DE112006003094B4

DE112006003094B4 - Bewegungsführungsvorrichtung, Relativbewegungssystem und Verstellungsauffangmechanismus

Info

Publication number: DE112006003094B4
Application number: DE112006003094.9T
Authority: DE
Inventors: Hidekazu Michioka; Hiroaki Mochizuki
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2022-06-30
Anticipated expiration: 2026-11-08
Also published as: WO2007055208A1; CN101305191A; US20090154850A1; JPWO2007055208A1; JP4847965B2; CN101305191B; US8251587B2; DE112006003094T5

Abstract

Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) zum Führen einer geradlinigen oder krummlinigen Bewegung eines Bewegungskörpers (11) relativ zu einer Basis (12), wobei vorgesehen sind:
eine Laufringschiene (15), die eine untere Oberfläche (30a) aufweist, Seitenoberflächen (30b), und eine obere Oberfläche (30c), die untere Oberfläche (30a) ist entweder auf der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11) angebracht;
ein Bewegungsblock (16), der einen Zentrumsabschnitt (16a) aufweist, welcher der oberen Oberfläche (30c) der Laufringschiene (15) zugewandt ist, und Seitenwandabschnitte (16b), welche den Seitenoberflächen (30b) der Laufringschiene (15) zugewandt sind, und welche geradlinig oder krummlinig in Bezug auf die Laufringschiene (15) bewegbar sind; und
ein Verstellungsauffangmechanismus (17, 38), der auf einer Seitenoberfläche (23) der Seitenwandabschnitte (16b) des Bewegungsblocks (16) vorgesehen ist, wobei der Verstellungsauffangmechanismus (17, 38) ein Montageteil (26, 34) aufweist, das entweder an der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11) angebracht ist, und einen Verstellungsauffangabschnitt (31, 37), der an dem Montageteil (26, 34) befestigt ist, und bei welchem eine Scherverformung auftritt, wenn das Montageteil (26, 34) in einer Richtung verstellt wird, welche eine obere Oberfläche (24) des Zentrumsabschnitts (16a) des Bewegungsblockes (16) kreuzt, bei welcher das Montageteil (34) auf zwei Teile aufgeteilt ist, entsprechend den Seitenwandabschnitten in Horizontalrichtung bei einem Paar des Bewegungsblocks (16).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungsführungsvorrichtung zum Führen einer geradlinigen oder krummlinigen Bewegung eines sich bewegenden Körpers relativ zu einer Basis, ein Relativbewegungssystem, das mit einer derartigen Bewegungsführungsvorrichtung versehen ist, und einen Verstellungsauffangmechanismus, der in der Bewegungsführungsvorrichtung vorgesehen ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Eine Bewegungsführungsvorrichtung ist ein mechanisches Element zum Führen einer geradlinigen Bewegung oder einer krummlinigen Bewegung eines sich bewegenden Körpers relativ zu einer Basis, und ist in verschiedene Maschinen eingebaut, beispielsweise Werkzeugmaschinen, Halbleiter/Flüssigkristall-Herstellungseinrichtungen, Automobile und Roboter.
16 zeigt ein Beispiel einer derartigen Bewegungsführungsvorrichtung, die als Einachsenvorrichtung eingesetzt wird. Die Bewegungsführungsvorrichtung weist eine längliche Laufringschiene 1 und einen Bewegungsblock 2 auf, der so darauf angebracht ist, dass er sich geradlinig und krummlinig bewegen kann. Hierbei ist die Laufringschiene 1 auf einer Basis 3 angebracht, und ist der Bewegungsblock 2 ein Bewegungskörper 4 wie beispielsweise ein Tisch. Zwischen der Laufringschiene 1 und dem Bewegungsblock 2 befinden sich mehrere Abwälzelemente, die abwälzbar angeordnet sind, und der Bewegungsblock 2 gleitet glatt entlang der Laufringschiene 1.
Bei einigen Maschinen, in welche Bewegungsführungsvorrichtungen eingebaut sind, kann der Bewegungskörper 4 geringfügig in Vertikalrichtung oder Horizontalrichtung relativ zur Basis 3 in 16 verstellt sein. Bei einer Maschine, die bei ungünstigen Einflussbedingungen eingesetzt wird, bei welchen starke Temperaturänderungen auftreten, kann dann, falls Bauelemente wie die Basis 3 und der Bewegungskörper 4 unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der Bewegungskörper 4 relativ zur Basis 3 verstellt werden. Andererseits ruft, falls die Basis 3 aus Aluminium besteht, und die Laufringschiene 1 aus Stahl, ein Unterschied zwischen ihren Wärmeausdehnungskoeffizienten eine Bimetalleinwirkung hervor, wodurch die Krümmung der Laufringschiene 1 geändert wird.
Wenn der Bewegungskörper 4 in Vertikalrichtung oder Horizontalrichtung relativ zur Basis 3 in einem Zustand verstellt wird, bei welchem die Bewegungsführungsvorrichtung zwischen dem Bewegungskörper 4 und der Basis 3 festgehalten wird, wirkt eine Verstellung des Bewegungskörpers 4 direkt als Belastung auf das Innere des Bewegungsblocks ein. Da Abwälzelemente wie beispielsweise Kugeln zwischen den Bewegungskörper 4 und der Laufringschiene 2 angeordnet sind, wird dann, wenn die Verstellung des Bewegungskörpers 4 gering ist, eine derartige Verstellung durch Verformung der Abwälzelemente ausgeglichen. Wenn allerdings die Verstellung des Bewegungskörpers 4 groß ist, werden die Abwälzelemente wesentlich verformt, und führt eine derartige Verformung manchmal zu Problemen in Bezug auf eine kurze Lebensdauer der Abwälzelemente, und zu Schwierigkeiten in Bezug auf das glatte Abwälzen der Abwälzelemente. Wenn eine derartige Verstellung des Bewegungskörpers 4 vorhersehbar ist, wird daher eine Bewegungsführungsvorrichtung mit großen Abmessungen vorzugsweise ausgewählt, und werden Rollen, die eine erhebliche Last tragen können, als die Abwälzelemente eingesetzt.
Die Anmelderin hat Montageplatten für ein Bewegungsteil vorgeschlagen, welche eine Verstellung in Vertikalrichtung oder Horizontalrichtung des Bewegungskörpers 4 relativ zur Basis 3 abfangen können (vgl. JP H07-190053 A ). Wie in 17 gezeigt, sind auf der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks eine Radialrichtungsplatte 5 und eine Horizontalrichtungsplatte 6 aufeinander gestapelt als die Montageplatten für das Bewegungsteil vorgesehen. Diese Montageplatten 5 und 6 für das Bewegungsteil weisen jeweils einen dünnen Abschnitt 5a bzw. 6a auf, die elastisch verformt werden, um eine Verstellung des Bewegungskörper 4 in Vertikalrichtung oder Horizontalrichtung relativ zur Basis 3 abzufangen.
DE 693 11 753 T2 offenbart einen XY-Antriebsapparat mit X-Tisch und Y-Tisch, die fast den gleichen Aufbau haben. Darüber hinaus ist auch offenbart, dass sich beim Anlegen einer elektrischen Netzspannung an den Motor des X-Tisches der Motor dreht und das Drehmoment auf die Außengewindeschraube der Kugelumlaufspindel übertragen wird. Infolge der Drehung der Außengewindeschraube bewegt sich der an der Mutter montierte Bewegungstisch linear in X-Richtung entlang der Führungsschienen. Dementsprechend bewegt sich der auf dem Bewegungstisch montierte Y-Tisch auch in X-Richtung. Um eine Neigungsbewegung und eine Gierbewegung etc. zu eliminieren, beschreibt DE 693 11 753 T2 , dass ein Zwischenglied in Form des beweglichen Tisches auf der Bodenfläche eines angetriebenen Gegenstandes angebracht ist. Das Zwischenglied ist aus einem Grundabschnitt zusammengesetzt, der in einem Bewegungsabschnitt ausgebildet ist, der im schwimmenden Einsetzzustand positioniert ist.
DE 100 35 364 A1 beschreibt ein fixiertes Element und ein bewegliches Element, das relativ zu den Innenwandflächen des fixierten Elements durch ein Paar von Führungen gleitet. Es ist auch offenbart, dass das bewegliche Element gleitet, wenn ein Magnetfeld der Spulen erzeugt wird. Weiterhin beschreibt DE 100 35 364 A1 , dass die Führungen so konstruiert sind, um eine Last aufzunehmen, die nicht nur in der senkrechten Richtung auftritt, sondern ebenso in horizontaler Richtung. Die bewegbaren Blöcke umfassen einen Körperabschnitt mit Rollnuten und Endplatten auf beiden Seiten des Körperabschnitts, wobei der Körperabschnitt und die Endplatten zusammen mittels Befestigungsbolzen befestigt sind. Darüber hinaus sind auch elastische Träger an dem fixierten Element befestigt und ein Distanzstück ist zwischen den elastischen Trägern und dem bewegbaren Block angeordnet, so dass der elastische Träger weiter ausgelenkt wird. Ferner ist offenbart, dass das Auslenken des elastischen Trägers in die senkrechte Richtung es den bewegbaren Blöcken ermöglicht, in der senkrechten Richtung bewegt zu werden und den Einbaufehler oder die thermische Expansions- oder Kontraktionsdifferenz oder die Deformation der linearen Relativbewegungsvorrichtung aufzunehmen, die durch die Last verursacht wird.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Sicherlich können die voranstehend geschilderten Montageplatten für das Bewegungsteil eine geringfügige Verstellung des Bewegungskörpers 4 infolge von Montagetoleranzen der Laufringschiene 1 oder dergleichen abfangen. Allerdings ist die Flexibilität der dünnen Abschnitte 5a und 6a begrenzt, und sind die voranstehend geschilderten Montageplatten für das Bewegungsteil nicht zum Abfangen einer erheblichen Verstellung des Bewegungskörpers 4 in einer Maschine geeignet, die bei schwierigen Bedingungen eingesetzt wird, wenn starke Temperaturänderungen auftreten.
Darüber hinaus erfordern einige Maschinen Bewegungsführungsvorrichtungen, die in sie eingebaut sind, und die eine geringere Steifigkeit in Vertikalrichtung und eine höhere Steifigkeit in Horizontalrichtung aufweisen. Anders ausgedrückt, muss der Bewegungskörper 4 manchmal leicht in Vertikalrichtung und weniger leicht in Horizontalrichtung relativ zur Basis 3 verstellbar ausgebildet sein. Allerdings lässt sich diese Anforderung schwierig erfüllen, da der Bewegungskörper 4 normalerweise mit der oberen Oberflächenseite des Bewegungsblocks 2 verbunden ist, und die obere Oberflächenseite des Bewegungsblocks 2 eine hohe Steifigkeit aufweist.
Hierbei weist die vorliegende Erfindung den Vorteil auf, eine Bewegungsführungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, ein Relativbewegungssystem, und einen Verstellungsauffangmechanismus, mit geringer Steifigkeit in Vertikalrichtung und hoher Steifigkeit in Horizontalrichtung.
MASSNAHMEN ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend geschildert.
Um die voranstehend angegebenen Probleme zu lösen, stellt die Erfindung gemäß Patentanspruch 1 eine Bewegungsführungsvorrichtung zum Führen einer geradlinigen oder krummlinigen Bewegung eines Bewegungskörpers relativ zu einer Basis dar, wobei vorgesehen sind: eine Laufringschiene, die eine untere Oberfläche aufweist, Seitenoberflächen, und eine obere Oberfläche, die untere Oberfläche ist entweder auf der Basis oder dem Bewegungskörper angebracht; ein Bewegungsblock, der einen Zentrumsabschnitt aufweist, welcher der oberen Oberfläche der Laufringschiene zugewandt ist, und Seitenwandabschnitte, welche den Seitenoberflächen der Laufringschiene zugewandt sind, und geradlinig oder krummlinig bewegbar relativ zur Laufringschiene angebracht sind; und ein Verstellungsauffangmechanismus, der auf einer Seitenoberfläche der Seitenwandabschnitte des Bewegungsblocks vorgesehen ist, wobei der Verstellungsauffangmechanismus an einer Seitenoberfläche des Bewegungsblocks vorgesehen ist, wobei der Verstellungsauffangmechanismus ein Montageteil aufweist, das am gegenüberliegenden Teil angebracht ist, also gegenüberliegend der Basis oder dem Bewegungskörper, und einen Verstellungsauffangabschnitt, der an dem Montageteil befestigt ist, und bei welchem eine Scherverformung auftritt, wenn das Montageteil in einer Richtung verstellt wird, welche eine obere Oberfläche des Zentrumsabschnitts des Bewegungsblocks kreuzt, bei welcher das Montageteil auf zwei Teile aufgeteilt ist, entsprechend den Seitenwandabschnitten in Horizontalrichtung bei einem Paar des Bewegungsblocks.
Die Erfindung gemäß Patentanspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegungsführungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 ein Raum über zumindest einem Teil der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks so vorgesehen ist, dass das entgegengesetzte Teil, also die Basis bzw. der Montagekörper, angebracht auf dem Montageteil, zur oberen Oberfläche des Bewegungsblocks hin verstellt werden kann.
Die Erfindung gemäß Patentanspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegungsführungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 oder 2 der Verstellungsauffangmechanismus so ausgebildet ist, dass eine Metallplatte und eine Gummischicht übereinander gestapelt vorgesehen sind.
Die Erfindung gemäß Patentanspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegungsführungsvorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3 der Verstellungsauffangmechanismus eine Gummischicht aufweist, die durch Vulkanisieren an der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks befestigt ist.
Die Erfindung gemäß Patentanspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegungsführungsvorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4 das Montageteil einen Montageteil-Seitenwandabschnitt aufweist, welcher der seitlichen Oberfläche des Bewegungsblocks zugewandt ist, und einen Montageteil-Oberwandabschnitt, welcher der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks zugewandt ist, wobei der Montageteil-Oberwandabschnitt des Montageteils mit einem Montageloch versehen ist, um das Montageteil auf dem gegenüberliegenden Teil anzubringen, also der Basis oder dem Bewegungskörper.
Die Erfindung gemäß Patentanspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegungsführungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 5 der Verstellungsauffangmechanismus eine Gummischicht aufweist, die zwischen der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks und dem Montageteil-Seitenwandabschnitt angeordnet ist, und sich die Gummischicht auch in den Raum zwischen der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks und dem Montageteil-Oberwandabschnitt erstreckt.
Die Erfindung gemäß Patentanspruch 7 ist ein Relativbewegungssystem, das eine Basis und einen Bewegungskörper aufweist, der sich geradlinig oder krummlinig relativ zur Basis bewegen kann, wobei vorgesehen sind: der Bewegungskörper, der eine Wandoberfläche aufweist; eine Basis, die eine Wandoberfläche aufweist, welche der Wandoberfläche des Bewegungskörpers zugewandt ist; eine Bewegungsführungsvorrichtung, die zwischen der Wandoberfläche des Bewegungskörpers und der Wandoberfläche der Basis vorgesehen ist, zum Führen der geradlinigen oder krummlinigen Bewegung des Bewegungskörpers relativ zur Basis, und eine Antriebsquelle für die geradlinige oder krummlinige Bewegung des Bewegungskörpers relativ zur Basis, wobei die Bewegungsführungsvorrichtung eine Laufringschiene aufweist, die eine untere Oberfläche, Seitenoberflächen und eine obere Oberfläche aufweist, die untere Oberfläche ist entweder an der Basis oder dem Bewegungskörper angebracht; einen Bewegungsblock, der einen Zentrumsabschnitt aufweist, welcher der oberen Oberfläche der Laufringschiene zugewandt ist, und Seitenabschnitte, welche den Seitenoberflächen der Laufringschiene zugewandt sind, und geradlinig bewegbar relativ zur Laufringschiene angebracht sind; und einen Verstellungsauffangmechanismus, der auf einer Seitenoberfläche der Seitenwandabschnitte des Bewegungsblocks vorgesehen ist, wobei der Verstellungsauffangmechanismus ein Montageteil aufweist, das an dem entgegengesetzten Teil angebracht ist, also an der Basis oder dem Bewegungskörper, und einen Verstellungsauffangabschnitt, der an dem Montageteil befestigt ist, und bei welchem eine Scherverformung auftritt, wenn das Montageteil in einer Richtung verstellt wird, welche eine obere Oberfläche des Zentrumsabschnitts des Bewegungsblockes kreuzt, bei welchem das Montageteil auf zwei Teile aufgeteilt ist, entsprechend den Seitenwandabschnitten in Horizontalrichtung bei einem Paar des Bewegungsblocks.
Die Erfindung gemäß Patentanspruch 8 stellt einen Verstellungsauffangmechanismus dar, der in einer Bewegungsführungsvorrichtung vorgesehen ist, welche aufweist: eine Laufringschiene, die eine untere Oberfläche aufweist, Seitenoberflächen, und eine obere Oberfläche, die untere Oberfläche ist entweder auf der Basis oder dem Bewegungskörper angebracht; und einen Bewegungsblock, der einen Zentrumsabschnitt aufweist, welcher der oberen Oberfläche der Laufringschiene zugewandt ist, und Seitenwandabschnitte, welche den Seitenoberflächen der Laufringschiene zugewandt sind, wobei der Bewegungsblock so auf der Laufringschiene angebracht ist, dass er sich geradlinig oder krummlinig in Bezug auf die Laufringschiene bewegen kann, der Verstellungsauffangmechanismus an einer Seitenoberfläche der Seitenwandabschnitte des Bewegungsblocks vorgesehen ist, und ein Montageteil aufweist, der auf einem gegenüberliegenden Teil, nämlich entweder der Basis oder dem Bewegungskörper angeordnet ist, in welchem ein Montageloch vorgesehen ist, und einen Verstellungsauffangabschnitt, der an dem Montageteil befestigt ist, und bei welchem eine Scherverformung auftritt, wenn das Montageteil in einer Richtung verstellt wird, welche eine obere Oberfläche des Zentrumsabschnitts des Bewegungsblockes kreuzt, bei welchem das Montageteil auf zwei Teile aufgeteilt ist, entsprechend den Seitenwandabschnitten in Horizontalrichtung bei einem Paar des Bewegungsblocks.
AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 tritt dann, wenn der Bewegungsblock in jener Richtung verstellt wird, welche die obere Oberfläche des Bewegungsblocks kreuzt, relativ zur Basis, bei dem Verstellungsauffangmechanismus, der auf der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks vorgesehen ist, eine Scherverformung auf, um die Verstellung auszugleichen. Daher wird bei der Bewegungsführungsvorrichtung eine geringere Steifigkeit in Vertikalrichtung erhalten. Da der Verstellungsauffangabschnitt, bei welchem eine Scherverformung auftritt, an der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks angeordnet ist, wird darüber hinaus eine Querschnittsfläche des Verstellungsauffangabschnitts größer ausgebildet, so dass die Bewegungsführungsvorrichtung eine höhere Steifigkeit in Horizontalrichtung aufweist.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 wird ermöglicht, die Steifigkeit in Vertikalrichtung der Bewegungsführungsvorrichtung weiter zu verringern.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 3 wird ermöglicht, die Steifigkeit in Vertikalrichtung des Verstellungsauffangmechanismus zu verringern, und die Steifigkeit in Horizontalrichtung zu erhöhen.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 4 ist es infolge der Tatsache, dass die Gummischicht durch Vulkanisieren an der Seitenoberfläche vereinigt mit dem Bewegungsblock befestigt ist, nicht erforderlich, die Metallbasisplatte an der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks zu befestigen. Daher wird ermöglicht, die Breite in Horizontalrichtung der Bewegungsführungsvorrichtung zu verringern.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 5 wird infolge der Tatsache, dass der Montageteil-Oberwandabschnitt, in welchem das Montageloch vorgesehen ist, in der Seite an der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks angeordnet ist, ermöglicht, die Breite in Horizontalrichtung der Bewegungsführungsvorrichtung zu verringern.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 6 kann die Steifigkeit in Vertikalrichtung der Bewegungsführungsvorrichtung kleiner gewählt werden als die Steifigkeit in Horizontalrichtung, und sind diese Steifigkeiten frei einstellbar.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 7 kann das Gummi durch Vulkanisieren an der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks befestigt werden.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 8 tritt dann, wenn der Bewegungskörper in jener Richtung verstellt wird, welche die obere Oberfläche des Bewegungsblocks relativ zur Basis kreuzt, bei dem Verstellungsauffangmechanismus, der auf der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks vorgesehen ist, eine Scherverformung auf, so dass die Verstellung ausgeglichen wird. Daher ist bei dem Relativbewegungssystem eine geringere Steifigkeit in Vertikalrichtung vorhanden. Da der Verstellungsauffangabschnitt, bei welchem eine Scherverformung auftritt, an der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks angeordnet ist, wird darüber hinaus die Querschnittsfläche des Verstellungsauffangabschnitts größer, so dass das Relativbewegungssystem eine höhere Steifigkeit in Horizontalrichtung aufweist.
Bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 9 tritt dann, wenn der Bewegungskörper in jener Richtung verstellt wird, welche die obere Oberfläche des Bewegungsblocks relativ zur Basis kreuzt, bei dem Verstellungsauffangmechanismus auf der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks eine Scherverformung auf, um die Verstellung auszugleichen. Da der Verstellungsauffangmechanismus in der Bewegungsführungsvorrichtung vorgesehen ist, ist bei der Bewegungsführungsvorrichtung eine geringere Steifigkeit in Vertikalrichtung vorhanden. Da der Verstellungsauffangabschnitt, bei welchem eine Scherverformung auftritt, an der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks angeordnet ist, wird darüber hinaus die Querschnittsfläche des Verstellungsauffangabschnitts größer ausgebildet, so dass bei der Bewegungsführungsvorrichtung eine höhere Steifigkeit in Horizontalrichtung vorhanden ist.
Figurenliste

1 ist eine Aufsicht auf ein Relativbewegungssystem, das mit einer Bewegungsführungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II von 1;
3 ist eine Seitenansicht der Bewegungsführungsvorrichtung;
4 ist eine Perspektivansicht der Bewegungsführungsvorrichtung;
5 ist eine Ansicht von vorn der Bewegungsführungsvorrichtung, auf welcher Verstellungsauffangmechanismen angebracht sind;
6 ist eine Perspektivansicht des Verstellungsauffangmechanismus;
7(A) und 7(B) sind Ansichten, welche eine Verformung des Verstellungsauffangmechanismus zeigen, wobei 7(A) den Verstellungsauffangmechanismus vor der Verformung zeigt, und 7(B) den Verstellungsauffangmechanismus nach der Verformung zeigt;
8 ist eine Aufsicht auf die Bewegungsführungsvorrichtung, auf welcher der Verstellungsauffangmechanismus angebracht ist;
9 ist eine Ansicht von vorn der Bewegungsführungsvorrichtung, auf welcher der Verstellungsauffangmechanismus angebracht ist;
10 ist eine Perspektivansicht einer Bewegungsführungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine Ansicht von vorn der Bewegungsführungsvorrichtung von 10;
12 ist eine Aufsicht auf die Bewegungsführungsvorrichtung von 10;
13 ist eine Seitenansicht der Bewegungsführungsvorrichtung von 10;
14 ist eine Ansicht, welche ein Vulkanisierungsbefestigungsverfahren zeigt;
15 ist eine Perspektivansicht, die ein weiteres Beispiel für das Montageteil zeigt;
16 ist eine Ansicht, welche ein herkömmliches Beispiel für eine Bewegungsführungsvorrichtung zeigt, welche als eine Einachsenvorrichtung eingesetzt wird; und
17 ist eine Perspektivansicht, die einen herkömmlichen Verstellungsauffangmechanismus zeigt.

Bezugszeichenliste

1: Laufringschiene
2: Bewegungsblock
3: Basis
4: Bewegungskörper
5: Radialrichtungsplatte (Montageplatte)
5a: Dünner Abschnitt
6: Horizontalrichtungsplatte (Montageplatte)
6a: Dünner Abschnitt
7: Abwälzelement
11: Bewegungskörper
11a: Außenwandoberfläche (Wandoberfläche)
12: Basis
12a: Innenwandoberfläche (Wandoberfläche)
13, 14: Bewegungsführungsvorrichtung
15: Laufringschiene
15a: Kugelwälznuten
15b: Montageloch
16: Bewegungsblock
16a: Zentrumsabschnitt
16b: Seitenwandabschnitt
16c: Belastungskugel-Abwälzrillen
17, 38: Verstellungsauffangmechanismus
18: Kugel (Abwälzelement)
19: Gewindegänge
20: Bewegungsblock-Hauptkörper
21: Endplatten
22: Kugelrücklaufweg
23: Seitenoberfläche des Bewegungsblocks
24: Obere Oberfläche des Bewegungsblocks
25: Basisplatte
25a: Montagelöcher
26, 34: Montageteil
26a: Montageloch
34a: Montageteil-Seitenwandabschnitt
34b: Montageteil-Oberwandabschnitt
27, 35: Gummischicht
28: Zwischenplatte (Metallplatte)
29: Stütze
30a: Untere Oberfläche der Laufringschiene
30b: Seitenoberfläche der Laufringschiene
30c: Obere Oberfläche der Laufringschiene
31, 37: Verstellungsauffangabschnitt
33: Anschlag
36: Metallplatte
39: Montageloch
40: Einlass
41, 42: Formen
42a: Ende

BESTE ARTEN UND WEISEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nunmehr nachstehend eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 1 und 2 zeigen ein Relativbewegungssystem, das mit einer Bewegungsführungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist. 1 ist eine Aufsicht auf das Relativbewegungssystem, und 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II von 1. Ein länglicher Bewegungskörper 11 ist durch eine rahmenförmige Basis 12 abgedeckt. Der Bewegungskörper 11 in der Basis 12 bewegt sich geradlinig entlang der Basis 12. Eine geradlinige Bewegung des Bewegungskörpers 11 relativ zur Basis 12 wird durch Bewegungsführungsvorrichtungen 13 und 14 geführt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 5 dargestellt, Vertikal- und Horizontalrichtung festgelegt auf Grundlage des Relativbewegungssystems, das so angeordnet ist, dass die untere Oberfläche 30a der Laufringschiene 15 unten und die obere Oberfläche 30c oben ist. Selbstverständlich kann das Relativbewegungssystem so ausgebildet sein, dass die Seitenoberfläche 30b der Laufringschiene 15 im Gebrauch zur Oberseite oder Unterseite weist. Weiterhin werden bei einer derartigen Ausbildung die Vertikal- und Horizontalrichtung unter der Annahme festgelegt, dass das Relativbewegungssystem so angeordnet ist, dass die untere Oberfläche 30a der Laufringschiene 15 nach unten weist.
Der Bewegungskörper 11 ist flach und weist einen festen Querschnitt auf. Dieser Bewegungskörper 11 weist ein Paar von Außenwandoberflächen 11a parallel zueinander auf. Die rahmenförmige Basis 12, welche den Bewegungskörper 11 umgibt, weist ein Paar von Innenwandoberflächen 12a parallel zueinander auf, zugewandt den paarweise vorgesehenen Außenwandoberflächen 11a des Bewegungskörpers 11. Zwischen den Außenwandoberflächen 11a des Bewegungskörpers 11 und den jeweiligen Innenwandoberflächen 12a der Basis 12 ist ein Paar von Bewegungsführungsvorrichtungen 13 und 14 vorgesehen, zum Führen einer geradlinigen Bewegung des Bewegungskörpers 11 relativ zur Basis 12. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Laufringschienen 15 der Bewegungsführungsvorrichtungen 13 und 14 auf dem Bewegungskörper 11 angebracht, und sind Bewegungsblöcke 16 auf der festen Basis 12 angebracht. Weiterhin sind zwei Bewegungsblöcke 16 auf einer Laufringschiene 15 angebracht (siehe 2). Der Bewegungskörper 11 wird geradlinig durch eine Antriebsquelle (nicht dargestellt) angetrieben, beispielsweise durch einen Kugelumlaufspindelmechanismus, einen Linearmotor und einen Bandförderer.
Wenn der Bewegungskörper 11 einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von jenem der Basis 12 unterscheidet, werden die Außenwandoberflächen 11a des Bewegungskörpers 11 in Bezug auf die jeweiligen Innenwandoberflächen 12a der Basis 12 verstellt, in Vertikalrichtung in 1. Wenn die Bewegungsführungsvorrichtung 13 zwischen der Außenwandoberfläche 11a des Bewegungskörpers 11 und der Innenwandoberfläche 12a der Basis 12 festgelegt ist, kann die Bewegungsführungsvorrichtung 13 nicht ausweichen, und wirkt eine Verstellung des Bewegungskörpers als Belastung auf das Innere der Bewegungsblöcke 16 ein. Demzufolge sind bei der vorliegenden Ausführungsform bei den Bewegungsführungsvorrichtungen 13 und 14 die Bewegungsblöcke 16 einer Bewegungsführungsvorrichtung 13 an ihren seitlichen Oberflächen mit Verstellungsauffangmechanismen 17 versehen, zum Auffangen einer Verstellung in Vertikalrichtung des Bewegungskörpers 11. Diese Verstellungsauffangmechanismen 17 werden dazu eingesetzt, dass die eine Bewegungsführungsvorrichtung 13 ausreichend Raum hat, um sich in Vertikalrichtung in Reaktion auf die Verstellung in Vertikalrichtung des Bewegungskörpers 11 zu bewegen. Die andere Bewegungsführungsvorrichtung 14 wird nicht in Vertikalrichtung bewegt.
Die 3 und 4 zeigen eine Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14), die in ein Relativbewegungssystem eingebaut ist. 3 ist eine Seitenansicht der Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14), und 4 ist eine entsprechende Perspektivansicht. Auf der Laufringschiene 15 ist gleitbeweglich ein sattelförmiger Bewegungsblock 16 angebracht. Zwischen der Laufringschiene 15 und dem Bewegungsblock 16 sind mehrere Abwälzelemente 18 wie Kugeln oder Abwälzelemente so vorgesehen, dass sie sich abwälzen können.
Die Laufringschiene 15 erstreckt sich geradlinig. Die Laufringschiene 15 weist eine untere Oberfläche 30a auf, zwei Seitenoberflächen 30b, und eine obere Oberfläche 30c, und ist so ausgebildet, dass sie einen im Wesentlichen vierseitigen Querschnitt aufweist. In der Laufringschiene 15 ist ein Montageloch 15b vorgesehen, zum Anbringen der Laufringschiene 15 auf den Bewegungskörper. Auf den oberen Teilen der Seitenoberflächen 30b der Laufringschiene 15 sind erhöhte Gewindegänge 19 vorgesehen. An der oberen und unteren Seite jedes der erhöhten Gewindegänge 19 sind zwei Kugelabwälznuten 15a als Abwälzelement-Abwälzteile vorgesehen, die sich entlang der Laufringschiene 15 erstrecken. Da zwei erhöhte Gewindegänge 19 an jeder Seite der Laufringschiene 15 vorhanden sind, sind insgesamt vier Kugelabwälznuten 15a vorhanden. Die vier Kugelabwälznuten 15a sind so ausgebildet, dass die Bewegungsführungsvorrichtung die Last gleichmäßig in Vertikalrichtung und Horizontalrichtung in 4 aufnimmt. Bei dieser Ausbildung wird beispielsweise das Verhältnis der Steifigkeit in Vertikalrichtung zur Steifigkeit in Horizontalrichtung der Bewegungsführungsvorrichtung selbst (mit Ausnahme des Verstellungsauffangmechanismus 17) annähernd gleich 1:1 bis 1:3. Hierbei wird die Anzahl an Gewindegängen der Kugelabwälznuten 15a und die Anordnung entsprechend ausgewählt, in Abhängigkeit von der erforderlichen Steifigkeit.
Jeder der Bewegungsblöcke 16 weist einen Zentrumsabschnitt 16a auf, welcher der oberen Oberfläche 30c der Laufringschiene 15 zugewandt ist, und Seitenabschnitte 16b, die sich von den beiden Seiten des Zentrumsabschnitts 16a aus nach unten erstrecken, und den Seitenoberflächen 30b der Laufringschiene 15 zugewandt sind. Dieser Bewegungsblock 16 weist einen aus Stahl bestehenden Bewegungsblock-Hauptkörper 20 und ein Paar von Endplatten 21 auf, die an der jeweiligen Seite in Bewegungsrichtung des Bewegungsblock-Hauptkörpers 20 vorgesehen sind.
Der Bewegungsblock-Hauptkörper 20 weist Belastungskugel-Abwälzrillen 16c als Belastungsabwälzelement-Abwälzteile auf, welche den jeweiligen Kugelabwälznuten 15a der Laufringschiene 15 zugewandt sind. Entsprechend den Kugelabwälznuten 15a der Laufringschiene 15 sind insgesamt vier Belastungskugel-Abwälzrillen 16c vorhanden. In dem Bewegungsblock-Hauptkörper 20 ist ein Kugelrücklaufweg 22 vorgesehen, der sich parallel zu jeder Belastungskugel-Abwälzrille 16c und in einem vorgegebenen Abstand von dieser erstreckt. Endplatten 21, die aus Harz bestehen, und an beiden Enden des Bewegungsblock-Hauptkörpers 20 angebracht sind, weisen U-förmige Richtungsänderungswege auf. Diese Belastungskugel-Abwälzrillen 16c des Bewegungsblocks 16, der Kugelrücklaufweg 22, und die Richtungsänderungswege bilden daher einen Kugelumlaufweg (Abwälzelement-Umlaufweg).
In dem Kugelumlaufweg sind mehrere Kugeln 18 angeordnet. Wenn der Bewegungsblock 16 relativ zur Laufringschiene 15 gleitet, wälzen sich die mehreren Kugeln 18 zwischen der Kugelabwälznuten 15a der Laufringschiene 15 und der Belastungskugel-Abwälzrille 16c des Bewegungsblocks 16 ab. Wenn sich jede Kugel von einem Ende der Belastungskugel-Abwälzrille 16c bis zu deren anderen Ende abgewälzt hat, gelangt die Kugel 18 in einen Richtungsänderungsweg der Endplatte 21, und geht durch den Kugelrücklaufweg 22 hindurch. Nach Durchgang durch den Kugelrücklaufweg 22 gelangt die Kugel in den Richtungsänderungsweg der entgegengesetzten Endplatte 21 und kehrt zu dem einen Ende der Belastungskugel-Abwälzrille 16c zurück. Auf diese Weise werden die Kugeln 18 in dem Kugelumlaufweg im Kreislauf geführt.
5 zeigt eine Bewegungsführungsvorrichtung 13, die mit einem Verstellungsauffangmechanismus 17 versehen ist. Der Verstellungsauffangmechanismus 17 ist als ein Zusatzteil zwischen der seitlichen Oberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 und der Basis 12 vorgesehen. Zwischen der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 und einer Innenwandoberfläche 12a der Basis 12 ist kein Verstellungsauffangmechanismus 17 vorhanden, und ist ein Raum für die Basis 12 vorhanden, damit sie sich relativ zum Bewegungsblock 16 in Vertikalrichtung verstellen kann. Der Verstellungsauffangmechanismus 17 kann einstückig oder vereinigt mit der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 ausgebildet sein.
6 ist eine Perspektivansicht eines Verstellungsauffangmechanismus 17. Der Verstellungsauffangmechanismus 17 wird dadurch ausgebildet, dass Metallschichten und Gummischichten parallel zu den Seitenoberflächen 23 des Bewegungsblocks 16 aufeinander gestapelt werden. Anders ausgedrückt, besteht der Verstellungsauffangmechanismus aus einer Basisplatte 25, die aus Metall besteht, und an dem Bewegungsblock 16 angebracht ist, einem Montageteil 26, das aus Metall besteht, und an der Basis 12 angebracht ist, und einem Verstellungsauffangabschnitt 31, der zwischen der Basisplatte 25 und dem Montageteil 26 angeordnet ist. Der Verstellungsauffangabschnitt 31 kann aus einer Gummischicht bestehen, oder wie bei der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet sein, dass mehrere Metallzwischenplatten 28 und mehrere Gummischichten 27 aufeinander gestapelt sind.
Auf der Basisplatte 25 sind Montagelöcher 25a vorgesehen, zur Anbringung auf dem Schraubenloch in der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblockes 16. Auf der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 ist kein Schraubenloch vorhanden. Auf dem Montageteil 26 ist ein Montageloch 26a vorgesehen, zur Anbringung auf einer Stütze 29 (siehe 5), die durch die Basis 12 abgehängt ist. Die Haftung zwischen der Basisplatte 25 und dem Montageteil 26 und der Gummischicht 27 wird durch Haftung unter Einsatz eines Klebemittels oder durch Haftung mittels Vulkanisierung erzielt, die zum gleichen Zeitpunkt wie bei dem Ausformen von Gummi ausgebildet wird.
Wenn das Montageteil 26 in der Richtung verstellt wird, welche die obere Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 kreuzt, beispielsweise in Vertikalrichtung, wirkt eine Scherbelastung auf den Verstellungsauffangabschnitt 31 ein, und wird der Verstellungsauffangabschnitt 31 durch Scherbeanspruchung verformt. Diese Scherverformung des Verstellungsauffangabschnitts 31 ermöglicht eine Verstellung der Basis 12 in Vertikalrichtung relativ zum Bewegungsblock 16. Anders ausgedrückt, kann eine Verstellung der Basis 12 in Vertikalrichtung relativ zum Bewegungskörper 11 abgefangen werden. Daher kann die Bewegungsführungsvorrichtung eine geringe Steifigkeit in Vertikalrichtung aufweisen. Wenn die Basis 12 in Horizontalrichtung relativ zum Bewegungsblock 16 verstellt wird, wirkt eine Druckbeanspruchung oder Zugbeanspruchung auf den Verstellungsauffangabschnitt 31 ein, und tritt bei dem Verstellungsauffangabschnitt 31 eine Expansion bzw. Kontraktion in Horizontalrichtung auf. Da der Verstellungsauffangabschnitt 31 an jeder Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 vorhanden ist, kann die Querschnittsfläche des Verstellungsauffangabschnitts 31 vergrößert werden, und kann die Bewegungsführungsvorrichtung mit einer hohen Steifigkeit in Horizontalrichtung versehen werden. Wenn die Metallzwischenplatte 28 vorgesehen ist, wird die Steifigkeit in Horizontalrichtung des Verstellungsauffangmechanismus 17 weiter vergrößert.
Wenn der Verstellungsauffangmechanismus 17 vorgesehen ist, wirkt selbst dann, falls der Bewegungsblock 16 in Vertikalrichtung relativ zur Basis 12 verstellt wird, die Belastung infolge einer derartigen Verstellung nicht direkt auf das Innere des Bewegungsblocks 16 ein. Wenn beispielsweise der Verstellungsauffangmechanismus 17 nicht vorhanden ist, und die Basis 12 um 0,5 mm verstellt wird, wirkt die Belastung infolge der Verstellung um 0,5 mm auf das Innere des Bewegungsblocks 16 ein. Wenn andererseits der Verstellungsauffangmechanismus 17 vorgesehen ist, und die Basis 12 um 0,5 mm verstellt wird, nimmt der Verstellungsauffangmechanismus 17 die Verstellung von 0,5 mm auf, und wirkt keine übermäßige Belastung auf das Innere des Bewegungsblocks 16 ein. Daher wird ermöglicht, die Lebensdauer von Abwälzelementen innerhalb des Bewegungsblockes 16 zu verlängern. Da Raum auf der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 vorhanden ist, kann sich die Basis 12 in Vertikalrichtung zur oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 verstellen.
Weiterhin kann infolge der Tatsache, dass der Verstellungsauffangmechanismus 17 aus gestapelten Gummischichten besteht, bei welchen eine Scherverformung auftreten kann, ein Verhältnis der Steifigkeit in Vertikalrichtung zur Steifigkeit in Horizontalrichtung auf weniger als 1 bis 100 eingestellt werden, und gibt es in dieser Hinsicht Anpassungsmöglichkeiten. Der Begriff „Steifigkeit“ soll hierbei als Federkonstante verstanden werden, und wird in Einheiten von N/mm angegeben. Die Steifigkeit in Vertikalrichtung wird zu dem Zweck verringert, um eine Verstellung der Basis 12 in Horizontalrichtung relativ zum Bewegungsblock 16 abzufangen. Andererseits wird die Steifigkeit in Horizontalrichtung erhöht, um beispielsweise eine gegenseitige Störung von Wicklungen und Magneten eines Linearmotors zu verhindern, die geringfügig voneinander beabstandet sind, wenn der Bewegungskörper 11 in Horizontalrichtung verstellt wird. Zwei Bewegungsblöcke 16 sind auf der Laufringschiene 15 so angebracht, dass die Steifigkeit in Horizontalrichtung erhöht wird. Hierbei können die Steifigkeit in Vertikalrichtung und die Steifigkeit in Horizontalrichtung geeignet eingestellt werden, abhängig von der Konstruktion eines Relativbewegungssystems, der Einsatzumgebung, und dergleichen.
Die 7(A) und 7(B) zeigen eine Verformung des Verstellungsauffangmechanismus 17. 7(A) zeigt den Verstellungsauffangmechanismus 17, bevor er verformt wurde, und 7(B) zeigt den Verstellungsauffangmechanismus 17, nachdem er verformt wurde. Wie voranstehend geschildert, ist die Scherfederkonstante des Verstellungsauffangmechanismus 17 (Federkonstante, wenn das Montageteil 26 in Vertikalrichtung relativ zur Basisplatte 25 verstellt wird) extrem kleiner als beispielsweise weniger als das 100-Fache der Druckfederkonstanten (der Federkonstanten, wenn das Montageteil 26 in Horizontalrichtung relativ zur Basisplatte 25 verstellt wird). Daher kann das Montageteil 26 einfach in Vertikalrichtung relativ zur Basisplatte 25 verstellt werden. Wenn die Verstellung des Montageteils 26 relativ zur Basisplatte 25 größer gewählt wird, kann die Anzahl an Gummischichten erhöht werden. Die Zielwerte für die Scherfederkonstante und die Druckfederkonstante können durch Einstellung derartiger Faktoren erhalten werden, welche die Gummihärte, die Dicke, die Fläche, die Anzahl an Schichten und dergleichen umfassen.
Wenn die Scherfederkonstante und die Druckfederkonstante sich nicht wesentlich voneinander unterscheiden, kann der Verstellungsauffangmechanismus anstatt durch stapelförmige Anordnung der Metallplatten und der Gummischichten als Metallstift ausgebildet sein, als ein elastisches Teil, in welchem Schlitze vorgesehen sind, beispielsweise eine Becherfeder, oder als eine Schraubenfeder. Allerdings kann sich der Metallstift verbiegen, und kann das elastische Teil, welches Schlitze aufweist, zu einer Spannungskonzentration bei einem dünnen Abschnitt führen.
Wie in den 8 und 9 gezeigt, ist der Verstellungsauffangmechanismus 17 an jeder der Seitenoberflächen des Bewegungsblocks 16 angebracht. Der Raum über der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 wird dadurch gesteuert, dass der Verstellungsauffangmechanismus 17 an der Basis 12 so angebracht wird, dass eine Beilagscheibe zwischen der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 und der Basis 12 angebracht wird, und dann die Beilagscheibe von dort aus entfernt wird. Die Abmessung des Raums über der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 ist größer eingestellt als das Ausmaß der Verstellung der Basis 12 in Vertikalrichtung relativ zum Bewegungsblock 16.
Die 10 bis 13 zeigen eine Bewegungsführungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10 ist eine Perspektivansicht der Bewegungsführungsvorrichtung, 11 ist eine entsprechende Ansicht von vorn, 12 ist eine entsprechende Aufsicht, und 13 ist eine entsprechende Seitenansicht.
Die Bewegungsführungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform weist ebenfalls eine hohe Steifigkeit in Horizontalrichtung und eine geringe Steifigkeit in Vertikalrichtung auf, wie bei der ersten Ausführungsform. Allerdings unterscheidet sich die Bewegungsführungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform von jener der ersten Ausführungsform in der Hinsicht, dass bei der Bewegungsführungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform die Breite in Horizontalrichtung der Bewegungsführungsvorrichtung so ausgelegt ist, dass sie verringert ist, und die Steifigkeit in Vertikalrichtung so ausgewählt ist, dass sie höher ist, und näher an der Steifigkeit in Horizontalrichtung liegt.
Die Bewegungsführungsvorrichtung weist eine Laufringschiene 15 auf, die mit einer unteren Oberfläche 30a, seitlichen Oberflächen 30b und einer oberen Oberfläche 30c versehen ist, und mit Bewegungsblöcken 16, die jeweils einen Zentrumsabschnitt 16a aufweisen, welcher der oberen Oberfläche 30c der Laufringschiene 15 zugewandt ist, und mit Seitenwandabschnitten 16b, welche den Seitenoberflächen 30b der Laufringschiene 15 zugewandt sind. Da die Konstruktion der Laufringschiene 15 und der Bewegungsblöcke 16 ebenso ist wie bei der Bewegungsführungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, sind sie mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und wird auf ihre Beschreibung verzichtet. An jedem Ende in Axialrichtung der Laufringschiene 15 ist ein Anschlag 33 vorgesehen, um den Hub des Bewegungsblocks 16 zu begrenzen.
An jeder Seitenoberfläche 23 jedes Bewegungsblocks 16 ist ein Verstellungsauffangmechanismus 38 vorhanden. Wie in 11 gezeigt, weist der Verstellungsauffangmechanismus 38 ein Montageteil 34 auf, das an der Basis 12 angebracht ist, und einen Verstellungsauffangabschnitt 37, der zwischen der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 und dem Montageteil 34 angeordnet ist. Der Verstellungsauffangabschnitt 37 ist eine aufeinander gestapelte Gummikonstruktion, die durch Aufeinanderstapeln einer Metallplatte 36 parallel zur Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 und einer Gummischicht 35 wie beispielsweise aus NC-Gummi ausgebildet ist. Die Gummischicht 35 wird durch Vulkanisieren an der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 und dem Montageteil 34 befestigt. Diese Gummischicht 35 erstreckt sich von der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 nach oben bis zu einem Teil der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16.
Das Montageteil 34 weist einen Montageteil-Seitenwandabschnitt 34a auf, welcher der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 zugewandt ist, sowie einen Montageteil-Oberwandabschnitt 34b, welcher der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks 16 zugewandt ist. Das Montageteil 34 ist so ausgebildet, dass es einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Das Montageteil 34 ist auf zwei Teile unterteilt, entsprechend den in Horizontalrichtung paarweise vorgesehenen Seitenwandabschnitten 16b des Bewegungsblockes 16. Der Montageteil-Oberwandabschnitt 34b des Montageteils 34 ist mit Montagelöchern 39 (vgl. 12) versehen, zur Anbringung auf der Basis 12. Jedes Montageloch 39 ist so ausgebildet, dass es ein Innengewinde aufweist. Auf der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 ist kein Montageloch zur Anbringung auf der Basis 12 vorhanden.
14 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zum Befestigen von Gummi mittels Vulkanisieren an der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16. Jede Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 ist mit einem Klebemittel beschichtet, und der Bewegungsblock 16 wird dann in Formen 41 und 42 angeordnet. Die Form 41 wird in Kontakt mit der Innenwandoberfläche des Bewegungsblocks 16 versetzt, und die Form 42 wird in Kontakt mit der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 versetzt. Daran schließt sich eine Beschichtung der Innenseite des Montageteils 34 mit einem Klebemittel an, und das Anordnen eines Montageteils 34 an jeder Seite des Bewegungsblocks 16. Zwischen der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 und dem Montageteil 34 wird eine Metallplatte 36 von jedem Ende in Längsrichtung aus angeordnet. Die Metallplatte 36 wird an beiden Enden in Längsrichtung gehaltert.
Als nächstes wird eine Gummiverbindung durch einen Einlass 40 des Montageteils 34 eingeführt. Die Gummiverbindung erstreckt sich von der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 bis um die Metallplatte 36 herum, und darüber hinaus bis zur oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16. Dann wird ein Druck P zwischen der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 und dem Montageteil 34 ausgeübt, und wird die Temperatur erhöht. In einem vorbestimmten Zeitraum wird der Gummi einer Druckvulkanisierung ausgesetzt, und wird die Gummischicht 35 durch Vulkanisieren an der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 und dem Montageteil 34 befestigt.
Hierbei kann, wie in 15 gezeigt, das Montageteil 34 als eine angussförmige Einhüllung ausgebildet sein, welche die Seitenoberflächen 23 und die obere Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 abdeckt. Die Haftung mittels Vulkanisieren des Gummis macht es allerdings erforderlich, dass ein Druck auf die Gummizusammensetzung einwirkt. Wenn das Montageteil 34 als eine angussförmige Einhüllung ausgebildet ist, wird es schwierig, einen Druck auf die Gummizusammensetzung einwirken zu lassen, die zwischen der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 und dem Montageteil 34 eingeführt ist, selbst wenn der Druck P einwirkt. Daher muss das Montageteil 34 auf zwei Teile unterteilt werden.
Wenn die Metallplatte 36 an der Seite des Bewegungsblocks 16 angeordnet ist, und das Gummi dazu veranlasst wird, sich von der Seitenoberfläche 23 zu einem Teil der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 zu erstrecken, weist das Gummi an der Seite der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks 16 eine Einzelschicht-Gummikonstruktion auf, wogegen das Gummi an der Seitenoberflächenseite des Bewegungsblocks 16 eine Doppelschicht-Gummikonstruktion aufweist, bei welcher die Metallplatte 36 dazwischen angeordnet ist.
Nachdem das Gummi ausgeformt wurde, wird der durch Vulkanisieren befestigte Bewegungsblock 16 gleitbeweglich aus den Formen 41 und 42 abgezogen. Wenn das Ende 42a an der Spitze der Form 42 in Kontakt mit der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 ins Innere des Montageteils 34 auf solche Art und Weise hineingelangt, dass es in Kontakt mit der gesamten oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 steht, wird es schwierig, den Bewegungsblock 16 aus den Formen 41 und 42 abzuziehen. Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Gummi so ausgeformt, dass es sich zur oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 erstreckt, während das Ende 42a an der Spitze der Form 42 daran gehindert wird, die gesamte obere Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 abzudecken. Wenn hierbei der Bewegungsblock 16 von den Formen 41 und 42 abgezogen wird, und die Steifigkeit in Vertikalrichtung der Bewegungsführungsvorrichtung weiter verringert wird, wird verhindert, dass sich das Gummi zur oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 erstreckt, und wird das Ende 42a an der Spitze der Form 42 so angeordnet, dass es die gesamte obere Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 abdeckt.
Wenn die Gummischicht 35 durch Vulkanisieren an der Seitenoberfläche 23 des Bewegungsblocks 16 befestigt wird, dient der Bewegungsblock 16 als die Basisplatte 25 (siehe 6) des Verstellungsauffangmechanismus 17 gemäß der ersten Ausführungsform, und wird hierdurch das Erfordernis ausgeschaltet, die Basisplatte 25 vorzusehen. Da das Montageteil 34 L-förmig ist, und Montagelöcher 39 auf dem Montageteil-Oberwandabschnitt 34b zur Seite der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks 16 vorgesehen sind, muss der Montageteil-Seitenwandabschnitt 34a nicht dicker ausgebildet sein, und kann dadurch die Stütze 29 (siehe 5) wie bei dem Verstellungsauffangmechanismus 17 gemäß der ersten Ausführungsform weggelassen werden. Daher wird ermöglicht, die Breite in Horizontalrichtung der Bewegungsführungsvorrichtung zu verringern.
Da die Konstruktionen des Laminattyps und der einzelnen Gummischicht einfach erhalten werden können, kann darüber hinaus die Steifigkeit frei eingestellt werden, sowohl in Horizontalrichtung als auch in Vertikalrichtung. Wenn beispielsweise die Gummikonstruktion eine einzelne Schicht zur Seite der oberen Oberfläche des Bewegungsblocks 16 darstellt, und zwei Schichten mit einer Metallplatte 36 dazwischen zur Seite der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks 16 vorgesehen sind, kann das Verhältnis der Steifigkeit in Vertikalrichtung zur Steifigkeit in Horizontalrichtung auf annähernd von 1:10 bis 20 eingestellt werden. Da ein Teil der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 nicht mit der Gummischicht 35 versehen ist (ein Zwischenraum vorhanden ist), lässt sich die Basis 12 einfach zum Bewegungsblock 16 verstellen.
Die Steifigkeit der Bewegungsführungsvorrichtung hängt von der Steifigkeit der Gummischicht 35 ab, der Fläche der Gummischicht 35, und von dem Vorhandensein oder der Abwesenheit der Metallplatte 36. Diese Faktoren werden ordnungsgemäß entsprechend den Vorgaben für die Bewegungsführungsvorrichtung festgelegt. Wenn beispielsweise die Steifigkeit in Vertikalrichtung weiter erhöht wird, kann die Metallplatte 36 zwischen der oberen Oberfläche 24 und dem Montageteil 34 angeordnet werden, oder wird die Gummischicht 35 so ausgeformt, dass sie sich über einen größeren Bereich der oberen Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 erstreckt. Wenn die Steifigkeit in Vertikalrichtung weiter verringert wird, muss nur verhindert werden, dass die Gummischicht 35 sich über die obere Oberfläche 24 des Bewegungsblocks 16 erstreckt. Wenn die Steifigkeit in Horizontalrichtung weiter erhöht wird, wird die Anzahl an Metallplatten 36 erhöht, so dass beispielsweise zwei oder drei Metallplatten vorgesehen werden, und können diese an der Seite der Seitenoberfläche des Bewegungsblocks 16 angeordnet werden. Wenn die Steifigkeit in Horizontalrichtung weiter verringert wird, wird die Metallplatte 36 weggelassen, und kann nur eine Gummischicht 35 in Form einer einzigen Schicht eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend geschilderten Ausführungsformen beschränkt, und kann in verschiedenen Formen verwirklicht werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen die Laufringschiene der Bewegungsführungsvorrichtung auf dem Bewegungskörper angebracht, und ist der Bewegungsblock auf der festen Basis angebracht. Allerdings kann die Laufringschiene auf der Basis angebracht sein, und kann der Bewegungsblock auf dem Bewegungskörper angebracht sein. Weiterhin ist die Bewegungsführungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf das Relativbewegungssystem der voranstehend geschilderten Ausführungsformen beschränkt, und kann in verschiedene Relativbewegungssysteme eingebaut werden, die einen Verstellungsauffangmechanismus benötigen. Weiterhin kann der Verstellungsauffangmechanismus nicht nur zu dem Zweck vorgesehen sein, um eine Verstellung infolge einer Ausdehnung oder Zusammenziehung bei Wärmeeinwirkung auszugleichen, sondern auch zu dem Zweck, eine Verstellung infolge eines Befestigungsfehlers oder eines Bearbeitungsfehlers auszugleichen.
Die Laufringschiene ist nicht auf eine Laufringschiene beschränkt, die einen vierseitigen Querschnitt aufweist, und kann eine Laufringschiene sein, die einen I-förmigen Querschnitt aufweist, soweit die Laufringschiene eine untere Oberfläche, Seitenoberflächen, und eine obere Oberfläche aufweist. Die Laufringschiene muss sich nicht unbedingt geradlinig erstrecken, sondern kann gekrümmt sein. Die vorliegende Erfindung ist bei einer Bewegungsführungsvorrichtung des Gleittyps einsetzbar, bei welcher kein Abwälzelement zwischen der Laufringschiene und dem Bewegungsblock angeordnet ist, und auch bei einer Bewegungsführungsvorrichtung des Typs mit begrenztem Hub, bei welcher Abwälzelemente nicht umlaufen können.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-323526 , eingereicht am 08. November 2005, deren Gesamtinhalt ausdrücklich durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.

Claims

Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) zum Führen einer geradlinigen oder krummlinigen Bewegung eines Bewegungskörpers (11) relativ zu einer Basis (12), wobei vorgesehen sind: eine Laufringschiene (15), die eine untere Oberfläche (30a) aufweist, Seitenoberflächen (30b), und eine obere Oberfläche (30c), die untere Oberfläche (30a) ist entweder auf der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11) angebracht; ein Bewegungsblock (16), der einen Zentrumsabschnitt (16a) aufweist, welcher der oberen Oberfläche (30c) der Laufringschiene (15) zugewandt ist, und Seitenwandabschnitte (16b), welche den Seitenoberflächen (30b) der Laufringschiene (15) zugewandt sind, und welche geradlinig oder krummlinig in Bezug auf die Laufringschiene (15) bewegbar sind; und ein Verstellungsauffangmechanismus (17, 38), der auf einer Seitenoberfläche (23) der Seitenwandabschnitte (16b) des Bewegungsblocks (16) vorgesehen ist, wobei der Verstellungsauffangmechanismus (17, 38) ein Montageteil (26, 34) aufweist, das entweder an der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11) angebracht ist, und einen Verstellungsauffangabschnitt (31, 37), der an dem Montageteil (26, 34) befestigt ist, und bei welchem eine Scherverformung auftritt, wenn das Montageteil (26, 34) in einer Richtung verstellt wird, welche eine obere Oberfläche (24) des Zentrumsabschnitts (16a) des Bewegungsblockes (16) kreuzt, bei welcher das Montageteil (34) auf zwei Teile aufgeteilt ist, entsprechend den Seitenwandabschnitten in Horizontalrichtung bei einem Paar des Bewegungsblocks (16).
Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) nach Anspruch 1, bei welcher ein Raum zumindest über einem Teil der oberen Oberfläche (24) des Bewegungsblocks (16) so vorgesehen ist, dass das entgegengesetzte Teil, nämlich entweder die Basis (12) oder der Bewegungskörper (11), das auf dem Montageteil (26) angebracht ist, zur oberen Oberfläche (24) des Bewegungsblocks (16) hin verstellt werden kann.
Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Verstellungsauffangabschnitt (31, 37) so ausgebildet ist, dass eine Metallplatte (28, 36) und eine Gummischicht (27, 35) aufeinander gestapelt vorgesehen sind.
Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Verstellungsauffangabschnitt (37) eine Gummischicht (35) aufweist, die durch Vulkanisieren an der Seitenoberfläche (23) des Bewegungsblocks (16) befestigt ist.
Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Montageteil (34) einen Montageteil-seitigen Wandabschnitt (34a) aufweist, welcher der Seitenoberfläche (23) des Bewegungsblocks (16) zugewandt ist, und einen Montageteil-Oberwandabschnitt (34b), welcher der oberen Oberfläche (24) des Bewegungsblocks (16) zugewandt ist, und der Montageteil-Oberwandabschnitt (34b) des Montageteils (34) mit einem Montageloch (39) zum Anbringen des Montageteils (34) auf dem entgegengesetzten Teil versehen ist, also der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11).
Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) nach Anspruch 5, bei welcher der Verstellungsauffangabschnitt (37) eine Gummischicht (35) aufweist, die zwischen der Seitenoberfläche (23) des Bewegungsblocks (16) und dem Montageteil-Seitenwandabschnitt (34) angeordnet ist, und die Gummischicht (35) sich auch zwischen der oberen Oberfläche (24) des Bewegungsblocks (16) und dem Montageteil-Oberwandabschnitt (34b) erstreckt.
Relativbewegungssystem, das eine Basis (12) und einen Bewegungskörper (11) aufweist, der sich in Bezug auf die Basis (12) geradlinig oder krummlinig bewegen kann, wobei vorgesehen sind: der Bewegungskörper (11), der eine Wandoberfläche (11a) aufweist; eine Basis (12), die eine Wandoberfläche (12a) aufweist, welche der Wandoberfläche (11a) des Bewegungskörpers (11) zugewandt ist; eine Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14), die zwischen der Wandoberfläche (11 a) des Bewegungskörpers (11) und der Wandoberfläche (12a) der Basis (12) vorgesehen ist, zum Führen einer geradlinigen oder krummlinigen Bewegung des Bewegungskörpers (11) relativ zur Basis (12); eine Antriebsquelle für die geradlinige oder krummlinige Bewegung des Bewegungskörpers (11) relativ zur Basis (12), wobei die Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) aufweist eine Laufringschiene (15), die eine untere Oberfläche (30a) aufweist, Seitenoberflächen (30b), und eine obere Oberfläche (30c), die untere Oberfläche (30a) ist entweder auf der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11) angebracht; einen Bewegungsblock (16), der einen Zentrumsabschnitt (16a) aufweist, welcher der oberen Oberfläche (30c) der Laufringschiene (15) gegenüber angeordnet ist, und Seitenwandabschnitte (16b), welche den Seitenoberflächen (30b) der Laufringschiene (15) gegenüberliegend angeordnet sind, und geradlinig bewegbar relativ zur Laufringschiene (15) angebracht sind; und einen Verstellungsauffangmechanismus (17, 38), der auf einer Seitenoberfläche (23) der Seitenwandabschnitte (16b) des Bewegungsblocks (16) vorgesehen ist, wobei der Verstellungsauffangmechanismus (17, 38) ein Montageteil (26, 34) aufweist, das auf einem gegenüberliegenden Teil, nämlich entweder der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11) angeordnet ist, und einen Verstellungsauffangabschnitt (31, 37), der an dem Montageteil (26, 34) befestigt ist, und bei welchem eine Scherverformung auftritt, wenn das Montageteil (26, 34) in einer Richtung verstellt wird, welche eine obere Oberfläche (24) des Zentrumsabschnitts (16a) des Bewegungsblockes (16) kreuzt, bei welchem das Montageteil (34) auf zwei Teile aufgeteilt ist, entsprechend den Seitenwandabschnitten in Horizontalrichtung bei einem Paar des Bewegungsblocks (16).
Verstellungsauffangmechanismus (17, 38), der in einer Bewegungsführungsvorrichtung (13, 14) vorgesehen ist, welcher aufweist: eine Laufringschiene (15), die eine untere Oberfläche (30a) aufweist, Seitenoberflächen (30b), und eine obere Oberfläche (30c), die untere Oberfläche (30a) ist entweder auf der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11) angebracht; und einen Bewegungsblock (16), der einen Zentrumsabschnitt (16a) aufweist, welcher der oberen Oberfläche (30c) der Laufringschiene (15) zugewandt ist, sowie Seitenwandabschnitte (16b), welche den Seitenoberflächen (30b) der Laufringschiene (15) zugewandt sind, wobei der Bewegungsblock (16) auf der Laufringschiene (15) so angebracht ist, dass er sich in Bezug auf die Laufringschiene (15) geradlinig oder krummlinig bewegen kann, wobei der Verstellungsauffangmechanismus (17, 38) an einer Seitenoberfläche (23) der Seitenwandabschnitte (16b) des Bewegungsblocks (16) vorgesehen ist, und ein Montageteil (26, 34) aufweist, der auf einem gegenüberliegenden Teil, nämlich entweder der Basis (12) oder dem Bewegungskörper (11) angeordnet ist, in welchem ein Montageloch (26a, 39) vorgesehen ist, und einen Verstellungsauffangabschnitt (31, 37), der an dem Montageteil (26, 34) befestigt ist, und bei welchem eine Scherverformung auftritt, wenn das Montageteil (26, 34) in einer Richtung verstellt wird, welche eine obere Oberfläche (24) des Zentrumsabschnitts (16a) des Bewegungsblocks (16) kreuzt, bei welchem das Montageteil (34) auf zwei Teile aufgeteilt ist, entsprechend den Seitenwandabschnitten in Horizontalrichtung bei einem Paar des Bewegungsblocks (16).