JP2004107019A

JP2004107019A - Roller with built-in motor, and conveyer

Info

Publication number: JP2004107019A
Application number: JP2002271770A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ito; 伊東　一夫
Original assignee: Ito Denki Co Ltd
Current assignee: Ito Denki Co Ltd
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor built-in roller using a stepping motor restrained in vibration transmitted to an outside, and a conveyer using the roller. <P>SOLUTION: In this motor built-in roller built in with the stepping motor 20 inside a roller body 10 supported rotatably to fixed shafts 14, 15, a stator 21 of the stepping motor 20 is connected to the fixed shaft 14, and a driving force transmission part 30 is provided between a rotor 26 of the motor 20 and the roller body 10. The first cushioning member 40 is provided in a connection portion between the stator 21 and the fixed shaft 14, and the second cushioning member 33 is interposed in the midway of a driving force transmission route from the rotor 26 to the roller body 10 via the driving force transmission part 30. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ内蔵ローラ、並びに、このモータ内蔵ローラを用いた搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモータ内蔵ローラは、実開平６−５６０２６号公報、特開平１１−７９３５８号公報に開示されているように、円筒状のローラ本体内にモータと減速機とを内蔵している。これらのモータ内蔵ローラは、モータの回転駆動力が減速機で減速されてローラ本体に伝達され、ローラ本体を低速高トルクで駆動する構造とされている。また、このような構造の他にも、減速機を内蔵せずにモータで直接ローラ本体を駆動するモータ内蔵ローラもある。
【０００３】
このような、モータ内蔵ローラは、複数の従動ローラと組み合わせて形成される搬送装置に駆動ローラとして使用されるものであり、ローラ本体の外部にモータを設けた駆動ローラに比べて、搬送装置の構成を簡略化することができる。
【０００４】
ところで、このようなモータ内蔵ローラでは、ブラシレスＤＣモータなどを内蔵したものが多く、モータへの通電制御とローラ本体の回転角度とが一義的に定まらないため、モータの通電制御によって被搬送物の搬送距離を直接制御することが困難であった。このため、例えば、搬送装置上で所定距離だけ被搬送物を搬送させるような場合には、搬送装置上に設けた被搬送物検知センサの検知信号によって搬送を制御する帰還制御が必須であり、モータ内蔵ローラを制御するコントローラの制御処理が複雑になる嫌いがあった。
【０００５】
そこで、ブラシレスＤＣモータなどに代えて、ステッピングモータを内蔵したモータ内蔵ローラが開発されている。ステッピングモータは、固定子へ通電する駆動パルスによって回転子を回転駆動させるもので、通電パルス数に応じて回転角度が一義的に定まる性質を有する。従って、被搬送物がローラ本体に対して滑らない限り、ステッピングモータへ通電する駆動パルスを制御するだけで、下流側の所定位置まで被搬送物を搬送することが可能であり、帰還制御が不要でコントローラの制御を著しく簡略化することが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記したステッピングモータは、固定子に印加する駆動パルスを電気的に回転シフトすることにより回転子を同期させて回転駆動するため、回転子の回転駆動が不連続的になり振動が生じ易い問題があった。このため、ステッピングモータを内蔵したモータ内蔵ローラを用いる搬送装置では、特定の周波数でステッピングモータへ駆動パルスを送出して特定速度で搬送を行うと、ステッピングモータの回転に伴って生じる振動が搬送装置の躯体に共振して大きな騒音を生じるため改善が望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて提案されるもので、ステッピングモータから発生する振動が外部へ伝達されることを抑制して、モータの振動に起因して発生する共振騒音を排除したモータ内蔵ローラを提供することを目的としている。
また、同時に提案される本発明は、このモータ内蔵ローラを用いて共振騒音を防止した搬送装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明者らは次の技術的手段を講じた。
則ち、請求項１に記載の発明は、固定軸に対して回転自在に支承されたローラ本体の内部にステッピングモータを内蔵し、当該モータの駆動力をローラ本体に伝達することによりローラ本体が固定軸に対して回転駆動されるモータ内蔵ローラにおいて、ステッピングモータの固定子は固定軸に接続され、ステッピングモータの回転子とローラ本体との間には、回転子の駆動力をローラ本体へ伝達する駆動力伝達部を配した構成とされており、固定子と固定軸との接続部分、及び、回転子から駆動力伝達部を介してローラ本体へ至る駆動力の伝達経路の途中に緩衝部材を介在させた構成とされている。
【０００９】
ここで、ステッピングモータでは、所定の周波数で印加されるパルス信号により、固定子に対して回転子が不連続的に駆動されるコギング（ｃｏｇｇｉｎｇ　）によって回転子の回転方向（トルク方向）へ向けて大きな振動が生じる。また、回転に応じて回転子と固定子との間に生じる交番磁界によって回転軸の方向（アキシャル方向）へ向けて振動が生じる。更に、固定子と回転子との真円度の誤差に伴う機械的な距離の変動や回転軸のずれに伴って、回転軸に対して放射方向（ラジアル方向）へ向けて振動が生じる。
【００１０】
本発明によれば、ステッピングモータの固定子と固定軸との間は第１の緩衝部材を介して接続される。また、ステッピングモータの回転子とローラ本体との間には駆動力伝達部が設けられ、駆動力の伝達経路の途中に第２の緩衝部材が介在される。
これにより、ステッピングモータは固定軸及びローラ本体に対して第１及び第２の緩衝部材でフローティングされた状態となり、ステッピングモータで発生する振動は緩衝部材で吸収減衰されて固定軸やローラ本体に伝達されることが抑制される。
従って、ステッピングモータの回転方向へ向けて生じる振動、回転軸方向へ向けて生じる振動、或いは、回転軸に対して放射方向へ向けて生じる振動を効果的に吸収減衰させることができ、モータ内蔵ローラから外部に漏れる振動を抑制して搬送装置の共振や共鳴を防止することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ内蔵ローラにおいて、ステッピングモータは、略円柱形の回転子と、当該回転子の外周側に配された略円筒形の固定子とを備えたインナーロータ型のステッピングモータである構成とされている。
インナーロータ型のステッピングモータを用いる構成では、外周側の固定子を固定軸に接続すると共に、回転子とローラ本体との間に駆動力伝達部を配し、この駆動力伝達部を介して回転子の駆動力をローラ本体へ伝達する構成を採ることができる。そして、固定子と固定軸との間、及び、回転子からローラ本体に至る駆動力の伝達経路の途中に第１及び第２の緩衝部材を介在させることにより、ステッピングモータで生じる振動を効果的に吸収減衰させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモータ内蔵ローラにおいて、ステッピングモータは、略円柱形の固定子と、当該固定子の外周側に配された略円筒形の回転子とを備えたアウターロータ型のステッピングモータである構成とされている。
アウターロータ型のステッピングモータを用いる構成では、固定子を固定軸に接続すると共に、外周側の回転子とローラ本体との間に駆動力伝達部を配し、この駆動力伝達部を介して回転子の駆動力をローラ本体へ伝達することができ、構造を簡略化することが可能である。そして、固定子と固定軸との間、及び、回転子からローラ本体に至る駆動力の伝達経路の途中に緩衝部材を介在させることにより、ステッピングモータで生じる振動を効果的に吸収減衰させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータ内蔵ローラにおいて、固定子は円柱形の中心部に中心軸を備えており、第１の緩衝部材は、中心軸を固定軸に対して軸芯を一致させつつ少なくとも回転方向へ係止して接続する構成とされている。
【００１４】
ここで、ステッピングモータの固定子と回転子との間に作用する力について考察すると、固定子へ駆動パルスを供給して回転子を回転駆動させると、固定子も逆方向へ向けて反作用を受ける。則ち、ステッピングモータで発生する振動は、回転子と固定子との間に相対的に生じるものであり、回転子及び固定子の双方に伝達される。
【００１５】
本発明によれば、第１の緩衝部材によって中心軸は固定軸に対して少なくとも回転方向へ係止されているので、中心軸に回転方向や放射方向へ向けて生じる振動は第１の緩衝部材へ伝導される。しかし、これらの振動は第１の緩衝部材によって吸収減衰されて固定軸への伝導が低減される。
【００１６】
一方、固定子の中心軸と固定軸との軸方向への係止については、第１の緩衝部材によって固定子の中心軸を固定軸に対して軸方向に移動可能に係止する構成や、第１の緩衝部材によって固定子の中心軸を固定軸に対して軸方向に固定的に係止する構成を採ることができる。
【００１７】
第１の緩衝部材によって、中心軸を固定軸に対して軸方向に移動可能に係止する構成によれば、中心軸に軸方向へ発生する振動が直接的に固定軸に伝わることが阻止される。また、第１の緩衝部材によって、固定子の中心軸を固定軸に対して軸方向に固定的に係止する構成によれば、中心軸に軸方向へ発生する振動は第１の緩衝部材で吸収されて固定軸への伝導が抑制される。
従って、固定子の中心軸と固定軸との間に第１の緩衝部材を介在させることにより、中心軸に回転方向、放射方向及び軸方向へ生じる振動が固定軸を介してモータ内蔵ローラの外部に伝達されることを阻止することが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のモータ内蔵ローラにおいて、回転子は係合部を有し、当該係合部を対応させてローラ本体に設けられた被係合部と係合させることにより、係合部を被係合部に対して少なくとも回転方向へ係合する駆動力伝達部を形成しており、緩衝部材は、回転子から駆動力伝達部を形成する係合部及び被係合部を経てローラ本体へ至る駆動力の伝達経路のいずれかの部位に介在される構成とされている。
【００１９】
本発明によれば、駆動力伝達部を形成する回転子の係合部は、ローラ本体の被係合部に対して少なくとも回転方向へ係合しているので、回転子に生じる振動は係合部を介して被係合部に伝達される。しかし、回転子から駆動力伝達部を経てローラ本体へ至る駆動力の伝達経路の途中に第２の緩衝部材を設けるので、結果的に、回転子に回転方向や放射方向へ向けて生じる振動は第２の緩衝部材によって吸収減衰されて、ローラ本体へ伝送されることが抑制される。
【００２０】
一方、係合部と被係合部との軸方向への係合については、係合部を被係合部に対して軸方向に移動可能に係合させる構成や、係合部を被係合部に対して軸方向に固定的に係合させる構成を採ることができる。
【００２１】
係合部を被係合部に対して軸方向に移動可能に係合させる構成によれば、係合部に軸方向へ向けて生じる振動は、直接的に被係合部に伝わることが阻止される。また、係合部を被係合部に対して軸方向に固定的に係合させる構成によれば、係合部に軸方向へ向けて生じる振動は被係合部にそのまま伝達される。しかし、回転子からローラ本体へ至る駆動力の伝達経路に第２の緩衝部材が設けられるので、結果的に、回転子に生じる振動は吸収、減衰されて、ローラ本体への伝導が抑制される。
従って、回転子からローラ本体へ至る駆動力の伝達経路に第２の緩衝部材を介在させることにより、回転子に回転方向、放射方向及び軸方向へ生じる振動が駆動力伝達部を介してモータ内蔵ローラの外部に伝達されることを阻止することが可能となる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のモータ内蔵ローラにおいて、ステッピングモータはユニット化されており、ローラ本体の内部に固定軸方向へ向けて着脱自在に装着可能な構成とされている。
本発明によれば、トルク特性の異なるモータユニットを予め用意することにより、モータ内蔵ローラに要求されるトルクに応じたモータユニットを装着して仕様の異なるモータ内蔵ローラを容易に製することができる。また、モータユニットをローラ本体から取り外すことができるので、保守、点検を容易に行うことが可能である。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のモータ内蔵ローラにおいて、緩衝部材は、合成ゴム材又は合成樹脂材を成形加工して製される構成とされている。
合成ゴム材としては剛性を有しつつ適宜の弾性を備えた素材を用いることができるが、弾性、耐熱性、耐摩耗性などの面からニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ，Ｎｉｔｒｉｌｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ　ｒｕｂｂｅｒ　）などが好適である。また、合成樹脂材としては適宜の素材を用いることができるが、ポリウレタンエラストマー（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）などが好適である。尚、合成ゴムに代えて、天然ゴムを用いることも可能である。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のモータ内蔵ローラにおいて、モータは、ＰＭ型ステッピングモータとされている。
ステッピングモータは、概ね、ＶＲ型（Ｖａｒｉａｂｌｅ−Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）型、ＰＭ型（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ−Ｍａｇｎｅｔ）型、及び、これらＶＲ型とＰＭ型の構成を混在させたＨＢ型（Ｈｙｂｒｉｄ）型に分類される。ＰＭ型ステッピングモータは、ステップ角度が７．５度〜１５度程度のものが多く、ＶＲ型やＨＢ型に比して分解能は僅かに低い。しかし、低コストで、しかも、ＶＲ型に比してトルク特性に優れており、省コスト化を図りつつトルク特性を向上させたモータ内蔵ローラを製することができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のモータ内蔵ローラを用いて構成される搬送装置である。
本発明によれば、モータ内蔵ローラから外部へ伝導される振動を低減させることができ、搬送装置の躯体が共振や共鳴を生じて騒音が発生することを効果的に防止可能である。ここで、搬送装置は、所定長の架台に多数のモータ内蔵ローラ及び従動ローラを配した一体型のものであっても良く、また、短い架台に複数のモータ内蔵ローラや従動ローラを配した搬送モジュールを複数配列して形成される搬送装置であっても良い。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。
図１は、本実施形態のモータ内蔵ローラ１の内部構造を示す断面図、図２は図１に示すモータ内蔵ローラに採用するモータの分解斜視図及び斜視図、図３はモータに装着される第１の緩衝部材、及び、当該第１の緩衝部材をモータに取り付けたモータユニットを形成する手順を示す分解斜視図、図４は図１に示すモータ内蔵ローラ１に設けられる被係合部の構造を示す分解斜視図、図５はモータユニットをローラ本体へ装着する手順を示す分解斜視図、図６は図１のモータ内蔵ローラを用いて形成された搬送装置を示す斜視図である。
【００２７】
モータ内蔵ローラ１は、図１の様に、左右から突出する固定軸１４，１５によって回転自在に支承されたローラ本体１０の内部にモータ２０を内蔵して形成され、モータ２０の回転駆動力を駆動力伝達部３０を介してローラ本体１０に伝達することにより、固定軸１４，１５に対してローラ本体１０を回転駆動するものである。本実施形態では、固定軸１４，１５は、ローラ本体１０の内部を貫通するものではなく、軸芯を一致させた状態で分離配置される別体のものである。
【００２８】
ローラ本体１０は、円筒形のローラ１１の両端開口部にキャップ１２，１３を嵌入させて形成され、内部に広い空間を有する。キャップ１２と固定軸１４との間には軸受け１６，１７が設けられると共に、キャップ１３と固定軸１５との間には軸受け４５，４７が設けられており、軸方向へ短い固定軸１４，１５によって、ローラ本体１０を安定して回転自在に支承可能な構造としている。
【００２９】
モータ２０は、ローラ本体１０の軸方向中央に位置する部位に内蔵されており、本実施形態では、アウターロータ型のステッピングモータを採用している。
モータ２０は、図１，図２（ａ）の様に、略円柱形の固定子２１と、固定子２１の外周側に配された略円筒形の回転子２６で形成され、内部の固定子２１に対して外側の回転子が回転駆動されるアウターロータ型である。
【００３０】
固定子２１は、当該固定子２１の軸方向の長さと略同一長で放射状に突出した複数のヨークに励磁コイルを巻いて形成され、固定子２１の中心部には円管状の中心軸２２が固定されている。励磁コイルの端部は固定子２１の軸方向端部でリード線２３に接続され、リード線２３は中心軸２２に設けられた開口２２ｂから中心軸２２の内部に挿入され、中心軸２２の一端から取り出されている。リード線２３が取り出される中心軸２２の端部は、軸方向へ所定長さだけ断面が小判形に成形されて軸係合部２２ａを形成している。また、固定子２１の両側から突出する中心軸２２には軸受け２４，２５が固定されている。
【００３１】
一方、回転子２６は、固定子２１を内包する円筒形であり、内周壁に沿って永久磁石２７が円筒状に取り付けられている。永久磁石２７は、軸方向に長尺の複数の永久磁石を隣接させて回転子２６の内周壁に沿って取り付けたもので、隣接する永久磁石の極性は逆極性とされている。
モータ２０は、図２（ａ）の様に、回転子２６の内部に固定子２１を挿入し、回転子２６の両端部の開口にキャップ２８，２９を装着して組み立てられる。
【００３２】
キャップ２８は、外筒２８ｂと内筒２８ｃとを有するリング形の部材であり、外筒２８ｂと内筒２８ｃとの一方の端部は閉塞され、内筒２８ｃの内部には軸方向へ貫通する開口２８ａが形成されている。
キャップ２９は、キャップ２８と同様に外筒２９ｃと内筒２９ｄを有する部材であり、内筒２９ｄの内部に開口２９ｂを有する。また、キャップ２９は、外筒２９ｃと内筒２９ｄの間の閉塞面に、軸方向外方へ向けて突出する係合爪２９ａを放射状に４個設けており、この係合爪２９ａによって係合部３５を形成している。
【００３３】
モータ２０の組み立てに際しては、回転子２６の内部に固定子２１を挿入し、回転子２６の両端開口部にキャップ２８，２９を装着する。これにより、図２（ｂ）の様に、キャップ２８の外筒２８ｂの外周壁は回転子２６の内周壁に沿って嵌入すると共に、内筒２８ｃの内周壁は軸受け２４の外周壁に沿って嵌入する。
また、キャップ２９の外筒２９ｃの外周壁は回転子２６の内周壁に沿って嵌入すると共に、内筒２９ｄの内周壁は軸受け２５の外周壁に沿って嵌入してモータ２０の組み立てが完了する。尚、本実施形態では、ローラ本体１０に対する中心軸２２のぶれを抑制するために、図２（ｂ）の様に、キャップ２９側から突出する中心軸２２に更に軸受け１８を追加して装着している。
【００３４】
次に、モータ２０の固定子２１から延出する中心軸２２と固定軸１４との接続構造を説明する。固定子２１の中心軸２２と固定軸１４とは、図３（ｂ）の様に、軸継ぎ手４３によって接続される。
軸継ぎ手４３は、図３（ａ）の様に、円柱形の第１の緩衝部材４０の軸方向両端部に中心軸２２及び固定軸１４を支える軸支部材４１，４２を嵌入させたものである。
【００３５】
軸支部材４１は円板形の外周縁に全周に渡って凹凸部４１ｂを設けた歯車形状の部材であり、中央には、モータ２０の中心軸２２に設けた軸係合部２２ａを嵌入させる係止穴４１ａが設けられている。本実施形態では係止穴４１ａに小判形を採用しているが、軸係合部２２ａの形状に合わせて他の形状を採用しても良い。また、軸支部材４２は軸支部材４１と同一の歯車形の部材であり、係止穴４２ａと凹凸部４２ｂとを有している。
ここで、固定軸１４は中心軸２２と同一外径を有する円管状の軸であり、一端から軸方向へ向けて所定長さの部位は断面が小判形に成形されて軸係合部１４ａが形成されている。
【００３６】
また、第１の緩衝部材４０は、弾性を有する合成ゴム材又は合成樹脂材を成形加工して製される円柱形の部材である。この第１の緩衝部材４０は、中央部に軸方向へ向けて貫通する開口４０ａが設けられ、軸方向両端部に軸支部材４１，４２を嵌め込む嵌入部４０ｂ，４０ｂが設けられている。本実施形態では、第１の緩衝部材４０として合成ゴム材であるニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を成形加工したものを用いているが、ポリウレタンエラストマーなどの合成樹脂材を成形加工したものを用いることも可能である。
軸継ぎ手４３は、第１の緩衝部材４０の両側に設けた嵌入部４０ｂ，４０ｂに軸支部材４１，４２を嵌め込んで形成されるもので、軸支部材４１の係止穴４１ａと、第１の緩衝部材４０の開口４０ａと、軸支部材４２の係止穴４２ａとが軸芯を一致させた状態で貫通する貫通孔４３ａが中央部に軸方向へ向けて形成される。
【００３７】
軸継ぎ手４３は、次の手順でモータ２０の中心軸２２と固定軸１４との間に介装される。まず、図３（ｂ）の様に、モータ２０の中心軸２２から延出するリード線２３を、軸継ぎ手４３の貫通孔４３ａと固定軸１４の内部を通して固定軸１４の他端側から引き出す。そして、中心軸２２の軸係合部２２ａを軸支部材４１の係止穴４１ａに挿入すると共に、固定軸１４の軸係合部１４ａを軸支部材４２の係止穴４２ａに挿入して装着される。軸継ぎ手４３を介して中心軸２２と固定軸１４とを接続すると、中心軸２２と固定軸１４との突き合わせ部分には所定の隙間が生じる。
【００３８】
このように、モータ２０の中心軸２２と固定軸１４との間に軸継ぎ手４３を介装すると、図５の様に、中心軸２２及び固定軸１４は軸芯を一致させた状態で互いに軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向へ係止される。則ち、中心軸２２は、固定軸１４に対して軸方向へ移動可能に回転方向へ係止される。
【００３９】
これにより、モータ２０の回転駆動に伴って、中心軸２２に軸方向へ向かう振動が生じても、この振動は軸継ぎ手４３で遮断されて固定軸１４へ伝達されることが阻止される。一方、モータ２０の回転駆動に伴って固定軸２２に回転方向及び放射方向へ向けて振動が生じると、この振動は軸支部材４１に伝達される。しかし、軸支部材４１と軸支部材４２との間に第１の緩衝部材４０が介在されているので、回転方向及び放射方向の振動は第１の緩衝部材４０で吸収減衰されて固定軸１４側へ伝達されることが阻止される。
【００４０】
本実施形態では、図３（ｂ），図５の様に、モータ２０に軸継ぎ手４３によって固定軸１４を接続して一体化したモータユニット５０を、後述するように、ローラ１１の内部に着脱自在に装着可能な構造を採用している。
【００４１】
一方、ローラ本体１０を形成するローラ１１の内部には、図４（ａ）の様に、連動部材３２、第２の緩衝部材３３及び伝達部材３４を一体化して形成される被係合部３１が設けられる。
連動部材３２は、ローラ１１の内径と略同一の外径を有する円筒形の部材であり、軸方向の一方は閉塞され、当該閉塞面の中央には開口３２ａが設けられている。また、連動部材３２の内周壁には全周に渡って凹凸部３２ｂが設けられている。
【００４２】
第２の緩衝部材３３は、弾性を有する合成ゴム材又は合成樹脂材を成形加工して製される円筒形の部材であり、連動部材３２の内部に嵌入可能な形状を有する。則ち、第２の緩衝部材３３の周部は全周に渡って連動部材３２の凹凸部３２ｂに沿うように凹凸部３３ａが形成されている。本実施形態では、第２の緩衝部材３３として、前記第１の緩衝部材４０と同様に、合成ゴム材であるニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を成形加工したものを用いている。
【００４３】
また、伝達部材３４は第２の緩衝部材３３の内部に嵌入される円筒形の部材であり、軸方向の一方は閉塞され、当該閉塞面の中央には開口３４ａが設けられている。また、外周部には全周に渡って緩衝部材３３の凹凸部３３ａの内側に沿うように凹凸部３４ｂが形成されている。また、円筒部分には略方形の被係合孔３４ｃが軸方向へ向けて貫通させて設けられ、この被係合孔３４ｃは放射状に４個配されている。
【００４４】
連動部材３２は、ローラ１１の内周壁に予め固定されており、第２の緩衝部材３３を連動部材３２の内部に嵌め込み、更に、第２の緩衝部材３３の内部に伝達部材３４を嵌め込むことにより、ローラ１１に一体化された被係合部３１が形成される。
【００４５】
このようにして、被係合部３１が設けられたローラ１１の内部には、図５の様に、キャップ１２を用いてモータユニット５０が挿入され装着される。
キャップ１２は外筒１２ｂと内筒１２ｃとを有するリング形の部材であり、軸方向一端の外筒１２ｂと内筒１２ｃとの間は閉塞され、内筒１２ｃの内部に軸方向へ貫通する開口１２ａを形成している。
【００４６】
被係合部３１が設けられたローラ１１に前記モータユニット５０を装着するには、図５の様に、モータユニット５０を軸受け１８の取り付けられた中心軸２２側からローラ１１の内部に挿入し、モータ２０の係合部３５（係合爪２９ａ）を被係合部３１（被係合孔３４ｃ）に嵌入させ、キャップ１２をローラ１１に嵌め込むことによって行われる。
キャップ１２をローラ１１に嵌め込むと、外筒１２ｂの外周壁がローラ１１の内周壁に当接すると共に、内筒１２ｃの内周壁が軸受け１６，１７の外周壁に当接する。これにより、キャップ１２はローラ１１と一体化され、固定軸１４の回りに回転自在に支承される。
【００４７】
このように、モータユニット５０をローラ１１の内部に装着すると、係合部３５を形成する係合爪２９ａが被係合部３１の被係合孔３４ｃに嵌入され、これにより、係合部３５と被係合部３１とが係合して駆動力伝達部３０が形成される。
この駆動力伝達部３０により、係合爪２９ａは被係合孔３４ｃに対して、軸方向へ僅かに移動可能に回転方向へ係合される。
【００４８】
この駆動力伝達部３０によれば、モータ２０の回転駆動に伴って回転子２６に軸方向への振動が生じても、係合爪２９ａの軸方向への振動が被係合孔３４ｃに伝達されることが阻止される。一方、モータ２０の回転駆動に伴って回転子２６に回転方向及び放射方向へ向けて振動が生じると、振動は係合爪２９ａを介して被係合孔３４ｃに伝達される。しかし、伝達部材３４と連動部材３２との間に第２の緩衝部材３３が介在されているので、回転方向及び放射方向の振動は第２の緩衝部材３３で吸収減衰されてローラ１１へ伝達されることが阻止される。
【００４９】
このように、本実施形態のモータ内蔵ローラ１によれば、モータ２０として振動の生じ易いステッピングモータを採用しているが、第１の緩衝部材４０によってモータ２０の中心軸２２と固定軸１４との間が振動的に絶縁されると共に、第２の緩衝部材３３によって、回転子２６とローラ本体１０との間が振動的に絶縁される構造である。則ち、モータ内蔵ローラ１の内部において、モータ２０を振動的にフローティング状態に保持した構造を採用している。これにより、モータ２０で生じる振動がモータ内蔵ローラ１の外部に伝導されることを効果的に阻止可能となる。
【００５０】
次に、本実施形態で示したモータ内蔵ローラ１を用いて構成した搬送装置について説明する。
ここで、本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、図１の様に、ローラ本体１０の左方へ突出する固定軸１５は、軸受け４５，４７によってローラ本体１０を回転可能に支承しており、更に、固定軸１５は軸方向外方へ向けて付勢されつつ軸方向内方へ押し込み可能な構造を採用している。
【００５１】
則ち、固定軸１５は、軸方向内方側に軸方向へ向けて凹部１５ａを設けており、当該凹部１５ａにはボール４６とバネ４９が収納されている。また、キャップ１３には、ローラ本体１０の内方へ突出する一端が閉塞された略円筒形の保持部材４８が固定されている。そして、固定軸１５に収納されたバネ４９の他端は保持部材４８の閉塞面４８ａに当接しており、固定軸１５は軸方向外方へ向けて付勢されつつ、固定軸１５の内方側端部に設けられたフランジ部１５ｂが軸受け４７に当接して係止される構造とされている。
【００５２】
これにより、固定軸１５は、軸方向外方へ向けて付勢されつつローラ本体１０を安定して回転自在に支承することが可能であり、しかも、軸方向内方へ向けて所定長さだけ押し込むことができる構造とされている。
尚、固定軸１５の凹部１５ａに収納されるボール４６は、キャップ１３の回転に伴って保持部材４８と共に回転するバネ４９と固定軸１５との摩擦を低減させる機能を有する。
【００５３】
本実施形態のモータ内蔵ローラ１は、図６の様に、所定間隔で配されたサイドフレーム５１，５２に設けられた固定軸挿通孔（不図示）に嵌入させて装着される。このとき、例えば、サイドフレーム５２側の固定軸挿通孔にモータ内蔵ローラ１の固定軸１４をリード線と共に挿通し、固定軸１５を押し込みながらサイドフレーム５１側の固定軸挿通孔に容易に挿通することができる。
【００５４】
図６に示した搬送装置２では、隣接する複数のモータ内蔵ローラ１同士の間に４本の従動ローラ５３…を配し、これらの隣接するモータ内蔵ローラ１と従動ローラ５３との間に無端ベルト５４を巻き回した構成とされている。また、モータ内蔵ローラ１から延出するリード線２３は、サイドフレーム５２に固定されたモータコントローラ５５に接続され、当該モータコントローラ５５は配線５６で相互に接続されつつ上位コントローラ（不図示）へ接続されている。
【００５５】
この搬送装置２によれば、モータ内蔵ローラ１に内蔵するモータとしてステッピングモータを採用することにより、駆動パルスを制御するだけで、搬送速度や搬送距離を正確に調整することが可能となり、被搬送物検知センサなどを大幅に低減した簡略化された搬送システムを構築することが可能となる。
また、モータ内蔵ローラ１にステッピングモータを採用しているにも拘わらず、前記したように、外部への振動の漏れを効果的に遮断しており、搬送装置２を形成するサイドフレーム５１，５２などにモータ内蔵ローラ１の振動が伝達されて共振騒音を生じる不具合を効果的に防止することが可能である。
【００５６】
尚、図６に示した搬送装置２は、長尺のサイドフレーム５１，５２に複数のモータ内蔵ローラ１及び複数の従動ローラ５３を配した構成とした。しかし、本発明はこのような構成に限られるものではなく、例えば、短尺のサイドフレームに複数のモータ内蔵ローラ１及び従動ローラ５３を配して形成される搬送モジュールを複数配列し、各搬送モジュール毎にゾーンコントロールを行う搬送装置を構築することも可能である。
また、搬送装置２において、全てのローラをモータ内蔵ローラ１で構成することも可能である。
【００５７】
尚、以上説明した本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、モータ２０をアウターロータ型のステッピングモータを用いた構成として説明したが、本発明はこのような構成に限らず、インナーロータ型のステッピングモータを用いた構成とすることも可能である。
また、本実施形態では、ステッピングモータ２０の回転駆動力をそのままローラ本体１０へ伝達する構成としたが、この様な構成に限らず、ステッピングモータ２０の回転駆動力を減速又は増速させてローラ本体１０へ伝達する変速機を内蔵することも可能である。
【００５８】
また、本実施形態では、軸継ぎ手４３によってモータ２０の中心軸２２を固定軸１４に対して軸方向へ移動可能に回転方向へ係止させる構造にすると共に、駆動力伝達部３０によって回転子２６をローラ１１に対して軸方向へ移動可能に回転方向へ係止させる構造を採用した。しかし、本発明はこのような構成に限られるものではなく、軸方向へ向けて生じる振動についても第１の緩衝部材４０及び第２の緩衝部材３３で吸収減衰させる構造を採用することにより、第１及び第２の緩衝部材４０，３３による接続構造を簡略化させることも可能である。
【００５９】
また、前記本実施形態において、モータ内蔵ローラ１の内部構造を組み立て手順を参照しつつ説明したが、前記組み立て手順は一例であり、組み立ての順序を限定するものではない。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、制御の簡略化を図りつつ振動の発生を抑えたステッピングモータを使用したモータ内蔵ローラを提供することができる。
請求項２に記載の発明によれば、インナーロータ型のステッピングモータを採用することにより、制御の簡略化を図りつつ効果的に振動を吸収減衰させるモータ内蔵ローラを提供することが可能となる。
請求項３〜５に記載の発明によれば、アウターロータ型のステッピングモータを採用することにより、制御及び構造を簡略化しつつ効果的に振動を吸収減衰させるモータ内蔵ローラを提供することが可能となる。
請求項６に記載の発明によれば、要求されるトルク特性に応じて仕様の異なるモータ内蔵ローラを容易に製造することが可能となり、メンテナンス性も向上する。
請求項７に記載の発明によれば、モータで生じる振動を緩衝部材で効果的に吸収減衰させつつ、耐久性を向上させたモータ内蔵ローラを提供できる。
請求項８に記載の発明によれば、トルク特性を向上させつつ省コスト化を図ったモータ内蔵ローラを提供できる。
請求項９に記載の発明によれば、本発明のモータ内蔵ローラを採用することにより、共振騒音を抑えた搬送装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るモータ内蔵ローラの断面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示すモータ内蔵ローラに内蔵されるモータの分解斜視図、（ｂ）は、組み立てた状態のモータの斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１に示すモータ内蔵ローラに採用する軸継ぎ手の構造を示す分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の軸継ぎ手を用いてモータと固定軸とを接続したモータユニットを組み立てる手順を示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）は、図１に示すモータ内蔵ローラに採用する被係合部の構造を示す分解斜視図、（ｂ）はその被係合部の斜視図である。
【図５】図３（ｂ）に示したモータユニットをローラ本体に装着する手順を示す分解斜視図である。
【図６】図１に示したモータ内蔵ローラを用いた搬送装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　モータ内蔵ローラ
２　　　搬送装置
１０　　ローラ本体
１４　　固定軸
２０　　ステッピングモータ（ＰＭ型ステッピングモータ）
２１　　固定子
２２　　中心軸
２６　　回転子
３０　　駆動力伝達部
３１　　被係合部
３３　　第２の緩衝部材
３５　　係合部
４０　　第１の緩衝部材
５０　　ユニット（モータユニット）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a roller with a built-in motor and a transport device using the roller with a built-in motor.
[0002]
[Prior art]
A conventional roller with a built-in motor has a motor and a speed reducer built in a cylindrical roller body as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-56026 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-79358. These rollers with a built-in motor have a structure in which the rotational driving force of the motor is reduced by a speed reducer and transmitted to the roller body, and the roller body is driven at low speed and high torque. In addition to such a structure, there is also a motor built-in roller in which a roller body is directly driven by a motor without a built-in speed reducer.
[0003]
Such a roller with a built-in motor is used as a drive roller in a transfer device formed in combination with a plurality of driven rollers, and the drive roller of the transfer device is compared with a drive roller provided with a motor outside the roller body. The configuration can be simplified.
[0004]
By the way, many of these rollers with a built-in motor incorporate a brushless DC motor or the like, and the control of the power supply to the motor and the rotation angle of the roller body are not uniquely determined. It was difficult to directly control the transport distance. For this reason, for example, when the transported object is transported by a predetermined distance on the transport device, feedback control for controlling transport by a detection signal of the transported object detection sensor provided on the transport device is essential, The control process of the controller that controls the roller with a built-in motor is disliked.
[0005]
Therefore, instead of a brushless DC motor or the like, a motor built-in roller having a built-in stepping motor has been developed. The stepping motor drives the rotor to be rotated by a drive pulse that energizes the stator, and has the property that the rotation angle is uniquely determined according to the number of energized pulses. Therefore, as long as the transferred object does not slip with respect to the roller body, the transferred object can be transferred to a predetermined position on the downstream side only by controlling the drive pulse to energize the stepping motor, and the feedback control is unnecessary. Thus, the control of the controller can be significantly simplified.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-described stepping motor drives the rotor synchronously by electrically rotating and shifting the drive pulse applied to the stator, the rotor is rotationally driven, so that the rotational drive of the rotor is discontinuous and vibration is likely to occur. There was a problem. For this reason, in a transfer device using a motor built-in roller having a built-in stepping motor, when a drive pulse is transmitted to the stepping motor at a specific frequency and the transfer is performed at a specific speed, vibration generated by the rotation of the stepping motor is generated. Therefore, there is a need for an improvement because it resonates with the skeleton and generates large noise.
[0007]
The present invention has been proposed in view of such circumstances, and a motor that suppresses vibration generated from a stepping motor from being transmitted to the outside and eliminates resonance noise generated due to the vibration of the motor. It is intended to provide a built-in roller.
Another object of the present invention, which is proposed at the same time, is to provide a transport device in which resonance noise is prevented by using the motor built-in roller.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have taken the following technical measures.
In other words, the invention according to claim 1 incorporates a stepping motor inside a roller body rotatably supported with respect to a fixed shaft, and transmits the driving force of the motor to the roller body to form the roller body. In a roller with a built-in motor driven to rotate with respect to a fixed shaft, the stator of the stepping motor is connected to the fixed shaft, and between the rotor of the stepping motor and the roller body, the driving force of the rotor is transmitted to the roller body. And a buffering member in the connection portion between the stator and the fixed shaft, and in the middle of the driving force transmission path from the rotor to the roller body via the driving force transmission portion. Is interposed.
[0009]
Here, in the stepping motor, a pulse signal applied at a predetermined frequency causes the rotor to be discontinuously driven with respect to the stator, so that cogging causes the rotor to move in the rotation direction (torque direction) of the rotor. Large vibrations occur. In addition, an alternating magnetic field generated between the rotor and the stator in accordance with the rotation generates vibration in the direction of the rotation axis (axial direction). Further, vibration is generated in a radial direction (radial direction) with respect to the rotating shaft due to a change in mechanical distance due to an error in roundness between the stator and the rotor and a displacement of the rotating shaft.
[0010]
According to the present invention, the stator of the stepping motor and the fixed shaft are connected via the first buffer member. In addition, a driving force transmission unit is provided between the rotor of the stepping motor and the roller body, and a second buffer member is interposed in the transmission path of the driving force.
As a result, the stepping motor is in a floating state with respect to the fixed shaft and the roller body by the first and second buffer members, and the vibration generated by the stepping motor is absorbed and attenuated by the buffer member and transmitted to the fixed shaft and the roller body. Is suppressed.
Therefore, the vibration generated in the rotation direction of the stepping motor, the vibration generated in the rotation axis direction, or the vibration generated in the radial direction with respect to the rotation axis can be effectively absorbed and attenuated. It is possible to prevent vibrations leaking from the outside to the outside and prevent resonance or resonance of the transfer device.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the roller with a built-in motor according to the first aspect, the stepping motor includes a substantially cylindrical rotor and a substantially cylindrical stator disposed on an outer peripheral side of the rotor. The inner rotor type stepping motor is provided.
In the configuration using the inner rotor type stepping motor, the stator on the outer peripheral side is connected to the fixed shaft, and a driving force transmission unit is arranged between the rotor and the roller body, and the rotation is performed via the driving force transmission unit. A configuration for transmitting the driving force of the child to the roller body can be adopted. By interposing the first and second damping members between the stator and the fixed shaft and in the middle of the transmission path of the driving force from the rotor to the roller body, vibration generated by the stepping motor can be effectively reduced. Can be absorbed and attenuated.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the roller with a built-in motor according to the first aspect, the stepping motor includes a substantially cylindrical stator and a substantially cylindrical rotor arranged on the outer peripheral side of the stator. The outer rotor type stepping motor is provided.
In the configuration using the outer rotor type stepping motor, the stator is connected to the fixed shaft, and a driving force transmission unit is arranged between the outer rotor and the roller body, and the rotation is performed through the driving force transmission unit. The driving force of the child can be transmitted to the roller body, and the structure can be simplified. By interposing a buffer member between the stator and the fixed shaft and in the middle of the transmission path of the driving force from the rotor to the roller body, the vibration generated by the stepping motor can be effectively absorbed and attenuated. it can.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the roller with a built-in motor according to the third aspect, the stator has a central axis at a central portion of a cylindrical shape, and the first buffer member has the central axis with respect to the fixed axis. In this configuration, the shafts are aligned and at least locked in the rotational direction to be connected.
[0014]
Here, considering the force acting between the stator and the rotor of the stepping motor, if a driving pulse is supplied to the stator to rotate the rotor, the stator also receives a reaction in the opposite direction. . That is, the vibration generated by the stepping motor is relatively generated between the rotor and the stator, and is transmitted to both the rotor and the stator.
[0015]
According to the present invention, since the central axis is locked at least in the rotational direction with respect to the fixed axis by the first cushioning member, the vibration generated in the central axis in the rotational direction and the radial direction is generated by the first cushioning member. Conducted to. However, these vibrations are absorbed and attenuated by the first cushioning member, and transmission to the fixed shaft is reduced.
[0016]
On the other hand, with respect to the locking of the center axis of the stator and the fixed axis in the axial direction, the first buffer member locks the center axis of the stator movably in the axial direction with respect to the fixed axis, It is possible to adopt a configuration in which the center axis of the stator is fixedly locked in the axial direction with respect to the fixed shaft by the first buffer member.
[0017]
According to the configuration in which the first shock-absorbing member locks the center shaft so as to be movable in the axial direction with respect to the fixed shaft, vibration generated in the center shaft in the axial direction is prevented from being directly transmitted to the fixed shaft. You. Further, according to the configuration in which the center axis of the stator is fixedly locked in the axial direction with respect to the fixed axis by the first buffer member, the vibration generated in the central axis in the axial direction is generated by the first buffer member. It is absorbed and conduction to the fixed shaft is suppressed.
Therefore, by interposing the first buffer member between the center axis of the stator and the fixed axis, vibrations generated in the rotation direction, the radial direction, and the axial direction on the center axis are generated outside the motor built-in roller via the fixed axis. Can be prevented from being transmitted to the
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the roller with a built-in motor according to the third or fourth aspect, the rotor has an engaging portion, and the engaged portion provided on the roller body in correspondence with the engaging portion. A driving force transmitting portion that engages the engaging portion with the engaged portion at least in the rotational direction by engaging with the engaging portion, and the cushioning member forms a driving force transmitting portion from the rotor. It is configured to be interposed in any part of the transmission path of the driving force to the roller main body through the joining portion and the engaged portion.
[0019]
According to the present invention, since the engaging portion of the rotor that forms the driving force transmitting portion is engaged with the engaged portion of the roller body at least in the rotational direction, vibration generated in the rotor is not Is transmitted to the engaged portion through the portion. However, since the second buffer member is provided in the middle of the driving force transmission path from the rotor to the roller body via the driving force transmission unit, vibrations generated in the rotor in the rotation direction and the radial direction are consequently generated. It is suppressed from being absorbed and attenuated by the second buffer member and transmitted to the roller body.
[0020]
On the other hand, regarding the axial engagement between the engaging portion and the engaged portion, a configuration in which the engaging portion is movably engaged with the engaged portion in the axial direction, It is possible to adopt a configuration in which it is fixedly engaged with the joint portion in the axial direction.
[0021]
According to the configuration in which the engaging portion is movably engaged with the engaged portion in the axial direction, the vibration generated in the engaging portion in the axial direction is not directly transmitted to the engaged portion. Is done. Further, according to the configuration in which the engaging portion is fixedly engaged with the engaged portion in the axial direction, the vibration generated in the engaging portion in the axial direction is transmitted to the engaged portion as it is. However, since the second buffer member is provided in the transmission path of the driving force from the rotor to the roller body, as a result, the vibration generated in the rotor is absorbed and attenuated, and the conduction to the roller body is suppressed. .
Therefore, by interposing the second buffer member on the transmission path of the driving force from the rotor to the roller body, vibrations generated in the rotor in the rotation direction, the radial direction and the axial direction are built into the motor through the driving force transmission unit. It is possible to prevent transmission to the outside of the roller.
[0022]
According to a sixth aspect of the present invention, in the roller with a built-in motor according to any one of the first to fifth aspects, the stepping motor is unitized, and is detachably mounted inside the roller body in a fixed axial direction. It is configured to be attachable.
According to the present invention, by preparing in advance motor units having different torque characteristics, it is possible to easily manufacture rollers with different specifications by mounting a motor unit corresponding to the torque required for the roller with built-in motor. . In addition, since the motor unit can be removed from the roller body, maintenance and inspection can be easily performed.
[0023]
According to a seventh aspect of the present invention, in the roller with a built-in motor according to any one of the first to sixth aspects, the buffer member is formed by molding a synthetic rubber material or a synthetic resin material. I have.
As the synthetic rubber material, a material having appropriate elasticity while having rigidity can be used, but nitrile-butadiene rubber (NBR, Nitrile-butadiene rubber) or the like is preferable in terms of elasticity, heat resistance, abrasion resistance and the like. It is. Further, an appropriate material can be used as the synthetic resin material, but a polyurethane elastomer (Polyurethane elastomer) or the like is preferable. In addition, it is also possible to use natural rubber instead of synthetic rubber.
[0024]
According to an eighth aspect of the present invention, in the roller with a built-in motor according to any one of the first to seventh aspects, the motor is a PM type stepping motor.
Stepping motors are generally classified into VR (Variable-Reluctance) types, PM (Permanent-Magnet) types, and HB (Hybrid) types in which the configurations of these VR types and PM types are mixed. Many PM stepping motors have a step angle of about 7.5 to 15 degrees, and have slightly lower resolution than VR and HB types. However, it is possible to manufacture a motor built-in roller which is low in cost and has excellent torque characteristics as compared with the VR type, and has improved torque characteristics while reducing costs.
[0025]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a transport apparatus including the roller with a built-in motor according to any one of the first to eighth aspects.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration transmitted from the roller with a built-in motor to the outside can be reduced, and it can prevent effectively that the frame of a conveyance apparatus produces a resonance or resonance and a noise is generated. Here, the transfer device may be an integrated type in which a large number of motor built-in rollers and driven rollers are arranged on a frame of a predetermined length, or a transfer device in which a plurality of motor built-in rollers and driven rollers are arranged on a short frame. A transport device formed by arranging a plurality of modules may be used.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing the internal structure of a motor built-in roller 1 of the present embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view and a perspective view of a motor used for the motor built-in roller shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a procedure for forming a first buffer member and a motor unit in which the first buffer member is attached to a motor. FIG. 4 is an exploded perspective view of an engaged portion provided on a motor built-in roller 1 shown in FIG. FIG. 5 is an exploded perspective view showing a structure for mounting a motor unit on a roller body, and FIG. 6 is a perspective view showing a transfer device formed using the motor built-in roller of FIG.
[0027]
As shown in FIG. 1, the motor built-in roller 1 is formed by incorporating a motor 20 inside a roller body 10 rotatably supported by fixed shafts 14 and 15 projecting from the left and right. By transmitting the driving force to the roller body 10 via the driving force transmission unit 30, the roller body 10 is driven to rotate with respect to the fixed shafts 14, 15. In the present embodiment, the fixed shafts 14 and 15 do not penetrate the inside of the roller main body 10 but are separate bodies that are separately arranged with their axes aligned.
[0028]
The roller main body 10 is formed by fitting caps 12 and 13 into the openings at both ends of a cylindrical roller 11, and has a wide space inside. Bearings 16 and 17 are provided between the cap 12 and the fixed shaft 14, and bearings 45 and 47 are provided between the cap 13 and the fixed shaft 15, and the fixed shafts 14 and 15 are short in the axial direction. Thus, the roller body 10 has a structure capable of stably and rotatably supported.
[0029]
The motor 20 is built in a portion located at the center of the roller body 10 in the axial direction. In the present embodiment, an outer rotor type stepping motor is used.
As shown in FIGS. 1 and 2A, the motor 20 is formed by a substantially cylindrical stator 21 and a substantially cylindrical rotor 26 arranged on the outer peripheral side of the stator 21. 21 is an outer rotor type in which the outer rotor is driven to rotate.
[0030]
The stator 21 is formed by winding an exciting coil around a plurality of radially projecting yokes having substantially the same length as the axial length of the stator 21, and a cylindrical central shaft 22 is formed at the center of the stator 21. Fixed. An end of the excitation coil is connected to a lead wire 23 at an axial end of the stator 21, and the lead wire 23 is inserted into the center shaft 22 from an opening 22 b provided in the center shaft 22, and one end of the center shaft 22 Has been taken from. The end of the central shaft 22 from which the lead wire 23 is taken out is formed in an oval cross section by a predetermined length in the axial direction to form a shaft engaging portion 22a. Bearings 24 and 25 are fixed to a center shaft 22 protruding from both sides of the stator 21.
[0031]
On the other hand, the rotor 26 has a cylindrical shape including the stator 21, and a permanent magnet 27 is attached in a cylindrical shape along the inner peripheral wall. The permanent magnet 27 is formed by attaching a plurality of long permanent magnets adjacent to each other along the inner peripheral wall of the rotor 26 in the axial direction. The adjacent permanent magnets have opposite polarities.
As shown in FIG. 2A, the motor 20 is assembled by inserting the stator 21 inside the rotor 26 and attaching caps 28 and 29 to the openings at both ends of the rotor 26.
[0032]
The cap 28 is a ring-shaped member having an outer cylinder 28b and an inner cylinder 28c. One end of the outer cylinder 28b and the inner cylinder 28c is closed, and penetrates the inside of the inner cylinder 28c in the axial direction. An opening 28a is formed.
The cap 29 is a member having an outer cylinder 29c and an inner cylinder 29d similarly to the cap 28, and has an opening 29b inside the inner cylinder 29d. The cap 29 is provided with four engaging claws 29a radially protruding outward in the axial direction on a closed surface between the outer cylinder 29c and the inner cylinder 29d. A portion 35 is formed.
[0033]
When assembling the motor 20, the stator 21 is inserted into the rotor 26, and caps 28 and 29 are attached to both ends of the rotor 26. 2B, the outer peripheral wall of the outer cylinder 28b of the cap 28 fits along the inner peripheral wall of the rotor 26, and the inner peripheral wall of the inner cylinder 28c extends along the outer peripheral wall of the bearing 24. Insert.
Further, the outer peripheral wall of the outer cylinder 29c of the cap 29 is fitted along the inner peripheral wall of the rotor 26, and the inner peripheral wall of the inner cylinder 29d is fitted along the outer peripheral wall of the bearing 25 to complete the assembly of the motor 20. . In this embodiment, in order to prevent the center shaft 22 from moving relative to the roller main body 10, the bearing 18 is additionally mounted on the center shaft 22 protruding from the cap 29 side as shown in FIG. ing.
[0034]
Next, a connection structure between the center shaft 22 extending from the stator 21 of the motor 20 and the fixed shaft 14 will be described. The center shaft 22 of the stator 21 and the fixed shaft 14 are connected by a shaft joint 43 as shown in FIG.
The shaft coupling 43 has, as shown in FIG. 3A, shaft support members 41 and 42 that support the center shaft 22 and the fixed shaft 14 fitted into both ends in the axial direction of a cylindrical first buffer member 40. is there.
[0035]
The shaft support member 41 is a gear-shaped member having a disc-shaped outer peripheral edge provided with an uneven portion 41b over the entire circumference, and a shaft engaging portion 22a provided on the central shaft 22 of the motor 20 is fitted in the center. A locking hole 41a is provided. In the present embodiment, an oval shape is employed for the locking hole 41a, but another shape may be employed in accordance with the shape of the shaft engaging portion 22a. The shaft support member 42 is the same gear-shaped member as the shaft support member 41, and has a locking hole 42a and an uneven portion 42b.
Here, the fixed shaft 14 is a cylindrical shaft having the same outer diameter as the central shaft 22, and a portion having a predetermined length from one end in the axial direction is formed into an oval cross section, and the shaft engaging portion 14 a is formed. Is formed.
[0036]
The first cushioning member 40 is a cylindrical member formed by molding a synthetic rubber material or a synthetic resin material having elasticity. The first cushioning member 40 has an opening 40a penetrating in the axial direction at the center, and fitting portions 40b, 40b into which the shaft supporting members 41, 42 are fitted at both ends in the axial direction. In the present embodiment, the first cushioning member 40 is formed by processing a nitrile butadiene rubber (NBR), which is a synthetic rubber material, but may be formed by processing a synthetic resin material such as a polyurethane elastomer. It is possible.
The shaft coupling 43 is formed by fitting the bearing members 41, 42 into fitting portions 40 b, 40 b provided on both sides of the first cushioning member 40, and includes a locking hole 41 a of the bearing member 41, An opening 40a of the buffer member 40 and a locking hole 42a of the shaft support member 42 are formed with a through hole 43a that penetrates in a state where the axes are aligned with each other, and is formed at the center in the axial direction.
[0037]
The shaft coupling 43 is interposed between the center shaft 22 of the motor 20 and the fixed shaft 14 in the following procedure. First, as shown in FIG. 3B, the lead wire 23 extending from the central shaft 22 of the motor 20 is drawn out from the other end of the fixed shaft 14 through the through hole 43a of the shaft joint 43 and the inside of the fixed shaft 14. Then, the shaft engaging portion 22a of the center shaft 22 is inserted into the locking hole 41a of the shaft supporting member 41, and the shaft engaging portion 14a of the fixed shaft 14 is inserted into the locking hole 42a of the shaft supporting member 42 and mounted. Is done. When the center shaft 22 and the fixed shaft 14 are connected via the shaft joint 43, a predetermined gap is generated at the abutting portion between the center shaft 22 and the fixed shaft 14.
[0038]
When the shaft joint 43 is interposed between the center shaft 22 and the fixed shaft 14 of the motor 20 in this manner, as shown in FIG. 5, the center shaft 22 and the fixed shaft 14 are aligned with each other with their axes aligned. And is locked in the rotational direction. That is, the center shaft 22 is locked in the rotational direction so as to be movable in the axial direction with respect to the fixed shaft 14.
[0039]
Thus, even if the central shaft 22 is vibrated in the axial direction by the rotation of the motor 20, the vibration is blocked by the shaft joint 43 and is prevented from being transmitted to the fixed shaft 14. On the other hand, when the fixed shaft 22 is vibrated in the rotational direction and the radial direction with the rotation of the motor 20, the vibration is transmitted to the shaft support member 41. However, since the first cushioning member 40 is interposed between the shaft supporting member 41 and the shaft supporting member 42, the vibrations in the rotational direction and the radial direction are absorbed and attenuated by the first cushioning member 40, and Transmission to the side.
[0040]
In this embodiment, as shown in FIGS. 3B and 5, the motor unit 50 in which the fixed shaft 14 is connected to the motor 20 by the shaft joint 43 is attached and detached inside the roller 11 as described later. Adopts a structure that can be mounted freely.
[0041]
On the other hand, as shown in FIG. 4A, the engaged portion 31 formed integrally with the interlocking member 32, the second buffering member 33, and the transmission member 34 is provided inside the roller 11 forming the roller body 10. Is provided.
The interlocking member 32 is a cylindrical member having an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the roller 11, and is closed at one end in the axial direction. An opening 32a is provided at the center of the closing surface. The inner peripheral wall of the interlocking member 32 is provided with an uneven portion 32b over the entire circumference.
[0042]
The second cushioning member 33 is a cylindrical member formed by molding a synthetic rubber material or a synthetic resin material having elasticity, and has a shape that can be fitted into the interlocking member 32. That is, the peripheral portion of the second cushioning member 33 is formed with an uneven portion 33a along the uneven portion 32b of the interlocking member 32 over the entire circumference. In the present embodiment, as the second buffer member 33, similarly to the first buffer member 40, a member obtained by molding and processing nitrile butadiene rubber (NBR), which is a synthetic rubber material, is used.
[0043]
The transmission member 34 is a cylindrical member fitted into the second buffer member 33, and is closed at one end in the axial direction. An opening 34a is provided at the center of the closed surface. An uneven portion 34b is formed on the outer peripheral portion along the inside of the uneven portion 33a of the buffer member 33 over the entire circumference. A substantially rectangular engaged hole 34c is provided in the cylindrical portion so as to penetrate in the axial direction, and four engaged holes 34c are radially arranged.
[0044]
The interlocking member 32 is fixed to the inner peripheral wall of the roller 11 in advance, and the second buffering member 33 is fitted into the interlocking member 32, and the transmission member 34 is further fitted into the second buffering member 33. Thereby, the engaged portion 31 integrated with the roller 11 is formed.
[0045]
In this way, the motor unit 50 is inserted and mounted using the cap 12 inside the roller 11 provided with the engaged portion 31 as shown in FIG.
The cap 12 is a ring-shaped member having an outer cylinder 12b and an inner cylinder 12c. An opening between the outer cylinder 12b and the inner cylinder 12c at one end in the axial direction is closed, and an opening that penetrates the inner cylinder 12c in the axial direction. 12a.
[0046]
In order to mount the motor unit 50 on the roller 11 provided with the engaged portion 31, the motor unit 50 is inserted into the roller 11 from the side of the center shaft 22 on which the bearing 18 is mounted as shown in FIG. This is performed by fitting the engaging portion 35 (engaging claw 29a) of the motor 20 into the engaged portion 31 (engaged hole 34c) and fitting the cap 12 into the roller 11.
When the cap 12 is fitted on the roller 11, the outer peripheral wall of the outer cylinder 12 b contacts the inner peripheral wall of the roller 11, and the inner peripheral wall of the inner cylinder 12 c contacts the outer peripheral walls of the bearings 16 and 17. As a result, the cap 12 is integrated with the roller 11 and is supported rotatably about the fixed shaft 14.
[0047]
As described above, when the motor unit 50 is mounted inside the roller 11, the engaging claw 29a forming the engaging portion 35 is fitted into the engaged hole 34c of the engaged portion 31. And the engaged portion 31 are engaged to form the driving force transmitting portion 30.
By the driving force transmitting portion 30, the engaging claw 29a is engaged with the engaged hole 34c in the rotational direction so as to be slightly movable in the axial direction.
[0048]
According to the driving force transmission unit 30, even if the rotor 26 is axially vibrated by the rotation of the motor 20, the axial vibration of the engaging claw 29a is transmitted to the engaged hole 34c. Is prevented from being done. On the other hand, when vibration is generated in the rotor 26 in the rotation direction and the radial direction by the rotation of the motor 20, the vibration is transmitted to the engaged hole 34c via the engagement claw 29a. However, since the second buffer member 33 is interposed between the transmission member 34 and the interlocking member 32, the vibrations in the rotational direction and the radial direction are absorbed and attenuated by the second buffer member 33 and transmitted to the roller 11. Is prevented.
[0049]
As described above, according to the motor built-in roller 1 of the present embodiment, a stepping motor that easily generates vibration is adopted as the motor 20, but the first buffering member 40 allows the central shaft 22 and the fixed shaft 14 of the motor 20 to be fixed. The structure is a structure in which the space between the rotor 26 and the roller body 10 is vibrationally insulated by the second cushioning member 33 while the space between them is vibrationally insulated. That is, a structure in which the motor 20 is vibrated and held in a floating state inside the motor built-in roller 1 is adopted. Thus, it is possible to effectively prevent the vibration generated in the motor 20 from being transmitted to the outside of the motor built-in roller 1.
[0050]
Next, a description will be given of a transport device configured using the motor built-in roller 1 described in the present embodiment.
Here, in the roller 1 with a built-in motor of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the fixed shaft 15 protruding leftward of the roller body 10 rotatably supports the roller body 10 by bearings 45 and 47. Further, the fixed shaft 15 employs a structure that can be pushed inward in the axial direction while being urged outward in the axial direction.
[0051]
That is, the fixed shaft 15 is provided with a concave portion 15a on the inner side in the axial direction toward the axial direction, and the concave portion 15a accommodates the ball 46 and the spring 49. A substantially cylindrical holding member 48 whose one end protruding inward of the roller body 10 is closed is fixed to the cap 13. The other end of the spring 49 housed in the fixed shaft 15 is in contact with the closing surface 48a of the holding member 48, and the fixed shaft 15 is urged outward in the axial direction. The flange portion 15b provided at the side end portion is configured to abut on the bearing 47 and be locked.
[0052]
Thereby, the fixed shaft 15 can stably and rotatably support the roller body 10 while being urged outward in the axial direction, and furthermore, only a predetermined length toward the inside in the axial direction. It has a structure that can be pushed in.
The ball 46 housed in the recess 15 a of the fixed shaft 15 has a function of reducing the friction between the fixed shaft 15 and a spring 49 that rotates together with the holding member 48 with the rotation of the cap 13.
[0053]
As shown in FIG. 6, the motor-equipped roller 1 of the present embodiment is mounted by being fitted into fixed shaft insertion holes (not shown) provided in side frames 51 and 52 arranged at a predetermined interval. At this time, for example, the fixed shaft 14 of the motor built-in roller 1 is inserted together with the lead wire into the fixed shaft insertion hole on the side frame 52 side, and is easily inserted into the fixed shaft insertion hole on the side frame 51 side while the fixed shaft 15 is pushed. be able to.
[0054]
In the transfer device 2 shown in FIG. 6, four driven rollers 53 are arranged between a plurality of adjacent rollers 1 with a built-in motor, and an endless roller is provided between these adjacent rollers 1 with a built-in motor. The belt 54 is wound. The lead wire 23 extending from the motor built-in roller 1 is connected to a motor controller 55 fixed to the side frame 52, and the motor controller 55 is connected to a host controller (not shown) while being connected to each other by a wiring 56. Have been.
[0055]
According to the transfer device 2, by adopting a stepping motor as a motor built in the motor built-in roller 1, it is possible to accurately adjust the transfer speed and the transfer distance only by controlling the drive pulse, and It is possible to construct a simplified transport system in which the number of object detection sensors and the like is significantly reduced.
Further, despite the use of the stepping motor for the motor built-in roller 1, as described above, the leakage of the vibration to the outside is effectively blocked, and the side frames 51, 52 forming the transport device 2 are formed. For example, it is possible to effectively prevent the problem that the vibration of the motor built-in roller 1 is transmitted to generate resonance noise.
[0056]
Note that the transport device 2 shown in FIG. 6 has a configuration in which a plurality of motor built-in rollers 1 and a plurality of driven rollers 53 are arranged on long side frames 51 and 52. However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, a plurality of transport modules formed by arranging a plurality of motorized rollers 1 and driven rollers 53 on a short side frame are arranged, and each transport module is arranged. It is also possible to construct a transport device that performs zone control for each time.
Further, in the transport device 2, all the rollers can be configured by the rollers 1 with a built-in motor.
[0057]
In the roller 1 with a built-in motor according to the present embodiment described above, the motor 20 is described as a configuration using an outer rotor type stepping motor. However, the present invention is not limited to such a configuration. It is also possible to adopt a configuration using.
In the present embodiment, the configuration is such that the rotational driving force of the stepping motor 20 is transmitted to the roller body 10 as it is. However, the present invention is not limited to such a configuration. It is also possible to incorporate a transmission for transmitting to the main body 10.
[0058]
Further, in the present embodiment, the shaft coupling 43 has a structure in which the center shaft 22 of the motor 20 is locked in the rotation direction so as to be movable in the axial direction with respect to the fixed shaft 14, and the driving force transmission unit 30 uses the rotor 26. Of the roller 11 in the rotation direction so as to be movable in the axial direction with respect to the roller 11. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the first buffer member 40 and the second buffer member 33 absorb and attenuate vibration generated in the axial direction. It is also possible to simplify the connection structure by the first and second buffer members 40, 33.
[0059]
Further, in the present embodiment, the internal structure of the motor-equipped roller 1 has been described with reference to an assembling procedure. However, the assembling procedure is an example and does not limit the order of assembling.
[0060]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a motor built-in roller using a stepping motor that suppresses generation of vibration while simplifying control.
According to the second aspect of the present invention, by employing an inner rotor type stepping motor, it is possible to provide a roller with a built-in motor that effectively absorbs and attenuates vibration while simplifying control.
According to the third to fifth aspects of the present invention, it is possible to provide a motor built-in roller that effectively absorbs and attenuates vibration while simplifying control and structure by employing an outer rotor type stepping motor. Become.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to easily manufacture rollers with built-in motors having different specifications according to required torque characteristics, and to improve maintainability.
According to the invention as set forth in claim 7, it is possible to provide a motor built-in roller having improved durability while effectively absorbing and attenuating the vibration generated by the motor with the buffer member.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to provide a motor built-in roller capable of reducing the cost while improving the torque characteristics.
According to the ninth aspect of the present invention, by employing the motor built-in roller of the present invention, it is possible to provide a transport device in which resonance noise is suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a roller with a built-in motor according to an embodiment of the present invention.
2A is an exploded perspective view of a motor built in the motor built-in roller shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a perspective view of the assembled motor.
3 (a) is an exploded perspective view showing a structure of a shaft joint used in the roller with a built-in motor shown in FIG. 1, and FIG. 3 (b) connects a motor and a fixed shaft using the shaft joint of FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a procedure for assembling the motor unit.
4 (a) is an exploded perspective view showing a structure of an engaged portion used in the motor built-in roller shown in FIG. 1, and FIG. 4 (b) is a perspective view of the engaged portion.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a procedure for attaching the motor unit shown in FIG. 3B to a roller body.
FIG. 6 is a perspective view showing a transfer device using the motor built-in roller shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Motor built-in roller
2 Transport device
10 Roller body
14 Fixed axis
20 Stepping motor (PM type stepping motor)
21 Stator
22 center axis
26 rotor
30 Driving force transmission unit
31 Engaged part
33 Second buffer member
35 Engagement part
40 First buffer member
50 units (motor unit)

Claims

A roller with a built-in motor in which a stepping motor is built inside a roller body rotatably supported on a fixed shaft and the roller body is driven to rotate with respect to the fixed shaft by transmitting the driving force of the motor to the roller body. At
A stator of the stepping motor is connected to the fixed shaft, and a driving force transmission unit that transmits a driving force of the rotor to the roller body is disposed between the rotor of the stepping motor and the roller body. A first buffer member is provided at a connection portion between the stator and the fixed shaft, and a second buffer member is provided in the middle of a driving force transmission path from the rotor to the roller main body via the driving force transmitting portion. A roller with a built-in motor, wherein a member is interposed.

2. The stepping motor according to claim 1, wherein the stepping motor is an inner rotor type stepping motor including a substantially cylindrical rotor and a substantially cylindrical stator disposed on an outer peripheral side of the rotor. Roller with built-in motor as described.

2. The stepping motor according to claim 1, wherein the stepping motor is an outer rotor type stepping motor including a substantially cylindrical stator and a substantially cylindrical rotor disposed on the outer peripheral side of the stator. Roller with built-in motor as described.

The stator has a central axis at a cylindrical central portion, and the first buffering member connects the central axis at least in a rotational direction while aligning the central axis with the fixed axis. The roller with a built-in motor according to claim 3, wherein:

The rotor has an engaging portion, and by engaging the engaging portion with an engaged portion provided on the roller body, the engaging portion rotates at least with respect to the engaged portion. The second buffer member is configured to transmit the driving force from the rotor to the roller body through the engaging portion forming the driving force transmitting portion and the engaged portion. The roller with a built-in motor according to claim 3, wherein the roller with a built-in motor is interposed at any part of a transmission path.

The roller with a built-in motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the stepping motor is unitized, and is detachably mounted inside the roller body in a fixed axial direction.

The roller with a built-in motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the first and second buffer members are formed by molding a synthetic rubber material or a synthetic resin material.

The roller with a built-in motor according to any one of claims 1 to 7, wherein the stepping motor is a PM type stepping motor.

A transport device comprising the roller with a built-in motor according to any one of claims 1 to 8.