可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置
【課題】可動マグネット型リニアモータの小型、軽量化により、高速かつ高精度な切削加工を可能にした工具送り装置を提供する。
【解決手段】支持ベース体２１と、支持ベース体に対して相対移動可能な可動体２２と、可動体の先端部に取付けられた工具１５と、可動体を支持ベース体に対して高速で相対移動させる可動マグネット型リニアモータ２４と、可動体の位置を検出する位置検出手段２５とを備え、可動マグネット型リニアモータは、可動体に配設されたマグネット構成体４２と、支持ベース体に配設されたコイル４１とを備え、マグネット構成体は、可動体の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネット５１、５２と、これら第１および第２の主マグネットの可動体の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４と、第１および第２の主マグネットの間に配設された第３の補助マグネット５５とからなる。
【解決手段】支持ベース体２１と、支持ベース体に対して相対移動可能な可動体２２と、可動体の先端部に取付けられた工具１５と、可動体を支持ベース体に対して高速で相対移動させる可動マグネット型リニアモータ２４と、可動体の位置を検出する位置検出手段２５とを備え、可動マグネット型リニアモータは、可動体に配設されたマグネット構成体４２と、支持ベース体に配設されたコイル４１とを備え、マグネット構成体は、可動体の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネット５１、５２と、これら第１および第２の主マグネットの可動体の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４と、第１および第２の主マグネットの間に配設された第３の補助マグネット５５とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リニアモータは、例えば、特許文献１に記載されているように、軌道台（１）上に軌道台の全長に亘って延在するように設けられた矩形板状のコイルヨーク（１５）と、このコイルヨーク上に一列に並べて配設された多数の電機子コイル（１６）とを有する一次側と、軌道台上をスライドするスライドユニット（３）の下面側に固定されたマグネットヨーク（２２）と、このマグネットヨークの下面側に固定され電機子コイルに各々対向する矩形板状の界磁マグネット（２３）とを有する二次側とによって構成されている。
【０００３】
かかる界磁マグネットは、スライドユニットのスライド方向に沿って、ＮおよびＳの磁極が複数、交互に並ぶように着磁されており、電機子コイルに所定の電流を供給することにより、一次側および二次側の両者間にフレミングの左手の法則による推力が生じ、スライドユニットが軌道台上をスライドされるようになっている。
【特許文献１】特開平５−２２７７２９号公報（段落００１７、００２１、図３、４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来のリニアモータにおいては、マグネットがマグネットヨークを介して可動体（スライドユニット）に取付けられているため、マグネットヨークの重量によって可動側の重量が大きくなる。従って、当該リニアモータを、例えば、超精密加工機の工具の送り移動に用いた場合には、工具の高応答性および高速化を達成するうえで、障害となる問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたもので、可動マグネット型リニアモータの小型、軽量化により、高速かつ高精度な切削加工を可能にした可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、非磁性材料からなる支持ベース体と、該支持ベース体の先端側に設けられた先端側軸受および前記支持ベース体の後端側に設けられた後端側軸受と、前記先端側軸受により支持される先端側摺動軸部および前記後端側軸受により支持される後端側摺動軸部とを有し、前記支持ベース体に対して相対移動可能に配設された可動体と、該可動体の先端部に取付けられた工具と、前記可動体を前記支持ベース体に対して高速で相対移動させる可動マグネット型リニアモータと、前記可動体の位置を検出する位置検出手段とを備え、前記可動マグネット型リニアモータは、前記可動体に設けられた非磁性材料からなるマグネット取付部に配設されたマグネット構成体と、該マグネット構成体に前記可動体の移動方向と直交する方向に対向するように前記支持ベース体に配設されたコイルとを備え、前記マグネット構成体は、前記可動体の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネットと、これら第１および第２の主マグネットの前記可動体の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネットと、前記第１および第２の主マグネットの間に配設された第３の補助マグネットとからなり、前記第１の主マグネットは、前記可動体の移動方向と直角な方向に着磁されて前記コイルに対向され、前記第２の主マグネットは、前記第１の主マグネットの着磁方向と平行な方向に着磁されかつ前記コイルに前記第１の主マグネットとは反対の磁極で対向され、前記第１および第２の補助マグネットは、磁力線の方向を偏向させるために、前記第１および第２の主マグネットとそれぞれ対向する側の磁極が、前記第１および第２の主マグネットの前記コイルに対向する側の磁極と同じになるよう配置されていることである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記可動体の先端側には、矩形状摺動軸部が形成されるとともに、前記可動体の後端側には、円形状摺動軸部が形成され、前記先端側軸受は、前記矩形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面矩形状に形成されているとともに、前記後端側軸受は、前記円形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面円形状に形成されていることである。
【０００８】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記工具は、前記可動体の移動方向の中心軸線上に工具の先端が位置するように配設されていることである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、可動体に設けられた非磁性材料からなるマグネット取付部に配設されたマグネット構成体が上記したように構成されているので、第１の主マグネットに作用された推力方向と直交する方向の磁力線は、第１の補助マグネットにより反発されて第２の主マグネットに向かう推力方向に偏向され、さらに、第２の主マグネットからの磁力線は、第２の補助マグネットによってコイルに向かう推力方向と直交する方向に偏向される。これにより、マグネットヨークをまったく用いなくても、磁束の漏洩を少なくできる効率のよい磁気回路を構成できる。その結果、可動マグネット型リニアモータの小型、軽量化を達成でき、工具の高速送りを可能にすることができる。しかも、ヨークを用いていないため、仮に軸受の中心とマグネット構成体の取付け中心とコイルの取付け中心とが一致していなくても、可動体に吸引力が発生せず、工具送り装置の製作を容易にすることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、可動体の先端側には、矩形状摺動軸部が形成されるとともに、可動体の後端側には、円形状摺動軸部が形成され、先端側軸受は、矩形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面矩形状に形成されているとともに、後端側軸受は、円形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面円形状に形成されているので、可動体を先端側軸受と後端側軸受とによって両持ちで摺動のみ可能に高剛性に支持することができる。しかも、加工の際に工具に生じる曲げモーメントを、加工位置に近い断面矩形状の先端側軸受によって効率よく受けることができ、高精度な切削加工を可能にすることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、工具は可動体の移動方向の中心軸線上に工具の先端が位置するように配設されているので、工具に作用する切削負荷を高剛性に支持でき、高精度な切削加工を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は工具送り装置１０を備えた超精密加工機１００を示すもので、この超精密加工機１００は、図１に示すように、ベッド１１を備え、このベッド１１上に、Ｘ軸テーブル１２が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。Ｘ軸テーブル１２上には、工具送り装置１０が設置され、この工具送り装置１０にバイト１５が保持されている。
【００１３】
また、ベッド１１上には、工具送り装置１０に対向して主軸台１７がＸ軸方向と直交する水平なＺ軸方向に移動可能に支持され、この主軸台１７に主軸１８がＺ軸方向と平行なＣ軸の回りに回転可能に支持されている。主軸１８の先端には、チャック１９が取付けられ、このチャック１９にバイト１５によって切削加工される工作物２０が保持されるようになっている。
【００１４】
工具送り装置１０は、図２および図３に示すように、Ｘ軸テーブル１２上に設置された支持ベース体２１と、この支持ベース体２１にＺ軸方向と平行なＷ軸方向に摺動可能に支持された可動体２２と、この可動体２２の先端側に取付けられた工具としてのバイト１５と、可動体２２を高速で進退移動させる可動マグネット型のリニアモータ２４と、可動体２２の位置を検出する位置検出手段２５とを備えている。
【００１５】
可動体２２は、先端部に外周が四角柱状をなす矩形状摺動軸部２７を有するとともに、中央部および後端部に外周が円柱状をなす円形状摺動軸部２８を有する中空軸より形成されている。支持ベース体２１には、先端側に矩形状摺動軸部２７を摺動可能に嵌合する断面矩形状の非磁性材からなる先端側静圧軸受２９と、後端側に円形状摺動軸部２８を摺動可能に嵌合する断面円形状の非磁性材からなる後端側静圧軸受３０とが設置されている。これら先端側静圧軸受２９および後端側静圧軸受３０によって、可動体２２が支持ベース体２１に対してＷ軸方向に摺動のみ可能に静圧支持されている。先端側静圧軸受２９の先端には前面蓋体３１が組付けられている。
【００１６】
可動体２２には、先端側に開口する中空穴部３３と、後端側に開口する中空穴部３４が設けられ、これら中空穴部３３、３４は、可動体２２の中央部に設けた仕切壁３５によって隔絶されている。可動体２２の先端側の中空穴部３３には、バイト１５を保持した工具ホルダ３６が取付けられ、工具ホルダ３６は前面蓋体３１に設けられた開口に遊嵌されている。工具ホルダ３６と前面蓋体３１との隙間には、図略のエアシールが設けられ、切削加工時の切り屑および切削液が先端側静圧軸受２９に入らないようにしている。バイト１５を保持した工具ホルダ３６は、バイト１５の刃先が可動体２２の中心軸線Ｏ１上に位置するように配置され、バイト１５の刃先は、Ｘ軸テーブル１２のＸ軸方向移動によって、主軸１８の回転中心を含む主軸１８の径方向に移動できるようになっている。
【００１７】
可動体２２の後端側の中空穴部３４内には、位置検出手段２５のスケール部３７が仕切壁３５に固定されている。一方、支持ベース体２１の後端側静圧軸受３０には栓部材３８が嵌合され、この栓部材３８にセンサーヘッド３９が仕切壁３６に向かって突設されている。かかるスケール部３７およびセンサーヘッド３９によって、可動体２２の位置を検出する光学式リニアスケールからなる位置検出手段２５を構成している。なお、位置検出手段２５のスケール部３７は可動体２２の中心軸線Ｏ１に沿って配設され、この中心軸線Ｏ１上で可動体２２の位置を検出できるようになっている。
【００１８】
次に、図４および図５に基づいて、可動マグネット型のリニアモータ２４の構成を説明する。当該リニアモータ２４は、固定側の一次側要素と、一次側要素に対して相対移動可能な可動側の二次側要素とから構成され、一次側要素は、支持ベース体２１に取付けられたコイル４１からなり、二次側要素は、可動体２２に取付けられたマグネット構成体４２からなっている。
【００１９】
具体的には、可動体２２の軸方向の中央部には、例えば、アルミニウム（アルミニウム合金）等の非磁性体の金属からなる断面矩形状のマグネット取付部４３がキー部材４４により相対回転不能に嵌合され、締付ナット４５（図２参照）によって一体的に固定されている。マグネット取付部４３の外周の４面には、マグネット取付面４３ａ〜４３ｄが形成されている。４つのマグネット取付面４３ａ〜４３ｄには、同一構成からなるマグネット構成体４２（４２ａ〜４２ｄ）がそれぞれ配設されている。また、支持ベース体２１は、アルミニウム（アルミニウム合金）等の非磁性体の金属からなり、支持ベース体２１には、マグネット取付部４３を取り囲むように４つのコイル取付面２１ａ〜２１ｄが形成されている。これら４つのコイル取付面２１ａ〜２１ｄには、マグネット構成体４２ａ〜４２ｄに対向するようにコイル４１（４１ａ〜４１ｄ）がそれぞれ配設されている。
【００２０】
各マグネット構成体４２ａ〜４２ｄは、図４に示すように、可動体２２の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネット５１、５２と、これら第１および第２の主マグネット５１、５２の可動体２２の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４と、第１および第２の主マグネット５１、５２の間に配設された第３の補助マグネット５５とによって構成されている。
【００２１】
第１の主マグネット５１は、可動体２２の移動方向と直角な方向に着磁され、Ｎ極側をマグネット取付面４３ａ〜４３ｄに貼付けられ、Ｓ極側をコイル４１に対向されている。また、第２の主マグネット５２は、可動体２２の移動方向と直角な方向に着磁され、Ｓ極側をマグネット取付面４３ａ〜４３ｄに貼付けられ、Ｎ極側をコイル４１に対向されている。このように、互いに平行な方向に着磁された第１および第２の主マグネット５１、５２が、磁極を反対にして可動体２２に取付けられている。
【００２２】
第１および第２の主マグネット５１、５２の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４は、可動体２２の移動方向にそれぞれ着磁され、その磁極は、第１および第２の主マグネット５１、５２を通過する磁力と反発する関係に配設されている。すなわち、第１の主マグネット５１に隣接して配設された第１の補助マグネット５３は、第１の主マグネット５１に対向する側の磁極が、第１の主マグネット５１のコイル４１に対向する側の磁極（Ｓ極）と同じになるよう配置されている。同様に、第２の主マグネット５２に隣接して配設された第２の補助マグネット５４は、第２の主マグネット５２に対向する側の磁極が、第２の主マグネット５２のコイル４１に対向する側の磁極（Ｎ極）と同じになるよう配置されている。
【００２３】
第１および第２の主マグネット５１、５２の間に配設された第３の補助マグネット５５は、可動体２２の移動方向にそれぞれ着磁され、第１の主マグネット５１に対向する側がＳ極に、第２の主マグネット５２に対向する側がＮ極に配置されている。
【００２４】
上記した第１および第２の主マグネット５１、５２、第１、第２および第３の補助マグネット５３、５４、５５からなるマグネット構成体４２（４２ａ〜４２ｄ）によって、リニアモータ２４の二次側要素を構成している。
【００２５】
一方、可動体２２に対して相対移動可能な支持ベース体２１には、マグネット取付部４３を取り囲むように、４つのコイル取付面２１ａ〜２１ｄがマグネット取付面４３ａ〜４３ｄと各々平行に配置されている。各コイル取付面２１ａ〜２１ｄには、各マグネット構成体４２ａ〜４２ｄの第１および第２の主マグネット５１、５２に対向して、コイル４１ａ〜４１ｄがそれぞれ取付けられている。
【００２６】
コイル４１（４１ａ〜４１ｄ）は、第１および第２の主マグネット５１、５２に跨る矩形のループ形状に平角線あるいは丸線を積層状態で巻回したものである。可動体２２の移動方向におけるコイル４１の束の幅ＣＷは、図６に示すように、主マグネット５１（５２）の幅ＭＷより大きく構成され、可動体２２が所定の移動範囲移動しても、コイル４１の束の幅ＣＷ内より主マグネット５１（５２）が可動体２２の移動方向にはみ出さないように構成されている。すなわち、コイル４１は、いわゆるロングコイルで構成され、コイル４１の束の幅ＣＷから主マグネット５１（５２）の幅ＭＷを差し引いた量Ｗ１（Ｗ１／２＋Ｗ１／２）は、可動体２２の移動範囲よりも大きく設定されている。支持ベース体２１に取付けられたコイル４１（４１ａ〜４１ｄ）によって、リニアモータ２４の一次側要素を構成している。
【００２７】
上記のように構成された超精密加工機１００の作動を以下に説明する。超精密加工機１００は、予め定められた加工プログラムに基づいて制御され、バイト１５によって工作物２０の切削加工が行われる。
【００２８】
工作物２０は、主軸１８にチャック１９を介して保持され、主軸１８とともにＣ軸回りに回転される。一方、主軸台１７をＺ軸方向に移動することにより、工具送り装置１０を工作物２０に接近させ、バイト１５の先端が工作物２０に接触して切削が開始される。工作物２０の切削加工は、例えば、工作物２０の外周側より主軸１８の回転中心に向かってバイト１５を移動させるように、Ｘ軸テーブル１２をＸ軸方向に移動することにより行う。
【００２９】
工具送り装置１０は、可動マグネット型リニアモータ２４のコイル４１に通電することにより、可動体２２にＷ軸方向の推力が働き、目標値に応じた距離だけ一方向へ移動される。可動体２２の移動位置は光学式リニアスケールよりなる位置検出手段２５により検出され、検出位置の信号が図略の制御装置にフィードバックされ、実際の位置情報と加工指令値との差を零に近づけるように制御されることにより、バイト１５によって工作物２０が所定の形状に高精度で切削加工される。
【００３０】
すなわち、第１の主マグネット５１、第３の補助マグネット５５および第２の主マグネット５２を通る磁気回路ＭＣ（図７参照）が形成されることにより、コイル４１に所定の電流を供給すると、フレミングの左手の法則に従って、可動体２２に推力が発生され、可動体２２は電流の供給方向に応じて、図２および図４の左右方向に移動される。
【００３１】
この際、第１および第２の主マグネット５１、５２の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４は、主マグネット５１、５２を通る磁力に反発するように配置されているため、第１の主マグネット５１を通過した推力方向と直交する方向の磁力線は、図７に示すように、第３の補助マグネット５５のＳ極に向かう推力方向に偏向され、第１の補助マグネット５３によって、第１の主マグネット５１から図７の右方へ漏洩する磁束を防止できる。さらに、第３の補助マグネット５５のＮ極より出た磁力線は、第２の主マグネット５２を通過して、コイル４１に向かう推力方向と直交する方向にほとんどが偏向され、第２の補助マグネット５４によって、第２の主マグネット５２から図７の左方へ漏洩する磁束を防止できる。
【００３２】
このため、コイルヨークおよびマグネットヨークをまったく用いずに磁気回路を構成することができ、コイルヨークおよびマグネットヨークに代えて、例えば、アルミニウム製の低密度の非磁性材料を用いることができるようになる。従って、可動側となる二次側要素の小型、軽量化を達成でき、送りの応答性を向上できるとともに、高速化を可能にできる。また、固定側となる一次側要素の軽量化も達成できるため、リニアモータ２４、延いては工具送り装置１０の小型、軽量化を可能にできる。
【００３３】
しかも、コイル４１をロングコイルにて構成することにより、コイル４１に対してマグネット構成体４２が相対移動しても、コイル４１の主マグネット５１、５２と対向する左右の辺部を横切る磁束をほぼ一定値に維持することができ、コイル４１に印加した電流量に対して可動体２２に発生する推力をストロークに亘って略一定に確保できるようになる。また、支持ベース体２１をアルミニウム合金にすることにより、冷却性能を向上することもできる。
【００３４】
上記した実施の形態によれば、可動体２２に設けられた非磁性材料からなるマグネット取付部４３に配設されたマグネット構成体４２が、可動体２２の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネット５１、５２と、これら第１および第２の主マグネット５１、５２の可動体２２の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４と、第１および第２の主マグネット５１、５２の間に配設された第３の補助マグネット５５とからなっている。そして、第１の主マグネット５１は、可動体２２の移動方向と直角な方向に着磁されてコイル４１に対向され、第２の主マグネット５２は、第１の主マグネット５１の着磁方向と平行な方向に着磁されかつコイル４１に第１の主マグネット５１とは反対の磁極で対向され、第１および第２の補助マグネット５３、５４は、磁力線の方向を偏向させるために、第１および第２の主マグネット５１、５２とそれぞれ対向する側の磁極が、第１および第２の主マグネット５１、５２のコイル４１に対向する側の磁極と同じになるよう配置されている。これにより、コイル４１への電流の供給によって第１の主マグネット５１に作用された推力方向と直交する方向の磁力線は、第１の補助マグネット５３により反発されて第２の主マグネット５２に向かう推力方向に偏向され、さらに、第２の主マグネット５２からの磁力線は、第２の補助マグネット５４によってコイル４１に向かう推力方向と直交する方向に偏向される。その結果、マグネットヨークをまったく用いなくても、磁束の漏洩を少なくできる効率のよい磁気回路を構成することができ、可動マグネット型リニアモータ２４の小型、軽量化を達成できるとともに、バイト１５の高速送りを可能にすることができる。また、ヨークを用いていないため、仮に先端側静圧軸受２９および後端側静圧軸受３０の中心とマグネット構成体４２およびコイル４１の取付け中心とが一致していなくても、可動体２２に吸引力が発生せず、工具送り装置１０の製作を容易にすることができる。
【００３５】
しかも、上記した実施の形態によれば、可動体２２の先端側には、矩形状摺動軸部２７が形成されるとともに、可動体２２の後端側には、円形状摺動軸部２８が形成され、先端側静圧軸受２９は、矩形状摺動軸部２７を摺動可能に支持する断面矩形状に形成されているとともに、後端静圧軸受３０は、円形状摺動軸部２８を摺動可能に支持する断面円形状に形成されているので、可動体２２を先端側静圧軸受２９と後端側静圧軸受３０とによって両持ちで摺動のみ可能に高剛性で支持できるとともに、加工の際にバイト１５に生じる曲げモーメントを、加工位置に近い矩形状に形成された先端側静圧軸受２９によって効率よく受けることができる。
【００３６】
さらに、上記した実施の形態によれば、工具ホルダ３６は、可動体２２の移動方向の中心軸線上にバイト１５の刃先が位置するように配設されているので、バイト１５に作用する切削負荷を高剛性に支持でき、バイト１５によって工作物２０を高精度に切削加工することができる。
【００３７】
上記した実施の形態においては、可動体２２に断面矩形状のマグネット取付部４３を取付けて、円周上４面にマグネット構成体４２およびコイル４１を配設した例について述べたが、マグネット構成体４２およびコイル４１を上下あるいは左右２面に配設することもでき、あるいはまた、マグネット取付部４３を断面三角形状にして、円周上３面にマグネット構成体４２およびコイル４１を配設することもできる。
【００３８】
上記した実施の形態においては、可動体２２の先端部に設けた矩形状摺動軸部２７を、断面矩形状の先端側静圧軸受２９によって静圧支持するとともに、可動体２２の後端側に設けた円形状摺動軸部２８を、断面円形状の後端側静圧軸受３０によって静圧支持することにより、可動体２２を支持ベース体２１に対し摺動のみ可能に支持するようにしたが、可動体２２の先端部および後端部ともに円形状摺動軸部とし、別途回り止め手段によって可動体２２を回り止めするようにしてもよい。
【００３９】
また、上記した実施の形態においては、可動体２２の先端側および後端側を静圧軸受２９、３０によって静圧支持するようにしたが、可動体２２を摺動可能に支持する構成は、必ずしも静圧軸受に限定されるものではなく、他の軸受手段によって支持するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、上記した実施の形態においては、コイル４１をロングコイルで構成した例について述べたが、コイル４１の束の幅が主マグネット５１、５２の幅よりも小さな、いわゆるショートコイルを用いることもできる。
【００４１】
斯様に、本発明は、実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態を示す工具送り装置を備えた超精密加工機の概略図である。
【図２】可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置の断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿って矢視した断面図である。
【図４】可動マグネット型リニアモータの詳細を示す図である。
【図５】図４の５−５線に沿って矢視した断面図である。
【図６】コイルの束の幅を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る磁気回路を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…工具送り装置、１５…工具（バイト）、２１…支持ベース体、２２…可動体、２４…リニアモータ、２５…位置検出手段、２７…矩形状摺動軸部、２８…円形状摺動軸部、２９…先端側軸受、３０…後端側軸受、３６…工具ホルダ、４１（４１ａ〜４１ｄ）…コイル、４２（４２ａ〜４２ｄ）…マグネット構成体、４３…マグネット取付部、５１、５２…主マグネット、５３、５４、５５…補助マグネット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リニアモータは、例えば、特許文献１に記載されているように、軌道台（１）上に軌道台の全長に亘って延在するように設けられた矩形板状のコイルヨーク（１５）と、このコイルヨーク上に一列に並べて配設された多数の電機子コイル（１６）とを有する一次側と、軌道台上をスライドするスライドユニット（３）の下面側に固定されたマグネットヨーク（２２）と、このマグネットヨークの下面側に固定され電機子コイルに各々対向する矩形板状の界磁マグネット（２３）とを有する二次側とによって構成されている。
【０００３】
かかる界磁マグネットは、スライドユニットのスライド方向に沿って、ＮおよびＳの磁極が複数、交互に並ぶように着磁されており、電機子コイルに所定の電流を供給することにより、一次側および二次側の両者間にフレミングの左手の法則による推力が生じ、スライドユニットが軌道台上をスライドされるようになっている。
【特許文献１】特開平５−２２７７２９号公報（段落００１７、００２１、図３、４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来のリニアモータにおいては、マグネットがマグネットヨークを介して可動体（スライドユニット）に取付けられているため、マグネットヨークの重量によって可動側の重量が大きくなる。従って、当該リニアモータを、例えば、超精密加工機の工具の送り移動に用いた場合には、工具の高応答性および高速化を達成するうえで、障害となる問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたもので、可動マグネット型リニアモータの小型、軽量化により、高速かつ高精度な切削加工を可能にした可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、非磁性材料からなる支持ベース体と、該支持ベース体の先端側に設けられた先端側軸受および前記支持ベース体の後端側に設けられた後端側軸受と、前記先端側軸受により支持される先端側摺動軸部および前記後端側軸受により支持される後端側摺動軸部とを有し、前記支持ベース体に対して相対移動可能に配設された可動体と、該可動体の先端部に取付けられた工具と、前記可動体を前記支持ベース体に対して高速で相対移動させる可動マグネット型リニアモータと、前記可動体の位置を検出する位置検出手段とを備え、前記可動マグネット型リニアモータは、前記可動体に設けられた非磁性材料からなるマグネット取付部に配設されたマグネット構成体と、該マグネット構成体に前記可動体の移動方向と直交する方向に対向するように前記支持ベース体に配設されたコイルとを備え、前記マグネット構成体は、前記可動体の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネットと、これら第１および第２の主マグネットの前記可動体の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネットと、前記第１および第２の主マグネットの間に配設された第３の補助マグネットとからなり、前記第１の主マグネットは、前記可動体の移動方向と直角な方向に着磁されて前記コイルに対向され、前記第２の主マグネットは、前記第１の主マグネットの着磁方向と平行な方向に着磁されかつ前記コイルに前記第１の主マグネットとは反対の磁極で対向され、前記第１および第２の補助マグネットは、磁力線の方向を偏向させるために、前記第１および第２の主マグネットとそれぞれ対向する側の磁極が、前記第１および第２の主マグネットの前記コイルに対向する側の磁極と同じになるよう配置されていることである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記可動体の先端側には、矩形状摺動軸部が形成されるとともに、前記可動体の後端側には、円形状摺動軸部が形成され、前記先端側軸受は、前記矩形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面矩形状に形成されているとともに、前記後端側軸受は、前記円形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面円形状に形成されていることである。
【０００８】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記工具は、前記可動体の移動方向の中心軸線上に工具の先端が位置するように配設されていることである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、可動体に設けられた非磁性材料からなるマグネット取付部に配設されたマグネット構成体が上記したように構成されているので、第１の主マグネットに作用された推力方向と直交する方向の磁力線は、第１の補助マグネットにより反発されて第２の主マグネットに向かう推力方向に偏向され、さらに、第２の主マグネットからの磁力線は、第２の補助マグネットによってコイルに向かう推力方向と直交する方向に偏向される。これにより、マグネットヨークをまったく用いなくても、磁束の漏洩を少なくできる効率のよい磁気回路を構成できる。その結果、可動マグネット型リニアモータの小型、軽量化を達成でき、工具の高速送りを可能にすることができる。しかも、ヨークを用いていないため、仮に軸受の中心とマグネット構成体の取付け中心とコイルの取付け中心とが一致していなくても、可動体に吸引力が発生せず、工具送り装置の製作を容易にすることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、可動体の先端側には、矩形状摺動軸部が形成されるとともに、可動体の後端側には、円形状摺動軸部が形成され、先端側軸受は、矩形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面矩形状に形成されているとともに、後端側軸受は、円形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面円形状に形成されているので、可動体を先端側軸受と後端側軸受とによって両持ちで摺動のみ可能に高剛性に支持することができる。しかも、加工の際に工具に生じる曲げモーメントを、加工位置に近い断面矩形状の先端側軸受によって効率よく受けることができ、高精度な切削加工を可能にすることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、工具は可動体の移動方向の中心軸線上に工具の先端が位置するように配設されているので、工具に作用する切削負荷を高剛性に支持でき、高精度な切削加工を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は工具送り装置１０を備えた超精密加工機１００を示すもので、この超精密加工機１００は、図１に示すように、ベッド１１を備え、このベッド１１上に、Ｘ軸テーブル１２が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。Ｘ軸テーブル１２上には、工具送り装置１０が設置され、この工具送り装置１０にバイト１５が保持されている。
【００１３】
また、ベッド１１上には、工具送り装置１０に対向して主軸台１７がＸ軸方向と直交する水平なＺ軸方向に移動可能に支持され、この主軸台１７に主軸１８がＺ軸方向と平行なＣ軸の回りに回転可能に支持されている。主軸１８の先端には、チャック１９が取付けられ、このチャック１９にバイト１５によって切削加工される工作物２０が保持されるようになっている。
【００１４】
工具送り装置１０は、図２および図３に示すように、Ｘ軸テーブル１２上に設置された支持ベース体２１と、この支持ベース体２１にＺ軸方向と平行なＷ軸方向に摺動可能に支持された可動体２２と、この可動体２２の先端側に取付けられた工具としてのバイト１５と、可動体２２を高速で進退移動させる可動マグネット型のリニアモータ２４と、可動体２２の位置を検出する位置検出手段２５とを備えている。
【００１５】
可動体２２は、先端部に外周が四角柱状をなす矩形状摺動軸部２７を有するとともに、中央部および後端部に外周が円柱状をなす円形状摺動軸部２８を有する中空軸より形成されている。支持ベース体２１には、先端側に矩形状摺動軸部２７を摺動可能に嵌合する断面矩形状の非磁性材からなる先端側静圧軸受２９と、後端側に円形状摺動軸部２８を摺動可能に嵌合する断面円形状の非磁性材からなる後端側静圧軸受３０とが設置されている。これら先端側静圧軸受２９および後端側静圧軸受３０によって、可動体２２が支持ベース体２１に対してＷ軸方向に摺動のみ可能に静圧支持されている。先端側静圧軸受２９の先端には前面蓋体３１が組付けられている。
【００１６】
可動体２２には、先端側に開口する中空穴部３３と、後端側に開口する中空穴部３４が設けられ、これら中空穴部３３、３４は、可動体２２の中央部に設けた仕切壁３５によって隔絶されている。可動体２２の先端側の中空穴部３３には、バイト１５を保持した工具ホルダ３６が取付けられ、工具ホルダ３６は前面蓋体３１に設けられた開口に遊嵌されている。工具ホルダ３６と前面蓋体３１との隙間には、図略のエアシールが設けられ、切削加工時の切り屑および切削液が先端側静圧軸受２９に入らないようにしている。バイト１５を保持した工具ホルダ３６は、バイト１５の刃先が可動体２２の中心軸線Ｏ１上に位置するように配置され、バイト１５の刃先は、Ｘ軸テーブル１２のＸ軸方向移動によって、主軸１８の回転中心を含む主軸１８の径方向に移動できるようになっている。
【００１７】
可動体２２の後端側の中空穴部３４内には、位置検出手段２５のスケール部３７が仕切壁３５に固定されている。一方、支持ベース体２１の後端側静圧軸受３０には栓部材３８が嵌合され、この栓部材３８にセンサーヘッド３９が仕切壁３６に向かって突設されている。かかるスケール部３７およびセンサーヘッド３９によって、可動体２２の位置を検出する光学式リニアスケールからなる位置検出手段２５を構成している。なお、位置検出手段２５のスケール部３７は可動体２２の中心軸線Ｏ１に沿って配設され、この中心軸線Ｏ１上で可動体２２の位置を検出できるようになっている。
【００１８】
次に、図４および図５に基づいて、可動マグネット型のリニアモータ２４の構成を説明する。当該リニアモータ２４は、固定側の一次側要素と、一次側要素に対して相対移動可能な可動側の二次側要素とから構成され、一次側要素は、支持ベース体２１に取付けられたコイル４１からなり、二次側要素は、可動体２２に取付けられたマグネット構成体４２からなっている。
【００１９】
具体的には、可動体２２の軸方向の中央部には、例えば、アルミニウム（アルミニウム合金）等の非磁性体の金属からなる断面矩形状のマグネット取付部４３がキー部材４４により相対回転不能に嵌合され、締付ナット４５（図２参照）によって一体的に固定されている。マグネット取付部４３の外周の４面には、マグネット取付面４３ａ〜４３ｄが形成されている。４つのマグネット取付面４３ａ〜４３ｄには、同一構成からなるマグネット構成体４２（４２ａ〜４２ｄ）がそれぞれ配設されている。また、支持ベース体２１は、アルミニウム（アルミニウム合金）等の非磁性体の金属からなり、支持ベース体２１には、マグネット取付部４３を取り囲むように４つのコイル取付面２１ａ〜２１ｄが形成されている。これら４つのコイル取付面２１ａ〜２１ｄには、マグネット構成体４２ａ〜４２ｄに対向するようにコイル４１（４１ａ〜４１ｄ）がそれぞれ配設されている。
【００２０】
各マグネット構成体４２ａ〜４２ｄは、図４に示すように、可動体２２の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネット５１、５２と、これら第１および第２の主マグネット５１、５２の可動体２２の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４と、第１および第２の主マグネット５１、５２の間に配設された第３の補助マグネット５５とによって構成されている。
【００２１】
第１の主マグネット５１は、可動体２２の移動方向と直角な方向に着磁され、Ｎ極側をマグネット取付面４３ａ〜４３ｄに貼付けられ、Ｓ極側をコイル４１に対向されている。また、第２の主マグネット５２は、可動体２２の移動方向と直角な方向に着磁され、Ｓ極側をマグネット取付面４３ａ〜４３ｄに貼付けられ、Ｎ極側をコイル４１に対向されている。このように、互いに平行な方向に着磁された第１および第２の主マグネット５１、５２が、磁極を反対にして可動体２２に取付けられている。
【００２２】
第１および第２の主マグネット５１、５２の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４は、可動体２２の移動方向にそれぞれ着磁され、その磁極は、第１および第２の主マグネット５１、５２を通過する磁力と反発する関係に配設されている。すなわち、第１の主マグネット５１に隣接して配設された第１の補助マグネット５３は、第１の主マグネット５１に対向する側の磁極が、第１の主マグネット５１のコイル４１に対向する側の磁極（Ｓ極）と同じになるよう配置されている。同様に、第２の主マグネット５２に隣接して配設された第２の補助マグネット５４は、第２の主マグネット５２に対向する側の磁極が、第２の主マグネット５２のコイル４１に対向する側の磁極（Ｎ極）と同じになるよう配置されている。
【００２３】
第１および第２の主マグネット５１、５２の間に配設された第３の補助マグネット５５は、可動体２２の移動方向にそれぞれ着磁され、第１の主マグネット５１に対向する側がＳ極に、第２の主マグネット５２に対向する側がＮ極に配置されている。
【００２４】
上記した第１および第２の主マグネット５１、５２、第１、第２および第３の補助マグネット５３、５４、５５からなるマグネット構成体４２（４２ａ〜４２ｄ）によって、リニアモータ２４の二次側要素を構成している。
【００２５】
一方、可動体２２に対して相対移動可能な支持ベース体２１には、マグネット取付部４３を取り囲むように、４つのコイル取付面２１ａ〜２１ｄがマグネット取付面４３ａ〜４３ｄと各々平行に配置されている。各コイル取付面２１ａ〜２１ｄには、各マグネット構成体４２ａ〜４２ｄの第１および第２の主マグネット５１、５２に対向して、コイル４１ａ〜４１ｄがそれぞれ取付けられている。
【００２６】
コイル４１（４１ａ〜４１ｄ）は、第１および第２の主マグネット５１、５２に跨る矩形のループ形状に平角線あるいは丸線を積層状態で巻回したものである。可動体２２の移動方向におけるコイル４１の束の幅ＣＷは、図６に示すように、主マグネット５１（５２）の幅ＭＷより大きく構成され、可動体２２が所定の移動範囲移動しても、コイル４１の束の幅ＣＷ内より主マグネット５１（５２）が可動体２２の移動方向にはみ出さないように構成されている。すなわち、コイル４１は、いわゆるロングコイルで構成され、コイル４１の束の幅ＣＷから主マグネット５１（５２）の幅ＭＷを差し引いた量Ｗ１（Ｗ１／２＋Ｗ１／２）は、可動体２２の移動範囲よりも大きく設定されている。支持ベース体２１に取付けられたコイル４１（４１ａ〜４１ｄ）によって、リニアモータ２４の一次側要素を構成している。
【００２７】
上記のように構成された超精密加工機１００の作動を以下に説明する。超精密加工機１００は、予め定められた加工プログラムに基づいて制御され、バイト１５によって工作物２０の切削加工が行われる。
【００２８】
工作物２０は、主軸１８にチャック１９を介して保持され、主軸１８とともにＣ軸回りに回転される。一方、主軸台１７をＺ軸方向に移動することにより、工具送り装置１０を工作物２０に接近させ、バイト１５の先端が工作物２０に接触して切削が開始される。工作物２０の切削加工は、例えば、工作物２０の外周側より主軸１８の回転中心に向かってバイト１５を移動させるように、Ｘ軸テーブル１２をＸ軸方向に移動することにより行う。
【００２９】
工具送り装置１０は、可動マグネット型リニアモータ２４のコイル４１に通電することにより、可動体２２にＷ軸方向の推力が働き、目標値に応じた距離だけ一方向へ移動される。可動体２２の移動位置は光学式リニアスケールよりなる位置検出手段２５により検出され、検出位置の信号が図略の制御装置にフィードバックされ、実際の位置情報と加工指令値との差を零に近づけるように制御されることにより、バイト１５によって工作物２０が所定の形状に高精度で切削加工される。
【００３０】
すなわち、第１の主マグネット５１、第３の補助マグネット５５および第２の主マグネット５２を通る磁気回路ＭＣ（図７参照）が形成されることにより、コイル４１に所定の電流を供給すると、フレミングの左手の法則に従って、可動体２２に推力が発生され、可動体２２は電流の供給方向に応じて、図２および図４の左右方向に移動される。
【００３１】
この際、第１および第２の主マグネット５１、５２の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４は、主マグネット５１、５２を通る磁力に反発するように配置されているため、第１の主マグネット５１を通過した推力方向と直交する方向の磁力線は、図７に示すように、第３の補助マグネット５５のＳ極に向かう推力方向に偏向され、第１の補助マグネット５３によって、第１の主マグネット５１から図７の右方へ漏洩する磁束を防止できる。さらに、第３の補助マグネット５５のＮ極より出た磁力線は、第２の主マグネット５２を通過して、コイル４１に向かう推力方向と直交する方向にほとんどが偏向され、第２の補助マグネット５４によって、第２の主マグネット５２から図７の左方へ漏洩する磁束を防止できる。
【００３２】
このため、コイルヨークおよびマグネットヨークをまったく用いずに磁気回路を構成することができ、コイルヨークおよびマグネットヨークに代えて、例えば、アルミニウム製の低密度の非磁性材料を用いることができるようになる。従って、可動側となる二次側要素の小型、軽量化を達成でき、送りの応答性を向上できるとともに、高速化を可能にできる。また、固定側となる一次側要素の軽量化も達成できるため、リニアモータ２４、延いては工具送り装置１０の小型、軽量化を可能にできる。
【００３３】
しかも、コイル４１をロングコイルにて構成することにより、コイル４１に対してマグネット構成体４２が相対移動しても、コイル４１の主マグネット５１、５２と対向する左右の辺部を横切る磁束をほぼ一定値に維持することができ、コイル４１に印加した電流量に対して可動体２２に発生する推力をストロークに亘って略一定に確保できるようになる。また、支持ベース体２１をアルミニウム合金にすることにより、冷却性能を向上することもできる。
【００３４】
上記した実施の形態によれば、可動体２２に設けられた非磁性材料からなるマグネット取付部４３に配設されたマグネット構成体４２が、可動体２２の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネット５１、５２と、これら第１および第２の主マグネット５１、５２の可動体２２の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネット５３、５４と、第１および第２の主マグネット５１、５２の間に配設された第３の補助マグネット５５とからなっている。そして、第１の主マグネット５１は、可動体２２の移動方向と直角な方向に着磁されてコイル４１に対向され、第２の主マグネット５２は、第１の主マグネット５１の着磁方向と平行な方向に着磁されかつコイル４１に第１の主マグネット５１とは反対の磁極で対向され、第１および第２の補助マグネット５３、５４は、磁力線の方向を偏向させるために、第１および第２の主マグネット５１、５２とそれぞれ対向する側の磁極が、第１および第２の主マグネット５１、５２のコイル４１に対向する側の磁極と同じになるよう配置されている。これにより、コイル４１への電流の供給によって第１の主マグネット５１に作用された推力方向と直交する方向の磁力線は、第１の補助マグネット５３により反発されて第２の主マグネット５２に向かう推力方向に偏向され、さらに、第２の主マグネット５２からの磁力線は、第２の補助マグネット５４によってコイル４１に向かう推力方向と直交する方向に偏向される。その結果、マグネットヨークをまったく用いなくても、磁束の漏洩を少なくできる効率のよい磁気回路を構成することができ、可動マグネット型リニアモータ２４の小型、軽量化を達成できるとともに、バイト１５の高速送りを可能にすることができる。また、ヨークを用いていないため、仮に先端側静圧軸受２９および後端側静圧軸受３０の中心とマグネット構成体４２およびコイル４１の取付け中心とが一致していなくても、可動体２２に吸引力が発生せず、工具送り装置１０の製作を容易にすることができる。
【００３５】
しかも、上記した実施の形態によれば、可動体２２の先端側には、矩形状摺動軸部２７が形成されるとともに、可動体２２の後端側には、円形状摺動軸部２８が形成され、先端側静圧軸受２９は、矩形状摺動軸部２７を摺動可能に支持する断面矩形状に形成されているとともに、後端静圧軸受３０は、円形状摺動軸部２８を摺動可能に支持する断面円形状に形成されているので、可動体２２を先端側静圧軸受２９と後端側静圧軸受３０とによって両持ちで摺動のみ可能に高剛性で支持できるとともに、加工の際にバイト１５に生じる曲げモーメントを、加工位置に近い矩形状に形成された先端側静圧軸受２９によって効率よく受けることができる。
【００３６】
さらに、上記した実施の形態によれば、工具ホルダ３６は、可動体２２の移動方向の中心軸線上にバイト１５の刃先が位置するように配設されているので、バイト１５に作用する切削負荷を高剛性に支持でき、バイト１５によって工作物２０を高精度に切削加工することができる。
【００３７】
上記した実施の形態においては、可動体２２に断面矩形状のマグネット取付部４３を取付けて、円周上４面にマグネット構成体４２およびコイル４１を配設した例について述べたが、マグネット構成体４２およびコイル４１を上下あるいは左右２面に配設することもでき、あるいはまた、マグネット取付部４３を断面三角形状にして、円周上３面にマグネット構成体４２およびコイル４１を配設することもできる。
【００３８】
上記した実施の形態においては、可動体２２の先端部に設けた矩形状摺動軸部２７を、断面矩形状の先端側静圧軸受２９によって静圧支持するとともに、可動体２２の後端側に設けた円形状摺動軸部２８を、断面円形状の後端側静圧軸受３０によって静圧支持することにより、可動体２２を支持ベース体２１に対し摺動のみ可能に支持するようにしたが、可動体２２の先端部および後端部ともに円形状摺動軸部とし、別途回り止め手段によって可動体２２を回り止めするようにしてもよい。
【００３９】
また、上記した実施の形態においては、可動体２２の先端側および後端側を静圧軸受２９、３０によって静圧支持するようにしたが、可動体２２を摺動可能に支持する構成は、必ずしも静圧軸受に限定されるものではなく、他の軸受手段によって支持するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、上記した実施の形態においては、コイル４１をロングコイルで構成した例について述べたが、コイル４１の束の幅が主マグネット５１、５２の幅よりも小さな、いわゆるショートコイルを用いることもできる。
【００４１】
斯様に、本発明は、実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態を示す工具送り装置を備えた超精密加工機の概略図である。
【図２】可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置の断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿って矢視した断面図である。
【図４】可動マグネット型リニアモータの詳細を示す図である。
【図５】図４の５−５線に沿って矢視した断面図である。
【図６】コイルの束の幅を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る磁気回路を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…工具送り装置、１５…工具（バイト）、２１…支持ベース体、２２…可動体、２４…リニアモータ、２５…位置検出手段、２７…矩形状摺動軸部、２８…円形状摺動軸部、２９…先端側軸受、３０…後端側軸受、３６…工具ホルダ、４１（４１ａ〜４１ｄ）…コイル、４２（４２ａ〜４２ｄ）…マグネット構成体、４３…マグネット取付部、５１、５２…主マグネット、５３、５４、５５…補助マグネット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料からなる支持ベース体と、該支持ベース体の先端側に設けられた先端側軸受および前記支持ベース体の後端側に設けられた後端側軸受と、前記先端側軸受により支持される先端側摺動軸部および前記後端側軸受により支持される後端側摺動軸部とを有し、前記支持ベース体に対して相対移動可能に配設された可動体と、該可動体の先端部に取付けられた工具と、前記可動体を前記支持ベース体に対して高速で相対移動させる可動マグネット型リニアモータと、前記可動体の位置を検出する位置検出手段とを備え、
前記可動マグネット型リニアモータは、
前記可動体に設けられた非磁性材料からなるマグネット取付部に配設されたマグネット構成体と、該マグネット構成体に前記可動体の移動方向と直交する方向に対向するように前記支持ベース体に配設されたコイルとを備え、
前記マグネット構成体は、前記可動体の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネットと、これら第１および第２の主マグネットの前記可動体の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネットと、前記第１および第２の主マグネットの間に配設された第３の補助マグネットとからなり、
前記第１の主マグネットは、前記可動体の移動方向と直角な方向に着磁されて前記コイルに対向され、前記第２の主マグネットは、前記第１の主マグネットの着磁方向と平行な方向に着磁されかつ前記コイルに前記第１の主マグネットとは反対の磁極で対向され、
前記第１および第２の補助マグネットは、磁力線の方向を偏向させるために、前記第１および第２の主マグネットとそれぞれ対向する側の磁極が、前記第１および第２の主マグネットの前記コイルに対向する側の磁極と同じになるよう配置されている
ことを特徴とする可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置。
【請求項２】
請求項１において、前記可動体の先端側には、矩形状摺動軸部が形成されるとともに、前記可動体の後端側には、円形状摺動軸部が形成され、前記先端側軸受は、前記矩形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面矩形状に形成されているとともに、前記後端側軸受は、前記円形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面円形状に形成されていることを特徴とする工具送り装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記工具は、前記可動体の移動方向の中心軸線上に工具の先端が位置するように配設されていることを特徴とする工具送り装置。
【請求項１】
非磁性材料からなる支持ベース体と、該支持ベース体の先端側に設けられた先端側軸受および前記支持ベース体の後端側に設けられた後端側軸受と、前記先端側軸受により支持される先端側摺動軸部および前記後端側軸受により支持される後端側摺動軸部とを有し、前記支持ベース体に対して相対移動可能に配設された可動体と、該可動体の先端部に取付けられた工具と、前記可動体を前記支持ベース体に対して高速で相対移動させる可動マグネット型リニアモータと、前記可動体の位置を検出する位置検出手段とを備え、
前記可動マグネット型リニアモータは、
前記可動体に設けられた非磁性材料からなるマグネット取付部に配設されたマグネット構成体と、該マグネット構成体に前記可動体の移動方向と直交する方向に対向するように前記支持ベース体に配設されたコイルとを備え、
前記マグネット構成体は、前記可動体の移動方向に間隔を有して配設された第１および第２の主マグネットと、これら第１および第２の主マグネットの前記可動体の移動方向の両側に配設された第１および第２の補助マグネットと、前記第１および第２の主マグネットの間に配設された第３の補助マグネットとからなり、
前記第１の主マグネットは、前記可動体の移動方向と直角な方向に着磁されて前記コイルに対向され、前記第２の主マグネットは、前記第１の主マグネットの着磁方向と平行な方向に着磁されかつ前記コイルに前記第１の主マグネットとは反対の磁極で対向され、
前記第１および第２の補助マグネットは、磁力線の方向を偏向させるために、前記第１および第２の主マグネットとそれぞれ対向する側の磁極が、前記第１および第２の主マグネットの前記コイルに対向する側の磁極と同じになるよう配置されている
ことを特徴とする可動マグネット型リニアモータを備えた工具送り装置。
【請求項２】
請求項１において、前記可動体の先端側には、矩形状摺動軸部が形成されるとともに、前記可動体の後端側には、円形状摺動軸部が形成され、前記先端側軸受は、前記矩形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面矩形状に形成されているとともに、前記後端側軸受は、前記円形状摺動軸部を摺動可能に支持する断面円形状に形成されていることを特徴とする工具送り装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記工具は、前記可動体の移動方向の中心軸線上に工具の先端が位置するように配設されていることを特徴とする工具送り装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−７６０３１（Ｐ２０１０−７６０３１Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４６１８５（Ｐ２００８−２４６１８５）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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