WO2006082936A1 - 運動案内装置 - Google Patents

Abstract

　リテーナを介在させたローラ列が回転の自由度を持つことができる運動案内装置を提供する。 　運動案内装置は、ローラ７が転走するローラ転走部５ａが形成される軌道部材５と、ローラ転走部５ａに対向する負荷ローラ転走部６ａが形成される移動部材６と、軌道部材５のローラ転走部５ａと移動部材６のローラ転走部６ａとの間の負荷ローラ転走路９を含むローラ循環経路に配列される複数のローラ７と、複数のローラ７間に介在される複数のリテーナ８と、を備える。複数のリテーナ８は互いに分離され、またリテーナ８が、リテーナ８が挟まれる一対のローラ７のうちの一方のローラ７に接触する第１の分割体３１と、他方のローラ７に接触する第２の分割体３２とに分割される。第１の分割体３１は第２の分割体３２に対して回転できる。

Description

明 細 書

運動案内装置

技術分野

[0001] 本発明は、軌道部材に対して移動部材が相対的に移動する運動案内装置、例え ばねじ装置、リニアガイド、ボールスプライン等に関する。

背景技術

[0002] ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能にボールを介在させたボールねじは、すべり 接触するねじに比べて、ナットに対してねじ軸を回転させる際の摩擦係数を低減でき るので、工作機械 'ロボットの位置決め機構、送り機構、あるいは自動車のステアリン グギヤ等に実用化されている。

[0003] 近年許容荷重を増大するために、転動体としてボールの替わりにローラを使用した ローラねじ力 例えば特許文献 1のように考案されている。このローラねじでは、ねじ 軸の外周面にローラ転走溝を形成し、ナットの内周面にもねじ軸のローラ転走溝に対 向する螺旋状の負荷ローラ転走溝を形成する。ねじ軸のローラ転走溝とナットのロー ラ転走溝との間の負荷ローラ転走路に、転動体として複数のローラを配列 ·収容する 。ナットに負荷転走の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路を設け、この無負 荷戻し通路により負荷ローラ転走路を転がるローラを循環させる。

[0004] 図 26は、出願人が提案したローラねじに組み込まれるリテーナ 51を示す。このリテ ーナ 51は、複数のローラ間にローラ同士の接触を防止するために介在される。リテー ナ 51の進行方向の両端にはローラの外周面に形状を合わせた凹面 53が形成される

[0005] 図 27はこのリテーナ 51を組み込んだローラ列を示す。ローラ 52はローラ 52の進行 方向から見て隣接するローラ 52の軸線が互いに直交するようにクロス配列される。 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ローラねじでは、一般的に無負荷ローラ戻し通路がねじれていて、ローラはその姿 勢を回転しながら無負荷ローラ戻し通路を移動する。この他にも、負荷ローラ転走路 力も無負荷ローラ戻し通路へ移行する部分も僅か〖こねじれて 、て、ローラは僅かに 回転しながら方向転換する。また細力べみれば、負荷ローラ転走路自体も螺旋になつ ているので、ねじれている。

[0007] このねじれた循環経路をローラが移動するとき、前方のローラが後方のローラに対 してその姿勢を回転する (詳しくは、ローラの進行方向から見て、後方のローラの軸 線に対して直交状態を保っていた前方のローラの軸線力 相対的に僅かに回転する )必要がある。

[0008] 従来のリテーナを使用すると、図 27 (A)に示されるように、リテーナ 5 laは、リテー ナ 51aと後方のローラ 52aとの接触面に沿った第 1の方向 (1)に移動できる。また一つ 手前のリテーナ 51bは、後方のローラ 52bに対して、リテーナ 51bと後方のローラ 52b との接触面に沿った第 2の方向 (2) (すなわちローラ 7の進行方向 (3)力 見て第 1の方 向 (1)と直交する方向）に移動できる。し力しこれ以外には移動することができず、した 力 Sつてローラ列はローラの進行方向 (3)に対して直交する 2方向にしか転走方向を変 化することができない（言い換えればローラ列は 2自由度しか有さない)。図 27 (B)は ローラ列が転走方向を変化した場合を示す。

[0009] また図示しないが、隣接するローラの軸線を平行に保つようにローラをパラレル配 列させると、ローラ列は、ローラの進行方向に対して直交する 1方向、すなわち第 1の 方向 (1)又は第 2の方向 (2)にしか転走方向を変化することができない（言い換えれば ローラ列は 1自由度しか有さない)。

[0010] このような従来のリテーナを使用すると、ローラ列が 2自由度又は 1自由度しか有さ な 、ので、前方のローラが後方のローラに対してその姿勢を回転する循環経路に対 処することができない。従来のリテーナを使用してローラ列をローラねじの複雑な循 環経路をあえて循環させると、ローラとリテーナとの間に僅かな隙間が生じたり、リテ ーナに無理な力が掛カつたり、またローラとローラ転走溝との間で過大なすべりが発 生するおそれがある。

[0011] そこで本発明は、リテーナを介在させたローラ列が回転の自由度を持つことができ る運動案内装置を提供することを目的とする。

特許文献 1：特開平 11— 210858号公報 課題を解決するための手段

[0012] 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。

[0013] 上記課題を解決するために本発明者は個々のリテーナを 2分割し、リテーナ自体に 回転方向の自由度を持たせた。すなわち請求項 1に記載の発明は、ローラ（7)が転 走するローラ転走部（5a)が形成される軌道部材（5)と、前記ローラ転走部（5a)に対 向する負荷ローラ転走部（6a)が形成される移動部材 (6)と、前記軌道部材 (5)の口 一ラ転走部（5a)と前記移動部材 (6)のローラ転走部（6a)との間の負荷ローラ転走 路 (9)を含むローラ循環経路 (9, 10)に配列される複数のローラ (7)と、前記複数の ローラ（7)間に介在される複数のリテーナ（8, 34, 43)と、を備える運動案内装置に おいて、前記複数のリテーナ（8, 34, 43)が互いに分離され、前記リテーナ（8, 34, 43)が、前記リテーナ（8, 34, 43)が挟まれる一対のローラ（7)のうちの一方のローラ (7)に接触する第 1の分割体 (31, 41)と、他方のローラ（7)に接触する第 2の分割体 (32, 42)とに分割され、前記第 1の分割体 (31, 41)が前記第 2の分割体 (32, 42) に対して回転できることを特徴とする運動案内装置により、上述した課題を解決する

[0014] 請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載の運動案内装置において、前記第 1の 分割体 (31 , 41)と前記第 2の分割体 (31, 42)とが、連結されていないことを特徴と する。

[0015] 請求項 3に記載の発明は、請求項 1に記載の運動案内装置において、前記第 1の 分割体 (31)と前記第 2の連結体 (32)とが弾性体 (33)で連結されていることを特徴 とする。

[0016] 請求項 4に記載の発明は、請求項 2に記載の運動案内装置において、前記第 1の 分割体 (31)の、前記第 2の分割体 (32)に接触する第 1のリテーナ接触面 (31b)が、 前記ローラ (7)の進行方向に直交する平面形状に形成され、前記第 2の分割体 (32 )の、前記第 1の分割体 (31)に接触する第 2のリテーナ接触面 (32b)も、前記ローラ の進行方向に直交する平面形状に形成されることを特徴とする。 [0017] 請求項 5に記載の発明は、請求項 1ないし 4いずれかに記載の運動案内装置にお いて、前記ローラ（7)の進行方向から見た状態において、前記リテーナ（8)が挟まれ る一対のローラ（7)の軸線が互いに交差するように、前記複数のローラ（7)がクロス配 列されることを特徴とする。

[0018] 請求項 6に記載の発明は、請求項 2に記載の運動案内装置において、前記第 1の 分割体 (41)の、前記第 2の分割体 (42)に接触する第 1のリテーナ接触面 (41b)が 前記第 2の分割体 (42)に向力つて凸の曲面に形成され、前記第 2の分割体 (42)の 、前記第 1の分割体 (41)に接触する第 2のリテーナ接触面 (42b)が前記第 1の分割 体 (41)に向力つて凸の曲面に形成されることを特徴とする。

[0019] 請求項 7に記載の発明は、請求項 6に記載の運動案内装置において、前記ローラ（ 7)の進行方向から見た状態にぉ 、て、前記リテーナ (43)が挟まれる一対のローラ（ 7)の軸線が互いに平行を保つように、前記複数のローラ（7)がパラレル配列されるこ とを特徴とする。

[0020] 請求項 8に記載の発明は、請求項 1ないし 7いずれかに記載の運動案内装置にお いて、前記第 1の分割体 (31, 41)の、前記ローラ（7)に接触する第 1のローラ接触面 (31a, 41a)は、前記ローラ（7)の外形形状に合わせて凹んだ曲面形状に形成され 、前記第 2の分割体 (42)の、前記ローラ（7)に接触する第 2のローラ接触面（32a, 4 2a)は、前記ローラ（7)の外形形状に合わせて凹んだ曲面形状に形成されることを特 徴とする。

[0021] 請求項 9に記載の発明は、外周面に螺旋状のローラ転走溝（5a)が形成されるねじ 軸（5)と、前記ローラ転走溝 (5a)に対向する負荷ローラ転走溝 (6a)が形成されるナ 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)の前記負荷ロー ラ転走溝 (6a)との間の負荷ローラ転走路（9)を含むローラ循環経路（9, 10)に配列 される複数のローラ（7)と、前記複数のローラ（7)間に介在される複数のリテーナ (8, 34, 43)と、を備えるローラねじにおいて、前記複数のリテーナ（8, 34, 43)が互い に分離され、前記リテーナ（8, 34, 43)が、前記リテーナ（8, 34, 43)が挟まれる一 対のローラ（7)のうちの一方のローラ（7)に接触する第 1の分割体 (31, 41)と、他方 のローラ（7)に接触する第 2の分割体 (32, 42)とに分割され、前記第 1の分割体 (31 , 41)が前記第 2の分割体 (32, 42)に対して回転でき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する。

発明の効果

[0022] 請求項 1に記載の発明によれば、リテーナを第 1の分割体と第 2の分割体とに分割 し、且つ第 1の分割体が第 2の分割体に対して回転できるようにすることで、リテーナ 自体が回転の自由度を持つ。これによりローラ列は多自由度を得ることができ、複雑 な循環経路においても円滑に方向転換する。

[0023] リテーナの第 1の分割体と第 2の分割体とは、請求項 2に記載の発明のように連結さ れていなくてよい。第 1の分割体及び第 2の分割体は、隣接するローラあるいは通路 の壁面にその位置が拘束されるので、第 1の分割体と第 2の分割体とを連結しなくて も、第 1の分割体が第 2の分割体に対してずれたり、第 1の分割体と第 2の分割体とが ばらばらになったりする問題が生じ難い。

[0024] 請求項 3に記載の発明のように、リテーナを弾性体で連結することで、運動案内装 置の循環経路にリテーナを組み込み易くなる。

[0025] 請求項 4に記載の発明によれば、第 1の分割体が第 2の分割体に対して、ローラの 進行方向を回転軸にして相対的に回転できる。

[0026] 請求項 5に記載の発明によれば、進行方向と直交する第 1の方向及び第 2の方向 にローラの転走方向を変化させることができる。

[0027] 請求項 6に記載の発明によれば、第 1の分割体を第 2の分割体に対して 3次元的に 動かせることができるので、回転の自由度に加えてさらなる自由度を持たせることが できる。特に請求項 7に記載の発明のように、ローラをパラレル配列した場合に有効 である。

[0028] 請求項 8に記載の発明によれば、リテーナによってローラの姿勢を正しく保つことが できる。

[0029] ローラねじの循環経路は、ねじれが発生し易いので、本件発明は請求項 8に記載 の発明のようなローラねじに特に有効である。

図面の簡単な説明

[0030] [図 1]本発明の一実施形態におけるローラねじの斜視図 圆 2]ローラねじの主要部品の分解斜視図

[図 3]全部品を組み合わせたローラねじの側面図

[図 4]図 3の IV— IV線矢視図

圆 5]ねじ軸を示す側面図

[図 6]ねじ軸のローラ転走溝の溝直角断面形状を示す図

[図 7]ナット 6の詳細図（図 (A)はナットの正面図を示し、 (B)は軸線方向に沿った断 面図を示し、（C)裏面図を示す）

圆 8]ナットのローラ転走溝の溝直角断面形状を示す図

[図 9]ローラの側面図

圆 10]負荷ローラ転走路内のローラを示す断面図

[図 11]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口 ーラの軌道の中心線を示す図

圆 12]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（ (A)はナットの正面図を 示し、 (B)はナットの断面図を示す）

圆 13]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）

圆 14]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）

[図 15]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）

[図 16]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）

[図 17]パイプの断面図

圆 18]直線部を移動するローラの姿勢の回転を示す図

圆 19]リテーナを示す斜視図（ (A)は組み合わせた場合の斜視図を示し、 (B)は分 離した場合の斜視図を示す）

圆 20]リテーナを介在させたローラ列を示す斜視図 [図 21]ローラの転走方向を変化させた場合のローラ列を示す斜視図

[図 22]リテーナの他の例を示す斜視図

[図 23]リテーナを介在させたローラ列を示す斜視図

[図 24]リテーナの他の例を示す断面図

[図 25]リテーナの他の例を示す断面図

[図 26]従来のリテーナを示す断面図

[図 27]従来のリテーナを組み込んだローラ列を示す斜視図

符号の説明

[0031] 5a…ローラ転走溝 (ローラ転走部）

5…ねじ軸 (軌道部材）

6…ナット (移動部材）

6a- · '負荷ローラ転走溝 (負荷ローラ転走部）

7…ローラ

8, 34, 43· · ·リテーナ

9…負荷ローラ転走路

10· · ·無負荷ローラ戻し通路

31 , 41 · · ·第 1の分割体

31a, 41a…第 1のローラ接触面

31b, 41b…第 1のリテーナ接触面

32, 42…第 2の分割体

32a, 42a…第 2のローラ接触面

32b, 42b…第 2のリテーナ接触面

33…弾性体

発明を実施するための最良の形態

[0032] 本発明は、軌道部材に対して移動部材が相対的に移動する運動案内装置、例え ばねじ、リニアガイド、ボールスプライン等に適用することができる。以下では運動案 内装置として、ローラねじに適用した場合について説明する。

[0033] 図 1は、ローラねじの斜視図を示す。ローラねじは、外周面にローラが転走する螺旋 状のローラ転走溝 5aが形成された軌道部材としてのねじ軸 5と、内周面にローラ転走 溝 5aに対向する螺旋状の負荷ローラ転走溝 6aが形成される移動部材のナット 6とを 備える。ねじ軸 5のローラ転走溝 5aとナット 6の負荷ローラ転走溝 6aとの間の負荷口 ーラ転走路には、複数のローラ 7が隣接するローラ 7の軸線が互いに直交するように クロス配列される。複数のローラ 7間には、ローラ 7同士の接触を防止する複数のリテ ーナ 8が介在される。複数のリテーナは、連結されることなぐ互いに分離されている。

[0034] 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 7がローラ転走溝 5 aと負荷ローラ転走溝 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 7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。これら負荷ローラ転走路 9と 無負荷ローラ戻し通路 10で、エンドレスのローラ循環経路が構成される。

[0035] 図 2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。

[0036] 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。詳しくは後述する力 ローラ 7が直線部 11を移動するにしたがつ てローラ 7の姿勢が回転するように直線部 11はねじれて 、る。

[0037] ナット 6の軸線方向の両端面には、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 、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。ノイブ 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。 [0038] 図 3はローラねじの側面図を示し、図 4は図 3の IV— IV線矢視図を示す。上記パイ プ 12及び方向転換路構成部材 13が組み込まれたナット 6の軸線方向の両端面には 、異物を除去するため並びにナット 6の内部力 潤滑剤が漏れるのを防止するために 、ラビリンスシール 14が取付けられる。そしてナット 6の端面には、ラビリンスシール 14 を覆うキャップ 15が取付けられる。

[0039] 図 5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 4条に設定している。勿論ローラ転走溝 5 aの条数は一条、ニ条、三条等様々に設定することができる。

[0040] 図 6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字形状でその開き角度は 90度に設定される。ローラ転走溝 5aの底には 90度 の交差部分も研削加工できるように研削逃げのための円弧部 5bが形成される。

[0041] 図 7はナット 6の詳細図を示す。図 7 (A)はナット 6の正面図を示し、図 7 (B)は軸線 方向に沿った断面図を示し、図 7 (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負荷ローラ転走溝 6aが形成される 。またナット 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は負荷ローラ転走溝 6aの条数と等しい数 (この実施形態では 4つ)設け られ、 4条の負荷ローラ転走溝 6aそれぞれを転がるローラ 7を循環させる。

[0042] 図 8はナット 6の負荷ローラ転走溝 6aの溝直角断面形状を示す。負荷ローラ転走溝 6aの断面は V字形状でその開き角度は 90度に設定される。負荷ローラ転走溝 6aの 底には 90度の交差部分も研削加工できるように研削逃げのための円弧部 6bが形成 される。

[0043] 図 9はローラ 7の側面図を示す。負荷ローラ転走路 9を転がるローラ 7は円筒形状で その直径 Dと高さ Lが略等 ヽ (正確にはローラ 7の直径 Dがローラの高さ Lよりも僅か に大きい)。このため側面力もみたローラ 7の形状は正方形に近くなる。

[0044] この実施形態では、ローラ 7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 10は負荷ローラ転走路 9に収容されたローラ 7を示す。ローラ 7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の負荷ローラ転走溝 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力負荷できない。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ー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 7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 10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 7の進行方向から見た 状態において、隣接するローラ 7の軸線 19, 20が互いに直交するようにクロス配列す る必要がある。

[0045] 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 7の 数と他方向 (2)の荷重を負荷するローラ 7の数を等しくてもよ 、が、両方向の許容荷重 を変えた 、場合には、一方向 (1)の荷重を負荷するローラ 7の数と他方向 (2)の荷重を 負荷するローラ 7の数を異ならせてもよい。ローラ 7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。

[0046] ローラ 7の直径 Dには、ねじ軸 5のローラ転走溝 5aの壁面と該壁面に対向するナット 6の負荷ローラ転走溝 6aの壁面との間の距離よりも僅かに大きい所謂オーバーサイ ズのものが用いられる。このため負荷ローラ転走路 9内でローラは弾性変形している ことになり、それに見合う荷重が予圧荷重としてナット 6の内部に存在する。ローラ 7は 負荷ローラ転走路 9内でクロス配列されているので、ローラ 7からナット 6に加わる荷重 は隣接するローラ 7で互いに反発する方向に作用する。

[0047] 図 11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 7の軌道の中心線を示す。図 (A)は負荷ローラ転走路 9を移動するロー ラ 7の軌道（ねじ軸 5の軸線方向力 みた状態)を示し、図（B)は無限循環路の全体 を循環するローラ 7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 7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 7の軌道は、曲率半径 Rの円弧になる。

[0048] 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 7 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の側方力も見た状態において、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。

[0049] 図 12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 (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。方向転換路 16の曲率半径が大きいほど開き角度 γが大きくなる傾 向がある。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 7の姿勢をこの 開き角度と略等しい角度 γ回転させる。

[0050] 図 13及び図 14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 7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 7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 7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。

[0051] 図 15及び図 16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、負荷口 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 2 la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 7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 7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榭 脂製であってもよい。

[0052] 図 17はパイプ 12の断面図を示す。ローラ 7が無負荷ローラ戻し通路 10の直線部 1 1を通過する間、ローラ 7の姿勢が回転するように直線部 11はねじられる。ローラ 7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 7の移動距離とローラ 7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の一端力も他端に至るまでローラ 7は、約 90度 + 2 18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 (図 12参照)）回転する。パイプ 12は中 心線に沿って 2分割される。このパイプ 12は金属製であっても樹脂製であってもよ ヽ

[0053] 図 18は直線部 11を移動するローラ 7の姿勢の変化を示す。この図 18から直線部 1 1を移動するに従って、ローラ 7の A1の位置が左斜め上から左斜め下へと移動し、口 ーラ 7の姿勢が約 90度回転するのがわかる。

[0054] 直線部 11でローラ 7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 7 を掬い上げ、また負荷ローラ転走路 9にローラ 7を戻すときに、側面形状が四角形の ローラ 7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。

[0055] また、ローラ 7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力 反転し な 、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。 [0056] 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 7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に口 ーラ 7を戻すとき、ローラ 7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 7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 、る以上ねじれて 、る。

[0057] ねじれた循環経路をローラ 7が移動するとき、前方のローラ 7が後方のローラ 7に対 してその姿勢を回転する (詳しくは、ローラ 7の進行方向から見て、後方のローラ 7の 軸線に対して直交状態を保っていた前方のローラ 7の軸線力 相対的に僅かに回転 する）こと〖こなる。

[0058] 本実施形態では、リテーナ 8を第 1の分割体と第 2の分割体とに分割し、且つ第 1の 分割体が第 2の分割体に対して回転できるようにすることで、リテーナ 8自体に回転の 自由度を持たせている。これにより、前方のローラ 7が後方のローラ 7に対してその姿 勢を回転するのを許容して 、る。

[0059] 図 19はリテーナ 8を示す。リテーナ 8は、一対のローラ 7間に挟まれる。図 19に示さ れるリテーナ 8は略円筒形状で、上下方向（ローラ 7の進行方向 (3))に第 1の分割体 3 1と第 2の分割体 32とに 2分割される。第 1の分割体 31には、一対のローラ 7のうちの 一方のローラ 7に接触する第 1のローラ接触面 31aが形成される。第 2の分割体 32a にも、一対のローラ 7のうちの他方のローラ 7に接触する第 2のローラ接触面 32aが形 成される。第 1のローラ接触面 31a及び第 2のローラ接触面 32aはローラ 7の外形形 状に合わせて凹んだ曲面形状に形成されている。そして第 1のローラ接触面 31a及 び第 2のローラ接触面 32aの凹みの曲率半径は、ローラ 7の半径よりも若干大きい。こ のため第 1及び第 2の接触面 31a, 32aとローラ 7とは、第 1及び第 2のローラ接触面 3 la, 32aの凹みの底部にて線接触する。

[0060] リテーナ 8は水平面（ローラ 7の進行方向 (3)と直交する面)で 2分割される。第 1の分 割体 31の、第 2の分割体 32に接触する第 1のリテーナ接触面 31bは、ローラ 7の進 行方向 (3)と直交する平面形状に形成される。第 2の分割体 32の、第 1の分割体 31に 接触する第 2のリテーナ接触面 332bもローラ 7の進行方向 (3)と直交する平面形状に 形成される。これにより、ローラ 7が進行する方向 (3)を回転軸として、第 1の分割体 31 が第 2の分割体 32に対して相対的に回転する。

[0061] 図 20はリテーナ 8a, 8bを介在させたローラ列を示す。リテーナ 8aは、リテーナ 8aと 後方のローラ 7aとの接触面に沿った第 1の方向 (4)に移動できる。また一つ手前のリ テーナ 8bは、後方のローラ 7bに対して、リテーナ 8bと後方のローラ 7bとの接触面に 沿った第 2の方向 (5) (ローラ 7の進行方向 (3)力 見て第 1の方向 (4)と直交する方向） に移動できる。すなわち、ローラ 7の進行方向 (3)に対して直交する 2方向に転走方向 を変化することができる。のみならず、この例のリテーナ 8a, 8bを使用すると、ローラ 7 aはローラ 7bに対してローラの進行方向 (3)を回転軸として回転できる。

[0062] 図 12はローラ 7の転走方向を変化させた場合を示す。ローラ列は多自由度を得るこ とができ、複雑な循環経路においても円滑に方向転換することができる。

[0063] この例のリテーナの第 1の分割体 31と第 2の分割体 32は、連結されておらず、各々 独立して動く。第 1の分割体 31及び第 2の分割体 32は、隣接するローラ 7あるいは循 環経路の壁面にその位置が拘束される。このため、第 1の分割体 31と第 2の分割体 3 2とを連結しなくても、第 1の分割体 31が第 2の分割体 32に対してずれたり、第 1の分 割体 31と第 2の分割体 32とがばらばらになったりする問題が生じ難い。

[0064] 第 1の分割体 31及び第 2の分割体 32は、榭脂又はエラストマを射出成形すること で製造される。

[0065] 図 22及び図 23は、リテーナ 34の他の例を示す。第 1の分割体 31と第 2の分割体 3 2とが連結されて ヽな 、と、 2分割された細力 、リテーナを循環経路に糸且み込むことに なるので、組み立て作業に困難を伴うおそれがある。この例のリテーナ 34では、この 問題を解決するために、第 1の分割体 31と第 2の分割体 32とをゴム等の弾性体 33で 連結している。第 1の分割体 31及び第 2の分割体 32自体の構成は上記例のリテー ナ 8と同一であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0066] この例のリテーナ 34では、第 1の分割体 31及び第 2の分割体 32が、弾性体 33を介 して連結されている。このため、ローラ 7の進行方向 (3)を回転軸にして、第 1の分割体 31が第 2の分割体 32に対して相対的に僅かに回転できる。したがって、図 19に示さ れるリテーナ 8と同様に、ローラ列は多自由度を得ることができ、複雑な循環経路に おいても円滑に方向転換する。また、弾性体 33が部分的に伸びたり縮んだりすること で、第 1の分割体 31が第 2の分割体 32に対して傾くこともでき、さらなる自由度が得 られる。この例のリテーナは例えば榭脂とゴムを二色成形することで製造される。

[0067] この例のリテーナ 34は、図 19に示されるリテーナ 8に比べて、リテーナ 34が厚くなり 易ぐしたがって循環経路に配置されるローラの数が減ってしまうというデメリットが生 じゃすい。このため弾性体 33の厚みはできるだけ薄くされる。

[0068] 図 24はリテーナ 43のさらに他の例を示す。この例のリテーナ 43もローラ 7の進行方 向 (3)に第 1の分割体 41と第 2の分割体 42とに分割されている。第 1の分割体 41には 、ローラ 7の外周面に沿った凹んだ曲面形状の第 1のローラ接触面 41aが形成される 。第 2の分割体 42にも、ローラ 7の外周面に沿った凹んだ曲面形状の第 2のローラ接 触面 42aが形成される。第 1の分割体 41の、第 2の分割体 42に接触する第 1のリテ ーナ接触面 41bが凸の曲面、例えば球面に形成される。第 2の分割体 42の、第 1の 分割体 41に接触する第 2のリテーナ接触面 42bも凸の曲面、例えば球面に形成され る。

[0069] ローラねじに主荷重方向を持たせる場合、負荷するローラ 7を平行に配列し、負荷 する側のローラ 7の卷数を多くする。この場合、ローラ 7の進行方向 (3)から見た状態 において、リテーナ 43が挟まれる一対のローラ 7の軸線が互いに平行を保つ。この配 列をパラレル配列と呼ぶ。

[0070] ローラ 7をパラレル配列した場合も、クロス配列した場合と同様に、負荷ローラ転走 路 9や無負荷ローラ戻し通路 10でローラ同士の位置関係が変化していく。一例として 、図 25 (A)は直線軌道を移動するローラ 7の位置関係を示し、図 25 (B)は円弧軌道 を移動するローラ 7の位置関係を示す。

[0071] ローラ 7をパラレル配列したとき、図 19に示されるリテーナ 8を使用すると、前方の口 ーラ 7が後方のローラ 7に対して、ローラ 7の進行方向 (3)に対して直交する 1方向（(4) 方向又は (5)方向のいずれか一つ）にしか転走方向を変化させることができない。この ため自由度が少ない。この例のリテーナ 43のように、第 1及び第 2の分割体 41, 42の 接触面を曲面に形成することで、回転の自由度に加えてさらなる自由度を持たせるこ とができる。第 1の分割体 41を第 2の分割体 42に対して 3次元的に動力せることがで きるので、ローラ 7同士の位置関係の変化にリテーナ 43を容易に追従させることがで きる。

[0072] なおこの例のリテーナ 43はローラ 7をパラレル配列した場合に特に有効だ力 ロー ラ 7をクロス配列した場合にも適用できるのは勿論である。また図 19に示されるリテー ナ 8も、多少自由度は少なくなるがローラ 7をパラレル配列した場合にも適用できる。

[0073] 本発明は上記実施形態に限られることなぐ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。例えばローラねじの循環方式には、この実施形態の ようなエンドキャップ方式に限られることなぐリターンパイプ方式、デフレクタ方式等 様々な方式を用いることができる。

[0074] またリテーナは、ローラねじに限られることなぐリニアガイド、曲線運動案内装置、ス プライン等様々な運動案内装置に組み込むことができる。

[0075] さらにこの実施形態では、直径と長さが略等しい円筒形状のローラを用い、ローラ 循環経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、ローラ循環経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、ローラ循環経路の断面形状を 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。

[0076] さらに第 1の分割体と第 2の分割体とに分割されたリテーナと、分割されていない従 来型のリテーナとを組み合わせて使用してもよい。

[0077] 本明糸田書 ίま、 2005年 2月 7曰出願の特願 2005— 030848に基づく。この内容【ま すべてここに含めておく。

Claims

請求の範囲

[1] ローラが転走するローラ転走部が形成される軌道部材と、

前記ローラ転走部に対向する負荷ローラ転走部が形成される移動部材と、 前記軌道部材のローラ転走部と前記移動部材のローラ転走部との間の負荷ローラ 転走路を含むローラ循環経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、を備える運動案内装置におい て、

前記複数のリテーナが互いに分離され、

前記リテーナが、前記リテーナが挟まれる一対のローラのうちの一方のローラに接 触する第 1の分割体と、他方のローラに接触する第 2の分割体とに分割され、 前記第 1の分割体が前記第 2の分割体に対して回転できることを特徴とする運動案 内装置。

[2] 前記第 1の分割体と前記第 2の分割体とが、連結されていないことを特徴とする請 求項 1に記載の運動案内装置。

[3] 前記第 1の分割体と前記第 2の連結体とが弾性体で連結されていることを特徴とす る請求項 1に記載の運動案内装置。

[4] 前記第 1の分割体の、前記第 2の分割体に接触する第 1のリテーナ接触面が、前記 ローラの進行方向に直交する平面形状に形成され、

前記第 2の分割体の、前記第 1の分割体に接触する第 2のリテーナ接触面も、前記 ローラの進行方向に直交する平面形状に形成されることを特徴とする請求項 2に記 載の運動案内装置。

[5] 前記ローラの進行方向力も見た状態において、前記リテーナが挟まれる一対の口 ーラの軸線が互いに交差するように、前記複数のローラがクロス配列されることを特 徴とする請求項 1な 、し 4 、ずれかに記載の運動案内装置。

[6] 前記第 1の分割体の、前記第 2の分割体に接触する第 1のリテーナ接触面が前記 第 2の分割体に向かって凸の曲面に形成され、

前記第 2の分割体の、前記第 1の分割体に接触する第 2のリテーナ接触面が前記 第 1の分割体に向かって凸の曲面に形成されることを特徴とする請求項 2に記載の 運動案内装置。

[7] 前記ローラの進行方向力も見た状態において、前記リテーナが挟まれる一対の口 ーラの軸線が互いに平行を保つように、前記複数のローラがパラレル配列されること を特徴とする請求項 6に記載の運動案内装置。

[8] 前記第 1の分割体の、前記ローラに接触する第 1のローラ接触面は、前記ローラの 外形形状に合わせて凹んだ曲面形状に形成され、

前記第 2の分割体の、前記ローラに接触する第 2のローラ接触面は、前記ローラの 外形形状に合わせて凹んだ曲面形状に形成されることを特徴とする請求項 1ないし 7 いずれかに記載の運動案内装置。

[9] 外周面に螺旋状のローラ転走溝が形成されるねじ軸と、

前記ローラ転走溝に対向する負荷ローラ転走溝が形成されるナットと、

前記ねじ軸の前記ローラ転走溝と前記ナットの前記負荷ローラ転走溝との間の負 荷ローラ転走路を含むローラ循環経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が互いに分離され、

前記リテーナが、前記リテーナが挟まれる一対のローラのうちの一方のローラに接 触する第 1の分割体と、他方のローラに接触する第 2の分割体とに分割され、 前記第 1の分割体が前記第 2の分割体に対して回転できることを特徴とするローラ ねじ。