KR20080017229A - 리니어 모터 및 그것을 탑재한 공작기계 - Google Patents

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KR20080017229A
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cylindrical linear
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타쿠야 오카다
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무라타 기카이 가부시키가이샤
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Abstract

복수개의 원통형 리니어 모터를 이용하여 출력 업을 도모함과 아울러, 콤팩트하게 구성할 수 있는 리니어 모터를 제공한다.
이 리니어 모터(1)는, 영구자석으로 이루어지는 축부재(3) 및 이 축부재(3)가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛(4)을 갖는 원통형 리니어 모터(2)를 복수 구비한다. 상기 복수의 원통형 리니어 모터(2)는, 서로 병렬로 인접 배치한다. 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터(2)의 배치 피치(P)는, 원통형 리니어 모터(2)의 직경 치수(D)와 대략 같다.

Description

리니어 모터 및 그것을 탑재한 공작기계{LINEAR MOTOR AND MACHINE TOOL WITH THE SAME}
도 1(A)는 본 발명의 일실시형태에 따른 리니어 모터의 종단면도, 동 도 1(B)는 그 횡단면도이다.
도 2는 동 리니어 모터의 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 리니어 모터에 있어서의 각 원통형 리니어 모터의 배치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리니어 모터에 있어서의 각 원통형 리니어 모터의 배치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리니어 모터에 있어서의 각 원통형 리니어 모터의 배치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리니어 모터에 있어서의 각 원통형 리니어 모터의 배치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리니어 모터에 있어서의 각 원통형 리니어 모터의 배치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리니어 모터에 있어서의 각 원통형 리니어 모터의 배치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리니어 모터에 있어서의 각 원통형 리니어 모터의 배치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 일실시형태에 따른 리니어 모터를 이용한 공작기계인 프레스 기계의 측면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : 리니어 모터 2 : 원통형 리니어 모터
3 : 축부재 4 : 코일 유닛
5 : 코일 7 : 코일 케이스
8 : 코일 유닛 수용공간 9 : 축부재 관통구멍
10,11 : 연결부재 12 : 출력축
13 : 가이드 축 14 : 가이드 구멍
19 : 결선부 20 : 배선
41 : 프레임 45 : 프레스 기구
D : 직경 치수 L1 : 가상 직선
L2 : 접선 O : 출력축 중심
p : 배치 피치
본 발명은, 리니어 모터 및 그것을 탑재한 프레스 기계 등의 공작기계에 관 한 것이다.
종래, 리니어 모터로서, N극과 S극이 교대로 나열되는 영구자석으로 이루어지는 축부재와, 이 축부재의 주위를 둘러싸는 복수의 코일을 축방향으로 나열한 코일 유닛을 구비하는 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌1).
[특허문헌1] 일본 특허공개 평10-313566호 공보
상기 특허문헌1에 개시된 리니어 모터는, OA기기 등에 있어서, 회전형 모터 및 볼 나사의 조합 대신에 이용하는 용도 등의 것이지만, 프레스 기계 등의 직동 운동을 행하는 공작기계에 있어서도, 리니어 모터를 이용하면, 구성이 간소하며 제어성에도 우수한 것으로 된다. 그러나, 프레스 기계 등에 리니어 모터를 이용할 경우, 큰 추력을 얻는 것이 필요하다. 리니어 모터는, 자력이 강한 영구자석을 이용하는 것이 일반적이지만, 1개의 리니어 모터로 큰 추력을 얻기 위해서는 자석의 크기의 제조 한계나 공급 전압 등의 제약도 있어서, 제조가 곤란하다. 복수개의 원통형 리니어 모터를 병설하여 이용하는 리니어 모터도 제안되어 있지만, 콤팩트화의 점에서 문제가 있다. 또한, 각 원통형 리니어 모터의 출력이 편중되어서 작용할 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 복수개의 원통형 리니어 모터를 이용하여 출력 업을 도모함과 아울러, 콤팩트하게 구성할 수 있는 리니어 모터를 제공하는 것이다. 또한 균형 좋게 직진 출력이 얻어지는 리니어 모터를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 코일 유닛에 급전하는 결선부가, 원통형 리니어 모터의 병설 간격에 영향을 주는 것을 회피하여, 보다 콤팩트화를 가능하게 하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 부품점수가 적으며 간소한 구조로 할 수 있는 리니어 모터가 탑재된 공작기계를 제공하는 것이다.
제1발명의 리니어 모터는, 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛을 갖는 원통형 리니어 모터를 복수 구비하고, 상기 복수의 원통형 리니어 모터를 서로 병렬로 인접 배치한 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 복수개의 원통형 리니어 모터를 병렬로 배치했기 때문에, 개개의 원통형 리니어 모터의 출력을 복수개분의 출력으로서 이용할 수 있어, 큰 출력을 얻을 수 있다. 또한, 개개의 리니어 모터를, 외경이 원통형인 원통형 리니어 모터로서 서로 병렬로 배치하고, 원통형 리니어 모터끼리를 인접 배치했기 때문에, 콤팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 「인접」은, 서로 근접하여 이웃하고 있는 것을 말한다.
서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 배치 피치는, 원통형 리니어 모터의 직경 치수와 대략 같아도 된다. 이 경우에, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터는, 서로 접하고 있어도, 또한 접촉하지 않을 정도로 가능한 만큼 근접시켜 배치되어 있어도 된다. 비접촉으로 하는 경우, 열팽창이나 진동 등이 생겨도 접하지 않을 정도로 가능한 만큼 근접시킨다.
본 발명에 있어서, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 중심부를 연결하는 가상 직선과, 그 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 외주면의 접선 사이에 형성 되는 간극부에, 상기 원통형 리니어 모터의 코일 유닛에 급전하는 결선부를 배치해도 된다. 원통형 리니어 모터를 서로 인접 배치할 경우, 그 코일 유닛으로의 급전용 결선부가 돌출하여 배치의 장해로 되는 경우가 있다. 상기와 같이, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 중심부를 연결하는 가상 직선과, 그 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 외주면의 접선 사이에 형성되는 간극부에 결선부를 배치하면, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터간의 간극부를 효율적으로 이용하여 결선부를 배치할 수 있어, 보다 한층 콤팩트한 리니어 모터로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 원통형 리니어 모터에 대하여 공통의 1개의 코일 케이스를 설치하고, 이 코일 케이스에 형성된 복수 개소의 코일 유닛 수용공간에, 상기 각 원통형 리니어 모터의 코일 유닛을 수용해도 된다. 이 구성의 경우, 코일 케이스가 개개의 원통형 리니어 모터와 공통인 것으로 되기 때문에, 보다 한층의 콤팩트화가 가능하게 된다.
제2발명의 리니어 모터는, 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛을 갖는 원통형 리니어 모터를, 복수 병렬로 배치하고, 이들 복수의 원통형 리니어 모터의 출력부를 연결부재에 의해 연결한 1개의 출력축으로부터 출력하는 리니어 모터로서, 상기 복수의 원통형 리니어 모터는, 모두, 상기 출력축의 중심을 대칭 중심으로 하여 점대칭의 관계로 배치되는 원통형 리니어 모터가 존재하도록 배치한 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 복수개의 원통형 리니어 모터를 병렬로 배치했기 때문에, 개개의 원통형 리니어 모터의 출력을 복수개분의 출력으로서 이용할 수 있어, 큰 출력을 얻을 수 있 다. 또한, 각 원통형 리니어 모터는, 모두, 상기 출력축의 중심을 대칭 중심으로 하여 점대칭의 관계로 배치되는 원통형 리니어 모터가 존재하도록 배치했기 때문에, 이 점대칭의 관계에 있는 1쌍의 원통형 리니어 모터의 직진 출력은, 그 대칭중심이 되는 출력축의 중심에 작용한다. 그 때문에, 복수개의 원통형 리니어 모터를 설치하면서, 균형 좋게 직진 출력을 얻을 수 있다.
제3발명의 리니어 모터는, 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛을 갖는 원통형 리니어 모터를, 복수 병렬로 배치하고, 이들 복수의 원통형 리니어 모터의 출력부를 연결부재에 의해 연결한 1개의 출력축으로부터 출력하는 리니어 모터로서, 상기 복수의 원통형 리니어 모터의 배열의 그림 중심에 상기 출력축의 중심을 배치한 것을 특징으로 한다. 이 구성의 경우도, 복수개의 원통형 리니어 모터를 병렬로 배치했기 때문에, 개개의 원통형 리니어 모터가 출력이 작은 것이어도, 큰 출력을 얻을 수 있다. 또한, 복수의 원통형 리니어 모터의 배열의 그림 중심에 상기 출력축의 중심을 배치했기 때문에, 복수개의 원통형 리니어 모터를 설치하면서, 균형 좋게 직진 출력을 얻을 수 있다.
본 발명은, 상기 제 1 내지 제 3 중 어느 하나의 구성의 리니어 모터와, 이 리니어 모터에 의해 진퇴 구동되어 공구 또는 공작물을 이동시키는 가동부를 구비한 것이어도 된다.
이 명세서에서 말하는 「공작기계」는, 선반 등의 절삭가공을 행하는 기계에 한정되지 않고, 물건을 가공하는 기계 일반을 나타내는 광의의 공작기계이며, 펀치 프레스나 그 밖의 프레스 기계를 포함하는 의미이다. 이 구성에 의하면, 진퇴 동작하는 가동부를 리니어 모터로 구동시키기 때문에, 회전형 모터를 이용하는 것과 달리, 회전을 직선운동으로 변환하는 기구가 불필요하여, 부품점수가 적으며 간소한 구조로 할 수 있다. 또한, 구동원으로 되는 리니어 모터는, 원통형 리니어 모터를 서로 병렬로 인접 배치한 것이기 때문에, 큰 출력을 얻을 수 있고, 또한 편중됨이 없이 직진 출력을 얻을 수 있다.
본 발명의 리니어 모터가 탑재된 공작기계는, 상기 리니어 모터를, 프레스 금형을 구동하는 구동원으로서 이용한 프레스 기계이어도 된다. 프레스 기계에서는, 프레스 가공을 위해 큰 출력이 요구되기 때문에, 본 발명의 리니어 모터에 있어서의 큰 출력이 얻어진다는 이점이 효과적으로 발휘된다.
상기 공작기계가, 리니어 모터를, 프레스 금형을 구동하는 구동원으로서 이용한 프레스 기계일 경우에, 상기 리니어 모터는, 상기 출력축이, 프레스 금형이 승강하는 프레스 승강축에 일치하도록 프레스 프레임에 설치해도 된다. 이와 같이 리니어 모터의 출력축과 프레스 금형이 승강하는 프레스 승강축을 일치시키면, 간소한 구성으로 정밀도가 좋은 프레스 가공을 행할 수 있다.
제1발명과 제2발명의 일실시형태를 도 1 및 도 2와 함께 설명한다.
제1발명은, 이 리니어 모터(1)를, 복수의 원통형 리니어 모터(2)를 서로 병렬로 인접 배치한 것이다.
제2발명은, 복수의 원통형 리니어 모터(2) 모두 출력축의 중심(O)을 대칭 중심으로 하여 점대칭의 관계로 배치한 것이다. 즉, 임의의 원통형 리니어 모터(2) 를, 상기 출력축 중심(O)의 둘레로 180°회전시킨 위치에, 반드시 별도의 원통형 리니어 모터(2)가 위치하도록 배치한다. 이 점대칭으로 배치하는 형태로서, 이 예에서는 동일 사양의 원통형 리니어 모터(2)를, 출력축 중심(O)을 중심으로 하는 가상의 원 상에 원주방향으로 나란하게 배치하고, 원통형 리니어 모터(2)의 개수를 짝수개로 하고 있다.
각 원통형 리니어 모터(2)는, N극과 S극이 교대로 나열되는 영구자석으로 이루어지는 축부재(3)와, 이 축부재(3)의 주위를 둘러싸는 복수의 코일(5)이 상기 축방향으로 나란하게 되어 상기 축부재(3)가 내부를 상대적으로 축방향 이동가능한 코일 유닛(4)으로 이루어진다. 코일 유닛(4)은 고정자로 되고, 축부재(3)가 이동체로 된다. 또한 축부재(3)를 고정자로 해도 된다. 축부재(3)는, 1개의 둥근 봉형상의 부재로 이루어지지만, 복수개의 영구자석을 축방향으로 나열한 것이어도 된다.
코일 케이스(7)는, 복수의 원통형 리니어 모터(2)에 대하여 공통되게 1개 설치되고, 이 코일 케이스(7)에 설치한 복수 개소의 코일 유닛 수용공간(8)에, 각 원통형 리니어 모터(2)의 코일 유닛(4)이 수용되어 있다. 코일 유닛 수용 공간(8)은, 코일 케이스(7)에 양단으로 관통하여 형성된 축부재 관통구멍(9)의 주위의 원 고리형상 오목부로서 형성되어 있다.
각 원통형 리니어 모터(2)의 축부재(3)는, 코일 케이스(7)의 축부재 관통구멍(9)을 관통하고, 양단이 판형상의 연결부재(10,11)에 의해 서로 연결되어 있다. 한쪽의 연결부재(11)에 있어서의 원통형 리니어 모터(2)의 배열의 중심(O)에, 출력축(12)이 형성되어 있다. 또 한쪽의 연결부재(11)에는, 중심부에 가이드 축(13)이 설치되고, 코일 케이스(7)에 형성된 가이드 구멍(14) 내에, 미끄럼 베어링으로 되는 부시(15)를 통해서 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰져 있다. 가이드 축(13)과 코일 케이스(7) 사이에는, 회전방지수단(16)으로서, 가이드 축(13)의 외주에 키 홈(17)이 형성되고, 이 키 홈(17)에 슬라이딩 가능하게 결합하는 키(18)가 코일 케이스(7)에 고정되어 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 복수의 원통형 리니어 모터(2)를 공통의 코일 케이스(7) 내에 수용했지만, 개개의 원통형 리니어 모터(2)마다 개별의 원통형상의 코일 케이스(도시 생략)를 설치하여 코일 유닛(4)을 수용하고, 그 개별의 코일 케이스를 서로 프레임 등의 결합체(도시 생략)로 결합해도 된다.
서로 이웃하는 원통형 리니어 모터(2)의 배치 피치(P)는, 이들 원통형 리니어 모터(2)의 직경 치수(D)와 대략 같게 되어 있다. 이 원통형 리니어 모터(2)의 직경 치수(D)는, 코일 유닛(4)의 직경이고, 이 실시형태와 같이 공통의 코일 케이스(7) 내에 각 원통형 리니어 모터(2)의 코일 유닛(4)을 수용한 경우, 상기 직경 치수(D)는 코일(5)의 직경 치수로 된다. 개개의 원통형 리니어 모터(2)에 있어서의 코일 유닛(4)을 개별의 코일 케이스에 수용한 경우에는, 그 개별의 코일 케이스의 직경 치수가, 상기 원통형 리니어 모터(2)의 직경 치수로 된다.
각 원통형 리니어 모터(2)의 코일 유닛(4)에는, 급전용 배선(20)을 취출하는 결선부(19)가 설치되어 있다. 또한, 이 결선부(19)에, 코일 유닛(4)에 있어서의 개개의 코일(5)을 서로 접속하는 배선(도시 생략)이 설치된다. 각 원통형 리니어 모터(2)의 결선부(19)는, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터(2)의 중심부를 연결하는 가상 직선(L1)과, 그 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터(2)의 외주면의 접선(L2) 사이에 형성되는 간극부(S)에 배치되어 있다. 또한, 코일 케이스(7)에는, 결선부(19) 및 배선(20)이 수용되는 개구부(21)가 형성되어 있다. 또한, 코일 케이스(7)에는, 냉각수단을 형성해도 된다.
이 구성의 리니어 모터(1)에 의하면, 각 원통형 리니어 모터(2)의 코일 유닛(4)에 동기하여 여자전류를 주고, 그 전류의 방향을 정역으로 바꿈으로써, 각 원통형 리니어 모터(2)의 축부재(3)가, 연결부재(10)와 함께 진퇴한다. 이 연결부재(10)의 진퇴가, 출력축(12)의 진퇴 출력으로서 취출된다. 또한, 도 1(A)는 출력축(12)이 하강단까지 하강한 상태를, 도 2는 출력축(12)이 상승단까지 상승한 상태를 각각 나타낸다.
이 리니어 모터(1)는, 이와 같이 복수개의 원통형 리니어 모터(2)를 병렬로 배치했기 때문에, 개개의 원통형 리니어 모터(2)가 출력이 작은 것이어도, 큰 출력을 얻을 수 있다.
각 원통형 리니어 모터(2)는, 모두, 출력축(12)의 중심(O)을 대칭 중심으로 하여 점대칭의 관계로 배치되는 원통형 리니어 모터(2)가 존재하도록 배치했기 때문에, 이 점대칭의 관계에 있는 1쌍의 원통형 리니어 모터(2,2)는, 그 대칭중심이 되는 출력축 중심(O)에 작용한다. 그 때문에, 복수개의 원통형 리니어 모터(2)를 설치하면서, 균형 좋게 직진 출력을 얻을 수 있다.
또한, 개개의 리니어 모터(2)를, 외경이 원통형인 원통형 리니어 모터로서 서로 병렬로 배치하고, 또한 원통형 리니어 모터(2)끼리를 인접 배치했기 때문에, 콤팩트하게 구성할 수 있다. 이 경우에, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터(2)의 배치 피치(P)가, 원통형 리니어 모터(2)의 직경 치수(D)와 대략 같게 되어 있으므로, 보다 콤팩트하게 구성할 수 있다. 또한 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터(2)는, 서로 접하고 있어도, 또한 접촉하지 않을 정도로 가능한 만큼 근접시켜 배치되어 있어도 된다. 비접촉으로 하는 경우, 열팽창이나 진동 등이 생겨도 접하지 않을 정도로 가능한 만큼 근접시킨다.
이 실시형태에서는, 복수의 원통형 리니어 모터(2)를 공통의 1개의 코일 케이스(7)에 설치한 코일 유닛 수용공간(8)에 수용하고 있고, 코일 케이스(7)가 개개의 원통형 리니어 모터(2)에 공통의 것으로 되므로, 보다 한층의 콤팩트화가 가능하게 된다. 또한, 이 실시형태에서는, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터(2)의 중심부를 연결하는 가상 직선(L1)과, 그 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터(2)의 외주면의 접선(L2) 사이에 형성되는 간극부(S)에, 코일 유닛(4)으로의 급전용 결선부(19)를 배치했기 때문에, 인접하는 원통형 리니어 모터(2) 사이의 간극부(S)를 효율적으로 이용하여 결선부(19)를 배치할 수 있어, 보다 한층 콤팩트한 리니어 모터로 할 수 있다.
또한, 각 원통형 리니어 모터(2)를 인접해서 배치함에 있어서, 그 외에 여러가지의 배치 형태를 채용할 수 있다. 예컨대, 도 3과 같이, 원통형 리니어 모터(2)를 복수열에 배치해도 되고, 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 정사각형의 각 변에 원통형 리니어 모터(2)가 위치하도록 배치해도 된다. 그 외에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 원통형 리니어 모터(2)를 복수열로 또한 지그재그형상으로 배치해도 되 고, 또한 도 6에 나타내는 바와 같이, 원통형 리니어 모터(2)를 가마니 쌓은 형상으로 배치해도 된다.
또한, 각 원통형 리니어 모터(2)를, 출력축의 중심을 대칭중심으로 하여 점대칭의 관계로 배치함에 있어서, 그 외에 여러가지의 배치 형태를 채용할 수 있다. 예컨대, 도 3과 같이, 원통형 리니어 모터(2)를 2열로 배치해도 되고, 또한 도 4에 나타내는 바와 같이, 정사각형의 각 변에 원통형 리니어 모터(2)가 위치하도록 배치해도 된다. 그 외에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 점대칭 관계에 있는 각 쌍의 원통형 리니어 모터(2,2)에 대해서는 출력축 중심(O)에 대하여 등거리이지만, 각 쌍마다 출력축 중심(O)으로부터 원통형 리니어 모터(2)까지의 거리가 다르도록 배치해도 된다. 또한, 도 8과 같이, 원통형 리니어 모터(2)를, 서로 근접하는 것끼리를 1세트로 하여 2세트 설치하고, 이들 원통형 리니어 모터 세트(2A,2B)가 출력축 중심(O)에 대하여 점대칭으로 되도록 배치해도 된다.
도 9는, 제3발명에 대응하는 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태에서는, 복수의 원통형 리니어 모터(2)를 가마니 쌓은 형상으로 배치하고, 그 배열의 그림 중심이 출력축 중심(O)으로 되도록 배치하고 있다. 이 실시형태의 경우, 복수의 원통형 리니어 모터(2)의 배열의 그림 중심에 출력축 중심(O)이 있기 때문에, 상기 실시형태와 마찬가지로, 복수개의 원통형 리니어 모터(2)를 이용하여 출력 업이 도모되고, 또한 균형 좋게 직진 출력을 얻을 수 있다.
도 10은, 리니어 모터를 구동원으로서 이용한 공작기계의 일례인 프레스 기계를 나타낸다. 이 프레스 기계는, 프레임(41)의 하부에 공구 지지체(42,43)와, 공 작물 이송기구(44)를 설치하고, 프레임(41)의 상부에 프레스 구동원으로서, 리니어 모터(1)를 이용한 프레스 기구(45)를 설치한 것이다.
공구 지지체(42,43)는, 동심에 설치된 상하의 터릿으로 이루어지고, 상하의 공구 지지체(42,43)에는 원주방향의 복수 개소에, 각각 펀치 금형, 다이 금형인 공구가 탑재된다. 이들 펀치 금형, 다이 금형은, 공구 지지체(42,43)의 회전에 의해 소정의 펀치 위치(P)로 산출된다. 공작물 이송기구(44)는, 판재의 공작물(W)의 가장자리부를 워크 홀더(47)로 파지하고, 공작물(W)을 테이블(48) 상에서 전후 좌우로 이동시키는 것이다.
프레스 기구(45)는, 공구 지지체(42)의 펀치 위치(P)로 산출된 펀치 금형을 승강시키는 램(49)을, 램 가이드(50)에 의해 승강가능하게 지지하고, 램(49)을 리니어 모터(1)에 의해 승강 구동시키는 것이다.
리니어 모터(1)에는, 예컨대 도 1~도 2과 함께 상술한 것, 또는 도 3~도 9에 나타내는 어느 하나의 것이 이용된다. 리니어 모터(1)는, 그 코일 유닛(4)(도 1)이 프레임(41)에 고정되고, 축부재(3)가 가동부인 램(49)에 결합된다. 도 1의 실시형태에서는, 코일 케이스(7)가 프레임(41)에 고정되고, 출력축(12)이 램(49)에 결합된다.
이 구성의 프레스 기계에 의하면, 프레스 구동원으로서 리니어 모터(1)를 이용하기 때문에, 회전형 모터를 이용하는 것에 비교해서, 회전을 램(49)의 직선운동으로 변환하는 기구가 불필요하고, 프레스 기구(45)의 부품점수가 적고 구성이 간소하게 된다. 또한, 프레스 구동원으로서 유압실린더를 이용하는 것과 비교해서, 유압 유닛이 불필요하므로, 구성이 간단해진다. 또한 리니어 모터(1)는, 위치 정밀도가 우수하고, 가공 품질, 정밀도가 좋은 가공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 리니어 모터는, 프레스 기계에 한정되지 않고, 공구 또는 공작물을 이동시키는 가동부를 구비한 공작기계 일반에 있어서, 상기 가동부의 구동에 이용할 수 있다. 또한, 공작기계에 한정되지 않고, 여러가지 기기의 구동원으로서 이용할 수 있다.
제1발명의 리니어 모터는, 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛으로 이루어지는 원통형 리니어 모터를 복수 구비하고, 상기 복수의 원통형 리니어 모터를 서로 병렬로 인접 배치했기 때문에, 복수개의 원통형 리니어 모터를 이용하여 출력 업을 도모함과 아울러, 콤팩트하게 구성할 수 있다. 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 배치 피치가, 원통형 리니어 모터의 직경 치수와 대략 같은 경우에는, 보다 한층 콤팩트하게 구성할 수 있다. 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 중심부를 연결하는 가상 직선과, 그 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 외주면의 접선 사이에 형성되는 간극부에, 상기 원통형 리니어 모터의 코일 유닛에 급전하는 결선부를 배치한 경우에는, 코일 유닛에 급전하는 결선부가, 원통형 리니어 모터의 병설 간격에 영향을 주는 것을 회피할 수 있어, 보다 콤팩트화가 가능하게 된다. 상기 복수의 원통형 리니어 모터에 대해서 공통의 1개의 코일 케이스를 설치하고, 이 코일 케이스에 형성된 복수 개소의 코일 유닛 수용공간에, 상기 각 원통형 리니어 모터의 코일 유닛을 수용한 경우에는, 보다 한층의 콤팩트화가 가능하게 된다.
본 발명의 리니어 모터가 탑재된 공작기계는, 본 발명의 리니어 모터와, 이 리니어 모터에 의해 진퇴 구동되어 공구 또는 공작물을 이동시키는 가동부를 구비하기 때문에, 부품점수가 적으며 간소한 구조로 할 수 있다.
제2발명의 리니어 모터는, 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛을 갖는 원통형 리니어 모터를, 복수 병렬로 배치하고, 이들 복수의 원통형 리니어 모터의 출력부를 연결부재에 의해 연결한 1개의 출력축으로부터 출력하는 리니어 모터로서, 상기 복수의 원통형 리니어 모터는, 모두, 상기 출력축의 중심을 대칭 중심으로 하여 점대칭의 관계로 배치되는 원통형 리니어 모터가 존재하도록 배치했기 때문에, 복수개의 원통형 리니어 모터를 이용하여 출력 업이 도모되고, 또한 개개의 원통형 리니어 모터에 의한 출력의 편중이 없어, 균형 좋게 직진 출력을 얻을 수 있다.
제3발명의 리니어 모터는, 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛을 갖는 원통형 리니어 모터를, 복수 병렬로 배치하고, 이들 복수의 원통형 리니어 모터의 출력부를 연결부재에 의해 연결한 1개의 출력축으로부터 출력하는 리니어 모터로서, 상기 복수의 원통형 리니어 모터의 배열의 그림 중심에 상기 출력축의 중심을 배치했기 때문에, 복수개의 원통형 리니어 모터를 이용하여 출력 업이 도모되고, 또한 개개의 원통형 리니어 모터에 의한 출력의 편중이 없어, 균형 좋게 직진 출력을 얻을 수 있다.
본 발명의 리니어 모터가 탑재된 공작기계는, 본 발명의 리니어 모터와, 이 리니어 모터에 의해 진퇴 구동되어 공구 또는 공작물을 이동시키는 가동부를 구비하기 때문에, 부품점수가 적으며 간소한 구조로 할 수 있다. 본 발명의 리니어 모터가 탑재된 공작기계가, 상기 리니어 모터를, 프레스 금형을 구동하는 구동원으로서 이용한 프레스 기계인 경우에는, 본 발명의 리니어 모터에 있어서의 큰 출력이 얻어져 균형 좋게 직진 출력이 얻어진다는 이점이 효과적으로 발휘된다. 또한, 상기 리니어 모터를, 상기 출력축이, 프레스 금형이 승강하는 프레스 승강축에 일치하도록 프레스 프레임에 설치한 경우에는, 간소한 구성으로 정밀도가 좋은 프레스 가공을 행할 수 있다.

Claims (13)

  1. 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛을 갖는 원통형 리니어 모터를 복수 구비하고, 상기 복수의 원통형 리니어 모터를 서로 병렬로 인접 배치한 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  2. 제1항에 있어서, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 배치 피치가, 원통형 리니어 모터의 직경 치수와 대략 같은 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  3. 제2항에 있어서, 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 중심부를 연결하는 가상 직선과, 그 서로 이웃하는 원통형 리니어 모터의 외주면의 접선 사이에 형성되는 간극부에, 상기 원통형 리니어 모터의 코일 유닛에 급전하는 결선부를 배치한 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 원통형 리니어 모터에 대하여 공통의 1개의 코일 케이스를 설치하고, 이 코일 케이스에 형성된 복수 개소의 코일 유닛 수용공간에, 상기 각 원통형 리니어 모터의 코일 유닛을 수용한 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  5. 제1항에 기재된 리니어 모터와, 이 리니어 모터에 의해 진퇴 구동되어 공구 또는 공작물을 이동시키는 가동부를 구비한 리니어 모터가 탑재된 공작기계.
  6. 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛을 갖는 원통형 리니어 모터를, 복수 병렬로 배치하고, 이들 복수의 원통형 리니어 모터의 출력부를 연결부재에 의해 연결한 1개의 출력축으로부터 출력하는 리니어 모터로서,
    상기 복수의 원통형 리니어 모터는, 모두, 상기 출력축의 중심을 대칭 중심으로 하여 점대칭의 관계로 배치되는 원통형 리니어 모터가 존재하도록 배치한 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  7. 제6항에 기재된 리니어 모터와, 이 리니어 모터에 의해 진퇴 구동되어 공구 또는 공작물을 이동시키는 가동부를 구비한 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 공작기계.
  8. 제7항에 있어서, 상기 공작기계는, 상기 리니어 모터를, 프레스 금형을 구동하는 구동원으로서 이용한 프레스 기계인 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 공작기계.
  9. 제8항에 있어서, 상기 리니어 모터는, 상기 출력축이, 프레스 금형이 승강하는 프레스 승강축에 일치하도록 프레스 프레임에 설치된 것을 특징으로 하는 리니 어 모터가 탑재된 공작기계.
  10. 영구자석으로 이루어지는 축부재 및 이 축부재가 내부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 코일 유닛을 갖는 원통형 리니어 모터를, 복수 병렬로 배치하고, 이들 복수의 원통형 리니어 모터의 출력부를 연결부재에 의해 연결한 1개의 출력축으로부터 출력하는 리니어 모터로서,
    상기 복수의 원통형 리니어 모터의 배열의 그림 중심에 상기 출력축의 중심을 배치한 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  11. 제10항에 기재된 리니어 모터와, 이 리니어 모터에 의해 진퇴 구동되어 공구 또는 공작물을 이동시키는 가동부를 구비한 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 공작기계.
  12. 제11항에 있어서, 상기 공작기계는, 상기 리니어 모터를, 프레스 금형을 구동하는 구동원으로서 이용한 프레스 기계인 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 공작기계.
  13. 제12항에 있어서, 상기 리니어 모터는, 상기 출력축이, 프레스 금형이 승강하는 프레스 승강축에 일치하도록 프레스 프레임에 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 공작기계.
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