JPWO2013146362A1 - Cylindrical roller, motion guide device including the same, and rotary bearing - Google Patents

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Abstract

偏当たりの発生を抑えつつも、十分な許容荷重を備え、しかも生産が容易であり、一対の軌道面間に配置されて荷重を負荷しながら転動し、前記軌道面と接触する外周面を有して円柱状に形成されて単一の回転軸を有する円筒ころ(3)であり、回転軸方向に位置する両端面には、当該円筒ころ(3)の回転中心に向かう凹部(32)が形成され、当該円筒ころ(3)の直径に対する前記凹部(32)の深さの比と円筒ころ(3)の偏当たりが発生しない範囲の許容荷重との関係において、円筒ころ(3)の直径と前記凹部(32)の深さの比が円筒ころ(3)の許容荷重のピークを示す値以上となるように前記凹部(32)の深さが設定される。While suppressing the occurrence of uneven contact, it has a sufficient allowable load, is easy to produce, and is arranged between a pair of raceway surfaces, rolls while applying a load, and has an outer peripheral surface that contacts the raceway surface. It is a cylindrical roller (3) having a single rotation axis that is formed in a columnar shape, and a recess (32) that faces the rotation center of the cylindrical roller (3) on both end faces located in the rotation axis direction. In the relationship between the ratio of the depth of the recess (32) to the diameter of the cylindrical roller (3) and the allowable load within the range in which the cylindrical roller (3) does not strike, the cylindrical roller (3) The depth of the recess (32) is set so that the ratio of the diameter to the depth of the recess (32) is equal to or greater than the value indicating the peak of the allowable load of the cylindrical roller (3).

Description

本発明は、円筒ころ及びこれを備えた運動案内装置、回転軸受に関する。   The present invention relates to a cylindrical roller, a motion guide device including the cylindrical roller, and a rotary bearing.

上記運動案内装置としては例えば、リニアガイドが知られている。このリニアガイドは、長手方向に沿って転走面が形成された軌道部材と、前記転走面を転走する多数の円筒ころを介して前記軌道部材に組み付けられると共に当該軌道部材に沿って往復動自在な移動部材とを備えている。前記移動部材は円筒ころの無限循環路を備えており、これによって移動部材は前記軌道部材に沿ってストロークを制限されることなく移動することが可能となっている。   As the motion guide device, for example, a linear guide is known. The linear guide is assembled to the raceway member via a raceway member having a rolling surface formed along the longitudinal direction and a plurality of cylindrical rollers rolling on the raceway surface, and reciprocates along the raceway member. And a movable moving member. The moving member is provided with an infinite circulation path of cylindrical rollers, so that the moving member can move along the track member without being restricted in stroke.

このように構成されたリニアガイドでは、前記移動部材に例えば過大なモーメントが付与されると、前記軌道部材の転走面と円筒ころが平行でなくなり、円筒ころの軸方向に分力が生じる。そのため、円筒ころは偏当たりの状態となり、リニアガイドの機能を十分に発揮することができない恐れがある。ここで、円筒ころの偏当たりとは、円筒ころの回転軸方向の両端部における応力が回転軸方向の中央における応力を超えてしまう状態をいう。   In the linear guide thus configured, for example, when an excessive moment is applied to the moving member, the rolling surface of the raceway member and the cylindrical roller are not parallel, and a component force is generated in the axial direction of the cylindrical roller. Therefore, the cylindrical roller is in a state of uneven contact, and there is a possibility that the function of the linear guide cannot be fully exhibited. Here, the uneven contact of the cylindrical roller means a state in which the stress at both ends of the cylindrical roller in the rotation axis direction exceeds the stress at the center in the rotation axis direction.

このような課題を解決するために、従来のリニアガイドでは、円筒ころの外周面が当該円筒ころの回転軸方向の中央から両端部にかけて徐々に勾配する傾斜面として加工されている、すなわち前記円筒ころに対してクラウニング加工が施されている。円筒ころをクラウニング加工することで、かかる円筒ころに荷重が作用した状態となって初めて前記軌道部材の転走面に対して円筒ころの外周面全体が均一に接触するようになる。その結果、円筒ころの回転軸方向の両端部における面圧が回転軸方向の中央部における面圧と略同一となり、すなわち回転軸方向の両端部における応力が回転軸方向の中央における応力を超えないようになる。   In order to solve such a problem, in the conventional linear guide, the outer peripheral surface of the cylindrical roller is processed as an inclined surface that gradually slopes from the center in the rotation axis direction to both ends of the cylindrical roller, that is, the cylinder. The roller is crowned. By crowning the cylindrical roller, the entire outer peripheral surface of the cylindrical roller comes into uniform contact with the rolling surface of the raceway member only when a load is applied to the cylindrical roller. As a result, the surface pressure at both ends in the rotation axis direction of the cylindrical roller is substantially the same as the surface pressure at the center portion in the rotation axis direction, that is, the stress at both ends in the rotation axis direction does not exceed the stress at the center in the rotation axis direction. It becomes like this.

しかし、前記円筒ころに対するクラウニング加工は、特定の設計荷重が円筒ころに作用した際に、当該円筒ころの外周面全体が前記軌道部材の転走面に対して均一に接触するように施すものである。つまり、クラウニング加工が施されている円筒ころにおいて、設計荷重が当該円筒ころに作用するまでは、円筒ころの中央部近傍の外周面のみが前記軌道部材の転走面に接触している。このため、所定の荷重が円筒ころに作用するまでの間は前記軌道部材の転走面に対する円筒ころの接触面積が小さい状態にある。   However, the crowning process for the cylindrical roller is performed so that the entire outer peripheral surface of the cylindrical roller uniformly contacts the rolling surface of the raceway member when a specific design load is applied to the cylindrical roller. is there. That is, in the cylindrical roller subjected to crowning, only the outer peripheral surface in the vicinity of the central portion of the cylindrical roller is in contact with the rolling surface of the raceway member until a design load is applied to the cylindrical roller. For this reason, the contact area of the cylindrical roller with respect to the rolling surface of the track member is small until a predetermined load is applied to the cylindrical roller.

換言すると、クラウニング加工とは、設計荷重が円筒ころに作用した際に偏当たりが起きない最適な形状を円筒ころに施すものであり、その設計荷重よりも小さい荷重が円筒ころに作用する環境下では当該円筒ころが負荷できる荷重が小さくなってしまう。その一方で、円筒ころに対して設計荷重以上の荷重が作用してしまう場合には、当然に前記偏当たりが発生してしまう。つまり、クラウニング加工が施された円筒ころは、特定の設計荷重に最適化されたものであり、汎用性に富んでいるとは言い難い。   In other words, the crowning process is to give the cylindrical roller an optimal shape that does not cause uneven contact when the design load acts on the cylindrical roller, and in an environment where a load smaller than the design load acts on the cylindrical roller. Then, the load which the said cylindrical roller can load will become small. On the other hand, when the load more than the design load is applied to the cylindrical roller, the above-mentioned unevenness naturally occurs. That is, the cylindrical roller subjected to the crowning process is optimized for a specific design load and cannot be said to be versatile.

このようなクラウニング加工による欠陥を補う手段としては、円筒ころの回転軸方向に位置する両端面に中空状の切欠部を設け、円筒ころに荷重が作用した際に当該円筒ころの回転軸方向の両端部における応力が上昇するのを防止する手段が案出されている(特許文献1)。   As means for compensating for such defects caused by crowning, hollow notches are provided on both end faces located in the direction of the rotation axis of the cylindrical roller, and when a load is applied to the cylindrical roller, the direction of the rotation axis of the cylindrical roller is reduced. Means have been devised to prevent the stress at both ends from increasing (Patent Document 1).

特開2000-170771号公報JP 2000-170771 A

しかし、回転軸方向の両端面に中空状の切欠部が形成された円筒ころにあっては、確かに偏当たりの軽減の効果は認められるものの、前記切欠部の形状によっては十分な許容荷重を得られずに偏当たりが発生してしまう場合がある。   However, in the case of a cylindrical roller having hollow notches formed on both end surfaces in the direction of the rotation axis, the effect of reducing the uneven contact is certainly recognized, but depending on the shape of the notch, a sufficient allowable load may be applied. There is a case where uneven contact occurs without being obtained.

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、本発明の円筒ころは、一対の軌道面間に配置されて荷重を負荷しながら転動し、前記軌道面と接触する外周面を有して円柱状に形成されて単一の回転軸を有すると共に、回転軸方向に位置する両端面には、当該円筒ころの回転中心に向かう凹部が形成され、当該円筒ころの直径に対する前記凹部の深さの比と円筒ころの偏当たりが発生しない範囲の許容荷重との関係において、円筒ころの直径と前記凹部の深さの比が円筒ころの許容荷重のピークを示す値以上となるように前記凹部の深さが設定されている。   The present invention has been made in view of such a problem, and the cylindrical roller of the present invention has an outer peripheral surface that is arranged between a pair of raceway surfaces and rolls while applying a load to contact the raceway surface. The cylindrical roller has a single axis of rotation, and at both end faces located in the direction of the axis of rotation, a recess is formed toward the center of rotation of the cylindrical roller. In the relationship between the depth ratio and the allowable load in the range where the uneven contact of the cylindrical roller does not occur, the ratio of the diameter of the cylindrical roller and the depth of the recess is not less than the value indicating the peak of the allowable load of the cylindrical roller. The depth of the recess is set.

本発明の円筒ころ及びこれを備えた運動案内装置、回転軸受によれば、前記偏当たりの発生を抑えつつも、十分な許容荷重を備え、しかも加工誤差を考慮する必要がなく容易に生産することが可能である。   According to the cylindrical roller of the present invention, and the motion guide device and the rotary bearing provided with the cylindrical roller, it is easy to produce while having a sufficient permissible load while suppressing the occurrence of the above-mentioned offset and taking into account machining errors. It is possible.

本発明の実施形態に係る円筒ころを備えたリニアガイドの斜視図である。It is a perspective view of the linear guide provided with the cylindrical roller which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る円筒ころを配列した連結体ベルトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the coupling body belt which arranged the cylindrical roller which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る円筒ころが備える凹部の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the recessed part with which the cylindrical roller which concerns on embodiment of this invention is provided. 図3に示す円筒ころにおいて、前記凹部の変形例を示す断面図である。In the cylindrical roller shown in FIG. 3, it is sectional drawing which shows the modification of the said recessed part. 本発明の実施形態に係る円筒ころが備える凹部の成形方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the shaping | molding method of the recessed part with which the cylindrical roller which concerns on embodiment of this invention is provided. 円筒ころの偏当たりを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the eccentric contact of a cylindrical roller. 前記角度θが0°としたモデル1の円筒ころにおける上記割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフである。It is a distribution graph of the allowable load P with respect to the ratio X% in the cylindrical roller of the model 1 in which the angle θ is 0 °. 前記角度θが10°としたモデル1の円筒ころにおける上記割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフである。It is a distribution graph of the allowable load P with respect to the ratio X% in the cylindrical roller of the model 1 in which the angle θ is 10 °. 前記角度θが20°としたモデル1の円筒ころにおける上記割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフである。It is a distribution graph of the allowable load P with respect to the ratio X% in the cylindrical roller of the model 1 in which the angle θ is 20 °. 前記角度θが30°としたモデル1の円筒ころにおける上記割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフである。It is a distribution graph of the allowable load P with respect to the ratio X% in the cylindrical roller of the model 1 in which the angle θ is 30 °. 解析モデル1のローラにおける上記割合X%と前記凹部の角度θとの関係を示す相関グラフである。6 is a correlation graph showing a relationship between the ratio X% in the roller of the analysis model 1 and the angle θ of the recess. 前記角度θが0°としたモデル2の円筒ころにおける上記割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフである。It is a distribution graph of the allowable load P with respect to the ratio X% in the cylindrical roller of the model 2 in which the angle θ is 0 °. 前記角度θが10°としたモデル2の円筒ころにおける上記割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフである。It is a distribution graph of the allowable load P with respect to the ratio X% in the cylindrical roller of the model 2 in which the angle θ is 10 °. 前記角度θが20°としたモデル2の円筒ころにおける上記割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフである。It is a distribution graph of the allowable load P with respect to the ratio X% in the cylindrical roller of the model 2 in which the angle θ is 20 °.

以下、添付図面を用いながら本発明の実施形態に係る円筒ころ及びこれを用いた運動案内装置を詳細に説明する。   Hereinafter, a cylindrical roller and a motion guide device using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の実施形態に係る円筒ころを備えた運動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、円筒ころとしてのローラ3が転動する軌道面としてのローラ転走面10が長手方向に沿って形成された軌道レール1と、多数のローラ3を介して前記軌道レール1に組み付けられると共に前記ローラ3の無限循環路を有する移動ブロック2とから構成されている。前記ローラ3が前記無限循環路内を循環しながら軌道レール1のローラ転走面10を転走することで、前記移動ブロック2が当該軌道レール1の長手方向に沿って自在に移動することが可能となっている。   FIG. 1 shows a linear guide as a motion guide device provided with a cylindrical roller according to an embodiment of the present invention. The linear guide includes a track rail 1 in which a roller rolling surface 10 as a raceway surface on which a roller 3 as a cylindrical roller rolls is formed along a longitudinal direction, and the track rail 1 via a plurality of rollers 3. The moving block 2 is assembled and has an infinite circulation path for the roller 3. When the roller 3 rolls on the roller rolling surface 10 of the track rail 1 while circulating in the endless circulation path, the moving block 2 can freely move along the longitudinal direction of the track rail 1. It is possible.

前記軌道レール1は断面略矩形状に形成されており、その両側面には凹部が夫々形成されている。各凹部の上下には前記ローラ3のローラ転走面10が形成されており、軌道レール1全体では4条のローラ転走面10が形成されている。一方で、前記移動ブロック2には前記ローラ3が転走する軌道面としての負荷ローラ転走面が形成されており、この負荷ローラ転走面と前記軌道レール1のローラ転走面10が互いに対向し、ローラ3が移動ブロック2と軌道レール1との間で荷重を負荷されながら転走する負荷ローラ転走路を構成するようになっている。また、前記移動ブロック2には、前記負荷ローラ転走路と平行してローラ3が無負荷状態で転動する戻し通路及びこの戻し通路の一端と前記負荷ローラ転走路の一端を連結する方向転換路を一対備えており、これら負荷ローラ転走路、戻し通路及び一対の方向転換路によってローラ3の無限循環路が形成されている。   The track rail 1 is formed in a substantially rectangular cross section, and concave portions are formed on both side surfaces thereof. Roller rolling surfaces 10 of the roller 3 are formed above and below each recess, and four roller rolling surfaces 10 are formed in the entire track rail 1. On the other hand, a load roller rolling surface as a raceway surface on which the roller 3 rolls is formed on the moving block 2, and the load roller rolling surface and the roller rolling surface 10 of the track rail 1 are mutually connected. The rollers 3 face each other and constitute a loaded roller rolling path where the roller 3 rolls while being loaded between the moving block 2 and the track rail 1. The moving block 2 includes a return path in which the roller 3 rolls in an unloaded state in parallel with the load roller rolling path, and a direction changing path that connects one end of the return path and one end of the load roller rolling path. The endless circulation path of the roller 3 is formed by the load roller rolling path, the return path, and the pair of direction changing paths.

前記移動ブロック2が備える無限循環路内に配置された各ローラ3は、図2に示すように、可撓性の連結体ベルト4に等間隔で一列に配列されており、当該連結体ベルト4と共に前記無限循環路に組み込まれている。前記連結体ベルト4は合成樹脂の射出成形で形成されており、ローラ3とローラ3との間に介装される複数のスペーサ41と、これらスペーサ41を一列に連結したベルト部42とから構成されている。尚、前記ローラ3は前記連結体ベルト4に配列することなく、前記無限循環路に挿入しても良い。   As shown in FIG. 2, the rollers 3 arranged in the infinite circulation path included in the moving block 2 are arranged in a line at equal intervals on the flexible connecting belt 4. And incorporated into the endless circuit. The connecting body belt 4 is formed by injection molding of synthetic resin, and includes a plurality of spacers 41 interposed between the rollers 3 and a belt portion 42 that connects the spacers 41 in a row. Has been. The roller 3 may be inserted into the endless circulation path without being arranged on the connecting belt 4.

このリニアガイドでは、上述したように前記軌道レール1のローラ転走面10と前記移動ブロック2の負荷ローラ転走面とからなる負荷ローラ転走路をローラ3が荷重を負荷しながら転動するように構成されている。従来のリニアガイドのように、前記ローラ3が単に円筒状に形成され、その外径面にクラウニング加工等が施されていない場合、作用する荷重によりローラ3の回転軸方向の両端部における応力が回転軸方向の中央における応力を超える、所謂偏当たりが発生してしまう恐れがある。   In this linear guide, as described above, the roller 3 rolls on the load roller rolling path formed by the roller rolling surface 10 of the track rail 1 and the load roller rolling surface of the moving block 2 while applying a load. It is configured. When the roller 3 is simply formed in a cylindrical shape and the outer diameter surface is not subjected to crowning or the like as in a conventional linear guide, the stress at both ends in the rotation axis direction of the roller 3 is caused by the acting load. There is a risk that so-called unevenness exceeding the stress at the center in the rotation axis direction may occur.

しかし、本発明を適用したローラ3はその回転軸方向に位置する両端面に中空状の凹部を有しており、この構成により偏当たりの発生を抑えている。以下に、本発明を適用したローラ3の実施例を図面を用いながら説明する。図3及び図4は前記ローラ3をその回転軸を含んだ平面で切断した断面図である。このローラ3は円筒状に形成されており、前記軌道レール1のローラ転走面10及び前記移動ブロック2の負荷ローラ転走面に接触する外径面31を有している。また、このローラ3の回転軸O方向の両端面には凹部32が形成されている。この凹部32は、ローラ3の回転軸O方向の各端面に対する角度θ、回転軸O方向端面から最深部までの距離、すなわちかかる凹部32の深さDd及びローラ3の直径Dwに対する深さDdの割合X%によりその形状が設定され、角度θ、深さDd及び割合X%によっては、図3に示すように断面三角形の円錐状、或いは図4に示すように断面台形の円錐台状に形成される。   However, the roller 3 to which the present invention is applied has hollow concave portions on both end faces located in the rotation axis direction, and this configuration suppresses the occurrence of uneven contact. Below, the Example of the roller 3 to which this invention is applied is described using drawing. 3 and 4 are cross-sectional views of the roller 3 cut along a plane including its rotational axis. The roller 3 is formed in a cylindrical shape, and has an outer diameter surface 31 that contacts the roller rolling surface 10 of the track rail 1 and the load roller rolling surface of the moving block 2. Further, concave portions 32 are formed on both end surfaces of the roller 3 in the direction of the rotation axis O. The recess 32 has an angle θ with respect to each end surface in the rotation axis O direction of the roller 3, a distance from the end surface in the rotation axis O direction to the deepest portion, that is, a depth Dd of the recess 32 and a depth Dd with respect to the diameter Dw of the roller 3. The shape is set by the ratio X%, and depending on the angle θ, the depth Dd, and the ratio X%, it is formed in a conical shape having a triangular section as shown in FIG. 3 or a truncated cone shape having a trapezoidal section as shown in FIG. Is done.

このように、本発明を適用したローラ3では回転軸O方向の両端面に凹部32が形成されているため、ローラ3の経時的使用により円錐状の凹部32の場合にはその最深部に、円錐台状の凹部32の場合にはその最深部と周面との間に位置する隅部に応力が集中してしまい、これらの部分からクラックが発生し、ローラ3が破損してしまうおそれがある。このクラックの発生を防ぐため、従来より応力集中が発生する部位、すなわち凹部32内の形状が急激に変化する部位の曲率半径を大きくすることが通常である。   Thus, in the roller 3 to which the present invention is applied, the concave portions 32 are formed on both end surfaces in the direction of the rotation axis O. Therefore, in the case of the conical concave portion 32 by using the roller 3 over time, In the case of the truncated conical recess 32, stress concentrates on the corner located between the deepest portion and the peripheral surface, and cracks may be generated from these portions and the roller 3 may be damaged. is there. In order to prevent the occurrence of cracks, it is usual to increase the radius of curvature of the portion where stress concentration occurs, that is, the portion where the shape in the recess 32 changes rapidly.

前記凹部32が円錐状に形成されている場合には、その最深部の曲率半径のみを大きくするだけで良く、これに比べて前記凹部32が円錐台状の場合には凹部32の形状が急激に変化する部位が多数存在し、曲率半径を大きく成形する領域が広い。このため、応力集中部位の曲率半径を大きくする成形を行うと、回転軸O方向の両端部におけるローラ3の肉厚が薄くなり、その結果ローラ3の剛性が損なわれる可能性がある。この観点からすると、前記凹部32が円錐台状に形成されている場合には図5に示すように、前記凹部32の最深部32aと当該凹部32の周面32bとの間に位置する隅部、すなわち応力集中部位の断面形状を前記最深部32aと周面32bとを段差なく連続させる接線に沿った円弧に形成することが好ましい。この接線は前記凹部32の周面32bと垂直な線Mと前記最深部32aと垂直な線Nとが交差する点Qを中心とした単一円と合致している。   When the concave portion 32 is formed in a conical shape, it is only necessary to increase the radius of curvature of the deepest portion. Compared to this, when the concave portion 32 has a truncated cone shape, the shape of the concave portion 32 is sharp. There are a large number of regions that change, and the region where the radius of curvature is increased is wide. For this reason, when molding is performed to increase the radius of curvature of the stress concentration portion, the thickness of the roller 3 at both ends in the direction of the rotation axis O decreases, and as a result, the rigidity of the roller 3 may be impaired. From this point of view, when the recess 32 is formed in a truncated cone shape, as shown in FIG. 5, the corner located between the deepest portion 32 a of the recess 32 and the peripheral surface 32 b of the recess 32. That is, it is preferable that the cross-sectional shape of the stress concentration portion is formed in an arc along a tangent line that makes the deepest portion 32a and the peripheral surface 32b continuous without a step. This tangent line coincides with a single circle centered on a point Q where a line M perpendicular to the peripheral surface 32b of the recess 32 and a line N perpendicular to the deepest part 32a intersect.

このようにして前記凹部32を成形することにより、当該凹部32の内壁がその最深部32aから前記ローラ3の回転軸O方向の端面までが連続した球面として形成されるため、その分ローラ3に荷重が負荷することにより応力が集中する部位がなくなり、クラック発生によるローラの破損を防止することが可能となる。また、応力集中部位の断面形状を前記凹部32の最深部32aと当該凹部32の周面32bとを段差なく連続させる接線に沿った円弧とすることで、偏当たりの発生を抑えるための凹部32を成形しつつも、ローラ3に係る回転軸O方向端部の肉厚を厚くすることができ、その分ローラ3自体の剛性を高めることが可能となる。   By forming the concave portion 32 in this way, the inner wall of the concave portion 32 is formed as a continuous spherical surface from the deepest portion 32a to the end surface of the roller 3 in the rotation axis O direction. When the load is applied, there is no portion where the stress is concentrated, and it is possible to prevent the roller from being damaged due to the occurrence of a crack. Further, the cross-sectional shape of the stress concentration portion is an arc along a tangent line that continues the deepest portion 32a of the concave portion 32 and the peripheral surface 32b of the concave portion 32 without a step, thereby preventing the concave portion 32 to suppress the occurrence of uneven contact. , The thickness of the end of the roller 3 in the direction of the rotation axis O can be increased, and the rigidity of the roller 3 itself can be increased accordingly.

前記凹部32の成形領域が大きいことによるローラ3の剛性低下を考慮すると、前記凹部32は円錐状に形成されているよりも円錐台状に形成されているほうが好ましい。次に、発明者は、前記凹部32が円錐台状に形成され、且つ、応力集中部位が上記成形方法により断面曲面状に形成されたローラ3のうち、回転軸方向の両端部における応力(接触面圧)が回転軸O方向の中央における応力(接触面圧)を超えてしまう、所謂偏当たりが発生しないものを解析にて案出した。   Considering the reduction in rigidity of the roller 3 due to the large molding area of the recess 32, the recess 32 is preferably formed in a truncated cone shape rather than being formed in a cone shape. Next, the inventor has determined that stress (contact) at both ends in the rotation axis direction of the roller 3 in which the concave portion 32 is formed in a truncated cone shape and the stress concentration portion is formed in a curved cross-sectional shape by the molding method described above. The surface pressure) exceeds the stress (contact surface pressure) at the center in the direction of the rotation axis O, and a so-called uneven contact was not devised by analysis.

ここで、図6を用いてローラの偏当たりについて説明する。図6中のグラフにおいて、縦軸は軌道レールの転走面又は移動ブロックの負荷ローラ転走面に対するローラの接触面圧の値を示し、横軸は前記転走面又は前記負荷ローラ転走面とのローラの接触部位の座標の値を示している。この図6の横軸値において、最小値0はローラの回転軸方向の中央部の座標であり、横軸の最大値はローラの回転軸方向の端部の座標を示している。   Here, the uneven contact of the rollers will be described with reference to FIG. In the graph in FIG. 6, the vertical axis represents the value of the contact surface pressure of the roller against the rolling surface of the track rail or the loaded roller rolling surface of the moving block, and the horizontal axis represents the rolling surface or the loaded roller rolling surface. The values of the coordinates of the contact part of the roller with are shown. In the horizontal axis value of FIG. 6, the minimum value 0 is the coordinate of the central portion in the rotation axis direction of the roller, and the maximum value of the horizontal axis indicates the coordinate of the end portion in the rotation axis direction of the roller.

偏当たりの発生を認定する手法としては、先ず前記凹部32が一定の形状に設定された、すなわち前記角度θ、当該凹部32の深さDd及び上記割合X%が特定されたローラに対し、一定の増加率で荷重を負荷させていく。当該ローラに作用する荷重が低いと、グラフ3のように回転軸方向の中央部における接触面圧に比べて回転軸方向の両端部における接触面圧が低い状態となる。かかる状態では当該ローラにおいて偏当たりが発生していない。更にローラに作用する荷重を増加させていくと、グラフ2のように回転軸方向の両端部における接触面圧が回転軸方向の中央部におけるそれと同一の値を示す状態となる。かかる状態では、当該ローラに偏当たりが発生していないと言える。また更にローラに作用する荷重を増加させていくと、グラフ1のように回転軸方向の両端部における接触面圧が回転軸方向の中央部における接触面圧を超えた状態となる。つまり、単一のローラにおいて、作用する荷重が高くなるとそれにより偏当たりが発生することになる。   As a technique for determining the occurrence of uneven contact, first, the concave portion 32 is set to a constant shape, that is, the roller is specified for the angle θ, the depth Dd of the concave portion 32 and the ratio X%. The load is applied at an increase rate of. When the load acting on the roller is low, the contact surface pressure at both end portions in the rotation axis direction is lower than the contact surface pressure at the center portion in the rotation axis direction as shown in graph 3. In such a state, no uneven contact occurs in the roller. When the load acting on the roller is further increased, the contact surface pressure at both ends in the rotation axis direction shows the same value as that at the center portion in the rotation axis direction as shown in graph 2. In such a state, it can be said that no uneven contact has occurred in the roller. If the load acting on the roller is further increased, the contact surface pressure at both ends in the rotation axis direction exceeds the contact surface pressure at the center portion in the rotation axis direction as shown in graph 1. In other words, in a single roller, when the acting load becomes high, uneven contact is caused thereby.

ここで、ローラの負荷荷重量は、前記転走面との接触面圧にローラの接触面積を掛けた値に比例して算出される。よって、図6中の各グラフの下の領域(グラフ2においては図6中の斜線領域)がローラの負荷荷重量を示す領域となる。つまり、前記角度θ、当該凹部32の深さDd及び上記割合X%が特定されたローラにおいて、グラフ2のような接触面圧の分布を示すときが偏当たりが発生しない範囲内での当該ローラの最大許容荷重を示している。   Here, the load amount of the roller is calculated in proportion to a value obtained by multiplying the contact surface pressure with the rolling surface by the contact area of the roller. Therefore, the area below each graph in FIG. 6 (the hatched area in FIG. 6 in the graph 2) is an area indicating the load amount of the roller. That is, in the roller in which the angle θ, the depth Dd of the concave portion 32, and the ratio X% are specified, the roller within a range in which uneven contact does not occur when the contact surface pressure distribution as shown in graph 2 is shown. The maximum allowable load is shown.

発明者は、前記凹部32が形成されたローラ3のうち、回転軸O方向の一端面から他端面までの距離Lが10mm、ローラの直径Dwが6mmのローラ(以下、「モデル1」という。)、及び前記距離Lが7mm、直径Dwが4mmのローラ(以下、「モデル2」という。)の各モデルローラにおいて、偏当たりが発生しない範囲での許容荷重を解析した。上述したように、前記凹部32の形状は回転軸O方向の端面に対する角度θ、その深さDd及び直径Dwに対する深さDdの割合X%により決定されるため、発明者は各モデルにおいて前記角度θの異なるローラ、更にはこれら角度θが異なるローラにおいて直径Dwに対する深さDdの割合X%が異なるローラ毎の偏当たりが発生しない範囲での許容荷重を解析した。この解析手段としては、有限要素法、すなわちFEM解析を用いた。   The inventor of the roller 3 in which the concave portion 32 is formed has a distance L from one end surface to the other end surface in the direction of the rotation axis O of 10 mm and a roller diameter Dw of 6 mm (hereinafter referred to as “model 1”). ), And an allowable load in a range in which uneven contact does not occur in each model roller of the roller having the distance L of 7 mm and the diameter Dw of 4 mm (hereinafter referred to as “model 2”). As described above, the shape of the recess 32 is determined by the angle θ with respect to the end surface in the direction of the rotation axis O, the depth Dd, and the ratio X% of the depth Dd to the diameter Dw. The permissible load was analyzed in a range in which unevenness does not occur for each roller having a different ratio θ% of the depth Dd with respect to the diameter Dw in the rollers having different θs and the rollers having different angles θ. As this analysis means, a finite element method, that is, FEM analysis was used.

当該解析にはサイバネットシステム株式会社製FEM解析ソフトANSYS(サイバネットシステム株式会社:登録商標)を用い、ローラ3と前記軌道レール1のローラ転走面10及び移動ブロック2の負荷ローラ転走面のモデリングおよびFEM解析を行った。かかるFEM解析において、ローラ3と前記軌道レール1のローラ転走面10及び移動ブロック2の負荷ローラ転走面の接触は接触要素を用いて再現した。 また、当該FEM解析の解析条件としてローラ3を前記軌道レール1のローラ転走面10及び移動ブロック2の負荷ローラ転走面に押し付ける方向へ強制変位を設定し、接触面圧、許容荷重を算出した。そして、まず接触面圧からローラ3の偏当たりが発生しているかを判定し、次に偏当たりが発生していない範囲で、許容荷重が最大となる強制変位量を探索した。これを繰り返し最大許容荷重となる凹部32の形状を決定した。   For the analysis, FEM analysis software ANSYS (Cybernet System Co., Ltd .: registered trademark) manufactured by Cybernet System Co., Ltd. is used, and the roller 3 and the roller rolling surface 10 of the track rail 1 and the loaded roller rolling surface of the moving block 2 are modeled. And FEM analysis was performed. In the FEM analysis, the contact between the roller 3 and the roller rolling surface 10 of the track rail 1 and the loaded roller rolling surface of the moving block 2 was reproduced using a contact element. Further, as an analysis condition for the FEM analysis, a forced displacement is set in a direction in which the roller 3 is pressed against the roller rolling surface 10 of the track rail 1 and the load roller rolling surface of the moving block 2, and the contact surface pressure and allowable load are calculated. did. First, it was determined from the contact surface pressure whether or not the roller 3 was unevenly contacted, and then a forced displacement amount that maximized the allowable load was searched in a range where the uneven contact did not occur. This was repeated to determine the shape of the recess 32 to be the maximum allowable load.

図7A〜図7Dは前記角度θ及び上記割合X%が異なるモデル1における上記FEM解析結果に基づいた割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフであり、図7Aは角度θが0°、図7Bは角度θが10°、図7Cは角度θが20°、図7Dは角度θが30°であるモデル1のローラに関するものである。つまり、図7A〜図7Dに示された各分布グラフ中のプロットは、解析に用いた各ローラに係る偏当たりが発生しない範囲での許容荷重Pを示すものである。   7A to 7D are distribution graphs of the allowable load P with respect to the ratio X% based on the FEM analysis result in the model 1 in which the angle θ and the ratio X% are different. FIG. 7A is an angle θ of 0 °, and FIG. Fig. 7C relates to the roller of model 1 in which the angle θ is 10 °, Fig. 7C shows the angle θ of 20 °, and Fig. 7D shows the angle θ of 30 °. That is, the plots in the respective distribution graphs shown in FIGS. 7A to 7D indicate the allowable load P in a range in which the uneven contact relating to each roller used in the analysis does not occur.

図7Aに示すように、回転軸O方向の各端面に対する凹部32の角度θが0°であるモデル1のローラのうち、上記割合X%が17%で許容荷重Pが最大の値を示す。一方で、当該モデル1のローラに係る前記割合X%が13%では許容荷重Pが最も低い値を示す。分布グラフに示されるように、当該モデル1のローラにおいて、上記割合X%が13%から17%となる範囲では、当該ローラの許容荷重Pが急激に上昇することが把握できる。以下、上記FEM解析に基づいた許容荷重Pの分布グラフにおいて、この許容荷重Pの値が急激に上昇する領域を「第一領域」という。その一方で、上記割合X%が17%から67%となる範囲では、当該ローラの許容荷重Pは徐々に低くなっている。この許容荷重Pの値が緩やかに下降する領域を「第二領域」という。このような許容荷重Pの分布傾向は、図7B〜図7Dに示すように、モデル1のローラにおいて回転軸O方向の各端面に対する凹部32の角度θが異なるローラ毎に観察された。   As shown in FIG. 7A, among the rollers of model 1 in which the angle θ of the recess 32 with respect to each end face in the direction of the rotation axis O is 0 °, the ratio X% is 17% and the allowable load P is the maximum value. On the other hand, when the ratio X% relating to the roller of the model 1 is 13%, the allowable load P shows the lowest value. As shown in the distribution graph, in the roller of the model 1, it can be understood that the allowable load P of the roller rapidly increases in the range where the ratio X% is 13% to 17%. Hereinafter, in the distribution graph of the allowable load P based on the FEM analysis, a region where the value of the allowable load P increases rapidly is referred to as a “first region”. On the other hand, in the range where the ratio X% is 17% to 67%, the allowable load P of the roller gradually decreases. A region where the value of the allowable load P gradually decreases is referred to as a “second region”. Such distribution tendency of the allowable load P was observed for each roller in which the angle θ of the concave portion 32 with respect to each end surface in the direction of the rotation axis O in the roller of the model 1 is different as shown in FIGS. 7B to 7D.

このようなFEM解析の結果を参酌すると、例えば図7Aに示す前記角度θが0°であるモデル1のローラ3において、要求される許容荷重Pが10000Nの場合、前記割合X%が各グラフにおける第一領域内に存在するように凹部32の深さDdを設定したとしても、要求される許容荷重Pを十分に備えることが可能である。   Considering the result of such FEM analysis, for example, in the roller 3 of the model 1 in which the angle θ shown in FIG. 7A is 0 °, when the required allowable load P is 10000 N, the ratio X% is represented in each graph. Even if the depth Dd of the recess 32 is set so as to exist in the first region, the required allowable load P can be sufficiently provided.

しかし、図7A中のグラフの第一領域では、前記凹部32における上記割合X%が13%から17%へと変化するだけで、すなわち当該凹部32の深さDdが微小な範囲内で変化するだけでローラの許容荷重Pの数値が急激に変化するようになっている。このため、例えば許容荷重10000N以上が要求されるローラを生産する場合、加工誤差により上記割合X%が13%に設定されてしまうと、当該ローラの許容荷重Pは10000Nより小さくなり、要求される許容荷重条件を満たさなくなるおそれがある。   However, in the first region of the graph in FIG. 7A, the ratio X% in the concave portion 32 only changes from 13% to 17%, that is, the depth Dd of the concave portion 32 changes within a minute range. Only by this, the numerical value of the allowable load P of the roller changes abruptly. For this reason, for example, when producing a roller that requires an allowable load of 10,000 N or more, if the ratio X% is set to 13% due to a processing error, the allowable load P of the roller becomes smaller than 10000 N, which is required. The allowable load condition may not be satisfied.

つまり、前記割合X%が前記グラフにおける第一領域内に存在するように凹部32の深さDdを設定しようとする場合には、凹部32の成形による加工誤差を考慮して成形精度を高める必要があり、その分凹部32の成形に手間がかかってしまう。この観点からすると、本発明を適用したローラを成形するにあたり、前記割合X%が前記グラフにおける第一領域内に存在するように凹部32の深さDdを設定しようとすることは懸命でない。   That is, when setting the depth Dd of the recess 32 so that the ratio X% exists in the first region in the graph, it is necessary to increase the molding accuracy in consideration of the processing error due to the molding of the recess 32. Therefore, it takes time to form the recess 32 accordingly. From this point of view, when forming the roller to which the present invention is applied, it is not hard to set the depth Dd of the recess 32 so that the ratio X% exists in the first region in the graph.

その一方で、上述したようにグラフの第二領域ではローラの許容荷重が徐々に低下していき、分布傾向としては前記第一領域と逆向きに緩やかに傾斜している。つまり、グラフの第二領域では、前記凹部32の深さDdの設定値が第一領域に比べて広範な範囲で変化したとしても、許容荷重Pの値に差が表れない。このため、前記割合X%が前記グラフにおける第二領域内に存在するように凹部32の深さDdを設定しようとする場合に、前記凹部32の成形後に加工誤差が生じたとしても、許容荷重Pの値が極端に低いローラが成形されるおそれがない。   On the other hand, as described above, the allowable load of the roller gradually decreases in the second region of the graph, and the distribution tendency is gently inclined in the opposite direction to the first region. That is, in the second region of the graph, even if the set value of the depth Dd of the concave portion 32 changes in a wider range than the first region, there is no difference in the value of the allowable load P. For this reason, even when a processing error occurs after forming the recess 32 when the depth Dd of the recess 32 is set so that the ratio X% exists in the second region in the graph, the allowable load There is no possibility of forming a roller having an extremely low value of P.

すなわち、上記割合X%が前記第一領域内に存在するように凹部32の深さDdを設定するようにローラ3を構成するよりも、同割合X%が第二領域内に存在するように同深さDdを設定するように構成する方が成形精度を高める必要がなく、その分前記凹部32の成形に手間がかからない。許容荷重Pの分布について同様の傾向が見られる前記角度θが異なる各ローラについても、上記割合X%が前記第二領域内に存在するように凹部32の深さDdを設定する方が前記凹部32の成形に手間がかからない、と把握できる。   That is, rather than configuring the roller 3 to set the depth Dd of the recess 32 so that the ratio X% exists in the first area, the same ratio X% exists in the second area. If the depth Dd is set, it is not necessary to increase the molding accuracy, and accordingly, the molding of the concave portion 32 does not take much time. For each roller having a different angle θ where a similar tendency is observed in the distribution of the allowable load P, it is more preferable to set the depth Dd of the recess 32 so that the ratio X% exists in the second region. It can be grasped that the molding of 32 does not take time and effort.

上記FEM解析により、前記角度θが異なる各ローラの許容荷重Pを示したグラフにおいて同様の分布傾向が見られ、解析を行ったどのローラにおいても最大許容荷重の示す臨界値があることが結果として得られた。また、このような分布傾向から、各ローラにおいて上記割合X%が第二領域内に存在するように凹部32の深さDdを設定することが好ましいとの結果が得られた。これらの結果から、発明者は、ローラの直径Dwに対する前記凹部32の深さDdの割合X%とローラの回転軸O方向の各端面に対する凹部32の角度θとの関係をグラフで示した。   According to the FEM analysis, a similar distribution tendency is seen in the graph showing the allowable load P of each roller having a different angle θ, and as a result, any of the analyzed rollers has a critical value indicating the maximum allowable load. Obtained. Moreover, from such a distribution tendency, the result that it was preferable to set the depth Dd of the recessed part 32 so that the said ratio X% exists in a 2nd area | region in each roller was obtained. From these results, the inventor graphically showed the relationship between the ratio X% of the depth Dd of the recess 32 to the diameter Dw of the roller and the angle θ of the recess 32 with respect to each end face in the direction of the rotation axis O of the roller.

図8はモデル1のローラにおける前記割合X%と凹部32の角度θとの関係を示した相関グラフである。先ず、図8に示すグラフについて説明する。ローラ3の回転軸O方向の両端面に形成される凹部32は非貫通に形成されているため、図8のグラフ中の二点鎖線で描かれた直線は前記凹部32が貫通しない値を示すものであり、上記割合X%が75%の値を結んだ線である。一方、実線で描かれた曲線は前記角度θが異なる各ローラにおいて前記凹部32が円錐状に形成される上記割合X%の値を結んだ曲線である。また、グラフ中のプロットは前記角度θの異なる各ローラにおいて最大許容荷重を示す上記割合X%の値、つまり図7中の各グラフにおける前記第一領域と第二領域との連結点に相当するものであり、点線で描かれた曲線は、これらプロットを指標とした近似曲線である。   FIG. 8 is a correlation graph showing the relationship between the ratio X% and the angle θ of the recess 32 in the model 1 roller. First, the graph shown in FIG. 8 will be described. Since the recesses 32 formed on both end faces of the roller 3 in the direction of the rotation axis O are formed so as not to penetrate, the straight line drawn with a two-dot chain line in the graph of FIG. The ratio X% is a line connecting the values of 75%. On the other hand, the curve drawn with a solid line is a curve connecting the values of the above-mentioned ratio X% at which the concave portion 32 is formed in a conical shape in each of the rollers having different angles θ. Further, the plot in the graph corresponds to the value of the ratio X% indicating the maximum allowable load in each roller having a different angle θ, that is, the connection point between the first region and the second region in each graph in FIG. The curve drawn with a dotted line is an approximate curve using these plots as indices.

この図8に係る縦軸線は前記割合X%の値を示し、図7に記載されたグラフの横軸線も同様に前記割合X%を示している。すなわち、図7のグラフにおける横軸線と図8における縦軸線は夫々対応しており、図8を三次元的に把握した場合、図7のグラフにおける縦軸線は図8上のグラフにおいて奥行き方向を示す軸線となる。つまり、図8上、前記角度θが異なる各ローラにおいて、上記割合X%が前記近似曲線上の値よりも低い値を示す領域は図7中のグラフの第一領域に相当する。一方で、前記近似曲線、前記凹部32が貫通しない値を示す二点鎖線及び前記凹部32が円錐状に形成される上記割合X%の値を結んだ曲線によって囲まれた領域は図7中のグラフの第二領域内に相当する。   The vertical axis according to FIG. 8 indicates the value of the ratio X%, and the horizontal axis of the graph shown in FIG. 7 also indicates the ratio X%. That is, the horizontal axis in the graph of FIG. 7 and the vertical axis in FIG. 8 correspond to each other, and when FIG. 8 is grasped three-dimensionally, the vertical axis in the graph of FIG. It becomes the axis line shown. That is, in FIG. 8, in each roller having a different angle θ, the region where the ratio X% is lower than the value on the approximate curve corresponds to the first region of the graph in FIG. On the other hand, a region surrounded by the approximate curve, a two-dot chain line indicating a value that does not penetrate the concave portion 32, and a curve connecting the value of the ratio X% where the concave portion 32 is formed in a conical shape is shown in FIG. Corresponds to the second region of the graph.

換言すると、上記割合X%が前記近似領域、前記凹部32が貫通しない値を示す二点鎖線及び前記凹部32が円錐状に形成される上記割合X%の値を結んだ曲線によって囲まれた領域内の値に設定されたローラ3は、十分な剛性及び許容荷重を備えつつも、加工誤差等を考慮することなく容易に生産することができるものとなる。   In other words, the region surrounded by the approximate region, a two-dot chain line indicating a value that does not penetrate the concave portion 32, and a curve that connects the value of the proportion X% where the concave portion 32 is formed in a conical shape. The roller 3 set to the above value can be easily produced without considering processing errors and the like while having sufficient rigidity and allowable load.

以上説明してきた発明者等の解析結果を採用した本発明に係るローラによれば、前記凹部32の成形において、ローラ3の直径Dwに対する前記凹部32の深さDdの割合X%がFEM解析によって得られたグラフ上の第二領域内に存在するように前記凹部32の深さDdを設定することにより、偏当たりが発生しない範囲において十分な許容荷重Pを備えたローラを生産することが可能であり、また、加工誤差により許容荷重Pが極端に低いローラが生産される恐れがなく、その分当該凹部を容易に成形することが可能である。   According to the roller according to the present invention that employs the analysis results of the inventors described above, in the formation of the recess 32, the ratio X% of the depth Dd of the recess 32 to the diameter Dw of the roller 3 is determined by FEM analysis. By setting the depth Dd of the concave portion 32 so as to exist in the second region on the obtained graph, it is possible to produce a roller having a sufficient allowable load P in a range where no uneven contact occurs. In addition, there is no risk of producing a roller having an extremely low allowable load P due to processing errors, and the concave portion can be easily formed accordingly.

図9A〜図9Cは前記角度θが異なるモデル2のローラにおけるFEM解析の結果に基づいた割合X%に対する許容荷重Pの分布グラフである。図9Aは角度θが0°、図9Bは角度θが10°、図9Cは角度θが20°であるモデル2のローラの解析結果である。このモデル2のローラに関しても、前記角度θが異なる各ローラにおいて、モデル1の解析結果と同様の分布傾向が見られた。すなわち、前記角度θが異なる各ローラにおいて、許容荷重Pの分布グラフは、最大許容荷重を示すまでは上記割合X%の値が高くなるに連れてローラの許容荷重Pの分布が急激に上昇する第一領域、及び当該ローラにおいて最大許容荷重量を示す割合X%の値から当該割合X%の値が高くなるにつれて、当該ローラの許容荷重Pの分布が緩やかに下降する第二領域を備えている。   9A to 9C are distribution graphs of the allowable load P with respect to the ratio X% based on the FEM analysis results of the rollers of the model 2 having different angles θ. 9A shows the analysis result of the roller of the model 2 in which the angle θ is 0 °, FIG. 9B shows the angle θ of 10 °, and FIG. 9C shows the angle θ of 20 °. Regarding the roller of the model 2, the same distribution tendency as the analysis result of the model 1 was observed in each roller having the different angle θ. That is, in the rollers having different angles θ, the distribution graph of the allowable load P shows that the distribution of the allowable load P of the roller rapidly increases as the ratio X% increases until the maximum allowable load is indicated. A first region and a second region where the distribution of the allowable load P of the roller gradually decreases as the value of the ratio X% increases from the value of the ratio X% indicating the maximum allowable load amount in the roller. Yes.

つまり、前記角度θが異なるモデル2の各ローラにおいても、上記割合X%が第二領域内に存在するように凹部32の深さDdを設定することにより、偏当たりの発生が抑えつつも、十分な許容荷重Pを備えたローラを製造することが可能であり、且つ、前記凹部の成形において手間がかからず、ローラそのものを容易に生産することが可能である。   That is, even in each roller of the model 2 having a different angle θ, by setting the depth Dd of the recess 32 so that the ratio X% exists in the second region, the occurrence of uneven contact is suppressed, It is possible to manufacture a roller having a sufficient allowable load P, and it is possible to easily produce the roller itself without any trouble in forming the concave portion.

また、本発明の実施形態に係るローラをリニアガイド等の運動案内装置に使用することで、偏当たりの発生を抑えつつ、高い鋼性で且つ高い負荷荷重量を確保することが可能となる。   In addition, by using the roller according to the embodiment of the present invention in a motion guide device such as a linear guide, it is possible to secure a high steel load and a high load load while suppressing the occurrence of uneven contact.

尚、上記実施形態において、本発明の実施形態に係るローラが運動案内装置としてのリニアガイドに適用可能である点を説明したが、当該ローラは、内輪と外輪との間にローラの転走路を備えた所謂回転軸受等にも適用することが可能である。当該回転軸受等に本発明の実施形態に係るローラを適用した場合にも、偏当たりの発生を抑えつつ、高い鋼性で且つ高い負荷荷重量を確保することが可能となる。   In the above embodiment, the roller according to the embodiment of the present invention has been described as being applicable to a linear guide as a motion guide device. However, the roller has a roller rolling path between the inner ring and the outer ring. It can be applied to a so-called rotary bearing provided. Even when the roller according to the embodiment of the present invention is applied to the rotary bearing or the like, it is possible to secure high steel and a high load load while suppressing the occurrence of uneven contact.

尚、上記実施形態では、本発明の実施形態に係るローラが適用可能なリニアガイドとして当該ローラの無限循環路を備えたものを説明したが、かかるローラが無限循環しないローラの循環が有限式であるリニアガイドにも適用することが可能である。また、本発明の実施形態に係るローラが運動案内装置としてのリニアガイドに適用可能である点を説明したが、当該ローラは軌道レール1が曲線状に形成された曲線案内装置にも適用することが可能である。   In the above-described embodiment, the linear guide to which the roller according to the embodiment of the present invention can be applied has been described as having an infinite circulation path of the roller. It can be applied to a certain linear guide. Moreover, although the point which can apply the roller which concerns on embodiment of this invention to the linear guide as a motion guide apparatus was demonstrated, the said roller is applicable also to the curve guide apparatus in which the track rail 1 was formed in the shape of a curve. Is possible.

また、上記実施形態に係る運動案内装置は、工作機械を始め半導体・液晶製造装置(例えば、実装機)や、ロボットなどの産業機械分野から、免震装置、システムキッチン、各種ゲーム機、 医療機械、食品機械、搬送装置といった民生分野まで、幅広い分野に要素部品として組み込むことができる。   In addition, the motion guidance apparatus according to the above-described embodiment includes a seismic isolation device, a system kitchen, various game machines, a medical machine from a machine tool, a semiconductor / liquid crystal manufacturing apparatus (for example, a mounting machine), and an industrial machine field such as a robot. It can be incorporated as a component part in a wide range of fields, including consumer products such as food machinery and transport equipment.

Claims (4)

一対の軌道面間に配置されて荷重を負荷しながら転動し、前記軌道面と接触する外周面(31)を有して円柱状に形成されて単一の回転軸を有する円筒ころ(3)であって、
回転軸方向に位置する両端面には、当該円筒ころ(3)の回転中心に向かう凹部(32)が形成され、当該円筒ころ(3)の直径に対する前記凹部(32)の深さの比と円筒ころ(3)の偏当たりが発生しない範囲の許容荷重との関係において、円筒ころ(3)の直径と前記凹部(32)の深さの比が円筒ころ(3)の許容荷重のピークを示す値以上となるように前記凹部(32)の深さが設定されることを特徴とする円筒ころ(3)。
A cylindrical roller (3) which is arranged between a pair of raceway surfaces, rolls while applying a load, has an outer peripheral surface (31) which contacts the raceway surface and is formed in a columnar shape and has a single rotation axis. ) And
On both end faces located in the direction of the rotation axis, a recess (32) directed toward the center of rotation of the cylindrical roller (3) is formed, and the ratio of the depth of the recess (32) to the diameter of the cylindrical roller (3) In the relationship with the allowable load in the range where uneven contact of the cylindrical roller (3) does not occur, the ratio of the diameter of the cylindrical roller (3) to the depth of the recess (32) shows the peak of the allowable load of the cylindrical roller (3). A cylindrical roller (3), characterized in that the depth of the recess (32) is set to be equal to or greater than the value shown.
以下のパラメータ、
Dw:円筒ころ(3)の直径
Dd:回転軸方向に位置する端面から前記凹部(32)の最深部(32a)までの距離
P:偏当たりが発生しない範囲における許容荷重
X%:円筒ころ(3)の直径Dwに対する回転軸方向に位置する端面から前記凹部(32)の最深部(32a)までの距離Ddの割合
に対し、横軸数値を上記割合X%、縦軸数値を許容荷重Pとするグラフを描いた場合、そのグラフは、最大許容荷重を示すプロットに向けて急激に傾斜する第一領域と、前記最大許容荷重を示すプロットを介して前記第一領域に連結すると共に当該第一領域と逆向きに緩やかに傾斜する第二領域と、からなり、
前記割合X%が前記グラフにおける第二領域内に存在するように前記Ddを設定したことを特徴とする請求項1記載の円筒ころ。
The following parameters,
Dw: Diameter of the cylindrical roller (3) Dd: Distance from the end face located in the rotation axis direction to the deepest portion (32a) of the concave portion (32) P: Allowable load X% within a range where no uneven contact occurs X: Cylindrical roller ( 3) With respect to the ratio of the distance Dd from the end face located in the direction of the rotation axis to the diameter Dw of 3) to the deepest part (32a) of the recess (32), the horizontal axis is the ratio X% and the vertical axis is the allowable load P When the graph is drawn, the graph is connected to the first region via the first region steeply inclined toward the plot indicating the maximum allowable load, and the plot indicating the maximum allowable load, and the first region. A second region that gently slopes in the opposite direction to the one region,
2. The cylindrical roller according to claim 1, wherein the Dd is set so that the ratio X% exists in a second region in the graph.
長手方向に沿って転動面(10)が複数形成された軌道レール(1)と、前記軌道面(10)に対向する軌道面を有すると共に、前記軌道レール(1)に組みつけられ当該軌道レール(1)の長手方向に沿って移動自在な移動ブロック(2)と、を備えた運動案内装置において、
前記軌道レール(1)の軌道面(10)と移動ブロック(2)の軌道面とが対向する隙間には、請求項1記載の円筒ころ(3)が転動自在に複数配列されていることを特徴とする運動案内装置。
A track rail (1) having a plurality of rolling surfaces (10) formed along the longitudinal direction, and a track surface facing the track surface (10), and the track is assembled to the track rail (1). In a motion guide device comprising a moving block (2) movable along the longitudinal direction of the rail (1),
A plurality of cylindrical rollers (3) according to claim 1 are arranged in a freely rolling manner in a gap between the raceway surface (10) of the raceway rail (1) and the raceway surface of the moving block (2). A motion guide device characterized by the above.
内周面に軌道面が形成された外輪と、外周面に前記軌道面と対向する軌道面が形成された内輪と、を備えた回転軸受において、
前記外輪の軌道面と内輪の軌道面とが対向する隙間には、請求項1記載の円筒ころが転動自在に複数配列されていることを特徴とする回転軸受。
In a rotary bearing comprising an outer ring having a raceway surface formed on an inner circumferential surface and an inner ring having a raceway surface opposed to the raceway surface on an outer circumferential surface,
2. A rotary bearing according to claim 1, wherein a plurality of cylindrical rollers according to claim 1 are arranged in a freely rolling manner in a gap where the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring face each other.
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