JPH0440137B2 - - Google Patents

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JPH0440137B2
JPH0440137B2 JP60133999A JP13399985A JPH0440137B2 JP H0440137 B2 JPH0440137 B2 JP H0440137B2 JP 60133999 A JP60133999 A JP 60133999A JP 13399985 A JP13399985 A JP 13399985A JP H0440137 B2 JPH0440137 B2 JP H0440137B2
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    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
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    • F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0614—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a shoe type bearing body, e.g. a body facing one side of the guide rail or track only
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    • F16C29/0623—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a shoe type bearing body, e.g. a body facing one side of the guide rail or track only for supporting load in essentially two directions, e.g. by multiple points of contact or two rows of rolling elements with balls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H02K41/033—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type with armature and magnets on one member, the other member being a flux distributor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Description

【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野） 本発明はたとえば工作機械等に使用されるテー
ブル移送装置に関する。 （従来の技術） 従来テーブル移送装置としては、固定ベツドに
可動テーブルが摺動自在に取付けられ、この可動
テーブルの送り機構はボールネジとサーボモータ
もしくはステツピングモータ等の回転モータが組
合わされて構成されており、ボールネジの回転運
動で可動テーブルの直線運動を制御して高精度に
位置決めするのが一般的であつた。しかしボール
ネジのバツクラツシユ等により始動時、停止時の
応答性が悪く、位置決め精度を高精度にできない
こと、また高精度にするためにボールネジのピツ
チを小さくすると高速性が劣ること、さらにボー
ルネジと回転モータを組付ける必要があることか
ら装置が大型化する等の欠点があつた。これに対
し、リニアモータを使用すると、ボールネジ等に
よる機械的な駆動伝達機構が必要ないために、応
答性がよく、また高速に駆動し得ること、さらに
リニアモータの可動子および固定子が可動テーブ
ルと固定ベツドとの間に組み込まれることから小
型化できること等の利点があり、リニアモータを
使用したテーブル移送装置が種々提案されてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） しかし斯かる従来例の場合には、通常固定子を
個定ベツド側に固定して、その上を可動テーブル
が移動するので可動テーブルの移動し得る範囲
は、固定子の長さ分の範囲内に限られていた。そ
のために長い距離を移動させる場合には、長い固
定子を製作する必要があつた。一方固定子の固定
子歯は鉄板等をエツチングすることにより形成さ
れるが、固定子を長くすると、それだけエツチン
グ用の長いバスが必要となり生産設備の増大を招
きコストアツプにつながることから、長さは制限
され、さらに固定子自体もその長さに比例して製
作コストが増大するという問題があつた。このよ
うな問題を解決するために、短い長さの固定子を
複数個継ぎ足して長い固定子を形成することも考
えられるが、各固定子の継ぎ目部分を固定子歯の
ピツチと同一の精度で継ぎ足すことが困難で、た
とえば１mmピツチで走行していても継ぎ目部分で
1.5mmピツチとオーバーしたり、少なかつたりし
て可動テーブルの走行精度が悪くなるという問題
があつた。 本発明は上記の問題を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、固定子の長さ
に関係なく、固定子よりも長い距離でも無限に移
動可能でかつ精密送り可能なテーブル移送装置を
提供することにある。 （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明にあつて
は、固定ベツド上に第１可動テーブルおよび第２
可動テーブルを上下方向に離隔させて設け、該第
１可動テーブルおよび第２可動テーブルをそれぞ
れリニアベアリングを介して同一方向に移動自在
に取付け、上記第１可動テーブルおよび第２可動
テーブルには該第１可動テーブルおよび第２可動
テーブルを上記固定ベツドに対して固定せしめる
ブレーキ手段が取付けられ、上記第１可動テーブ
ルと第２可動テーブルの間にリニアモータを介在
させると共に、該第１可動テーブルおよび第２可
動テーブルをブレーキ手段にて交互に固定ベツド
に固定して交互に移動させることにより歩進運動
可能に構成したものから成つている。 （実施例） 以下に、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。本発明の一実施例に係るリニアモータを示
す第１図乃至第６図において、１は固定ベツド
で、その両側端は上方に向つて突出して長手方向
に互いに平行に延びるフランジ２，２が形成され
ており、両フランジ２，２の内側面に沿つて平行
に軌道台３，３がボルト等の固着具４によつて固
定ベツド１に固着されている。軌道台３，３には
リニアベアリングを介して第１可動テーブル５と
第２可動テーブル６が軌道台３，３に沿つて移動
自在に支承されている。すなわち第２可動テーブ
ル６の下面両側端部にはリニアベアリング取付用
の凹所が形成されており、２対のリニアベアリン
グ７，７；７，７がボルト等の固着具８，…によ
り固着されている。また第１可動テーブル５の上
面の前端部および後端部の両側端部には２対のリ
ニアベアリング９，９；９，９がボルト等の固着
具１０，…により固着されている。軌道台３，３
の両側面には２条の負荷ボール転送溝３ａ，３ａ
がそれぞれ形成されており、上記したリニアベア
リング７…，９…の負荷ボール２２を案内するよ
うになつている。したがつて同一の軌道台３，３
に第１可動テーブル５と第２可動テーブル６に固
着したリニアベアリング７，…；９，…が共に案
内され、第２可動テーブル６は第１可動テーブル
５に対して相対移動可能となつているが、第２可
動テーブル６の移動範囲は第１可動テーブル５に
対しては、第１可動テーブル５の前後両端に取付
けられたリニアベアリング９，９間を移動するよ
うになつている。第１可動テーブル５と第２可動
テーブル６の間には、リニアモータＡが介在され
ており第１可動テーブル５の上面にはリニアモー
タＡの固定子５′が取付けられている。一方第２
可動テーブル６の下面には可動子６′が取付けら
れている。 また第２可動テーブル６の中央部両側にはリニ
アベアリング７，７の間に一対のブレーキ手段と
しての電磁ブレーキ１１，１１が取付けられてい
る。一方第１可動テーブル５の前端部および後端
部の上面両側端には２対の電磁ブレーキ１２，１
２，１２，１２が取付けられている。この電磁ブ
レーキ１１，１２は第７図に示すように、制動す
る際に軌道台３に押し付けられるブレーキシユー
１３と、ブレーキシユー１３を軌道台３に対して
直角方向に進退させるプランジヤ１４と、プラン
ジヤ１４を作動させる電磁コイル１５とから成つ
ており、通電時にプランジヤ１４が吸引されてブ
レーキシユー１３が軌道台３から離れ、非通電時
にはスプリング１６によりブレーキシユー１３が
軌道台３に押付けられるようになつている。 各リニアベアリング７，９は第８図乃至第１０
図に示すように、片側に２条のボール転送溝１
７，１７が設けられ、かつ内部にボール逃げ孔１
８，１８が設けられたベアリングブロツク１９
と、２条の負荷ボール列を保持する保持器２０
と、ボール転送溝１７，１７とボール逃げ孔１
８，１８とを連通する一対の側蓋２１，２１とか
ら構成されている。負荷ボール２２，２２…はボ
ール転送溝１７，１７およびボール逃げ孔１８，
１８間を循環するようになつている。このボール
転送溝１７，１７と負荷ボール２２，２２…との
接触角αは略45度となつているが、45度に限定さ
れるものではなく30〜60度の範囲であればよい。
また各リニアベアリング，…，９，…と軌道台
３，３との隙間は、たとえば第１図に示すような
隙間調整ボルト２３，…によつて調整される。す
なわち隙間調整ボルト２３を締め込むことによつ
てリニアベアリング７，…，９，…は軌道台３を
介して他方の軌道台３側に押圧されるとともに、
隙間調整ボルト２３，…の押圧力の反力が反対側
のリニアベアリング７，９に作用して負荷ボール
２２…に予圧がかけられる。予圧をかける方法と
しては他に偏心ピンを用いてもよく、テーパギブ
等を用いてもよい。 つぎに第１１図には本実施例に使用されたリニ
アパルスモータの要部が示されており、可動子
６′は、たとえば永久磁石２４を中心に介在させ
てその左右に２つの磁気コア２５，２６を対向配
置して構成されており、一方の磁気コア２５には
永久磁石２４によりＮ極に磁化された第１の磁極
２７および第２の磁極２８が形成され、他方の磁
気コア２６には永久磁石２４によりＳ極に磁化さ
れた第３の磁極２９および第４の磁極３０が形成
されている。 固定子５′には、第１１図に示すように長手方
向と略直交する方向に延びる断面コ字形状の固定
歯５ａが長手方向に略全長にわたつて、同一ピツ
チＰで等間隔に設けられている。各磁極２７〜３
０にも固定子５′と同一のピツチの磁極歯２７ａ
〜３０ａがそれぞれ形成されている。 Ｎ極側の第１の磁極２７および第２の磁極２８
には、第１のコイル３１および第２のコイル３２
が巻かれており、電流が流れた際に互いに逆向き
の磁束が発生するように直列に結線されており、
パルス発生源（図示せず）に電気的に接続されて
いる。一方Ｓ極側の第３の磁極２９および第４の
磁極３０にも、同様に直列に結線された第３のコ
イル３３および第４のコイル３４が巻かれてお
り、パルス発生源（図示せず）に接続されてい
る。ここで、説明の都合上、例えば第１の磁極２
７の磁極歯２７ａに対して第２の磁極２８の磁極
歯２８ａの位相が1/2ピツチ（1/2Ｐ）だけずれて
おり、また第３の磁極２９の磁極歯２９ａに対し
て第４の磁極３０の磁極歯３０ａも同様に位相が
１／２ピツチ（1/2Ｐ）だけずれているものとし、さ
らにＮ極側の第１の磁極２７および第２の磁極２
８の磁極歯２７ａ，２８ａに対してＳ極側の第３
の磁極２９および第４の磁極３０の磁極歯２９
ａ，３０ａは1/4ピツチ（1/4Ｐ）だけ位相がずれ
ているものとする。 ここで本実施例のリニアパルスモータの動作原
理について説明する。第１２図ａ〜ｄは、リニア
パルスモータの動作原理を示す概略図を示してお
り、第１のコイル３１と第２のコイル３２には端
子ａから、第３のコイル３３と第４のコイル３４
には端子ｂからパルスが入力されるようになつて
いる。第１２図ａでは、端子ａに第１の磁極２７
を励磁する方向に（モード）、第１２図ｂでは
端子ｂに第４の磁極３０を励磁する方向に（モー
ド）、第１２図ｃでは端子ａに第２の磁極２８
を励磁する方向に（モード）、第１２図ｄでは
端子ｂに第３の磁極２９を励磁する方向に（モー
ド）、それぞれパルスが入力された状態を示し
ている。 ここで第１表にモードないしの場合の各磁
極の磁気力発生状態を示す。
【表】
【表】 第１表に示すようにモードの場合にはＮ極側
の第１の磁極２７の磁力が強力で、第１の磁極２
７と固定子５の固定歯５ａとの間の吸引力により
可動子６は保持され安定状態にある。一方Ｓ極側
の第３および第４の磁極２９，３０はそれぞれ固
定子５の固定歯５ａに対して1/4ピツチだけ位相
がずれている。モードでは第１の磁極２７のコ
イル３１による磁力はなくなり、代つてＳ極側の
第４の磁極３０の磁力が強力になつて、可動子６
は第４の磁極３０が固定子５の固定歯５ａと位相
が合致する方向に相対的に移動して1/4ピツチ
（1/4Ｐ）だけ進むことになる。このときＮ極側の
第１および第２の磁極２７，２８が1/4ピツチ
（1/4Ｐ）だけ位相がずれる。 さらにモードではＮ極側の第２の磁極２８の
磁力が強力になり、第２の磁極２８が固定子５の
固定歯５ａと位相が合致する方法に可動子６は相
対的に移動して1/4ピツチ（1/4Ｐ）進み、Ｓ極側
の第３および第４の磁極２９，３０は1/4ピツチ
（1/4Ｐ）だけ位相がずれる。モードではＳ極側
の第３の磁極２９の磁力が強力となり、第３の磁
極２９が固定子５の固定歯５ａと位相が合致する
方向に可動子６は相対的に移動して1/4ピツチ
（1/4Ｐ）進む。さらに再びモードに戻つてＮ極
側の第１の磁極２７の磁力が強力となつて可動子
６は1/4ピツチ（1/4Ｐ）だけ相対的に進み第１２
図ａの状態となる。このようにモードからの
繰り返しによつて１パルス当り1/4ピツチ（1/4
Ｐ）ずつ移動するようになつている。 以上の説明では１相励磁について説明したが、
常時２相の電流を流す２相励磁により駆動しても
よく、また１相と２相に交互に電流を流す１−２
相励磁方式をとつてもよい。 このような構成のテーブル移送装置において
は、次のようにして駆動される。まず第１可動テ
ーブル５の電磁ブレーキ１２をオフとして第１可
動テーブル５を軌道台３，３に対してバネ力によ
つて固定し、第２可動テーブル６の電磁ブレーー
キ１１をオンとして第２可動テーブル６を軌道台
３，３に対してフリー状態にして、可動子６′に
パルスが入力され、第１３図ａ，ｂ，ｃに示すよ
うに第２可動テーブル６が所定量前進駆動（図中
左方向）される。第２可動テーブル６が所定量前
進して停止した後第２可動テーブル６の電磁ブレ
ーキ１１をオフとして第２可動テーブル６を軌道
台３，３に対して固定し、第１可動テーブル５の
電磁ブレーキ１２，…をオンとして第１可動テー
ブル５を軌道台３，３に対してフリー状態にして
可動子６′に、第１可動テーブル５に対して第２
可動テーブル６が後退（図中右方向）する方向に
パルスを入力する。第２可動テーブル６は軌道台
３に固定されているので、その反作用として第１
可動テーブル５が第１３図ｃおよびｄに示すよう
に前進（図中右方向）して所定位置で停止する。
さらに第１３図ｅの状態で再び第１可動テーブル
５の電磁ブレーキ１２をオフとして第１可動テー
ブル５を軌道台３，３に対して固定して、第２可
動テーブル６の電磁ブレーキ１１，…をオンとし
て第２可動テーブル６をフリーとし、上記した動
作を繰り返して第２可動テーブル６および第１可
動テーブル５は交互に前進（図中左方向））して
歩進運動を行ない、軌道台３，３に沿つて無限に
移動する。 また第１可動テーブル５は、前後両端部に設け
られた４つの電磁ブレーキ１２，…によつて固定
されるので制動力は大きく、第２可動テーブル６
にかかる荷重が大きく、慣性が大きい場合でも、
電磁ブレーキ１２のブレーキシユー１３が滑るお
それはない。また第１可動テーブル５の前後両端
部を軌道台３，３に固定したので、第１可動テー
ブル５はバランスよく制動される。 またリニアベアリング７，…，９…を介して各
第１，第２可動テーブル５，６は移動されるの
で、摺動抵抗は小さく、大きい負荷がかかつた場
合でも摩擦抵抗の増大は小さく、円滑に摺動され
る。また本実施例のリニアベアリング７，…，９
…を使用することによりリニアベアリング７，
…，９…を使用しない場合に比べて10〜100倍の
負荷を支えることが可能となる。さらにリニアベ
アリング７，…，９…の負荷ボール２２…とボー
ル転送面１７，…との接触角を略45度としたの
で、第１，第２可動テーブル５，６にかかる上下
左右の四方向の荷重を均等に支えることができ
る。さらに予圧をかけることにより高剛性となつ
ているので、第１可動テーブル５と第２可動テー
ブル６のギヤツプが一定に保持され、安定した走
行性能が得られ、走行時のピツチがばらつくピツ
チング、蛇行するヨーイング、さらに左右に回動
しながら移動するローリング等の不具合が防止さ
れる。 なお本実施例ではパルス信号により駆動するリ
ニアパルスモータについて説明したが、リニア誘
導モータやリニア直流モータ等についても適用し
得るものである。また本実施例においては、固定
子５′を第１可動テーブル５に、可動子６′を第２
可動テーブル６に取付けたが、逆の構成にしても
よい。 （発明の効果） 本発明は以上の構成および作用からなるもの
で、第１可動テーブルおよび第２可動テーブルに
それぞれブレーキ手段を設け、第１可動テーブル
および第２可動テーブルの一方を択一的に固定ベ
ツドに固定し、第１可動テーブルおよび第２可動
テーブルを交互に移動させるようにしたので、固
定子の長さに関係なく無限に長い距離が移動可能
となる。したがつて長い距離を搬送する場合で
も、従来のように長い固定子を製作する必要がな
く、装置の製作が容易になりコスト低減を図るこ
とができる。また従来のように固定子をつないだ
場合に継目部において生ずる固定子間のピツチず
れがなく精密な送りができる。またリニアベアリ
ングを使用したので、テーブルの前後方向の走行
のばらつき（ピツチング）、蛇行（ヨーイング）、
右左に回動する横揺れ（ローリング）等がなく、
安定した滑らかな走行性能が得られる等の種々の
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係るテーブル移送
装置の平面図、第２図は第１図の装置の縦断面
図、第３図は第１図の−線断面図、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図は本発明の−線断面図、
第７図は第１図の装置の電磁ブレーキの要部縦断
面図、第８図は第１図の装置のリニアベアリング
の正面図、第９図は第８図の装置の平面図、第１
０図は第９図のＸ−Ｘ線断面図、第１１図は可動
子および固定子の要部拡大断面図、第１２図ａ乃
至ｄはリニアパルスモータの動作原理を示すリニ
アパルスモータの概略正面図、第１３図ａ乃至ｅ
は第１図の装置の動作状態を示す概略正面断面図
である。 符号の説明、１…固定ベツト、５…第１可動テ
ーブル、６…第２可動テーブル、７，９…リニア
ベアリング、１１，１２…電磁ブレーキ（ブレー
キ手段）、５′…固定子、６′…可動子、Ａ…リニ
アモータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 固定ベツド上に第１可動テーブルおよび第２
    可動テーブルを上下方向に離隔させて設け、該第
    １可動テーブルおよび第２可動テーブルをそれぞ
    れリニアベアリングを介して同一方向に移動自在
    に取付け、上記第１可動テーブルおよび第２可動
    テーブルには該第１可動テーブルおよび第２可動
    テーブルを上記固定ベツドに対して固定せしめる
    ブレーキ手段が取付けられ、上記第１可動テーブ
    ルと第２可動テーブルの間にリニアモータを介在
    させると共に、該第１可動テーブルおよび第２可
    動テーブルをブレーキ手段にて交互に固定ベツド
    に固定して交互に移動させることにより、歩進運
    動可能に構成して成ることを特徴とするテーブル
    移送装置。
JP60133999A 1985-06-21 1985-06-21 テ−ブル移送装置 Granted JPS61293740A (ja)

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