TWI582323B - 螺桿裝置用冷卻噴嘴及運動導引裝置用冷卻噴嘴 - Google Patents

Description

螺桿裝置用冷卻噴嘴及運動導引裝置用冷卻噴嘴

本發明係關於用以冷卻螺桿裝置之螺桿裝置用冷卻噴嘴、及用以冷卻運動導引裝置之運動導引裝置用冷卻噴嘴。

作為將旋轉運動轉換為直線運動、或者將直線運動轉換為旋轉運動之機械元件，已知有滾珠螺桿等之螺桿裝置。典型之螺桿裝置，具備有螺桿軸、螺帽、及可滾動運動地介設於相互對向之螺桿之螺旋溝與螺帽之螺旋溝之間的複數個滾動體。由於藉由利用滾動體之滾動運動，可獲得輕快之動作，因此已作為旋轉運動-直線運動之運動轉換用之機械元件，而被廣泛地運用。

若使該種螺桿裝置以高負載及/或高速進行動作，有時會因摩擦熱而使螺桿裝置發熱。若螺桿裝置發熱，則產生以下等問題：螺桿軸膨脹而造成傳送精度下降、因螺桿軸與螺帽之溫度差而造成施加於滾動體之預壓上昇、或樹脂零件容易破損。對於在發熱之環境所使用之螺桿裝置，將螺桿裝置冷卻已成為重要之課題。

作為習知之螺桿裝置用系統，已知有使螺桿軸中空化，而使冷卻液通過螺桿軸之中空空間者，以及於螺帽上加工出冷卻通路，而使冷卻液通過螺帽之冷卻通路者(例如，參照專利文獻1)等。

此外，已知有例如對工具機之工作台的運動進行導引 之運動導引裝置。運動導引裝置具備有導引軌道、及經由滾珠、滾輪等之複數個滾動體而可相對移動地被組裝於導引軌道之移動塊。工作台係藉由滾珠螺桿、線性馬達等之驅動裝置所驅動。工作台之運動，係由運動導引裝置所導引。利用滾動體之滾動運動對工作台之運動進行導引，藉此可獲得工作台之輕快之動作。

為了提高剛性，對運動導引裝置施加有預壓、即由導 引軌道與移動塊所夾持之滾動體之負荷。此外，於移動塊上裝設有密封構件。因此，運動導引裝置存在有摩擦。若使運動導引裝置以高負載及/或高速進行動作，就可能因摩擦熱而使運動導引裝置發熱。該發熱會使軌道及移動塊熱膨脹而導致工作台傳送精度的降低、或者會使安裝有軌道及移動塊之構成零件熱膨脹。為了使工作台以高精度進行移動，需要對運動導引裝置進行冷卻。

作為習知之運動導引裝置用冷卻系統，專利文獻2 揭示有一種構成，其於運動導引裝置之導引軌道形成冷卻水用之溝槽，將冷卻水供給至該溝槽，而對導引軌道進行冷卻。專利文獻3揭示有一種構成，其於運動導引裝置之移動塊形成冷卻水用之通路，將冷卻水供給至該通路，而對移動塊進行冷卻。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2002-310258號公報

專利文獻2：日本專利特表2008-544185號公報

專利文獻3：日本專利特開2012-233522號公報

然而，於習知之螺桿裝置用冷卻系統中，存在有以下問題：於螺桿軸或螺帽上加工出冷卻通路較困難，而且由於必須防止冷卻液之洩漏，所以為此需要密封機構。若能對螺桿裝置進行空氣冷卻，雖可解決液體冷卻之上述問題，但卻又會產生冷卻效率比液體冷卻低之新問題。

此外，於習知之運動導引裝置用冷卻系統中，存在有以下問題：於導引軌道及/或移動塊上加工出冷卻水用之溝槽及/或通路較困難，而且由於必須防止冷卻水之洩漏，所以為此還需要密封機構。若能對運動導引裝置進行空氣冷卻，雖可解決上述問題，但卻又會產生冷卻效率比液體冷卻低之新問題。

因此，本發明之目的，在於提供一種可有效地對螺桿裝置進行氣體冷卻之螺桿裝置用冷卻噴嘴、附設有冷卻噴嘴之螺桿裝置、及螺桿裝置用冷卻系統。

本發明之另一目的，在於提供一種可有效地對運動導引裝置進行氣體冷卻之運動導引裝置用冷卻噴嘴、附設有冷卻噴嘴之運動導引裝置、及運動導引裝置用冷卻系統。

為了解決上述問題，本發明之第一態樣為一種螺桿裝置用冷卻噴嘴，係用以對螺桿軸及螺帽之至少一者進行冷卻者，上述冷卻噴嘴係以包圍上述螺桿軸及上述螺帽之至少一者之方式配置，上述冷卻噴嘴具有：可導入氣體之內部通路、將被導入上述內部通路內之氣體流放出之開口、鄰接於上述開口而設置且使自上述 開口被放出之氣體流轉向之偏向面、以及將上述冷卻噴嘴外側之氣體引入之誘導通路。

為了解決上述其他之問題，本發明之第二態樣為一種 運動導引裝置用冷卻噴嘴，係用以對導引軌道及經由滾動體而可相對移動地，被組裝於該導引軌道之移動塊之至少一者進行冷卻者，上述冷卻噴嘴具有：可導入氣體之內部通路、將被導入上述內部通路內之氣體流放出之開口、鄰接於上述開口而設且使自上述開口被放出之氣體流轉向之偏向面、以及將上述冷卻噴嘴外側之氣體引入之誘導通路。

根據本發明之第一態樣，自冷卻噴嘴之開口被放出之氣體流，係沿偏向面被轉向。若氣體流被轉向，就會藉由康達效應(Coanda Effect)，而於偏向面上產生低壓區域，使冷卻噴嘴外側之氣體經由誘導通路被引入。由於經由誘導通路被引入之氣體流會與自開口被放出之氣體流合流，因此可增大自開口被放出之氣體流。利用該被增大之氣體流進行冷卻，則即便為氣體冷卻，也可有效地冷卻螺桿裝置。

根據本發明之第二態樣，自冷卻噴嘴之開口被放出之氣體流，係沿偏向面被轉向。若氣體流被轉彎，就會藉由康達效應，而於偏向面上產生低壓區域，使冷卻噴嘴外側之氣體經由誘導通路被引入。由於經由誘導通路被引入之氣體流會與自開口被放出之氣體流合流，因此可增大自開口被放出之氣體流。利用該被增大之氣體流對導引軌道及/或移動塊進行冷卻，則即便為氣體冷卻，也可有效地冷卻運動導引裝置。

1‧‧‧螺桿軸

1a‧‧‧滾動體滾動溝

2‧‧‧螺帽

2a‧‧‧凸緣

2b‧‧‧直筒部

3a~3c‧‧‧循環零件

4、41‧‧‧冷卻噴嘴(螺桿裝置用)

4-1、4-2‧‧‧分割噴嘴

5‧‧‧連接部

6、42‧‧‧取入口

7‧‧‧開口

8‧‧‧內部通路

9‧‧‧凸緣

9a‧‧‧母螺紋

10‧‧‧誘導通路

11‧‧‧第一構件

12‧‧‧第二構件

13‧‧‧空氣導入口

14‧‧‧階梯部

16‧‧‧內壁

17‧‧‧外壁

19‧‧‧誘導面

21‧‧‧入口

22‧‧‧途中

23‧‧‧出口

27‧‧‧偏向面

28‧‧‧擴散器

29‧‧‧邊緣部

30a、30a‧‧‧區隔壁

31‧‧‧壓縮機(將氣體導入之手段)

32‧‧‧空氣配管(將氣體導入之手段)

33‧‧‧減壓閥(壓力調整器；將氣體導入之手段)

42a、42b‧‧‧細縫

43‧‧‧套環

44‧‧‧母螺紋

51a、51b‧‧‧冷卻噴嘴(運動導引裝置用)

52‧‧‧導引軌道

52a‧‧‧滾動體滾動部

52b‧‧‧螺栓插入孔

52-1‧‧‧上表面

52-2‧‧‧側面

52-3‧‧‧底面

53a、53b‧‧‧端蓋

54‧‧‧移動塊

55‧‧‧移動塊本體

55-1‧‧‧中央部

55-2‧‧‧腳部

55a‧‧‧負載滾動體滾動部

55b‧‧‧返回通路

56‧‧‧滾動體

57‧‧‧導入口

58‧‧‧連接部

59a、59b‧‧‧取入口

60a、60b‧‧‧誘導通路

61‧‧‧開口

61a、61b‧‧‧開口

62‧‧‧第一構件

62a‧‧‧開口構成面

63‧‧‧第二構件

63a‧‧‧開口構成面

64‧‧‧內部通路

65‧‧‧通孔

66a、66b‧‧‧偏向面

67a‧‧‧誘導面

67b‧‧‧誘導面

68a‧‧‧傾斜面

S1‧‧‧第一錐形區域

S2‧‧‧第二錐形區域

θ‧‧‧角度

圖1為安裝有本發明第一實施形態之螺桿裝置用冷卻噴嘴之滾珠螺桿之立體圖(將冷卻噴嘴安裝於直筒側之例子)。

圖2為安裝有本實施形態之螺桿裝置用冷卻噴嘴之滾珠螺桿之立體圖(將冷卻噴嘴安裝於凸緣側之例子)。

圖3為上述冷卻噴嘴之立體圖。

圖4為上述冷卻噴嘴之分解立體圖。

圖5為上述冷卻噴嘴之立體圖(圖3之V-V線剖視圖)。

圖6(a)為上述冷卻噴嘴之內部通路及開口之放大圖，圖6(b)為圖6(a)之VI部放大圖。

圖7為表示使上述冷卻噴嘴之分割噴嘴分離之狀態之立體圖。

圖8為表示上述冷卻噴嘴之其他例子立體圖。

圖9為本實施形態之冷卻系統之示意圖。

圖10為表示自上述冷卻噴嘴流出之空氣流之示意圖。

圖11為安裝有本發明第二實施形態之螺桿裝置用冷卻噴嘴之滾珠螺桿之立體圖。

圖12為上述冷卻噴嘴之立體圖(圖12(a)為自與圖11相同方向所觀察冷卻噴嘴之正面側之立體圖，圖12(b)為冷卻噴嘴之背面側之立體圖)。

圖13為表示滾珠螺桿之溫度測量結果之曲線圖(圖13(a)表示不將壓縮空氣導入冷卻噴嘴時之比較例，圖13(b)、圖13(c)、圖13(d)分別表示將0.2MPa、0.35MPa、0.4MPa之壓縮空氣導入冷卻噴嘴時之本發明例)。

圖14為對經過180分鐘後之滾珠、螺帽、螺桿軸之溫度進行比較之曲線圖。

圖15為對噪音位準進行比較之曲線圖。

圖16為安裝有本發明之一實施形態之運動導引裝置用冷卻噴嘴之線性導軌之立體圖。

圖17為上述線性導軌之垂直剖視圖(圖16之XVII-XVII線剖視圖)。

圖18為上述冷卻噴嘴之立體圖(圖18(a)為冷卻噴嘴之外觀立體圖，圖18(b)為沿圖18(a)之b-b線剖斷之立體圖)。

圖19為上述冷卻噴嘴之垂直剖視圖(圖18(a)之b-b線剖視圖)。

以下，參照所附圖式，對本發明第一實施形態之螺桿裝置用冷卻系統(以下，簡稱為冷卻系統)進行說明。本實施形態之冷卻系統係使用於對作為螺桿裝置之滾珠螺桿進行冷卻。如圖1所示，於螺帽2軸向之端部，安裝有冷卻噴嘴4。冷卻噴嘴4係自(後述之)導入氣體之手段，導入有作為氣體之空氣。冷卻噴嘴4係朝螺桿軸1之軸向放出圓筒狀之空氣流。若使螺桿軸1旋轉，螺帽2便沿螺桿軸1之軸線方向進行往返運動。冷卻噴嘴4係一邊與螺帽2一起朝軸向移動，一邊放出圓筒狀之空氣流。螺桿軸1係藉由包圍其周圍之圓筒狀之空氣流而被冷卻。

如圖1所示，冷卻噴嘴4既可被安裝於螺帽2之直筒部2b側(非凸緣側)之端部，如圖2所示，也可被安裝於螺帽2之凸緣2a側之端部，也可被安裝於螺帽2之直筒部2b側及凸緣2a側之雙方。

滾珠螺桿係周知者，其具備有：螺桿軸1，其於外 周面形成有螺旋狀之滾動體滾動溝1a；螺帽2，其於內周面形成有與螺桿軸1之滾動體滾動溝1a相對向之螺旋狀之負載滾動體滾動溝(因形成於螺帽2之內周面而未圖示)；複數個滾珠(因配置於螺帽2之內側而未圖示)，其係排列於螺桿軸1之滾動體滾動溝1a與螺帽2之負載滾動體滾動溝之間；及循環零件3a~3c，其係以使複數個滾珠循環之方式，被安裝於螺帽2且具有連接螺帽2之負載滾動體滾動溝之一端與另一端之無負載返回通路。

冷卻噴嘴4之特徵如下。冷卻噴嘴4為環狀，且以 包圍螺桿軸1之方式被配置。於冷卻噴嘴4之內周與螺桿軸1之外周之間存在有間隙，冷卻噴嘴4係與螺桿軸1分離。

圖3為表示自螺帽2拆下之冷卻噴嘴4之立體圖。 冷卻噴嘴4係於較後述之開口7(參照圖5)靠上游側具有連接於螺帽2之連接部5。於冷卻噴嘴4之連接部5，設置有將連接部5外側之空氣取入內側之取入口6。取入口6係構成將冷卻噴嘴4外側之空氣引入的誘導通路10之一部分(參照圖5)。自取入口6所取入之空氣流係經由誘導通路10而與自開口7被放出之空氣流合流。取入口6例如由於連接部5上沿著圓周方向隔開一定間隔之複數個貫穿孔所構成。取入口6之形狀及個數並無特別限制，也可由單一或複數條細縫構成。

於冷卻噴嘴4軸向之端部，形成有用以安裝於螺帽 2端部之凸緣9。凸緣9係嵌合於螺帽2之外側。於凸緣9之外周，加工出有用以將冷卻噴嘴4安裝於螺帽2之母螺紋9a。於該母螺紋9a，螺合有用以將冷卻噴嘴4安裝於螺帽2之作為鎖緊構件之螺栓。

如圖4之冷卻噴嘴4之分解立體圖所示，本實施形態 之冷卻噴嘴4具備有：環狀之第一構件11、及被嵌合於第一構件11內側之環狀之第二構件12。於第一構件11與第二構件12之間，區隔有可導入空氣之內部通路8、及將空氣流放出之開口7(參照圖5)。第一及第二構件11、12係樹脂之成型品或為鋁等之金屬製。 若將第一及第二構件11、12設為樹脂之成型品，則該等之製造較為容易。若將第一及第二構件11、12設為鋁等之金屬製，則可提高該等之導熱性，而提高冷卻效率。第一構件11及第二構件12，係藉由螺栓等之鎖緊構件予以結合。

圖5表示圖3之V-V線剖視圖。內部通路8為環狀。 內部通路8之截面形狀，為沿軸向較細長之大致橢圓。內部通路8係藉由第一構件11之內周面與第二構件12之外周面所區隔。於第一構件11，形成有連通於內部通路8之空氣導入口13。內部通路8係自空氣導入口13導入有空氣。於內部通路8軸向之一端部，形成有使內部通路8之寬度變窄之階梯部14。階梯部14具有使自空氣導入口13所導入之空氣充滿於環狀之內部通路8，而使空氣均勻地流動至與內部通路8相連之開口7之功能。階梯部14係一體地形成於第二構件12。

圖6表示開口7之詳細圖。如圖6(a)所示，開口7 係連續至內部通路8軸向之一端部，為與內部通路8呈同心之環狀。開口7係藉由第一構件11之內壁16與第二構件12之外壁17所區隔。如圖6(b)所示，開口7之截面係形成為彎曲成圓弧狀之細縫。開口7具有：第一錐形區域S1，其自與內部通路8相連之入口21至途中22為止，朝向下游使內壁16與外壁17之間的寬度變窄； 及第二錐形區域S2，其自該途中22至出口23為止，朝向下游使內壁16與外壁17之間之寬度變寬。

開口7之最小間隙，例如設定為50μm以上且110μm 以下。再者，為了易於理解，於圖6(b)中，將開口7之間隙擴大而進行圖示。

如圖6(b)所示，偏向面27係鄰接而位於開口7之下 游側。偏向面27係形成於第二構件12之內周。開口7係使空氣流朝向偏向面27上方。偏向面27係產生康達效應之表面、亦即使自鄰接於表面之開口7流出之空氣流被吸附於表面，而沿著表面轉向之表面。若空氣流轉向，就會於偏向面27上產生低壓區域，而將空氣引入。偏向面27係環狀。偏向面27係形成為內徑自開口7之出口朝向下游先變窄，然後內徑再擴大之曲面。

如圖6(a)所示，冷卻噴嘴4具有被配置於偏向面27 下游側之擴散器(diffusor)28。擴散器28具有可進一步助長被送出至偏向面27之空氣之流動之擴散器表面。擴散器表面係形成為內徑隨著朝向下游擴大之圓錐形。擴散器表面係與偏向面27不同，不會使空氣流沿著表面轉向。以截面觀察時，曲線區域為偏向面27，而直線區域則為擴散器表面。以截面觀察時，擴散器表面與冷卻噴嘴4之中心線所夾之角度θ，例如被設定為15度以上且16度以下。

如圖6(a)所示，冷卻噴嘴4係於開口7之上游側具 有將外氣引入之誘導通路10。誘導通路10具有取入冷卻噴嘴4外側之空氣之取入口6、及將自取入口6所取入之空氣誘導至開口7的出口23之誘導面19。誘導面9係環狀，且位於取入口6之下游 側。誘導面19係形成為朝向開口7寬度變窄之錐形。

如圖6(a)所示，冷卻噴嘴4係於下游側之端面具有 邊緣部29。邊緣部表面係形成為隨著自外周接近內周之擴散器表面而朝下游側突出之曲面。

如圖7所示，本實施形態之冷卻噴嘴4，係由沿著 中心線之截面二分為半圓狀之分割噴嘴4-1、4-2所構成。這是為了容易地將冷卻噴嘴4安裝於螺帽2。藉由將冷卻噴嘴4分割，即可對已被組入於機械中之滾珠螺桿，安裝冷卻噴嘴4。分割噴嘴4-1、4-2係藉由螺栓等之鎖緊構件而被結合。

於各分割噴嘴4-1、4-2，形成有半圓狀之內部通路 8、半圓狀之開口7、半圓狀之偏向面27。於各分割噴嘴4-1、4-2之內部通路8圓周方向之端部及開口7圓周方向之端部，形成有防止空氣漏出之區隔壁30a、30b(一併參照圖4)。於各分割噴嘴4-1、4-2，形成有用以將空氣導入被區隔之內部通路8之空氣導入口13。 再者，環狀之內部通路8及環狀之開口7雖然由區隔壁30a、30a所區隔，但也包含該等情形，內部通路8及開口7實質上為環狀。

圖8為表示本實施形態之冷卻噴嘴4之另一例。本 實施形態之冷卻噴嘴4雖然二分為半圓狀之分割噴嘴4-1、4-2，但本例之噴嘴4係形成為圓環狀，而未沿著中心線被二分割。惟，由於必須在冷卻噴嘴4之內部形成內部通路8及開口7，因此被分割為第一構件11及第二構件12。也可如本例般，將冷卻噴嘴4設為完全之環狀。

圖9為表示導入氣體之手段之示意圖。於冷卻噴嘴 4之空氣導入口13，連接有與壓縮器等之壓縮機31相連之空氣配 管32。於空氣配管32，安裝有作為壓力調節器之減壓閥33。於冷卻噴嘴4，導入有由壓縮機31所壓縮之空氣。壓縮空氣之壓力，係藉由減壓閥33而被調整為例如0.2MPa以上且0.5MPa(計示壓力)以下。再者，作為將空氣導入冷卻噴嘴4之手段，也可設置冷卻噴嘴專用之風扇等之送風機。

一邊參照圖10一邊對冷卻系統之動作進行說明。首 先，將空氣配管32連接於冷卻噴嘴4之空氣導入口13，將壓縮空氣導入空氣導入口13(參照圖中箭頭(1))。被導入空氣導入口13內之空氣流，被分為於環狀之內部通路8內朝互為相反方向前進之二個空氣流。然後，充滿於內部通路8內。

其次，空氣流係進入與內部通路8連續之開口7， 由開口7之第一錐形區域S1縮聚而加速。被加速之空氣流，係作為一次空氣流而自開口7之出口23流出(參照圖中箭頭(2))。

自開口7所流出之一次空氣流，係朝向偏向面27 上。一次空氣流係一邊沿著偏向面27一邊流動，並藉由偏向面27而被轉向。由於在偏向面27上藉由康達效應而產生低壓區域，因此，圖中箭頭(4)所示之二次空氣流係經由誘導通路10而被引入。 由於在螺桿軸1與螺帽2之間介設有滾動體，因此難以自螺桿軸1與螺帽2之間取入空氣。藉由於連接部5設置取入口6而自連接部5之外側取入空氣，可充分地取入空氣。二次空氣流係與一次空氣流合流，而使一次空氣流增大。以箭頭(3)表示增大之空氣流。將一次空氣流與二次空氣流合計後之空氣流量，係成為一次空氣流流量之例如10倍以上。

圖中箭頭(3)所示之空氣流，藉由擴散器28而成為 更強之空氣流。通過擴散器28之空氣流，進一步將通過冷卻噴嘴4端面之邊緣部29的圖中箭頭(5)所示之空氣流捲入。最終，以圖中箭頭(6)表示自冷卻噴嘴4被吹出之空氣流。圖中箭頭(6)所示空氣流之流量，係將圖中箭頭(3)所示之空氣流之流量與圖中箭頭(5)所示空氣流之流量合計而得者。

被增大之空氣流，係以包圍螺桿軸1之方式朝螺桿 軸1之軸向流動。藉由利用被增大之空氣流冷卻螺桿軸1，則即便為空氣冷卻，也可有效地冷卻螺桿軸1。由於螺帽2係於螺桿軸1之軸向進行往返運動，因此可橫跨螺桿軸1軸向之長度範圍使螺桿軸1冷卻。藉由冷卻螺桿軸1，不僅可將螺桿軸1冷卻，亦可使滾珠及螺帽2被冷卻。

圖11表示安裝有本發明第二實施形態之冷卻噴嘴 41之滾珠螺桿。如圖11所示，於螺帽2軸向之端部，安裝有冷卻噴嘴41。冷卻噴嘴41具有可導入壓縮空氣之空氣導入口13。冷卻噴嘴41係朝螺桿軸1之軸向放出圓筒狀之空氣流。若使螺桿軸1旋轉，螺帽2就會沿螺桿軸1之軸線方向進行往返運動。冷卻噴嘴41係一邊與螺帽2一起朝軸向移動一邊放出圓筒狀之空氣流。螺桿軸1係由包圍其周圍之圓筒狀之空氣流所冷卻。螺桿軸1、螺帽2之構成，由於與圖1所示者相同，因此賦予相同之符號，並省略其說明。

圖12表示冷卻噴嘴41之立體圖(圖12(a)為自與圖 11相同方向所觀察冷卻噴嘴41正面側之立體圖，圖12(b)為冷卻噴嘴41背面側之立體圖)。如圖12(a)所示，也在本實施形態之冷卻噴嘴41中，於與螺帽2之連接部5設置有取入口42。於第一實施形 態之冷卻噴嘴4中，相對於取入口6由圓孔構成(參照圖3)，而於第二實施形態之冷卻噴嘴41中，取入口42則由沿圓周方向細長之細縫42a、42b所構成。排列於圓周方向之複數個細縫42a構成一個細縫列，排列於圓周方向之複數個細縫42b構成一個細縫列。而且，一細縫列之細縫42a與另一細縫列之細縫42b，係於圓周方向錯開相位。如第二實施形態之冷卻噴嘴41般，藉由由細縫42a、42b構成取入口42，可在確保來自取入口42之空氣之吸入量的同時，縮短冷卻噴嘴41軸向之尺寸。

此外，相對於在上述第一實施形態之冷卻噴嘴4 中，於冷卻噴嘴4軸向之端部設置有嵌合於螺帽2外側之凸緣9(參照圖3)，在第二實施形態之冷卻噴嘴41中則如圖12(b)所示，於冷卻噴嘴41軸向之端部設置有嵌合於螺帽2內側之環形之套環(collar)43。於套環43加工出用以將冷卻噴嘴41安裝於螺帽2之母螺紋44。於該母螺紋44螺合有用以將冷卻噴嘴41安裝於螺帽2之作為鎖緊構件之螺絲、螺栓等。如第二實施形態之冷卻噴嘴41般，藉由將冷卻噴嘴41嵌合於螺帽2之內側，可確保將密封構件安裝於螺帽2之空間。

由於第二實施形態之冷卻噴嘴41之其他構成，例如 冷卻噴嘴41由環狀之第一構件11與嵌合於第一構件11內側之環狀之第二構件12所構成的部分、於第一構件11與第二構件12之間區隔有開口7的部分、偏向面27鄰接而位於開口7之下游側的部分、擴散器28鄰接而位於偏向面27之下游側的部分、於開口7之上游側形成有將自取入口42所取入之空氣誘導至開口7之誘導面19的部分、冷卻噴嘴41由沿著中心線之截面二分為半圓狀之分 割噴嘴4-1、4-2所構成的部分等，係與第一實施形態之冷卻噴嘴4相同，因此賦予相同之符號，並省略其說明。

再者，本發明之滾珠螺桿用冷卻噴嘴，並不限於上 述實施形態所具體實施者，只要在不變更本發明要旨之範圍內，即可變更為各種實施形態。

例如，於上述實施形態中，雖然將冷卻噴嘴安裝於 螺帽，使空氣流流向螺桿軸，但也可將冷卻噴嘴安裝於螺帽，而使空氣流流向螺帽。此外，也可將冷卻噴嘴安裝於螺桿軸，而使空氣流流向螺桿軸及/或螺帽。

於上述實施形態中，雖然使空氣流自被安裝於螺帽 之冷卻噴嘴流向螺桿軸，但也可於冷卻噴嘴設置螺桿軸用開口與螺帽用開口，而使空氣流自冷卻噴嘴流向螺桿軸及螺帽。

於上述實施形態中，雖然將冷卻噴嘴與螺帽分開製 作，而將冷卻噴嘴安裝於螺帽，但也可使冷卻噴嘴與螺帽或螺桿軸成為一體。

於上述實施形態中，雖然使用滾珠螺桿來作為螺桿 裝置，但也可使用滾子螺桿、滑動螺桿。

於上述實施形態中，雖然使用空氣來作為氣體，但也可使用氮氣、鹵素氣體等。也可在氣體流中混合霧狀之液體。

於上述實施形態中，雖然將冷卻噴嘴配置於在軸向上與螺桿軸重疊之位置，但也可將冷卻噴嘴配置於自螺桿軸朝軸向偏離之位置。

[實施例1]

於滾珠螺桿之螺帽安裝本實施形態之冷卻噴嘴，一 邊使滾珠螺桿動作一邊使空氣自冷卻噴嘴朝螺桿軸之軸向流動。滾珠螺桿之動作條件，如表1所示。

將0.2MPa、0.35MPa、0.4MPa之壓縮空氣導入冷卻 噴嘴，測量螺桿軸之表面、螺帽之表面、及滾珠之溫度變化。每經過10、30、60、90、120、150、180分鐘時，進行溫度測量。

圖13表示溫度測量之結果。圖13(a)表示不將壓縮 空氣導入冷卻噴嘴時之溫度變化。如圖13(a)所示，於不冷卻滾珠螺桿時，隨著時間之經過，螺桿、螺帽、螺桿軸之溫度會上昇。經過180分鐘後，螺桿、螺帽、螺桿軸之溫度分別上昇至53.5℃、50.0℃、56.6℃。

圖13(b)、圖13(c)、圖13(d)分別表示將0.2MPa、 0.35MPa、0.4MPa之壓縮空氣導入冷卻噴嘴時之溫度變化。如該等圖所示，於將壓縮空氣供給至冷卻噴嘴時，在經過30分鐘之後，溫度大致變為一定。

而且，越是增高空氣壓力，螺桿、螺帽、螺桿軸之 溫度越是降低。如圖13(b)所示，於將0.2MPa之壓縮空氣導入冷卻 噴嘴時，在經過180分鐘之後，螺桿、螺帽、螺桿軸之溫度分別降低至42.4(11.1)℃、39.4(10.6)℃、41.0(15.6)℃。括號內表示自不冷卻滾珠螺桿開始所降低時之溫度。

如圖13(c)所示，於將0.35MPa之壓縮空氣導入冷卻 噴嘴時，在經過180分鐘之後，螺桿、螺帽、螺桿軸之溫度分別降低至38.1(15.4)℃、36.2(13.8)℃、33.6(23.0)℃。

如圖13(d)所示，於將0.4MPa之壓縮空氣導入冷卻 噴嘴時，在經過180分鐘之後，螺桿、螺帽、螺桿軸之溫度分別降低至35.1(18.1)℃、31.8(18.2)℃、29.0(27.6)℃。

圖14為對圖13(a)~(d)所示之經過180分鐘後之滾珠、螺帽、螺桿軸之溫度進行比較之曲線圖。可知，藉由將壓縮空氣導入冷卻噴嘴，可相較於不導入之情況，獲得更高之冷卻效果。此外，可知，不僅是對螺桿軸，還可有效地冷卻螺桿、螺帽。

如專利文獻1所記載之發明般在對螺帽進行水冷卻時，僅螺帽被冷卻而螺桿軸並未被冷卻，因而助長了螺帽與螺桿軸之溫度差。而且，產生螺帽與螺桿軸之膨脹量之差，而對滾珠作用較大之壓力，使得原本要進行冷卻，反而卻成為導致滾珠發熱之原因。如本實施例般，藉由對螺桿軸進行空氣冷卻，既可減少螺帽、螺桿軸、滾珠之溫度差，還可解決因為對螺帽進行水冷卻之上述問題。

圖15為不將壓縮空氣導入冷卻噴嘴時(無冷卻)，及將0.2MPa、0.35MPa、0.4MPa之壓縮空氣導入冷卻噴嘴時，對噪音進行比較之曲線圖。若將空氣壓力設為0.4MPa，就會成為超過滾珠螺桿本身之行走聲之噪音位準。因此，較佳係設定為0.35MPa 以下。

圖16表示安裝有本發明一實施形態之運動導引裝 置用冷卻噴嘴51a、51b之作為運動導引裝置之線性導軌之立體圖。 以下，使用自長度方向觀察配置於水平面之導引軌道52時之各方向、即圖16所示之左右方向、上下方向及前後方向，來對線性導軌之構成進行說明。當然，線性導軌之配置，並不限定於上述之左右、上下及前後。

如圖16所示，線性導軌具備有沿前後方向細長之導 引軌道52、及可沿前後方向移動地被安裝於導引軌道52之移動塊54。線性導軌之導引軌道52及移動塊54係周知者。於導引軌道52，沿著長度方向形成有供滾珠、滾子等滾動體進行滾動運動之複數條滾動體滾動部52a。導引軌道52具有上表面52-1、左右一對之側面52-2、及底面52-3。於導引軌道52之上表面52-1，沿著長度方向以一定之間距形成有用以將導引軌道52安裝於對象零件之螺栓插入孔52b。

移動塊54係以橫跨導引軌道52之方式被安裝於導 引軌道52。移動塊54具備有移動塊本體55、及被安裝於移動塊本體55前後方向之兩端面之一對端蓋53a、53b。於端蓋53a、53b之端面，根據需要而安裝有端封(end seal)、潤滑劑供給裝置等之選購配件(option)。

圖17表示與線性導軌之長度方向正交之剖視圖(圖 16之XVII-XVII線剖視圖)。移動塊本體55具有與導引軌道52之上表面52-1對向之中央部55-1、及與導引軌道52之側面52-2對向之一對腳部55-2，且形成為截面字形。於移動塊本體55之內表 面，形成有與導引軌道52之滾動體滾動部52a對向之負載滾動體滾動部55a、及平行於負載滾動體滾動部55a之返回通路55b。於端蓋53a、53b，形成有連接負載滾動體滾動部55a與返回通路55b之U字形之方向轉換道。

滾動體循環通路係由負載滾動體滾動部55a、返回 通路55b、及一對方向轉換道所構成。於滾動體循環通路，收容有複數個滾動體56。為了提高線性導軌之剛性，對線性導軌施加有預壓，而使得夾在滾動體滾動部52a與負載滾動體滾動部55a之間之滾動體56被壓縮。若使移動塊54對導引軌道52相對地移動，滾動體56就會於該等之間進行滾動運動。再者，移動塊54相對於導引軌道52之移動係相對地進行者，有時是移動塊54移動，也有時是導引軌道52移動。

如圖16所示，於移動塊54前後方向之兩端面，安 裝有一對冷卻噴嘴51a、51b。冷卻噴嘴51a、51b係於與導引軌道52對向之內表面具有開口61(參照圖18(b))。藉由自開口61吹出空氣流，對導引軌道52進行冷卻。冷卻噴嘴51a、51b之導入口57，連接有對冷卻噴嘴51a、51b供給壓縮空氣之管子。

圖18(a)表示冷卻噴嘴51a之外觀立體圖，圖18(b) 表示沿圖18(a)之b-b線剖斷之立體圖。由於冷卻噴嘴51a與冷卻噴嘴51b係相同之構成，因此僅對冷卻噴嘴51a之構成進行說明。如圖18(a)所示，冷卻噴嘴51a具有與導引軌道52之上表面52-1對向之中央部51-1、及與導引軌道52之側面52-2對向之一對腳部51-2，且為字形。如圖18(b)所示，開口61具有被配置於中央部51-1之上表面側開口61a、及被配置於腳部51-2之側面側開口61b。此 外，冷卻噴嘴51a係於連接於移動塊54之連接部58，具有將連接部58外側之空氣取入內側之取入口59a、59b。取入口59a、59b係形成於中央部51-1及腳部51-2。取入口59a、59b係構成將冷卻噴嘴51a外側之空氣引入之誘導通路60a、60b(參照圖19)之一部分。 冷卻噴嘴51a係藉由螺栓等鎖緊構件而被安裝於端蓋53a。於冷卻噴嘴51a形成有鎖緊構件之通孔65。

冷卻噴嘴51a具備有導引軌道52長度方向一端側之 第一構件62、及另一端側之第二構件63。於第一構件62與第二構件63之間，區隔有朝向導入有空氣之內部通路64及導引軌道52放出空氣流之開口61。內部通路64係使冷卻噴嘴51a之中央部51-1沿左右方向細長地延伸，並於左右方向之兩端部彎曲而使腳部51-2朝下方延伸。第一構件62及第二構件63係樹脂或金屬製。第一構件62及第二構件63，係由螺絲等鎖緊構件所接合。

圖19表示冷卻噴嘴51a之垂直剖視圖(圖18(a)之b-b 線剖視圖)。如圖19所示，上表面側開口61a係由第一構件62之開口構成面62a與第二構件63之開口構成面63a所區隔。上表面側開口61a係連通於內部通路64。上表面側開口61a之截面係形成為彎曲成圓弧狀之細縫。上表面側開口61a具有：隨著自入口朝向出口，開口構成面62a與開口構成面63a之間之寬度會先變窄之第一錐形區域S1；及隨後寬度會漸漸變寬之第二錐形區域S2。偏向面66a係鄰接而位於上表面側開口61a之下游側。偏向面66a係由截面為圓弧之曲面所構成。也可取代圓弧而將偏向面66a之截面形成為多角形。偏向面66a係使自上表面側開口61a被放出之空氣流吸附於表面，並使其沿著表面轉向。若空氣流轉向，則藉由康達效應 於偏向面66a上產生低壓區域，而將空氣引入。於上表面側開口61a之上游側，設置有由取入口59a與誘導面67a所構成之誘導通路60a。空氣係沿著位於上表面側開口61a上游側之誘導通路60a而被引入。被引入之空氣流係與自上表面側開口61a被放出之空氣流合流。被增大之空氣流係沿著傾斜面68a朝向導引軌道52之上表面52-1移動。

於冷卻噴嘴51a之腳部51-2，設置有側面側開口 61b。與上表面側開口61a同樣地，偏向面66b係鄰接而位於側面側開口61b之下游側。傾斜面68b係鄰接而位於偏向面66b之下游側。於側面側開口61b之上游側，設置有由取入口59b與誘導面67b所構成之誘導通路60b。若自側面側開口61b放出空氣流，就會藉由康達效應而於偏向面66b上產生低壓區域，而沿著誘導通路60b引入空氣。被引入之空氣流係與自側面側開口61b被放出之空氣流合流。被增大之空氣流係沿著傾斜面68b而朝向導引軌道52之側面52-2移動。

根據本實施形態之運動導引裝置用冷卻噴嘴，利用 被增大之空氣流對導引軌道52進行冷卻，則即便使用氣體冷卻，也可有效地冷卻線性導軌。

再者，本發明之運動導引裝置，並不限於上述實施 形態，只要在不變更本發明要旨之範圍內，即可以其他之實施形態具體實施。例如，於上述實施形態中，雖然使用線性導軌來作為運動導引裝置，但也可使用滾珠花鍵、或滾珠軸襯。

本說明書係根據2014年7月18日提出申請之日本 專利特願2014-147836及2014年12月25日提出申請之日本專利 特願2014-262953。其內容皆包含於本說明書中。

6‧‧‧取入口

7‧‧‧開口

8‧‧‧內部通路

10‧‧‧誘導通路

11‧‧‧第一構件

13‧‧‧空氣導入口

16‧‧‧內壁

17‧‧‧外壁

19‧‧‧誘導面

21‧‧‧入口

22‧‧‧途中

23‧‧‧出口

27‧‧‧偏向面

28‧‧‧擴散器

29‧‧‧邊緣部

S1‧‧‧第一錐形區域

S2‧‧‧第二錐形區域

θ‧‧‧角度

Claims (7)

1. 一種螺桿裝置用冷卻噴嘴，係用以對螺桿軸及螺帽之至少一者進行冷卻者，上述冷卻噴嘴係以包圍上述螺桿軸及上述螺帽之至少一者之方式配置，上述冷卻噴嘴具有：可導入氣體之內部通路、將被導入上述內部通路內之氣體流放出之開口、鄰接於上述開口而設置且使自上述開口被放出之氣體流轉向之偏向面、以及將上述冷卻噴嘴外側之氣體引入之誘導通路。
2. 如請求項1之螺桿裝置用冷卻噴嘴，其中，上述冷卻噴嘴係於較上述開口靠上游側，具有連接於上述螺帽或上述螺桿軸之連接部，上述誘導通路具有將上述連接部外側之氣體取入上述連接部內側之取入口。
3. 如請求項1或2之螺桿裝置用冷卻噴嘴，其中，上述冷卻噴嘴係於上述冷卻噴嘴之下游側之端面，具有隨著自外周朝內周接近而朝下游側突出之邊緣部。
4. 如請求項1或2之螺桿裝置用冷卻噴嘴，其中，上述冷卻噴嘴係結合圓弧狀之複數個分割噴嘴而成。
5. 一種附設有冷卻噴嘴之螺桿裝置，其具備有：請求項1或2所記載之螺桿裝置用冷卻噴嘴；及具有上述螺桿軸及上述螺帽之螺桿裝置。
6. 一種螺桿裝置用冷卻系統，其具備有：請求項1或2所記載之螺桿裝置用冷卻噴嘴；及 將氣體導入上述冷卻噴嘴之上述內部通路內之手段。
7. 一種運動導引裝置用冷卻噴嘴，係用以對導引軌道及經由滾動體而可相對移動地被組裝於該導引軌道之移動塊之至少一者進行冷卻者，上述冷卻噴嘴具有：可導入氣體之內部通路、將被導入上述內部通路內之氣體流放出之開口、鄰接於上述開口而設置且使自上述開口被放出之氣體流轉向之偏向面、以及將上述冷卻噴嘴外側之氣體引入之誘導通路。