JP5985455B2 - 搬送用ブレーキローラ - Google Patents

Description

本発明は、傾斜ガイドレールに並設された複数のローラ上を被搬送物が重力によって搬送される搬送機に使用され、複数のローラとして少なくとも１つが配置される搬送用ブレーキローラに関する。

従来から、傾斜ガイドレールに並設された複数のローラ上を被搬送物が重力によって搬送される搬送機として、工場の物流ラインに導入されるホイールコンベア、ローラコンベアや、ローラ式の公園の滑り台がある。

このような搬送機は、物品や人である被搬送物を、傾斜を利用してローラによる転動搬送させるものであるので、その傾斜角度や被搬送物の重量によっては当該被搬送物が加速してしまうことがある。この被搬送物の暴走を防ぐためにブレーキローラが用いられている。このブレーキローラは、一般的にはローラ本体の表面にブレーキ部材を機械的に押圧し、摩擦力を発生させることで制動力を得ている。

また、回転体の内部に設けられたブレーキ機構によって回転による遠心力を利用して摩擦力を発生させることで制動力を得ているブレーキ構造が開示されている（特許文献１、特許文献２参照。）。このブレーキ構造は、ローラ筒の回転を支持するために当該ローラ筒の軸心部に設けられたシャフトを軸心として回転可能なようにローラ筒の内部に設けられ、その回転による遠心力で半径方向外方へ移動するブレーキシューと、シャフトを軸心として回転可能なように設けられた円筒状の基台と、基台の側面から突出するように設けられた偏心軸を中心として揺動可能であって、周面にブレーキシューが設けられた揺動アームと、ローラ筒と一体に回転するように当該ローラ筒の内周面側に設けられ、ブレーキシューが半径方向外方へ移動したときに当該ブレーキシューの外周面が当接して制動力を発生させるブレーキドラムと、ブレーキシューがブレーキドラムから離れる方向に揺動アームを付勢する引張コイルバネとから構成されている。

このように構成されたブレーキ構造によれば、コンベア上を自重で移動するワークによってローラ筒が回転すると、ブレーキシューとブレーキドラムとの当接によって十分な制動力を発生させることができるので、ワークの暴走を防ぐことができる。

また、このような回転体にブレーキ力を付与するために、車椅子や手押車等の運搬車に取り付けられるブレーキ装置が開示されている（特許文献３参照）。このブレーキ装置は、車椅子の枠体に取り付けられた後輪の車軸近傍から上方に延出し上端部が折り曲げられ下方に向くように、支持金具で枠体に取り付けられる第一管部材と、第一管部材の先端に抵抗無く揺動可能で中空のジョイント部材を介して連結され、垂直に下垂する第二管部材と、第二管部材のジョイント部材と反対側の端部に取り付けられ第二管部材の長手方向に対して直角な底面を有し第二管部材が垂直に下垂することにより底面が水平に保たれるケースと、ケースの中に底面に対して平行に入れられ中心を軸として回転可能な円板と、円板の上面に放射状に形成され円板の周縁部に近づくに従い上方へ近づくように傾斜して嵌合された上方に開口する半筒状のガイド部材と、ガイド部材の内側に入れられガイド部材の長手方向に沿って移動可能な球体と、ケースの中にガイド部材に対向して上方に取り付けられ適度な柔軟性を有し球体が円板の周縁部に近づいたときに密着する摩擦板と、円板の中心に連結して設けるために、ケースを貫通して第二管部材の中に挿通されジョイント部材を通過して第一管部材に挿通されて車軸の近傍に引き出されるフレキシブルな回転軸と、回転軸の端部に設けられ車軸の回転運動を当該回転軸に伝達する一対かさ歯車から成るベベルギアとから構成されている。

このように構成されたブレーキ装置によれば、後輪が回転すると車軸が軸周りに回転し、車軸の回転がベベルギアを介して回転軸に伝達され、回転軸の回転に伴い円板が水平方向に回転し、円板の回転に伴い球体が遠心力で円板の周縁部に移動していくが、その回転が一定速度を超えるとガイド部材の傾斜を上るようになるので、当該球体は摩擦板に接触して摩擦が生じて回転が制動され、後輪にブレーキがかかるようになる。したがって、後輪が所定速度以上の速度で回転すると、すばやく応答してブレーキをかけることができるので、応答性よく後輪を停止させることができる。

特開２０１２−１４８８４９号公報 特開２００２−２５０３７３号公報 特開２００９−２５０４１３号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２のブレーキ構造では、回転体の内部に設けられたブレーキ機構によって回転による遠心力を利用して摩擦力を発生させて制動力を得るような構造なので、構造が複雑になってしまう難点があった。したがって、装置が高価になってしまう難点もあった。

また、特許文献３のブレーキ装置では、後輪の回転運動を当該後輪とは別のスペースに設けられたブレーキ手段に伝達させなければならず、このブレーキ手段の安定した作動のためにはこのブレーキ手段の円板を水平に保つ必要があるので、装置のコンパクト化が図れなくなると共に構造が複雑になるという難点があった。したがって、装置が高価になってしまう難点もあった。

本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、ローラ以外のスペースに設けることなく簡易な構成で、複数のローラ上を重力によって搬送されてくる被搬送物を適切に減速させることができる搬送用ブレーキローラを提供することを目的とする。

上述の目的を達成する本発明の第１の態様である搬送用ブレーキローラは、傾斜ガイドレールに並設された多数のローラ上を被搬送物が重力によって搬送される搬送機に使用され、多数のローラとして少なくとも１つが配置される搬送用ブレーキローラであって、円筒部及び底部から成り被搬送物が当該円筒部の表面上に当接する有底円筒部材と、有底円筒部材の底部に穿設された貫通孔に挿通されると共に当該底部に固定される外輪、及び傾斜ガイドレールに固定される内輪を有する転がり軸受から成るベアリングユニットと、ベアリングユニットの外輪と有底円筒部材の円筒部の内壁面との間に転動可能に配置される少なくとも１つ以上の転動体と、転動体が円筒部内から出ないように有底円筒部材の開口部を塞ぐと共にベアリングユニットの内輪に固定される円状体と、有底円筒部材が搬送機の上流側から搬送されてくる被搬送物によって一定の回転数を超えると、遠心力により円筒部の内壁面を転動しながら上昇してくる転動体を当該円筒部の当該内壁面との間で摩擦力を発生させるように円状体に固定された固定バーとから構成されているものである。
なお、本明細書において「並設」とは近接させて一列に揃え、並べて設けることを意味し、「穿設」とは穴を開けることを意味する。

このような第１の態様である搬送用ブレーキローラによれば、ホイールコンベアの上流から搬送されてくる被搬送物が搬送用ブレーキローラ上を通過すると、有底円筒部材が回転を開始し、当該有底円筒部材の円筒部の内壁面に位置する転動体が、有底円筒部材が搬送機の上流側から搬送されてくる被搬送物によって一定の回転数を超えると、遠心力により円筒部の内壁面を転動しながら上昇してくることにより、円筒部の内壁面及び固定バーそれぞれとの間で摩擦力を発生させるので、有底円筒部材は減速されることになる。

本発明の第２の態様は第１の態様である搬送用ブレーキローラにおいて、固定バーは、有底円筒部材の軸心を通る水平線から延設されると共に当該水平線に対して傾斜配置になっているものである。なお、本明細書において「延設」とは延びるように設けられていることを意味する。

このような第２の態様である搬送用ブレーキローラによれば、ブレーキの利きを容易に変更することができるようになる。

本発明の第３の態様は第１の態様又は第２の態様である搬送用ブレーキローラにおいて、転動体は球である。また、本発明の第４の態様は第１の態様又は第２の態様である搬送用ブレーキローラにおいて、転動体は円筒状のころである。
このような第３の態様及び第４の態様である搬送用ブレーキローラによれば、転動体を円筒部の内壁面上でスムーズに回転させることができる。

本発明の第５の態様は第１の態様乃至第４の態様のうち何れか１つの態様である搬送用ブレーキローラにおいて、搬送機は、有底円筒部材の幅が短いホイールコンベアである。
このような第５の態様である搬送用ブレーキローラによれば、物流ライン上に複数を並列配置することで、ダンボール、木箱等をケース搬送することができる。

本発明の第６の態様は第１の態様乃至第４の態様のうち何れか１つの態様である搬送用ブレーキローラにおいて、搬送機は、有底円筒部材の幅が長いローラコンベアである。
このような第６の態様である搬送用ブレーキローラによれば、ダンボール、木箱等のケース搬送だけではなく、ローラ間に落下しないような大きさのものであれば、種々のものを搬送させることができる。

本発明の搬送用ブレーキローラによれば、ローラ以外のスペースに設けることなく簡易な構成で、複数のローラ上を重力によって搬送されてくる被搬送物を適切に減速させることができる。

本発明の搬送用ブレーキローラにおける好ましい実施の形態を示す図で、（Ａ）は正面から見た断面図、（Ｂ）は側面から見た断面図である。 本発明の搬送用ブレーキローラにおける好ましい実施の形態を示す分解斜視図で、（Ａ）は一方の側面を斜め方向から見た図、（Ｂ）は他方の側面を斜め方向から見た図である。 本発明の搬送用ブレーキローラが適用されるコンベアを示す斜視図で、（Ａ）はホイールコンベアの図で、（Ｂ）はローラコンベアの図である。 本発明の搬送用ブレーキローラの動作状態を示す説明図で、（Ａ）は停止状態の図で、（Ｂ）は回転状態を示す図である。

以下、本発明の搬送用ブレーキローラを実施するための形態例について、図面を参照して説明する。
本発明の搬送用ブレーキローラは、傾斜ガイドレールに並設された多数のローラ上を被搬送物が重力によって搬送される搬送機に使用され、前記多数のローラとして少なくとも１つが配置されるものである。例えば、図３（Ａ）に示すように、一対の傾斜ガイドレール２Ａ、２Ｂ間に複数のフリーローラ３、３、３、・・・と、２つのブレーキローラ４、４が並設されているホイールコンベアに適用される。フリーローラ３は、シャフト３１が一対の傾斜ガイドレール２Ａ、２Ｂに固定され、ローラ筒３２が当該シャフト３１に自由回転可能なようにベアリングを介して支持されている。なお、工場の物流ラインに導入される搬送機であるホイールコンベアではローラ幅の短いホイールなので、本発明ではローラと称している。このようなホイールコンベアは、ダンボール、木箱等をケース搬送するために、物流ライン上に複数が並列配置されている。

このホイールコンベアに適用される搬送用ブレーキローラは図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円筒部１１及び底部１２から成り被搬送物が当該円筒部１１の表面上に当接する有底円筒部材１０と、有底円筒部材１０の底部１２に穿設された貫通孔１２ａに挿通されると共に当該底部１２に固定される外輪２１、及び傾斜ガイドレール２Ａ、２Ｂに固定される内輪２２を有する転がり軸受から成るベアリングユニット２０と、ベアリングユニット２０の外輪２１と有底円筒部材１０の円筒部１１の内壁面１１ａとの間に転動可能に配置される１つの転動体３０と、転動体３０が円筒部１１内から出ないように有底円筒部材１０の開口部１０ａを塞ぐと共にベアリングユニット２０の内輪２２に固定される円状体４０と、有底円筒部材１０が搬送機の上流側から搬送されてくる被搬送物によって一定の回転数を超えると、遠心力により円筒部１１の内壁面１１ａを転動しながら上昇してくる転動体３０を当該円筒部１１の当該内壁面１１ａとの間で摩擦力を発生させるように円状体４０に固定された固定バー４１とから構成されている。
この搬送用ブレーキローラ１が２つのブレーキローラ４、４として用いられる。

ベアリングユニット２０は、幅方向で内輪２２の両端２２ａ、２２ｂが外輪２１の両端２１ａ、２１ｂよりそれぞれ突出するように形成され、内輪２２及び外輪２１間には転動体２３が複数個配置されている。この内輪２２及び外輪２１間に組み込まれた転動体２３としては球、円筒状のころや、樽状のころ、針状のころが用いられている。なお、図１（Ａ）及び図２（Ａ）、（Ｂ）に示すベアリングユニット２０の転動体２３は球のものが用いられている。また、ベアリングユニット２０には、転動体２３を内輪２２及び外輪２１間で保持するための保持器が用いられるものもある。

転動体３０は有底円筒部材１０がベアリングユニット２０を介して一方向に回転することで転動し、この有底円筒部材１０の回転が一定の回転数を超えると、遠心力により有底円筒部材１０の円筒部１１の内壁面１１ａを転動しながら上昇していくようになる。このような転動体３０としては球や円筒状のころが好ましい。転動体３０を球や円筒状のころにすることにより、転動体３０を円筒部１１の内壁面１１ａ上でスムーズに回転させることができる。

円状体４０は図１（Ａ）においては円板に形成され、有底円筒部材１０の開口部１０ａ端から若干離れた所に配置されているが、これに限らず、球の大きさによっては円筒部１１内に入り込んでいてもよく、この場合、有底円筒部材１０が自由回転可能なように当該円状体４０、当該有底円筒部材１０、ベアリングユニット２０を設計するとよい。

固定バー４１は図１（Ｂ）に示すように、有底円筒部材１０の軸心を通る水平線ＨＬから延設されると共に水平線ＨＬに対して傾斜配置されている。このように配置することで、ブレーキの利きを容易に変更することができるようになる。即ち、水平線ＨＬを傾斜基準にして水平線ＨＬから延設するように固定バー４１を傾斜配置するにあたり、この水平線ＨＬと固定バー４１との内角の角度θを変更するだけでブレーキの利きを変えることができる。なお、転動体３０が円筒部１１の内壁面１１ａと固定バー４１との間に嵌まり込んで止まってしまうような角度に設定しないようにする。

このような搬送用ブレーキローラ１の各部品の固定手段は、ベアリングユニット２０の内輪２２を一対の傾斜ガイドレール２Ａ、２Ｂ間に固定するにあたり、内輪２２の一端側２２ａを傾斜ガイドレール２Ａに、他端側２２ｂを傾斜ガイドレール２Ｂにそれぞれ固定する固定手段はねじ、接着剤、溶接、Ｃ形止め輪が好適であり、ベアリングユニット２０の外輪２１と有底円筒部材１０の底部１２とを固定する固定手段は接着剤、溶接が好適であり、ベアリングユニット２０の内輪２２と円状体４０とを固定する固定手段は接着剤、溶接が好適である。

また、有底円筒部材１０の円筒部１１の内壁面１１ａと転動体３０との間で発生する摩擦の摩擦係数、及び転動体３０の重量によって、転動体３０が内壁面１１ａで上昇を開始する有底円筒部材１０の回転数が決まる。この有底円筒部材１０及び固定バー４１は、加工性の良い鉄、アルミニウムが使用されるが、転動体３０との間で摩擦を発生させることができればどのような材質でもよい。また、転動体３０は有底円筒部材１０の材質によって種々な材質を用いることができる。例えば、球として鋼球やセラミックス球を用いることができ、また、有底円筒部材１０の円筒部１１の内壁面１１ａとの間で発生させる摩擦の摩擦係数を高めるために球にゴム材をコーティングしたり、球をゴムで形成したりするとよい。さらに、転動体３０の表面や、当該転動体３０に当接する有底円筒部材１０の円筒部１１の内壁面１１ａ及び固定バー４１に摩擦係数を高めるシボ加工等の加工を施すとよい。

このように構成された本発明の搬送用ブレーキローラ１の動作について、図３（Ａ）に示すホイールコンベアに適用した場合について説明する。なお、有底円筒部材１０の円筒部１１の内壁面１１ａに位置する転動体３０は停止しているので、図４（Ａ）に示すように、転動体３０は重力により円筒部１１の内壁面１１ａの最下部に位置している。

ホイールコンベアの上流から搬送されてくる被搬送物が搬送用ブレーキローラ１（４）上を通過すると、有底円筒部材１０が回転を開始する。有底円筒部材１０が回転すると図４（Ｂ）に示すように、当該有底円筒部材１０の円筒部１１の内壁面１１ａの最下部に位置する転動体３０が、有底円筒部材１０が搬送機の上流側から搬送されてくる被搬送物によって一定の回転数を超えると、遠心力により円筒部１１の内壁面１１ａを転動しながら上昇してくることにより、円筒部１１の内壁面１１ａ及び固定バー４１それぞれとの間で摩擦力を発生させるので、有底円筒部材１０は減速されることになる。なお、図４（Ｂ）においては転動体３０の移動状態を４つの球で表している。

したがって、ローラ以外のスペースにブレーキ装置を設けることなく簡易な構成で、複数のローラ上を重力によって搬送されてくる被搬送物を適切に減速させることができる。即ち、搬送スピードを制御する複雑な機構が不要となり、設備費の低減が可能となる。

なお、上述した実施例においては搬送機として、有底円筒部材１０の幅が短いホイールコンベアについて説明したが、これに限らず、有底円筒部材１０の幅が長いローラコンベアでもよい。この有底円筒部材１０の幅が長いローラコンベアは、ダンボール、木箱等のケース搬送だけではなく、ローラ間に落下しないような大きさのものであれば、種々のものを搬送させることができる。この工場の物流ラインに導入されるローラコンベアは図３（Ｂ）に示すように、一対の傾斜ガイドレール５Ａ、５Ｂ間に複数のフリーローラ６、６、６、・・・と、２つのブレーキローラ７、７が並設されているローラコンベアに適用される。フリーローラ６は、ホイールコンベアと同様にシャフト６１が一対の傾斜ガイドレール５Ａ、５Ｂに固定され、ローラ筒６２が当該シャフト６１に自由回転可能なようにベアリングを介して支持されている。

ブレーキローラ７は上述した本発明の搬送用ブレーキローラ１が適用されるが、ベアリングユニット２０の外輪１１の幅は転動体３０を組み込むことができるような大きさから形成されているので、ブレーキローラ７の長手方向の一端だけに設けてもよく、また両端にそれぞれ設けてもよい。即ち、ローラコンベアの多数のローラ上を重力によって搬送される被搬送物の重量に応じて使い分けることになる。被搬送物の重量が重たい場合には軽い場合に比べて加速度が増すので、ブレーキローラ７の長手方向の両端それぞれに本発明の搬送用ブレーキローラ１のベアリングユニット２０、転動体３０、円状体４０及び固定バー４１を設ける。なお、この場合、ベアリングユニット２０の内輪２２を共通利用する。

また、本発明の搬送用ブレーキローラ１の転動体３０は１つであったが、これに限らず、転動体３０の大きさを小さくして複数設けてもよい。この場合、有底円筒部材１０が搬送機の上流側から搬送されてくる被搬送物によって一定の回転数を超えると、遠心力により複数の転動体３０が相互干渉しながら円筒部１１の内壁面１１ａを転動しながら上昇していくので、円筒部１１の内壁面１１ａと固定バー４１との間で摩擦を発生させることができる。これにより、上述した実施例と同様に２つのブレーキローラ４、４（７、７）は、制動力を得ることができる。したがって、ローラ以外のスペースに設けることなく簡易な構成で、複数のローラ上を重力によって搬送されてくる被搬送物を適切に減速させることができる。

このような本発明の搬送用ブレーキローラ１は、傾斜ガイドレール５Ａ、５Ｂに並設された複数のローラ上を被搬送物が重力によって搬送される搬送機として、ローラコンベアと同様の構造であるローラ式の公園の滑り台にも適用することができる。この場合、本発明の搬送用ブレーキローラ１はローラ以外のスペースに設けることなく簡易な構成で、複数のローラ上を重力によって搬送されてくる被搬送物を適切に減速させることができるので、子供の安全性を確保することができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１……搬送用ブレーキローラ
１０……有底円筒部材
１１……円筒部
１１ａ……内壁面
１２……底部
１２ａ……貫通口
２０……ベアリングユニット
２１……外輪
２２……内輪
３０……転動体
４０……円状体
ＨＬ……水平線
３、４……ローラ
６、７……ローラ

Claims (6)

1. 傾斜ガイドレールに並設された多数のローラ上を被搬送物が重力によって搬送される搬送機に使用され、前記多数のローラとして少なくとも１つが配置される搬送用ブレーキローラであって、
   円筒部及び底部から成り前記被搬送物が当該円筒部の表面上に当接する有底円筒部材と、
   前記有底円筒部材の前記底部に穿設された貫通孔に挿通されると共に当該底部に固定される外輪、及び前記傾斜ガイドレールに固定される内輪を有する転がり軸受から成るベアリングユニットと、
   前記ベアリングユニットの前記外輪と前記有底円筒部材の前記円筒部の内壁面との間に転動可能に配置される少なくとも１つ以上の転動体と、
   前記転動体が前記円筒部内から出ないように前記有底円筒部材の開口部を塞ぐと共に前記ベアリングユニットの前記内輪に固定される円状体と、
   前記有底円筒部材が前記搬送機の上流側から搬送されてくる前記被搬送物によって一定の回転数を超えると、遠心力により前記円筒部の前記内壁面を転動しながら上昇してくる前記転動体を当該円筒部の当該内壁面との間で摩擦力を発生させるように前記円状体に固定された固定バーとから構成されていることを特徴とする搬送用ブレーキローラ。
2. 前記固定バーは、前記有底円筒部材の軸心を通る水平線から延設されると共に当該水平線に対して傾斜配置になっていることを特徴とする請求項１記載の搬送用ブレーキローラ。
3. 前記転動体は球であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の搬送用ブレーキローラ。
4. 前記転動体は円筒状のころであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の搬送用ブレーキローラ。
5. 前記搬送機は、前記有底円筒部材の幅が短いホイールコンベアであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の搬送用ブレーキローラ。
6. 前記搬送機は、前記有底円筒部材の幅が長いローラコンベアであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の搬送用ブレーキローラ。

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