运动引导装置用冷却喷嘴、带冷却喷嘴的运动引导装置以及运动引导装置用冷却系统

摘要

本发明提供能够对运动引导装置进行气体冷却的运动引导装置用冷却喷嘴。本发明的冷却喷嘴(1a、1b)安装于运动引导装置的滑块(4)，对引导导轨(2)以及经由滚动体(6)以能够相对移动的方式组装于该引导导轨(2)的滑块(4)的至少一方进行冷却。冷却喷嘴(1a、1b)具有：供气体导入的内部通路(18)；将导入至内部通路(18)的气流排出的开口(12a)；与开口(12a)邻接地设置且使从开口(12a)排出的气流转向的偏转面(22a)；以及引入冷却喷嘴(1a、1b)的外侧的气体的引导面(32a)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于对滑块经由滚动体以能够相对移动的方式组装于引导导轨而成的运动引导装置进行冷却的运动引导装置用冷却喷嘴、带冷却喷嘴的运动引导装置以及运动引导装置用冷却系统。

背景技术

例如已知对机床的工作台的运动进行引导的运动引导装置。运动引导装置具备引导导轨、以及经由滚珠、滚柱等多个滚动体以能够相对移动的方式组装于引导导轨的滑块。工作台由滚珠丝杠、线性马达等驱动装置驱动。工作台的运动由运动引导装置引导。利用滚动体的滚动运动来引导工作台的运动，从而能够得到工作台的轻快的移动。

为了提高刚性，对运动引导装置施加预压，即施加被引导导轨与滑块夹持的滚动体的载荷。另外，在滑块上安装有密封构件。因此，在运动引导装置中存在摩擦。当使运动引导装置以高负载以及/或者高速工作时，因摩擦的原因而使运动引导装置发热。该发热使导轨以及滑块热膨胀而导致工作台的进给精度降低、使供导轨以及滑块安装的构成部件热膨胀。为了以高精度使工作台移动，需要运动引导装置的冷却。

作为以往的运动引导装置，在专利文献1中公开了如下的运动引导装置，在运动引导装置的引导导轨形成有冷却水用的槽，向该槽供给冷却水，从而对引导导轨进行冷却。在专利文献2中公开了如下的运动引导装置，在运动引导装置的滑块形成有冷却水用的通路，向该通路供给冷却水，从而对滑块进行冷却。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2008-544185号公报

专利文献2：日本特开2012-233522号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在以往的运动引导装置中存在如下课题，难以在引导导轨以及/或者滑块中加工冷却水用的槽以及/或者通路，另外，需要防止冷却水的泄漏，因此需要密封机构。若能够对运动引导装置进行空冷，则能够解决该课题，但产生与液体冷却相比冷却效率低的新课题。

因此，本发明的目的在于，提供能够对运动引导装置进行气体冷却的运动引导装置用冷却喷嘴、带冷却喷嘴的运动引导装置以及运动引导装置用冷却系统。

用于解决课题的手段

本发明的一方式通过如下运动引导装置用冷却喷嘴来解决上述的课题，该运动引导装置用冷却喷嘴用于对引导导轨以及经由滚动体以能够相对移动的方式组装于该引导导轨的滑块的至少一方进行冷却，所述冷却喷嘴具有：供气体导入的内部通路；将导入至所述内部通路的气流排出的开口；与所述开口邻接地设置且使从所述开口排出的气流转向的偏转面；以及引入所述冷却喷嘴的外侧的气体的引导面。

发明效果

根据本发明，从冷却喷嘴的开口排出的气流沿着偏转面转向。当气流转向时，由于附壁效应而在偏转面上产生低压区域，冷却喷嘴外侧的气体经由引导面而被引入。经由引导面而被引入的气流与从开口排出的气流随行，因此从开口排出的气流被增强。通过该被增强的气流对引导导轨以及/或者滑块进行冷却，从而即便是气体冷却，也能够高效地对运动引导装置进行冷却。

附图说明

图1是本发明的实施方式的安装有冷却喷嘴的线性引导件的立体图。

图2是线性引导件的垂直剖视图(图1的II-II线剖视图)。

图3是拆下管后的线性引导件的立体图。

图4是图3的冷却喷嘴的分解立体图。

图5是冷却喷嘴的立体图(图5的(a)示出内侧构件，图5的(b)示出外侧构件的主体部，图5的(c)示出插入体)。

图6是冷却喷嘴的垂直剖视图(图6的(a)是图3的VI-VI线剖视图，图6的(b)是图6的(a)的b部放大图)。

图7是冷却喷嘴的水平剖视图(图7的(a)是图3的VII-VII线剖视图，图7的(b)是图7的(a)的b部放大图)。

图8是冷却喷嘴的立体图(图8的(a)示出内侧构件，图8的(b)示出外侧构件)。

图9是冷却喷嘴的水平剖视图(图9的(a)是图3的IX-IX线剖视图，图9的(b)是图9的(a)的b部放大图)。

图10是示出从冷却喷嘴流出的空气流的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的冷却喷嘴的实施方式进行说明。但是，本发明的冷却喷嘴能够以各种方式具体化，不限定于说明书所记载的实施方式。本实施方式是为了通过说明书的充分公开而使本领域技术人员能够充分理解发明的范围而提供的。

图1示出本发明的实施方式的安装有冷却喷嘴1a、1b的线性引导件的立体图。以下，使用从长度方向观察配置于水平面的引导导轨2时的各方向，即图1所示的左右方向、上下方向以及前后方向而对线性引导件的结构进行说明。当然，线性引导件的配置不限定于这种左右、上下以及前后。另外，在图面以及说明书中对相同的结构标注相同的附图标记。

如图1所示，线性引导件具备在前后方向上细长的引导导轨2、以及以能够沿前后方向移动的方式组装于引导导轨2的滑块4。线性引导件的引导导轨2以及滑块4是公知的构件。在引导导轨2中沿着长度方向形成有供滚珠、滚柱等滚动体滚动运动的多条滚动体滚行部2a。引导导轨2具有上表面2-1、左右一对侧面2-2、以及底面2-3。在引导导轨2的上表面2-1，沿长度方向以恒定的间距形成有用于将引导导轨2安装于对象部件的螺栓插入孔2b。

滑块4以跨越引导导轨2的方式组装于引导导轨2。滑块4具备滑块主体5、以及安装于滑块主体5的前后方向上的两端面的一对端盖3a、3b。根据需要，在端盖3a、3b的端面安装有端部密封件、润滑剂供给装置等可选构件。

图2示出线性引导件的与长度方向正交的剖视图(图1的II-II线剖视图)。滑块主体5具有与引导导轨2的上表面2-1对置的中央部5-1、以及与引导导轨2的侧面对置的一对腿部5-2，形成为剖面コ形。在滑块主体5的内表面形成有与引导导轨2的滚动体滚行部2a对置的负载滚动体滚行部5a、以及与负载滚动体滚行部5a平行的返回路5b。在端盖3a、3b形成有将负载滚动体滚行部5a与返回路5b连接的U字形的方向转换路。

由负载滚动体滚行部5a、返回路5b、以及一对方向转换路构成滚动体循环路。在滚动体循环路中收容有多个滚动体6。为了提高线性引导件的刚性，对线性引导件施加预压，对被滚动体滚行部2a与负载滚动体滚行部5a夹持的滚动体6进行压缩。当使滑块4相对于引导导轨2相对移动时，滚动体6在它们之间滚动运动。需要说明的是，滑块4相对于引导导轨2的移动是相对移动，有时滑块4移动，有时引导导轨2移动。

如图1所示，在滑块4的前后方向的两端面安装有一对冷却喷嘴1a、1b。冷却喷嘴1a、1b具有开口11。通过从开口11吹出空气流，从而对引导导轨2以及滑块4进行冷却。开口11不配置在与引导导轨2对置的冷却喷嘴1a、1b的内表面，而是配置在冷却喷嘴1a、1b的外表面41。在冷却喷嘴1a、1b连接有向冷却喷嘴1a、1b供给压缩空气的管8a、8b。管8a、8b的另一端经由减压阀等压力调整阀而与压气机(compressor)等压缩机连接。向冷却喷嘴1a、1b供给压力被调整后的压缩空气。

一方的冷却喷嘴1a具有用于对引导导轨2进行冷却的引导导轨用开口12、以及用于对滑块4进行冷却的滑块用开口13，朝向引导导轨2以及滑块4向相反的方向吹出空气流。另一方的冷却喷嘴1b仅具有用于对引导导轨2进行冷却的引导导轨用开口12，仅朝向引导导轨2吹出空气流。需要说明的是，可以在两方的冷却喷嘴1a、1b仅设置引导导轨用开口12，也可以在两方的冷却喷嘴1a、1b设置引导导轨用开口12以及滑块用开口13。

图3示出拆下管后的线性引导件的详细的立体图，图4示出冷却喷嘴1a、1b的分解立体图。首先，对一方的冷却喷嘴1a的结构进行说明。如图3所示，冷却喷嘴1a与滑块4同样地呈コ形，且具有与引导导轨2的上表面2-1对置的中央部1-1、以及与引导导轨2的侧面2-2对置的一对腿部1-2。引导导轨用开口12具有配置于中央部1-1的上表面侧开口12a、以及配置于腿部1-2的侧面侧开口12b。滑块用开口13仅配置于腿部1-2。在滑块4的上表面安装有工作台等。通过将滑块用开口13配置于腿部1-2，能够对滑块4进行冷却。冷却喷嘴1a通过螺钉等紧固构件而安装于端盖3a。在冷却喷嘴1a形成有紧固构件的穿通孔15。

如图4所示，冷却喷嘴1a具备与引导导轨2嵌合的内侧构件16、以及与内侧构件16的外侧嵌合的外侧构件17。在内侧构件16与外侧构件17之间形成有供空气导入的内部通路18、以及朝向引导导轨2排出空气流的引导导轨用开口12。对于内部通路18而言，使冷却喷嘴1a的中央部1-1(参照图3)沿左右方向细长地延伸，在左右方向的两端部弯折而使腿部1-2(参照图3)向下方延伸。内侧构件16以及外侧构件17由树脂或者金属制成。内侧构件16与外侧构件17由螺钉等紧固构件接合。在内侧构件16形成有供紧固构件螺合的螺纹孔19，在外侧构件17形成有紧固构件的穿通孔20。

图5的(a)示出内侧构件16的立体图，图5的(b)、(c)示出外侧构件17(外侧构件17由图5的(b)的主体部17a以及图5的(c)的一对插入体17b构成)的立体图。如图5的(a)所示，内侧构件16呈コ形，且具有与引导导轨2的上表面2-1对置的中央部16-1、以及与引导导轨2的侧面2-2对置的一对腿部16-2。与引导导轨2对置的内侧构件16的内表面16a形成为与引导导轨2的外形匹配的形状。在与外侧构件17对置的内侧构件16的外表面16b形成有构成内部通路18的槽18a。

在内侧构件16的外表面16b还形成有与内部通路18连通的引导导轨用开口构成面21a、21b(详细情况后述)、与引导导轨用开口构成面21a、21b的下游侧邻接的偏转面22a、22b(详细情况后述)、以及与偏转面22a、22b的下游侧邻接的倾斜面23a、23b。倾斜面23a、23b由平面构成。倾斜面23a、23b相对于引导导轨2的上表面2-1或者侧面2-2(参照图1)以锐角倾斜。在中央部16-1的倾斜面23a与腿部16-2的倾斜面23b的交叉部设置有挡板24。在中央部16-1形成有与内部通路18连通的导入口25。在导入口25连接有管8a。

如图5的(b)、(c)所示，外侧构件17具有主体部17a以及与主体部17a嵌合的一对插入体17b。主体部17a与内侧构件16同样地具有中央部17-1、以及一对腿部17-2。腿部17-2在其上下端部具有凹部26a、26b。插入体17b具有上下一对凸部27a、27b、以及将凸部27a、27b连结的连结部28。该凸部27a、27b与腿部17-2的凹部26a、26b嵌合。插入体17b通过用于将冷却喷嘴1a与端盖3a接合的紧固构件而一并紧固于主体部17a。

在主体部17a的中央部17-1形成有与内侧构件16的引导导轨用开口构成面21a对置的引导导轨用开口构成面31a、以及位于引导导轨用开口构成面31a的上游侧且位于主体部17a的外侧的引导面32a。引导面32a由平面构成。在插入体17b形成有与内侧构件16的引导导轨用开口构成面21b对置的引导导轨用开口构成面31b、以及位于引导导轨用开口构成面31a的上游侧且位于插入体17b的外侧的引导面32b。

在冷却喷嘴1a的腿部1-2设置的滑块用开口13(参照图3)以如下方式构成。如图5的(b)、(c)所示，在主体部17a与插入体17b之间形成有朝向滑块4排出空气流的滑块用开口13(参照图3)。在主体部17a形成有与内部通路18连通的滑块用开口构成面33(详细情况后述)、与滑块用开口构成面33的下游侧邻接的偏转面34(详细情况后述)、以及与偏转面34的下游侧邻接的倾斜面35。倾斜面35由平面构成。在插入体17b形成有与主体部17a的滑块用开口构成面33对置的滑块用开口构成面36、以及位于滑块用开口构成面36的上游侧且位于插入体17b的外侧的引导面32b。引导面32b兼作为侧面侧开口12b(参照图3)的引导面32b和滑块用开口13(参照图3)的引导面32b。

图6示出冷却喷嘴1a的垂直剖视图(图3的VI-VI线剖视图)，图6的(b)示出图6的(a)的b部放大图。如图6的(b)所示，上表面侧开口12a(参照图3)由内侧构件16的引导导轨用开口构成面21a与外侧构件17的引导导轨用开口构成面31a形成。上表面侧开口12a与内部通路18连通。上表面侧开口12a由如下狭缝构成，该狭缝随着从入口朝向出口而引导导轨用开口构成面21a与引导导轨用开口构成面31a之间的宽度逐渐增大。在上表面侧开口12a的下游侧邻接地配置有偏转面22a。偏转面22a由剖面为圆弧的曲面构成。也可以代替圆弧而将偏转面22a的剖面形成为多边形。偏转面22a将从上表面侧开口12a排出的空气流吸附于表面，从而使空气流沿着表面转向。当空气流转向时，由于附壁效应而在偏转面22a上产生低压区域，从而引入空气。空气沿着引导面32a引入。被引入的空气流与从上表面侧开口12a排出的气流随行。被增强后的空气流沿着倾斜面23a朝向引导导轨2的上表面2-1。

图7的(a)示出冷却喷嘴1a的水平剖视图(图3的VII-VII线剖视图)。如图7的(b)的b部放大图所示，侧面侧开口12b(参照图3)由内侧构件16的引导导轨用开口构成面21b与外侧构件17的引导导轨用开口构成面31b形成。在侧面侧开口12b的下游侧邻接地配置有使从侧面侧开口12b排出的空气流转向的偏转面22b。在侧面侧开口12b的上游侧邻接地配置有引入空气的引导面32b。被增强后的空气流沿着倾斜面23b朝向引导导轨2的侧面2-2。挡板24(参照图5的(a))使从上表面侧开口12a排出的空气流与从侧面侧开口12b排出的空气流分离。

如图7的(b)所示，滑块用开口13(参照图3)由主体部17a的滑块用开口构成面33与插入体17b的滑块用开口构成面36形成。滑块用开口13与内部通路18连通。滑块用开口13由如下狭缝构成，该狭缝随着从入口朝向出口而宽度逐渐变窄。在滑块用开口13的下游侧邻接地配置有偏转面34。偏转面34将从滑块用开口13排出的空气流吸附于表面，从而使空气流沿着表面转向。当空气流转向时，由于附壁效应而在偏转面34上产生低压区域，从而引入空气。空气沿着引导面32b引入。被引入的空气流与从滑块用开口13排出的气流随行。被增强后的空气流沿着倾斜面35朝向滑块4的侧面。

剩余的一方的冷却的喷嘴1b的结构如下所述。图8的(a)示出冷却喷嘴1b的内侧构件16，图8的(b)示出冷却喷嘴1b的外侧构件17。冷却喷嘴1a与冷却喷嘴1b在是否具有滑块用开口13方面不同。如图8的(b)所示，在冷却喷嘴1b的外侧构件17未设置有滑块用开口13。其他结构与冷却喷嘴1a相同，因此标注相同的附图标记并省略其说明。

图9的(a)示出冷却喷嘴1b的水平剖视图(图3的IX-IX线剖视图)。如图9的(b)的b部放大图所示，侧面侧开口12b由内侧构件16的引导导轨用开口构成面21b与外侧构件17的引导导轨用开口构成面31b形成。在侧面侧开口12b的下游侧邻接地配置有使从侧面侧开口12b排出的空气流转向的偏转面22b。在偏转面22b的下游侧邻接地配置有倾斜面23b。在侧面侧开口12b的上游侧邻接地配置有向外侧构件17的外表面引入空气的引导面32b。

参照图10对冷却系统的动作进行说明。首先，将管8a与冷却喷嘴1a的导入口25连接，向导入口25导入压缩空气(参照图10的(1)输入)。被导入至导入口25的空气流在内部通路18中在左右方向上分支，充满内部通路18内(在图10中用虚线示出)。

接下来，空气流进入与内部通路18连续的引导导轨用开口12以及滑块用开口13，被加速并作为一次空气流而从引导导轨用开口12以及滑块用开口13排出(参照图10的箭头(2))。

从引导导轨用开口12排出的一次空气流(2)朝向偏转面22a上。一次空气流(2)一边沿着偏转面22a一边流动，通过偏转面22a而转向。在偏转面22a上因附壁效应而产生低压区域，因此经由引导面32a导入图中用箭头(3)所示的二次空气流。二次空气流(3)与一次空气流(2)随行，从而增强一次空气流(2)。用箭头(4)示出被增强后的空气流。被增强后的空气流(4)沿着倾斜面23a被引导至引导导轨2。利用该被增强后的空气流(4)对引导导轨2进行冷却，从而即便是气体冷却，也能够高效地对运动引导装置进行冷却。

从滑块用开口13排出的一次空气流(2)也一边沿着偏转面34一边流动，通过偏转面34而转向。在偏转面34上因附壁效应而产生低压区域，因此经由引导面32b引入图中用箭头(5)所示的二次空气流。二次空气流(5)与一次空气流(2)随行，从而增强一次空气流(2)。被增强后的空气流沿着倾斜面35被引导至滑块4。

根据本实施方式的冷却喷嘴，还起到以下的效果。能够容易地将冷却喷嘴1a、1b作为可选构件而安装于滑块4，因此能够与引导导轨2的长度或者种类无关地使用冷却喷嘴1a、1b。

在冷却喷嘴1a、1b设置有引导导轨用开口12与滑块用开口13，因此能够对引导导轨2与滑块4这两方进行冷却。

冷却喷嘴1a、1b的开口12、13不配置在与引导导轨2对置的冷却喷嘴1a、1b的内表面，而是配置在冷却喷嘴1a、1b的外表面41，因此能够引入冷却喷嘴1a、1b的外侧的宽大空间的空气，另外能够使空气流集中地与引导导轨2接触。

引导导轨用开口12具有配置于冷却喷嘴1a、1b的中央部1-1的上表面侧开口12a、以及配置于腿部1-2的侧面侧开口12b，因此能够向引导导轨2的上表面2-1以及侧面2-2吹出空气流。

冷却喷嘴1a、1b具有使从上表面侧开口12a排出的空气流与从侧面侧开口12b排出的空气流分离的挡板24，因此能够防止从上表面侧开口12a排出的空气流与从侧面侧开口12b排出的空气流混合而阻碍各自的空气流的流动。

通过在一方的冷却喷嘴1a设置引导导轨用开口12以及滑块用开口13，在另一方的冷却喷嘴1b仅设置引导导轨用开口12，能够提高引导导轨2以及滑块4的冷却效率。当假设在两方的冷却喷嘴1a、1b设置滑块用开口13时，空气流的流动在滑块4的前后方向的中央碰撞，通过仅在一方的冷却喷嘴1a设置滑块用开口13，能够避免这种情况。并且，从一方的冷却喷嘴1a朝向滑块4吹出的空气流与从另一方的冷却喷嘴1b的引导导轨用开口12吹出的空气流随行，而被引导至引导导轨2。因此，能够提高引导导轨2的冷却效率。

需要说明的是，本发明的运动引导装置不限定于上述实施方式，能够在不变更本发明的主旨的范围内具现化为其他实施方式。例如，在上述实施方式中，作为运动引导装置使用了线性引导件，但也可以使用滚珠花键、滚珠衬套。

上述实施方式的冷却喷嘴的结构仅为一例，在不变更本发明的主旨的范围内可以采用其他结构。

另外，在上述实施方式中，作为气体使用了空气，但也可以使用氮气、卤素气体等。也可以在气流中混合有雾状的液体。

本说明书以2014年12月25日申请的日本特愿2014-262952为基础。其内容全部包含于此。

附图标记说明

1a、1b...冷却喷嘴；2...引导导轨；2a...滚动体滚行部；3a、3b...端盖；4...滑块；5...滑块主体；5a...负载滚动体滚行部；5b...返回路；6...滚动体；8a、8b...管；11...开口；12...引导导轨用开口(开口)；13...滑块用开口(开口)；12a...上表面侧开口(引导导轨用开口)；12b...侧面侧开口(引导导轨用开口)；16...内侧构件；17...外侧构件；17a...主体部；17b...插入体；18...内部通路；21a、21b...引导导轨用开口构成面；22a、22b...偏转面；23a、23b...倾斜面；24...挡板；25...导入口；31a、31b...引导导轨用开口构成面；32a、32b...引导面；33...滑块用开口构成面；34...偏转面；35...倾斜面；36...滑块用开口构成面；41...冷却喷嘴的外表面。