JP2009072821A - リニアモータ式クランプ移動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】打ち抜きスクラップ等の金属のごみの侵入がなく、かつ高さ寸法が小さいリニアモータ式クランプ移動機構を提供する。
【解決手段】一対の帯板状のリニアモータ固定子１，１が上下に対向離間して平行に配置され、これらリニアモータ固定子１，１間に前記リニアモータ可動子２，２が配置され、リニアモータ可動子２を支持するブラケット７がクランプ３に連結されており、リニアモータ固定子１，１の一方の側端部は、ブラケット７をリニアモータ固定子１の長手方向に移動可能とするようにベルト１２によって閉塞されている。したがって、従来のリニアモータ固定子を縦方向に配置したものに比して、高さ寸法を小さくでき、また、ベルト１２によって、内部のリニアモータ走行面に打ち抜きスクラップ等の金属ごみが侵入するのを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、板材等のワークを把持するクランプをリニアモータによって往復移動させるリニアモータ式クランプ移動機構に関する。

リニアモータ式クランプ移動機構の一例として特許文献１に記載の技術が知られている。この技術は以下のように構成されている。
すなわち、図７に示すように、キャリッジベース２９上には、断面逆Ｔ字形状をなしてＸ軸方向（紙面と直交する方向）に延伸するガイドレール支持部材４１が設けられており、このガイドレール支持部材４１の下部の左右側面に一対のガイドレール部４３がＸ軸方向に延伸して設けられている。ガイドレール支持部材４１の上部の左右側面には例えばＬＤＭ形のＸ軸用リニアモータ４５の固定子４７がＸ軸方向に延伸して貼設されている。
前記ガイドレール支持部材４１には少なくとも３個以上のワーククランプ装置３３がＸ軸方向に移動自在に設けられている。具体的には、４個のワーククランプ装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの本体キャリッジ４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄがガイドレール支持部材４１の上部を跨設する断面形状をなして、ガイドレール支持部材４１の下部ガイド部材５１を介して前記ガイドレール部４３に沿ってＸ軸方向に移動自在に係合されている。

また、各本体キャリッジ４９ａ〜４９ｄの内側面にはガイドレール支持部材４１の固定子４７と対向する位置に、例えば０．４〜１．０ｍｍといった微小な隙間を介してＸ軸用リニアモータ４５の可動子５３が貼設されている。
上記構成により、前記４個の本体キャリッジ４９ａ〜４９ｄのうちの所望する本体キャリッジ４９（例えば４９ｂ）の可動子５３が制御装置の指令に基づいて駆動することにより、本体キャリッジ４９（例えば４９ｂ）を、すなわちワーククランプ装置３３（例えば３３ｂ）を、Ｘ軸上の所望する位置に個別に位置決めすることができる。

特開２００３−１０３３２６号公報

ところが、前記従来のリニアモータ式クランプ移動機構では、固定子の強力な磁的吸引力自体は相殺されるが、Ｘ軸（固定子の長手方向）の全長に亙り固定子が剥き出しの状態となっているために、この固定子や可動子にスクラップ等の金属ごみが付着すると、このごみの除去は相当困難である。
また、前記従来のリニアモータ式クランプ移動機構では、固定子を上下方向（縦方向）に向けて配置しているので、図７においてＡで示す高さ寸法が大きくなる。このようなリニアモータ式クランプ移動機構とレーザ加工機とを複合して複合機を製作する場合、レーザ軸を設置するスペースが無くなったり、このクランプ移動機構を回避するためにレーザＺ軸が大きくなるなどの不具合が発生する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、打ち抜きスクラップ等の金属のごみの侵入がなく、かつ高さ寸法が小さいリニアモータ式クランプ移動機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、リニアモータ固定子と、このリニアモータ固定子上を摺動するリニアモータ可動子とを備え、前記リニアモータ可動子にワークを把持するクランプが取り付けられたリニアモータ式クランプ移動機構において、
一対の前記リニアモータ固定子が上下に対向離間して平行に配置され、これらリニアモータ固定子間に前記リニアモータ可動子が配置され、
前記リニアモータ可動子を支持する支持部材が前記クランプに連結されており、
前記一対のリニアモータ固定子の一方の側端部は、前記支持部材を前記リニアモータ固定子の長手方向に移動可能とするように閉塞手段によって閉塞されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータ式クランプ移動機構において、前記支持部材は前記一対のリニアモータ固定子の他方の側端部から延出しており、この支持部材に、前記クランプへエアや電気の供給を行う配管、配線が挿通されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のリニアモータ式クランプ移動機構において、前記一対のリニアモータ固定子の他方の側端部および両端部はそれぞれ第１および第２カバーによって閉塞されていることを特徴とする。

本発明によれば、一対のリニアモータ固定子が上下に対向離間して平行に配置され、これらリニアモータ固定子間にリニアモータ可動子が配置されているので、従来のリニアモータ固定子を縦方向に配置したものに比して、高さ寸法を小さくできる。
また、一対のリニアモータ固定子の一方の側端部は、支持部材をリニアモータ固定子の長手方向に移動可能とするように閉塞手段によって閉塞されているので、内部のリニアモータ走行面（リニアモータ固定子の表面やリニアモータ可動子の表面）に打ち抜きスクラップ等の金属ごみが侵入するのを防止できる。
さらに、支持部材が一対のリニアモータ固定子の他方の側端部から延出しており、この支持部材に、クランプにエアや電気の供給を行う配管、配線が挿通されているので、クランプ自体に配管や配線が干渉するのを防止して、クランプのスムーズに移動させることができる。
加えて、一対のリニアモータ固定子の他方の側端部および両端部がそれぞれ第１および第２カバーによって閉塞されているので、リニアモータ式クランプ移動機構を完全密閉構造とでき、クランプのより安定したスムーズな移動を実現できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るリニアモータ式クランプ移動機構を示す断面図、図２は同要部を示す斜視図、図３は上部ビームと下部ビームを上下支持部材によって支持した状態を示す断面図、図４はブラケットに配管、配線を挿通した状態を示す断面図である。
本実施の形態のリニアモータ式クランプ移動機構は、帯板状に形成されたリニアモータ固定子１と、このリニアモータ固定子１上を摺動するリニアモータ可動子２とを備え、リニアモータ可動子２にはワークを把持するクランプ３が取り付けられている。

詳細に説明すると、まず、リニアモータ式クランプ移動機構は上部ビーム４と下部ビーム５とを備えている。上部ビーム４は、図２に示すように、Ｘ軸方向（図１では紙面と直交する方向）に延在する概略扁平な角筒状のものであり、その下面には凹溝が上部ビーム４の長手方向に延在して形成されている。そして、この凹溝にリニアモータ固定子１が嵌合固定されている。
下部ビーム５はＸ軸方向に延在する概略扁平な角筒状のものであり、上部ビーム４と上下に所定間隔だけ離間して平行に配置されている。下部ビーム５の上面には凹溝が下部ビーム５の長手方向に延在して形成されており、この凹溝にリニアモータ固定子１が嵌合固定されている。上部ビーム４と下部ビーム５とは、図２および図３に示すように、上下支持部材６によって所定間隔を保持できるように支持されている。なお。上下支持部材６はＸ軸方向に所定間隔で複数設けられている。
上記のようにして上下一対のリニアモータ固定子１，１が上下に対向離間して平行に配置されている。
なお、リニアモータ固定子１としては、例えば２次側の永久磁石がＸ軸方向に２列に一定のピッチで敷設されている。

また、前記上下一対のリニアモータ固定子１，１間には、リニアモータ可動子２を支持するためのブラケット（支持部材）７が挿入されており、このブラケット７の一端部（図１において左端部）は、前記クランプ３に連結されている。
ブラケット７の上下面にはそれぞれ上方に開口する凹部と下方に開口する凹部とが形成されており、これら凹部にはそれぞれリニアモータ可動子２が嵌合固定されている。つまり、ブラケット７には上下一対のリニアモータ可動子２，２が固定されている。リニアモータ可動子２，２は前記リニアモータ固定子１，１と僅かな（０．４〜１ｍｍ程度）隙間を持って平行に対向配置されている。このように、リニアモータ可動子２，２は上下ビーム４，５すなわちリニアモータ固定子１，１にサンドイッチされた構造となっている。
なお、リニアモータ可動子２としては電磁石が用いられている。

前記クランプ３は、板材等のワークを把持可能なものであり、ブラケット７が連結される直方体状のクランプ本体３ａと、このクランプ本体３ａの下端部に設けられた電磁式の把持爪部３ｂとを備えており、把持爪部３ｂによってワークを把持するようになっている。
前記上部ビーム４の側端面と下部ビーム５の側端面とには、レール８，８が上下に離間して平行に設けられている。一方、クランプ３のクランプ本体３ａの背面にはスライダ９，９が固定されており、これらスライダ９，９はレール８，８にＸ軸方向に摺動自在に係合している。したがって、クランプ３はレール８，８に沿ってＸ軸方向に移動自在となっている。このような、クランプ３は前記レール８，８にその長手方向に複数設けられている。なお、図２においては、クランプ３を１個示している。
このような構成により、クランプ３はリニアモータ可動子２が制御装置の指令に基づいてリニアモータ固定子１上を駆動することによって、Ｘ軸上の所望する位置に個別に位置決めすることができるようになっている。

また、前記ブラケット７は、一対のリニアモータ固定子１，１の他方の側端部から上下ビーム４，５の背面側に延出しており、その端部にはケーブルベア１０が連結されている。ケーブルベア１０内には、クランプ３にエアや電気の供給を行う配管、配線１０ａが挿通されており、この配管、配線１０ａは、図４に示すように、ブラケット７中に挿通されたうえで、前記クランプ３に接続されている。なお、リニアモータ可動子２，２が水冷式の場合には、その冷却水用配管もブラケット中に挿通される。

また、図２に示すように、一対のリニアモータ固定子１，１の一方の側端部、つまり、上下ビーム４，５の一方の側端部は、ブラケット７をＸ軸方向に移動可能とするように閉塞手段１１によって閉塞されている。
すなわち、閉塞手段１１は、ベルト１２と、このベルト１２をクランプ３のクランプ本体３ａの周囲を相対的に摺動可能にする複数のローラ１３・・・とによって構成されている。ベルト１２は、ゴム製、合成樹脂製、金属製等のものであり、その上下の幅は、上下ビーム４，５の離間距離より広くなっており、長さは上下ビーム４，５の長さより所定長さだけ長くなっている。
クランプ本体３ａの外周４つの角部にはそれぞれローラ１３が軸まわりに回転可能に取り付けられており、このローラ１３にベルト１２がクランプ本体３の外周に沿って相対的に摺動可能となるように巻き掛けられている。したがって、ベルト１２の長さは上下ビーム４，５の長さより、クランプ本体３ａの外周にローラ１３を介して巻き掛けられた分だけ長くなっている。また、ベルト１２は、その上下縁部が上下ビーム４，５の側端面に密接した状態で端部が上下ビーム４，５の端部に固定されるとともに、クランプ本体３ａをＸ軸に沿って移動可能としており、これによって、上下ビーム４，５の一方の側端部は閉塞されるとともに、クランプ３はＸ軸方向に移動可能となっている。

また、図２に示すように、上下ビーム４，５の背面側には、後部カバー（第１カバー）１５が配置され、この後部カバー１５は、上下ビーム４，５の他方の側端面にビス止めによって固定されている。これによって、上下ビーム４，５の他方の側端部、すなわち、一対のリニアモータ固定子１，１の他方の側端部は閉塞されている。
また、上下ビーム４，５の両端部側には、端面カバー（第２カバー）１６が配置されており、この端面カバー１６は、上下ビーム４，５の端面にビス止めによって固定されている。これによって、上下ビーム４，５の両端部、すなわち、一対のリニアモータ固定子１，１の両端部は閉塞されている。

本実施の形態によれば、帯板状に形成された一対のリニアモータ固定子１，１が上下に対向離間して平行に配置され、これらリニアモータ固定子１，１間にリニアモータ可動子２，２が配置されているので、従来のリニアモータ固定子２を縦方向に配置したものに比して、高さ寸法を小さくし、かつ全体として扁平に構成できる。
また、一対のリニアモータ固定子１，１の一方の側端部は、ブラケット７をリニアモータ固定子１の長手方向に移動可能とするようにベルト１２によって閉塞されているので、内部のリニアモータ走行面（リニアモータ固定子１の表面やリニアモータ可動子２の表面）に打ち抜きスクラップ等の金属ごみが侵入するのを防止できる。
さらに、ブラケット７に、クランプ３にエアや電気の供給を行う配管、配線１０ａが挿通されているので、クランプ３自体に配管や配線が干渉するのを防止して、クランプ３のスムーズに移動させることができる。
加えて、一対のリニアモータ固定子１，１の他方の側端部および両端部がそれぞれ後部カバー１５および端面カバー１６によって閉塞されているので、リニアモータ式クランプ移動機構を完全密閉構造とでき、クランプ３のより安定したスムーズな移動を実現できる。
また、一対のリニアモータ固定子１，１が対向配置されているので、該固定子１，１の強力な吸引力（推力の３倍）を相殺して、ストレスのないスムーズなリニアモータ可動子２やそれに連結されたクランプ３の移動を実現できる。

なお、本実施の形態のリニアモータ式クランプ移動機構では、上部ビーム４と下部ビーム５とを上下支持部材６によって所定間隔を保持できるように支持したが、これに代えて、例えば図５に示すように、上部ビーム４と下部ビーム５とをコ字型に一体化したキャレッジベース構造体２０としてもよい。この場合、ケーブルベア１０は、キャレッジベース構造体２０の外側に設けた支持部材２１によって支持するとともに、この支持部材２１をクランプ３に連結する。
そして、ケーブルベア１０内に収納されている配管、配線は支持部材２１中を挿通したうえで、クランプ３に接続すればよい。
このようなリニアモータ式クランプ移動機構では、キャレッジベース構造体２０としての剛性が向上し、安定的なクランプの移動を実現できる。

また、本実施の形態のリニアモータ式クランプ移動機構に代えて、例えば図６に示すように、上部ビーム４と下部ビーム５とを上下支持部材６によって支持することなく、キャレッジベース構造体２２を上部ビーム４と下部ビーム５の２枚の板材で構成してもよい。
このようなリニアモータ式クランプ移動機構は、クランプ３で把持するものが軽量な場合に適しており、機構自体をよりコンパクトにすることができる。

本発明の実施の形態に係るリニアモータ式クランプ移動機構を示す図であって、断面図である。 同、要部を示す斜視図である。 同、上部ビームと下部ビームを上下支持部材によって支持した状態を示す断面図である。 同、ブラケットに配管、配線を挿通した状態を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るリニアモータ式クランプ移動機構を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るリニアモータ式クランプ移動機構を示す断面図である。 従来のリニアモータ式クランプ移動機構の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ リニアモータ固定子
２ リニアモータ可動子
３ クランプ
４ 上部ビーム
５ 下部ビーム
６ 上下支持部材
７ ブラケット（支持部材）
１１ 閉塞手段
１２ ベルト
１３ ローラ
１５ 後部カバー（第１カバー）
１６ 端面カバー（第２カバー）

Claims (3)

1. リニアモータ固定子と、このリニアモータ固定子上を摺動するリニアモータ可動子とを備え、前記リニアモータ可動子にワークを把持するクランプが取り付けられたリニアモータ式クランプ移動機構において、
   一対の前記リニアモータ固定子が上下に対向離間して平行に配置され、これらリニアモータ固定子間に前記リニアモータ可動子が配置され、
   前記リニアモータ可動子を支持する支持部材が前記クランプに連結されており、
   前記一対のリニアモータ固定子の一方の側端部は、前記支持部材を前記リニアモータ固定子の長手方向に移動可能とするように閉塞手段によって閉塞されていることを特徴とするリニアモータ式クランプ移動機構。
2. 前記支持部材は前記一対のリニアモータ固定子の他方の側端部から延出しており、この支持部材に、前記クランプにエアや電気の供給を行う配管、配線が挿通されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ式クランプ移動機構。
3. 前記一対のリニアモータ固定子の他方の側端部および両端部はそれぞれ第１および第２カバーによって閉塞されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリニアモータ式クランプ移動機構。

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