JP3538172B2 - リニアモータ駆動装置 - Google Patents
リニアモータ駆動装置Info
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Description
装置に関し、特に、精密加工機の固定体と可動体との間
に適用可能なリニアモータ駆動装置に関する。
ークテーブルまたはスピンドル台等の可動体を直線的に
送るため、ボールねじとナットとの組合せにより送り駆
動装置に代えて、固定体に配列した磁石の列と可動体に
配列した磁石の列とでリニアモータを構成し、このリニ
アモータの電磁力で可動体を送り駆動するリニアモータ
駆動装置が研究されている。
は、固定体に設けられた案内機構により案内され、従っ
て、案内機構の設計基準面、例えば、案内機構を左右に
二等分する中心面、に沿って可動である。
上記基準面の両側に平行に配列したリニアモータ駆動装
置が考えられている。
石配列方式が有効か、1つの研究課題になっている。
直動時にコギング(進行方向での息つぎ動作)とヨーイ
ング(左右方向への揺らぎ)を伴いがちで、それらの低
減が別の研究課題になっている。
半ピッチずらすことにより、可動体のコギングを低減す
る方式が既に研究されている。
されてもヨーイングが増すという問題がある。
構の構成に工夫を加えることも別の研究課題になってい
る。
なくコギングを低減することが可能なリニアモータ駆動
装置を提供することをその目的としている。
で、本発明者等は、磁石の平行列を基準面に関して面対
称とし、可動体の基準面との交叉部に、基準面と平行な
鉄板を設け、この鉄板を先細り形状、特に三角形状、に
すると可動体のコギングが低減し、また前記鉄板を可動
体の移動方向両端部に対称に設けると更に明瞭にコギン
グが低減し、これらの効果は固定体に取り付ける磁石列
が電磁石の列であっても永久磁石の列であっても得られ
ることを発見した。
アモータ駆動装置の仮想中心面としての基準面に関し左
右対称な下側案内部を有する固定体と、前記下側案内部
に係合する上側案内部を備え前記基準面に沿って移動可
能な可動体と、前記固定体の上面に複数のボルトで締結
した磁石取付部材と、前記磁石取付部材の溝形断面の左
右の内面に取り付けて前記基準面の両側に平行且つ左右
対称に配列した複数対の永久磁石と、前記可動体の下底
中央部に固定したコイルマウント部材と、前記コイルマ
ウント部材の左右両側に、それぞれ冷却用ジャケットを
介し、各対背中合わせに取り付けて前記基準面の両側に
平行且つ左右対称に配列した U,V,W 極を互いに逆の順で
有する複数対の電磁コイルとを有し、前記可動体の前後
の端部と前記基準面との交叉部に、側面視三角形状の鉄
板を、前記基準面と平行に前後へ対称に設けたことを特
徴とするリニアモータ駆動装置である。また、請求項2
に係る発明は、当該リニアモータ駆動装置の仮想中心面
としての基準面に関し左右対称な下側案内部を有する固
定体と、前記下側案内部に係合する上側案内部を備え前
記基準面に沿って移動可能な可動体と、前記固定体の上
低中央部に固定したコイルマウント部材と、前記コイル
マウント部材の左右両側に、それぞれ冷却用ジャケット
を介し、各対背中合わせに取り付けて前記基準面の両側
に平行且つ左右対称に配列した U,V,W 極を互いに逆の順
で有する複数対の電磁コイルと、前記可動体の下面に複
数のボルトで締結した磁石取付部材と、前記磁石取付部
材の溝形断面の左右の内面に取り付けて前記基準面の両
側に平行且つ左右対称に配列した複数対の永久磁石とを
有し、前記可動体の前後の端部と前記基準面との交叉部
に、側面視三角形状の鉄板を、前記基準面と平行に前後
へ対称に設けたことを特徴とするリニアモータ駆動装置
である。
の交叉部に、側面視三角形状の鉄板を、前記基準面と平
行に前後へ対称に設けたので、前記発見から明らかなよ
うに可動体のコギングが低減され、また複数の永久磁石
の列と複数の電磁コイルの列とを基準面に関し対称に配
列しているので、ヨーイングも低減される。
いずれかに係るリニアモータ駆動装置おいて、前記下側
案内部は前記基準面に関し左右対称な有限個ころがり軸
受け案内式 V 溝形であり、前記上側案内部は前記基準面
に関し左右対称な V 形であることを特徴とするリニアモ
ータ駆動装置である。
る。
明の実施の形態を詳細に説明する。
めの超精密加工機を示し、この超精密加工機に、この発
明に係るリニアモータ駆動装置が適用される。
を有し、このベッド部2にX方向のツール側ベッド部2
Aが形成され、Z軸方向のワーク側ベッド部材2Bが取
り付けられる。
軸方向往復直線動可能に設けられ、このスライダ3にコ
ラム4が設けられ、このコラム4にスピンドル台5がY
軸方向移動可能に設けられ、このスピンドル台5はスピ
ンドル6を有し、このスピンドル6に切削工具、研削工
具等が取り付けられる。スピンドル台5のY軸方向への
駆動はY軸サーボモータ7と連動した送りねじ機構によ
り行われる。
ブル8がZ軸方向往復直線移動に設けられ、このワーク
テーブル8に回転軸台9が固定され、この回転軸台9は
チャックによってワークを把持する回転軸10を有し、
この回転軸10はC軸サーボモータ11により回転駆動
される。
前記ツール側ベッド部2Aまたはワーク側ベッド部材2
Bを固定体とし、前記スライダ3またはワークテーブル
8を可動体として適用され、以下、その実施の形態を図
2〜図4を参照して共通に説明する。なお、説明の共通
化のため、前記スライダおよびワークテーブル8を可動
体21と呼び、前記ツール側ベッド部2Aおよびワーク
側ベッド部材2Bを固定体22と呼ぶ。
ータ駆動装置の1つの設計基準面(仮想中心面)Pに関
し左右対称に構成された有限個ころがり軸受け案内式V
溝形下側案内部を設け、可動体21の左右両側部下面
に、上記基準面Pに関し左右対称なV形上側案内部を設
け、この上側案内部を上記下側案内部と係合させて案内
機構23を構成し、この案内機構23により可動体21
を往復直線動可能に案内する。
部材24を固定して垂下させ、このコイルマウント部材
24の左右両側に、それぞれ冷却用ジャケット25を介
して、複数対の左右の電磁コイル26、27を、各対背
中合わせに、また基準面Pに関し平行且つ左右対称に取
付けて配列する。
8を一体に固定する。この取付部材28は、その底部2
8Aに等間隔に設けた突部28Bの下面を固定体22の
上面22Aに着座させ、それぞれボルト29で締結す
る。取付部材28の左右両側部28C、28Dの内壁面
に、複数対の左右の永久磁石30、31を、基準面Pに
関し平行且つ左右対称に取り付けて配列する。可動体2
1に取り付けられた電磁コイル26、27の対の列は、
固定体22に取り付けられた永久磁石30、31の対の
列の間を、基準面Pに沿って移動することになる。な
お、電磁コイル26、27の対の列と永久磁石30、3
1の対の列とは本実施の形態では等ピッチとするが、別
ピッチでも良い。
の列と左側の永久磁石30の列とで左側の第1リニアモ
ータ32が構成され、右側の電磁コイル27の列と右側
の永久磁石31の列とで右側の第2リニアモータ33が
構成される。従って、第1のリニアモータ32と第2の
リニアモータ33とは互いに平行、且つ、基準面Pに関
し対称である。
永久磁石30と第2のリニアモータ33の永久磁石31
とは、N極34とS極35とを交互に有する。これらの
永久磁石30、31は基準面Pに関して左右対称であ
り、相互の配置位置にずれがない。第1のリニアモータ
32の電磁コイル26と第2のリニアモータ33の電磁
コイル27とは、U極、V極、W極を互いに逆の順で有
するが、対応するU極―W極、V極―V極はそれぞれ基
準面Pに関して左右対称であり、相互の配置位置にずれ
がない。
り、前後の端部)と基準面Pとの交叉部に、基準面Pと
平行な先細り形状(具体的には、側面視二等辺三角形
状)の鉄板40を前後対称に設けている。
の電磁的作用により可動体21のコギングが低減され、
また左右のリニアモータ32、33の対称性により可動
体21のヨーイングが低減される。
案内により構成されているから、静圧案内による場合よ
りも、高い剛性が得られ、高精度な送り分解能による精
密な送りが行われ得るようなる。電磁コイル26、27
が可動体21側にあるコイル移動型であるから、第1の
リニアモータ32、第2のリニアモータ33の推力は常
に可動体21の定点に作用し、可動体21の運動精度が
安定する。
とされる超精密加工が可能となる。
ニアモータ駆動装置を示す。前述の実施の形態に対応す
る部分は同じ符号を付け、説明を省略する。
を固定体22側に取り付け、取付部材28および永久磁
石30、31を可動体21側に取り付けた点で上述した
実施の形態と異なる。
形態と同様な作用および効果が得られる。
明に係るリニアモータ駆動装置によれば、可動体のヨー
イングを増すことなくコギングを低減することが可能な
リニアモータ駆動装置が提供される。つまり、発明者等
の発見通りにコギングが低減されるばかりでなく、2組
のリニアモータの対称性から磁気吸引力の左右方向の成
分が相殺され、周期的なヨーイング現象が低減され、可
動体が磁極ピッチで蛇行しない。これにより可動体の直
進性が改善され、加工精度が向上する。
置によれば、直動案内部材がV−V有限形ころがり案内
であることにより、静圧案内による場合よりも、高い剛
性が得られ、高精度な送り分解能による精密な送りが行
われ、加工精度が向上する。
れる非球面レンズ用金型加工用の超精密加工機の正面図
である。
装置の側面図である。
ある。
駆動装置の断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 当該リニアモータ駆動装置の仮想中心面
としての基準面に関し左右対称な下側案内部を有する固
定体と、前記下側案内部に係合する上側案内部を備え前
記基準面に沿って移動可能な可動体と、前記固定体の上
面に複数のボルトで締結した磁石取付部材と、前記磁石
取付部材の溝形断面の左右の内面に取り付けて前記基準
面の両側に平行且つ左右対称に配列した複数対の永久磁
石と、前記可動体の下底中央部に固定したコイルマウン
ト部材と、前記コイルマウント部材の左右両側に、それ
ぞれ冷却用ジャケットを介し、各対背中合わせに取り付
けて前記基準面の両側に平行且つ左右対称に配列した U,
V,W 極を互いに逆の順で有する複数対の電磁コイルとを
有し、 前記可動体の前後の端部と前記基準面との交叉部に、側
面視三角形状の鉄板を、前記基準面と平行に前後へ対称
に設けたことを特徴とするリニアモータ駆動装置。 - 【請求項2】 当該リニアモータ駆動装置の仮想中心面
としての基準面に関し左右対称な下側案内部を有する固
定体と、前記下側案内部に係合する上側案内部を備え前
記基準面に沿って移動可能な可動体と、前記固定体の上
低中央部に固定したコイルマウント部材と、前記コイル
マウント部材の左右両側に、それぞれ冷却用ジャケット
を介し、各対背中合わせに取り付けて前記基準面の両側
に平行且つ左右対称に配列した U,V,W 極を互いに逆の順
で有する複数対の電磁コイルと、前記可動体の下面に複
数のボルトで締結した磁石取付部材と、前記磁石取付部
材の溝形断面の左右の内面に取り付けて前記基準面の両
側に平行且つ左右対称に配列した複数対の永久磁石とを
有し、 前記可動体の前後の端部と前記基準面との交叉部に、側
面視三角形状の鉄板を、前記基準面と平行に前後へ対称
に設けたことを特徴とするリニアモータ駆動装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のリニアモータ駆
動装置において、前記下側案内部は前記基準面に関し左
右対称な有限個ころがり軸受け案内式 V 溝形であり、前
記上側案内部は前記基準面に関し左右対称な V 形である
ことを特徴とするリニアモータ駆動装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001298115A JP3538172B2 (ja) | 2000-09-29 | 2001-09-27 | リニアモータ駆動装置 |
KR10-2002-0046733A KR100485968B1 (ko) | 2001-09-27 | 2002-08-08 | 리니어 모터 구동 장치 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000299530 | 2000-09-29 | ||
JP2000-299530 | 2000-09-29 | ||
JP2001298115A JP3538172B2 (ja) | 2000-09-29 | 2001-09-27 | リニアモータ駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002176763A JP2002176763A (ja) | 2002-06-21 |
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Family
ID=26601163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001298115A Expired - Lifetime JP3538172B2 (ja) | 2000-09-29 | 2001-09-27 | リニアモータ駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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---|---|---|---|---|
JPWO2008120647A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2010-07-15 | 住友重機械工業株式会社 | 型締装置 |
JP5250270B2 (ja) * | 2008-01-11 | 2013-07-31 | ヤマハ発動機株式会社 | リニアモータ及び部品移載装置 |
JP2010115741A (ja) | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Toshiba Mach Co Ltd | 高硬度材料の切削加工方法および切削加工機械 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001298115A patent/JP3538172B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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