(57)【要約】【課題】  無負荷ローラ戻し通路から負荷ローラ転走路へ移行する際に、ローラが蛇行して詰まることがないローラねじを提供する。【解決手段】  ローラねじは、外周面に螺旋状のローラ転走溝５ａが形成されたねじ軸５と、内周面にねじ軸５のローラ転走溝５ａに対向する螺旋状のローラ転走溝６ａが形成されたナット６と、ねじ軸５のローラ転走溝５ａとナット６のローラ転走溝６ａとの間の負荷ローラ転走路９に配列される複数のローラ７と、負荷ローラ転走路９の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路１０が形成される循環部材１２，１３と、を備える。負荷ローラ転走路９に接続される無負荷ローラ戻し通路１０に、互いに対向する一対の壁面間の距離が負荷ローラ転走路９に向かって徐々に幅が狭くなるテーパ部３６ａ〜３６ｄが形成される。【選択図】  図１
2006118649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のローラ転走溝が形成されたねじ軸と、
内周面に前記ねじ軸の前記ローラ転走溝に対向する螺旋状のローラ転走溝が形成されたナットと、
前記ねじ軸の前記ローラ転走溝と前記ナットの前記ローラ転走溝との間の負荷ローラ転走路に配列される複数のローラと、
前記負荷ローラ転走路の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路が形成される循環部材と、を備えるローラねじにおいて、
前記負荷ローラ転走路に接続される前記無負荷ローラ戻し通路に、互いに対向する一対の壁面間の距離が前記負荷ローラ転走路に向かって徐々に幅が狭くなるテーパ部が形成されることを特徴とするローラねじ。
【請求項２】
前記無負荷ローラ戻し通路は、ローラの進行方向に直交する断面が四角形状に形成され、
前記無負荷ローラ戻し通路の前記テーパ部では、互いに対向する一対の壁面間の距離並びに前記一対の壁面と交差し、互いに対向する他の一対の壁面間の距離が、前記負荷ローラ転走路に向かって徐々に狭くなることを特徴とする請求項1に記載のローラねじ。
【請求項３】
前記無負荷ローラ戻し通路は、
前記テーパ部と、
ローラとの間に隙間を有し、前記テーパ部に繋がる大径部と、
前記テーパ部よりも前記無負荷ローラ戻し通路の先端側に設けられ、ローラとの間の隙間が前記大径部よりも少ない小径部と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のローラねじ。
【請求項４】
前記無負荷ローラ戻し通路の前記小径部は、
前記ねじ軸の軸線方向からみて前記ねじ軸のねじ山の内側に入り込むことを特徴とする請求項３に記載のローラねじ。
【請求項５】
前記循環部材の前記大径部、前記テーパ部、前記小径部が形成される部分は、断面四角形の対角線の位置で２分割されることを特徴とする請求項３又は４に記載のローラねじ。
【請求項６】
前記ねじ軸の前記ローラ転走溝は断面Ｖ字形状に形成され、
前記ナットの前記ローラ転走溝も断面Ｖ字形状に形成され、
前記負荷ローラ転走路には、ローラの進行方向から見た状態において、隣接するローラの軸線が互いに直交するように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ないし５いずれかに記載のローラねじ。
【請求項７】
外周面に螺旋状のローラ転走溝が形成されたねじ軸と、
内周面に前記ねじ軸の前記ローラ転走溝に対向する螺旋状のローラ転走溝が形成されたナットと、
前記ねじ軸の前記ローラ転走溝と前記ナットの前記ローラ転走溝との間の負荷ローラ転走路に配列される複数のローラと、
前記負荷ローラ転走路の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路が形成される循環部材と、を備えるローラねじにおいて、
前記無負荷ローラ戻し通路は、ローラとの間に隙間を有する大径部と、
前記大径部よりも前記無負荷ローラ戻し通路の先端側に設けられ、ローラとの間の隙間が前記大径部よりも少ない小径部と、を有することを特徴とするローラねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能にローラを介在させたローラねじに関する。
【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が、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が配列・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が形成される循環部材を設け、この循環部材により負荷ローラ転走路を転がるローラを循環させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
負荷ローラ転走路では、ローラが荷重を受けながら転がるので、ローラの側面が転がる対向する一対の壁面間の距離がローラの直径より僅かに狭められる。一方無負荷ローラ戻し通路では、ローラが後続するローラで押されて移動するので、無負荷ローラ戻し通路とローラとの間に隙間が空けられる。したがってローラは遊びをもって移動する。
【０００５】
ボールは四方八方いずれの方向にも転がることができるが、ローラはその転がり運動する方向に制限がある。無負荷ローラ戻し通路から負荷ローラ転走路にローラが移動する際に、無負荷ローラ戻し通路におけるローラの遊びが原因でローラが蛇行して詰まってしまうおそれがある。
【０００６】
転動体にボールを使用したボールねじは製品化されているが、転動体としてローラを使用したローラねじは例えば特許文献１のように考案されてはいるものの未だ製品化されていない。ローラを循環させることが困難であることも原因の一つだと考えられる。
【０００７】
そこで本発明は、無負荷ローラ戻し通路から負荷ローラ転走路へ移動する際に、ローラが蛇行して詰まることがないローラねじ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】
【０００８】
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。
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、外周面に螺旋状のローラ転走溝（５ａ）が形成されたねじ軸（５）と、内周面に前記ねじ軸（５）の前記ローラ転走溝（５ａ）に対向する螺旋状のローラ転走溝（６ａ）が形成されたナット（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）の前記ローラ転走溝（６ａ）との間の負荷ローラ転走路（９）に配列される複数のローラ（７）と、前記負荷ローラ転走路（９）の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路（１０）が形成される循環部材（１２，１３）と、を備えるローラねじにおいて、  前記負荷ローラ転走路（９）に接続される前記無負荷ローラ戻し通路（１０）に、互いに対向する一対の壁面間の距離が前記負荷ローラ転走路（９）に向かって徐々に幅が狭くなるテーパ部（３６ａ〜３６ｄ）が形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項1に記載のローラねじにおいて、前記無負荷ローラ戻し通路（１０）は、ローラ（７）の進行方向に直交する断面が四角形状に形成され、前記無負荷ローラ戻し通路（１０）の前記テーパ部（３６ａ〜３６ｄ）では、互いに対向する一対の壁面間（３６ａ−３６ｃ）の距離並びに前記一対の壁面と交差し、互いに対向する他の一対の壁面間（３６ｂ−３６ｄ）の距離が、前記負荷ローラ転走路（９）に向かって徐々に狭くなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のローラねじにおいて、前記無負荷ローラ戻し通路（１０）は、前記テーパ部（３６ａ〜３６ｄ）と、ローラ（７）との間に隙間を有し、前記テーパ部（３６ａ〜３６ｄ）に繋がる大径部（３５ａ〜３５ｄ）と、前記テーパ部（３６ａ〜３６ｄ）よりも前記無負荷ローラ戻し通路（１０）の先端側に設けられ、ローラ（７）との間の隙間が前記大径部（３５ａ〜３５ｄ）よりも少ない小径部（３７ａ〜３７ｄ）と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載のローラねじにおいて、前記無負荷ローラ戻し通路（１０）の前記小径部（３７ａ〜３７ｄ）は、前記ねじ軸（５）の軸線方向からみて前記ねじ軸（５）のねじ山の内側に入り込むことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３又は４に記載のローラねじにおいて、前記循環部材（１２，１３）の前記大径部（３５ａ〜３５ｄ）、前記テーパ部（３６ａ〜３６ｄ）、前記小径部（３７ａ〜３７ｄ）が形成される部分は、断面四角形の対角線の位置で２分割されることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１ないし５いずれかに記載のローラねじにおいて、前記ねじ軸（５）の前記ローラ転走溝（５ａ）は断面Ｖ字形状に形成され、前記ナット（６）の前記ローラ転走溝（６ａ）も断面Ｖ字形状に形成され、前記負荷ローラ転走路（９）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）の軸線が互いに直交するように複数のローラ（７）がクロス配列されることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、外周面に螺旋状のローラ転走溝（５ａ）が形成されたねじ軸（５）と、内周面に前記ねじ軸（５）の前記ローラ転走溝（５ａ）に対向する螺旋状のローラ転走溝（６ａ）が形成されたナット（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）の前記ローラ転走溝（６ａ）との間の負荷ローラ転走路（９）に配列される複数のローラ（７）と、前記負荷ローラ転走路（７）の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路（１０）が形成される循環部材（１２，１３）と、を備えるローラねじにおいて、前記無負荷ローラ戻し通路（１０）は、ローラ（７）との間に隙間を有する大径部（３５ａ〜３５ｄ）と、前記大径部（３５ａ〜３５ｄ）よりも前記無負荷ローラ戻し通路（１０）の先端側に設けられ、ローラ（７）との間の隙間が前記大径部（３５ａ〜３５ｄ）よりも少ない小径部（３７ａ〜３７ｄ）と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、無負荷ローラ戻し通路にテーパ部を設けることで、テーパ部でローラを整列させた後、ローラを負荷ローラ転走路に導くことができる。したがって、無負荷ローラ戻し通路から負荷ローラ転走路へローラを蛇行させることなく移動させることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、側面形状が四角形のローラを整列させることができる（ローラの軸線方向及び軸線方向に直交する方向の位置を一定にすることができる）。
【００１８】
請求項３の発明によれば、負荷ローラ転走路の断面形状に近い形状の小径部から負荷ローラ転走路へローラを遊ばせないで移動させることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、ローラの周囲が小径部で囲まれていない区間を短くすることができ、小径部を出た直後にローラを負荷ローラ転走路に導くことができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、循環部材にテーパ部を容易に形成することができる。
【００２１】
請求項６の発明のように、複数のローラはクロス配列されてもよい。
【００２２】
請求項７の発明によれば、無負荷ローラ戻し通路にローラとの間の隙間が少ない小径部を設けることで、小径部でローラを整列させた後、ローラを負荷ローラ転走路に導くことができる。したがって、無負荷ローラ戻し通路から負荷ローラ転走路へローラを蛇行させることなく移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態におけるローラねじの斜視図を示す。ローラねじは、外周面に螺旋状のローラ転走溝５ａが形成されたねじ軸５と、内周面にローラ転走溝５ａに対向する螺旋状のローラ転走溝６ａが形成されるナット６とを備える。ねじ軸５のローラ転走溝５ａとナット６のローラ転走溝６ａとの間の負荷ローラ転走路には、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。ローラ７間にはローラ７同士の接触を防止するリテーナ９が介在される。
【００２４】
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５ａとローラ転走溝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。
【００２５】
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通路１１と、直線通路１１の両端に設けられ、直線通路１１と負荷ローラ転走路９とを接続する円弧状の方向転換路１６からなる。
【００２６】
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と共に断面四角形状の直線通路１１が形成される。詳しくは後述するが、ローラ７が直線通路１１を移動するにしたがってローラ７の姿勢が回転するように直線通路１１はねじれている。
【００２７】
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３２と外周側３１とに２分割されている。これら方向転換路構成部材１３の内周側３２及び外周側３１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３２及び外周側３１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。パイプ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。
【００２８】
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の内部から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。
【００２９】
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の条数を四条に設定している。勿論ローラ転走溝５ａの条数は一条、二条、三条等様々に設定することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図８は取付け座１８の詳細図を示す。取付け座１８には、後述する方向転換路構成部材１３の薄肉部（２３、図１５（Ａ）参照）に形状を合わせた円弧形状の逃げ溝１９が形成される。通常のエンドキャップ方式のボールねじでは、ナットの端面はフラットに形成され、逃げ溝１９は形成されることがない。そしてフラットな部分に方向転換路を構成する部材を取付ける。しかしローラねじの場合、ローラ７を円滑に循環させるためには方向転換路１６の曲率半径が大きくなる傾向がある。方向転換路１６の曲率半径が大きくなると、方向転換路構成部材１３がナット６のローラ転走溝６ａに干渉し易くなる。方向転換路構成部材１３に薄肉部２３を形成し、且つナット６の端面に方向転換路構成部材１３の薄肉部２３に形状を合わせた逃げ溝１９を形成することで、方向転換路１６の曲率半径が大きくなってもローラ転走溝６ａに方向転換路構成部材１３が干渉するのを防止することができる。
【００３３】
図９はナット６のローラ転走溝６ａの溝直角断面形状を示す。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。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。
【００３４】
図１０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が略等しい（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）。このため側面からみたローラ７の形状は正方形に近くなる。
【００３５】
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１１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か負荷できない。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一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１１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、ローラの７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７ａ，７ｂが互いに直交するようにクロス配列する必要がある。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いが、両方向の許容荷重を変えたい場合には、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。
【００３６】
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。
【００３７】
図１２は螺旋状の負荷ローラ転走路９、無負荷ローラ戻し通路１０としての円弧状の方向転換路１６及び直線通路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の軸線方向からみた状態）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の直線通路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。
【００３８】
これら負荷ローラ転走路９、方向転換路１６及び直線通路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。これによりこれらの繋ぎ目が滑らかになる。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の側方から見た状態において、負荷ローラ転走路９のリード角と一致する。また直線通路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、直線通路１１の中心線の伸びる方向と一致する。
【００３９】
図１３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の直線通路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α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αが大きくなる傾向がある。この実施形態では方向転換路１６の曲率半径が例えばローラ７の直径Dの５倍程度に設定され、開き角度が例えば９０度〜１００度に設定される。詳しくは後述するが、直線通路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α回転させる。
【００４０】
ところでリターンパイプ方式のローラねじでは、図１３（Ａ）の負荷ローラ転走路９と水平線２０の交点Ｐ１からローラを掬い上げて反対側の交点Ｐ２へと戻す。このため、ローラの巻き数が２．５，３．５，４．５巻き等になり、端数が０．５になる。これに対して本実施形態のローラねじでは、方向転換路１６の開き角度αが９０〜１００度になり、Ｐ３点から掬い上げてＰ４点に戻す。このため、ローラの巻き数が２．７，３．７，４．７巻き等になり、端数が０．７になる。リターンパイプ方式のローラねじに比べ、負荷ローラ転走路９の周方向のより長い範囲にローラが収容されることになるので、ローラねじの負荷バランスがよくなる。
【００４１】
図１４は方向転換路構成部材１３の外周側３１を示す。図１４（Ａ）は方向転換路構成部材１３の内周側３２から見た正面図を示し、図１４（Ｂ）は側面図を示す。方向転換路構成部材１３の外周側３１（以下単に外周側３１という）は、曲率半径Rの方向転換路１６が形成される本体部３３と、ナット６の端面に取付けられるフランジ部３４とを有する。方向転換路１６は断面四角形の対角線の位置で２分割されていて、外周側３１には断面Ｖ字形状の溝からなる方向転換路１６の外周側が形成されている。Ｖ字形状の溝の壁面１６ａ，１６ｂそれぞれには、大径部３５ａ，３５ｂと、この大径部３５ａ，３５ｂに繋がるテーパ部３６ａ，３６ｂと、テーパ部３６ａ，３６ｂよりも方向転換路の先端側に設けられる小径部３７ａ，３７ｂが形成される。
【００４２】
ねじ軸側の小径部３７ｂは、ねじ軸５のローラ転走溝５ａとの干渉を避けるために、ナット側の小径部３７ａよりも短くされる。またこのねじ軸側の小径部３７ｂは、図１４（Ａ）に示されるねじ軸５の軸線方向から見た状態において、ねじ軸５のねじ山の内側に、より詳しくは曲率半径RCD/2のローラ７の軌道中心線（負荷ローラ転走路９の中心線）よりも内側に入り込む。これによりローラ７の周囲が小径部３７ａ，３７ｂで囲まれていない区間を短くすることができ、小径部３７ａ，３７ｂを出た直後にローラ７を負荷ローラ転走路９に導くことができる。図１４（Ｂ）に方向転換路構成部材１３の内周側３２の小径部を組み合わせた状態を２点鎖線で示す。小径部３７ｂ，３７ｃの先端は、ねじ軸５のローラ転走溝５ａのリード角に合わせて傾けられている。
【００４３】
また外周側３１には、ねじ軸５のローラ転走溝５ａに向かって突出する突出部２７が形成され、これにより小径部３７ｂ、テーパ部３６ｂの強度を確保している。
【００４４】
図１５は大径部３５ａ，３５ｂ、テーパ部３６ａ，３６ｂ、小径部３７ａ，３７ｂの詳細図を示す。図１５（Ａ）は図１４（Ｂ）とは反対側から見た外周側３１の側面形状を示し、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のＢ部詳細図を示し、図１５（Ｃ）は図１５（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図を示し、図１５（Ｄ）は図１５（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図を示し、図１５（Ｅ）は図１５（Ｂ）のＥ−Ｅ線断面図を示す。図１５（Ｃ）乃至図１５（Ｅ）では、方向転換路構成部材１３の内周側３２を組み合わせた状態を２点鎖線で示す。
【００４５】
図１５（Ｃ）に示されるように、大径部３５ａ，３５ｂでは、断面四角形の方向転換路１６の互いに対向する壁面間の距離Ｌ１は、ローラ７の直径よりも大きく、ローラ７との間に隙間を有するように設定される。この隙間は、ローラ７が後続のローラ７に押されながら円弧状軌道の方向転換路１６に沿って円滑に移動できる大きさに、例えばローラ７の直径の４〜１０％に決定される。
【００４６】
図１５（Ｄ）に示されるように、テーパ部３６ａ，３６ｂの大径部側の端では、断面四角形の方向転換路１６の互いに対向する壁面間の距離Ｌ２は、大径部３５ａ，３５ｂにおける距離Ｌ１に等しい。そしてテーパ部３６ａ，３６ｂにおいて、互いに対向する一対の壁面間の距離Ｌ２、及び該壁面と直交し、互いに対向する他の一対の壁面間の距離Ｌ２が小径部３７ａ，３７ｂに向かって徐々に幅が狭くなる。この結果、図１５（Ｅ）に示される小径部３７ａ，３７ｂでは、断面四角形の方向転換路１６の互いに対向する壁面間の距離Ｌ３は、大径部における距離Ｌ１よりも小さくなり、方向転換路１６とローラ７との間の隙間が大径部３５ａ，３５ｂよりも少なくなる。小径部３７ａ，３７ｂでの隙間は、ローラ７が遊びを有さずに移動できる大きさに例えばローラ７の直径の０．５〜３％に決定される。
【００４７】
図１６は方向転換路構成部材１３の内周側３２を示す。図１６（Ａ）は側面図を示し、図１６（Ｂ）は背面図を示し、図（Ｃ）はナット側からみた内周側の正面図を示す。方向転換路構成部材１３の内周側３２（以下単に内周側３２という）は、曲率半径RCD/2の方向転換路１６が形成される本体部３８と、フランジ部３９とを有する。方向転換路１６は断面四角形の対角線の位置で２分割されていて、内周側３２には断面Ｖ字形状の溝からなる方向転換路１６の内周側が形成されている。Ｖ字形状の溝の壁面１６ｃ，１６ｄそれぞれには、大径部３５ｃ，３５ｄと、この大径部３５ｃ，３５ｄに繋がるテーパ部３６ｃ，３６ｄと、テーパ部３６ｃ，３６ｄよりも方向転換路１６の先端側に設けられる小径部３７ｃ，３７ｄとが形成される。
【００４８】
ねじ軸側の小径部３７ｃは、ねじ軸５のローラ転走溝５ａとの干渉を避けるために、ナット側の小径部３７ｄよりも短くされる。またこのねじ軸側の小径部３７ｃは、図１６（Ｂ）に示されるねじ軸５の軸線方向から見た状態において、ねじ軸５のねじ山の内側に、より詳しくは曲率半径RCD/2のローラ７の軌道中心線（負荷ローラ転走路９の中心線）よりも内側に入り込む。図１６（Ａ）に方向転換路構成部材１３の外周側３１の小径部３７ｂを組み合わせた状態を２点鎖線で示す。小径部３７ｂ，３７ｃの先端は、ねじ軸５のローラ転走溝５ａのリード角に合わせて傾けられている。図１６（Ｃ）に示されるように、方向転換路構成部材１３の外周側３１を組み合わせることで断面正方形の方向転換路１６が形成される。
【００４９】
方向転換路構成部材１３の内周側３２には、ナット６の端面よりもナット側に突出すると共に、方向転換路１６の形状に合わせて曲線状に曲げられる薄肉部２３が形成される。薄肉部２３の断面形状はＶ字形状に形成される。この薄肉部２３がナット６の端面に形成された逃げ溝１９（図８参照）に嵌り込む。
【００５０】
図１７は大径部３５ｃ，３５ｄ、テーパ部３６ｃ，３６ｄ、小径部３７ｃ，３７ｄの詳細図を示す。図１７（Ａ）は内周側３２の側面形状を示し、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示し、図１７（Ｃ）は図１７（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図を示し、図１７（Ｄ）は図１７（Ａ）のＤ部詳細図を示し、図１７（Ｅ）は図１７（Ｄ）のＥ−Ｅ線断面図を示し、図１７（Ｆ）は図１７（Ｄ）のＦ−Ｆ線断面図を示す。図１７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）に方向転換路構成部材１３の外周側３１を組み合わせた状態を２点鎖線で示す。
【００５１】
上述したように、図１７（Ｂ）及び（Ｃ）に示される大径部３５ｃ，３５ｄでは、断面四角形の方向転換路１６の互いに対向する壁面間の距離Ｌ１は、ローラ７の直径よりも大きく、ローラ７との間に隙間を有するように設定される。図１７（Ｅ）に示されるテーパ部３６ｃ，３６ｄの大径部側の端では、断面四角形の方向転換路１６の互いに対向する壁面間の距離Ｌ２は、大径部３５ｃ，３５ｄにおける距離Ｌ１に等しい。そしてテーパ部３６ｃ，３６ｄにおいて、互いに対向する一対の壁面間３６ａ−３６ｃの距離、及び該壁面と直交し、互いに対向する他の一対の壁面間３６ｂ−３６ｄの距離が小径部３７ｃ，３７ｄに向かって徐々に幅が狭くなる。この結果、図１７（Ｆ）に示される小径部側３７ｃ，３７ｄでは、断面四角形の方向転換路１６の互いに対向する壁面間の距離Ｌ３は、大径部３５ｃ，３５ｄにおける距離Ｌ１よりも小さくなり、方向転換路１６とローラ７との間の隙間が大径部３５ｃ，３５ｄよりも少なくなる。またこれにより小径部３７ａ〜３７ｄの内径の形状は、負荷ローラ転走路９のローラ転走溝５ａの断面形状に略等しくなる。
【００５２】
なお方向転換路構成部材１３の外周側３１及び内周側３２は金属製であっても樹脂製であってもよい。
【００５３】
方向転換路構成部材１３の外周側３１の小径部３７ａ，３７ｂと内周側の小径部３７ｃ，３７ｄとは、互いに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７を移動させる。またこれとは逆に、方向転換路１６は無負荷戻し通路１０の直線通路１１から入ってくるローラ７を円弧状の方向転換路１６に沿って移動させ、小径部３７ａ〜３７ｄから負荷ローラ転走路９へと導く。
【００５４】
負荷ローラ転走路９では、ローラ７が荷重を受けながら転がるので、負荷ローラ転走路９の対向する一対の壁面間の距離がローラ７の直径より僅かに狭められる。一方、方向転換路１６を含む無負荷ローラ戻し通路１０では、ローラ７が後続するローラ７で押されて移動するので、無負荷ローラ戻し通路１０とローラ７との間に隙間が設けられる。したがってローラ７は遊びをもって移動する。この無負荷ローラ戻し通路１０における遊びが原因でローラ７が傾いたまま負荷ローラ転走路９に入ると、ローラ７が詰まってしまうおそれがある。
【００５５】
方向転換路１６にテーパ部３６ａ〜３６ｄを設けることで、テーパ部３６ａ〜３６ｄでローラ７を整列させた後、ローラ７を負荷ローラ転走路９に導くことができる。したがって、無負荷ローラ戻し通路１０から負荷ローラ転走路９へローラ７を蛇行させることなく移動させることができる。また負荷ローラ転走路９の内径に近い形状の小径部３７ａ〜３７ｄを設けることで、小径部３７ａ〜３７ｄから負荷ローラ転走路９へローラ７を遊ばせないで移動させることができる。
【００５６】
これとは逆に負荷ローラ転走路９から無負荷ローラ戻し通路１０にローラ７が移動する際にも、ローラ７が小径部３７ａ〜３７ｄ、テーパ部３６ａ〜３６ｄを経由することで、ローラ７に急激に大きな遊びを持たせることがなく、徐々に大きな遊びをもたせることができ、ローラ７が円滑に移動する。
【００５７】
図１８はパイプ１２の断面図を示す。ローラが無負荷ローラ戻し通路１０の直線通路１１を通過する間、ローラ７の姿勢が回転するように直線通路１１はねじられる。ローラ７は直線通路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の一端から他端に至るまでローラ７は、約９０度＋２β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α）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い。
【００５８】
図１９は直線通路１１を移動するローラ７の姿勢の回転を示す。この図１９から直線通路１１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、ローラ７の姿勢が約９０度回転するのがわかる。
【００５９】
直線通路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。
【００６０】
また、ローラ７の姿勢を一対の方向転換路１６の開き角度α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が、反転しないで（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。またローラ７間に介在されるリテーナ８も反転しないで戻すことができる。
リテーナ８にはねじ軸５の軸線方向からみて、円環状の負荷ローラ転走路９を転がるローラ７の軸線をねじ軸５の中心線に向けられるように（これによりローラ７が所定の軸線から傾く現象、所謂スキューを防止することができる）、扇形に形成されるものがある。扇形のリテーナ８が反転すると、リテーナ８の外周側の幅が広くなければいけないのに逆に内周側の幅が広くなってしまう。ローラ７の姿勢を一対の方向転換路１６と略等しい角度α回転させることで、ローラ７及びリテーナ８を反転させないことができる。
【００６１】
図２０は本実施形態で使用されるリテーナ８の一例の詳細図を示す。リテーナ８は隣接するローラ７の軸線が直角を保つようにローラ７の姿勢を保持する。この図２０のリテーナ８は、上記扇形のリテーナ８と異なり、円環状の負荷ローラ転走路９の内周側と外周側とで厚みが変わることがないフラットなものである。もちろんリテーナ８には扇形のものも用いることができる。
【００６２】
なお本発明は上記実施形態に限られることなく、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。例えば循環部材には、この実施形態のようなエンドキャップ方式の循環部材に限られることなく、リターンパイプ方式等様々な方式の循環部材を用いることができる。またこの実施形態では、直径と長さが略等しい円筒形状のローラを用い、無負荷ローラ戻し通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、無負荷ローラ戻し通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、無負荷ローラ戻し通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。
【００６３】
また無負荷ローラ戻し通路に小径部を設けることなく、テーパ部の直後に負荷ローラ転走路がくるようにしてもよい。テーパ部は無負荷ローラ戻し通路の四つの壁面全てに形成されなくても、無負荷ローラ戻し通路の互いに対向する一対の壁面のみに形成されてもよいし、対向する一対の壁面のうち一方の壁面のみ（すなわち合計四つの壁面のうちの一つの壁面のみ）に形成されてもよい。さらにローラの循環が多少は悪くはなるが、無負荷戻し通路にテーパ部を設けることなく、大径部と小径部の間に段差をつけてもよい。
【００６４】
さらに方向転換路の軌道は曲率一定の円弧状でなくても、クロソイド曲線等様々な曲線であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態におけるローラねじの斜視図。
【図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。
【図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）。
【図８】方向転換路構成部材の取付け座の詳細図（（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図）。
【図９】ナットのローラ転走溝の溝直角断面形状を示す図。
【図１０】ローラの側面図。
【図１１】負荷ローラ転走路内のローラを示す断面図。
【図１２】無限循環路を循環するローラの軌道を示す図（（Ａ）はねじ軸の軸線方向からみた状態を示し、（Ｂ）はねじ軸の側方からみた状態を示す）。
【図１３】一対の方向転換路構成部材の位置関係を示す図（（Ａ）はナットの軸線方向からみた状態を示し、（Ｂ）はナットの軸線に沿った断面図）。
【図１４】方向転換路構成部材の外周側を示す図（図１４（Ａ）は方向転換路構成部材の内周側から見た正面図を示し、図１４（Ｂ）は側面図を示す）。
【図１５】大径部、テーパ部、小径部の詳細図。（図１５（Ａ）は側面形状を示し、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のＢ部詳細図を示し、図１５（Ｃ）は図１５（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図を示し、図１５（Ｄ）は図１５（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図を示し、図１５（Ｅ）は図１５（Ｂ）のＥ−Ｅ線断面図を示す）。
【図１６】方向転換路構成部材の内周側３２を示す図（図１６（Ａ）は側面図を示し、図１６（Ｂ）は背面図を示し、図（Ｃ）はナット側からみた内周側の正面図を示す）。
【図１７】大径部、テーパ部、小径部の詳細図を示す（図１７（Ａ）は側面形状を示し、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示し、図１７（Ｃ）は図１７（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図を示し、図１７（Ｄ）は図１７（Ａ）のＤ部詳細図を示し、図１７（Ｅ）は図１７（Ｄ）のＥ−Ｅ線断面図を示し、図１７（Ｆ）は図１７（Ｄ）のＦ−Ｆ線断面図を示す）。
【図１８】パイプの断面図。
【図１９】直線通路を移動するローラ７の姿勢の回転を示す図。
【図２０】リテーナの詳細図。
【符号の説明】
【００６６】
５ａ…ローラ転走溝
５…ねじ軸
６…ナット
６ａ…ローラ転走溝
７…ローラ
９…負荷ローラ転走路
１０…無負荷ローラ戻し通路
１２…パイプ（循環部材）
１３…方向転換路構成部材（循環部材）
１６…方向転換路（無負荷ローラ戻し通路）
３１…方向転換路構成部材の外周側
３２…方向転換路構成部材の内周側
３５ａ〜３５ｄ…大径部
３６ａ〜３６ｄ…テーパ部
３７ａ〜３７ｄ…小径部
【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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