式および機能を詳細に説明する。図３を参照する。図３は本発明の実施例の組合状態の断面図である。

本発明に係る加工芯軸４０の端部にある放電加工ヘッドは放電加工機に制御されて予定した放電加工作業を実施するので、毎回の放電加工作業の後には放電加工ヘッドの周辺に多くの廃棄物が残り、このとき、移動子５０に取付けられる鉛直軸加工ヘッド（清潔用の加工ヘッド）は上記廃棄物を綺麗に片付けることが必要であり、したがって、まず電流を前記固定子２０の壁面にあるコイル３０に流して下方への案内電磁力を発生し、前記永久磁石５１は、電磁力を受けて案内されて移動し、前記電磁力により前記移動子５０および前記加工芯軸４０が駆動されスライドし、前記電磁力により前記移動子５０が下方へ移動する。このとき、各永久磁石５１とコイル３０との距離がほぼ等距離であり、且つ前記移動子５０の周面は前記コイル３０による案内電磁力を同時に受けるので、前記移動子５０は前記加工芯軸４０と放電加工ヘッドとを安定で高速に後退させ、なお、後退した放電加工ヘッドは洗浄溶液に洗浄され（廃棄物を除去する）、最後に、逆極性の電流が前記固定子２０内にあるコイル３０に流されて上方への案内電磁力が発生することにより、前記移動子５０は前記加工芯軸４０と放電加工ヘッドとを安定に移動させる。上記の説明から明らかなように、本発明に係る移動子５０にある鉛直軸加工ヘッドは均一で安定した電磁力により駆動され移動するので、本発明に係る各部材の高速作動状態での安定性が確保され、且つ本発明では唯一のコイル３０を利用して案内電磁力を発生するので、複数のコイルの相互の影響を解消でき、更に単一のコイル３０によれば、従来のリニア・モータのような多数のコイルを制御することの複雑さを低減でき、且つコイル３０の数量とコストとも低減できる。

また、本発明では、加工芯軸４０と、移動子５０と、コイル３０とが前記固定子２０のチューブ内に同心に設置されるので、スペースを充分に利用することができ、且つ各ケーブル７０は前記加工芯軸４０のチューブ４１の内側に設けられるので、従来のものよりも体積が小さくなる。一方、本発明に係る単一のコイル３０は外径がより大きくて長さがより長く、且つ移動子５０の周囲がコイル３０による電磁力を受けるので、従来のものよりも、本発明の電磁力が強い。

また、本発明はチューブ・タイプのリニア・モータであり、加工芯軸４０と、移動子５０と、コイル３０とが前記固定子２０のチューブ内に同心に設置されるので、本発明に係るコイル３０による電磁力は前記移動子５０を同期して平均に移動することができ、従来のもののような電磁力が混乱である問題を完全に解決でき、且つ芯だし技術が従来のものよりも容易になるので、本発明に係る移動子５０は他のコイルによる電磁力に影響されない。

また、図４を参照する。図４は本発明の他の実施例の分解斜視図である。本発明は、矩形固定子６３と、矩形加工芯軸６０と、矩形コイル６２と、矩形移動子６１とから構成され、前記矩形移動子６１の外側には永久磁石６４が設けてあり、矩形チューブの構造は一次元の定位効果を有するので、本実施例の作業の精確度および安定性がより良くなる。

また、本発明に係る固定子２０にあるコイル３０は移動子５０にある永久磁石５１と置換することができ、上下に移動する効果を同様に有する。この変化は本発明の技術的な変化の一つであり、本発明の特許請求範囲を逸脱することはない。なお、永久磁石５１はコイル３０に対応する磁界を発生するためのものであり、前記永久磁石５１の代わりに他組のコイル（図示省略）を採用しても、磁界を発生する効果がある。また、磁界では鉄鋼材料が磁化されるので、移動子５０にある永久磁石５１には一般の鉄鋼材料を代用してもよい。

従来のリニア・モータの構成を示す概略図 本発明の実施例の分解斜視図 本発明の実施例の組合状態の断面図 本発明の他の実施例の分解斜視図

符号の説明

１０ コイル組 １１ 鉛直軸加工ヘッド
１２ 磁石 １３ コイル
２０ 固定子 ３０ コイル
４０ 加工芯軸 ４１ チューブ
５０ 移動子 ５１ 永久磁石
６０ 矩形加工芯軸 ６１ 矩形移動子
６２ 矩形コイル ６３ 矩形固定子
６４ 永久磁石 ７０ ケーブル

Claims (4)

1. 固定子と、加工芯軸と、コイルと、移動子とから構成され、放電加工機の鉛直軸に取付けられる放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータにおいて、
   前記固定子は、中空なチューブであり、放電加工機の所定位置に固定され、
   前記加工芯軸は、中空なチューブであり、前記固定子の軸芯に定位され、その内側にはケーブルが配置してあり、且つ放電加工機の加工ヘッドと接続し、
   前記コイルは、固定子に取付けられ、その電気エネルギーの方向が放電加工機の制御システムに制御され、
   前記移動子は、中空なチューブであり、前記加工芯軸と固定子との間に設けられ、電磁力を受けて案内されて移動し、前記コイルの電磁力を受けて固定子に対してスライドすることを特徴とする、
   放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータ。
   
2. コイルと対応し環状を呈する永久磁石は前記移動子に設けられ、各永久磁石と前記コイルとの間の距離は同様であり、前記永久磁石は、電磁力を受けて案内されて移動し、前記コイルの電磁力を受けて前記移動子を駆動しスライドさせることを特徴とする、請求項１に記載の放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータ。
   
3. 定位効果を向上させるために前記加工芯軸と、移動子と、固定子とが矩形なチューブであることを特徴とする、請求項１に記載の放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータ。
   
4. 前記移動子の外壁面にコイルが設けてあることにより、電磁力が発生して前記移動子を駆動しスライドさせることを特徴とする、請求項１に記載の放電加工機用チューブ・タイプのリニア・モータ。
   

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