JP7123442B1 - ブレーキローラ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造のブレーキローラを提供する。【解決手段】ブレーキローラは、支持軸と、支持軸と同軸状に設けられかつ支持軸に回転可能に支持された円筒状のローラ本体と、支持軸の外周面およびローラ本体の内周面のうちの一方に固定された永久磁石と、ローラ本体の径方向において永久磁石に対向できるように上記外周面および上記内周面のうちの他方に固定され、かつ永久磁石との間でヒステリシストルクを生じさせるヒステリシス材と、を備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、物品を搬送するローラコンベアにおいて用いられるブレーキローラに関する。

工場等において物品を搬送するために、複数のフリーローラを備えたローラコンベアが用いられている。このようなフリーローラを備えたローラコンベアにおいて、物品の搬送速度が大きくなり過ぎることを防止する手段として、従来、種々のブレーキローラが用いられている。

例えば、特許文献１に開示されたブレーキローラは、ローラ軸と、ローラ軸に回転自在に支持されたローラ本体と、ローラ軸に対して回転しないようにローラ軸に支持された複数の固定抵抗板と、ローラ本体の内部においてロータ本体と一体回転するようにローラ本体に支持された複数の回転抵抗板と、ローラ本体内に封入された流動体とを備えている。複数の固定抵抗板と複数の回転抵抗板とは、ローラ本体の内部においてローラ本体の軸方向に交互に並ぶように配置されている。

特許文献１に開示された上記のブレーキローラでは、ローラ軸を固定した状態でローラ本体を回転させると、ローラ軸に支持された固定抵抗板に対してローラ本体に支持された回転抵抗板が回転する。この際、固定抵抗板と回転抵抗板との間を流動する流動体の粘性抵抗によって、ローラ本体に対して制動力が作用する。

特開平９－７７２３３号公報

特許文献１に開示されたブレーキローラでは、上記のように、流動体の粘性抵抗を利用してローラ本体を制動することができるので、電動機等によって制動力を発生する場合と異なり、ブレーキローラに電力を供給する必要がない。したがって、特許文献１に開示されたブレーキローラは、電力を供給することが困難な場所でも利用できる。また、電力を供給するための配線等が不要となるので、ブレーキローラの周囲の構成を簡略化できる。

ところで、特許文献１に開示されたブレーキローラでは、制動力を発生させるためにローラ本体の内部に複数の抵抗板を設ける必要がある。また、ローラ本体から流動体が漏れ出すことを防止する手段を設ける必要がある。このため、特許文献１のブレーキローラでは、ローラ本体の内部構造が複雑になる。これにより、ブレーキローラの製造コストが上昇する。また、ブレーキローラのメンテナンス作業が難しくなる。

そこで、本発明は、簡単な構造のブレーキローラを提供することを目的としている。

本発明は、下記のブレーキローラを要旨とする。

（１）複数のローラを備えたローラコンベアにおいて用いられるブレーキローラであって、
支持軸と、
前記支持軸と同軸状に設けられかつ前記支持軸に回転可能に支持された円筒状のローラ本体と、
前記支持軸の外周面および前記ローラ本体の内周面のうちの一方に固定された永久磁石と、
前記ローラ本体の径方向において前記永久磁石に対向できるように前記外周面および前記内周面のうちの他方に固定され、かつ前記永久磁石との間でヒステリシストルクを生じさせるヒステリシス材と、
を備える、ブレーキローラ。

（２）前記永久磁石は、円筒形状を有し、かつ周方向において異なる極が交互に着磁された構成を有している、上記（１）に記載のブレーキローラ。

（３）前記ローラ本体の軸方向において、前記ヒステリシス材の長さおよび前記永久磁石の長さは前記ローラ本体の長さよりも短い、上記（１）または（２）に記載のブレーキローラ。

（４）前記支持軸に支持され、前記支持軸に対して前記ローラ本体が回転できるように前記ローラ本体の両端部を支持する一対の軸受をさらに備え、
前記一対の軸受は、前記支持軸に対して前記支持軸の軸方向に相対的に移動可能に設けられている、上記（１）から（３）のいずれかに記載のブレーキローラ。

（５）前記支持軸の軸方向における前記支持軸に対する前記ローラ本体の位置を固定する固定部材をさらに備える、上記（１）から（４）のいずれかに記載のブレーキローラ。

（６）円筒形状を有しかつ前記ローラ本体の内周面に固定された樹脂製の保持部材をさらに備え、
前記ヒステリシス材は、前記保持部材に保持されている、上記（１）から（５）のいずれかに記載のブレーキローラ。

本発明によれば、簡単な構造のブレーキローラが得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキローラを備えたローラコンベアを示す概略図である。 図２は、ブレーキローラの内部構造を示す概略断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るブレーキローラにおける、支持軸とローラ本体との位置関係を示す概略図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係るブレーキローラにおける、支持軸とローラ本体との位置関係を示す概略図である。

以下、本発明に係るブレーキローラについて詳細に説明する。本発明に係るブレーキローラは、複数のローラを備えたローラコンベアにおいて用いられる。まず、ローラコンベアについて簡単に説明する。

（ローラコンベアの構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキローラを備えたローラコンベアを示す概略図である。なお、図１において、（ａ）はローラコンベアを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ部分を示す図であり、（ｃ）はローラコンベアの右側面図である。

図１に示すように、ローラコンベア１は、複数のフリーローラ２と、本発明の一実施形態に係るブレーキローラ１０と、複数のフリーローラ２およびブレーキローラ１０を支持する一対のフレーム３とを備えている。本実施形態では、フリーローラ２とフリーローラ２との間にブレーキローラ１０が設けられている。

なお、図１においては、１つのブレーキローラ１０が示されているが、ローラコンベア１が複数のブレーキローラ１０を備えていてもよい。また、図１においては、２つのフリーローラ２が示されているが、ローラコンベア１が３つ以上のフリーローラ２を備えていてもよい。

フリーローラ２は、支持軸２ａと、支持軸２ａに回転可能に支持された回転体２ｂとを備えている。なお、フリーローラ２としては、公知の種々のフリーローラを用いることができるので、詳細な説明は省略する。ブレーキローラ１０は、支持軸１２と、支持軸１２に回転可能に支持された回転体１４とを備えている。詳細は後述するが、ブレーキローラ１０は、回転体１４が回転する際に回転体１４に対して制動力が作用するように構成されている。

図１（ｂ），（ｃ）に示すように、支持軸２ａ，１２の両端部には、フレーム３から支持軸２ａ，１２が抜け落ちることを防止するためのピン４が取り付けられている。本実施形態では、ピン４として、Ｒピン（スナップピン）が用いられている。なお、本実施形態では、支持軸２ａ，１２が回転するとピン４も回転するが、ピン４がフレーム３の上壁部３ａまたは下壁部３ｂに接触することによって、フレーム３に対する支持軸２ａ，１２の回転が止められる。すなわち、ピン４は、支持軸２ａ，１２の回転を規制する回転規制部材としても機能している。なお、フレーム３に対する支持軸２ａ，１２の回転を規制する部材は上記のピンに限定されず、他の公知の手段によって支持軸２ａ，１２の回転を規制してもよい。

本実施形態に係るローラコンベア１では、複数のフリーローラ２によって搬送された物品（図示せず）がブレーキローラ１０上を通る際に、回転体１４に作用する制動力によって、物品の搬送速度を低下させることができる。以下、ブレーキローラ１０の構成について詳細に説明する。

（ブレーキローラの構成）
図２は、ブレーキローラ１０の内部構造を示す概略断面図である。上述したように、ブレーキローラ１０は、支持軸１２および回転体１４を備えている。本実施形態では、支持軸１２は、円柱形状を有している。支持軸１２の両端部には、抜け止め用のピン４（図１（ｃ）参照）を差し込むための貫通孔１２ａが形成されている。

支持軸１２の外周面に、永久磁石２０が固定されている。本実施形態では、永久磁石２０は、円筒形状を有しかつ周方向において異なる極が交互に着磁された構成を有している。永久磁石２０は、支持軸１２に嵌められた状態で、支持軸１２の軸方向における中央部に固定されている。

永久磁石２０としては、フェライト磁石および希土類磁石等の公知の磁石を用いることができる。ブレーキローラ１０の小型化および後述するヒステリシストルクの向上の観点からは、永久磁石２０として、例えば、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石、Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎ系磁石、およびＳｍ－Ｃｏ系磁石等の希土類磁石を用いることが好ましい。

支持軸１２の軸方向において永久磁石２０の両側にそれぞれ、円筒状のストッパー２２が嵌められている。ストッパー２２は、支持軸１２の外周面に固定されている。ストッパー２２は、支持軸１２の軸方向において、後述する一対の軸受４４よりも内側に位置付けられている。

回転体１４は、ローラ本体４０と、ヒステリシス材４２とを含む。ローラ本体４０は、円筒形状を有し、支持軸１２と同軸状に設けられている。ローラ本体４０は、例えば、非磁性材料からなる。

ローラ本体４０は、支持軸１２に回転可能に支持されている。本実施形態では、ローラ本体４０の両端部が、支持軸１２に支持された一対の軸受４４によって支持されている。軸受４４は、支持軸１２に対してローラ本体４０が回転できるようにローラ本体４０を支持している。軸受４４としては、公知の種々の軸受（転がり軸受、滑り軸受等）を用いることができる。

各軸受４４は、支持軸１２に対して支持軸１２の軸方向に相対的に移動可能に設けられている。これにより、ブレーキローラ１０を一対のフレーム３に取り付ける際に、ローラ本体４０に対して支持軸１２を進退させることができる。その結果、ブレーキローラ１０のフレーム３への取り付けが容易になる。なお、ローラ本体４０から支持軸１２が抜け落ちることは、ストッパー２２が軸受４４に係止されることによって防止される。

ヒステリシス材４２は、ローラ本体４０の内周面に固定されている。本実施形態では、ヒステリシス材４２は、樹脂製の保持部材４６に保持され、保持部材４６を介してローラ本体４０の内周面に固定されている。具体的には、ヒステリシス材４２および保持部材４６はそれぞれ円筒形状を有し、ローラ本体４０の内周面に保持部材４６が固定され、保持部材４６の内周面にヒステリシス材４２が固定されている。

なお、ブレーキローラ１０を組み立てる際には、例えば、保持部材４６の内周面にヒステリシス材４２を圧入した後、ヒステリシス材４２が圧入された保持部材４６をローラ本体４０内に圧入する。この場合、ローラ本体４０内にヒステリシス材４２を直接圧入する場合に比べて、ヒステリシス材４２の真円度の低下を抑制することができる。これにより、ブレーキローラ１０の組立精度が向上し、後述するヒステリシストルクをより適切に発生させることができる。

ヒステリシス材４２は、半硬質磁性材料を用いて構成される。具体的には、例えば、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｃｏ系合金またはＦｅ－Ｃｏ系合金等の半硬質磁性材料に所定の磁場処理を行うことによってヒステリシス材４２を構成することができる。

永久磁石２０とヒステリシス材４２とは、ローラ本体４０の径方向において対向できるように設けられる。本実施形態では、ローラ本体４０の径方向において、永久磁石２０の外側にヒステリシス材４２が設けられている。ローラ本体４０の径方向において、永久磁石２０とローラ本体４２との間には隙間ｄが形成されている。隙間ｄは、例えば、１．０ｍｍ以下に設定されることが好ましく、０．５ｍｍ以下に設定されることがより好ましい。

なお、本明細書において永久磁石２０およびヒステリシス材４２が径方向において対向している状態とは、永久磁石２０およびヒステリシス材４２のうちの一方が他方の内側に位置付けられている状態を意味する。したがって、永久磁石２０とヒステリシス材４２との間に他の筒状部材が挿入されている場合でも、永久磁石２０およびヒステリシス材４２のうちの一方が他方の内側に位置付けられている状態は、永久磁石２０およびヒステリシス材４２が径方向において対向している状態である。

本実施形態では、ローラ本体４０の軸方向において、永久磁石２０の長さおよびヒステリシス材４２の長さはローラ本体４０の長さよりも短い。これにより、ブレーキローラ１０の軽量化が可能になる。また、永久磁石２０の磁力は、支持軸１２の軸方向において永久磁石２０とヒステリシス材４２とを互いに近付けるように作用する。このため、支持軸１２の軸方向において支持軸１２とローラ本体４０とが固定されていない場合には、ローラ本体４０の径方向において永久磁石２０とヒステリシス材４２とが対向するように、支持軸１２およびローラ本体４０が位置決めされる。これにより、ブレーキローラ１０の組立が容易になる。

本実施形態では、図示しない物品がブレーキローラ１０上を通る際に、ローラ本体４０は回転するが、支持軸１２の回転はピン４（図１参照）がフレーム３（図１参照）に接触することによって止められる。これにより、支持軸１２に対してローラ本体４０が相対的に回転する。本実施形態では、支持軸１２に永久磁石２０が固定され、ローラ本体４０にヒステリシス材４２が固定されているので、支持軸１２に対してローラ本体４０が回転することによって、永久磁石２０の周りをヒステリシス材４２が回転する。これにより、永久磁石２０とヒステリシス材４２との間にヒステリシストルクが発生する。このヒステリシストルクは、永久磁石２０に対するヒステリシス材４２の回転を抑制する方向に作用する。これにより、ローラ本体４０に制動力が作用する。

本実施形態では、ローラ本体４０の外周面を覆うように、円筒状の保護材４８が設けられている。保護材４８は、例えば、合成ゴムからなる。この場合、永久磁石２０によって発生される磁束がブレーキローラ１０の外部に漏れることを抑制することができる。これにより、永久磁石２０によって発生される磁束が、ローラコンベア１によって搬送される物品（電子部品等）に悪影響を及ぼすことを十分に防止することができる。

支持軸１２の軸方向において一対の軸受４４よりも外側に、一対の固定部材５０が設けられている。一対の固定部材５０は、支持軸１２の軸方向における、支持軸１２に対するローラ本体４０の位置を固定する部材である。一対の固定部材５０は、支持軸１２の軸方向における任意の位置で支持軸１２に固定できるように構成されている。一対の軸受４４を支持軸１２の軸方向における両側から挟むように一対の固定部材５０を支持軸１２に固定することによって、支持軸１２に対するローラ本体４０の位置（支持軸１２の軸方向における位置）を固定することができる。固定部材５０としては、例えば、公知のセットカラーを用いることができる。

図３は、支持軸１２とローラ本体４０との位置関係を示す概略図である。図３に示すように、本実施形態では、支持軸１２の軸方向における一対の固定部材５０の固定位置を移動させることによって、支持軸１２に対するローラ本体４０の位置を移動させることができる。これにより、ローラ本体４０の径方向における永久磁石２０とヒステリシス材４２との対向面積を調整することができる。その結果、永久磁石２０とヒステリシス材４２との間に作用するヒステリシストルクの大きさを調整することができる。

（ブレーキローラの効果）
以上のように、本実施形態に係るブレーキローラ１０では、永久磁石２０とヒステリシス材４２との間に作用するヒステリシストルクによって、ローラ本体４０に制動力を作用させることができる。この場合、支持軸１２とローラ本体４０との間に複数の抵抗板を設けたり、ローラ本体４０内に流動体を封入したりする必要がないので、ブレーキローラ１０の構造を簡単にすることができる。その結果、ブレーキローラ１０の製造コストを抑制することができる。また、ブレーキローラ１０のメンテナンス作業が容易になる。

また、上記ヒステリシストルクは、ローラ本体４０の回転速度に依存することなく発生させることができるので、ローラ本体４０の回転速度が低い場合でも、ローラ本体４０に対して十分な制動力を作用させることができる。このため、本実施形態に係るブレーキローラ１０は、軽い物品から重い物品まで幅広い物品の搬送において、好適に用いることができる。また、上記ヒステリシストルクは、支持軸１２とローラ本体４０とを物理的に接触させることなく発生させることができる。これにより、支持軸１２およびローラ本体４０の劣化を抑制できるので、ブレーキローラ１０の寿命を長くすることができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、ブレーキローラ１０が１つの永久磁石２０および１つのヒステリシス材４２を備える場合について説明したが、ブレーキローラ１０は、複数の永久磁石２０を備えていてもよく、複数のヒステリシス材４２を備えていてもよい。

図４は、ブレーキローラ１０が２つの永久磁石２０および２つのヒステリシス材４２を備える場合の、支持軸１２とローラ本体４０との位置関係を示す概略図である。なお、図４（ａ）に示す支持軸１２とローラ本体４０との位置関係は、図３（ａ）に示す支持軸１２とローラ本体４０との位置関係と等しく、図４（ｂ）に示す支持軸１２とローラ本体４０との位置関係は、図３（ｂ）に示す支持軸１２とローラ本体４０との位置関係に等しい。

図３および図４から分かるように、支持軸１２に対するローラ本体４０の移動量が等しい場合には、ブレーキローラ１０が複数の永久磁石２０および複数のヒステリシス材４２を備えている場合の方が、永久磁石２０とヒステリシス材４２との対向面積（総対向面積）の調整量を大きくすることができる。すなわち、ローラ本体４０に作用する制動力の調整範囲を大きくすることができる。

上述の実施形態では、ヒステリシス材４２は、保持部材４６を介してローラ本体４０に固定されているが、ヒステリシス材４２がローラ本体４０に直接固定されてもよい。

上述の実施形態では、永久磁石２０が支持軸１２に固定され、ヒステリシス材４２がローラ本体４０に固定される場合について説明したが、永久磁石がローラ本体４０に固定され、ヒステリシス材が支持軸１２に固定されてもよい。

本発明によれば、簡単な構造のブレーキローラが得られる。

１ ローラコンベア
２ フリーローラ
３ フレーム
４ ピン
１０ ブレーキローラ
１２ 支持軸
１４ 回転体
２０ 永久磁石
２２ ストッパー
４０ ローラ本体
４２ ヒステリシス材
４４ 軸受
４６ 保持部材
４８ 保護材
５０ 固定部材

Claims (7)

1. 複数のローラを備えたローラコンベアにおいて用いられるブレーキローラであって、
   支持軸と、
   前記支持軸が貫通するように前記支持軸と同軸状に設けられかつ前記支持軸に回転可能に支持された円筒状のローラ本体と、
   前記支持軸の外周面および前記ローラ本体の内周面のうちの一方に固定された永久磁石と、
   前記ローラ本体の径方向において前記永久磁石に対向できるように前記外周面および前記内周面のうちの他方に固定され、かつ前記永久磁石との間でヒステリシストルクを生じさせるヒステリシス材と、
   を備える、ブレーキローラ。
2. 前記永久磁石は、円筒形状を有し、かつ周方向において異なる極が交互に着磁された構成を有している、請求項１に記載のブレーキローラ。
3. 前記ローラ本体の軸方向において、前記ヒステリシス材の長さおよび前記永久磁石の長さは前記ローラ本体の長さよりも短い、請求項１または２に記載のブレーキローラ。
4. 前記支持軸に支持され、前記支持軸に対して前記ローラ本体が回転できるように前記ローラ本体の両端部を支持する一対の軸受をさらに備え、
   前記一対の軸受は、前記支持軸に対して前記支持軸の軸方向に相対的に移動可能に設けられている、請求項１から３のいずれかに記載のブレーキローラ。
5. 前記支持軸の軸方向における前記支持軸に対する前記ローラ本体の位置を固定する固定部材をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載のブレーキローラ。
6. 円筒形状を有しかつ前記ローラ本体の内周面に固定された樹脂製の保持部材をさらに備え、
   前記ヒステリシス材は、前記保持部材に保持されている、請求項１から５のいずれかに記載のブレーキローラ。
7. 前記支持軸は、前記ローラコンベアのフレームに対する回転が規制された状態で前記フレームに取り付けられる、請求項１から６のいずれかに記載のブレーキローラ。

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