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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bewegungsführungsvorrichtungs-Kühldüsen, eine Bewegungsführungsvorrichtung mit Kühldüsen und ein Bewegungsführungsvorrichtungs-Kühlsystem zum Kühlen einer Bewegungsführungsvorrichtung, bei der ein Block über ein Wälzelement an einer Führungsschiene so montiert ist, dass er relativ dazu beweglich ist.
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Stand der Technik
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Beispielsweise ist eine Bewegungsführungsvorrichtung bekannt, die die Bewegung eines Tisches einer Werkzeugmaschine führt. Die Bewegungsführungsvorrichtung umfasst eine Führungsschiene und einen Block, der über mehrere Wälzelemente wie etwa Kugeln und Rollen an der Führungsschiene so montiert ist, dass er relativ dazu beweglich ist. Der Tisch wird von einer Antriebsvorrichtung wie etwa einem Kugelgewindetrieb oder einem Linearmotor angetrieben. Die Bewegungsführungsvorrichtung führt die Bewegung des Tisches. Die Wälzbewegung der Wälzelemente wird verwendet, um die Bewegung des Tisches zu führen; dementsprechend kann eine gleichmäßige Bewegung des Tisches erreicht werden.
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Um die Steifigkeit zu erhöhen, wird eine Vorbelastung, d. h. eine Belastung der zwischen der Führungsschiene und dem Block angeordneten Wälzelemente, auf die Bewegungsführungsvorrichtung aufgebracht. Darüber hinaus ist ein Dichtungselement an dem Block montiert. Daher ist in der Bewegungsführungsvorrichtung Reibung vorhanden. Wenn die Bewegungsführungsvorrichtung unter schwerer Belastung und/oder bei hohen Geschwindigkeiten betrieben wird, erzeugt die Bewegungsführungsvorrichtung aufgrund von Reibung Wärme. Die Wärmeerzeugung führt zur thermischen Ausdehnung der Schiene und des Blocks, wodurch die Vorschubgenauigkeit des Tisches reduziert wird, und führt zu der thermischen Ausdehnung einer Komponente, an der die Schiene und der Block angebracht sind. Die Bewegungsführungsvorrichtung muss gekühlt werden, um den Tisch mit hoher Genauigkeit zu bewegen.
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Als bekannte Bewegungsführungsvorrichtungen offenbart Patentdokument 1 eine Bewegungsführungsvorrichtung, bei der eine Kühlmittelnut in einer Führungsschiene der Bewegungsführungsvorrichtung ausgebildet ist und Kühlmittel in die Nut zugeführt wird, um die Führungsschiene zu kühlen. Patentdokument 2 offenbart eine Bewegungsführungsvorrichtung, bei der ein Kühlmittelkanal in einem Block der Bewegungsführungsvorrichtung ausgebildet ist und Kühlmittel in den Kanal eingespeist wird, um den Block zu kühlen.
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Entgegenhaltungsliste
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Patentdokument(e)
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- Patentdokument 1: JP 2008-544185 A
- Patentdokument 2: JP 2012-233522 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die bekannten Bewegungsführungsvorrichtungen haben jedoch insofern Probleme, dass es schwierig ist, die Kühlmittelnut und/oder den Kühlmittelkanal in der Führungsschiene und/oder dem Block zu verarbeiten, und dass es notwendig ist, ein Auslaufen des Kühlmittels zu verhindern, und dementsprechend ein Dichtungsmechanismus gegen das Auslaufen erforderlich ist. Wenn die Bewegungsführungsvorrichtung luftgekühlt werden kann, können diese Probleme gelöst werden. Es tritt jedoch insofern ein neues Problem auf, dass die Kühleffizienz geringer ist als die Flüssigkühlung.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Bewegungsführungsvorrichtungs-Kühldüsen, eine Bewegungsführungsvorrichtung mit Kühldüsen und ein Bewegungsführungsvorrichtungs-Kühlsystem, das eine Bewegungsführungsvorrichtung gaskühlen kann, zu schaffen.
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Lösung des Problems
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die Aufgabe mit einer Bewegungsführungsvorrichtungs-Kühldüse zum Kühlen einer Führungsschiene und/oder eines Blocks, der an der Führungsschiene über ein Wälzelement derart montiert ist, dass er relativ dazu beweglich ist, wobei die Kühldüse umfasst: einen inneren Kanal, in den Gas eingeführt wird; eine Öffnung, die dazu ausgelegt ist, einen Gasstrom, der in den inneren Kanal eingeführt wird, auszustoßen; eine Ablenkfläche, die benachbart zu der Öffnung bereitgestellt ist, um den aus der Öffnung ausgestoßenen Gasstrom zu krümmen; und eine Führungsfläche, die dazu ausgelegt ist, Gas außerhalb der Kühldüse anzuziehen.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der von der Öffnung der Kühldüse ausgestoßene Gasstrom entlang der Ablenkfläche gekrümmt. Wenn der Gasstrom gekrümmt wird, entwickelt sich auf der Ablenkfläche aufgrund des Coandă-Effektes eine Region mit niedrigem Druck, um das Gas außerhalb der Kühldüse über die Führungsfläche anzuziehen. Der über die Führungsfläche angezogene Gasstrom wird durch den aus der Öffnung ausgestoßenen Gasstrom mitgerissen. Dementsprechend wird der von der Öffnung ausgestoßene Gasstrom verstärkt. Der verstärkte Gasfluss kühlt die Führungsschiene und/oder den Block. Folglich kann sogar eine Gaskühlung die Bewegungsführungsvorrichtung wirksam kühlen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Linearführung, an der Kühldüsen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht sind.
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2 ist eine vertikale Querschnittsansicht der Linearführung (eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II von 1).
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3 ist eine perspektivische Ansicht der Linearführung, aus der Rohre entfernt worden sind.
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kühldüsen von 3.
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5A bis 5C sind perspektivische Ansichten der Kühldüse (5A zeigt ein inneres Element, 5B zeigt einen Hauptkörperabschnitt eines äußeren Elements und 5C zeigt Einsetzkörper).
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6A und 6B sind vertikale Querschnittsansichten der Kühldüse (6A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI von 3 und 6B ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts b von 6A).
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7A und 7B sind horizontale Querschnittsansichten der Kühldüse (7A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII von 3 und 7B ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts b von 7A).
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8A und 8B sind perspektivische Ansichten der Kühldüse (8A zeigt das innere Element und 8B das äußere Element).
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9A und 9B sind horizontale Querschnittsansichten der Kühldüse (9A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX von 3 und 9B ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts b von 9A).
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10 ist eine schematische Darstellung, die Luftströme veranschaulicht, die aus der Kühldüse strömen.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform von Kühldüsen der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Jedoch können die Kühldüsen der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt sein und sind nicht auf die in der Beschreibung beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die Ausführungsform soll es Fachleuten durch ausreichende Offenbarung der Beschreibung gestatten, den Umfang der Erfindung vollständig zu verstehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Linearführung, an der die Kühldüsen 1a und 1b der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht sind. In der folgenden Beschreibung werden Richtungen einer auf einer horizontalen Ebene angeordneten Führungsschiene 2 bei Betrachtung aus einer Längsrichtung, d. h. eine Links- und Rechtsrichtung, eine Aufwärts- und Abwärtsrichtung und eine Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, die in 1 dargestellt sind, verwendet, um die Konfiguration der Linearführung zu beschreiben. Natürlich ist die Anordnung der Linearführung nicht derart auf links, rechts, oben, unten, vorne und hinten beschränkt. Darüber hinaus sind den gleichen Konfigurationen in den Zeichnungen und der Beschreibung die gleichen Bezugszeichen zugeordnet.
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Wie in 1 dargestellt umfasst die Linearführung die Führungsschiene 2, die in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung lang ist, und einen Block 4, der an der Führungsschiene 2 so montiert ist, dass er in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung beweglich ist. Die Führungsschiene 2 und der Block 4 der Linearführung sind bekannt. Mehrere Wälzelement-Wälzabschnitte 2a, in denen Wälzelemente wie etwa Kugeln oder Rollen eine Wälzbewegung ausführen, sind entlang der Längsrichtung auf der Führungsschiene 2 ausgebildet. Die Führungsschiene 2 umfasst eine obere Oberfläche 2-1, ein Paar aus linkseitiger und rechtseitiger Oberfläche 2-2 und eine untere Oberfläche 2-3. Die Bolzeneinsetzlöcher 2b zum Befestigen der Führungsschiene 2 an einer Gegenkomponente sind mit einem festen Abstand in Längsrichtung auf der oberen Oberfläche 2-1 der Führungsschiene 2 ausgebildet.
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Der Block 4 ist derart an der Führungsschiene 2 montiert, dass er die Führungsschiene 2 überspannt. Der Block 4 umfasst einen Blockhauptkörper 5 und ein Paar Endkappen 3a und 3b, die an beiden Endflächen des Blockhauptkörpers 5 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angebracht sind. Eine Variante wie eine Enddichtung oder eine Schmiermittelzufuhrvorrichtung ist bei Bedarf an einer Endfläche der Endkappen 3a und 3b angebracht.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht, die orthogonal zu der Längsrichtung der Linearführung ist (eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II von 1). Der Blockhauptkörper 5 umfasst einen Mittelabschnitt 5-1, der der oberen Oberfläche 2-1 der Führungsschiene 2 zugewandt ist, und ein Paar Schenkelabschnitte 5-2, die der seitlichen Oberfläche der Führungsschiene 2 zugewandt sind. Der Blockhauptkörper 5 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Belastete Wälzelement-Wälzabschnitte 5a, die dem Wälzelement-Wälzabschnitt 2a der Führungsschiene 2 zugewandt sind, und Rückführwege 5b, die parallel zu dem belasteten Wälzelement-Wälzabschnitt 5a sind, sind auf einer inneren Oberfläche des Blockhauptkörpers 5 ausgebildet. Ein U-förmiger Umkehrweg, der den belasteten Wälzelement-Wälzabschnitt 5a und den Rückführweg 5b verbindet, ist in den Endkappen 3a und 3b ausgebildet.
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Ein Wälzelement-Umlaufweg umfasst den belasteten Wälzelement-Wälzabschnitt 5a, den Rücklaufweg 5b und ein Paar Umkehrwege. Der Wälzelement-Umlaufweg nimmt mehrere Wälzelemente 6 auf. Um die Steifigkeit der Linearführung zu erhöhen, wird die Linearführung vorbelastet, um die Wälzelemente 6, die zwischen dem Wälzelement-Wälzabschnitt 2a und dem belasteten Wälzelement-Wälzabschnitt 5a angeordnet sind, zusammenzudrücken. Wenn der Block 4 relativ zu der Führungsschiene 2 bewegt wird, führen die Wälzelemente 6 eine Wälzbewegung dazwischen aus. Die Bewegung des Blocks 4 ist relativ zu der Führungsschiene 2. Der Block 4 kann sich bewegen und die Führungsschiene 2 kann sich auch bewegen.
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Wie in 1 gezeigt ist das Paar Kühldüsen 1a und 1b an beiden Endflächen des Blocks 4 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angebracht. Die Kühldüsen 1a und 1b weisen eine Öffnung 11 auf. Aus den Öffnungen 11 werden Luftströme geblasen, um die Führungsschiene 2 und den Block 4 zu kühlen. Die Öffnung 11 ist nicht in einer der Führungsschiene 2 zugewandten inneren Oberfläche der Kühldüsen 1a und 1b angeordnet, sondern in einer äußeren Oberfläche 41 der Kühldüsen 1a und 1b. Die Kühldüsen 1a und 1b sind mit Rohren 8a und 8b verbunden, die den Kühldüsen 1a und 1b komprimierte Luft zuführen. Das andere Ende der Rohre 8a und 8b ist mit einer Verdichtungsmaschine wie etwa einem Verdichter über ein Drucksteuerventil wie etwa ein Druckreduzierventil verbunden. Die komprimierte Luft, deren Druck gesteuert worden ist, wird den Kühldüsen 1a und 1b zugeführt.
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Eine Kühldüse 1a umfasst eine führungsschienenspezifische Öffnung 12 zum Kühlen der Führungsschiene 2 und blockspezifische Öffnungen 13 zum Kühlen des Blocks 4. Die Kühldüse 1a bläst Luftströme in Richtung der Führungsschiene 2 und des Blocks 4 in entgegengesetzte Richtungen. Die andere Kühldüse 1b umfasst nur die führungsschienenspezifische Öffnung 12 zum Kühlen der Führungsschiene 2 und bläst Luftströme nur in Richtung der Führungsschiene 2. Es ist auch möglich, für beide Kühldüsen 1a und 1b nur die führungsschienenspezifische Öffnung 12 vorzusehen oder für beide Kühldüsen 1a und 1b die führungsschienenspezifische Öffnung 12 und die blockspezifischen Öffnungen 13 vorzusehen.
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3 zeigt eine genaue perspektivische Ansicht der Linearführung, aus der die Rohre entfernt worden sind. 4 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Kühldüsen 1a und 1b. Zuerst ist die Konfiguration der einen Kühldüse 1a beschrieben. Wie in 3 gezeigt hat die Kühldüse 1a eine U-Form, die einen Mittelabschnitt 1-1, der der oberen Oberfläche 2-1 der Führungsschiene 2 zugewandt ist, und ein Paar Schenkelabschnitte 1-2, die der seitlichen Oberfläche 2-2 der Führungsschiene 2 zugewandt sind, wie in dem Block 4 umfasst. Die führungsschienenspezifische Öffnung 12 weist eine oberseitige Öffnung 12a, die in dem Mittelabschnitt 1-1 angeordnet ist, und seitliche Öffnungen 12b, die in den Schenkelabschnitten 1-2 angeordnet sind, auf. Die blockspezifische Öffnung 13 ist nur in dem Schenkelabschnitt 1-2 angeordnet. Ein Tisch oder dergleichen ist an einer oberen Oberfläche des Blocks 4 angebracht. Die blockspezifischen Öffnungen 13 sind in den Schenkelabschnitten 1-2 angeordnet, um die Kühlung des Blocks 4 zu ermöglichen. Die Kühldüse 1a ist mit Befestigungselementen wie etwa Schrauben an der Endkappe 3a angebracht. Durchgangslöcher 15 für die Befestigungselemente sind in der Kühldüse 1a ausgebildet.
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Wie in 4 gezeigt umfasst die Kühldüse 1a ein inneres Element 16, das an der Führungsschiene 2 angebracht ist, und ein äußeres Element 17, das an einer Außenseite des inneren Elements 16 angebracht ist. Ein innerer Kanal 18, in den Luft eingeführt wird, und die führungsschienenspezifische Öffnung 12 zum Ausstoßen eines Luftstroms in Richtung der Führungsschiene 2 sind zwischen dem inneren Element 16 und dem äußeren Element 17 definiert. Der innere Kanal 18 erstreckt sich entlang der Links- und Rechtsrichtung durch den Mittelabschnitt 1-1 (siehe 3) der Kühldüse 1a, knickt an beiden Enden in Links- und Rechtsrichtung ab und erstreckt sich nach unten durch die Schenkelabschnitte 1-2 (siehe 3). Das innere Element 16 und das äußere Element 17 sind aus Harz oder Metall hergestellt. Das innere Element 16 und das äußere Element 17 sind mit Befestigungselementen wie etwa Schrauben zusammengefügt. Schraubenlöcher 19 zum Verschrauben des Befestigungselements sind in dem inneren Element 16 ausgebildet. Durchgangslöcher 20 für die Befestigungselemente sind in dem äußeren Element 17 ausgebildet.
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5A zeigt eine perspektivische Ansicht des inneren Elements 16. 5B und 5C zeigen perspektivische Ansichten des äußeren Elements 17 (das äußere Element 17 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 17a von 53 und ein Paar Einsetzkörper 17b von 5C). Wie in 5A gezeigt hat das innere Element 16 eine U-Form, die einen Mittelabschnitt 16-1, der der oberen Oberfläche 2-1 der Führungsschiene 2 zugewandt ist, und ein Paar Schenkelabschnitte 16-2, die der seitlichen Oberfläche 2-2 der Führungsschiene 2 zugewandt sind, aufweist. Eine der Führungsschiene 2 zugewandte innere Oberfläche 16a des inneren Elements 16 ist in einer Form ausgebildet, die an eine Außenform der Führungsschiene 2 angepasst ist. Eine Nut 18a, die den inneren Kanal 18 bildet, ist auf einer äußeren Oberfläche 16b des inneren Elements 16, die dem äußeren Element 17 zugewandt ist, ausgebildet.
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Führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberflächen 21a und 21b, die mit dem inneren Kanal 18 in Verbindung stehen, (Einzelheiten sind nachfolgend beschrieben) Ablenkflächen 22a und 22b, die den führungsschienenspezifische Öffnungen bildenden Oberflächen 21a und 21b stromabwärts benachbart sind, (Einzelheiten sind nachfolgend beschrieben) und geneigte Oberflächen 23a und 23b, die den Ablenkflächen 22a und 22b stromabwärts benachbart sind, sind ferner auf der äußeren Oberfläche 16b des inneren Elements 16 ausgebildet. Die geneigten Oberflächen 23a und 23b sind flach. Die geneigte Oberfläche 23a oder 23b ist in einem spitzen Winkel in Bezug auf die obere Oberfläche 2-1 oder die seitliche Oberfläche 2-2 (siehe 1) der Führungsschiene 2 geneigt. Ein Schnittabschnitt der geneigten Oberfläche 23a des Mittelabschnitts 16-1 und der geneigten Oberfläche 23b des Schenkelabschnitts 16-2 sind mit einer Prallplatte 24 versehen. Ein Einführungsanschluss 25, der mit dem inneren Kanal 18 in Verbindung steht, ist in dem Mittelabschnitt 16-1 ausgebildet. Das Rohr 8a ist mit dem Einführungsanschluss 25 verbunden.
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Wie in den 5B und 5C gezeigt umfasst das äußere Element 17 den Hauptkörperabschnitt 17a und das Paar Einsetzkörper 17b, die an dem Hauptkörperabschnitt 17a angebracht sind. Der Hauptkörperabschnitt 17a weist wie bei dem inneren Element 16 einen Mittelabschnitt 17-1 und ein Paar Schenkelabschnitte 17-2 auf. Der Schenkelabschnitt 17-2 weist Vertiefungen 26a und 26b an seinem oberen und unteren Ende auf. Der Einsetzkörper 17b weist ein Paar aus einem oberen und unteren Vorsprung 27a und 27b und einen Kopplungsabschnitt 28, der die Vorsprünge 27a und 27b koppelt, auf. Die Vorsprünge 27a und 27b sind an den Vertiefungen 26a und 26b des Schenkelabschnitts 17-2 eingepasst. Die Einsetzkörper 17b sind an dem Hauptkörperabschnitt 17a mittels der Befestigungselemente zum Zusammenfügen der Kühldüse 1a mit der Endkappe 3a befestigt.
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Eine führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 31a, die der führungsschienenspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 21a des inneren Elements 16 zugewandt ist, und eine Führungsfläche 32a, die stromaufwärts von der führungsschienenspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 31a auf einer Außenseite des Hauptkörperteils 17a angeordnet ist, sind auf dem Mittelabschnitt 17-1 des Hauptkörperabschnitts 17a ausgebildet. Die Führungsfläche 32a ist flach. Eine führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 31b, die der führungsschienenspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 21b des inneren Elements 16 zugewandt ist, und eine Führungsfläche 32b, die stromaufwärts von der führungsschienenspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 31a auf einer Außenseite des Einsetzkörpers 17b angeordnet ist, sind auf dem Einsetzkörper 17b ausgebildet.
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Die blockspezifische Öffnung 13 (siehe 3), die in dem Schenkelabschnitt 1-2 der Kühldüse 1a vorgesehen ist, ist wie folgt ausgebildet: Wie in 5B und 5C gezeigt ist die blockspezifische Öffnung 13, die den Luftstrom in Richtung des Blocks 4 ausstößt (siehe 3), zwischen dem Hauptkörperabschnitt 17a und dem Einsetzkörper 17b definiert. Blockspezifische Öffnungen bildende Oberflächen 33, die mit dem inneren Kanal 18 in Verbindung stehen, (Einzelheiten sind nachfolgend beschrieben), Ablenkflächen 34, die der blockspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 33 stromabwärts benachbart sind, (Einzelheiten sind nachfolgend beschrieben), und geneigte Oberflächen 35, die der Ablenkfläche 34 stromabwärts benachbart sind, sind auf dem Hauptkörperabschnitt 17a ausgebildet. Die geneigten Oberflächen 35 sind flach. Eine blockspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 36, die der blockspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 33 des Hauptkörperabschnitts 17a zugewandt ist, und die Führungsfläche 32b, die stromaufwärts von der blockspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 36 auf der Außenseite des Einsetzkörpers 17b angeordnet ist, sind auf dem Einsetzkörper 17b ausgebildet. Die Führungsfläche 32b dient auch als die Führungsfläche 32b der seitlichen Öffnung 12b (siehe 3) und die Führungsfläche 32b der blockspezifischen Öffnung 13 (siehe 3).
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6 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht der Kühldüse 1a (eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI von 3). 6B zeigt eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts b von 6A. Wie in 6B gezeigt ist die oberseitige Öffnung 12a (siehe 3) durch die führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 21a des inneren Elements 16 und die führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 31a des äußeren Elements 17 definiert. Die oberseitige Öffnung 12a steht mit dem inneren Kanal 18 in Verbindung. Die oberseitige Öffnung 12a weist einen Schlitz auf, dessen Breite zwischen der führungsschienenspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 21a und der führungsschienenspezifische Öffnungen bildenden Oberfläche 31a von einem Einlass zu einem Auslass allmählich zunimmt. Die Ablenkfläche 22a ist der oberseitigen Öffnung 12a stromabwärts benachbart angeordnet. Die Ablenkfläche 22a weist eine gekrümmte Oberfläche auf, deren Querschnitt bogenförmig ist. Der Querschnitt der Ablenkfläche 22a kann auch polygonförmig anstatt bogenförmig geformt sein. Die Ablenkfläche 22a bewirkt, dass der Luftstrom, der von der oberseitigen Öffnung 12a ausgestoßen wird, an ihr haftet, um den Luftstrom entlang der Oberfläche zu krümmen. Wenn der Luftstrom gekrümmt wird, entwickelt sich auf der Ablenkfläche 22a aufgrund des Coandă-Effekts eine Region mit niedrigem Druck, um Luft anzuziehen. Die Luft wird entlang der Führungsfläche 32a angezogen. Der angezogene Luftstrom wird durch den aus der oberseitigen Öffnung 12a ausgestoßenen Gasstrom mitgerissen. Der verstärkte Luftstrom bewegt sich in Richtung der oberen Oberfläche 2-1 der Führungsschiene 2 entlang der geneigten Oberfläche 23a.
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7A zeigt eine horizontale Querschnittsansicht der Kühldüse 1a (eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII von 3). Wie in einer vergrößerten Ansicht des Abschnitts b von 7B gezeigt ist, ist die seitliche Öffnung 12b (siehe 3) durch die führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 21b des inneren Elements 16 und die führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 31b des äußeren Elements 17 definiert. Die Ablenkfläche 22b, die den von der seitlichen Öffnung 12b ausgestoßenen Luftstrom krümmt, ist der seitlichen Öffnung 12b stromabwärts benachbart angeordnet. Die Führungsfläche 32b, die Luft anzieht, ist der seitlichen Öffnung 12b stromaufwärts benachbart angeordnet. Der verstärkte Luftstrom bewegt sich in Richtung der seitlichen Oberfläche 2-2 der Führungsschiene 2 entlang der geneigten Oberfläche 23b. Die Ablenkplatte 24 (siehe 5A) trennt den von der oberseitigen Öffnung 12a ausgestoßenen Luftstrom und den von der seitlichen Öffnung 12b ausgestoßenen Luftstrom.
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Wie in 7B gezeigt ist die blockspezifische Öffnung 13 (siehe 3) durch die blockspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 33 des Hauptkörperabschnitts 17a und die blockspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 36 des Einsetzkörpers 17b definiert. Die blockspezifische Öffnung 13 steht mit dem inneren Kanal 18 in Verbindung. Die blockspezifische Öffnung 13 weist einen Schlitz auf, dessen Breite von einem Einlass zu einem Auslass allmählich abnimmt. Die Ablenkfläche 34 ist der blockspezifischen Öffnung 13 stromabwärts benachbart angeordnet. Die Ablenkfläche 34 bewirkt, dass der von der blockspezifischen Öffnung 13 ausgestoßene Luftstrom an ihr haftet, um den Luftstrom entlang der Oberfläche zu krümmen. Wenn der Luftstrom gekrümmt wird, entwickelt sich auf der Ablenkfläche 34 aufgrund des Coandă-Effekts eine Region mit niedrigem Druck, um Luft anzuziehen. Die Luft wird entlang der Führungsfläche 32b angezogen. Der angezogene Luftstrom wird durch den von der blockspezifischen Öffnung 13 ausgestoßenen Gasstrom mitgerissen. Der verstärkte Luftstrom bewegt sich in Richtung der seitlichen Oberfläche des Blocks 4 entlang der geneigten Oberfläche 35.
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Die Konfiguration der anderen verbleibenden Kühldüse 1b ist folgendermaßen: 8A zeigt das innere Element 16 der Kühldüse 1b. 8B zeigt das äußere Element 17 der Kühldüse 1b. Die Kühldüsen 1a und 1b unterscheiden sich hinsichtlich der Anwesenheit oder Abwesenheit der blockspezifischen Öffnungen 13. Wie in 8B gezeigt ist das äußere Element 17 der Kühldüse 1b nicht mit der blockspezifischen Öffnung 13 versehen. Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie bei der Kühldüse 1a. Dementsprechend sind die gleichen Bezugszeichen zugeordnet und Beschreibungen davon entfallen.
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9A zeigt eine horizontale Querschnittsansicht der Kühldüse 1b (eine Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX von 3). Wie in einer vergrößerten Ansicht des Abschnitts b von 9B gezeigt ist die seitliche Öffnung 12b durch die führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 21b des inneren Elements 16 und die führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche 31b des äußeren Elements 17 definiert. Die Ablenkfläche 22b, die den Luftstrom, der aus der seitlichen Öffnung 12b ausgestoßen wird, krümmt, ist der seitlichen Öffnung 12b stromabwärts benachbart angeordnet. Die geneigte Oberfläche 23b ist der Ablenkfläche 22b stromabwärts benachbart angeordnet. Die Führungsfläche 32b, die Luft zu einer äußeren Oberfläche des äußeren Elements 17 anzieht, ist der seitlichen Öffnung 12b stromaufwärts benachbart angeordnet.
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Der Betrieb eines Kühlsystems ist unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Zuerst wird das Rohr 8a mit dem Einführungsanschluss 25 der Kühldüse 1a verbunden. Komprimierte Luft wird in den Einführungsanschluss 25 eingeführt (siehe (1) EINSPEISUNG in 10). Der in den Einführungsanschluss 25 eingeführte Luftstrom teilt sich in dem inneren Kanal 18 in die Linksrichtung und Rechtsrichtung auf und wird in den inneren Kanal 18 (in 10 durch eine gestrichelte Linie angedeutet) eingefüllt.
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Als Nächstes gelangt der Luftstrom in die führungsschienenspezifische Öffnung 12 und die blockspezifischen Öffnungen 13, die mit dem inneren Kanal 18 zusammenhängen, nimmt Geschwindigkeit auf und wird als primärer Luftstrom aus der führungsschienenspezifischen Öffnung 12 und den blockspezifischen Öffnungen 13 ausgestoßen (siehe Pfeile (2) in 10).
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Der von der führungsschienenspezifischen Öffnung 12 ausgestoßene primäre Luftstrom (2) wird auf die Ablenkfläche 22a gerichtet. Der primäre Luftstrom (2) strömt entlang der Ablenkfläche 22a und wird von der Ablenkfläche 22a gekrümmt. Aufgrund des Coandă-Effekts entwickelt sich eine Region mit niedrigem Druck auf der Ablenkfläche 22a. Dementsprechend wird ein sekundärer Luftstrom, der durch Pfeile (3) in 10 angedeutet ist, über die Führungsfläche 32a angezogen. Der sekundäre Luftstrom (3) wird durch den primären Luftstrom (2) mitgerissen, um den primären Luftstrom (2) zu verstärken. Der verstärkte Luftstrom ist durch einen Pfeil (4) angedeutet. Der verstärkte Luftstrom (4) wird entlang der geneigten Oberfläche 23a zu der Führungsschiene 2 geführt. Der verstärkte Luftstrom (4) kühlt die Führungsschiene 2. Dementsprechend kann die Bewegungsführungsvorrichtung auch durch Gaskühlung effektiv gekühlt werden.
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Der aus der blockspezifischen Öffnung 13 austretende primäre Luftstrom (2) strömt auch entlang der Ablenkfläche 34 und wird von der Ablenkfläche 34 gekrümmt. Auf der Ablenkfläche 34 entsteht aufgrund des Coandă-Effektes eine Region mit niedrigem Druck. Dementsprechend wird ein sekundärer Luftstrom, der durch Pfeile (5) in 10 angedeutet ist, über die Führungsfläche 32b angezogen. Der sekundäre Luftstrom (5) wird durch den primären Luftstrom (2) mitgerissen, um den primären Luftstrom (2) zu verstärken. Der verstärkte Luftstrom wird über die geneigte Oberfläche 35 zu dem Block 4 geführt.
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Die Kühldüsen der Ausführungsform haben ferner die nachstehend beschriebenen Effekte. Die Kühldüsen 1a und 1b können als Alternative leicht an dem Block 4 angebracht werden. Dementsprechend können die Kühldüsen 1a und 1b unabhängig von der Länge oder Art der Führungsschiene 2 verwendet werden.
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Die Kühldüsen 1a und 1b sind mit der führungsschienenspezifischen Öffnung 12 und den blockspezifischen Öffnungen 13 versehen. Dementsprechend können sowohl die Führungsschiene 2 als auch der Block 4 gekühlt werden.
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Die Öffnungen 12 und 13 der Kühldüsen 1a und 1b befinden sich nicht in der der Führungsschiene 2 zugewandten inneren Oberfläche der Kühldüsen 1a und 1b, sondern in der äußeren Oberfläche 41 der Kühldüsen 1a und 1b angeordnet. Dementsprechend ist es möglich, Luft aus einem ausgedehnten Raum außerhalb der Kühldüsen 1a und 1b anzuziehen und zu bewirken, dass der Luftstrom intensiv auf die Führungsschiene 2 trifft.
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Die führungsschienenspezifische Öffnung 12 umfasst die oberseitige Öffnung 12a, die in dem Mittelabschnitt 1-1 der Kühldüsen 1a und 1b angeordnet ist, und die seitlichen Öffnungen 12b, die in den Schenkelabschnitten 1-2 angeordnet sind. Dementsprechend ist es möglich, Luftströme in Richtung der oberen Oberfläche 2-1 und der seitlichen Oberflächen 2-2 der Führungsschiene 2 zu blasen.
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Die Kühldüsen 1a und 1b umfassen die Prallplatten 24, die den aus der oberseitigen Öffnung 12a ausgestoßenen Luftstrom und die aus den seitlichen Öffnungen 12b ausgestoßenen Luftströme trennen. Dementsprechend werden der aus der oberseitigen Öffnung 12a ausgestoßene Luftstrom und die von den seitlichen Öffnungen 12b ausgestoßenen Luftströme vermischt. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Luftströme gegenseitig behindern.
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Die eine Kühldüse 1a ist mit der führungsschienenspezifischen Öffnung 12 und den blockspezifischen Öffnungen 13 versehen und die andere Kühldüse 1b ist nur mit der führungsschienenspezifischen Öffnung 12 versehen. Dementsprechend kann die Kühleffizienz für die Führungsschiene 2 und den Block 4 erhöht werden. Wenn beide Kühldüsen 1a und 1b mit den blockspezifischen Öffnungen 13 versehen sind, kollidieren die Luftströme in der Mitte des Blocks 4 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung miteinander. Jedoch ist nur die eine Kühldüse 1a mit den blockspezifischen Öffnungen 13 versehen und dementsprechend kann die Kollision vermieden werden. Zusätzlich wird der aus der einen Kühldüse 1a in Richtung des Blocks 4 geblasene Luftstrom durch den aus der führungsschienenspezifischen Öffnung 12 der anderen Kühldüse 1b geblasenen Luftstrom mitgerissen, so dass er zu der Führungsschiene 2 geführt wird. Die Kühleffizienz für die Führungsschiene 2 kann erhöht werden.
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Die Bewegungsführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt und kann innerhalb des Umfangs, der den Kern der vorliegenden Erfindung nicht verändert, in anderen Formen ausgeführt sein. In der Ausführungsform wird die Linearführung als Bewegungsführungsvorrichtung verwendet, es kann aber auch eine Kugelkeilwelle oder Kugelbuchse verwendet werden.
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Die Konfigurationen der Kühldüsen der Ausführungsform sind Beispiele. Andere Konfigurationen können innerhalb des Umfangs, der den Kern der vorliegenden Erfindung nicht ändert, verwendet werden.
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Darüber hinaus wird in der Ausführungsform Luft als Gas verwendet. Es können jedoch auch Stickstoffgas, Halogengas oder dergleichen verwendet werden. Ein Flüssigkeitsnebel kann auch in den Luftstrom gemischt sein.
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Die vorliegende Beschreibung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-262952 , die am 25. Dezember 2014 eingereicht worden ist und deren gesamter Inhalt hierin aufgenommen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1a, 1b
- Kühldüse
- 2
- Führungsschiene
- 2a
- Wälzelement-Walzabschnitt
- 3a, 3b
- Endkappe
- 4
- Block
- 5
- Blockhauptkörper
- 5a
- Belasteter Wälzelement-Walzabschnitt
- 5b
- Rückführweg
- 6
- Wälzelement
- 8a, 8b
- Rohr
- 11
- Öffnung
- 12
- Führungsschienenspezifische Öffnung (Öffnung)
- 13
- Blockspezifische Öffnung (Öffnung)
- 12a
- Oberseitige Öffnung (führungsschienenspezifische Öffnung)
- 12b
- Seitliche Öffnung (führungsschienenspezifische Öffnung)
- 16
- Inneres Element
- 17
- Äußeres Element
- 17a
- Hauptkörperteil
- 17b
- Einsetzkörper
- 18
- Innerer Kanal
- 21a, 21b
- Führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche
- 22a, 22b
- Ablenkfläche
- 23a, 23b
- Geneigte Oberfläche
- 24
- Prallplatte
- 25
- Einführungsanschluss
- 31a, 31b
- Führungsschienenspezifische Öffnungen bildende Oberfläche
- 32a, 32b
- Führungsfläche
- 33
- Blockspezifische Öffnungen bildende Oberfläche
- 34
- Ablenkfläche
- 35
- Geneigte Oberfläche
- 36
- Blockspezifische Öffnungen bildende Oberfläche
- 41
- Äußere Oberfläche der Kühldüse
