ボールねじ耐久試験装置
【課題】こじりモーメントによる荷重を負荷した状態をも試験することが可能な耐久試験装置を提供する。
【解決手段】ねじ軸と、ナットとを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のボールねじ耐久試験装置において、絞りを備えた複数の油圧シリンダを設け、このシリンダ軸をねじ軸の軸方向と平行に配置してナットを取付けるナット取付部をシリンダ軸により移動可能に支持する。
【解決手段】ねじ軸と、ナットとを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のボールねじ耐久試験装置において、絞りを備えた複数の油圧シリンダを設け、このシリンダ軸をねじ軸の軸方向と平行に配置してナットを取付けるナット取付部をシリンダ軸により移動可能に支持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や精密機械、射出成形機等の機械装置の移動体の送り機構等に用いられるボールねじ耐久試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールねじ装置の耐久装置は、サポート軸受に回転可能に支持されたねじ軸にボールねじ装置のナットを２つ対向させて螺合させ、ナットのフランジ部の取付部に多数のコイルバネを挟んで組付けてボールねじ装置に軸方向の荷重を負荷すると共に取付部を半径方向に押圧して半径方向の荷重を負荷し、ねじ軸を回転駆動して耐久試験を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２０５２０号公報（第３頁段落００１６−第４頁段落００１９、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に射出成形機等の比較的高荷重が負荷される機械装置の送り機構として用いられるボールねじ装置は、その取付精度や機械装置のボールねじ装置の取付部の変形等によりねじ軸に対してナットが傾き、ねじ軸を回転させてナットを移動させるときに、ねじ軸とナットとの間にこじりモーメントが発生し、ボールねじ装置が計算寿命以下で破損する場合がある。
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、軸方向と半径方向とに荷重を負荷して耐久試験を行っているため、こじりモーメントによる耐久性を十分に評価することができないという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、こじりモーメントによる荷重を負荷した状態をも試験することが可能な耐久試験装置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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを有し、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のボールねじ耐久試験装置において、前記ナットを取付けるナット取付部と、絞りを備えた複数の油圧シリンダとを設け、前記油圧シリンダのシリンダ軸を、前記ねじ軸の軸方向と平行に配置すると共に、前記ナット取付部を前記シリンダ軸により支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本発明は、油圧シリンダの絞りを同一に設定すれば軸方向荷重による耐久試験を実施することができ、絞りを異径に設定すれば容易にこじりモーメントを発生させることができるので実機に近似した状態での耐久試験を実施することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、図面を参照して本発明によるボールねじ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は実施例１のボールねじ耐久試験装置を示す上面図、図２は実施例１のボールねじ耐久試験装置を示す側面図、図３は実施例１の油圧シリンダ近傍を示す断面図である。
図１、図２において、１はボールねじ装置である。
２はボールねじ装置１のねじ軸であり、その外周面には略半円弧形状の軸軌道溝３が一定のリードで螺旋状に形成されている。
【０００９】
４はボールねじ装置１のナットであり、その内周面には軸軌道溝３と対向する略半円弧形状の図示しないナット軌道溝が軸軌道溝３と同じリードで形成されている。
５はフランジ部であり、ナット４の一方の端面にボルト６により締結され、ナット４を機械装置の移動体に固定するための複数のボルト穴が設けられている。
このようなボールねじ装置１は、ねじ軸２の軸軌道溝３とこれに対向するナット４のナット軌道溝との間に装填された複数の図示しないボールにより螺合し、ねじ軸２を正逆方向に回転駆動することによりナット２が軸方向に往復運動をする。
【００１０】
１０はボールねじ装置１の耐久試験装置である。
１１ａ、１１ｂは側壁板であり、比較的厚い鋼板等で製作された四角状の板部材であって、梁部材１２ａ、１２ｂにより所定の間隔を隔てて基盤１３に固定される。
１４はサーボモータであり、一方の側壁板１１ａに設けられ、その回転軸に設けられた歯付プーリ１５ａにより歯付ベルト１６を介して駆動軸１７の一端に設けられた歯付プーリ１５ｂを駆動する。
【００１１】
駆動軸１７は、一方の側壁板１１ａに設けられた複数のアンギュラ玉軸受１８により回転自在に支持されており、その他端はボールねじ装置１のねじ軸２とボルト等により締結されている。
なお、ねじ軸２は他方の側壁板１１ｂにおいても同様に回転可能に支持されている。
また、図１に示すアンギュラ玉軸受１８のボールの直径方向の斜線はそのアンギュラ玉軸受１８の接触角の方向を示す。
【００１２】
２０は取付板であり、ナット４のフランジ部５と略同等の外径を有する比較的厚い鋼板等で製作された板部材であって、フランジ部５が取付ボルト２０ａにより締結される。
２１は回止め板であり、比較的厚い鋼板等で製作された四角状または馬蹄形状の板部材であって、取付板２０がボルトまたは溶接等により固定されると共に基盤１３側の両端部が基盤１３にねじ軸２の軸方向（以下、単に軸方向という）と平行に設置されたリニアガイド２３のレール２３ａに嵌合するスライダ２３ｂに支持され、取付板２０がねじ軸２の周方向に回転することを防止する。なお取付板２０は回止め板２１と一体に成形するようにしてもよい。
【００１３】
スライダ２３ｂと回止め板２１との連結は、スライダ２３ｂの回止め板２１側の面に設けられた軸方向に直交する方向に形成された長穴と回止め板２１の両端部に設けられた円柱状の突起とを遊嵌させることにより連結され、この連結部により回止め板２１はスライダ２３ｂにねじ軸２の軸芯を中心とし、図１に矢印Ａで示す方向およびその反対方向（Ａ方向および反Ａ方向という。）に回動可能に支持されると共にリニアガイド２３によりその軸方向に往復動可能に支持される。
【００１４】
上記の取付板２０と回止め板２１によりナット取付部２２が構成される。
２４ａ、２４ｂは油圧シリンダであり、そのシリンダ軸２５ａ、２５ｂが軸方向と平行となるように他方の側壁板１１ｂに固定されおり、ねじ軸２の軸芯を中心として均等となるように配置、つまりねじ軸２の軸芯を中心としたピッチ円上に等分に配置され、シリンダ軸２５ａ、２５ｂの一端が回止め板２１に当接してナット取付部２２を移動可能に支持する。本実施例の油圧シリンダは２個であるので、油圧シリンダ２４ａ、２４ｂはねじ軸２の軸芯を中心とするピッチ円上に１８０度等分に配置されている。
【００１５】
図３において、２６ａは油圧シリンダ２４ａのピストンであり、シリンダ軸２５ａの他端が取付けられると共にその外周部がＯリング等によりシールされて圧力室２７ａの圧力を保持するように構成される。
また、油圧シリンダ２４ａの圧力室２７ａと作動油を貯留する作動油タンク２８とは作動油タンク２８の液面が図２に示すように油圧シリンダ２４ａより高い位置となるように配置されてパイプ２９ａにより連通しており、その途中には油圧シリンダ２４ａの絞りとしての固定絞り３０ａが設けられている。
【００１６】
固定絞り３０ａはオリフィス板３１ａとこのオリフィス板３１ａを挟持する一対のフランジ板３２ａにより構成され、オリフィス板３１ａのオリフィス孔の面取部３３ａは作動油タンク２８側となるように設置される。
他方の油圧シリンダ２４ｂにおいても同様であるのでその図示は省略する。
上記の構成の作用について説明する。
【００１７】
ボールねじ装置１に軸方向荷重を負荷して耐久試験を行う場合は、固定絞り３０ａ、３０ｂのオリフィス板３１ａ、３１ｂのオリフィス径を同一に設定してそれぞれのパイプ２９ａ、２９ｂの途中にフランジ板３２ａ、３２ｂに挟み込んで取付ける。
そして、サーボモータ１４を正転させると、その回転は歯付プーリ１５ａ、歯付ベルト１６、歯付プーリ１５ｂを経由して駆動軸１７に伝えられ、これに取付けられているねじ軸２が回転して、原点（図１においてねじ軸２の左端近傍）にあるナット４が回止め板２１の両端部に設けられたリニアガイド２３により周方向の回転を止められた状態で軸方向に案内され、図１、図２に矢印Ｂで示す方向（Ｂ方向という。）に移動する。
【００１８】
この時、ナット４のフランジ部５を取付けたナット取付部２２の回止め板２１が油圧シリンダ２４ａ、２４ｂのシリンダ軸２５ａ、２５ｂをＢ方向に押圧し、これに伴ってピストン２６ａ、２６ｂがそれぞれの圧力室２７ａ、２７ｂを満たしている作動油をパイプ２９ａ、２９ｂを介して作動油タンク２８の方向へ押出す。
この押出された作動油は、オリフィス板３１ａ、３１ｂのオリフィス孔を通過する時に縮流され、ナット４の移動速度に伴ってパイプ２９ａ、２９ｂを移動する作動油の流速に応じた圧力損失を発生させ、この圧力損失により圧力室２７ａ、２７ｂの圧力が上昇してナット取付部２２がシリンダ軸２５ａ、２５ｂにより矢印Ｂとは反対方向（反Ｂ方向という。）に押圧され、ナット４とねじ軸２との間に軸方向と平行な図４に示す反Ｂ方向の軸方向荷重を発生させる。
【００１９】
この場合に発生する軸方向荷重は、図４に示すようにねじ軸２が回転をはじめると急激に立上り、移動速度が一定になるとその軸方向荷重も一定となる。
本説明では両方のオリフィス径は同一であるのでその縮流係数は同一であり、これに伴う圧力室２７ａ、２７ｂの圧力上昇は同一となる。また２つの油圧シリンダ２４ａ、２４ｂはねじ軸２の軸芯を中心としたピッチ円上に等分に配置されているので、油圧シリンダ２４ａ、２４ｂにより押圧されるナット４には軸方向と平行な反Ｂ方向の軸方向荷重が負荷される。
【００２０】
ナット４を原点に戻す場合は、サーボモータ１４を逆転させてねじ軸２を上記とは逆方向に回転させると、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２が反Ｂ方向に移動し、回止め板２１を押圧していたシリンダ軸２５ａ、２５ｂの押圧力が減少する。
この時、作動油タンク２８の液面が油圧シリンダ２４ａ、２４ｂより高い位置に配置されているので、そのヘッド圧によりパイプ２９ａ、２９ｂを介して作動油が油圧シリンダ２４ａ、２４ｂの方向へ押戻される。
【００２１】
この押戻された作動油は、オリフィス板３１ａ、３１ｂを通過する時に面取部３３ａ、３３ｂの方向からオリフィス孔に流入するためオリフィス孔での縮流はほとんどなく、ヘッド圧による作動油の圧力室２７ａ、２７ｂへの流入が円滑に行われ、ピストン２６ａ、２６ｂが反Ｂ方向に押されてシリンダ軸２５ａ、２５ｂがナット４の移動に追従またはわずかに遅れて反Ｂ方向に移動し、ナット４がねじ軸２上を略無負荷の状態で移動して原点に復帰する。その後は再びサーボモータ１４を正転させて前記の軸方向荷重による耐久試験を継続する。
【００２２】
このようにして、１方向の軸方向荷重による耐久試験が実施される。
ボールねじ装置１にこじりモーメントを負荷して耐久試験を行う場合は、発生させるこじりモーメントの大きさに応じて固定絞り３０ａ、３０ｂのオリフィス板３１ａ、３１ｂのオリフィス径を異なったオリフィス径に設定してそれぞれのパイプ２９ａ、２９ｂの途中に取付ける。本説明ではオリフィス板３１ａのオリフィス径を小さく設定する。
【００２３】
そして、サーボモータ１４を正転させると、原点にあるナット４がＢ方向に移動し、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２がＢ方向に移動してシリンダ軸２５ａ、２５ｂをＢ方向に押圧し、これに伴ってピストン２６ａ、２６ｂがそれぞれの圧力室２７ａ、２７ｂを満たしている作動油を作動油タンク２８の方向へ押出す。
この時、オリフィス板３１ａのオリフィス径がオリフィス板３１ｂのオリフィス径より小さく設定されているので、ナット４の移動速度に応じて発生するオリフィス孔よる圧力損失は固定絞り３０ａ側が大きくなり、圧力室２７ａの圧力上昇が相対的に大きくなってシリンダ軸２５ａがナット取付部２２を反Ｂ方向により強く押圧し、図５に示すようにナット４が矢印Ａ方向に回動して傾いたこじり状態を発生させる。
【００２４】
このナット４の傾きは、シリンダ軸２５ａ、２５ｂがナット取付部２２を移動可能に支持していることにより吸収されると共に、リニアガイド２３のスライダ２３ｂの長穴と回止め板２１の両端部に設けた突起の遊嵌により吸収され、リニアガイド２３の軸方向の案内は円滑に行われる。
なお、図５は説明のために誇張して描いてあるが、実際にはボールを介して螺合するナット４とねじ軸２との隙間およびこじりモーメントによる弾性変形分による微小な傾きがナット４に生ずる。
【００２５】
ナット４を原点に戻す場合は、サーボモータ１４を逆転させてねじ軸２を前記とは逆方向に回転させると、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２が反Ｂ方向に移動し、回止め板２１を押圧していたシリンダ軸２５ａ、２５ｂの押圧力が減少し、前記軸方向荷重の場合と同様に作動油タンク２８のヘッド圧により作動油が油圧シリンダ２４ａ、２４ｂの方向へ押戻される。
【００２６】
この押戻された作動油は、オリフィス板３１ａのオリフィス径が小さく設定されているので、ヘッド圧による作動油の圧力室２７ａへの流入が相対的に減少し、シリンダ軸２５ａの反Ｂ方向への移動が遅れた状態となりながらナット４が略無負荷の状態で移動して原点に復帰する。その後は再びサーボモータ１４を正転させて前記のこじりモーメントによる耐久試験を継続する。
【００２７】
このようにして、１方向のこじりモーメントによる耐久試験が実施される。
以上説明したように、本実施例では、油圧シリンダのシリンダ軸を軸方向と平行に配置してナット取付部を絞りを有する複数のシリンダ軸により支持するようにしたことによって、油圧シリンダの絞りを同一に設定すれば軸方向荷重による耐久試験を実施することができ、絞りを異径に設定すれば容易にこじりモーメントを発生させることができるので実機に近似した状態での耐久試験を実施することが可能になる。
【００２８】
また、作動油タンクの作動油の液面を油圧シリンダよりも高い位置に配置したことによって、作動油タンクによるヘッド圧を利用することができ、油圧ポンプ等の油圧源を不要として耐久試験装置の簡素化を図ることができる。
なお、本実施例では、オリフィス板の作動油タンク側に面取部を設けるとして説明したが、ここにフィレットＲを設けるようにしてもよい。これにより更に圧力室側への作動油の流入を円滑に行うことができる。
【実施例２】
【００２９】
図６は実施例２のボールねじ耐久試験装置を示す上面図、図７は実施例２のボールねじ耐久試験装置を示す側面図、図８は実施例２のシリンダ軸の連結状態を示す断面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は同一の符号を付して、その説明を省略する。
図６、図７において、４０ａ、４０ｂは油圧シリンダ２４ａ、２４ｂの絞りとしての可変絞りであり、サーボ弁等の電気信号に応じて機械的に通過流量を変化させる機能を有する絞り弁である。
【００３０】
図８において、４１ａは自在継手としてのピボット型継手であり、シリンダ軸２５ａの先端部に設けた球体をナット取付部２２の回止め板２１に設けた球状凹面を有する球面座で包み込んで形成した継手であって、シリンダ軸２５ａの往復動に伴う軸方向の動きを規制すると共に球状凹面と球体によりナット取付部２２のＡ方向および反Ａ方向の回動を許容して回動自在に支持する。他方のシリンダ軸２５ｂにも同様のピボット型継手４１ｂが設けられている。
【００３１】
本実施例の側壁板１１ａ、１１ｂは、図７に示すようにねじ軸２の軸芯を通る平面（本実施例では水平面）上に配置された梁部材１２ａ、１２ｂにより所定の間隔を隔てて固定されており、ピボット型継手４１ａ、４１ｂを設けた一方の側壁板１１ｂは上記実施例１と同様に基盤１３に固定されている。
駆動軸１７を設けた他方の側壁板１１ａは、基盤１３との間にリニアガイド４２が設けており、基盤１３に軸方向と平行に設置されたレール４２ａに嵌合するスライダ４２ｂにより基盤１３との軸方向の相対移動を許容するように構成されている。
【００３２】
また、本実施例のピボット型継手４１ａ、４１ｂの軸芯は、前記のねじ軸２の軸芯を通る平面上に配置されている。
他方の側壁板１１ａと基盤１３との軸方向の相対移動を許容することにより、基盤１３の熱膨張等による影響を排除することができ、梁部材１２ａ、１２ｂとねじ軸２の軸芯を同一平面上に配置し、力点であるピボット型継手４１ａ、４１ｂもその平面上に配置したことにより、想定外のこじりモーメント等が負荷されることを防止することができ、耐久試験の試験条件の設定を容易に行うことが可能になる。
【００３３】
上記の構成の作用について説明する。
ボールねじ装置１に軸方向荷重を負荷して耐久試験を行う場合は、電気信号を可変絞り４０ａ、４０ｂに送り、それぞれの絞り開度を同等に設定する。
そして、サーボモータ１４を正転させると、原点にあるナット４がＢ方向に移動し、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２がＢ方向に移動して回止め板２１とピボット型継手４１ａ、４１ｂを介して連結しているシリンダ軸２５ａ、２５ｂをＢ方向に押圧し、これに伴ってピストン２６ａ、２６ｂがそれぞれの圧力室２７ａ、２７ｂを満たしている作動油を作動油タンク２８の方向へ押出す。
【００３４】
この時、可変絞り４０ａ、４０ｂの絞り開度が同等に設定されているので、ナット４の移動速度に応じて発生する絞りによる圧力損失は同等となり、上記実施例１の固定絞り３０ａ、３０ｂの場合と同様にナット４のＢ方向の移動速度に応じたナット４とねじ軸２との間の反Ｂ方向の軸方向荷重を発生させる。
ナット４を原点に戻す場合は、サーボモータ１４を逆転させてねじ軸２を前記とは逆方向に回転させると、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２が反Ｂ方向に移動し、回止め板２１にピボット型継手４１ａ、４１ｂを介して連結されているシリンダ軸２５ａ、２５ｂが引戻され、これに伴う圧力室２７ａ、２７ｂの油圧低下により作動油が作動油タンク２８から油圧シリンダ２４ａ、２４ｂの圧力室２７ａ、２７ｂへ流れ込む。
【００３５】
この時、パイプ２９ａ、２９ｂを移動する作動油が、可変絞り４０ａ、４０ｂを通過する時の圧力損失により圧力室２７ａ、２７ｂの油圧が低下し、ナット取付部２２をＢ方向に引っ張ってナット４の反Ｂ方向の移動速度に応じたＢ方向の軸方向荷重をナット４とねじ軸２との間に発生させながらナット４がねじ軸２上を移動して原点に復帰する。その後は再びサーボモータ１４を正転させて前記の反Ｂ方向の軸方向荷重による耐久試験を継続する。
【００３６】
このようにして、交番の軸方向荷重による耐久試験が実施される。
ボールねじ装置１にこじりモーメントを負荷して耐久試験を行う場合は、電気信号を可変絞り４０ａ、４０ｂへ送り、発生させるこじりモーメントの大きさに応じて異なった絞り開度に設定する。本説明では可変絞り４０ａの絞り開度を小さく設定する。
そして、サーボモータ１４を正転させると、原点にあるナット４がＢ方向に移動し、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２がＢ方向に移動して回止め板２１とピボット型継手４１ａ、４１ｂを介して連結しているシリンダ軸２５ａ、２５ｂをＢ方向に押圧し、これに伴ってピストン２６ａ、２６ｂがそれぞれの圧力室２７ａ、２７ｂを満たしている作動油を作動油タンク２８の方向へ押出す。
【００３７】
この時、可変絞り４０ａの絞り開度が可変絞り４０ｂの絞り開度より小さく設定されているので、ナット４の移動速度に応じて発生する可変絞り４０ａの絞り開度よる圧力損失は可変絞り４０ａ側が大きくなり、圧力室２７ａの圧力上昇が圧力室２７ｂの圧力上昇より大きくなってシリンダ軸２５ａがナット取付部２２を反Ｂ方向により強く押圧し、実施例１と同様にナット４がＡ方向に回動して傾いたこじり状態を発生させる。
【００３８】
このナット４の傾きは、ピボット型継手４１ａ、４１ｂの球面周りの回動により吸収されると共に実施例１と同様にリニアガイド２３により吸収されて軸方向の案内は円滑に行われる。
ナット４を原点に戻す場合は、サーボモータ１４を逆転させてねじ軸２を前記とは逆方向に回転させると、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２が反Ｂ方向に移動し、回止め板２１にピボット型継手４１ａ、４１ｂを介して連結されているシリンダ軸２５ａ、２５ｂが引戻され、前記軸方向荷重の場合と同様に作動油が作動油タンク２８から圧力室２７ａ、２７ｂへ流れ込む。
【００３９】
この時、可変絞り４０ａの絞り開度が小さく設定されているので、可変絞り４０ａ側の圧力損失が相対的に大きくなり、圧力室２７ａの油圧がより多く低下してシリンダ軸２５ａがピボット軸受４１ａを介してナット取付部２２をＢ方向により強く引っ張ってナット４を反Ａ方向に回動させ、ナット４のＢ方向の移動の場合とは逆方向のこじりモーメントを発生させながらナット４がねじ軸２上を移動して原点に復帰する。その後は再びサーボモータ１４を正転させて前記のＢ方向への移動に伴うこじりモーメントによる耐久試験を継続する。
【００４０】
このようにして、交番のこじりモーメントによる耐久試験が実施される。
なお、本実施例おいて、反Ｂ方向にナット４を移動させる時に、電気信号を可変絞り４０ａ、４０ｂへ送って絞り開度を全開に近い状態にすれば、実施例１と同様の１方向の軸方向荷重または１方向のこじりモーメントによる耐久試験を実施することができる。
また、ナット４の移動中に電気信号により可変絞り４０ａ、４０ｂの絞り開度を同時にまたは別に変化させれば、変動荷重による耐久試験やこじりモーメントの変動に伴う味噌すり運動による耐久試験等を実施することも可能になる。
【００４１】
更に、ピボット型継手はシリンダ軸２５ａ、２５ｂの先端部の球体を球面座で包み込んで形成するとして説明したが、球面座側の球状凹面を半球面以下、または円錐面とすれば上記実施例１と同様の無負荷状態でナット４を原点に復帰させることができる。
更に、自在継手はピボット型継手として説明したが、自在継手は前記に限らず、カルダン型継手、ボールジョイント等の自在継手であってもよい。
【００４２】
更に、他方の側壁板にリニアガイドを設けて基盤との軸方向の相対移動を許容するとして説明したが、他方の側壁板を基盤上に載置するようにしてもよい。
以上説明したように、本実施例では、実施例１と同様の効果に加えて、油圧シリンダの絞りを可変絞りとしたことによって、様々のモードによる軸方向荷重やこじりモーメントを発生させることができ、実機に一層近似した状態で耐久試験を実施することが可能になる。
【００４３】
また、ピボット型継手によりシリンダ軸とナット取付部とを連結したことによって、交番荷重による耐久試験を実施することが可能になる。
上記各実施例においては、油圧シリンダは２つ設けるとして説明したが、油圧シリンダの数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。この場合に３つ以上の油圧シリンダはねじ軸の軸芯を中心としたピッチ円上に均等に配置し、こじりモーメントを発生させる場合には、絞りを小さく設定する油圧シリンダは２つまでとするとよい。
【００４４】
また、耐久試験装置のこじりモーメントの発生を油圧シリンダによる負荷機構により発生させるとして説明したが、油圧による負荷機構に替えて直線移動機構をボールねじ装置等とし、駆動機構をサーボモータ等としてこれらを組合せた電気による負荷機構により発生させるようにしてもよい。これにより油圧による負荷機構と同様の効果に加えて作動油タンク等を省略することができ、耐久試験装置を更に簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１のボールねじ耐久試験装置を示す上面図
【図２】実施例１のボールねじ耐久試験装置を示す側面図
【図３】実施例１の油圧シリンダ近傍を示す断面図
【図４】実施例１の軸方向荷重特性を示す説明図
【図５】実施例１のこじり状態を示す説明図
【図６】実施例２のボールねじ耐久試験装置を示す上面図
【図７】実施例２のボールねじ耐久試験装置を示す側面図
【図８】実施例２のシリンダ軸の連結状態を示す断面図
【符号の説明】
【００４６】
１ ボールねじ装置
２ ねじ軸
３ 軸軌道溝
４ ナット
５ フランジ部
６ ボルト
１０ 耐久試験装置
１１ａ、１１ｂ 側壁板
１２ａ、１２ｂ 梁部材
１３ 基盤
１４ サーボモータ
１５ａ、１５ｂ 歯付プーリ
１６ 歯付ベルト
１７ 駆動軸
１８ アンギュラ玉軸受
２０ 取付板
２０ａ 取付ボルト
２１ 回止め板
２２ ナット取付部
２３、４２ リニアガイド
２３ａ、４２ａ レール
２３ｂ、４２ｂ スライダ
２４ａ、２４ｂ 油圧シリンダ
２５ａ、２５ｂ シリンダ軸
２６ａ、２６ｂ ピストン
２７ａ、２７ｂ 圧力室
２８ 作動油タンク
２９ａ、２９ｂ パイプ
３０ａ、３０ｂ 固定絞り
３１ａ、３１ｂ オリフィス板
３２ａ、３２ｂ フランジ板
３３ａ、３３ｂ 面取部
４０ａ、４０ｂ 可変絞り
４１ａ、４１ｂ ピボット型継手
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や精密機械、射出成形機等の機械装置の移動体の送り機構等に用いられるボールねじ耐久試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールねじ装置の耐久装置は、サポート軸受に回転可能に支持されたねじ軸にボールねじ装置のナットを２つ対向させて螺合させ、ナットのフランジ部の取付部に多数のコイルバネを挟んで組付けてボールねじ装置に軸方向の荷重を負荷すると共に取付部を半径方向に押圧して半径方向の荷重を負荷し、ねじ軸を回転駆動して耐久試験を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２０５２０号公報（第３頁段落００１６−第４頁段落００１９、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に射出成形機等の比較的高荷重が負荷される機械装置の送り機構として用いられるボールねじ装置は、その取付精度や機械装置のボールねじ装置の取付部の変形等によりねじ軸に対してナットが傾き、ねじ軸を回転させてナットを移動させるときに、ねじ軸とナットとの間にこじりモーメントが発生し、ボールねじ装置が計算寿命以下で破損する場合がある。
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、軸方向と半径方向とに荷重を負荷して耐久試験を行っているため、こじりモーメントによる耐久性を十分に評価することができないという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、こじりモーメントによる荷重を負荷した状態をも試験することが可能な耐久試験装置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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを有し、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のボールねじ耐久試験装置において、前記ナットを取付けるナット取付部と、絞りを備えた複数の油圧シリンダとを設け、前記油圧シリンダのシリンダ軸を、前記ねじ軸の軸方向と平行に配置すると共に、前記ナット取付部を前記シリンダ軸により支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本発明は、油圧シリンダの絞りを同一に設定すれば軸方向荷重による耐久試験を実施することができ、絞りを異径に設定すれば容易にこじりモーメントを発生させることができるので実機に近似した状態での耐久試験を実施することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、図面を参照して本発明によるボールねじ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は実施例１のボールねじ耐久試験装置を示す上面図、図２は実施例１のボールねじ耐久試験装置を示す側面図、図３は実施例１の油圧シリンダ近傍を示す断面図である。
図１、図２において、１はボールねじ装置である。
２はボールねじ装置１のねじ軸であり、その外周面には略半円弧形状の軸軌道溝３が一定のリードで螺旋状に形成されている。
【０００９】
４はボールねじ装置１のナットであり、その内周面には軸軌道溝３と対向する略半円弧形状の図示しないナット軌道溝が軸軌道溝３と同じリードで形成されている。
５はフランジ部であり、ナット４の一方の端面にボルト６により締結され、ナット４を機械装置の移動体に固定するための複数のボルト穴が設けられている。
このようなボールねじ装置１は、ねじ軸２の軸軌道溝３とこれに対向するナット４のナット軌道溝との間に装填された複数の図示しないボールにより螺合し、ねじ軸２を正逆方向に回転駆動することによりナット２が軸方向に往復運動をする。
【００１０】
１０はボールねじ装置１の耐久試験装置である。
１１ａ、１１ｂは側壁板であり、比較的厚い鋼板等で製作された四角状の板部材であって、梁部材１２ａ、１２ｂにより所定の間隔を隔てて基盤１３に固定される。
１４はサーボモータであり、一方の側壁板１１ａに設けられ、その回転軸に設けられた歯付プーリ１５ａにより歯付ベルト１６を介して駆動軸１７の一端に設けられた歯付プーリ１５ｂを駆動する。
【００１１】
駆動軸１７は、一方の側壁板１１ａに設けられた複数のアンギュラ玉軸受１８により回転自在に支持されており、その他端はボールねじ装置１のねじ軸２とボルト等により締結されている。
なお、ねじ軸２は他方の側壁板１１ｂにおいても同様に回転可能に支持されている。
また、図１に示すアンギュラ玉軸受１８のボールの直径方向の斜線はそのアンギュラ玉軸受１８の接触角の方向を示す。
【００１２】
２０は取付板であり、ナット４のフランジ部５と略同等の外径を有する比較的厚い鋼板等で製作された板部材であって、フランジ部５が取付ボルト２０ａにより締結される。
２１は回止め板であり、比較的厚い鋼板等で製作された四角状または馬蹄形状の板部材であって、取付板２０がボルトまたは溶接等により固定されると共に基盤１３側の両端部が基盤１３にねじ軸２の軸方向（以下、単に軸方向という）と平行に設置されたリニアガイド２３のレール２３ａに嵌合するスライダ２３ｂに支持され、取付板２０がねじ軸２の周方向に回転することを防止する。なお取付板２０は回止め板２１と一体に成形するようにしてもよい。
【００１３】
スライダ２３ｂと回止め板２１との連結は、スライダ２３ｂの回止め板２１側の面に設けられた軸方向に直交する方向に形成された長穴と回止め板２１の両端部に設けられた円柱状の突起とを遊嵌させることにより連結され、この連結部により回止め板２１はスライダ２３ｂにねじ軸２の軸芯を中心とし、図１に矢印Ａで示す方向およびその反対方向（Ａ方向および反Ａ方向という。）に回動可能に支持されると共にリニアガイド２３によりその軸方向に往復動可能に支持される。
【００１４】
上記の取付板２０と回止め板２１によりナット取付部２２が構成される。
２４ａ、２４ｂは油圧シリンダであり、そのシリンダ軸２５ａ、２５ｂが軸方向と平行となるように他方の側壁板１１ｂに固定されおり、ねじ軸２の軸芯を中心として均等となるように配置、つまりねじ軸２の軸芯を中心としたピッチ円上に等分に配置され、シリンダ軸２５ａ、２５ｂの一端が回止め板２１に当接してナット取付部２２を移動可能に支持する。本実施例の油圧シリンダは２個であるので、油圧シリンダ２４ａ、２４ｂはねじ軸２の軸芯を中心とするピッチ円上に１８０度等分に配置されている。
【００１５】
図３において、２６ａは油圧シリンダ２４ａのピストンであり、シリンダ軸２５ａの他端が取付けられると共にその外周部がＯリング等によりシールされて圧力室２７ａの圧力を保持するように構成される。
また、油圧シリンダ２４ａの圧力室２７ａと作動油を貯留する作動油タンク２８とは作動油タンク２８の液面が図２に示すように油圧シリンダ２４ａより高い位置となるように配置されてパイプ２９ａにより連通しており、その途中には油圧シリンダ２４ａの絞りとしての固定絞り３０ａが設けられている。
【００１６】
固定絞り３０ａはオリフィス板３１ａとこのオリフィス板３１ａを挟持する一対のフランジ板３２ａにより構成され、オリフィス板３１ａのオリフィス孔の面取部３３ａは作動油タンク２８側となるように設置される。
他方の油圧シリンダ２４ｂにおいても同様であるのでその図示は省略する。
上記の構成の作用について説明する。
【００１７】
ボールねじ装置１に軸方向荷重を負荷して耐久試験を行う場合は、固定絞り３０ａ、３０ｂのオリフィス板３１ａ、３１ｂのオリフィス径を同一に設定してそれぞれのパイプ２９ａ、２９ｂの途中にフランジ板３２ａ、３２ｂに挟み込んで取付ける。
そして、サーボモータ１４を正転させると、その回転は歯付プーリ１５ａ、歯付ベルト１６、歯付プーリ１５ｂを経由して駆動軸１７に伝えられ、これに取付けられているねじ軸２が回転して、原点（図１においてねじ軸２の左端近傍）にあるナット４が回止め板２１の両端部に設けられたリニアガイド２３により周方向の回転を止められた状態で軸方向に案内され、図１、図２に矢印Ｂで示す方向（Ｂ方向という。）に移動する。
【００１８】
この時、ナット４のフランジ部５を取付けたナット取付部２２の回止め板２１が油圧シリンダ２４ａ、２４ｂのシリンダ軸２５ａ、２５ｂをＢ方向に押圧し、これに伴ってピストン２６ａ、２６ｂがそれぞれの圧力室２７ａ、２７ｂを満たしている作動油をパイプ２９ａ、２９ｂを介して作動油タンク２８の方向へ押出す。
この押出された作動油は、オリフィス板３１ａ、３１ｂのオリフィス孔を通過する時に縮流され、ナット４の移動速度に伴ってパイプ２９ａ、２９ｂを移動する作動油の流速に応じた圧力損失を発生させ、この圧力損失により圧力室２７ａ、２７ｂの圧力が上昇してナット取付部２２がシリンダ軸２５ａ、２５ｂにより矢印Ｂとは反対方向（反Ｂ方向という。）に押圧され、ナット４とねじ軸２との間に軸方向と平行な図４に示す反Ｂ方向の軸方向荷重を発生させる。
【００１９】
この場合に発生する軸方向荷重は、図４に示すようにねじ軸２が回転をはじめると急激に立上り、移動速度が一定になるとその軸方向荷重も一定となる。
本説明では両方のオリフィス径は同一であるのでその縮流係数は同一であり、これに伴う圧力室２７ａ、２７ｂの圧力上昇は同一となる。また２つの油圧シリンダ２４ａ、２４ｂはねじ軸２の軸芯を中心としたピッチ円上に等分に配置されているので、油圧シリンダ２４ａ、２４ｂにより押圧されるナット４には軸方向と平行な反Ｂ方向の軸方向荷重が負荷される。
【００２０】
ナット４を原点に戻す場合は、サーボモータ１４を逆転させてねじ軸２を上記とは逆方向に回転させると、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２が反Ｂ方向に移動し、回止め板２１を押圧していたシリンダ軸２５ａ、２５ｂの押圧力が減少する。
この時、作動油タンク２８の液面が油圧シリンダ２４ａ、２４ｂより高い位置に配置されているので、そのヘッド圧によりパイプ２９ａ、２９ｂを介して作動油が油圧シリンダ２４ａ、２４ｂの方向へ押戻される。
【００２１】
この押戻された作動油は、オリフィス板３１ａ、３１ｂを通過する時に面取部３３ａ、３３ｂの方向からオリフィス孔に流入するためオリフィス孔での縮流はほとんどなく、ヘッド圧による作動油の圧力室２７ａ、２７ｂへの流入が円滑に行われ、ピストン２６ａ、２６ｂが反Ｂ方向に押されてシリンダ軸２５ａ、２５ｂがナット４の移動に追従またはわずかに遅れて反Ｂ方向に移動し、ナット４がねじ軸２上を略無負荷の状態で移動して原点に復帰する。その後は再びサーボモータ１４を正転させて前記の軸方向荷重による耐久試験を継続する。
【００２２】
このようにして、１方向の軸方向荷重による耐久試験が実施される。
ボールねじ装置１にこじりモーメントを負荷して耐久試験を行う場合は、発生させるこじりモーメントの大きさに応じて固定絞り３０ａ、３０ｂのオリフィス板３１ａ、３１ｂのオリフィス径を異なったオリフィス径に設定してそれぞれのパイプ２９ａ、２９ｂの途中に取付ける。本説明ではオリフィス板３１ａのオリフィス径を小さく設定する。
【００２３】
そして、サーボモータ１４を正転させると、原点にあるナット４がＢ方向に移動し、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２がＢ方向に移動してシリンダ軸２５ａ、２５ｂをＢ方向に押圧し、これに伴ってピストン２６ａ、２６ｂがそれぞれの圧力室２７ａ、２７ｂを満たしている作動油を作動油タンク２８の方向へ押出す。
この時、オリフィス板３１ａのオリフィス径がオリフィス板３１ｂのオリフィス径より小さく設定されているので、ナット４の移動速度に応じて発生するオリフィス孔よる圧力損失は固定絞り３０ａ側が大きくなり、圧力室２７ａの圧力上昇が相対的に大きくなってシリンダ軸２５ａがナット取付部２２を反Ｂ方向により強く押圧し、図５に示すようにナット４が矢印Ａ方向に回動して傾いたこじり状態を発生させる。
【００２４】
このナット４の傾きは、シリンダ軸２５ａ、２５ｂがナット取付部２２を移動可能に支持していることにより吸収されると共に、リニアガイド２３のスライダ２３ｂの長穴と回止め板２１の両端部に設けた突起の遊嵌により吸収され、リニアガイド２３の軸方向の案内は円滑に行われる。
なお、図５は説明のために誇張して描いてあるが、実際にはボールを介して螺合するナット４とねじ軸２との隙間およびこじりモーメントによる弾性変形分による微小な傾きがナット４に生ずる。
【００２５】
ナット４を原点に戻す場合は、サーボモータ１４を逆転させてねじ軸２を前記とは逆方向に回転させると、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２が反Ｂ方向に移動し、回止め板２１を押圧していたシリンダ軸２５ａ、２５ｂの押圧力が減少し、前記軸方向荷重の場合と同様に作動油タンク２８のヘッド圧により作動油が油圧シリンダ２４ａ、２４ｂの方向へ押戻される。
【００２６】
この押戻された作動油は、オリフィス板３１ａのオリフィス径が小さく設定されているので、ヘッド圧による作動油の圧力室２７ａへの流入が相対的に減少し、シリンダ軸２５ａの反Ｂ方向への移動が遅れた状態となりながらナット４が略無負荷の状態で移動して原点に復帰する。その後は再びサーボモータ１４を正転させて前記のこじりモーメントによる耐久試験を継続する。
【００２７】
このようにして、１方向のこじりモーメントによる耐久試験が実施される。
以上説明したように、本実施例では、油圧シリンダのシリンダ軸を軸方向と平行に配置してナット取付部を絞りを有する複数のシリンダ軸により支持するようにしたことによって、油圧シリンダの絞りを同一に設定すれば軸方向荷重による耐久試験を実施することができ、絞りを異径に設定すれば容易にこじりモーメントを発生させることができるので実機に近似した状態での耐久試験を実施することが可能になる。
【００２８】
また、作動油タンクの作動油の液面を油圧シリンダよりも高い位置に配置したことによって、作動油タンクによるヘッド圧を利用することができ、油圧ポンプ等の油圧源を不要として耐久試験装置の簡素化を図ることができる。
なお、本実施例では、オリフィス板の作動油タンク側に面取部を設けるとして説明したが、ここにフィレットＲを設けるようにしてもよい。これにより更に圧力室側への作動油の流入を円滑に行うことができる。
【実施例２】
【００２９】
図６は実施例２のボールねじ耐久試験装置を示す上面図、図７は実施例２のボールねじ耐久試験装置を示す側面図、図８は実施例２のシリンダ軸の連結状態を示す断面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は同一の符号を付して、その説明を省略する。
図６、図７において、４０ａ、４０ｂは油圧シリンダ２４ａ、２４ｂの絞りとしての可変絞りであり、サーボ弁等の電気信号に応じて機械的に通過流量を変化させる機能を有する絞り弁である。
【００３０】
図８において、４１ａは自在継手としてのピボット型継手であり、シリンダ軸２５ａの先端部に設けた球体をナット取付部２２の回止め板２１に設けた球状凹面を有する球面座で包み込んで形成した継手であって、シリンダ軸２５ａの往復動に伴う軸方向の動きを規制すると共に球状凹面と球体によりナット取付部２２のＡ方向および反Ａ方向の回動を許容して回動自在に支持する。他方のシリンダ軸２５ｂにも同様のピボット型継手４１ｂが設けられている。
【００３１】
本実施例の側壁板１１ａ、１１ｂは、図７に示すようにねじ軸２の軸芯を通る平面（本実施例では水平面）上に配置された梁部材１２ａ、１２ｂにより所定の間隔を隔てて固定されており、ピボット型継手４１ａ、４１ｂを設けた一方の側壁板１１ｂは上記実施例１と同様に基盤１３に固定されている。
駆動軸１７を設けた他方の側壁板１１ａは、基盤１３との間にリニアガイド４２が設けており、基盤１３に軸方向と平行に設置されたレール４２ａに嵌合するスライダ４２ｂにより基盤１３との軸方向の相対移動を許容するように構成されている。
【００３２】
また、本実施例のピボット型継手４１ａ、４１ｂの軸芯は、前記のねじ軸２の軸芯を通る平面上に配置されている。
他方の側壁板１１ａと基盤１３との軸方向の相対移動を許容することにより、基盤１３の熱膨張等による影響を排除することができ、梁部材１２ａ、１２ｂとねじ軸２の軸芯を同一平面上に配置し、力点であるピボット型継手４１ａ、４１ｂもその平面上に配置したことにより、想定外のこじりモーメント等が負荷されることを防止することができ、耐久試験の試験条件の設定を容易に行うことが可能になる。
【００３３】
上記の構成の作用について説明する。
ボールねじ装置１に軸方向荷重を負荷して耐久試験を行う場合は、電気信号を可変絞り４０ａ、４０ｂに送り、それぞれの絞り開度を同等に設定する。
そして、サーボモータ１４を正転させると、原点にあるナット４がＢ方向に移動し、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２がＢ方向に移動して回止め板２１とピボット型継手４１ａ、４１ｂを介して連結しているシリンダ軸２５ａ、２５ｂをＢ方向に押圧し、これに伴ってピストン２６ａ、２６ｂがそれぞれの圧力室２７ａ、２７ｂを満たしている作動油を作動油タンク２８の方向へ押出す。
【００３４】
この時、可変絞り４０ａ、４０ｂの絞り開度が同等に設定されているので、ナット４の移動速度に応じて発生する絞りによる圧力損失は同等となり、上記実施例１の固定絞り３０ａ、３０ｂの場合と同様にナット４のＢ方向の移動速度に応じたナット４とねじ軸２との間の反Ｂ方向の軸方向荷重を発生させる。
ナット４を原点に戻す場合は、サーボモータ１４を逆転させてねじ軸２を前記とは逆方向に回転させると、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２が反Ｂ方向に移動し、回止め板２１にピボット型継手４１ａ、４１ｂを介して連結されているシリンダ軸２５ａ、２５ｂが引戻され、これに伴う圧力室２７ａ、２７ｂの油圧低下により作動油が作動油タンク２８から油圧シリンダ２４ａ、２４ｂの圧力室２７ａ、２７ｂへ流れ込む。
【００３５】
この時、パイプ２９ａ、２９ｂを移動する作動油が、可変絞り４０ａ、４０ｂを通過する時の圧力損失により圧力室２７ａ、２７ｂの油圧が低下し、ナット取付部２２をＢ方向に引っ張ってナット４の反Ｂ方向の移動速度に応じたＢ方向の軸方向荷重をナット４とねじ軸２との間に発生させながらナット４がねじ軸２上を移動して原点に復帰する。その後は再びサーボモータ１４を正転させて前記の反Ｂ方向の軸方向荷重による耐久試験を継続する。
【００３６】
このようにして、交番の軸方向荷重による耐久試験が実施される。
ボールねじ装置１にこじりモーメントを負荷して耐久試験を行う場合は、電気信号を可変絞り４０ａ、４０ｂへ送り、発生させるこじりモーメントの大きさに応じて異なった絞り開度に設定する。本説明では可変絞り４０ａの絞り開度を小さく設定する。
そして、サーボモータ１４を正転させると、原点にあるナット４がＢ方向に移動し、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２がＢ方向に移動して回止め板２１とピボット型継手４１ａ、４１ｂを介して連結しているシリンダ軸２５ａ、２５ｂをＢ方向に押圧し、これに伴ってピストン２６ａ、２６ｂがそれぞれの圧力室２７ａ、２７ｂを満たしている作動油を作動油タンク２８の方向へ押出す。
【００３７】
この時、可変絞り４０ａの絞り開度が可変絞り４０ｂの絞り開度より小さく設定されているので、ナット４の移動速度に応じて発生する可変絞り４０ａの絞り開度よる圧力損失は可変絞り４０ａ側が大きくなり、圧力室２７ａの圧力上昇が圧力室２７ｂの圧力上昇より大きくなってシリンダ軸２５ａがナット取付部２２を反Ｂ方向により強く押圧し、実施例１と同様にナット４がＡ方向に回動して傾いたこじり状態を発生させる。
【００３８】
このナット４の傾きは、ピボット型継手４１ａ、４１ｂの球面周りの回動により吸収されると共に実施例１と同様にリニアガイド２３により吸収されて軸方向の案内は円滑に行われる。
ナット４を原点に戻す場合は、サーボモータ１４を逆転させてねじ軸２を前記とは逆方向に回転させると、ナット４の移動に伴ってナット取付部２２が反Ｂ方向に移動し、回止め板２１にピボット型継手４１ａ、４１ｂを介して連結されているシリンダ軸２５ａ、２５ｂが引戻され、前記軸方向荷重の場合と同様に作動油が作動油タンク２８から圧力室２７ａ、２７ｂへ流れ込む。
【００３９】
この時、可変絞り４０ａの絞り開度が小さく設定されているので、可変絞り４０ａ側の圧力損失が相対的に大きくなり、圧力室２７ａの油圧がより多く低下してシリンダ軸２５ａがピボット軸受４１ａを介してナット取付部２２をＢ方向により強く引っ張ってナット４を反Ａ方向に回動させ、ナット４のＢ方向の移動の場合とは逆方向のこじりモーメントを発生させながらナット４がねじ軸２上を移動して原点に復帰する。その後は再びサーボモータ１４を正転させて前記のＢ方向への移動に伴うこじりモーメントによる耐久試験を継続する。
【００４０】
このようにして、交番のこじりモーメントによる耐久試験が実施される。
なお、本実施例おいて、反Ｂ方向にナット４を移動させる時に、電気信号を可変絞り４０ａ、４０ｂへ送って絞り開度を全開に近い状態にすれば、実施例１と同様の１方向の軸方向荷重または１方向のこじりモーメントによる耐久試験を実施することができる。
また、ナット４の移動中に電気信号により可変絞り４０ａ、４０ｂの絞り開度を同時にまたは別に変化させれば、変動荷重による耐久試験やこじりモーメントの変動に伴う味噌すり運動による耐久試験等を実施することも可能になる。
【００４１】
更に、ピボット型継手はシリンダ軸２５ａ、２５ｂの先端部の球体を球面座で包み込んで形成するとして説明したが、球面座側の球状凹面を半球面以下、または円錐面とすれば上記実施例１と同様の無負荷状態でナット４を原点に復帰させることができる。
更に、自在継手はピボット型継手として説明したが、自在継手は前記に限らず、カルダン型継手、ボールジョイント等の自在継手であってもよい。
【００４２】
更に、他方の側壁板にリニアガイドを設けて基盤との軸方向の相対移動を許容するとして説明したが、他方の側壁板を基盤上に載置するようにしてもよい。
以上説明したように、本実施例では、実施例１と同様の効果に加えて、油圧シリンダの絞りを可変絞りとしたことによって、様々のモードによる軸方向荷重やこじりモーメントを発生させることができ、実機に一層近似した状態で耐久試験を実施することが可能になる。
【００４３】
また、ピボット型継手によりシリンダ軸とナット取付部とを連結したことによって、交番荷重による耐久試験を実施することが可能になる。
上記各実施例においては、油圧シリンダは２つ設けるとして説明したが、油圧シリンダの数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。この場合に３つ以上の油圧シリンダはねじ軸の軸芯を中心としたピッチ円上に均等に配置し、こじりモーメントを発生させる場合には、絞りを小さく設定する油圧シリンダは２つまでとするとよい。
【００４４】
また、耐久試験装置のこじりモーメントの発生を油圧シリンダによる負荷機構により発生させるとして説明したが、油圧による負荷機構に替えて直線移動機構をボールねじ装置等とし、駆動機構をサーボモータ等としてこれらを組合せた電気による負荷機構により発生させるようにしてもよい。これにより油圧による負荷機構と同様の効果に加えて作動油タンク等を省略することができ、耐久試験装置を更に簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１のボールねじ耐久試験装置を示す上面図
【図２】実施例１のボールねじ耐久試験装置を示す側面図
【図３】実施例１の油圧シリンダ近傍を示す断面図
【図４】実施例１の軸方向荷重特性を示す説明図
【図５】実施例１のこじり状態を示す説明図
【図６】実施例２のボールねじ耐久試験装置を示す上面図
【図７】実施例２のボールねじ耐久試験装置を示す側面図
【図８】実施例２のシリンダ軸の連結状態を示す断面図
【符号の説明】
【００４６】
１ ボールねじ装置
２ ねじ軸
３ 軸軌道溝
４ ナット
５ フランジ部
６ ボルト
１０ 耐久試験装置
１１ａ、１１ｂ 側壁板
１２ａ、１２ｂ 梁部材
１３ 基盤
１４ サーボモータ
１５ａ、１５ｂ 歯付プーリ
１６ 歯付ベルト
１７ 駆動軸
１８ アンギュラ玉軸受
２０ 取付板
２０ａ 取付ボルト
２１ 回止め板
２２ ナット取付部
２３、４２ リニアガイド
２３ａ、４２ａ レール
２３ｂ、４２ｂ スライダ
２４ａ、２４ｂ 油圧シリンダ
２５ａ、２５ｂ シリンダ軸
２６ａ、２６ｂ ピストン
２７ａ、２７ｂ 圧力室
２８ 作動油タンク
２９ａ、２９ｂ パイプ
３０ａ、３０ｂ 固定絞り
３１ａ、３１ｂ オリフィス板
３２ａ、３２ｂ フランジ板
３３ａ、３３ｂ 面取部
４０ａ、４０ｂ 可変絞り
４１ａ、４１ｂ ピボット型継手
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを有し、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のボールねじ耐久試験装置において、
前記ナットを取付けるナット取付部と、絞りを備えた複数の油圧シリンダとを設け、前記油圧シリンダのシリンダ軸を、前記ねじ軸の軸方向と平行に配置し、前記ナット取付部を前記シリンダ軸により支持することを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記絞りが、固定絞りであることを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記絞りが、可変絞りであることを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３において、
前記油圧シリンダの作動油を貯留する作動油タンクを設け、該作動油タンクに貯留されている作動油の液面を、前記複数の油圧シリンダよりも高い位置に配置したことを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３または請求項４において、
前記シリンダ軸とナット取付部とが、自在継手により連結されていることを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項６】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを有し、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のボールねじ耐久試験装置において、
直線移動機構と駆動モータを組合せた複数の電気による負荷機構を設けたことを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項１】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを有し、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のボールねじ耐久試験装置において、
前記ナットを取付けるナット取付部と、絞りを備えた複数の油圧シリンダとを設け、前記油圧シリンダのシリンダ軸を、前記ねじ軸の軸方向と平行に配置し、前記ナット取付部を前記シリンダ軸により支持することを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記絞りが、固定絞りであることを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記絞りが、可変絞りであることを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３において、
前記油圧シリンダの作動油を貯留する作動油タンクを設け、該作動油タンクに貯留されている作動油の液面を、前記複数の油圧シリンダよりも高い位置に配置したことを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３または請求項４において、
前記シリンダ軸とナット取付部とが、自在継手により連結されていることを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【請求項６】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを有し、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置のボールねじ耐久試験装置において、
直線移動機構と駆動モータを組合せた複数の電気による負荷機構を設けたことを特徴とするボールねじ耐久試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１７４７２（Ｐ２００６−１７４７２Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９２９４５（Ｐ２００４−１９２９４５）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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