JP6486378B2 - ローラコンベヤ用ブレーキ装置、ローラコンベヤ、およびローラコンベヤ用ブレーキ装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ローラコンベヤ用ブレーキ装置、当該ブレーキ装置を備えるローラコンベヤ、およびブレーキ装置の製造方法に関する。

ローラコンベヤ上を運ばれてくる品物、例えば小包などを、コンベヤパスの所定の場所で止めるため、ローラコンベヤには所定の搬送ローラを所定の時点で減速もしくは停止させるためのブレーキ装置が設けられている。この目的のため、文献ＣＨ４１４４５５には、ローラコンベヤの搬送ローラに組み込まれるブレーキ装置が開示されている。このシステムにおいて、ブレーキ装置を取り替えたり修理したりするのは、ブレーキ装置を搬送ローラから取り外す必要があるので、複雑となる。

ＣＨ４１４４５５

ローラコンベヤの作業中断時間を減らすため、取り換えが容易なブレーキ装置が必要とされている。

独立請求項の構成要件によれば、上記課題を解決する。本発明のさらなる効果を従属請求項に記載する。

本発明の第１の態様によれば、
ローラコンベヤの少なくとも１つの搬送ローラの外周に係合する少なくとも１つのブレーキパッドと、
前記ブレーキパッドを前記搬送ローラに対して近づけたり遠ざけたりする第１の偏心器を有する偏心軸と、
前記偏心軸を回転させるステッピング、サーボ又はステッピングモータと、
を備えるローラコンベヤ用ブレーキ装置が提供される。

ブレーキパッドをローラコンベヤの搬送ローラの外周に係合させることで、ブレーキ装置全体を、ローラコンベヤにおける搬送ローラの外側に、つまり外付けで取り付けることができる。このように、故障の際には、ブレーキ装置を新たなブレーキ装置へ容易に取り換えることができる。偏心軸によりブレーキパッドを搬送ローラに対して近づけたり遠ざけたりすることで、モータによって、所定の時点で正確に減速させることができる。さらに、ブレーキパッドを搬送ローラから遠ざけることによりブレーキを緩めたときに意図しないブレーキの係合を抑制できる。

好ましくは、モータが２４ＶのＤＣモータである。

好ましくは、ブレーキパッドが、第１の偏心器を回転自在に収容する１つの孔を有する。これにより、ブレーキパッドを偏心軸の輪郭に対応して一定に移動させることができる。

好ましくは、偏心軸の駆動ギアをステッピングモータの従動ギアと係合させることにより、ステッピングモータの駆動軸を搬送ローラからさらに遠くに配置して搬送ローラを減速させ、これによりブレーキ装置全体の小型化を実現できる。

さらに好ましくは、偏心軸は、第１の偏心器に対してオフセットに（ずれて）配置されて回転ローラを軸受するベアリングシートとして作用する第２の偏心器を少なくとも１つ有する。

偏心軸が第２の偏心器をさらに備えることによって、回転ローラによりブレーキパッドを遠ざけた後に、ローラコンベヤの搬送ローラ用の駆動ベルトをすでに減速されたローラコンベヤの搬送ローラに対して押し当て、駆動ベルトと搬送ローラとを適切に摩擦係合させて搬送ローラを駆動させる。すなわち、ブレーキパッドは、第１の偏心器により搬送ローラに向かって動かされ、搬送ローラに押し当てられて搬送ローラを減速させる一方、必要に応じて搬送ローラを減速駆動させた後には、第１のブレーキパッドは第１の偏心器により搬送ローラから遠ざけられ、それと同時に、第２の偏心器が搬送ローラに近づけられることが好ましい。このように、駆動ベルトを搬送ローラに対して押し当てるために、ブレーキパッドを搬送ローラから遠ざけると同時に、搬送ローラを駆動すべく回転ローラを搬送ローラに近づける。

好ましくは、回転ローラはプラスチック材料で成形されている。さらに好ましくは、回転ローラは１対のローラ軸受を有する。例えば、ボール軸受、ニードル軸受などが挙げられる。ただし、スライド軸受も同様に用いることができる。

ブレーキパッドがヨークやリッジにより互いに連結された１対の摩擦面を有することが好ましく、例えば、このブレーキ装置により隣接する２つの搬送ローラを同時に減速させることができる。

好ましい態様によれば、偏心軸が多角形断面の基体をさらに有しており、偏心軸およびブレーキ装置は、駆動ギアと第１および第２の偏心器が基体にフォームロック機構で連結されることにより、モジュール構成されている。そのため、ブレーキ装置および偏心軸の他の機器構成は容易に入手することができる。基体は、例えば六角形のロッド部材で形成されることが好ましい。

ステッピングモータは、所定期間もしくは予め決定可能な又は調整可能な期間が経過して、所定の電流値もしくは予め決定可能な又は調整可能な電流値を超えたときに、電力供給を停止もしくは制限する制御装置を有することがさらに好ましい。ここで、制御装置は、ブレーキ装置が外部からブレーキ信号のみを受信できるように、ブレーキ装置またはステッピングモータの中に組み込まれ、もしくは配置されている。電力供給の停止または制限は内部制御装置により行われる。

偏心軸およびステッピングモータはともにブレーキ装置のフレームに取り付けられることが好ましい。これにより、ブレーキ装置は、ローラコンベヤに取り付けられるような小型ユニットを構成でき、必要に応じて容易に取り換えができる。ブレーキ装置を組み立て／分解するため、ブレーキ装置はねじ、ボルト、ホック、クイックファスナ等の適切な取り付け手段により、ローラコンベヤのフレームに引っかけられたり固定されたりする。

さらに他の態様によれば、ローラコンベヤは、フレーム内に配置され、好ましくは搬送ローラと摩擦係合する平ベルトにより駆動される、回転可能な複数の搬送ローラを有する。ここで、少なくとも１つの搬送ローラを減速させるために、上述したブレーキ装置の少なくとも１つがローラコンベヤのフレームに取り付けられる。

さらに他の態様によれば、ローラコンベヤ用のブレーキ装置を製造する方法が提供され、その方法は以下の工程を有する。すなわち、多角形断面の偏心軸を準備する工程と、偏心軸上に、少なくとも１つの第１の偏心器を、偏心軸に対して相対回転しないように、フォームロック機構で配置する工程と、第一の偏心器に少なくとも１つのブレーキパッドを係合させる工程と、偏心軸を駆動させるステッピングモータを準備する工程と、を有する。

ここで、添付図面を参照して本発明を一実施形態により詳細に説明する。

ブレーキ装置の断面図である。 ブレーキ装置の斜視図である。 駆動ギアが取り付けられた偏心軸の詳細な斜視図である。 図３の偏心軸に第１の偏心器と１対の第２の偏心器を取り付けたときの図である。 図４の偏心軸に第２の偏心器に軸受を取り付けたときの図である。 １対のブレーキ面を有するブレーキパッドの斜視図である。 偏心軸のローラ軸受に取り付ける前のローラの斜視図である。 平ベルトにより駆動される搬送ローラを備えるローラコンベヤの斜視図である。

図１および図２に示すように、ブレーキ装置は、低電圧での制御により動作に対応して所定の角度単位ごとに停止するステッピングモータ（ステッパーモータ）１０またはサーボモータを有する。例えば、ステッピングモータは、１．８°ごとに、すなわち１回転当たり２００回、正確に停止する。ステッピングモータ１０は、偏心軸２０に固定連結されている駆動ギア２２によって偏心軸２０を駆動させるための従動ギア１２を有している。

好ましくは、偏心軸２０およびステッピングモータ１０はともにブレーキ装置のフレーム８０に取り付けられている。これにより、ブレーキ装置は、ローラコンベヤに取り付けられるような小型ユニットを構成でき、必要に応じて容易に取り換えができる。ブレーキ装置を組み立て／分解するため、ブレーキ装置は、ねじ、ボルト、ホック、クイックファスナ等の適切な取り付け手段により、ローラコンベヤのフレーム５０に引っかけられたり固定されたりする（図８参照）。

この目的のため、偏心軸は、例えば図３に示すように、多角形断面の基体２１を有する。例えば、多角形断面の基体２１としては六角棒が用いられており、駆動ギア２２は、基体２１をフォームロック機構で係合させるため、対応する六角孔（不図示）を有している。ただし、本発明は六角棒に限定されず、基体２１に他の多角形断面を適用することもできる。例えば、三角形断面、楕円形断面、五角形断面、八角形断面、矩断面等の断面でもよい。さらに、多数歯断面でもよい。

さらに、偏心器２４，２６は、図４に示すように基体２１に取り付けることができる。偏心器２４，２６は円形であることが好ましく、それらの収容孔は、偏心軸２０が回転するときに、偏心器２４，２６が外周の中心点の周りに偏心回転できるように、偏心器２４，２６の外周の中心点からオフセットに配置されている。

ここで、第１の偏心器２４は、後述するようにブレーキパッド（図４では不図示）を作動させる働きをする。さらに、図５に示すように、ローラベアリング３２は、第２の偏心器２６に取り付けられ、上述したように偏心軸２０の周りに偏心回転することができる。

図６は、ヨーク又はリッジ４３によって互いに連結される１対のブレーキ面４２，４２を有するブレーキパッド４０を示す。ただし、本発明は、２つのブレーキ面４２，４２を配置することに限定されない。ブレーキ装置によって減速させるローラコンベヤの搬送ローラの本数にしたがって、ブレーキ面を１つ配置するか、もしくは２以上のブレーキ面４２，４２を配置してもよい。

さらに、ブレーキパッド４０には、第１の偏心器２４が挿入される円形孔４４がある。このように、ブレーキパッド４０は、第１の偏心器２４が偏心軸２０の回転に伴って動いたときに、搬送ローラに対して近づいて搬送ローラを減速させたり、搬送ローラから遠ざかったりする。そのため、駆動中の偏心器２４からブレーキパッド４０もしくはブレーキ面４２，４２へと動力を伝達させる手段、特に、スプリング等の復元手段を必要としない。したがって、レバーやスプリングを整列させたり取り付けたり、複数構成のブレーキ装置を組み立てたりする必要がない。

さらに、図７に示す回転ローラ３０は、回転ローラ３０のベアリングシート３３にローラベアリング３２の外輪を挿入することにより、ローラベアリング３２，３２に取り付けられる。好ましくは、ベアリングシート３３は、ローラベアリング３２の外輪を圧入するための締りばめ、あるいは、中間ばめを有する。ベアリングシート３３は、回転ローラ３０の内側で軸方向に延在する複数のリブ３４から形成される。リブ３４を強化するため、接続リッジ３６の少なくとも１つが回転ローラ３０の軸方向の中心に配置されていることが好ましい。回転ローラ３０の軸方向の反対側には、回転ローラ３０が１対のローラベアリング３２，３２によって１対の第２の偏心器２６，２６上に支持されるように、対応するベアリングシート３３が配置されている。

特に図４に示すように、第１の偏心器２４は、偏心軸２０の周方向に第２の偏心器２６，２６に対してオフセットに、好ましくは約１８０°ずれて配置される。このように、ブレーキパッド４０または回転ローラ３０のいずれかがローラコンベヤの搬送ローラの方に移動する。

図１に示す偏心軸２０の位置において、第１の偏心器２４を搬送ローラの方へ移動させ、この第１の偏心器２４によりブレーキパッド４０をローラコンベヤの搬送ローラ（不図示）の方に移動させて、搬送ローラ（不図示）を減速させる。この位置において、第２の偏心器２６，２６を搬送ローラから遠ざけることにより、回転ローラ３０を搬送ローラから遠ざける。逆に、偏心軸２０を約１８０°回転させることにより、第１の偏心器２４を搬送ローラから遠ざけて、ブレーキパッド４０を搬送ローラと係合させないようにする。ここで、第２の偏心器２６，２６が搬送ローラの方に移動し、回転ローラ３０は搬送ローラの駆動ベルト（不図示）にさからって動作する。このように、ブレーキ装置における第２の位置（不図示）において、回転ローラ３０を搬送ローラの駆動ベルト（不図示）に押し当てて、駆動ベルトと搬送ローラとの摩擦係合を確保する。

ブレーキ装置の有利な一態様によれば、第１の偏心器２４の上死点に到達する前に、すなわち、偏心器２４における偏心軸２０の中心点から最も離れた位置に到達する前に、ブレーキパッド４０はすでに減速された搬送ローラに当接することになる。ステッピングモータ１０は、ブレーキパッド４０を確実に自動調整できるように、ブレーキパッド４０が擦り減って薄くなったときに、これに対応するように偏心器２４をさらに回転させる。これにより、レバー、スプリング、ケーブル引張等の調節手段または調整手段の追加が必要ない。

さらに好ましくは、ステッピングモータ１０における電流またはトルクの制御装置によって、ブレーキパッド４０の厚さに応じて偏心器２４をさらに回転させる。減速させてブレーキパッド４０を当てることでは、ステッピングモータ１０は所定の角度分も回転しないが、ブレーキパッド４０を搬送ローラのブレーキ面に当てると、ステッピングモータ１０における電流の増加によってトルクの増加がステッピングモータ１０の制御装置により検出される。

電流の増加が所定の又は予め決定可能な閾値を超えたことを検出して、所定の又は予め決定可能な時間が経過したら、上記期間の終了後に、電力供給を実質的に停止もしくは低電流値に調整する。このように、ステッピングモータの電流制御装置でブレーキパッドを調節することにより、さらなる機械部品を不要とすることができる。

高電力を供給する期間は、制御装置のタイマーにより、予め決定または調整する。ここでは、上記期間は例えば約５００ミリ秒とする。ただし、例えば約１００〜３００ミリ秒もしくは１〜２秒など他の期間を予め決定もしくは調整することもできる。

さらに好ましくは、ブレーキ装置が外部からブレーキ信号のみを受信できるように、制御装置をブレーキ装置またはステッピングモータ内に組み込む、もしくは配置する。電源供給は内部制御装置により停止又は制限する。例えば、基板（不図示）、配線基板またはＰＣＢ（プリント配線基板）をブレーキ装置内、もしくは制御装置を備えるステッピングモータ１０上に又はその内部に配置する。

図８に、複数の搬送ローラ６０を有するローラコンベヤを示す。ここで、搬送ローラ６０の延長部６２をフレーム５０における対応する溝５２に装着することにより、搬送ローラ６０をフレーム５０に装着する。この場合、搬送ローラ６０の軸端部を平ベルト７０に載置し、搬送ローラ６０の軸端部と平ベルト７０とを摩擦係合させ、これにより搬送ローラ６０を平ベルト７０によって駆動させる。

ブレーキ装置をローラコンベヤの搬送ローラ６０の下に取り付ける。搬送ローラ６０を、その延長部６２をフレーム５０の溝５２に挿入するだけでフレーム５０に装着しているため、ブレーキ装置（図８では不図示）とのブレーキ係合により搬送ローラ６０をわずかに持ち上げることができ、これにより搬送ローラ６０は平ベルト７０から遠ざかるとともに、ブレーキパッド４０を用いたブレーキ係合により停止する。減速させた搬送ローラ６０を再び駆動するときには、ステッピングモータ１０を相応の分量だけ逆転させて、ブレーキパッド４０を備えた偏心器２４を搬送ローラ６０から遠ざける一方で、１対の第２の偏心器２６を回転ローラ３０とともに搬送ローラ６０の方へ移動させ、すでに減速された搬送ローラ６０に対して平ベルト７０を押し当てる。このように、搬送ローラ６０が平ベルト７０により再び駆動される。

搬送ローラ６０は、フレーム５０に装着する以外に、例えばスライドベアリングやローラベアリングにより装着することもできる。この場合、搬送ローラ６０を持ち上げる必要がない。

好ましくは、ブレーキパッド４０は、その表面にブレーキ面４２，４２が一体となるように製造または成形されている。

ローラベアリング３２，３２は市販のボールベアリングを用いることができる。ただし、ニードル軸受、滑り軸受などの他のピボット軸受も同様に用いることができる。第１の偏心器２４、第２の偏心器２６および駆動ギア２２は、例えばサークリップ２８を偏心軸２０の溝に挿入することにより、偏心軸２０上の軸方向に構成部材として固定されている。回転ローラ３０は、例えばＥＰＤＭ、ＰＯＭ、ＡＢＳプラスチック材料等のプラスチック材料で射出成型されていることが好ましい。

好ましくは、偏心軸２０は、ステッピングモータ１０にフランジで取り付けられ、フレーム８０に回転自在に取り付けられている。ブレーキパッド４０の孔４４は、孔４４に潤滑または給油するための給油孔４６を少なくとも１つ有することが好ましい。

さらに好ましくは、第１の偏心器２４が潤滑油を収容する油孔２４ａを有する。

本実施形態では、ブレーキパッドは第１の偏心器２４により作動するが、本発明はこれに限定されない。偏心器２４，２６の代わりに、ステッピングモータ１０の回転角度をブレーキパッド４０および／または回転ローラ３０の並進運動に変換するような異なる種類の変換装置を用いることもできる。例えば、レバー配置、シフトリンク、ロッカーおよび／またはフォロワーのついたカムシャフトなどが挙げられる。

１０ ステッピングモータ
１２ 従動ギア
２０ 偏心軸
２１ 基体
２２ 駆動ギア
２４ 第１の偏心器
２４ａ 油孔
２６ 第２の偏心器
２８ サークリップ
３０ 回転ローラ
３２ ローラ軸受
３３ 軸受シート
３４ リブ
３６ 連結リッジ
４０ ブレーキパッド
４２ ブレーキ面
４３ ヨークまたはリッジ
４４ 孔
４６ 油孔
５０ フレーム
５２ 溝
６０ 搬送ローラ
６２ 延長部
７０ 平ベルト
８０ フレーム

Claims (8)

1. ローラコンベヤの少なくとも１つの搬送ローラの外周に係合する少なくとも１つのブレーキパッドと、
   前記ブレーキパッドを前記搬送ローラに対して近づけたり遠ざけたりする第１の偏心器を有する偏心軸と、
   前記偏心軸を回転させるステッピングモータと、を備え、
   前記ブレーキパッドが、前記第１の偏心器を回転自在に収容する１つの孔を有するとともに、前記搬送ローラの外周に係合するブレーキ面が表面に配置されるように１つの部品で形成され、
   前記偏心軸は、前記第１の偏心器に対してオフセット配置される第２の偏心器を少なくとも１つ有し、
   前記第２の偏心器は、前記第２の偏心器の外周に取り付けられるローラベアリングの内輪側のベアリングシートとして作用し、前記ローラベアリングは回転ローラを軸受し、前記回転ローラを前記搬送ローラの駆動ベルトに押し付けることで、前記駆動ベルトと前記搬送ローラとの摩擦係合を確保する、
   ローラコンベヤ用ブレーキ装置。
2. 前記回転ローラは、プラスチック材料で成形され、および／または、１対のローラベアリングを有する、請求項１に記載のローラコンベヤ用ブレーキ装置。
3. 前記ブレーキパッドは、前記ブレーキ面として、連結部で互いに連結されている１対のブレーキ面を有する、請求項１又は２に記載のローラコンベヤ用ブレーキ装置。
4. 前記偏心軸は多角形断面の基体を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のローラコンベヤ用ブレーキ装置。
5. 前記ステッピングモータは、所定の又は予め決定可能な時間が経過して、所定の又は予め決定可能な電流値を超えたときに、電源供給を停止または制限する制御装置を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のローラコンベヤ用ブレーキ装置。
6. 前記偏心軸および前記ステッピングモータはともに前記ブレーキ装置のフレームに取り付けられている、請求項１〜５のいずれかに記載のローラコンベヤ用ブレーキ装置。
7. フレームに配置されて、前記駆動ベルトとの摩擦係合により駆動される、回転可能な複数の搬送ローラを備えるコンベヤローラであって、請求項１〜６のいずれかに記載のローラコンベヤ用ブレーキ装置の少なくとも１つが、少なくとも１つの搬送ローラを減速させるように、前記フレームに取り付けられている、コンベヤローラ。
8. 多角形断面の偏心軸を準備する工程と、
   前記偏心軸上に、少なくとも１つの第１の偏心器と少なくとも１つの第２の偏心器とをオフセット配置するとともに、前記偏心軸に対して相対回転しないように配置する工程と、
   前記第１の偏心器を回転自在に収容する１つの孔を有するとともに、前記搬送ローラの外周に係合するブレーキ面が表面に配置されるように１つの部品で形成されている、少なくとも１つのブレーキパッドを、前記第１の偏心器に係合させる工程と、
   前記第２の偏心器の外周にローラベアリングを取り付ける工程と、
   前記偏心軸を駆動させるステッピングモータを準備する工程と、を有し、
   前記第２の偏心器は、前記ローラベアリングの内輪側のベアリングシートとして作用し、前記ローラベアリングは回転ローラを軸受し、前記回転ローラを前記搬送ローラの駆動ベルトに押し付けることで、前記駆動ベルトと前記搬送ローラとの摩擦係合を確保する、
   ローラコンベヤ用ブレーキ装置の製造方法。
   

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