(57)【要約】【課題】ねじ溝２の案内面の探傷を可能にした直動機構とする。【解決手段】ねじ溝２を有するねじ軸４とナット５とからなるボールねじ式の直動機構において、ねじ軸４のねじ溝２部の面の変位を計測する磁歪式センサ７を備え、ねじ溝２の案内面の探傷を可能にした直動機構とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック部の一方向の移動を案内するガイド部を備えた直動機構において、ガイド部のブロック部が接触する部位の面の変位を計測する変位計測手段を備えたことを特徴とする直動機構。
【請求項２】
ねじ溝を有するねじ軸とボールナットとからなるボールねじ式の直動機構において、ねじ軸のねじ溝部の面の変位を計測する変位計測手段を備えたことを特徴とする直動機構。
【請求項３】
直線状のガイド溝を有するガイド部材とガイド溝に沿って案内されるガイドブロックとからなるリニアガイド式の直動機構において、ガイド部材のガイド溝の面の変位を計測する変位検出手段とを備えたことを特徴とする直動機構。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
変位計測手段で計測する面は、荷重が作用する部位であることを特徴とする直動機構。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
変位検出手段は非接触式のセンサであることを特徴とする直動機構。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
変位検出手段は接触式のセンサであることを特徴とする直動機構。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の直動機構と、変位検出手段の検出情報が入力される制御手段とを備え、
制御手段は、検出された面の変位状況を知らせる機能とを有していることを特徴とする直動機構の異常診断システム。
【請求項８】
請求項７において、
制御手段は、通信手段を介して遠隔場所に変位状況を知らせる機能を更に有していることを特徴とする直動機構の異常診断システム。
【請求項９】
請求項７もしくは請求項８において、
制御手段は、検出された面の変位がしきい値を越えたか否かを判断する異常判断機能と、異常判断機能により異常と判断した際に異常を知らせる機能とを有していることを特徴とする直動機構の異常診断システム。
【請求項１０】
請求項９において、
制御手段は、異常判断機能により異常と判断した際に通信手段を介して遠隔場所に異常を知らせる機能を更に有していることを特徴とする直動機構の異常診断システム。
【請求項１１】
成形材料が供給される固定金型と、固定金型に成形材料を供給するスクリュウ部材と、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の直動機構を介してスクリュウ部材を固定金型に対して位置決め移動自在に支持する支持台と、固定金型を押圧する押金型とを備えたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
押金型の移動が請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の直動機構を介して支持されていることを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ機構やリニアガイド機構等の直動機構に関し、ねじ溝やガイド溝の案内面の探傷を可能にしたものである。
【０００２】
また、本発明は、ボールねじ機構やリニアガイド機構等の直動機構の異常診断システムに関する。
【０００３】
また、本発明は、ガイド面の探傷を可能にした直動機構を備えた射出成形装置に関する。
【０００４】
【従来の技術】
電動の直動機構として、ボールねじ機構やローラねじ機構のように回転運動を直動運動に換えるねじ機構が知られている。また、直線状の球溝にボールを転動させてガイド部材を案内するリニアガイド機構が知られている。ねじ機構やリニアガイド機構の直動機構は、射出成形装置のスクリュウを位置決め移動させる案内に適用されたり、工作機械の移動の案内、水車等のガイドベーンの開閉案内等に適用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
直動機構は、長期使用による耐久精度は補償されているが、使用条件によっては異物の混入等の原因により摺動面に傷（剥離）が生じ、耐久精度の補償範囲内であっても所期の性能を得ることができなくなる虞があった。一般にボールねじ機構やリニアガイド機構等の直動機構は、装置の内部に構造物等に取り付けられて設置され、外部からは簡単に点検することができない箇所にある。
【０００６】
このため、摺動面に傷（剥離）が生じても初期段階での発見は困難であり、直動機構の故障が他の機器に波及して（例えば、モータトルクの急上昇等）、装置として致命的な状態になってから直動機構の故障が発見されることにもなりかねないのが現状であった。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ねじ溝やガイド溝の案内面の探傷を可能にした直動機構を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ねじ溝やガイド溝の案内面の探傷を可能にした直動機構の異常診断システムを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ねじ溝やガイド溝の案内面の探傷を可能にした直動機構を備えた射出成形装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の直動機構は、ブロック部の一方向の移動を案内するガイド部を備えた直動機構において、ガイド部のブロック部が接触する部位の面の変位を計測する変位計測手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明の直動機構は、ねじ溝を有するねじ軸とボールナットとからなるボールねじ式の直動機構において、ねじ軸のねじ溝部の面の変位を計測する変位計測手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明の直動機構は、直線状のガイド溝を有するガイド部材とガイド溝に沿って案内されるガイドブロックとからなるリニアガイド式の直動機構において、ガイド部材のガイド溝の面の変位を計測する変位検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
そして、変位計測手段で計測する面は、荷重が作用する部位であることを特徴とする。
【００１４】
また、変位検出手段は非接触式のセンサであることを特徴とする。
【００１５】
また、変位検出手段は接触式のセンサであることを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の直動機構の異常診断システムは、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の直動機構と、変位検出手段の検出情報が入力される制御手段とを備え、制御手段は、検出された面の変位状況を知らせる機能とを有していることを特徴とする。
【００１７】
そして、制御手段は、通信手段を介して遠隔場所に変位状況を知らせる機能を更に有していることを特徴とする。
【００１８】
また、制御手段は、検出された面の変位がしきい値を越えたか否かを判断する異常判断機能と、異常判断機能により異常と判断した際に異常を知らせる機能とを有していることを特徴とする。
【００１９】
また、制御手段は、異常判断機能により異常と判断した際に通信手段を介して遠隔場所に異常を知らせる機能を更に有していることを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するための本発明の射出成形装置は、成形材料が供給される固定金型と、固定金型に成形材料を供給するスクリュウ部材と、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の直動機構を介してスクリュウ部材を固定金型に対して位置決め移動自在に支持する支持台と、固定金型を押圧する押金型とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
そして、押金型の移動が請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の直動機構を介して支持されていることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施形態例を説明する。
【００２３】
図１には本発明の一実施形態例に係る直動機構としてのボールねじ機構の概略断面、図２には図１中の要部拡大状況、図３には摺動面の変位量の状況を示してある。
【００２４】
図１、図２に示すように、ボールねじ機構１は、外周にねじ溝２が形成されたねじ軸３（ガイド部）を有し、ボール４を介してナット５（ブロック部）がねじ軸３に螺合している。図示しない電動モータによりねじ軸３を駆動回転させることにより、ナット５がねじ軸３の軸方向に移動（直動）する。
【００２５】
ナット５の一端部（図中左端部）にはフランジ部６が設けられ、フランジ部６にはボール４が嵌合していない部位のねじ溝２の面（摺動面）の変位を計測する非接触式の変位計測手段としての磁歪式センサ７が設けられている。
【００２６】
ナット５に一方向の力Ｆ（図中右方向の力）が加わった場合、ねじ溝２の右下と左上の部位が大きな力でボール４に接触する。このため、磁歪式センサ７は、ねじ溝２の右下の部位の面の変位を計測するようになっている。ナット５に両方向の力が加わるボールねじ機構１の場合には、図中点線で示したように、ナット５の他端部（図中右端部）にフランジ部８を設け、ねじ溝２の左下の部位の面の変位を計測する磁歪式センサ９が設けられる。
【００２７】
尚、磁歪式センサ７によりねじ溝２の面全域の変位を計測できれば、ナット５に両方向の力が加わるボールねじ機構１であってもひとつの磁歪式センサ７により変位を計測することができる。
【００２８】
また、非接触式の変位計測手段としては、磁歪式センサ７に限らず、レーザセンサや光センサ等の変位計測手段を適用することができる。また、変位計測手段としてはダイヤルメータ等の接触式のセンサを適用することができる。
【００２９】
図１に示すように、磁歪式センサ７の計測情報は制御手段１１に入力され、制御手段１１では磁歪式センサ７で計測されたねじ溝２の面の変位がしきい値を越えたか否かを判断する異常判断機能を有している。ねじ溝２の面の変位がしきい値を越えたと判断されると変位がしきい値を越えたことを表示手段１２に出力する（異常を知らせる機能）。
【００３０】
また、ねじ溝２の面の変位がしきい値を越えたと判断されると、通信手段としてのＬＡＮ（有線・無線）やＰＨＳ、携帯電話回線等の通信手段１３を介して、遠隔場所の管理者（機械を複数台操作するオペレータ等）１４に異常を知らせる。
【００３１】
尚、異常の有無に拘らず磁歪式センサ７の計測情報を表示手段１２に出力したり通信手段１３を介して、遠隔場所の管理者１４に知らせることも可能である。また、制御手段を介さずに磁歪式センサ７の計測情報をモニタできるようにすることも可能である。
【００３２】
上述した直動機構では、機器の運転中に常時または定期的に磁歪式センサ７でねじ溝２の面（摺動面）の変位を計測する。摺動面に剥離や異物の噛み込等の異常が生じた場合、図３に示すように、磁歪式センサ７で計測される変位量がしきい値を越えた状態になる（時間ｔ）。変位量がしきい値を越えた場合、制御手段１１により異常が診断されて表示手段１２に異常が表示されると共に通信手段１３を介して、遠隔場所の管理者１４に異常が知らされる。
【００３３】
これにより、ねじ溝２の面（摺動面）の異常を早期に発見することが可能になり、他の機器へ故障が波及して装置として致命的な状態となることを避けることができる。
【００３４】
異常の有無に拘らず磁歪式センサ７の計測情報を表示手段１２に出力したり、通信手段１３を介して遠隔場所の管理者１４に知らせるようにした場合、摺動面の状況をチェックすることができ、異常の状況や健全性の確認を容易に行うことができる。
【００３５】
図４乃至図６に基づいて本発明の他の実施形態例を説明する。
【００３６】
図４には本発明の他の実施形態例に係る直動機構としてのリニアガイド機構の概略断面、図５には図４中のＶ−Ｖ線矢視、図６には図４中のＶＩ−ＶＩ線矢視を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００３７】
図に示すように、リニアガイド機構２１は、外周に直線状のガイド溝２２が複数形成されたガイド部材（ガイド部）としてのガイド軸２３を有し、ガイド溝２２に転動自在に嵌合するボール２４を介してガイドブロック２５（ブロック部）がガイド軸２３の軸方向に案内されるようになっている。
【００３８】
ガイドブロック２５の端部（図４中左端部）にはボール２４が嵌合していない部位のガイド溝２２の面（摺動面）の変位を計測する非接触式の変位計測手段としての磁歪式センサ２６が設けられている。
【００３９】
ガイド軸２３には複数本のガイド溝２２があるため、磁歪式センサ２６はガイド溝２２毎に設けられる。もしくは、異常が発生し易いと考えられる代表箇所に設けられる。
【００４０】
尚、非接触式の変位計測手段としては、磁歪式センサ２６に限らず、レーザセンサや光センサ等の変位計測手段を適用することができる。また、変位計測手段としてはダイヤルメータ等の接触式のセンサを適用することができる。
【００４１】
図４に示すように、磁歪式センサ２６の計測情報は制御手段１１に入力され、制御手段１１では磁歪式センサ２６で計測されたガイド溝２２の面（摺動面）の変位がしきい値を越えたか否かを判断する異常判断機能を有している。ガイド溝２２の面の変位がしきい値を越えたと判断されると変位がしきい値を越えたことを表示手段１２に出力する（異常を知らせる機能）。
【００４２】
また、ガイド溝２２の面の変位がしきい値を越えたと判断されると、通信手段としてのＬＡＮ（有線・無線）やＰＨＳ、携帯電話回線等の通信手段１３を介して、遠隔場所の管理者（機械を複数台操作するオペレータ等）１４に異常を知らせる。
【００４３】
尚、異常の有無に拘らず磁歪式センサ２６の計測情報を表示手段１２に出力したり通信手段１３を介して、遠隔場所の管理者１４に知らせることも可能である。また、制御手段を介さずに磁歪式センサ２６の計測情報をモニタできるようにすることも可能である。
【００４４】
上述した直動機構では、機器の運転中に常時または定期的に磁歪式センサ２６でガイド溝２２の面（摺動面）の変位を計測する。摺動面に剥離や異物の噛み込等の異常が生じた場合、磁歪式センサ２６で計測される変位量がしきい値を越えた状態になる（図３参照）。
【００４５】
変位量がしきい値を越えた場合、制御手段１１により異常が診断されて表示手段１２に異常が表示されると共に通信手段１３を介して、遠隔場所の管理者１４に異常が知らされる。
【００４６】
これにより、ガイド溝２２の面（摺動面）の異常を早期に発見することが可能になり、他の機器へ故障が波及して装置として致命的な状態となることを避けることができる。
【００４７】
異常の有無に拘らず磁歪式センサ２６の計測情報を表示手段１２に出力したり、通信手段１３を介して遠隔場所の管理者１４に知らせるようにした場合、摺動面の状況をチェックすることができ、異常の状況や健全性の確認を容易に行うことができる。
【００４８】
上述したボールねじ機構１もしくはリニアガイド機構２１は、工作機械の直動部材の案内や水車等のガイドベーンの開閉の案内を行う部材に適用される。
【００４９】
図７に基づいて上述した直動機構（ボールねじ機構１もしくはリニアガイド機構２１）が適用された射出成形装置を説明する。
【００５０】
図７には本発明の一実施形態例に係る射出成形装置の概略構成を示してある。尚、図１乃至図６に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００５１】
図に示すように、射出成形装置３１は、ベッド３２にはリニアガイド機構２１を介してテーブル３３が支持され、テーブル３３にはボールねじ機構１を介して支持台としてのヘッド３４が支持されている。
【００５２】
ヘッド３４にはスクリュウ部材として回転されるスクリュウ３５が設けられ、ボールねじ機構１のねじ軸３は減速機３６を介してモータ３７により回転される。
【００５３】
プラスチック等の成形材料がホッパ３８を介して供給される固定金型３９が備えられ、ねじ軸３の回転によりヘッド３４が図中右側に直動移動することでスクリュウ３５が固定金型３９に対して所定位置に位置決め移動される。スクリュウ３５の回転によりホッパ３８からの成形材料が固定金型３９に押し込まれる。
【００５４】
この状態で押圧金型４０により固定金型３９が押し付けられ、固定金型３９と押圧金型４０とで成形品が成形される。図示は省略したが、押圧金型４０の移動も直動機構（ボールねじ機構１もしくはリニアガイド機構２１）を介して支持されている。
【００５５】
固定金型３９は押圧金型４０により図中右側の力（図１、図２で示した力Ｆ）が作用した状態でボールねじ機構１により移動される。このため、磁歪式センサ７によりねじ溝２（図１参照）の右下の面（摺動面）の変位が計測されている。摺動面に剥離や異物の噛み込等の異常が生じた場合、磁歪式センサ７で計測される変位量がしきい値を越えた状態になる（図３参照）。
【００５６】
変位量がしきい値を越えた場合、制御手段１１により異常が診断されて表示手段１２に異常が表示されると共に通信手段１３を介して、遠隔場所の管理者１４に異常が知らされる。
【００５７】
これにより、射出成形装置３１におけるボールねじ機構１の異常を早期に発見することが可能になり、他の機器へ故障が波及して射出成形装置３１として致命的な状態となることを避けることができる。また、点検時間の削減を図りランニングコストを低減することができる。尚、リニアガイド機構２１に関してもボールねじ機構１と同様に摺動面の変位が計測されている。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の直動機構は、ブロック部の一方向の移動を案内するガイド部を備えた直動機構において、ガイド部のブロック部が接触する部位の面の変位を計測する変位計測手段を備えたので、ねじ溝やガイド溝の案内面の探傷を可能にした直動機構とすることが可能になる。
【００５９】
本発明の直動機構は、ねじ溝を有するねじ軸とボールナットとからなるボールねじ式の直動機構において、ねじ軸のねじ溝部の面の変位を計測する変位計測手段を備えたので、ねじ溝の案内面の探傷を可能にした直動機構とすることが可能になる。
【００６０】
本発明の直動機構は、直線状のガイド溝を有するガイド部材とガイド溝に沿って案内されるガイドブロックとからなるリニアガイド式の直動機構において、ガイド部材のガイド溝の面の変位を計測する変位検出手段とを備えたので、ガイド溝の案内面の探傷を可能にした直動機構とすることが可能になる。
【００６１】
本発明の直動機構の異常診断システムは、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の直動機構と、変位検出手段の検出情報が入力される制御手段とを備え、制御手段は、検出された面の変位状況を知らせる機能とを有しているので、ねじ溝やガイド溝の案内面の探傷を可能にした直動機構の異常診断システムとすることが可能になる。
【００６２】
本発明の射出成形装置は、成形材料が供給される固定金型と、固定金型に成形材料を供給するスクリュウ部材と、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の直動機構を介してスクリュウ部材を固定金型に対して位置決め移動自在に支持する支持台と、固定金型を押圧する押金型とを備えたので、ねじ溝やガイド溝の案内面の探傷を可能にした直動機構を備えた射出成形装置とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る直動機構としてのボールねじ機構の概略断面図。
【図２】図１中の要部拡大図。
【図３】摺動面の変位量の状況説明図。
【図４】本発明の他の実施形態例に係る直動機構としてのリニアガイド機構の概略断面図。
【図５】図４中のＶ−Ｖ線矢視図。
【図６】図４中のＶＩ−ＶＩ線矢視図。
【図７】本発明の一実施形態例に係る射出成形装置の概略構成図。
【符号の説明】
１　ボールねじ機構
２　ねじ溝
３　ねじ軸
４　ボール
５　ナット
６　フランジ部
７　磁歪式センサ
８　フランジ部
９　磁歪式センサ
１１　制御手段
１２　表示手段
１３　通信手段
１４　管理者
２１　リニアガイド機構
２２　ガイド溝
２３　ガイド軸
２４　ボール
２５　ガイドブロック
２６　磁歪式センサ
３１　射出成形装置
３２　ベッド
３３　テーブル
３４　ヘッド
３５　スクリュウ
３６　減速機
３７　モータ
３８　ホッパ
３９　固定金型
４０　押圧金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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