(57)【要約】【課題】  試験用ダミーの構成変更がいらず、複雑な負荷パターンをシミュレートした運転条件を容易に再現でき、また複雑な負荷パターンを動的に変更して検査が行えるモータ推力の検査装置およびその検査方法を提供すること【解決手段】  出力軸１が直線動作するモータシリンダ１０などの推力発生源を測定対象とし、その出力軸１に接続部７を連結して後段にロードセル３，荷重手段４，位置検出手段５を順に連係させる。演算処理部６では出力軸１が所定の運転パターンの動作になるように駆動回路２に駆動信号を送り、実際の移動を位置検出手段５で検出し、ロードセル３から荷重の検出信号を入力し、所定プロファイルに応じて荷重手段４に対する圧力，方向を制御する。実際の使用状況を再現した負荷パターンを出力軸１に加えることができ、ロードセル３の検出信号は実際の使用状況における推力値と見なしてよい。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸が直線動作するモータシリンダなどの推力発生源を測定対象とし、前記出力軸の推力，変位量等の性能検査を行うモータ推力の検査装置であって、
前記測定対象に駆動信号を送り駆動を行う駆動回路と、
前記出力軸に連結して荷重を検出するロードセルと、
前記出力軸に連結して指令に応じた荷重を与える荷重手段と、
前記出力軸に連結して変位量を検出する位置検出手段と、
前記荷重および前記変位量の検出信号を入力し、予め与えられた所定のプロファイルに基づいて演算処理を行って前記駆動回路に駆動制御のための指令信号を送るとともに、前記荷重手段に荷重制御のための指令信号を送る演算処理部とを備えることを特徴とするモータ推力の検査装置。
【請求項２】
前記荷重手段は、加圧した流体の供給源を有し、前記流体を導入して作用軸を直線動作するシリンダと、前記シリンダに導入する流体の圧力を調整する圧力制御弁と、前記シリンダに導入する流体の向きを切り替える方向切替弁とを備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ推力の検査装置。
【請求項３】
出力軸が直線動作するモータシリンダなどの推力発生源を測定対象とし、前記出力軸の推力，変位量等の性能検査を行うモータ推力の検査方法であって、
前記出力軸には荷重を検出するロードセルと、指令に応じた荷重を与える荷重手段と、変位量を検出する位置検出手段とを連結して、前記ロードセルおよび前記位置検出手段の検出信号は演算処理部に送り、当該演算処理部では予め与えられた所定のプロファイルに基づいて演算処理を行い、前記測定対象の駆動回路に駆動信号を送って駆動を行わせるとともに、前記荷重手段に荷重制御のための指令信号を送ることを特徴とするモータ推力の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ推力の検査装置およびその検査方法に関するもので、より具体的には、出力軸を直線動作させる推力発生源について所定の負荷パターンにおける性能検査を行う方式の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られるようにアクチュエータの一つに、出力軸を直線動作させる推力発生源がある。一例としては、ロータの回転動作をネジ機構により出力軸の直線動作に変換するようなモータシリンダがある。
【０００３】
また、モータシリンダなどの推力発生源の用途の一つとして、図１に示すように、ヘッドライト１００を姿勢制御する駆動源に使用するような用途がある。すなわち、トラック１０１などの車両等に装備することが行われている。この場合、ヘッドライト１００を支持ロッド１０２に固着させて支持し、その支持ロッド１０２は縦姿勢の上端を回転自在に支持して、下端はモータシリンダ１０の出力軸１の先端と連係させる。そして図示しない制御部により、路面に対する車体の姿勢変化に対応させてモータシリンダ１０の駆動を制御し、ヘッドライト１００は路面に対する姿勢を所定に保持する向きに上下に動かす。
【０００４】
係る用途での製品検査では、実際の使用状況における性能データを検査したい要求があり、一般には、例えば図２に示すように、モータシリンダ１０の実際の動作状況をモデル化した試験が採られている。つまり、支持ロッド１０２にはヘッドライトに相当するウエイト１０３を固着させて支持し、その支持ロッド１０２およびモータシリンダ１０を固定台１０４に装着して試験用ダミーを構成し、これを加振台１０５に載せて性能検査を行う。
【０００５】
支持ロッド１０２による構成では、モータシリンダ１０の出力軸１には各機構部品の自重が負荷になり、他には軸部，連結部の摩擦抵抗や駆動による加速抵抗などが負荷になる。一方、実際の使用状況では車両の発進，停止による振動があり、走行中に地面の凸凹を拾う振動がある。また車両の加速による荷重が加わるなど様々な要因による外力が作用し、その結果、モータシリンダ１０の出力軸１にかかる負荷が変動する。またこれらの負荷は、駆動部の取り付け姿勢によっても変動する。
【０００６】
すなわち、モータシリンダ１０の出力軸１には、ヘッドライトの駆動負荷以外にも車両の走行状態により振動や姿勢の変化による負荷変動が加わるので、そうした負荷要因の全てを加振台１０５の振動によりシミュレートするという試験方法になっている。なお、係る試験方法についての公知文献は見つからなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、そうした従来のモータ推力の検査装置では以下に示すような問題がある。すなわち、上記したように、実際の使用状況ではモータシリンダ１０の出力軸１には多数の負荷要因が作用し、その負荷パターンは複雑になり、これを再現することは容易ではなく、出力軸１に作用する負荷要因の全てを加振台１０５の振動によりシミュレートすることには困難がある。また、図２に示す試験用ダミーの構成は適用する実際の構成に合わせて専用に用意しなければならず、このため、性能検査の準備に非常に多くの時間と費用がかかる。
【０００８】
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、試験用ダミーの構成変更がいらず、複雑な負荷パターンをシミュレートした運転条件を容易に再現でき、また複雑な負荷パターンを動的に変更して検査が行えるモータ推力の検査装置およびその検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明に係るモータ推力の検査装置は、出力軸が直線動作するモータシリンダなどの推力発生源を測定対象とし、前記出力軸の推力，変位量等の性能検査を行うモータ推力の検査装置であって、前記測定対象に駆動信号を送り駆動を行う駆動回路と、前記出力軸に連結して荷重を検出するロードセルと、前記出力軸に連結して指令に応じた荷重を与える荷重手段と、前記出力軸に連結して変位量を検出する位置検出手段と、前記荷重および前記変位量の検出信号を入力し、予め与えられた所定のプロファイルに基づいて演算処理を行って前記駆動回路に駆動制御のための指令信号を送るとともに、前記荷重手段に荷重制御のための指令信号を送る演算処理部とを備えて構成した。
【００１０】
また、前記荷重手段は、加圧した流体の供給源を有し、前記流体を導入して作用軸を直線動作するシリンダと、前記シリンダに導入する流体の圧力を調整する圧力制御弁と、前記シリンダに導入する流体の向きを切り替える方向切替弁とを備えて構成するとよい。
【００１１】
また、本発明に係るモータ推力の検査方法は、出力軸が直線動作するモータシリンダなどの推力発生源を測定対象とし、前記出力軸の推力，変位量等の性能検査を行うモータ推力の検査方法であって、前記出力軸には荷重を検出するロードセルと、指令に応じた荷重を与える荷重手段と、変位量を検出する位置検出手段とを連結して、前記ロードセルおよび前記位置検出手段の検出信号は演算処理部に送り、当該演算処理部では予め与えられた所定のプロファイルに基づいて演算処理を行い、前記測定対象の駆動回路に駆動信号を送って駆動を行わせるとともに、前記荷重手段に荷重制御のための指令信号を送るようにした。
【００１２】
係る構成にすることにより本発明では、出力軸の直線動作が所定の運転パターンの動作になるように駆動回路に駆動信号を送り、実際の移動を位置検出手段により検出するとともに、ロードセルからの荷重の検出信号を入力し、予め与えられた所定のプロファイルに応じて荷重手段に対する圧力，方向を制御することになる。このため、実際の使用状況を再現した負荷パターン（所定プロファイル）を出力軸に加えることができる。したがって、ロードセルの検出信号は実際の使用状況における推力値と見なしてよく、推力および変位量について性能検査が行える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るモータ推力の検査装置では、演算処理部により所定プロファイル（負荷パターン）の運転条件に駆動して出力軸の推力，変位量等の性能検査を行う構成なので、複雑な負荷パターンをシミュレートした運転条件を容易に再現できる。したがって、所定プロファイルの運転条件において直線動作の推力を定量的に検査でき、試験用ダミーの構成変更がいらず、そのことの費用を削減できて準備の時間も節約できる。また、例えばモータシリンダの空回り、脱調を招くような負荷条件を容易に設定でき、逆向き荷重をかける検査など複雑な負荷パターンを動的に変更して検査が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態において、モータ推力の検査装置は、出力軸１が直線動作するモータシリンダ１０などの推力発生源を測定対象とし、その出力軸１に接続部７を連結して後段にロードセル３，荷重手段４，位置検出手段５を順に連係させ、演算処理部６により所定プロファイルの運転条件に駆動して出力軸１の推力，変位量等の性能検査を行う構成になっている。
【００１５】
モータシリンダ１０は、ロータの回転動作をネジ機構により出力軸１の直線動作に変換する構成であり、駆動回路２と接続し、駆動回路２が出力するステッピング動作の駆動信号を受けて出力軸１を前進動作あるいは後進動作する。
【００１６】
ロードセル３は、接続部７を介して出力軸１に連結する。そして、出力側は演算処理部６に接続してあり、出力軸１の荷重を受けてその検出信号を演算処理部６に取り込むように構成している。
【００１７】
荷重手段４は、加圧した流体の供給源４０を有し、その供給源４０からシリンダ４１に至る流路を形成している。そして、シリンダ４１は、作用軸４２を前進動作あるいは後進動作する構成をとる。このため、シリンダ４１に至る流路には、シリンダ４１に導入する流体の圧力を調整する圧力制御弁４３と、シリンダ４１に導入する流体の向きを切り替える方向切替弁４４とを配置している。さらに、圧力制御弁４３から方向切替弁４４に至る流路にはアキュムレータ４５を連結してあり、流体圧力の急激な変動を緩衝し、圧力ノイズを除去するようにしている。流体は、例えばオイルや空気などとし、作用軸４１の一方端をロードセル３と連結する。したがって、加圧した流体によりシリンダ４１に力が発生し、測定対象（出力軸１）に荷重がかかり、圧力制御弁４３により出力軸１に加える荷重を調整でき、荷重の向きを方向切替弁４４により切り替える。
【００１８】
位置検出手段５は、作用軸４２の他方端に連結し、出力側は演算処理部６に接続してあり、出力軸１の先端の変位を受けてその検出信号を演算処理部６に取り込む構成である。演算処理部６は、ロードセル３から荷重の検出信号を入力するとともに、位置検出手段５から変位量の検出信号を入力する。そして、これらの検出信号と、予め与えられた所定のプロファイルに基づいて演算処理を行い、駆動回路２に駆動制御のための指令信号（駆動指令）を送るとともに、荷重手段４に対して荷重制御のための指令信号（圧力制御指令，方向切替指令）を送る。
【００１９】
測定対象（出力軸１）にかける負荷は、図４に示す総負荷パターン４ｅであり、これには出力軸１の直線動作の変位量（変位パターン４ａ）に応じて荷重手段４に対する圧力，方向を制御することになる。つまり、図４において横軸が時間であり、演算処理部６は、駆動回路２に対して所定の運転パターンの駆動指令を出すが、これは例えば出力軸１の直線動作が変位パターン４ａになるような駆動指令を出す。
【００２０】
このとき実際の使用状況を考えると、出力軸１には振動の加速度による負荷パターン４ｂが作用する。そして、モータシリンダ１０は常に動いているわけではなく、断続的に起動，停止するので、動き出す際に静摩擦の負荷がかかり静摩擦パターン４ｃが作用し、駆動中には動摩擦の負荷がかかり動摩擦パターン４ｄが作用する。これらの合成が総負荷パターン４ｅであり、この合成された力が実際に出力軸１にかかることから、ロードセル３からの荷重の検出信号を入力し、位置検出手段５からの検出信号（変位パターン４ａ）に応じて荷重手段４に対する圧力，方向を制御することにより、当該検査装置で総負荷パターン４ｅつまり所定のプロファイルを再現する。
【００２１】
このように、出力軸１の直線動作が所定の運転パターンの動作になるように駆動回路２に駆動信号を送り、実際の移動を位置検出手段５により検出するとともに、ロードセル３からの荷重の検出信号を入力し、変位パターン４ａに応じて荷重手段４に対する圧力，方向を制御するので、実際の使用状況を再現した総負荷パターン４ｅを出力軸１に加えることができる。したがって、ロードセル３の検出信号は実際の使用状況における推力値とみなしてよく、推力および変位量について性能検査が行える。よって、本発明に係るモータ推力の検査装置によれば、試験用ダミーの構成変更がいらず、そのことの費用を削減できて準備の時間も節約できる。
【００２２】
そして、演算処理部６により所定プロファイル（負荷パターン４ｅ）の運転条件に駆動して出力軸１の推力，変位量等の性能検査を行う構成なので、複雑な負荷パターンをシミュレートした運転条件を容易に再現できる。また、例えばモータシリンダ１０の空回り、脱調を招くような負荷条件を容易に設定でき、逆向き荷重をかける検査など複雑な負荷パターンを動的に変更して検査が行える。その結果、個別の良品検査はもちろんであり、所定プロファイルの運転条件において直線動作の推力を定量的に検査でき、耐久試験，スラストがたの定量測定，位置精度の定量測定などが容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】測定対象であるモータシリンダの適用例を示す構成図である。
【図２】図１の適用例に対する従来の検査方法を説明する構成図である。
【図３】本発明に係るモータ推力の検査装置の好適な一実施の形態を示す構成図である。
【図４】測定対象に加える負荷パターンを示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  出力軸
２  駆動回路
３  ロードセル
４  荷重手段
５  位置検出手段
６  演算処理部
７  接続部
１０  モータシリンダ
４０  供給源
４１  シリンダ
４２  作用軸
４３  圧力制御弁
４４  方向切替弁
４５  アキュムレータ
【図１】
2005214676.tif 000003
【図２】
2005214676.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005214676.tif 000006