特許ウォッチ

公開番号2025158817
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024061711
出願日2024-04-05
発明の名称ボールねじの偏荷重検出装置、偏荷重検出方法、およびプログラム
出願人日本精工株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類G01M 13/045 20190101AFI20251009BHJP(測定;試験)
要約【課題】ボールねじ機構における偏荷重を容易に検出する。
【解決手段】ボールねじの偏荷重検出装置は、ボールねじの動作中における振動情報を取得する取得部と、前記振動情報を複数の区間に分割する分割部と、前記複数の区間それぞれに対する評価値を算出する算出部と、前記評価値の変化の程度に基づいて、前記ボールねじにおける偏荷重の有無を判定する判定部と、を有する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
ボールねじの動作中における振動情報を取得する取得部と、
前記振動情報を複数の区間に分割する分割部と、
前記複数の区間それぞれに対する評価値を算出する算出部と、
前記評価値の変化の程度に基づいて、前記ボールねじにおける偏荷重の有無を判定する判定部と、
を有する、ボールねじの偏荷重検出装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記算出部は、前記複数の区間それぞれに対する評価値として、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）処理により得られる回転周波数の一次成分、エンベロープＦＦＴ処理により得られる前記ボールねじが備えるナットの特徴周波数成分、および、実効値の少なくともいずれかを算出する、請求項１に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
【請求項３】
前記分割部は、前記取得部にて取得した振動情報のうち、前記ボールねじが備えるナットのねじ軸に沿った往復移動において一方向の移動の際に得られる振動情報を抽出して分割する、請求項１に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
【請求項４】
前記一方向は、前記ナットに対して外部荷重が負荷される方向である、請求項３に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記複数の区間それぞれに対して算出された評価値において、最も小さい評価値に対する最も大きい評価値の比率が所定の閾値よりも大きい場合に前記ボールねじにおける偏荷重が有ると判定する、請求項１に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
【請求項６】
前記振動情報は、前記ボールねじが備えるナットに取り付けられたセンサにより取得される、請求項１に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
【請求項７】
前記振動情報は、前記ボールねじが備えるねじ軸を支持する複数の転がり軸受それぞれに取り付けられた第１のセンサおよび第２のセンサそれぞれにより取得される、請求項１に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
【請求項８】
前記算出部は、
前記第１のセンサにより取得された振動情報に含まれる複数の区間のうち、前記ボールねじが備えるナットが第１の位置および第２の位置をそれぞれ移動する際に得られた第１の区間に対する第１の評価値および第２の区間に対する第２の評価値を算出し、
前記第２のセンサにより取得された振動情報に含まれる複数の区間のうち、前記ナットが前記第１の位置および前記第２の位置をそれぞれ移動する際に得られた第３の区間に対する第３の評価値および第４の区間に対する第４の評価値を算出し、
前記判定部は、
前記第１の評価値と前記第２の評価値の小さい方に対する大きい方の比率である第１の値を算出し、
前記第３の評価値と前記第４の評価値の小さい方に対する大きい方の比率である第２の値を算出し、
前記第１の値と前記第２の値の小さい方に対する大きい方の比率である第３の値を算出し、
前記第３の値が所定の閾値よりも大きい場合に前記ボールねじにおける偏荷重が有ると判定する、請求項７に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
【請求項９】
前記判定部は、
前記第１のセンサにより取得された振動情報に含まれる複数の区間における最大の評価値である第１の最大値と、前記第２のセンサにより取得された振動情報に含まれる複数の区間における最大の評価値である第２の最大値とを特定し、
前記第１の最大値と前記第２の最大値の小さい方に対する大きい方の比率が、所定の閾値よりも大きい場合に前記ボールねじにおける偏荷重が有ると判定する、請求項７に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
【請求項１０】
前記評価値は、ＦＦＴ処理により得られる回転周波数の一次成分、または、エンベロープＦＦＴ処理により得られる前記ボールねじが備えるナットの特徴周波数成分のいずれかである、請求項９に記載のボールねじの偏荷重検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじの偏荷重検出装置、偏荷重検出方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸を中心に回転するねじ軸、およびねじ軸の回転により回転軸の軸線方向に移動するナットを備えるボールねじ機構が知られている。ボールねじ機構は、様々な装置に用いられており、その動作を精度良く実施させるためには、例えば、ボールねじ機構のねじ軸の両端を支持する支持部を適切に取り付けることが求められる。設置に偏りがあるなどの不適切な状態で設置されたボールねじ機構を動作させた場合、その一部に偏荷重が生じ、ボールねじ機構の動作を妨げるほか、故障などの原因にもなり得る。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ボールねじの取り付け誤差を、回転周期振動の高速フーリエ変換（ＦＦＴ：ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）の結果を用いて測定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－２０４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、特許文献１のような手法においては、ボールねじ機構の取り付け誤差を判定するために、信号値に対する閾値の設定が必要となる。一方、特許文献１に示すような方法にて用いる閾値は、装置の仕様や種類、使用条件などによっても適切な値が変化し得る。そのため、ボールねじ機構の様々な条件を考慮して、取り付け誤差の判定に関する個別の閾値を予め特定することは困難である。
【０００６】
そのため、ボールねじ機構の種類や用途などに応じた個別の閾値の設定を必要とせず、ボールねじ機構における設置や利用の際の偏荷重を検出することが求められている。
【０００７】
上記課題を鑑み、本発明は、ボールねじ機構における偏荷重を容易に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、ボールねじの偏荷重検出装置は、
ボールねじの動作中における振動情報を取得する取得部と、
前記振動情報を複数の区間に分割する分割部と、
前記複数の区間それぞれに対する評価値を算出する算出部と、
前記評価値の変化の程度に基づいて、前記ボールねじにおける偏荷重の有無を判定する判定部と、
を有する。
【０００９】
また、本発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、ボールねじの偏荷重検出方法は、
ボールねじの動作中における振動情報を取得する取得工程と、
前記振動情報を複数の区間に分割する分割工程と、
前記複数の区間それぞれに対する評価値を算出する算出工程と、
前記評価値の変化の程度に基づいて、前記ボールねじにおける偏荷重の有無を判定する判定工程と、
を有する。
【００１０】
また、本発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、プログラムは、
コンピュータに、
ボールねじの動作中における振動情報を取得する取得工程と、
前記振動情報を複数の区間に分割する分割工程と、
前記複数の区間それぞれに対する評価値を算出する算出工程と、
前記評価値の変化の程度に基づいて、前記ボールねじにおける偏荷重の有無を判定する判定工程と、
を実行させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許