以下、本発明の実施の形態について、図� ��を用いて詳細に説明する。図1、図2及び図3� ��、夫々本実施形態の台車用振動試験装置の� ��面図、正面図及び側面図である。

 本実施形態の振動試験装置1は、鉄道車両 の台車100を加振するための装置である。台車 100は、一対の車軸112、各車軸の両端に取り付 けられている軸箱114(図2、3)、及び台車フレ� �ム120を有している。

 台車フレーム120は、車軸112に垂直かつ略� ��平な方向(すなわち、車両の進行方向)に延� �る一対の側梁122(図1、2)と、車軸112に略平行� ��方向に延びる一対の横梁124とを有している� ��横梁124はその両端部付近で側梁122の略中央� ��に連結されている。

 一対の横梁124は、その両端部で天板125及� ��底板126(図2)を介して連結されている。天板1 25の上には、空気ばね取り付け部127が設けら� ��ており、従来の振動試験装置にあっては、� ��両の車体が、この空気ばね取り付け部127に� ��いて空気ばねを介して台車100に連結される� ��、本実施形態の振動試験装置では、車両の� ��体は取り付けられていない。

 軸箱114には、複列外向き円すいころ軸受1 16(図3)が内蔵されており、車軸112はこの軸受1 16を介して軸箱114に回転可能に支持されてい� ��。また、軸箱114の上面と側梁122の端部とは� ��コイルばね132(図2、3)を介して連結している 。すなわち、台車フレーム120は、コイルばね 132を介して軸箱114に支持されることになる。 以上の説明から明らかなように、台車100は、 図1の上方から見ると、一対の車軸112と一対� �側梁122とによって構成される略矩形体とな� �ており、一対の車軸112間の略中央部に、該� �軸112と平行に一対の横梁124が、側梁122間に� �って配置された構成となっている。尚、図1� ��おいては、上下方向加振ユニット20、車軸� �向加振ユニット30などが図中に現れるように する為、右側の車軸112の図示が省略されてい る。

 図3に示されるように、車軸112は、車輪取 り付け部112aの位置において、軸受ユニット12 に支持されている。すなわち、軸受ユニット 12は、車軸ごとに2つずつ、計4つ設けられて� �る。軸受ユニット12には、自動調心ころ軸受 12aが内蔵されており、上下方向に大荷重の加 わる車軸112を回転可能に支持する。

 軸受ユニット12の夫々は、振動テーブル14 上に固定されている。また、軸受ユニット12� ��振動テーブル14の間には、荷重センサ16が設 けられており、台車100に加わる上下方向、車 軸方向、車両進行方向に沿った荷重の大きさ を計測することができる。

 図1に示されるように、4つの振動テーブ� �14のうち、各車軸112の一端側(図1中下側)の2� �には、振動テーブル14を上下方向に加振する 上下方向加振ユニット20と、振動テーブル14� �車軸方向に加振する車軸方向加振ユニット30 とが設けられている。各車軸112の他端側(図1� ��上側)の2つの振動テーブルには、上下方向� �振ユニット20のみが設けられている。

 車軸方向加振ユニット30の構造について� �下説明する。図4は、本実施形態の車軸方向� ��振ユニット30の拡大上面図である。図4に示� ��れるように、車軸方向加振ユニット30は、� �定フレーム31、サーボモータ32、ボールねじ3 3、カップリング34、軸受部35、及びボールナ� ��ト37を有している。カップリング34は、サー ボモータ32の駆動軸32aとボールねじ33とを連� �するものである。また、軸受部35は、固定フ レームの上面板31aから上下方向に伸びるよう に溶接された軸受支持プレート31bに固定され ており、ボールねじ33を回転可能に支持する� ��うになっている。ボールナット37は、ボー� �ねじ33と係合すると共に、その軸回りに移動 されないよう支持されている。そのため、サ ーボモータ32を駆動すると、ボールねじが回� ��して、ボールナット33がその軸方向(すなわ� ��車軸方向)に進退する。このボールナット37� ��運動が、レール44とランナーブロック46から なる連結機構を介して振動テーブル14に伝達� ��れることによって、振動テーブル14は車軸� �向に駆動される。そして、短い周期でサー� �モータ32の回転方向を切り換えるようサーボ モータ32を制御することによって、振動テー� ��ル14を所望の振幅及び周期で車軸方向に振� �させることができる。

 固定フレーム31の上面板31aの上面には、� �下方向に伸びるモータ支持プレート31cが溶� �されている。モータ支持プレート31cは、サ� �ボモータ32の軸方向に略垂直となるように設 けられており、その一面(振動テーブル14に対 して遠位となる面)にサーボモータ32が片持ち 支持されている。モータ支持プレート33cには 、開口部31dが設けられており、サーボモータ 32の駆動軸32aはこの開口部31dを貫通し、モー� ��支持プレート31cの他面側でボールねじ33と� �結される。

 なお、サーボモータ32がモータ支持プレ� �ト31cに片持ち支持されているため、モータ� �持プレート31c、特に上面板31aとの溶接部に� �大きな曲げ応力が加わる。この曲げ応力を� �和するために、上面板31aとモータ支持プレ� �ト31cとによって形成されるコーナーには、� �ブ31eが設けられている。

 軸受部35は、正面組合せで組み合わされ� �一対のアンギュラ球軸受35a、35bを有してい� �。アンギュラ球軸受35a、35bは、軸受支持プ� �ート31bの中空部の中に収納されている。ア� �ギュラ球軸受35bの一面(振動テーブル14に対� �て近位となる方向)には、軸受押圧プレート3 5cが設けられており、この軸受押圧プレート3 5cをボルトを用いて軸受支持プレート31bに締� ��することによって、アンギュラ球軸受35bは� ��ーボモータ32に向かう方向に押し込まれる� �また、ボールねじ33において、カップリング 34に近位となる側の円筒面には、ねじ部33aが� ��成されており、このねじ部33aに、内周にめ� ��じが形成されたカラー35dが取り付けられる� ��うになっている。カラー35dをボールねじ33� �対して回動させてカップリング34から離れる 方向に移動させることによって、アンギュラ 球軸受35aはボールナット37に向かう方向に押� ��込まれる。このように、アンギュラ球軸受3 5aと35bが、互いに近づく方向に押し込まれる� ��うになっているので、両者が互いに密着し� ��好適なプリロードが軸受35a、35bに付与され� ��。

 次いで、振動テーブル14と車軸方向加振� �ニット30を連結する連結部40の構成について� ��明する。連結部40は、ナットガイド42、一対 のレール44、及びレール44の夫々に取り付け� �れる一対のランナーブロック46を有している 。

 ナットガイド42は、ボールナット37に固定 されている。また、サーボモータ32から振動� ��ーブル14に向かう方向に延びる一対のレー� �38が、ボールナット37及びナットガイド42を� �むように並んで固定フレーム31の上面板31aに 固定されている。また、ナットガイド42の底� ��には、このレール38に向かう方向に広がる� �ンナーブロック取付プレート43が固定されて いる。レール38と係合するランナーブロック4 5が、このランナーブロック取付プレート43の 底面に固定されており、ランナーブロック取 付プレート43及びナットガイド42は、レール38 に沿って、振動テーブル14に対して進退する� ��向のみにスライド可能となっている。この� ��うに、ナットガイド42の移動方向が振動テ� �ブル14に対して進退する方向、すなわちボー ルねじ33の軸方向のみに規制されているため� ��ボールねじ33を回転させると、ナットガイ� �42が振動テーブル14に対して進退する。

 連結部40のレール44は上下方向に延びてお り、ランナーブロック46はこのレール44に沿� �て上下方向に移動可能となっている。そし� �、ランナーブロック46は振動テーブル14に固� ��されている。このため、後述する上下方向� ��振ユニット20によって振動テーブル14が上下 方向に移動すると、ランナーブロック46がレ� ��ル44に沿ってスライドするため、車軸方向� �振ユニット30に上下方向の荷重が加わること はなく、このような上下方向の荷重に起因す る曲げ応力がボールねじ33に加わることはな� ��。一方、ボールねじ33の駆動によってナッ� �ガイド42を進退させることができるが、この 変位はレール44及びランナーブロック46を介� �て振動テーブル14に伝わる。このように、本 実施形態の構成によれば、振動テーブル14が� ��下方向に振動しているような状態であって� ��、車軸方向加振ユニット30によって振動テ� �ブル14を車軸方向に、クロストークなく振動 させることができる。

 なお、上下方向に延びるレール44及び、� �のレール44に係合するランナーブロックは、 図1に示されるように、振動テーブル14と上下 方向加振ユニット20の間にも設けられており� ��これによって振動テーブル14を上下方向に� �ムーズに動かすことができるようになって� �る。

 ランナーブロック取付プレート43の、一� �の側面(図4においては右側)43aには、位置検� �手段39が配置されている。位置検出手段39は� ��サーボモータ32から振動テーブル14に向かう 方向に一定間隔で並べられた3つの近接セン� �39a、ランナーブロック取付プレート43の側面 43aに設けられた検出用プレート39b、及び近接 センサ39aを支持するセンサ支持プレート39cを 有している。近接センサ39aは、各々の近接セ ンサの前に何らかの物体が近接して(例えば1� ��リメートル以内)いるかどうかを検出可能な 素子である。ランナーブロック取付プレート 43の側面43aと近接センサ39aとは充分に離れて� ��るため、近接センサ39aは、各々の近接セン� ��39aの前に検出用プレート39bがあるかどうか� ��検知することができる。振動試験装置1の図 示しない制御手段は、例えば近接センサ39aの 検出結果を用いてサーボモータ32をフィード� ��ック制御することができる。

 また、固定フレーム31の上面板31aの上に� �、ランナーブロック取り付けプレート43をナ ットガイド42の進退方向両側から挟むように� ��置された規制ブロック47が設けられている� �この規制ブロック47は、ナットガイド42の移� ��範囲を規制するためのものである。すなわ� ��、サーボモータ32を駆動させてナットガイ� �42を振動テーブル14に向って移動させ続ける� ��、最終的には、振動テーブル14に対して近� �側に配置された規制ブロック47とランナーブ ロック取付プレート43とが接触し、それ以上� ��ットガイド42は振動テーブル14に向かう方向 に移動できなくなる。ナットガイド42を振動� ��ーブル14から離れる方向に向って移動させ� �ける場合も同様であり、振動テーブル14に対 して遠位側に配置された規制ブロック47とラ� ��ナーブロック取付プレート47とが接触して� �それ以上ナットガイド42は振動テーブル14か� ��離れる方向に移動できなくなる。

 次いで、振動テーブル14を上下方向に駆� �する上下方向加振ユニット20の構造について 説明する。図5は、本実施形態の上下方向加� �ユニット20の一部切り欠いた正面図である。 なお、振動テーブル14の駆動機構を明確に示� ��ため、後述するエアシリンダ72(図1、2)は図5 においては省略されている。

 図5に示されるように、上下方向加振ユニ ット20は、固定フレーム21、サーボモータ22、 ボールねじ23、カップリング24、軸受部25、及 びボールナット27を有している。固定フレー� ��21は、図示しない装置ベースに固定される� �板21a、底板21aから上下方向に伸びるよう溶� �された複数のはり21b、及び、このはり21bの� �を覆うようにはり21bに溶接された上面板21c� �有している。また、軸受部25を取り付けるた めの軸受支持プレート21dが、天板21cの上に図 示しないボルトを介して固定されている。

 カップリング24は、サーボモータ22の駆動 軸22aとボールねじ23とを連結するものである� ��また、軸受部25は、前述の軸受支持プレー� �21dに固定されており、ボールねじ23を回転可 能に支持するようになっている。ボールナッ ト27は、ボールねじ23と係合すると共に、そ� �軸回りに移動されないよう支持されている� �そのため、サーボモータ22を駆動すると、ボ ールねじ23が回転して、ボールナット27がそ� �軸方向(すなわち上下方向)に進退する。この ボールナット27の運動が振動テーブル14に伝� �されることによって、振動テーブル14は上下 方向に駆動される。そして、短い周期でサー ボモータ22の回転軸22aの回転方向を切り換え� ��ようサーボモータ22を制御することによっ� �、振動テーブル14を所望の振幅及び周期で上 下方向に振動させることができる。

 軸受支持プレート21dの下面には、2枚の連 結プレート21eを介して、略水平方向に広がる モータ支持プレート21fが固定されている。モ ータ支持プレート21fの下面には、サーボモー タ22が吊り下げられ、固定されている。モー� ��支持プレート21fには、開口部21gが設けられ� ��おり、サーボモータ22の駆動軸22aはこの開� �部21gを貫通し、モータ支持プレート21fの上� �側でボールねじ23と連結される。

 軸受部25は、軸受支持プレート21dを貫通� �るように設けられている。なお、軸受部25の 構造は、車軸方向加振ユニット30における軸� ��部35(図4)と同様であるので、説明は省略す� �。

 次いで、ボールナット27と振動テーブル14 を連結する連結部60の構成につき説明する。� ��結部60は、可動フレーム62、車軸方向に延び る一対のレール64、及び、このレール64に沿� �て移動可能なランナーブロック66を有してい る。

 可動フレーム62は、ボールナット27に固定 されている枠部62a、枠部62aの上端に固定され た天板62b、及び天板62bの側梁122方向(図中左� �方向)両縁から下方に伸びるよう固定された� ��壁62cを有している。一対のレール64は、可� �フレーム62の天板62bの上面に、側梁122方向に 並べられて固定されている。また、レール64� ��係合するランナーブロック66は、テーブル14 の下面に固定されている。このため、車軸方 向加振ユニット30によって振動テーブル14が� �軸方向に移動すると、ランナーブロック66が レール64に沿ってスライドするため、上下方� ��加振ユニット20に車軸方向の荷重が加わる� �とはなく、このような車軸方向の荷重に起� �する曲げ応力がボールねじ23に加わることは ない。一方、ボールねじ23の駆動によってボ� ��ルナット27及び可動フレーム62を進退させる ことができるが、この変位はレール64及びラ� ��ナーブロック66を介して振動テーブル14に伝 わる。このように、本実施形態の構成によれ ば、振動テーブル14が軸受方向に振動してい� ��ような状態であっても、上下方向加振ユニ� ��ト20によって振動テーブル14を上下方向に、 クロストークなく振動させることができる。

 なお、本実施形態においては、ランナー� ��ロック66は、図1に示されるように、レール6 4一本に対して2つずつ、計4つ設けられている 。可動フレーム62には比較的大重量の振動テ� ��ブル14及び台車の重量が加わるため、ラン� �ーブロック66の数を4として、各ランナーブ� �ック66に過大な荷重が加わらないようにして いる。

 次いで、可動フレーム62を支持するため� �構造について説明する。可動フレーム62の側 壁62cには、夫々一対(図1及び図5)のレール54が 固定されている。このレール54は、上下方向� ��伸びるレールである。図5に示されるように 、このレール54には、ランナーブロック56が� �合し、レール54に沿って上下方向にスライド 可能となっている。ランナーブロック56は、� ��ンナーブロック取付部材65を介して固定フ� �ーム21の天板21b上に固定されるようになって いる。ランナーブロック取付部材65は、可動� ��レーム62の側壁62cと略平行な側板65aと、こ� �側板65aの下端に固定された底板65bとを有し� �おり、全体としてはL字断面形状となってい� ��。また、本実施形態においては、特に重心� ��高く且つ大重量のワークを振動テーブル14� �上に固定すると、水平方向に延びる軸回り� �大きなモーメントが可動フレーム62に加わり やすくなっている。ランナーブロック取付部 材65は、この回転モーメントに耐えられるよ� ��、リブによって補強されている。具体的に� ��、ランナーブロック取付部材65の両端(図3及 び図5参照)における側板65aと底板65bとが成す� ��ーナーに、一対の第1リブ65cが設けられ、さ らに、この一対の第1リブ65cの間に渡された� �2リブ65dが設けられている。

 このように、ランナーブロック56が固定� �レーム21に対して固定されており、且つ可動 フレーム62に固定されたレール64に対して上� �方向にスライド可能となっている。従って� �可動フレーム62は、上下方向にスライド可能 であるとともに、可動フレーム62の上下方向� ��外の移動は規制される。このように、可動� ��レーム62の移動方向が上下方向のみに規制� �れているため、サーボモータ22を駆動してボ ールねじ23を回動させると、可動フレーム62� �びこの可動フレーム62とレール64及びランナ� ��ブロック66を介して連結された振動テーブ� �14は、上下方向に進退する。

 また、車軸方向加振ユニット30の位置検� �手段39(図4)と同様の位置検出手段(不図示)が� ��下方向加振ユニット20にも設けられている� �振動試験装置1の図示しない制御手段は、こ� ��位置検出手段の検出結果に基づいて、可動� ��レーム62の高さが所定の範囲内となるよう� �制御することができる。

 以上のように、本実施形態においては、� ��下方向加振ユニット20と車軸方向加振ユニ� �ト30とが、夫々クロストークなく振動テーブ ル14を同時に加振できるようになっている。� ��のため、車軸方向と上下方向の振動が合成� ��れた複雑な振動を台車100に与えることがで� ��る。

 次に、本実施形態によるレール44及びラ� �ナーブロック46から構成されるリニアガイド 機構について、図面を用いて詳細に説明する 。なお、レール34とランナーブロック36、レ� �ル54とランナーブロック56、及びレール64と� �ンナーブロック66もまた、レール44及びラン� ��ーブロック46と同一の構造である。

 図6は、レール44及びランナーブロック46を� �レール44の長軸方向に垂直な一面(すなわち� �平面)で切断した断面図であり、図7は図4のI- I断面図である。図
6及び図7に示されるように、ランナーブロッ� ��46にはレール44を囲むように凹部が形成され ており、この凹部にはレール44の軸方向に延� ��る4本の溝46a、46a’が形成されている。この 溝46a、46a’には、多数のステンレス鋼製のボ ール46bが収納されている。レール44には、ラ� ��ナーブロック46の溝46a、46a’と対向する位� �にそれぞれ溝44a、44a’が設けられており、� �ール46bが溝46aと溝44a、又は溝46a’と溝44a’� �の間に挟まれるようになっている。溝46a、46 a’、44a、44a’の断面形状は円弧状であり、� �の曲率半径はボール46bの半径と略等しい。� �のため、ボール46bは、あそびのほとんど無� �状態で溝46a、46a’、44a、44a’に密着する。

 ランナーブロック46の内部には、溝46aの� �々と略平行な4本のボール退避路46c、46c’が� ��けられている。図7に示されるように、溝46a と退避路46cとは、夫々の両端でU字路46dを介� �て接続されており、溝46a、溝44a、退避路46c� �及びU字路46dによって、ボール46bを循環させ� ��ための循環路が形成される。溝46a’、溝44a� ��及び退避路46c’によっても、同様の循環路� ��形成されている。

 このため、ランナーブロック46がレール44 に対して移動すると、多数のボール46bが溝46a 、46a’、44a、44a’を転がりながら循環路を循 環する。このため、レール軸方向以外の方向 に大荷重が加わっていたとしても、多数のボ ールでランナーブロックを支持可能であると 共にボール46bが転がることによりレール軸方 向の抵抗が小さく保たれるので、ランナーブ ロック46をレール44に対してスムーズに移動� �せることができる。なお、退避路46c及びU字� ��46dの内径は、ボール46bの径よりやや大きく� ��っている。このため、退避路46c及びU字路46d とボール46bとの間に発生する摩擦力はごくわ ずかであり、それによってボール46bの循環が 妨げられることはない。

 図示されているように、溝46aと44aに挟ま� ��た二列のボール46bの列は、接触角が略±45°� ��なる正面組合せ型のアンギュラ玉軸受を形� ��する。この場合の接触角とは、溝46a及び44a� ��ボール46bと接触する接触点同士を結んだ線� ��、リニアガイド機構のラジアル方向(ランナ ーブロックからレールに向かう方向であり、 図6における下方向)に対してなす角度である� ��このように形成されたアンギュラ玉軸受は� ��逆ラジアル方向(レールからランナーブロッ クに向かう方向であり、図6における上方向)� ��び横方向(ラジアル方向及びランナーブロッ クの進退方向の双方に直交する方向であり、 図6における左右方向)の荷重を支持すること� ��できる。

 同様に、溝46a’と44a’に挟まれた二列の� ��ール46bの列は、接触角(溝46a’及び44a’がボ ール46bと接触する接触点同士を結んだ線が、 リニアガイド機構の逆ラジアル方向に対して なす角度)が略±45°となる正面組合せ型のア� �ギュラ玉軸受を形成する。このアンギュラ� �軸受は、ラジアル方向及び横方向の荷重を� �持することができる。

 また、溝46aと44aの一方(図中左側)と、溝46 a’と44a’の一方(図中左側)にそれぞれ挟まれ た二列のボール46bの列もまた、正面組み合わ せ型のアンギュラ玉軸受を形成する。同様に 溝46aと44aの他方(図中右側)と、溝46a’と44a’� ��他方(図中右側)にそれぞれ挟まれた二列の� �ール46bの列もまた、正面組合せ型のアンギ� �ラ玉軸受を形成する。

 このように、本実施形態においては、ラ� ��アル方向、逆ラジアル方向、横方向のそれ� ��れに働く荷重に対して、多数のボール46bを� ��する正面組合せ型のアンギュラ玉軸受が支� ��することになり、レール軸方向以外の方向� ��加わる大荷重を十分支持できるようになっ� ��いる。

 次いで、本実施形態に採用されているリ� ��アガイド機構のレールの取り付け構造につ� ��て説明する。図8は、ナットガイド42に取り� ��けられたレール44を示す斜視図である。な� �、このレールの取り付け構造は、本実施形� �の振動試験装置で使用されている他のレー� �についても同様である。

 図8に示されるように、ナットガイド42に� ��、レール44と略同じ幅の溝42aが形成されて� �り、レール44は、この溝42aに嵌め込まれてい る。レール44には、その軸方向に並んで配置� ��れた複数の貫通孔44bが形成されている。ま� ��、図中には示されていないが、溝42aの底の� ��通孔44bに対応する位置には、複数のボルト� ��が形成されている。レール44は、貫通孔44b� �ボルト44cを通して、ナットガイド42のボルト 穴にねじ込むことによって、ナットガイド42� ��固定される。

 本実施形態においては、レール44の貫通� �44bの間隔(及び天坂のボルト穴の間隔)sは、� �ール44の幅wの50~80%、好ましくは60~70%と比較� �短くなっている。このように、ボルト44cの� �り付け間隔を比較的短くすることによって� �レール44は撓むことなくナットガイド42に強� ��に固定される。

 以上説明した本実施形態のリニアガイド� ��構においては、ボール46bの転動によってラ� ��ナーブロック46をレール44に対してスライド させるものであるが、本発明の実施形態は上 記の構成に限定されるものではない。以下に 説明する変形例のように、ボール46bの代わり にローラ246bを使用し、このローラ246bの転動� ��よってランナーブロック246をレール244に対� ��てスライドさせるリニアガイド機構を使用� ��てもよい。

 本発明の実施形態の変形例を図9から図12� ��示す。図9は、ランナーブロック246及びレー ル244を、レール244の長軸方向に垂直な一面で 切断した断面図である。図10及び11は、夫々� �9のII-II断面図及びIII-III断面図である。図9に 示されるように、ランナーブロック246にはレ ール244を囲むように凹部246eが形成されてい� �。この凹部246eとレール244の外周面との間に� ��、ローラ保持部材246fが挟み込まれている。 このローラ保持部材246fによって、凹部246eと� ��ール244の外周面との隙間に、軸方向に延び� ��4本の転動溝246a、246a’が形成される。この� ��動溝246a、246a’には、多数のステンレス鋼� �のローラ246bが収納されている。ローラ246bは 、その軸方向両端がローラ保持部材246fによ� �て保持され、円筒面がランナーブロック246� �凹部とレール244の外周面の双方に当接する� �うになっている。ランナーブロック246の凹� �とレール244の外周面との間隔は、ローラ246b� ��径に略等しく、ローラ246bは、あそびのほと んど無い状態でランナーブロック246の凹部246 e及びレール244の外周面に密着する。

 ランナーブロック246の内部には、転動溝2 46aの夫々と略平行なレール退避路246c’が2本� ��けられている。図10に示されるように、レ� �ル退避路246c’は、ローラ246bを収容するチュ ーブをC字形状に屈曲して形成したものであ� �。転動溝246aと退避路246c’とは、夫々の両端 で接続されており、ローラ246bを循環させる� �めの循環路を形成する。また、図11に示され るように、ランナーブロック246の内部には、 転動溝246a’の夫々と略平行なレール退避路24 6cが2本設けられており、退避路246c及び転動� �246a’もまた、同様の循環路を形成する。

 このため、ランナーブロック246がレール2 44に対して移動すると、多数のローラ246bが転 動溝246a、246a’を転がりながら循環路を循環� ��る。このため、レール軸方向以外の方向に� ��荷重が加わっていたとしても、多数のロー� ��246bでランナーブロック246を支持可能である と共にローラ246bが転がることによりレール� �方向の抵抗が小さく保たれるので、ランナ� �ブロック246をレール244に対してスムーズに� �動させることができる。

 本変形例においては、ランナーブロック2 46の凹部246eとレール244の外周面との間隔d(図1 0、図11)は、ローラ246bの径よりわずかに(1マ� �クロメートル以下)大きい程度の長さとなっ� ��いる。このような状態においては、ランナ� ��ブロック246及びレール244にローラ246bからの プリロードが加わって、ローラ246bの外周面� �ランナーブロック246の凹部246e及びレール244� ��外周面に密着した状態となる。そして、レ� ��ル244の軸方向以外の方向の荷重がランナー� ��ロック246及びレール244の一方に加わった場� ��、その荷重はローラ246bを介して、応答遅れ を殆ど起こすことなく他方に伝達される。こ のため、上下方向加振ユニット20及び車軸方� ��加振ユニット30を数100Hz程度の高い周波数で 往復駆動させたとしても、その振動は中間ス テージを介して確実に振動テーブル14に伝達� ��れる。すなわち、本実施形態の振動試験装� ��1によれば、高周波で振動テーブル14を振動� ��せることができる。

 図9に示されているように、4本の転動溝24 6a、246a’に配置された4列のローラ246bは、そ� ��軸が、レール244の軸に直交する面上におい� ��90°おきとなるよう配置されている。

 各ローラ246bがこのように配置されている ため、ランナーブロック246からレール244の上 面に向かう方向(図9において上から下に向か� ��方向)の荷重が加わる場合、この荷重は、主 として2本の転動溝246aに配置された2列のロー ラ246bが受ける。また、ランナーブロック246� �、レール244の上面から離れるような方向(図9 において下から上に向かう方向)の荷重が加� �る場合は、この荷重は、主として2本の転動� ��246a’に配置された2列のローラ246bが受ける� ��

 また、ランナーブロック246に、その一方� ��側面(図中左側)から他方の側面(図中右側)に 向かう方向の荷重が加わる場合は、その荷重 は、主として転動溝246a’及び246aのランナー� ��ロック一方側(図中左側)に配置されている2� ��のローラ246bが受ける。一方、ランナーブロ ック246に、その他方の側面から一方の側面に 向かう方向の荷重が加わる場合は、その荷重 は、主として転動溝246a’及び246aのランナー� ��ロック他方側(図中右側)に配置されている2� ��のローラ246bが受ける。

 さらに、ランナーブロック246に、レール2 44の軸方向周りのねじり荷重が加わる場合、� ��のねじり荷重の方向が図9中時計回りであれ ば、その荷重は、主として転動溝246aのラン� �ーブロック他方側(図中右側)に配置されるロ ーラ246bと、転動溝246a’のランナーブロック� ��方側(図中左側)に配置されるローラ246bが受� ��る。ねじり荷重の方向が図9中反時計回りで あれば、その荷重は、主として転動溝246aの� �ンナーブロック一方側に配置されるローラ24 6bと、転動溝246a’のランナーブロック他方側 に配置されるローラ246bが受ける。

 このように、本変形例においては、ラン� ��ーブロック246に図9中上下方向、左右方向、 ねじり方向の荷重の何れが加わった場合であ っても、それらの荷重は常に2列のローラ246b� ��受けるようになっている。このため、本変� ��例のリニアガイド機構は、これらの方向に� ��荷重が加わったとしても、特定の列のロー� ��246bのみに荷重が加わってローラ246bが破損� �至ることはなく且つスムーズに転動可能で� �り、ローラ246bによってランナーブロック246� ��レール244に沿ってスムーズに移動可能であ� ��。

 ランナーブロック246のローラ246bの斜視図 を図12に示す。図12に示されるように、本実� �形態の振動試験装置1に使用されるランナー� ��ロックのローラ同士の間には、リテーナ246g が設けられている。リテーナ246gは、隣接す� �二本のローラ246bの外周面と当接する二つの� ��筒面を有し、この円筒面を介してリテーナ2 46gはローラ246bに接触する。リテーナ246gの2円 筒面の軸は、互いに平行となっている。そし て、リテーナ246gがその前後でローラ246bに接� ��しているため、循環路中のローラ246bはその 軸方向が平行となるように整列される。この ため、ローラ246bは循環路内をガタつくこと� �くスムーズに循環する。

 また、リテーナ246gを有さないようなリニ アガイド機構においては、ローラ246b同士が� �較的小さい接触面積にて接触するため、接� �部には大きな応力が加わる。これに対し、� �変形例のリニアガイド機構は、ローラ246bと� ��テーナ246gの円筒面同士が比較的広い接触面 積にて接触し、この接触によってローラ246b� �加わる応力は比較的小さく保たれる。その� �め、本変形例のリニアガイド機構は、リテ� �ナを有さないものと比べ、ローラ246bの破損� ��磨耗を抑えることができる。

 さらに、本実施形態の変形例で使用され� ��リニアガイド機構は、ローラ246b同士が直接 接触しないようになっている。ローラ246b同� �が直接接触すると騒音が発生するが、本実� �形態においては、ローラ246bの間にリテーナ2 46gが配置されているため、このような騒音を 抑えることができる。

 本実施形態に係る振動試験装置1は、エア シリンダ機構70(図1~3)により、各振動テーブ� �14に上向きの静荷重を加えることができる。 また、台車100の横梁124は、反力フレーム80(図 2)によって上から押さえつけられている。す� ��わち、台車100は反力フレーム80とエアシリ� �ダ機構70によって上下方向から挟まれた状態 となっており、エアシリンダ機構70を作用さ� ��て振動テーブル14に上向きの荷重を加える� �、反力フレーム80から下向きの荷重が台車100 に加えられることになる。また、エアシリン ダ機構によって台車100が下から支えられるこ とになるため、反力フレーム80から台車100に� ��えられる下向きの荷重及び台車100自身の重� ��が上下方向加振ユニット20のナット27、送り ねじ23及びサーボモータ22に加わることはな� �。従って、サーボモータ22のトルクは、台車 100の上下方向の振動による慣性に対して十分 大きい程度でよい。すなわち、サーボモータ 22のトルクは、車軸方向加振ユニット30のサ� �ボモータ32のトルクと同程度でよい。

 図1~3に示されるように、本実施形態の反� ��フレーム80は、側梁122方向略中央下部に配� �された装置フレーム11の上から直立する梁で ある。反力フレーム80の上端には、側梁122方� ��両側に分岐して延びる押圧部81が形成され� �おり、反力フレーム80は全体としてT字形状� �なっている。この押圧部81の下面が、一対の 横梁124に当接してこれを上から押さえつけて いる。なお、図1、3に示されているように、� ��力フレーム80は横梁124の車軸方向両側に一� �ずつ設けられており、台車100は、各横梁124� �車軸方向両側、すなわち計4カ所で反力フレ� ��ム80によって押さえつけられる。

 エアシリンダ機構70は、各上下方向加振� �ニット20の固定フレーム21と可動フレーム28� �の間に8つずつ設けられているエアシリンダ7 2(図1)と、このエアシリンダ72にエアを供給す るエアタンク74とを有している。図1に示され るように、エアタンク74は、上下方向加振ユ� ��ット20毎に1つずつ設けられており、エアタ� ��ク74からエアシリンダ72に供給されるエアの 圧力を調整することによって、振動テーブル 14毎に加える荷重を調整することができる。� ��アシリンダ機構70による荷重の大きさは、� �重センサ16によって計測されており、振動試 験装置1のコントローラ(後述)が、荷重センサ 16の計測結果に基づいて、エアシリンダ72に� �られるエアの圧力を調整するようになって� �る。

 本実施形態においては、走行中の鉄道車� ��における台車の挙動を再現できるように、� ��軸駆動機構90によって台車100の車軸112を回� �させながら、台車100を加振できるようにな� �ている。車軸駆動機構90の構成について以下 説明する。

 車軸駆動機構90は、サーボモータ92と、第 1~第4のプーリ93~96とを有している。第1のプー リ93は、サーボモータ92の駆動軸に固定され� �おり、サーボモータ92によって回転駆動され る。第4のプーリ96は、車軸112の略中央部に取 り付けられている。第2及び第3のプーリ94、95 は、サーボモータ92の真上且つ第4のプーリ96� ��略同一高さに配置されている(図3)。図1~3に� ��されているように、第2のプーリ94と第3のプ ーリ95は、共通の回転軸91に固定されており� �一体となって回転する。また、回転軸91を支 持する軸受及びサーボモータ92は、共に装置� ��レーム11上に固定されている。

 図3に示されるように、第1のプーリ93と第 2のプーリ94には第1の無端ベルト97が巻回され ている。同様に、第3のプーリ95と第4のプー� �96には第2の無端ベルト98が巻回されている。 従って、サーボモータ92を駆動すると、その� ��動軸の回転運動は第1の無端ベルト97を介し� ��第1のプーリ93から第2のプーリ94に伝わり、� ��2のプーリ94及び第3のプーリ95が回転する。� ��して、第3のプーリ95の回転運動は、第2の無 端ベルト98を介して第4のプーリ96に伝達され� ��これによって車軸112が回転する。このよう� ��、本実施形態の構成においては、第1及び第 2のプーリ93、94と第1の無端ベルト97、及び第3 及び第4のプーリ95、96と第2の無端ベルト98か� ��構成される2組のベルト-プーリ機構を介し� �、車軸112を回転させることができるように� �っている。このように、ベルト-プーリ機構� ��よって車軸112を回転させる構成であるため� ��加振によって第4のプーリ96が他のプーリ93~9 5に対して上下方向及び車軸方向に多少変位� �たとしても、第2のベルト98が第3、第4のプー リ95、96に対して緩むことはない。従って、� �実施形態に係る振動試験装置1は、車軸112を� ��転させると同時に、台車100を上下方向及び� ��軸方向に振動させることができる。

 次に、本実施形態の振動試験装置1の制御 について説明する。図13は、本実施形態の振� ��試験装置1のブロック図である。図13に示さ� ��るように、振動試験装置1は、コントローラ 2、電源3、及びサーボアンプ4を有している。 サーボアンプ4は、電源3から電力の供給を受� ��て三相の交流電流を生成し、これをサーボ� ��ータ22、32及び92に供給する。コントローラ2 はサーボアンプ4を制御して、各サーボモー� �22、32、92に供給する交流電流の振幅及び周� �数を調整可能である。これにより、各サー� �モータ22、32、92の回転数が制御される。

 また、コントローラ2は、振動テーブル14( 図2)に設けられた加速度センサ18の検出結果� �基づいて、振動テーブル14の変位、速度、加 速度振幅をフィードバック制御することが可 能である。なお、加速度センサ18の代わりに� ��変位や速度を計測する他のセンサを用いて� ��良い。

 前述のように、エアシリンダ72が振動テ� �ブル14を持ち上げる荷重は荷重センサ16によ� ��て計測されており、コントローラ2は、荷重 センサ16の計測結果に基づいて、エアタンク7 4とエアシリンダ72の間に設けられたバルブ76( 図1、3)の開度をフィードバック制御にて調整 する。このフィードバック制御によって、車 両の荷重に相当する静荷重を台車100に加える ことができる。