(57)【要約】  運動案内装置の剛性を変化させることができると共に、移動ブロックに大荷重がかかるときに、移動ブロックのスライド抵抗が増加するのを抑制できる運動案内装置を提供する。  運動案内装置の転動体循環経路に配列する複数の転動体列１４ａ，１４ｂ，１４ｃを、移動ブロック１２にかかる荷重が所定値未満のときにも、所定値以上のときにも荷重を負荷する第一の転動体列１４ａ，１４ｃと、移動ブロック１２にかかる荷重が所定値未満のときに荷重を負荷せずに、所定値以上のときに荷重を負荷する第二の転動体列１４ｂと、で構成する。第一の転動体列１４ａ，１４ｃは、軌道部材１１に対する移動ブロック１２の相対的な運動に伴って、転動体循環経路を循環する。第二の転動体列１４ｂは、移動ブロック１２にかかる荷重が所定値以上のとき、軌道部材１１に対する移動ブロック１２の相対的な運動に伴って、転動体循環経路を循環する。
2009011282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数条の転動体転走部を有する軌道部材と、
前記軌道部材に相対運動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、及び前記負荷転動体転走部と略平行に伸びる転動体戻し通路を含む複数の転動体循環経路を有する移動ブロックと、
前記複数の転動体循環経路に配列される複数の転動体列と、を備え、
前記複数の転動体列は、
前記移動ブロックにかかる荷重が所定値未満のときにも、所定値以上のときにも荷重を負荷すると共に、前記軌道部材に対する前記移動ブロックの相対的な運動に伴って、前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間を転がり運動し、前記転動体循環経路を循環する第一の転動体列と、
前記移動ブロックにかかる荷重が所定値未満のときに荷重を負荷せず、所定値以上のときに荷重を負荷すると共に、前記移動ブロックにかかる荷重が所定値以上のとき、前記軌道部材に対する前記移動ブロックの相対的な運動に伴って、前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間を転がり運動し、前記転動体循環経路を循環する第二の転動体列と、を有する運動案内装置。
【請求項２】
前記第二の転動体列の転動体の直径は、前記第一の転動体列の転動体の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の運動案内装置。
【請求項３】
前記軌道部材は、上面と、一対の側面と、底面と、を有し、
前記移動ブロックは、軌道部材の上面に対向する中央部と、軌道部材の側面に対向する脚部と、を有し、
前記第一及び第二の転動体列は、前記軌道部材の上面と、前記移動ブロックの中央部と、の間に配置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。
【請求項４】
前記軌道部材は、上面と、一対の側面と、底面と、を有し、
前記移動ブロックは、軌道部材の上面に対向する中央部と、軌道部材の側面に対向する脚部と、を有し、
前記第一及び第二の転動体列は、前記軌道部材の側面と、前記移動ブロックの脚部と、の間に配置され、
前記第一の転動体列が前記軌道部材の上面側に、前記第二の転動体列が前記軌道部材の底面側に配置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。
【請求項５】
前記第二の転動体列は、複数の転動体間に介在される複数のスペーサと、複数のスペーサを連結する帯状のバンドと、を有するリテーナに保持されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の運動案内装置。
【請求項６】
外周面にボールが転走する少なくとも一条の螺旋状のボール転走部、及びローラが転走する少なくとも一条の螺旋状のローラ転走部を有するねじ軸と、
内周面に前記ボール転走部に対向する少なくとも一条の螺旋状の負荷ボール転走部、及び前記ローラ転走部に対向する少なくとも一条の螺旋状の負荷ローラ転走部を有するナットと、
前記ねじ軸のボール転走部と前記ナットの負荷ボール転走部との間に配列され、前記ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときにも、所定値以上のときにも荷重を負荷する複数のボールと、
前記ねじ軸のローラ転走部と前記ナットの負荷ローラ転走部との間に配列され、前記ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときに荷重を負荷せず、所定値以上のときに荷重を負荷する複数のローラと、を備えるねじ装置。
【請求項７】
外周面にボールが転走する少なくとも一条の螺旋状のボール転走部、及びローラが転走する少なくとも一条の螺旋状のローラ転走部を有するねじ軸と、
内周面に前記ボール転走部に対向する少なくとも一条の螺旋状の負荷ボール転走部、及び前記ローラ転走部に対向する少なくとも一条の螺旋状の負荷ローラ転走部を有するナットと、
前記ねじ軸のボール転走部と前記ナットの負荷ボール転走部との間に配列される複数のボールと、
前記ねじ軸のローラ転走部と前記ナットの負荷ローラ転走部との間に、前記ねじ軸の軸線に沿った断面において、前記ねじ軸の軸線と中心線が平行になるように配列される複数の円筒形のローラと、を備えるねじ装置。
【請求項８】
前記ボールは、前記ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときにも、所定値以上のときにも荷重を負荷し、
前記ローラは、前記ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときに荷重を負荷せず、所定値以上のときに荷重を負荷することを特徴とする請求項７に記載のねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーブルなどの移動体が直線又は曲線運動するのを案内するリニアガイド、スプラインなどの運動案内装置に関し、特に移動ブロックにかかる荷重に応じて剛性を変化させることができる運動案内装置に関する。【０００２】
また、本発明は、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させたねじ装置に関する。【０００３】
以下の明細書において、運動案内装置に関する説明に符号Ａを付し、ねじ装置に関する説明に符号Ｂを付す。
【背景技術】
【０００４】
Ａ．テーブルなどの案内対象の直線運動や曲線運動を案内するための機械要素として、案内部分にボール、ローラなどの転動体を介在させた運動案内装置が知られている。軽快な動きが得られるので、ロボット、半導体・液晶製造装置、医療機器、工作機械、建築物の免震構造などのさまざまな分野で利用されている。【０００５】
運動案内装置の一種のリニアガイドは、ベースに取り付けられる軌道レールと、移動体に取り付けられる移動ブロックと、を備える。移動ブロックは、軌道レールに転動体を介して相対運動可能に組み付けられる。【０００６】
運動案内装置に荷重を作用させると、転動体や移動ブロック、軌道レールなどが弾性変形する。この変位量と負荷の比率が剛性値と呼ばれる。移動体の運動を精度よく案内するためには、運動案内装置の剛性を高める必要がある。もし運動案内装置の剛性が低いならば、移動ブロックに大荷重がかかったとき、運動案内装置が弾性変形するからである。【０００７】
運動案内装置の剛性を高めるためには、転動体に予圧を付与したり、転動体として接触面積の大きいローラを用いたり、転動体の径を大きくしたり、転動体の数を多くしたりする方法が採られていた。しかし、これらの方法では、運動案内装置の剛性を高くできるものの、運動案内装置に軽荷重しかからない場合には、移動ブロックが軌道レールに対してスライドするときの抵抗（以下、スライド抵抗という）が大きくなるという問題がある。移動ブロックに大荷重がかかるときに合わせて、運動案内装置の剛性を設定しているからである。【０００８】
特許文献１には、荷重に合わせて運動案内装置の剛性を変化させることができる運動案内装置が開示されている。この運動案内装置においては、図１７に示されるように、軌道レール１の両側面にボール転走溝１ａに平行な荷重受溝１ｂが設けられると共に、移動ブロック２の脚部の内側面に荷重受溝１ｂに対向する荷重受溝２ｂが設けられる。相対する荷重受溝１ｂ，２ｂの空間には、静定格荷重以上の荷重が移動ブロック２にかかったときに荷重受溝１ｂに接触する荷重受部材４が設けられる。【０００９】
図１８に示されるように、荷重受部材４は、円筒の棒状に形成される。荷重受部材４と荷重受溝１ｂとの接触面は細長い長方形である。荷重受部材４と荷重受溝１ｂとの接触面積を大きくすることで、衝撃荷重などの大荷重を負荷することができる。ボール３とボール転走溝１ａとの接触面は楕円形であるから、もし荷重受部材４を設けないならば、移動ブロック２に衝撃荷重がかったとき、ボール３とボール転走溝１ａとの間に局部的な大きな力が加わり、ボール３に疵が発生する。【００１０】
特許文献２には、移動ブロックに大きな荷重がかかったときに、移動ブロックのスライド抵抗を増加させる運動案内装置が開示されている。この運動案内装置においては、図１９に示されるように、移動ブロック５の軌道レール６に対向する面には、両端が閉塞された凹状の収容溝５ａが形成される。この収容溝５ａに複数の転動体７が、回転できるように、かつ循環できないように配列されている。【００１１】
図１９（ａ）に示されるように、移動ブロック５にかかる荷重Ｆが小さいときは、転動体７は凹状の収容溝５ａ内で自由に回転する。一方、図１９（ｂ）に示されるように、移動ブロック５にかかる荷重Ｆが大きくなると、転動体７は、凹状の収容溝５ａと軌道レール６との間で挟まれる。収容溝５ａは端部が閉塞されているので、転動体７の回転が拘束され、転動体７が収容溝５ａと軌道レール６との間を滑る。転動体７の滑りによって、移動ブロック５のスライド抵抗が大きくなる。【００１２】
Ｂ．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、工作機械の送り機構、位置決め機構、自動車のステアリング等の様々な分野で実用化されている。ボールねじは、ねじ軸の外周の螺旋状のボール転走溝と、ナットの内周の螺旋状の負荷ボール転走溝との間に転がり運動可能に複数のボールを入れ、ボールが循環できるようにナットにリターンパイプなどの循環部材を設けたものである。【００１３】
ボールねじのナットには、工作機械のテーブルなどに取り付けるためのフランジが設けられる。図２０に示されるように、ナット６１をテーブルなどに取り付けたとき、ナット６１が角度θ傾く、すなわち、ねじ軸６２の軸線に対してフランジ取付け面６１ａの直角度が保てない場合がある。ナット６１の内部のボール６３が弾性変形し易いからである。【００１４】
ナット６１が傾いたとき、ナット６１の内部に配列されるボールが受ける負荷分布も、図２１（ａ）に示されるような一定のものから、図２１（ｂ）に示されるようなバランスが崩れたものに急激に変わる。ねじ軸の周囲に螺旋状に配列されるボールのそれぞれが受ける負荷も、図２２（ａ）に示されるようなバランスのとれたものから、図２２（ｂ）に示されるようなバランスが崩れたものに変わる。こうなると、ナット６１の軸線方向の端にあるボール６３ａ（図２０参照）が最も大きな荷重を受ける。ボール６３ａに加わる大きな荷重は、ボール６３ａを破損させる原因になる。また、負荷を受けたボール６３ａが無負荷域の循環部材に移行するときに、ボール６３ａが急激に復元するので、循環部材にダメージを与えることもある。【００１５】
この問題を解決するために、特許文献３には、図２３に示されるように、フランジ６５に凸球面６６を形成し、凸球面６６に接触するナット６７に凹球面６８を形成し、フランジ６５に対してナット６７が傾けるようにしたボールねじが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−８９３５６号公報
【特許文献２】特開２０００−２３４６１８号公報
【特許文献３】特開２００３−４２１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
Ａ．特許文献１及び特許文献２に記載の運動案内装置においては、移動ブロックにかかる荷重が大きくなったとき、荷重受部材や転動体が荷重を受けるので、剛性を大きくすることができる。しかし、荷重受部材や転動体が軌道レール上を滑るので、移動ブロックのスライド抵抗が極端に大きくなる。【００１７】
そこで本発明は、運動案内装置の剛性を変化させることができると共に、移動ブロックに大荷重がかかるときにも、移動ブロックのスライド抵抗が増加するのを抑制できる運動案内装置を提供することを目的とする。【００１８】
Ｂ．特許文献３に記載のボールねじによれば、ボールねじのナットの傾きを吸収することができる。このため、テーブルにナットを傾けて取り付けても、ボールの負荷分布が大きく崩れることはない。【００１９】
しかし、ボールねじが、例えば、プレス機、ダイクッション、射出成形機などに使用されるときは、ボールねじに大きな荷重がかかる。このような場合、ボールねじに軸線方向荷重だけでなく、ラジアル荷重やモーメント荷重がかかる。特許文献３に記載のボールねじにおいては、ナットにラジアル荷重やモーメント荷重がかかったとき、ナット内部のボールの負荷分布が変わってしまうという問題がある。【００２０】
そこで、本発明は、ラジアル荷重やモーメント荷重を負荷することができるねじ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
以下、本発明について説明する。【００２２】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、複数条の転動体転走部を有する軌道部材と、前記軌道部材に相対運動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部、及び前記負荷転動体転走部と略平行に伸びる転動体戻し通路を含む複数の転動体循環経路を有する移動ブロックと、前記複数の転動体循環経路に配列される複数の転動体列と、を備え、前記複数の転動体列は、前記移動ブロックにかかる荷重が所定値未満のときにも、所定値以上のときにも荷重を負荷すると共に、前記軌道部材に対する前記移動ブロックの相対的な運動に伴って、前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間を転がり運動し、前記転動体循環経路を循環する第一の転動体列と、前記移動ブロックにかかる荷重が所定値未満のときに荷重を負荷せずに、所定値以上のときに荷重を負荷すると共に、前記移動ブロックにかかる荷重が所定値以上のとき、前記軌道部材に対する前記移動ブロックの相対的な運動に伴って、前記転動体転走部と前記負荷転動体転走部との間を転がり運動し、前記転動体循環経路を循環する第二の転動体列と、を有する運動案内装置である。【００２３】
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、前記第二の転動体列の転動体の直径は、前記第一の転動体列の転動体の直径よりも小さいことを特徴とする。【００２４】
請求項３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、前記軌道部材は、上面と、一対の側面と、底面と、を有し、前記移動ブロックは、軌道部材の上面に対向する中央部と、軌道部材の側面に対向する脚部と、を有し、前記第一及び第二の転動体列は、前記軌道部材の上面と、前記移動ブロックの中央部と、の間に配置されることを特徴とする。【００２５】
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、前記軌道部材は、上面と、一対の側面と、底面と、を有し、前記移動ブロックは、軌道部材の上面に対向する中央部と、軌道部材の側面に対向する脚部と、を有し、前記第一及び第二の転動体列は、前記軌道部材の側面と、前記移動ブロックの脚部と、の間に配置され、前記第一の転動体列が前記軌道部材の上面側に、前記第二の転動体列が前記軌道部材の底面側に配置されることを特徴とする。【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の運動案内装置において、前記第二の転動体列は、複数の転動体間に介在される複数のスペーサと、複数のスペーサを連結する帯状のバンドと、を有するリテーナに保持されることを特徴とする。【００２７】
請求項６に記載の発明は、外周面にボールが転走する少なくとも一条の螺旋状のボール転走部、及びローラが転走する少なくとも一条の螺旋状のローラ転走部を有するねじ軸と、内周面に前記ボール転走部に対向する少なくとも一条の螺旋状の負荷ボール転走部、及び前記ローラ転走部に対向する少なくとも一条の螺旋状の負荷ローラ転走部を有するナットと、前記ねじ軸のボール転走部と前記ナットの負荷ボール転走部との間に配列され、前記ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときにも、所定値以上のときにも荷重を負荷する複数のボールと、前記ねじ軸のローラ転走部と前記ナットの負荷ローラ転走部との間に配列され、前記ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときに荷重を負荷せず、所定値以上のときに荷重を負荷する複数のローラと、を備えるねじ装置である。【００２８】
請求項７に記載の発明は、外周面にボールが転走する少なくとも一条の螺旋状のボール転走部、及びローラが転走する少なくとも一条の螺旋状のローラ転走部を有するねじ軸と、内周面に前記ボール転走部に対向する少なくとも一条の螺旋状の負荷ボール転走部、及び前記ローラ転走部に対向する少なくとも一条の螺旋状の負荷ローラ転走部を有するナットと、前記ねじ軸のボール転走部と前記ナットの負荷ボール転走部との間に配列される複数のボールと、前記ねじ軸のローラ転走部と前記ナットの負荷ローラ転走部との間に、前記ねじ軸の軸線に沿った断面において、前記ねじ軸の軸線と中心線が平行になるように配列される複数の円筒形のローラと、を備えるねじ装置である。【００２９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のねじ装置において、前記ボールは、前記ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときにも、所定値以上のときにも荷重を負荷し、前記ローラは、前記ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときに荷重を負荷せず、所定値以上のときに荷重を負荷することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、移動ブロックにかかる荷重が所定値未満のときに、第一の転動体列が荷重を負荷し、移動ブロックにかかる荷重が所定値以上のときに、第一及び第二の転動体列が荷重を負荷する。このため、移動ブロックにかかる荷重に応じて運動案内装置の剛性を変化させることができる。また、移動ブロックにかかる荷重が所定値以上のとき、第二の転動体列が転動体循環経路を循環するので、移動ブロックのスライド抵抗も低減することができる。【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、大径の第一の転動体列に大きな荷重を負荷させ、小径の第二の転動体列に小さな荷重を負荷させることで、第一の転動体列の寿命と、第二の転動体列の転動体の寿命とを近づけることができる。また、大径の第一の転動体列だけだと仮定すると、転動体が転動体戻し通路から転動体転走部と負荷転動体転走部との間の負荷転走路に入るときに移動ブロックがミクロ的に波打つウェービング現象が発生し易い。大径の第一の転動体列と小径の第二の転動体列との組み合わせによって、ウェービング現象を緩和することができる。【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、移動ブロックの上下方向（ラジアル方向）の剛性を変化させることができる。【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、移動ブロックの左右方向の剛性を変化させることができる。また、大径の第一の転動体列を軌道レールの上面側に配置することで、移動ブロックの一対の脚部が外側に開くように変形するのを防止することができる。【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、荷重を受けていない第二の転動体列が、軌道レールと移動ブロックとの間で、がちゃがちゃ音を発生させるのを防止することができる。【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときにボールでナットにかかるラジアル荷重を受け、ラジアル荷重が所定値以上のときに、ローラに荷重を負荷させることができる。このため、ボールの変形が進行するのを予防した上で、ラジアル荷重やモーメント荷重を負荷できるねじ装置が得られる。また、ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のとき、ローラが荷重を負荷しない（すなわちローラの周囲に僅かなすきまが開く）ので、ねじ軸に対してナットを相対的に回転させるときのトルクを低減することができる。【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、ねじ軸及びナットに線接触する円筒形のローラが、ラジアル荷重を効果的に負荷することができる。このため、ナットを傾けようとする力がかかったときも、ナットの傾きを小さくすることができ、ナットの内部のボールが破損するのを防止することができる。【００３７】
請求項８に記載の発明によれば、ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のときにボールでナットにかかるラジアル荷重を受け、ラジアル荷重が所定値以上のときに、ローラに荷重を負荷させることができる。このため、ボールの変形が進行するのを予防した上で、ラジアル荷重やモーメント荷重を負荷できるねじ装置が得られる。また、ナットにかかるラジアル荷重が所定値未満のとき、ローラが荷重を負荷しない（すなわちローラの周囲に僅かなすきまが開く）ので、ねじ軸に対してナットを相対的に回転させるときのトルクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第一の実施形態の運動案内装置の斜視図（一部断面図を含む）
【図２】図１の運動案内装置のボール循環経路に沿った断面図
【図３】図１の運動案内装置の軸線に直交する断面図
【図４】リテーナの斜視図
【図５】図３のＶ部拡大図
【図６】ラジアル荷重と変位量との関係を示すグラフ
【図７】ラジアル荷重とスライド抵抗との関係を示すグラフ
【図８】すきまの算定方法の一例を示す図（図中（ａ）は大径ボール列及び小径ボール列を配列した状態を示し、図中（ｂ）は大径ボール列のみを配列した状態を示し、図中（ｃ）は小径ボールのみを配列した状態を示す）
【図９】本発明の第二の実施形態の運動案内装置の正面図
【図１０】運動案内装置の作用する曲げモーメントを示す概念図
【図１１】本発明の一実施形態のねじ装置（ボールねじ）の使用例を示す概略図
【図１２】本発明の一実施形態のねじ装置の概略図
【図１３】上記ねじ装置の断面図
【図１４】ねじ軸上を転がるローラの平面図
【図１５】ローラの中心線をねじ軸の軸線に対して傾けた比較例
【図１６】本発明の一実施形態のねじ装置の他の使用例
【図１７】従来の運動案内装置の断面図
【図１８】従来の運動案内装置の移動ブロックの斜視図
【図１９】従来の運動案内装置の移動ブロックの断面図
【図２０】従来のボールねじが傾いた状態を示す概略図
【図２１】ボールねじが傾いたときのボールの負荷分布を示す図（図中（ａ）は傾いていないときの負荷分布、図中（ｂ）は傾いたときの負荷分布）
【図２２】ボールねじが傾いたときのボールの負荷分布を示す図（図中（ａ）は傾いていないときの負荷分布、図中（ｂ）は傾いたときの負荷分布）
【図２３】従来のボールねじの側面図（一部断面図を含む）
【符号の説明】
【００３９】
１１…軌道レール（軌道部材）
１１ａ…上面
１１ｂ…側面
１１ｃ…底面
１２…移動ブロック
１４ａ，１４ｃ…大径ボール列（第一の転動体列）
１４ｂ…小径ボール列（第二の転動体列）
１５…小径ボール転走溝（転動体転走部）
１６，１７…大径ボール転走溝（転動体転走部）
１８…ボール（転動体）
１８ａ…大径ボール列（第一の転動体列）
１８ｂ…小径ボール列（第二の転動体列）
２５…小径負荷ボール転走溝（負荷転動体転走部）
２６，２７…大径負荷ボール転走溝（負荷転動体転走部）
５１…軌道レール
５２…移動ブロック
５２ｂ…脚部
５４ａ…大径ボール列（第二の転動体列）
５４ｂ…小径ボール列（第一の転動体列）
７１…ナット
７１ａ…負荷ボール転走溝（負荷ボール転走部）
７１ｂ…負荷ローラ転走溝（負荷ローラ転走部）
７２…ねじ軸
７２ａ…ボール転走溝（ボール転走部）
７２ｂ…ローラ転走溝（ローラ転走部）
７２ｄ…ねじ軸の軸線
７４…負荷ローラ転走路
７５…負荷ボール転走路
７６…ローラ
７６ａ…中心線
７７…ボール
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
Ａ．図１は、本発明の第一の実施形態における運動案内装置の斜視図を示す。この運動案内装置は、軌道部材である軌道レール１１と、軌道レール１１に相対運動可能に組み付けられる移動ブロック１２と、を備える。移動ブロック１２には、転動体循環経路である複数のボール循環経路が設けられる。複数のボール循環経路のそれぞれには、複数の転動体列１４ａ，１４ｂのそれぞれが収容される。【００４１】
複数の転動体列１４ａ，１４ｂは、第一の転動体列である大径ボール列１４ａと、第二の転動体列である小径ボール列１４ｂと、に分けられる。この実施形態では、二条の大径ボール列１４ａと、二条の小径ボール列１４ｂが、軌道レール１１の上面と移動ブロック１２の中央部１２ａとの間に配置される。移動ブロック１２にかかるラジアル荷重に対抗するためである。また、この実施形態では、移動ブロック１２にかかる曲げモーメントに対抗するために、軌道レール１１の側面と移動ブロック１２の脚部１２ｂとの間に、大径ボール列１４ｃを配置している。【００４２】
軌道レール１１は、断面が略四角形であり、一軸方向に細長く伸びる。軌道レール１１は、上面１１ａと、一対の左右側面１１ｂと、底面１１ｃと、を有する。軌道レール１１の上面１１ａには、第一の転動体転走溝として、軌道レール１１の長手方向に伸びる二条の小径ボール転走溝１５が加工される。小径ボール転走溝１５の幅方向の外側には、第二の転動体転走溝として、二条の大径ボール転走溝１６が加工される。小径ボール転走溝１５と大径ボール転走溝１６とは平行である。軌道レール１１の左右の側面それぞれには、一条の大径ボール転走溝１７が加工される。【００４３】
小径及び大径ボール転走溝１５，１６の断面形状は、単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝形状であるか、又は二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状である。転動体であるボール１８が転がり運動するので、小径及び大径ボール転走溝１５，１６は表面粗さが小さくなるように例えば研削加工され、かつ強度が強くなるように熱処理される。軌道レール１１の幅方向の中央には、軌道レール１１をベースなどの相手部品に取り付けるためのボルト挿入孔１１ｄが開けられる。【００４４】
軌道レール１１には、移動ブロック１２が組み付けられる。移動ブロック１２は、全体が鞍形状に形成され、軌道レール１１の上面に対向する中央部１２ａと、中央部１２ａの幅方向の両端部から下方に垂れ下がるように設けられ、軌道レール１１の一対の側面１１ｂに対向する一対の脚部１２ｂと、を有する。移動ブロック１２は、鋼製の移動ブロック本体２１と、移動ブロック本体２１の移動方向の両端部のそれぞれに設けられる樹脂製のエンドプレート２２と、樹脂製のエンドプレート２２に取り付けられ、移動ブロック本体２１の内部に塵芥が入るのを防止するシール部材２３と、から構成される。移動ブロック１２の中央部１２ａには、移動体を取り付けるためのねじ孔２４が加工される。【００４５】
図３は運動案内装置の断面図を示す。移動ブロック本体２１には、軌道レール１１の複数条のボール転走溝１５〜１７に対向する複数条の負荷転動体転走溝として、複数条の負荷ボール転走溝２５〜２７が加工される。複数条の負荷ボール転走溝２５〜２７は、大径ボール転走溝１６，１７に対向する大径負荷ボール転走溝２６，２７と、小径ボール転走溝１５に対向する小径負荷ボール転走溝２５とに分けられる。ボール１８が転がり運動するので、負荷ボール転走溝２５〜２７は表面粗さが小さくかつ強度が大きくなるように加工される。移動ブロック１２には、負荷ボール転走溝２５〜２７に平行に、転動体戻し通路であるボール戻し通路３１〜３３が加工される。このボール戻し通路３１〜３３も、大径ボール戻し通路３２，３３と、小径ボール戻し通路３１と、に分けられる。ボール戻し通路３１〜３３の直径は、ボール１８の直径よりも大きい。ボール１８は、負荷を受けることがなく、後続のボール１８に押されながら、あるいはリテーナ３８（図４参照）に引っ張られながら移動する。【００４６】
軌道レール１１に対向する移動ブロック本体２１の内周面には、樹脂成形体３５が成形される。樹脂成形体３５には、リテーナ３８の帯状のバンドを案内する案内溝３５ａが形成される。案内溝３５ａを形成することによって、軌道レール１１から移動ブロック１２を取り外したとき、移動ブロック１２からリテーナ３８が脱落するのを防止することができ、ひいてはリテーナ３８に保持される複数のボール１８が脱落するのを防止することができる。【００４７】
ボール戻し通路３１〜３３は、移動ブロック１２に開けた貫通孔に、円筒形状の樹脂成形体４０を成形することで製造される。円筒形状の樹脂成形体４０にも、リテーナ３８の帯状のバンドを案内する案内溝４０ａが加工される。なお、軌道レール１１には、移動ブロック１２の樹脂成形体３５に接触し、移動ブロック１２の内部に塵芥が入るのを防止する接触シール４１が設けられる。【００４８】
図２は、移動ブロック１２のボール循環経路に沿った断面図を示す。エンドプレート２２には、移動ブロック１２の負荷ボール転走溝２５〜２７とボール戻し通路３１〜３３を接続するＵ字形状の方向転換路４２の外周側が形成される。この方向転換路４２も、大径方向転換路と、小径方向転換路と、に分けられる。移動ブロック１２には、四条の大径負荷ボール転走溝２６，２７と、二条の小径負荷ボール転走溝２５が加工されるので、エンドプレート２２には、四つの大径方向転換路と、二つの小径方向転換路が設けられる。【００４９】
移動ブロック１２の負荷ボール転走溝２５〜２７、ボール戻し通路３１〜３３、及び方向転換路４２によって、サーキット状のボール循環経路が構成される。ボール循環経路は、大径ボール循環経路と、小径ボール循環経路と、に分けられる。大径ボール循環経路には、第一の転動体列である大径ボール列１４ａ，１４ｃが配列される。小径ボール循環経路には、第二の転動体列である小径ボール列１４ｂが配列される。【００５０】
移動ブロック本体２１の移動方向の両端部には、方向転換路４２の内周側を構成するＲピース部４４が設けられる。【００５１】
ボール１８は、軌道レール１１のボール転走溝１５〜１７と、移動ブロック１２の負荷ボール転走溝２５〜２７との間で負荷を受ける。軌道レール１１に対して移動ブロック１２が相対的に移動すると、ボール１８が軌道レール１１のボール転走溝１５〜１７と移動ブロック１２の負荷ボール転走溝２５〜２７との間を転がり運動する。ボール１８の移動速度は、移動ブロック１２の移動速度の約半分である。ボール転走溝１５〜１７と負荷ボール転走溝２５〜２７との間の負荷ボール転走路の一端まで移動したボールは、Ｕ字状の方向転換路４２へ導かれる。ボール１８は、Ｕ字状の方向転換路４２で方向を変えた後、ボール戻し通路３１〜３３へ入り、負荷ボール転走路とは逆方向へ進行する。そして、反対側の方向転換路４２を経由した後、再び元の負荷ボール転走路に戻る。【００５２】
図４は、転動体列を一連に保持するリテーナ３８を示す。リテーナ３８は、複数のボール１８間に介在される円筒形状のスペーサ３７と、スペーサ３７を連結する一対の帯状のバンド３６と、から構成される。円筒形状のスペーサ３７には、ボール１８の外形形状に対応させた曲面状凹部が形成される。帯状のバンド３６は、スペーサ３７の側面に結合される。一対のバンド３６間には、ボール１８の形状に対応させたポケット４６が形成される。【００５３】
図５は、大径ボール循環経路に配列される大径ボール１８ａと、小径ボール循環経路に配列される小径ボール１８ｂの変形を示す。図中（ａ）は、移動ブロック１２に所定荷重未満のラジアル荷重をかけたときの大径及び小径ボール１８ａ，１８ｂの変形を示し、図中（ｂ）は移動ブロック１２に所定荷重のラジアル荷重をかけたときの大径及び小径ボール１８ａ，１８ｂの変形を示し、図中（ｃ）は移動ブロック１２に大荷重をかけたときの大径及び小径ボール１８ａ，１８ｂの変形を示す。【００５４】
図５（ａ）に示されるように、移動ブロック１２に所定荷重未満のラジアル荷重がかかったとき、大径ボール１８ａは、移動ブロック１２にかかるラジアル荷重を負荷し、移動ブロック１２の大径負荷ボール転走溝２６と軌道レール１１の大径ボール転走溝１６との間で圧縮変形する。そのとき、小径ボール１８ｂは、移動ブロック１２にかかる荷重を負荷することはなく、小径ボール１８ｂと軌道レール１１の小径ボール転走溝１５との間には、すきまｇが開く。すきまｇが開くため、軌道レール１１に対して移動ブロック１２を相対的に移動させても、小径ボール１８ｂは、小径ボール転走溝１５と小径負荷ボール転走溝２５との間を転がり運動することがない。したがって、ボール循環経路を循環することもない。他方、大径ボール１８ａは、大径ボール転走溝１６と大径負荷ボール転走溝２６との間で荷重を受けているので、軌道レール１１に対して移動ブロック１２が相対的に移動すると、大径ボール１８ａが大径ボール転走溝１６と大径負荷ボール転走溝２６との間を転がり、ボール循環経路を循環する。【００５５】
図５（ｂ）に示されるように、移動ブロック１２に所定荷重のラジアル荷重がかかったときに、小径ボール１８ｂと軌道レール１１の小径ボール転走溝１５との間のすきまがゼロになって、小径ボール１８ｂが荷重を負荷し始める。このとき、大径ボール１８ａは、移動ブロック１２の大径負荷ボール転走溝２６と軌道レール１１の大径ボール転走溝１６との間で、より圧縮変形する。軌道レール１１に対して移動ブロック１２を相対的に移動させると、小径ボール及び大径ボールのいずれもが、ボール転走溝１５，１６と負荷ボール転走溝２５，２６との間を転がり、ボール循環経路を循環する。【００５６】
図５（ｃ）に示されるように、移動ブロック１２に所定荷重を超えるラジアル荷重がかかったとき、大径ボール及び小径ボール１８ａ，１８ｂは、いずれも移動ブロック１２の負荷ボール転走溝２５，２６と軌道レール１１のボール転走溝１５，１６との間でより圧縮変形する。このとき、大径ボール１８ａは、小径ボール１８ｂよりも圧縮変形量が大きくなり、小径ボール１８ｂよりも大きな圧縮荷重を負荷する。軌道レール１１に対して移動ブロック１２を相対的に移動させると、小径ボール１８ｂ及び大径ボール１８ａのいずれもが、ボール転走溝１５，１６と負荷ボール転走溝２５，２６との間を転がり、ボール循環経路を循環する。【００５７】
図６は、移動ブロックにかかるラジアル荷重と、移動ブロックのラジアル方向の変位量との関係を示すグラフである。ラジアル荷重が所定荷重未満のときは、大径ボール１８ａのみが荷重を負荷する。移動ブロック１２にラジアル荷重をかけると、大径ボール１８ａや、大径ボール１８ａと軌道レール１１及び移動ブロック１２の接触部分が弾性変形し、移動ブロック１２が下方向に変位する。【００５８】
ラジアル荷重が所定荷重を超えたとき、大径ボール１８ａと小径ボール１８ｂの両方が荷重を負荷するようになる。このため、運動案内装置の剛性が上がり、荷重を加えたときにも移動ブロック１２が変位しにくくなる。ラジアル荷重が所定荷重を超えたときには、グラフの勾配も緩やかになる。【００５９】
図７は、移動ブロックにかかるラジアル荷重と、移動ブロック１２のスライド抵抗との関係を示すグラフである。上述したように、ラジアル荷重が所定荷重未満のときは、大径ボール１８ａのみが荷重を負荷する。ラジアル荷重が増加するにしたがってスライド抵抗も増加するが、大径ボール１８ａの転がり抵抗のみに起因したスライド抵抗なので、グラフの勾配は緩い。一方、ラジアル荷重が所定荷重を超えたとき、大径ボール１８ａと小径ボール１８ｂの両方が荷重を負担する。移動ブロック１２のスライド抵抗は、大径ボール１８ａの転がり抵抗と、小径ボール１８ｂの転がり抵抗と、を合算したものとなるから、グラフの勾配が急になる。【００６０】
転がり案内装置の定格寿命Ｌ（ｋｍ）は、基本動定格荷重Ｃ（Ｎ）と、負荷荷重Ｐ（Ｎ）から次式により求められる。【００６１】
（数１）
Ｌ＝（Ｃ／Ｐ）3×５０【００６２】
基本動定格荷重Ｃはボール径が大きくなるほど大きくなる。大径ボール１８ａに先に荷重を負荷させることで、基本動定格荷重Ｃの大きい大径ボール１８ａに大きな負荷荷重Ｐを負荷させ、基本動定格荷重Ｃの小さい小径ボール１８ｂに、小さな負荷荷重Ｐを負荷させることができる。このため、大径ボールと小径ボールとで、Ｃ／Ｐの比を近づけ、定格寿命を近づけることができる。【００６３】
移動ブロック１２に所定荷重以上のラジアル荷重がかかったとき、大径ボール１８ａと小径ボール１８ｂの双方が循環する。大径ボール１８ａだけが循環すると仮定すると、ボール１８がボール戻し通路３１〜３３から負荷ボール転走路に入るときに、移動ブロック１２がミクロ的に波打つウェービング現象が発生する。ウェービングは大径ボール１８ａのピッチ毎に発生する。大径ボール１８ａとはピッチが異なる小径ボール１８ｂを循環させることで、ウェービング現象を緩和することができる。【００６４】
移動ブロック１２にかかるラジアル荷重が所定荷重未満のとき、大径ボール１８ａは荷重を負荷するが、小径ボール１８ｂは荷重を負荷しない。すなわち、小径ボール１８ｂと軌道レール１１のボール転走溝１５との間には、僅かなすきまｇが開く（図５参照）。このすきまｇの算出方法の一例を説明する。【００６５】
まず、図８（ｂ）に示されるように、移動ブロック１２と軌道レール１１との間に大径ボール１８ａのみを介在させる。そして、軌道レール１１の底面から移動ブロック１２の上面までの高さを測定する。次に、図８（ｃ）に示されるように、移動ブロック１２と軌道レール１１との間に、小径ボール１８ｂのみを介在させ、軌道レール１１の底面から移動ブロック１２の上面までの高さを測定する。移動ブロック１２の変位（高さの差）は、小径ボール１８ｂと軌道レール１１との間のすきまになる。【００６６】
また、図８（ａ）に示されるように、移動ブロック１２と軌道レール１１との間に全ての大径ボール１８ａ及び小径ボール１８ｂを介在させて、移動ブロック１２に徐々にラジアル荷重を加え、移動ブロック１２の変位を測定してもよい。ラジアル荷重が所定荷重を超えたとき、図６に示されるように、グラフの傾きが変わる。グラフの傾きが変わるまでの移動ブロック１２の変位量ｇが、小径ボール１８ｂと軌道レール１１との間のすきまになる。【００６７】
図９は、本発明の第二の実施形態の運動案内装置を示す。この実施形態の運動案内装置においては、大径ボール列５４ａ及び小径ボール列５４ｂが、軌道レール５１の側面と、移動ブロック５２の脚部５２ｂとの間に配列される。そして、大径ボール列５４ａは、軌道レール５１の上面側、すなわち上方に、小径ボール列５４ｂは、軌道レール５１の底面側、すなわち下方に配置される。図１０に示されるように、運動案内装置には、ラジアル荷重だけでなく、ピッチング方向の曲げモーメントＭA、ヨーイング方向の曲げモーメントＭB、ローリング方向の曲げモーメントＭCが作用することがある。この実施形態では、このようなモーメントに対抗するために、大径ボール列５４ａ及び小径ボール列５４ｂを、軌道レール５１の側面と移動ブロック５２の脚部５２ｂとの間に配置している。【００６８】
移動ブロック５２の脚部５２ｂは、ラジアル荷重などがかかったとき、片持ち梁のように、その下端部が外側に開くように変形する（図９中破線参照）。軌道レール５１の側面に配置される大径ボール列５４ａから移動ブロックの脚部に作用する力が、脚部５２ｂを開かせる原因となる。大径ボール列５４ａを軌道レール５１の側面の上方に配置することで、下方に配置する場合よりも、脚部５２ｂの撓みを抑制することができる。【００６９】
なお、本発明は、上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまに変更できる。例えば、大径ボール列及び小径ボール列の配置、条数は上記実施形態に限られることなく、適宜変更でき、軌道レールの上面側及び側面側に、大径ボール列及び小径ボール列を配置してもよい。また、転動体には、ボールの替わりにローラを用いることもできる。【００７０】
さらに、本発明は曲線運動を案内する曲線運動案内装置に適用することができるほか、ボールスプライン、ローラスプラインにも適用できる。【００７１】
Ｂ．以下、添付図面に基づいて、本発明の第一の実施形態のねじ装置であるボールねじを説明する。図１１は、ボールねじが、プレス機、ダイクッション、射出成型機に使用される例を示す。【００７２】
複数本のボールねじのねじ軸７２は、平行に並べられる。ねじ軸７２に組み付けられるナット７１には、金型７３が取り付けられる。ねじ軸７２を回転させることで、金型７３を板金などに押し付け、板金などを型どおりに成型することができる。ボールねじが、このようにプレス機、ダイクッション、射出成型機に使用されたとき、ボールねじには、軸線方向の荷重のみならず、ラジアル荷重やモーメント荷重が作用する。【００７３】
一般的にボールねじは、リニアガイドなどの運動案内装置とセットで使用される。例えば工作機械のテーブルには、ボールねじのナット７１と共に運動案内装置の移動ブロックが取り付けられる。テーブルの運動は、運動案内装置によって案内されるから、ボールねじには、主にねじ軸の軸線方向の荷重のみがかかり、ラジアル荷重やモーメント荷重がかからない。【００７４】
しかし、ボールねじの使われ方も多様化していて、図１１に示されるように、運動案内装置とセットで使用されない場合もある。たとえ運動案内装置とセットで使用しても、ボールねじに大荷重がかかる場合には、軸線方向の荷重だけでなく、ラジアル荷重やモーメント荷重もかかる。さらに、ナット７１がテーブルに傾いた状態で取り付けられた場合にも、ボールねじにラジアル荷重やモーメント荷重が作用する。本実施形態においては、ボールねじに作用するラジアル荷重やモーメント荷重を負荷するために、ねじ軸７２とナット７１との間に、ローラ列を配列する。【００７５】
図１２は、ボールねじの概略図を示す。ボールねじのねじ軸７２とナット７１との間には、一条の負荷ボール転走路７５と、一条の負荷ローラ転走路７４と、が設けられる。負荷ボール転走路７５には、ボール列が配列され、負荷ローラ転走路７４には、ローラ列が配列される。ローラ７６の周囲、すなわちローラ７６と負荷ローラ転走路７４の内周面との間には、わずかなすきまｇが空く。これに対し、ボール７７と負荷ボール転走路７５の内周面との間には、すきまが開かない。したがって、ナット７１にラジアル荷重がかかったときは、まずはじめにボール７７がラジアル荷重を負荷する。そして、ナット７１にかかるラジアル荷重が所定値以上になったとき、ボール７７が所定量以上弾性変形して潰れ、ローラ７６がラジアル荷重を負荷するようになる。ローラ７６と負荷ローラ転走路７４との接触は線接触であるから、ローラ７６はボール７７に比べて弾性変形しにくい。ローラ７６が荷重を負荷することで、ボール７７の変形が進行して塑性変形するのを防止することができる。【００７６】
図１３は、ボールねじの断面図を示す。ボールねじは、ねじ軸７２と、ねじ軸７２にボール７７及びローラ７６を介して組み付けられるナット７１と、を備える。【００７７】
ねじ軸７２の外周面には、ボール７７が転走する一条のボール転走部であるボール転走溝７２ａが加工され、また、ローラ７６が転走する一条のローラ転走部であるローラ転走溝７２ｂが加工される。ボール転走溝７２ａとローラ転走溝７２ｂとは隣り合っていて、これらの間にはねじ山７２ｃが加工される。ボール転走溝７２ａの断面形状は、例えば二つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ溝形状である。図１２に示されるように、ローラ７６は、円筒形状であり、ねじ軸７２の軸線に沿った断面において、ねじ軸７２の軸線７２ｄとローラ７６の中心線７６ａとが平行になるように配列される。ローラ転走溝７２ｂの断面形状は、ローラ７６の形状に対応していて、ローラ７６の中心線７６ａと平行な底面７２ｅを有する（図１２参照）。この底面７２ｅは、円筒面内に位置する。ボール転走溝７２ａ上をボール７７が転がり運動し、またローラ転走溝７２ｂ上をローラ７６が転がり運動するので、ボール転走溝７２ａ及びローラ転走溝７２ｂは、表面粗さが小さくなるように研削加工などされ、かつ表面の強度が高くなるように熱処理される。【００７８】
ナット７１の内周面には、ねじ軸７２のボール転走溝７２ａに対向する一条の螺旋状の負荷ボール転走部である負荷ボール転走溝７１ａと、ねじ軸７２のローラ転走溝７２ｂに対向する一条の螺旋状の負荷ローラ転走部である負荷ローラ転走溝７１ｂと、が加工される。負荷ボール転走溝７１ａと負荷ローラ転走溝７１ｂとは隣り合っていて、これらの間にはねじ山７１ｃが加工される。負荷ボール転走溝７１ａの断面形状は、例えば二つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ溝形状である。上述したように、ローラ７６は、ねじ軸７２の軸線とローラ７６の中心線とが平行になるように配列される。負荷ローラ転走溝７１ｂの断面形状は、ローラ７６の形状に対応していて、ねじ山７１ｃの間にローラ７６の中心線と平行な底面７１ｅを有する（図１２参照）。負荷ボール転走溝７１ａ上をボール７７が転がり運動し、また負荷ローラ転走溝７１ｂ上をローラ７６が転がり運動するので、負荷ボール転走溝７１ａ及び負荷ローラ転走溝７１ｂは表面粗さが小さくなるように研削加工などされ、かつ表面の強度が高くなるように熱処理される。【００７９】
なお、図示しないが、ナット７１には、ボール７７及びローラ７６を循環させるためのボール７７及びローラ７６用循環部材が設けられてもよい。ボール用循環部材は、ナット７１の螺旋状の負荷ボール転走溝７１ａの一端と他端を接続し、負荷ボール転走溝７１ａの一端まで転がったボール７７を他端まで戻す。ローラ用循環部材は、ナット７１の螺旋状の負荷ローラ転走溝７１ｂの一端と他端を接続し、負荷ローラ転走溝７１ｂの一端まで転がったローラ７６を他端まで戻す。ボール７７及びローラ７６用循環部材には、リターンパイプ方式、エンドキャップ方式、デフレクタ方式などの周知の循環方式を採用することができる。【００８０】
ねじ軸７２のボール転走溝７２ａとナット７１の負荷ボール転走溝７１ａとの間の負荷ボール転走路７５には、複数のボール７７が配列される。ねじ軸７２のローラ転走溝７２ｂとナット７１の負荷ローラ転走溝７１ｂとの間の負荷ローラ転走路７４には、複数のローラ７６が配列される。図１３には、二つのボール７７と一つのローラ７６しか示されていないが、勿論、負荷ボール転走路７５には複数のボール７７が配列され、負荷ローラ転走路７４には複数のローラ７６が配列されている。【００８１】
ボール７７は、ねじ軸７２のボール転走溝７２ａとナット７１の負荷ボール転走溝７１ａとの間に挟まれ、負荷を受けている。一方、ローラ７６の周囲にはすきまがあり、ローラ７６は負荷を受けていない（図１２参照）。すなわち、ボール７７は、ナット７１にかかるラジアル荷重が所定値未満のときにも、所定値以上のときにも荷重を負荷する。その一方、ローラ７６はナット７１にかかるラジアル荷重が所定値未満のときに荷重を負荷せず、所定値以上のときに荷重を負荷する。【００８２】
ローラ７６の周りにすきまを開けることで、ねじ軸７２に対してナット７１を相対的に回転させるときの抵抗を低減することができる。円筒形のローラ７６の中心線がねじ軸７２の軸線と平行になるように配列すると、図１４の平面図に示されるように、ローラ７６の進行方向は、ねじ軸７２の円周方向(1)になる。ねじ軸７２の軸線方向(2)へのローラ７６の進み量は、ローラ７６とローラ転走溝７２ｂ及び負荷ローラ転走溝７１ｂとのすべり量に依存する。ローラ７６の周囲にすきまがないと仮定すると、すべり抵抗が大きくなってしまう。それゆえ、ローラ７６の周囲にすきまを開けるのが望ましい。なお、ローラ７６の周囲にすきまがあるといっても、数μｍ〜数十μｍの小さなすきまである。【００８３】
円筒形のローラ７６の中心線がねじ軸７２の軸線と平行になるように配列することで、ラジアル荷重を最も効果的に負荷することができる。図１５は、円筒形のローラ７６の中心線７６ａをねじ軸７２の軸線から４５度傾けた比較例を示す。この比較例において、ラジアル荷重Ｐが作用しているとき、ラジアル荷重Ｐに対抗するローラ７６の有効な接触線の長さは、Ｌ×ｃｏｓ４５°（Ｌ：ローラ７６の軸線方向の長さ）となる。ローラ７６の中心線７６ａをねじ軸７２の軸線に平行に配列しないと、有効な接触線の長さが低減してしまう。【００８４】
ローラ７６が荷重を受けているかどうかは、ボールねじのトルクを管理することで知ることができる。ボール７７は最初から荷重を負荷しているので、ねじ軸７２に対してナット７１を回転させるときには、ある程度のトルクが必要になる。ローラ７６が荷重を負荷しはじめると、ローラ７６の転がり抵抗やすべり抵抗が当初のトルクに付加されるので、ねじ軸７２に対してナット７１を回転させるときのトルクが増大する。トルクの変化量を検知することで、ローラ７６が荷重を負荷しているかどうかを知ることができる。【００８５】
また、ローラ７６が荷重を受けているかどうかは、ボールねじのラジアル方向の剛性から知ることができる。ボールねじのラジアル方向の剛性は、ナット７１にかかるラジアル荷重と、ナット７１のラジアル方向への変位量との比から求めることができる。【００８６】
図１６は、ボールねじの他の用途を示す。この例のナット７１は、撓んだねじ軸７２に組み付けられている。ナット７１にラジアル荷重やモーメント荷重がかからない場合でも、ねじ軸７２が撓むと、ボール７７の負荷分布のバランスが崩れる。ラジアル荷重を負荷できるローラ７６を配列することで、ナット７１の軸線方向の端部に位置するボール７７がダメージを受けるのを防止することができるし、ねじ軸７２の撓みも抑えることができる。【００８７】
なお、本発明は、上記実施形態に限られず、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまに変更できる。例えば、ローラの周囲にすきまを設けたボールねじにおいては、ローラの中心線がねじ軸の軸線と平行に配列されなくても、ローラの中心線がねじ軸の軸線に対して傾けた状態で配列されてもよい。ローラには、円筒形のローラのほか、円錐形のローラを用いることもできる。【００８８】
また、上記実施形態では、ローラが循環できるように、ローラ用循環部材を設けているが、ローラは循環しなくてもよい（すなわちローラ用循環部材を設けなくてもよい）。【００８９】
本明細書は、２００７年７月１８日出願の特願２００７-１８７４７０に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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