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JPH0480782B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0480782B2
JPH0480782B2 JP60165297A JP16529785A JPH0480782B2 JP H0480782 B2 JPH0480782 B2 JP H0480782B2 JP 60165297 A JP60165297 A JP 60165297A JP 16529785 A JP16529785 A JP 16529785A JP H0480782 B2 JPH0480782 B2 JP H0480782B2
Authority
JP
Japan
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table body
track
axis
magnetic pole
fixed bed
Prior art date
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Application number
JP60165297A
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English (en)
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JPS6228146A (ja
Inventor
Hiroshi Teramachi
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
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Priority to US06/886,697 priority patent/US4788477A/en
Priority to GB8618223A priority patent/GB2179279B/en
Priority to IT8621270A priority patent/IT1213114B/it
Priority to DE19863625193 priority patent/DE3625193A1/de
Priority to FR868610814A priority patent/FR2585277B1/fr
Priority to KR1019860006118A priority patent/KR930001909B1/ko
Publication of JPS6228146A publication Critical patent/JPS6228146A/ja
Publication of JPH0480782B2 publication Critical patent/JPH0480782B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/008—Systems with a plurality of bearings, e.g. four carriages supporting a slide on two parallel rails
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04—Ball or roller bearings
    • F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
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    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H02K41/033—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type with armature and magnets on one member, the other member being a flux distributor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H02K1/246—Variable reluctance rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings

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Description

【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野） 本発明は、たとえば工作機械のワークやツール
の位置決め等を精密に行なうXYテーブルに関
し、特に駆動部にリニアモータを使用したXYテ
ーブルに関する。 （従来の技術） 従来のXYテーブルにおいては、中間サドルを
介して基台に取付けられたテーブル本体が互いに
直交するＸ軸、Ｙ軸方向に摺動自在となるように
構成されており、その送り機構はボールねじとサ
ーボモータもしくはステツピングモータ等の回転
モータが組合わされて構成されていた（特開昭58
−214015号）。 すなわち、基台上部には回動自在のねじ軸がＸ
軸方向へ配設され、このねじ軸に螺合されるナツ
トが中間サドルに固定されていて、ねじ軸端部に
連結された回転モータの回転により、この中間サ
ドルがねじ軸に沿つてＸ軸方向に移送されてい
た。さらに中間サドル上部にも同様にボールねじ
のねじ軸が上記ねじ軸と直交するＹ軸方向に配設
されており、ねじ軸に螺合されるナツトがテーブ
ル本体下部に固定され、ねじ軸端部に連結された
回転モータの回転によりテーブル本体を中間サド
ルに対してＹ軸方向に移送するようになつてい
た。 （発明が解決しようとする問題点） しかし、斯かる従来例の場合には、ボールねじ
のピツチを小にすれば、テーブル本体の精密送り
ができるが、移送速度が遅くなる。ボールねじの
回転数を大きくすれば高速送りができるが、ボー
ルねじの回転速度は危険速度以下にする必要があ
り、高速化が図れないという問題があつた。ま
た、回転モータの回転トルクによるボールねじの
ねじれや、ボールねじとボールナツトとのバツク
ラツシユ等の機械的誤差により、停止位置の位置
決め精度が悪いという問題があつた。また、中間
サドルあるいはテーブル本体等の移動部に、回転
モータやボールねじ等が搭載されるために、移動
部の重量は大きく、慣性力が大きくなつて、慣性
の影響により停止時の停止位置がズレて、位置決
め精度が悪化するという問題があつた。さらに中
間サドルはテーブル本体等が搭載されるために、
テーブル本体よりも搬送荷重が大きく、慣性の影
響が、テーブル本体の移送の場合よりも大きくな
つて、Ｘ軸方向の位置決め精度がＹ軸方向の位置
決め精度よりも悪いという問題もあつた。また、
基台とテーブル本体間に中間サドル等の取付スペ
ースが必要となり、テーブル全体の高さが高く、
重心が高くなつて安定性が悪く、加えて回転モー
タがテーブルの側方に出つ張るために大型化する
という問題があつた。さらにボールねじ、回転モ
ータ等の回転運動から直線運動に変換する機構が
必要であるので、部品点数が多く、構造が複雑
で、組付が面倒である等の問題があつた。又駆動
頻度が多いと、ボールねじの発熱により、ボール
ねじの精度が熱膨張で低下するという問題もあつ
た。一方、従来から駆動源としてボールねじを用
いずにリニアモータを用いたXY駆動機構も知ら
れている（たとえば特開昭49−100518号公報参
照）。このようなリニアモータを用いた場合には、
上記したボールねじに特有の問題を解消すること
ができ、工作機械等のテーブルとして好適である
が、つぎのような問題があつた。 すなわち、工作機械等のXYテーブルにリニア
モータを適用する場合には、テーブルに大荷重を
負荷するために、リニアモータを構成する可動子
と固定子間のギヤツプを安定して保持すること、
さらに駆動力や停止保持力を大きくするためにギ
ヤツプをより小さくすることが必要となる。特
に、XY軸方向に移動させるためには、XY軸の
いづれの方向のギヤツプも安定して維持する必要
がある。ところが、従来ではXYテーブルのガイ
ドとしてころを用いているにすぎず、固定子と可
動子間のギヤツプを精密に維持することが困難で
あつた。 また、テーブル本体をXY駆動させるために、
従来は固定ベツド上に中間サドルを一方向に移動
自在に支持し、一方、中間サドルに対してテーブ
ル本体を中間サドルの移動方向と直交する方向に
移動可能に支持することによりXY方向に移動可
能としていた。そのために、上記したボールねじ
を用いた場合と同様に移動させる方向によつて移
動させる重量が大幅に異なるために、移動方向に
よつて位置決め精度が異なるという問題があつ
た。 すなわち、テーブル本体を中間サドルに対して
移動させる場合にはテーブル本体の重量のみを移
動させればよいが、中間サドルを移動させる場合
には、中間サドルとテーブル本体の両方の荷重を
移動させる必要があり、停止する際の慣性を受け
る質量が異なるからである。 本発明は、上記の問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、駆動源に
格子状の固定歯を形成した固定子を備えたリニア
モータを使用することにより、テーブル本体を固
定ベツドに対して直接Ｘ軸およびＹ軸方向に移動
可能として、高速でかつ高精度の位置決めがで
き、しかも簡単な構造で薄型コンパクトなリニア
モータ付XYテーブルを提供することにある。 （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明のリニア
モータ付XYテーブルは、固定ベツドの上面また
はテーブル本体下面のいづれか一方に、同一平面
内で格子状に配列した固定歯を有する固定子を設
け、他方上記テーブル本体下面または固定ベツド
の上面のいづれか一方に、Ｘ軸方向の第１可動子
とＹ軸方向の第２可動子とを配設し、前記固定ベ
ツドに一対の軌道台を設け、一方、テーブル本体
には上記軌道台と直交する方向に延びる複数の軌
道レールを設け、該軌道レールを上記軌道台間に
リニアベアリングを介して架け渡してＸ軸および
Ｙ軸方向に移動自在に支承するもので、リニアベ
アリングの下面には軌道台が移動自在に支持され
るベアリング部を、リニアベアリングの上面には
軌道レールが移動自在に支持されるベアリング部
を設け、各ベアリングには軌道台および軌道レー
ルが挿入されるコ字状の凹部を設け、凹部の内周
両側面に凹溝を設けると共に軌道台および軌道レ
ールの両側壁には前記凹溝内に突出する突堤を設
け、前記凹溝と突堤間に上下一対の２条のボール
列を前記突堤を上下から挟むように転動自在に介
在させたことを特徴とする。 （実施例） 以下に、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。本発明の第一実施例に係るリニアモータ付
XYテーブルを示す第１図乃至第３図において、
１は固定ベツドで、固定ベツド１上にテーブル本
体２が上下方向に離隔させて対向配置され、テー
ブル本体２が互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向に相
対移動可能に配設されている。すなわち、Ｙ軸方
向に沿う両側端部に、Ｙ軸方向に延びるＹ軸方向
軌道台４，４が配設されている。一方、テーブル
本体２は、Ｘ軸方向に延びて両端部が上記Ｙ軸方
向軌道台４，４にリニアベアリング５、…を介し
て支承されるＸ軸方向レール６，６を備えてお
り、テーブル本体２は、Ｘ軸方向レールに案内さ
れてＸ軸方向に移動自在となつており、さらに、
Ｙ軸方向軌道台４，４に沿つてＹ軸方向に移動自
在となつている。リニアベアリング５は、第４図
に示すように、ベアリングブロツク８の上、下面
２箇所にベアリング部５ａ，５ｂが直交して配置
される構成となつており、テーブル本体２がＸ軸
方向に移動する際には、Ｘ軸方向レール６，６が
リニアベアリング５、…の上部のベアリング部５
ｂ，…に案内され、また、テーブル本体２がＹ軸
方向に移動する際には、Ｘ軸方向レール６，６を
支承するリニアベアリング５、…がＹ軸方向軌道
台４，４に沿つて移動する。 第５図には、リニアベアリング５の一部破断正
面が示されており、下部のベアリング部５ａを中
心に、リニアベアリング５について以下に説明す
る。すなわち、断面コ字形状のベアリング本体９
が、転動体としての負荷ボール１０，１０，…を
介して軌道台４に対して長手方向に移動可能に組
付けられている。すなわち、ベアリング本体９の
コ字状の凹部９ａ内に軌道台４が挿入されてい
て、凹部９ａ内側面に凹溝９ｂ，９ｂが設けら
れ、一方、軌道台３の両側壁には凹溝９ｂ，９ｂ
内に突出する突堤３ａ，３ａが設けられている。
この突堤３ａ，３ｂの上下傾斜面と凹溝９ｂ，９
ｂの上下隅角部に互いに対向する負荷ボール転走
溝１１，１１，…；１２，１２…が形成されてい
る。そして、負荷ボール転走溝１１；１２、１
１；１２、…間に上下２列の負荷ボール１０，…
が突堤３ａ，３ａを挟むように転動自在に介装さ
れている。ベアリング本体９のスカート部１３，
１３には、前記負荷ボール転走溝１１，１１，
…；１２，１２，…と連絡された、長手方向に延
びるボール逃げ孔１４，１４が穿設されている。
また、ベアリング本体９の長手方向の両側には、
それら負荷ボール転走溝１１，１１，…，１２，
１２，…およびボール逃げ孔１４，１４，内を連
通する一対の側蓋１５，１５が設けられ、ベアリ
ング５の軌道台３，…に対する相対移動時に、負
荷ボール１０が負荷ボール転走溝１１，１１，
…；１２，１２，…およびボール逃げ孔１４，１
４，…内を転動、循環するようになつている。ま
た、ベアリング本体９には、負荷ボール１０，…
を案内すると共に、脱落を防止する保持器１６が
取付けられている。また負荷ボール１０と負荷ボ
ール転走溝１１，…；１２，…との接触角αは略
45度となつているが、45度に限定されるものでは
なく、30〜60度の範囲であればよい。 つぎにテーブル本体２と固定ベツド１との間に
はリニアモータ２０が介在されている。すなわ
ち、テーブル本体２の下面には、、天板２１を介
してＸ軸およびＹ軸方向に沿つて第１可動子２２
および第２可動子２２′が配設されている。 一方、固定ベツド１上面には、同一平面内で格
子状に配列された固定歯２３ａを有する固定子２
３が、上記第１および第２可動子２２，２２′と
対向配置されている。固定子２３は、第７図ａ乃
至ｃに、一部を拡大して示すように、Ｘ軸方向に
所定ピツチＰで形成された固定歯２３ａとＹ軸方
向に所定ピツチＰで形成された固定歯２３ａが直
交して格子状に配列されている。上記した固定子
２３と第１および第２可動子２２，２２′の配置
関係は、テーブル本体２側に固定子２３を配設
し、固定ベツド１側に第１，第２可動子２２，２
２′を配設してもよい。第７図ｄには固定子２３
の他の実施例が示されている。すなわち固定子２
３の上面に略方形の歯片２３a′，…がＸ軸方向お
よびＹ軸方向に所定ピツチＰでもつて整然と格子
状に配列されており、この歯片２３a′，…によつ
て固定歯２３ａを構成している。このような構成
とすると、固定歯２３ａの形成がたとえばＸ軸方
向およびＹ軸方向にそれぞれ溝を形成するだけで
よいので製造が極めて容易となる。また第７図ａ
の場合のようにＸ軸方向に配列される固定歯２３
ａとＹ軸方向に配列される固定歯２３ａとがつな
がつていなので、固定歯２３ａと後記する可動子
２２，２２′の磁極歯２７ａ，２８ａ，…間の磁
束が集中して、磁気吸引力が強くなる。従つて大
荷重が加わつた場合でも位置決め保持力が強く、
テーブル本体２を一層正確に位置決めすることが
できる。 つぎに、リニアモータ２０の概略構成について
第１可動子２２と固定子２３を例にとつて説明す
ると、第６図に示すように、第１，第２可動子２
２，２２′は、たとえば永久磁石２４を中心に介
在させてその左右に２つの磁気コア２５，２６を
対向配置して構成されており、一方の磁気コア２
５には永久磁石２４によりＮ極に磁化された第１
の磁極２７および第２の磁極２８が形成され、他
方の磁気コア２６には永久磁石２４によりＳ極に
磁化された第３の磁極２９および第４の磁極３０
が形成されている。 固定子２３には、第６図に示すように長手方向
と略直交する方向に延びる断面コ字形の固定歯２
３ａが長手方向に略全長にわたつて、同一ピツチ
Ｐで等間隔に設けられている。各磁極２７〜３０
にも固定子２３と同一のピツチの磁極歯２７ａ〜
３０ａがそれぞれ形成されている。 Ｎ極側の第１の磁極２７および第２の磁極２８
には、第１のコイル３１および第２のコイル３２
が巻かれており、電流が流れた際に互いに逆向き
の磁束が発生するように直列に結線されており、
パルス発生源（図示せず）に電気的に接続されて
いる。一方Ｓ極側の第３の磁極２９および第４の
磁極３０にも、同様に直列に結線された第３のコ
イル３３および第４のコイル３４が巻かれており
バルス発生源（図示せず）に接続されている。こ
こで、説明の都合上、例えば第１の磁極２７の磁
極歯２７ａに対して第２の磁極２８の磁極歯２８
ａの位相が１／２ピツチ（１／2P）だけずれて
おり、また第３の磁極２９の磁極歯２９ａに対し
て第４の磁極３０の磁極歯３０ａも同様に位相が
１／２ピツチ（１／2P）だけずれているものと
する。さらにＮ極側の第１の磁極２７および第２
の磁極２８の磁極歯２７ａ，２８ａに対してＳ極
側の第３の磁極２９および第４の磁極３０の磁極
歯２９ａ，３０ａは１／４ピツチ（１／4P）だ
け位相がずれているものとする。 ここで本実施例のリニアパルスモータの動作原
理について説明する。第８図ａ〜ｄは、リニアパ
ルスモータの動作原理を示す概略図を示してお
り、第１のコイル３１と第２のコイル３２には端
子ａから、第３のコイル３３と第４コイルの３４
には端子ｂからパルスが入力されるようになつて
いる。第８図ａでは、端子ａに第１の磁極２７を
励磁する方向に（モード）、第８図ｂでは端子
ｂに第４の磁極３０を励磁する方向に（モード
）、第８図ｃでは端子ａに第２の磁極２８を励
磁する方向に（モード）、第８図ｄでは端子ｂ
に第３の磁極２９を励磁する方向に（モード）、
それぞれパルスが入力された状態を示している。 ここで第１表にモードないしの場合の各磁
極の磁気力発生状態を示す。
【表】
【表】 第１表に示すようにモードの場合にはＮ極側
の第１の磁極２７の磁力が強力で、第１の磁極２
７の固定子２３の固定歯２３ａとの間の吸引力に
より第１可動子２２は保持され安定状態にある。
一方Ｓ極側の第３および第４の磁極２９，３０は
それぞれ固定子２３の固定歯２３ａに対して１／
４ピツチだけ位相がずれている。モードでは第
１の磁極２７のコイル３１による磁力はなくな
り、代つてＳ極側の第４の磁極３０の磁力が強力
になつて、可動子２２は第４の磁極３０が固定子
２３の固定歯２３aaと位相が合致する方向に相
対的に移動して１／４ピツチ（１／4P）だけ進
むことになる。このときＮ極側の第１および第２
の磁極２７，２８が１／４ピツチ（１／4P）だ
け位相がずれる。 さらにモードではＮ極側の第２の磁極２８の
磁力が強力になり、第２の磁極２８が固定子２３
の固定歯２３ａと位相が合致する方向に第１可動
子２２は相対的に移動して１／４ピツチ（１／
4P）進み、Ｓ極側の第３および第４の磁極２９，
３０は１／４ピツチ（１／4P）だけ位相がずれ
る。モードではＳ極側の第３の磁極２９の磁力
が強力となり、第３の磁極２９が固定子２３の固
定歯２３ａと位相が合致する方向に第１可動子２
２は相対的に移動して１／４ピツチ（１／4P）
進む。さらに再びモードに戻つてＮ極側の第１
の磁極２７の磁力が強力となつて、第１可動子２
２は１／４ピツチ（１／4P）だけ相対的に進み
第８図ａの状態となる。このようにモードから
の繰り返しによつて１パルス当り１／４ピツチ
（１／4P）ずつ移動するようになつている。 以上の説明では１相励磁について説明したが、
常時２相の電流を流す２相励磁により駆動しても
よく、また１相と２相に交互に電流を流す１−２
相励磁方式をとつてもよい。 このような構成のXYテーブルにあつては、ま
ず、テーブル本体２をＸ軸方向に移送させる場合
は、第１可動子２２に、図示しないパルス発生源
より所定数のパルスが入力され、第１可動子２２
と固定子２３の格子状の固定歯２３ａのうち、Ｘ
軸方向に配列された固定歯との吸引力によりテー
ブル本体２が所定位置まで移送される。一方、Ｙ
軸方向に移送させる場合には、第２可動子２２′
にパルスが入力され、第２可動子２２と、固定子
２３の格子状の固定歯２３ａのうちのＹ軸方向に
配列された固定歯２３ａとの吸引力により、所定
位置まで移送される。また、XY座標系の所定位
置に移送させる場合、第１，第２可動子２２，２
２′に、同時に、それぞれの移動量に対応するパ
ルスを入力することにより、テーブル本体３は、
斜めに移送される。 テーブル本体２の移送の際、テーブル本体２は
軽量になつているので、慣性力は小さく、始動時
および停止時の応答性が速く、迅速に位置決めさ
れると共に、パルスの周波数を大きくすることに
より高速に移送される。また、停止時の慣性によ
る影響は小さく、位置決めが正確になされ、第
１，第２可動子２２，２２′と固定子２３間の磁
力により停止位置が保持されている。 一方、リニアベアリング５によりテーブル本体
２を支承したので、摺動抵抗は小さく、テーブル
本体２は軽快に移動すると共に、テーブル本体２
と固定ベツド１の間隙が一定に保持され、テーブ
ル本体２と固定ベツド１との干渉が防止される。
またテーブル本体２と基台１間に介在される第
１，第２可動子２２，２２′と固定子２３とのギ
ヤツプも一定に保持されるので、常に一定の推力
で、安定した走行性能が得られる。また、第１，
第２可動子２２，２２′と固定子２３間のギヤツ
プを一定に保持できるので、ギヤツプを小さくす
ることが可能となり、大きな推力および停止保持
力が得られる。さらに、各リニアベアリング５，
…の負荷ボール１０，…に予圧をかければ、剛性
は高くなつて、テーブルの可搬荷重は大きくなる
と共に、テーブル本体２にかかる衝撃荷重等に対
しても、変形は小さくなるので、第１，第２可動
子２２，２２′と固定子２３間のギヤツプをより
狭くすることが可能となり、より大きな推力、停
止保持力が得られる。また、ボール転走溝１１，
１２と負荷ボール１０，…との接触角αを、45度
付近にとつているので、上下左右の四方向からの
荷重を均等に支承することができる。 つぎに第９図乃至第１１図には、本発明の第二
実施例が示されており、第一実施例と同一の構成
部分については同一の符号を付して説明すると、
第一実施例と異なる点は、テーブル本体２のＹ軸
方向の長さが長く、テーブル本体２の面積が大き
くなつており、Ｘ軸方向レール６，…が３本構成
で、さらにＸ軸方向の駆動用の第１可動子２２
が、Ｘ軸方向に並列に２つ設けられて、テーブル
本体２のＸ軸方向の推力および停止保持力が２倍
になつている点である。その他の構成および作用
については第一実施例と同一であるので、説明を
省略する。 なお、第１，第２可動子の数は任意数でよく、
またＹ軸方向レール７，…の数も任意に設定し得
るものである。 （発明の効果） 本発明は、以上の構成および作用から成るもの
で、固定ベツド上に一対の軌道台を設け、テーブ
ル本体には軌道台と直交する軌道レールを設け、
軌道レールをリニアベアリングを介して軌道台間
に架け渡してXY軸方向に移動自在に組み付け、
固定ベツドとテーブル本体間に、同一平面内で格
子状に配列された固定歯を有する固定子と、第
１，第２可動子により構成されるリニアモータを
介在させて、テーブル本体をＸ軸およびＹ軸方向
に移送するように構成したので、従来のように中
間サドルが不要となり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向
のいずれの搬送荷重をもほぼ同一にでき、従来の
ようにＸ軸およびＹ軸方向の搬送荷重の違いに起
因する位置決め精度のズレを解消することができ
る。 また、リニアベアリングの上下面にベアリング
部を設けて軌道台および軌道レールを嵌合させ、
ベアリング部において軌道台および軌道レール両
側の両側に突出する突堤を挟むように上下二列の
ボールを介在させる構成としたので、上下および
左右のあらゆる方向から荷重が作用しても、固定
子と可動子間のギヤツプを安定して維持すること
ができ、安定した移送制御を行なうことができ
る。さらに、固定子と可動子間のギヤツプをより
一層小さくすることができ、駆動推力および停止
保持力をより大きくすることができ、コンパクト
な構成でありながら、大荷重の搬送に用いること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第一実施例に係るリニアモ
ータ付XYテーブルの平面図、第２図は第１図の
装置の−線断面図、第３図は第１図の装置の
−線断面図、第４図は第１図の装置のリニア
ベアリングの取付状態を示す斜視図、第５図は第
１図のリニアベアリングの一部破断正面図、第６
図はリニアモータの要部を示す拡大概略断面図、
第７図ａは固定子の部分拡大斜視図、第７図ｂは
第７図ａのＢ−Ｂ線断面図、第７図ｃは第７図ａ
のＣ−Ｃ線断面図、第７図ｄは固定子の他の実施
例を示す部分拡大斜視図、第８図ａ乃至ｄはリニ
アモータの作動原理を示すリニアモータの概略
図、第９図は、本発明の第二実施例に係るリニア
モータ付XYテーブルの平面図、第１０図は第９
図の装置のＸ−Ｘ線断面図、第１１図は第９図の
装置のXI−XI線断面図である。 符号の説明、１…固定ベツド、２…テーブル本
体、５…リニアベアリング、２０…リニアモー
タ、２２…第１可動子、２２′…第２可動子、２
３…固定子、２３ａ…固定歯。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 固定ベツドにテーブル本体をＸ軸およびＹ軸
    方向に移動可能に配設すると共に、上記固定ベツ
    ドとテーブル本体との間にリニアモータを介在さ
    せて成るリニアモータ付XYテーブルにおいて、 上記固定ベツドの上面またはテーブル本体下面
    のいづれか一方に、同一平面内で格子状に配列し
    た固定歯を有する固定子を設け、他方上記テーブ
    ル本体下面または固定ベツドの上面のいづれか一
    方に、Ｘ軸方向の第１可動子とＹ軸方向の第２可
    動子を配設し、 前記固定ベツドに一対の軌道台を設け、一方、
    テーブル本体には上記軌道台と直交する方向に延
    びる複数の軌道レールを設け、該軌道レールを上
    記軌道台間にリニアベアリングを介して架け渡し
    てＸ軸およびＹ軸方向に移動自在に支承するもの
    で、 リニアベアリングの下面には軌道台が移動自在
    に支持されるベアリング部を、リニアベアリング
    の上面には軌道レールが移動自在に支持されるベ
    アリング部を設け、 各ベアリング部には軌道台および軌道レールが
    挿入される断面コ字状の凹部を設け、凹部の内周
    の両側面に凹溝を設けると共に、前記軌道台およ
    び軌道レールの両側壁には前記凹溝内に突出する
    突堤を設け、前記凹溝と突堤間に上下一対の２条
    のボール列を突堤を上下から挟むように転動自在
    に介在させたことを特徴とするリニアモータ付
    XYテーブル。
JP60165297A 1985-07-26 1985-07-26 リニアモ−タ付ｘｙテ−ブル Granted JPS6228146A (ja)

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FR868610814A FR2585277B1 (fr) 1985-07-26 1986-07-25 Table x-y pour machines-outils
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