JP2546764B2 - 滑り台用ローラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ローラと、該ローラの
両端部を回転可能に支持する支持装置とを備えた滑り台
用ローラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ローラ滑り台は、山の傾斜等を利用し
て、何ｋｍもの距離を搬送物を転動搬送させるものであ
るが、従来のローラ滑り台では、ころコンベア構造であ
ったため、斜面勾配に応じた回転トルクをローラに与え
て搬送物の転降速度を制御することが難しく、激突事故
のおそれがあった。又、ローラがゴム製で逆転防止機能
が設けられていなかったため、搬送物を巻き込むおそれ
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、簡単な構造で精度よく安定して
回転抵抗を付与することができると共に、逆転の防止さ
れた滑り台用ローラ装置を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、一定の落差のある一定の距離間に多数のロ
ーラを並設して物品を重力で搬送させるように構成され
たローラ滑り台に用いられる前記ローラと、該ローラの
両端部を回転可能に支持する支持装置とを備えた滑り台
用ローラ装置において、前記両端部を支持する前記支持
装置のうちの少なくとも一方は、内輪と、外輪と、ころ
と、付勢手段と、調整手段と、を有し、前記内輪は、そ
の中心軸まわりの単葉回転双曲面をなす内側軌道面を備
え、前記外輪は、前記内輪との間で軌道を形成するよう
に前記中心軸まわりの単葉回転双曲面をなす外輪軌道面
を備え、前記ころは、ころがり面が円筒形状であり、前
記軌道において該ころの中心線を前記中心軸を含む断面
から一定角度傾斜して前記軌道の円周方向に複数個配設
され、該ころの表面は前記内輪軌道面と前記外輪軌道面
とに線状に接触し、前記付勢手段は、前記内輪と前記外
輪との間に介装されスラスト軸受を介して所定の付勢力
で前記内輪又は外輪を前記中心軸方向であって前記軌道
の間隔を狭くする方向に付勢し、前記調整手段は、前記
付勢手段の付勢力の増減を可能にし、前記内輪又は前記
外輪の何れか一方には前記ローラが取り付けられ、他方
は回転を拘束されて前記中心軸方向に移動可能に支持さ
れ、前記ころの傾斜している方向は、前記物品が搬送さ
れるときに前記ローラが回転する方向において前記ころ
が前記軌道の間隔を広くするように前記外輪又は前記内
輪を動かす方向である、ことを特徴とする。

【０００５】

【作 用】本発明によれば、ローラの両端部を回転可能
に支持する支持装置のうちの少なくとも一方は、内輪
と、外輪と、ころと、付勢手段と、調整手段とを備え、
内輪と外輪とが相対向するそれぞれの面を単葉回転双曲
面とし、両面で形成した軌道に複数個のころを傾斜させ
て両軌道面に線接触するように構成しているので、内輪
と外輪との間ではトルク吸収機能付ころがり軸受クラッ
チとしての作用が生ずる。例えば、外輪をローラ側に結
合し、内輪をその中心軸方向の移動が可能なように回転
を固定したときに、ローラ滑り台上を搬送される搬送物
からローラを介して外輪に回転トルクが伝達されて外輪
がその方向に回転すると、ころは内外輪軌道面に案内さ
れてそれぞれの上を自転しつつ公転する共に、その傾斜
により内輪及び外輪に対してそれぞれ軸方向において反
対方向に進む。その反作用として、内輪及び外輪はころ
を介して軸方向において互いに反対の方向に動かされる
力を受ける。このように軸方向に内輪及び外輪が動け
ば、内外輪間の軌道間隔が変化する。ここで、ころの傾
斜している方向を、物品が搬送されるときにローラが回
転する方向においてころが軌道の間隔を広くするように
内輪又は外輪を動かす方向にしており、又、この例では
内輪を軸方向に移動可能にしているので、内輪が軸方向
に動いて、軌道間隔を広げようとする。

【０００６】ところが、付勢手段は、このときに軌道間
隔を狭くする方向に所定の付勢力で内輪を付勢している
ので、軌道間隔は広がらず、外輪は、回転を拘束された
内輪から付勢手段の付勢力に対応した回転抵抗を与えら
れる。ここで所定の付勢力とは、ローラ滑り台の傾斜や
搬送される対象物等を考慮し、適当なブレーキ効果が生
ずるような力であり、実際の滑り台用ローラ装置で計算
等によって決定される。そして、付勢手段の付勢力は増
減可能になっているので、付勢手段の付勢力を増減し、
ローラ滑り台において滑り台用ローラ装置が取り付けら
れる部分の傾斜に適合するように回転抵抗を調整するこ
とができる。更に、付勢手段は内外輪間に介在し、スラ
スト軸受を介して内輪又は外輪を付勢するので、内外輪
間を軌道間隔の狭くなる方向に確実に付勢できると共
に、内外輪間が相対回転しても、スラスト軸受が回転す
るため、内外輪間に不安定なすべり摩擦力は発生しな
い。

【０００７】ところでこのような回転抵抗は、付勢手段
により内輪又は外輪が付勢されて軌道間隔が狭まり、こ
ろと内外輪軌道面との間に面圧が生じ、この面圧下にお
けるころと内外輪軌道面との間のすべり摩擦及びころが
り摩擦により生ずる。このすべり摩擦及びころがり摩擦
は面圧に比例して発生し、又、付勢力と面圧との間には
一定の関係がある。従って、支持装置の諸寸法が決まれ
ば、傾斜に合った回転抵抗を与えるために必要な付勢力
を計算することができる。この場合、すべり摩擦は、傾
斜して配設されたころがその軸方向に動くときの摩擦で
あるが、このときにはころが容易に回転するので、静止
状態と動いている状態とで摩擦係数に差異が生じないた
め、付勢手段による付勢力に対して常に正確で安定した
回転抵抗が生ずることになる。

【０００８】一方、ローラに対して、何らかの原因で搬
送される搬送物からローラを逆転させる方向にトルクが
加えられると、外輪にはローラを介して上記と反対に逆
転トルクが作用する。ところが、このときには、上記と
反対に内外輪間には引き寄せ力が発生するので、付勢手
段の付勢力の作用の下に、内外輪の軌道間隔が逆転後直
ちに狭まり、内外輪間がクラッチされ、内輪の回転が固
定されているため外輪の逆転が防止される。

【０００９】

【実 施 例】図１は、本発明の滑り台用ローラ装置の
実施例を示す。本実施例の装置は、ローラ２００と、ロ
ーラ２００の両端部を回転可能に支持する支持装置とを
備え、その支持装置のうちの少なくとも一方は、内輪１
０１と、外輪１０２と、ころ１０３と、付勢手段として
の予圧ばね１０４と、調整手段としてのトルク調整ボル
ト１０５とを備えたトルクアブゾーバ付ワンウェイクラ
ッチ（以下「ころがり軸受クラッチ」という）１００で
ある。従って、ローラ２００においてころがり軸受クラ
ッチ１００の反対側は、ローラ２００を回転自在に支持
するだけの軸受であってもよい。

【００１０】内輪１０１は、中心軸１０６まわりの単葉
回転双曲面をなす内輪軌道面１０１ａを備えている。外
輪１０２は、内輪軌道面１０１ａとの間で軌道１０７を
形成するように中心軸１０６まわりの単葉回転双曲面を
なす外輪軌道面１０２ａを備えている。

【００１１】ころ１０３は、ころがり面が円筒形状であ
り、軌道１０７においてころ１０３の中心線を中心軸１
０６を含む断面から一定角度β（例えば１５゜）傾斜し
て軌道の円周方向に複数個配設され、その表面は内輪軌
道面１０１ａと外輪軌道面１０２ａとに線状に接触する
ようになっている。ころ１０３の傾斜している方向は、
物品が搬送されるときにローラ２００が回転する方向に
おいてころ１０３が軌道１０７の間隔を広くするように
この例では内輪１０１を動かす方向である。このような
ころ１０３の傾斜方向は、図１の例では、同図に示され
ているように、同図のころ１０３のうちの上側に表され
ているもので説明すれば、中心軸１０６を含む断面に対
して、ころ１０３の左側が紙面の手前側で右側が紙面の
奥側になるように傾斜している。又ころ１０３は、それ
ぞれが相互に干渉することなく円滑に回転するように、
保持器１０８によりそれぞれの間が位置保持されてい
る。

【００１２】内輪１０１及び外輪１０２の軌道面１０１
ａ及び１０２ａは、上記の如く、ころ１０３と線状に接
するように、それぞれ次式に示す双曲線を中心軸１０６
回りに回転させた単葉回転双曲面としている。 ｙｉ² ／ａｉ² −ｘｉ² ／ｂｉ² ＝１ ｙｏ² ／ａｏ² −ｘｏ² ／ｂｏ² ＝１ ここで、ｘ_i 、ｘ_o は、それぞれ内輪軌道面１０１ａ、
外輪軌道面１０２ａの原点から中心軸１０６方向への距
離、ｙ_i 、ｙ_o は、それぞれ、中心軸１０６を含む任意
断面における内輪軌道面１０１ａ、外輪軌道面１０２ａ
の中心軸１０６からの距離、又、ａｉ、ｂｉ、ａｏ、ｂ
ｏは定数である。今、内外輪の小径側の基準面（双曲線
の原点面）における中心軸１０６から軌道１０７の中心
までの距離をＦ、ころ１０３の半径をｒ、傾斜角をβと
して、Ｆ＝９、ｒ＝1.5 、β＝１５°の場合の計算を行
うと（計算は複雑であるため省略する）、ａｉ、ｂｉ、
ａｏ、ｂｏの値はそれぞれ、約７．５、３０．１、１
０．５、３７となり、内外輪軌道面の単葉回転双曲面の
形状が与えられる。

【００１３】内輪又は外輪の何れか一方にはローラ２０
０が取り付けられ、他方は中心軸方向に移動可能に支持
されるが、本実施例では、外筒１０９を介して外輪１０
２にローラ２００を取り付けており、一方、内輪１０１
を中心軸１０６方向に移動可能に支持するようにしてい
る。即ち、外輪１０２に外筒１０９をボルト１１０で取
り付け、外筒１０９の小径部にローラ２００の芯金部２
００ａを嵌め込んでいる。又、内輪１０１の内径側を６
角形状にし、その中に、図２に示す如く、搬送物を案内
するガイドレール等の固定部材４００にねじ止め等によ
り取り付けられる据え付けボルト３００の先端部分の６
角部３００ａを挿入し、この部分で内輪１０１が回転し
ないようにすると共に、中心軸１０６方向には移動可能
なように内輪１０１を支持している。なお、軸方向に移
動可能に内輪１０１の回転を拘束する方法としては、上
記の如く６角等の嵌合部を設けるほか、ボールスプライ
ンやインボリュートスプラインその他のトルク伝達手段
を設ける方法があり、何れの方法を用いてもよい。

【００１４】予圧ばね１０４は、スラスト軸受１１２及
びスラスト受け１１１を介して、中心軸１０６方向にお
いて軌道１０７の間隔を狭くする方向（図において右か
ら左の方向）へ内輪１０１を付勢している。予圧ばね１
０４のスラスト受け１１２の反対側は、トルク調整ボル
ト１０５に圧接している。その結果、予圧ばね１０４
は、スラスト軸受１１２、スラスト受け１１１、トルク
調整ボルト１０５及び外筒１０９を介して内輪１０１及
び外輪１０２間に介装され、外輪２に対して相対的に内
輪１が動くように内輪１を付勢している。

【００１５】トルク調整ボルト１０５は、外筒１０９に
ねじ止めされ、予圧ばね１０４側に６角の凹部１０５ａ
を有している。そして、付与する回転抵抗トルクの調整
は、外部から６角レンチ等を凹部１０５ａにはめ込み、
トルク調整ボルト１０５を回転させ、予圧ばね１０４の
ばね力を調整することにより行うことができるようにな
っている。なお、符号１１３は、ころがり軸受クラッチ
内へのゴミの侵入を防止するダストカバーである。

【００１６】次に、予圧ばね１０４の付勢力と内外輪間
に生ずる回転抵抗トルクとの関係について説明する。図
３に示す如く、内外輪を軸方向に付勢する所定の付勢力
をＰ、ころ１０３の接触角をθとすると、ころ１０３に
は垂直力Ｎ＝Ｐ／ｓｉｎθが作用する。この垂直力Ｎに
よって、ころ１０３と外輪１０２との間には、ころがり
摩擦力μ_１Ｎがその回転方向に生ずると共に、その軸方
向にすべり摩擦μ_２Ｎが生ずる。その結果、外輪１０２
には、同図（ｃ）のような力がはたらいて合力Ｆが生
じ、この合力Ｆが内外輪間を回転させようとする力Ｆ′
と釣り合うことになる。従って、内外輪間で伝達される
トルクＴは、外輪１０２ところ１０３とのころがり摩擦
中心間の距離をＰＣＤとすると、Ｔ＝Ｆ・ＰＣＤ／２と
なる。この場合摩擦係数μ_１及びμ_２は実験等で求める
ことができるが、ころがり摩擦が加わるため静止状態と
運動状態とで差の無い極めて安定した値である。この式
により、ころがり軸受クラッチの構造によって定まる諸
角度、寸法等及び予圧ばね１０４による所定の付勢力Ｐ
を定めることにより、精度よく所望の回転抵抗トルクＴ
を得ることができる。言い換えれば、搬送物に必要なブ
レーキ作用を及ぼすための所望の回転抵抗トルクＴが決
まれば、これを得るために必要となる所定の付勢力Ｐを
計算することができる。

【００１７】以上のような構造により、本滑り台用ロー
ラ装置は次の如く作動する。ローラ滑り台上を搬送物が
降下してきてローラ２００が図において右側から見て時
計方向に回転すると、その回転が外筒１０９を介して外
輪１０２に伝達され、外輪１０２もその方向即ち自由回
転側に回転することになる。この外輪１０２の回転によ
り、これに接触しているころ１０３は、その方向に自転
しつつ、回転が固定されている内輪１０１上を公転す
る。ここで、ころ１０３が図示のように傾斜して配置さ
れているので、ころ１０３は、中心軸１０６方向におい
ては、外輪１０２に対しては左から右方向で、内輪１０
１に対しては右から左方向に動く。その結果、ころ１０
３を中心にして見ると、外輪１０２は右から左方向に動
かされようとし、内輪１０３は左から右方向に動かされ
ようとする。そして、内輪が軸方向に移動可能になって
いるので、内輪１０３が右方向に動かされ、軌道１０７
の間隔を広げようとする。即ち、内外輪間はクラッチし
ないで、外輪１０２が自由回転できることになる。しか
しながら、内輪１０１が予圧ばね１０４により軌道間隔
が狭まる方向に付勢されているので、その付勢力を適当
な大きさにすることにより、それに対応して前述の如く
外輪１０２が回転抵抗を受けることになる。このような
回転抵抗は、予圧ばね１０４の付勢力をトルク調整ボル
ト１０５により調整することにより調整でき、それによ
り滑り台用ローラ装置の設置される場所の傾斜に応じ
て、ローラ２００に適度の回転抵抗を付与することがで
きる。

【００１８】一方、ローラ２００が搬送物等により何ら
かのはずみで上記とは反対方向に回転する力を受けたと
きには、その回転力が外輪１０２を反対方向に回転させ
るが、外輪１０２が逆転方向に回転すると、内外輪間に
は軌道間隔を狭くする力が生じ、予圧ばね１０４の付勢
力も加わって内外輪間の軌道間隔が狭まり、逆転後直ち
に内外輪間がクラッチされ、ローラ２００はもはや逆転
しなくなり、搬送物等の巻き込みが防止される。

【００１９】なお以上においては、内輪１０１を軸方向
に移動可能にしてこれを予圧ばね１０４で付勢するよう
にしたが、外輪１０２を軸方向に移動可能にしてこれを
予圧ばねで付勢するようにすることもできる。又、外輪
１０２側にローラ２００を取り付け、内輪１０１を支持
する構造としたが、その反対に内輪１０１にローラ２０
０を取り付け、外輪１０２を支持するような構造にする
ことも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、ローラの少
なくとも一端側に、ころがり軸受に類似した簡単な構造
の支持装置を設けることにより、滑り台用ローラ装置が
設置される場所の傾斜に適合した回転抵抗を付与すると
共にローラの逆転を阻止し、搬送物の激突事故やローラ
への巻き込みを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の滑り台用ローラ装置の断面図である。

【図２】上記滑り台用ローラ装置の取付部の構造を示す
断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、付勢力と回転抵抗との関係
を説明する説明図である。

【符号の説明】

１００ ころがり軸受クラッチ（支持装置） １０１ 内輪 １０１ａ 内輪軌道面 １０２ 外輪 １０２ａ 外輪軌道面 １０３ ころ １０４ 予圧ばね１０４（付勢手段） １０５ トルク調整ボルト（調整手段） １０６ 中心軸 １０７ 軌道 ２００ ローラ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の落差のある一定の距離間に多数の
   ローラを並設して物品を重力で搬送させるように構成さ
   れたローラ滑り台に用いられる前記ローラと、該ローラ
   の両端部を回転可能に支持する支持装置とを備えた滑り
   台用ローラ装置において、 前記両端部を支持する前記支持装置のうちの少なくとも
   一方は、内輪と、外輪と、ころと、付勢手段と、調整手
   段と、を有し、 前記内輪は、その中心軸まわりの単葉回転双曲面をなす
   内側軌道面を備え、 前記外輪は、前記内輪との間で軌道を形成するように前
   記中心軸まわりの単葉回転双曲面をなす外輪軌道面を備
   え、 前記ころは、ころがり面が円筒形状であり、前記軌道に
   おいて該ころの中心線を前記中心軸を含む断面から一定
   角度傾斜して前記軌道の円周方向に複数個配設され、該
   ころの表面は前記内輪軌道面と前記外輪軌道面とに線状
   に接触し、 前記付勢手段は、前記内輪と前記外輪との間に介装され
   スラスト軸受を介して所定の付勢力で前記内輪又は外輪
   を前記中心軸方向であって前記軌道の間隔を狭くする方
   向に付勢し、 前記調整手段は、前記付勢手段の付勢力の増減を可能に
   し、 前記内輪又は前記外輪の何れか一方には前記ローラが取
   り付けられ、他方は回転を拘束されて前記中心軸方向に
   移動可能に支持され、前記ころの傾斜している方向は、前記物品が搬送される
   ときに前記ローラが回転する方向において前記ころが前
   記軌道の間隔を広くするように前記外輪又は前記内輪を
   動かす方向である、 ことを特徴とする滑り台用ローラ装
   置。