(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、当該円筒ころの回転中心に向かう凹部が形成され、
前記円筒ころの直径をＤｗ、前記凹部の深さをＤｄ、当該円筒ころが偏当たりを発生しない範囲で負荷可能な荷重を許容荷重Ｐとした場合、
前記Ｄｄと前記Ｄｗの比であるＤｄ／Ｄｗは、当該Ｄｄ／Ｄｗの変化に伴って増減する前記許容荷重Ｐが最大値を示す際のＤｄ／Ｄｗよりも大きく設定されていることを特徴とする円筒ころ。
【請求項２】
長手方向に沿って転動面が複数形成された軌道レールと、前記軌道面に対向する軌道面を有すると共に、前記軌道レールに組みつけられ当該軌道レールの長手方向に沿って移動自在な移動ブロックと、を備えた運動案内装置において、
前記軌道レールの軌道面と移動ブロック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運動案内装置。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。【０００７】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2000-170771号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】円筒ころの偏当たりを説明するための模式図である。
【図７Ａ】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。
【図７Ｂ】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。
【図７Ｃ】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。
【図７Ｄ】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。
【図８】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。
【図９Ａ】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。
【図９Ｂ】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。
【図９Ｃ】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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