JP5143242B2 - コンベア - Google Patents

Description

本発明は、コンベアフレームに設けられたローラの上をワークが重力によって搬送されるように構成されるコンベアに関する。コンベアに用いられる調整ローラは、例えば、ワークが軽い場合にブレーキローラによるブレーキ力を受けないようにするために用いられる。

近年において、地球温暖化防止の観点からＣＯ２の削減が求められるなど環境問題への対応が重要視されており、工場内におけるワーク（搬送物）の搬送においても省エネ化が重要となってきている。

ワークの搬送のために、電動機またはエアーなどの動力を用いたローラコンベアがしばしば用いられている。また、動力を用いることなく、フリーローラのみからなるコンベアに傾斜を付けて設置し、重力を利用してワークを搬送することも従来からしばしば行われている。

フリーローラによるコンベア（フリーローラコンベア）を用いた場合に、その傾斜角度とワークの重量によっては、ワークはどんどん加速して暴走してしまうおそれがある。したがって、そのようなワークの暴走を防ぐ必要があり、そのためにブレーキローラが従来から用いられている。

従来においては、ローラ本体の表面にブレーキ部材を機械的に押圧し、摩擦力によってブレーキ力を得る構造のブレーキローラが一般的であった。

また、永久磁石とその磁束を切って相対回転する金属体とを組み合わせ、うず電流による電磁力を発生させることでブレーキ力を得る構成のブレーキローラが提案されている（特許文献１）。

また、中空のローラ本体の内部空間に流動体を封入しておき、ローラ本体の回転によってその流動体を攪拌するとともに、軸に固定された邪魔板によって流動体の流れに抵抗を生じさせてブレーキ力を得る構成のブレーキローラが提案されている（特許文献２）。

特開平８−２０８０１１号 特開平９−７７２３３号

しかし、ブレーキローラを使用した場合に、ワークの重量によってブレーキの効き方に差異が生じる。

例えば、ワークの重量が大きい場合にはブレーキの効きが弱く現れ、ワークの重量が小さい場合にはブレーキの効きが強く現れる。そして、ワークの重量が極端に小さい場合、例えば傾斜角度が数度でワークが１ｋｇ程度の場合には、ブレーキが効き過ぎてワークがブレーキローラの上で停止しまうこともある。

例えば、通信販売やスーパーなどの配送センターでは、種々のワークを配送先に仕分けるためのソーターが用いられる。このようなソーターは、通常、作業者の頭上に設置される。ソーターによって配送先毎に仕分けられたワークは、フリーローラコンベアによって高所から地上に搬送され下ろされる。

その場合に、ワークが高所で止まった場合には、それを取りに行くのは作業者にとって面倒なことである。また、止まっているワークに重量の大きい他のワークがあたるとそれらが損傷することもある。

このような問題に対して、従来のブレーキローラでは対処できない。なお、ワークの重量に応じた抵抗力を生じるように改良されたものも提案されているが、対応可能な範囲は広くなく、ワークが極端に軽い場合にはやはり停止しまうことが多い。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、ブレーキローラを用いたコンベアにおいて、重量の小さなワークであっても止まってしまうことのないようにすることを目的とする。

本発明に係るコンベアは、コンベアフレームに設けられたローラの上をワークが重力によって搬送されるように構成されるコンベアであって、前記ローラとして、少なくとも１つのブレーキローラが設けられ、前記ブレーキローラの少なくとも上流側の近辺には、ワークが載っていないときには前記ブレーキローラの上面よりも高い位置に上面が位置しワークが載ったときにはその重力に応じて上面が下降するように、弾性部材によって上面の高さ位置が可変調整される調整ローラが設けられており、ワークの重力に応じて前記調整ローラの上面の高さ位置が変化し、これによってワークが前記ブレーキローラの上面に接触しまたは接触しないように構成されてなり、前記弾性部材は、可撓性を有する材料からなって前記調整ローラの外周面に配置された可撓部材である。

好ましくは、前記調整ローラは、前記ブレーキローラと同じ径を有したフリーローラを含み、他のフリーローラと同じローラ間ピッチで配置されている。

本発明によると、ブレーキローラを用いたコンベアにおいて、重量の小さなワークであっても止まってしまうことがない。

第１の実施形態のコンベアの側面図である。 図１の一部を拡大して示す図である。 ローラのシャフトの調整装置を示す断面正面図である。 ローラのシャフトの調整装置の変形例を示す断面側面図である。 第２の実施形態のコンベアに用いられる調整ローラを側面から見た図である。 第２の実施形態のコンベアに用いられる調整ローラを正面から見た図である。 第３の実施形態のコンベアに用いられる調整ローラの斜視図である。 第３の実施形態のコンベアに用いられる調整ローラの変形例を示す図である。 図８に示す調整ローラの支持金具を示す図である。 第４の実施形態のコンベアに用いられる調整ローラを側面から見た図である。 図１０に示す調整ローラの一部を拡大して示す図である。 図１０に示す調整ローラの変形例を示す図である。 ブレーキローラの例を示す断面正面図である。 ブレーキローラのクラッチ部材の近辺を拡大して示す断面図である。 クラッチ部材を分解した状態を示す斜視図である。 ブレーキ部材の近辺を拡大して示す正面図である。 図１６におけるブレーキ部材をＡ方向から見た状態を示す図である。

〔第１の実施形態〕
図１において、第１の実施形態のコンベアＣＶ１は、複数のフリーローラ３，３，３…、および複数のブレーキローラ４，４が、コンベアフレーム５に取り付けられてなる。これらフリーローラ３およびブレーキローラ４は、互いに同じピッチ（ローラピッチ）で取り付けられる。しかし、異なったピッチで取り付けることも可能である。

フリーローラ３は、動力源などを持たず、ローラ筒がシャフトによって自由回転が可能に支持されたものである。シャフトは、コンベアフレーム５に対して回転不能に取り付けられる。

ブレーキローラ４は、内部にブレーキ機構が設けられ、ブレーキ機構によってローラ筒の回転速度が抑制されるように構成されたものである。ブレーキ機構として、ブレーキシューをブレーキドラムに押しつけることによる摩擦力によってブレーキ力を得るもの、流動体の中を移動する羽根に加わる抵抗によってブレーキ力を得るもの、電磁力によってブレーキ力を得るものなど、種々の原理および構造のものを採用し得る。

コンベアフレーム５は、水平な状態または傾斜した状態に設置することが可能であるが、通常、傾斜した状態で設置される。傾斜した状態では、その上に載せられたワークＷＫが、その自重によって移動し、搬送される。ワークＷＫの移動によって、ワークＷＫの底面と接したフリーローラ３またはブレーキローラ４が回転する。

さて、第１の実施形態のコンベアＣＶ１では、ブレーキローラ４の上流側および下流側の両側に、調整ローラＴＲ１，ＴＲ１が設けられている。

図２において、調整ローラＴＲ１を除くフリーローラ３およびブレーキローラ４は、同図に搬送ラインＨＬで示すように、その上面が一直線状の同じ高さ位置となるように設けられている。しかし、調整ローラＴＲ１は、それらの上面つまり搬送ラインＨＬよりも高い位置に上面が位置するように設けられている。図２において、それらの高さの差異がＤ１で示される。

また、調整ローラＴＲ１は、その上にワークＷＫが載ったときに、ワークＷＫの重力に応じて上面が下降するように、弾性部材によって上面の高さ位置が可変調整される。

すなわち、図３（Ａ）に示すように、調整ローラＴＲ１は、コンベアフレーム５の両側に取り付けられた調整装置ＴＳ１、および調整装置ＴＳ１によって両側のシャフト１２（または図１３の支持軸６１）が支持されたフリーローラ３からなる。

調整装置ＴＳ１は、上端部にＵ字形状の切り欠きを有しコンベアフレーム５の側面に取り付けられた基板７１、基板７１に取り付けられたケ−シング７２、ケ−シング７２内に装着されてシャフト１２を支持する圧縮バネ７３などから構成される。

フリーローラ３が自由状態の場合、つまりワークＷＫが載っていない場合に、圧縮バネ７３はフリーローラ３の重量に応じた量だけ圧縮されて撓み、フリーローラ３の上面が搬送ラインＨＬよりも距離Ｄ１だけ高くなっている。この状態でフリーローラ３の上にワークＷＫが載ると、ワークＷＫの重量が加算された分だけ圧縮バネ７３が余計に圧縮されて撓む。ワークＷＫが所定の重量を越えると、フリーローラ３の上面の高さが搬送ラインＨＬと同じになり、ワークＷＫの底面がブレーキローラ４と接触する。

このように、調整ローラＴＲ１において、ワークＷＫの重力に応じて調整ローラＴＲ１（フリーローラ３）の上面の高さ位置が変化し、これによってワークＷＫがブレーキローラ４の上面に接触しまたは接触しないように構成されるのである。

つまり、ブレーキローラ４の両側に設けられたフリーローラ３，３は、フリーローラとしての機能を有するとともに、調整ローラＴＲ１，ＴＲ１としての機能を有するように構成されている。

このように、調整ローラＴＲ１は、その上にワークＷＫが載っていないときにはブレーキローラ４の上面よりも高い位置に上面が位置し、ワークＷＫが載ったときにはその重力に応じて上面が下降するように、弾性部材によって上面の高さ位置が可変調整されるものである。

したがって、ワークＷＫの重量が大きい場合には調整ローラＴＲ１の上面（表面）が下がり、これによってワークＷＫの底面がブレーキローラ４に接触し、ワークＷＫにブレーキローラ４によるブレーキ力が加わる。これにより、ワークＷＫは、その移動速度が減速され、過大な速度になることなく、その自重によってコンベアＣＶ１上を移動する。

これに対して、ワークＷＫの重量が小さい場合には調整ローラＴＲ１の上面が下がらないか、または少ししか下がらないので、ワークＷＫの底面はブレーキローラ４に接触せず、ブレーキローラ４の表面から浮いた状態となる。したがって、ワークＷＫは、ブレーキローラ４によるブレーキ力を受けることなく、フリーローラ３（調整ローラＴＲ１）のみにより支持されて移動する。

このため、ワークＷＫの重量が小さい場合であっても、ブレーキローラ４によって停止することなく、フリーローラ３のみによって移動し搬送される。

この場合の距離Ｄ１は、フリーローラ３、ブレーキローラ４、調整ローラＴＲ１の各間のピッチ、ワークＷＫの重量、寸法、および底面の状態などによっても異なるが、例えば数ミリメートル〜数十ミリメートル程度とすればよい。

なお、調整ローラＴＲ１以外のフリーローラ３およびブレーキローラ４は、図３（Ｂ）に示すように、コンベアフレーム５の側面に取り付けられた基板７１に設けられたＵ字形状の切り欠きにシャフト１２が嵌まり込むことによって、高さが可変調整されることなく、固定された位置で支持されている。

図４には、変形例の調整装置ＴＳ２が示されている。

図４において、調整装置ＴＳ２は、コンベアフレーム５の側面に取り付けられる基板７１Ｂに設けられたＵ字形状の切り欠き７１１に、圧縮バネ７３Ｂが装着され、かつフリーローラ３のシャフト１２が嵌まり込んでいる。シャフト１２は圧縮バネ７３Ｂによって高さが可変調整されるように支持されている。
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態のコンベアＣＶ２について、図５および図６を参照して説明する。

第２の実施形態のコンベアＣＶ２は、基本的な構造は第１の実施形態のコンベアＣＶ１と同じであるが、第１の実施形態の調整ローラＴＲ１に代えて、調整ローラＴＲ２が用いられる。

すなわち、図５および図６に示すように、全てのフリーローラ３およびブレーキローラ４は、その上面が同じ高さ位置の搬送ラインＨＬとなるように装着される。ブレーキローラ４の上流側に、搬送ラインＨＬよりも距離Ｄ２だけ高い位置に上面を有する小径ローラ３Ｂを有する調整ローラＴＲ２が設けられる。

調整ローラＴＲ２は、コンベアフレーム５に取り付けられた基板８１に、２つのブラケット８２，８２が取り付けられ、ブラケット８２，８２に、２つの支持アーム８３，８３が回動可能に取り付けられる。２つの支持アーム８３，８３の先端部には、それらの間に、フリーローラ３よりも径の小さい小径ローラ３Ｂが回転可能に取り付けられる。小径ローラ３Ｂはフリーローラである。

また、２つの支持アーム８３，８３の間には、ロッド８５，８６が取り付けられ、ロッド８５が設けられた部分が上に述べたように回動可能となっている。

また、ロッド８６の中央部と、基板８１に取り付けられたアイボルト８４ａとの間に、引っ張りバネ８４が取り付けられ、これによって小径ローラ３Ｂが上方へ向かって移動する方向に支持アーム８３，８３が付勢される。

また、基板８１には、調整ストッパ８７が高さ調整可能に取り付けられており、その頂部がロッド８５のほぼ中央部に当接するようになっている。調整ストッパ８７の高さを調整することにより、小径ローラ３ＢにワークＷＫが載っていない状態における支持アーム８３，８３の回動角度位置が調整され、これによって小径ローラ３Ｂの高さ位置が調整される。

図５において、ワークＷＫが矢印Ｍ１方向に流れてくると、ワークＷＫの底面はフリーローラ３から小径ローラ３Ｂに乗り移り、ワークＷＫの重量が大きい場合に調整ローラＴＲ２（小径ローラ３Ｂ）の上面が下がる。これによってワークＷＫの底面がブレーキローラ４に接触し、ワークＷＫにブレーキローラ４によるブレーキ力が加わる。

ワークＷＫの重量が小さい場合には、調整ローラＴＲ２（小径ローラ３Ｂ）の上面が下がらないか、または少ししか下がらないので、ワークＷＫの底面はブレーキローラ４に接触せず、したがってワークＷＫにはブレーキローラ４によるブレーキ力が加わらない。

この例で示すように、小径ローラ３Ｂは、ブレーキローラ４の少なくとも上流側の近辺に設けておけばよい。しかし、同様の構造の小径ローラ３Ｂをブレーキローラ４の下流側の近辺に設けるようにすればさらによい。

なお、小径ローラ３Ｂの外径は、フリーローラ３またはブレーキローラ４の外径よりも小さく、かつそれらの間に装着できる程度とすればよい。

第２の実施形態のコンベアＣＶ２によると、全てのフリーローラ３およびブレーキローラ４を一直線上に配置することができるので、従来から使用されているブレーキローラ付きのフリーローラコンベアを用い、これに調整ローラＴＲ２を取り付けるだけでよい。したがって、従来のフリーローラコンベアを容易に改造して調整ローラＴＲ２付きのコンベアＣＶ２とすることができる。
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態のコンベアＣＶ３について、図７ないし図９を参照して説明する。

第３の実施形態のコンベアＣＶ３は、基本的な構造は第２の実施形態のコンベアＣＶ２と同じであるが、第２の実施形態の調整ローラＴＲ２に代えて、調整ローラＴＲ３が用いられる。

図７には第３の実施形態のコンベアＣＶ３で用いられる調整ローラＴＲ３が示されている。図７に示すように、調整ローラＴＲ３は、ブレーキローラ４に対してその両側に小径ローラ３Ｃ，３Ｃが配置される構造である。

すなわち、図７において、コンベアフレーム５（図１，図７参照）の両側に、調整装置ＴＳ３，ＴＳ３が取り付けられている。各調整装置ＴＳ３において、コンベアフレーム５に基台８１Ｃがそれぞれ取り付けられる。基台８１Ｃは、合成樹脂または金属材料などからなり、貫通穴が設けられた四角柱状の２つのブラケット８１１，８１１が、連結板８１２によって連結されて一体化された構造である。

各ブラケット８１１の貫通穴には、支持ロッド８８が軸方向移動可能に挿入され、ナット８８２によってその抜け止めがなされる。また、ナット８８２によって、支持ロッド８８の軸方向の位置が調整される。

支持ロッド８８は、その上端部に、穴が設けられた軸受け部８８１を有し、中央部から下端部にかけてナット８８２が螺合するための雄ネジが設けられている。支持ロッド８８には、軸受け部８８１とブラケット８１１の上面との間に、圧縮バネ８９が装着され、これによって支持ロッド８８が上方へ移動するように付勢されている。

２つの支持ロッド８８の軸受け部８８１の間には、小径ローラ３Ｃのシャフト１２が挿入されて回転不能に支持される。したがって、ブレーキローラ４の両側に、その上面よりも高い位置に上面が位置するように、２つの小径ローラ３Ｃが設けられることとなる。

ワークＷＫが搬送されてくると、ワークＷＫの底面は小径ローラ３Ｃの上に乗り、ワークＷＫの重量が大きい場合に小径ローラ３Ｃの上面が下がる。これによってワークＷＫの底面がブレーキローラ４に接触し、ワークＷＫにブレーキローラ４によるブレーキ力が作用する。

ワークＷＫの重量が小さい場合には、小径ローラ３Ｃの上面が下がらないか、または少ししか下がらないので、ワークＷＫの底面はブレーキローラ４に接触せず、したがってワークＷＫにはブレーキローラ４によるブレーキ力が作用しない。

第３の実施形態のコンベアＣＶ３によると、全てのフリーローラ３およびブレーキローラ４を一直線上に配置することができるので、従来から使用されているブレーキローラ付きのフリーローラコンベアを用い、これに調整ローラＴＲ３を取り付けるだけでよい。したがって、従来のフリーローラコンベアを容易に改造して調整ローラＴＲ３付きのコンベアＣＶ３とすることができる。

しかも、調整ローラＴＲ３の構造が簡単であるので、調整ローラＴＲ３の取り付けを短時間で容易に行うことができ、メンテナンスも容易である。

図８および図９には、変形例の調整装置ＴＳ４が示されている。

図８に示す調整装置ＴＳ４において、取付け金具８１３によって、基台８１Ｄがコンベアフレーム５に取り付けられる。

図９に示すように、基台８１Ｄは、金属材料または合成樹脂などからなり、中央軸部８１４の両端が径大の鍔部８１５，８１５となっており、中央に貫通穴８１６が設けられている。基台８１Ｄのコンベアフレーム５に取り付けられる側は平面に形成されている。

基台８１Ｄの貫通穴８１６には、支持ロッド８８Ｄが挿入され、ナット８８２によって、その抜け止めと支持ロッド８８Ｄの軸方向の位置が調整される。

支持ロッド８８Ｄには、軸受け部８８１と基台８１Ｄの上面との間に、圧縮バネ８９Ｄが装着され、これによって支持ロッド８８Ｄが上方へ移動するように付勢される。２つの支持ロッド８８Ｄの軸受け部８８１の間に、小径ローラ３Ｃが取り付けられる。

調整装置ＴＳ４によると、小径ローラ３Ｃの取り付け位置を、ブレーキローラ４またはコンベアＣＶ３の形状寸法などに合わせて選択することができる。
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態のコンベアＣＶ４について、図１０ないし図１３を参照して説明する。

第４の実施形態のコンベアＣＶ４は、基本的な構造は第１の実施形態のコンベアＣＶ１と同じであるが、第１の実施形態の調整ローラＴＲ１に代えて、調整ローラＴＲ４が用いられる。調整ローラＴＲ４は、他のフリーローラ３およびブレーキローラ４と同じ高さ位置にそのシャフト１２の軸心が位置するように取り付けられる。

図１０には、調整ローラＴＲ４の側面図が示されている。

図１０において、調整ローラＴＲ４は、フリーローラ３Ｅのローラ筒１１の外周面に、可撓部材９１が層状に巻かれて円筒状に形成されたものである。可撓部材９１は、接着剤などによってローラ筒１１の表面に固定すればよい。または、ローラ筒１１の外径よりも若干小さい内径の弾性体としておき、ローラ筒１１の外周面に弾性的に拡げて被せるようにしてもよい。このようにすると、可撓部材９１が磨耗しまたは損傷したときの交換が容易である。

ローラ筒１１の外径は、ブレーキローラ４の外径よりも少し小さく設定されている。可撓部材９１は、柔らかいウレタン樹脂またはスポンジなどのような可撓性を有する材料からなっており、自由状態における外径は、ブレーキローラ４の外径よりも少し大きく設定されている。

すなわち、図１１（Ａ）に示すように、自由状態における調整ローラＴＲ４の上面の位置、つまり可撓部材９１の上面の位置は、フリーローラ３およびブレーキローラ４の外径で形成される搬送ラインＨＬよりも距離Ｄ４だけ高い位置となっている。

調整ローラＴＲ４の上にワークＷＫが載ると、ワークＷＫの重量に応じて可撓部材９１が圧縮されて撓み、その上面の高さ位置が低下する。

つまり、ワークＷＫの重量が大きい場合には、図１１（Ｂ）に示すように、可撓部材９１が十分に撓み、上面が搬送ラインＨＬとほぼ同じ位置となる。これによってワークＷＫの底面がブレーキローラ４に接触し、ワークＷＫにブレーキローラ４によるブレーキ力が加わる。

ワークＷＫの重量が小さい場合には、可撓部材９１の上面が下がらないか、または少ししか下がらないので、ワークＷＫの底面はブレーキローラ４に接触せず、したがってワークＷＫにはブレーキローラ４によるブレーキ力が加わらない。

このように、調整ローラＴＲ４による場合には、構造が簡単であり、フリーローラコンベアのフリーローラ３を調整ローラＴＲ４に交換することで容易にコンベアＣＶ４を構成することができる。

なお、可撓部材９１は、ローラ筒１１の軸方向の全長にわたって設けてもよく、その一部に設けてもよい。また、例えば、ローラ筒１１の長さ方向の複数個所に分けて設けてもよい。特に、ワークＷＫの底面の形状に応じて、例えばワークＷＫの底面が当接する２箇所または３箇所以上に設けておいてもよい。

図１２には、変形例の調整ローラＴＲ４Ｂ，Ｃが示されている。

図１２（Ａ）に示す調整ローラＴＲ４Ｂにおいて、可撓部材９１Ｂは、基部９１１、および基部９１１から突出して可撓性を有する多数の髭状体９１２からなる。ワークＷＫの重量に応じて髭状体９１２が撓み、上面の高さが変更される。

なお、髭状体９１２のものとして、種々の太さ、長さ、形状、材質のものが使用可能である。また、可撓性を有する多数の細い繊維を植毛してもよい。

図１２（Ｂ）に示す調整ローラＴＲ４Ｃにおいて、可撓部材９１Ｃは、チューブ状のものであり、密封された内部空間には適当な圧力のガスが封入される。ワークＷＫの重量に応じてガスが圧縮され、可撓部材９１Ｃが撓んで上面の高さが変更される。

このようなチューブ状の可撓部材９１Ｃは、例えば合成ゴムなどによって形成し、その内径をローラ筒１１の外径よりも少し小さくしておき、ローラ筒１１の外周面に弾性的に伸ばして被せるようにしておけばよい。

また、チューブ状の可撓部材であっても、内部を密封することなく、それ自体の材料の可撓性によって撓んだり復元したりするようにしてもよい。

その他、調整ローラＴＲ４の可撓部材の構造、形状、材質などは、種々のものとすることができる。

次に、ブレーキローラ４の構造の例を、図１３ないし図１７を用いて説明する。

図１３に示すブレーキローラ４において、シャフト１２および支持軸６１は、図示しない公知のコンベアフレームに回転不能に取り付けられ、ローラ筒１１がシャフト１２および支持軸６１を軸心として回転する。

すなわち、図１３において、ブレーキローラ４は、ローラ筒１１、シャフト１２、遊星歯車機構１３、クラッチ機構１４、ブレーキ機構１５、および支持軸部１６などからなる。

ローラ筒１１は、金属材料または合成樹脂などからなる円筒状のものであり、両端部の端部板２０ａ，２０ｂを介して設けられたベアリング２１，２２により、シャフト１２および支持軸６１に対して回転可能に設けられている。

シャフト１２は、金属材料などからなり、ローラ筒１１の回転を支持するために当該ローラ筒１１の軸心部に設けられている。シャフト１２の端部には、図示しないコンベアフレームに回転不能に取り付けるための二面幅を有した平面部１２ａが設けられている。

遊星歯車機構１３は、ローラ筒１１の内部に設けられ、ローラ筒１１の回転力を入力として増速し、増速した回転力をクラッチ機構１４に伝える。遊星歯車機構１３は、シャフト１２に対して相対回転が自在となっている。本実施形態において、遊星歯車機構１３は、２段に連結された公知の構造のものである。

すなわち、内歯３３は、ローラ筒１１と一体に回転するようその内周面に取り付けられており、それぞれの遊星歯車３１，３２が内歯３３と噛み合う。したがって、ローラ筒１１の回転によって、遊星歯車３１，３２がそれぞれ自転および公転し、遊星歯車３２に噛み合う太陽歯車３４から回転力が出力される。

太陽歯車３４は、遊星歯車３２に噛み合う外歯とそれに軸方向に連続する内歯とが一体に形成されたものである。遊星歯車機構１３のこれらの各部材は、合成樹脂の成形によって製作することが可能である。

太陽歯車３４によって、ローラ筒１１の回転速度を数倍〜数十倍に増大することができる。その増速比は、歯数その他の構造を選定することによって種々設定することができる。

クラッチ機構１４は、遊星歯車機構１３から出力される回転力をブレーキ機構１５に伝達して回転させるとともに、伝達トルクが過大になったときにすべりを生じさせる。これによって、過大な衝撃や部材の破損が防止される。

図１４および図１５をも参照して、クラッチ機構１４は、ハウジング４０、入力軸部４１、クラッチ板４２、摩擦板４３、および板バネ４４などからなる。

ハウジング４０は、ハウジング本体４０ａおよび蓋体４０ｂからなり、合成樹脂などによって形成される。ハウジング本体４０ａの鍔部４０１の外周面に蓋体４０ｂの鍔部４０２が被せされ、鍔部４０２に設けられた複数の係止部４０３が鍔部４０１に設けられた複数の突起４０４にそれぞれ嵌まり込むことにより、これらが一体化されてハウジング４０が構成される。

入力軸部４１は、太陽歯車３４の内歯に噛み合う外歯とそれに連続する外歯４１ａとが一体に形成されたものである。入力軸部４１は、合成樹脂の成形によって製作することが可能である。入力軸部４１の外歯４１ａの部分は、蓋体４０ｂの穴を挿通してハウジング４０内に挿入されている。入力軸部４１は、シャフト１２に対して相対回転が自在となっている。

クラッチ板４２は、グラスファイバーを含む素材からなる円板状（ドーナツ形状）で同形状の２つのクラッチ板部材４２ａ，ｂからなる。クラッチ板部材４２ａ，ｂは、その外径部分は円形であるが、その内径部分に複数の歯４２１，４２１が設けられており、歯４２１，４２１が入力軸部４１の外歯４１ａと噛み合って一体的に回転する。

なお、２つのクラッチ板部材４２ａ，ｂは、それぞれの内側の面が互いに接触して一体的に回転する。また、２つのクラッチ板部材４２ａ，ｂは、それぞれ外側の面が摩擦板４３と接触して回転することが可能であり、過大な外力が加わったときには、クラッチ板部材４２ａ，ｂと摩擦板４３との間にすべりが生じる。

このように２つのクラッチ板部材４２ａ，ｂを用いているので、一方が摩耗した場合には摩耗した方のクラッチ板部材４２ａ，ｂのみを交換すればよい。しかし、１つのクラッチ板部材のみを用いてもよい。

摩擦板４３は、鉄板、亜鉛鋼板、銅板などの金属材料などからなる円板状（ドーナツ形状）で同形状の２つの摩擦板部材４３ａ，ｂからなる。摩擦板部材４３ａ，ｂは、その内径部分は円形であるが、その外径部分（外周縁）に複数の凸部４３１，４３１が設けられており、凸部４３１，４３１がハウジング本体４０ａの鍔部４０１に設けられた凹部４０５に係合して一体的に回転する。

板バネ４４は、バネ鋼板などが材料として用いられ、環状であって板厚方向に撓んだ形状に形成されたものである。板バネ４４は、ハウジング本体４０ａ内に装着されることにより、クラッチ板４２と摩擦板４３との間に適度な接触圧が生じるよう、それらを押圧して付勢する。

なお、ハウジング４０は、ベアリング２３により、シャフト１２に対して回転可能に支持されている。

ブレーキ機構１５は、基台５０、２つの揺動アーム５１，５１、およびブレーキドラム５２などからなる。

図１６および図１７も参照して、基台５０は、金属材料などから環状（ドーナツ形状）に形成されている。基台５０は、ベアリング２４により、シャフト１２に対して回転可能に支持されるとともに、ハウジング本体４０ａの外周面に嵌まり込んでこれと一体に回転する。つまり、基台５０は、クラッチ機構１４からの出力によりシャフト１２を軸心として回転可能である。

２つの揺動アーム５１，５１は互いに同じ構造であるので、１つのみについて説明する。

すなわち、揺動アーム５１は、ローラ筒１１の内部において、軸心から偏位した位置にあって基台５０の側面から軸方向に突出するように取り付けられたブレーキ軸５３を軸心として回転可能なように、基台５０に取り付けられている。揺動アーム５１は、基台５０が回転するとそれと一体に回転し、その回転による遠心力で半径方向外方へ揺動する。

つまり、揺動アーム５１は、基台５０の側面から突出するように設けられた偏心軸であるブレーキ軸５３を中心として揺動可能である。

揺動アーム５１は、その正面視（図１７に示す状態）において、ブレーキ軸５３が挿通される穴が設けられた基部５１ａ、基部５１ａに連続して延びて揺動するアーム部５１ｂ、アーム部５１ｂを強く揺動させるためにアーム部５１ｂから連続して延びたヘッド部５１ｃなどを有する。

アーム部５１ｂには、その外周面に、軸方向に延びる溝５１１が設けられ、その溝５１１にブレーキシュー５４の一部が嵌まり込み、接着剤によって取り付けられている。

揺動アーム５１は、基部５１ａの穴にブレーキ軸５３が挿通された状態で、止めリング５３１によって抜け止めがなされている。

ヘッド部５１ｃは重量が大きくなっており、遠心力が働いたときにブレーキシュー５４を強くブレーキドラム５２に押しつける役割を果たす。

ヘッド部５１ｃに設けられた穴５１２には、コイルバネ（引っ張りコイルバネ）５５の一端が挿入されて係合し、コイルバネ５５の他端はもう一方の揺動アーム５１を支持するブレーキ軸５３に巻き付けられている。つまり、コイルバネ５５によって、揺動アーム５１は、ブレーキ軸５３を中心として半径方向内方に向かうように、換言すればブレーキシュー５４がブレーキドラム５２の内周面から離れる方向に、付勢される。

このように、本実施形態では、ブレーキ復帰付勢部材としてコイルバネ５５が用いられる。また、基台５０の同じ側面には、少なくとも２つの揺動アーム５１，５１が設けられ、それぞれの揺動アーム５１の先端部と各揺動アーム５１に隣合う揺動アーム５１についてのブレーキ軸５３との間に、それぞれコイルバネ５５が張設されている。

また、基台５０の側面には、軸心に対して互いに対称位置に２つの突起部５０１が設けられており、コイルバネ５５によって半径方向内方に付勢された揺動アーム５１は、そのヘッド部５１ｃが突起部５０１に当接して半径方向内方における位置決めがなされる〔図１７（Ａ）の状態〕。

なお、突起部５０１には、半径方向の外側において連続したそれよりも低い低部が設けられている。

ブレーキシュー５４は、耐摩耗性を有する合金材料によって正面視が四角形の板状に形成されている。ブレーキシュー５４の表面は平面であるが、ブレーキドラム５２の内周面に沿った円周面に形成してもよい。

ブレーキドラム５２は、ローラ筒１１と一体に回転するようにローラ筒１１の内周面側に設けられる。ブレーキシュー５４が半径方向外方へ移動したときに、ブレーキシュー５４の外周面がブレーキドラム５２の内周面に当接し、ブレーキ力を発生させる〔図１７（Ｂ）参照〕。

ブレーキドラム５２は、ベアリング２５により、シャフト１２に対して回転可能に支持される。

なお、ベアリング２４とベアリング２５との間には、それらの軸方向における位置決めのための円筒状のスペーサ２７が設けられる。スペーサ２７によって、基台５０とブレーキドラム５２との間にクリアランスを有した状態で軸方向の位置決めがなされている。

図１３に示されるように、ブレーキドラム５２がローラ筒１１と一体回転するように、回転支持部材５６が設けられる。

すなわち、回転支持部材５６は、ローラ筒１１の内周面に嵌合して当該ローラ筒１１と一体回転するものである。回転支持部材５６は、例えば、金属板をプレス加工することによって、円板状部と円板状部の外周端から軸方向に延びる外周縁鍔部とを有する形状に形成される。この円板状部は、ベアリング２６によってシャフト１２に対して回転可能に支持される。外周縁鍔部は、ローラ筒１１の内周面と当接し、その摩擦力などによって一体的に回転する。

ブレーキドラム５２の端面からは、軸方向に係合ピン５７が突出しており、係合ピン５７が、回転支持部材５６の円板状部に設けられた穴に挿入されて回転方向に係合し、これによってそれらが一体的に回転する。

上の説明で分かるように、シャフト１２は、ローラ筒１１の一方の端部に設けられたベアリング２１と、回転支持部材５６に設けられたベアリング２６とによって、ローラ筒１１との間で相対回転可能に支持されている。

支持軸部１６は、ローラ筒１１の端部に設けられた端部板２０ｂにより支持されたベアリング２２、および支持軸６１により構成される。端部板２０ｂの内側の端面には、合成樹脂などからなるカバー６２が、ネジによって取り付けられている。

次に、ブレーキローラ４の動作について説明する。

ブレーキローラ４は、フリーローラコンベアに、ワークの長さよりも短いピッチで１個ずつ取り付けられる。したがって、通常、１つのブレーキローラ４とその次のブレーキローラ４との間に、複数のフリーローラが配置された状態となる。そのとき、ブレーキローラ４のシャフト１２は、コンベアフレームに対して回転不能に取り付けられる。

なお、このようなブレーキローラ４のコンベアフレームへの取り付け方法は公知であり、例えば特開平７−１３７８２１号、特開平７−２８５６２８号などの記載を参考にすることができる。

ブレーキローラ４の上をワークが移動することによってローラ筒１１が回転する。そうすると、ローラ筒１１の回転力は遊星歯車機構１３によって増速され、その太陽歯車３４の出力部分によって入力軸部４１を回転させる。

入力軸部４１の回転によって、クラッチ板４２、摩擦板４３、ハウジング４０、および基台５０が回転し、ブレーキ機構１５に回転力が伝達される。このとき、基台５０は、ローラ筒１１の回転方向とは逆の方向に回転する。

基台５０が回転すると、それによる遠心力で揺動アーム５１が半径方向外方へ揺動し、これにより、ブレーキシュー５４が半径方向外方へ移動してブレーキドラム５２の内周面に当接する。これによる摩擦力によって、ブレーキシュー５４にはブレーキ力が発生する。このブレーキ力は、遊星歯車機構１３により増幅されてローラ筒１１に伝わり、十分大きなブレーキ力となる。

これによって、ローラ筒１１の回転速度が抑制され、ワークが過度な速度で移動することが防止される。

また、ブレーキシュー５４とブレーキドラム５２とは互いに反対方向に回転した状態で当接するので、より大きなブレーキ力が発生する。遊星歯車機構１３によって揺動アーム５１の回転速度が増速されるので、揺動アーム５１に加わる遠心力が大きくなり、ブレーキ力が得やすい。

また、ブレーキシュー５４とブレーキドラム５２とが摺接するが、これらの材料を適切に選定しておくことによって、それらの摩耗や傷を最小限に抑えることができる。また、万が一傷が付いた場合でも、機能上および美観上の問題が生じ難い。

ブレーキ機構１５によるブレーキ力が遊星歯車機構１３により増幅されるので、ブレーキシュー５４とブレーキドラム５２との間の摩擦力が小さくても必要な大きなブレーキ力を得ることができる。また、ブレーキドラム５２およびブレーキシュー５４として最適の材料を選定することにより、その耐久性を十分に確保することが可能である。

上に述べた実施形態のブレーキローラ４によると、遊星歯車機構１３、クラッチ機構１４、およびブレーキ機構１５が、ローラ筒１１の内部に軸方向に沿ってコンパクトに装着されるので、ローラ筒１１の外径を小さくすることができ、ブレーキローラ４を小型化することができる。

したがって、コンベアにおけるフリーローラと同じ外径のブレーキローラ４を容易に製作することができ、一部のフリーローラをブレーキローラ４に変更するだけで、ワークの速度が過大になることを防止したコンベアとすることができる。

また、本実施形態のブレーキローラ４は、ブレーキ機構１５の部分をモータに変えることにより、モータローラとして用いることが可能である。つまり、特開平７−１３７８２１号、特開平７−２８５６２８号などで示したモータローラと多くの部品を共通化することが可能であり、製造上においてまたメンテナンスなどにおいて有利である。

上に述べた本実施形態のブレーキローラ４によると、外径を例えば３８〜６０ｍｍとすることができる。また、コンベアへの取り付け、取り付け後の調整などが容易である。

この点、従来の構造のブレーキローラでは、外径が例えば８６ｍｍと大きく、取り付けや調整が複雑であった。

そして、本実施形態のブレーキローラ４によると、例えば、コンベアの傾斜角が３０度程度の場合に、重量５〜１００ｋｇのワークの搬送が可能である。また、コンベアの傾斜角が３度程度の場合に、重量１０００ｋｇまでのワークの搬送が可能である。

本実施形態のブレーキローラ４を用いた場合に、ワークの暴走や破損が防止され、騒音が低減され、安全性も向上する。ワークをコンベア上にアキュムレートすることが容易である。

上に述べた実施形態において、遊星歯車機構１３を１段または３段以上としてもよい。クラッチ機構１４を省略することも可能である。２つの揺動アーム５１，５１を１８０度ずらせた点対称の位置に設けたので、バランスが良好である。しかし、３つ以上の揺動アーム５１をバランスよく設けることでもよい。

ブレーキシュー５４の材料および形状を、上に述べた以外の種々のものとしてよい。ブレーキシュー５４を揺動アーム５１の一部によって構成することも可能である。基台５０、揺動アーム５１、ブレーキドラム５２などは、例えば焼結金属などを用いた型成形によって製作することが可能である。

コイルバネ５５の取り付け位置は、上に述べた以外の位置でもよい。コイルバネ５５として圧縮コイルバネを用いることも可能である。コイルバネ５５に代えて、板バネ、その他のバネを用いることが可能である。

その他、ローラ筒１１、シャフト１２、遊星歯車機構１３、クラッチ機構１４、ブレーキ機構１５、およびブレーキローラ４の各部または全体の構成、構造、材料、形状、個数、配置などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。

ＣＶ１〜４ コンベア
３ フリーローラ（ローラ）
３Ｂ，３Ｃ 小径ローラ
４ ブレーキローラ（ローラ）
５ コンベアフレーム
１１ ローラ筒
１２ シャフト
７１ 基板（支持基部）
７３，７３Ｂ 圧縮バネ（弾性部材、付勢部材）
８１ 基板
８１Ｃ、８１Ｄ 基台（支持基部）
８２ ブラケット（支持基部）
８３ 支持アーム（支持ロッド）
８４ 引っ張りバネ（弾性部材、付勢部材）
８８，８８Ｄ 支持ロッド
８８２ ナット（調整部材）
８９，８９Ｄ 圧縮バネ（弾性部材、付勢部材）
９１，９１Ｂ，９１Ｃ 可撓部材（弾性部材）
ＴＲ１〜４ 調整ローラ
ＴＳ 調整装置
ＷＫ ワーク

Claims (1)

1. コンベアフレームに設けられたローラの上をワークが重力によって搬送されるように構成されるコンベアであって、
   前記ローラとして、少なくとも１つのブレーキローラが設けられ、
   前記ブレーキローラの少なくとも上流側の近辺には、ワークが載っていないときには前記ブレーキローラの上面よりも高い位置に上面が位置しワークが載ったときにはその重力に応じて上面が下降するように、弾性部材によって上面の高さ位置が可変調整される調整ローラが設けられており、
   ワークの重力に応じて前記調整ローラの上面の高さ位置が変化し、これによってワークが前記ブレーキローラの上面に接触しまたは接触しないように構成されてなり、
   前記弾性部材は、可撓性を有する材料からなって前記調整ローラの外周面に配置された可撓部材である、
   ことを特徴とするコンベア。

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