JPH0133294B2 - - Google Patents

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JPH0133294B2
JPH0133294B2 JP59196534A JP19653484A JPH0133294B2 JP H0133294 B2 JPH0133294 B2 JP H0133294B2 JP 59196534 A JP59196534 A JP 59196534A JP 19653484 A JP19653484 A JP 19653484A JP H0133294 B2 JPH0133294 B2 JP H0133294B2
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JP
Japan
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stator
sliding
base
guide device
track base
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JP59196534A
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JPS6176247A (ja
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Hiroshi Teramachi
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/262Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members with means to adjust the distance between the relatively slidable members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/50Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding step-by-step

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、NCマシン等の工作機械における
X・Y・Z軸、自動工具交換装置、自動溶接機、
射出成型機、工業用ロボツト等の一般産業機械の
スライド部において直線往復運動を案内する直線
案内装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より、左右両肩部長手方向に沿つてそれぞ
れ一対のボール転送溝を有する軌道台と、この軌
道台の上方に配設された摺動台と、この摺動台の
左右両側部に設けられ、上記軌道台の各ボール転
送溝内を上下左右方向の荷重を負荷しながら転送
する多数のボールを有するベアリングとからなる
直線案内装置が知られている。
このような直線案内装置は、摺動台に作用する
上下左右方向の荷重をこの摺動台と軌道台との間
に組込まれたベアリングの多数のボールで負荷す
るので、これら各ボールを精度良く摺動台と軌道
台との間に組込むことにより、安定した直線摺動
と直線案内を行うことができるという利点があ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、軌道台に対して摺動台を軌道台
に沿つて直線摺動させるための送り機構をこの直
線案内装置とは別に組込まなければならず、それ
だけ装置が大型化するほか、この送り機構として
手動式の送りハンドルを採用した場合には正確な
微動送りや目的に応じた送り量の決定が難しく、
早送りにおいて多大の労力を必要とするという問
題があり、また、この送り機構としてサーボモー
タを使用した自動送り機構を採用した場合には歯
車減速機構が必要になつて複雑な構造になるほ
か、微小高精度送りを達成するためにはエンコー
ダの分割精度を高くする必要があり、このエンコ
ーダ分割精度を高くするとサーボモータ自体にか
かる負荷が増大し、結局微小高精度送りを得るこ
とができないという問題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、かかる観点に鑑み、上記各問題点を
解決するために提案されたもので、先ず、その第
1の発明は、左右長手方向に沿つてそれぞれボー
ル転送溝を有する軌道台と、この軌道台の上方に
その上面から所定の間隙を保持して配設された摺
動台と、この摺動台の左右両側部に設けられ、上
記軌道台の各ボール転送溝内を荷重を負荷しなが
ら転送する多数のボールを有するベアリングとか
らなり、上記軌道台の上面には幅方向に延びる多
数の歯を有する固定子を軌道台長手方向に沿つて
取付けると共に、上記摺動台の下面側には上記固
定子との間に所定のクリアランスを維持して複数
の励磁部を備えた可動子を取付け、上記固定子と
可動子とで上記摺動台を駆動するリニアモータ機
構を構成した直線案内装置である。
本発明の直線案内装置は、原理的には軌道台と
摺動台との間に固定子と可動子とからなるリニア
モータ機構を組込んだもので、このリニアモータ
機構としては、可変リラクタンス型、永久磁石型
あるいはこれらを複合した複合型のいずれのもの
であつてもよいが、高精度、高推力を得る上で好
ましくは永久磁石と励磁コア先端部に固定子の歯
と相対峙する複数の誘導子歯を備えた複数の電磁
石とを備えた複合型のものがよい。
また、上記リニアモータ機構の可動子に組込ま
れた複数の励磁部を励磁する方式としては、この
可動子励磁部に対して常時1相だけ電流を流して
ステツプ送りをする1相励磁方式であつてもよ
く、また、可動子励磁部に対して常時2相電流を
流してステツプ送りをする2相励磁方式であつて
もよいが、好ましくは高推力を得ることができ、
しかも、減衰振動が少なく、かつ、広い周波数範
囲に対して応答が可能な2相励磁方式がよい。
また、上記リニアモータ機構が組込まれる軌道
台と摺動台とについては、従来公知のものをその
まま採用することもできるが、好ましくはリニア
モータ機構の推力及び保持力をコントロールでき
るようにその固定子及び可動子が取付けられる軌
道台と摺動台との間のクリアランスを調整できる
ようにする。
この軌道台と摺動台との間のクリアランスを調
整するための手段としては、摺動台とその左右両
側部下面側に設けられる各ベアリングのベアリン
グブロツクとをそれぞれ別体で形成し、この摺動
台と各ベアリングブロツクとの間にリニアモータ
機構の固定子と可動子との間のクリアランスを調
整するシムを介装する方法や、これら摺動台と各
ベアリングブロツクとの間の接合面を研削して高
さ調整をする方法等があるが、これらの方法では
クリアランス調整の際に装置を分解する必要があ
り、クリアランス調整に多大の手間を要する。
このようなクリアランス調整の問題を解決した
ものが摺動台をボデイ本体とテーパギブとで構成
した第2の発明である。
すなわち、第2の発明は、上記第1の発明の直
線案内装置において、その摺動台を、上面前後方
向に沿つて傾斜する摺動テーパ面とリニアモータ
機構の可動子が前後方向所定の移動スペースを維
持して遊嵌する透孔とを備えたボデイ本体と、こ
のボデイ本体の上記摺動テーパ面に移動可能に取
付けられると共に下面側には上記可動子が取付け
られるテーパギブとで構成し、ボデイ本体の摺動
テーパ面上で上記テーパギブを前後方向に移動さ
せてリニアモータ機構の固定子と可動子との間の
クリアランスを調整できるようにした直線案内装
置である。
さらに、上記第1及び第2の発明の直線案内装
置においては、安定した直線摺動と直線案内を行
うために、軌道台の左右長手方向に沿つてそれぞ
れ一対のボール転送溝を有すると共に摺動台の左
右両側部に設けられたベアリングの多数のボール
が軌道台の各ボール転送溝内を上下左右方向の荷
重を負荷しながら転送する構成のものが好まし
く、また、その軌道台と摺動台との間で荷重を負
荷するベアリングを予圧調整可能に形成すること
が好ましい。
このようにベアリングの予圧を調整するための
手段としては、例えば、摺動台の少なくとも左右
いずれか一方に設けられるベアリングのベアリン
グブロツクを摺動台と別体に形成し、このベアリ
ングブロツクを偏心ピンを介して摺動台に取付け
る方法がある。
〔実施例〕
以下、実施例に基づいて本発明の直線案内装置
を具体的に説明する。
第1図ないし第11図において、本発明の実施
例に係る直線案内装置が示されている。この直線
案内装置は、左右長手方向に沿つてそれぞれ一対
のボール転送溝5を有する軌道台1と、この軌道
台1の上方にその上面から所定の間隙を保持して
配設された摺動台2と、この摺動台2の左右両側
部に設けられ、上記軌道台1の各ボール転送溝5
内を上下左右方向の荷重を負荷しながら転送する
多数のボール26を有するベアリング3と、上記
軌道台1側に取付けられた固定子7及び上記摺動
台2側に取付けられた可動子11からなり摺動台
2を駆動するリニアモータ機構4とで構成されて
いる。
上記軌道台1は、その両側部にボール転送溝5
を有する一本のレール6で構成され、その上面中
央部長手方向に沿つて固定子7が設けられてお
り、その固定子7には幅方向にのびる多数の歯9
が形成されている。なお、上記軌道台1は、必ず
しも一本のレール6で形成する必要はなく、第1
3図に示すように、一対のレール6とボルスター
8とからなる分割型に形成してもよい。
一方、上記摺動台2は、その下面側に上記固定
子7との間に所定のクリアランスを維持して複数
の励磁部10を備えたリニアモータ機構4の可動
子11が取付けられ、上記固定子7と可動子11
との間に働く磁気作用により駆動されるようにな
つている。
上記固定子7と可動子11とで構成されたリニ
アモータ機構4は、この実施例において可変リラ
クタンスと永久磁石とを併用した複合型のものが
採用されており、第5図に示すように、永久磁石
12と励磁コア12′とを備えている。また、上
記励磁コア12′の先端下面には上記固定子7の
歯9と相対峙する複数の誘導子歯13が形成され
ている。なお、このリニアモータ機構4を励磁す
る励磁方式は、高推力を得ることができ、減衰振
動が少なく、しかも、広い周波数範囲に対して応
答が可能な2相励磁方式が採用されている。
この実施例において、上記リニアモータ機構4
が組込まれる軌道台1と摺動台2との関係は、固
定子7と可動子11との間のクリアランスを調整
してリニアモータ機構4の推力及び保持力の調整
ができるように、軌道台1と摺動台2との間の間
隔を調整することができるようになつている。
すなわち、第5図及び第6図に示すように、上
記摺動台2が、上面前後方向に沿つて傾斜する摺
動テーパ面14a及び可動子11が前後方向所定
の移動スペースを維持して遊嵌し得る透孔14b
とを備えたボデイ本体14と、このボデイ本体1
4の上記摺動テーパ面14aに移動可能に取付け
られると共にその下面側には上記可動子11が取
付けられるテーパギブ15とで構成され、そし
て、ボデイ本体14の上記摺動テーパ面14a上
で上記テーパギブ15を前後方向に移動させるこ
とにより、リニアモータ機構4の固定子7と可動
子11との間のクリアランスを調整することがで
きるようになつている。この場合、上記ボデイ本
体14の上面にねじ孔16を設け、また、テーパ
ギブ16には前後方向にのびる長孔17を穿設し
ておき、この長孔17を介してねじ孔16にねじ
結合する取付けボルト18によりボデイ本体14
とテーパギブ15との結合を行い、この際に、ボ
デイ本体14の前後側一端に固定ねじ19により
固定されたプレート20にねじ結合しながら貫通
する押しねじ21の先端を上記テーパギブ15に
当接させて押圧することにより、テーパギブ15
を移動させて固定子7と可動子11との間のクリ
アランスを調整できるようになつている。この結
果、固定子7と可動子11との間のクリアランス
を最小に調整して推力及び保持力を最大に発揮さ
せることができるほか、可動子11をボデイ本体
の透孔14b内に位置させているので、全体を薄
型コンパクトに形成することができて安定性が向
上するほか、可動部分の軽量にすることができ、
それだけ慣性力を小さくすることができるので、
応答性や直線案内運動の精度が向上する。
一方、上記ベアリング3は、第7図ないし第1
1図並びに第4図に示すように、上記摺動台2の
左右両側部にボルト22あるいは偏心ピン23に
て取付けられたベアリングブロツク24と、この
ベアリングブロツク24の両端面に取付けられた
側蓋25と、軌道台1の各ボール転送溝5内を荷
重を負荷しながら転送する多数のボール26と、
これら各ボール26を保持する保持器27とで構
成されており、摺動台2に作用する上下及び左右
方向の荷重を負荷し得るようになつている。この
ため、この実施例においては、摺動台2に上下及
び左右方向の荷重が作用しても、固定子7と可動
子11との間のクリアランスが変化することがな
く、常に安定した保持力とを得ることができる。
なお、上記実施例では、摺動台2の左右両側部
に設けられるベアリング3の各ベアリングブロツ
ク24が摺動台2と別体に形成された場合につい
て説明したが、必ずしも別体である必要はなく、
例えば第12図に示すように、摺動台2と各ベア
リング3のベアリングブロツク24とを一体に形
成してもよい。
〔発明の効果〕
本発明の直線案内装置によれば、軌道台の上面
に固定子を取付けると共に摺動台の下面側には上
記固定子との間に所定のクリアランスを維持して
複数の励磁部を備えた可動子を取付け、上記固定
子と可動子とで上記摺動台を駆動するリニアモー
タ機構を構成して摺動台の直線往復運動を行うよ
うにしているので、送り機構を別個に設ける必要
がなく、装置の小型化を図ることができる。しか
も、従来のサドル式の場合と異なつて、モーター
カツプリングねじ軸がなく可動部分を軽量にする
ことができるほか、ねじ軸やカツプリングモータ
ーのような回転部分が無いので、応答性がよく、
また、正確な微動送りや目的に応じた送り量を高
精度で達成することができる。加えて、ボールを
利用した転がり接触であるため、摩耗が少なく、
また、軌道台と摺動台との間の間隔が一定に保た
れるのでリニアモータ機構の推力及び保持力が安
定し、安定した推力及び保持力を発揮する直線案
内装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る直線案内装置の
平面図、第2図は第1図の側面図、第3図は第1
図の正面図、第4図は第1図の―線断面図、
第5図は第1図の―線断面図、第6図は第1
図の摺動台の分解斜視図、第7図は第1図のベア
リングを示す平面図、第8図は第7図の側面図、
第9図は第7図の―線断面図、第10図は第
7図の―線断面図、第11図は第8図のXI−
XI線断面図、第12図は摺動台の変形例を示す断
面図、第13図は軌道台の変形例を示す部分斜視
図である。 符号の説明 1……軌道台、2……摺動台、3
……ベアリング、4……リニアモータ機構、5…
…ボール転送溝、6……レール、7……固定子、
8……ボルスター、9……歯、10……励磁部、
11……可動子、12……永久磁石、12′……
励磁コア、13……誘導子歯、14……ボデイ本
体、14a……摺動テーパ面、14b……透孔、
15……テーパギブ、16……ねじ孔、17……
長孔、18……取付ボルト、19……固定ねじ、
20……プレート、21……押しねじ、22……
ボルト、23……偏心ピン、24……ベアリング
ブロツク、25……側蓋、26……ボール、27
……保持器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 左右長手方向に沿つてそれぞれボール転送溝
    を有すると共に、上面にはその幅方向に延びる多
    数の歯を有する固定子を備えた軌道台と、この軌
    道台の上方にその上面から所定の間隙を保持して
    配設され、下面側には上記固定子と相俟つて摺動
    台駆動用のリニアモータ機構を構成する可動子を
    備えた摺動台と、この摺動台の左右両側部に設け
    られ、上記軌道台の各ボール転送溝内を荷重を負
    荷しながら転送する多数のボールを有するベアリ
    ングとからなり、上記摺動台を、その上面前後方
    向に沿つて傾斜する摺動テーパ面とリニアモータ
    機構の可動子が前後方向所定の移動スペースを維
    持して遊嵌する透孔とを備えたボデイ本体と、こ
    のボデイ本体の上記摺動テーパ面に移動可能に取
    付けられると共に下面側には上記可動子が取付け
    られるテーパギブとで構成し、ボデイ本体の摺動
    テーパ面上で上記テーパギブを前後方向に移動さ
    せてリニアモータ機構の固定子と可動子との間の
    クリアランスを調整することを特徴とする直線案
    内装置。 2 軌道台はその左右長手方向に沿つてそれぞれ
    一対のボール転送溝を有すると共に、摺動台の左
    右両側部に設けられたベアリングの多数のボール
    が軌道台の各ボール転送溝内を上下左右方向の荷
    重を負荷しながら転送する特許請求の範囲第1項
    記載の直線案内装置。 3 摺動台と各ベアリングを構成するベアリング
    ブロツクとが一体に形成されている特許請求の範
    囲第1項又は第2項記載の直線案内装置。 4 軌道台がボール転送溝を有する一対のレール
    とこれら一対のレール間に位置して上面に固定子
    を有するボルスターとで構成されている特許請求
    の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の直
    線案内装置。
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JPS6016335A (ja) * 1983-07-04 1985-01-28 Ntn Toyo Bearing Co Ltd リニアスライド

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