JP2006067657A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 リニアモータ内の防塵と冷却を図る装置を提供する。
【解決手段】 リニアモータ１００は、上部が開口するチューブ１１０を有し、ガイド壁部１１２の両側に固定子１４０がとりつけられる。移動子１５０はコイル１６０を有し、チューブ１１０の走行路１３０内を移動する。チューブ１１０のフランジ部１２０には２本の磁性材１７０がとりつけられ、スチールベルト２００のカバーの両端を吸着する。流路１２２に清浄空気供給装置３００からの冷却乾燥空気を供給し、チューブ内の冷却と防塵を図る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、チューブカバーを備えたリニアモータに関する。

例えば、工作機械等に装備されて機器を駆動するリニアモータは、上面が開口するチューブ内に固定子を直線的に設置し、移動子を直線駆動する。移動子は、コラム等の機器に直結され、コラムを直線的に駆動する。

リニアモータは過電流による発熱や電磁コイルで発生するジュール熱の影響で大きな熱が発生する。工作機器等にあっては、この熱による変位を防止するためにチューブ内の冷却を行う必要がある。
また、固定子や移動子は、磁界を形成するので、磁性の塵等を吸着し、作動不良の原因ともなる。
下記の特許文献は、リニアモータが装備されるチューブをカバーで覆い、強制空冷する装置が開示されている。
特開２００４−７２９１０号公報

チューブを覆うカバー内は、移動子の移動に伴ない、圧力変動が発生する。特に移動子の移動方向の後方は減圧され、外気を吸い込む作用が発生する。
本発明は、チューブに対するカバーのシール性を向上し、チューブ内の防塵と冷却効果の優れた装置を提供するものである。

本発明のリニアモータは、基本的手段として、開口部を有するチューブと、チューブ内に配置される固定子と、固定子に対向して配設される移動子と、チューブの開口部を覆う磁性材製のカバーを備え、チューブの開口部の両側端に設けられてカバーの両側部を吸着する複数本の磁性材と、複数本の磁性材で形成される通路に冷却されたクリーンエアを供給する手段を備えたものである。
そして、移動子に設けられるカバーの昇降装置を備え、移動子の通過に伴い磁性材とカバーの間に開口部を形成し、カバーの昇降装置を介して冷却されたクリーンエアをチューブ内に供給する手段を備える。
さらに、チューブの一方の端部にチューブ内の空気を排気する手段を備えるものである。

以上の手段を備えることにより、リニアモータの移動子が通過するチューブ内の冷却と防塵を達成することができるものである。

図１は、本発明を実施するレーザ加工機の概要を示す説明図である。
全体を符号１で示すレーザ加工機は、箱形のフレーム１０を有し、フレーム１０内に加工物Ｗ_１を載置するパレット２０が装備される。フレーム１０の長手方向の両側部には、リニアモータ装置１００が取付けられる。
フレーム１０上にフレーム１０の長手方向に移動自在に設けられるコラム３０は、リニアモータ装置１００により駆動されて、Ｘ軸方向に移動制御される。

コラム３０上には、Ｘ軸に直行するＹ軸方向に移動自在にヘッドユニット４０が装備される。ヘッドユニット４０もリニアモータ装置により移動制御される。
ヘッドユニット４０に対して、レーザ加工ヘッド５０がＺ軸方向に移動自在に取付けられる。このレーザ加工ヘッド５０の移動制御もリニアモータ装置により行うこともできる。

図示しない光学系によりレーザ加工ヘッド５０に送られるレーザは、加工物Ｗ_１上面近傍に焦点が合わされ、必要なレーザ加工が達成される。
フレーム１０上に設けられる制御盤６０は、レーザ加工機１全体の制御を行う。

図２は、本発明のリニアモータ装置の断面構造を示す説明図である。
リニアモータ装置１００は、上部が開口するチューブ１１０を有し、チューブ１１０の中央部にはリニアモータの固定子を取付けるガイド壁１１２が立設される。
上部が開口するチューブ１１０の両側の上端部には、フランジ部１２０が形成される。
チューブ１１０の内部には、リニアモータの移動子が走行するための走行路１３０が形成される。

ガイド壁１１２の両面には、永久磁石でつくられる固定子１４０が取付けられる。移動子１５０は、固定子１４０に対向して設けられるコイル１６０を有する。固定子１４０は、表面極性の異なる永久磁石を一定間隔に並べて構成される。移動子１５０に設けたコイル１６０に給電することによって、移動子１５０は紙面に垂直な方向に移動するリニアモータを構成する。

チューブ１１０は、上側が開口しているので、空気中の塵等がチューブ１１０内に入り込み、磁石金属粉等が固定子１４０に吸着される不具合が生ずる。
この対策として、本発明にあっては、チューブ１１０のフランジ部１２０に平行する２本の溝を形成し、２本の溝に磁性材１７０を挿入固定してある。この磁性材１７０は、例えば、磁性ゴムが使用される。２本の磁性材１７０を埋める溝の中央部には、空気の流路１２２が形成される。

リニアモータ装置１００のチューブ１１０の開口部上には、チューブ１１０の長手方向に沿ってスチールベルト２００が張設される。このスチールベルト２００は、例えば、一方の端部がフレームに対して固定され、他方の端部はスプリング等を介して固定される。そこで、スチールベルト２００は、常時適当な張力が加えられた状態でチューブ１１０の開口部を覆うカバーとして機能する。
スチールベルト２００の両側部は、それぞれ２本の磁性材１７０で吸着され、シール機構が構成される。

図３は、リニアモータ装置１００の側面構造を示す説明図である。
チューブ１１０の内部には固定子１４０が設けられ、固定子１４０に対して移動子１５０が矢印Ｆ方向と、逆方向に直線的に移動する移動子１５０は、コラム３０に対して一体的に連結されている。そこで、このコラムが通過する場合にあっては、スチールベルト２００を磁性材１７０から上昇させて、部材が通過する間隙を形成させる必要がある。

本発明にあっては、移動子１５０の上部にスチールベルト昇降ユニット２５０を設けてある。このスチールベルト昇降ユニット２５０は、カバー２５２と、カバー２５２内に配設されるガイドローラ２６０を備え、移動子１５０が通過する場所のスチールベルト２００を部分的に昇降させる。
このスチールベルト２００が上昇したときに、機外の汚れた外気がチューブ内に浸入しないように、空気流路１２２に空気を送り、エアカーテンを形成する。

清浄空気供給源３００は、配管３１０を介して空気流路１２２に冷却乾燥されたクリーンエアを供給する。これにより、空気流路１２２内は冷却されたクリーンエアで正圧に保たれ、スチールベルト２００が上昇したときに、エアカーテンを形成し、チューブ内への外気の浸入を防止する。

次に、図３に示すように、チューブ１１０内にはリニアモータからの発熱により、チューブ内の空気が昇温する。そこで、チューブ１１０の一方の端部にモータ４１０で駆動されるファン４００を設けて、チューブ内の空気を排気する構造を採用している。

チューブ内の排気を補うために、スチールベルト昇降ユニット２５０を介して清浄空気供給源３００からの冷却乾燥されたクリーンエアＡ_１をチューブ１１０内に強制的に送り込む。
この作用によって、チューブ１１０内の冷却と、防塵が達成される。

次に、図３に示すように、チューブ１１０内で移動子１５０が矢印Ｆ方向に移動すると、チューブ内の空気圧Ｐは、移動子１５０の進行方向前方で昇圧し、進行方向後方で減圧される。
この減圧により、チューブ１１０内に外気が導入されようとするが、この減圧部分の空気量Ｖ_１を強制的に送り込まれるクリーンエアＡ_１で補うことによって、外気の浸入が防止できる。
以上の構成により、リニアモータの移動子が通過するチューブ内の冷却と防塵を達成することができる。

本発明を適用するレーザ加工機の斜視図。 リニアモータの断面図。 リニアモータの側面図。

符号の説明

１ レーザ加工機
１０ フレーム
２０ パレット
３０ コラム
４０ ヘッドユニット
５０ レーザ加工ヘッド
１００ リニアモータ
１１０ チューブ
１４０ 固定子
１５０ 移動子
１７０ 磁性材
２００ スチールベルト
２５０ スチールベルト昇降ユニット
３００ 清浄空気供給源

Claims (4)

1. 開口部を有するチューブと、チューブ内に配置される固定子と、固定子に対向して配設される移動子と、チューブの開口部を覆う磁性材製のカバーを備えたリニアモータであって、
   チューブの開口部の両側端に設けられてカバーの両側部を吸着する複数本の磁性材と、複数本の磁性材で形成される通路に冷却されたクリーンエアを供給する手段を備えたリニアモータ。
2. 移動子に設けられるカバーの昇降装置を備え、移動子の通過に伴い磁性材とカバーの間に開口部を形成する請求項１記載のリニアモータ。
3. カバーの昇降装置を介して冷却されたクリーンエアをチューブ内に供給する手段を備えた請求項２記載のリニアモータ。
4. チューブの一方の端部にチューブ内の空気を排気する手段を備えた請求項１乃至３のいずれかに記載のリニアモータ。
   

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