JPH0799764A - 往復駆動装置及び該装置を備えたホーニング加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で、装置駆動部の摩耗損傷及び駆
動抵抗の軽減を図る。 【構成】 リニアモータ固定子の前壁１８及び後壁にエ
ア噴射ブロック４０を設け、その外面３８を上記前後壁
に対して略４５°傾斜しかつ互いに略直交する２つの山
型傾斜面とする。可動子の本体２０にエア受けフレーム
３４を設け、このエア受けフレーム３４に上記外面３８
と対向する谷型傾斜面からなる受面３６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械等に用いられ
る往復駆動装置及び該装置を備えたホーニング加工装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、工作機械等における往復駆動装置
として、リニアモータを駆動源に用いたものの開発が試
みられている。このリニアモータは、可動子を固定子に
対して非接触状態のまま駆動されるため、シリンダ機構
やボールねじ機構に比べて摩耗損傷が少なく、また走行
抵抗が非常に少ないとされている。

【０００３】図７，８は、上記のような往復駆動装置の
一例を示したものである。図において、１００はリニア
モータの固定子のガイド部、１０２は可動子の摺動部で
あり、この可動子の摺動部１０２は、図略のコイルへの
通電による電磁力でその長手方向（図７では上下方向）
に駆動されるようになっている。ここで、可動子の摺動
部１０２に比較的重量の大きな被駆動物が連結される場
合、この往復駆動装置にはある程度の支持剛性が必要と
されるので、固定子のガイド部１００と可動子の摺動部
１０２との間にはボールベアリング１０４が介設されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記往復駆動装置で
は、固定子のガイド部１００と可動子の摺動部１０２と
が非接触状態で駆動可能なリニアモータを用いていて
も、実際には、固定子のガイド部１００及び可動子の摺
動部１０２が両者の間に設けられたボールベアリング１
０４に接触した状態にある。従って、特に激しい往復運
動が要求される装置（例えばホーニング加工装置）に上
記往復駆動装置を適用した場合には、上記接触個所で摩
耗損傷が進行しやすく、これが寿命短縮の大きな要因と
なる。また、上記接触部分で可動子の摺動部１０２に大
きな駆動抵抗が作用することとなる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、簡単な
構造で耐久性が高く、また駆動抵抗の少ない往復駆動装
置及びこの装置を備えたホーニング加工装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、リニアモータを備えた往復駆
動装置において、上記リニアモータの固定子、可動子の
いずれか一方に、可動子の移動方向と平行な外面を有
し、この外面から外部にエアを噴射するエア噴射部を設
け、他方に上記エア噴射部の外面と対向する受面を形成
し、上記エア噴射部の外面と上記受面との間に隙間が形
成された状態でこの隙間内に上記エア噴射部からエアが
噴射されることにより上記可動子が上記固定子に浮遊状
態で支持されるように構成したものである（請求項
１）。

【０００７】上記エア噴射部は、上記固定子に設けるこ
とが、より好ましい（請求項２）。

【０００８】上記エア噴射部の外面としては、このエア
噴射部が固定される壁面に対して略４５°傾斜しかつ互
いに略直交する２つの傾斜面で構成したものが好適であ
る（請求項３）。

【０００９】この場合、上記エア噴射部の外面を山型に
形成し、上記受面を谷型に構成することが、より好まし
い（請求項４）。

【００１０】さらに、上記エア噴射部の内部に、このエ
ア噴射部の略中央部で上記可動子の移動方向に延びる単
一のエア流通穴と、このエア流通穴から各外面のエア噴
射口にまで至るエア噴射穴とを設けることにより、後述
のようなより優れた効果が得られる（請求項５）。

【００１１】また本発明は、上記のうちのいずれかの往
復駆動装置と、この往復駆動装置の固定子が固定され、
かつホーニング加工装置本体をその軸方向に移動可能に
支持する支持フレームとを備え、上記ホーニング加工装
置本体を上記往復駆動装置の可動子に連結したホーニン
グ加工装置である（請求項６）。

【００１２】

【作用】請求項１記載の装置によれば、上記リニアモー
タの固定子、可動子のいずれか一方に設けられたエア噴
射部の外面と、他方に設けられた受面との間に隙間が形
成された状態で、この隙間内に上記エア噴射部からエア
が噴射されることにより上記可動子が上記固定子に浮遊
状態で支持されるので、可動子を固定子に対して完全に
浮上させた状態で駆動することができる。

【００１３】ここで、請求項２記載の装置では、上記エ
ア噴射部が常時静止状態にある上記固定子に設けられて
いるので、エア供給用の配管を動かす必要がない。

【００１４】また、請求項３記載の装置では、上記エア
噴射部の外面を、上記固定子及び可動子に対して略４５
°傾斜しかつ互いに略直交する２つの傾斜面で構成して
いるので、単一のエア噴射部からのエア噴射で互いに直
交する２方向の支持を同時に行うことができる。

【００１５】ここで、請求項４記載の装置では、上記エ
ア噴射部の外面を山型に形成しているので、この外面が
谷型である場合に比べ、この外面へのエア噴射口の形成
作業が容易になる。

【００１６】さらに、この装置では、請求項５記載の往
復駆動装置のように、上記エア噴射部の内部に、このエ
ア噴射部の略中央部で上記可動子の移動方向に延びる単
一のエア流通穴と、このエア流通穴から各外面のエア噴
射口にまで至るエア噴射穴とを設けることで両傾斜面か
らの同時エア噴射が可能であり、これによりエア噴射部
内のエア流通構造が簡素化される。

【００１７】請求項６記載の装置では、上記往復駆動装
置の作動により、ホーニング加工装置が支持フレームに
支持されながら往復運動し、これによりワーク面の加工
が進められる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図６に基づいて説明
する。

【００１９】図１，２に示す往復駆動装置１０は、リニ
アモータの固定子１２及び可動子１４を備えている。上
記固定子１２は、左右側壁１６、前壁１８、及び後壁１
９で形成された角筒状に形成され、この固定子１２内を
可動子本体２０が貫通した状態となっている。

【００２０】この可動子本体２０の上下には、フランジ
部２２，２４がそれぞれ設けられ、両フランジ部２２，
２４に上記固定子１２の背後を通るスケール２６が連結
されている。このスケール２６には、その長手方向（図
２では上下方向）に延びる可動子歯２８が設けられる一
方、固定子１２において上記可動子歯２８に対向する位
置にコイル等を備えた磁束発生装置３０が設けられてお
り、周知のように、この磁束発生装置３０と可動子歯２
８との間に形成される磁界によって推力が発生し、固定
子１２に対して可動子１４が浮上状態で上下方向に往復
駆動されるようになっている。

【００２１】なお、図１，２において３２は、固定子１
２に対する可動子１４の相対位置を検出するための位置
検出センサである。

【００２２】上記可動子本体２０の前後面（図１では左
右面）には、エア受けフレーム３４が上下方向略全域に
わたって設けられている。このエア受けフレーム３４に
は、図４に示すような２つの受面３６，３６が谷型に形
成されており、各受面３６は可動子本体２０の前後面に
対して略４５°に傾斜し、かつ受面３６同士が略直交す
るような向きに形成されている。

【００２３】一方、固定子１２の前壁１８及び後壁１９
の内側面には、上下方向に並ぶ複数（図例では各壁につ
いて３個）のエア噴射ブロック（エア噴射部）４０が固
定されている。このエア噴射ブロック４０の外面３８
は、上記エア受けフレーム３４に形成された受面３６と
対向する傾斜面、すなわち、前後壁１８，１９に対して
略４５°傾斜しかつ互いに略直交する山型の傾斜面とさ
れており、この外面３８と上記受面３６との間に微小隙
間を確保できるように寸法設定がなされている。

【００２４】このエア噴射ブロック４０の略中央部に
は、上下に延びる単一のエア流通穴４２が設けられ、こ
のエア流通穴４２の上下端は閉塞されている。前後壁１
８，１９及びエア噴射ブロック４０には、固定子外部か
ら上記エア流通穴４２内にエアを圧入するためのエア供
給穴４３，４４が設けられ、エア噴射ブロック４０に
は、上記エア流通穴４２内のエアを外面３８から受面３
６に向けて噴射させるためのエア噴射穴４６が形成され
ている。そして、このエア噴射穴４６から噴射するエア
の力によって、上記外面３８と受面３６との間に微小隙
間を保ったまま可動子１４を浮上状態で支持できるよう
になっている。

【００２５】このような装置によれば、上記エアによる
支持を行いながら磁束発生装置３０を通電することによ
り、固定子１２と可動子１４とを完全に非接触状態に保
ったまま可動子１４を上下方向に往復駆動することがで
きる。従って、前記図７，８に示すようにボールベアリ
ング１０４等が用いられる装置に比べ、各部材の摩耗損
傷及び可動子１４の駆動抵抗を飛躍的に軽減することが
できる。

【００２６】さらに、この実施例装置では、エア噴射ブ
ロック４０の外面３８及びこれに対向する受面３６を略
４５°に傾斜した２つの傾斜面で構成しているので、各
面におけるエア噴射によって可動子１４を前後方向及び
左右方向の両方向に関して同時に支持することができ
る。

【００２７】なお、この実施例装置では、固定子１２側
にエア噴射ブロック４０を設けているが、可動子１４側
にエア噴射部を設けるようにしてもよい。ただし、上記
実施例のように固定子１２側にエア噴射ブロック４０を
設ければ、可動子１４が動いても、エア供給穴４３に接
続されるエア供給配管は静止したままであるので、配管
が絡み合う等のトラブルを確実に防ぐことができる。

【００２８】また、上記実施例装置では、受面３６を谷
型に形成し、エア噴射ブロック外面３８を山型に形成し
ているが、図６に示すように、受面３６′を山型にし、
ブロック外面３８′を谷型にしてもよい。この場合に
は、エア噴射ブロック４０の左右両翼にエア流通穴４
２′を設け、エア供給穴４４から各エア流通穴４２′に
エアを分配するエア分配穴４８をエア噴射ブロック４０
内に形成すればよい。ただし、前記図４に示したように
ブロック外面３８を山型にすれば、図６に示す場合に比
べてエア噴射穴４６の形成作業がより容易になるととも
に、エア流通穴４２を中央に一つ設けるだけですみ、エ
ア噴射ブロック４０の内部構造をより簡素化できる利点
がある。

【００２９】図５は、本実施例における往復駆動装置１
０をホーニング加工装置に適用した例を示したものであ
る。このホーニング加工装置は、支持フレーム５０を備
え、この支持フレーム５０の天壁５２にブラケット５４
を介して上記往復駆動装置１０の固定子１２が固定され
ている。そして、この往復駆動装置１０の可動子本体２
２下部のフランジ部２４が自在継手５６、リンク５８、
及び自在継手６０を介して主軸ヘッド６２の上部に連結
されている。

【００３０】この主軸ヘッド６２内にはブッシュ６４が
設けられ、このブッシュ６４を貫通するガイド部材６６
が上記支持フレーム５０に立設されており、これにより
主軸ヘッド６２は支持フレーム５０側に昇降可能に支持
されている。

【００３１】この主軸ヘッド６２の主軸６８には、連結
部７０を介してホーニングツール７２が交換可能に装着
されており、このホーニングツール７２には複数のホー
ニング用砥石７４が装着されている。各砥石７４は、主
軸ヘッド７６に設けられた切込み用モータ７６の駆動力
により、径方向に拡縮するようになっている。

【００３２】上記主軸６８の上部にはスプライン雄部７
８が形成されている。上記天壁５２には、内部にスプラ
イン雌部８２を回転可能に支持する軸連結部８０が固定
されており、上記スプライン雌部８２に上記スプライン
雄部７８が下方から嵌入されている。同じくスプライン
雌部８２にはスプライン雄軸８４が上方から挿入され、
このスプライン雄軸８４にタイミングプーリ８６が固定
されており、このタイミングプーリ８６がタイミングベ
ルト８８を介して図略の回転駆動モータに連結されてい
る。そして、この回転駆動モータの駆動力が上記タイミ
ングベルト８８、タイミングプーリ８６、スプライン雄
軸８４、スプライン雌部８２を介して主軸６８に伝達さ
れ、これによりホーニングツール７２が回転駆動される
ようになっている。

【００３３】このようなホーニング加工装置において、
上記往復駆動装置１０を作動させることにより、主軸ヘ
ッド６２やホーニングツール７２等からなるホーニング
加工装置本体全体を少ない駆動抵抗で良好に往復駆動で
き、これによりホーニング加工を進めることができる。

【００３４】なお、本発明における往復駆動装置は、こ
のようなホーニング加工装置の他、放電加工装置その他
の工作機械等における往復駆動装置として広く適用する
ことが可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明は、リニアモータの
固定子、可動子のいずれか一方に設けられたエア噴射部
の外面と、他方に設けられた受面との間に隙間が形成さ
れた状態で、この隙間内に上記エア噴射部からエアが噴
射されることにより上記可動子を上記固定子に対して浮
上状態で支持するようにしたものであるので、上記リニ
アモータの作動により、固定子と可動子とを全く接触さ
せずに可動子を駆動することができる。従って、従来の
ように可動子をボールベアリング等で支持する装置に比
べ、各部の摩耗損傷及び可動子の駆動抵抗を飛躍的に軽
減することができ、装置の耐久性を高め、必要駆動力を
大幅に削減することができる効果がある。

【００３６】ここで、請求項２記載の装置では、上記エ
ア噴射部を常時静止状態にある上記固定子に設けてお
り、可動子が動いてもエア供給用の配管は動かないの
で、配管混線等のトラブルを確実に防ぐことができる効
果がある。

【００３７】また、請求項３記載の装置では、上記エア
噴射部の外面を、上記固定子及び可動子に対して略４５
°傾斜しかつ互いに略直交する２つの傾斜面で構成して
いるので、単一のエア噴射部で互いに直交する２方向の
支持を同時に行うことができ、これにより構造の簡略化
を図ることができる効果がある。

【００３８】ここで、請求項４記載の装置では、上記エ
ア噴射部の外面を山型に形成しているので、この外面が
谷型である場合に比べ、この外面へのエア噴射口の形成
作業をより容易に行うことができる効果がある。

【００３９】さらに、請求項５記載の装置では、上記エ
ア噴射部の内部に、このエア噴射部の略中央部で上記可
動子の移動方向に延びる単一のエア流通穴と、このエア
流通穴から各外面のエア噴射口にまで至るエア噴射穴と
を設けているので、これによりエア噴射部の内部構造を
より簡素化でき、コストの低減を図ることができる効果
がある。

【００４０】そして、請求項６記載のホーニング加工装
置では、上記往復駆動装置の作動により、少ない駆動抵
抗で加工装置本体を良好に往復駆動でき、これによりホ
ーニング加工を円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における往復駆動装置の側面
図である。

【図２】上記往復駆動装置の背面図である。

【図３】上記往復駆動装置における要部を示す一部断面
側面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】上記往復駆動装置を備えたホーニング加工装置
の一部断面正面図である。

【図６】上記往復駆動装置の要部の変形例を示す断面平
面図である。

【図７】従来の往復駆動装置の要部を示す正面図であ
る。

【図８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１０ 往復駆動装置 １２ 固定子 １４ 可動子 ３４ エア受けフレーム ３６ 受面 ３８ エア噴射ブロック外面 ４０ エア噴射ブロック（エア噴射部） ４２ エア流通穴 ４６ エア噴射穴 ５０ 支持フレーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リニアモータを備えた往復駆動装置にお
   いて、上記リニアモータの固定子、可動子のいずれか一
   方に、可動子の移動方向と平行な外面を有し、この外面
   から外部にエアを噴射するエア噴射部を設け、他方に上
   記エア噴射部の外面と対向する受面を形成し、上記エア
   噴射部の外面と上記受面との間に隙間が形成された状態
   でこの隙間内に上記エア噴射部からエアが噴射されるこ
   とにより上記可動子が上記固定子に浮遊状態で支持され
   るように構成したことを特徴とする往復駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の往復駆動装置において、
   上記エア噴射部を上記固定子に設けたことを特徴とする
   往復駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の往復駆動装置に
   おいて、上記エア噴射部の外面を、このエア噴射部が固
   定される壁面に対して略４５°傾斜しかつ互いに略直交
   する２つの傾斜面で構成したことを特徴とする往復駆動
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の往復駆動装置において、
   上記エア噴射部の外面を山型に形成し、上記受面を谷型
   に構成したことを特徴とする往復駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の往復駆動装置において、
   上記エア噴射部の内部に、このエア噴射部の略中央部で
   上記可動子の移動方向に延びる単一のエア流通穴と、こ
   のエア流通穴から各外面のエア噴射口にまで至るエア噴
   射穴とを設けたことを特徴とする往復駆動装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の往復駆
   動装置と、この往復駆動装置の固定子が固定され、かつ
   ホーニング加工装置本体をその軸方向に移動可能に支持
   する支持フレームとを備え、上記ホーニング加工装置本
   体を上記往復駆動装置の可動子に連結したことを特徴と
   するホーニング加工装置。