JPH0678324U - モータ内蔵ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝撃的な回転力や慣性力が作用しても、減速
機が破壊されないモータ内蔵ローラを提供する。 【構成】 ローラ本体２内にはモータ部Ａと減速機部Ｂ
と嵌合片配置部Ｃが内蔵されている。減速機部Ｂは３段
の遊星歯車列であり内歯車２０から回転力が出力され
る。内歯車２０には雌嵌合片２５が固定されており、ロ
ーラ本体には雄嵌合片２８が固定されている。両嵌合片
の間には弾性部材２９が配置されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ローラ本体内にモータ部と減速機が内蔵されてローラ本体が自転す るモータ内蔵ローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ローラコンベアの駆動ローラやベルトコンベアの駆動プーリとして、ローラ本 体内にモータ部と減速機が内蔵されたモータ内蔵ローラが広く知られている（実 開昭５９−４０２２０号公報）。そして、モータ内蔵ローラに内蔵される減速機 には、小型で高い減速比がとれ、かつモータの出力軸と同心の回転力が得られる ことから、遊星歯車列を有するものが広く採用されている。さらにモータ内蔵ロ ーラに内蔵される減速機は、より大きい減速比を得るために遊星歯車列が通常２ 段あるいは３段、直列に結合されている。即ちモータ内蔵ローラに内蔵される減 速機は太陽歯車と遊星歯車を有し、この遊星歯車が内歯車と嵌合し、かつ遊星歯 車の腕が次段の遊星歯車列の太陽歯車と一体になっている。そして、各段の遊星 歯車は、全て同一の内歯車と嵌合し、減速機の出力はこの内歯車から得られる。 また従来技術のモータ内蔵ローラでは、減速機の出力軸と、ローラ本体との間は 、ピン等を介して直接的に結合されていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来技術のモータ内蔵ローラは、モータと減速機がローラ本体内に内蔵されて いるのでこれらの設置場所を必要とせず、省スペースの効果が有るばかりでなく 、コンベアの構成も極めて単純なものとなり、コンベアの組み立て上も好ましい ものである。

【０００４】 しかしながら、従来技術のモータ内蔵ローラは、減速機の故障が多いという問 題があった。すなわち、従来技術のモータ内蔵ローラは、ローラ本体上の搬送物 を急に押して、ローラ本体に衝撃的な回転力がかかった場合や、ローラ本体上の 搬送物を急停止した場合に、減速機が破壊されてしまうことがあった。また、多 数のコンベア装置がつながって一つのコンベアラインが形成される装置であって 、各コンベア間の同期が取れていない場合や、スロープを利用して搬送物を付勢 し、コンベア装置に搬送物を載置するような構成を採用する場合では、コンベア 装置の端部に配されるモータ内蔵ローラは、日常的に搬送物から衝撃的な回転力 を受ける。そのため上記したようなコンベア装置に採用されるモータ内蔵ローラ は、比較的早期に減速機が故障してしまう問題があった。

【０００５】 そこで本考案者らがモータ内蔵ローラの減速機の故障箇所について調査したと ころ、減速機の故障箇所は特に最終段の遊星歯車列を構成する各歯車に集中する ものであった。このように、最終段の歯車が破壊される原因は次の通りである。 即ち、モータ内蔵ローラの減速機は、前記した通り、通常２段あるいは３段の遊 星歯車列で構成される。そして各歯車は、後段へ行く程回転数が低くなり、逆に 伝達トルクが増大する。そのため、最終段の遊星歯車や太陽歯車には、大きなト ルクがかかることになり、他の歯車に比べて負担が大きい。逆にローラ本体側か ら回転力を受けた場合、最終段の遊星歯車や太陽歯車は、それ以前の段の歯車が 負荷になるため、最も回転しにくい。

【０００６】 最終段の歯車は、大きなトルクに耐えるために、一般に歯幅の長い歯車が使用 されるが、遊星歯車列をローラ本体内に内蔵するため設置空間の制約があり、ど うしても衝撃に耐えうるだけの強度を確保しにくい。また同じく設置空間上の制 約から、選択できるモジュールにも限界があり、内歯車の剛性の向上は図りにく い。

【０００７】 加えて、複数の遊星歯車が一つの内歯車に同時に嵌合しているため、遊星歯車 と内歯車とのバックラッシュが小さい。そのため、ローラ本体に衝撃的な回転力 が作用した際、この衝撃力の逃げ場がなく、結局衝撃力は最終段の遊星歯車等に 直接負荷されてしまうためであった。

【０００８】 本考案は、従来技術の上記した欠点に着目し、衝撃的な回転力や慣性力が作用 しても、減速機が破壊されないモータ内蔵ローラを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

そして上記した目的を達成するための本考案は、ローラ本体内にモータ部と減 速機が内蔵され、モータ部の回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝 達され、ローラ本体が回転されるモータ内蔵ローラにおいて、減速機とローラ本 体との間に弾性部材が介在され、該弾性部材を介して減速機からローラ本体に回 転力が伝達されることを特徴とするモータ内蔵ローラである。

【００１０】 また、同一の目的を達成するためのもう一つの考案は、ローラ本体内にモータ 部と減速機が内蔵され、モータ部の回転力が減速機によって減速されてローラ本 体に伝達され、ローラ本体が回転されるモータ内蔵ローラにおいて、外周面に凹 凸が形成された雄嵌合片と、内周面に凹凸が形成された雌嵌合片と、内周面に雄 嵌合片の凹凸と略一致する凹凸が形成され外周面に雌嵌合片の凹凸と略一致する 凹凸が形成された弾性部材を有し、減速機は内歯車を出力軸とする複列の遊星歯 車列であり、前記減速機の内歯車には雄嵌合片と雌嵌合片のいずれか一方の嵌合 片が一体化されており、ローラ本体には他方の嵌合片が一体化され、両嵌合片の 間には弾性部材が装着されてなることを特徴とするモータ内蔵ローラである。

【００１１】

【作用】

本考案のモータ内蔵ローラは、従来技術のそれと同様にローラ本体内にモータ 部と減速機が内蔵されており、モータ部で発生された回転力は、減速機によって 減速される。そして請求項１記載のモータ内蔵ローラでは、減速機とローラ本体 との間に弾性部材が介在され、該弾性部材を介して減速機からローラ本体に回転 力が伝達されてローラ本体が回転する。

【００１２】 次に、スロープによって搬送物が付勢されてモータ内蔵ローラ上に載せられる 場合のように、外部からローラ本体に衝撃的な回転力がかかった場合を想定する と、ローラ本体は搬送物から受ける回転力によって極めて早い速度で、微小な角 度だけ回転する。しかし、本考案のモータ内蔵ローラは、減速機とローラ本体と の間に弾性部材が介在されているので、衝撃的な回転力は減速機に負担される以 前に先ず弾性部材に負荷される。そのため、衝撃的な回転力は弾性部材の変形に よって吸収される。その結果、減速機にかかる衝撃的な回転力は緩和される。

【００１３】 また、請求項２記載のモータ内蔵ローラでは、減速機の出力軸となる内歯車と 、ローラ本体に雌雄の嵌合片が一体に設けられており、両嵌合片の間に、弾性部 材が装着されている。また雌雄の嵌合片はその内面あるいは外面に凹凸が形成さ れ、弾性部材にはその内外面にそれぞれ雄嵌合片と雌嵌合片の凹凸と略一致する 凹凸が設けられている。そのため、モータ部が回転すると、この回転力は減速機 に伝えられ、複列の遊星歯車列によって充分に減速された回転速度で内歯車が回 転する。そして、内歯車の回転力は内歯車に一体化された嵌合片の凹凸から弾性 部材の凹凸に伝達され、更に弾性部材からローラ本体に一体化された嵌合片に伝 達され、最終的にローラ本体が回転される。

【００１４】 また、逆にローラ本体が衝撃的な回転力で一方の方向に回転されると、この衝 撃的な回転力によってローラ本体に一体化された嵌合片が回転する。そしてその 際、当該嵌合片の凹凸によって、これと嵌合する弾性部材が押圧される。この際 弾性部材は微小に弾性変形してこの衝撃力を吸収する。そのため最終段の遊星歯 車等には衝撃的な回転力は伝わりにくい。また請求項２記載のモータ内蔵ローラ は、回転方向に係わらず、いずれの方向の衝撃も緩和する作用がある。

【００１５】

【実施例】

以下さらに本考案の具体的実施例について説明する。図１は、本考案の具体的 実施例のモータ内蔵ローラの断面図である。図２は、図１のモータ内蔵ローラの 機構図である。図３は、図１のＤ−Ｄ断面図である。図４は、内歯車の正面図で ある。図５は、図４のＥ−Ｅ断面図である。図６は、弾性部材の斜視図である。 図７は本考案の変形実施例の図３に相当する位置でのモータ内蔵ローラの断面図 である。

【００１６】 図１，図２において、１は本考案の具体的実施例のモータ内蔵ローラである。 本実施例のモータ内蔵ローラ１は、筒状のローラ本体２の内部にモータ３等が内 蔵されたものであり、ローラ本体２の内部は大きくモータ部Ａ，減速機部Ｂ，嵌 合片配置部Ｃに分かれている。順次説明するとモータ部Ａは、公知のモータ内蔵 ローラと同様に固定子６と回転子７により構成される。ここで固定子６は固定軸 ５に一体的に固定されたコイルである。回転子７はかご形回転子であり固定子６ を囲む様に配置され、軸受８，９によって固定軸５に回転可能に支承されている 。そして回転子７の中央側にはトルクリミッター１１が取り付けられている。ト ルクリミッター１１の出力軸１２は、固定軸５に回転可能に支承され、周囲に出 力歯車１５が設けられており、後段の減速機部Ｂに出力を伝える。

【００１７】 減速機部Ｂは、３段の遊星歯車列を構成するものであり、遊星歯車１６，１８ ，２２と、内歯車２０と、腕と歯車が一体化された腕歯車１７，１９と、固定腕 ２３よりなる。そして最初の段の遊星歯車列は、モータ部Ａの出力歯車１５、遊 星歯車１６、腕歯車１７および内歯車２０によって構成される。即ち前記したモ ータ部Ａの出力歯車１５には遊星歯車１６が嵌合し、遊星歯車１６はさらに内歯 車２０と嵌合している。ここで遊星歯車１６は同形のもの４個が等間隔をおいて 腕歯車１７の腕部によって自転および公転可能に支持されたものである。内歯車 ２０は、熱可塑性樹脂の射出成形等によって作られたものであり、ローラ本体２ の内面に挿入できる程度の外径を有する筒状の部材であって、歯幅が極めて長い 歯車が内面に形成されている。また内歯車２０の後端部には図５の様に後記する 雌嵌合片２５が一体的に取り付けられている。

【００１８】 また腕歯車１７の歯車部は、次段の太陽歯車として作用し、遊星歯車１８と嵌 合している。ここで遊星歯車１８は前記した遊星歯車１６と同様、同形のもの４ 個が等間隔をおいて腕歯車１９の腕部によって自転および公転可能に支持されて おり、また内歯車２０と嵌合している。これらの腕歯車１７、遊星歯車１８、腕 歯車１９および内歯車２０によって２段めの遊星歯車列が構成されている。

【００１９】 さらに前記した腕歯車１９は固定軸５に回転可能に取り付けられており、腕歯 車１９の歯車部は次段の太陽歯車として作用する。即ち腕歯車１９の歯車部には ４個の遊星歯車２２が嵌合されている。遊星歯車２２はいずれも固定腕２３によ って自転可能に支持されている。固定腕２３はキー２４によって固定軸５に一体 的に固定されているので遊星歯車２２は公転はできない。また遊星歯車２２は前 記した遊星歯車１６，１８と同様に内歯車２０と嵌合している。そして腕歯車１ ９の歯車部、遊星歯車２２、固定腕２３、内歯車２０によって３段目の遊星歯車 列が構成されている。本実施例の減速機では、回転出力は、内歯車２０から出力 される。

【００２０】 そして本実施例のモータ内蔵ローラ１の肝心な点は、嵌合片配置部Ｃの構成に ある。嵌合片配置部Ｃは、内歯車２０の減速機部Ｂの出力をローラ本体２に伝達 する部分であり、雌嵌合片２５，雄嵌合片２８および弾性部材２９によって構成 される。

【００２１】 ここで雌嵌合片２５は、図４のように前記した内歯車２０の後端部に一体的に 固定されたものであり、内歯車２０と外径が等しい外壁部３０を有し、該外壁部 ３０の内面に４つの突条３１が、等間隔に設けられたものである。即ち雌嵌合片 ２５の断面は、図６のように、内周面に突条３１と凹部３２が交互に繰り返す凹 凸形状である。

【００２２】 一方雄嵌合片２８は、嵌合部３３と出力パイプ部３５が一体となったものであ る。ここで出力パイプ部３５は、外径がローラ本体２の内径に等しい管状の部分 である。そして雄嵌合片２８の、嵌合部３３は、管状の中心部３７の外面に４つ の突条３９が、等間隔に設けられたものである。即ち雄嵌合片２８の断面は、図 ３のように、突条３９と凹部が交互に繰り返す凹凸形状である。そして、ここで 留意するべきは、雄嵌合片２８の突条３９の断面形状は、中心部３７に近いほど 細く作られており、後記する様に雌嵌合片２５と嵌合状態にあるとき、雌嵌合片 ２５の突条３１の側面と、雄嵌合片２８の突条３９の側面が概ね平行になる様に 配慮されている。

【００２３】 また、雄嵌合片２８の嵌合部３３の各部の寸法関係を説明すると、中心部３７ の直径は、雌嵌合片２５の突条３１の内接円よりも相当に小さいものである。ま た雄嵌合片２８の突条３９の幅は、雌嵌合片２５の突条３１間の凹部３２よりも 充分に小さい。

【００２４】 弾性部材２９は、ゴムやウレタン樹脂等の弾性を有する樹脂で作られたもので あり、図７の様に、リング状をしており、その外面３９と内面４０に凹凸形状が 形成されている。そして、弾性部材２９の外面３９の凹凸形状は、前記した雌嵌 合片２５の内面の凹凸形状に一致するものである。また弾性部材２９の内面４０ の凹凸形状は、雄嵌合片２８の嵌合部３３の凹凸形状に一致する。

【００２５】 次に、嵌合片配置部Ｃの組み立て構造について説明する。嵌合片配置部Ｃでは 、雌嵌合片２５の外壁部３０の内側に雄嵌合片２８の嵌合部３３が挿入されてお り、両者の隙間に弾性部材２９が配置されている。即ち、雌嵌合片２５の凹部３ ２に雄嵌合片２８の突条３９が位置し、雌嵌合片２５の突条３１と雄嵌合片２８ の突条３９との間に弾性部材２９が入って両者の間に概ね隙間が無い状態になっ ている。また雄嵌合片２８の出力パイプ部３５は、ローラ本体２にピン３４を介 して結合されており、雄嵌合片２８はローラ本体２と一体的に回転する。

【００２６】 尚、本実施例のモータ内蔵ローラ１では、弾性部材２９がリング状をしている ので、雌嵌合片２５の外壁部３０の内側に弾性部材２９を装着し、その後雄嵌合 片２８の嵌合部３３を弾性部材２９の内側に挿入するだけで、３者の組み立てを 完了することができ、組み立作業は簡単である。

【００２７】 次に、本実施例のモータ内蔵ローラ１の作用について説明する。図示しない給 電線によってモータ部Ａの固定子６に通電し、モータ部Ａの回転子７が回転する と回転力はトルクリミッタ１１から出力歯車１５を介して減速機部Ｂに入力され る。そして、減速機部Ｂで大幅に減速され、内歯車２０から回転力が出力される 。ここで、例えば内歯車２０が図３の矢印Ｇ方向に回転したとすると、内歯車２ ０の後端に設けられた雌嵌合片２５が内歯車２０とともに矢印Ｇ方向に回転し、 雌嵌合片２５の突条３１が、進行方向に向かって前方にある弾性部材２９の法線 部分４２を押圧する。そしてさらに弾性部材２９の法線部分４２によって雄嵌合 片２８の突条３９が押圧され、雄嵌合片２８が回転する。その結果雄嵌合片２８ の出力パイプ部３５と一体に結合されたローラ本体２が回転する。

【００２８】 つぎに、搬送物がスロープを滑ってモータ内蔵ローラ上に乗せられ、ローラ本 体２が自転速度よりも早い速度で衝撃的に回転される場合の各部の挙動について 説明する。上記した場合のように、ローラ本体２が正回転方向に衝撃的に回転力 を受けた場合、ローラ本体２の回転力は、雄嵌合片２８に伝えられる。その結果 雄嵌合片２８は、雌嵌合片２５よりも早い速度で衝撃的に回転しようとする。そ して雄嵌合片２８の突条３９は、雄嵌合片２８の進行方向に向かって前方にある 弾性部材２９の法線部分４３（雌嵌合片２５の突条３１の後方に相当）を押圧す る。そして弾性部材２９の法線部分４３は、弾性変形する。その後弾性部材２９ は復元し、雌嵌合片２５を回転させようとするが、その動作は衝撃的なものでは なく、きわめて緩やかなものである。

【００２９】 その後スロープの作用によってなおも搬送物がローラ本体２を回転しようとす る場合もあるが、この際の搬送物からローラ本体２側に与えられる回転力は、も はや衝撃的なものではなく、緩やかである。従ってローラ本体２から受ける回転 力は雄嵌合片２８から弾性部材２９を介して雌嵌合片２５に伝えられ、さらに減 速機に伝達される。尚この時モータは瞬間的に無負荷運転をすることになる。こ れらの一連の力の伝達は緩やかであり円滑に行われるため、最終段の遊星歯車や 太陽歯車等に衝撃的な力はかからず、故障の原因となることはない。

【００３０】 つぎにコンベア上の搬送物が搬送中に何かに当たって急停止し、ローラ本体２ が逆回転方向に衝撃的に回転力を受けた場合の挙動について説明する。ローラ本 体２が逆回転方向に回転力を受けた場合は、ローラ本体２と一体化された雄嵌合 片２８の突条３９が弾性部材２９の法線部分４３を押圧して弾性変形させ、衝撃 力を吸収する。そしてさらに搬送物が停止を続ける時は、雄嵌合片２８および雌 嵌合片２５の回転は停止を続け、雌嵌合片２５と一体化された内歯車も停止する が、この間の動作は緩やかに行われ、最終段の遊星歯車や太陽歯車等に無理な力 が加わることは無い。

【００３１】 次に、本考案のモータ内蔵ローラで採用する弾性部材の最適な硬度について説 明する。弾性部材の硬度は、硬い場合はモータ部の回転を損失なくローラ本体に 伝えることができる反面、減速機を保護する効果が低くなってしまう。一方弾性 部材が軟質である場合は、減速機を保護する効果は高いものの、弾性部材そのも のの剛性が低くなり、新たな故障の原因となる。そこで、両者の利害得失を勘案 すると、最も好ましい硬度の範囲は、ショア（Ａ）硬度Ｈ_S ６０以下が好ましく 、ショア（Ａ）硬度Ｈ_S ４０前後が最も好ましい。

【００３２】 すなわち、本実施例の弾性部材の形状で、ショア（Ａ）硬度Ｈ_S ６０のネオプ レンゴムを素材とする弾性部材を使用して回転衝撃試験を行ったところ、本実施 例のモータ内蔵ローラは約２５万回の繰り返しに耐えた。そして約２５万回を越 えたところで、減速機の太陽歯車と遊星歯車が破壊された。また同じく本実施例 の弾性部材の形状で、ショア（Ａ）硬度Ｈ_S ４０のネオプレンゴムを素材とする 弾性部材を使用して回転衝撃試験を行ったところ、約２９万回の繰り返しに耐え た。そして約２９万回を越えたところで、弾性部材が破壊された。尚、比較のた め、弾性部材の無い状態で同様の実験を行ったところ、約２万回の繰り返しで減 速機の最終段の遊星歯車が破壊された。

【００３３】 以上の実施例では、雌嵌合片２５と雄嵌合片２８は、それぞれ４つの突条を有 するものを開示した。しかしながら、本考案のモータ内蔵ローラは、突条の数に こだわるものではなく、例えば図８の様な構成も可能である。図８は、本考案の 変形実施例の図３に相当する位置での断面図である。本実施例で採用する雌嵌合 片５０は、内面にスプライン溝形状の凹凸を備える。また、雄嵌合片５１は、先 端が円形の突条５２が６個の設けられたものである。雌嵌合片５０と雄嵌合片５ １の間には、外面及び内面に各嵌合片５０，５１の凹凸と同一形状の凹凸が形成 された弾性部材５３が配置されている。

【００３４】 弾性部材は、中実の樹脂を利用することが一般的であるが、収納空間が充分に 確保できる場合は、中空状の弾性部材を採用することも可能である。また以上の 実施例では、雌嵌合片を内歯車に固定し、雄嵌合片をローラ本体に固定したが、 勿論いずれの嵌合片を減速機とローラ本体のどちら側に固定してもよい。

【００３５】 以上の実施例では、モータ内蔵ローラに採用される減速機として、もっとも普 通の３段の遊星歯車列を有するものを例に説明した。しかしながら、本考案が、 実施例の減速機に限定されないことは言うまでもなく、２列、或いは単列の遊星 歯車列を有するものも採用可能である。また請求項１記載のモータ内蔵ローラを 実現するためには、内歯車以外の歯車から出力が得られる減速機や、遊星歯車列 を全く持たない減速機も応用可能である。

【００３６】

【考案の効果】

本考案のモータ内蔵ローラは、減速機とローラ本体との間に弾性部材が介在さ れているので、衝撃的な回転力は弾性部材の変形によって吸収される。そのため 本考案のモータ内蔵ローラは、減速機に無理な力がかからず、減速機の故障が防 止される効果がある。

【００３７】 また、請求項２記載の考案は、内歯車と、ローラ本体に雌雄の嵌合片が一体に 設けられており、両嵌合片の間に、弾性部材が装着されている。また雌雄の嵌合 片はその内面あるいは外面に凹凸が形成され、弾性部材にはその内外面にそれぞ れ雄嵌合片と雌嵌合片の凹凸と略一致する凹凸が設けられている。そのため請求 項２記載の考案は衝撃的な回転力の回転方向に係わらず、いずれの方向の衝撃も 緩和する作用がある。また、請求項２記載の考案は組み立てが容易である効果が ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の具体的実施例のモータ内蔵ローラの断
面図である。

【図２】図１のモータ内蔵ローラの機構図である。

【図３】図１のＤ−Ｄ断面図である。

【図４】内歯車の正面図である。

【図５】図４のＥ−Ｅ断面図である。

【図６】弾性部材の斜視図である。

【図７】本考案の変形実施例のモータ内蔵ローラの図３
に相当する位置での断面図である。

【符号の説明】

１ モータ内蔵ローラ ２ ローラ本体 ３ モータ ５ 固定軸 ２０ 内歯車 ２５ 雌嵌合片 ２８ 雄嵌合片 ２９ 弾性部材 ５０ 雌嵌合片 ５１ 雄嵌合片 ５３ 弾性部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラ本体内にモータ部と減速機が内蔵
   され、モータ部の回転力が減速機によって減速されてロ
   ーラ本体に伝達され、ローラ本体が回転されるモータ内
   蔵ローラにおいて、減速機とローラ本体との間に弾性部
   材が介在され、該弾性部材を介して減速機からローラ本
   体に回転力が伝達されることを特徴とするモータ内蔵ロ
   ーラ。
2. 【請求項２】 ローラ本体内にモータ部と減速機が内蔵
   され、モータ部の回転力が減速機によって減速されてロ
   ーラ本体に伝達され、ローラ本体が回転されるモータ内
   蔵ローラにおいて、外周面に凹凸が形成された雄嵌合片
   と、内周面に凹凸が形成された雌嵌合片と、内周面に雄
   嵌合片の凹凸と略一致する凹凸が形成され外周面に雌嵌
   合片の凹凸と略一致する凹凸が形成された弾性部材を有
   し、減速機は内歯車を出力軸とする複列の遊星歯車列で
   あり、前記減速機の内歯車には雄嵌合片と雌嵌合片のい
   ずれか一方の嵌合片が一体化されており、ローラ本体に
   は他方の嵌合片が一体化され、両嵌合片の間には弾性部
   材が装着されてなることを特徴とするモータ内蔵ロー
   ラ。