(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台と、該機台と所定の間隔を置くとともに該間隔を増減する方向に案内軸支された作動体と、を有するとともに、
夫々に斜面を有し、該斜面を互いに向かい合わせて前記機台と作動体との間に介設される１組の斜板と駆動スライダと、斜板を機台と作動体との相対向する一方の面に固定して取り付けるのに対し、前記駆動スライダの斜面と斜板の斜面との間と、および該駆動スライダの斜面と背向する側の面と前記斜板が固設されていない機台または作動体との間とに、前記駆動スライダを横行移動自在に案内保持するように夫々設けられる直線案内装置と、前記移動自在な駆動スライダの少なくとも一方の側面に前記直線案内装置の何れか一方に平行に取り付けられたリニアモータの移動子と、該移動子に対し所定の微小間隙を介して向かい合うように機台に取り付けたリニアモータの固定子と、の組み合わせからなる第１の駆動装置と、前記第１の駆動装置と同等の第２の駆動装置と、を有し、
前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置を前記駆動スライダの側面に直交する方向に並設するとともに、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各駆動スライダが互いに逆向きにかつ平行になるように設け、かつ、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各駆動スライダを、互いに逆向きに同期して移動し得るように設けてなることを特徴とするプレス機械。
【請求項２】
前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各リニアモータが、前記斜面間に設けられた直線案内装置と平行に各駆動スライダに設けられ、リニアモータの移動軸が側面から見てＸに交叉する配置であることを特徴とする請求項１に記載のプレス機械。
【請求項３】
ベッドと、該ベッドに間隔を置いて相対向するようにコラムに保持された加工ヘッドと、該加工ヘッドに前記相対向する方向に移動可能に案内保持された加工軸スライダと、工具と被加工体を対向する前記加工軸スライダとベッドに取り付けて被加工体から材料を除去する工作機械において、夫々に斜面を有し、該斜面を互いに向かい合わせて前記加工ヘッドと加工軸スライダとの間に介設される一組の斜板と駆動スライダと、前記斜板を加工ヘッドと加工軸スライダとの相対向する一方の面に固定して取り付けるのに対し、前記駆動スライダの斜面と斜板の斜面との間と、および該駆動スライダの斜面と背向する側の面と前記斜板が固定されていない加工ヘッドまたは加工軸スライダとの間とに、前記駆動スライダを横行移動自在に案内保持するように夫々設けられる直線案内装置と、前記移動自在な駆動スライダの少なくとも一方の側面に前記直線案内装置の何れか一方に平行に取り付けられたリニアモータの移動子と、該移動子に対し所定の微小間隙を介して向かい合うように加工ヘッドに取り付けたリニアモータの固定子と、の組み合わせからなる第１の駆動装置と、前記第１の駆動装置と同等の第２の駆動装置と、を有し、
前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置を前記駆動スライダの側面に直交する方向に並設するとともに、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各駆動スライダが互いに逆向きにかつ平行になるように設け、かつ、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各駆動スライダを、互いに逆向きに同期して移動し得るように設けてなることを特徴とする工作機械。
【請求項４】
前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各リニアモータが、前記斜面間に設けられた直線案内装置と平行に各駆動スライダに設けられ、リニアモータの移動軸が側面から見てＸに交叉する配置に構成することを特徴とする請求項３に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線に案内されて移動するリニアモータの運動を、その運動の推力と移動長さとの積に応ずるエネルギ（ジュール、仕事）、特に高い圧力運動に変換する方法および装置、例えば、金型の一方が装着されたスライドを金型の他方が固定されたボルスタに、リニアモータによって往復移動させて被加工体を形成するプレス機や、工具と金属被加工体の一方をリニアモータによって他方に相対的に移動させて被加工体から材料を除去する工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアモータを加圧源として使用した機械、所謂プレス機械は、提案とともに商品化が進み使用されてきている。そして、例えば、特開平１１−２３９，８９７公報、同１１−２５４，１９１公報、および特開２０００−３１２，９９２公報等により種々開示されているように従来のプレス機械には無い種々の特徴を持っているが、主なものとして、下記５項目を上げることができる。
▲１▼加圧源から加圧力を伝達するのに機構部品が少ないため精度が出し易い。
▲２▼制御性が高くフィーダ等の周辺機器と同期が取り易い。
▲３▼数値制御装置による工程曲線を自由に設定できる。
▲４▼下死点が自由に変えられる。
▲５▼ストロークの設定の自由度が広い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
リニアモータを駆動源として利用するプレス機械は、前述のような種々の特徴を有するところから、従来のプレス機械ではできない新しい応用分野を開拓してきている。しかし、リニアモータを駆動源として利用する従来型のプレス機械の最大の欠点は、一般的には大きな加圧力が得られないということである。即ち、加圧力を大きくするには大きさに比例させて使用するリニアモータの数を増加させる必要があり、このため、特に設置スペースおよび価格上の点から、例えば、３トン前後程度のものが事実上、限界ではないかと推測される。
【０００４】
そこで本発明は、直線に案内されて移動するリニアモータの運動を、その運動の推力と移動長さとの積に応ずるエネルギ（ジュール、仕事）、特に、例えば１０トンオーダの高い圧力運動に変換する方法および装置、または変換圧力を使用するように構成された工作機械、さらにはプレス機械を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の本発明の目的は、（１）機台と、該機台と所定の間隔を置くとともに該間隔を増減する方向に案内軸支された作動体と、を有するとともに、夫々に斜面を有し、該斜面を互いに向かい合わせて前記機台と作動体との間に介設される１組の斜板と駆動スライダと、斜板を機台と作動体との相対向する一方の面に固定して取り付けるのに対し、前記駆動スライダの斜面と斜板の斜面との間と、および該駆動スライダの斜面と背向する側の面と前記斜板が固設されていない機台または作動体との間とに、前記駆動スライダを横行移動自在に案内保持するように夫々設けられる直線案内装置と、前記移動自在な駆動スライダの少なくとも一方の側面に前記直線案内装置の何れか一方に平行に取り付けられたリニアモータの移動子と、該移動子に対し所定の微小間隙を介して向かい合うように機台に取り付けたリニアモータの固定子と、の組み合わせからなる第１の駆動装置と、前記第１の駆動装置と同等の第２の駆動装置と、を有し、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置を前記駆動スライダの側面に直交する方向に並設するとともに、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各駆動スライダが互いに逆向きにかつ平行になるように設け、かつ、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各駆動スライダを、互いに逆向きに同期して移動し得るように設けてなるプレス機械とすることにより達成される。
【００１０】
また、前述の本発明の目的は、（２）前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各リニアモータが、前記斜面間に設けられた直線案内装置と平行に各駆動スライダに設けられ、リニアモータの移動軸が側面から見てＸに交叉する配置である前記（１）に記載のプレス機械とすることにより達成される。
【００１４】
また、前述の本発明の目的は、（３）ベッドと、該ベッドに間隔を置いて相対向するようにコラムに保持された加工ヘッドと、該加工ヘッドに前記相対向する方向に移動可能に案内保持された加工軸スライダと、工具と被加工体を対向する前記加工軸スライダとベッドに取り付けて被加工体から材料を除去する工作機械において、夫々に斜面を有し、該斜面を互いに向かい合わせて前記加工ヘッドと加工軸スライダとの間に介設される一組の斜板と駆動スライダと、前記斜板を加工ヘッドと加工軸スライダとの相対向する一方の面に固定して取り付けるのに対し、前記駆動スライダの斜面と斜板の斜面との間と、および該駆動スライダの斜面と背向する側の面と前記斜板が固定されていない加工ヘッドまたは加工軸スライダとの間とに、前記駆動スライダを横行移動自在に案内保持するように夫々設けられる直線案内装置と、前記移動自在な駆動スライダの少なくとも一方の側面に前記直線案内装置の何れか一方に平行に取り付けられたリニアモータの移動子と、該移動子に対し所定の微小間隙を介して向かい合うように加工ヘッドに取り付けたリニアモータの固定子と、の組み合わせからなる第１の駆動装置と、前記第１の駆動装置と同等の第２の駆動装置と、を有し、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置を前記駆動スライダの側面に直交する方向に並設するとともに、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各駆動スライダが互いに逆向きにかつ平行になるように設け、かつ、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各駆動スライダを、互いに逆向きに同期して移動し得るように設けてなる工作機械とすることにより達成される。
【００１８】
また、前述の本発明の目的は、（４）前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置の各リニアモータが、前記斜面間に設けられた直線案内装置と平行に各駆動スライダに設けられ、リニアモータの移動軸が側面から見てＸに交叉する配置に構成した前記（３）に記載の工作機械とすることにより達成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５は、本発明のリニアモータ使用の駆動装置により、直線に案内されて移動する移動体の運動のエネルギ（仕事＝（推力）×（移動長さ））を、高い圧力の小ストローク運動に変換する駆動装置の説明図である。即ち、図１はフープ材の連続スタンピングプレス機械に適用した態様を示す正面図で、前記駆動装置を機台の前壁部分を取り除いて示した図である。図２および図３は、前記駆動装置の作動原理を説明するために、図１の駆動装置部分の機台の左側壁部分を取り除いて示した左側面図で、図２はガイドポストの上昇によりスライドが上死点付近に位置しているのに対し、図３はスライドが下死点付近位置に降下した状態を示した図である。また図４は図１の駆動装置を、機台の上部機台板を取り除いて示した平面図、図５は駆動装置の作動体部分より下方を示した横断平面図である。
【００２３】
図において、１は、駆動装置およびプレス機械等の機台で、該機台１には所定の間隔をおいて平行に形成した、図示実施例の場合上下方向の上部と下部の機台板１−１、１−２にはほぼ垂直に貫通し、ガイド部材１−１１、１−２１を介して案内される相互に平行な複数本のガイドポスト２−１、２−２、…２−４が設けられ、さらに前記上下の機台板１−１、１−２間においてガイドポスト２−１、…２−４に固定されて一体で上下に移動する作動体３が設けられている。そして、前述スタンピングプレス等のアンダドライブ方式プレス機械の場合、前記上部の機台板１−１に下金型が取り付けられるボルスタ１１が設けられ、前記ガイドポスト２−１、…２−４の上端側に上金型を固定したスライド１２が取り付けられる態様である。
【００２４】
前記一対の機台板１−１、１−２の一方、図示の場合上方の機台板１−１と前記作動体３間には、夫々に斜面を有し、該斜面が軸受けを介して互いに向き合って相対移動する斜板４−１と駆動スライダ５−１との組み合わせからなる少なくとも１個の移動方向変更手段が介接され、該移動方向変換手段は２ｎ個（ｎ＝１、２、３、…）の如く通常偶数個、図示の場合斜板４−１、４−２、…４−４と駆動スライダ５−１、５−２、…５−４は夫々４個で、４組の移動方向変換手段が、後述する駆動スライダ５−１、…５−４の移動方向に直交する方向に並設される態様で、かつ前記斜板４−１、…４−４側を、機台板１−１と作動体３との一方の面に固設して設けられる。そして、他方の駆動スライダ５−１、…５−４は、その各斜面と固設されている各斜板４−１、…４−４の斜面との間と、該駆動スライダ５−１、…５−４の斜面と背向する側の面と前記斜板４−１、…４−４が固設されていない機台板１−１または作動体３との間とに、前記駆動スライダ５−１、…５−４を横行自在に案内保持する直線案内装置６−１、６−２、…６−４ともう一つの直線案内装置７−１、７―２、…７−４とが設けられている。前記直線案内装置６−１、…６−４と７−１、…７−４は、例えば一方の駆動スライダ５−１、…５−４の上下両面に取り付けられるレールに対し、他方の斜板４−１、…４−４または機台板１−１もしくは作動体３に取り付けられたボールまたはローラを内蔵する複数個の軸受ブロックとの組み合わせからなる。
【００２５】
なお、本発明において、斜板４−１、…４−４の各斜面および駆動スライダ５−１、…５−４の各斜面とは、夫々が機台板１−１と作動体３間において、取付固定乃至は配設された状態での水平に対する傾斜面のことをいっているのであって、斜板４−１、…４−４と駆動スライダ５−１、…５−４の取付固定乃至は配設の仕方によっては、例えば、図示の斜面と背向する側の面が本発明でいう斜面となってその機能を担うものである。
【００２６】
前記直線案内装置６−１、…６−４と７−１、…７−４とにより移動自在な駆動スライダ５−１、５−２、…５−４の各両側面には、前記２つの直線案内６−１、…６−４と７−１、…７−４の内、上下移動に変換された出力変位が現れない固定側、図示実施例の場合、機台板１−１側の直線案内装置６−１、６−２、…６−４と平行に沿って、リニアモータの移動子各１組８−１Ｌと８−１Ｒ、８−２Ｌと８−２Ｒ、…８−４Ｌと８−４Ｒが設けられ、該各移動子に対しては所定の微小間隙を介して向かい合ってリニアモータの固定子９−１Ｌと９−１Ｒ、９−２Ｌと９−２Ｒ、…９−４Ｌと９−４Ｒが機台１に固定して設けられる。このリニアモータの固定子は、図示実施例の場合、両端の固定子９−１Ｌと９−４Ｒとが、機台１の該当する側壁内面に設けられるのに対し、その他の固定子９−１Ｒ、９−２Ｌと９−２Ｒ、…９−４Ｌは、上部の機台板１−１の天井内壁から垂下して形成した取付板１０−１、１０−２、１０−３と、該取付板１０−１、…１０−３の下端側に連結される下部機台板１−２上に取り付けられた適宜鉤状等の下部固定具１３−１、…１３−３と１４−１、…１４−３とによりしっかり固定される。
【００２７】
そして、１組の斜板４−１と駆動スライダ５−１、直線案内装置６−１と７−１、および１組のリニアモータ移動子８−１Ｌと８−１Ｒと固定子９−１Ｌと９−１Ｒとの組み合わせから成る１単位の駆動装置を、通常少なくとも２個の如く偶数個を設け、そして互いに隣り合う駆動装置の駆動スライダ５−１と５−２、５−２と５−３、…は互いに逆向きで平行に、かつ移動に際しては同期した状態で逆向きの移動となるように駆動する。
また、前述のように、リニアモータの移動子８−１Ｌ、８−１Ｒ、…を駆動スライダ５−１、…に対し、図示実施例の場合、固定側（機台板１−１側）に位置する直線案内装置６−１に平行に取り付け、そして当然ながらリニアモータの固定子９−１Ｌ、９−１Ｒ、…を移動子に平行させて機台１に固定するのは、駆動スライダ５−１、…の横行移動位置の如何にかかわらず、移動子８−１Ｌと固定子９−１Ｌとの各対向状態は一定に保って変化が無く、駆動スライダ５−１、…両面のリニアモータにおける強い磁気吸引力は、両側で相殺され、駆動スライダ５−１、…の円滑な移動を可能とする。
【００２８】
そして、図示実施例の場合、駆動スライダ５−１、…に取り付けたリニアモータの移動子８−１Ｌ、８−１Ｒ、…は、永久磁石片を移動方向に列状に取り付けた軟磁性材の鉄板等からなる磁石板を取り付けたもので、これに対する固定子９−１Ｌ、９−１Ｒ、…は硅素鋼板等の鉄芯磁極を継鉄上に移動方向に所定個数列状に並べて形成し、該磁極に励磁コイルを単巻きまたは複巻き方式等で巻回したもので、該固定子にはコイル配線や冷却配管の引き廻し等の問題があるほか，前記磁石板より高重量のものとなる可能性があるので、前述図示実施例の構成、配置とするのが好ましい場合が多いものである。
【００２９】
高い加速度と高速移動を得るため高い剛性を保ちつつ駆動スライダ５−１、…を軽量化することに注意が払われており、適宜の肉圧の断面がＨ形等の梁構造体を鋳鋼鉄材や、あるいはさらに、Ａｌ合金等の軽量合金で構成し、これに前記磁石板を取りつけた実施態様に代え、好ましくは、小さい熱膨張係数と大きなヤング率を有し、４ｇ／ｃｍ３以下の密度を有するセラミックスを用いる。特に、３．２ｇ／ｃｍ３の密度、３．０〜３．１×１０６ｋｇｆ／ｃｍ２のヤング率、４．５〜５．０ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靭性を有する窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）セラミックスが選定される。
前記セラミック駆動スライダの製造方法の一例を簡単に述べると、まず、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の焼結助剤が窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の粒子に添加される。その混合物を、例えばアイソスタティックプレス法により所望寸法の斜板へ成形される。その成形体は、常圧焼結法および雰囲気加圧焼結法によって焼結される。
【００３０】
また、駆動スライダ５−１、…は、軽金属と４０体積％以上のセラミックスとの複合材料から成ってもよい。軽金属は、アルミニウムやマグネシウムおよびそれらの合金を含み、セラミックスは、炭化珪素（ＳｉＣ）セラミックス、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）セラミックスおよび窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）セラミックスを含む。
また、このアルミニウム合金と５５体積％の酸化アルミニウムセラミックスの複合材料は、２．９５ｇ／ｃｍ３の密度、２．０×１０６ｋｇｆ／ｃｍ２のヤング率および１０．５ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靭性を有する。アルミニウム合金と５５体積％の酸化アルミニウムセラミックスの複合材料は、３．００ｇ／ｃｍ３の密度、２．６５×１０６ｋｇｆ／ｃｍ２のヤング率および１０．０ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靭性を有する。このような複合材料は、例えば、溶融した軽金属を７００〜８００Ｃ°の窒素中でセラミックス焼結体に浸透させることによって作られる。
【００３１】
斜板４−１、４−２、…４−４を図示実施例と相違して作動体３の上面に取りつけた上下逆の構造とすると、移動子８−１Ｌ、８−２Ｌ、…と固定子９−１Ｌ、９−２Ｌ、…との対向組み合わせからなるリニアモータの駆動スライダ５−１、５−２、…の移動位置の如何にかかわらず、前記移動子と固定子との対向を維持させるために、リニアモータの移動子８−１Ｌ、８−１Ｒ、８−２Ｌ、…と固定子９−１Ｌ、９−１Ｒ、９−２Ｌ、…は、前述したように固定側（機台板１―１側）に位置する直線案内装置６−１、６−２、…に平行に駆動スライダ５−１、５−２、…側面に設けられることになる。しかるところ、かかる構成によると、駆動スライダ５−１、５−２、…の横行移動の際のリニアモータの推力に占める水平分力分が、図示実施例の場合よりも増大し、その分垂直方向分力が減少しているだけでなく、前記水平分力がガイドポスト２−１、２−２、…に摩擦増大による制動力増大曲げ等を生じさせるので好ましくない。
【００３２】
以上の構成によると、図示実施例のように８個のリニアモータを２個１組で磁気吸引力を相殺させて４個の駆動スライダ５−１、５−２、…５−４、…を高加速で加速と減速とを行って作動体３を高速度で上下に移動させ、ガイドポスト２−１、２−２、…２−４を介してスライド１２を昇降させ、高圧力の高速プレスとして作動させることができる。例えば、リニアモータとして推力２８００Ｎで移動ストローク２００ｍｍのものを使用した場合、スライド１２のストローク長さを約４０ｍｍ確保しようとすると、斜板４−１、…および駆動スライダ５−１、…の傾斜角度が１１．５°で、摩擦係数（約０．０１）による損失を考慮したとしても、所謂１１トンプレスとして作動させることができる。
【００３３】
また、１組のリニアモータを磁気吸引力を相殺させて設けた駆動スライダ５−１、５−２、…の駆動装置を２個１組として設ける構成を、互いに並設方向に隣接する駆動装置間で、互いに平行で逆向きに移動する構成であるから、リニアモータによる１Ｇ以上の急加速と急減速に伴う振動発生が相殺防止される。そして、さらにリニアモータによる駆動スライダ５−１、５−２、…における推力発生作動の方向を、水平方向に対して好ましくは下方に傾斜させ、かつ隣接する駆動スライダ５−１と５−２、５−２と５−３、および５−３と５−４間で駆動スライダの側面から見てＸに交叉する構成とすることにより、水平方向の振動の相殺が都合よく行なわれ、振動の発生が防止される。
【００３４】
前記各リニアモータの駆動制御には、図示したようにリニアモータとセンサとの組み合わせからなる位置検出装置１５を前記上部の機台板１−１とスライド１２間に設けて、位置や速度信号を検出フィードバックする構成だけでなく、いずれかの駆動スライダ５−１、…と機台１の固定部間に設けて、検出、制御をより微細に行うようにすることができる。
【００３５】
また、図示実施例の場合、ガイドポスト２−１、２−２、…作動体３、およびスライド１２が降下するプレス加工時には、駆動スライダ５−１、５−２、…と斜板４−１、４−２、…間の直線案内装置６−１、６−２、…と、および作動体３間の直線案内装置７−１、７−２、…とには、その各レールと軸受けブロック間に接触圧縮圧力が作用するものの、前記スライド１２等の上昇時には、各直線案内装置６−１、６−２、…および７−１、７−２、…のレールと軸受けブロック間に隙間に応ずる開離が生ずる可能性があり、このため必要ならば各ガイドポスト２−１、２−２、…２−４と機台１間に予圧付与のスプリング１６―１、１６−２、…１６−４を設けるものである。また、このスプリング１６−１、１６−２、…１６−４に代えて、前記スライド１２およびガイドポスト２−１、…２−４等を重力に抗して機台１に保持するエアバランサ、あるいはさらに電空レギュレータによって制御されるエアシリンダをエアバランサとして設けるようにしても良い。
【００３６】
以上図示した実施例に基づき、本発明の大略を説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲で、各部に各種の変更を加えて実施が可能なものである。
例えば、前述実施例は一プレス機械へ適用したものであるが、高い切削圧の加工をするマシニングセンタの主軸の支持送り機構として用いるとか、電極高速ジャンプの際に高負荷となる形彫放電加工機の加工ヘッドの支持送り機構として用いるなどの工作機械への適用は、後述するように有用なものである。
【００３７】
第６図は、本発明が適用された、工作機械の１つである形彫り放電加工機の１実施例の正面説明図で、第１〜５図中に使用された同じ参照符号が、同じ要素を表すために使用され、その内、重複する要素の詳細な説明は省略される。図において、門形のコラム１７が紙面に直交するＹ軸の方向に移動可能にベッド１６上に設けられている。ベッド１６上に設けられたＸテーブル１８は左右水平のＸ軸の方向に移動できる。誘電性液を貯留する加工槽１９がＸテーブル１８に取り付けられている。被加工体２０を取り付けるための被加工体取付盤２１が、加工槽１９中でＸテーブル１８に固定される。
【００３８】
コラム１７の前面ベッド１６上の被加工体取付盤２１から間隔を置いて設けられている加工ヘッド２２は、駆動モータ２７によってコラム１７に対し垂直に移動位置決めできる。加工ヘッド２２は下方へ開放された矩形断面の摺動孔２２Ａを有する。加工軸スライダ２３は、適当な案内レールと軸受ブロックによって、加工ヘッド２２と同軸に摺動孔２２Ａ内をＺ軸方向に摺動できる。工具取付装置２５が加工軸スライダ２３の下端に固定され、大きな工具電極２４が工具取付装置２５に取り付けられている。
【００３９】
加工軸スライダ２３は上方へ開放された孔２３Ａを有し、加工軸スライダ２３を垂直なＺ軸スライダ経路に沿って往復運動させる本発明の駆動装置が孔２３Ａの中に配置されている。前記スライド経路と直角をなす案内平面が孔２３Ａの底に形成されている。４個の斜板４−１、４−２、…４−４の上縁が加工ヘッド２２に固定され、斜板４−１、４−２、…４−４のそれぞれの下縁に傾斜案内面が形成されている。４個の駆動スライダ５−１、５−２、…５−４が適当な案内レールと軸受けブロックによって、孔２３Ａの水平な案内平面に沿って移動可能である。
【００４０】
リニアモータの移動子８−１Ｌ、８−１Ｒ、８−２Ｌ、…は対応する駆動スライダ５−１、５−２、…に取り付けられる。固定子９−１Ｌ、９−１Ｒ、９−２Ｌ、…は、加工ヘッド２２に固定された適当な取付板へ取り付けられ、移動子８−１Ｌ、８−１Ｒ、８−２Ｌ、…と共に８個のリニアモータを構成する。駆動モータ２７による加工ヘッド２２の位置決めが移動時には、駆動スライダ５−１、５−２、…はリニアモータの励磁によって移動させる必要はないが、この位置決め時を含め、加工軸スライダ２３を相対的に停止させ、あるいは、リニアモータへ供給する電力を節約するため、適当なブレーキ装置やバランサによって加工軸スライダ２３が加工ヘッド２２に無重量となるように保持されるようにしても良い。
【００４１】
加工に先立って、工具電極２４は、駆動モータ２２によって、被加工体２０へ非常に接近して位置決めされる。工具電極２４と被加工体２０との間に形成された微小な加工間隙のサイズは数μｍから数十μｍである。加工中、電圧パルスが微小な加工間隙に印加され、加工間隙に放電が発生する。放電によって、被加工体２０の材料が少しずつ除去されていく。加工間隙を一定のサイズに維持するため被加工体材料の除去に従って加工軸スライダ２３は８個のリニアモータによってスライド経路に沿って徐々に下降させられる。加工中、加工ヘッド２２は静止している。こうして、形状において工具電極２４に相補的な窪みが被加工体２０に形成されてゆく。
【００４２】
被加工体２０から除去された破片を加工間隙から洗い流すために、新鮮な誘電性液を加工間隙へ供給する装置（イラストされていない）が放電加工機に備わっている。同じ目的で、工具電極２４を周期的に、または検出信号によって急速に上昇させ急速に下降させて加工間隙中の汚れた誘電性液のほとんどを加工穴の窪みから追い出す‘ジャンプ’と呼ばれる良く知られた動作が行なわれる。ジャンプ動作は８個のリニアモータによる加工軸スライダ２３の垂直な移動によって行なわれる。リニアモータの高速、高加速と言う利点がジャンプ動作に生かされ、窪みの形状にかかわらず加工間隙に滞留する破片は効率的に除去される。この時、本発明の駆動装置はリニアモータの推力を過度に大きくすることなく大きい力を加工軸スライダ２３に作用させることができる。したがって、重量が大きい工具電極２４が使用されていても、高速、高加速のジャンプ動作が行なわれる。
【００４３】
なお、図示された実施例では、工具電極２４が工具取付装置２５によって加工軸スライダ２３へ取り付けられているが、被加工体２０が加工軸スライダ２３へ取り付けられた工具電極２４がＸテーブル１８に固定されるようにしてもよい。また、この図６の実施例の装置と、前述図１〜５のものとの、例えば、構成上の対応関係としては、加工ヘッド２２は機台１の一部または機台板１−１、１−２に、加工軸スライダ２３はスライド１２または作動体３に、また工具と被加工体の対向加工部が下側内部に対し上方外部に形成されているが如くで、実質上の構成作動は同一のものである。
【００４４】
そして、さらに本発明の異なる変更構成例としては、例えば、前述駆動スライダ５−１、…を有する１個の駆動装置、または該駆動装置を２個１組として互いに逆向きに移動し得る構成、さらには前記逆向き移動におけるリニアモータの移動軸を水平に対して傾斜させ、また両者の移動軸をＸに交叉させた駆動装置の単位体を、機台板１−１または１−２と作動体３間において取付配置する構成も、前記機台板１−１および作動体３の各４つの外周辺に沿って回転が生じないように１つ置きに向きを変更して配置したり、または対角線に沿って中心または各角隅部に向かうものを適宜組み合わせた配置としたり、あるいはさらに３個または４個組のものを単位体として偶数個を組み合わせる構成配置としても良い。
【００４５】
また、リニアモータとして、例えば特開平１０−２３，７３５号公報に記載のような所謂コアレス型のリニアモータを使用すると、移動子と固定子間に磁気吸引力が作用しないから、前述したもののように駆動スライダ５−１、…５−４の両側面に対称にリニアモータを設けて磁気吸引力相殺形のようにする必要はない。
また前記の図示実施例で、１個以上設けられる駆動スライダ５−１、…５−４の片面だけにリニアモータを設けた場合には、リニアモータの両側部に沿って、駆動スライダ５−１、…５−４の側面と固定子の取付板１０−１、…１０−３に直線案内装置を設けて移動子と固定子間の吸着防止の隙間を確保するように構成するのが良い。
【００４６】
また、前述図示実施例の駆動スライダ５−１を１個、または逆向き平行に移動させるようにして２個以上を、水平機台上に各直線案内装置により取り付け保持させ、駆動スライダ５−１の上縁斜面上に、側面が上下に案内されて上下移動のスライドに取り付けた斜板の下斜面との間に直線案内装置を介設させ、さらに前記駆動スライダにはリニアモータを水平軸に沿って往復移動するように設ける構成も、リニアモータの調整が容易であるところから、本発明の簡易型のものとして使用可能である。
【００４７】
そしてさらに、本発明によれば、リニアモータとして、推力および往復移動ストロークが一定のものを用いたとしても、本発明の工作機械装置は、性能、機能等の仕様変更が大幅に可能で適用幅が広いものである。例えば、斜板４−１、…４−４と駆動スライダ５−１、…５−４の斜面の傾斜角度の選定は、プレス出力ストロークと加圧力とを反比例の関係で所定値のものを選定することができる。また、数値制御を含むモータ駆動制御装置に、位置検出装置１５より検出信号をフィードバックさせつつ設定した任意の走行工程曲線に沿って制御走行させて、所望の出力特性を得ることができると共に、その走行特性は、例えば前述リニアモータの２００ｍｍ（または４０ｍｍ）のストローク走行を、例えば、０．１〜１．０μｍの所望の設定単位で検出制御できるので、精細に制御された走行特性とすることができる。
【００４８】
以上詳述したように本発明によれば、プレス工程曲線および下死点等の精細な制御が、制御性の高いリニアモータを駆動源とするプレス機械や、工具と金属被加工体の一方をリニアモータによって他方に相対的に近接または接離させ、被加工体から材料を除去して精密な金型や部品等を加工形成するＭＣや放電加工などの工作機械等の機械装置として、リニアモータを比例的に増やすことなく高圧力のものを得ることができる。また、得られたプレス機械等の高圧力の装置が、床面積や嵩高を大きくすることなく、比較的小重量の機械として構成することができる効果がある。また、さらに電流効率上は従来型のプレス機械に及ばないようであるが、例えば、２００ｓｐｍ以上で、下死点変更（４０ｍｍ）が大幅に可能な機能を有する等の点で、他では得られないものであるから有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の駆動装置を、フープ材の連続スタンピングプレス機械に適用した態様を示す正面図で、前記駆動装置部分を示すために機台の前面壁部分を取り除いて示してある。
【図２】本発明の一実施例の駆動装置の作動原理を説明するために、図１の駆動装置部分の機台の左側壁部分を取り除いた状態で示した左側面図。
【図３】図２と同じ左側面図で、前記図２がガイドポストの上昇によりスライドが上死位置に位置しているのに対し、前記スライドがほぼ下死点位置に降下した状態を示した図。
【図４】図１の駆動装置を、機台の上部機台板を取り除いて示した平面図。
【図５】駆動装置の作動体部分より下方を示す横断平面図。
【図６】本発明を工作機械の形彫り放電加工機に適用した１実施例の正面説明図。
【符号の説明】
１    ：機台
１−１、１−２  ：機台板
１−１１、１−２１  ：ガイド部材
２−１、２−２、…２−４  ：ガイドポスト
３    ：作動体
４−１、４−２、…４−４  ：斜板
５−１、５−２、…５−４  ：駆動スライダ
６−１、６−２、…６−４  ：直線案内装置
７−１、７−２、…７−４  ：直線案内装置
８−１Ｌ、８−１Ｒ、８−２Ｌ、８−２Ｒ、…８−４Ｌ、８−４Ｒ：リニアモータ移動子
９−１Ｌ、９−１Ｒ、９−２Ｌ、９−２Ｒ、…９−４Ｌ、９−４Ｒ：リニアモータ固定子
１０−１、１０−２、１０−３：取付板
１１  ：ボルスタ
１２  ：スライド
１３−１、１３−２、１３−３：下部固定具
１４−１、１４−２、１４−３：下部固定具
１５  ：位置検出装
１６−１、１６−２、…１６−３：スプリング
１６  ：ベッド
１７  ：門形コラム
１８  ：Ｘ軸テーブル
１９  ：加工槽
２０  ：被加工体
２１  ：被加工体取付盤
２２  ：加工ヘッド
２２Ａ  ：摺動孔
２３  ：加工軸スライダ
２３Ａ  ：上方解放孔
２４  ：工具電極
２５  ：工具取付装置
２７  ：駆動モータ
【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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