(57)【要約】【課題】工作機械の精密送り装置を提供すする。【解決手段】  リニアモータを利用した案内面への与圧付与手段を備えた。また、重力の作用する軸については、立設するコラム１４の左右にV−Vガイド１０を設け、コロ軸受１９ａ  １９ｂを介して、Ｖ溝転がり案内面１８ａ、１８ｂに沿って、凸状摺動面１６ａ  １６ｂを摺動するように構成し、中央に主軸を備えたYステージ１６を昇降自在に案内するように構成した工作機械の精密送り装置であって、リニアモータの磁力による吸引力により、コラム１４の左右に設けたＶ溝転がり案内面１８ａ  １８ｂ側に、Yステージ１６の左右に設けた凸状摺動面１６ａ、１６ｂを押し付けるよう、Yステージ１６側に予圧付与する予圧付与手段を具備した。【選択図】  図２
2010240792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラム、テーブル、ステージ等の工作機械の移動部にV字形状の凹凸の案内溝を有するV−Vガイドを設け、コロ軸受を介して前記案内溝の凹形状の案内面に沿って凸形状の摺動面を摺動させ、前記移動部材を移動自在に案内するよう構成した工作機械の精密送り装置であって、
前記移動部を駆動するリニアモータと、
前記リニアモータの永久磁石を用いて前記移動部の前記Ｖ−Ｖガイドへの与圧を付与する与圧付与手段と、
を備えて構成し、前記移動部の位置決め精度を向上させたことを特徴とする工作機械の精密送り装置。
【請求項２】
立設するコラムの左右にV字形状の凹凸の案内溝を有するV−Vガイドを設け、コロ軸受を介して前記案内溝の凹形状の案内面に沿って凸形状の摺動面を摺動させ、中央に主軸を備えたYステージを昇降自在に案内するよう構成した工作機械の精密送り装置であって、
前記Yステージの凸形状の摺動面と平行に前記コラムの左右側面側に平面部を設け、前記左右側面側の平面部に設けられたリニアモータの永久磁石と、
前記リニアモータの永久磁石により吸引力され、前記コラムの左右に設けたＶ字形案内溝側であり、かつ前記Yステージの左右に設けたＶ字形状の凸状摺動面と、
この凸状摺動面を押し付けるように、前記Yステージ側に予圧付与するように設けられたリニアモータのコイル部と、
を備えて構成し、リニアモータの前記永久磁石の吸引力により前記Ｙステージに与圧を付与し、同ステージの落下を軽減し、位置決め精度を向上させることを特徴とする工作機械の精密送り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に係り、より一層詳細には、工作機械の精密送り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の精密あるいは超精密といわれる加工用の工作機械では、加工される対象の製品品質についての高精度化に伴い、高い加工精度を要請されている。特に、加工されたレンズを始めとする光学部品については、寸法精度ナノメートルオーダーという超精密な領域の精度が求められている。したがって、このような超精密な加工を求められる工作機械の送り装置についても超精密な加工に対応することが求められている。
【０００３】
工作機械に用いられる精密または超精密加工用の送り装置の特許文献について、代表的な公報を以下に示す（特許文献１および特許文献２）。これらの公報は、精密送り装置の送り案内にＶ時形状の案内すなわちV−V ガイドを使用している点で共通点が認められ、すべて加工テーブルの精密送り装置に関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７６７６３
【特許文献２】特開平１１−２６２８３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の出願人は、先にナノオーダーの精度を求められる超精密工作機械の送り装置に関し、Ｙテーブルがリニアモータで駆動されて移動する間は、静圧パットに与圧付与手段を設けた工作機械の送り装置を提案している(特願２００８−２９０５８０)。
この送り装置では、コラム、Ｙテーブルの左右側面には、リニアモータを構成する複数のコイルからなるコイル列が、永久磁石と対向するように配列され、さらにＹテーブルの駆動源として用いられる。さらに、リニアモータについては、Ｖ溝転がり案内面と平行に配列されている。
【０００６】
また、コラムのスピンドル側には、左右一対のＶ溝転がり案内面（Ｖ字形案内溝）を形成し、Ｙテーブルには、Ｖ溝転がり案内面（Ｖ字形の凹状案内溝）に係合する左右一対のＶ字形の凸状摺動面を設け、凸状摺動面の裏面側には平面摺動部を設けている。さらにまた、Ｙテーブルには、矩形の溝を形成した静圧パッドが設けられている。静圧パッドは、これらの摺動面の通路末端に接続されている。そして、このように構成された送り装置では、上述した平面摺動面に向けて圧縮空気を噴出し、与圧が加えられると、Ｙテーブルの接触状態が保持されるようになっている。
【０００７】
しかしながら、このように構成した工作機械の送り装置では、Ｖ溝転がり案内面に装着されたコロ軸受を介して、Ｙテーブルをスライドするようになっているため、圧縮空気の供給が停止されると、コロ軸受への与圧が解除され、コロ軸受が位置が保ちにくくなるという課題があった。
また、静圧パッド部の加工には、高い加工精度が求められ、かつ静圧パッド部の圧縮空気の供給のための配管系路の確保、組み立て上の課題等多くの問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、工作機械の送り装置において、ナノメーターオーダーの精密な位置決め可能な精密送り装置を提供することにある。
さらにまた、Yステージの移動中、リニアモータの吸引力により、V−V ガイドに押圧力が働いているので、V−V ガイドに挟まれたコロ軸受の落下を防止することができる高精度な工作機械の精密送り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するために、本発明の工作機械の精密送り装置は、コラム、テーブル、ステージ等の工作機械の移動部にV字形状の凹凸の案内溝を有するV−Vガイドを設け、コロ軸受を介して前記案内溝の凹形状の案内面に沿って凸形状の摺動面を摺動させ、前記移動部材を移動自在に案内するよう構成した工作機械の精密送り装置であって、前記移動部を駆動するリニアモータと、前記リニアモータの永久磁石を用いて前記移動部の前記Ｖ−Ｖガイドへの与圧を付与する与圧付与手段と、を備えて構成し前記移動部の位置決め精度を向上させたことを特徴とする工作機械の精密送り装置とした。
【００１０】
また、本発明の工作機械の精密送り装置は、立設するコラムの左右にV字形状の凹凸の案内溝を有するV−Vガイドを設け、コロ軸受を介して前記案内溝の凹形状の案内面に沿って凸形状の摺動面を摺動させ、中央に主軸を備えたYステージを昇降自在に案内するよう構成した工作機械の精密送り装置であって、前記Yステージの凸形状の摺動面と平行に前記コラムの左右側面側に平面部を設け、前記左右側面側の平面部に設けられたリニアモータの永久磁石と、前記リニアモータの永久磁石により吸引され、前記コラムの左右に設けたＶ字形案内溝側であり、前記Yステージの左右に設けたＶ字形状の凸状摺動面と、この凸状摺動面を押し付けるように、前記Yステージ側に予圧付与するように設けられたリニアモータのコイル部と、を備えて構成し、リニアモータの前記永久磁石の吸引力により前記Ｙステージに与圧を付与し、同ステージの落下を軽減し位置決め精度を向上させることを特徴とする構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明の工作機械の精密送り装置によれば、移動体はリニアモータで駆動され、リニアモータの磁石により与圧付与されて、精密位置決め可能である。Yステージがリニアモータで駆動されて、リニアモータの磁力による吸引力により、コラムの左右に設けたＶ字形案内溝側に、Yステージの左右に設けたＶ字形の凸状摺動面を押し付けるように、Yステージ側に予圧付与するので、スピンドルを支持するYステージを円滑に高い位置決め精度で送ることができる。
また、Yステージの移動中、リニアモータの吸引力により、V−V ガイドに押圧力が働いているので、V−V ガイドに挟まれたコロ軸受の落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による精密送り装置の一実施形態を示す右側面図を示す。
【図２】同精密送り装置のＡ―Ａ水平断面図である。
【図３】図２の左半分を示す部分拡大断面を示す正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下には、本発明による工作機械の精密送り装置の一実施形態例について、添付の図面を参照しながら説明する。この実施形態では、主軸を搭載するＹステージに応用した実施の形態例を示すが、コラムやテーブルといった他の工作機械でも同様に構成できる。
図１は、工作機械の右側面図で、テーブルを鉛直方向に送る垂直軸に精密送り装置を適用した実施の形態を示す。
同図おいて、床上には、ベッド１１が固定されている。ベッド１１の上部には、図面左側にベース１３ａを載置し、その上部にはコラム１４を移動可能に載置されている。また、図面右側にベッド１１上部には、Ｘテーブル１２を案内するテーブルベース１３が載置され、テーブルベース１３上面にＶ−Ｖガイド１０を配し、紙面前後方向に移動可能としている。なお、Ｖ−Ｖガイド１０とは、下記の凸状摺動面１６ａ、１６ｂとＶ溝転がり案内面１８ａ、１８ｂの組み合わせを総称する。
【００１４】
図２は、図１のＡ−Ａ水平断面図で、コラム１４の断面を示す。図３は、図２の左半分を示す部分拡大断面を示す断面図である。
これらの図において、コラム１４の左右には、Ｖ溝転がり案内面１８ａ、１８ｂが設けられ、これと平行にコラム１４とYステージ１６の対抗面には、リニアモータ１５が設けられている。リニアモータ１５は、複数の永久磁石２２からなる永久磁石列が、コイル２３と対向するように配列され、Yステージ１６の駆動源として使用される。
【００１５】
Yステージ１６は、Ｖ溝転がり案内面１８ａ、１８ｂに係合するＶ字形の凸状摺動面１６ａ、１６ｂを設けている。
リニアモータの磁力による吸引力により、コラム１４の左右に設けたＶ字形案内溝側に、Yステージ１６の左右に設けたＶ字形の凸状摺動面１６a、１６ｂを押し付けるように、Yステージ１６側に予圧を付与する。
【００１６】
本実施形態による精密送り装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
コイル２３に通電し、リニアモータ１５を駆動すると、コイル２３の列と永久磁石１２の列の相互の反発力はYステージ１６の推力となり、この推力を利用してYステージ１６はＶ溝転がり案内面１８ａ、１８ｂに案内されて上下方向に移動することができる。
【００１７】
Yステージ１６の移動中、リニアモータ１５の吸引力により、V−V ガイド１０に押圧力が働いているので、V−V ガイド１０に挟まれたコロ軸受１９ａ、１９ｂの落下を防止することができる。
【００１８】
本実施形態による精密送り装置では、Yステージ１６がリニアモータで駆動されて、リニアモータ１５の磁力による吸引力により、コラム１６の左右に設けたＶ字形案内溝側に、Yステージ１６の左右に設けたＶ字形の凸状摺動面１６ａ、１６ｂを押し付けるように、Yステージ１６側に予圧付与するので、スピンドルを支持するYステージ１６を円滑に高い位置決め精度で送ることができる。
また、Yステージ１６の移動中、リニアモータ１５の吸引力により、V−V ガイド１０に押圧力が働いているので、V−V ガイド１０に挟まれたコロ軸受の落下を防止することができる。
【００１９】
他の実施形態として、コラム１４の案内面としてＶ溝転がり案内面１８ａ、１８ｂの代わりにＶ溝すべり案内面を適用することもできる。
【００２０】
以上、本発明の精密送り装置について、実施形態例として公的な垂直軸の送り装置として構成した実施形態を挙げて説明したが、本発明は既に述べたように、コラム（Ｚテーブル）やワークテーブル（Ｘテーブル）の駆動装置というような水平軸の送り装置としても応用、構成できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、工作機械の精密送り装置であって、精密な位置決め可能な工作機械を提供可能である。また、特にスピンドルを支持し重力の作用するＹステージに応用され、回転するスピンドルすなわち設置された工具を円滑に高い位置決め精度で送ることができるので、精密加工業界に貢献できる。
【符号の説明】
【００２２】
１０    V−V ガイド
１１    ベッド
１２    加工テーブル（Xテーブル）
１３    ベース            
１４    コラム
１５    リニアモータ
１６    Yステージ
１６ａ  １６ｂ  凸状摺動面
１８ａ  １８ｂ Ｖ溝転がり案内面
１９ａ  １９ｂ  コロ軸受
２２    永久磁石
２３    コイル
【図１】
2010240792.tif 000003
【図２】
2010240792.tif 000004
【図３】
2010240792.tif 000005