JP3538172B2 - リニアモータ駆動装置 - Google Patents

リニアモータ駆動装置

Info

Publication number
JP3538172B2
JP3538172B2 JP2001298115A JP2001298115A JP3538172B2 JP 3538172 B2 JP3538172 B2 JP 3538172B2 JP 2001298115 A JP2001298115 A JP 2001298115A JP 2001298115 A JP2001298115 A JP 2001298115A JP 3538172 B2 JP3538172 B2 JP 3538172B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
linear motor
movable body
reference plane
driving device
motor driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2001298115A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002176763A (ja
Inventor
雅英 勝木
和司 川津
勝治 覚張
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP2001298115A priority Critical patent/JP3538172B2/ja
Publication of JP2002176763A publication Critical patent/JP2002176763A/ja
Priority to KR10-2002-0046733A priority patent/KR100485968B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of JP3538172B2 publication Critical patent/JP3538172B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はリニアモータ駆動
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。
【０００２】
【従来の技術】精密加工機の機枠等の固定体に対し、ワ
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。
【０００３】こうしたリニアモータ駆動装置の可動体
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。
【０００４】このため、リニアモータを構成する磁石を
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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、どのような磁
石配列方式が有効か、１つの研究課題になっている。
【０００６】一方、リニアモータ駆動装置の可動体は、
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。
【０００７】そして、磁石の配列位置を基準面の左右で
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。
【０００８】しかしながら、この方式はコギングが低減
されてもヨーイングが増すという問題がある。
【０００９】なお可動体の動きを安定化するため案内機
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。
【００１０】本発明は、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
装置を提供することをその目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する上
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。
【００１２】この点、請求項１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。
【００１３】これらの発明によれば、可動体の基準面と
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。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】請求項３に係る発明は、請求項１又は 2の
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。
【００２３】この発明によれば、可動体の動きが安定す
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】図１は、非球面レンズ用金型を加工するた
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。
【００２６】上記超精密加工機は基台１上にベッド部２
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。
【００２７】ツール側のベッド部２Ａにスライダ３がＸ
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。
【００２８】ワーク側のベッド部材２Ｂにはワークテー
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。
【００２９】この発明に係るリニアモータ駆動装置は、
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。
【００３０】固定体２２の左右両側部上面に、リニアモ
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。
【００３１】可動体２１の下底中央部にコイルマウント
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。
【００３２】固定体２２には溝形断面の磁石取付部材２
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。
【００３３】上記構成において、左側の電磁コイル２６
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。
【００３４】図４のように、第１のリニアモータ３２の
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。
【００３５】また、可動体２１の移動方向両端部（つま
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。
【００３６】この実施の形態によれば、前後の鉄板４０
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。
【００３７】直動案内機構２３がＶ−Ｖ有限形ころがり
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。
【００３８】従って、非球面レンズ用金型の加工に必要
とされる超精密加工が可能となる。
【００３９】図５はこの発明の別の実施の形態に係るリ
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。
【００４０】この実施の形態は、電磁コイル２６、２７
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。
【００４１】この実施の形態によっても、前述の実施の
形態と同様な作用および効果が得られる。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
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。
【００４３】また、この発明によるリニアモータ駆動装
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るリニアモータ駆動装置が適用さ
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。
【図２】この発明の実施の形態に係るリニアモータ駆動
装置の側面図である。
【図３】図２の線Ａ−Ａ断面図である。
【図４】図２のリニアモータ駆動装置の模式的平面図で
ある。
【図５】この発明の別の実施の形態に係るリニアモータ
駆動装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 基台 ２ ベッド部材 ２Ａ ツール側ベッド部 ２Ｂ ワーク側ベッド部材 ３ スライダ ４ コラム ５ スピンドル台 ８ ワークテーブル ９ 回転軸台 ２１ 可動体 ２２ 固定体 ２３ 案内機構 ２６、２７ 電磁コイル ２８ 取付部材 ３０、３１ 永久磁石 ３２ 第１のリニアモータ ３３ 第２のリニアモータ ４０ 鉄板 Ｐ 基準面
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−206100（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−331834（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−49230（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−98805（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−65656（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−278252（ＪＰ，Ａ) 特開2001−231243（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−118678（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−75984（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭59−1415（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 41/00 B23Q 5/28

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
JP2001298115A 2000-09-29 2001-09-27 リニアモータ駆動装置 Expired - Lifetime JP3538172B2 (ja)

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
JP3538172B2 true JP3538172B2 (ja) 2004-06-14

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
JP (1) JP3538172B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002176763A (ja) 2002-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2718694B2 (ja) 案内装置
GB2179279A (en) Linear motor-driven x-y table
JP4883845B2 (ja) リニアモータ駆動ユニット
JP4347396B2 (ja) シャトルのガイドの位置を保持する機構を備えた加工装置
JP4902612B2 (ja) 機械装置の平面ステージ移動装置
JPH10263960A (ja) 工作機械
JP2001298941A (ja) リニアモータ駆動の軸送り装置
JP2008254114A (ja) 工作機械用磁気軸受スピンドル装置
JP3532525B2 (ja) 六脚工作機械
JP3538172B2 (ja) リニアモータ駆動装置
JPH05284722A (ja) リニアパルスモータ及びこれを具備した直動ユニット
JPH1199424A (ja) 工作機械の主軸ヘッド支持構造
US6724104B2 (en) Linear motor drive apparatus
JPH0375294B2 (ja)
JP4041261B2 (ja) ワイヤ放電加工機
TWM610601U (zh) 多頭加工中心
JP2000102237A (ja) リニアスライド
JP2006054974A (ja) リニアモータ
KR100485968B1 (ko) 리니어 모터 구동 장치
JP3910564B2 (ja) リニアモータ駆動直動装置
JPH03218249A (ja) リニアモータ一体型直動案内ユニット
JP5141191B2 (ja) 縦型位置決めテーブル
JP2000237923A (ja) 工作機械
JPH10166201A (ja) 工作機械
JP2006034013A (ja) 工作機械用リニアモータ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031201

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20040113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040309

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040318

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3538172

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080326

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080326

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080326

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090326

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100326

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100326

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110326

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120326

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140326

Year of fee payment: 10

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350