JP4372320B2 - ローラの組合せ及びこの組合せを用いたローラねじ並びに転がり案内装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラ循環路を転がり運動する複数のローラの組合せに関し、特にローラねじ又は転がり案内装置のローラ循環路を転がり運動するローラの組合せに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ねじ軸とナット部材との間にローラを介在したローラねじが知られている。ねじ軸をナット部材に対して相対的に回転すると、ナット部材がねじ軸の軸線方向に円滑に直線運動する。
【０００３】
ねじ軸には螺旋状のローラ転走溝が形成される。一方、ナット部材にはローラ転走溝に対応する螺旋状の負荷転走溝を含むローラ循環路が形成される。ローラは、ねじ軸とナット部材との間を、ねじ溝の外周を回るように転がり運動し、ローラ循環路を循環する。このローラねじにおいて、複数のローラは、隣接するローラの軸線が略平行を保つようにローラ循環路にパラレル配列されることもあるし、隣接するローラの軸線が直交するようにクロス配列されることもある。
【０００４】
ローラ循環路にローラのみを配列した総ローラのローラねじの場合、隣接するローラが互いに接触し、金属製のローラ間に生ずる摩擦によって、ローラが円滑に運動できなくなったり、ローラが損傷したりするという問題が生じる。
【０００５】
この問題を解決するために、一連のローラを回転・摺動自在に保持し、隣接するローラが接触するのを防止するリテーナを設けたべアリング用ローラ連結構造（特開昭６３−１９９９１９号公報）が知られている。図１２はべアリング用ローラ連結構造の平面図を示し、図１３はべアリング用ローラ連結構造の側面図を示す。
【０００６】
このベアリング用ローラ連結構造では、ローラ１…は隣接するローラ１…の軸線が互いに直交するようにクロス配列され、複数のローラ１…それぞれの外周面に円周溝１ａ…が形成され、この円周溝１ａ…それぞれに２個の略Ｃ形状の連結輪２ａ，２ｂが互いに反対方向を向くように重ねて配置され、連結輪２ａ，２ｂの開放端に折り曲げられた折曲げ軸部３，３，３，３が形成され、隣接する一対のローラ１，１間に折曲げ軸部３…を軸支する軸受部４を十文字状に設けた連結体が配置されている。
【０００７】
また、一連のローラ１…を回転・摺動自在に保持し、隣接するローラ１…が接触するのを防止するリテーナ５を設けたクロスローラ用ローラ（実開平６−４０４５１号公報参照）も知られている。図１４はリテーナ５のみの平面図を示し、図１５はリテーナ５にローラ１…を組み込んだ断面図を示す。
【０００８】
このクロスローラ用ローラでは、ローラ１…は隣接する一対のローラ１，１の軸線が直交するようにクロス配列され、複数のローラ１…それぞれの外周面の中央に円周溝１ａ…が形成され、この円周溝１ａ…にリテーナ５のＣ字状の嵌合部６…が嵌められている。リテーナ５は、ローラ１…の円周溝１ａ…に嵌合するＣ字状の嵌合部６…と、このＣ字状の嵌合部６…を直鎖状に連結する連結部７…とを有し、隣接するＣ字状の嵌合部６…は互いに直交している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一連のローラを回転・摺動自在に保持する従来のリテーナにあっては、リテーナがローラを包み込み、リテーナ内でローラが自転する構造になっているので、リテーナとローラとの間に僅かな隙間を開けなければならない。この僅かな隙間によって、ローラがローラの軸線および進行方向を含む平面で倒れ、所謂スキューを起こし、これにより、ローラ循環路でローラの整列循環が妨げられてしまうおそれがある。また、この僅かな隙間を形成するために、リテーナとローラとの間に潤滑油を含浸する等、様々な製造上の努力が必要になってしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、隣接するローラが接触するのを防止でき、かつローラのスキューも防止できるローラの組合せ及びこの組合せを用いたローラねじ並びに転がり案内装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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、本発明者は、外周面に円周溝が形成された溝付きローラと、外周面に環状リテーナを有するリテーナ付きローラとを交互に配置し、隣接するローラの外周面が接触するのを防止し、かつローラのスキューも防止した。
【００１２】
すなわち、本発明は、ローラ循環路を循環する複数のローラ（２０…）の組合せであって、外周面に円周溝（２３…）が形成された溝付きローラ（２０ａ…）と、外周面に環状リテーナ（２１…）を有するリテーナ付きローラ（２０ｂ…）とが交互に配置され、前記環状リテーナ（２１…）は、前記溝付きローラ（２０ａ…）の前記円周溝（２３…）に噛み合い、前記リテーナ付きローラ（２０ｂ…）の円筒面（２７）と前記溝付きローラ（２０ａ）の円筒面（２６）との間に隙間（Ｗ）が開けられることを特徴とするローラの組合せにより、上述した課題を解決した。
【００１３】
ここで、環状リテーナはリテーナ付きローラと別体に形成されてもよいし、ローラと一体に形成されてもよい。すなわち、例えば樹脂製の環状リテーナを金属製のローラに装着することで環状リテーナがローラと別体で形成されてもよいし、金属製のローラを加工することで環状リテーナがローラと一体に形成されてもよい。
【００１４】
この発明によれば、隣接する溝付きローラの円筒面とリテーナ付きローラの円筒面との間には僅かな隙間が開けられるので、隣接するローラは円筒面で接触することなく、リテーナ付きローラの環状リテーナと溝付きローラの円周溝のみで接触する。したがって、隣接するローラの円筒面（金属面）が互いに接触するのを防止することができる。また、リテーナ付きローラの環状リテーナが隣の溝付きローラの円周溝に噛み合っているので、ローラがローラの軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記リテーナ付きローラ（２０ｂ…）は、外周面に円周溝（２３…）が形成されたリテーナ付きローラ本体（２４…）を備え、前記環状リテーナ（２１…）は、このリテーナ付きローラ本体（２４…）の円周溝（２３…）に組み込まれることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、リテーナ付きローラ本体を溝付きローラと同一形状にすることができ、これらのローラの製造が容易になる。
【００１７】
また、本発明は、前記環状リテーナ（２１…）は、樹脂からなり、前記リテーナ付きローラ本体と共に回転するように前記リテーナ付きローラ本体（２４…）と一体に成形されることを特徴とする。ここで、リテーナ付きローラは、例えばリテーナ付きローラ本体をインサートして環状リテーナとリテーナ付きローラ本体を一体に成形するインサート成形法等によって成形される。
【００１８】
この発明によれば、環状リテーナとリテーナ付きローラ本体との間に隙間を形成する必要がないので、製造が容易になる。また、摩擦力は、環状リテーナと環状リテーナが巻かれたリテーナ付きローラ本体との間で生じることなく、接触面積の少ない、環状リテーナのと円周溝との間で生じる。したがって、全体の摩擦力を低減することができる。
【００１９】
また、本発明は、螺旋状のローラ転走溝（１１ａ）を有する軌道軸（１１）と、前記ローラ転走溝（１１ａ）に対応する螺旋状の負荷ローラ転走溝（１２ａ）を含むローラ循環路を有して、該軌道軸（１１）に相対運動自在に組みつけられたスライド部材（１２）と、前記ローラ循環路内に配列・収容されて、前記軌道軸（１１）に対する前記スライド部材（１２）の相対運動に併せて循環する複数のローラ（２０…）とを備えるローラねじにおいて、前記ローラ循環路には、外周面に円周溝（２２…）が形成された溝付きローラ（２０ａ…）と、外周面に環状リテーナ（２１…）を有するリテーナ付きローラ（２０ｂ…）とが交互に配置され、前記環状リテーナ（２１…）は、前記溝付きローラ（２０ａ…）の前記円周溝（２２…）に噛み合い、前記リテーナ付きローラ（２０ｂ…）の円筒面（２７…）と前記溝付きローラ（２０ａ…）の円筒面（２６…）との間に隙間（Ｗ）が開けられ、前記ローラ転走溝（１１ａ）及び前記負荷ローラ転走溝（１２ａ）の少なくとも一方には、前記環状リテーナ（２１…）を案内する案内溝（１４，１４，１７，１７）が形成されることを特徴とするローラねじにより、上述した課題を解決した。
【００２０】
この発明によれば、隣接する溝付きローラの円筒面とリテーナ付きローラの円筒面との間には僅かな隙間が開けられるので、隣接するローラは円筒面で接触することなく、リテーナ付きローラの環状リテーナと溝付きローラの円周溝のみで接触する。したがって、隣接するローラの円筒面（金属面）が接触するのを防止することができる。また、リテーナ付きローラの環状リテーナが隣の溝付きローラの円周溝に噛み合っているので、ローラがローラの軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。さらに、環状リテーナが案内溝で案内されているので、ローラの倒れ、スキューをより防止することができる。
【００２１】
また、本発明は、長手方向に延びるローラ転走面（３１ａ，３１ａ）を有する軌道軸（３１）と、前記ローラ転走面（３１ａ，３１ａ）に対応する負荷ローラ転走面（３４ａ，３４ａ）を含むローラ循環路を有して、該軌道軸（３１）に相対運動自在に組み付けられたスライド部材（３２）と、前記ローラ循環路内に配列・収容されて、前記軌道軸（３１）に対する前記スライド部材（３２）の相対運動に併せて循環する複数のローラ（３６…）と、を備える転がり案内装置において、前記ローラ循環路には、外周面に円周溝（３８…）が形成された溝付きローラ（３６ｂ…）と、外周面に環状リテーナ（３７…）を有するリテーナ付きローラ（３６ａ…）とが交互に配置され、前記環状リテーナ（３７…）は、前記溝付きローラ（３６ｂ…）の前記円周溝（３８…）に噛み合い、前記リテーナ付きローラ（３６ａ…）の円筒面と前記溝付きローラ（３６ｂ…）の円筒面との間に隙間が開けられ、前記ローラ転走面（３１ａ，３１ａ）及び前記負荷ローラ転走面（３４ａ，３４ａ）の少なくとも一方には、前記環状リテーナ（３７…）を案内する案内溝（４２…）が形成されることを特徴とする転がり案内装置により、上述した課題を解決した。
【００２２】
この発明によれば、上述の理由により、隣接するローラが接触するのを防止でき、かつローラのスキューも防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるローラの組合せを適用したローラねじを示す。このローラねじは、外周面に螺旋状のローラ転走溝１１ａが形成されたねじ軸１１（軌道軸）と、内周面に該ローラ転走溝１１ａに対応する螺旋状の負荷転走溝１２ａを含むローラ循環路が形成されて該ねじ軸１１に相対運動自在に組みつけられたナット部材１２（スライド部材）と、前記ローラ循環路内に配列・収容されて、前記ねじ軸１１に対するナット部材１２の相対運動に併せて循環する複数のローラとを備える。ねじ軸１１のローラ転走溝１１ａとナット部材１２の負荷転走溝１２ａとの間で上記ローラ循環路の負荷転走路が構成される。ナット部材１２はリターンパイプ１３を具備している。このリターンパイプ１３によって、該負荷転走路の一端と他端とを連通する無負荷戻し通路が形成される。ねじ軸１１のナット部材１２に対する相対的な回転に伴なって、ローラがローラ転走溝１１ａと負荷転走溝１２ａとの間を転がり運動し、また、ナット部材１２がねじ軸１１に対して直線運動する。
【００２６】
図２は、上記ローラねじを軸線方向で切断した断面を示す。ねじ軸１１の外周面には、所定のリードを有するローラ転走溝１１ａが形成されている。ローラ転走溝１１ａは断面Ｖ字状で、その傾斜壁面のなす角度は略９０度に設定される。このローラ転走溝１１ａの壁面１３ａ又は１３ｂをローラ２０が転がり運動する。ローラ転走溝の壁面１３ａ及び１３ｂの少なくとも一方には、ローラ転走溝１１ａに沿ってリテーナ付きローラの環状リテーナ（詳細は後述する）を案内する断面円弧状の案内溝１４，１４が形成される。この案内溝１４，１４は、環状リテーナとの干渉を避けるように、環状リテーナの幅Ｗよりも僅かに広く、しかも環状リテーナの高さよりも僅かに深く形成される。
【００２７】
ナット部材１２は、ねじ軸１１に隙間をもって嵌められる。ナット部材１２は、略円筒状をなし、その端部に案内対象と結合するためのフランジ１５を備える。ナット部材１２の内周面には、ねじ軸１１のリードと等しいリードを有する螺旋状の負荷転走溝１２ａが形成される。この負荷転走溝１２ａも断面Ｖ字状で、負荷転走溝１２ａの傾斜壁面のなす角度も略９０度に設定される。負荷転走溝１２ａの壁面１６ａまたは壁面１６ｂをローラが転がり運動する。対向する負荷転走溝１２ａとローラ転走溝１１ａとの間に、断面略正方形の負荷転走路が形成される。負荷転走溝１２ａの壁面１６ａ及び１６ｂの少なくとも一方には、負荷転走溝１２ａに沿ってリテーナ付きローラの環状リテーナを案内する断面円弧状の案内溝１７，１７が形成される。この案内溝１７，１７は、環状リテーナとの干渉を避けるように、環状リテーナの幅Ｗよりも僅かに広く、しかも環状リテーナの高さよりも僅かに深く形成される。図１に示すように、ナット部材１２には、リターンパイプ１３の両側が挿入されるリターンパイプ嵌合穴が開けられる。このリターンパイプ嵌合穴は、負荷転走溝１２ａ内まで延びる。リターンパイプ１３は、パイプ押さえ１８によってナット部材１２に固定されている。
【００２８】
図３は、ローラ循環路の負荷転走路を転動するローラを示す。ナット部材１２の負荷転走溝１２ａとねじ軸１１のローラ転走溝１１ａとの間の負荷転走路には、複数のローラ２０…が配列・収容される。ローラ２０…は、円筒形でその側面形状が略正方形である。ローラ２０…は、負荷転走路の対辺となる壁面１３ａと壁面１６ａの間、あるいは壁面１３ｂと壁面１６ｂとの間を転がり運動する。ローラ２０…の外径は、壁面間の距離とほぼ同一寸法とされ、ローラ２０の軸線方向の長さは壁面間の距離よりも若干小さい寸法とされる。なお、ローラ２０には予圧をかけてもよいし、かけなくてもよい。複数のローラ２０…は、隣接するローラ２０…の軸線が略平行を保つようにパラレル配列されることもあるし、隣接するローラ２０…の軸線が略直交するようにクロス配列されることもある。この実施形態では、複数のローラ２０…は隣接するローラ２０…の軸線が略平行を保つようにパラレル配列されている。
【００２９】
また、複数のローラ２０…は、外周面に円周溝２２…が形成された溝付きローラ２０ａ…と、外周面に環状リテーナ２１…を設けたリテーナ付きローラ２０ｂ…とが交互に配置された構成となっていている。円周溝２２…は、断面円弧状で溝付きローラ２０ａの外周面の高さ方向における略中央に１周形成される。環状リテーナ２１…は、円周溝２２…の断面形状に形状が合わせられた断面円弧状に形成される。断面円弧状のリテーナ付きローラ２０ｂ…の環状リテーナ２１…は、隣り合う溝付きローラ２０ａ…の円周溝２２…に噛み合う。
【００３０】
リテーナ付きローラ２０ｂ…それぞれは、外周面に円周溝２３が形成されたリテーナ付きローラ本体２４と、このリテーナ付きローラ本体２４の円周溝２３に組み込まれた環状リテーナ２１とから構成される。環状リテーナ２１は、リテーナ付きローラ本体２４の外周面から突出する。そして、環状リテーナ２１は、合成樹脂からなり、リテーナ付きローラ本体２４と共に回転するようにリテーナ付きローラ本体２４と一体に成形される。このリテーナ付きローラ２０ｂは、リテーナ付きローラ本体２４を金型内にインサートし、環状リテーナ２１とリテーナ付きローラ本体２４を一体に射出成形する所謂インサート成形法等によって成形される。
【００３１】
図４及び図５は、ローラ循環路の負荷転走路を転動するローラの変形例を示す。この変形例では、ローラ２５…にはテーパのついたテーパコロが用いられる。テーパコロの円錐の頂点Ｑは、ねじ軸１１の中心線上に位置する。これにより、負荷転走溝１２ａとローラ転走溝１１ａとの間を、テーパコロがすべることなく転がり運動する。
【００３２】
図６は、ローラ２０，２５を構成する溝付きローラ２０ａ…の円筒面とリテーナ付きローラ２０ｂ…の円筒面との間に形成される隙間Ｗを示す。この図に示すように、溝付きローラ２０ａ…の円筒面（外周面における円周溝２２が形成された以外の部分）とリテーナ付きローラ２０ｂ…の円筒面（外周面における環状リテーナが形成された以外の部分）との間には隙間Ｗが開けられている。
【００３３】
ねじ軸１１が回転されると、ローラ２０…は荷重を受けながら負荷転走路内をねじ軸１１の周方向に転がる。ねじ軸１１の外周を転がるローラ２０…は、リターンパイプ１３で掬い上げられる。掬い上げられたローラ２０…は、リターンパイプ１３内を通過する。そして、ローラ２０…は、数ピッチ間隔を隔てて、再び負荷転走路に戻される。ねじ軸１１の回転方向を反転すると、各ローラ２０…はこの逆の経路を辿って循環する。なお、ねじ軸１１を固定側として、ナット部材１２を回転させる場合も同様に循環する。
【００３４】
ローラ２０…が荷重を受けながら負荷転走路内転がるとき、ローラ２０…における、ねじ軸１１の内周側と外周側とで速度差が生じ、ローラ２０…がローラ２０…の軸線と進行方向を含む平面で倒れようとし、ローラ２０…のスキューが発生する。しかし、本発明によれば、図７に示すように、リテーナ付きローラ２０ｂ…の環状リテーナ２１…が隣の溝付きローラ２０ａ…の円周溝２２…に噛み合っているので、ローラ２０…がローラ２０…の軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。さらに、環状リテーナ２１…は案内溝１４，１４，１７，１７で案内されているので、ローラ２０…の倒れ、スキューをより防止することができる。
【００３５】
また、図６に示すように、隣接する溝付きローラ２０ａ…の円筒面２６…とリテーナ付きローラ２０ｂ…の円筒面２７…との間には僅かな隙間Ｗが開けられているので、隣接するローラ２０…は円筒面２６…，２７…で接触することなく、リテーナ付きローラ２０ｂ…の環状リテーナ２１…と溝付きローラ２０ａ…の円周溝２２…のみで接触する。したがって、隣接するローラ２０…の円筒面２６…，２７…（金属面）が互いに接触するのを防止することができる。
【００３６】
ところで、本ローラねじの例では、ねじ軸１１のローラ転走溝１１ａを転がるローラ２０を、リターンパイプ１３で掬い上げ数巻き分戻したが、他に、ローラ２０を掬い上げるデフレクタをナット部材１２に設ける構成が挙げられる。すなわち、ねじ軸１１のローラ転走溝１１ａ上を転走してきたローラ２０をこのデフレクタによって該ローラ転走溝１１ａから離脱させ、ねじ軸１１の外径部を飛び越えて１リード前のローラ転走溝１１ａに戻してもよい。また、図示はしないが、ナット部材１２を、負荷転走溝が形成されたナット本体と、該ナット本体の両端に装着される側蓋とで構成し、このナット本体にローラの戻し通路を形成し、両側蓋に該負荷転走溝、及び該戻し通路を互いに連通する連通路を形成したいわゆる側蓋タイプのローラねじも採用し得る。
【００３７】
図８ないし図１０は、本発明の第１の実施形態におけるローラの組合せを適用した転がり案内装置としてのリニアガイドを示すものである。このリニアガイドは、ベッドまたはサドル等の固定部上でテーブル等の可動体を案内する周知のリニアガイドで、固定部上に配設されると共に長手方向に沿って転動体転走面としてのローラ転走面３１ａが形成された案内レール３１（軌道軸）と、案内レール３１のローラ転走面３１ａに対応する負荷転走面を含むローラ循環路（転動体循環路）が形成されて該案内レール３１に相対運動自在に組みつけられた移動ブロック（スライド部材）３２と、ローラ循環路内に配列収容されて、案内レール３１に対する移動ブロック３２の相対運動に併せて循環する複数のローラ３６…とを備える。複数のローラ３６…は、ローラ循環路内に隣り合うローラ３６…の軸線が略平行を保つように配列収容されている。複数のローラ３６…の無限循環に伴い、可動体を支持した移動ブロック３２が案内レール３１に沿って直線運動する。
【００３８】
案内レール３１は、細長く延ばされ、断面略四角形状をなす。案内レール３１の左右両側面には、長手方向の全長にわたってローラ３６…が転がる際の軌道になるローラ転走面３１ａが形成される。なお、図示の案内レール３１は直線状であるが、曲線状のレールが使用されることもある。ローラ転走面３１ａの条数は左右で２条設けられているが、その条数はリニアガイドの用途等に応じて種々変更され得る。
【００３９】
移動ブロック３２は、移動体本体３４とその両端に配置される一対の側蓋３５とを相互に組み合わせて概略構成される。移動体本体３４には、ローラ転走面３１ａにそれぞれ対向する２条の負荷転走面３４ａが設けられている。負荷転走面３４ａ及びローラ転走面３１ａの組み合わせにより、案内レール３１と移動ブロック３２との間に左右２条の負荷転走路Ｃが形成される。さらに、移動体本体３４には、各負荷転走路Ｃと平行して延びる２本の戻し通路Ｄと、各戻し通路Ｄと負荷転走路Ｃとを結ぶ方向転換路とが設けられている。負荷転走路Ｃ及び戻し通路Ｄと、それらを結ぶ一対の方向転換路との組み合わせによって１つのローラ循環路が構成される。
【００４０】
図９に示すように、移動体本体３４は、本体ブロック３９と型成形体４０…とを備えている。本体ブロック３９は、移動ブロック３２に対する荷重に耐えうるよう鋼等にて構成された高剛性の構造体であり、その上面には本装置による案内対象を固定するためのねじ穴が形成される。型成形体４０…は、本体ブロック３９が設置された金型内に溶融樹脂を射出する、いわゆるインサート成形法により本体ブロック３９と一体に成形されたり、本体ブロック３９とは別体で成形された後、本体ブロック３９に組み込まれたりする。
【００４１】
上述した負荷転走面３４ａ…は本体ブロック３９に形成されている。これに対して戻し通路Ｄは、型成形体４０に形成されている。本体ブロック３９には負荷転走面３４ａと平行に延びる２つの貫通孔が形成され、それらの貫通孔には型成形体４０が組み込まれている。図１０に示すように、型成形体４０には、ローラ３６…を戻す戻し通路Ｄ、及びその戻し通路Ｄにおいてリテーナ付きローラ３６ａの環状リテーナ３７との干渉を避ける案内溝４１が形成されている。また、本体ブロック３９には、負荷転走面３４ａに沿って環状リテーナ３７を案内する案内溝４２が形成されている。この案内溝４２は、環状リテーナ３７…との干渉を避けるように、環状リテーナ３７の幅よりも僅かに広く、しかも環状リテーナ３７の突出面よりも僅かに深く形成される。この案内溝４２がリテーナ付きローラ３６ａを案内する。
【００４２】
ローラ転走面３１ａと負荷転走面３４ａとの間に配列・収容されるローラ３６…は、円筒形でその側面形状が長方形である。複数のローラ３６…は、隣接するローラ３６…の軸線が略平行を保つようにパラレル配列される。
【００４３】
複数のローラ３６…は、外周面に円周溝３８…が形成された溝付きローラ３６ａ…と、外周面に環状リテーナ３７…を設けたリテーナ付きローラ３６ｂ…とが交互に配置された構成となっていている。円周溝３８…は、断面円弧状で溝付きローラ３６ａの外周面の高さ方向における略中央に１周形成される。環状リテーナ３７…は、円周溝３８…の断面形状に形状が合わせられた断面円弧状に形成される。断面円弧状のリテーナ付きローラ３６ｂ…の環状リテーナ３７…は、隣り合う溝付きローラ３６ａ…の円周溝３８…に噛み合う。
【００４４】
移動ブロック３２が案内レール３１に沿って移動するのに伴って、ローラ３６…は、移動ブロック３２からの負荷を受けつつ負荷転走路Ｃをその一端から他端まで転走し、その後、一方の方向転換路に掬い上げられて戻し通路Ｄへ導かれ、さらに反対側の方向転換路を介して負荷転走路Ｃの一端に戻される。ローラ３６…の循環中にローラ３６…がローラ３６…の軸線と進行方向を含む平面で倒れようとし、ローラ３６…のスキューが発生する。しかし、本発明によれば、リテーナ付きローラ３６ｂ…の環状リテーナ３７…が隣の溝付きローラ３６ａ…の円周溝３８…に噛み合っているので、ローラ３６…がローラ３６…の軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。さらに、環状リテーナ３７…は案内溝４２…で案内されているので、ローラ３６…の倒れ、スキューをより防止することができる。
【００４５】
また、溝付きローラ３６ａ…の円筒面（外周面における円周溝３８が形成された以外の部分）とリテーナ付きローラ３６ｂ…の円筒面（外周面における環状リテーナ３７が形成された以外の部分）との間には隙間Ｗが開けられている。このため、隣接するローラ３６…は円筒面で接触することなく、リテーナ付きローラ３６ｂ…の環状リテーナ３７…と溝付きローラ３６ａ…の円周溝３８…のみで接触する。したがって、隣接するローラ３６…の円筒面（金属面）が互いに接触するのを防止することができる。
【００４６】
なお、本実施例では、移動ブロック３２と案内レール３１との相対運動が直線的になされるが、相対運動が曲線的になされる構成の案内装置にも本発明は適用可能であり、且つ、好適である。
【００４７】
また、本発明のローラ用リテーナは、転がり案内装置としてのローラスプラインにも適用することができ、また、ローラを使用するものであれば旋回軸受（クロスローラベアリング）等の軸受にも適用することができる。
【００４８】
図１１は、本発明の第２の実施形態におけるローラの組合せを示す。この実施形態では、複数のローラそれぞれは、第１の実施形態におけるローラと異なり、外周面に環状リテーナを設けたリテーナ付きローラ２０ｂ…から構成される。このリテーナ付きローラ２０ｂ…の構成は、上記第１の実施形態におけるリテーナ付きローラ２０ｂ…と同一なので同一の符号を附して詳しい説明は省略する。環状リテーナ２１…は、樹脂からなり、リテーナ付きローラ２０ｂ…と共に回転するようにリテーナ付きローラ２０ｂ…と一体に成形される。また、隣り合う一対のリテーナ付きローラ２０ｂ，２０ｂの円筒面２７，２７の間には、隙間Ｗが開けられる。ローラ循環路を構成する壁面２８には、環状リテーナ２１…を案内する案内溝２９が形成されている。
【００４９】
この第２の実施形態のローラの組合せによれば、隣接するリテーナ付きローラ２１ｂ…の間には僅かな隙間が開けられるので、隣接するリテーナ付きローラ２１ｂ，２１ｂは円筒面２７，２７で接触することなく、環状リテーナ２１…の外周面のみで接触する。したがって、隣接するリテーナ付きローラ２０ｂ，２０ｂの円筒面２７，２７（金属面）が接触するのを防止することができる。また、環状リテーナ２１…が案内溝２９で案内されているので、リテーナ付きローラ２１ｂ…の倒れ、スキューを防止することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外周面に円周溝が形成された溝付きローラと外周面に環状リテーナを設けたリテーナ付きローラとが交互に配置され、前記リテーナ付きローラの前記環状リテーナは、前記溝付きローラの前記円周溝に噛み合い、前記リテーナ付きローラの円筒面と前記溝付きローラの円筒面との間に隙間が開けられるので、隣接するローラは円筒面で接触することなく、リテーナ付きローラの環状リテーナと溝付きローラの円周溝のみで接触する。したがって、隣接するローラの円筒面（金属面）が互いに接触するのを防止することができる。また、リテーナ付きローラの環状リテーナが隣の溝付きローラの円周溝に噛み合っているので、ローラがローラの軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のローラの組合せを適用したローラねじを示す斜視図。
【図２】上記ローラねじの軸線方向の断面図。
【図３】上記ローラねじのローラ循環路中を循環するローラを示す図。
【図４】ローラ循環路に配列されるローラの他の例を示す断面図。
【図５】ローラ循環路中を循環する上記図４のローラを示す図。
【図６】ローラ間に開けられる隙間を示す図。
【図７】ローラのスキューの防止を示す概念図。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるローラの組み合わせを適用した転がり案内装置を示す側面図。
【図９】上記転がり案内装置を示す正面図（一部断面図を含む）。
【図１０】図９の負荷転走路及び無負荷戻し通路の拡大図。
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるローラの組合せを示す正面図。
【図１２】従来のべアリング用ローラ連結構造を示す平面図。
【図１３】図１２における従来のべアリング用ローラ連結構造を示す側面図。
【図１４】従来のクロスローラ用ローラのリテーナを示す平面図。
【図１５】図１４におけるリテーナにローラを組み込んだ従来のクロスローラ用ローラの断面図。
【符号の説明】
１１ａ ローラ転走溝
１１ ねじ軸
１２ ナット部材
１２ａ 負荷転走溝
１４，１７，２９ 案内溝
２０，３６ ローラ
２０ａ 溝付きローラ
２０ｂ リテーナ付きローラ
２１，３７ 環状リテーナ
２２，２３，３８，４１，４２ 円周溝
２４ リテーナ付きローラ本体
２６，２７ 円筒面
３１ 案内レール
３１ａ ローラ転走面
３２ 移動ブロック
３６ａ リテーナ付きローラ
３６ｂ 溝付きローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラ循環路を転がり運動する複数のローラの組合せに関し、特にローラねじ又は転がり案内装置のローラ循環路を転がり運動するローラの組合せに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ねじ軸とナット部材との間にローラを介在したローラねじが知られている。ねじ軸をナット部材に対して相対的に回転すると、ナット部材がねじ軸の軸線方向に円滑に直線運動する。
【０００３】
ねじ軸には螺旋状のローラ転走溝が形成される。一方、ナット部材にはローラ転走溝に対応する螺旋状の負荷転走溝を含むローラ循環路が形成される。ローラは、ねじ軸とナット部材との間を、ねじ溝の外周を回るように転がり運動し、ローラ循環路を循環する。このローラねじにおいて、複数のローラは、隣接するローラの軸線が略平行を保つようにローラ循環路にパラレル配列されることもあるし、隣接するローラの軸線が直交するようにクロス配列されることもある。
【０００４】
ローラ循環路にローラのみを配列した総ローラのローラねじの場合、隣接するローラが互いに接触し、金属製のローラ間に生ずる摩擦によって、ローラが円滑に運動できなくなったり、ローラが損傷したりするという問題が生じる。
【０００５】
この問題を解決するために、一連のローラを回転・摺動自在に保持し、隣接するローラが接触するのを防止するリテーナを設けたべアリング用ローラ連結構造（特開昭６３−１９９９１９号公報）が知られている。図１２はべアリング用ローラ連結構造の平面図を示し、図１３はべアリング用ローラ連結構造の側面図を示す。
【０００６】
このベアリング用ローラ連結構造では、ローラ１…は隣接するローラ１…の軸線が互いに直交するようにクロス配列され、複数のローラ１…それぞれの外周面に円周溝１ａ…が形成され、この円周溝１ａ…それぞれに２個の略Ｃ形状の連結輪２ａ，２ｂが互いに反対方向を向くように重ねて配置され、連結輪２ａ，２ｂの開放端に折り曲げられた折曲げ軸部３，３，３，３が形成され、隣接する一対のローラ１，１間に折曲げ軸部３…を軸支する軸受部４を十文字状に設けた連結体が配置されている。
【０００７】
また、一連のローラ１…を回転・摺動自在に保持し、隣接するローラ１…が接触するのを防止するリテーナ５を設けたクロスローラ用ローラ（実開平６−４０４５１号公報参照）も知られている。図１４はリテーナ５のみの平面図を示し、図１５はリテーナ５にローラ１…を組み込んだ断面図を示す。
【０００８】
このクロスローラ用ローラでは、ローラ１…は隣接する一対のローラ１，１の軸線が直交するようにクロス配列され、複数のローラ１…それぞれの外周面の中央に円周溝１ａ…が形成され、この円周溝１ａ…にリテーナ５のＣ字状の嵌合部６…が嵌められている。リテーナ５は、ローラ１…の円周溝１ａ…に嵌合するＣ字状の嵌合部６…と、このＣ字状の嵌合部６…を直鎖状に連結する連結部７…とを有し、隣接するＣ字状の嵌合部６…は互いに直交している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一連のローラを回転・摺動自在に保持する従来のリテーナにあっては、リテーナがローラを包み込み、リテーナ内でローラが自転する構造になっているので、リテーナとローラとの間に僅かな隙間を開けなければならない。この僅かな隙間によって、ローラがローラの軸線および進行方向を含む平面で倒れ、所謂スキューを起こし、これにより、ローラ循環路でローラの整列循環が妨げられてしまうおそれがある。また、この僅かな隙間を形成するために、リテーナとローラとの間に潤滑油を含浸する等、様々な製造上の努力が必要になってしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、隣接するローラが接触するのを防止でき、かつローラのスキューも防止できるローラの組合せ及びこの組合せを用いたローラねじ並びに転がり案内装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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、本発明者は、外周面に円周溝が形成された溝付きローラと、外周面に環状リテーナを有するリテーナ付きローラとを交互に配置し、隣接するローラの外周面が接触するのを防止し、かつローラのスキューも防止した。
【００１２】
すなわち、本発明は、ローラ循環路を循環する複数のローラ（２０…）の組合せであって、外周面に円周溝（２３…）が形成された溝付きローラ（２０ａ…）と、外周面に環状リテーナ（２１…）を有するリテーナ付きローラ（２０ｂ…）とが交互に配置され、前記環状リテーナ（２１…）は、前記溝付きローラ（２０ａ…）の前記円周溝（２３…）に噛み合い、前記リテーナ付きローラ（２０ｂ…）の円筒面（２７）と前記溝付きローラ（２０ａ）の円筒面（２６）との間に隙間（Ｗ）が開けられることを特徴とするローラの組合せにより、上述した課題を解決した。
【００１３】
ここで、環状リテーナはリテーナ付きローラと別体に形成されてもよいし、ローラと一体に形成されてもよい。すなわち、例えば樹脂製の環状リテーナを金属製のローラに装着することで環状リテーナがローラと別体で形成されてもよいし、金属製のローラを加工することで環状リテーナがローラと一体に形成されてもよい。
【００１４】
この発明によれば、隣接する溝付きローラの円筒面とリテーナ付きローラの円筒面との間には僅かな隙間が開けられるので、隣接するローラは円筒面で接触することなく、リテーナ付きローラの環状リテーナと溝付きローラの円周溝のみで接触する。したがって、隣接するローラの円筒面（金属面）が互いに接触するのを防止することができる。また、リテーナ付きローラの環状リテーナが隣の溝付きローラの円周溝に噛み合っているので、ローラがローラの軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記リテーナ付きローラ（２０ｂ…）は、外周面に円周溝（２３…）が形成されたリテーナ付きローラ本体（２４…）を備え、前記環状リテーナ（２１…）は、このリテーナ付きローラ本体（２４…）の円周溝（２３…）に組み込まれることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、リテーナ付きローラ本体を溝付きローラと同一形状にすることができ、これらのローラの製造が容易になる。
【００１７】
また、本発明は、前記環状リテーナ（２１…）は、樹脂からなり、前記リテーナ付きローラ本体と共に回転するように前記リテーナ付きローラ本体（２４…）と一体に成形されることを特徴とする。ここで、リテーナ付きローラは、例えばリテーナ付きローラ本体をインサートして環状リテーナとリテーナ付きローラ本体を一体に成形するインサート成形法等によって成形される。
【００１８】
この発明によれば、環状リテーナとリテーナ付きローラ本体との間に隙間を形成する必要がないので、製造が容易になる。また、摩擦力は、環状リテーナと環状リテーナが巻かれたリテーナ付きローラ本体との間で生じることなく、接触面積の少ない、環状リテーナのと円周溝との間で生じる。したがって、全体の摩擦力を低減することができる。
【００１９】
また、本発明は、螺旋状のローラ転走溝（１１ａ）を有する軌道軸（１１）と、前記ローラ転走溝（１１ａ）に対応する螺旋状の負荷ローラ転走溝（１２ａ）を含むローラ循環路を有して、該軌道軸（１１）に相対運動自在に組みつけられたスライド部材（１２）と、前記ローラ循環路内に配列・収容されて、前記軌道軸（１１）に対する前記スライド部材（１２）の相対運動に併せて循環する複数のローラ（２０…）とを備えるローラねじにおいて、前記ローラ循環路には、外周面に円周溝（２２…）が形成された溝付きローラ（２０ａ…）と、外周面に環状リテーナ（２１…）を有するリテーナ付きローラ（２０ｂ…）とが交互に配置され、前記環状リテーナ（２１…）は、前記溝付きローラ（２０ａ…）の前記円周溝（２２…）に噛み合い、前記リテーナ付きローラ（２０ｂ…）の円筒面（２７…）と前記溝付きローラ（２０ａ…）の円筒面（２６…）との間に隙間（Ｗ）が開けられ、前記ローラ転走溝（１１ａ）及び前記負荷ローラ転走溝（１２ａ）の少なくとも一方には、前記環状リテーナ（２１…）を案内する案内溝（１４，１４，１７，１７）が形成されることを特徴とするローラねじにより、上述した課題を解決した。
【００２０】
この発明によれば、隣接する溝付きローラの円筒面とリテーナ付きローラの円筒面との間には僅かな隙間が開けられるので、隣接するローラは円筒面で接触することなく、リテーナ付きローラの環状リテーナと溝付きローラの円周溝のみで接触する。したがって、隣接するローラの円筒面（金属面）が接触するのを防止することができる。また、リテーナ付きローラの環状リテーナが隣の溝付きローラの円周溝に噛み合っているので、ローラがローラの軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。さらに、環状リテーナが案内溝で案内されているので、ローラの倒れ、スキューをより防止することができる。
【００２１】
また、本発明は、長手方向に延びるローラ転走面（３１ａ，３１ａ）を有する軌道軸（３１）と、前記ローラ転走面（３１ａ，３１ａ）に対応する負荷ローラ転走面（３４ａ，３４ａ）を含むローラ循環路を有して、該軌道軸（３１）に相対運動自在に組み付けられたスライド部材（３２）と、前記ローラ循環路内に配列・収容されて、前記軌道軸（３１）に対する前記スライド部材（３２）の相対運動に併せて循環する複数のローラ（３６…）と、を備える転がり案内装置において、前記ローラ循環路には、外周面に円周溝（３８…）が形成された溝付きローラ（３６ｂ…）と、外周面に環状リテーナ（３７…）を有するリテーナ付きローラ（３６ａ…）とが交互に配置され、前記環状リテーナ（３７…）は、前記溝付きローラ（３６ｂ…）の前記円周溝（３８…）に噛み合い、前記リテーナ付きローラ（３６ａ…）の円筒面と前記溝付きローラ（３６ｂ…）の円筒面との間に隙間が開けられ、前記ローラ転走面（３１ａ，３１ａ）及び前記負荷ローラ転走面（３４ａ，３４ａ）の少なくとも一方には、前記環状リテーナ（３７…）を案内する案内溝（４２…）が形成されることを特徴とする転がり案内装置により、上述した課題を解決した。
【００２２】
この発明によれば、上述の理由により、隣接するローラが接触するのを防止でき、かつローラのスキューも防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるローラの組合せを適用したローラねじを示す。このローラねじは、外周面に螺旋状のローラ転走溝１１ａが形成されたねじ軸１１（軌道軸）と、内周面に該ローラ転走溝１１ａに対応する螺旋状の負荷転走溝１２ａを含むローラ循環路が形成されて該ねじ軸１１に相対運動自在に組みつけられたナット部材１２（スライド部材）と、前記ローラ循環路内に配列・収容されて、前記ねじ軸１１に対するナット部材１２の相対運動に併せて循環する複数のローラとを備える。ねじ軸１１のローラ転走溝１１ａとナット部材１２の負荷転走溝１２ａとの間で上記ローラ循環路の負荷転走路が構成される。ナット部材１２はリターンパイプ１３を具備している。このリターンパイプ１３によって、該負荷転走路の一端と他端とを連通する無負荷戻し通路が形成される。ねじ軸１１のナット部材１２に対する相対的な回転に伴なって、ローラがローラ転走溝１１ａと負荷転走溝１２ａとの間を転がり運動し、また、ナット部材１２がねじ軸１１に対して直線運動する。
【００２６】
図２は、上記ローラねじを軸線方向で切断した断面を示す。ねじ軸１１の外周面には、所定のリードを有するローラ転走溝１１ａが形成されている。ローラ転走溝１１ａは断面Ｖ字状で、その傾斜壁面のなす角度は略９０度に設定される。このローラ転走溝１１ａの壁面１３ａ又は１３ｂをローラ２０が転がり運動する。ローラ転走溝の壁面１３ａ及び１３ｂの少なくとも一方には、ローラ転走溝１１ａに沿ってリテーナ付きローラの環状リテーナ（詳細は後述する）を案内する断面円弧状の案内溝１４，１４が形成される。この案内溝１４，１４は、環状リテーナとの干渉を避けるように、環状リテーナの幅Ｗよりも僅かに広く、しかも環状リテーナの高さよりも僅かに深く形成される。
【００２７】
ナット部材１２は、ねじ軸１１に隙間をもって嵌められる。ナット部材１２は、略円筒状をなし、その端部に案内対象と結合するためのフランジ１５を備える。ナット部材１２の内周面には、ねじ軸１１のリードと等しいリードを有する螺旋状の負荷転走溝１２ａが形成される。この負荷転走溝１２ａも断面Ｖ字状で、負荷転走溝１２ａの傾斜壁面のなす角度も略９０度に設定される。負荷転走溝１２ａの壁面１６ａまたは壁面１６ｂをローラが転がり運動する。対向する負荷転走溝１２ａとローラ転走溝１１ａとの間に、断面略正方形の負荷転走路が形成される。負荷転走溝１２ａの壁面１６ａ及び１６ｂの少なくとも一方には、負荷転走溝１２ａに沿ってリテーナ付きローラの環状リテーナを案内する断面円弧状の案内溝１７，１７が形成される。この案内溝１７，１７は、環状リテーナとの干渉を避けるように、環状リテーナの幅Ｗよりも僅かに広く、しかも環状リテーナの高さよりも僅かに深く形成される。図１に示すように、ナット部材１２には、リターンパイプ１３の両側が挿入されるリターンパイプ嵌合穴が開けられる。このリターンパイプ嵌合穴は、負荷転走溝１２ａ内まで延びる。リターンパイプ１３は、パイプ押さえ１８によってナット部材１２に固定されている。
【００２８】
図３は、ローラ循環路の負荷転走路を転動するローラを示す。ナット部材１２の負荷転走溝１２ａとねじ軸１１のローラ転走溝１１ａとの間の負荷転走路には、複数のローラ２０…が配列・収容される。ローラ２０…は、円筒形でその側面形状が略正方形である。ローラ２０…は、負荷転走路の対辺となる壁面１３ａと壁面１６ａの間、あるいは壁面１３ｂと壁面１６ｂとの間を転がり運動する。ローラ２０…の外径は、壁面間の距離とほぼ同一寸法とされ、ローラ２０の軸線方向の長さは壁面間の距離よりも若干小さい寸法とされる。なお、ローラ２０には予圧をかけてもよいし、かけなくてもよい。複数のローラ２０…は、隣接するローラ２０…の軸線が略平行を保つようにパラレル配列されることもあるし、隣接するローラ２０…の軸線が略直交するようにクロス配列されることもある。この実施形態では、複数のローラ２０…は隣接するローラ２０…の軸線が略平行を保つようにパラレル配列されている。
【００２９】
また、複数のローラ２０…は、外周面に円周溝２２…が形成された溝付きローラ２０ａ…と、外周面に環状リテーナ２１…を設けたリテーナ付きローラ２０ｂ…とが交互に配置された構成となっていている。円周溝２２…は、断面円弧状で溝付きローラ２０ａの外周面の高さ方向における略中央に１周形成される。環状リテーナ２１…は、円周溝２２…の断面形状に形状が合わせられた断面円弧状に形成される。断面円弧状のリテーナ付きローラ２０ｂ…の環状リテーナ２１…は、隣り合う溝付きローラ２０ａ…の円周溝２２…に噛み合う。
【００３０】
リテーナ付きローラ２０ｂ…それぞれは、外周面に円周溝２３が形成されたリテーナ付きローラ本体２４と、このリテーナ付きローラ本体２４の円周溝２３に組み込まれた環状リテーナ２１とから構成される。環状リテーナ２１は、リテーナ付きローラ本体２４の外周面から突出する。そして、環状リテーナ２１は、合成樹脂からなり、リテーナ付きローラ本体２４と共に回転するようにリテーナ付きローラ本体２４と一体に成形される。このリテーナ付きローラ２０ｂは、リテーナ付きローラ本体２４を金型内にインサートし、環状リテーナ２１とリテーナ付きローラ本体２４を一体に射出成形する所謂インサート成形法等によって成形される。
【００３１】
図４及び図５は、ローラ循環路の負荷転走路を転動するローラの変形例を示す。この変形例では、ローラ２５…にはテーパのついたテーパコロが用いられる。テーパコロの円錐の頂点Ｑは、ねじ軸１１の中心線上に位置する。これにより、負荷転走溝１２ａとローラ転走溝１１ａとの間を、テーパコロがすべることなく転がり運動する。
【００３２】
図６は、ローラ２０，２５を構成する溝付きローラ２０ａ…の円筒面とリテーナ付きローラ２０ｂ…の円筒面との間に形成される隙間Ｗを示す。この図に示すように、溝付きローラ２０ａ…の円筒面（外周面における円周溝２２が形成された以外の部分）とリテーナ付きローラ２０ｂ…の円筒面（外周面における環状リテーナが形成された以外の部分）との間には隙間Ｗが開けられている。
【００３３】
ねじ軸１１が回転されると、ローラ２０…は荷重を受けながら負荷転走路内をねじ軸１１の周方向に転がる。ねじ軸１１の外周を転がるローラ２０…は、リターンパイプ１３で掬い上げられる。掬い上げられたローラ２０…は、リターンパイプ１３内を通過する。そして、ローラ２０…は、数ピッチ間隔を隔てて、再び負荷転走路に戻される。ねじ軸１１の回転方向を反転すると、各ローラ２０…はこの逆の経路を辿って循環する。なお、ねじ軸１１を固定側として、ナット部材１２を回転させる場合も同様に循環する。
【００３４】
ローラ２０…が荷重を受けながら負荷転走路内転がるとき、ローラ２０…における、ねじ軸１１の内周側と外周側とで速度差が生じ、ローラ２０…がローラ２０…の軸線と進行方向を含む平面で倒れようとし、ローラ２０…のスキューが発生する。しかし、本発明によれば、図７に示すように、リテーナ付きローラ２０ｂ…の環状リテーナ２１…が隣の溝付きローラ２０ａ…の円周溝２２…に噛み合っているので、ローラ２０…がローラ２０…の軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。さらに、環状リテーナ２１…は案内溝１４，１４，１７，１７で案内されているので、ローラ２０…の倒れ、スキューをより防止することができる。
【００３５】
また、図６に示すように、隣接する溝付きローラ２０ａ…の円筒面２６…とリテーナ付きローラ２０ｂ…の円筒面２７…との間には僅かな隙間Ｗが開けられているので、隣接するローラ２０…は円筒面２６…，２７…で接触することなく、リテーナ付きローラ２０ｂ…の環状リテーナ２１…と溝付きローラ２０ａ…の円周溝２２…のみで接触する。したがって、隣接するローラ２０…の円筒面２６…，２７…（金属面）が互いに接触するのを防止することができる。
【００３６】
ところで、本ローラねじの例では、ねじ軸１１のローラ転走溝１１ａを転がるローラ２０を、リターンパイプ１３で掬い上げ数巻き分戻したが、他に、ローラ２０を掬い上げるデフレクタをナット部材１２に設ける構成が挙げられる。すなわち、ねじ軸１１のローラ転走溝１１ａ上を転走してきたローラ２０をこのデフレクタによって該ローラ転走溝１１ａから離脱させ、ねじ軸１１の外径部を飛び越えて１リード前のローラ転走溝１１ａに戻してもよい。また、図示はしないが、ナット部材１２を、負荷転走溝が形成されたナット本体と、該ナット本体の両端に装着される側蓋とで構成し、このナット本体にローラの戻し通路を形成し、両側蓋に該負荷転走溝、及び該戻し通路を互いに連通する連通路を形成したいわゆる側蓋タイプのローラねじも採用し得る。
【００３７】
図８ないし図１０は、本発明の第１の実施形態におけるローラの組合せを適用した転がり案内装置としてのリニアガイドを示すものである。このリニアガイドは、ベッドまたはサドル等の固定部上でテーブル等の可動体を案内する周知のリニアガイドで、固定部上に配設されると共に長手方向に沿って転動体転走面としてのローラ転走面３１ａが形成された案内レール３１（軌道軸）と、案内レール３１のローラ転走面３１ａに対応する負荷転走面を含むローラ循環路（転動体循環路）が形成されて該案内レール３１に相対運動自在に組みつけられた移動ブロック（スライド部材）３２と、ローラ循環路内に配列収容されて、案内レール３１に対する移動ブロック３２の相対運動に併せて循環する複数のローラ３６…とを備える。複数のローラ３６…は、ローラ循環路内に隣り合うローラ３６…の軸線が略平行を保つように配列収容されている。複数のローラ３６…の無限循環に伴い、可動体を支持した移動ブロック３２が案内レール３１に沿って直線運動する。
【００３８】
案内レール３１は、細長く延ばされ、断面略四角形状をなす。案内レール３１の左右両側面には、長手方向の全長にわたってローラ３６…が転がる際の軌道になるローラ転走面３１ａが形成される。なお、図示の案内レール３１は直線状であるが、曲線状のレールが使用されることもある。ローラ転走面３１ａの条数は左右で２条設けられているが、その条数はリニアガイドの用途等に応じて種々変更され得る。
【００３９】
移動ブロック３２は、移動体本体３４とその両端に配置される一対の側蓋３５とを相互に組み合わせて概略構成される。移動体本体３４には、ローラ転走面３１ａにそれぞれ対向する２条の負荷転走面３４ａが設けられている。負荷転走面３４ａ及びローラ転走面３１ａの組み合わせにより、案内レール３１と移動ブロック３２との間に左右２条の負荷転走路Ｃが形成される。さらに、移動体本体３４には、各負荷転走路Ｃと平行して延びる２本の戻し通路Ｄと、各戻し通路Ｄと負荷転走路Ｃとを結ぶ方向転換路とが設けられている。負荷転走路Ｃ及び戻し通路Ｄと、それらを結ぶ一対の方向転換路との組み合わせによって１つのローラ循環路が構成される。
【００４０】
図９に示すように、移動体本体３４は、本体ブロック３９と型成形体４０…とを備えている。本体ブロック３９は、移動ブロック３２に対する荷重に耐えうるよう鋼等にて構成された高剛性の構造体であり、その上面には本装置による案内対象を固定するためのねじ穴が形成される。型成形体４０…は、本体ブロック３９が設置された金型内に溶融樹脂を射出する、いわゆるインサート成形法により本体ブロック３９と一体に成形されたり、本体ブロック３９とは別体で成形された後、本体ブロック３９に組み込まれたりする。
【００４１】
上述した負荷転走面３４ａ…は本体ブロック３９に形成されている。これに対して戻し通路Ｄは、型成形体４０に形成されている。本体ブロック３９には負荷転走面３４ａと平行に延びる２つの貫通孔が形成され、それらの貫通孔には型成形体４０が組み込まれている。図１０に示すように、型成形体４０には、ローラ３６…を戻す戻し通路Ｄ、及びその戻し通路Ｄにおいてリテーナ付きローラ３６ａの環状リテーナ３７との干渉を避ける案内溝４１が形成されている。また、本体ブロック３９には、負荷転走面３４ａに沿って環状リテーナ３７を案内する案内溝４２が形成されている。この案内溝４２は、環状リテーナ３７…との干渉を避けるように、環状リテーナ３７の幅よりも僅かに広く、しかも環状リテーナ３７の突出面よりも僅かに深く形成される。この案内溝４２がリテーナ付きローラ３６ａを案内する。
【００４２】
ローラ転走面３１ａと負荷転走面３４ａとの間に配列・収容されるローラ３６…は、円筒形でその側面形状が長方形である。複数のローラ３６…は、隣接するローラ３６…の軸線が略平行を保つようにパラレル配列される。
【００４３】
複数のローラ３６…は、外周面に円周溝３８…が形成された溝付きローラ３６ａ…と、外周面に環状リテーナ３７…を設けたリテーナ付きローラ３６ｂ…とが交互に配置された構成となっていている。円周溝３８…は、断面円弧状で溝付きローラ３６ａの外周面の高さ方向における略中央に１周形成される。環状リテーナ３７…は、円周溝３８…の断面形状に形状が合わせられた断面円弧状に形成される。断面円弧状のリテーナ付きローラ３６ｂ…の環状リテーナ３７…は、隣り合う溝付きローラ３６ａ…の円周溝３８…に噛み合う。
【００４４】
移動ブロック３２が案内レール３１に沿って移動するのに伴って、ローラ３６…は、移動ブロック３２からの負荷を受けつつ負荷転走路Ｃをその一端から他端まで転走し、その後、一方の方向転換路に掬い上げられて戻し通路Ｄへ導かれ、さらに反対側の方向転換路を介して負荷転走路Ｃの一端に戻される。ローラ３６…の循環中にローラ３６…がローラ３６…の軸線と進行方向を含む平面で倒れようとし、ローラ３６…のスキューが発生する。しかし、本発明によれば、リテーナ付きローラ３６ｂ…の環状リテーナ３７…が隣の溝付きローラ３６ａ…の円周溝３８…に噛み合っているので、ローラ３６…がローラ３６…の軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。さらに、環状リテーナ３７…は案内溝４２…で案内されているので、ローラ３６…の倒れ、スキューをより防止することができる。
【００４５】
また、溝付きローラ３６ａ…の円筒面（外周面における円周溝３８が形成された以外の部分）とリテーナ付きローラ３６ｂ…の円筒面（外周面における環状リテーナ３７が形成された以外の部分）との間には隙間Ｗが開けられている。このため、隣接するローラ３６…は円筒面で接触することなく、リテーナ付きローラ３６ｂ…の環状リテーナ３７…と溝付きローラ３６ａ…の円周溝３８…のみで接触する。したがって、隣接するローラ３６…の円筒面（金属面）が互いに接触するのを防止することができる。
【００４６】
なお、本実施例では、移動ブロック３２と案内レール３１との相対運動が直線的になされるが、相対運動が曲線的になされる構成の案内装置にも本発明は適用可能であり、且つ、好適である。
【００４７】
また、本発明のローラ用リテーナは、転がり案内装置としてのローラスプラインにも適用することができ、また、ローラを使用するものであれば旋回軸受（クロスローラベアリング）等の軸受にも適用することができる。
【００４８】
図１１は、本発明の第２の実施形態におけるローラの組合せを示す。この実施形態では、複数のローラそれぞれは、第１の実施形態におけるローラと異なり、外周面に環状リテーナを設けたリテーナ付きローラ２０ｂ…から構成される。このリテーナ付きローラ２０ｂ…の構成は、上記第１の実施形態におけるリテーナ付きローラ２０ｂ…と同一なので同一の符号を附して詳しい説明は省略する。環状リテーナ２１…は、樹脂からなり、リテーナ付きローラ２０ｂ…と共に回転するようにリテーナ付きローラ２０ｂ…と一体に成形される。また、隣り合う一対のリテーナ付きローラ２０ｂ，２０ｂの円筒面２７，２７の間には、隙間Ｗが開けられる。ローラ循環路を構成する壁面２８には、環状リテーナ２１…を案内する案内溝２９が形成されている。
【００４９】
この第２の実施形態のローラの組合せによれば、隣接するリテーナ付きローラ２１ｂ…の間には僅かな隙間が開けられるので、隣接するリテーナ付きローラ２１ｂ，２１ｂは円筒面２７，２７で接触することなく、環状リテーナ２１…の外周面のみで接触する。したがって、隣接するリテーナ付きローラ２０ｂ，２０ｂの円筒面２７，２７（金属面）が接触するのを防止することができる。また、環状リテーナ２１…が案内溝２９で案内されているので、リテーナ付きローラ２１ｂ…の倒れ、スキューを防止することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外周面に円周溝が形成された溝付きローラと外周面に環状リテーナを設けたリテーナ付きローラとが交互に配置され、前記リテーナ付きローラの前記環状リテーナは、前記溝付きローラの前記円周溝に噛み合い、前記リテーナ付きローラの円筒面と前記溝付きローラの円筒面との間に隙間が開けられるので、隣接するローラは円筒面で接触することなく、リテーナ付きローラの環状リテーナと溝付きローラの円周溝のみで接触する。したがって、隣接するローラの円筒面（金属面）が互いに接触するのを防止することができる。また、リテーナ付きローラの環状リテーナが隣の溝付きローラの円周溝に噛み合っているので、ローラがローラの軸線および進行方向を含む平面で倒れようとしても、倒れることができない。このため、所謂スキューを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のローラの組合せを適用したローラねじを示す斜視図。
【図２】上記ローラねじの軸線方向の断面図。
【図３】上記ローラねじのローラ循環路中を循環するローラを示す図。
【図４】ローラ循環路に配列されるローラの他の例を示す断面図。
【図５】ローラ循環路中を循環する上記図４のローラを示す図。
【図６】ローラ間に開けられる隙間を示す図。
【図７】ローラのスキューの防止を示す概念図。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるローラの組み合わせを適用した転がり案内装置を示す側面図。
【図９】上記転がり案内装置を示す正面図（一部断面図を含む）。
【図１０】図９の負荷転走路及び無負荷戻し通路の拡大図。
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるローラの組合せを示す正面図。
【図１２】従来のべアリング用ローラ連結構造を示す平面図。
【図１３】図１２における従来のべアリング用ローラ連結構造を示す側面図。
【図１４】従来のクロスローラ用ローラのリテーナを示す平面図。
【図１５】図１４におけるリテーナにローラを組み込んだ従来のクロスローラ用ローラの断面図。
【符号の説明】
１１ａ ローラ転走溝
１１ ねじ軸
１２ ナット部材
１２ａ 負荷転走溝
１４，１７，２９ 案内溝
２０，３６ ローラ
２０ａ 溝付きローラ
２０ｂ リテーナ付きローラ
２１，３７ 環状リテーナ
２２，２３，３８，４１，４２ 円周溝
２４ リテーナ付きローラ本体
２６，２７ 円筒面
３１ 案内レール
３１ａ ローラ転走面
３２ 移動ブロック
３６ａ リテーナ付きローラ
３６ｂ 溝付きローラ
Claims (5)
- ローラ循環路を循環する複数のローラの組合せであって、
外周面に円周溝が形成された溝付きローラと、外周面に環状リテーナを有するリテーナ付きローラとが交互に配置され、
前記環状リテーナは、前記溝付きローラの前記円周溝に噛み合い、
前記リテーナ付きローラの円筒面と前記溝付きローラの円筒面との間に隙間が開けられることを特徴とするローラの組合せ。 - 前記リテーナ付きローラは、外周面に円周溝が形成されたリテーナ付きローラ本体を備え、
前記環状リテーナは、このリテーナ付きローラ本体の円周溝に組み込まれることを特徴とする請求項１に記載のローラの組合せ。 - 前記環状リテーナは、樹脂からなり、前記リテーナ付きローラ本体と共に回転するように前記リテーナ付きローラ本体と一体に成形されることを特徴とする請求項２に記載のローラの組合せ。
- 螺旋状のローラ転走溝を有する軌道軸と、前記ローラ転走溝に対応する螺旋状の負荷ローラ転走溝を含むローラ循環路を有して、該軌道軸に相対運動自在に組みつけられたスライド部材と、前記ローラ循環路内に配列・収容されて、前記軌道軸に対する前記スライド部材の相対運動に併せて循環する複数のローラとを備えるローラねじにおいて、
前記ローラ循環路には、外周面に円周溝が形成された溝付きローラと、外周面に環状リテーナを有するリテーナ付きローラとが交互に配置され、
前記環状リテーナは、前記溝付きローラの前記円周溝に噛み合い、
前記リテーナ付きローラの円筒面と前記溝付きローラの円筒面との間に隙間が開けられ、
前記ローラ転走溝及び前記負荷ローラ転走溝の少なくとも一方には、前記環状リテーナを案内する案内溝が形成されることを特徴とするローラねじ。 - 長手方向に延びるローラ転走面を有する軌道軸と、前記ローラ転走面に対応する負荷ローラ転走面を含むローラ循環路を有して、該軌道軸に相対運動自在に組み付けられたスライド部材と、前記ローラ循環路内に配列・収容されて、前記軌道軸に対する前記スライド部材の相対運動に併せて循環する複数のローラと、を備える転がり案内装置において、
前記ローラ循環路には、外周面に円周溝が形成された溝付きローラと、外周面に環状リテーナを有するリテーナ付きローラとが交互に配置され、
前記環状リテーナは、前記溝付きローラの前記円周溝に噛み合い、
前記リテーナ付きローラの円筒面と前記溝付きローラの円筒面との間に隙間が開けられ、
前記ローラ転走面及び前記負荷ローラ転走面の少なくとも一方には、前記環状リテーナを案内する案内溝が形成されることを特徴とする転がり案内装置。
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