(57)【要約】【課題】温度変化によるバラツキを減じ、軸受性能を安定させる。【解決手段】溝部２を具えた案内レール３と、前記溝部２を転動しかつ潤滑剤が塗布された複数の転動体６を循環移動可能に具えることにより前記案内レール３に沿って直動自在な移動体４とを有する直動軸受装置１であって前記案内レール３の温度を調節する温度調整具１０を具えることを特徴とする。【選択図】図１
2009008206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝部を具えた案内レールと、前記溝部を転動しかつ潤滑剤が塗布された複数の転動体を循環移動可能に具えることにより前記案内レールに沿って直動自在な移動体とを有する直動軸受装置であって、
前記案内レールの温度を調節する温度調整具を具えることを特徴とする直動軸受装置。
【請求項２】
前記温度調整具は、前記案内レールと熱伝導可能に設けられた流路と、該流路を流れる熱媒とを含む請求項１記載の直動軸受装置。
【請求項３】
前記流路は、前記案内レールの内部を該案内レールの長手方向と平行にのびる請求項２記載の直動軸受装置。
【請求項４】
供試体が載置される載置台と、この載置台に置かれた供試体をその上面から押圧する第１の油圧シリンダを有する押圧具と、前記載置台を水平方向に移動させる第２の油圧シリンダを有する水平移動具とを具え、  
前記押圧具により押圧された載置台上の供試体に水平方向の振動を加える加振試験装置であって、
前記押圧具又は載置台が、前記請求項１に記載された直動軸受装置を介して、固定部材にスライド自在に固着されていることを特徴とする加振試験装置。
【請求項５】
供試体が載置される載置台と、この載置台に置かれた供試体をその上面から押圧する第１の油圧シリンダを有する押圧具と、前記載置台を水平方向に移動させる第２の油圧シリンダとを具え、  
前記押圧具により押圧された載置台上の供試体に水平方向の振動を加える加振試験装置であって、
前記押圧具又は載置台が、前記請求項２又は３に記載された直動軸受装置を介して、固定部材にスライド自在に固着されるとともに、前記熱媒が前記第１又は第２の油圧シリンダの作動油であることを特徴とする加振試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度変化による摩擦抵抗の変化を最小限に抑え、ひいては軸受性能を安定させ得る直動軸受装置及びそれを用いた加振試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溝部を具えた案内レールと、前記溝部を転動しかつ粘性を有する潤滑剤が塗布された複数の転動体を循環移動可能に具えることにより前記案内レールに沿って直動自在な移動体とを有する直動軸受装置が知られている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、潤滑材は、温度によってその粘性が変化しやすい。とりわけ冬場などの低温雰囲気下には、潤滑剤の粘性が大きくなって転動体の転がり抵抗が増加し、ひいては直動軸受装置の軸受性能が変化するという問題がある。特に、このような直動軸受装置を使用した各種の試験装置等にあっては、軸受性能が変化すると、それが測定誤差となって現れるため好ましくない。
【０００５】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、前記案内レールの温度を調節する前記温度調整具を具えることを基本として、例えば案内レールを暖めることにより低温雰囲気下においても潤滑材の粘性の増加を抑え、ひいては、軸受性能を安定させ得る直動軸受装置及びそれを用いた加振試験装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のうち請求項１記載の発明は、溝部を具えた案内レールと、前記溝部を転動しかつ潤滑剤が塗布された複数の転動体を循環移動可能に具えることにより前記案内レールに沿って直動自在な移動体とを有する直動軸受装置であって、前記案内レールの温度を調節する温度調整具を具えることを特徴とする。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記温度調整具は、前記案内レールと熱伝導可能に設けられた流路と、該流路を流れる熱媒とを含む請求項１記載の直動軸受装置である。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記流路は、前記案内レールの内部を該案内レールの長手方向と平行にのびる請求項２記載の直動軸受装置である。
【０００９】
また請求項４記載の発明は、供試体が載置される載置台と、この載置台に置かれた供試体をその上面から押圧する第１の油圧シリンダを有する押圧具と、前記載置台を水平方向に移動させる第２の油圧シリンダを有する水平移動具とを具え、  前記押圧具により押圧された載置台上の供試体に水平方向の振動を加える加振試験装置であって、前記押圧具又は載置台が、前記請求項１に記載された直動軸受装置を介して、固定部材にスライド自在に固着されていることを特徴とする加振試験装置である。
【００１０】
また請求項５記載の発明は、供試体が載置される載置台と、この載置台に置かれた供試体をその上面から押圧する第１の油圧シリンダを有する押圧具と、前記載置台を水平方向に移動させる第２の油圧シリンダとを具え、  前記押圧具により押圧された載置台上の供試体に水平方向の振動を加える加振試験装置であって、前記押圧具又は載置台が、前記請求項２又は３に記載された直動軸受装置を介して、固定部材にスライド自在に固着されるとともに、前記熱媒が前記第１又は第２の油圧シリンダの作動油であることを特徴とする加振試験装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の直動軸受装置は、温度調整具によって案内レールの温度が調整される。従って、案内レールに接触する潤滑材の温度を直接的に又は転動体を介して間接的に調整できる。よって、例えば案内レールを暖めることにより、潤滑剤の粘性の増加を抑え、軸受性能を安定させることができる。
【００１２】
また、請求項４ないし５記載の加振試験装置に、前記直動軸受装置を用いることによって、測定結果にばらつきが少なくなり、ひいては正確な測定が可能となる。
【００１３】
さらに、請求項５記載の加振試験装置では、摩擦によって油圧シリンダの作動油の温度が上昇するので、この作動油を熱媒として案内レールと熱伝導可能に配された流路に流すことにより、案内レールを容易に暖めることができる。従って、特別な熱源を準備することなく、これまで捨てられていた作動油の熱エネルギーを有効に利用して、直動軸受装置の軸受性能を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には本実施形態の直動軸受装置１の正面図、図２にはそのＡ−Ａ視断面図、図３には図２のＢ−Ｂ視断面図が示される。本実施形態の直動軸受装置１は、溝部２を具えた案内レール３と、該案内レール３に沿って直動自在な移動体４とを有する。
【００１５】
前記案内レール３は、本実施形態では直線状でのびる棒状をなすとともに、断面が略矩形状で構成される。該案内レール３には、金属材料、とりわけステンレス鋼などが好適に利用される。該案内レール３は、床面ＧＬ等の固定部材にボルト等を用いて移動不能に固着される。
【００１６】
図２に示されるように、本実施形態の案内レール３には、その両側面及び上面に、左右対称に合計４条の溝部２が設けられる。各溝部２は、平滑な表面を有しかつ案内レール３の長手方向に沿ってのびている。溝部２の断面形状は種々のものが採用されるが、本実施形態では溝底に向かって幅が減じられた断面略三角形状で形成される。
【００１７】
前記移動体４は、ケース本体５と、前記案内レール３の溝部２を転動する転動体としての複数のボール６とを具える。
【００１８】
本実施形態において、前記ケース本体５は、案内レール３に跨るよう断面が下解放の略コ字状で構成される。また、ケース本体５は、図１及び図３に示されるように、その長さ方向の主要部をなす中間部分５Ａと、該中間部分５Ａの両端に固着された端部分５Ｂとの３部材を含んで構成される。さらに、ケース本体５には、前記複数のボール６を循環移動可能に収容する移動通路Ｇ１、Ｇ２が設けられる。
【００１９】
前記移動通路Ｇ１は、図３に示されるように、前記中間部分５Ａの案内レール３側を向く内面に該案内レール３に沿ってのびるとともに、向き合う溝部２との間でボール６を保持しうる内溝部７と、該中間部分５Ａを貫通しかつ案内レール３と平行にのびる外溝部８と、前記端部分５Ｂに設けられるとともに、前記内溝部７と前記外溝部とを継ぐ滑らかに湾曲した円弧溝部９とを含む実質的な環状で構成される。なお、詳細は図示していないが、移動通路Ｇ２も移動通路Ｇ１と同様の構成を具える。
【００２０】
前記転動体は、本実施形態では鋼からなるボール６が用いられるが、これに限定されるものではない。また、ボール６には、移動通路Ｇ１、Ｇ２及び案内レール３の溝部２と接触する際の摩擦を軽減するために、粘性を有する潤滑剤（潤滑グリース）が塗布されている。該潤滑剤は、温度による粘性変化が改善されてはいるが、依然として低温雰囲気下では粘性が増す一方、高温雰囲気下では粘性が小さくなる特性を持っている。
【００２１】
以上のように構成された直動軸受装置１は、移動体４に任意の向きの水平方向の負荷が作用した場合、複数のボール６が移動通路Ｇ１、Ｇ２内を循環移動しながら溝部２を転動することにより、非常に小さな抵抗で移動体４が案内レール３に沿って滑らかに直動できる。
【００２２】
本発明の直動軸受装置１では、さらに温度調整具１０が設けられる。本実施形態の温度調整具１０は、案内レール３に熱伝導可能に設けられた流路１１と、該流路１１を流れる熱媒１２とを含んで構成される。従って、流路１１に熱媒１２を流すことにより、その熱エネルギーを案内レール３に伝えてその温度を変えることができる。なお、熱媒には、液体又は気体など各種の流体が使用できる。
【００２３】
本実施形態において、前記流路１１は、案内レール３の内部を該案内レールの長手方向と平行にのびており、好ましくは前記溝部２の最も近くをのびる第１の流路１１ａと、この第１の流路１１ａよりも溝部２から遠い位置（本実施形態では第１の流路１１ａの下方）をのびる第２の流路１１ｂとを含むものが望ましい。本実施形態では、第１の流路１１ａ及び第２の流路１１ｂがそれぞれ案内レール３の両側に一対で設けられている。各流路１１ａ、１１ｂは、いずれも案内レール３に穿設された貫通孔によって形成されているが、例えば別途管路などを内蔵させても良く、さらには案内レール３と接触して管路を併設しても良い。
【００２４】
また、図１に模式的に示されるように、流路１１には、熱媒１２を循環させるポンプＰと、熱媒と熱交換を行いうる熱交換手段Ｅとが接続される。
【００２５】
前記ポンプＰから送給される熱媒１２は、案内レール３の一端側３ａから第１の流路１１ａを流れ、案内レール３の他端側３ｂに設けられたエルボ管１３を介して再び第２の流路１１ｂへと送られ前記とは逆向きに流れる。さらに、熱媒１２は、案内レール３の一端側３ａから熱交換器Ｅを経て再びポンプＰに戻る。
【００２６】
以上のように構成された本実施形態の直動軸受装置１の作用について述べる。例えば、低温雰囲気下で直動軸受装置１が使用される場合、熱交換器Ｅにて加熱された熱媒１２がポンプＰによって第１の流路１１ａに流される。これにより、案内レール３が内部から暖められる。また、案内レール３に伝えられた熱エネルギーは、溝部２から直接的に又はボール６を介して潤滑剤を加温する。これにより、低温雰囲気下においても、潤滑剤の粘性が過度に大きくなるのを防止できる。
【００２７】
なお、高温雰囲気下で直動軸受装置１が使用される場合、熱交換器Ｅにて冷やされた熱媒を前記と同様に循環させれば良い。これにより、案内レール３の溝部２を介して潤滑剤を冷却し、潤滑剤の粘性が過度に小さくなるのを防止できる。
【００２８】
以上のように、本実施形態の直動軸受装置１は、雰囲気温度に拘わらず軸受性能を安定させることが可能になる。また、本実施形態では、ポンプＰから案内レール３に送給される熱媒１２は、平行にのびる第１及び第２の流路１１ａ及び１１ｂで往復するように案内レール３の内部を流れるのでその熱エネルギーを十分に案内レール３に熱伝導させ得る。さらに、熱媒１２は、先に溝部２に最も近い側に設けられている第１の流路１１ａを流れる。このため、熱媒１２の熱エネルギーは、潤滑剤が付着している溝部２側により効果的に熱伝導され、前記溝部２を効率良く暖め得る。なお、図示していないが、直動軸受装置１が使用される雰囲気温度又は案内レール３自体の温度を検知するセンサーを設け、それに基づいて、案内レール３を予め定めた温度となるように前記熱交換器Ｅ及び／又はポンプＰを駆動制御しても良いのは言うまでもない。
【００２９】
図４及び図５には、本実施形態の直動軸受装置１を利用した加振試験装置２０が示される。該加振試験装置２０は、床面ＧＬ等に固定されかつ縦枠Ｍ１及び横枠Ｍ２を有する側面視が略Ｌ字状のフレーム枠Ｍと、供試体ｍが載置されるとともに前記フレーム枠Ｍの横枠Ｍ２に上述の直動軸受装置１を介して水平方向にスライド自在に支持された載置台２１と、この載置台２１に置かれた供試体ｍの上面に当接しかつ前記フレーム枠Ｍの縦枠Ｍ１に上述の直動軸受装置１を介して垂直方向にスライド自在に支持された押圧具２３と、該押圧具２３とボールジョイント等の継手を介して接続された押圧具２３を垂直下方に加圧する第１の油圧シリンダ２２と、前記載置台２１を水平方向に移動させる第２の油圧シリンダ２４とを含んで構成されたいわゆる２軸式の試験装置である。なお、第１の油圧シリンダ２２は、別途サイドウォール部フレームＭ３で支持されている。
【００３０】
このような加振試験装置２０は、載置台２１と押圧具２３との間で加圧保持された供試体ｍに、例えば周期的な水平方向の繰り返し負荷を加えることができる。このような試験装置は、例えば地震の横揺れを再現でき、供試体ｍの振動特性やせん断耐久性などを評価するのに役立つ。従って、前記供試体ｍには、例えば免震ゴムや、基礎とその上に置かれた構造物とを疑似化した複合体などが使用される。
【００３１】
本実施形態の加振試験装置２０では、載置台２１及び押圧具２３が、いずれも上述の直動軸受装置１を介して固定部材たるフレーム枠Ｍにスライド自在に固着されるとともに、前記熱媒１２には前記第１及び第２の油圧シリンダ２２、２４の作動油が用いられる。油圧シリンダを駆動させるための作動油は、ポンプＰとの摩擦、流動抵抗、シリンダ内での圧縮による内部摩擦等によって高温（例えば６０℃程度）に上昇する場合がある。従って、このような作動油Ｏを熱媒１２として案内レール３の流路１１に流すことにより、案内レール３を効果的に暖め、低温環境下で使用される直動軸受装置１の潤滑剤の粘性の増加を確実に抑制することができる。
【００３２】
図６には、載置台２１を支持する直動軸受装置１に作用する作動油Ｏの油圧回路図の一例が示される。タンクＴから吸い上げられた熱媒１２として作動油Ｏは、ポートＡ又はポートＢに切り替えられた切替弁Ｖ２を得て第２の油圧シリンダ２４に送給される。他方、第２の油圧シリンダ２４から排出される作動油Ｏは、管路２６を通って案内レール３の前記第１の流路１１ａ、エルボ管１３及び第２の流路１１ｂに送給される。これにより、案内レール３が作動油Ｏによって加熱される。特に油圧シリンダのピストンロッドを駆動させた戻り側の作動油Ｏは高温になりやすいので、この作動油Ｏを案内レール３に循環させることにより、効果的に案内レール３を加熱できる。また、本実施形態の直動軸受装置１は、作動油Ｏを冷却する点でも好ましい。
【００３３】
なお、案内レール３を流れた作動油Ｏは、管路２７を通ってタンクＴへと戻される。なお、図示してないが、押圧具２３をスライド自在に支持する直動軸受装置１についても同様に作動油Ｏを循環させることができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】直動軸受装置の側面図である。
【図２】そのＡ−Ａ視断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ視断面図である。
【図４】本実施形態の直動軸受装置が用いられた加振試験装置の側面図である。
【図５】その正面図である。
【図６】加振試験装置の作動油の流れを示す回路図である。
【符号の説明】
【００３５】
１     直動軸受装置
２     溝部
３     案内レール
４     移動体
６     ボール
１０   温度調整具
１１   流路
１１ａ 第１の流路
１１ｂ 第２の流路
１２   熱媒
２０   加振試験装置
２１   載置台
２２   第１の油圧シリンダ
２３   押圧具
２４   第２の油圧シリンダ
ｍ     供試体
ＧＬ   固定部材
Ｏ     作動油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009008206.tif 000006
【図５】
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【図６】
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