JPH08192327A - 工作機械の送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リニアモータの磁気垂直力によってベッドや
テーブルが変形しないように改良され、しかもテーブル
移動時にベッドに作用するテーブル重量を軽減してガイ
ド部のテーブル支持負担、テーブルの送り駆動力を低減
すること。 【構成】 ベッド１の上面に形成されたテーブル案内面
上にテーブル５が線形移動可能に設けられている工作機
械の送り装置において、ベッド１の傾斜取付面部１５に
リニアモータの一次側部材７あるいは二次側部材９の一
方が取り付けられ、テーブル５はベッド１の傾斜取付面
部１５に対向する傾斜取付面部１９を有し、この傾斜取
付面部１９に前記リニアモータの一次側部材７あるいは
二次側部材９の他方がベッド１に取り付けられている一
次側部材７あるいは二次側部材９と対向して取り付け
る。リニアモータの磁気垂直力によって一次側部材７と
二次側部材９との間に作用する吸引力はテーブル５に上
向き垂直力として作用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の送り装置に
関し、特に工作機械のベッドに線形移動可能に設けられ
たテーブルの送り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プレーナ、フライス盤、マシニングセン
タなどの工作機械は、ベッドに線形移動可能に設けられ
たテーブルを有している。

【０００３】従来、このテーブルの送り装置は、多くの
場合、ボールねじと、ボールナットと、ボールねじある
いはボールナットを回転駆動する回転電機装置（モー
タ）とによる送りねじ式である。

【０００４】送りねじ式の送り装置では、回転電機装置
の減速歯車やボールねじとボールナットとのバックラッ
シュ、ピッチ誤差などによる送り誤差をなくすことがで
きない。このため送り誤差成分が多く、フィードバック
制御におけるゲインの適正化がむずかしい。またこの送
りねじ式の送り装置は、回転電機装置による回転動力を
ボールねじとボールナットとで直線運動に変換するもの
であるから、構造が複雑で、摩擦損失が大きい。またボ
ールねじは自重によって撓み変形しないようなねじ棹径
が必要で、送りストロークが長い場合にはその支持構造
も複雑なものになる。

【０００５】これらのことに鑑み、線形移動するテーブ
ルをリニアモータによって直接駆動することが考えられ
ている。

【０００６】図２に示されているように、ベッド１上を
リニアガイド３に案内されて線形移動するテーブル５を
リニアモータにより送り駆動する場合、テーブル５の下
底面とベッド１の上面とにリニアモータの一次巻線を装
備された一次側部材７と二次導体としての二次側部材９
とを水平対向配置するか、あるいは図３に示されている
ように、テーブル５の下底部に設けられた垂下部１１の
垂直側面とベッド１の側壁部１３の垂直側面とにリニア
モータの一次側部材７と二次側部材９とを垂直対向配置
することが行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】リニアモータは、線形
方向の推力以外に、一次側部材７と二次側部材９との対
向面に対して垂直な磁気垂直力を発生し、この磁気垂直
力は、二次側部材９が磁性体であると、一次側部材７と
二次側部材９との間に吸引力として作用する。この吸引
力は、定格推力の１０倍程度で非常に大きく、一次側部
材７、二次側部材９を取り付けられているベッド１、テ
ーブル５に直接に大きい負荷を与えることになる。

【０００８】このため、図２に示されている構造では、
テーブル５が中へこみ変形し、テーブル上面の平面度が
阻害される。またこの場合には吸引力のすべてをリニア
ガイド３で受けなくてならない。

【０００９】また図３に示されている構造では、ベッド
１の側壁部１３が内側に変形し、この変形により側壁部
１３の上面部に配置されているリニアガイド３の真直度
が悪化し、テーブル５の送り精度が低下する。

【００１０】これらのことは、大型機械で、必要推力が
大きくなるほど顕著なものになり、加工精度を低下させ
ることになる。

【００１１】本発明は、上述の如き問題点に着目してな
されたものであり、リニアモータの磁気垂直力によって
一次側部材と二次側部材との間に大きい吸引力が作用し
てもベッドやテーブルが変形しないように改良され、し
かもテーブル移動時にベッドに作用するテーブル重量を
軽減してガイド部のテーブル支持負担、テーブルの送り
駆動力を低減できる工作機械の送り装置を提供すること
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るため、本発明による工作機械の送り装置は、ベッドの
上面に形成されたテーブル案内面上にテーブルが線形移
動可能に設けられている工作機械の送り装置において、
前記ベッドの下面部にリニアモータの一次側部材あるい
は二次側部材の一方が取り付けられ、前記テーブルは前
記ベッドの前記下面部に対向する上面部を有し、当該上
面部に前記リニアモータの一次側部材あるいは二次側部
材の他方が前記ベッドに取り付けられている一次側部材
あるいは二次側部材と対向して取り付けていることを特
徴としている。

【００１３】また本発明による工作機械の送り装置にお
いては、前記リニアモータは前記ベッドおよび前記テー
ブルの左右両側に各々設けられ、その各リニアモータの
一次側部材あるいは二次側部材を取り付けられている前
記ベッドの前記下面部と前記テーブルの上面部は左右両
側にあって左右対称をもって上下に傾斜してＶ形に配置
されていてもよい。

【００１４】

【作用】上述の如き構成によれば、リニアモータの磁気
垂直力によって一次側部材と二次側部材との間に吸引力
が作用すると、この吸引力はテーブルを持ち上げる方向
の上向き垂直力としてテーブルに作用し、テーブル移動
時にベッドに作用するテーブル重量を軽減する。またこ
の吸引力はテーブル重量による下向き垂直力と相殺され
るから、ベッドあるいはテーブルに大きい変形負荷が作
用することがなくなり、ベッドあるいはテーブルが変形
することが回避される。

【００１５】特にテーブル移動開始時にはリニアモータ
に通電する電流値が高いことにより、リニアモータの磁
気垂直力も大きくなり、これに伴いテーブルを持ち上げ
る方向の垂直力がテーブル移動開始時に特に大きくなる
から、ベッドのテーブル案内面におけるテーブル支持負
荷を実質的に零、即ち無重力状態にすることができ、こ
のことからテーブル移動開始時の必要起動力を低減でき
る。

【００１６】リニアモータの一次側部材と二次側部材の
取付面であるベッドの下面部とテーブルの上面部とが上
下に傾斜していれば、テーブルを持ち上げる方向の上向
き垂直力はその取付面の傾斜角により決まる垂直方向分
力により与えられ、その大きさはその傾斜角により任意
の適当値に設定される。この場合、リニアモータはベッ
ドおよびテーブルの左右両側に各々設けられ、ベッドの
下面部とテーブルの上面部は左右両側にあって左右対称
をもって上下に傾斜してＶ形に配置されていることよ
り、各リニアモータによる水平方向分力は互いに向き合
って相殺され、テーブルガイド部に横力を及ぼすことが
ない。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１８】なお、本発明の実施例において上述の従来
例と同一構成の部分は、上述の従来例に付した符号と同
一の符号を付してその説明を省略する。

【００１９】図１に示されている実施例では、ベッド１
の左右両側に各々４５度の傾斜角をもって上下に傾斜し
たオーバハング状の取付面部（下面部）１５が設けられ
ている。この左右の取付面部１５は左右対称をもってＶ
形に配置されており、その各々にリニアモータの二次側
部材９が取り付けられている。

【００２０】テーブル５は左右両側に各々ベッド１の両
側を取り囲むような垂下片部１７を有しており、この左
右の垂下片部１７の下端部に各々４５度の傾斜角をもっ
て上下に傾斜して取付面部１５と平行対向する取付面部
１９が設けられている。この左右の取付面部１９も左右
対称をもってＶ形に配置されており、その各々にリニア
モータの一次側部材７が取り付けられている。

【００２１】この構成によれば、リニアモータの磁気垂
直力によって一次側部材７と二次側部材９との間に吸引
力Ｆが作用すると、この吸引力Ｆの垂直方向分力Ｆａが
テーブル５を持ち上げる方向の上向き垂直力としてテー
ブル５に作用し、テーブル移動時にベッド１に作用する
テーブル重量を軽減する。これによりリニアガイド３に
おけるテーブル５の支持負担、テーブル５の送り駆動力
が低減する。

【００２２】またこの吸引力はテーブル重量による下向
き垂直力と相殺されるから、ベッド１あるいはテーブル
５に大きい変形負荷が作用するすることがなくなり、ベ
ッド１あるいはテーブル５が変形することが回避され
る。

【００２３】特にテーブル移動開始時にはリニアモータ
に通電する電流値が高いことにより、リニアモータの磁
気垂直力も大きくなり、これに伴いテーブル１を持ち上
げる方向の垂直方向分力Ｆａがテーブル移動開始時に特
に大きくなるから、ベッド１のリニアガイド３における
テーブル支持負荷を実質的に零にすることができ、この
ことからテーブル移動開始時の必要起動力を低減でき
る。

【００２４】なお、吸引力Ｆの水平方向分力Ｆｂは左右
のリニアモータのもので互いに向き合って相殺され、リ
ニアガイド３に好ましからざる横力を及ぼすことがな
い。

【００２５】このようなことから、適当な垂直方向分力
Ｆａを得るためには、取付面部１５、１９の傾斜角が適
当値に選定れればよい。

【００２６】なお、取付面部１５、１９は水平面であっ
てもよく、この場合には吸引力Ｆのすべてが垂直方向分
力Ｆａとなる。

【００２７】上述の実施例では、リニアモータの一次側
部材７がテーブル５に取り付けられ、二次側部材９がベ
ッド１に取り付けられているが、本発明による送り装置
はこれに限定されることはなく、一次側部材７がベッド
１に取り付けられ、二次側部材９がテーブル５に取り付
けられていてもよい。

【００２８】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による工作機械の送り装置によれば、リニアモータの磁
気垂直力によって一次側部材と二次側部材との間に吸引
力が作用すると、この吸引力はテーブルを持ち上げる方
向の上向き垂直力としてテーブルに作用し、テーブル移
動時にベッドに作用するテーブル重量を軽減するから、
ガイド部のテーブル支持負担が低減されて耐久性が向上
し、またテーブルの送り駆動力が低減され、リニアモー
タの必要推力が少なくて済むようになる。

【００３０】またこの吸引力はテーブル重量による下向
き垂直力の相殺されるから、ベッドあるいはテーブルに
大きい変形負荷が作用するすることがなくなり、ベッド
あるいはテーブルが変形することが回避される。

【００３１】このようなことから、スムーズな送り移動
動作が確保され、高加減速、高速送り、高水準の位置決
め精度が得られる。

【００３２】また特にテーブル移動開始時にはリニアモ
ータに通電する電流値が高いことにより、リニアモータ
の磁気垂直力も大きくなり、これに伴いテーブルを持ち
上げる方向の垂直力がテーブル移動開始時に特に大きく
なるから、ベッドのテーブル案内面におけるテーブル支
持負荷を実質的に零にすることができ、このことからテ
ーブル移動開始時の必要起動力を低減できる。

【００３３】リニアモータの一次側部材と二次側部材の
取付面であるベッドの下面部とテーブルの上面部とが上
下に傾斜していれば、テーブルを持ち上げる方向の上向
き垂直力はその取付面の傾斜角により決まる垂直方向分
力により与えられるから、その傾斜角の選定により適当
な垂直方向分力が大きい自由度の下に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による工作機械の送り装置の一実施例を
示す概略構成図である。

【図２】リニアモータによる工作機械の送り装置の一例
を示す概略構成図である。

【図３】リニアモータによる工作機械の送り装置の他の
例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ ベッド ３ リニアガイド ５ テーブル ７ 一次側部材 ９ 二次側部材 １５、１９ 取付面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 覚張 勝治 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 田代 早苗 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 熊本 聰 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベッドの上面に形成されたテーブル案内
   面上にテーブルが線形移動可能に設けられている工作機
   械の送り装置において、 前記ベッドの下面部にリニアモータの一次側部材あるい
   は二次側部材の一方が取り付けられ、前記テーブルは前
   記ベッドの前記下面部に対向する上面部を有し、当該上
   面部に前記リニアモータの一次側部材あるいは二次側部
   材の他方が前記ベッドに取り付けられている一次側部材
   あるいは二次側部材と対向して取り付けていることを特
   徴とする工作機械の送り装置。
2. 【請求項２】 前記リニアモータは前記ベッドおよび前
   記テーブルの左右両側に各々設けられ、その各リニアモ
   ータの一次側部材あるいは二次側部材を取り付けられて
   いる前記ベッドの前記下面部と前記テーブルの上面部は
   左右両側にあって左右対称をもって上下に傾斜してＶ形
   に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の工
   作機械の送り装置。