転動ローラ、その製造方法及びその転動ローラを備える直動案内装置
【課題】直動案内装置の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能な転動ローラ、その製造方法及びその転動ローラを備える直動案内装置を提供する。
【解決手段】案内レールが有するレール側転動体転動溝とスライダが有するスライダ側転動体転動溝との間に、潤滑剤とともに転動ローラ２を配置し、案内レールとスライダとの相対移動に伴い、レール側転動体転動溝及びスライダ側転動体転動溝と接触した状態で転動する転動ローラ２の外周面に、転動ローラ２の軸方向に対して傾斜する複数の傾斜溝２８を形成し、各傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍの条件式を成立させる。
【解決手段】案内レールが有するレール側転動体転動溝とスライダが有するスライダ側転動体転動溝との間に、潤滑剤とともに転動ローラ２を配置し、案内レールとスライダとの相対移動に伴い、レール側転動体転動溝及びスライダ側転動体転動溝と接触した状態で転動する転動ローラ２の外周面に、転動ローラ２の軸方向に対して傾斜する複数の傾斜溝２８を形成し、各傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍの条件式を成立させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や射出成形機等に用いる直動案内装置、その直動案内装置が備える転動ローラ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械用や射出成形機等に用いられている直動案内装置としては、例えば、特許文献１に記載されているような直動案内装置がある。
図１０中に示すように、この直動案内装置１は、軸方向に相対移動する二本の平行な案内レール６ａ，６ｂと、両案内レール６ａ，６ｂ間に転動自在に配置した複数の転動体を備えている。また、案内レール６ａ，６ｂと転動体との間には、グリース等の潤滑剤（図示せず）を配置しており、この潤滑剤で、案内レール６ａ，６ｂと転動体との間に潤滑膜を形成している。そして、この直動案内装置１は、転動体として、転動ローラ２を用いている。なお、図１０は、従来例の直動案内装置１を示す図である。また、図１０中に符号１４を付して示す部材は、転動ローラ２の保持器である。
【０００３】
転動ローラ２は、その外周面における円周方向の面粗さを、前記外周面における軸方向の面粗さと略同一とするか、または、軸方向の面粗さよりも僅かに大きくして形成している。具体的には、転動ローラ２の外周面における円周方向の面粗さを、中心線平均粗さにおいて、０．０５μｍ以上０．１０μｍ以下の範囲内としている。
転動ローラ２の外周面を上記の状態とする際には、例えば、特許文献２に記載されているような転動ローラの製造方法を用いる。
この製造方法は、転動ローラ２の素材となる円柱形状の部材に対し、まず、外周面に超仕上げ加工を行う。そして、超仕上げ加工を行った外周面にタンブリングを行うことにより、転動ローラ２の外周面における円周方向の面粗さと軸方向の面粗さとを、上記の関係とする。
【０００４】
このような構成の直動案内装置１であれば、往復運動の往時と復時における、転動ローラ２と両案内レール６ａ，６ｂとの相対移動量に発生する差異を、減少させることが可能となる。このため、両案内レール６ａ，６ｂと保持器１４の相対位置にずれが生じ、最終的には保持器１４が両案内レール６ａ，６ｂから外れてしまう現象（ミクロスリップ現象）の発生を、抑制することが可能となる。
【特許文献１】特開平３−２３４９１１号公報
【特許文献２】特開平３−２９２４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されている直動案内装置のように、転動体として転動ローラを用いる直動案内装置は、転動体としてボールを用いる直動案内装置と比較して、高い負荷に対応することが可能である。すなわち、転動体に高負荷が加わる直動案内装置では、転動体として転動ローラを用いる場合が多い。
しかしながら、転動ローラに高負荷が加わる直動案内装置では、その作動時において、転動ローラの回転速度に対する潤滑剤の移動速度が低くなる場合が多い。このため、転動ローラと案内レール（以下、「直動部材」と記載する）との間において潤滑膜の形成が困難となり、潤滑膜が減少するおそれがある。
【０００６】
また、転動ローラに高負荷が加わる、すなわち、転動ローラに高い荷重が作用すると、転動ローラと直動部材との接触部に存在していた潤滑剤が排除されやすくなる。このため、転動ローラと直動部材との間において潤滑膜の形成が困難となり、潤滑膜が減少するおそれがある。
転動ローラと直動部材との間において潤滑膜が減少すると、直動案内装置の作動時に転動ローラと直動部材との間で発生する摩擦力が増加するため、直動案内装置の作動性が低下するという問題が生じる。
【０００７】
また、転動ローラと直動部材との間で発生する摩擦力が増加すると、直動案内装置の作動時に生じる転動ローラの磨耗が促進されるため、転動ローラの耐久性が低下して、直動案内装置の耐久性が低下するという問題が生じる。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、転動ローラと直動部材との間に潤滑剤で形成する潤滑膜の減少を抑制することが可能な、転動ローラ、その製造方法及びその転動ローラを備える直動案内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】
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、軸方向に相対移動する第一直動部材と第二直動部材との間に潤滑剤とともに配置して、前記第一直動部材と前記第二直動部材との相対移動に伴い、前記第一直動部材及び前記第二直動部材と外周面とが接触した状態で転動する転動ローラであって、
前記転動ローラの外周面に、前記転動ローラの軸方向に対して傾斜する傾斜溝を形成し、
前記傾斜溝の深さをＤｔとしたときに、０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍの条件式を成立させることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によると、軸方向に相対移動する第一直動部材と第二直動部材との間に潤滑剤とともに配置する転動ローラの外周面に、転動ローラの軸方向に対して傾斜する傾斜溝を形成する。
このため、第一直動部材と第二直動部材との相対移動に伴い、第一直動部材及び第二直動部材と転動ローラの外周面とが接触した状態で転動する際に、この転動に伴い、傾斜溝内の潤滑剤を移動させて転動ローラの軸方向へ移動させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明では、傾斜溝の深さをＤｔとしたときに、０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍの条件式を成立させる。
このため、第一直動部材及び第二直動部材と転動ローラの外周面との間において、転動ローラの軸方向に沿った潤滑剤の移動経路を確保することが可能となるとともに、潤滑剤で形成する潤滑膜の寸断を抑制することが可能となる。
【００１１】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記傾斜溝を、前記転動ローラの外周面に沿った螺旋状に形成することを特徴とするものである。
本発明によると、傾斜溝を、転動ローラの外周面に沿った螺旋状に形成するため、傾斜溝内に存在する潤滑剤の、転動ローラの軸方向に沿った移動経路を、転動ローラの周方向に沿って連続させることが可能となる。
このため、転動ローラの外周面に対し、転動ローラの周方向に沿って、転動ローラの軸方向に沿った潤滑剤の移動経路を確保することが可能となるとともに、潤滑剤で形成する潤滑膜の寸断を抑制することが可能となる。
【００１２】
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明であって、前記転動ローラの外周面に、前記転動ローラの軸方向に対して直交または略直交し、且つ前記傾斜溝と連続する潤滑剤保持溝を形成し、
前記潤滑剤保持溝の深さをＤｈとしたときに、Ｄｔ＜Ｄｈの条件式を成立させることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によると、転動ローラの外周面に、転動ローラの軸方向に対して直交または略直交し、且つ傾斜溝と連続する潤滑剤保持溝を形成する。また、潤滑剤保持溝の深さをＤｈとし、傾斜溝の深さをＤｔとしたときに、Ｄｔ＜Ｄｈの条件式を成立させる。
このため、傾斜溝よりも深さの深い潤滑剤保持溝内に保持した潤滑剤を、転動ローラの軸方向に沿って傾斜溝内を移動させることが可能となる。また、傾斜溝内を転動ローラの軸方向に沿って移動する潤滑剤を、潤滑剤保持溝内に保持することが可能となる。
【００１４】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを製造する転動ローラの製造方法であって、
前記転動ローラの外周面に対し溝形成手段による切削加工を施して前記傾斜溝を形成する傾斜溝形成工程を有し、
前記溝形成手段は、前記転動ローラの外周面と接触して当該外周面を切削加工する切削部を有し、
前記傾斜溝形成工程において、前記転動ローラの外周面と前記切削部とを前記傾斜溝の傾斜方向へ相対移動させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によると、転動ローラの製造方法が、転動ローラの外周面に対し溝形成手段による切削加工を施して傾斜溝を形成する傾斜溝形成工程を有する。また、溝形成手段が、転動ローラの外周面と接触して切削加工する切削部を有する。また、傾斜溝形成工程において、転動ローラの外周面と切削部とを、傾斜溝の傾斜方向へ相対移動させる。
このため、転動ローラの外周面に形成する傾斜溝を、簡易な構成・手順により形成することが可能となり、転動ローラの外周面に傾斜溝を形成する作業効率を向上させることが可能となるため、転動ローラの製造効率を向上させることが可能となる。
【００１６】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを備えたことを特徴とする直動案内装置である。
本発明によると、直動案内装置が備える転動ローラ、すなわち、軸方向に相対移動する第一直動部材と第二直動部材との間に、潤滑剤とともに配置する転動ローラとして、請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを備える。
このため、第一直動部材及び第二直動部材と転動ローラとの間に潤滑剤で形成する、潤滑膜の減少を抑制することが可能となり、直動案内装置の作動時に第一直動部材及び第二直動部材と転動ローラとの間で発生する摩擦力を、減少させることが可能となる。また、直動案内装置の作動時に生じる転動体の磨耗を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、直動部材と転動ローラとの間に形成する潤滑膜の減少を抑制することが可能となるため、直動案内装置の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第一実施形態）
（構成）
まず、図１から図５を参照して、本実施形態の構成を説明する。なお、図１０に示したものと同様の構成については、同一符号を付して説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の直動案内装置１の構成を示す側面図であり、図２は、図１のＩＩ線矢視図、図３は、図１のＩＩＩ線矢視図である。なお、図１及び図２中では、説明のために、直動案内装置１の一部を破断した状態を示している。
図１から図３中に示すように、本実施形態の直動案内装置１は、第一直動部材の上方に配置する第二直動部材と、第一直動部材と第二直動部材との間に配置する複数の転動ローラ２とを備えている。また、図示しないが、第一直動部材と第二直動部材との間には、複数の転動ローラ２とともに、グリース等の潤滑剤を配置する。なお、図２及び図３中では、説明のために、第一直動部材の図示を省略している。
【００２０】
本実施形態では、第一直動部材を、第二直動部材と対向する面、すなわち、上面に、直線状の溝（以下、「レール側転動体転動溝４」と記載する）を有する案内レール６とする。
また、本実施形態では、第二直動部材を、第一直動部材の上方に配置するスライダ８とする。
スライダ８は、スライダ本体１０と、二つのエンドキャップ１２と、二つの保持器１４とを備えている。
【００２１】
スライダ本体１０は、レール側転動体転動溝４に対向する、すなわち、直線状のスライダ側転動体転動溝１６を有する。これにより、レール側転動体転動溝４とスライダ側転動体転動溝１６との間には、直線状の負荷転動路１８を形成する。また、スライダ本体１０は、スライダ側転動体転動溝１６と平行をなす直線状のローラー戻り路２０を有する。
二つのエンドキャップ１２は、それぞれ、スライダ本体１０の軸方向両端面にそれぞれ接合している。また、二つのエンドキャップ１２は、それぞれ、負荷転動路１８とローラー戻り路２０とを連通させる円弧状の方向転換路２２を有する。これにより、ローラー戻り路２０と、負荷転動路１８及び方向転換路２２とから、転動体転動路２４を形成する。
【００２２】
二つの保持器１４は、それぞれ、ローラー戻り路２０及び負荷転動路１８内に配置してある。なお、図中及び以降の説明では、ローラー戻り路２０内に配置する保持器１４を、「保持器１４ａ」と記載し、負荷転動路１８内に配置する保持器１４を、「保持器１４ｂ」と記載する。
保持器１４ａは、ローラー戻り路２０に沿って延在する線状に形成してあり、その両端部を、それぞれ、二つのエンドキャップ１２に取り付けてある。保持器１４ｂは、負荷転動路１８に沿って延在する線状に形成してあり、保持器１４ａと同様、その両端部を、それぞれ、二つのエンドキャップ１２に取り付けてある。
【００２３】
各転動ローラ２は、材料として軸受鋼等を用い、円筒形状に形成してある。
また、各転動ローラ２は、転動体転動路２４内へ転動自在に装填してある。
また、各転動ローラ２は、転動体転動路２４内で転動体列を形成している。本実施形態では、各転動ローラ２が、転動体転動路２４内で二列の転動体列を形成している場合について説明する。
【００２４】
転動ローラ２の端面には、転動ローラ２の軸方向に突出する鍔部２６を設けている。この鍔部２６は、転動ローラ２と同様、円筒形状に形成してある。また、鍔部２６は、負荷転動路１８内において、保持器１４ｂよりもスライダ側転動体転動溝１６側に配置する。
鍔部２６の半径は、転動ローラ２の軸方向から見て、鍔部２６の半径と保持器１４の厚さとの和よりも転動ローラ２の半径が大きくなる値としてある。すなわち、負荷転動路１８内の転動ローラ２は、その外周面が、保持器１４ｂよりもレール側転動体転動溝４側へ突出する。これにより、案内レール６とスライダ８との相対移動に伴い、転動ローラ２の外周面を、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と接触した状態で転動させることとなる。
【００２５】
ここで、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間、すなわち、案内レール６及びスライダ８と転動ローラ２との間には、上記の潤滑剤で形成する潤滑膜（図示せず）を形成している。
以上により、本実施形態の直動案内装置１は、案内レール６とスライダ８が、転動ローラ２の転動を介して軸方向に相対移動する、リニアローラベアリングを形成することとなる。
【００２６】
以下、図１から図３を参照しつつ、図４及び図５を用いて、転動ローラ２の外周面に関する詳細な構成を説明する。
図４は、図１のＩＶ線矢視図であり、転動ローラ２の外周面を説明する図である。なお、図４中では、説明のために、転動ローラ２以外の図示を省略している。また、図４中では、説明のために、鍔部の図示を省略している。
【００２７】
図４中に示すように、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して角度θで傾斜する複数の傾斜溝２８を形成してある。なお、図４中では、転動ローラ２の軸方向を示す線として、転動ローラ２の中心軸線ＣＬｒを記載してある。
傾斜溝２８の傾斜角度θは、０°＜θ＜９０°または９０°＜θ＜１８０°の範囲内に設定する。すなわち、傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θには、転動ローラ２の軸方向に対して直交及び平行となる角度を含まない。
【００２８】
図５は、図４中に円Ｖで囲んだ範囲の拡大図である。
図５中に示すように、傾斜溝２８は、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、以下の条件式（１）を成立させるように形成してある。
０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍ … （１）
以下、傾斜溝２８の深さＤｔを、上記の条件式（１）を成立させるように形成する理由について説明する。
【００２９】
傾斜溝２８の深さＤｔを、０．１μｍ以下とすると、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間が、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の移動を抑制する狭い空間となる。
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑剤の移動経路を確保することが困難となり、潤滑膜が減少しやすくなる。
【００３０】
また、傾斜溝２８の深さＤｔを、１．０μｍ以上とすると、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間が、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤に空気が混在しやすい広い空間となる。
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑剤の移動が寸断されやすくなり、潤滑膜の寸断が発生しやすくなるため、潤滑膜が減少しやすくなる。
以上の理由により、本実施形態では、傾斜溝２８の深さＤｔを、上記の条件式（１）を成立させるように形成する。
【００３１】
（製造方法）
次に、図４及び図５を参照しつつ、図６を用いて、上記の構成を備えた転動ローラ２を製造する製造方法（以下、「転動ローラ２の製造方法」と記載する）について説明する。
転動ローラ２の製造方法は、転動ローラ２の外周面に対し溝形成手段による切削加工を施して傾斜溝２８を形成する、傾斜溝形成工程を有する。
図６は、傾斜溝形成工程を示す図である。
図６中に示すように、溝形成手段３０は、切削部３２と、相対移動手段３４とを有する。
【００３２】
切削部３２は、棒状に形成してあり、その先端部に、砥石３６を固定してある。
砥石３６は、例えば、多段超仕上げ加工の最終工程で使用する超仕上げ砥石を用いて形成してある。超仕上げ砥石としては、例えば、炭化珪素砥粒等からなる第一砥粒と、第一砥粒の０．５〜２倍程度の平均砥粒径を持つダイヤモンド砥粒等からなる第二砥粒とを混合し、砥石用結合剤により結合したものを用いる。
【００３３】
切削部３２の基端部は、後述する切削深さ制御部３８に取付けてある。
相対移動手段３４は、加工対象物保持部４０と、加工対象物回転部４２と、切削部移動部４４と、切削深さ制御部３８と、相対移動制御部４６とを備えている。
加工対象物保持部４０は、転動ローラ２を、その両端面側から押圧することにより把持して、転動ローラ２を保持する。
【００３４】
加工対象物回転部４２は、例えば、モータ等の回転可能なアクチュエータを有しており、相対移動制御部４６が出力する回転信号Ｓ１に応じて、加工対象物保持部４０を回転させる。これにより、転動ローラ２を周方向に回転させる。加工対象物保持部４０を回転させる回転速度、すなわち、転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度の情報は、回転信号Ｓ１に含む。
【００３５】
切削部移動部４４は、例えば、モータ等の回転可能なアクチュエータと、アクチュエータの回転を水平移動に変換する変換機構とを有しており、相対移動制御部４６が出力する移動信号Ｓ２に応じて、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる。切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度の情報は、移動信号Ｓ２に含む。
切削深さ制御部３８は、切削部移動部４４に取付けてあり、予め記憶した傾斜溝２８の深さＤｔに応じて、傾斜溝２８の深さＤｔが上記の条件式（１）を成立するように、転動ローラ２の外周面に対する砥石３６の接触状態を制御する。これに加え、切削深さ制御部３８は、転動ローラ２の軸方向に対する切削部３２の傾斜角度、具体的には、転動ローラ２の軸方向に対する砥石３６の傾斜角度を制御して、転動ローラ２の外周面に対する砥石３６の接触状態を制御する。
【００３６】
相対移動制御部４６は、傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θに応じて、転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度と、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度とを算出する。そして、転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度を含む情報信号を、回転信号Ｓ１として加工対象物回転部４２へ出力する。また、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度を含む情報信号を、移動信号Ｓ２として切削部移動部４４へ出力する。
【００３７】
以下、傾斜溝形成工程における、転動ローラ２の外周面に対する傾斜溝２８の形成手順について説明する。
まず、外形を所望の形状に形成した転動ローラ２を、加工対象物保持部４０により保持する。
次に、転動ローラ２の外周面のうち、一方の端面側に切削部３２を接触させる。このとき、切削深さ制御部３８は、予め記憶した傾斜溝２８の深さＤｔに応じて、傾斜溝２８の深さＤｔが上記の条件式（１）を成立するように、切削部３２の転動ローラ２の外周面に対する接触状態を制御する。
【００３８】
そして、相対移動制御部４６が、転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度と、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度とを算出する。回転速度と移動速度とを算出した、相対移動制御部４６は、回転信号Ｓ１を加工対象物回転部４２へ出力するとともに、移動信号Ｓ２を切削部移動部４４へ出力する。
回転信号Ｓ１の入力を受けた加工対象物回転部４２は、回転信号Ｓ１が含む転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度の情報に応じて、加工対象物保持部４０を回転させ、転動ローラ２を周方向に回転させる。
【００３９】
同時に、移動信号Ｓ２の入力を受けた切削部移動部４４は、移動信号Ｓ２が含む切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度の情報に応じて、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる。
転動ローラ２を周方向に回転させるとともに、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させると、転動ローラ２の外周面と切削部３２とを、傾斜溝２８の傾斜方向へ相対移動させることとなる。
【００４０】
以上により、転動ローラ２の外周面に、傾斜角度が傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θであり、且つ深さＤｔが上記の条件式（１）を成立する、傾斜溝２８を形成する。
一本の傾斜溝２８を形成した後、転動ローラ２の外周面のうち、一方の端面側に切削部３２を接触させる位置を、形成した傾斜溝２８の位置から任意の間隔で移動させ、次の傾斜溝２８を形成する。これを繰り返し、転動ローラ２の外周面に、所望の本数の傾斜溝２８を形成して、傾斜溝形成工程を終了する。
【００４１】
（動作）
次に、図１から図５を参照しつつ、上記の構成を備えた直動案内装置１の動作について説明する。
直動案内装置１の作動時において、スライダ８が案内レール６に対して相対移動すると、この相対移動に伴い、負荷転動路１８内の転動ローラ２は、その外周面が、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と接触した状態で、転動する。
このとき、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して角度θで傾斜する複数の傾斜溝２８を形成している。
【００４２】
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間に配置した潤滑剤のうち、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤は、転動ローラ２の転動に伴い、転動ローラ２の軸方向へ移動する。
また、転動ローラ２の外周面に形成した傾斜溝２８を、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上記の条件式（１）を成立させるように形成している。
【００４３】
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間が、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の移動経路を確保することが容易となる空間となり、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
これに加え、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間が、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤に空気が混在しにくい空間となる。これにより、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となり、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
【００４４】
（第一実施形態の効果）
したがって、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、転動ローラ２の軸方向に対して角度θで傾斜する複数の傾斜溝２８を形成している。また、各傾斜溝２８を、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上記の条件式（１）を成立させるように形成している。すなわち、傾斜溝２８の深さを、０．１μｍを超える深さとするとともに、１．０μｍ未満の深さとしている。
【００４５】
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面とが接触した状態で転動すると、転動ローラ２の転動に伴い、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤が転動ローラ２の軸方向へ移動する。
さらに、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間を、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の移動経路を確保することが容易となる空間とすることが可能となる。これに加え、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間を、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤に空気が混在しにくい空間とすることが可能となる。
【００４６】
その結果、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となり、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。これにより、直動案内装置１の作動時に生じる、摩擦力の増加及び転動ローラ２の磨耗を抑制することが可能となるため、直動案内装置１の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の製造方法が、転動ローラ２の外周面に対し、溝形成手段３０による切削加工を施して傾斜溝２８を形成する傾斜溝形成工程を有する。
また、溝形成手段３０が、転動ローラ２の外周面と接触して切削加工する切削部３２を有する。さらに、傾斜溝形成工程において、転動ローラ２の外周面と切削部３２とを、傾斜溝２８の傾斜方向へ相対移動させる。
【００４８】
このため、傾斜溝２８を、簡易な構成・手順により形成することが可能となり、転動ローラ２の外周面に傾斜溝２８を形成する作業効率を向上させることが可能となる
その結果、転動ローラ２の製造効率を向上させることが可能となり、直動案内装置１の製造効率を向上させることが可能となる。
さらに、本実施形態の直動案内装置１が備える転動ローラ２は、その外周面に、複数の傾斜溝２８を形成している。また、各傾斜溝２８を、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上記の条件式（１）を成立させるように形成している。
【００４９】
このため、直動案内装置１の作動時に、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となり、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
その結果、直動案内装置１の作動時に生じる、転動ローラ２の磨耗を抑制することが可能となるため、転動ローラ２の損傷を抑制することが可能となり、転動ローラ２の耐久性を向上させることが可能となる。
【００５０】
（応用例）
なお、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２を円筒形状（円筒ころ）に形成したが、転動ローラ２の形状は、これに限定するものではなく、例えば、円錐形状（円錐ころ）、樽形状（樽状ころ）、棒形状（針状ころ）としてもよい。要は、転動ローラ２の形状は、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と対向する面に傾斜溝２８を形成可能な形状であればよい。
【００５１】
また、本実施形態の直動案内装置１では、直動案内装置１を、ローラベアリングとしたが、これに限定するものではなく、直動案内装置１を、ローラパックやリニアガイド等としてもよい。また、直動案内装置１を、クロスローラガイド等、転動ローラ２の循環路を有していないものとしてもよい。要は、直動案内装置１は、軸方向に相対移動する二つの部材（第一直動部材及び第二直動部材）間に、潤滑剤とともに転動ローラ２を配置する構成であればよい。
【００５２】
さらに、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の製造方法において、切削部３２の先端部に、転動ローラ２の外周面と接触してその外周面を切削加工する砥石３６を固定したが、切削部３２の構成は、これに限定するものではない。すなわち、切削部３２の構成を、転動ローラ２の外周面と接触してその外周面を切削加工可能な、レーザー光線の発生源を備える構成としてもよい。この場合、例えば、相対移動手段３４は、レーザー光線の照射方向を固定した状態で、転動ローラ２を回転させながら、転動ローラ２の軸方向に沿って移動させることにより、転動ローラ２の外周面とレーザー光線とを、傾斜溝２８の傾斜方向へ相対移動させる。
【００５３】
また、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、複数の傾斜溝２８を形成したが、これに限定するものではなく、転動ローラ２の外周面に、一つの傾斜溝２８のみを形成してもよい。もっとも、本実施形態の直動案内装置１のように、転動ローラ２の外周面に複数の傾斜溝２８を形成することが、転動ローラ２の外周面全体に対して、潤滑膜を平均的に形成することが可能となるため、好適である。
【００５４】
（第二実施形態）
（構成）
まず、図７を用いて、本実施形態の構成を説明する。なお、本実施形態の直動案内装置は、転動ローラ２以外の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、転動ローラ２以外の構成については、その説明を省略する。
図７は、本実施形態の直動案内装置が備える転動ローラ２の外周面を説明する図である。なお、図７中では、上記の図４と同様、説明のために、鍔部の図示を省略している。
図７中に示すように、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して傾斜する傾斜溝２８を、一つのみ形成してある。
この傾斜溝２８は、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状に形成する。
また、傾斜溝２８は、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上述した条件式（１）を成立させるように形成してある。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
【００５５】
（動作）
次に、図１から図３及び図７を参照しつつ、上記の構成を備えた直動案内装置１の動作について説明する。
直動案内装置１の作動時において、スライダ８が案内レール６に対して相対移動すると、この相対移動に伴い、負荷転動路１８内の転動ローラ２は、その外周面が、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と接触した状態で転動する。
【００５６】
このとき、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して傾斜するとともに、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状の傾斜溝２８を形成している。また、傾斜溝２８を、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上記の条件式（１）を成立させるように形成している。
このため、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤は、転動ローラ２の転動に伴い、転動ローラ２の周方向に沿って連続しながら、転動ローラ２の軸方向へ移動する。
これにより、転動ローラ２の外周面に対し、転動ローラ２の周方向に沿って、転動ローラ２の軸方向に沿った潤滑剤の移動経路を確保することが可能となり、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となるため、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
【００５７】
（第二実施形態の効果）
したがって、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に形成する傾斜溝２８を、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状に形成している。
このため、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の、転動ローラ２の軸方向に沿った移動経路を、転動ローラ２の周方向に沿って連続させることが可能となり、転動ローラ２の周方向に沿って連続する、潤滑剤の移動経路を確保することが可能となる。
その結果、潤滑膜の減少を抑制することが可能となり、直動案内装置１の作動時に生じる、摩擦力の増加及び転動ローラ２の磨耗を抑制することが可能となるため、直動案内装置１の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００５８】
（応用例）
なお、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状の傾斜溝２８を、一つのみ形成したが、傾斜溝２８の構成は、これに限定するものではない。すなわち、例えば、転動ローラ２の外周面に複数の傾斜溝２８を形成し、これらの傾斜溝２８うち少なくとも一つを、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状に形成してもよい。また、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状の傾斜溝２８を複数形成し、各傾斜溝２８が、転動ローラ２の外周面で連続していない構成であってもよい。
【００５９】
（第三実施形態）
（構成）
まず、図８を用いて、本実施形態の構成を説明する。なお、本実施形態の直動案内装置は、転動ローラ２以外の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、転動ローラ２以外の構成については、その説明を省略する。
図８は、本実施形態の直動案内装置が備える転動ローラ２の外周面を説明する図である。なお、図８中では、上記の図４と同様、説明のために、鍔部の図示を省略している。
図８中に示すように、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して傾斜する複数の傾斜溝２８と、一つの潤滑剤保持溝４８とを形成してある。
【００６０】
各傾斜溝２８は、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上述した条件式（１）を成立させるように形成してある。
潤滑剤保持溝４８は、転動ローラ２の軸方向に対して直交または略直交しており、傾斜溝２８と連続する凹状溝である。潤滑剤保持溝４８を形成する位置は、転動ローラ２の両端部間の中心位置とする。すなわち、潤滑剤保持溝４８の幅方向中心は、転動ローラ２の径方向から見て、転動ローラ２の軸方向中心と重なる。
また、潤滑剤保持溝４８は、潤滑剤保持溝４８の深さをＤｈとし、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、以下の条件式（２）を成立させるように形成してある。
Ｄｔ＜Ｄｈ … （２）
【００６１】
以下、潤滑剤保持溝４８の深さＤｈを、上記の条件式（２）を成立させるように形成する理由について説明する。
潤滑剤保持溝４８の深さＤｈを、傾斜溝２８の深さＤｔ以下とすると、潤滑剤保持溝４８と連続する傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の大部分が、潤滑剤保持溝４８内を通過して移動する。すなわち、潤滑剤保持溝４８が、傾斜溝２８と同様、潤滑剤の大部分が移動する移動経路を形成することとなる。
【００６２】
一方、潤滑剤保持溝４８の深さＤｈを、傾斜溝２８の深さＤｔを超える深さとすると、潤滑剤保持溝４８と連続する傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の大部分が、潤滑剤保持溝４８内で一時的に滞留した後、潤滑剤保持溝４８内から傾斜溝２８内へ移動する。すなわち、潤滑剤保持溝４８が、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間に配置した潤滑剤を一時的に保持する、潤滑剤溜まり部を形成することとなる。
以上の理由により、本実施形態では、潤滑剤保持溝４８の深さＤｈを、上記の条件式（２）を成立させるように形成する。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
【００６３】
（動作）
次に、図１から図３及び図８を参照しつつ、上記の構成を備えた直動案内装置１の動作について説明する。
直動案内装置１の作動時において、スライダ８が案内レール６に対して相対移動すると、この相対移動に伴い、負荷転動路１８内の転動ローラ２は、その外周面が、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と接触した状態で転動する。
【００６４】
このとき、転動ローラ２の外周面には、複数の傾斜溝２８と、傾斜溝２８と連続する潤滑剤保持溝４８とを形成している。また、潤滑剤保持溝４８を、潤滑剤保持溝４８の深さをＤｈとしたときに、上記の条件式（２）を成立させるように形成している。
このため、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤は、転動ローラ２の転動に伴い、転動ローラ２の周方向に沿って連続しながら転動ローラ２の軸方向へ移動して、潤滑剤保持溝４８内で一時的に滞留する。
【００６５】
そして、潤滑剤保持溝４８内に滞留している潤滑剤は、その大部分が、転動ローラ２の転動に伴い、潤滑剤保持溝４８内から傾斜溝２８内へ移動する。
これにより、転動ローラ２の外周面に、潤滑剤の移動経路に加え、潤滑剤溜り部を確保することが可能となり、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となるため、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
【００６６】
（第三実施形態の効果）
したがって、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、転動ローラ２の軸方向に対して直交または略直交するとともに、傾斜溝２８と連続する潤滑剤保持溝４８を形成する。また、潤滑剤保持溝４８の深さをＤｈとし、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、Ｄｔ＜Ｄｈの条件式を成立させる。
このため、傾斜溝２８内を転動ローラ２の軸方向に沿って移動する潤滑剤を、潤滑剤保持溝４８内に保持することが可能となる。また、傾斜溝２８よりも深さの深い潤滑剤保持溝４８内に保持した潤滑剤を、転動ローラ２の軸方向に沿って傾斜溝２８内を移動させることが可能となる。
【００６７】
その結果、潤滑膜の減少を抑制することが可能となり、直動案内装置１の作動時に生じる、摩擦力の増加及び転動ローラ２の磨耗を抑制することが可能となるため、直動案内装置１の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。
また、潤滑剤保持溝４８内に潤滑剤を保持することが可能となるため、案内レール６及びスライダ８と転動ローラ２との間への、潤滑剤の供給頻度を減少させることが可能となり、直動案内装置１のメンテナンス効率を向上させることが可能となる。
【００６８】
（応用例）
なお、本実施形態の直動案内装置１では、潤滑剤保持溝４８を形成する位置を、転動ローラ２の両端部間の中心位置としたが、潤滑剤保持溝４８を形成する位置は、これに限定するものではない。すなわち、潤滑剤保持溝４８を形成する位置を、例えば、転動ローラ２の両端部間の中心位置よりも転動ローラ２の端面側としてもよい。
また、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、潤滑剤保持溝４８を一つのみ形成したが、これに限定するものではなく、転動ローラ２の外周面に、複数の潤滑剤保持溝４８を形成してもよい。
【００６９】
（第一から第三実施形態に対応する応用例）
上述した第一から第三実施形態の直動案内装置１では、傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度を、全て同一の角度としているが、傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度は、これに限定するものではない。すなわち、複数の傾斜溝２８のうち、少なくとも二つの傾斜溝２８同士を、転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θを互いに異ならせて形成してもよい。
【００７０】
以下、図９を参照して、複数の傾斜溝２８のうち、少なくとも二つの傾斜溝２８同士を、転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θを互いに異ならせて形成する場合について説明する。
図９は、第一から第三実施形態に対応する変形例の転動ローラ２の外周面を説明する図である。なお、図９中では、上記の図４と同様、説明のために、鍔部の図示を省略している。また、図９中では、上記の図４と同様、転動ローラ２の軸方向を示す線として、転動ローラ２の中心軸線ＣＬｒを記載してある。
【００７１】
図９中に示すように、転動ローラ２の外周面に形成する複数の傾斜溝２８は、潤滑剤保持溝４８を間に挟んで、転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θを互いに異ならせてある。なお、図９中及び以降の説明では、複数の傾斜溝２８のうち、図９中で潤滑剤保持溝４８よりも左側に配置した傾斜溝２８を、「傾斜溝２８ａ」と記載し、図９中で潤滑剤保持溝４８よりも右側に配置した傾斜溝２８を、「傾斜溝２８ｂ」と記載する。
【００７２】
傾斜溝２８ａは、転動ローラ２の軸方向に対して、角度θ１で傾斜させてあり、傾斜溝２８ｂは、転動ローラ２の軸方向に対して、角度θ２で傾斜させてある。なお、角度θ１と角度θ２とのなす角度は、例えば、直角または略直角とする。すなわち、互いに傾斜角度が異なる傾斜溝２８ａと傾斜溝２８ｂ同士のなす角度は、直角または略直角とする。これにより、傾斜溝２８ａと傾斜溝２８ｂとは、潤滑剤保持溝４８を境に対向することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一実施形態における直動案内装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ線矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ線矢視図である。
【図４】図１のＩＶ線矢視図である。
【図５】図５中に円Ｖで囲んだ範囲の拡大図である。
【図６】転動ローラの製造方法が有する傾斜溝形成工程を説明する図である。
【図７】本発明の第二実施形態における直動案内装置が備える転動ローラの外周面を説明する図である。
【図８】本発明の第三実施形態における直動案内装置が備える転動ローラの外周面を説明する図である。
【図９】本発明の第一から第三実施形態に対する変形例を示す図である。
【図１０】従来例の直動案内装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 直動案内装置
２ 転動ローラ
４ レール側転動体転動溝
６ 案内レール
８ スライダ
１０ スライダ本体
１２ エンドキャップ
１４ 保持器
１６ スライダ側転動体転動溝
１８ 負荷転動路
２０ ローラー戻り路
２２ 方向転換路
２４ 転動体転動路
２６ 鍔部
２８ 傾斜溝
３０ 溝形成手段
３２ 切削部
３４ 相対移動手段
３６ 砥石
３８ 切削深さ制御部
４０ 加工対象物保持部
４２ 加工対象物回転部
４４ 切削部移動部
４６ 相対移動制御部
４８ 潤滑剤保持溝
θ 転動ローラの軸方向に対する傾斜溝の傾斜角度
ＣＬｒ 転動ローラの中心軸線
Ｄｔ 傾斜溝の深さ
Ｓ１ 回転信号
Ｓ２ 移動信号
Ｄｈ 潤滑剤保持溝の深さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や射出成形機等に用いる直動案内装置、その直動案内装置が備える転動ローラ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械用や射出成形機等に用いられている直動案内装置としては、例えば、特許文献１に記載されているような直動案内装置がある。
図１０中に示すように、この直動案内装置１は、軸方向に相対移動する二本の平行な案内レール６ａ，６ｂと、両案内レール６ａ，６ｂ間に転動自在に配置した複数の転動体を備えている。また、案内レール６ａ，６ｂと転動体との間には、グリース等の潤滑剤（図示せず）を配置しており、この潤滑剤で、案内レール６ａ，６ｂと転動体との間に潤滑膜を形成している。そして、この直動案内装置１は、転動体として、転動ローラ２を用いている。なお、図１０は、従来例の直動案内装置１を示す図である。また、図１０中に符号１４を付して示す部材は、転動ローラ２の保持器である。
【０００３】
転動ローラ２は、その外周面における円周方向の面粗さを、前記外周面における軸方向の面粗さと略同一とするか、または、軸方向の面粗さよりも僅かに大きくして形成している。具体的には、転動ローラ２の外周面における円周方向の面粗さを、中心線平均粗さにおいて、０．０５μｍ以上０．１０μｍ以下の範囲内としている。
転動ローラ２の外周面を上記の状態とする際には、例えば、特許文献２に記載されているような転動ローラの製造方法を用いる。
この製造方法は、転動ローラ２の素材となる円柱形状の部材に対し、まず、外周面に超仕上げ加工を行う。そして、超仕上げ加工を行った外周面にタンブリングを行うことにより、転動ローラ２の外周面における円周方向の面粗さと軸方向の面粗さとを、上記の関係とする。
【０００４】
このような構成の直動案内装置１であれば、往復運動の往時と復時における、転動ローラ２と両案内レール６ａ，６ｂとの相対移動量に発生する差異を、減少させることが可能となる。このため、両案内レール６ａ，６ｂと保持器１４の相対位置にずれが生じ、最終的には保持器１４が両案内レール６ａ，６ｂから外れてしまう現象（ミクロスリップ現象）の発生を、抑制することが可能となる。
【特許文献１】特開平３−２３４９１１号公報
【特許文献２】特開平３−２９２４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されている直動案内装置のように、転動体として転動ローラを用いる直動案内装置は、転動体としてボールを用いる直動案内装置と比較して、高い負荷に対応することが可能である。すなわち、転動体に高負荷が加わる直動案内装置では、転動体として転動ローラを用いる場合が多い。
しかしながら、転動ローラに高負荷が加わる直動案内装置では、その作動時において、転動ローラの回転速度に対する潤滑剤の移動速度が低くなる場合が多い。このため、転動ローラと案内レール（以下、「直動部材」と記載する）との間において潤滑膜の形成が困難となり、潤滑膜が減少するおそれがある。
【０００６】
また、転動ローラに高負荷が加わる、すなわち、転動ローラに高い荷重が作用すると、転動ローラと直動部材との接触部に存在していた潤滑剤が排除されやすくなる。このため、転動ローラと直動部材との間において潤滑膜の形成が困難となり、潤滑膜が減少するおそれがある。
転動ローラと直動部材との間において潤滑膜が減少すると、直動案内装置の作動時に転動ローラと直動部材との間で発生する摩擦力が増加するため、直動案内装置の作動性が低下するという問題が生じる。
【０００７】
また、転動ローラと直動部材との間で発生する摩擦力が増加すると、直動案内装置の作動時に生じる転動ローラの磨耗が促進されるため、転動ローラの耐久性が低下して、直動案内装置の耐久性が低下するという問題が生じる。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、転動ローラと直動部材との間に潤滑剤で形成する潤滑膜の減少を抑制することが可能な、転動ローラ、その製造方法及びその転動ローラを備える直動案内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】
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、軸方向に相対移動する第一直動部材と第二直動部材との間に潤滑剤とともに配置して、前記第一直動部材と前記第二直動部材との相対移動に伴い、前記第一直動部材及び前記第二直動部材と外周面とが接触した状態で転動する転動ローラであって、
前記転動ローラの外周面に、前記転動ローラの軸方向に対して傾斜する傾斜溝を形成し、
前記傾斜溝の深さをＤｔとしたときに、０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍの条件式を成立させることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によると、軸方向に相対移動する第一直動部材と第二直動部材との間に潤滑剤とともに配置する転動ローラの外周面に、転動ローラの軸方向に対して傾斜する傾斜溝を形成する。
このため、第一直動部材と第二直動部材との相対移動に伴い、第一直動部材及び第二直動部材と転動ローラの外周面とが接触した状態で転動する際に、この転動に伴い、傾斜溝内の潤滑剤を移動させて転動ローラの軸方向へ移動させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明では、傾斜溝の深さをＤｔとしたときに、０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍの条件式を成立させる。
このため、第一直動部材及び第二直動部材と転動ローラの外周面との間において、転動ローラの軸方向に沿った潤滑剤の移動経路を確保することが可能となるとともに、潤滑剤で形成する潤滑膜の寸断を抑制することが可能となる。
【００１１】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記傾斜溝を、前記転動ローラの外周面に沿った螺旋状に形成することを特徴とするものである。
本発明によると、傾斜溝を、転動ローラの外周面に沿った螺旋状に形成するため、傾斜溝内に存在する潤滑剤の、転動ローラの軸方向に沿った移動経路を、転動ローラの周方向に沿って連続させることが可能となる。
このため、転動ローラの外周面に対し、転動ローラの周方向に沿って、転動ローラの軸方向に沿った潤滑剤の移動経路を確保することが可能となるとともに、潤滑剤で形成する潤滑膜の寸断を抑制することが可能となる。
【００１２】
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明であって、前記転動ローラの外周面に、前記転動ローラの軸方向に対して直交または略直交し、且つ前記傾斜溝と連続する潤滑剤保持溝を形成し、
前記潤滑剤保持溝の深さをＤｈとしたときに、Ｄｔ＜Ｄｈの条件式を成立させることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によると、転動ローラの外周面に、転動ローラの軸方向に対して直交または略直交し、且つ傾斜溝と連続する潤滑剤保持溝を形成する。また、潤滑剤保持溝の深さをＤｈとし、傾斜溝の深さをＤｔとしたときに、Ｄｔ＜Ｄｈの条件式を成立させる。
このため、傾斜溝よりも深さの深い潤滑剤保持溝内に保持した潤滑剤を、転動ローラの軸方向に沿って傾斜溝内を移動させることが可能となる。また、傾斜溝内を転動ローラの軸方向に沿って移動する潤滑剤を、潤滑剤保持溝内に保持することが可能となる。
【００１４】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを製造する転動ローラの製造方法であって、
前記転動ローラの外周面に対し溝形成手段による切削加工を施して前記傾斜溝を形成する傾斜溝形成工程を有し、
前記溝形成手段は、前記転動ローラの外周面と接触して当該外周面を切削加工する切削部を有し、
前記傾斜溝形成工程において、前記転動ローラの外周面と前記切削部とを前記傾斜溝の傾斜方向へ相対移動させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によると、転動ローラの製造方法が、転動ローラの外周面に対し溝形成手段による切削加工を施して傾斜溝を形成する傾斜溝形成工程を有する。また、溝形成手段が、転動ローラの外周面と接触して切削加工する切削部を有する。また、傾斜溝形成工程において、転動ローラの外周面と切削部とを、傾斜溝の傾斜方向へ相対移動させる。
このため、転動ローラの外周面に形成する傾斜溝を、簡易な構成・手順により形成することが可能となり、転動ローラの外周面に傾斜溝を形成する作業効率を向上させることが可能となるため、転動ローラの製造効率を向上させることが可能となる。
【００１６】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを備えたことを特徴とする直動案内装置である。
本発明によると、直動案内装置が備える転動ローラ、すなわち、軸方向に相対移動する第一直動部材と第二直動部材との間に、潤滑剤とともに配置する転動ローラとして、請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを備える。
このため、第一直動部材及び第二直動部材と転動ローラとの間に潤滑剤で形成する、潤滑膜の減少を抑制することが可能となり、直動案内装置の作動時に第一直動部材及び第二直動部材と転動ローラとの間で発生する摩擦力を、減少させることが可能となる。また、直動案内装置の作動時に生じる転動体の磨耗を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、直動部材と転動ローラとの間に形成する潤滑膜の減少を抑制することが可能となるため、直動案内装置の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第一実施形態）
（構成）
まず、図１から図５を参照して、本実施形態の構成を説明する。なお、図１０に示したものと同様の構成については、同一符号を付して説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の直動案内装置１の構成を示す側面図であり、図２は、図１のＩＩ線矢視図、図３は、図１のＩＩＩ線矢視図である。なお、図１及び図２中では、説明のために、直動案内装置１の一部を破断した状態を示している。
図１から図３中に示すように、本実施形態の直動案内装置１は、第一直動部材の上方に配置する第二直動部材と、第一直動部材と第二直動部材との間に配置する複数の転動ローラ２とを備えている。また、図示しないが、第一直動部材と第二直動部材との間には、複数の転動ローラ２とともに、グリース等の潤滑剤を配置する。なお、図２及び図３中では、説明のために、第一直動部材の図示を省略している。
【００２０】
本実施形態では、第一直動部材を、第二直動部材と対向する面、すなわち、上面に、直線状の溝（以下、「レール側転動体転動溝４」と記載する）を有する案内レール６とする。
また、本実施形態では、第二直動部材を、第一直動部材の上方に配置するスライダ８とする。
スライダ８は、スライダ本体１０と、二つのエンドキャップ１２と、二つの保持器１４とを備えている。
【００２１】
スライダ本体１０は、レール側転動体転動溝４に対向する、すなわち、直線状のスライダ側転動体転動溝１６を有する。これにより、レール側転動体転動溝４とスライダ側転動体転動溝１６との間には、直線状の負荷転動路１８を形成する。また、スライダ本体１０は、スライダ側転動体転動溝１６と平行をなす直線状のローラー戻り路２０を有する。
二つのエンドキャップ１２は、それぞれ、スライダ本体１０の軸方向両端面にそれぞれ接合している。また、二つのエンドキャップ１２は、それぞれ、負荷転動路１８とローラー戻り路２０とを連通させる円弧状の方向転換路２２を有する。これにより、ローラー戻り路２０と、負荷転動路１８及び方向転換路２２とから、転動体転動路２４を形成する。
【００２２】
二つの保持器１４は、それぞれ、ローラー戻り路２０及び負荷転動路１８内に配置してある。なお、図中及び以降の説明では、ローラー戻り路２０内に配置する保持器１４を、「保持器１４ａ」と記載し、負荷転動路１８内に配置する保持器１４を、「保持器１４ｂ」と記載する。
保持器１４ａは、ローラー戻り路２０に沿って延在する線状に形成してあり、その両端部を、それぞれ、二つのエンドキャップ１２に取り付けてある。保持器１４ｂは、負荷転動路１８に沿って延在する線状に形成してあり、保持器１４ａと同様、その両端部を、それぞれ、二つのエンドキャップ１２に取り付けてある。
【００２３】
各転動ローラ２は、材料として軸受鋼等を用い、円筒形状に形成してある。
また、各転動ローラ２は、転動体転動路２４内へ転動自在に装填してある。
また、各転動ローラ２は、転動体転動路２４内で転動体列を形成している。本実施形態では、各転動ローラ２が、転動体転動路２４内で二列の転動体列を形成している場合について説明する。
【００２４】
転動ローラ２の端面には、転動ローラ２の軸方向に突出する鍔部２６を設けている。この鍔部２６は、転動ローラ２と同様、円筒形状に形成してある。また、鍔部２６は、負荷転動路１８内において、保持器１４ｂよりもスライダ側転動体転動溝１６側に配置する。
鍔部２６の半径は、転動ローラ２の軸方向から見て、鍔部２６の半径と保持器１４の厚さとの和よりも転動ローラ２の半径が大きくなる値としてある。すなわち、負荷転動路１８内の転動ローラ２は、その外周面が、保持器１４ｂよりもレール側転動体転動溝４側へ突出する。これにより、案内レール６とスライダ８との相対移動に伴い、転動ローラ２の外周面を、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と接触した状態で転動させることとなる。
【００２５】
ここで、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間、すなわち、案内レール６及びスライダ８と転動ローラ２との間には、上記の潤滑剤で形成する潤滑膜（図示せず）を形成している。
以上により、本実施形態の直動案内装置１は、案内レール６とスライダ８が、転動ローラ２の転動を介して軸方向に相対移動する、リニアローラベアリングを形成することとなる。
【００２６】
以下、図１から図３を参照しつつ、図４及び図５を用いて、転動ローラ２の外周面に関する詳細な構成を説明する。
図４は、図１のＩＶ線矢視図であり、転動ローラ２の外周面を説明する図である。なお、図４中では、説明のために、転動ローラ２以外の図示を省略している。また、図４中では、説明のために、鍔部の図示を省略している。
【００２７】
図４中に示すように、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して角度θで傾斜する複数の傾斜溝２８を形成してある。なお、図４中では、転動ローラ２の軸方向を示す線として、転動ローラ２の中心軸線ＣＬｒを記載してある。
傾斜溝２８の傾斜角度θは、０°＜θ＜９０°または９０°＜θ＜１８０°の範囲内に設定する。すなわち、傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θには、転動ローラ２の軸方向に対して直交及び平行となる角度を含まない。
【００２８】
図５は、図４中に円Ｖで囲んだ範囲の拡大図である。
図５中に示すように、傾斜溝２８は、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、以下の条件式（１）を成立させるように形成してある。
０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍ … （１）
以下、傾斜溝２８の深さＤｔを、上記の条件式（１）を成立させるように形成する理由について説明する。
【００２９】
傾斜溝２８の深さＤｔを、０．１μｍ以下とすると、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間が、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の移動を抑制する狭い空間となる。
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑剤の移動経路を確保することが困難となり、潤滑膜が減少しやすくなる。
【００３０】
また、傾斜溝２８の深さＤｔを、１．０μｍ以上とすると、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間が、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤に空気が混在しやすい広い空間となる。
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑剤の移動が寸断されやすくなり、潤滑膜の寸断が発生しやすくなるため、潤滑膜が減少しやすくなる。
以上の理由により、本実施形態では、傾斜溝２８の深さＤｔを、上記の条件式（１）を成立させるように形成する。
【００３１】
（製造方法）
次に、図４及び図５を参照しつつ、図６を用いて、上記の構成を備えた転動ローラ２を製造する製造方法（以下、「転動ローラ２の製造方法」と記載する）について説明する。
転動ローラ２の製造方法は、転動ローラ２の外周面に対し溝形成手段による切削加工を施して傾斜溝２８を形成する、傾斜溝形成工程を有する。
図６は、傾斜溝形成工程を示す図である。
図６中に示すように、溝形成手段３０は、切削部３２と、相対移動手段３４とを有する。
【００３２】
切削部３２は、棒状に形成してあり、その先端部に、砥石３６を固定してある。
砥石３６は、例えば、多段超仕上げ加工の最終工程で使用する超仕上げ砥石を用いて形成してある。超仕上げ砥石としては、例えば、炭化珪素砥粒等からなる第一砥粒と、第一砥粒の０．５〜２倍程度の平均砥粒径を持つダイヤモンド砥粒等からなる第二砥粒とを混合し、砥石用結合剤により結合したものを用いる。
【００３３】
切削部３２の基端部は、後述する切削深さ制御部３８に取付けてある。
相対移動手段３４は、加工対象物保持部４０と、加工対象物回転部４２と、切削部移動部４４と、切削深さ制御部３８と、相対移動制御部４６とを備えている。
加工対象物保持部４０は、転動ローラ２を、その両端面側から押圧することにより把持して、転動ローラ２を保持する。
【００３４】
加工対象物回転部４２は、例えば、モータ等の回転可能なアクチュエータを有しており、相対移動制御部４６が出力する回転信号Ｓ１に応じて、加工対象物保持部４０を回転させる。これにより、転動ローラ２を周方向に回転させる。加工対象物保持部４０を回転させる回転速度、すなわち、転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度の情報は、回転信号Ｓ１に含む。
【００３５】
切削部移動部４４は、例えば、モータ等の回転可能なアクチュエータと、アクチュエータの回転を水平移動に変換する変換機構とを有しており、相対移動制御部４６が出力する移動信号Ｓ２に応じて、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる。切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度の情報は、移動信号Ｓ２に含む。
切削深さ制御部３８は、切削部移動部４４に取付けてあり、予め記憶した傾斜溝２８の深さＤｔに応じて、傾斜溝２８の深さＤｔが上記の条件式（１）を成立するように、転動ローラ２の外周面に対する砥石３６の接触状態を制御する。これに加え、切削深さ制御部３８は、転動ローラ２の軸方向に対する切削部３２の傾斜角度、具体的には、転動ローラ２の軸方向に対する砥石３６の傾斜角度を制御して、転動ローラ２の外周面に対する砥石３６の接触状態を制御する。
【００３６】
相対移動制御部４６は、傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θに応じて、転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度と、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度とを算出する。そして、転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度を含む情報信号を、回転信号Ｓ１として加工対象物回転部４２へ出力する。また、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度を含む情報信号を、移動信号Ｓ２として切削部移動部４４へ出力する。
【００３７】
以下、傾斜溝形成工程における、転動ローラ２の外周面に対する傾斜溝２８の形成手順について説明する。
まず、外形を所望の形状に形成した転動ローラ２を、加工対象物保持部４０により保持する。
次に、転動ローラ２の外周面のうち、一方の端面側に切削部３２を接触させる。このとき、切削深さ制御部３８は、予め記憶した傾斜溝２８の深さＤｔに応じて、傾斜溝２８の深さＤｔが上記の条件式（１）を成立するように、切削部３２の転動ローラ２の外周面に対する接触状態を制御する。
【００３８】
そして、相対移動制御部４６が、転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度と、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度とを算出する。回転速度と移動速度とを算出した、相対移動制御部４６は、回転信号Ｓ１を加工対象物回転部４２へ出力するとともに、移動信号Ｓ２を切削部移動部４４へ出力する。
回転信号Ｓ１の入力を受けた加工対象物回転部４２は、回転信号Ｓ１が含む転動ローラ２を周方向に回転させる回転速度の情報に応じて、加工対象物保持部４０を回転させ、転動ローラ２を周方向に回転させる。
【００３９】
同時に、移動信号Ｓ２の入力を受けた切削部移動部４４は、移動信号Ｓ２が含む切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる移動速度の情報に応じて、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させる。
転動ローラ２を周方向に回転させるとともに、切削部３２を転動ローラ２の軸方向に沿って移動させると、転動ローラ２の外周面と切削部３２とを、傾斜溝２８の傾斜方向へ相対移動させることとなる。
【００４０】
以上により、転動ローラ２の外周面に、傾斜角度が傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θであり、且つ深さＤｔが上記の条件式（１）を成立する、傾斜溝２８を形成する。
一本の傾斜溝２８を形成した後、転動ローラ２の外周面のうち、一方の端面側に切削部３２を接触させる位置を、形成した傾斜溝２８の位置から任意の間隔で移動させ、次の傾斜溝２８を形成する。これを繰り返し、転動ローラ２の外周面に、所望の本数の傾斜溝２８を形成して、傾斜溝形成工程を終了する。
【００４１】
（動作）
次に、図１から図５を参照しつつ、上記の構成を備えた直動案内装置１の動作について説明する。
直動案内装置１の作動時において、スライダ８が案内レール６に対して相対移動すると、この相対移動に伴い、負荷転動路１８内の転動ローラ２は、その外周面が、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と接触した状態で、転動する。
このとき、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して角度θで傾斜する複数の傾斜溝２８を形成している。
【００４２】
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間に配置した潤滑剤のうち、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤は、転動ローラ２の転動に伴い、転動ローラ２の軸方向へ移動する。
また、転動ローラ２の外周面に形成した傾斜溝２８を、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上記の条件式（１）を成立させるように形成している。
【００４３】
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間が、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の移動経路を確保することが容易となる空間となり、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
これに加え、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間が、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤に空気が混在しにくい空間となる。これにより、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となり、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
【００４４】
（第一実施形態の効果）
したがって、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、転動ローラ２の軸方向に対して角度θで傾斜する複数の傾斜溝２８を形成している。また、各傾斜溝２８を、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上記の条件式（１）を成立させるように形成している。すなわち、傾斜溝２８の深さを、０．１μｍを超える深さとするとともに、１．０μｍ未満の深さとしている。
【００４５】
このため、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面とが接触した状態で転動すると、転動ローラ２の転動に伴い、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤が転動ローラ２の軸方向へ移動する。
さらに、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間を、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の移動経路を確保することが容易となる空間とすることが可能となる。これに加え、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と傾斜溝２８との間に形成する隙間を、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤に空気が混在しにくい空間とすることが可能となる。
【００４６】
その結果、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となり、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。これにより、直動案内装置１の作動時に生じる、摩擦力の増加及び転動ローラ２の磨耗を抑制することが可能となるため、直動案内装置１の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の製造方法が、転動ローラ２の外周面に対し、溝形成手段３０による切削加工を施して傾斜溝２８を形成する傾斜溝形成工程を有する。
また、溝形成手段３０が、転動ローラ２の外周面と接触して切削加工する切削部３２を有する。さらに、傾斜溝形成工程において、転動ローラ２の外周面と切削部３２とを、傾斜溝２８の傾斜方向へ相対移動させる。
【００４８】
このため、傾斜溝２８を、簡易な構成・手順により形成することが可能となり、転動ローラ２の外周面に傾斜溝２８を形成する作業効率を向上させることが可能となる
その結果、転動ローラ２の製造効率を向上させることが可能となり、直動案内装置１の製造効率を向上させることが可能となる。
さらに、本実施形態の直動案内装置１が備える転動ローラ２は、その外周面に、複数の傾斜溝２８を形成している。また、各傾斜溝２８を、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上記の条件式（１）を成立させるように形成している。
【００４９】
このため、直動案内装置１の作動時に、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間において、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となり、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
その結果、直動案内装置１の作動時に生じる、転動ローラ２の磨耗を抑制することが可能となるため、転動ローラ２の損傷を抑制することが可能となり、転動ローラ２の耐久性を向上させることが可能となる。
【００５０】
（応用例）
なお、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２を円筒形状（円筒ころ）に形成したが、転動ローラ２の形状は、これに限定するものではなく、例えば、円錐形状（円錐ころ）、樽形状（樽状ころ）、棒形状（針状ころ）としてもよい。要は、転動ローラ２の形状は、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と対向する面に傾斜溝２８を形成可能な形状であればよい。
【００５１】
また、本実施形態の直動案内装置１では、直動案内装置１を、ローラベアリングとしたが、これに限定するものではなく、直動案内装置１を、ローラパックやリニアガイド等としてもよい。また、直動案内装置１を、クロスローラガイド等、転動ローラ２の循環路を有していないものとしてもよい。要は、直動案内装置１は、軸方向に相対移動する二つの部材（第一直動部材及び第二直動部材）間に、潤滑剤とともに転動ローラ２を配置する構成であればよい。
【００５２】
さらに、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の製造方法において、切削部３２の先端部に、転動ローラ２の外周面と接触してその外周面を切削加工する砥石３６を固定したが、切削部３２の構成は、これに限定するものではない。すなわち、切削部３２の構成を、転動ローラ２の外周面と接触してその外周面を切削加工可能な、レーザー光線の発生源を備える構成としてもよい。この場合、例えば、相対移動手段３４は、レーザー光線の照射方向を固定した状態で、転動ローラ２を回転させながら、転動ローラ２の軸方向に沿って移動させることにより、転動ローラ２の外周面とレーザー光線とを、傾斜溝２８の傾斜方向へ相対移動させる。
【００５３】
また、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、複数の傾斜溝２８を形成したが、これに限定するものではなく、転動ローラ２の外周面に、一つの傾斜溝２８のみを形成してもよい。もっとも、本実施形態の直動案内装置１のように、転動ローラ２の外周面に複数の傾斜溝２８を形成することが、転動ローラ２の外周面全体に対して、潤滑膜を平均的に形成することが可能となるため、好適である。
【００５４】
（第二実施形態）
（構成）
まず、図７を用いて、本実施形態の構成を説明する。なお、本実施形態の直動案内装置は、転動ローラ２以外の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、転動ローラ２以外の構成については、その説明を省略する。
図７は、本実施形態の直動案内装置が備える転動ローラ２の外周面を説明する図である。なお、図７中では、上記の図４と同様、説明のために、鍔部の図示を省略している。
図７中に示すように、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して傾斜する傾斜溝２８を、一つのみ形成してある。
この傾斜溝２８は、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状に形成する。
また、傾斜溝２８は、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上述した条件式（１）を成立させるように形成してある。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
【００５５】
（動作）
次に、図１から図３及び図７を参照しつつ、上記の構成を備えた直動案内装置１の動作について説明する。
直動案内装置１の作動時において、スライダ８が案内レール６に対して相対移動すると、この相対移動に伴い、負荷転動路１８内の転動ローラ２は、その外周面が、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と接触した状態で転動する。
【００５６】
このとき、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して傾斜するとともに、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状の傾斜溝２８を形成している。また、傾斜溝２８を、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上記の条件式（１）を成立させるように形成している。
このため、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤は、転動ローラ２の転動に伴い、転動ローラ２の周方向に沿って連続しながら、転動ローラ２の軸方向へ移動する。
これにより、転動ローラ２の外周面に対し、転動ローラ２の周方向に沿って、転動ローラ２の軸方向に沿った潤滑剤の移動経路を確保することが可能となり、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となるため、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
【００５７】
（第二実施形態の効果）
したがって、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に形成する傾斜溝２８を、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状に形成している。
このため、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の、転動ローラ２の軸方向に沿った移動経路を、転動ローラ２の周方向に沿って連続させることが可能となり、転動ローラ２の周方向に沿って連続する、潤滑剤の移動経路を確保することが可能となる。
その結果、潤滑膜の減少を抑制することが可能となり、直動案内装置１の作動時に生じる、摩擦力の増加及び転動ローラ２の磨耗を抑制することが可能となるため、直動案内装置１の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００５８】
（応用例）
なお、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状の傾斜溝２８を、一つのみ形成したが、傾斜溝２８の構成は、これに限定するものではない。すなわち、例えば、転動ローラ２の外周面に複数の傾斜溝２８を形成し、これらの傾斜溝２８うち少なくとも一つを、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状に形成してもよい。また、転動ローラ２の外周面に沿った螺旋状の傾斜溝２８を複数形成し、各傾斜溝２８が、転動ローラ２の外周面で連続していない構成であってもよい。
【００５９】
（第三実施形態）
（構成）
まず、図８を用いて、本実施形態の構成を説明する。なお、本実施形態の直動案内装置は、転動ローラ２以外の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、転動ローラ２以外の構成については、その説明を省略する。
図８は、本実施形態の直動案内装置が備える転動ローラ２の外周面を説明する図である。なお、図８中では、上記の図４と同様、説明のために、鍔部の図示を省略している。
図８中に示すように、転動ローラ２の外周面には、転動ローラ２の軸方向に対して傾斜する複数の傾斜溝２８と、一つの潤滑剤保持溝４８とを形成してある。
【００６０】
各傾斜溝２８は、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、上述した条件式（１）を成立させるように形成してある。
潤滑剤保持溝４８は、転動ローラ２の軸方向に対して直交または略直交しており、傾斜溝２８と連続する凹状溝である。潤滑剤保持溝４８を形成する位置は、転動ローラ２の両端部間の中心位置とする。すなわち、潤滑剤保持溝４８の幅方向中心は、転動ローラ２の径方向から見て、転動ローラ２の軸方向中心と重なる。
また、潤滑剤保持溝４８は、潤滑剤保持溝４８の深さをＤｈとし、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、以下の条件式（２）を成立させるように形成してある。
Ｄｔ＜Ｄｈ … （２）
【００６１】
以下、潤滑剤保持溝４８の深さＤｈを、上記の条件式（２）を成立させるように形成する理由について説明する。
潤滑剤保持溝４８の深さＤｈを、傾斜溝２８の深さＤｔ以下とすると、潤滑剤保持溝４８と連続する傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の大部分が、潤滑剤保持溝４８内を通過して移動する。すなわち、潤滑剤保持溝４８が、傾斜溝２８と同様、潤滑剤の大部分が移動する移動経路を形成することとなる。
【００６２】
一方、潤滑剤保持溝４８の深さＤｈを、傾斜溝２８の深さＤｔを超える深さとすると、潤滑剤保持溝４８と連続する傾斜溝２８内に存在する潤滑剤の大部分が、潤滑剤保持溝４８内で一時的に滞留した後、潤滑剤保持溝４８内から傾斜溝２８内へ移動する。すなわち、潤滑剤保持溝４８が、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と転動ローラ２の外周面との間に配置した潤滑剤を一時的に保持する、潤滑剤溜まり部を形成することとなる。
以上の理由により、本実施形態では、潤滑剤保持溝４８の深さＤｈを、上記の条件式（２）を成立させるように形成する。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
【００６３】
（動作）
次に、図１から図３及び図８を参照しつつ、上記の構成を備えた直動案内装置１の動作について説明する。
直動案内装置１の作動時において、スライダ８が案内レール６に対して相対移動すると、この相対移動に伴い、負荷転動路１８内の転動ローラ２は、その外周面が、レール側転動体転動溝４及びスライダ側転動体転動溝１６と接触した状態で転動する。
【００６４】
このとき、転動ローラ２の外周面には、複数の傾斜溝２８と、傾斜溝２８と連続する潤滑剤保持溝４８とを形成している。また、潤滑剤保持溝４８を、潤滑剤保持溝４８の深さをＤｈとしたときに、上記の条件式（２）を成立させるように形成している。
このため、傾斜溝２８内に存在する潤滑剤は、転動ローラ２の転動に伴い、転動ローラ２の周方向に沿って連続しながら転動ローラ２の軸方向へ移動して、潤滑剤保持溝４８内で一時的に滞留する。
【００６５】
そして、潤滑剤保持溝４８内に滞留している潤滑剤は、その大部分が、転動ローラ２の転動に伴い、潤滑剤保持溝４８内から傾斜溝２８内へ移動する。
これにより、転動ローラ２の外周面に、潤滑剤の移動経路に加え、潤滑剤溜り部を確保することが可能となり、潤滑膜の寸断を抑制することが可能となるため、潤滑膜の減少を抑制することが可能となる。
【００６６】
（第三実施形態の効果）
したがって、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、転動ローラ２の軸方向に対して直交または略直交するとともに、傾斜溝２８と連続する潤滑剤保持溝４８を形成する。また、潤滑剤保持溝４８の深さをＤｈとし、傾斜溝２８の深さをＤｔとしたときに、Ｄｔ＜Ｄｈの条件式を成立させる。
このため、傾斜溝２８内を転動ローラ２の軸方向に沿って移動する潤滑剤を、潤滑剤保持溝４８内に保持することが可能となる。また、傾斜溝２８よりも深さの深い潤滑剤保持溝４８内に保持した潤滑剤を、転動ローラ２の軸方向に沿って傾斜溝２８内を移動させることが可能となる。
【００６７】
その結果、潤滑膜の減少を抑制することが可能となり、直動案内装置１の作動時に生じる、摩擦力の増加及び転動ローラ２の磨耗を抑制することが可能となるため、直動案内装置１の作動性及び耐久性の低下を抑制することが可能となる。
また、潤滑剤保持溝４８内に潤滑剤を保持することが可能となるため、案内レール６及びスライダ８と転動ローラ２との間への、潤滑剤の供給頻度を減少させることが可能となり、直動案内装置１のメンテナンス効率を向上させることが可能となる。
【００６８】
（応用例）
なお、本実施形態の直動案内装置１では、潤滑剤保持溝４８を形成する位置を、転動ローラ２の両端部間の中心位置としたが、潤滑剤保持溝４８を形成する位置は、これに限定するものではない。すなわち、潤滑剤保持溝４８を形成する位置を、例えば、転動ローラ２の両端部間の中心位置よりも転動ローラ２の端面側としてもよい。
また、本実施形態の直動案内装置１では、転動ローラ２の外周面に、潤滑剤保持溝４８を一つのみ形成したが、これに限定するものではなく、転動ローラ２の外周面に、複数の潤滑剤保持溝４８を形成してもよい。
【００６９】
（第一から第三実施形態に対応する応用例）
上述した第一から第三実施形態の直動案内装置１では、傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度を、全て同一の角度としているが、傾斜溝２８の転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度は、これに限定するものではない。すなわち、複数の傾斜溝２８のうち、少なくとも二つの傾斜溝２８同士を、転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θを互いに異ならせて形成してもよい。
【００７０】
以下、図９を参照して、複数の傾斜溝２８のうち、少なくとも二つの傾斜溝２８同士を、転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θを互いに異ならせて形成する場合について説明する。
図９は、第一から第三実施形態に対応する変形例の転動ローラ２の外周面を説明する図である。なお、図９中では、上記の図４と同様、説明のために、鍔部の図示を省略している。また、図９中では、上記の図４と同様、転動ローラ２の軸方向を示す線として、転動ローラ２の中心軸線ＣＬｒを記載してある。
【００７１】
図９中に示すように、転動ローラ２の外周面に形成する複数の傾斜溝２８は、潤滑剤保持溝４８を間に挟んで、転動ローラ２の軸方向に対する傾斜角度θを互いに異ならせてある。なお、図９中及び以降の説明では、複数の傾斜溝２８のうち、図９中で潤滑剤保持溝４８よりも左側に配置した傾斜溝２８を、「傾斜溝２８ａ」と記載し、図９中で潤滑剤保持溝４８よりも右側に配置した傾斜溝２８を、「傾斜溝２８ｂ」と記載する。
【００７２】
傾斜溝２８ａは、転動ローラ２の軸方向に対して、角度θ１で傾斜させてあり、傾斜溝２８ｂは、転動ローラ２の軸方向に対して、角度θ２で傾斜させてある。なお、角度θ１と角度θ２とのなす角度は、例えば、直角または略直角とする。すなわち、互いに傾斜角度が異なる傾斜溝２８ａと傾斜溝２８ｂ同士のなす角度は、直角または略直角とする。これにより、傾斜溝２８ａと傾斜溝２８ｂとは、潤滑剤保持溝４８を境に対向することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一実施形態における直動案内装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ線矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ線矢視図である。
【図４】図１のＩＶ線矢視図である。
【図５】図５中に円Ｖで囲んだ範囲の拡大図である。
【図６】転動ローラの製造方法が有する傾斜溝形成工程を説明する図である。
【図７】本発明の第二実施形態における直動案内装置が備える転動ローラの外周面を説明する図である。
【図８】本発明の第三実施形態における直動案内装置が備える転動ローラの外周面を説明する図である。
【図９】本発明の第一から第三実施形態に対する変形例を示す図である。
【図１０】従来例の直動案内装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 直動案内装置
２ 転動ローラ
４ レール側転動体転動溝
６ 案内レール
８ スライダ
１０ スライダ本体
１２ エンドキャップ
１４ 保持器
１６ スライダ側転動体転動溝
１８ 負荷転動路
２０ ローラー戻り路
２２ 方向転換路
２４ 転動体転動路
２６ 鍔部
２８ 傾斜溝
３０ 溝形成手段
３２ 切削部
３４ 相対移動手段
３６ 砥石
３８ 切削深さ制御部
４０ 加工対象物保持部
４２ 加工対象物回転部
４４ 切削部移動部
４６ 相対移動制御部
４８ 潤滑剤保持溝
θ 転動ローラの軸方向に対する傾斜溝の傾斜角度
ＣＬｒ 転動ローラの中心軸線
Ｄｔ 傾斜溝の深さ
Ｓ１ 回転信号
Ｓ２ 移動信号
Ｄｈ 潤滑剤保持溝の深さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に相対移動する第一直動部材と第二直動部材との間に潤滑剤とともに配置して、前記第一直動部材と前記第二直動部材との相対移動に伴い、前記第一直動部材及び前記第二直動部材と外周面とが接触した状態で転動する転動ローラであって、
前記転動ローラの外周面に、前記転動ローラの軸方向に対して傾斜する傾斜溝を形成し、
前記傾斜溝の深さをＤｔとしたときに、０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍの条件式を成立させることを特徴とする転動ローラ。
【請求項２】
前記傾斜溝を、前記転動ローラの外周面に沿った螺旋状に形成することを特徴とする請求項１に記載した転動ローラ。
【請求項３】
前記転動ローラの外周面に、前記転動ローラの軸方向に対して直交または略直交し、且つ前記傾斜溝と連続する潤滑剤保持溝を形成し、
前記潤滑剤保持溝の深さをＤｈとしたときに、Ｄｔ＜Ｄｈの条件式を成立させることを特徴とする請求項１または２に記載した転動ローラ。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを製造する転動ローラの製造方法であって、
前記転動ローラの外周面に対し溝形成手段による切削加工を施して前記傾斜溝を形成する傾斜溝形成工程を有し、
前記溝形成手段は、前記転動ローラの外周面と接触して当該外周面を切削加工する切削部を有し、
前記傾斜溝形成工程において、前記転動ローラの外周面と前記切削部とを前記傾斜溝の傾斜方向へ相対移動させることを特徴とする転動ローラの製造方法。
【請求項５】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを備えたことを特徴とする直動案内装置。
【請求項１】
軸方向に相対移動する第一直動部材と第二直動部材との間に潤滑剤とともに配置して、前記第一直動部材と前記第二直動部材との相対移動に伴い、前記第一直動部材及び前記第二直動部材と外周面とが接触した状態で転動する転動ローラであって、
前記転動ローラの外周面に、前記転動ローラの軸方向に対して傾斜する傾斜溝を形成し、
前記傾斜溝の深さをＤｔとしたときに、０．１μｍ＜Ｄｔ＜１．０μｍの条件式を成立させることを特徴とする転動ローラ。
【請求項２】
前記傾斜溝を、前記転動ローラの外周面に沿った螺旋状に形成することを特徴とする請求項１に記載した転動ローラ。
【請求項３】
前記転動ローラの外周面に、前記転動ローラの軸方向に対して直交または略直交し、且つ前記傾斜溝と連続する潤滑剤保持溝を形成し、
前記潤滑剤保持溝の深さをＤｈとしたときに、Ｄｔ＜Ｄｈの条件式を成立させることを特徴とする請求項１または２に記載した転動ローラ。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを製造する転動ローラの製造方法であって、
前記転動ローラの外周面に対し溝形成手段による切削加工を施して前記傾斜溝を形成する傾斜溝形成工程を有し、
前記溝形成手段は、前記転動ローラの外周面と接触して当該外周面を切削加工する切削部を有し、
前記傾斜溝形成工程において、前記転動ローラの外周面と前記切削部とを前記傾斜溝の傾斜方向へ相対移動させることを特徴とする転動ローラの製造方法。
【請求項５】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載した転動ローラを備えたことを特徴とする直動案内装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１９７８７１（Ｐ２００９−１９７８７１Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３９１９５（Ｐ２００８−３９１９５）
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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