JP2010159160A - モータ内蔵ローラ及びモータ内蔵ローラ用モータユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ内蔵ローラ3は、円筒形のローラ本体を持ち、その内部にモータと減速機が内蔵されている。モータ内蔵ローラ3は、ローラ本体の両端から固定軸20が突出している。一方の固定軸20が中空形状であり、その中に固定側コネクタ片25が内蔵されている。固定側コネクタ片25に自由側コネクタ片33が接続される。固定軸20には自由側コネクタ片33の脱落を防止する内ネジ(軸側係合部)24が設けられ、自由側コネクタ片33のネジ形成部37が軸側係合部24と係合する。
【選択図】図5
Description
図24は、特許文献1に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
公知のモータ内蔵ローラ100では、ローラ本体101内に固定軸110が貫通している。またローラ本体101の両端に蓋部材102が設けられ、蓋部材102から固定軸110の両端105,106が突出している。そして一方の固定軸端105は、中空形状であり、その内部に電気ケーブル107が挿通され、当該電気ケーブル107を介してローラ本体101に内蔵されたモータ103に給電される。
また電気配線を容易にすることを目的として、電気ケーブル107の先端にコネクタ片111が設けられたものもある。前記した特許文献1では、電気ケーブル107の先端にコネクタ片111が設けられた構成例を開示している。
即ち特許文献4の請求項1に開示されたモータ内蔵ローラは、
固定ローラ軸と、
固定ローラ軸の軸心周りに回転自在に保持された、全体的に円筒形のドラムと、
ローラ軸上に保持され、且つ前記円筒状ドラム内に同ドラムのローラ軸周りの回転に連動しない様に設けられた電気駆動部と、
ローラ軸の一端部に形成された凹部と、
ローラ軸の一端に形成した凹部内に設けて前記電気駆動部に電気的に接続された第一の電気コネクターと、
電源に導通可能に接続され且つ、前記第一のコネクターと形状的に一致する様形成されて前記第一のコネクターに接続されることにより前記電気駆動部に通電することを可能とした第二のコネクターを有したモータ内蔵型のプーリまたはローラである。
特許文献4に開示されたモータ内蔵ローラでは、ローラ本体120の中を固定軸121が貫通しており、固定軸121上に電気駆動部たるモータ122が保持されている。
即ち特許文献4に開示されたモータ内蔵ローラでは、ローラ本体120の中を固定軸121が貫通し、固定軸121にモータ122の回転子123が取り付けられている。またモータ122の固定子125についても、固定軸121に固定されている。
この様に特許文献4に開示されたモータ内蔵ローラでは、電気駆動部たるモータ122の全ての部材が、固定軸121を取り巻く位置にあり、請求項に言う「ローラ軸上に保持され、且つ前記円筒状ドラム内に同ドラムのローラ軸周りの回転に連動しない様に設けられた電気駆動部」が実現されている。
特許文献5,6に開示されたモータユニットは、モータと減速機が一体化されたものであり、別途用意したローラ本体にモータユニットを挿入することによって任意の長さのモータ内蔵ローラを完成させるものである。特許文献5,6に開示されたモータユニットは、円筒状のケースを有し、その一端側から固定側短軸が突出し、他端側に出力部材が設けられたものである。
即ち特許文献5,6に開示されたモータユニットは、円筒状のケースを有し、前記した固定側短軸は、ケースの端部に一体的に固定されている。特許文献5,6に開示されたモータユニットでは、固定側短軸はごく短い軸であってケースに対して一体的に固定されているに過ぎず、固定側短軸の端部はケースの開口端で途切れている。そのため固定側短軸はケースを貫通しておらず、ケースの内部には、前記した固定側短軸は無い。そしてケース中の空間には、モータと減速機とが内蔵されている。また減速機の出力軸は、ケースの他端側から突出し、出力部材が取り付けられている。
またモータユニットの固定側短軸は、軸受けを介してローラ本体の開口端部で支持し、固定軸の先端部をローラ本体から突出させてモータ内蔵ローラ自体の固定軸とする。
より具体的には、一方の固定軸は、ローラ本体の一端と、モータユニットのケースの一端だけを支持している。また他方の固定軸は、ローラ本体の他端だけを支持している。なお特許文献5,6のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、電気駆動部はローラ軸上に保持されておらず、特許文献4の構成要件を備えない。
ここで前記した特許文献5,6に記載されたモータ内蔵ローラは、モータユニットを採用する故に部品の互換性が高く、前記した様に任意の長さのモータ内蔵ローラを完成させることができる効果がある。
これに対して特許文献5,6のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラは、ローラ本体にモータユニットを挿入することによってモータ内蔵ローラを完成させることができ、ローラ本体の長さに制約を受けないから、任意の長さのモータ内蔵ローラを製造することができる。
また出力部材の直径を変更することによって任意の太さのモータ内蔵ローラを製造することもできる。
即ち試作したモータ内蔵ローラは、モータユニットの固定側短軸に固定側コネクタ片を内蔵させ、自由側コネクタ片を固定側短軸の固定側コネクタ片に接続するものであるが、モータ内蔵ローラをコンベアに組み込んで使用する内に、自由側コネクタ片が外れてしまうことがあった。
即ちモータ内蔵ローラは、図26の様に、搬送による回転力Aと、被搬送物の重力による垂直荷重Bとを受ける。
そこで本発明は、コネクターが外れにくい構造のモータ内蔵ローラ及びモータ内蔵ローラ用モータユニットを提供することを目的としている。
また本発明のモータ内蔵ローラは、自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であるから、固定軸が振動しても自由側コネクタ片が外れることがない。
一方、自由側コネクタ片の外周にはコネクタ側係合部が設けられている。コネクタ側係合部には例えば外ネジや爪を採用することができる(請求項3,4)。
本発明のモータ内蔵ローラでは、前記した軸側係合部とコネクタ側係合部を係合して自由側コネクタ片を固定軸に取り付けることができるので、電気的に接続状態のコネクタが意に反して外れることがない。
また本発明のモータ内蔵ローラでは、自由側コネクタ片の外周にコネクタ側係合部が設けられ、固定軸の内面に軸側係合部があってその両者が係合する構造を採用するので、自由側コネクタ片の外形形状が小さいものとなる。そのため例えばモータ内蔵ローラの固定軸の軸端をフレーム片同士の内側に納め、フレームの外側からフレームの孔に自由側コネクタ片を挿入して両コネクターを接続することもできる。
本発明のモータ内蔵ローラでは、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵されているので、ローラ本体の内外を導通させる電力線や信号線の本数が少なくて足る。そのため固定軸内が混み合わない。
前記モータユニットは、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸に前記固定側コネクタ片が設けられており、
前記モータユニットは、ローラ本体内にあってモータユニットの前記固定側短軸の突出部分が蓋部材を介してローラ本体に回転可能に支持され、前記固定側短軸の自由端側は、ローラ本体の一端側から突出して前記モータ内蔵ローラの前記固定軸を構成し、
前記モータユニットの駆動側軸は、ローラ本体の内部にあってローラ内軸支持部材によってローラ本体の中心軸上に保持されると共に、前記駆動側軸はローラ内軸支持部材によってローラ本体と回転方向に関して一体的に結合され、
ローラ本体の他端側には本体側短軸部材がローラ本体に対して回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のモータ内蔵ローラである。
また本発明のモータ内蔵ローラ用モータユニットは、自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であるから、固定軸が振動しても自由側コネクタ片が外れることがない。
本実施形態のモータ内蔵ローラ3は、一方の固定軸20に固定側コネクタ片25が内蔵されており、固定側コネクタ片25に自由側コネクタ片33を接続することによって給電や信号線の接続を行うことができることを特徴とするものであるが、これらの説明に先立って、モータ内蔵ローラ3の基本構造について説明する。
本実施形態のモータユニット1は、図4に示すようにケース2と、ケース2から突出する固定側短軸4と、ケース2に内蔵された駆動部5及び回路基板15と、駆動部5の動力を受けて回転しケース2から突出する駆動側軸8によって構成されている。
即ち本実施形態のモータユニット1は、円筒状のケース2で覆われている。そしてケース2の内部には駆動部5が収められている。駆動部5は、具体的には、モータ12と減速機13である。
前記した駆動側軸8と固定側短軸4は、それぞれ駆動側軸ホルダ7と固定軸ホルダ10によってケース2の端部に取り付けられている。
また駆動側軸ホルダ7は内部に軸受け14を有している。駆動側軸ホルダ7の軸受け14の内径は駆動側軸8と等しく、出力軸6の回転を妨げないよう保持している。即ち出力軸6は、ケース2に対して相対的に回転する。
固定軸ホルダ10は、固定側短軸4をケース2に対して一体的に固定するものであり、その内径は固定側短軸4の内径と等しい。即ち固定軸ホルダ10は、固定側短軸4とケース2を一体不可分に結合するものであり、軸受けは持たない。
磁極検出装置としてはホール素子等が使用される。
即ち本実施形態で採用するモータは、ブラシレスモータであり、固定子18は図9の回路図の様に3個のコイルW1,W2,W3を有している。また回転子19たる永久磁石の回転位置を検出するホール素子H1,H2,H3を備えている。
そして前記したコイルW1,W2,W3によって内部に回転磁界を発生させるために、各コイルW1,W2,W3に順番に電流を供給するスイッチング回路を有し、当該スイッチング回路が回路基板15に納められている。
そして固定軸ホルダ10の奥側には、回路基板15が配置されている。また回路基板15の更に奥にモータ12と減速機13が設けられている。減速機13の出力軸は、駆動側軸8としてケース2の他端側から突出している。
モータ内蔵ローラ3は、前記したモータユニット1の他に、ローラ本体11と、ローラ内軸支持部材23及び蓋部材16,17によって構成されている(図3)。
一方の蓋部材16は、図2の左端に示す様な、円筒状のローラ本体嵌合部材52と、2連の軸受け54及び本体側短軸部材53が一体化されたものである。また他の一つの蓋部材17は、図2の右端に示す様な構造であり、ローラ本体嵌合部材55と、軸受け22が一体化されたものである。
このとき、軸受け22の内輪に、モータユニット1の固定側短軸4を挿通し、固定側短軸4の基端部の円形断面部を軸受け22の内輪に当接させる。
その結果、固定側短軸4の自由端側がローラ本体11から突出することとなる。本実施形態では、ローラ本体11から突出した固定側短軸4の先端側が、モータ内蔵ローラ3自身の一方の固定軸20を構成している。
本実施形態では、蓋部材16の本体側短軸部材53がモータ内蔵ローラ3自身の他方の固定軸21を構成している。
また本実施形態では、固定軸20は、モータユニット1のケース2の端部を支持するだけであり、モータ12や減速機13はケース2に保持されている。
固定側コネクタ片25は、図の様に5個の孔を有するメス側コネクタであり、外形形状は、中央部にフランジ26を有する円柱形である。
一方、固定軸20は、軸方向に連通する孔28を有し内部が空洞である。固定軸20の内径は、突出側が大きく、ローラ本体11側が小さい。即ち固定軸20の内部には、段部27が形成されている。
また固定軸20の孔であって、突出側(大径側)の内面には、内ネジ(軸側係合部)24が形成されている。
また固定側コネクタ片25と固定軸20内の孔28及びスリーブ30の間には、図示しない接着剤が充填されており、固定側コネクタ片25が外側に離脱することはない。
自由側コネクタ片33は、5ピンのオス側コネクタである。
自由側コネクタ片33は、図5,6に示すようにコネクタ本体35と、ネジリング36によって構成されている。
ネジリング36は、コネクタ本体35の外周部に設けられており、コネクタ本体35に対して回転可能であるが、軸方向には一体的に移動する。
ネジリング36は、ネジ形成部37と摘まみ部38を有しており、摘まみ部38はネジ形成部37よりも径が太い。
そしてネジ形成部37の外周には外ネジ(コネクタ側係合部)が形成されている。摘まみ部38の外径は、前記した固定軸20の外径に等く、外周面にローレット加工が施されている。
また固定軸20の孔28に、自由側コネクタ片33のコネクタ本体35を挿入した状態でネジリング36を回転すると、ネジリング36に設けられた外ネジ(雄ネジ)が、固定軸20の孔28内に設けられた内ネジ24と係合する。ここでネジリング36は、コネクタ本体35に対して回転可能であるが、軸方向には一体的に移動するので、ネジリング36の外ネジ(雄ネジ)を固定軸20の内ネジ24と係合させた状態でネジリング36を回転すると、自由側コネクタ片33が固定軸20の孔28側に移動する。また自由側コネクタ片33は、固定軸20に対してネジ係合されているので、自由側コネクタ片33が固定軸20から離脱することはない。
図10,11は、本発明の他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
図10に示すモータ内蔵ローラでは、固定軸20の本体部分の面と、固定側コネクタ片25とが同一の面にある。図11に示すモータ内蔵ローラでは、固定側コネクタ片25は、固定軸20の本体部分の面から突出している。
以下、爪によって自由側コネクタ片62を係合させる構成について説明する。
図12に示すモータ内蔵ローラ60は、固定軸61内の構造及び自由側コネクタ片62を除いて先の実施形態と同一である。そのため同一の部材に同一の番号を付して重複した説明を省略する。
固定側コネクタ片75は、図21の様に5個の孔を有するメス側コネクタである。固定側コネクタ片75は先端部側76と後端部側77で形状が異なる。即ち先端部側76は端面に前記した5個の孔が設けられている。先端部側76は概ね円筒形であるが、2面が面取りされている。
固定側コネクタ片75の後端部側77は円筒形である。固定側コネクタ片75の周面であって、先端部側76と後端部側77との間には、コネクタ側当接突起78が対向する位置に2個設けられている。
固定軸61の内側であって、開口端の近傍に、図19の様に環状の溝63が設けられている。そのため固定軸61の内側には段部があり、開口端の内面に突起(軸側係合部)67が形成されている。
また固定軸61の開口端には図20,21の様に軸方向に延びるスリット81が設けられている。
接続部80は、基礎ブロック部66にピンが5本突出したものである。また基礎ブロック部66の周囲には、筒状の係合筒69が設けられている。係合筒69の先端は、基礎ブロック部66よりも前方に突出している。
前記した様に、各平行片71は、片持ち状であり、両者の自由端側は撓むことができるから、前記した爪72は、広がる方向及び近接する方向に自由度を持つ。
即ち自由側コネクタ片62の接続部を固定軸61の孔86内に装入する。その結果、固定軸61内の固定側コネクタ片75のピンソケットに自由側コネクタ片62のピンが挿入される。また固定側コネクタ片75の外周部に自由側コネクタ片62の係合筒69が係合する。
さらに自由側コネクタ片62の係合片70に設けられた爪72が固定軸61内に入り、当該爪72が固定軸61の内側に設けられた突起67と係合する。
そのため自由側コネクタ片62は、固定軸61に対して爪72で係合され、自由側コネクタ片62が固定軸61から離脱することはない。
11 ローラ本体
12 モータ
15 回路基盤
20,21 固定軸
24 内ネジ(軸側係合部)
25 固定側コネクタ片
30 スリーブ
33 自由側コネクタ片
35 コネクタ本体
36 ネジリング
37 ネジ形成部(コネクタ側係合部)
53 本体側短軸部材
60 モータ内蔵ローラ
61 固定軸
62 自由側コネクタ片
64 溝
66 基礎ブロック部
67 突起(軸側係合部)
69 係合筒
70 係合片
71 平行片
72 爪
75 固定側コネクタ片
78 コネクタ側当接突起
81 スリット
82 スリーブ
85 スリーブ側当接突起
W1,W2,W3 コイル
Claims (8)
- 固定軸がローラ本体から突出し、前記ローラ本体内にモータが内蔵されていて前記モータを回転させることによってローラ本体が固定軸に対して回転するモータ内蔵ローラにおいて、前記固定軸の少なくとも一方が中空であり、固定軸内又は固定軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりローラ本体の内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
- 自由側コネクタ片を含み、固定側コネクタ片は固定軸内に設けられ、前記固定軸の内面に軸側係合部が形成され、自由側コネクタ片の外周部にはコネクタ側係合部が設けられ、前記軸側係合部とコネクタ側係合部が係合して自由側コネクタ片が前記固定軸に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のモータ内蔵ローラ。
- コネクタ側係合部は弾性を有する爪であり、軸側係合部は前記爪と係合する突起であることを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ内蔵ローラ。
- コネクタ側係合部は雄ねじであり、軸側係合部は雌ねじであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
- ローラ本体内に内蔵されるモータは複数のコイルを有し、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
- 前記ローラ本体と、モータユニットと、蓋部材と、ローラ内軸支持部材と、本体側短軸部材とを有し、
前記モータユニットは、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸に前記固定側コネクタ片が設けられており、
前記モータユニットは、ローラ本体内にあってモータユニットの前記固定側短軸の突出部分が蓋部材を介してローラ本体に回転可能に支持され、前記固定側短軸の自由端側は、ローラ本体の一端側から突出して前記モータ内蔵ローラの前記固定軸を構成し、
前記モータユニットの駆動側軸は、ローラ本体の内部にあってローラ内軸支持部材によってローラ本体の中心軸上に保持されると共に、前記駆動側軸はローラ内軸支持部材によってローラ本体と回転方向に関して一体的に結合され、
ローラ本体の他端側には本体側短軸部材がローラ本体に対して回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。 - ローラ本体内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域が存在することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
- ローラ本体内に挿入されたモータ内蔵ローラを構成するモータ内蔵ローラ用モータユニットにおいて、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸は中空であり、当該固定側短軸内又は固定側短軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりケースの内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定側短軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラ用モータユニット。
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