(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受と、
該軸受に外嵌されている環状の第１弾性体部と、
該第１弾性体部に外嵌されている環状部材と、
該環状部材に外嵌されている環状の第２弾性体部と
を備え、
前記環状部材は、前記第１及び第２弾性体部よりも弾性が小さく、
前記第１弾性体部は、前記環状部材の内周面が臨む空間に圧入されることで前記環状部材に内嵌され、
前記第１弾性体部は、前記軸受の回転軸に沿って互いに隙間を隔てて配置された環状の第１部分及び環状の第２部分を有し、
前記第１部分における前記隙間と反対側を向く側面の一部に当接するように、前記環状部材の内周側に設けられた第１止め手段と、
前記第２部分における前記隙間と反対側を向く側面の一部に当接するように、前記環状部材の内周側に設けられた第２止め手段と、
前記隙間に配置され、且つ前記第１部分及び前記第２部分の夫々における前記隙間の側を向く側面の一部に当接することによって、前記隙間を確保する、前記回転軸に沿って延びる環状の部材からなる隙間確保手段と
を更に備えたことを特徴とするローラ装置。
【請求項２】
前記第１弾性体部は、前記内周面及び前記軸受の外周面のうち少なくとも一方に接着されていることを特徴とする請求項１に記載のローラ装置。
【請求項３】
前記第２弾性体部は、前記環状部材の外周面に接着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラ装置。
【請求項４】
前記第２弾性体部の硬度は、前記第１弾性体部の硬度より高いこと
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のローラ装置。
【請求項５】
前記第１止め手段が当接する部分における前記軸受の径方向の幅及び前記第２止め手段が前記第２部分に当接する部分における前記径方向の幅は夫々、前記隙間確保手段が当接する部分における前記径方向の幅より大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のローラ装置。
【請求項６】
前記軸受は、同軸に配列された第１軸受部及び第２軸受部を含み、
前記第１部分は、前記第１軸受部に外嵌されており、
前記第２部分は、前記第２軸受部に外嵌されている
ことを特徴とする請求項５に記載のローラ装置。
【請求項７】
前記第１止め手段及び前記第２止め手段の一方は、前記内周面から前記軸受の回転軸に向かって突出するように前記環状部材と一体的に形成されており、
前記第１止め手段及び前記第２止め手段の他方は、前記第１弾性体部が前記空間に圧入された状態で、前記内周面に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のローラ装置。
【請求項８】
前記他方は、前記内周面に前記軸受と同軸に設けられた溝内に嵌め込まれ、前記内周面に対して固定される環状リングを有する
ことを特徴とする請求項７記載のローラ装置。
【請求項９】
走行路が分岐する箇所及び前記走行路が合流する箇所のうち少なくとも一方の箇所を有する一対の走行レールであって該一対の走行レールのうち少なくとも片方のレールが前記少なくとも一方の箇所で途切れている前記一対の走行レール上を、走行する搬送車に、前記少なくとも片方のレール上を走行する走行ローラとして設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のローラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体製造工程においてウェハキャリアを搬送するビークル等の搬送車に用いられる走行ローラに適用可能なローラ装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のローラ装置では、その使用時にローラ装置の周面が接する接触面から衝撃を受けることによって振動が発生する。ローラ装置に発生した振動は、ローラ装置が設置された搬送装置によって搬送されるシリコンウェハ等の被搬送物に対する衝撃となり、被搬送物と被搬送物を収納する容器とに滑りが生じ微小な磨耗粉を発生させ、シリコンウェハ等の被搬送物表面に付着し、製品の歩留まりを著しく低下させる。また極端な場合、当該被搬送物が破損する一因ともなり得る。また、ローラ装置の周面が接触面から受ける摩擦力によって、ローラ装置の周面に摩耗が発生する。このような摩耗によれば、ローラ装置の耐久性を著しく低下させることになる。更に、このような振動や磨耗は、ローラ装置から発生する塵の原因、搬送車や被搬送物から発生する塵の原因となり、特に半導体製造装置の如きクリーンルーム内では歓迎されない。特許文献１は、振動及び摩耗を低減可能なガイドローラを提案している。
【０００３】
【特許文献１】実登３１３０５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたガイドローラによれば、ガイドローラの回転軸から当該ガイドローラの外周側に向かって順に配置された環状の構成要素の夫々の中心軸を揃えることは困難である。より具体的には、特許文献１に開示されたガイドローラにおいて、ハブ部材及び金属環層間にゴム材を注入することによって防振ラバー層を形成する際に防振ラバー層が変形してしまい、各構成要素の中心軸の偏心の程度を示す振れ量を低減することが困難となる技術的問題点が生じる。また、ガイドローラの最も外側に形成された表面弾性層を切削加工することによって振れ量を低減した場合、表面弾性層より回転軸に近い防振ラバー層が変形し、振れ量を低減することが難しくなる。
【０００５】
加えて、特許文献１に開示されたガイドローラによれば、その使用時に防振ラバー層に加わる圧縮荷重及び引っ張り荷重によって、防振ラバー層が、防振ラバー層が接する軸受から剥離してしまい、ガイドローラの耐久性を低下させてしまう問題点もある。防振ラバー層の両面の夫々の側に配置されたハブ部材及び金属環層の夫々は、防振ラバー層を保護するために一定の厚みが必要となるため、ローラ装置を小型化することが困難となる設計上の問題点がある。
【０００６】
特に、半導体製造工場等の搬送システムにおける走行レールが合流や分岐箇所で途切れている場合には、途切れている箇所を通過する際におけるローラ装置の振動の発生は、顕著となり、例えば特許文献１に開示されたガイドローラでは対応困難である。そして、振動により発生する塵が、クリーンルームにおけるクリーン度を落とすなど、実践上、極めて深刻な問題を起こしかねない。
【０００７】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、振動や磨耗を低減可能であると共に、小型化が容易であるローラ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るローラ装置は上記課題を解決するために、軸受と、該軸受に外嵌されている環状の第１弾性体部と、該第１弾性体部に外嵌されている環状部材と、該環状部材に外嵌されている環状の第２弾性体部とを備え、前記環状部材は、前記第１及び第２弾性体部よりも弾性が小さく、前記第１弾性体部は、前記環状部材の内周面が臨む空間に圧入されることで前記環状部材に内嵌され、前記第１弾性体部は、前記軸受の回転軸に沿って互いに隙間を隔てて配置された環状の第１部分及び環状の第２部分を有し、前記第１部分における前記隙間と反対側を向く側面の一部に当接するように、前記環状部材の内周側に設けられた第１止め手段と、前記第２部分における前記隙間と反対側を向く側面の一部に当接するように、前記環状部材の内周側に設けられた第２止め手段と、前記隙間に配置され、且つ前記第１部分及び前記第２部分の夫々における前記隙間の側を向く側面の一部に当接することによって、前記隙間を確保する、前記回転軸に沿って延びる環状の部材からなる隙間確保手段とを更に備える。
【０００９】
本発明に係るローラ装置によれば、例えば転がり軸受である軸受の外周には、環状の第１弾性体部が外嵌されている。第１弾性体部は、例えばウレタン、シリコン、シリコンゴム等のゴムなどの弾性体から構成されている。この第1弾性体部は、通常接着剤等によって軸受の外周に接着され、その弾性により軸受の外周に強固に嵌められることで軸受に固定される。第１弾性体部の外周には、環状部材が外嵌されており、更に、環状部材の外周には、環状の第２弾性体部が外嵌されている。第２弾性体部は、例えば、第１弾性体部よりも弾性が小さく且つ硬度が高い、例えばウレタン、シリコン、シリコンゴム等のゴムなどの弾性体から構成されている。この第２弾性体部は通常、接着剤等によって環状部材の外周に接着されるが、その弾性により環状部材の外周に強固に嵌められることで軸受に固定されていてもよい。環状部材は、例えばアルミニウム、ステンレス、スチールなどの剛性或いは機械的強度の高い金属材料や、セラミック、強化プラスチックなどの剛性或いは機械的強度の高い非金属材料からからなり、第１及び第２弾性体部よりも弾性が小さい。
【００１０】
ここで本発明では特に、第１弾性体部は、環状部材の内周面が臨む空間に圧入されることで、環状部材に内嵌されている。即ち、第１弾性体部は、軸受の外周面と環状部材の内周面との間の隙間に押し込まれている。この際、第１弾性体部は、軸受に外嵌された状態で、環状部材の内周面が臨む空間に圧入されてもよい。或いは、環状部材の内周面が臨む空間に軸受を挿入した後に、第１弾性体部は、軸受の外周面と環状部材の内周面との間の隙間に押し込まれる形で、当該空間に圧入されていてもよい。言い換えれば、本発明に係る「圧入」とは、軸受に第１弾性体部が外嵌された後に環状部材の内周面に臨む空間に、圧せられつつ押し込まれることをいうだけでなく、軸受が上述の空間に挿入された後、軸受及び環状部材間の隙間に、圧せられつつ押し込まれることも意味する。
【００１１】
したがって、本発明に係るローラ装置によれば、第２弾性体部が外嵌された環状部材と、軸受及び第１弾性体部とを別々に形成できるため、環状部材及び第２弾性体部からなる、環状部分の振れ量と、軸受及び第１弾性体部からなる環状部分の振れ量との夫々を、別々に調整できる。このように別々に振れ量が調整された複数の環状部分を組上げることによって構築されたローラ装置の振れ量は、第２弾性体部が接着された環状部材及び軸受を組み上げた後にローラ装置の振れ量を調整する場合に比べて遥かに容易にして低減可能である。
【００１２】
より具体的には、仮に、例えば、環状部材の内周面に臨む空間に配置された軸受と環状部材との間の隙間に、例えばウレタン樹脂等を注入することによって第１弾性体部を形成した場合、注入されたウレタン樹脂等が変形し、ローラ装置全体の振れ量を増大させてしまう。加えて、このような振れ量を低減する目的で、最外周に位置する第２弾性体部を切削加工した場合、切削時にローラ装置に加わる応力によって各部材の中心軸が相互に大きくずれ、結局、ローラ装置全体の振れ量を低減することが困難になる。
【００１３】
しかるに上述したように本発明に係るローラ装置によれば、第２弾性体部が外嵌された環状部材の振れ量と、第１弾性体部が外嵌された軸受の振れ量とを別々に調整できるので、これらを組上げることによって形成されたローラ装置全体の振れ量を低減することが可能である。本発明に係るローラ装置によれば、例えば、第１弾性体部が外嵌された環状部材の振れ量を０．１ｍｍ以下になるように調整できると共に、第１弾性体部が外嵌された軸受の振れ量を切削加工によって０．１ｍｍ以下にできる。このため、ローラ装置全体の振れ量を０．２ｍｍ以下に低減できる。このような振れ量を有するローラ装置は、走行ローラとして十分使用に耐え得るものとなる。
【００１４】
また、本発明に係るローラ装置によれば、第１弾性体部が環状部材の内周面に臨む空間に圧入されるため、環状部材の内周面から第１弾性体部に対して、圧縮力が常時に作用する。従って、本発明のローラ装置の使用時に、第１弾性体部が軸受から剥離することを回避或いは低減でき、ローラ装置の耐久性を顕著に高めることが可能である。加えて、本発明に係るローラ装置によれば、特許文献１に開示されたガイドローラと比べて、防振ラバー層の両面の夫々の側に設けられたハブ部材及び金属環層等の保護部材と同様の部材を設けなくても、軸受から第１弾性体部が剥離することを低減できるため、ローラ装置のサイズを小さくでき、且つローラ装置の製造コストを低減することが可能である。
【００１５】
以上の結果、本発明に係るローラ装置によれば、振動や磨耗を低減可能となると共に、その小型化も容易となる。
【００１６】
本発明に係るローラ装置の一の態様では、前記第１弾性体部は、前記内周面及び前記軸受の外周面のうち少なくとも一方に接着されている。
【００１７】
この態様によれば、環状部材に内嵌されると共に軸受に外嵌される第１弾性体部は、これらの一方又は両方に対して、接着剤等によって接着されるので、これら三者を同軸的に組み上げた後に、相互のズレによりその同軸性に狂いが生じる事態を効果的に回避できる。
【００１８】
尚、第１弾性体部を、それがローラ装置の動作中にズレない程度に強固に嵌め込めるのであれば、このように接着しなくても足りる。接着しない方がメンテナンス時や修理時に、これら三者をばらす際に便利である。
【００１９】
本発明に係るローラ装置の他の態様では、前記第２弾性体部は、前記環状部材の外周面に接着されている。
【００２０】
この態様によれば、環状部材に外嵌される第２弾性体部は、環状部材に対して、接着剤等によって接着されるので、これら両者を組み上げた後に、相互のズレによりそれらの位置関係に狂いが生じる事態を効果的に回避できる。
【００２１】
尚、第２弾性体部を、ローラ装置の動作中にズレない程度に強固に外嵌できるのであれば、このように接着しなくても足りる。接着しない方がメンテナンス時や修理時に、これら二者をばらす際に便利である。
【００２２】
本発明に係るローラ装置の他の態様では、前記第２弾性体部の硬度は、前記第１弾性体部の硬度より高い。
【００２３】
この態様によれば、第２弾性体部の硬度は、同種の又は異種の弾性材料から構成された第１弾性体部の硬度より高い。したがって、第１弾性体部と同様の硬度を有する材料を用いて第２弾性体部を形成する場合に比べて、ローラ装置の使用時における第２弾性体部の摩耗を、即ち当該ローラ装置における最外周部分における磨耗を低減できる。加えて、軸受のより近くに存在する第１弾性体部が衝撃を吸収するため、ローラ装置に発生する振動を低減可能である。
【００２４】
本発明に係るローラ装置の他の態様では、前記第１弾性体部は、前記軸受の回転軸に沿って互いに隙間を隔てて配置された環状の第１部分及び環状の第２部分を有する。
【００２５】
この態様によれば、ローラ装置の使用時に第１部分及び第２部分の夫々に回転軸に沿った方向に応力が加わった場合でも、第１部分及び第２部分間の隙間に向かってこれら各部分が弾性変形することによって、回転軸に沿った方向に第１部分及び第２部分の夫々に加わった応力が吸収される。言い換えれば、応力が加わることによって生じた第１部分及び第２部分の夫々のひずみを、第１及び第２部分が夫々隙間側に膨れることによって、逃がすことが可能である。このような隙間によれば、第１部分及び第２部分の夫々のバネ係数が、隙間を設けない場合、即ち第１部分及び第２部分が互いに接触している場合に比べて小さくなり、第１弾性体部が振動を吸収する吸収性能を効率的に高めることが可能となる。したがって、軸受の外周面に沿って第１部分及び第２部分に加わる応力を緩和することが可能となり、第１部分及び第２部分の夫々が軸受の外周面から剥離する剥離現象を低減できる。この結果、効率的にローラ装置の耐久性を高めることが可能となる。
【００２６】
この第１弾性体部が第１及び第２部分を有する態様では、前記第１部分における前記隙間と反対側を向く側面の一部に当接するように、前記環状部材の内周側に設けられた第１止め手段と、前記第２部分における前記隙間と反対側を向く側面の一部に当接するように、前記環状部材の内周側に設けられた第２止め手段と、前記隙間に配置され、且つ前記第１部分及び前記第２部分の夫々における前記隙間の側を向く側面の一部に当接することによって、前記隙間を確保する隙間確保手段とを更に備えてもよい。
【００２７】
このように構成すれば、第１止め手段及び第２止め手段の夫々は、例えば、ワッシャー及び止め輪等のリング状の部材から構成されており、或いは、環状部材の内周面から土手状に突出した部分から構成されており、回転軸に沿って第１部分及び第２部分の夫々に位置ずれが生じることを隙間確保手段と共に低減できる。隙間確保手段は、例えば周方向に沿って延びるリング状のワッシャーであり、ローラ装置の使用時に、回転軸に沿って第１部分及び第２部分に加わる圧縮荷重及び引っ張り荷重によってこれら部分が相互に近づくように位置ずれが生じることを低減し、隙間を確保する。そして、第１及び第２部分に対して回転軸に沿った方向に生じる応力を、このように確保された隙間によって逃がすことが可能となる。
【００２８】
この場合更に、前記第１止め手段が当接する部分における前記軸受の径方向の幅及び前記第２止め手段が前記第２部分に当接する部分における前記径方向の幅は夫々、前記隙間確保手段が当接する部分における前記径方向の幅より大きいように構成してもよい。
【００２９】
このように構成すれば、ローラ装置の使用時に、第１部分及び第２部分の夫々に回転軸に沿って加わる応力を逃がす向きを第１部分及び第２部分間の隙間に向かうように揃えることが可能である。より具体的には、第１止め手段の先端及び第２止め手段の先端から軸受の外周面までの夫々の幅が、隙間確保手段の先端から軸受の外周面までの幅より狭いため、第１部分及び第２部分の夫々に接する第１止め手段及び第２止め手段の夫々の当接面積は、第１部分及び第２部分の夫々に接する隙間確保手段の当接面積より大きくなる。したがって、ローラ装置の使用時に第１部分及び第２部分の夫々に圧縮荷重及び引っ張り荷重が様々な方向に沿って加わったとしても、これら荷重に基づく合力は、第１部分及び第２部分の夫々に対して第１部分及び第２部分間の隙間に向かうように作用する。このため、第１部分及び第２部分は隙間を挟んで相互に押し付け合う形となり、これら両者が大なり小なり膨らんだとしても、力学的に安定な状態が崩れることは殆どない。即ち、第１部分及び第２部分間の隙間に向かうように第１部分及び第２部分の夫々に作用する合力と、隙間を確保する隙間確保手段とによって、第１部分及び第２部分が回転軸に沿って固定されるため、別途第１部分及び第２部分を固定するための部材を設けることなく、第１部分及び第２部分の位置を安定に固定できる。
【００３０】
この場合更に、前記軸受は、同軸に配列された第１軸受部及び第２軸受部を含み、前記第１部分は、前記第１軸受部に外嵌されており、前記第２部分は、前記第２軸受部に外嵌されているように構成してもよい。
【００３１】
このように構成すれば、上述の如く第１部分及び第２部分が圧縮変形された際に生じる弾性力が、これら第１及び第２軸受部を相互に押し付け合う方向に作用する。このため、第１部分及び第２部分の弾性力が、これら二つの軸受部間に分離や剥離を起こさせる力となることが殆ど又は全くない。逆に、第１部分及び第２部分の弾性力が、これら二つの軸受部間に分離や剥離を起こさせる何らかの外的又は内的な力を、相殺することも可能となる。これらの結果、二つの軸受部間における分離や剥離防止用の機械的強度を高めるための補強ディスク板、ハブなどを、二つの軸受部間に入れなくても、二つ以上の軸受部から当該軸受を構成できる。
【００３２】
この第１及び第２止め手段並びに隙間確保手段を備える態様では、前記第１止め手段及び前記第２止め手段の一方は、前記内周面から前記軸受の回転軸に向かって突出するように前記環状部材と一体的に形成されており、前記第１止め手段及び前記第２止め手段の他方は、前記第１弾性体部が前記空間に圧入された状態で、前記内周面に取り付けられるように構成してもよい。
【００３３】
このように構成すれば、第１止め手段及び第２止め手段の他方の側から、第１弾性体部が外嵌された軸受を環状部材内に挿入し、第１止め手段及び第２止め手段の一方に当接させるまで押し込んだ後に、かかる他方を取り付ければよい。従って、比較的簡単にして、環状部材の内部空間に、軸受が第１及び第２部分と共に収容され且つ第１及び第２止め手段により固定された構成が得られる。
【００３４】
この場合更に、前記他方は、前記内周面に前記軸受と同軸に設けられた溝内に嵌め込まれ、前記内周面に対して固定される環状リングを有するように構成してもよい。
【００３５】
このように構成すれば、第１弾性体部が外嵌された軸受を環状部材内に挿入し後に、かかる他方を簡単に取り付けられるので、非常に簡単にして、環状部材の内部空間に、軸受が第１及び第２部分と共に収容され且つ第１及び第２止め手段により固定された構成が得られる。尚、このような環状リングは、これを溝内に固定する止め輪やワッシャー等と共に溝内に嵌め込まれてもよい。
【００３６】
本発明に係るローラ装置の他の態様では、走行路が分岐する箇所及び前記走行路が合流する箇所のうち少なくとも一方の箇所を有する一対の走行レールであって該一対の走行レールのうち少なくとも片方のレールが前記少なくとも一方の箇所で途切れている前記一対の走行レール上を、走行する搬送車に、前記少なくとも片方のレール上を走行する走行ローラとして設けられる。
【００３７】
この態様によれば、当該ローラ装置は、走行ローラとして、少なくとも片方のレールが切れている箇所を通過するので、仮に何らの対策も施されていないとすれば、振動や磨耗が顕在化する。しかるに、この態様によれば、上述の如く第１弾性体部、環状部材等を備えて構成されているので、このような振動や磨耗を極めて効果的に低減できる。これにより、特に、ローラ装置から発生する塵や、搬送車や被搬送物から発生する塵を低減でき、半導体製造装置の如きクリーンルーム内では特に有利となる。
【００３８】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るローラ装置の実施形態を説明する。
【００４０】
先ず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係るローラ装置の外観形状を説明する。図１は、本実施形態に係るローラ装置の外観形状を図式的に示した斜視図であり、図２は、本実施形態に係るローラ装置の平面図である。
【００４１】
図１及び図２において、ローラ装置１の形状は、図中Ｙ方向に沿って延びる回転軸Ａを中心とする円筒形状であり、回転軸Ａの周りを回転可能に構成されている。このようなローラ装置１は、例えば、半導体装置の製造工程において用いられる、軌道上を走行するビークル等の搬送装置における走行ローラに応用される。
【００４２】
次に、図３乃至図５を参照しながら、ローラ装置１の内部構造を詳細に説明する。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面図である。図４は、図３の一部を拡大して示した拡大断面図である。図５は、ローラ装置を製造する製造工程の一部を図式的に示した工程断面図である。
【００４３】
図３において、ローラ装置１は、本発明の「環状部材」の一例である金属環部２、本発明の「第２弾性体部」の一例である表面弾性層３、シャフト等の回転軸を回転可能に支持する軸受１０、本発明の「第１弾性体部」を構成する「第１部分」及び「第２部分」の夫々一例である防振弾性層４ａ及び４ｂ、本発明の「第１止め手段」の一例である凸部８、本発明の「第２止め手段」の一例を構成する止め輪６及びワッシャー７、並びに本発明の「隙間確保手段」の一例であるワッシャー５を備えている。
【００４４】
金属環部２は、軸受１０が回転することによって回転軸Ａを中心として回転可能であり、回転軸Ａの周方向、即ち図１に示した回転方向に沿って延びるリング状の部材である。金属環部２は、アルミニウム或いはステンレス等の金属材料を用いて形成されている。
【００４５】
表面弾性層３は、金属環部２の外周面に接着され、且つ図１に示した回転方向に沿って延びている。表面弾性層３は、例えば、ウレタン等の弾性体によって構成されたリング状の部材である。ここで、表面弾性層３の硬度は、ウレタン、シリコン、或いは、シリコンゴム等のゴムから構成された防振弾性層４ａ及び４ｂの硬度より高い。したがって、防振弾性層４ａ及び４ｂと同様の硬度を有する材料を用いて表面弾性層３を形成する場合に比べて、ローラ装置１の使用時における表面弾性層３の摩耗を低減できる。加えて、防振弾性層４ａ及び４ｂが衝撃を吸収することにより、ローラ装置１に発生する振動を低減可能である。
【００４６】
軸受１０は、本発明の「第１軸受け部」及び「第２軸受け部」の一例としての２つの転がり軸受が同軸に組み合わされてなり、不図示のシャフトにそれらの内輪が嵌められ、転動可能なベアリングを介して、それらの外輪がシャフト及び内輪に対して回転可能に構成されている。よって、軸受１０の外輪側に取り付けられている防振弾性層４ａ及び４ｂ、金属環部２並びに表面弾性層３は共に、回転軸Ａを中心としてシャフト（言い換えれば、軸受１０の内輪）の周りを回転可能となる。防振弾性層４ａ及び４ｂは、軸受１０の外周面に接着され、且つ回転軸Ａの周方向に延びており、Ｙ方向に沿って互いに隙間９を隔てて配置されている。
【００４７】
防振弾性層４ａ及び４ｂは、ローラ装置１の使用時に、Ｙ方向、即ち回転軸Ａに沿って防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に圧縮荷重及び引っ張り荷重等の荷重に起因する応力が加わった場合に、隙間９に向かって変形できる。これら防振弾性層４ａ及び４ｂが変形することによって、Ｙ方向に沿って防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に加わった応力が吸収される。言い換えれば、応力が加わることによって生じた防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々のひずみを隙間９によって逃がすことが可能である。このような隙間９によれば、防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々のバネ係数は、隙間９を設けない場合、即ち防振弾性層４ａ及び４ｂが互いに接触している場合に比べて小さくなり、防振弾性層４ａ及び４ｂが振動を吸収する吸収性能を高めることが可能である。したがって、防振弾性層４ａ及び４ｂと、軸受１０とを相互に接着する接着面である軸受１０の外周面に沿って防振弾性層４ａ及び４ｂに加わる応力を緩和することが可能であり、防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々が軸受１０の外周面から剥離する剥離現象を低減できる。よって、ローラ装置１を連続して使用した場合でも、ローラ装置１の耐久性を高めることが可能である。
【００４８】
凸部８は、本発明の「第１止め手段」の一例を構成しており、防振弾性層４ａから見た隙間９の反対側において、防振弾性層４ａの側面４ｓ１に接している。本実施形態では、凸部８は、金属環部２と一体となるように形成されているが、金属環部２と別に形成された後に金属環部２に接合されていてもよい。止め輪６及びワッシャー７は、本発明の「第２止め手段」の一例を構成しており、防振弾性層４ｂから見た隙間９の反対側において、防振弾性層４ｂの側面４ｓ２に接している。ワッシャー５は、本発明の「隙間確保手段」の一例を構成しており、図中Ｙ方向に沿って防振弾性層４ａ及び４ｂ間に配置され、且つ防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に接することによって隙間９を確保している。より具体的には、ワッシャー５は、例えば回転軸Ａの周方向、即ち図１中の回転方向に沿って延びるリング状の部材であり、ローラ装置１の使用時に、回転軸Ａに沿って防振弾性層４ａ及び４ｂに加わる圧縮荷重及び引っ張り荷重によって相互に近づくように防振弾性層４ａ及び４ｂが位置ずれを生じることを低減し、隙間９を確保する。
【００４９】
したがって、凸部８、止め輪６及びワッシャー７、並びにワッシャー５によれば、ローラ装置１の使用時に、Ｙ方向に沿って防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に位置ずれが生じることを低減できる。加えて、防振弾性層４ａ及び４ｂと、軸受１０の外周面との間に加わる圧縮荷重及び引っ張り荷重に起因して、防振弾性層４ａ及び４ｂが軸受１０の外周面から剥離することを低減できる。
【００５０】
次に、図４を参照しながら、ローラ装置１の内部構造を更に詳細に説明する。図４において、止め輪６及びワッシャー７、並びに凸部８から軸受１０の外周面までの夫々の隙間１２及び１３における、軸受１０の径方向の幅Ｗ１及びＷ２は、ワッシャー５から軸受１０の外周面１０ｓまでの隙間９における、軸受１０の径方向の幅Ｗ３より狭い。
【００５１】
幅Ｗ１及びＷ２が幅Ｗ３より狭いことにより、ローラ装置１の使用時に、防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に回転軸Ａに沿って加わる力の向きを隙間９に向かうように揃えることが可能である。より具体的には、止め輪６及びワッシャー７、並びに凸部８から軸受１０の外周面１０ｓまでの夫々の隙間１２、１３の幅Ｗ１及びＷ２が幅Ｗ３より狭いため、防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に接する止め輪６及びワッシャー７、並びに凸部８の夫々の当接面積（即ち、防振弾性層４ａ又は４ｂに実際に当接する面積）は、防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に接するワッシャー５の当接面積より大きくなる。したがって、ローラ装置１の使用時に、防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に圧縮荷重及び引っ張り荷重が様々な方向に沿って加わったとしても、これらの荷重に基づく力と、金属環部２に圧入されたことで膨らもうとする防振弾性層４ａ及び４ｂが発生する弾性力との合力におけるＹ方向の合力成分Ｆ２においては、尚、弾性力の方が支配的となる。即ち、図４中矢印の方向で示したように、合力成分Ｆ２は、防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に対して隙間９に向かうように作用する。
【００５２】
防振弾性層４ａ及び４ｂは外力によりゴム弾性変形する場合、体積流動を伴い変形する。体積変形は境界面が剛性の高い材料で拘束される部分、即ち、凸部８やワッシャー７及びワッシャー５との接触面では生じない。従って拘束のないＷ１，Ｗ２，Ｗ３で示される自由表面で体積流動が起こる。このときＷ３＞Ｗ1＝Ｗ２の関係にあるので、ゴム弾性変形に伴う体積の流動はＷ３でより多く生じ、マクロには図４太矢印方向に体積流動が起こる、このゴム弾性変形に引きずられ１対の軸受１０には互いに押し合う圧縮応力が発生する。
【００５３】
よって、防振弾性層４ａ及び４ｂ間の隙間９に向かうように防振弾性層４ａ及び４ｂの夫々に作用する合力成分Ｆ２と、隙間９を確保するワッシャー５から防振弾性層４ａ及び４ｂが受ける力とによって、防振弾性層４ａ及び４ｂが回転軸Ａに沿って固定されるため、別途防振弾性層４ａ及び４ｂを固定するための部材を設けることなく、防振弾性層４ａ及び４ｂの位置を固定できる。
【００５４】
この際特に、金属環部２に圧入されたことで防振弾性層４ａ及び４ｂが発生する弾性力は、軸受１０を構成する二つの転がり軸受を、隙間９を介して、相互に押し付ける方向に作用する。より詳細には、この弾性力は、軸受１０に沿った成分についてみれば、二つの転がり軸受を、相互に押し付ける方向に作用する。よって、軸受１０を構成する二つの転がり軸受は、力学的に安定な状態となる。このため、軸受１０を構成する二つの転がり軸受間における分離や剥離防止用に機械的強度を高めるための補強ディスク板、ハブ、ベアリングなどに繰り返し変動応力が負荷されると、場合により疲労破壊が起こり、これでベアリング寿命が決定づけられることもある。しかしベアリングは同じ繰り返し応力を受けても、引張り応力と圧縮応力では、圧縮応力に対する方が寿命の長いことが知られている。図４はベアリングに作用するゴム弾性変形エネルギーを圧縮応力で解消させる構成としている。したがって、これら二つの転がり軸受間等に取り付けなくても済む。或いは、このような補強ディスク、ハブなどを取り付けるにしても、その強度は、防振弾性層４ａ及び４ｂが発生する弾性力に応じた分だけ、低くて済む。
【００５５】
次に、図５を参照しながら、ローラ装置１の製造プロセスにおける主要な工程を説明する。
【００５６】
図５（ａ）に示すように、軸受１０が金属環部２の内周面２ｓが臨む空間１１に挿入され、軸受１０及び金属環部２間の隙間に防振弾性層４ａが押し込まれる。防振弾性層４ａは、凸部８に接するまで押し込まれる。図５に示すように、ワッシャー５が配置された後、防振弾性層４ｂが、軸受１０と金属環部２の内周面２ｓとの間の隙間に押し込まれる。即ち、軸受１０が空間１１に挿入された後、軸受１０及び金属環部２の内周面２ｓ間の隙間に防振弾性層４ａ及び４ｂが押し込まれることによって軸受１０と共に防振弾性層４ａ及び４ｂが空間１１内に圧入されている。
【００５７】
したがって、ローラ装置１によれば、表面弾性層３が接着された金属環部２と、軸受け本体部１０、並びに防振弾性層４ａ及び４ｂとを別々に形成できるため、金属環部２及び表面弾性層３からなるリング状の部材の振れ量と、軸受１０並びに防振弾性層４ａ及び４ｂとの振れ量との夫々を別々に調整できる。このように別々に振れ量が調整された複数の部材を組上げることによって形成されたローラ装置１の振れ量は、表面弾性層３が外嵌された金属環部２と、防振弾性層４ａ及び４ｂが外嵌された軸受１０とを組み上げた後にローラ装置１の振れ量を調整する場合に比べてローラ装置１全体の振れ量を低減できる。
【００５８】
より具体的には、例えば、空間１１に配置された軸受１０と、金属環部２の内周面２ｓとの間の隙間にウレタン樹脂等の弾性体を注入することによって防振弾性層４ａ及び４ｂを形成した場合、注入された弾性体が変形し、ローラ装置１全体の振れ量を増大させてしまう。加えて、このような振れ量を低減する目的で、表面弾性層３を切削加工した場合、切削時にローラ装置１に加わる応力によって各部材の中心軸が相互に大きくずれ、ローラ装置１全体の振れ量を低減することが困難になる。
【００５９】
そこで、上述したようにローラ装置１によれば、表面弾性層３が接着された金属環部２と、軸受１０並びに防振弾性層４ａ及び４ｂとの夫々の振れ量を予め別々に調整できるため、ローラ装置１を組む上げた後に表面弾性層３を切削加工することによって振れ量を調整する場合に比べて、ローラ装置１全体の振れ量を低減することが可能である。
【００６０】
また、ローラ装置１によれば、防振弾性層４ａ及び４ｂが金属環部２の内周面２ｓに臨む空間１１に圧入されるため、図３中に示す圧縮力Ｆ１が金属環部２の内周面２ｓから防振弾性層４ａ及び４ｂに作用する。したがって、ローラ装置１の使用時に、防振弾性層４ａ及び４ｂが軸受１０に押し付けられることになり、防振弾性層４ａ及び４ｂが軸受１０から剥離することを極めて効率的に低減できる。よって、剥離或いは分離が発生することによるローラ装置１の動作性能の低下を抑制でき、ローラ装置１の耐久性を高めることが可能である。
【００６１】
加えて、ローラ装置１によれば、特許文献１に開示されたガイドローラと比べて、防振ラバー層の両面の夫々の側に設けられたハブ部材及び金属環層等の保護部材と同様の部材を設けなくても、軸受１０を構成する二つの転がり軸受けが分離することを低減できるため、これらハブ部材等がない分だけ、ローラ装置１のサイズを小さくでき、且つローラ装置１の製造コストを低減することが可能である。
【００６２】
尚、本実施形態に係るローラ装置１では、ワッシャー５によって隙間９が確保された状態で軸受１０に防振弾性層４ａ及び４ｂを接着した後、これらを空間１１に圧入してもよい。軸受１０に防振弾性層４ａ及び４ｂを接着することによって軸受１０並びに防振弾性層４ａ及び４ｂを一体として形成しておくことによって、例えば、表面弾性層３が接着された金属環部２の振れ量を０．１ｍｍ以下になるように調整できると共に、防振弾性層４ａ及び４ｂが接着された軸受１０の振れ量を切削加工によって０．１ｍｍ以下にできるため、ローラ装置１全体の振れ量を０．２ｍｍ以下に低減できる。このような振れ量を有するローラ装置１は、走行ローラとして十分使用に耐えうるものとなる。また、本実施形態では、軸受１０は、二つの転がり軸受から構成されているが、三つ以上の転がり軸受を同軸に組み合わせて軸受１０を構成することも可能である。
【００６３】
以上説明したように、ローラ装置１によれば、ローラ装置１の振れ量の低減、耐久性の向上、及び小型化が可能になる。
【００６４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うローラ装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係るローラ装置の外観形状を図式的に示した斜視図である。
【図２】実施形態に係るローラ装置の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面図である。
【図４】図３の一部を拡大して示した拡大断面図である。
【図５】実施形態に係るローラ装置を製造する製造工程の一部を図式的に示した工程断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・ローラ装置、２・・・金属環部、３・・・表面弾性層、４ａ，４ｂ・・・防振弾性層、５・・・ワッシャー、６・・・止め輪、７・・・ワッシャー、８・・・凸部、９・・・隙間、１０・・・軸受本体部
【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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