JPH0750131Y2 - 直動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、工作機械のバイト送り
制御等に用いられる直動装置に関し、殊に工作物を非真
円形状に切削加工するときのバイト送り制御に適応す
る。

【０００２】

【従来の技術】工作物を非真円形状に切削加工する工作
機械のバイト送り装置としては、軸線方向に進退移動す
る進退駆動部材を備えたボイスコイル型のリニヤモータ
と、前記進退駆動部材と結合され、リニヤガイドによっ
て進退移動可能に案内されたテーブルと、このテ−ブル
上に固設された工具取付台と、この工具取付台に圧電ア
クチュエータを設け、この圧電アクチュエータによって
進退駆動されるバイトとから構成されている。

【０００３】そして、非真円プロフィルデータに基づい
て前記リニヤモータ並びに圧電アクチュエータに入力さ
れる信号に応じて工具取付台とバイトとをそれぞれ進退
作動し、この両者の作動が合成されて非真円プロフィル
データに即してバイトの半径方向の刃具先端位置を制御
し、非真円形状を創成切削加工するものである。

【０００４】前記軸線方向に進退移動する進退駆動部材
を備えたボイスコイル型のリニヤモータは、ハウジング
内に、センタポールと、このセンタポールの外周面と隙
間を有して対面し、かつセンタポールの軸線方向に離間
して並列配置した複数個の永久磁石と、前記センタポー
ルと永久磁石との隙間にセンターポールの軸線方向に進
退移動可能に遊嵌され外周面にコイルを備えた進退駆動
部材とから構成された直動装置である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】上記従来の直動装置で
は、非真円形状の工作物を高速切削する場合、リニヤモ
ータの往復作動の周波数が高くなる。従って、リニヤモ
ータの応答周波数を上げると、コイル部等の発熱も上昇
し、この発熱により進退駆動部材が膨脹し、加工径が変
化する。そのため、加工径公差の厳しい工作物では、た
びたび刃具の寸法調整を必要としている。

【０００６】本考案の目的は、コイル部等を強制的に冷
却して発熱を抑制し、進退駆動部材の熱変位を防止する
ようにしたことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本考案の要旨は、ハウジング内に、センタポール
と、このセンタポールの外周面と隙間を有して対面し、
かつセンタポールの軸線方向に離間して並列配置した複
数個の永久磁石と、前記センタポールと永久磁石との隙
間にセンターポールの軸線方向に進退移動可能に遊嵌さ
れ外周面にコイルを備えた進退駆動部材と、静圧軸受に
軸承され前記進退駆動部材と結合された被直動部材とか
らなる直動装置において、前記センタポールに前記進退
駆動部材のコイル内周面にエアを吹き付ける内側噴孔を
設け、前記永久磁石間に前記進退駆動部材のコイル外周
面にエアを吹き付ける外側噴孔を設け、これらの内、外
側噴孔に外部よりエアを供給するエア通路を備えたこと
を特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、５１はボイスコイル型のリニヤモー
タである。このボイスコイル型のリニヤモータ５１は、
基台５０上に固定されたモータハウジング１０内に、磁
力線が通過しやすい鉄系の材料からなるセンタポール１
１と、このセンタポール１１の外周面と隙間を有して対
面し、かつセンタポール１１の軸線方向に離間して並列
配置された複数個の永久磁石１２とが設けられ、前記セ
ンタポール１１と永久磁石１２との隙間に進退駆動部材
１３がセンタポール１１の軸線方向に進退移動可能に遊
嵌されている。この進退駆動部材１３の外周面にはコイ
ル１４が捲装されている。コイル１４の周囲に発生する
磁力線はセンタポール１１を通過し、前記磁力線が弱ま
るのを防止している。

【０００９】１５はガイド本体であり、前記リニヤモー
タ５１の前方の基台５０上に設置されている。このガイ
ド本体１５には角軸のラム１６が静圧軸受１７によって
前記リニヤモータ５１の進退駆動部材１３と同一軸心線
上で進退軸動可能に案内され、その後端は前記進退駆動
部材１３の先端と結合されている。

【００１０】前記ラム１６の先端には、軸線方向へ可撓
可能に並列して２枚のダイヤフラム１８がスペーサ２１
を介して固設され、このダイヤフラム１８の前面側に
は、バイト２０を保持するバイトホルダ１９がダイヤフ
ラム１８と同心で固設されている。また、ダイヤフラム
１８の後面側には作動部材２２がダイヤフラム１８と同
心で固設されている。この作動部材２２にはブレード状
のターゲット２２ａが径方向に延設されている。

【００１１】さらに、前記ラム１６の先端部には圧電ア
クチュエ−タ３０が内蔵され、前記作動部材２２と当接
している。この作動部材２２は常に圧電アクチュエ−タ
３０とダイヤフラム１８とに当接している。

【００１２】前記した進退駆動部材１３、ラム１６、圧
電アクチュエ−タ３０、バイトホルダ１９及びバイト２
０は全て進退駆動部材１３と同一軸心線０上に配置され
ている。スペーサ２１を交換することによって、作動部
材２２が圧電アクチュエータ３０に押し付けられるプリ
ロードを変えることができる。圧電アクチュエータ３０
の端面にならって作動部材２２が傾かないように、作動
部材２２の後端は曲面形状に形成されている。

【００１３】また、ラム１６の先端面には所謂ギャップ
センサに相当する渦電流式の変位検出センサ２３Ａ、２
３Ｂが設けられている。この２個の変位検出センサ２３
Ａ、２３Ｂは、前記圧電アクチュエータ３０の変位出力
軸心線を中心とする対照的な２位置に設けられ、前記タ
ーゲット２２ａと対面している。

【００１４】２４はラム１６の進退軸動量センサであ
り、ラム１６側にゲ−ジ２５が固設され、ガイド本体１
５側にゲ−ジ２５の読み取りヘッド２６が固定されてい
る。

【００１５】上記の構成において、図１及び図２で示す
ように、前記センタポール１１に前記進退駆動部材１３
のコイル１４の内周面にエアを吹き付ける内側噴孔４０
を設け、また、前記永久磁石１２間に細長いカップ状の
カップ部材６０を取付け、このカップ部材６０に前記進
退駆動部材１３のコイル１４の外周面にラム１６の進退
軸線に対して斜めにエアを吹き付ける外側噴孔４３を設
け、これらの内、外側噴孔４０、４３に外部よりエアを
供給するエア通路を備える。

【００１６】前記内、外側噴孔４０、４３に外部よりエ
アを供給するエア通路は、モータハウジング１０の一端
側部に外部のエア供給装置と連絡するメイン通路穴４５
を設け、内側噴孔４０は、センタポール１１内に穿設し
た通路４１と前記メイン通路穴４５と連通させ、外側噴
孔４３は、モータハウジング１０の上下部位に穿設した
通路４４と前記メイン通路穴４５と連通した構成であ
る。

【００１７】上記の構成による本考案装置において、図
略の制御装置では、プロフィルデータ→フーリェ級数→
高周波成分のフーリェ級数と低周波成分のフーリェ級数
とに分解、さらに逆フーリェを行って高周波成分のプロ
フィルデータと低周波成分のプロフィルデータを作成す
る。そして、高周波成分のプロフィルデータと進退軸動
量センサ２４のラム１６の進退軸動量を偏差回路に出力
し、この偏差回路からの偏差信号により駆動回路からコ
イル１４に出力してリニヤモータ５１を制御する。また
低周波成分のプロフィルデータを別の偏差回路に出力
し、この別の偏差回路には、前記２個の変位検出センサ
２３Ａ、２３Ｂの変位出力を演算回路にて平均値に算出
し、この平均値の変位出力が入力される。

【００１８】従って、ターゲット２２ａが変位し、これ
に変位方向と直交する回転方向の力が加わっても変位の
みが検出されることになり、制御装置からの低周波成分
のプロフィルデータと演算回路からの平均値化された変
位出力信号とに基づいて偏差信号を駆動回路に出力し圧
電アクチュエータ３０を制御する。このように、圧電ア
クチュエ−タ３０及びリニヤモ−タ５１が、それぞれの
指令値により制御されると共に、両者の作動が合成され
て非真円プロフィルデ−タに即してバイト２０の半径方
向の刃先位置を制御して、非真円形状を切削加工するも
のである。

【００１９】上記のように作動する本考案装置は、リニ
ヤモータ５１の運転中はエア供給装置より冷却用のエア
がメイン通路穴４５に供給され、これより内側噴孔４０
及び外側噴孔４３に配分されて、内側噴孔４０はコイル
１４の内周面にエアを吹き付け、また外側噴孔４３はコ
イル１４の外周面にエアを吹き付けて、コイル１４の部
位を強制的に冷却し、コイル１４の発熱を抑制する。

【００２０】前記内側噴孔４０並びに外側噴孔４３より
コイル１４の内外周面に吹き付けられたエアは、モータ
ハウジング１０の側方に大気に連通するよう形成された
開口部１０ａより放出する。

【００２１】一方、進退駆動部材１３に結合されている
ラム１６は、静圧軸受１７に供給される油を温度コント
ロールすることにより冷却作用が行われる。

【００２２】

【考案の効果】以上のように本考案は、ハウジング内
に、センタポールと、このセンタポールの外周面と隙間
を有して対面し、かつセンタポールの軸線方向に離間し
て並列配置した複数個の永久磁石と、前記センタポール
と永久磁石との隙間にセンターポールの軸線方向に進退
移動可能に遊嵌され外周面にコイルを備えた進退駆動部
材と、静圧軸受に軸承され前記進退駆動部材と結合され
た被直動部材とからなる直動装置において、前記センタ
ポールに前記進退駆動部材のコイル内周面にエアを吹き
付ける内側噴孔を設け、前記永久磁石間に前記進退駆動
部材のコイル外周面にエアを吹き付ける外側噴孔を設
け、これらの内、外側噴孔に外部よりエアを供給するエ
ア通路を備えた構成であるから、ボイスコイル型のリニ
ヤモータの運転中にコイルが強制的に冷却され、コイル
の発熱を低くすることができ、リニヤモータの応答周波
数を上げて高速加工しても刃具スライド部の熱変位を抑
止し、刃具の寸法調整の回数を著しく低減して作業性を
向上することができる。

【００２３】また、センタポールに内側噴孔並びにエア
通路を設けた構成であるので、センタポールとは別部材
に内側噴孔並びにエア通路を設けるものと比較して構造
が簡単になり、コンパクトにできる。さらに永久磁石間
に外側噴孔を設けたので、装置をコンパクトにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の全体の断面側面図

【図２】図１におけるＣ−Ｃ線断面図

【符号の説明】

１０ モータハウジング １１ センタポール １２ 永久磁石 １３ 進退駆動部材 １４ コイル １５ ガイド本体 １６ ラム １８ ダイヤフラム １９ バイトホルダ ４０ 内側噴孔 ４１ 通路 ４３ 外側噴孔 ４４ 通路 ４５ メイン通路穴 ５１ リニヤモータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に、センタポールと、この
   センタポールの外周面と隙間を有して対面し、かつセン
   タポールの軸線方向に離間して並列配置した複数個の永
   久磁石と、前記センタポールと永久磁石との隙間にセン
   ターポールの軸線方向に進退移動可能に遊嵌され外周面
   にコイルを備えた進退駆動部材と、静圧軸受に軸承され
   前記進退駆動部材と結合された被直動部材とからなる直
   動装置において、前記センタポールに前記進退駆動部材
   のコイル内周面にエアを吹き付ける内側噴孔を設け、前
   記永久磁石間に前記進退駆動部材のコイル外周面にエア
   を吹き付ける外側噴孔を設け、これらの内、外側噴孔に
   外部よりエアを供給するエア通路を備えたことを特徴と
   する直動装置。