JPH04315543A - 直動駆動装置 - Google Patents

直動駆動装置

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JPH04315543A
JPH04315543A JP6463491A JP6463491A JPH04315543A JP H04315543 A JPH04315543 A JP H04315543A JP 6463491 A JP6463491 A JP 6463491A JP 6463491 A JP6463491 A JP 6463491A JP H04315543 A JPH04315543 A JP H04315543A
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JP
Japan
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cutting tool
drive device
force
permanent magnet
electromagnet
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JP6463491A
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Inventor
Akira Satake
彰 佐竹
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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
    • B23Q1/34Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
    • B23Q1/36Springs

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は直動駆動装置に関する
もので、特に、工作機械の刃物台送り装置に適するもの
である。
【0002】
【従来の技術】円筒状や球面状をした回転体で、かつそ
の断面が完全な回転体から少しずれた形状をしている部
品、例えばレシプロエンジンの楕円ピストンや非球面レ
ンズ用の金型等は、刃物台が主軸回転に同期して移動す
る旋盤などにより加工される。このような分野では、以
前は予め作ったカム板を主軸と同期回転させ、そのカム
板により刃物台を移動させて加工するならい旋盤が用い
られてきたが、近年、制御のNC化や加工の高速化に対
応するため刃物台の駆動をアクチュエータによって行う
装置に関する研究が進んでいる。
【0003】図3はシステム制御情報学会主催により1
989年7月に行われた第2回インテリジェントFAシ
ンポジウム講演会の論文集p101に記載された、従来
の高速非円形輪郭切削NC旋盤用のバイト位置決め用直
動駆動装置の構成を示す模式斜視図であり、図に於て1
1a,11b,11c,11dは電磁石、5はバイト駆
動軸、6a,6b,6cは板バネ、3はバイト駆動軸5
に固定されて電磁石11a,11b,11c,11dに
より吸引駆動されるアマチュアである。
【0004】次に動作について説明する。バイト駆動軸
5は板バネ6a,6b,6cにより支持されており、そ
の先端にバイトが設けられている。電磁石11a,11
bと11c,11dはアマチュア3を挟んで対向して設
けられており、11aと11bあるいは11cと11d
を励磁することによりアマチュア3は吸引され、アマチ
ュア3に固定されたバイト駆動軸5は矢印の方向に移動
する。電磁石11aと11bあるいは11cと11dに
流す電流を操作することにより、バイト駆動軸5を所望
の位置に制御することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電磁石は片方向の力し
か発生することができないため、従来の電磁石を用いた
バイト位置決め用直動駆動装置では上記のように電磁石
を対向して使用する方法がとられていた。一方、バイト
位置決め装置の駆動に必要な力を考えてみれば、バイト
が行う切削加工に伴って発生する切削反力は片方向のみ
に発生するため、大きな駆動力を必要とするのは片方向
のみで、反対の方向には装置可動部を移動するのに足る
発生力があれば十分であることが分かる。
【0006】このように従来のバイト位置決め用直動駆
動装置では、本来必要な駆動力特性と現状の発生力特性
が一致しておらず、無駄が多いという問題点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、例えばバイト位置決め用直動駆
動装置に適した発生力特性が得られ、小型、軽量化が図
れる直動駆動装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の直動駆動装置
は、電磁石、この電磁石の磁気回路中に配設した永久磁
石、上記電磁石または永久磁石に吸引される可動鉄心、
及びこの可動鉄心を上記永久磁石の吸引力と反対方向に
付勢する弾性体を備えたものである。
【0009】
【作用】この発明の直動駆動装置においては、従来対向
する1組の電磁石によって行っていた駆動力の発生を、
片方向の駆動力の発生を弾性体によって行っており、一
方の電磁石のみで行うことができ、他方の電磁石及びそ
れに付随する装置を省略することができる。また、例え
ば電磁石に通電していない状態で弾性体と釣り合うよう
な吸引力を発生する永久磁石を電磁石の磁気回路に挿入
して弾性体の発生力に対抗させているので、装置の可動
部が静止している際には電磁石に電流を流す必要がない
【0010】
【実施例】
実施例1 以下、この発明の実施例を図について説明する。図1は
この発明の直動駆動装置を用いた高速非円形輪郭切削N
C旋盤用のバイト位置決め用直動駆動装置の構成を示す
一部破断正面図であり、図に於て、1はコイル、2aお
よび2bは磁気回路を構成する円筒状の鉄心、3はコイ
ル1への通電により吸引される可動鉄心のアマチュア、
4は磁気回路に挿入された永久磁石、5はバイト駆動軸
、6a,6bは弾性体、この場合は板バネ、7はバイト
駆動軸5の移動量を検出する位置センサ、8はバイト、
9a,9bは固定部である基台である。
【0011】次に動作について説明する。バイト駆動軸
5は板バネ6a、6bにより支持されており、その先端
にバイト8が設けられている。電磁石を構成する磁気回
路である鉄心2a,2b、アマチュア3及び永久磁石4
には、コイル1に電流を流していない状態でも、永久磁
石4によって発生する磁束が作用しており、バイト駆動
軸5はこの磁束によりアマチュア3に作用する吸引力と
、板ばね6a,6bによる反力が釣りあった位置で静止
している。この永久磁石4による磁束を強める方向にコ
イル1に電流を流せばアマチュア3はさらに吸引されて
、バイト駆動軸5にはバイトを突き出す方向に駆動力が
発生し、この駆動力はコイル1に流す電流につれて大き
くなる。また、電流を逆方向に流して永久磁石4による
磁束を弱めれば、バイト駆動軸5には板バネ6a,6b
の反力によりバイト8を引っ込める方向に駆動力が発生
し、この反対方向の駆動力は、永久磁石4により発生さ
れる磁束が完全に打ち消されるまで、即ち磁気回路に作
用する磁束が無くなるまでは、逆方向の電流の大きさに
つれて大きくなる。バイト駆動軸5の移動を位置センサ
7により検出してコイル1に流す電流を操作することに
より、バイト駆動軸5を所望の位置に制御することがで
きる。
【0012】以上の説明から、この実施例による直動駆
動装置は、バイト8を突き出す方向には電磁石のコイル
1に流せる最大電流による吸引力まで、またバイト8を
引っ込める方向には、永久磁石4の磁束が打ち消された
状態での板バネ6a,6bの反力の大きさまでの駆動力
を発生させることが出来ることがわかる。この駆動力の
発生範囲をバイト8の突き出し量と併せて示したのが図
2の特性図であり、図に於て縦軸は駆動力の発生範囲、
横軸は突き出し量であり、突き出し量は電流を流してい
ないときの板バネ6a,6bの自由位置を0位置とし、
アマチュア3の動作限界をSで表わしている。上記の最
大電流値はi+maxで表わされ、永久磁石と釣り合う
逆方向の電流値はi−maxで表わされている。駆動力
の発生範囲は突き出し量と電流によって変化し、突き出
し量0の時はF0+からF0−まで、突き出し量Sの時
はFS+からFS−までになる。バイト8、バイト駆動
軸5およびアマチュア3を高速で移動させるのに必要な
駆動力は正負の両方向に同じ大きさの力になるが、切削
加工を行いながら上記の移動を行う場合、加工を行う方
向すなわちバイト8を突き出す方向に加工反力が作用す
るため、これを補う必要がある。図2に示したように、
この発明の直動駆動装置では、バイトの可動範囲すなわ
ち突き出し量が0〜Sにおいて、正方向すなわちバイト
突き出し方向には可動部を移動するのに必要な力に加え
て加工反力を合わせた駆動力が、負方向即ちバイトを引
っ込める方向には可動部の移動に必要な駆動力が発生で
きるよう、永久磁石4が発生する磁束による吸引力の大
きさを調整して、発生力範囲を設定してある。このよう
に、この実施例では片方向の駆動力の発生を板バネ6a
,6bによって行うことにより、バイト位置決め用直動
駆動装置に適した発生力特性を得ることができ、従来対
向する1組の電磁石によって行っていた駆動力の発生を
、一方の電磁石のみで行うことができ、もう一方の電磁
石及びそれに付随する装置を省略することができる。従
って装置の小型、軽量化が図れる。
【0013】また図2に示すように、この発明の直動駆
動装置では板バネ6a,6bのバネ定数を適切に選ぶこ
とにより、電流0の時に永久磁石が発生する吸引力を極
力板バネで打ち消すようにして、切削加工を行わないと
きのバイト8先端の位置決めを行うときにコイル1に流
れる電流を小さくすることができ、消費電力を小さくす
ることが出来る。
【0014】
【発明の効果】以上のように、この発明による直動駆動
装置は、電磁石、この電磁石の磁気回路中に配設した永
久磁石、上記電磁石または永久磁石に吸引される可動鉄
心、及びこの可動鉄心を上記永久磁石の吸引力と反対方
向に付勢する弾性体で構成しており、片方向の駆動力の
発生を弾性体で行っており、例えばバイト位置決め用直
動駆動装置に適した効率のよい発生力特性が得られると
ともに、装置の小型、軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のバイト位置決め用直動駆
動装置の構成を示す一部破断正面図である。
【図2】この発明の一実施例の直動駆動装置の駆動力発
生範囲を示す特性図である。
【図3】従来の直動駆動装置の構成を示す概略斜視図で
ある。
【符号の説明】
1  コイル 2a  円筒状の鉄心 2b  円筒状の鉄心 3  可動鉄心のアマチュア 4  永久磁石 6a  弾性体の板バネ 6b  弾性体の板バネ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  電磁石、この電磁石の磁気回路中に配
    設した永久磁石、上記電磁石または永久磁石に吸引され
    る可動鉄心、及びこの可動鉄心を上記永久磁石の吸引力
    と反対方向に付勢する弾性体を備えた直動駆動装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6121081A (en) * 1994-11-15 2000-09-19 Micron Technology, Inc. Method to form hemi-spherical grain (HSG) silicon
US6579047B2 (en) * 2000-01-31 2003-06-17 Balance Systems S.P.A. Guide and support device for small machine tools, in particular for rotating-mass balancing machines
JP2011045960A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Ntn Corp チャック付き主軸装置および把持対象物の把持方法
JP2013022666A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd リニアアクチュエータおよび中ぐり加工装置
JP2023121092A (ja) * 2022-02-18 2023-08-30 株式会社 神崎高級工機製作所 加工装置

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