JPH09150334A - 工作機械のリニアモータ駆動送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械のリニアモータ駆動送り装置におい
てリニアモータの駆動時、その吸引力の案内面・滑動面
及びその間の滑動に対する影響を排除する。 【解決手段】 工作機械のリニアモータ駆動送り装置
は、水平方向規制の両側案内面及び上下方向規制の上下
側案内面が形成された案内部２、案内部上を滑動する移
動体３が通過し得る空間を形成し、上部に水平方向規制
の両側案内面71が形成されている枠体５、下部には案内
部の両側案内面21及び上下側案内面22に夫々対向する滑
動面33，34が形成され、上部には枠体の両側案内面７に
対向する滑動面37が形成されている案内部上の滑動自在
の移動体３、枠体の直立部の内側対向面の夫々に対向し
て装着され、上部の水平方向規制の両側案内面と案内部
の水平方向規制の両側案内面との中間位置に位置する固
定子部61と、前記移動体の中間部両側面の夫々に固定子
部と対向して装着された可動子部62とからになるリニア
モータ６から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械のリニ
アモータ駆動送り装置、例えばリニアモータを用いた研
削盤の砥石台の送り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械における送り装置において、駆
動源にリニアモータが用いられている。例えば、図４に
示す形式の送り装置では、案内部２上には、移動体３が
案内部２に沿つて滑動自在に載置されている。案内部２
は、上部が開口した断面凸字形の案内溝が形成され、そ
の結果、案内溝の上部に対向した案内レール部２２，２
２が形成される構成となっており、各案内レール部２２
には、左右方向規制の対向案内面・上下方向規制の上下
側案内面が形成されている。

【０００３】案内部２に沿つて滑動する移動体３は、断
面が、逆エ字形で、案内部２の断面凸字形の案内溝に嵌
合し、案内レール部２２が嵌合する両側の滑動溝の溝面
は、対向案内面・上下側案内面に夫々対向する滑動面と
なっている。そして、案内部２の案内溝の底面には、一
対のリニア誘導モータ６の固定子部（電機子）６１が送
り方向に装着されており、案内部２の案内溝の底面に対
向する移動体３の下面には、固定子部（電機子）６１に
微小間隙を介して対向しているリニア誘導モータ６の可
動子部６２が装着されている。

【０００４】同じく、図５に示す形式の送り装置では、
図４における案内部２の案内溝が、上部が開口した断面
十字形となつており、移動体の下面中央部から下方に伸
びた垂下部が幅狭となった案内溝の脚溝部に嵌合してい
る。この形式では、一対のリニア誘導モータ６の固定子
部（電機子）６１は、脚溝部の両側溝面に送り方向に装
着されており、移動体の垂下部の両側面には、固定子部
（電機子）６１に微小間隙を介して対向しているリニア
誘導モータ６の可動子部６２が装着されている。

【０００５】又、図６に示す形式は、図５に示す形式の
上下逆の構造となつている。上記の全形式において、移
動体３の全滑動面には、静圧ポケットが形成され、静圧
ポケットには、絞りを介して、圧油供給源に連通・接続
された油路が開口している。上記の工作機械等における
送り装置においては、全静圧ポケットに潤滑油が圧力供
給され、リニアモータが駆動されると、移動体は、案内
体に静圧支持されて、案内溝に沿って移動する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術によ
る工作機械の送り装置におけるリニアモータの駆動の
際、リニアモータにおいては、送り方向の推力の数倍
（リニアモータの形式によりその倍数は異なる）の吸引
力が案内面に向って働くので、図４の形式では、上下方
向規制の上下側案内面が変形する恐れがあると共に、そ
れに対向する滑動面の静圧滑動にも負担が加わるという
問題が生じる。

【０００７】そこで、それを防止するために、図５及び
図６に示す形式では、２台のリニアモータを背面合わせ
（対象配置）に設けることにより、互の吸引力を相殺す
るようにしている。しかし、図５及び図６に示す形式の
ように２台のリニアモータを背面合わせ（対象配置）に
設けた場合に、案内部２の上部が開口しているため、リ
ニアモータの吸引力によって、案内部２の左側部分は右
方向へ、案内部２の右側部分は左方向へ夫々撓みを生
じ、案内部２が変形する恐れがあると共に、それに対向
する滑動面の静圧滑動にも負担が加わるという問題があ
る。

【０００８】又、加工誤差又は組付誤差により２台のリ
ニアモータにおける固定子部と可動子部との間隙に差が
あると、両側の吸引力に差が生じるので、移動体にロー
リング方向変位又は水平方向変位が生じることとなる。
その結果、送り装置における送り精度に影響を与えると
共に、その吸引力の差が大きい場合には、静圧滑動する
移動体の破壊にもなる可能性が生じる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の工作機械のリ
ニアモータ駆動送り装置は、水平方向規制の両側案内面
及び上下方向規制の上下側案内面が形成された送り方向
の案内部が送り範囲に亘って設置されており、該案内部
の送り方向の一区域に、該案内部上に載置された移動体
が通過し得る空間を該案内部と共に形成するように該移
動体を外側で囲繞する枠体が設置され、該枠体におい
て、その直立部の対向面には、夫々リニアモータの固定
子部が送り方向に装着されており、前記案内部に滑動自
在に載置された移動体は、下部には前記案内部の水平方
向規制の両側案内面及び上下方向規制の上下側案内面に
夫々対向する滑動面が形成され、中間部両側面には夫々
前記リニアモータの可動子部が送り方向に装着されてい
る。

【００１０】そして、前記枠体のリニアモータの固定子
部取付位置より上方には、水平方向規制の両側案内面が
形成されており、移動体の上部には前記枠体の水平方向
規制の両側案内面に対向する滑動面が形成されており、
前記案内面に対して滑動面は潤滑油による静圧支承がさ
れている。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の実施の一形態における
研削盤の砥石頭の送り装置を図面に従って説明する。図
１に示すように、基台１上には、送り方向の下側案内部
２が送り範囲に亘って設置されており、下側案内部２上
には、送り方向に伸びた移動体３が下側案内部２に沿つ
て滑動自在に載置され、移動体３の先端部には、駆動モ
ータ（図示しない）により回転駆動される砥石車４が取
り付けられている。

【００１２】この砥石車４は、研削点（砥石車と工作物
とが接触する点）の高さが後述するリニア誘導モータの
駆動中心の高さと一致するような高さに設定されてい
る。そして、下側案内部２の送り方向の一区域に、下側
案内部２自体及び下側案内部２上を滑動する移動体３を
外側で囲繞するように基台１上に枠体５が設置されてい
る。

【００１３】基台１、下側案内部２、移動体３及び枠体
５の具体的構造について、それらの断面を示す図２及び
図３に基づいて説明する。下側案内部２における案内部
本体２０は、断面が上向きコ字形であり、凹溝底面の中
心部には、水平方向規制の両側案内面をもつ案内レール
２１が取り付けられていると共に、両脚部上端には対向
して上下方向規制の上下側案内面を夫々もつ案内レール
２２，２２が取り付けられている。

【００１４】下側案内部２の送り方向の一区域に設けら
れた枠体５は、案内部本体２０の両外側面に沿って基台
１に対向して立設され、上半部が厚みを増して対向面が
内側に突出した直立部５１，５１と両直立部５１，５１
の上端部対向面間に架設された横桁部５２とで構成さ
れ、枠体５と下側案内部２とで形成された略四辺形枠体
内に移動体３が挿通されることになる。

【００１５】枠体５において、直立部５１，５１の上半
部の対向面には、夫々リニア誘導モータ６の固定子部
（電機子）６１が送り方向に装着されており、横桁部５
２の下面には、断面が下向きコ字形の上側案内部７が送
り方向に取り付けられ、上側案内部７の案内凹溝部７１
の対向した案内面には、夫々静圧ポケット７２が形成さ
れている。

【００１６】移動体３は、下側案内部２の凹溝中に嵌入
する断面長方形の基部３１と基部３１上に直立し、上端
縁が上側案内部７の案内凹溝中に嵌入する直立板状部３
２とから構成されている。板状部３２の両側面には、送
り方向略全長に亘ってリニア誘導モータ６の可動子部６
２が装着され、各可動子部６２は、枠体５に装着された
固定子部（電機子）６１に微小間隙を介して対向してい
る。

【００１７】移動体３において、基部３１の下面及び両
側面には、案内レール２１；２２，２２が嵌合する滑動
溝３３；３４，３４が形成され、案内レール２１の両側
案内面及び案内レール２２，２２の上下側案内面に対向
する各滑動溝３３；３４，３４の滑動面には夫々静圧ポ
ケット３５；３６，３６が形成されている。全ての静圧
ポケット３５，３６，７２には、絞り８０を介して、圧
油供給源（図示しない）に連通・接続された油路が開口
している。

【００１８】図３に示すように、移動体３の直立板状部
３２において、案内凹溝部７１に嵌合した上端滑動部３
７の両側面は、上側案内部７の案内凹溝部７１の案内面
に対向した滑動面となり、上端滑動部３７の下方におい
て、直立板状部３２の両側面に開口し、中心部を下方に
向って排油孔３８が穿孔され、両側開口の直ぐ下には、
両側方に突出してオイルパン３９が取り付けられてい
る。そして、排油孔３８は、案内部本体２０の下部に穿
設されたドレン管路８１に連通している。

【００１９】又、案内部本体２０の凹溝底面には、案内
レール２１の両側にドレン溝８２が形成されている。研
削盤の砥石頭を切込み送り又は戻し送りをする場合、固
定子部（電機子）６１に通電して、リニア誘導モータ６
を駆動すると、可動子部６２を備えた移動体３は、案内
部本体２０の案内レール２１；２２，２２及び上側案内
部７に案内されて、それらに沿って滑動する。

【００２０】その際、案内部本体２０における下面の滑
動溝３３の両側滑動面及び左右両面の滑動溝３４，３４
の上下滑動面の静圧ポケット３５；３６，３６、並びに
上側案内部７における案内凹溝部７１の対向案内面の静
圧ポケット７２，７２には、絞り８０を介して、圧油供
給源（図示しない）から潤滑油が圧力供給される。そこ
で、移動体３の上下方向の変位は、図２において、左右
両側の滑動溝３４，３４の上下滑動面が両側の案内レー
ル２２の上下案内面により潤滑油の静圧支承を介して規
制され、移動中の移動体３の上下方向位置は、正確に保
持される。

【００２１】又、移動体３の左右方向の変位は、図２に
おいて、上部における上端滑動部３７の両側滑動面が上
側案内部７の案内凹溝部７１の両側案内面により潤滑油
の静圧支承を介して規制されると共に、下部における滑
動溝３３の両側滑動面が案内レール２１の両側案内面に
より潤滑油の静圧支承を介して規制され、移動中の移動
体３の左右方向位置は、正確に維持される。

【００２２】移動中の移動体３の左右方向位置に対する
潤滑油の静圧支承による規制は、２台のリニア誘導モー
タ６の装置位置を挟んで移動体３の上下両端で行われる
ので、背面合わせ（対象配置）に設けた２台のリニア誘
導モータ６の吸引力に不均衡が生じても、それに対抗し
て、移動体３は、左右方向位置が正確に維持されて滑動
する。

【００２３】滑動溝３４，３４の上下滑動面と両側の案
内レール２２の上下案内面との間隙から溢出した潤滑油
は、ドレン溝８２に流入して油槽（図示しない）に排出
される。又、上端滑動部３７の両側滑動面と案内凹溝部
７１の両側案内面との間隙から溢出した潤滑油は、オイ
ルパン３９に受けられ、排油孔３８を介してドレン管路
８１に流入して油槽（図示しない）に排出されるので、
排油によってリニア誘導モータ６が汚染されることが防
止される。

【００２４】

【発明の効果】この発明の工作機械のリニアモータ駆動
送り装置は、２台のリニアモータが背面合わせ（対象配
置）に設けられ、枠体と下側案内部とで形成された略四
辺形枠体内に移動体が挿通されているので、リニアモー
タの吸引力の方向と交る案内面に対する影響及び案内面
に対向する滑動面の静圧滑動に対する影響が解消され
る。

【００２５】又、例えば、この発明の工作機械のリニア
モータ駆動送り装置を研削盤の砥石台の送りに用いる場
合、砥石台を移動体の先端部に取り付けることが可能と
なり、そのため砥石車の研削点の高さとリニアモータの
駆動中心の高さとを一致させることにより研削抵抗によ
る移動体のピッチングを防止することができる。

【００２６】更に、リニアモータの吸引力の交る案内面
に対向する滑動面をリニアモータの吸引力が働く位置を
挟んだ両端側位置で支承するので、加工誤差又は組付誤
差により２台のリニアモータにおける固定子部と可動子
部との間隙に存在する差で互に逆方向に働く吸引力に差
が生じても、それに対抗して、それによる変位影響を避
けられる。それにより、工作機の案内部における砥石頭
のような移動体の滑動を高精度に維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態におけるリニアモータ駆
動送り装置を備えた研削盤の砥石頭の正面図である。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【図３】図２の上部の拡大詳細図である。

【図４】従来の技術におけるリニアモータ駆動送り装置
の断面図である。

【図５】従来の技術におけるリニアモータ駆動送り装置
の断面図である。

【図６】従来の技術におけるリニアモータ駆動送り装置
の断面図である。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 下側案内部 ２０ 案内部本体 ２１，２２ 案内
レール ３ 移動体 ３１ 基部 ３２ 直立板状部 ３３，３４ 滑動
溝 ３５，３６，７２ 静圧ポケット ３７ 上端滑動部 ３８ 排油孔 ３９ オイルパン ４ 砥石車 ５ 枠体 ５１ 直立部 ５２ 横桁部 ６ リニア誘導モータ ６１ 固定子部
（電機子） ６２ 可動子部 ７ 上側案内部 ７１ 案内凹溝部 ８０ 絞り ８１ ドレン管路

フロントページの続き (72)発明者 井▲土▼ 雅裕 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向規制の両側案内面及び上下方向
   規制の上下側案内面が形成された送り方向の案内部が送
   り範囲に亘って設置されており、該案内部の送り方向の
   一区域に、該案内部上に載置された移動体が通過し得る
   空間を該案内部と共に形成するように該移動体を外側で
   囲繞する枠体が設置され、該枠体において、その直立部
   の対向面には、夫々リニアモータの固定子部が送り方向
   に装着されており、前記案内部に滑動自在に載置された
   移動体は、下部には前記案内部の水平方向規制の両側案
   内面及び上下方向規制の上下側案内面に夫々対向する滑
   動面が形成され、中間部両側面には夫々前記リニアモー
   タの可動子部が送り方向に装着されている工作機械のリ
   ニアモータ駆動送り装置。
2. 【請求項２】 枠体のリニアモータの固定子部取付位置
   より上方には、水平方向規制の両側案内面が形成されて
   おり、移動体の上部には前記枠体の水平方向規制の両側
   案内面に対向する滑動面が形成されている請求項１に記
   載の工作機械のリニアモータ駆動送り装置。
3. 【請求項３】 案内面に対して滑動面は潤滑油による静
   圧支承がされている請求項１又は請求項２に記載の工作
   機械のリニアモータ駆動送り装置。