專利名稱：運動導向裝置、工作臺裝置以及運動導向裝置的減震方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使球、輥等滾動體介于軌道部件和移動部件之間的直線導軌、滾珠花鍵、滾珠螺桿等運動導向裝置。
背景技術：
一直以來，像在機械框架上作直線運動的工作臺等，通常使用下述滾動導向型的運動導向裝置，其在進行直線運動的移動物體的導向部分中介有球或輥等滾動體，借助于滾動體的滾動運動實現(xiàn)導向機能。滾動導向型的運動導向裝置由制作移動體的運動軌道的軌道導軌、和該軌道導軌相對移動的移動塊、以及介于軌道導軌和移動塊之間的滾動體構成。
與滑動導向相比，滾動導向的優(yōu)點在于摩擦阻力極小，即使完全沒有施加預負荷，也能夠輕松移動。但是，反過來，其缺點在于，由于滑動導向沒有產生像摩擦阻力之類的阻尼力，一旦發(fā)生振動，就難以使其減弱。如果移動體移動到目標位置后停止，則由移動體的慣性而發(fā)生振動，而且，移動體在移動中有時也發(fā)生振動。
為使運動導向裝置的振動減弱，申請人提出一種技術(專利文獻1，參考權利要求1)，該技術是將由錘和橡膠構成的動態(tài)減震器安裝在運動導向裝置的移動塊上，由該動態(tài)減震器來減弱移動塊的振動。
而且，作為現(xiàn)有的減弱振動的技術，與軌道導軌接觸的橡膠制的接觸密封件安裝在運動導向裝置的移動塊上，利用接觸密封件的摩擦力來減弱移動塊的振動的技術也是眾所周知的。
專利文獻1日本專利文獻特開2004-176825號公報。

發(fā)明內容
但是，在將動態(tài)減震器安裝在移動塊上以使振動減弱的技術中，存在裝置規(guī)模大的問題，且必須設計與移動部件的振動一致的動態(tài)減震器的錘、彈性體。由此，很難采用動態(tài)減震器作為運動導向裝置的通用的減震裝置。
而且，在將接觸密封件安裝在移動塊上來使振動減弱的技術中，存在起動時(也就是說，移動塊開始移動時)的摩擦阻力大的問題。如果摩擦阻力大，就會給使移動塊移動的馬達額外的負荷。而且，通過長時間的使用，由于接觸密封件磨損、移動塊不再和接觸密封件接觸，因而經過一定時間就不能使得移動塊的振動減弱。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種解決上述問題并且設有不同于現(xiàn)有減震結構的新減震結構的運動導向裝置。
以下對本發(fā)明進行說明。而且，雖然為易于理解本發(fā)明而附加了帶有括弧的附圖標記，但是，本發(fā)明不限于圖示的形式。
為解決上述問題，本發(fā)明人采用了減震結構，其將油充滿作直線或曲線運動導向的運動導向裝置的移動部件和軌道部件的間隙中，并利用油的粘性阻力來使該運動導向裝置具有減震特性。也就是說，發(fā)明的第一方案所記載的發(fā)明通過提出一種運動導向裝置，從而解決了上述問題，該運動導向裝置的特征是，包括具有滾動體滾行部(1a)的軌道部件(1)、具有和所述滾動體滾行部(1a)對置的負荷滾動體滾行部(2a)且相對于所述軌道部件(1)能夠作相對直線或曲線運動的移動部件(2)、介于所述軌道部件(1)的滾動體滾行部(1a)和所述移動部件(2)的所述負荷滾動體滾行部(2a)之間的多個滾動體(3)、以及充滿所述軌道部件(1)和所述移動部件(2)之間的間隙(16)且與所述軌道部件(1)和所述移動部件(2)接觸的油層，利用油的粘性阻力，將與速度成比例的制動力施加給所述移動部件(2)或者所述軌道部件(1)上。
發(fā)明的第二方案所述的發(fā)明是在發(fā)明的第一方案所述的運動導向裝置中，所述移動部件(2)具有形成所述滾動體滾行部(2a)的移動塊(4)和安裝在所述移動塊(4)上的減震部件(5，6)，所述油層充滿所述減震部件(5，6)和所述軌道部件(1)之間的間隙。
發(fā)明的第三方案所述的發(fā)明是在發(fā)明的第二方案所述的運動導向裝置中，在所述減震部件(5，6)上設有向所述間隙(16)供給油的供油路徑(15)，油從所述間隙(16)流出。
發(fā)明的第四方案所述的發(fā)明是在發(fā)明的第二或第三方案所述的運動導向裝置中，所述減震部件(5，6)的和所述油層接觸的面形成為凹凸形狀。
發(fā)明的第五方案所述的發(fā)明是在發(fā)明的第二方案所述的運動導向裝置中，所述減震部件(5)含有安裝在所述移動部件(2)的移動方向的端面上的端部減震部件(5)，所述端部減震部件(5)具有交替疊層的多個薄板狀的第一板(9)和多個薄板狀的第二板(10)，所述第一板(9)和所述第二板(10)上形成與所述軌道部件(1)的形狀一致的開口(9a，10a)，所述第二板(10)和所述軌道部件(1)之間的間隙(β)大于所述第一板(9)和所述軌道部件(1)之間的間隙(α)，使得在將所述第一板(9)和所述第二板(10)疊層的狀態(tài)下，所述端部減震部件(5)的與所述油層接觸的面形成為凹凸形狀。
發(fā)明的第六方案所述的發(fā)明是在發(fā)明的第五方案所述的運動導向裝置中，在所述第二板(10)上形成了狹縫(10c)，以用于向所述端部減震部件(5)和所述軌道部件(1)之間的所述間隙(16)供給油，在所述第一板(9)和所述第二板(10)上形成了供油孔(9b，10b)，在將所述第一板(9)和所述第二板(10)疊層的狀態(tài)下，該供油孔用于向形成在所述第二板(9)上的所述狹縫(9c)供給油。
發(fā)明的第七方案所述的發(fā)明是在發(fā)明的第二方案所述的運動導向裝置中，所述移動塊(4)具有和所述軌道部件(1)的上面對置的中央部(4a)以及和所述軌道部件(1)的側面對置的腳部(4b)，且整體成形為鞍形，所述減震部件(6，21，24，26)含有安裝在所述移動塊(4)的所述腳部(4b)上的側面減震部件(6，21，24，26)，所述油層設在所述側面減震部件(6，21，24，26)和所述軌道部件(1)之間。
發(fā)明的第八方案所述的發(fā)明是在發(fā)明的第七方案所述的運動導向裝置中，所述側面減震部件(21)上形成了沿著與所述移動部件(2)的移動方向交叉的方向延伸的多個槽(23)。
發(fā)明的第九方案所述的發(fā)明是在發(fā)明的第七方案所述的運動導向裝置中，所述側面減震部件(24)上形成了沿著所述移動部件(2)的移動方向延伸的多個槽(29)。
發(fā)明的第十方案所述的發(fā)明是一種工作臺裝置，該工作臺裝置包括運動導向裝置，其設置了具有滾動體滾行部(1a)的軌道部件(1)、具有和所述滾動體滾行部(1a)對置的負荷滾動體滾行部(2a)且相對于所述軌道部件(1)能夠作相對直線或曲線運動的移動部件(2)、介于所述軌道部件(1)的滾動體滾行部(1a)和所述移動部件(2)的所述負荷滾動體滾行部(2a)之間的多個滾動體(3)；安裝在所述運動導向裝置的所述移動部件(2)上的工作臺(31)；以及和所述工作臺(31)一起沿著所述軌道部件(1)移動的減震部件(32)；并具有充滿所述軌道部件(1)和所述減震部件(32)之間的間隙且與所述軌道部件(1)和所述減震部件(32)接觸的油層，其中，該運動導向裝置利用所述油的粘性阻力，將與速度成比例的制動力施加給所述工作臺(31)。
發(fā)明的第十一方案所述的發(fā)明是一種運動導向裝置的減震方法，其中該運動導向裝置設置了具有滾動體滾行部(1a)的軌道部件(1)、具有和所述滾動體滾行部(1a)對置的負荷滾動體滾行部(2a)且相對于所述軌道部件(1)能夠作相對直線或曲線運動的移動部件(2)、介于所述軌道部件(1)的滾動體滾行部(1a)和所述移動部件(2)的所述負荷滾動體滾行部(2a)之間的多個滾動體(3)，在所述軌道部件(1)和所述移動部件(2)之間的間隙充滿與所述軌道部件(1)和所述移動部件(2)接觸的油層，利用所述油的粘性阻力，將與速度成比例的制動力施加給所述移動部件(2)或上述軌道部件(1)。
發(fā)明效果根據發(fā)明的第一方案所述的發(fā)明，利用充滿了軌道部件和移動部件之間間隙的油層的粘性阻力，能夠使運動導向裝置具有減震特性。并且，由于制動力和移動部件的速度成比例，因此降低起動時的制動力，另一方面，隨著移動部件的速度提高，也能夠產生大的制動力。因此，例如，在移動部件由馬達帶動移動時，制動力小，從而馬達的負荷低，另一方面，在移動部件停止移動后發(fā)生振動時，制動力增大，能夠迅速地減弱振動。而且，由于如果連續(xù)地將油補給到間隙，就能夠半永久地性使用減震裝置，因此，不會象接觸密封件那樣隨著時間流逝而功能減弱。
根據發(fā)明的第二方案所述的發(fā)明，由于移動塊和減震部件分體設計，減震部件和軌道部件之間的間隙易于縮小。由于油的粘性阻力隨著層厚越薄而越大，通過減少減震部件和軌道部件之間的間隙，能夠得到大的制動力。
在移動部件沿著軌道部件作直線或者曲線運動的運動導向裝置中，與旋轉軸承的情況相比，難以對充滿了減震部件和軌道部件之間的油進行密封。根據發(fā)明的第三方案所述的發(fā)明，由于設置了向減震部件和軌道部件之間的間隙供油的供油路徑，即使油從該間隙流出，油也能充滿該間隙。
根據發(fā)明的第四方案所述的發(fā)明，由于減震部件的凹凸形狀能夠使油存留，減震部件的油保持特性提高，能夠降低從間隙流出的油量。與此相對，如果減震部件的與油層接觸的面為平面，由于不能使油存留，減震部件的油保持特性降低。
根據發(fā)明的第五方案所述的發(fā)明，能夠在端部減震部件上形成與油層接觸的凹凸形狀。而且，即使端部減震部件相對于軌道部件移動，也能夠將油保持在端部減震部件一側。
根據發(fā)明的第六方案所述的發(fā)明，能夠向端部減震部件和軌道部件之間的間隙供給油。而且，由于在第二板上形成了比與軌道部件之間的間隙大的狹縫，油易于充滿減震部件和軌道部件之間的間隙。進一步，由于狹縫每隔一個地形成，油易于充滿間隙的全體，而且，與狹縫形成在第一板和第二板上的情況相比，能夠抑制油的供給量從而適當地向間隙供給油。
如發(fā)明的第七方案所述的發(fā)明，油層也可以設在側面減震部件和軌道部件之間。
根據發(fā)明的第八方案所述的發(fā)明，由于在側面減震部件上形成了沿著與移動部件的移動方向交叉的方向延伸的槽，因而即使側面減震部件相對于軌道部件移動，也能夠將油保持在側面減震部件一側。
根據發(fā)明的第九方案所述的發(fā)明，由于在側面減震部件上形成了沿著移動部件的移動方向延伸的多個槽，能夠抑制油從側面減震部件沿著和移動部件的移動方向正交的方向(例如，向下方)流出。
根據發(fā)明的第十方案所述的發(fā)明，利用充滿了軌道部件和移動部件之間的間隙的油層的粘性阻力，能夠使工作臺保持減震特性。通過充滿了軌道部件和移動部件之間的間隙的油層的粘性阻力，能夠使運動導向裝置保持減震特性。而且，由于制動力和移動部件的速度成比例，能夠降低起動時的制動力，另一方面，隨著工作臺的速度增加，能夠產生高的制動力。因此，例如，在工作臺由馬達驅動而進行移動時，制動力小且馬達的負荷降低，另一方面，在工作臺停止移動后開始振動時，制動力增大，從而能夠迅速地減弱振動。而且，由于連續(xù)地向間隙補給油，減震裝置可作為半永久的裝置使用，因此，不會象接觸密封件那樣隨時間流逝而功能減弱。
如發(fā)明的第十一方案所述的發(fā)明，本發(fā)明也涉及運動導向裝置的減震方法。


圖1是本發(fā)明一實施方式的運動導向裝置的立體圖；圖2是上述運動導向裝置的分解立體圖；
圖3是上述運動導向裝置的側視圖；圖4是上述運動導向裝置的側視圖(含有一部分截面圖)；圖5是端部減震部件的分解立體圖；圖6是使圖5中的端部減震部件反轉狀態(tài)的示意圖；圖7是示出疊置狀態(tài)的端部減震部件的示意圖(圖中(A)是主視圖，(B)是沿著B-B線的截面圖，(C)是詳細圖)；圖8是示出端部減震部件的油的流動的圖(主視圖)；圖9是示出端部減震部件的油的流動的圖(截面圖)；圖10是示出安裝在移動塊上的側面減震部件的主視圖；圖11是示出側面減震部件的立體圖；圖12是示出側面減震部件的其他示例的立體圖；圖13是示出圖12中側面減震部件的平面圖；圖14是示出側面減震部件的另一個示例的立體圖；圖15是示出圖14中側面減震部件的主視圖；圖16是示出側面減震部件的又一個示例的立體圖；圖17是示出圖16中側面減震部件的主視圖；圖18是示出安裝了油保持部件的運動導向裝置的立體圖；圖19是示出安裝了油保持部件的移動部件的底部側立體圖；圖20是油保持部件的分解立體圖；圖21是示出本發(fā)明一實施方式中的工作臺裝置的側視圖；圖22示出粘性阻力的模式；圖23示出供油路徑的模式。
附圖標記說明1…軌道導軌(軌道部件)1a…球滾行槽(滾動體滾行槽)2…移動部件2a…負荷球滾行槽(負荷滾動體滾行槽)3…球(滾動體)4…移動塊4a…中央部4b…腳部
5…端部減震部件(減震部件)6、21、24、26…側面減震部件(減震部件)9…第一板9a、10a…開口9b、10b…供油孔(供油路徑)10…第二板10c…切口(供油路徑)15…供油路徑16、19…間隙23、26、29…槽31…工作臺32…減震部件具體實施方式
圖1至圖4示出本發(fā)明的一實施方式中的運動導向裝置。圖1是示出運動導向裝置的立體圖，圖2是示出運動導向裝置的分解立體圖，圖3示出其側視圖，圖4示出其主視圖(含有一部分截面圖)。該實施方式的運動導向裝置稱作直線導軌，并具有以直線形延伸的用作軌道部件的軌道導軌1、以及通過多個作為滾動體的球3而自由移動地組裝在該軌道導軌1上的移動部件2。
軌道導軌1的左右側面上形成有沿著縱向方向伸展的作為滾動體滾行部的球滾行槽1a。球滾行槽1a的截面為圓弧形，具有比球3的半徑大的曲率半徑。在該實施方式中，在軌道導軌1的左右側面上設有上下各兩條總計4條的球滾行槽1a，但是不言而喻，其條數·配置根據負荷荷重來進行各種設定。
移動部件2包括移動塊4和安裝在該移動塊4上的減震部件5、6，其中，該移動塊4形成有含有與球滾行槽1a對置的負荷球滾行槽2a的球循環(huán)路徑。
如圖4所示，移動塊4整體形成為鞍形，設有與軌道導軌1的上面相對設置的中央部4a、從中央部4a的左右兩側向下方延伸并與軌道導軌1的左右側面相對設置的腳部4b。
多個球3介于軌道導軌1的球滾行槽1a和移動塊4的負荷球滾行槽2a之間。向在該球滾行槽1 a和負荷球滾行槽2a之間的負荷球滾行路徑上滾動的球3施加預負荷。球3在負荷球滾行路徑上一邊受到荷重，一邊作滾動運動。在移動塊4的移動方向的兩端部上安裝有形成了U字形的方向轉換路徑的端板7(參考圖1和圖2)。滾動到移動塊4的負荷球滾行路徑的一端的球3進入設在端板7上的U字形方向轉換路徑(參考圖1和圖2)。球在經過U字形方向轉換路徑之后，進入與負荷球滾行路徑平行延伸的無負荷球返回通路8(參考圖4)。通過了無負荷球返回通路8的球3在經過相反側的端板7的方向轉換路徑之后，再次進入負荷球滾行路徑。由直線形的負荷球滾行路徑、U字形的方向轉換路徑、以及直線形的無負荷球返回通路8形成了環(huán)形的球循環(huán)路徑。
如圖1和圖2所示，在移動塊4的移動方向的兩端面上安裝有作為減震部件的端部減震部件5。端部減震部件5由交替疊層的薄板狀的多個第一和第二板9、10以及安裝了該第一和第二板9、10的推壓板11構成。端部減震部件5上形成了與軌道導軌1的外形形狀相符的開口。端部減震部件5不與軌道導軌1接觸，且軌道導軌1和移動塊4之間的間隙盡可能小。
圖5和圖6示出端部減震部件5的分解立體圖。圖5示出第一板9、第二板10以及推壓板11的分解立體圖，圖6示出使圖5中的端部減震部件反轉的分解立體圖。第一板9通過用壓力機來沖壓例如不銹鋼等金屬制的薄板來制成。第一板9大致形成為矩形，并且在其下部的中央部分具有和軌道導軌1的截面形狀一致的開口9a。雖然將在以后詳細敘述，但開口9a的形狀比軌道導軌1的截面形狀稍大。在第一板9的開口9a的上方，形成了用來向端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙供油的供油孔9b。第一板9的開口9a的兩旁形成有貫通孔9c，該貫通孔9c用來通過將第一板9和第二板10安裝在推壓板11上的螺釘13。而且，在第一板的供油孔9b的兩旁形成有貫通孔9d，該貫通孔9d用來通過將端部減震部件5安裝在移動塊4上的螺釘14(參考圖2)。第一板9的側面上形成有三角形的凹口9f。
第二板10大致形成為矩形，并在其下部的中央部分上形成有與軌道導軌1的截面形狀一致的開口10a。雖然在以后作詳細敘述，但是第二板10的開口10a的形狀比第一板9的開口9a的形狀稍大。因此，如果將第一板9和第二板10疊層，則在開口部分形成凹凸形狀。因此，該凹凸形狀的凹條和凸條沿著和移動塊的移動方向交叉(在該實施方式中為正交)的方向延伸。
在第二板10的開口10a的上方也形成有供油孔10b，以向端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙供給油。第二板10還形成有從供油孔10b延伸到開口10a的狹縫10c。該狹縫10c為將油供給到端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙的通路。第二板10的開口10a的兩旁也形成有貫通孔10d，以通過螺釘13等。第二板10例如也由壓力機沖壓金屬制的薄板來制成。而且，第二板10的側面上形成有和第一板9在上下方向的位置錯開的三角形的凹口10f。在將該第一板9和第二板10組裝之后，能夠從外側將其區(qū)別開。如果用激光加工或線加工來取代用壓力機沖壓第一板9以及第二板10，則能夠提高第一板9和第二板10的尺寸精度。
為了在端部減震部件5上形成多個凹凸形狀，期望第一板9以及第二板10較薄。另一方面，為了在用螺釘13擰緊時難以發(fā)生變形，第一板9和第二板10最好保持一定程度的厚度。根據這種相反的要求，第一板9和第二板10的厚度例如設定為0.2mm。不言而喻，可以設定與移動塊4的尺寸一致之外的任意厚度。
推壓板11的壁厚比第一和第二板9、10的壁厚要厚。該推壓板11上也形成有與軌道導軌1的形狀一致的開口11a。在開口11a的上方形成與供油孔9b、10b連通的油循環(huán)孔11b。在開口11a的兩旁形成有與螺釘13螺紋接合的陰螺紋部11c。將第一板9、第二板10以及推壓板11固定在組裝夾具上，在定位狀態(tài)下，用螺釘13將其結合。
圖7示出疊層狀態(tài)的端部減震部件。如圖7(A)所示，第二板10的開口10a的形狀比第一板9的開口9a的形狀大一些。為此，如圖7(B)和(C)所示，在將第一板9和第二板10疊層的狀態(tài)下，第二板10和軌道導軌1之間的間隙β比第一板9和軌道導軌1之間的間隙α大，因此，端部減震部件的與軌道導軌1相對設置的面形成為凹凸形狀。
在端部減震部件5安裝在移動塊4上的狀態(tài)下，第一板9和軌道導軌1之間的間隙α在第一板9最接近軌道導軌1的位置處設為0.25mm以下。例如，設定為0.05～0.25mm左右。由于該間隙α設置得越小，如后所述的粘性阻力越大，因此間隙α的目標值最好設置為0.05～0.06mm左右或者以下。但是，由于軌道導軌1存在加工上的公差，如果設置得過小，則擔心端部減震部件5和軌道導軌1接觸。由此，在該實施方式中，加上軌道導軌1的公差±0.1mm，減震部件5的公差±0.05mm，以及因附加運動導向裝置的荷重所導致的間隙α的變化量0.02～0.03mm，將間隙α設置為0.02～0.25mm左右，最好為0.05～0.15mm左右。
在這個實施方式中，第一板9和第二板10的高度差γ(垂直高差)大致等于第一和第二板9、10的厚度t，例如設定為0.2mm左右。該高度差γ越大，則油和端部減震部件5的接觸面就越大。但是，第二板10和軌道導軌1之間的間隙β大，則粘性阻力變小。通過綜合考慮來決定高度差γ。不言而喻，也不必限定為0.2mm。
圖8和9示出端部減震部件5中的油的流動。由第一板9以及第二板10的供油孔9b、10b以及第二板10的狹縫10c形成了供油路徑15。如果油從管子12(參考圖1)流入該供油路徑15，則油會從供油孔9b、10b流下，經由第二板10的狹縫10c流入端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙16。這樣，通過設置供油路徑15，能夠使端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙16始終充滿油。
如圖9所示，第二板10和軌道導軌1之間的間隙β比第一板9和軌道導軌1之間的間隙α大。由此，油易于流到第二板10和軌道導軌1之間，且能夠容易地在端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙16中充滿油。而且，由于狹縫10c每隔一個地形成，油易于充滿間隙16的整體，而且與全部形成狹縫10c的情況相比，能夠抑制油的供給量從而向間隙16供給適量的油。
安裝在移動塊4上的端部減震部件5不和軌道導軌1接觸地移動。在端部減震部件5的內側與軌道導軌1之間的間隙16中充滿了油層。如果移動部件2相對于軌道導軌1作相對移動，因發(fā)生了作為制動力的粘性阻力，所以通過油的粘性阻力來減弱移動部件2的振動。油的粘性阻力與移動部件2的速度成比，起動時的粘性阻力小，而隨著移動部件2的速度增加，產生高的粘性阻力。因此，例如，在移動部件2由馬達驅動而移動時，粘性阻力小從而馬達的負荷下降，另一方面，在移動部件2在停止后發(fā)生振動時，粘性阻力大從而振動能夠被迅速衰減。
端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙16因其厚度極小而且與油接觸的接觸面形成為凹凸形狀，因此油難以從間隙16流出。此外，如果為了獲得高粘性阻力而使用動粘度高的油，則油越發(fā)難以從間隙16中流出。但是，由于沒有完全將油密封的緣故，仍有少量的油從間隙16流出。
供給到間隙16的油涂布在軌道導軌1上。所以，向間隙16供油的系統(tǒng)與將潤滑油強制供給軌道導軌1的強制供油系統(tǒng)類似。如果供給到間隙16的油兼用作潤滑脂等潤滑油，則移動部件2的內部就不需其他潤滑油。例如，如果使用10～500的高動粘度潤滑油，則能夠得到高的粘性阻力。
可以在移動塊4上設置與端部減震部件5的供油路徑連接的通路，且將安裝在移動塊4的兩端的端部減震部件5的供油孔9b、10b上的管子12(參考圖1)連接成環(huán)狀，由此油能夠循環(huán)流動。如果油循環(huán)流動，由于能夠將積存在移動塊4中的熱進行熱交換以向外釋放，可以獲得冷卻效果。即使在這種情況下，仍有少量的油從間隙16流出。從間隙16流出的油可以回收，也可不回收。在油用作冷卻液的情況下，為防止冷卻液進入移動塊4的內部，有必要另外設計密封件。
圖10和圖11示出側面減震部件6。如圖4所示，移動塊4全體為鞍形，具有與軌道導軌1的上面相對設置的中央部4a和與軌道導軌1的側面相對設置的腳部4b。如圖10所示，在腳部4b的下端上安裝了沿著移動塊4的行進方向伸長的側面減震部件6。
側面減震部件6上設有突出部6b，該突出部6b與軌道導軌1的形狀一致，使得側面減震部件6和軌道導軌1之間的間隙19狹小。間隙19和上述端部減震部件5的情況相同，例如被設置為0.05～0.25mm。突出部6b的與軌道導軌1相對設置的面6c形成為平面。在間隙19中充滿了經由圖中未示出的供油路徑所供給的油層。通過設在側面減震部件6和軌道導軌1之間的油層的粘性阻力，能夠使振動衰減。
在從軌道導軌1卸下移動塊4之際，側面減震部件6具有防止球3從移動塊4落下的功能。為了保持這種功能，側面減震部件6的上端6a和負荷球滾行槽2a的上端18之間的距離比球3的直徑小。
圖12以及圖13示出側面減震部件的其他示例。在該示例的側面減震部件21中，在側面減震部件21的與油層接觸的面22上并列形成了沿著與移動部件2的移動方向正交的方向延伸的多個槽23。側面減震部件21與移動部件2一起沿移動部件2的移動方向移動。通過在側面減震部件21上形成沿著與移動部件2的移動方向正交的方向延伸的多個槽23來提高側面減震部件21的油保持能力。
圖14和圖15示出側面減震部件的其他示例。在本示例的側面減震部件24中，在側面減震部件24的與油層接觸的面25上并列形成有沿著移動部件2的移動方向延伸的多個槽29。根據該示例的側面減震部件24，由于在側面減震部件24上形成有沿著移動部件2的移動方向延伸的多個槽，因此能夠抑制油沿著與移動部件2的移動方向正交的方向(例如向下方)從側面減震部件24流出。如果側面減震部件24上形成有多個槽，則接觸面積增加，粘性阻力提高。在這一點出發(fā)，油利用其自重難以從間隙流出。而且，槽29的延伸方向既可以和移動部件2的移動方向平行，也可是交叉方向。
圖16和圖17示出側面減震部件24的又一個示例。在該示例中，在側面減震部件26的與油層接觸的面27上形成有截面為三角形的槽28。槽28的截面形狀也可以不是該示例所示的三角形。
圖18和圖19示出在上述實施方式的運動導向裝置的減震部件2的下面安裝象油盤似的保持油的油保持部件35的示例。油從端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙16、以及側面減震部件24和軌道導軌之間的間隙19少量流出。為防止油漏到運動導向裝置的外部，油保持部件35吸收從間隙16、19流出的油。
圖20示出油保持部件35的分解立體圖。油保持部件35設有海綿之類的吸收油的油吸收體37、以及覆蓋油吸收體37的下部側的殼體36。為吸收油，油吸收體37與端部減震部件5和側面減震部件24接觸。并且，該油吸收體37也與軌道導軌1接觸，以免油漏到外部。
在油吸收體37的上面設置了油吸收體隔離板38a、38b。這是由于因移動塊2的形狀而在油吸收體37和移動塊2之間產生間隙。由于產生間隙，因此，即使特意安裝了油吸收體37，油也會漏出。為封堵該間隙而設置油吸收體隔離板38a、38b。組合的油保持部件35通過固定螺釘39等安裝在移動塊2上。
圖21示出本發(fā)明一實施方式中的工作臺裝置。工作臺裝置將工作臺31安裝在上述實施方式的運動導向裝置的移動部件2上。移動體可安裝在工作臺31的上面。另一方面，軌道導軌1安裝在機械框架等上，直線移動的移動部件2組裝在該軌道導軌1上。在該實施例中，2個移動部件2對應于一條軌道導軌1組裝。運動導向裝置的構造與上述實施方式的相同，因此用相同的符號表示并省略對其的說明。
在工作臺31的下面安裝著減震部件32。減震部件32包圍著軌道導軌1，并沿著軌道導軌1移動。減震部件32的構造大致與上述端部減震部件5的構造相同。也就是說，減震部件32具有與軌道導軌1的外形形狀一致的開口、不與軌道導軌1接觸、且和軌道導軌1之間稍稍留有間隙的移動。減震部件32和軌道導軌1之間充滿了油層。通過該油的粘性阻力，能夠向工作臺31施加與速度成比例的制動力，從而能夠使工作臺31的振動衰減。
而且，本發(fā)明可在本發(fā)明的要旨不變的范圍內做出各種變更。例如，本發(fā)明的減震結構可以適用于除直線導軌之外的滾珠花鍵、滾珠螺桿等運動導向裝置。而且，軌道導軌1既可以直線狀延伸，也可以彎折成曲線狀。在軌道導軌1彎折成曲線狀的情況下，移動塊沿著軌道導軌作相對的曲線運動。而且，減震部件的和油接觸的面不必是凹凸形狀，也可以形成為平面形。而且，雖然端部減震部件由薄板狀的板疊層構成，但是，也可通過在一體部件上形成多個槽來構成該端部減震部件。
實施例下述的數學式1示出油的粘性阻力的計算式。圖22是示出在該計算式中使用的參數的模式圖。
γ(1/s)＝V(m/s)/h(m)τ(Pa)＝F(N)/A(m2)η(Pa·s)＝τ(Pa)/γ(1/s)ε(mm2/s)＝η(Pa·s)/103/ρ(g/cm3)由此F(N)＝η(Pa·s)·A(m2)·V(m/s)/h(m)＝ε(mm2/s)·ρ(g/cm3)·A(m2)·V(m/s)·103/h(m)γ切斷速度V速度h高度τ剪切應力F粘性阻力A接觸面積η粘度ε動粘度ρ密度粘性阻力F的一個參數是速度V。移動部件2移動得越快，粘性阻力F就越大。高度h為油層高度，也就是端部減震部件5和軌道導軌1之間的間隙16的大小。間隙16越狹小，粘性阻力F越大。接觸面積A越大，粘性阻力F越大。通過將端部減震部件5與油層的接觸面積設為凹凸，接觸面積增加，粘性阻力F增大。油的動粘度越大，粘性阻力F越大。
使用上述粘性阻力的數學式1來計算粘性阻力的一例的計算結果為以下(1)～(3)。
(1)當液體的動粘度(mm2/s)為200.0(40℃)，密度(g/cm3)為0.88，液體速度為0.01m/s時間隙密封件 端部+側面粘性阻力0.016N(2)當液體的動粘度(mm2/s)為200.0(40℃)，密度(g/cm3)為0.88，液體速度為1m/s時。
間隙密封件端部+側面粘性阻力1.6N(3)當液體的動粘度(mm2/s)為1000(40℃)。密度(g/cm3)為0.88，液體的速度為0.01m/s時間隙密封件端部+側面粘性阻力0.08N下面，計算用多大的壓力來推壓油，能夠將油供給到間隙。在計算中使用哈根—泊蕭葉(ハ一ゲン·ポアズイユ)公式。如圖23所示，在計算中，將供油路徑的形狀設為簡單模式(半徑為0.1mm的管形)。
數學式2v=ΔP(r02-r2)/4μL]]>ΔP=4vμL/(r02-r2)]]>速度分布(m/s)v壓力差(Pa)ΔP管半徑(m)r0求得速度的位置(m)r油的粘度(Pa·s＝10P＝10ρη)μ移動距離(m)L密度(g/cm3)ρ泵壓力(Pa)P油的動粘度(St)η數學式3ΔP＝(P-105)，r＝0從數學式3和數學式4可求出最低壓力。速度v是油的流出速度，為0.0035351m/s。根據以上，可以得出以下的數學式4。
數學式4P＝4×0.003531×10×0.88×220×0.01×18.11/1000/(0.1/1000)2-02)+105＝595776＝5.96×105(Pa)從數學式4，可以得出如果最低壓力為6個大氣壓，油能夠流動。
本說明書的基礎是2004年11月15日申請的特愿2004-331221以及2005年10月28日申請的特愿2005-315299。其全部內容一并在此包含。
權利要求
1.一種運動導向裝置，其特征在于，包括具有滾動體滾行部的軌道部件；具有和所述滾動體滾行部對置的負荷滾動體滾行部、且相對于所述軌道部件能夠作相對直線或曲線運動的移動部件；介于所述軌道部件的滾動體滾行部和所述移動部件的所述負荷滾動體滾行部之間的多個滾動體；以及充滿所述軌道部件和所述移動部件之間的間隙、且與所述軌道部件和所述移動部件接觸的油層；該運動導向裝置利用所述油的粘性阻力，向所述移動部件或者所述軌道部件施加與速度成比例的制動力。
2.如權利要求1所述的運動導向裝置，其特征在于，所述移動部件具有形成所述滾動體滾行部的移動塊和安裝在所述移動塊上的減震部件，所述油層充滿所述減震部件和所述軌道部件之間的間隙。
3.如權利要求2所述的運動導向裝置，其特征在于，在所述減震部件上設有向所述間隙供給油的供油路徑。
4.如權利要求2或3所述的運動導向裝置，其特征在于，所述減震部件的和所述油層接觸的面形成為凹凸形狀。
5.如權利要求2所述的運動導向裝置，其特征在于，所述減震部件含有安裝在所述移動部件的移動方向的端面上的端部減震部件，所述端部減震部件具有交替疊層的多個薄板狀的第一板和多個薄板狀的第二板，所述第一板和所述第二板上形成與所述軌道部件的形狀一致的開口，所述第二板和所述軌道部件之間的間隙大于所述第一板和所述軌道部件之間的間隙，使得在將所述第一板和所述第二板疊層的狀態(tài)下，所述端部減震部件的與所述油層接觸的面形成為凹凸形狀。
6.如權利要求5所述的運動導向裝置，其特征在于，在所述第二板上形成了狹縫，以用于向所述端部減震部件和所述軌道部件之間的所述間隙供給油，在所述第一板和所述第二板上形成了供油孔，在將所述第一板和所述第二板疊層的狀態(tài)下，該供油孔用于向形成在所述第二板上的所述狹縫供給油。
7.如權利要求2所述的運動導向裝置，其特征在于，所述移動塊具有和所述軌道部件的上面對置的中央部以及和所述軌道部件的側面對置的腳部，且整體形成為鞍形，所述減震部件含有安裝在所述移動塊的所述腳部上的側面減震部件，所述油層設在所述側面減震部件和所述軌道部件之間。
8.如權利要求7所述的運動導向裝置，其特征在于，所述側面減震部件上形成了沿著與所述移動部件的移動方向交叉的方向延伸的多個槽。
9.如權利要求7所述的運動導向裝置，其特征在于，所述側面減震部件上形成了沿著所述移動部件的移動方向延伸的多個槽。
10.一種工作臺裝置，包括運動導向裝置，其包括具有滾動體滾行部的軌道部件、具有和所述滾動體滾行部對置的負荷滾動體滾行部且相對于所述軌道部件能夠作相對直線或曲線運動的移動部件、以及介于所述軌道部件的滾動體滾行部和所述移動部件的所述負荷滾動體滾行部之間的多個滾動體；安裝在所述運動導向裝置的所述移動部件上的工作臺；以及和所述工作臺一起沿著所述軌道部件移動的減震部件；并具有充滿所述軌道部件和所述減震部件之間的間隙且與所述軌道部件和所述減震部件接觸的油層，該工作臺裝置利用所述油的粘性阻力，給所述工作臺施加與速度成比例的制動力。
11.一種運動導向裝置的減震方法，該運動導向裝置包括具有滾動體滾行部的軌道部件、具有和所述滾動體滾行部對置的負荷滾動體滾行部且相對于所述軌道部件能夠作相對直線或曲線運動的移動部件、以及介于所述軌道部件的所述滾動體滾行部和所述移動部件的所述負荷滾動體滾行部之間的多個滾動體，在所述軌道部件和所述移動部件之間的間隙中充滿與所述軌道部件以及所述移動部件接觸的油層，利用所述油的粘性阻力，給所述移動部件或所述軌道部件施加與速度成比例的制動力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種運動導向裝置，其具有不同于傳統(tǒng)減震結構的新型減震結構。本發(fā)明設置了具有滾動體滾行部(1a)的軌道部件(1)、具有和滾動體滾行部(1a)對置的負荷滾動體滾行部(2a)且相對于該軌道部件(1)能夠作相對直線或曲線運動的移動部件(2)、以及介于軌道部件(1)的滾動體滾行部(1a)和移動部件(2)的滾動體滾行部(2a)之間的多個滾動體(3)。在軌道部件(1)和移動部件(2)之間的間隙(16)中充滿了與軌道部件(1)和移動部件(2)接觸的油層。利用油的粘性阻力，向移動部件(2)或者軌道部件(1)施加與速度成比例的制動力。
文檔編號F16C29/06GK101084382SQ20058003872
公開日2007年12月5日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權日2004年11月15日
發(fā)明者道岡英一, 芳野雅彥, 本間光明, 永井知 申請人:Thk株式會社