JP5292950B2 - 搬送装置用フリクションローラ - Google Patents

Description

本発明は、摩擦駆動式トロリコンベア等の搬送装置に使用されるフリクションローラに関するものである。

搬送装置用フリクションローラとして、治具パレットを搬送駆動するためのフリクションローラにおいて、円環状の弾性ローラ（弾性リング）の内周面と前記弾性ローラを支持する支持部材（支持ローラ）の外周面とを接着等により接合しないようにするとともに、前記弾性ローラの内周面に両面側に対して外広がり状のテーパ面をそれぞれ対称的に一対形成し、前記支持部材を厚み方向に対して二分割してなる分割ローラの外周面に、前記弾性ローラの内周面に形成されたテーパ面よりテーパ角度が小さいテーパ面を形成してなるものがある（特許文献１参照。）。
このような構成のフリクションローラによれば、弾性ローラが摩耗した際に該弾性ローラだけを交換することができるとともに、支持部材を弾性ローラに着脱する作業を容易に行なうことができる。

特開２００５−３５７７４号公報（図４−１０）

特許文献１のフリクションローラは、弾性ローラの内周面と支持部材の外周面とを接着等により接合していないことから、弾性ローラを支持部材に対して位置決めする位置決め手段として、弾性ローラの内周面及び支持部材の外周面を前記テーパ面としており、例えば、弾性ローラのテーパ面を軸心線に対して略１８．５°程度の傾斜角度とし、支持部材のテーパ面を軸心線に対して略１０°程度の傾斜角度としている。
よって、弾性ローラの一対のテーパ面がなす角度は略１５３°程度に、支持部材の一対のテーパ面がなす角度は略１７０°程度に、いずれも鈍角とされ、その中でも比較的大きい角度に設定されている。

このような傾斜角度に設定されたテーパ面による位置決め手段を備えたフリクションローラにおいては、支持部材の端部にフランジを形成することにより、弾性ローラの外れ止めを行うとともに、組付け完了状態で弾性ローラを変形させて支持部材のテーパ面に倣わせる必要がある。
このように弾性ローラを支持部材のフランジにより変形させた状態で使用する構成では、弾性ローラにおけるフランジが押し付けられた部分とそうでない部分の境目に大きな応力が生じて該弾性ローラに無理が掛かるため、弾性ローラの交換時期が早まる場合がある。

また、特許文献１のフリクションローラの構成は、弾性ローラの内周面と支持部材の外周面とを接合していないとともに、前記テーパ面のなす角度が比較的大きな鈍角であることから、支持部材の外周テーパ面にローレット加工を施すことにより、支持部材に対する弾性ローラの滑りを抑制する必要がある。すなわち、前記ローレット加工を施すことにより、フリクションローラにより治具パレットに推進力を付与して治具パレットを駆動するトルク伝達効率を向上させる必要がある。
このようなローレット加工を施す構成では、加工コストが増大するとともに、支持部材と弾性ローラとの間で滑りが発生した際には、却って弾性ローラが損傷してその交換時期が早まることになる。

そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、円環状の弾性ローラの内周面と前記弾性ローラを支持する支持部材の外周面とを接着等により接合しないようにするとともに支持部材を分割構造にして弾性ローラだけを交換することができる構成において、支持部材へのフランジの形成やローレット加工を不要としながら、支持部材に対する弾性ローラの滑りを効果的に抑制することにより、フリクションローラにより搬送装置のキャリアに推進力を付与してキャリアを駆動するトルク伝達効率を向上することができる搬送装置用フリクションローラを提供する点にある。

本発明に係る搬送装置用フリクションローラは、前記課題解決のために、非自走式キャリアの被駆動面又は自走式キャリアが走行するレールに外周面が圧接される円環状の弾性ローラ及び該弾性ローラに内嵌される支持部材を備え、該支持部材を前記弾性ローラが着脱可能な分割構造としてなる搬送装置用フリクションローラであって、前記弾性ローラの内周面を、回転軸方向中間部から側端面に向かって径方向外側に広がるように傾斜させ、これら傾斜内周面同士のなす角度を略直角又は鋭角とするとともに、前記支持部材の外周面を前記弾性ローラの傾斜内周面に対して面同士が当接する傾斜外周面としてなり、前記支持部材が、前記弾性ローラの一方の傾斜内周面に対して面同士が当接する傾斜外周面を有する傾斜リング部及びその径方向内側に位置して径方向に延びる平リング部からなる板状の支持リングの一対を背面合わせして連結してなるものであり、前記支持リングの平リング部に締結され、駆動装置の出力軸に取り付けられる取付部材を備えたものである。

また、前記弾性ローラの傾斜内周面に、前記傾斜リング部の先端角部を逃げる周溝を形成してなると好ましい。

本発明に係る搬送装置用フリクションローラによれば、非自走式キャリアの被駆動面又は自走式キャリアが走行するレールに外周面が圧接される円環状の弾性ローラ及び該弾性ローラに内嵌される支持部材を備え、該支持部材を前記弾性ローラが着脱可能な分割構造としてなる搬送装置用フリクションローラであって、前記弾性ローラの内周面を、回転軸方向中間部から側端面に向かって径方向外側に広がるように傾斜させ、これら傾斜内周面のなす角度を略直角又は鋭角とするとともに、前記支持部材の外周面を前記弾性ローラの傾斜内周面に対して面同士が当接する傾斜外周面としてなるので、支持部材を弾性ローラが着脱可能な分割構造としているとともに、支持部材の傾斜外周面がなす角度及び弾性ローラの傾斜内周面がなす角度が略直角又は鋭角であるため、弾性ローラが摩耗した際に該弾性ローラを支持部材から容易に取り外して該弾性ローラのみを交換することができるとともに、弾性ローラを支持部材に接着する作業が不要であるため、コストを低減することができる。

その上、弾性ローラの傾斜内周面のなす角度を略直角又は鋭角とするとともに、支持部材の外周面を前記傾斜内周面に対して面同士が当接する傾斜外周面としていることから、略Ｖ字状のリム部のなす角度が略直角又は鋭角であり、該リム部の傾斜外周面と弾性ローラの傾斜内周面との面同士が当接する構成であるため、弾性ローラが支持部材に対して位置決めされるとともに抜け止めもされ、さらに、略Ｖ字状リム部の摩擦力が大きくなるため、支持部材に対する弾性ローラの滑りを抑制する効果を高めることができる。
よって、支持部材へのフランジの形成やローレット加工を不要としながら、支持部材に対する弾性ローラの滑りを効果的に抑制することにより、フリクションローラにより搬送装置のキャリアに推進力を付与してキャリアを駆動するトルク伝達効率を向上することができる。

その上さらに、前記支持部材が、前記弾性ローラの一方の傾斜内周面に対して面同士が当接する傾斜外周面を有する傾斜リング部及びその径方向内側に位置して径方向に延びる平リング部からなる板状の支持リングの一対を背面合わせして連結してなるものであり、前記支持リングの平リング部に締結され、駆動装置の出力軸に取り付けられる取付部材を備えたので、板状の一対の支持リングを同一のものとしてプレス加工により製作することができるため、コストをさらに低減することができるとともに、フリクションローラの軽量化を図ることができる。
その上、一対の支持リングを背面合わせしてこれらの傾斜リング部により形成される略Ｖ字状のリム部のなす角度が略直角又は鋭角であることから、平リング部に対する傾斜リング部の傾斜角度が比較的小さくなるため、この点からも前記プレス加工を容易に行うことができる。

さらに、前記弾性ローラの傾斜内周面に、前記傾斜リング部の先端角部を逃げる周溝を形成してなると、前記効果に加え、弾性リングが弾性変形した際に、傾斜リング部の先端角部が弾性リングに食い込んで該弾性リングを損傷させることがない。

次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
本発明のフリクションローラが用いられる搬送装置は、以下の実施の形態に示すようなトロリコンベアである摩擦駆動式フロアコンベアの他、台車の側面（台車駆動面）にフリクションローラを圧接して推進力を付与する台車コンベア、摩擦駆動式オーバヘッドコンベア、又は、レール上を走行する電車等であってもよく、すなわち、本発明のフリクションローラは、フリクションローラの外周面を非自走式キャリアの被駆動面に圧接することにより該キャリアに推進力を付与する構成、又は、フリクションローラの外周面を自走式キャリアが走行するレールに圧接することにより該キャリア自体が走行する構成の搬送装置に用いることができる。

図１〜図６は、本発明の実施の形態に係る搬送装置用フリクションローラ１の構成説明図であり、図１はフリクションローラ１を摩擦駆動式フロアコンベア１１に用いた例を示す平面図、図２は同コンベア１１におけるフリクションローラ式駆動装置１５の部分断面側面図、図３はフリクションローラ１の分解斜視図、図４は同じく平面図、図５は同じく要部を拡大して示す縦断側面図、図６は弾性リングに形成した周溝２Ｄを示す縦断側面図である。

図１に示す搬送装置は、トロリコンベアである摩擦駆動式フロアコンベア１１であり、搬送方向（図中矢印Ａ参照。）に向かって左右に設置された走行レール１２，１２に走行車輪１３，…を係合させることにより走行レール１２，１２に支持された複数のトロリ１４，…とこれらトロリの隣り合うもの同士に渡された被駆動ロッド等によって構成される非自走式キャリア上に被搬送物が載置される。
そして、搬送経路の適宜箇所に設置されたフリクションローラ式駆動装置１５のフリクションローラ１の弾性ローラ２の垂直外周面２Ａを、トロリ１４の被駆動面１４Ａ及び被駆動ロッドの被駆動面に圧接することにより、フリクションローラ１のトルク（回転方向は図中矢印Ｂ参照。）がキャリアに伝達されて推進力が付与されるため、該キャリアが搬送経路に沿って搬送される。
なお、フリクションローラ１の前記被駆動面に対向する面以外の大部分は、安全上の配慮等から、カバー２１で覆われている。

カバー２１を取り外した状態である図２に示すように、フリクションローラ式駆動装置１５は、モータ１６の出力を減速機１７によりトルク増幅した出力が取り出される出力軸１８にスプライン１８Ａを形成しており、該スプライン１８Ａに、例えば鋼製の取付部材４のボス部７に形成したスプライン７Ａを係合させることにより、フリクションローラ１にトルクを伝達して回転させるものである。
また、フリクションローラ１は、例えばウレタンゴム又はアクリルニトリルブタジエンゴム等からなる円環状の弾性ローラ２及び弾性ローラ２に内嵌される例えば鋼製の支持部材３を備えるとともに、支持部材３はボルト９，…及びナット１０，…により取付部材４のフランジ部８に連結固定される。

図２及び図３に示すように、弾性ローラ２は、その内周面が、上下方向（回転軸方向）中間部の垂直内周面２Ｂ及び該垂直内周面２Ｂの上下から上下端面（側端面）に向かって径方向外側に広がるように傾斜する上下一対の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃにより形成されており、該傾斜内周面２Ｃ，２Ｃのなす角度は後述するように略直角又は鋭角とされる。
支持部材３は、上側の支持リング３Ａと下側の支持リング３Ｂとを背面合わせして連結してなるものであり、これら一対の支持リング３Ａ，３Ｂは、弾性ローラ２の一方の傾斜内周面２Ｃに対して面同士が当接する傾斜外周面６Ａを有する傾斜リング部６及びその径方向内側に位置して径方向に延びる平リング部５からなる板状のものである。

図２及び図３に示すように、弾性ローラ２の上側及び下側から、上下の通孔５Ｂ，５Ｂを合わせた状態として支持リング３Ａ，３Ｂをあてがい、支持リング３Ａ，３Ｂの嵌合孔５Ａ，５Ａに取付部材４のボス部７の下側部分を内嵌して、通孔５Ｂ，…に通孔７Ｂ，…を合わせた状態とし、ボルト９，…を通孔５Ｂ，５Ｂ，…及び通孔７Ｂ，…に挿通してナット１０，…と螺合することにより、弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃと支持部材３（支持リング３Ａ，３Ｂ）の傾斜外周面６Ａ，６Ａとを接着等により接合せずに、フリクションローラ１の組立を容易に行うことができ、この組立状態において、弾性ローラ２は支持部材３に対して位置決めされるとともに抜け止めされる。

このようにして組み立てたフリクションローラ１は、前述のとおり、取付部材４のボス部７に形成したスプライン７Ａをフリクションローラ式駆動装置１５の出力軸１８に形成したスプライン１８Ａに係合させた状態で、ワッシャ１９を上側からあてがってボルト２０を出力軸１８に螺合することにより、出力軸１８に固定される。

また、一対の支持リング３Ａ，３Ｂは、これらの傾斜リング部６，６が弾性ローラ２を支持する略Ｖ字状のリム部を構成しており、一対の支持リング３Ａ，３Ｂを分離することにより、すなわちボルト９，…及びナット１０，…を緩めて取り外すことにより前記リム部が分離する分割構造であることから、弾性ローラ２を容易に取り外すことができるため、弾性ローラ２を交換する際の脱着を容易に行うことができる。
なお、支持リング３Ａ，３Ｂの孔５Ｃは、例えば鋼板製の支持リング３Ａ，３Ｂの軽量化及び材料の節約のためにプレス成形により適宜位置に形成した抜き孔である。

次に、図５に示す略Ｖ字状リム部のなす角度（弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃのなす角度、支持部材３の傾斜外周面６Ａ，６Ａのなす角度）θの大きさの設定方法について説明する。
図４及び図５において、フリクションローラ１の押付け力をＷ、弾性ローラ２の外周面２Ａ及びトロリ１４の被駆動面１４Ａ間の摩擦係数をμ１、支持部材３の傾斜リング部６の傾斜外周面６Ａ及び弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ間の摩擦係数をμ２とすると、図４に示す弾性ローラ２及び被駆動面１４Ａ間の摩擦力Ｆ１は、Ｆ１＝μ１・Ｗであり、傾斜リング部６，６の傾斜外周面６Ａ，６Ａ及び弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃ間をずらす方向に作用する力Ｆ２は、Ｆ２＝（Ｒ１／Ｒ２）Ｆ１であるため、これらの式から次式（１）が得られる。

Ｆ２＝（Ｒ１／Ｒ２）μ１・Ｗ ・・・（１）

また、図５において、傾斜内周面２Ｃの垂直抗力をＰとすると、力の釣り合いから、Ｗ＝２Ｐｓｉｎ（θ／２）が得られ、よって、次式（２）が得られる。

Ｐ＝（Ｗ／２）／（ｓｉｎ（θ／２）） ・・・（２）

さらに、傾斜リング部６，６（リム部）の摩擦力Ｆは、Ｆ＝２μ２・Ｐであるため、この式と式（２）より、次式（３）が得られる。

Ｆ＝μ２・Ｗ／ｓｉｎ（θ／２） ・・・（３）

リム部における滑り（支持部材３の傾斜リング部６，６の傾斜外周面６Ａ，６Ａ及び弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃ間における滑り）を防ぐためには、Ｆ＞Ｆ２を満たす必要があるため、式（１）及び式（３）より、ｓｉｎ（θ／２）＜（Ｒ２／Ｒ１）（μ２／μ１）となるため、次式（４）が得られる。

θ＜２ｓｉｎ^-1[（Ｒ２／Ｒ１）（μ２／μ１）] ・・・（４）

ここで、略Ｖ字状リム部のなす角度θが小さい程、いわゆるくさび増力効果により、リム部の摩擦力Ｆが大きくなるため、支持部材３に対する弾性ローラ２の滑りを抑制する効果が高まることになる。
また、リム部における滑りを防ぐためには、例えば、式（４）において、Ｒ２／Ｒ１＝０．８とすると、μ２／μ１＝１で、θ＜１０６．３°、μ２／μ１＝０．８で、θ＜７９．６°、μ２／μ１＝１．２で、θ＜１４７．５°となり、Ｒ２／Ｒ１＝０．７５とすると、μ２／μ１＝１で、θ＜９７．２°、μ２／μ１＝０．８で、θ＜７３．７°、μ２／μ１＝１．２で、θ＜１２８．３°となる。
よって、摩擦係数のばらつき等を考慮すると、略Ｖ字状リム部のなす角度θは略直角又は鋭角としておくのが好ましく、製作のしやすさや被駆動面との接触面積を確保する観点からは、略Ｖ字状リム部のなす角度θを略直角とするのがより好ましい実施態様である。

以上のような構成のフリクションローラ１によれば、支持部材３（支持リング３Ａ，３Ｂ）を弾性ローラ２が着脱可能な分割構造としているとともに、支持部材３の傾斜外周面６Ａ，６Ａがなす角度及び弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃがなす角度が略直角又は鋭角であるため、弾性ローラ２が摩耗した際に該弾性ローラ２を支持部材３から容易に取り外して該弾性ローラ２のみを交換することができるとともに、弾性ローラ２を支持部材３に接着する作業が不要であるため、コストを低減することができる。
また、弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃのなす角度を略直角又は鋭角とするとともに、支持部材３の外周面を弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃに対して面同士が当接する傾斜外周面６Ａ，６Ａとしていることから、略Ｖ字状のリム部のなす角度が略直角又は鋭角であり、該リム部の傾斜外周面６Ａ，６Ａと弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃとの面同士が当接する構成であるため、弾性ローラ２が支持部材３に対して位置決めされるとともに抜け止めもされ、さらに、略Ｖ字状リム部の摩擦力Ｆが大きくなるため、支持部材３に対する弾性ローラ２の滑りを抑制する効果を高めることができる。
よって、支持部材３へのフランジの形成やローレット加工を不要としながら、支持部材３に対する弾性ローラ２の滑りを効果的に抑制することにより、フリクションローラ１により搬送装置（例えば、摩擦駆動式フロアコンベア１１）のキャリアに推進力を付与してキャリアを駆動するトルク伝達効率を向上することができる。

さらに、弾性ローラ２の一方の傾斜内周面２Ｃに対して面同士が当接する傾斜外周面６Ａを有する傾斜リング部６及びその径方向内側に位置して径方向に延びる平リング部５からなる板状の支持リングの一対３Ａ，３Ｂを背面合わせして支持部材３としているため、板状の一対の支持リング３Ａ，３Ｂを同一のものとしてプレス加工により製作することができるため、コストをさらに低減することができるとともに、フリクションローラ１の軽量化を図ることができる。
その上、一対の支持リング３Ａ，３Ｂを背面合わせしてこれらの傾斜リング部６，６により形成される略Ｖ字状のリム部のなす角度が略直角又は鋭角であることから、平リング部５に対する傾斜リング部６の傾斜角度が比較的小さくなるため、この点からも前記プレス加工を容易に行うことができる。

その上さらに、図６に示すように、弾性ローラ２の傾斜内周面２Ｃ，２Ｃの上下端面（側端面）側部分に、傾斜リング部６，６の先端角部６Ｂ，６Ｂを逃げる周溝２Ｄ，２Ｄを形成しておくことにより、弾性リング２が弾性変形した際に、プレス加工により製作された支持リング３１，３Ｂの先端角部６Ｂ，６Ｂが弾性リング２に食い込んで該弾性リング２を損傷させることをなくすことができる。

本発明の実施の形態に係る搬送装置用フリクションローラを摩擦駆動式フロアコンベアに用いた例を示す平面図である。 同コンベアにおけるフリクションローラ式駆動装置の部分断面側面図である。 フリクションローラの分解斜視図である。 同じく平面図である。 同じく要部を拡大して示す縦断側面図である。 弾性リングに形成した周溝を示す縦断側面図である。

符号の説明

θ 略Ｖ字状リム部のなす角度
１ フリクションローラ
２ 弾性ローラ
２Ｃ 傾斜内周面
２Ｄ 周溝
３ 支持部材
３Ａ，３Ｂ 支持リング
４ 取付部材
５ 平リング部
６ 傾斜リング部（リム部）
６Ａ 傾斜外周面
６Ｂ 先端角部
７ ボス部
８ フランジ部
９ ボルト
１０ ナット
１１ 摩擦駆動式フロアコンベア（搬送装置）
１４Ａ 被駆動面
１５ フリクションローラ式駆動装置

Claims (2)

1. 非自走式キャリアの被駆動面又は自走式キャリアが走行するレールに外周面が圧接される円環状の弾性ローラ及び該弾性ローラに内嵌される支持部材を備え、該支持部材を前記弾性ローラが着脱可能な分割構造としてなる搬送装置用フリクションローラであって、
   前記弾性ローラの内周面を、回転軸方向中間部から側端面に向かって径方向外側に広がるように傾斜させ、これら傾斜内周面同士のなす角度を略直角又は鋭角とするとともに、前記支持部材の外周面を前記弾性ローラの傾斜内周面に対して面同士が当接する傾斜外周面としてなり、
   前記支持部材が、前記弾性ローラの一方の傾斜内周面に対して面同士が当接する傾斜外周面を有する傾斜リング部及びその径方向内側に位置して径方向に延びる平リング部からなる板状の支持リングの一対を背面合わせして連結してなるものであり、前記支持リングの平リング部に締結され、駆動装置の出力軸に取り付けられる取付部材を備えたことを特徴とする搬送装置用フリクションローラ。
2. 前記弾性ローラの傾斜内周面に、前記傾斜リング部の先端角部を逃げる周溝を形成してなる請求項１記載の搬送装置用フリクションローラ。

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