(57)【特許請求の範囲】
【請求項２】
電極と被加工物との極間に加工用電源装置により加工電力を供給し、リニアモータからなる駆動装置により前記電極と前記被加工物とを相対移動させながら前記被加工物の加工を行う、リニアモータ駆動による放電加工装置において、
前記リニアモータの２次側である磁石を支持する磁石支持板と、
少なくとも一つの穴部を形成してなるベース板と、
前記磁石支持板と前記ベース板とを所定の間隙に保持するスペーサと、
前記ベース板の穴部から前記磁石支持板に向けて圧縮気体を噴出させる冷却装置とを備えたことを特徴とするリニアモータ駆動による放電加工装置。
【請求項３】
請求の範囲２において、前記磁石支持板に冷却フィンを形成したことを特徴とするリニアモータ駆動による放電加工装置。
【請求項４】
請求の範囲２又は３において、前記リニアモータからなる駆動装置の周囲に防塵カバーを備えたことを特徴とするリニアモータ駆動による放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、電極と被加工物との極間に加工電力を供給して放電を発生させ、リニアモータにより電極と被加工物とを相対移動させて被加工物を所期の形状に加工する、リニアモータ駆動による放電加工装置の改良に関するものである。
背景技術
第４図は、日本国特開平８−３０９６２０号公報に開示された従来のリニアモータ駆動による放電加工装置の構成図であり、図において、１は電極、２は被加工物、３は主軸ヘッド、４はチャック、５はベッド、６は加工槽、７は加工液、８はＸ軸駆動用リニアモータ、９はＹ軸駆動用リニアモータ、１０はＺ軸駆動用リニアモータである。電極１は主軸ヘッド３に連結しているチャック４により保持されている。また、被加工物２は加工槽６中に固定され、加工液７に浸漬されている。Ｘ軸駆動用リニアモータ８、Ｙ軸駆動用リニアモータ９及びＺ軸駆動用リニアモータ１０は駆動装置であり、各軸を駆動して電極１と被加工物２とを相対移動させるものである。また、Ｘ軸駆動用リニアモータ８、Ｙ軸駆動用リニアモータ９及びＺ軸駆動用リニアモータ１０により駆動される各軸の移動部及び固定部の間は、図示しない直線案内機構により直線的に相対移動可能に支持されている。
リニアモータ駆動による放電加工装置は、電極１と被加工物２との極間に図示しない加工用電源装置により加工電力を供給し、駆動装置により電極１と被加工物２とを相対移動させながら、被加工物２を所期の形状に放電加工を行う放電加工装置において、第４図のように、Ｘ軸駆動用リニアモータ８、Ｙ軸駆動用リニアモータ９及びＺ軸駆動用リニアモータ１０による直接駆動方式を採用したものである。
このようなリニアモータ駆動による放電加工装置は、サーボモータの回転出力をボールねじによって直動に変換する回転−直動変換を伴う駆動装置を採用するものと比べ、ボールねじのリード誤差等の誤差要因を排除できるため位置決め精度が向上する。また、回転−直動変換を行う動力伝達要素がないため、バックラッシュが無くなると共に剛性が向上し、位置決め精度及び速応性が向上する。したがって、リニアモータ駆動による放電加工装置は、高速高精度な放電加工を実現することができるものである。
第５図は、従来のリニアモータ駆動による放電加工装置に用いられるリニアモータの構成を示す説明図であり、図において、１１は移動部、１２は固定部、１３は鉄心、１４はコイル巻線、１５は冷却配管、１６は磁石、１７は磁石支持板、１８はベース板であり、リニアモータの１次側である移動部１１と２次側である固定部１２は図示しない直線案内機構により直線的に相対移動可能に支持されている。鉄心１３に冷却配管１５を形成してコイル巻線１４の発熱を効果的に冷却できるため、定格特性を向上させることができる。このような構成は、例えば米国特許４８３９５４５号に開示されている。
放電加工装置の駆動装置の発熱による熱伝導及び熱伝達により、放電加工装置の機械構造体には熱膨張及び熱ひずみが生じる。放電加工装置にはμｍオーダの加工精度が要求されるため、これらの熱膨張及び熱ひずみを抑制する必要がある。
第４図及び第５図の構成の従来のリニアモータ駆動による放電加工装置においては、リニアモータの定格特性向上を目的としてリニアモータの１次側である移動部１１の冷却は行われているが、リニアモータの２次側である固定部１２の冷却は行われていない。このような従来のリニアモータ駆動による放電加工装置では、移動部１１から固定部１２への熱伝達及び固定部１２の磁石１６の誘導損失により、固定部１２には熱膨張及び熱ひずみが発生する。したがって、Ｘ軸駆動用リニアモータ８、Ｙ軸駆動用リニアモータ９及びＺ軸駆動用リニアモータ１０による電極１と被加工物２との相対移動により加工が進行し、かつ、μｍオーダの高精度加工が要求されるリニアモータ駆動による放電加工装置においては、電極１と被加工物２との相対位置精度が低下し、結果として被加工物２の加工精度が低下するという第１の問題点があった。
放電加工装置は、グラファイト電極を加工するグラファイト加工機及び被加工物の前加工を行うマシニングセンタ等の近傍に設置される場合が多く、放電加工装置の周辺では、通常多くの粉塵が存在する。さらに、放電加工装置の加工液の揮発もある。
また、リニアモータ駆動部は直動するためにシール化が困難であり、リニアモータの移動部１１と固定部１２との間を支持する直線案内機構も同様にシール化が困難である。
したがって、従来のリニアモータ駆動による放電加工装置では、前記の粉塵及び加工液の揮発等により、リニアモータの固定部１２の磁石１６、移動部１１及び直線案内機構等が損傷するという第２の問題点があった。
発明の開示
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、リニアモータ駆動部の温度上昇による機械構造体の熱膨張及び熱ひずみを抑制するための冷却を効果的に行うことができるリニアモータ駆動による放電加工装置を得ることを目的とする。
また、リニアモータ駆動部等の防塵を効果的に行うことができるリニアモータ駆動による放電加工装置を得ることを目的とする。
この発明に係るリニアモータ駆動による放電加工装置は、電極と被加工物との極間に加工用電源装置により加工電力を供給し、リニアモータからなる駆動装置により前記電極と前記被加工物とを相対移動させながら前記被加工物の加工を行う、リニアモータ駆動による放電加工装置において、前記リニアモータの２次側である磁石及びこの磁石を支持する磁石支持板の少なくともどちらかを冷却する冷却装置を備えたものである。
また、この発明に係るリニアモータ駆動による放電加工装置は、電極と被加工物との極間に加工用電源装置により加工電力を供給し、リニアモータからなる駆動装置により前記電極と前記被加工物とを相対移動させながら前記被加工物の加工を行う、リニアモータ駆動による放電加工装置において、前記リニアモータの２次側である磁石を支持する磁石支持板と、少なくとも一つの穴部を形成してなるベース板と、前記磁石支持板と前記ベース板とを所定の間隙に保持するスペーサと、前記ベース板の穴部から前記磁石支持板に向けて圧縮気体を噴出させる冷却装置とを備えたものである。
また、この発明に係るリニアモータ駆動による放電加工装置は、前記磁石支持板に冷却フィンを形成したものである。
また、この発明に係るリニアモータ駆動による放電加工装置は、前記リニアモータからなる駆動装置の周囲に防塵カバーを備えたものである。
この発明は、以上のように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
この発明に係るリニアモータ駆動による放電加工装置は、リニアモータ駆動部の温度上昇による機械構造体の熱膨張及び熱ひずみを抑制するための冷却を効果的に行うことができる、高速高精度なリニアモータ駆動による放電加工装置を得ることができるという効果がある。
また、リニアモータ駆動部等の防塵を効果的に行うことができる、信頼性の高いリニアモータ駆動による放電加工装置を得ることができるという効果がある。
さらに、簡単な構成でコスト上昇を抑えながら、前記効果が得られるという効果もある。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
この発明に係るリニアモータ駆動による放電加工装置の全体構成は背景技術の第４図と同様であり、第１図は、この発明の実施の形態１に係るリニアモータ駆動による放電加工装置のリニアモータの構成を示す説明図である。第１図において、１１は移動部、１２は固定部、１３は鉄心、１４はコイル巻線、１５は冷却配管、１６は磁石、１７は磁石支持板、１８はベース板、１９はスペーサ、２０は空気、窒素ガス等の圧縮気体、２１は継手、２２はエアチューブ等の配管、２３はコンプレッサ、２４はコンプレッサ２３からの圧縮気体の水分を除去し、乾燥気体にするドライヤ、２５は空気圧機器の潤滑を担うルブリケータ、２６はコンプレッサ２３から送り出される圧縮気体の圧力を調節、制御するレギュレータであり、継手２１、配管２２、コンプレッサ２３、ドライヤ２４、ルブリケータ２５及びレギュレータ２６がリニアモータの２次側である磁石１６及び磁石支持板１７等を冷却する冷却装置に相当する。また、リニアモータの１次側である移動部１１と２次側である固定部１２は、図示しない直線案内機構により、間隙が例えば０．５ｍｍ程度に、かつ、直線的に相対移動可能に支持されている。
第１図において、背景技術の第５図と同一又は相当部分には同じ符号を付している。また、移動部１１の構成は第５図の構成と同様であり、固定部１２の構成が第５図の構成と異なるものである。磁石１６は磁石支持板１７に例えば接着により固定されており、磁石支持板１７は、ベース板１８と例えば５ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の間隙を隔てて、スペーサ１９を介して連結されている。ベース板１８には穴部１８ａが明けられており、この穴部１８ａには継手２１及び配管２２が連結され、コンプレッサ２３、ドライヤ２４、ルブリケータ２５及びレギュレータ２６から圧縮気体２０が供給される。圧縮気体２０は、磁石支持板１７に衝突噴流としてぶつかった後、磁石支持板１７とベース板１８との間隙を通って移動する。
このように、圧縮気体２０を磁石支持板１７に衝突噴流としてぶつけることにより、熱伝達率が向上するため、リニアモータの２次側の冷却を効果的に行うことができる。
第１図の構成において、磁石支持板１７とベース板１８との間隙、ベース板に形成する穴部１８ａの径及び個数、穴部１８ａから供給する圧縮気体の流量等は、冷却すべき発熱量に応じて、例えば実験により決定することができる。
放電加工装置は、主軸ヘッド３に連結しているチャック４及び加工槽６を昇降するためのエアシリンダ等に圧縮気体を供給する必要があるため、コンプレッサ２３、ドライヤ２４、ルブリケータ２５及びレギュレータ２６等の機器を備えている。したがって、この発明に係るリニアモータ駆動による放電加工装置においては、冷却装置を構成するコンプレッサ２３、ドライヤ２４、ルブリケータ２５及びレギュレータ２６等の機器をリニアモータの２次側の冷却のために新たに設ける必要はなく、新たな機器を設置することによるコスト上昇を抑えながら、簡単な構成でリニアモータの２次側の冷却を行うことができる。
以上の説明においては、磁石支持板１７とベース板１８との間にスペーサ１９を介在させ、磁石支持板１７とベース板１８間を所定の間隙に連結保持する場合について説明したが、スペーサ１９としては、磁石支持板１７とベース板１８間を所定の間隙に保持できる機能を有するものであればよい。
また、以上の説明においては、移動部がコイル巻線等からなり、固定部が磁石等からなる場合について説明したが、移動部と固定部は相対移動するものであり、コイル巻線等からなる部分を固定部とし、磁石等からなる部分を移動部としてもよい。このような場合においては、この発明は移動部の冷却を行うものである。
実施の形態２．
第２図は、この発明の実施の形態２に係るリニアモータ駆動による放電加工装置のリニアモータの構成を示す説明図であり、実施の形態１の第１図と同一符号は同一又は相当部分を示している。第２図において、２７は冷却フィンであり、磁石支持板１７と一体成形、又は、磁石支持板１７に固定されている。コンプレッサ２３、ドライヤ２４、ルブリケータ２５及びレギュレータ２６から供給された圧縮気体２０は、磁石支持板１７に衝突噴流としてぶつかった後、冷却フィン２７の周りを磁石支持板１７とベース板１８との間隙を通って移動する。
このように冷却フィン２７を設ける構成により、圧縮気体２０で冷却され放熱を行う伝熱面積が拡大するため、より効率的な冷却を行うことができる。
また、冷却フィン２７を磁石支持板１７と一体成形せずに別部品として製作して磁石支持板１７に固定する場合は、冷却フィン２７と磁石支持板１７との接合部に例えば熱伝導性グリース等を介在させることにより冷却効率を上げることができる。
実施の形態３．
第３図は、この発明の実施の形態３に係るリニアモータ駆動による放電加工装置のリニアモータ周りの構成を示す説明図であり、主軸ヘッド３を駆動するＺ軸周りの構成例を示している。第３図において、実施の形態１の第１図及び実施の形態２の第２図と同一符号は同一又は相当部分を示しており、２８は防塵カバー、２８ａは防塵カバー２８の開口部、２８ｂは防塵カバー２８内の空間である。
実施の形態２と同様に、圧縮気体２０は、磁石支持板１７に衝突噴流としてぶつかった後、冷却フィン２７の周りを磁石支持板１７とベース板１８との間隙を通って移動する。
また、防塵カバー２８の開口部２８ａはなるべく小さく形成されており、圧縮気体２０が防塵カバー２８内に供給されるため、防塵カバー２８内の空間２８ｂは正圧となり、開口部２８ａからの粉塵等の侵入を抑制することができる。
したがって、リニアモータの固定部１２の磁石１６、移動部１１及び直線案内機構等の粉塵等の侵入による損傷を防止することができる。
また、冷却フィン２７の方向を開口部２８ａの方向に向け、開口部２８ａに向けて圧縮気体２０の流れを形成することにより、さらに防塵効果を高めることができる。
このように、この発明の実施の形態３に係るリニアモータ駆動による放電加工装置は、冷却用の圧縮気体２０の噴出による圧力上昇及び駆動装置周囲の防塵カバー２８を組み合わせて、リニアモータの２次側の冷却及び駆動部等の効果的な防塵を簡単な構成で実現するものである。
さらに、圧縮気体２０はドライヤ２４により乾燥しているため、例えば圧縮気体２０として圧縮空気を用いる場合においても、防塵カバー２８内の空間２８ｂには水蒸気がほとんど無くなり、防塵カバー２８内の機器の防錆等の保護効果もある。
防塵カバー２８を設けると防塵カバー２８内の温度が上昇しやすいため、特に効果的な冷却を行う必要があるが、ベース板１８に形成された圧縮気体２０を供給する穴部１８ａの数を増やすこと、圧縮気体の流量を増やすこと、冷却フィン２７の数及び伝熱面積を増やすこと等を行えばよい。
以上の説明においては、形彫放電加工装置の例を説明したが、この発明をワイヤ放電加工装置に適用しても同様の効果を奏する。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係るリニアモータ駆動による放電加工装置は、放電加工作業に用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施の形態１に係るリニアモータ駆動による放電加工装置のリニアモータの構成を示す説明図である。
第２図は、この発明の実施の形態２に係るリニアモータ駆動による放電加工装置のリニアモータの構成を示す説明図である。
第３図は、この発明の実施の形態３に係るリニアモータ駆動による放電加工装置のリニアモータ周りの構成を示す説明図である。
第４図は、リニアモータ駆動による放電加工装置の構成図である。
第５図は、従来のリニアモータ駆動による放電加工装置に用いられるリニアモータの構成を示す説明図である。
【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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