JP2007010060A - ローラ用リテーナ及びローラねじ - Google Patents

Abstract

【課題】 円周方向隙間を管理でき、しかもローラがスキューを起こし難いローラ用リテーナを提供する。
【解決手段】 ローラ１間に介在されるローラ用リテーナ８を、ローラ１の外形形状に対応する曲面状凹部２ｄを有する一対のローラ接触部２と、一対のローラ接触部２が互いに近づき且つ離れることができるように一対のローラ接触部２を連結する連結軸３と、一対のローラ接触部２間に配置されるコイルばね４とで構成する。ローラ１とローラ１の間にローラ用リテーナが張られ、ローラ１に圧力が掛けられたようになる。この圧力によってローラ１が傾いてスキューを起こすのを防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ローラねじ、ころ軸受け、ころがり案内装置のローラ循環路に配列されるローラ用リテーナに関する。

転動体としてローラを使用したローラねじ、ころ軸受け、ころがり案内装置が知られている。ローラを使用するのは、ボールよりも接触面積を大きくとれるので、大きい荷重に耐えられるからである。

ローラねじは、ねじ軸の螺旋状のローラ転走溝とナットのローラ転走溝とを同一位置に合わせ、それで生じた溝の中に複数のローラを入れ、ナットにローラを循環させるための循環路を形成したものである（例えば特許文献１参照）。

ころ軸受けは、内外輪の間に多数のローラを用いた軸受けである。

ころがり案内装置は、機械のフレーム上を直線又は曲線運動するテーブルなどのように、直線又は曲線運動を行う移動物体の案内として、案内部分にローラの転動体を介し、ローラの転がり運動によって案内機構を果たさせるものである。

転動体としてローラを使用した、これらのローラねじ、ころ軸受け、ころがり案内装置では、複数のローラがローラ循環路に配列される。そしてローラ間には、ローラ同士の接触を防止するスペーサ型のリテーナが介在される。

このリテーナは、循環路の円周方向隙間（ローラとリテーナ間に生ずるローラの進行方向の隙間）を調整する役目も持つ。ボールねじにおいては、リテーナによる円周方向隙間の調整は例えば以下のように行なわれる。まず、リテーナに二種類の厚さのリテーナＡ及びリテーナＢを用意する。リテーナＡ及びローラを交互にボール循環路に充填した後、最後にボール間に生ずる隙間にリテーナＢを詰める。リテーナＡとは厚さの異なる厚さのリテーナＢは、循環路の円周方向隙間を調整するために用いられる。

特開２００１−２９５８３９号公報

ボールは四方八方いずれの方向にも転がることができる。しかし、ローラはその移動方向が一方向に限られるので、ローラが循環路に沿って移動するときに、ローラが所定の軸線から傾くスキューを起こし易い。ローラがスキューを起こすと、ローラが循環路の壁面に接触し、ひどい場合にはロックすることもある。特に、循環路が螺旋状の軌道になるローラねじではスキューを起こし易い。

確かにローラ間にリテーナを介在させると、ローラの姿勢が一定に保たれてローラがスキューを起こすのを防止することができる。しかし、リテーナとローラの間に僅かでも隙間が生じると、やはりローラがスキューを起こすことがある。

そこで本発明は、円周方向隙間を管理でき、しかもローラがスキューを起こし難いローラ用リテーナ及びローラねじを提供することを目的とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。

上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、ローラ循環路に配列される複数のローラ間に介在されるローラ用リテーナ（８）であって、前記ローラ（１）の外形形状に対応する曲面状凹部（２ｄ）を有する一対のローラ接触部（２）と、前記一対のローラ接触部（２）が互いに近づき且つ離れることができるように、前記一対のローラ接触部（２）を連結する連結軸（３）と、前記一対のローラ接触部（２）間に配置される弾性体（４）と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のローラ用リテーナにおいて、前記一対のローラ接触部（２）のうち、少なくとも一方のローラ接触部（２）は、前記連結軸（３）を中心にして回転できることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のローラ用リテーナにおいて、前記弾性体（４）は、前記連結軸（３）の周囲に配置されるコイルばね（４）であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、外周面に螺旋状のローラ転走溝（５ａ）が形成されたねじ軸（５）と、内周面に前記ねじ軸（５）の前記ローラ転走溝（５ａ）に対向する螺旋状のローラ転走溝（６ａ）が形成されたナット（６）と、前記ねじ軸（５）の前記ローラ転走溝（５ａ）と前記ナット（６）の前記ローラ転走溝（６ａ）との間の負荷ローラ転走路（９）の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路が形成される循環部材（１２，１３）と、前記負荷ローラ転走路（９）及び前記無負荷ローラ戻し通路（１０）で構成されるローラ循環路に配列される複数のローラ（１）と、前記複数のローラ（１）間に介在される複数のリテーナ（８，１４）と、を備えるローラねじにおいて、前記複数のリテーナ（８，１４）の少なくとも一つ（８）は、前記ローラ（１）の外形形状に対応する曲面状凹部（２ｄ）を有する一対のローラ接触部（２）と、前記一対のローラ接触部（２）が互いに近づき且つ離れることができるように、前記一対のローラ接触部（２）を連結する連結軸（３）と、前記一対のローラ接触部（２）間に掛け渡される弾性体（４）と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ローラとローラの間にローラ用リテーナが張られ、ローラに圧力が掛けられたようになる。ローラ接触部のローラの外形形状に合わせた曲面状凹部をローラに押し付けているので、ローラに掛けられる圧力は均一に分布した圧力になる。この圧力によってローラが傾いてスキューを起こすのを防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、一方のローラ接触部が他方のローラ接触部に対して回転できるので、ローラ用リテーナ自体が回転の自由度を持つ。ローラが進行方向に向かって徐々に回転するような循環路においても、リテーナはそのローラ接触部が回転してローラが回転するのを許容するので、リテーナからローラにスキューを起こす力がかかることがない。

請求項３に記載の発明によれば、弾性体の伸縮量を大きくとることができるので、リテーナの隙間調整代を大きくすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、ローラが螺旋状の循環路を移動するローラねじにおいても、ローラとローラの間にリテーナが張られ、ローラに圧力が掛けられたようになる。ローラ接触部のローラの外形形状に合わせた曲面状凹部をローラに押し付けているので、ローラに掛けられる圧力は均一に分布した圧力になる。この圧力によってローラが傾いてスキューを起こすのを防止することができる。

図１及び図２は、本発明の一実施形態におけるローラ用リテーナを示す。図１は分解斜視図を示し、図２は平面図を示す。このローラ用リテーナは、ローラねじ、ころ軸受け、運動案内装置のローラ循環路に組み込まれる。ローラ循環路には複数のローラが配列される。ローラはその進行方向からみて、隣接するローラの軸線が平行を保つようにパラレル配列されることもあるし、直交するようにクロス配列されることもある（クロス配列される場合については図６を参照）。ローラ間にはリテーナが介在される。ローラ循環路に配列される複数のリテーナ全てが、この実施形態のローラ用リテーナ８であってもよいし、複数のリテーナのうち一個か二個か数個が、この実施形態のローラ用リテーナ８であってもよい。

ローラ用リテーナ８は、ローラ１の外形形状に対応する曲面状凹部２ｄを有する一対のローラ接触部２と、一対のローラ接触部２が互いに近づき且つ離れることできるように、一対のローラ接触部２を連結する連結軸３と、一対のローラ接触部２間に配置される弾性体４としてのコイルばね４と、を備える。ローラ接触部２は、その中心を貫通する連結軸３に対して連結軸３の軸線方向にスライドでき、かつ連結軸３を中心にして回転できる。

図３及び図４は、ローラ接触部２を示す。図３は正面図を示し、図４は断面図を示す。図３に示されるように、ローラ接触部２の正面形状は、ローラ１の側面形状に合わせた略矩形状に形成される。この実施形態では、ローラ１の直径と高さの比が１：１の円筒形ローラ１を使用しているので、ローラ接触部２の正面形状は略四角形状に形成される。ローラ接触部２の中央部分には連結軸３が貫通する貫通穴２ａが形成される。ローラ接触部２の周囲の各辺の中央部分には、潤滑剤を溜めるための逃げ溝２ｂが形成される。ローラ接触部２の角部は、潤滑剤を溜めるため、並びにローラ接触部２と循環路の壁面との干渉を避けるために、円弧状に面取り２ｃされる。

ローラ接触部２の正面（ローラ１に対向する面）には、図４に示されるように、ローラ１の外周の曲面に沿った曲面状凹部２ｄが形成される。この曲面状凹部２ｄの曲率半径は、ローラ１の半径と等しいか又は僅かに大きい。ローラ１とローラ接触部２とは曲面状凹部２ｄの中心線Ｃ（図３参照）近傍にて線接触するか面接触する。一方、ローラ接触部２の裏面側は平面に形成される。

図１に示されるように、連結軸３は、円筒形状に形成され、ローラ接触部２の貫通穴２ａに嵌められる。連結軸３と貫通穴２ａの嵌め合いは、ローラ接触部２が大きなガタがなく連結軸３に対してスライドでき、且つ連結軸３を中心にして回転できるように定められる。なお、連結軸３の端部には、連結軸３が嵌められたローラ接触部２が連結軸３から離脱するのを防止するための突起が設けられてもよい。

連結軸３の周囲には、弾性体としてコイルばね４が配置される。ローラ接触部２を連結軸３に取り付けると、コイルばね４は撓む。なお、コイルばねの４の替わりに板ばね等を用いてもよい。

図５及び図６は、上記ローラ用リテーナ８の斜視図を示す。図５は一対のローラ１の軸線がローラ１の進行方向からみて平行な場合を示し、図６は一対のローラ１の軸線が直交する場合を示す。ローラ循環路に配列される複数のローラ１は、パラレル配列される場合と、クロス配列される場合とがある。パラレル配列とは、ローラ１の進行方向から見た状態において、隣接する一対のローラ１の軸線が互いに平行を保つ配列をいい、クロス配列とは、ローラ１の進行方向から見た状態において、隣接する一対のローラ１の軸線が互いに直交する配列をいう。

ローラ１がローラ循環路にクロス配列されたとき、最後に循環路に充填されたローラ１が最初に充填されたローラ１に対して、その軸線が直交すればよい。しかし、循環路の長さによっては、最後に充填されたローラ１が最初に循環されたローラ１と同じ方向を向いてしまうことがある。そのときには、最後のローラ１を抜く必要がある。厚みが一定のリテーナ１４（図８参照）では、ローラ１が１個抜けると、その分の隙間を埋めるのがなかなか難しい。しかも、リテーナ１４がクーラントを含んで膨張したり、摩耗したりしたときは、隙間を再調整する必要がある。本実施形態のローラ用リテーナ８によれば、それ自体が伸縮して、隙間の調整代も大きい。したがって、ローラ１の配列方法によらず隙間の調整が容易になり、しかも組み込んだ後の隙間の調整も不要になる。

また、コイルばね４が撓むと、ローラ１とローラ１の間にリテーナが張られ、ローラ１に圧力が掛けられたようになる。ローラ１の外形形状に合わせた曲面状凹部２ｄをローラ１に押し付けているので、ローラ１に掛けられる圧力は均一に分布した圧力になる。この圧力によってローラ１が傾いてスキューを起こすのを防止することができる。

図７は、上記実施形態のローラ用リテーナ８が組み込まれたローラねじを示す。図中黒く塗り潰されている部分がローラ用リテーナ８である。この例では、螺旋状の循環路の一巻き中に均等間隔を空けて、例えばローラ１０個に対してローラ用リテーナ８一つが充填される。ローラ用リテーナ８以外には、図８に示される一定の厚みを有するリテーナ１４を使用する。

図８はリテーナ１４を示す。リテーナ１４の正面側及び裏面側には、ローラの外形形状に対応する曲面状凹部１４ａ，１４ｂが形成される。この実施形態では、ローラ１がクロス配列されるので、隣接するローラ１の軸線が直交するように曲面状凹部１４ａ，１４ｂが形成される。リテーナ１４の周囲の各辺の中央部分に逃げ溝１４ｃが形成されたり、角部が円弧状に面取り１４ｄされたりする点は、上記ローラ用リテーナ８のローラ接触部２と同様である。

図７に示されるように、ローラねじは、外周面に螺旋状のローラ転走溝５ａが形成されたねじ軸５と、内周面にローラ転走溝５ａに対向する螺旋状のローラ転走溝６ａが形成されるナット６とを備える。ねじ軸５のローラ転走溝５ａとナット６のローラ転走溝６ａとの間の負荷ローラ転走路には、複数のローラ１が隣接するローラ１の軸線が互いに直交するようにクロス配列される。ローラ１間には、ローラ１同士の接触を防止するローラ用リテーナ８及びリテーナ１４が介在される。

ナット６をねじ軸５に対して相対的に回転させると、複数のローラ１がローラ転走溝５ａとローラ転走溝６ａとの間の負荷ローラ転走路９を転がりながら移動する。負荷ローラ転走路９の一端まで転がったローラ１は無負荷ローラ戻し通路１０を経由した後、数巻き手前の負荷ローラ転走路９の他端に戻される。

図９は、無負荷ローラ戻し通路１０が形成される循環部材１２，１３の斜視図を示す。無負荷ローラ戻し通路１０は、ナット６の軸線と平行に伸びる直線部１１と、直線部１１の両端に設けられ、直線部１１と負荷ローラ転走路９とを接続する曲線部としての円弧状の方向転換路１６からなる。

ナット６には、ねじ軸５の軸線と平行に伸びる貫通孔が形成され、この貫通孔に循環部材としてのパイプ１２が挿入される。このパイプ１２内に直線的な軌道を有する断面四角形状の直線部１１が形成される。

ナット６の軸線方向の両端面には、循環部材としての方向転換路構成部材１３が取付けられる。方向転換路構成部材１３には、円弧状の軌道を有すると共に断面四角形状の方向転換路１６が形成される。方向転換路構成部材１３は、方向転換路１６の四角形断面の対角線の位置で内周側１３ａと外周側１３ｂとに２分割されている。これら方向転換路構成部材１３の内周側１３ａ及び外周側１３ｂそれぞれはフランジ部を有する。方向転換路構成部材１３の内周側１３ａ及び外周側１３ｂを重ね合わせてナット６の端面に位置決めし、ボルト等の固定手段でフランジ部をナット６の端面に固定する。パイプ１２の両端は方向転換路構成部材１３に嵌まるので、方向転換路構成部材１３をナット６に固定することで、パイプ１２もナット６に固定される。

図１０はねじ軸５を示す。ねじ軸５の外周には所定のリードを有する螺旋状のローラ転走溝５ａが形成される。この実施形態では、許容荷重を増加させ、且つナット６の全長を短くするために、ローラ転走溝５ａの条数を四条に設定している。勿論ローラ転走溝５ａの条数は一条、二条、三条等様々に設定することができる。

図１１は、ねじ軸５のローラ転走溝５ａの溝直角断面形状を示す。ローラ転走溝５ａの断面はＶ字形状に形成される。

図１２はナット６の詳細図を示す。図１２（Ａ）はナット６の正面図を示し、図１２（Ｂ）は軸線方向に沿った断面図を示し、図１２（Ｃ）はナット６の裏面図を示す。ナット６の内周面にはねじ軸５のローラ転走溝５ａに対向する螺旋状のローラ転走溝６ａが形成される。そして、ナット６にはナット６の軸線方向に伸びる貫通孔１７が形成される。貫通孔１７は中央部１７ａが小径に形成され、中央部の両側の両端部１７ｂが中央部１７ａよりも僅かに大径に形成される。貫通孔１７の中央部１７ａにパイプ１２が挿入され、両端部１７ｂに方向転換路構成部材１３が挿入される。ナット６の端面には、方向転換路構成部材１３をナット６に取付けるための取付け座１８が形成される。パイプ１２及び方向転換路構成部材１３はローラ転走溝６ａの条数と等しい数（この実施形態では四つ）設けられ、四条のローラ転走溝６ａそれぞれを転がるローラ１を循環させる。

図１３は、ナット６のローラ転走溝６ａの溝直角断面形状を示す。ローラ転走溝６ａの断面はＶ字形状に形成される。

図１４はローラ１の側面図を示す。負荷ローラ転走路９を転がるローラ１は円筒形状でその直径Ｄと高さＬが略等しい（正確にはローラ１の直径Ｄがローラの高さＬよりも僅かに大きい）。このため側面からみたローラ１の形状は正方形に近くなる。

この実施形態では、ローラ１の側面形状に合わせて負荷ローラ転走路９及び無負荷ローラ戻し通路１０の断面形状が正方形に形成される。図１５は負荷ローラ転走路９に収容されたローラ１を示す。ローラ１は、その周面がローラ転走溝５ａの壁面と該壁面に対向するナット６のローラ転走溝６ａの壁面との間で圧縮されることで荷重を負荷する。このため、ねじ軸５の軸線方向の一方向の荷重しか負荷できない。すなわち、一つのボールがねじ軸の軸線方向の一方向及び該一方向と反対方向の荷重を負荷するのとは対照的に、一つのローラ１は、ねじ軸５の軸線方向の一方向(1)又は他方向(2)の荷重（図１５では一方向(1)の荷重のみ）を負荷する。ねじ軸５の軸線方向の一方向(1)及び他方向(2)の荷重を負荷するためには、ローラ１の進行方向から見た状態において、隣接するローラ１の軸線１ａ，１ｂが互いに直交するようにクロス配列する必要がある。

なお、この実施形態のようにクロス配列して、一方向(1)の荷重を負荷するローラ１の数と他方向(2)の荷重を負荷するローラ１の数を等しくてもよいが、両方向の許容荷重を変えたい場合には、一方向(1)の荷重を負荷するローラ１の数と他方向(2)の荷重を負荷するローラ１の数を異ならせてもよい。ローラ１の数を適宜異ならせると、一方向(1)の許容荷重と他方向(2)の許容荷重を任意に変えることができる。この他にも、一方向(1)の荷重のみを負荷する場合等は、全てのローラをパラレル配列してもよい。

図１６は螺旋状の負荷ローラ転走路９、円弧状の方向転換路１６及び直線部１１を循環するローラ１の軌道の中心線を示す。図１６（Ａ）は負荷ローラ転走路９を移動するローラ１の軌道（ねじ軸５の軸線方向からみた状態）を示し、図１６（Ｂ）は無限循環路の全体を循環するローラ１の軌道を示す（ねじ軸５の側方からみた状態）。負荷ローラ転走路９でのローラ１の軌道は、ねじ軸５の軸線方向からみて半径がＲＣＤ／２の円形状になる。無負荷ローラ戻し通路１０の直線部１１でのローラの軌道は、ねじ軸５の軸線５ｃに平行な直線になる。方向転換路１６でのローラ１の軌道は、曲率半径Rの円弧になる。

これら負荷ローラ転走路９、方向転換路１６及び直線部１１の繋ぎ目では、ローラ１の軌道の接線方向が連続になっている。具体的には、負荷ローラ転走路９と方向転換路１６との繋ぎ部分では、方向転換路１６の接線方向は、ねじ軸５の軸線方向から見た状態において、負荷ローラ転走路９の中心線の接線方向と一致し、且つねじ軸５の側方から見た状態において、負荷ローラ転走路９のリード角と一致する。また直線部１１と方向転換路１６の繋ぎ部分では、方向転換路１６の接線方向は、直線部１１の中心線の伸びる方向と一致する。

図１７は、ナット６の一方側の端面に取付けられる方向転換路構成部材１３と他方側の端面に取付けられる方向転換路構成部材１３との位置関係を示す。上述したように無負荷ローラ戻し通路１０の直線部１１の中心線は、ねじ軸５の軸線５ｃと平行に伸びる。方向転換路１６の中心線は、図１７（Ａ）に示されるようにねじ軸５の軸線方向から見た状態において、負荷ローラ転走路９の中心線の接線方向に伸びる。そして手前側の方向転換路１６の中心線と奥側の方向転換路１６の中心線とは、所定の開き角度γで交差する。詳しくは後述するが、直線部１１は通路内を移動するローラ１の姿勢をこの開き角度と略等しい角度γ回転させる。

ここで曲線部としての方向転換路１６が含まれる平面Ｐ１，Ｐ２（正確には方向転換路１６の中心線が含まれる平面）は、ねじ軸の軸線に略平行になる。

図１８及び図１９は方向転換路構成部材の内周側１３ａを示す。この方向転換路構成部材の内周側１３ａは、曲率半径Ｒの方向転換路が形成される本体部２１と、ナット６の端面に取付けられるフランジ部２２とを有する。本体部２１の一端には、負荷ローラ転走路９内に入ってローラ１を掬い上げる掬上げ部２１ａが形成される。本体部２１の他端はパイプ１２に嵌め込まれる。内周側１３ａの掬上げ部２１ａは、外周側１３ｂの掬上げ部と協働して螺旋状の負荷ローラ転走路９を転がるローラ１を接線方向に掬い上げる。方向転換路１６は掬い上げた直後にローラ１を方向転換させ、円弧状の方向転換路１６に沿ってローラを移動させる。

方向転換路部材の内周側１３ａには、方向転換路構成部材１３が取付けられるナット６の端面よりもナット側に突出すると共に、方向転換路１６の形状に合わせて曲線状に曲げられる薄肉部２３が形成される。薄肉部２３の断面形状はV字形状に形成される。この薄肉部２３がナット６の端面に形成された逃げ溝１９に嵌り込む。

図２０及び図２１は方向転換路構成部材の外周側１３ｂを示す。この方向転換路構成部材の外周側１３ｂは、曲率半径Ｒの方向転換路１６が形成される本体部２５と、ナット６の端面に取付けられるフランジ部２６とを有する。本体部２５の一端には、負荷ローラ転走路９内に入ってローラを掬い上げる掬上げ部２５ａが形成される。本体部２５の他端はパイプ１２に嵌め込まれる。外周側の掬上げ部２５ａは、内周側の掬上げ部２１ａと協働して螺旋状の負荷ローラ転走路９を転がるローラ１を接線方向に掬い上げる。方向転換路１６は掬い上げた直後にローラ１を方向転換させ、円弧状の方向転換路１６に沿ってローラを移動させる。またこの方向転換路構成部材の外周側１３ｂには、ねじ軸５のローラ転走溝５ａの形状に合わせた突出部２７が形成され、これにより掬上げ部２５ａの強度を確保している。方向転換路構成部材１３は金属製であっても樹脂製であってもよい。

図２２はパイプ１２の断面図を示す。ローラ１が無負荷ローラ戻し通路１０の直線部１１を通過する間、ローラ１の姿勢が回転するように直線部１１はねじられる。ローラ１は直線部１１の中心線１２ａに沿って移動しながら、中心線１２ａの周りを回転する。ここでローラ１の移動距離とローラ１の回転角度が比例する。この例では、無負荷ローラ戻し通路１０の一端から他端に至るまでローラ１は、約９０度＋２β度（ねじ軸の軸線方向から見た一対の方向転換路の開き角度γ）回転する。パイプ１２は中心線に沿って２分割される。

図２３は直線部１１を移動するローラ１の姿勢の回転を示す。この図２３から直線部１１を移動するに従って、ローラ１のA１の位置が左斜め上から左斜め下へと移動し、ローラ１の姿勢が約９０度回転するのがわかる。

直線部１１でローラ１の姿勢を回転させることにより、負荷ローラ転走路９からローラ１を掬い上げ、また負荷ローラ転走路９にローラ１を戻すときに、側面形状が四角形のローラ１の姿勢を断面四角形状の負荷ローラ転走路９の形状に一致させることができる。

また、ローラ１の姿勢を一対の方向転換路１６の開き角度γと略等しい角度で回転させることで、ねじ軸５の軸線の一方向(1)からの荷重を負荷していたローラが、反転しないで（再びねじ軸５の軸線の前記一方向(1)からの荷重を負荷できる状態で）負荷ローラ転走路９に戻る。またローラ１間に介在されるリテーナ１４も反転しないで戻すことができる。

このようにローラねじでは、負荷ローラ転走路９から無負荷ローラ戻し通路１０にローラ１を掬い上げるとき、並びに無負荷ローラ戻し通路１０から負荷ローラ転走路９にローラ１を戻すとき、ローラ１の姿勢を断面四角形状の負荷ローラ転走路９の形状に一致させる必要があるため、上述のように無負荷ローラ戻し通路１０の直線部１１がねじれている。この他にも、負荷ローラ転走路９から無負荷ローラ戻し通路１０へ移行する部分も僅かにねじれていて、ローラ１は僅かに回転しながら方向転換する。また細かくみれば、負荷ローラ転走路９も螺旋になっている以上ねじれている。

ねじれた循環路をローラ１が移動するとき、前方のローラ１が後方のローラ１に対してその姿勢を回転する（詳しくは、ローラ１の進行方向から見て、後方のローラ１の軸線に対して直交状態を保っていた前方のローラ１の軸線が、相対的に僅かに回転する）ことになる。

本実施形態では、ローラ用リテーナ８の一方のローラ接触部２が他方のローラ接触部２に対して回転できるので、ローラ用リテーナ８自体が回転の自由度を持つ。これにより、前方のローラ１が後方のローラ１に対してその姿勢を回転するのを許容している。

なお、本発明のローラねじは上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態にも具現化できる。例えば循環部材には、この実施形態のようなエンドキャップ方式の循環部材に限られることなく、リターンパイプ方式等様々な方式の循環部材を用いることができる。またこの実施形態では、直径と長さが略等しい円筒形状のローラを用い、無負荷ローラ戻し通路の断面形状を正方形に形成したが、この他にも直径と長さとが異なる円筒形状のローラを用い、無負荷ローラ戻し通路の断面形状をローラの形状に合わせて長方形に形成してもよいし、他にも円錐形状のローラを用い、無負荷ローラ戻し通路の断面形状を円錐形状のローラに合わせた台形形状に形成してもよい。

図２４及び図２５は、上記実施形態のローラ用リテーナ８が組み込まれるころ軸受けを示す。図２４はころ軸受けの斜視図を示し、図２５はころ軸受けの断面図を示す。内輪３１と外輪３２との間の円環状のローラ循環路には、複数のローラ１がクロス配列される。ローラ１間にはローラ用リテーナ８が介在される。複数のローラ１間に介在される複数のリテーナ１４の一つに上記実施形態のローラ用リテーナ８が用いられる。

外輪３２の内周には、断面Ｖ字形状のローラ転走溝３２ａが形成される。内輪３１の外周にも、断面Ｖ字形状のローラ転走溝３１ａが形成される。このローラ転走溝３１ａ，３２ａの間に、円環状のローラ循環路が形成される。外輪３２を内輪３１に対して相対的に回転させると、ローラ１がローラ転走溝３１ａ，３２ａ上を転がる。ローラ１をクロス配列することで、１個のベアリングでラジアル荷重、アキシアル荷重及びモーメント荷重などのあらゆる方向の荷重を負荷することができる。

ころ軸受けに上記実施形態のローラ用リテーナ８を組み込むと、ローラ１とローラ１の間にローラ用リテーナ８が張られ、ローラ１に圧力が掛けられたようになる。この圧力によってローラ１が傾いてスキューを起こすのを防止することができる。

図２６及び図２７は、上記実施形態のローラ用リテーナ８が組み込まれるころがり案内装置を示す。この転がり軸受けには、サーキット条のローラ循環路が形成され、このローラ循環路に複数のローラ４１がパラレル配列される。

ころがり案内装置は、長手方向に伸びる複数条のローラ転走部４２ａが形成された軌道レール４２と、多数のローラ４１を介して軌道レール４２に沿ってスライド可能に組み付けられる鞍状の移動ブロック４３とを備える。移動ブロック４３には、軌道レールのローラ転走部４２ａに対向する負荷ローラ転走部４３ａと、該負荷ローラ転走部４３ａと平行に伸びる無負荷ローラ戻し通路４４と、負荷ローラ転走部と無負荷ローラ戻し通路４４とを接続する方向転換路４５が設けられる。ローラ４１は、軌道レール４２及び移動ブロック４３により形成されるサーキット状のローラ循環路を循環する。

これらのローラ循環路は、軌道レール４２の両側に二条ずつ、合計四条設けられる。上下二条のローラ循環路は循環路の円弧部で立体交差する。このローラの条数は荷重条件等に応じて適宜変更される。

図２８はローラ循環路に沿った断面図を示す。ローラ４１間にはローラ４１の姿勢を保つためのリテーナ４７が介在される。リテーナ４７の一つに上記実施形態のローラ用リテーナ８が用いられる。このころがり案内装置でも、ローラ４１とローラ４１の間にローラ用リテーナ８が張られ、ローラ４１に圧力が掛けられたようになる。この圧力によってローラ４１が傾いてスキューを起こすのを防止することができる。

以下に本発明の実施形態ではないが、図２９及び図３０に示される新規なリテーナ５１を開示する。図２９はリテーナ５１の側面図を示し、図３０はリテーナ５１の平面図を示す。このリテーナ５１は各ローラ５２の側面及び進行方向の前面及び後ろ面を枠状に囲む。リテーナ５１の一辺の中央部には、ローラ５２の回転中心となる突起５１ａが設けられる。一方、ローラ５２の側面にはこの突起に嵌る凹みが形成される。ローラ５２はこの突起５１ａを中心にして枠内で回転する。ローラ５２と突起５１ａが枠内で係合することで、ローラ５２が枠から離脱するのが防止される。

リテーナ５１同士は球形状のピース５３で連結される。このピース５３は枠から離脱しないように一方のリテーナ５１に埋め込まれる。リテーナ５１の他方はピース５３の球面の中心の回りに回転できる。なお、両方のリテーナ５１がピース５３に対して回転できるようにしてもよい。さらに、球形状のピース５３の替わりに円筒状のヒンジ体を入れ、該ヒンジ体の両側のリテーナ５１がヒンジ体の中心軸の周りに互いに揺動できるようにしてもよい。

ローラ５２同士の関係は、図３０に示されるように、ローラ循環路によって変化する。直線状のローラ循環路もあれば、円弧状のローラ循環路もある。ローラ５２同士の位置関係の変化にリテーナ５１も追従するように、リテーナ５１同士の接触部に球形状のピース５３を入れている。特に、ローラの配列をクロスではなく、平行にしたときにピース５３が効果的に働くと思われる。

図３１は、このリテーナ５１が組み込まれるローラねじを示す。ねじ軸５４の外周面には、ローラ５２が転走する螺旋状のローラ転走溝５４ａが形成される。ローラ転走溝５４ａの一方の壁面をローラ５２が転走する。一方、ナット５５の内周面にもローラ５２が転走する螺旋状のローラ転走溝５５ａが形成される。ナット５５の内径はねじ軸５４の外径よりも小さく、ナット５５のローラ転走溝５５ａ間の凸部５５ｂはねじ軸５４のローラ転走溝５４ａ内に入り込む。そして、ナット５５のローラ転走溝５５ａの一方の壁面５５ｃをローラ５２が転走する。

ねじ軸５４のローラ転走溝５４ａとナット５５のローラ転走溝５５ａとの間には、複数のローラ５２がパラレル配列される。ローラねじではローラ循環路が螺旋状になり、ローラ５２同士の位置関係も刻々と変化していくので、図３０及び図３１に示されるリテーナ５１が有効である。

本発明の一実施形態におけるローラ用リテーナを示す斜視図。 上記ローラ用リテーナの平面図。 ローラ接触部を示す正面図。 図３のIII-III線断面図。 ローラ用リテーナの斜視図（パラレル配列） ローラ用リテーナの斜視図（クロス配列） 本発明の一実施形態におけるローラねじの斜視図。 ローラねじに組み込まれるリテーナを示す図（図中（Ａ）は正面図を示し、図中（Ｂ）は（Ａ）のY-Y線断面図を示し、図中（Ｃ）は（Ａ）のX-X線断面図を示す）。 ローラねじの主要部品の分解斜視図。 ねじ軸を示す側面図。 ねじ軸のローラ転走溝の溝直角断面形状を示す図。 ナット６の詳細図（図中（Ａ）はナットの正面図を示し、図中（Ｂ）は軸線方向に沿った断面図を示し、図中（Ｃ）は裏面図を示す）。 ナットのローラ転走溝の溝直角断面形状を示す図。 ローラの側面図。 負荷ローラ転走路内のローラを示す断面図。 螺旋状の負荷ローラ転走路、円弧状の方向転換路及び直線部を循環するローラの軌道の中心線を示す図。 ナットの一方側の端面に取付けられる方向転換路構成部材と他方側の端面に取付けられる方向転換路構成部材との位置関係を示す図。 方向転換路構成部材の内周側を示す図（（Ａ）は正面図を示し、（Ｂ）は側面図を示す）。 方向転換路構成部材の内周側を示す図（（Ａ）は側面図を示し、（Ｂ）は裏面図を示す）。 方向転換路構成部材の外周側を示す図（（Ａ）は正面図を示し、（Ｂ）は側面図を示す）。 方向転換路構成部材の外周側を示す図（（Ａ）は側面図を示し、（Ｂ）は正面図を示す）。 パイプの断面図。 直線部を移動するローラの姿勢の回転を示す図。 本発明のローラ用リテーナが組み込まれるころ軸受けの斜視図。 上記ころ軸受けの断面図。 ローラ用リテーナが組み込まれるころがり案内装置の斜視図。 ころがり案内装置の断面図。 ローラ循環路の断面図。 新規なリテーナの側面図。 リテーナの平面図。 新規なリテーナが組み込まれるローラねじの斜視図。

符号の説明

１…ローラ
２…ローラ接触部
２ｄ…曲面状凹部
３…連結軸
４…コイルばね（弾性体）
５…ねじ軸
５ａ…ローラ転走溝
６…ナット
６ａ…ローラ転走溝
８…ローラ用リテーナ
９…負荷ローラ転走路
１０…無負荷ローラ戻し通路
１２…パイプ（循環部材）
１３…方向転換路構成部材（循環部材）

Claims (4)

1. ローラ循環路に配列される複数のローラ間に介在されるローラ用リテーナであって、
   前記ローラ用リテーナは、
   前記ローラの外形形状に対応する曲面状凹部を有する一対のローラ接触部と、
   前記一対のローラ接触部が互いに近づき且つ離れることができるように、前記一対のローラ接触部を連結する連結軸と、
   前記一対のローラ接触部間に配置される弾性体と、を備えることを特徴とするローラ用リテーナ。
2. 前記一対のローラ接触部のうち、少なくとも一方のローラ接触部は、前記連結軸を中心にして回転できることを特徴とする請求項１に記載のローラ用リテーナ。
3. 前記弾性体は、前記連結軸の周囲に配置されるコイルばねであることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラ用リテーナ。
4. 外周面に螺旋状のローラ転走溝が形成されたねじ軸と、内周面に前記ねじ軸の前記ローラ転走溝に対向する螺旋状のローラ転走溝が形成されたナットと、前記ねじ軸の前記ローラ転走溝と前記ナットの前記ローラ転走溝との間の負荷ローラ転走路の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路が形成される循環部材と、前記負荷ローラ転走路及び前記無負荷ローラ戻し通路で構成されるローラ循環路に配列される複数のローラと、前記複数のローラ間に介在される複数のリテーナと、を備えるローラねじにおいて、
   前記複数のリテーナの少なくとも一つは、
   前記ローラの外形形状に対応する曲面状凹部を有する一対のローラ接触部と、
   前記一対のローラ接触部が互いに近づき且つ離れることができるように、前記一対のローラ接触部を連結する連結軸と、
   前記一対のローラ接触部間に掛け渡される弾性体と、を備えることを特徴とするローラねじ。

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