WO2004106770A1 - 制振材料及びこの制振材料を組み込んだ運動案内装置 - Google Patents

制振材料及びこの制振材料を組み込んだ運動案内装置 Download PDF

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    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree

Definitions

  • the present invention relates to a damping material having damping performance, and more particularly to a damping material having a damping function in a guide system for guiding a table to move relative to a base.
  • a guidance system for guiding a table to move relative to a base is known.
  • the planning system has a track rail attached to the base, and a moving block attached to the table and slidable along the track rail.
  • Rolling elements such as rolling balls and rollers are interposed between the track rail and the moving block so that the moving block slides smoothly on the track rail.
  • a preloading method that is, a method of applying an internal load to a rolling element has been adopted in order to attenuate table vibration.
  • a rolling element having an outer shape larger than the gap between the rolling element rolling groove of the track rail and the rolling element rolling groove of the moving block is interposed between the track rail and the moving block.
  • the conventional laminated rubber has a height of about 10 mm to 20 mm even though its height is generally small, and is suitable for being incorporated into a guide system requiring miniaturization.
  • the higher the height of the laminated rubber the greater the amount of deformation of the laminated rubber due to the horizontal load (shear force), which is not suitable for a guide system that requires high rigidity.
  • an object of the present invention is to provide a compact vibration damping material that can exhibit high damping performance and increase rigidity.
  • the present inventor laminated a plurality of thin metal layers and a plurality of thin damping layers having different Young's moduli from the metal layers, and reduced the overall thickness from the conventional laminated rubber. Was set to an unthinkable thickness.
  • a plurality of thin metal layers and a plurality of thin attenuation layers having different Young's moduli from the metal layer are arranged such that the metal layers and the attenuation layers are alternately arranged.
  • the above-mentioned problem is solved by a vibration damping material characterized by stacking as described above and reducing the overall thickness to lmm or less.
  • the whole thickness of the vibration damping material be 0.5 mm or less, and the thickness of the metal layer is 20 ⁇ m—40 ⁇ m. m, and the thickness of the attenuation layer is desirably 5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the thickness of the damping layer to be laminated can be reduced.
  • the interface between the metal layer and the attenuation layer is formed in a waveform having alternating valleys and peaks, the area of the interface can be increased, and higher attenuation performance can be exhibited. it can.
  • the present invention also provides a motion guide device including a track rail and a moving block slidable along the track rail, wherein the moving block includes a plurality of thin metal layers, and the metal layer has a Young's modulus.
  • a plurality of different thin attenuation layers, the metal layer and the attenuation layer It can also be configured as a motion guide device characterized by being stacked so as to be arranged alternately and fitted with a damping material having a total thickness of 1 mm or less.
  • the present invention provides a guide system in which a motion guide device is interposed between a base and a table to guide the table to relatively move with respect to the base. And a moving block slidable along the track rail and mounted on the table. A plurality of thin metal layers and the metal are provided between the table and the moving block.
  • a guidance system characterized by stacking a plurality of thin damping layers with different Young's moduli from each other so that metal layers and damping layers are alternately arranged, and providing a damping material with an overall thickness force of Slmm or less. It can be configured as S.
  • the damping ability of the damping material can be increased, and the rigidity of the damping material can be increased, that is, the amount of deformation of the damping material due to shearing can be reduced, and Or the applied compressive load can be increased.
  • the vibration damping material can be incorporated into the moving block only by additional processing such as cutting the upper surface of the moving block without changing the design of the current moving block.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a guidance system incorporating a vibration damping pad according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the guide system.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a vibration damping pad.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing strain due to shearing force.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an exercise guide device.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the vibration damping pad.
  • FIGS. 1 and 2 show a guide system incorporating a vibration damping material according to an embodiment of the present invention.
  • Guide systems are used in machine tools such as machining centers, lathes and milling machines, robots such as component mounters for mounting components on electrical circuit boards, semiconductors such as dicers and wire bonders, and liquid crystal manufacturing equipment. To support the table 2 in linear or curved motion.
  • the base 1 is provided with a track rail 3 that extends in a slender manner.
  • a saddle-shaped moving block 4 is attached to the track rail 3 so as to be slidable along the track rail 3.
  • the table 2 is mounted on the upper surface of the moving block 4.
  • two track rails 3, 3 and four moving blocks 4 are provided.
  • the number of track rails 3, the number of moving blocks 4, and the like vary depending on the machine used. Is set to
  • a plurality of balls 5 are interposed between the track rail 3 and the moving block 4 as rolling elements so that the moving block 4 can slide lightly.
  • the plurality of balls 5 are provided with ball rolling grooves 3a extending elongated along the track rail 3, and loaded ball rolling grooves formed inside the moving block 4 so as to face the ball rolling grooves 3a- ⁇ . 4a Rolling between ' ⁇ '.
  • the details of the motion guide device including the track rail 3 and the moving block 4 will be described later.
  • vibration-damping pads 6, which are thin and conform to the planar shape of the moving block 4, are sandwiched as damping materials.
  • the table 2 is linearly moved in the X direction in the figure by a drive mechanism such as a ball screw (not shown). If tape stop 2 is stopped suddenly, table 2 vibrates in the X direction in the figure. Until the vibrations subside, machine tools cannot proceed to the next process, and component mounters cannot mount components.
  • the vibration damping pad 6 according to the present embodiment can be used in any direction in the XY plane of the table. The vibration is attenuated by resisting the movement, and the vibration is made to converge in time.
  • the vibration damping pad 6 is fixed between the moving block 4 and the table 2 as follows, for example.
  • a screw hole 4b is formed on the upper surface of the moving block 4, a hole through which a bolt passes is formed in the table 2 and the vibration damping pad 6, and the table 2 and the vibration damping pad 6 are connected to the moving block 4 by means of bolts.
  • Fixed to. the tightening torque of the bonolet is controlled so that the three members are not integrated like a rigid body, that is, the table 2 can be slightly displaced with respect to the moving block 4.
  • a method of bonding the moving block 4 and the vibration damping pad 6 and bonding and fixing the vibration damping pad 6 and the table 2 can also be adopted.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the vibration damping pad.
  • the damping pad 6 is configured by alternately stacking a plurality of thin metal layers and a plurality of damping layers having different Young's moduli from the metal layer. Specifically, a metal layer 8 made of a plurality of thin metal plates or a flat metal plate made of stainless steel or iron is used, and a flat damping plate made of a plurality of thin rubber, resin, or cement layers is used. Layer 9 is used, and metal layers 8 and damping layers 9 are stacked alternately.
  • the vibration damping pad 6 of this embodiment is configured by laminating a plurality of units U in which a damping layer 9 made of a thin rubber layer is printed on a metal layer 8.
  • the units U on which the damping layer 9 is printed are not bonded together.
  • the damping layer 9 is formed, for example, by screen-printing a liquid rubber having a damping performance on the entire surface of the metal layer 8 and curing the liquid rubber by heating or the like.
  • a method in which a rubber sheet is placed on the surface of a metal plate and heated and pressed, or a method in which a rubber layer is formed on the surface of the metal plate by injection molding may be adopted.
  • the units U are not bonded to each other.
  • the units U may be bonded to each other in consideration of easy handling.
  • the outermost layer of the damping pad 6 may be the metal layer 8 or the damping layer 9. Further, the vibration damping pad may be integrated by caulking the metal layer 8 located on the outside.
  • the feature of the vibration damping pad 6 of the present embodiment is that, in order to increase the damping force, a very thin metal layer 8 and a damping layer 9 are stacked in many layers, and the metal layer 8 and the damping layer 9 This is because there are many layers of interfaces 10 ...
  • One of the reasons why a large damping force works when there are many layers at the interface 10 is as follows. When a shear force acts on the vibration damping pad 6, a force acts on the interface 10 between the metal layer 8 and the damping layer 9 so as to shift each other. Due to this displacement, frictional force acts on interface 10 ... The frictional force converts vibration energy into heat energy to generate a damping force. As the number of interfaces 10 increases, the frictional force increases and a greater damping force is generated.
  • the thickness of the metal layer 8 is set to 20 / im-40 ⁇ , and the thickness of the attenuation layer 9 is set to 10 ⁇ m.
  • the thickness t of the entire vibration damping pad is set to 1 mm or less, and in this embodiment, to about 0.5 mm. If the thickness of the metal layer 8 and the thickness of the damping layer 9 are larger than the above dimensions, the number of stacked layers will decrease, and the damping force of the damping pad will decrease. On the other hand, if the thickness of the metal layer 8 and the thickness of the damping layer 9 are smaller than the above dimensions, the compressive load in the thickness direction that can be applied decreases.
  • the thickness of the whole damping pad is set to 1 mm or less, and about 0.5 mm in this embodiment.
  • a shear force P acts on the vibration damping pad 6 as shown in FIG.
  • the upper surface is shifted by ⁇ with respect to the lower surface.
  • ⁇ is the amount of deformation caused by shearing.
  • the thickness t increases.
  • the amount of deformation due to shearing increases.
  • the overall thickness of the damping pad 6 is extremely thin, about 0.5 mm, the amount of deformation due to shearing can be reduced.
  • conventional building laminated rubber with a thickness of about 20 mm has an excessively large deformation ⁇ due to shearing and is not suitable for a guide system that requires high rigidity.
  • damping pad 6 is moved only by additional processing such as cutting the upper surface of the moving block 4 without changing the design of the current moving block 4. This is because it can be incorporated into block 4. Since there is no need to change the design of the moving block 4, the vibration damping pad 6 can be incorporated later into an existing machine tool or component mounting machine.
  • the vibration damping pad 6 since the vibration damping pad 6 has a plurality of damping layers 9, it also has a heat insulating effect of blocking the heat generated on the table 2 from being transmitted to the motion guide device.
  • FIG. 5 shows a detailed view of the exercise guide device.
  • This motion guide device includes a track rail 3 as a track member extending linearly and elongately, and a moving block 4 that is slidably attached to the track rail 3. Between track rail 3 and moving block 4 Balls 5 as rolling elements capable of rolling motion are interposed between them.
  • the moving block 4 includes a central portion 11 facing the upper surface of the track rail 3, and a side wall portion 12 extending downward from both left and right sides of the central portion 11 and facing the left and right side surfaces of the track rail 3.
  • the moving block 4 has a pair of side covers 13 and 13 at both ends of the moving block 4 in the moving direction.
  • On the side wall portion 12 of the moving block 4 two loaded ball rolling grooves 4a, 4a facing the ball rolling grooves 3a, 3a of the track rail 3 are formed.
  • a total of four loaded ball rolling grooves 4a, 4a are provided above and below the left and right side wall portions 12, 12, and these loaded ball rolling grooves 4a, 4a extend in parallel with each other.
  • the upper and lower two ball return passages 14, 14 provided in parallel with a predetermined distance from the upper and lower two load ball rolling grooves 4a are formed in the side wall portion 12 of the moving block 4, and the load ball rolling grooves.
  • a U-shaped direction change path for circulating the balls 5 by connecting the end of 4a and the end of the ball return path 14 is provided.
  • the loaded ball rolling groove 4a, the pair of direction change paths, and the ball return path 14 constitute a circuit-shaped ball circulation path.
  • the plurality of balls 5 are arranged in a ball circulation path. Balls 5... may be joined in series via a ball retainer.
  • the side lid 13 has the same cross-sectional shape as the moving block 4.
  • the outer peripheral side of the direction change path is formed on the side cover 13.
  • the side cover 13 is provided with a lubricant supply passage for supplying a lubricant to the loaded ball rolling groove of the block body.
  • the balls 5 When the moving block 4 moves with respect to the track rail 3, the balls 5... Receive a load between the ball rolling groove 3 a of the track rail 3 and the loaded ball rolling groove 4 a of the moving block 4.
  • the ball 5 that has moved to one end of the load ball rolling groove 4a of the moving block 4 passes through one turning path, the ball return path 14, and the other turning path, and then loads again in the load area. Enter ball rolling groove 4a.
  • the vibration damping pad 6 of the present embodiment is also effective in attenuating the slight vibration. is there.
  • FIG. 6 shows a sectional view of another example of the vibration damping pad 21.
  • the vibration control pad 21 The metal layer 22 is formed by alternately stacking a plurality of attenuation layers 23 having different Young's moduli.
  • the metal layer 22 is formed into a corrugated shape by press working or the like.
  • a damping layer 23 composed of a corrugated rubber layer is printed.
  • the damping pad 21 is configured by laminating a plurality of units U each having the attenuation layer 23 printed on the metal layer 22. The units U on which the attenuation layer 23 is printed are not bonded together.
  • the thickness of the metal layer 22 is set to 20 zm 40 xm, the thickness of the damping layer 23 is set to 10 xm, and the thickness of the entire damping pad is set to 1 mm or less, and about 0.5 mm in this embodiment. .
  • a feature of the vibration damping pad 21 of this example is that the vibration damping pad 21 is formed in a waveform having an interface 24 between the metal layer 22 and the damping layer 23 and alternately having valleys and peaks.
  • the interface 24 corrugated By making the interface 24 corrugated, the area of the interface 24 in a certain volume increases. Since the area of the interface for converting vibration energy into heat energy is increased, a larger damping force can be exerted.
  • the vibration damping material of the present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously changed without changing the gist thereof.
  • the damping material of the present invention may be located in various parts of a machine that attenuate vibrations that are not limited to being located between a table and a motion guide in a guidance system.
  • the vibration damping material of the present invention can be incorporated in a motion guide device such as a ball spline or a ball screw, which is not limited to being incorporated in a motion guide device such as a linear motion guide.

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Abstract

【課題】　高い減衰性能を発揮し、且つ剛性も高めることができるコンパクトな制振材料を提供する。 【解決手段】　複数枚の薄い金属層８と複数枚の薄い減衰層９とを、金属層８と薄い減衰層９が交互に配置されるように積み重ねる。そして、積み重ねた制振材料６の全体の厚みを１ｍｍ以下に設定する。金属層８と薄い減衰層９との界面が複数設けられるので、振動エネルギを摩擦エネルギに変換しやすくなり、大きな減衰力が発生する。また全体の厚みが１ｍｍ以下なので、せん断力による制振材料６の変形量も小さくすることができ、制振材料６の剛性を高めることができる。

Description

明 細 書
制振材料及びこの制振材料を組み込んだ運動案内装置
技術分野
[0001] 本発明は、減衰性能をもたせた制振材料に関し、特にベースに対してテーブルが 相対的に移動するのを案内する案内システムに減衰機能を付与する制振材料に関 する。
^景技術
[0002] ベースに対してテーブルが移動するのを案内する案内システムが知られてレ、る。案 内システムは、ベースに取り付けられる軌道レールと、テーブルに取り付けられ、軌道 レールに沿ってスライド可能な移動ブロックとを有する。軌道レールに対して移動ブロ ックが滑らかにスライドするように、軌道レールと移動ブロックとの間には転がり運動す るボール、ローラ等の転動体が介在される。
[0003] ボールねじ等の駆動機構を用いて、テーブルを移動させた後にテーブルを急停止 させるとテーブルがその進行方向に振動する。案内システムを工作機械や部品実装 機や半導体 ·液晶製造装置に組み込んだ場合、振動が収まるまで力卩ェを待たなけれ ばならなレ、ので、振動を減衰させる必要がある。
[0004] 従来の案内システムでは、テーブルの振動を減衰させるために、予圧方式、すなわ ち転動体に内部荷重を与える方式が採用されていた。例えば軌道レールの転動体 転走溝と移動ブロックの転動体転走溝の間の隙間よりも大きな外形の転動体を、軌 道レールと移動ブロックとの間に介在させていた。転動体に内部荷重を与えると、転 動体が転動体転走溝を転がる際の摩擦抵抗が大きくなり、動剛性が向上する。また 振動エネルギを摩擦による熱エネルギにより変換することができ、これにより振動を減 衰させることができる。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかし、転動体に内部荷重を与えると軌道レールに対して移動ブロックが摺動する 際の抵抗が大きくなり、転動体の寿命も短くなつてしまう。 [0006] ところで、建築物を地震から守るための免震装置として、建築物と基礎との間に介 在される積層ゴムが知られている。この積層ゴムは鉄板とゴムとを交互に重ね合わせ たものであり、鉛直方向荷重に対しては剛性が高ぐ水平方向荷重に対しては変形 が大きく減衰効果が大きいという特徴を有する。
[0007] し力、し、従来の積層ゴムはその高さが一般的に小さいものでも 10mm 20mm程 度あり、小型化が要求される案内システムに組み込むのには適さなレ、。しかも積層ゴ ムの高さが高い分、水平方向荷重 (せん断力）による積層ゴムの変形量も大きくなつ てしまい、この点力、らも高い剛性が要求される案内システムには適さない。
[0008] そこで本発明は、高い減衰性能を発揮し、且つ剛性も高めることができるコンパクト な制振材料を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 以下、本発明について説明する。上記課題を解決するために、本発明者は複数枚 の薄い金属層と、前記金属層とはヤング率の異なる複数枚の薄い減衰層とを積層し 、その全体の厚みを従来の積層ゴムからは考えられない薄さに設定した。
[0010] すなわち請求項 1の発明は、複数枚の薄い金属層と、前記金属層とはヤング率の 異なる複数枚の薄い減衰層とを、前記金属層と前記減衰層が交互に配置されるよう に積み重ね、全体の厚みを lmm以下にしたことを特徴とする制振材料により、上述 した課題を解決する。
[0011] 高い減衰性能を発揮し、且つ剛性も高めるという観点から、前記制振材料は全体 の厚みが 0. 5mm以下であることが望ましぐまた前記金属層の厚みが 20 x m— 40 μ mであり、前記減衰層の厚みが 5 μ m 10 μ mであることが望ましい。
[0012] 前記減衰層がゴム又は樹脂の層からなると共に前記金属層に印刷されていると、 積層する減衰層の厚みを薄くできる。
[0013] 前記金属層と前記減衰層との界面が、谷部と山部を交互に有する波形に形成され ると、界面の面積を大きくすることができ、より高い減衰性能を発揮することができる。
[0014] また本発明は、軌道レールと、軌道レールに沿ってスライド可能な移動ブロックとを 備える運動案内装置において、前記移動ブロックに、複数枚の薄い金属層と、前記 金属層とはヤング率の異なる複数枚の薄い減衰層とを、前記金属層と前記減衰層が 交互に配置されるように積み重ね、全体の厚みが lmm以下の制振材料を取り付け たことを特徴とする運動案内装置としても構成することができる。
[0015] さらに本発明は、ベースとテーブルとの間に運動案内装置を介在させ、ベースに対 してテーブルが相対的に運動するのを案内する案内システムにおいて、前記運動案 内装置は、ベースに取り付けられる軌道レールと、軌道レールに沿ってスライド可能 で且つ前記テーブルに取り付けられる移動ブロックとを有し、前記テーブルと前記移 動ブロックとの間に、複数枚の薄い金属層と、前記金属層とはヤング率の異なる複数 枚の薄い減衰層とを、金属層と減衰層が交互に配置されるように積み重ね、全体の 厚み力 Slmm以下の制振材料を設けることを特徴とする案内システムとしても構成す ること力 Sできる。
[0016] 本発明によれば、制振材料の減衰能力を高めることができ、且つ制振材料の剛性 を高める、すなわち制振材料がせん断により変形する量を小さくしたり、制振材料が 受けられる圧縮荷重を大きくしたりできる。
[0017] また、現在の移動ブロックを設計変更しなレ、で、移動ブロックの上面を切削する等 の追加工だけで制振材料を移動ブロックに組み込むことができる。
[0018] さらに、複数の減衰層を有するので、テーブル側で発生する熱が運動案内装置ま で伝わるのを遮断する断熱効果も有する。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の一実施形態における制振パッドを組み込んだ案内システムを示す斜 視図。
[図 2]上記案内システムの部分断面図。
[図 3]制振パッドの断面図。
[図 4]せん断力によるひずみを示す模式図。
[図 5]運動案内装置を示す斜視図。
[図 6]制振パッドの他の例を示す断面図
符号の説明
[0020] 1…ベース
2…テープノレ 3…軌道レール
4…移動ブロック
6…制振パッド
8…金属層
9…減衰層
発明を実施するための最良の形態
[0021] 図 1及び図 2は、本発明の一実施形態における制振材料を組み込んだ案内システ ムを示す。案内システムは、例えばマシニングセンタ、旋盤、フライス盤等の工作機械 、電気回路基板に部品を取り付けるための部品実装機等のロボット、ダイサ、ワイヤ ボンダ等の半導体 ·液晶製造装置に使用され、ベース 1に対してテーブル 2が直線運 動又は曲線運動するのを支える。
[0022] ベース 1には、細長く延びる軌道レール 3が取付けられる。軌道レール 3には軌道レ ール 3に沿ってスライド可能に鞍状の移動ブロック 4が取付けられる。この移動ブロッ ク 4の上面にテーブル 2が取り付けられている。この実施形態では、 2本の軌道レール 3, 3と 4個の移動ブロック 4…が設けられている力 勿論軌道レール 3の本数、移動ブ ロック 4の個数等は使用される機械に応じて様々に設定される。
[0023] 軌道レール 3と移動ブロック 4との間には、移動ブロック 4が軽くスライドできるように、 転動体として複数のボール 5…が介在される。この複数のボール 5…は、軌道レール 3に沿って細長く延びるボール転走溝 3a…と、移動ブロック 4の内側にボール転走溝 3a-■ ·に対向して形成された負荷ボール転走溝 4a'■ 'との間を転がり運動する。これら 軌道レール 3と移動ブロック 4とで構成される運動案内装置の詳細については後述す る。
[0024] 移動ブロック 4とテーブル 2との間には、制振材料として、薄く且つ移動ブロック 4の 平面形状に合せた矩形状の制振パッド 6…が挟まれる。テーブル 2は例えば図示し ないボールねじ等の駆動機構によって図中 X方向に直線的に移動される。テープノレ 2を急停止させるとテーブル 2が図中 X方向に振動する。この振動が収まるまで工作 機械だったら次の加工に進めなくなり、部品実装機だったら部品を実装することがで きない。本実施形態の制振パッド 6は、テーブルの XY平面内のいずれの方向の振 動にも抵抗して振動を減衰させ、振動を時間的に早く収束させる。
[0025] 制振パッド 6は例えば次のようにして移動ブロック 4とテーブル 2との間に固定される 。移動ブロック 4の上面にねじ孔 4b…を形成し、テーブル 2及び制振パッド 6にボルト が揷通する孔を形成し、ボルトによる締結手段を用いてテーブル 2及び制振パッド 6 を移動ブロック 4に固定する。この固定の場合、これら 3者が剛体のように一体化しな レ、ように、すなわち移動ブロック 4に対してテーブル 2が僅かに変位できるようにボノレト の締め付けトルクを管理する。なおこの他にも、移動ブロック 4と制振パッド 6とを接着 し、また制振パッド 6とテーブル 2とを接着して固定する方法も採用しうる。
[0026] 図 3は制振パッドの断面図を示す。制振パッド 6は、複数枚の薄い金属層と、金属 層とはヤング率の異なる複数枚の減衰層とを交互に積み重ねて構成される。具体的 には、複数枚の薄レ、ステンレス製又は鉄製の平板状の金属板からなる金属層 8…を 用レ、、複数枚の薄いゴム、樹脂又はセメント等の層からなる平板状の減衰層 9…を用 レ、、金属層 8と減衰層 9が交互に配置されるように積み重ねて構成される。この実施 形態の制振パッド 6は、金属層 8に薄いゴムの層からなる減衰層 9を印刷した一枚の ユニット Uを複数枚積層させて構成されている。減衰層 9が印刷されるユニット U同士 は接着されていない。減衰層 9は、例えば減衰性能を有する液状のゴムを金属層 8 の表面全面にスクリーン印刷し、加熱等で液状のゴムを硬化することで形成される。 この他にも金属板の表面にゴムシートを載置して加熱加圧する方法や、ゴム層を射 出成型により金属板の表面に形成する方法が採用されてもよい。
[0027] なお、大きな減衰力を得るためにはユニット同士 Uを接着させないのが望ましいが、 取扱いの容易さを考慮してユニット同士 Uを接着させてもよい。制振パッド 6の最外層 は金属層 8でもよいし、減衰層 9でもよレ、。また、外側に位置する金属層 8をかしめて 制振パッドを一体のものにしてもよい。
[0028] 本実施形態の制振パッド 6の特徴は、減衰力を大きくするために、非常に薄い金属 層 8と減衰層 9とを何層にも積み重ね、金属層 8と減衰層 9との界面 10…を何層にも 設けたことにある。界面 10…が何層もあると大きな減衰力が働く理由の一つに以下 のことが考えられる。制振パッド 6にせん断力が働くと、金属層 8と減衰層 9の界面 10 …にお互いをずれさせようと力が働く。このずれにより界面 10…に摩擦力が働き、こ の摩擦力が振動エネルギを熱エネルギに変換して減衰力が発生する。界面 10…が 何層にもなると摩擦力も大きくなり、より大きな減衰力が発生する。
[0029] 具体的な寸法としては、金属層 8の厚みは 20 /i m— 40 μ ΐηに設定され、減衰層 9 の厚みは 10 x mに設定される。そして制振パッド全体の厚み tは、 1mm以 下、この実施形態では 0. 5mm程度に設定される。金属層 8の厚み及び減衰層 9の 厚みが上記寸法よりも大きくなると、積層枚数が減ってしまい、制振パッドの減衰力が 減ってしまう。一方、金属層 8の厚み及び減衰層 9の厚みが上記寸法よりも小さくなる と、負荷できる厚み方向の圧縮荷重が減ってしまう。
[0030] 次に制振パッド全体の厚みを lmm以下、この実施形態では 0. 5mm程度にした理 由について説明する。図 1に示されるテーブル 2を急停止させたときに、制振パッド 6 には、図 4に示すようにせん断力 Pが働く。せん断力 Pが働くと、上の面は下の面に対 して λだけずれる。 λはせん断によっておこる変形量である。厚み tに対して λだけ せん断変形したとすると、せん断ひずみ φは、 φ = λ /tで表される。材料力学の理 論からせん断力 Ρが一定値であるとすると、せん断ひずみ φも一定値になる関係があ るので、厚み tが厚くなるほどせん断による変形量えが大きくなる。制振パッド 6全体 の厚みを 0. 5mm程度と極めて薄くすることで、せん断による変形量を小さくすること ができる。これに対し、厚みが 20mm程度もある従来の建築用の積層ゴムでは、せん 断による変形量 λが大きくなりすぎて、高度な剛性を要求される案内システムには適 さない。
[0031] 厚さを 0. 5mm程度にしたもう一つの理由は、現在の移動ブロック 4を設計変更しな いで、移動ブロック 4の上面を切削する等の追加工だけで制振パッド 6を移動ブロック 4に組み込むことができるからである。移動ブロック 4の設計変更をしなくて済むので、 既にある工作機械や部品実装機に後から制振パッド 6を組み込むこともできる。
[0032] この他にもこの制振パッド 6は、複数の減衰層 9…を有するので、テーブル 2側で発 生する熱が運動案内装置まで伝わるのを遮断する断熱効果も有する。
[0033] 図 5は、運動案内装置の詳細図を示す。この運動案内装置は、直線状に細長く延 びる軌道部材としての軌道レール 3と、この軌道レール 3に対して相対的にスライド可 能に組み付けられる移動ブロック 4とを備えてレ、る。軌道レール 3と移動ブロック 4との 間には、転がり運動可能な多数の転動体としてのボール 5…が介在される。
[0034] 軌道レール 3の左右両側面には、例えば長手方向に沿って延びる 2条のボール転 走溝 3a, 3aが形成される。これらボール転走溝 3a, 3aは互いに平行に伸びている。
[0035] 移動ブロック 4は、軌道レール 3の上面に対向する中央部 11と、中央部 11の左右 両側から下方に延びて軌道レール 3の左右側面に対向する側壁部 12とを備える。ま たこの移動ブロック 4は、移動ブロック 4の移動方向の両端に一対の側蓋 13, 13を有 する。移動ブロック 4の側壁部 12には、軌道レール 3のボール転走溝 3a， 3aに対向 する 2条の負荷ボール転走溝 4a， 4aが形成される。負荷ボール転走溝 4a, 4aは、左 右側壁部 12, 12の上下に 2条ずつ合計 4条設けられ、これら負荷ボール転走溝 4a， 4aは互いに平行に伸びる。
[0036] 移動ブロック 4の側壁部 12には、上下 2条の負荷ボール転走溝 4aから所定間隔を 隔てて平行に設けられる上下 2条のボール戻し通路 14， 14と、負荷ボール転走溝 4 aの端とボール戻し通路 14の端を接続してボール 5…を循環させる U字状の方向転 換路が設けられる。これら負荷ボール転走溝 4a、一対の方向転換路、及びボール戻 し通路 14によってサーキット状のボール循環路が構成される。
[0037] 複数のボール 5…はボール循環路内に、配列'収容される。ボール 5…はボールリ テーナを介して一連につなげられることもある。
[0038] 側蓋 13は、移動ブロック 4に断面形状を合せている。この側蓋 13には方向転換路 の外周側が形成される。側蓋 13には、ブロック本体の負荷ボール転走溝に潤滑剤を 供給するための潤滑剤供給通路が設けられている。
[0039] 軌道レール 3に対して移動ブロック 4が移動すると、ボール 5…が軌道レール 3のボ 一ル転走溝 3aと移動ブロック 4の負荷ボール転走溝 4aとの間を荷重を受けながら転 力^運動する。移動ブロック 4の負荷ボール転走溝 4aの一端まで移動したボール 5· · · は、一方の方向転換路、ボール戻し通路 14、及び反対側の方向転換路を経由した 後、再び負荷域の負荷ボール転走溝 4aに入る。このようにボール 5…が無負荷域か ら負荷域に移行する際にも、僅かな振動が発生するが、本実施形態の制振パッド 6 はこの僅かな振動を減衰させるのにも効果がある。
[0040] 図 6は、制振パッド 21の他の例の断面図を示す。この例の制振パッド 21も、複数枚 の薄い金属層 22と、金属層 22とはヤング率の異なる複数枚の減衰層 23とを交互に 積み重ねて構成される。この実施形態の制振パッド 21では、金属層 22はプレス加工 等により波形に形成される。波形の金属層 22には、波形にゴムの層からなる減衰層 2 3が印刷される。そして制振パッド 21は、金属層 22に減衰層 23を印刷した一枚のュ ニット Uを複数枚積層させて構成されている。減衰層 23が印刷されるユニット U同士 は接着されていなレ、。金属層 22の厚みは 20 z m 40 x mに設定され、減衰層 23 の厚みは 10 x mに設定され、そして制振パッド全体の厚みは、 1mm以下、 この実施形態では 0. 5mm程度に設定される。
[0041] この例の制振パッド 21の特徴は、金属層 22と減衰層 23との界面 24力 さらに谷部 と山部を交互に有する波形に形成されることにある。界面 24を波形にすることにより、 一定の体積中の界面 24の面積が増える。振動エネルギを熱エネルギに変換する界 面の面積が増えるので、より大きな減衰力を働かせることができる。
[0042] なお本発明の制振材料は上記実施形態に限られることなぐその要旨を変更しな い範囲で種々変更可能である。例えば本発明の制振材料は、案内システムにおける テーブルと運動案内装置との間に配置されるのに限られることなぐ振動を減衰させ る機械の様々な部分に配置されてよい。また、本発明の制振材料は、直動ガイドのよ うな運動案内装置に組み込むのに限られることなぐボールスプライン、ボールねじ 等の運動案内装置に組み込むことが可能である。
ここで述べられた発明の実施例の各種の変形例は、発明を実施するのに使用されて もよレ、ことが理解されるべきである。このように、請求の範囲は、発明の範囲を定める ものであり、当該請求の範囲に含まれる構成及びその均等物は、請求の範囲により 含まれることが意図される。
2003年 5月 30日に出願された日本特許出願第 2003—155351号の明細書、特 許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全ての開示及び 2004年 5月 19日に出願 された日本特許出願第 2004 - 148908号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び 要約書を含む全ての開示は、ここで、そのまま参照により組み入れられる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数枚の薄い金属層と、前記金属層とはヤング率の異なる複数枚の薄い減衰層と を、前記金属層と前記減衰層が交互に配置されるように積み重ね、全体の厚みを 1 mm以下にすることを特徴とする制振材料。
[2] 前記制振材料は、全体の厚みが 0. 5mm以下であることを特徴とする請求項 1に記 載の制振材料。
[3] 前記金属層の厚みが 20 /i m— 40 /i mであり、前記減衰層の厚みが 5 /i m— 10 μ mであることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の制振材料。
[4] 前記減衰層は、ゴム又は樹脂の層からなると共に前記金属層に印刷されていること を特徴とする請求項 1に記載の制振材料。
[5] 前記金属層と前記減衰層との界面が、谷部と山部を交互に有する波形に形成され ることを特徴とする請求項 1ないし 4いずれかに記載の制振材料。
[6] 軌道レールと、軌道レールに沿ってスライド可能な移動ブロックとを備える運動案内 装置において、
前記移動ブロックに、複数枚の薄い金属層と、前記金属層とはヤング率の異なる複 数枚の薄い減衰層とを、前記金属層と前記減衰層が交互に配置されるように積み重 ね、全体の厚み力 Slmm以下の制振材料を取り付けたことを特徴とする運動案内装 置。
[7] ベースとテーブルとの間に運動案内装置を介在させ、ベースに対してテーブルが 相対的に運動するのを案内する案内システムにおいて、
前記運動案内装置は、ベースに取り付けられる軌道レールと、軌道レールに沿って スライド可能で且つ前記テーブルに取り付けられる移動ブロックとを有し、
前記テーブルと前記移動ブロックとの間に、
複数枚の薄い金属層と、前記金属層とはヤング率の異なる複数枚の薄い減衰層と を、金属層と減衰層が交互に配置されるように積み重ね、全体の厚みが lmm以下の 制振材料を設けることを特徴とする案内システム。
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