(57)【要約】      （修正有）【課題】リニアモータマグネットおよびリニアモータコイルの取付け、取外しを容易にしたリニアモータ駆動加工装置を提供する。【解決手段】サドル４はコラム２上を上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｌに案内されて上側および下側Ｘ軸リニアモータ６ＬによりＸ軸方向に移動され、主軸ヘッド２１が固定されたスライド１３はサドル上を左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｒ，Ｌに案内されて左側および右側Ｙ軸リニアモータ２４Ｌ，ＲによりＹ軸方向に移動される。各マグネット片に穿設されたボルト穴に正面側から挿入されたボルトによって各マグネット片がサドルに着脱可能にボルト締めされてＹ軸リニアモータマグネットが構成され、スライドに穿設されたボルト穴に正面側から挿入されたボルトによってＹ軸リニアモータコイルがスライドの裏面に着脱可能にＹ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めされる。【選択図】  図１
2004338015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラムをベッドに直立し、
上側および下側Ｘ軸ガイドを前記コラムに上側及び下側位置で水平方向に設け、中央部分に貫通スペースが形成されたサドルを前記コラムの正面に前記上側および下側Ｘ軸ガイドによってＸ軸方向に案内して装架し、
上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットを前記コラムに上側および下側位置でＸ軸方向に固定し、
上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルを前記サドルの上端部および下端部に前記上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに対向して固定し、
左側および右側Ｙ軸ガイドを前記サドルの正面に前記貫通スペースの両側で垂直方向に設け、
スライドを前記サドルの正面に前記左側および右側Ｙ軸ガイドによってＹ軸方向に案内して装架し、
複数のマグネット片を前記サドルの正面に前記左側Ｙ軸ガイドの左方位置および右側Ｙ軸ガイドの右方位置で磁極面を前方に向けてＹ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって各マグネット片をサドルにボルト締めして左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットを構成し、
前記スライドの左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルを前記スライドの左端部裏面および右端部裏面に前記左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めし、
前記各マグネット片の長さと前記スライドの移動範囲との関係は、前記複数のマグネット片の各々が前記スライドおよび前記Ｙ軸リニアモータコイルと重ならない位置に前記スライドを移動できる関係とし、
工具が装着される主軸が回転駆動可能に軸承され後端部が前記貫通スペース内に延在する主軸ヘッドを前記スライドに一体的に固定しことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【請求項２】
請求項１において、前記上側および下側Ｘ軸ガイドを前記コラムの正面に上側位置および下側位置で水平方向に設け、
前記サドルを前記コラムの正面に前記上側および下側Ｘ軸ガイドによってＸ軸方向に案内して装架し、
複数のマグネット片を前記コラムの正面に前記上側Ｘ軸ガイドの上方位置および下側Ｘ軸ガイドの下方位置で磁極面を前方に向けてＸ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって各マグネット片をコラムにボルト締めして前記上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットを構成し、
前記サドルの上端部および下端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって前記上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルを前記サドルの上端部裏面および下端部裏面に前記上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めし、
前記各マグネット片の長さと前記サドルの移動範囲との関係は、前記複数のマグネット片の各々が前記サドルおよび前記Ｘ軸リニアモータコイルと重ならない位置に前記サドルを移動できる関係としたことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【請求項３】
請求項２において、テーブルを前記ベッドの上面に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによってＺ軸方向に案内して装架し、
左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットを前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置で磁極面を垂直にして互いに対向してＺ軸方向に固定し、
左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルを前記テーブルの左端面および右端面に前記左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【請求項４】
請求項２において、テーブルを前記ベッドの上面に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによってＺ軸方向に案内して装架し、
複数のマグネット片を前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置で磁極面を上方に向けてＺ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に上方から挿入された複数のボルトによって各マグネット片をベッドにボルト締めして左側および右側Ｘ軸リニアモータマグネットを構成し、
前記テーブルの左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴に上方から挿入された複数のボルトによって前記左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルを前記テーブルの左端部下面および右端部下面に前記左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めし、
前記各マグネット片の長さと前記テーブルの移動範囲との関係は、前記複数のマグネット片の各々が前記テーブルおよび前記Ｚ軸リニアモータコイルと重ならない位置に前記テーブルを移動できる関係としたことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【請求項５】
請求項２において、前記テーブルを前記ベッド上に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによってＺ軸方向に案内して装架し、
サーボモータによって回転駆動される左側および右側Ｚ軸ボールネジを前記ベッドの上面にＺ軸方向に支承し、
該左側および右側Ｚ軸ボールネジに前記テーブルの両側に固定された送りナットを夫々螺合したことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具と工作物との相対運動をリニアモータによって行うリニアモータ駆動加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベッド上にコラムを直立し、該コラムの正面の上側位置および下側位置に上側および下側Ｘ軸ガイドを水平方向に設け、コラムにサドルを上側および下側Ｘ軸ガイドに案内されてリニアモータによりＸ軸方向に駆動可能に装架し、サドルの中央部分に形成された貫通スペース内の対向する垂直面に左側および右側Ｙ軸ガイドを垂直方向に設け、主軸ヘッドが装架されたスライドをサドルに左側および右側Ｙ軸ガイドに案内されてリニアモータによりＹ軸方向に駆動可能に装架し、工具が着脱される主軸を前記主軸ヘッドに回転可能に支承した工作機械において、特許文献１に示すように、コラムの上側および下側に水平方向に対向して設けた水平面に上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットを磁極面を対向させてＸ軸方向に固定し、上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルをサドルの上下端面に上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定し、左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットをサドルの貫通スペース内の対向する垂直面に左側および右側Ｙ軸ガイドの後方位置で磁極面を対向させてＹ軸方向に固定し、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルを前記スライドの両側面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定している。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第５，６６２，５６８号明細書（第６，７欄、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置では、上側および下側Ｘ軸リニアモータ並びに左側および右側Ｙ軸リニアモータの吸引力を夫々相殺し、Ｘ軸およびＹ軸ガイドにＸ軸およびＹ軸リニアモータの吸引力が作用しないように、上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット並びに左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットを磁極面を夫々対向させて配置し、上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル並びに左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルをサドルの上下端面およびスライドの両側面に上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット並びに左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定しているので、上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル並びに左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルをサドルの内側およびスライドの内側から取付けなければならず、Ｘ軸およびＹ軸リニアモータコイルを着脱するためにスライド、主軸ヘッド等を取外さなければならなかった。また、サドルおよびスライドをいずれの位置に移動してもＸ軸およびＹ軸リニアモータマグネットを構成するマグネット片の一つがＸ軸およびＹ軸リニアモータコイルと重なる場合、リニアモータコイルを該マグネット片と対向しない位置に移動した状態で該マグネット片を取外すことができないので、該マグネット片またはリニアモータコイルを取外すと磁気吸引力によりマグネット片とリニアモータコイルが吸着してしまい、組付けおよび取外しに特殊な冶具が必要になり、或いは長時間が必要になる不具合が生じる。
【０００５】
本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、リニアモータマグネットおよびリニアモータコイルの取付け、取外しを容易にしたリニアモータ駆動加工装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、コラムをベッドに直立し、上側および下側Ｘ軸ガイドを前記コラムに上側及び下側位置で水平方向に設け、中央部分に貫通スペースが形成されたサドルを前記コラムの正面に前記上側および下側Ｘ軸ガイドによってＸ軸方向に案内して装架し、上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットを前記コラムに上側および下側位置でＸ軸方向に固定し、上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルを前記サドルの上端部および下端部に前記上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに対向して固定し、左側および右側Ｙ軸ガイドを前記サドルの正面に前記貫通スペースの両側で垂直方向に設け、スライドを前記サドルの正面に前記左側および右側Ｙ軸ガイドによってＹ軸方向に案内して装架し、複数のマグネット片を前記サドルの正面に前記左側Ｙ軸ガイドの左方位置および右側Ｙ軸ガイドの右方位置で磁極面を前方に向けてＹ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって各マグネット片をサドルにボルト締めして左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットを構成し、前記スライドの左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルを前記スライドの左端部裏面および右端部裏面に前記左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めし、前記各マグネット片の長さと前記スライドの移動範囲との関係は、前記複数のマグネット片の各々が前記スライドおよび前記Ｙ軸リニアモータコイルと重ならない位置に前記スライドを移動できる関係とし、工具が装着される主軸が回転駆動可能に軸承され後端部が前記貫通スペース内に延在する主軸ヘッドを前記スライドに一体的に固定しことである。
【０００７】
本発明において、サドルはコラム上を上側および下側Ｘ軸ガイドに案内されて上側および下側Ｘ軸リニアモータによりＸ軸方向に移動され、主軸ヘッドが固定されたスライドはサドル上を左側および右側Ｙ軸ガイドに案内されて左側および右側Ｙ軸リニアモータによりＹ軸方向に移動される。これにより、主軸ヘッドに軸承された主軸に装着された工具がＸ軸およびＹ軸方向に移動して工作物に所望の加工を行う。
【０００８】
複数のマグネット片をサドルの正面に磁極面を前方に向けてＹ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによってサドルにボルト締めして左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットを構成し、スライドの左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルをスライドの左端部裏面および右端部裏面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めしたので、Ｙ軸リニアモータマグネットおよびＹ軸リニアモータコイルを主軸ヘッド等を取外すことなく、正面側からボルトによって容易に取付け、取外すことができる。さらに、スライドを移動することによって複数のマグネット片の各々がスライドおよびＹ軸リニアモータコイルと重ならないようにすることができるので、各マグネット片をＹ軸リニアモータコイルと重ならない状態で、Ｙ軸リニアモータコイルに吸着することなく、サドルに容易に取付け、取外しすることができる。また、マグネット片を取外した位置にスライドを移動することによってＹ軸リニアモータコイルをＹ軸リニアモータマグネットに吸着されることなく、スライドに容易に着脱することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記上側および下側Ｘ軸ガイドを前記コラムの正面に上側位置および下側位置で水平方向に設け、前記サドルを前記コラムの正面に前記上側および下側Ｘ軸ガイドによってＸ軸方向に案内して装架し、複数のマグネット片を前記コラムの正面に前記上側Ｘ軸ガイドの上方位置および下側Ｘ軸ガイドの下方位置で磁極面を前方に向けてＸ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって各マグネット片をコラムにボルト締めして前記上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットを構成し、前記サドルの上端部および下端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって前記上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルを前記サドルの上端部裏面および下端部裏面に前記上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めし、前記各マグネット片の長さと前記サドルの移動範囲との関係は、前記複数のマグネット片の各々が前記サドルおよび前記Ｘ軸リニアモータコイルと重ならない位置に前記サドルを移動できる関係としたことである。
【００１０】
本発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加え、複数のマグネット片をコラムの正面に磁極面を前方に向けてＸ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによってコラムにボルト締めして上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットを構成し、サドルの上端部および下端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルトによって上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルをサドルの上端部裏面および下端部裏面に上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めしたので、Ｘ軸リニアモータマグネットおよびＸ軸リニアモータコイルをスライド等を取外すことなく、正面側からボルトによって容易に取付け、取外すことができる。そして、サドルを移動することによって複数のマグネット片の各々がサドルおよびＸ軸リニアモータコイルと重ならないようにすることができるので、各マグネット片をＸ軸リニアモータコイルと重ならない状態で、Ｘ軸リニアモータコイルに吸着することなく、コラムに容易に取付け、取外しすることができる。また、マグネット片を取外した位置にサドルを移動することによってＸ軸リニアモータコイルをＸ軸リニアモータマグネットに吸着されることなく、スライドに容易に着脱することができる。
【００１１】
本発明の構成によれば、コラムにサドルおよびスライドを組付けたＸＹ軸アッシーを組付ける場合、コラムを水平状態にし、コラム上にＸ軸ガイドを上方からボルト締めし、Ｘ軸ガイド上にサドルを装架し、Ｘ軸リニアモータマグネットおよびＸ軸リニアモータコイルをコラムおよびサドルに上方からボルトにより取付け、サドル上にＹ軸ガイドを上方からボルト締めし、Ｙ軸ガイド上にスライドを装架し、Ｙ軸リニアモータマグネットおよびＹ軸リニアモータコイルをサドルおよびスライドに上方からボルトにより取付けることができる。このようにコラムにサドルおよびスライドを積み重ねて重量を支持し、ボルトを上方から挿入して各部をボルト締めするだけであるので、ＸＹ軸アッシーを極めて容易に組付けることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、テーブルを前記ベッドの上面に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによってＺ軸方向に案内して装架し、左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットを前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置で磁極面を垂直にして互いに対向してＺ軸方向に固定し、左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルを前記テーブルの左端面および右端面に前記左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したことである。
【００１３】
本発明によれば、工具と工作物との間の直交３軸方向の相対移動をリニアモータによって高速高精度に行うことができる。さらに、左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットをベッドの上面に磁極面を垂直にして互いに対向して固定し、左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルをテーブルの左端面および右端面に左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したので、左側および右側Ｚ軸リニアモータの吸引力が相殺され、テーブルを案内するＺ軸ガイド機構に工作物の重量に加えてリニアモータの吸引力が作用することを防止できる。
【００１４】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、テーブルを前記ベッドの上面に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによってＺ軸方向に案内して装架し、複数のマグネット片を前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置で磁極面を上方に向けてＺ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に上方から挿入された複数のボルトによって各マグネット片をベッドにボルト締めして左側および右側Ｘ軸リニアモータマグネットを構成し、前記テーブルの左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴に上方から挿入された複数のボルトによって前記左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルを前記テーブルの左端部下面および右端部下面に前記左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めし、前記各マグネット片の長さと前記テーブルの移動範囲との関係は、前記複数のマグネット片の各々が前記テーブルおよび前記Ｚ軸リニアモータコイルと重ならない位置に前記テーブルを移動できる関係としたことである。
【００１５】
本発明によれば、工具と工作物との間の直交３軸方向の相対移動をリニアモータによって高速高精度に行うことができる。そして、複数のマグネット片をベッドの上面に磁極面を上方に向けてＺ軸方向に並置し、各マグネット片に穿設された複数のボルト穴に上方から挿入された複数のボルトによってベッドにボルト締めして左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットを構成し、テーブルの左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴に上方から挿入された複数のボルトによって左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルをテーブルの左端部下面および右端部下面に左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに対向してボルト締めしたので、Ｚ軸リニアモータマグネットおよびＺ軸リニアモータコイルをベッドに上方からボルトによって容易に取付け、取外すことができる。さらに、テーブルを移動することによって複数のマグネット片の各々がテーブルおよびＺ軸リニアモータコイルと重ならないようにすることができるので、各マグネット片をＺ軸リニアモータコイルと重ならない状態で、Ｚ軸リニアモータコイルに吸着することなく、テーブルに容易に取付け、取外しすることができる。また、マグネット片を取外した位置にテーブルを移動することによってＺ軸リニアモータコイルをＺ軸リニアモータマグネットに吸着されることなく、スライドに容易に着脱することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記テーブルを前記ベッド上に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによりＺ軸方向に案内して装架し、サーボモータによって回転駆動される左側および右側Ｚ軸ボールネジを前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置でＺ軸方向に支承し、該左側および右側Ｚ軸ボールネジに前記テーブルの両側に固定された送りナットを夫々螺合したことである。
【００１７】
本発明によれば、請求項２に係る発明の効果に加え、工具と工作物との間の高速度な相対移動が要求されるＸ軸およびＹ軸方向の移動をリニアモータによって行い、重量のある工作物が取付けられるテーブルのＺ軸方向の移動はサーボモータの同期回転によりボールネジ機構を介して比較的低速で行うので、工具と工作物とのＺ軸方向の相対移動機構、延いては装置全体の構成を簡単にしコストを低減することができる。
【００１８】
【実施の形態】
以下、本発明に係るリニアモータ駆動加工装置の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１，２において、ベッド１上にコラム２が立設され、コラム２の正面には上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌが上側位置および下側位置に水平方向に設けられている。上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌにはサドル４に固定された複数個の滑動体５が移動可能に支承され、サドル４は上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３ＬによりＸ軸方向に案内されてコラム２の正面に装架されている。コラム２の正面には複数の矩形のマグネット片７が上側Ｘ軸ガイド３Ｕの上方位置および下側Ｘ軸ガイド３Ｌの下方位置で磁極面を前方に向けてＸ軸方向に並置され、各マグネット片７の両側端部に穿設された複数のボルト穴８ｈに正面側から挿入された複数のボルト８によって各マグネット片７がコラム２に着脱可能にボルト締めされて上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌが構成されている。上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル９Ｕ，９Ｌは、サドル４の上端部および下端部に穿設された複数のボルト穴１０ｈに正面側から挿入された複数のボルト１０によってサドル４の上端部裏面および下端部裏面に上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌに対向して着脱可能にボルト締めされている。上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌおよび上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル９Ｕ，９Ｌにより上側および下側Ｘ軸リニアモータ２３Ｕ，２３Ｌが夫々構成されている。各マグネット片７の長さとサドル４の移動範囲との関係は、複数のマグネット片７の各々がサドル４およびＸ軸リニアモータコイル９と重ならない位置にサドル４を移動できる関係となっている。
【００１９】
サドル４の中央部分には矩形の貫通スペース１１が上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌの近傍から形成され、後述する主軸ヘッドの後端部が貫通スペース１１内に延在して上下動できるようになっている。サドル４の正面には左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒが貫通スペース１１の両側に垂直方向に設けられている。左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒにはスライド１３に固定された複数個の滑動体１４が移動可能に支承され、スライド１３は左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２ＲによりＹ軸方向に案内されてサドル４の正面に装架されている。サドル４の正面には複数の矩形のマグネット片１６が左側Ｙ軸ガイド１２Ｌの左方位置および右側Ｙ軸ガイド１２Ｒの右方位置で磁極面を前方に向けてＹ軸方向に並置され、各マグネット片１６の両側端部に穿設された複数のボルト穴１７ｈに正面側から挿入された複数のボルト１７によって各マグネット片１６がサドル４に着脱可能にボルト締めされて左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒが構成されている。左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒは、スライド１３の左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴１８ｈに正面側から挿入された複数のボルト１８によってスライド１３の左端部裏面および右端部裏面に着脱可能に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒに対向してボルト締めされている。左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒおよび左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒにより左側および右側Ｙ軸リニアモータ２４Ｌ，２４Ｒが夫々構成されている。各マグネット片１６の長さとスライド１３の移動範囲との関係は、前記複数のマグネット片１６の各々がスライド１３およびＹ軸リニアモータコイル１９と重ならない位置にスライド１３を移動できる関係となっている。
【００２０】
スライド１３には主軸２０を回転駆動可能に軸承する主軸ヘッド２１が固定され、主軸ヘッド２１の後端部は矩形の貫通スペース１１内に延在している。主軸２０の先端には工具が着脱可能に装着される。スライド１３とサドル４との間にはバランスシリンダ装置２２が介在され、スライダ１３および主軸ヘッド２１の重力とバランスする推力を発生する。
【００２１】
図３，４に示すように、ベッド１上には左側および右側Ｚ軸ガイド２５Ｌ，２５ＲがＸ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向にコラム２の前方に延設されている。左側および右側Ｚ軸ガイド２５Ｌ，２５Ｒにはテーブル２６に固定された複数個の滑動体２７が移動可能に支承され、テーブル２６は左側および右側Ｚ軸ガイド２５Ｌ，２５ＲによりＺ軸方向に案内されてベッド１の上面に装架されている。ベッド１の上面には左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット２８Ｌ，２８Ｒが左側Ｚ軸ガイド２５Ｌの左方位置および右側Ｚ軸ガイド２５Ｒの右方位置で磁極面を垂直にして互いに対向してＺ軸方向にブラケット２９Ｌ，２９Ｒを介して固定されている。左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３０Ｌ，３０Ｒはテーブル２６の左端面および右端面に左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット２８Ｌ，２８Ｒに夫々対向して固定されている。左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット２８Ｌ，２８Ｒおよび左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３０Ｌ，３０Ｒにより左側および右側Ｚ軸リニアモータ３７Ｌ，３７Ｒが夫々構成されている。テーブル２６上には工作物が載置されて回転する回転テーブル３１が垂直軸線回りに回転可能に装架され、ＤＤモータ等により回転駆動される。
【００２２】
次に上記第１の実施形態に係るリニアモータ駆動加工装置の作動について説明する。サドル４はコラム２上を上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌに案内されて上側および下側Ｘ軸リニアモータ２３Ｕ，２３ＬによりＸ軸方向に移動される。主軸ヘッド２１が固定されたスライド１３はサドル４上を左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒに案内されて左側および右側Ｙ軸リニアモータ２４Ｌ，２４ＲによりＹ軸方向に移動される。スライド１３が上昇しても左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒに通電する配線等がサドル４と干渉することがないので、サドル４の上下方向の長さをスライド１３の所望ストロークに合わせて短く設定することができる。サドル４は上下方向長さの短縮により小型軽量化されて加速性能が向上し、上側および下側Ｘ軸リニアモータ２３Ｕ，２３Ｌ間の距離が短縮されて剛性アップしサーボゲインを上げることができる。工作物が取付けられたテーブル２６はベッド１上を左側および右側Ｚ軸ガイド２５Ｌ，２５Ｒに案内されて左側および右側Ｚ軸リニアモータ３７Ｌ，３７ＲによってＸ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に移動される。これにより、主軸ヘッド２１に軸承された主軸２０に装着された工具がテーブル２６上に取付けられた工作物に対して直交３軸方向に相対的に移動されて工作物に所望の加工を行う。このとき、上側および下側Ｘ軸リニアモータ２３Ｕ，２３Ｌおよび左側および右側Ｙ軸リニアモータ２４Ｌ，２４Ｒの吸引力により上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌ並びに左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒと滑動体５，１４との間にプリロードが付与されて軸受剛性がアップし、サドル４およびスライド１３をコラム２およびサドル４から離れる方向に作用する切削力によるモーメントに対して抵抗力が増大し、サドル４およびスライド１３は高剛性、高精度に案内されて移動する。
【００２３】
左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒの上半分のマグネット片１６をサドル４の正面に取付け、取外しする場合、スライド１３およびＹ軸リニアモータコイル１９が上半分の各マグネット片１６と重ならない図５に示す下降端位置にスライド１３を移動し、各マグネット片１６に穿設された複数のボルト穴１７ｈに正面側から挿入された複数のボルト１７によって各マグネット片１６をサドル４に着脱する。下半分のマグネット片１６を着脱する場合は、スライド１３を上昇端位置に移動する。このように、スライド１３およびＹ軸リニアモータコイル１９が着脱しようとするマグネット片１６と重ならない位置にスライド１３を移動した状態で、該マグネット片１６をサドル４に正面から取付け、取外すことができるので、主軸ヘッド２１等をスライド１３から取外すことなく、マグネット片１６がＹ軸リニアモータコイル１９に吸着することなく、Ｙ軸リニアモータマグネット１５をサドル４に容易に取付け、取外しすることができる。
【００２４】
左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒをスライド１３の左端部裏面および右端部裏面に取付け、取外しする場合、Ｙ軸リニアモータマグネット１５の各マグネット片１６を取外した例えば上昇端位置にスライド１３を移動した状態で、スライド１３の左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴１８ｈに正面側から挿入された複数のボルト１８によって左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒをスライド１３の左端部裏面および右端部裏面に着脱する。これにより左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒを左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５に吸着されることなく、スライド１３の左端部裏面および右端部裏面に容易に取付け、取外しすることができる。Ｙ軸リニアモータマグネット１５およびＹ軸リニアモータコイル１９と同様に、上側および下側Ｚ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌ並びに上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル９Ｕ，９Ｌは、複数のボルト穴８ｈ，１０ｈに正面側から挿入された複数のボルト８，１０によってコラム２およびサドル４に着脱される。
【００２５】
次に、第２および第３の実施形態について説明する。第１の実施形態とはテーブル２６を駆動する部分のみが異なるだけで他の構成は同様であるので、同一構成部分には同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。第２の実施形態では、図６，７に示すように、ベッド１の上面には複数の矩形のマグネット片３３が左側Ｚ軸ガイド２５Ｌの左方位置および右側Ｚ軸ガイド２５Ｒの右方位置で磁極面を上方に向けてＺ軸方向に並置され、各マグネット片３３の両側端部に穿設された複数のボルト穴３４ｈに上方から挿入された複数のボルト３４によって各マグネット片３３がベッド１に着脱可能にボルト締めされて左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット３２Ｌ，３２Ｒが構成されている。左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３６Ｌ，３６Ｒは、テーブル２６の左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴３５ｈに上方から挿入された複数のボルト３５によってテーブル２６の左端部下面および右端部下面に左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット３２Ｌ，３２Ｒに対向して着脱可能にボルト締めされている。各マグネット片３３の長さとテーブル２６の移動範囲との関係は、複数のマグネット片３３の各々がテーブル２６およびＺ軸リニアモータコイル３６と重ならない位置にテーブル２６が移動できる関係となっている。左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット３２Ｌ，３２Ｒおよび左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３６Ｌ，３６Ｒにより左側および右側Ｚ軸リニアモータ３７Ｌ，３７Ｒが夫々構成されている。
【００２６】
第３の実施形態では、図８，９に示すように、ベッド１の上面に左側および右側Ｚ軸ボールネジ３８Ｌ，３８Ｒが左側Ｚ軸ガイド２５Ｌの左方位置および右側Ｚ軸ガイド２５Ｒの右方位置でＺ軸方向に支承され、ベッド１に固定されたサーボモータ３９Ｌ，３９Ｒによって回転駆動される。左側および右側Ｚ軸ボールネジ３８Ｌ，３８Ｒにテーブル２６の両側に固定された送りナット４０Ｌ，４０Ｒが夫々螺合されている。これによりテーブル２６はサーボモータ３９Ｌ，３９Ｒが同期回転されると左側および右側Ｚ軸ボールネジ３８Ｌ，３８Ｒと送りナット４０Ｌ，４０との螺合によってＺ軸方向に移動される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るリニアモータ駆動加工装置をテーブル部分を省略して正面から見た図。
【図２】同リニアモータ駆動加工装置をテーブル部分を省略して側面から見た図。
【図３】同リニアモータ駆動加工装置のテーブル部分を正面から見た図。
【図４】同リニアモータ駆動加工装置をコラムを省略して上方から見た図。
【図５】スライドが下降端位置に移動した状態を示す図。
【図６】第２の実施形態のテーブル部分を正面から見た図。
【図７】第２の実施形態のテーブル部分を上方から見た図。
【図８】第３の実施形態のテーブル部分を正面から見た図。
【図９】第３の実施形態のテーブル部分を上方から見た図。
【符号の説明】
１…ベッド、２…コラム、３Ｕ，３Ｌ…Ｘ軸ガイド、４…サドル、５，１４，２７…滑動体、６Ｕ，６Ｌ…上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット、７，１６，３３…マグネット片、８，１０，１７，１８，３４，３５…ボルト、８ｈ，１０ｈ，１７ｈ，１８ｈ，３４ｈ，３５ｈ…ボルト穴、９Ｕ，９Ｌ…上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル、１１…貫通スペース、１２Ｌ，１２Ｒ…左側および右側Ｙ軸ガイド、１３…スライド、１５Ｌ，１５Ｒ…左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット、１９Ｌ，１９Ｒ…左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル、２０…主軸、２１…主軸ヘッド、２３Ｕ，２３Ｌ…上側および下側Ｘ軸リニアモータ、２４Ｕ，２４Ｌ…左側および右側Ｙ軸リニアモータ、２５Ｌ，２５Ｒ…左側および右側Ｚ軸ガイド、２６…テーブル、２８Ｌ，２８Ｒ，３２Ｌ，３２Ｒ…左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット、２９Ｌ，２９Ｒ…ブラケット、３０Ｌ，３０Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒ…左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル、３１…回転テーブル、３７Ｌ，３７Ｒ…左側および右側Ｚ軸リニアモータ、３８Ｌ，３８Ｒ…左側および右側Ｚ軸ボールネジ、３９Ｌ，３９Ｒ…サーボモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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