TW200427936A - Vibration damping material and motion guide device where the material is assembled - Google Patents

Description

200427936 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明為關於具有衰減性能之減震材料，特別是關於可 賦予對基座可導引座台（table)相對移動之導引系統使其 具有衰減功能之減震材料。 【先前技術】 對基座可導引座台相對移動之導引系統已為所知。導引 系統為具有：安裝在基座上之導軌；及，被安裝在座台上 沿著導軌可滑動之移動塊（b 1 〇 c k )。為了移動塊可對導轨順 利滑動，在導執和移動塊之間夾著有可作滾動運動之滾珠 (ball)或輥子等的轉動體。 使用滾珠螺桿等的驅動機構，在移動座台後突然停止座 台時，則座台會在其進行方向振動。當將導引系統組入在 工作機械或零件安裝機或半導體·液晶製造裝置時，由於 必須等到振動平息為止才能加工，因此必須要使振動衰減。 先前之導引系統，為了使座台振動衰減，以往被採用預 壓方式，亦即在轉動體賦予内部負荷之方式。例如使比導 執的轉動體轉走溝和移動塊的轉動體轉走溝之間之空隙有 更大外形的轉動體，夾在導軌和移動塊之間。當對轉動體 賦予内部負荷時，轉動體在轉動體轉走溝轉動時之摩擦阻 力會變大，而使其動作剛性提高。又，由於摩擦所發生之 熱能量可變換成振動能，由此而可使振動衰減。 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 5 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 但是，對轉動體賦予内部負荷時，移動塊對導軌 時的阻力會變大，而變成轉動體之壽命會縮短。 然而作為保護建築物免於地震之防震裝置，在建 地基之間夾著層疊橡膠者已為人所知。此層疊橡膠 板和橡膠交互重疊，其特徵為，其對鉛直方向之負 高的剛性，而對水平方向之負荷則變形很大而具有 衰減效果。 但是，先前之層疊橡膠其高度一般較小者也有 2 0 mm程度，並不適於組入在被要求小型化之導引系 而且層疊橡膠之高度在越高部份，藉水平方向之負 斷力）所發生之層疊橡膠的變形量也會變大，此點 被要求有高剛性之導引系統不適合。 因此本發明之目的為提供可發揮高衰減性能，且 剛性的小型化之減震材料。 (解決問題之手段） 以下說明本發明。為了解決上述問題，本發明人 將複數片薄金屬層；及，和前述金屬層具有不同的 數之複數片薄衰減層層疊，將其全體的厚度設定為 的層疊橡膠所想像不到之超薄度。 亦即，申請專利範圍第1項之發明為，藉使複數 屬層；及，和前述金屬層具有不同的彈性模數之複 衰減層，交互配置前述金屬層和前述衰減層而重疊 全體厚度構成在1 m m以下，如此為特徵之減震材料 上述問題。 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 在摺動 築物和 為使鐵 荷具有 很大的 1 0 m m ~ 統中。 荷（剪 也使對 可提高 設定， 彈性模 自先前 片薄金 數片薄 ，藉使 而解決 6 200427936 由可發揮高衰減性能且可提高剛性之觀點而言，前述減 震材料全體的厚度在0.5mm以下為佳，又，前述金屬層的 厚度在20//m〜40//m，前述衰減層的厚度在5//m〜10//m 為佳。 前述衰減層為由橡膠或樹脂層所構成，同時在前述金屬 層上被印刷時，層疊之衰減層的厚度可變薄。 前述金屬層和前述衰減層的界面，被形成交互具有谷部 和山部之波形時，可使界面的面積變大，而可發揮更高的 衰減性能。 又，本發明為，具備有：導軌；及沿著導軌上可滑動地 之移動塊；如此所成的運動導引裝置中，在前述移動塊上， 可使複數片薄金屬層；及，和前述金屬層具有不同的彈性 模數之複數片薄衰減層，交互配置而重疊前述金屬層和前 述衰減層，如此構成安裝全體厚度在 1 mm以下的減震材 料，如此為特徵之運動導引裝置。 進一步本發明為在基座和座台之間介存有運動導引裝 置，對基座可導引座台作相對運動之導引系統中，前述運 動導引裝置為具有：安裝在基座之導軌；及沿著導軌可滑 動且被安裝在座台之移動塊；在前述座台和前述移動塊之 間，使複數片薄金屬層；及，和前述金屬層具有不同的彈 性模數之複數片薄衰減層，使金屬層和衰減層交互配置重 疊，而設成全體厚度為1 m m以下的減震材料，如此為特徵 之導引糸統。 根據本發明，可提高減震材料之衰減能力，且可提高減 7 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 震材料之剛性，亦即減震材料藉剪斷而可使變形量變小， 可使減震材料所受的壓縮負荷變大。 又，對現在的移動塊其不必作設計變更，只要切削移動 塊的上面等之追加加工即可在移動塊上組入減震材料。 又，由於具有複數個衰減層，因此其也具有可遮斷在座 台側所發生的熱傳達至運動導引裝置之絕熱效果。 【實施方式】 圖1及圖2表示在本發明之一實施形態中組入有減震材 料之導引系統。導引系統為被使用於例如：切削機、車床、 銑床等之工作機械，或在電路基板上為了安裝零件之零件 安裝機等的機器人、切割機、引線接合機等的半導體·液 晶製造裝置，且支持座台2相對於基座1進行直線運動或 曲線運動。 在基座1上被安裝有細長延伸之導執3。在導軌3上安 裝有沿著導軌 3可滑動之鞍狀的移動塊4。在此移動塊4 的上面安裝有座台2。在此實施形態中，雖然被設有2根 導執3、3和4個移動塊4…，但是因應所使用的機械亦可 設定為各種導執3的數量或移動塊4之個數等。 在導軌3和移動塊4之間，介存有可使移動塊4輕輕滑 動而作為轉動體的複數個滾珠5…。該複數個滾珠5…可在 沿著導軌3細長延伸之滾珠轉走溝3 a…；及，在移動塊4 内側和滾珠轉走溝 3 a…相對向所形成之負荷滾珠轉走溝 4 a…；之間作滚動運動。此等導軌3和移動塊4所構成之 運動導引裝置將在後面詳細地說明。 8 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 在移動塊4和座台2之間，炎有薄且配合移動塊4 面形狀的矩形當作減震材料的減震墊片6…。座台2可 例如藉未圖示之滾珠螺桿等的驅動機構在圖中X方向 線移動。當使座台2突然停止時，座台2會在圖中X 振動。一直到此振動平息為止，只要是工作機械的話 能進行下一個加工，假如是零件安裝機時則無法安 件。在本實施形態之減震塾片6，其可抗拒座台的XY 内任一方向的振動而使其振動衰減，而可使振動提早矣 減震塾片6可例如如下般地被固定在移動塊4和座 之間。在移動塊4的上面被形成螺絲孔4 b…，在座台 減震墊片6上被形成螺栓可插通之孔部，使用螺栓之 手段可將座台2及減震墊片6固定在移動塊4上。在 定之狀況下，此3者不會如剛體般一體化，亦即對移 4座台2僅稍微可變位而如此控制螺栓之繫緊轉矩。 另外也可採用使移動塊4和減震墊片6黏結或使減震 6和座台2黏結之固定方法。 圖3表示減震墊片之剖面圖。減震墊片6為，複數 金屬層；及，和金屬層具有不同彈性模數之複數片衰 交互重疊；如此所構成。具體而言，使用複數片薄不 製或鐵製之平板狀的金屬板所成之金屬層 8…，及， 複數片薄的由橡膠、樹脂或水泥等之層所成之平板狀 減層 9…，再使金屬層8和衰減層 9交互配置重疊如 構成。在此實施形態之減震墊片6，為在金屬層8上 由薄的橡膠之層所成之衰減層 9，如此所成的一片組 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 之平 ‘為， 作直 方向 則不 裝零 平面 ^束。 台2 2及 繫緊 此固 動塊 又 ， 墊片 片薄 減層 銹鋼 使用 的衰 此所 印刷 合片 9 200427936 (u n i t ) U而將複數片層疊，如此所成。印刷有衰減層9之 組合片U彼此間並未被黏結。衰減層9為例如使具有衰減 性能之液狀的橡膠在金屬層 8 的表面全面上予以絲網印 刷，藉以加熱等而使液狀橡膠硬化，如此所形成。其他亦 可採用在金屬板的表面上載置橡膠片再予以加熱加壓之方 法，或藉對橡膠層予以射出成型而在金屬板的表面形成之 方法。 又，為了可得到大的衰減力，雖然不希望組合片U彼此 間黏結較好，但考慮到處理的容易性組合片U彼此間予以 黏結亦可。減震墊片6的最外層為金屬層8或衰減層9均 可。又，也可使位於外側之金屬層8 —體歛縫在減震墊片 上。 本實施形態的減震墊片6之特徵為，為了增大衰減力， 層疊有多層非常薄的金屬層 8和衰減層 9，並設有多層的 金屬層8和衰減層9之界面1 0…。設有多層界面1 0…時可 具有大的衰減力作用之理由料想如下。在減震墊片6剪斷 力起作用時，金屬層8和衰減層9的界面1 0…互相偏移而 力量也起作用。藉該偏移摩擦力在界面1 0…起作用，此摩 擦力使振動能變換成熱能而發生衰減力。界面1 0…有多層 時摩擦力也會變大，而可發生更大的衰減力。 就具體尺寸而言，金屬層8的厚度被設定為20//m〜40 //m，衰減層9的厚度被設定為5//m〜10//m。又，減震塾 片全體的厚度t被設定為1 m m以下，在此實施形態為被設定 在0.5mm程度。金屬層8的厚度和衰減層9的厚度比上述尺 10 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 寸更大時，則須要減少層疊片數，而減震墊片之衰減力則 會減少。另一方面，金屬層8的厚度及衰減層9的厚度比上 述尺寸小時，則在厚度方向可負載之壓縮負荷會減少。 其次說明減震墊片全體厚度在1 m m以下，而在此一實施 形態則為0 . 5 m in程度之理由。使圖1所示之座台2突然停止 時，如圖4所示，在減震墊片6，剪斷力P會起作用。剪斷 力P起作用時，上面會對下面僅移動；I 。λ為因剪斷所發 生的變形量。對厚度t僅剪斷變形；I時，剪斷形變0為以 0=λ/ΐ表示。由材料力學之理論，剪斷力P在一定值時， 由於剪斷形變0也在一定值的關係，因此厚度t變成越厚 時剪斷所發生之變形量λ也變越大。藉著使減震墊片6全 體厚度構成極薄0 . 5 mm的程度，則可使剪斷所發生之變形 量變小。相對的，厚度有20mm程度之先前的建築用層疊橡 膠，因剪斷所發生之變形量λ過大，因此不適於用在被要 求有高度剛性之導引系統。 構成厚度0 . 5 m m程度之另一個理由為，其不須要對現在 的移動塊4作設計變更，而只要切削移動塊4的上面等之追 加工即可將減震墊片6組入在移動塊4内。由於不須要對移 動塊4作設計變更，因此對既有之先前的工作機械或零件 安裝機以後再組裝減震墊片6亦可。 另外，此一減震墊片6，由於具有複數個衰減層9…，因 此其也具有對在座台2側所發生的熱可遮斷其傳送至運動 導引裝置之絕熱效果。 圖5表示運動導引裝置之詳細圖。此一運動導引裝置為 11 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 具備有：直線狀細長延伸作為軌道構件之導軌3 ;及，對 此導軌3可相對滑動而被組入之移動塊4。在導執3和移動 塊4之間，介在有可滾動運動之多數個轉動體之滾珠5…。 在導轨3之左右兩側面，被形成有例如沿著長度方向延 伸之2條滾珠轉走溝3 a、3 a。此等滾珠轉走溝3 a、3 a互相 平行地延伸。 移動塊4為具備有：和導軌3的上面對向之中央部11 ; 及，自中央部1 1的左右兩側在下方延伸且和導軌3的左右 側面對向之側壁部1 2。又，該移動塊4為具有：在移動塊4 的移動方向之兩端的一對側蓋1 3、1 3。在移動塊4的側壁 部1 2，被形成有和導執3的滾珠轉走溝3 a、3 a相對向之2條 負載滾珠轉走溝4a、4a。負載滚珠轉走溝4a、4a在左右側 壁部1 2、1 2的上下各設2條合計4條，此等負載滾珠轉走溝 4 a、4 a互相平行地延伸。 在移動塊4的側壁部1 2，被設有自上下2條的負載滾珠轉 走溝4 a隔著一定間隔平行地設置之上下2條滚珠返回通路 1 4、1 4 ;及，接續在負載滚珠轉走溝4 a的端部和滚珠返回 通路1 4的端部可使滾珠5…循環之U字狀的方向轉換路。藉 此等負載滾珠轉走溝4a、一對方向轉換路及滾珠返回通路 1 4，如此可構成線路狀之滾珠循環路。 複數個滾珠5…在滾珠循環路内被排列·收容。滾珠5… 為介由滾珠保持器（retainer)被連接成一連串。 側蓋1 3可配合移動塊4之剖面形狀。此側蓋1 3被形成方 向轉換路之外周側。在側蓋1 3上設有可供給潤滑劑至塊本 12 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 體的負載滾珠轉走溝之潤滑劑供給通路。 移動塊4對導軌3要移動時，滾珠5…會一方面承今 的滚珠轉走溝3 a和移動塊4的負載滾珠轉走溝4 a之 荷而一方面作滾動運動。移動至移動塊4的負載滾 溝4 a之一端的滾珠5…，一方面經由方向轉換路、 回通路1 4及反對側的方向轉換路後，再進入負載域 滾珠轉走溝4a。如此滾珠5…自無負載域轉移至 時，雖然會稍微發生振動，但本實施形態的減震f 也有可對該稍微振動衰減之效果。 圖6表示減震塾片2 1之其他例的剖面圖。此例之 片21也是由複數片薄金屬層22;及，和金屬層22具 的彈性模數之複數片衰減層2 3交互重疊而所構成。 施形態之減震墊片2 1，金屬層2 2為藉壓製加工等而 為波形。在波形的金屬層2 2上，被印刷有由橡膠層 波形之衰減層23。又，減震墊片21為，對在金屬層 刷衰減層2 3之一片組合片U層疊複數片如此所構成 有衰減層2 3之組合片U彼此間未被黏結。金屬層2 2 被設定為20#m〜40/zm’衰減層23的厚度被設定為 10#m，又，減震墊片全體的厚度為1mm以下，在此 態中則被設定為0 . 5 m m程度。 此例的減震墊片2 1之特徵為，金屬層2 2和衰減層 面2 4，被形成交互具有谷部和山部之波形。藉使界 成波形其可增加一定體積中界面24的面積。由於振 變換為熱能量之界面的面積增大，因此其可有更大 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 ί導執3 間之負 珠轉走 滾珠返 之負載 負載域 t片6則 減震墊 有不同 在此實 被形成 所成的 2 2Λ έρ 〇印刷 的厚度 5 // m 〜 實施形 23之界 面24構 動能量 的衰減 13 200427936 力之作用。 又，本發明之減震材料並不限於上述實施形態者，只要 其要旨不變更之範圍内其可作各種變更。例如本發明之減 震材料在導引系統中並不限於配置在座台和運動導引裝 置之間，其被配置在可使振動衰減之機械的各個部分亦 可。又，本發明之減震材料不限於組入在直動導引般之運 動導引裝置中，其亦可組入於球形花鍵、滾珠螺桿等之運 動導引裝置。 在此處所說明之本發明的實施例其各種變形例亦可被 使用來實施本發明。因此隨附之申請專利範圍被用來確定 本發明之範圍，但在該申請專利範圍内所含有之構成及其 均等物均被包含於申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1表示在本發明之一實施形態中組入有減震墊片之導 引系統的斜視圖。 圖2為上述導引系統之部分剖面圖。 圖3為減震墊片之剖面圖。 圖4表示剪斷力所發生之形變之模式圖。 圖5表示運動導引裝置之斜視圖。 圖6表示減震塾片之其他例的剖面圖。 (元件符號說明） 1 基座 2 座台 3 導軌 14 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 3 a 滾珠轉走溝 4 移動塊 4a 滾珠負載轉走溝 4 b 螺絲孔 5 滾珠 6、2 1 減震墊片 8、 22 金屬層 9、 2 3 衰減層 10 界面 11 中央部 12 側壁部 13 側蓋 14 滾珠返回通路 15

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Claims (1)

1. 200427936 拾、申請專利範圍： 1. 一種減震材料，其特徵為，使複數片薄金屬層；及， 和上述金屬層具有不同的彈性模數之複數片薄衰減層；交 互配置上述金屬層和上述衰減層並予以疊積，使全體的厚 度在1 m m以下，如此所成。 2. 如申請專利範圍第1項之減震材料，其中，上述減震 材料全體厚度在0.5mm以下。 3. 如申請專利範圍第1或2項之減震材料，其中，上述 金屬層之厚度為20/zm〜40#m，上述衰減層之厚度為5//m 〜1 0 # m 〇 4. 如申請專利範圍第1項之減震材料，其中，上述衰減 層為由橡膠或樹脂層所成，同時，在上述金屬層上被印刷。 5. 如申請專利範圍第1、2或4項之減震材料，其中， 上述金屬層和上述衰減層之界面被形成交互具有谷部和山 部之波形。 6 .如申請專利範圍第3項之減震材料，其中，上述金屬 層和上述衰減層之界面被形成交互具有谷部和山部之波 形。 7. —種運動導引裝置，其具備有··導軌；及，沿著導執 可滑動之移動塊；如此所成的運動導引裝置，其特徵為， 在上述移動塊上，使複數片薄金屬層；及，和上述金屬 層具有不同的彈性模數之複數片薄衰減層；交互配置上述 金屬層和上述衰減層並予以疊積，而安裝成全體的厚度在 1 m m以下之減震材料。 16 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 8 . —種導引系統，在基座和座台之間介存運動導引裝 置，對基座可導引座台相對的運動之導引系統中，其特徵 為， 上述運動導引裝置為具有：安裝在基座之導軌；及，沿 著導軌可滑動且被安裝於上述座台之移動塊； 在上述座台和上述移動塊之間， 使複數片薄的金屬層；及，和上述金屬層具有不同的彈 性模數之複數片薄的衰減層；交互配置金屬層和衰減層並 予以疊積，設成全體的厚度在1 mm以下之減震材料。 17 312/發明說明書(補件)/93-08/93115294 200427936 拾壹、圖式：

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