JP3780310B2 - モータ内蔵ローラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラ本体内にモータ部と減速機が内蔵されてローラ本体が自転するモータ内蔵ローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ローラコンベアの駆動ローラやベルトコンベアの駆動プーリとして、ローラ本体内にモータ部と減速機が内蔵されたモータ内蔵ローラが広く知られている（実開昭５９−４０２２０号公報他）。
モータ内蔵ローラは、モータと減速機がローラ本体内に内蔵されているのでこれらの設置場所を必要とせず、省スペースの効果が有るばかりでなく、コンベアの構成も極めて単純なものとなり、コンベアの組み立て上も好ましいものである。
しかしながらモータ内蔵ローラは、複雑な構造を有する減速機を小さなローラ本体内に収納する必要があるため、減速機の構成部材が小さなものとなり、減速機の剛性が低くならざるを得ない。そのためモータ内蔵ローラでは、減速機が最も壊れやすい。
そこで従来技術のモータ内蔵ローラでは、トルクリミッタを内蔵したり、弾性体からなる緩衝部材を介してローラ本体に動力を伝達し、減速機を保護する工夫がなされている（例えば実開平６−７８３２４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トルクリミッタを内蔵する等の構造は、全長が短いモータ内蔵ローラには適応できないという不満があった。すなわち従来技術のモータ内蔵ローラは、トルクリミッタや緩衝部材等の保護部材を内蔵するものであるが、全長が短いモータ内蔵ローラにおいては、トルクリミッタ等を配するスペースが無い。そのため例えばローラ本体の全長が２００ｍｍ未満の様な全長が短いモータ内蔵ローラでは従来技術の構造を採用することができず、減速機の保護部材を付加することができなかった。
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、減速機の故障が少ないモータ内蔵ローラを開発するものであり、全長が短いモータ内蔵ローラにも適用することができる構成を提供することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そして上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、筒状のローラ本体と、ローラ本体の端部から突出する固定軸と、ローラ本体の端部を閉塞する閉塞部材を有し、ローラ本体内にはモータ部と減速機が内蔵され、モータ部の回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、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、閉塞部材はローラ本体と共に回転するように取り付けられ、減速機の出力軸が閉塞部材に連結されていて閉塞部材が回転し、閉塞部材を介してローラ本体に回転力が伝達され、さらに前記閉塞部材の一部又は出力軸と閉塞部材を連結する部材は変形能を有することを特徴とするモータ内蔵ローラである。
本発明においては、減速機の出力軸を閉塞部材に直接的に連結してもよく、また他の部材を介在させて出力軸を閉塞部材に連結してもよい。
【０００５】
本発明のモータ内蔵ローラは、旧来のものと同様にローラ本体内にモータ部と減速機が内蔵されており、モータ部で発生された回転力は、減速機によって減速される。そして本発明のモータ内蔵ローラでは、減速機の出力軸が閉塞部材に連結されていて閉塞部材が回転し、閉塞部材を介してローラ本体が回転される。
ここで本発明のモータ内蔵ローラでは、閉塞部材の一部又は出力軸と閉塞部材を連結する部材が変形能を持っている。そのため例えば搬送物が付勢されてモータ内蔵ローラ上に載せられた場合や、搬送物が障害物に衝突して急停止した場合のように、モータ内蔵ローラが外部から衝撃的な回転力を受けたとき、衝撃的な回転力は減速機に負担される以前に閉塞部材等に負荷され、その変形能によって吸収される。その結果、減速機にかかる衝撃的な回転力は緩和される。
【０００６】
また同様の課題を解決するための請求項２に記載の発明は、筒状のローラ本体と、ローラ本体の端部から突出する固定軸と、ローラ本体の端部を閉塞する閉塞部材を有し、ローラ本体内にはモータ部と減速機が内蔵され、モータ部の回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、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、閉塞部材はローラ本体と共に回転するように取り付けられ、減速機の出力軸と閉塞部材とを連結する連結部材を有し、連結部材を介して閉塞部材が回転し、当該閉塞部材を介してローラ本体に回転力が伝達され、さらに前記連結部材は、閉塞部材に比べて高い変形能を有することを特徴とするモータ内蔵ローラである。
【０００７】
本発明のモータ内蔵ローラでは、減速機の出力軸の回転力は、連結部材を経て閉塞部材に伝えられ、さらにローラ本体に伝達される。ここで本発明のモータ内蔵ローラでは、連結部材が高い変形能を有する。そのため本発明のモータ内蔵ローラでは、衝撃的な回転力は減速機に負担される以前に連結部材に負荷され、その変形能によって吸収される。その結果、減速機にかかる衝撃的な回転力は緩和される。
【０００８】
さらに請求項３に記載の発明は、閉塞部材には中心以外の部分に複数の穴が設けられ、連結部材は複数の突起を有し、連結部材の突起が閉塞部材の穴と嵌合す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である。
【０００９】
本発明のモータ内蔵ローラで採用する閉塞部材には中心以外の部分に複数の穴が設けられている。ここで一般的に、閉塞部材は、相当の剛性が必要であるため、金属で作られることが多いが、複数の穴が設けられることにより、その重量が軽減される。そして本発明では、この穴に連結部材の突起を嵌合させることにより動力の伝達を行う。
【００１０】
また請求項４に記載の発明は、減速機の出力軸は、ローラ本体の中心にあり、連結部材によって減速機の出力軸のラジアル荷重が支持されてい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である。
【００１１】
本発明のモータ内蔵ローラでは、連結部材は単に回転力を伝達するだけでなく、ラジアル荷重を支持する機能を兼ね備える。そのため本発明のモータ内蔵ローラは、より全長が短いモータ内蔵ローラに適用が可能であり、且つ全体的に高い剛性を維持することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下さらに、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の具体的実施形態のモータ内蔵ローラの断面図である。図２は、図１のモータ内蔵ローラの機構図である。図３は、図１のモータ内蔵ローラで採用する閉塞部材の正面断面図及び左右の側面図である。図４は、図１のモータ内蔵ローラで採用する連結部材の正面図である。図５は、図４の連結部材の左側面図及び左側面図のＡ−Ａ断面図である。図６は、図１のモータ内蔵ローラで採用する閉塞部材近傍と連結部材の斜視図である。
【００１３】
本実施形態のモータ内蔵ローラ１は、一方の閉塞部材７が特別の構造を有し、さらにこの閉塞部材７と嵌合する連結部材３２を持つ点に特徴があるが、特徴部分の説明に先立って、公知のモータ内蔵ローラ１と共通する部分の構成を簡単に説明する。
【００１４】
本実施形態のモータ内蔵ローラ１は、従来技術と同様にローラ本体２にモータ３と減速機５が内蔵されたものであり、ローラ本体２の内部は図２の様に大きくモータ部Ａと減速機部Ｂに分かれている。
ここでローラ本体２は両端が開口した金属製の筒体である。そしてローラ本体２の両端には閉塞部材６，７が取り付けられており、ローラ本体２の両端は閉塞部材６，７によって塞がれている。
左右の閉塞部材６，７の内、図面左側に示した閉塞部材７は、本発明に特有の構成を持つものであり、構造の詳細については後記する。
【００１５】
ローラ本体２の両端からは、固定軸１０，１１が突出している。固定軸１０，１１の内、図面左側の固定軸１１は、単なる棒状の部材であり、図面左側の閉塞部材７に対して２連の軸受け１２によって回転可能に取り付けられている。すなわち固定軸１１は棒状であり、閉塞部材７に片持ち状に取り付けられ、且つ閉塞部材７に対して回転可能である。固定軸１１は、単に閉塞部材７から外側に突出するものに過ぎず、ローラ本体２の内側には延びていない。
【００１６】
これに対して図面右側に図示した固定軸１０は、ローラ本体２の内外を連通するものであり、ローラ本体２の内部側にも大きな体積を占める。すなわち固定軸１０は、閉塞部材６に軸受け１５を介して回転可能に取り付けられており、ローラ本体２の内外を連通する。固定軸１０は、ローラ本体２の内部において拡径しており、その外周部に内筒部材８が一体的に取り付けられている。
内筒部材８は、外径がローラ本体の内側に接しない程度の外径を持つ筒であり、その長さは、ローラ本体２の全長から二つの閉塞部材６，７の長さを引いたものにほぼ等しい。
そして内筒部材８の内部には、モータ３と減速機５が、ユニット化されて内蔵されている。
【００１７】
モータ３は、公知のモータ内蔵ローラと同様に、固定子１３と回転子１４により構成される。ここで固定子１３は鉄心に収められたコイルである。固定子１３は、内筒部材８に内挿されて内筒部材８と一体的に取りつけられている。
一方回転子１４は、内筒部材８の中心にあり、その一端は、軸受け１６を介して図面右側の固定軸１０に回転可能に支持されている。
【００１８】
減速機５は、３連の遊星歯車列であり、図２の様に、太陽歯車２０、第１遊星歯車２１、連動歯車２２、第２遊星歯車２３、連動歯車２４、第３遊星歯車２５及び固定内歯車２６によって構成されている。そして太陽歯車２０は、モータ３の回転子１４に連結されており、固定内歯車２６は、内筒部材８の内側に内挿されて固定されている。また第３遊星歯車２５の腕３０の中心軸３１は、モータ内蔵ローラ１の中心に位置し、出力軸として機能する。
【００１９】
そして減速機５の出力軸３１の回転が、ローラ本体２に伝動されてローラ本体２が回転する。
ここで出力軸３１からローラ本体２に至る動力伝達経路は、本実施形態に特有のものであり、詳細に説明する。
すなわち本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、出力軸３１が連結部材３２に接続され、さらに連結部材３２から閉塞部材７に動力が伝動され、閉塞部材７を経てローラ本体２に回転力が伝動される。
本実施形態のモータ内蔵ローラ１で採用する閉塞部材７は、亜鉛合金を素材とするダイカスト工法によって作られたものであり、外形形状は、図３，６の様に短柱状をしている。そして閉塞部材７の中央には、固定軸１１が挿通される貫通穴３５が設けられ、さらに内側に配される部位には、玉軸受け１２が挿入される凹部３６が設けられている。
そして前記した凹部３６の外周部分には、内向きに８個の穴３７が設けられている。
なお、本実施形態で採用する閉塞部材７は、亜鉛ダイカストで作られているので、相当の剛性がある。しかしながら、８個もの穴３７が設けられているので、実質上の体積は小さく、重量は軽い。
【００２０】
一方、連結部材３２は、ナイロン等の樹脂を素材として作られたものであり、図４，５，６の様に円板部４０を持つ。そして当該円板部４０の中央にはボス部４１が設けられている。またボス部４１には、図５の様にスプライン穴４３が設けられている。
そして円板部４０のボス４１に対して反対側の面には、８本の脚部４８が設けられている。
連結部材３２は、前記した様にナイロン等を素材とするものであり、亜鉛等の金属を素材とする閉塞部材７に比べて大きな変形能を持つ。加えて連結部材３２は、細長い脚部４８を有するので、より変形能が高い。
【００２１】
そして本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、前記した減速機の出力軸３１が連結部材３２のスプライン穴４３に挿入されて嵌合している。
また連結部材３２の脚部４８は、いずれも閉塞部材７の穴３７に挿入されて嵌合している。さらに閉塞部材７は、ピン５０によってローラ本体２と係合しており、閉塞部材７は、ローラ本体２と一体化している。
【００２２】
本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、モータ３及び減速機５は、一端が軸受け１６を介して固定軸１０に支持され、他端側は、前記した連結部材３２によって支持されている。従って本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、モータ３及び減速機５のラジアル荷重は、連結部材３２によって支持されている。
【００２３】
次に本実施形態のモータ内蔵ローラ１の機能について説明する。本実施形態のモータ内蔵ローラ１は、モータ３の回転子１４が回転すると、減速機５の入力軸たる太陽歯車２０が回転し、所定の減速比で減速されて減速機５の出力軸３１が回転する。そして出力軸３１の回転力は、スプライン穴４３の嵌合によって連結部材３２に伝動される。また連結部材３２の脚部４８が閉塞部材７の穴３７と嵌合しているので、連結部材３２の回転に応じて閉塞部材７も回転する。そして閉塞部材７は、ピン５０によってローラ本体２と係合している。そのため出力軸３１の回転は、連結部材３２、閉塞部材７、ピン５０を経てローラ本体２に伝動され、ローラ本体２が固定軸１０，１１に対して回転する。
【００２４】
一方、搬送物がスロープを勢いよく滑ってコンベア装置に載置された場合の様に、ローラ本体２が自転速度よりも早い速度で衝撃的に回転される場合や、搬送物が障害物に当たって急停止した場合の様に、負荷が急激に変動した場合は、変形能が高い連結部材３２が撓み、衝撃を吸収する。すなわち本実施形態で採用する連結部材３２は、ナイロン樹脂で作られているので、素材自体の性状としてある程度の変形能を持つ。また連結部材３２は脚部４８を持ち、脚部４８が捩じれることによっても変形するので構造上、高い変形能を持つ。そのため外的な衝撃は、連結部材３２によって吸収され、減速機５には伝わらず、減速機５の破壊は免れる。
【００２５】
このように本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、連結部材３２は、モータ３及び減速機５のラジアル荷重を支持すると共に、動力伝達経路の一部を担う。また加えてモータ内蔵ローラ１では、連結部材３２が急激な負荷変動を吸収する緩衝部材としての役割を果たす。このように本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、一つの連結部材３２で、３つの重要な機能を兼ねるため、これらの機能を担う部材を個別に設ける場合に比べてモータ内蔵ローラの全長を短くすることができる。
そのため本実施形態のモータ内蔵ローラ１は、全長が短いモータ内蔵ローラの構造として推奨される。
【００２６】
以上説明した実施形態では、閉塞部材７に穴３７を設け、連結部材３２に設けた脚部４８と嵌合させたが、逆に閉塞部材７に突起を設け、連結部材３２に穴を設けて両者を嵌合させてもよい。
また他の公知の嵌合構造を採用することもできる。さらには、閉塞部材と連結部材を一体化し、減速機の出力軸３１を直接的に閉塞部材に連結してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明のモータ内蔵ローラは、減速機の故障が少ない効果があり、且つ本発明は、全長が短いモータ内蔵ローラにも適用することができる効果がある。
特に請求項１に記載のモータ内蔵ローラでは、閉塞部材を介してローラ本体を回転させるものであり、閉塞部材の一部又は出力軸と閉塞部材を連結する部材に変形能を持たせることにより、衝撃を吸収している。
【００２８】
また請求項２に記載のモータ内蔵ローラでは、閉塞部材と減速機の出力軸とを接続する連結部材を設け、連結部材に高い変形能を持たせているので、衝撃的な回転力は連結部材に吸収される。そのため本発明のモータ内蔵ローラでは、減速機にかかる衝撃が緩和され、減速機の故障が少ないという効果がある。
【００２９】
さらに請求項３に記載の発明は、モータ内蔵ローラの軽量化を図ることができる効果を併せ持つ。
【００３０】
また請求項４に記載のモータ内蔵ローラは、連結部材は単に回転力を伝達するだけでなく、ラジアル荷重を支持する機能を兼ね備えるので、より小型化が可能であり、全長が短いモータ内蔵ローラに減速機の保護機能を付加することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的実施形態のモータ内蔵ローラの断面図である。
【図２】図１のモータ内蔵ローラの機構図である。
【図３】図１のモータ内蔵ローラで採用する閉塞部材の正面断面図及び左右の側面図である。
【図４】図１のモータ内蔵ローラで採用する連結部材の正面図である。
【図５】図４の連結部材の左側面図及び左側面図のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図１のモータ内蔵ローラで採用する閉塞部材近傍と連結部材の斜視図である。
【符号の説明】
１ モータ内蔵ローラ
２ ローラ本体
５ 減速機
６，７ 閉塞部材
１０，１１ 固定軸
３２ 連結部材
３７ 穴
４８ 脚部

Claims (4)

1. 筒状のローラ本体と、ローラ本体の端部から突出する固定軸と、ローラ本体の端部を閉塞する閉塞部材を有し、ローラ本体内にはモータ部と減速機が内蔵され、モータ部の回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、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、閉塞部材はローラ本体と共に回転するように取り付けられ、減速機の出力軸が閉塞部材に連結されていて閉塞部材が回転し、閉塞部材を介してローラ本体に回転力が伝達され、さらに前記閉塞部材の一部又は出力軸と閉塞部材を連結する部材は変形能を有することを特徴とするモータ内蔵ローラ。
2. 筒状のローラ本体と、ローラ本体の端部から突出する固定軸と、ローラ本体の端部を閉塞する閉塞部材を有し、ローラ本体内にはモータ部と減速機が内蔵され、モータ部の回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、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、閉塞部材はローラ本体と共に回転するように取り付けられ、減速機の出力軸と閉塞部材とを連結する連結部材を有し、連結部材を介して閉塞部材が回転し、当該閉塞部材を介してローラ本体に回転力が伝達され、さらに前記連結部材は、閉塞部材に比べて高い変形能を有することを特徴とするモータ内蔵ローラ。
3. 閉塞部材には中心以外の部分に複数の穴が設けられ、連結部材は複数の突起を有し、連結部材の突起が閉塞部材の穴と嵌合す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。
4. 減速機の出力軸は、ローラ本体の中心にあり、連結部材によって減速機の出力軸のラジアル荷重が支持されてい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。

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