JP2766810B2 - 回転速度調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はローラコンベアの回転速
度調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ころがり軸受クラッチを利用してトルク
を吸収し回転速度を調整する装置としては、小型で簡単
な構造により精度良く大トルクを吸収することができる
トルク吸収装置が提案されている（特開平０４−２９０
６１９号公報参照）。しかしながら、このトルク吸収装
置は、伝達トルクが所定値を超えるとこれを逃がすよう
にしたものであり、駆動側の回転条件の如何にかかわら
ず、一定の大きさのトルクしか吸収することができな
い。従って、ローラコンベアのローラのように回転速度
が制御されないような回転系にこのようなトルク吸収装
置を用いると、吸収できる一定の大きさのトルク以上の
トルクが作用する場合には、この過剰トルクにより回転
に加速度が生じ、回転系が次第に加速される。そして、
トルク吸収装置が利用される対象によっては、このよう
な回転速度の上昇が危険をもたらす場合が生ずる。な
お、摩擦力等を利用したブレーキ装置等では、制動トル
クが不安定であるのみならず、回転速度が一定になるよ
うな制動はできない。

【０００３】一方、回転速度を制御する装置としては、
機械式、油圧式又電気式等のスピードガバナがあるが、
このような装置は構造が複雑であると共に、駆動トルク
を発生させる駆動源を制御するものであり、ローラコン
ベアのように重力によりトルクが発生する場合のよう
に、駆動源の制御ができない。

【０００４】

【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、ローラコンベアのローラの回転
速度の上昇を制限でき、又その速度をほぼ一定速度に維
持することが可能な回転速度調整装置を提供することを
課題とする。

【０００５】

【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、回転速度調整装置は、傾斜して配設された
両側のコンベア枠体間に介装された複数のローラを備え
たローラコンベアの前記複数のローラのそれぞれに設け
られた回転速度調整装置であって、中心軸まわりに略単
葉回転双曲面を成す内輪軌道面を備え前記コンベア枠体
間に回転を拘束するように取り付けられた内輪と、前記
中心軸まわりに略単葉回転双曲面を成し前記内輪軌道面
との間で傾斜した軌道を形成する外輪軌道面を備え前記
ローラと一体として回転するように該ローラの内部で該
ローラと結合された外輪と、前記軌道に前記中心軸を含
む断面から傾斜して配設された複数のころと、前記ロー
ラの内部に配置され該ローラと一体として回転し回転速
度に対応して変位する変位部を備え該変位部で前記軌道
の間隔を狭くする方向に前記内輪又は前記外輪を付勢す
る付勢手段と、を有することを特徴とする。

【０００６】

【作 用】本発明によれば、一定の構成を持つ内外輪と
ころとを備えたころがり軸受クラッチ部と、ローラと一
体として回転し回転速度に対応して変位する変位部を備
えその変位部で軌道の間隔を狭くする方向に内輪又は外
輪を付勢する付勢手段とを設けているので、回転速度に
対応して回転抵抗が生じ、駆動側となるローラのトルク
が吸収される。即ち、ころがり軸受クラッチ部では、搬
送物がローラコンベアを下降するときに、ローラに一体
回転するように結合された外輪にローラからトルクが加
えられ、このトルクによる内輪間の相対回転の方向が自
由回転側であるときには、ころを介した内外輪間の引き
離し力により、本来的には、内外輪間は殆ど回転抵抗を
持つことなく自由に相対回転する。従って、内輪側の回
転が固定されていても、外輪は自由に回転する。

【０００７】ところが、前記のような付勢手段が設けら
れているので、付勢手段の変位部が回転速度に対応して
内輪又は外輪を軌道間隔を狭める方向に付勢する。即
ち、内外輪軌道面が略単葉回転双曲面で形成されてい
て、これらの間で形成された軌道は傾斜しているので、
例えば内輪の中心軸方向への動きを規制して外輪を中心
軸方向において軌道面直径の大きくなる方向に動かす
と、内外輪軌道面間の対面距離が狭まり、軌道が狭ま
る。そして、内輪はコンベア枠体間に回転を拘束するよ
うに取り付けられているので、軌道間隔が狭くなると、
自由回転側の回転であっても、外輪の回転に対して抵抗
トルクが発生する。この抵抗トルクは、ころがり軸受ク
ラッチの特性から、内外輪間の押し込み力に比例して生
ずる。その結果、外輪と共に回転するローラには、回転
速度に対応して回転抵抗が生じ、トルクが吸収される。

【０００８】従って、下り傾斜して順次配設されたロー
ラコンベアのローラ上を搬送物が重力によって下降する
ときに、重力の加速度によって搬送物が加速され、その
速度によってローラの回転が速くなるとそのローラの回
転抵抗が大きくなるので、結局、順次配設されりローラ
は略同じ速度で回転し、搬送物も略同じ速度で搬送され
ることになる。

【０００９】なお、付勢手段の変位部は、内輪又は外輪
の何れかのうち、軸方向に可動な構造にする方を付勢す
ればよい。

【００１０】

【実 施 例】図１は実施例の回転速度調整装置の全体
構造を示す。本実施例では、回転速度調整装置がローラ
コンベアのローラの一端側に取り付けられる場合を示
す。回転速度調整装置は、内輪１と外輪２とで形成する
軌道４に複数のころ３を中心軸１ｂを含む断面から傾斜
して配設したころがり軸受クラッチ部と、付勢手段の一
例である遠心力部材５とを備えていて、傾斜して配設さ
れた両側のコンベア枠体である側板６（図では一方側の
みを示している）間に介装された複数のローラのそれぞ
れの少なくとも一端側に設けられる。

【００１１】内輪１は、中心軸１ｂまわりにほぼ単葉回
転双曲面を成す内輪軌道面１ａを備え、コンベアの側板
６に落とし込まれて回転しないように位置決めされたロ
ーラ軸７にピン８により取り付けられ、ローラ軸７及び
ピン８を介して側板６に取り付けられ、本例では回転の
みならず軸方向の移動を規制されている。内輪１の端部
には、軸受９が設けられ、中間支持体１０を介して支持
体１１を軸方向の一定位置で回転自在に支持している。
そして、支持体１１に、物品を搬送するローラとしての
ローラパイプ１２が取り付けられている。

【００１２】外輪２は、内輪１と同じ中心軸１ｂまわり
に略単葉回転双曲面を成す外輪軌道面２ａを備え、ロー
ラパイプ１２の内部に配置されていて、順次、支持体１
１、中間支持体１０及びボールスプライン１３を介して
ローラパイプ１２の回転を伝達されているが、軸方向に
は移動可能になっている。この場合、ローラコンベアで
は、物を搬送するときに、ローラパイプ１２及び外輪２
が、図１において右側から見て時計方向に一体として回
転するように構成されている。外輪軌道面２ａと内輪軌
道面１ａとは、上記の如く略単葉回転双曲面になってい
て、図では左から右方向に上り傾斜になっていて、両面
間で傾斜した軌道４を形成している。

【００１３】ころ３は円筒形状又は円錐形状もしくはこ
れに近い形状であり、内外輪１の中心軸１ｂを含む断面
に対して一定角度傾斜して軌道４内に多数配設され、そ
れぞれの間はリテーナ１４で位置保持されている。ころ
３を円錐形状もしくはこれに近い形状にするときには、
そのような形状により、ころ３が内外輪に接触する線間
の距離がころ３の軸方向に略一定になるようにする。こ
のようにすることにより、ころ３の接触線に作用する荷
重の軸方向分力の発生が防止され、ころがり軸受クラッ
チとしての機能を一層向上させることができる。

【００１４】遠心力部材５は、図２にも示す如く、円周
方向に等間隔に３組配設され、アーム５１及び分銅５２
を備え、ローラパイプ１２の内部に配置され、支持体１
１の脚柱１１ａ間にピン１１ｂにより回転自在に支持さ
れている。アーム５１は、皿ばね１５及び中間部材１６
を介して外輪２を押すための凸部５１ａを有する。分銅
５２は、ねじ５３でアーム５１に固定されているが、ア
ーム５１の軸方向に位置調整可能であり、それによって
付与する回転抵抗を調整することができる。このような
遠心力部材５は、ローラパイプ１２が取り付けられてい
る支持体１１に取り付けられているので、駆動側となる
ローラパイプ１２の回転が伝達される外輪２と一体とし
て回転する。そして、支持体１１が回転すると、遠心力
により分銅５２が中心軸１ｂから離れる方向に動き、ピ
ン１１ｂを中心としてアーム５１が回転し、その凸部５
１ａが回転速度に対応して変位し、中心軸１ｂ方向であ
って外輪軌道面２ａの直径の大きくなる方向、即ち図１
において左から右の方向に、軌道４の間隔を狭くするよ
うに外輪２を付勢する。

【００１５】ころがり軸受クラッチ部を構成する内輪１
及び外輪２の軌道面１ａ及び２ａは、それぞれ次式に示
す双曲線を中心軸１ｂ回りに回転させた単葉回転双曲面
としして形成される。 ｙｉ^２／ａｉ^２−ｘｉ^２／ｂｉ^２＝１ ｙｏ^２／ａｏ^２−ｘｏ^２／ｂｏ^２＝１

【００１６】ここで、ｘ_ｉ、ｘ_ｏは、それぞれ内輪軌道
面１ａ及び外輪軌道面２ａの原点から中心軸１ｂ方向へ
の距離、ｙ_ｉ、ｙ_ｏは、それぞれ、中心軸１ｂを含む任
意断面における内輪軌道面１ａ、外輪軌道面２ａの中心
軸１ｂからの距離、又、ａｉ、ｂｉ、ａｏ、ｂｏ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１ｂから軌道４の中心までの距離を
Ｆ、ころ３が円筒状である場合の半径をｒ、傾斜角をβ
として、Ｆ＝９、ｒ＝１．５、β＝１５゜の場合を例示
すると、ａｉ、ｂｉ、ａｏ、ｂｏの値は、それぞれ約、
７．５、３０．７、１０．５及び３６．２となる。そし
て、内外輪軌道面をこのような単葉回転双曲面にするこ
とにより、ころが内外輪間で楔作用をする長さ（ころの
直径の２〜３倍程度）範囲において、ころと内外輪間は
クラッチ時に完全に線状に接触し、ころがり軸受クラッ
チとしての機能が発揮される。

【００１７】以上のような構成により、この回転速度調
整装置は次のように作動する。傾斜して配設されたロー
ラコンベアのローラパイプ１２上を物が自重により落下
しつつ搬送されてくると、その搬送速度に対応した回転
速度でパイプ１２が図１において上側（右側）から見て
時計方向に回転し、その回転が支持体１１から中間支持
体１０及びボールスプライン１３を介して外輪２に伝達
される。一方、内輪１は軸７を介して軸方向の一定位置
で回転しないように固定されている。このため、内輪１
上でころ３を介して外輪２が回転するが、その回転方向
は、ころ３により外輪２が図において右から左に動かさ
れ軌道４の間隔が広くなる自由回転方向である。従っ
て、これだけでは内外輪間に殆ど回転抵抗が発生せず、
外輪２は内輪１上で自由に回転できる状態にある。

【００１８】しかしながら、外輪２と共に遠心力部材５
も回転する。そしてその回転により、分銅５２には回転
速度の二乗に比例した遠心力が生じ、アーム５１にはそ
の力に対応したモーメントが生じ、そのモーメントに対
応した力がアーム５１の凸部５１ａに発生する。即ち、
凸部５１ａには、回転速度に対応した力としてこの場合
には回転速度の二乗に比例した力が生じ、この力で軌道
４の間隔を狭くする方向に外輪２を押す。そして内輪１
は軸方向に移動しないため、外輪２が強制的に押し込ま
れて軌道４の間隔が狭くなり、内外輪間に回転抵抗が生
ずる。

【００１９】この回転抵抗は、外輪２を押し込む力に比
例して発生するので、回転速度の二乗に比例した大きさ
のトルクである。そしてこの場合、一定の回転速度以上
になると、物がその自重によりローラパイプ１２を回転
させる駆動トルクよりもこの抵抗トルクの方が大きくな
るようにしておけば、その速度以上になるとローラパイ
プ１２は減速され、物の搬送速度が低下する。搬送速度
が低下すると、次のコンベアローラでは、抵抗トルクが
減少し、回転速度が上昇する。このような繰り返しによ
り、物はほぼ等速度で安全に搬送されることになる。

【００２０】図３は他の実施例の回転速度調整装置の構
成を示す。本例では、図１に示す中間支持体１０及び支
持体１１を取り止め、外輪２に直接ローラパイプ１２を
取り付け、軸受９により外輪２を軸方向の一定位置で回
転自在に支持し、外輪２と一体として回転するように外
輪２に遠心力部材５を揺動自在に結合し、一方、内輪１
を遠心力部材５により軸方向に引っ張るようにしてい
る。そして内輪１を、キー１７により軸方向には移動可
能であるが回転しないように軸７に取り付けている。な
お、回転速度調整装置が用いられる対象によっては、内
輪１を駆動側にして回転可能にし、これと一体として回
転するように遠心力部材５を取り付け、反対に外輪２が
回転しないような構造にしてもよい。又、内輪又は外輪
の一方を駆動側にし、他方の回転を固定することなく従
動側に結合するような用い方をすることも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、全ての構成
部分がローラの内部に配置された小型で簡単な機構によ
り、精度よく回転速度に対応して回転抵抗を付与し、ロ
ーラコンベアのローラの回転速度の上昇を制限し、搬送
される物品の速度をほぼ一定速度に維持し、物品を安全
に且つ計画された能率の良い搬送速度で自重のみによっ
て搬送させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の回転速度調整装置の断面図である。

【図２】（ａ）は図１のＸ−Ｘ線断面図で、（ｂ）は図
１のＹ−Ｙ線断面図である。

【図３】 他の実施例の回転速度調整装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 内輪 １ａ 内輪軌道面 １ｂ 中心軸 ２ 外輪 ２ａ 外輪軌道面 ３ ころ ４ 軌道 ５ 遠心力部材（付勢手段） ６ 側板（コンベア枠体） １２ ローラパイプ（ローラ） ５１ａ 凸部（変位部）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜して配設された両側のコンベア枠体
   間に介装された複数のローラを備えたローラコンベアの
   前記複数のローラのそれぞれに設けられた回転速度調整
   装置であって、 中心軸まわりに略単葉回転双曲面を成す内輪軌道面を備
   え前記コンベア枠体間に回転を拘束するように取り付け
   られた内輪と、 前記中心軸まわりに略単葉回転双曲面を成し前記内輪軌
   道面との間で傾斜した軌道を形成する外輪軌道面を備え
   前記ローラと一体として回転するように該ローラの内部
   で該ローラと結合された外輪と、 前記軌道に前記中心軸を含む断面から傾斜して配設され
   た複数のころと、 前記ローラの内部に配置され該ローラと一体として回転
   し回転速度に対応して変位する変位部を備え該変位部で
   前記軌道の間隔を狭くする方向に前記内輪又は前記外輪
   を付勢する付勢手段と、 を有することを特徴とする回転速度調整装置。