JPWO2016017766A1 - モータ内蔵ローラ - Google Patents

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Abstract

グリス供給部が脱離することを防止できるモータ内蔵ローラを提供する。筒状のローラ本体(2)にモータ(3)と減速機(5)とが内蔵され、減速機(5)は複数の歯車からなる歯車列を備えたモータ内蔵ローラ(1)であって、減速機(5)内に複数の歯車にグリスを供給するグリス供給部(35)を有したモータ内蔵ローラにおいて、グリス供給部(35)は、グリスを内部に収容可能であり、動力を出力する動力出力部材(38)と、歯車を軸支する軸部(36)を有し、グリス供給部(35)は、軸部(36)を介して動力出力部材(38)と一体となり、軸部(36)の軸方向における移動が規制されている。

Description

本発明は、ローラ本体内にモータと減速機を内蔵し、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。
ローラコンベアやベルトコンベア等の主要部品として、モータ内蔵ローラが広く知られている。こ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たものであり、新たにモータ等の設置場所を必要とせず、省スペース化が可能である。
ところで、減速機は、歯車、軸、及び軸受け等のそれぞれの部材が接触して相対的運動する構造を備えている。すなわち、減速機は、部材間での潤滑が悪いと、その部材間の摩擦抵抗により、動力が無駄に消費されることとなる。そのため、減速機内での動力の無駄な消費を軽減させるためには、部材間での潤滑を維持することが必要となる。
しかしながら、モータ内蔵ローラは、独立して回転させることができる点が利点の一つであるので、オイルポンプ等によって外部から潤滑油を給油する潤滑方法では、利点を損なわれてしまい、採用することができない。
そこで、モータ内蔵ローラの上記した利点を損なわずに部材間の潤滑をとる方策として、特許文献1がある。この特許文献1では、減速機にグリス収容部を設けて、グリスを徐々に減速機の歯車等に供給する構造を提案している。この特許文献1に記載の構造によれば、モータ本体の自転に連動してグリスを減速機内の部材間に供給できるので、潤滑を維持することが可能となる。
特許第4967874号公報
特許文献1に記載のモータ内蔵ローラは、連動歯車にグリス収容部を備える構造である。
一般的に、連動歯車は、回転時に太陽歯車等に集中的に負荷がかかるので、連動歯車を構成する太陽歯車や板状部材は、金属等の剛性が高いものが使用される。そのため、加工上、グリス収容部と別体で形成せざるを得ず、現に特許文献1に記載の減速機においても、グリス収容部は、板状部材と別体で形成されて、板状部材と接着されている。しかしながら、製造ごとにグリス収容部を板状部材に接着するのは、コストや時間の面から好ましくない。
また、長期間に亘る使用に対応するためには、板状部材とグリス収容部を一体不可分に接着しなければならない。すなわち、グリス収容部を板状部材から取り外すことができない。そのため、グリス収容部にグリスに導入するためには、板状部材に固定された状態でグリスを導入する必要があった。
そこで、本発明者は、特許文献1の構造を応用してグリス収容部の設置位置について検討し、遊星歯車を軸支する軸部材を支持する腕部材に注目した。すなわち、本発明者は、腕部材とグリス収容部が一体となった減速機500を試作した。
試作した減速機500は、図26のように、板状の支持部材502と、一方向に開放した箱状のグリス収容部503を一体的に成形した腕部材501を採用した。
また、試作した減速機500は、支持部材502に穴506を設け、当該穴506に軸部材510を圧入して固定した。そして、支持部材502で支持された軸部材510によって遊星歯車511を軸支する構造とした。この構造により、腕部材501を連動歯車512から取り外しが可能となり、グリス収容部にグリスを導入する作業が容易となった。また、軸部材510を軸支できればよいので、グリス収容部を連動歯車に設ける場合に比べて剛性もそれほど必要がない。そのため、グリス収容部の加工も容易となった。
しかしながら、試作した減速機500の場合、軸部材510を支持する支持部材502の厚みが薄いこと、またグリス収容部503内のグリスの重さによる荷重も支持部材502の穴506に加わることから、長時間駆動すると、腕部材501が軸部材510から抜け落ちるという新たな問題が生じていた。
そこで、本発明は、上記した新たな問題に鑑み、グリス供給部が脱離することを防止できるモータ内蔵ローラを提供することを目的としている。
上記課題を解決するための本発明の一つの様相は、筒状のローラ本体にモータと減速機とが内蔵され、前記減速機は複数の歯車からなる歯車列を備えたモータ内蔵ローラであって、前記減速機内に前記複数の歯車にグリスを供給するグリス供給部を有したモータ内蔵ローラにおいて、前記グリス供給部は、グリスを内部に収容可能であり、動力を出力する動力出力部材と、前記歯車を軸支する軸部を有し、前記グリス供給部は、前記軸部を介して前記動力出力部材と一体となり、前記軸部の軸方向における移動が規制されていることを特徴とするモータ内蔵ローラである。
本様相によれば、グリス供給部から歯車にグリスを供給できるので、歯車間の潤滑を保つことができ、グリス不足による摩擦抵抗の増加を防止できる。そのため、動力伝達効率が高いモータ内蔵ローラとなる。
また、本様相によれば、軸部の軸方向におけるグリス供給部の移動が規制されているため、駆動時に軸部からグリス供給部が脱離することを防止できる。
さらに、本様相によれば、グリス供給部が動力出力部材と別体であるので、動力出力部材と分離した状態でグリス供給部にグリスを補充することができる。そのため、作業性がよい。
好ましい様相は、前記軸部と前記グリス供給部は、直接又は他の部材を介して軸方向に係合していることである。
本様相によれば、軸部とグリス供給部が直接的又は間接的に軸方向に係合しているため、軸部の軸方向における軸部からのグリス供給部の脱離を防止できる。
好ましい様相は、前記グリス供給部は、板状支持部を有しており、前記板状支持部は、前記軸部を取り付け可能な取付穴を有し、前記取付穴の内壁面と前記軸部の外周面の少なくとも一方には、突起があり、前記軸部の一部が前記取付穴内に進入し、前記取付穴の内壁面と前記軸部の外周面が前記突起により互いに係合していることである。
本明細書にいう「穴」とは、有底穴及び貫通孔の両方を含む。
本様相によれば、一方の突起が寄与して取付穴の内壁面と軸部の外周面が互いに係合している。そのため、本様相によれば、板状支持部の取付穴から軸部が抜けにくい。
好ましい様相は、前記突起は、前記軸部の周方向において、連続的又は間欠的に延びた突条であることである。
本様相によれば、軸方向において板状支持部から軸部がより抜けにくい。
好ましい様相は、前記板状支持部は、樹脂によって形成されていることである。
本様相によれば、板状支持部が樹脂によって形成されており、金属製に比べて板状支持部に多少の撓みを許容するので、軸部を取り付けやすく、取り外しも容易となる。
好ましい様相は、前記グリス供給部は、板状支持部を有しており、前記板状支持部は、前記軸部を取り付け可能な取付穴を有し、前記軸部は、前記取付穴を挿通し、その端部が前記取付穴から張り出しており、前記軸部の張出部位に前記他の部材が取り付けられていることである。
本様相によれば、張出部位に取り付けられた他の部材を介してグリス供給部と軸部が係合されているため、軸方向において板状支持部の取付穴から軸部が抜けにくい。
ところで、長期間にわたってグリスを歯車に供給するためには、一定量以上のグリスをグリス供給部に導入する必要がある。
しかしながら、特許文献1に記載のモータ内蔵ローラの構造では、グリスをグリス収納部に導入する方法が明確に開示されていない。そのため、特許文献1に記載のモータ内蔵ローラを実施しようとすると、グリス供給孔から注射器等の導入機器を用いて導入する等を行う他なかった。そのため、グリス収納部へのグリスを導入が煩わしいという問題があった。
そこで、好ましい様相は、前記グリス供給部は、グリスを内部に収容可能なグリス収容部を有しており、前記グリス収容部は、グリスを外部から導入可能な導入孔を有しており、前記グリス供給部と前記動力出力部材を一体化させたときに、前記動力出力部材の一部が前記グリス収容部の前記導入孔の開口を閉塞していることである。
本様相によれば、グリス収容部にグリスを導入するための導入孔があるので、組み立て時に容易にグリスを導入できる。
本様相の構成によれば、グリス供給部と動力出力部材の位置関係によって導入孔を閉塞するので、モータ内蔵ローラを駆動させたときに導入孔からグリスが吐出することを防止できる。
好ましい様相は、前記導入孔の延び方向は、前記軸部の軸方向と同一であることである。
本様相によれば、射出成形等による成形時に導入孔の形成が容易である。
好ましい様相は、前記グリス供給部は、グリスを内部に収容可能なグリス収容部を有しており、前記グリス収容部は、グリスを吐出可能なグリス供給孔が設けられており、前記グリス供給部は、駆動時にローラ本体内で公転又は回転し、遠心力又は重力によって前記グリス供給孔から内部のグリスを供給されることである。
本様相によれば、遠心力又は重力によってグリス供給孔から内部のグリスを供給されるので、グリスが徐々に漏出し、歯車のグリス切れを防止することができる。そのため、基本構成以外に別途のグリスの供給機構を設ける必要がない。
ところで、グリス供給部の回転中心を基準として、グリス収容部の内側と外側では加わる遠心力が異なる。すなわち、グリス収容部の内側と外側にそれぞれ同一の開口面積のグリス供給孔を設けた場合、内側と外側とではグリスの吐出量が変わってしまう。そのため、グリス収容部の内部のグリスが、外側のグリス供給孔から集中して吐出するおそれがある。
そこで、より好ましい様相は、前記グリス収容部は、互いに対向する1対のグリス供給孔を有し、一方のグリス供給孔は他方のグリス供給孔に対して前記グリス供給部の回転中心側に位置しており、前記一方のグリス供給孔の開口面積は、前記他方のグリス供給孔の開口面積よりも大きいことである。
本様相によれば、回転中心を基準として、内側に位置する一方のグリス供給孔に比べて、大きな遠心力が加わる外側に位置する他方のグリス供給孔は、開口面積が小さくなっている。そのため、それぞれのグリス供給孔において適量な吐出量を吐出することができる。
好ましい様相は、前記グリス収容部は、グリスを外部から導入可能な導入孔を有しており、前記導入孔の開口面積が前記グリス供給孔の開口面積に比べて大きいことである。
本様相によれば、導入孔の開口面積がグリス供給孔の開口面積に比べて大きいので、グリス供給孔からグリス収容部へグリスを導入する場合に比べて多量のグリスをグリス収容部に導入することができる。また、本様相によれば、導入孔の開口面積がグリス供給孔の開口面積に比べて大きいので、グリス収容部にグリスを導入しやすい。
好ましい様相は、前記歯車列は、太陽歯車と遊星歯車と軌道用内歯車とを有し、軌道用内歯車は太陽歯車の外側に位置し、遊星歯車は太陽歯車及び軌道用内歯車の双方と係合して太陽歯車の回りを公転するものであり、前記軸部は、前記遊星歯車を軸支していることである。
本様相によれば、遊星歯車機構を利用するものであり、モータが回転すると、この回転力が減速機で減速されてローラ本体に伝動され、ローラ本体が回転するものである。そのため、モータからの入力軸と、外部への出力軸を同一軸上に配置することができる。
本発明のモータ内蔵ローラによれば、駆動中にグリス収容部が脱離することを防止できる。また、本発明のモータ内蔵ローラによれば、駆動時に歯車に対してグリスの供給が可能であるため、歯車と別部材と間の潤滑を維持できる。
本発明の第1実施形態のモータ内蔵ローラの断面図である。 図1のモータ内蔵ローラの機構図である。 図1の減速機の分解斜視図である。 図3の一段目の遊星歯車列の分解斜視図である。 図4のグリス供給部材を別方向からみた斜視図である。 図4のグリス供給部材の平面図である。 図3の一段目の遊星歯車列の説明図であり、(a)はA−A断面図であり、(b)はB−B断面図である。 図3の一段目の遊星歯車列のC―C断面図である。 図3の二段目の遊星歯車列の分解斜視図である。 図3の二段目の遊星歯車列の説明図であり、(a)はD−D断面図であり、(b)はE−E断面図である。 図3の二段目の遊星歯車列のF−F断面図である。 図3の一段目の遊星歯車列を組み立てる際の説明図であり、第1軸部材を第1動力出力部材に取り付けて、第1遊星歯車を取り付ける際の斜視図である。 図3の一段目の遊星歯車列を組み立てる際の説明図であり、第1軸部材にグリス供給部材を取り付ける際の斜視図である。 図3の一段目の遊星歯車列を組み立てる際の説明図であり、第1軸部材にグリス供給部材を取り付けた状態の断面図である。 図3の一段目の遊星歯車列を組み立てる際の説明図であり、軌道用歯車を取り付ける際の斜視図である。 図3の二段目の遊星歯車列を一段目の遊星歯車列に取り付ける際の斜視図である。 図1の減速機のグリスの供給経路の説明図である。 本発明の第2実施形態のモータ内蔵ローラの要部を表す分解斜視図である。 本発明の第2実施形態のモータ内蔵ローラの要部を表す断面図である。 本発明の第3実施形態のモータ内蔵ローラの要部を表す分解斜視図である。 本発明の第4実施形態のモータ内蔵ローラの要部を表す断面図である。 本発明の他の実施形態のモータ内蔵ローラの動力出力部材を表す平面図である。 本発明の他の実施形態のモータ内蔵ローラの軸部材を表す斜視図である(間欠フランジ)。 本発明の他の実施形態の要部を表す説明図であり、(a)〜(d)はそれぞれ各実施形態の要部を表す断面図である。 本発明の他の実施形態の減速機を表す分解斜視図である。 本発明者が試作した減速機の要部の断面図である。
以下、本発明の第1実施形態のモータ内蔵ローラ1について説明する。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、モータ内蔵ローラ1の回転軸の方向を軸方向Lとする。
本実施形態のモータ内蔵ローラ1は、図3,図16から読み取れるように、減速機5の中での動力出力部材38,93とグリス供給部材35,90との一体化する構造に主な特徴の一つとしている。当該特徴たる減速機5の説明に先立って、モータ内蔵ローラ1の基本構造について簡単に説明する。
本実施形態のモータ内蔵ローラ1は、図1,図2から読み取れるように、ローラ本体2にモータ3と減速機5が内蔵されたものである。ローラ本体2の内部は、図2に示されるように、大まかに分けて、モータ部Aと減速機部Bに区分される。
ローラ本体2は、図1,図2から読み取れるように、両端が開口した金属製の筒体であり、その両端には閉塞部材6,7が取り付けられている。すなわち、ローラ本体2の両端は、閉塞部材6,7によって塞がれている。
ローラ本体2の両端からは、図2のように、固定軸10,11が軸方向に突出している。
一方側(図2の図面右側)の固定軸11は、棒状の部材であり、閉塞部材7に対して2連の軸受け12によって、回転可能に取り付けられている。すなわち、固定軸11は、閉塞部材7に片持ち状に取り付けられ、閉塞部材7に対して相対的に回転可能となっている。
また、固定軸11は、単に閉塞部材7から外側に突出するものに過ぎず、ローラ本体2の内側には延びていない。
他方側(図2の図面左側)の固定軸10は、ローラ本体2の内外を連通するものであり、ローラ本体2の内部側にも大きな体積を占めている。
固定軸10は、閉塞部材6に軸受け14を介して回転可能に取り付けられており、ローラ本体2の内外を連通する。固定軸10は、ローラ本体2の内部において拡径しており、その外周部に内筒部材8が一体的に取り付けられている。すなわち、固定軸10の一部は、内筒部材8の内側に収納されている。そして、内筒部材8の内部には、図2に示されるように、モータ3と減速機5が内蔵されている。
モータ3は、図2に示されるように、固定子16と、回転子17と、出力軸18により構成されている。
固定子16は、鉄心に収められたコイルであり、内筒部材8に内挿されて、内筒部材8と一体的に取りつけられている。
回転子17は、径方向(軸方向に対して直交する方向)の内筒部材8の中心に位置し、その一端は、軸受け15を介して他方側(図2の図面左側)の固定軸10に回転可能に支持されている。
続いて、本発明の特徴部位である減速機5について説明する。
上記したように、本発明の第1実施形態のモータ内蔵ローラ1は、減速機5の内部の構造に特徴を有する。
減速機5は、図3に示されるように、2段の遊星歯車列31,32で形成されている。減速機5は、モータ3の出力軸18に遊星歯車列32の第1太陽歯車20(太陽歯車)を取り付け、第1太陽歯車20の回転を受けて、固定軸10(図2参照)に伝達するものである。
一段目の遊星歯車列31は、図4に示されるように、第1グリス供給部材35(グリス供給部)と、第1軸部材36(軸部)と、第1遊星歯車21(歯車,遊星歯車)と、第1動力出力部材38(動力出力部材)と、第1軌道用内歯車22(第1軌道用内歯車)を有している。
第1グリス供給部材35は、軸方向Lから平面視すると、円環状の部材であり、図5,図6に示されるように複数のグリス収容部41と、板状支持部45を有している。
グリス収容部41は、グリスを内部に収容可能な部位であり、平面視したときに、それぞれ扇形の外形形状をしている。
グリス収容部41は、図6に示されるように板状支持部45の一部である底壁部46と、底壁部46の各辺に沿ってその縁から直立した周壁部47,48,49,50から形成されており、その内部が空洞状となっている。
すなわち、グリス収容部41は、図6に示されるように、底壁部46及び4つの周壁部47〜50に囲まれた収容空間51を有し、当該収容空間51は、図5に示されるように底壁部46から一方向(軸方向L)に開放している。換言すると、グリス収容部41は、周壁部47〜50の端面によって形成された導入開口53(導入孔)を有している。そして、この導入開口53は、軸方向Lを向いている。
周壁部47は、図6に示されるように、4面の周壁部47〜50の内、径方向の中心側に面する壁面であり、その形状は、円弧状の面となっている。
周壁部47は、その大部分が開口されており、部材厚方向(径方向)に貫通したグリス供給孔52を有している。
グリス供給孔52は、収容空間51内のグリスを外部に吐出可能な孔である。具体的には、グリス供給孔52は、図5に示されるように、周壁部47の先端側(導入開口53側)から基端側(底壁部46側)に向けて切り欠かれた切り欠きであり、導入開口53から軸方向Lに直線状に延びた長方形状をしている。
周壁部49は、図5,図6から読み取れるように周壁部47と収容空間51を挟んで対面する壁面であり、その形状は、円弧状となっている。
周壁部49は、部材厚方向(径方向)に貫通したグリス供給孔55を有している。
グリス供給孔55は、周壁部47のグリス供給孔52と対をなす孔であり、収容空間51を挟んで対向する位置に配されている。グリス供給孔55は、収容空間51内のグリスを外部に吐出可能な孔である。グリス供給孔55は、図5に示されるように、周壁部49の先端側(導入開口53側)から基端側(底壁部46側)に向けて切り欠かれた切り欠きであり、導入開口53から軸方向Lに直線状に延びたスリットである。
グリス供給孔55の開口面積は、グリス収容部41に加わる遠心力等によって適宜設定される。グリス供給孔55の開口面積は、周壁部47のグリス供給孔52の開口面積の30パーセント以上120パーセント以下であることが好ましく、50パーセント以上100パーセント未満であることがより好ましい。
この範囲であれば、モータ内蔵ローラ1の駆動時の第1グリス供給部材35の公転により、グリス100を適度に吐出することができる。
本実施形態では、外側の周壁部49に属するグリス供給孔55の開口面積は、内側の周壁部47のグリス供給孔52の開口面積よりも小さい。
周壁部48は、周壁部47,49の周方向の一方側の端部同士を接続する壁である。
周壁部50は、図6に示されるように、周壁部48と収容空間51を介して対向する壁であって、周壁部47,49の周方向の他方側の端部同士を接続する壁である。
周壁部48,50は、互いに近接する方向に湾曲している。具体的には、遊星歯車列31を組み立てたときに、第1遊星歯車21の外周面を避けるように湾曲している。
導入開口53は、グリス供給孔52,55の開口面積よりも大きく、外部からグリスを導入可能となっている。
板状支持部45は、図4,図5から読み取れるように円環状に延びた板状部材であり、軸方向Lに対して垂直な面を形成する壁部である。板状支持部45は、樹脂によって形成されている。板状支持部45は、グリス収容部41から周方向に外れた位置に取付穴60を有している。
取付穴60は、図5のように、板状支持部45の部材厚方向に貫通した貫通孔であり、その内周面に中心に向かって突出した第1係合部65(突起)を有している。
第1係合部65は、図5,図7から読み取れるように軸方向Lに対して直交する方向の断面形状が四角形状の突起であり、連続的又は間欠的に周方向に延びた突条である。すなわち、取付穴60の内側側面は、段状に連続した面を有している。
また、板状支持部45は、図5のように、中心に二段目の連動歯車95を挿通可能な貫通孔66を有している。すなわち、貫通孔66は、各グリス収容部41と取付穴60によって周方向に交互に囲まれる位置にある。貫通孔66は、円形状の孔であり、板状支持部45を部材厚方向に貫通した貫通孔である。
第1軸部材36は、図4,図12,図13から読み取れるように、第1遊星歯車21を軸支する部材であり、遊星軸として機能する部材である。第1軸部材36は、軸方向Lに直線状に延びた棒状の部材であり、軸方向Lに対して直交する断面の形状が円形状の部材である。
第1軸部材36は、図4のように、その外周面に連続的又は間欠的に周方向に延びた第2係合部71を有している。
第2係合部71は、図7(a)のように、第1軸部材36の一方側の端部近傍であって、第1遊星歯車21を取り付けたときに、軸方向Lにおいて第1遊星歯車21の外側に位置する溝である。
第2係合部71は、板状支持部45の第1係合部65と対となる部位であり、互いに係合可能となっている。具体的には、第2係合部71は、軸方向Lに対して直交する断面の開口が四角形状の溝であり、連続的又は間欠的に周方向に延びた凹溝である。
第1遊星歯車21は、図4に示されるように外歯車であって、中心部に第1軸部材36を挿着可能な挿通孔75を備えている。
挿通孔75は、軸方向Lに対して直交する断面の開口形状が円形の貫通孔であり、挿通孔75の開口面積は、第1軸部材36の断面積よりもやや大きい。
第1動力出力部材38は、第1遊星歯車21の公転による動力を連結部材57(図2参照)に伝達する部材である。すなわち、第1動力出力部材38は、第1遊星歯車21を公転させる腕としての機能と連結部材57に出力する出力部材としての機能の双方の機能を兼ねている。
第1動力出力部材38は、図4のように本体部80と、連動軸部81を有しており、本体部80と連動軸部81は一体的に形成されている。
本体部80は、第1遊星歯車21を公転させる腕としての機能を備える部位であり、円板状の部位である。
本体部80は、第1軸部材36を取り付け可能な固定穴82を有している。
固定穴82は、第1軸部材36を支持する穴であり、軸方向Lに貫通した貫通孔である。
軸方向Lに対して直交する平面における固定穴82の開口面積は、第1軸部材36の断面積よりも若干小さい。そのため、固定穴82に第1軸部材36を圧入することによって、しっかりとはめ込むことが可能である。
本体部80の厚みは、第1グリス供給部材35の板状支持部45の厚みよりも厚く、第1軸部材36を保持するのに十分な厚みを持っている。
本体部80の厚みは、第1軸部材36の外径の1.5倍〜3倍の厚みを持っていることが好ましい。この範囲であれば、駆動において、第1軸部材36からの抜け落ちを防止できるとともに、厚みが厚くなりすぎない。
連動軸部81は、連結部材57(図2参照)へ動力を出力する出力部材としての機能を備える部位である。
連動軸部81は、本体部80から軸方向Lに向けて直立した棒状の部位である。連動軸部81は、出力軸として機能し、自転することによって連結部材57に動力を伝達することが可能となっている。
第1軌道用内歯車22は、図4に示されるように、軸方向Lに延びた略円筒形の内歯車であり、第1遊星歯車21を公転方向に移動することを制限する部材である。
第1軌道用内歯車22は、一方の開口端近傍の内周面に歯車86が形成されており、残りの内面には、歯車86は形成されていない。すなわち、第1軌道用内歯車22の内周面は、歯車86が形成された歯車形成部87と、平滑な円筒面部88から形成されている。
続いて、二段目の遊星歯車列32について説明する。なお、一段目の遊星歯車列31と概ね構成が同一であるため、同様の部材については、同様の付番をつけて、簡潔に説明する。
二段目の遊星歯車列32は、図9に示されるように、第1太陽歯車20と、第2グリス供給部材90と、第2軸部材91(軸部)と、第2遊星歯車92(歯車,遊星歯車)と、第2動力出力部材93(動力出力部材)と、第2軌道用内歯車94(軌道用内歯車)を有している。
第1太陽歯車20は、図9に示されるように、円筒状の外歯車であり、モータ3の出力軸18を取り付け可能な軸受け部25と、外周面に形成された歯車部26を有している。
第2グリス供給部材90は、第1グリス供給部材35と同様の構成を有しており、複数のグリス収容部41と、板状支持部45を有している。
第2軸部材91は、第1軸部材36と同様、遊星軸として機能する部材であり、断面形状が円形の棒状部材である。
第2軸部材91は、外周面に連続的又は間欠的に周方向に延びた第2係合部71を有している。
第2遊星歯車92は、第1遊星歯車21と同様の遊星歯車であり、中心部に第2軸部材91を挿着可能な挿通孔75を備えている。
第2動力出力部材93は、第2遊星歯車92の公転による動力を一段目の第1遊星歯車21に伝達する部材である。すなわち、第2動力出力部材93は、第2遊星歯車92を公転させる腕としての機能と、一段目の遊星歯車列31への出力軸としての機能の双方の機能を兼ねている。
第2動力出力部材93は、本体部80と、連動歯車95(太陽歯車)を有している。
連動歯車95は、本体部80から直立した棒状の部位であり、その外周面に歯車96が設けられている。すなわち、連動歯車95は、外歯車として機能し、自転することによって第1遊星歯車21に動力を伝達することが可能となっている。
第2軌道用内歯車94は、第1軌道用内歯車22とほぼ同様の部材であり、軸方向に延びた略円筒形の内歯車である。
第2軌道用内歯車94は、第1軌道用内歯車22とは円筒面部88が設けられていない点で異なる。すなわち、第2軌道用内歯車94は、軸方向において全体に歯車86が形成されている。
続いて、本実施形態のモータ内蔵ローラ1の組み立て手順に従って、各部材の位置関係について説明する。
まず、一段目の遊星歯車列31を組み立てる。
具体的には、第1軸部材36の一方側端部を第1動力出力部材38の本体部80の固定穴82に圧入し、第1軸部材36を本体部80と一体化させる。
このとき、本体部80は、第1グリス供給部材35の板状支持部45に比べて十分な厚みを有しているので、第1軸部材36はしっかりと固定穴82と嵌合する。
なお、必要に応じて接着剤等を用いて第1軸部材36を固定穴82に接着してもよい。
次に、図12から読み取れるように、第1動力出力部材38の本体部80に固定された第1軸部材36に第1遊星歯車21の挿通孔75を挿通させて、第1遊星歯車21を取り付ける。
このとき、第1軸部材36の中間部は、図13から読み取れるように、第1遊星歯車21の挿通孔75を挿通しており、第1遊星歯車21は、第1軸部材36によって回転可能に軸支されている。
4つの第1遊星歯車21は、図8に示されるように、所定の間隔を空けて周方向に配列されている。本実施形態では4つの第1遊星歯車21は、中央に空間が形成されるように等間隔に配されている。すなわち、遊星歯車列31の中央には、貫通孔66と連通する空間が形成されている。
また別途工程にて、第1グリス供給部材35において、グリス収容部41の導入開口53から収容空間51内にグリス100(図17参照)を注入する。
このとき、収容空間51には、グリス100が収容空間51の容量の80パーセント以上100以下の範囲で充填されていることが好ましい。
そして、図13に示されるように、グリス収容部41の内部にグリスが充填された第1グリス供給部材35を第1動力出力部材38に取り付ける。
すなわち、第1軸部材36の他方側端部を、図13のように、第1グリス供給部材35の板状支持部45の取付穴60に挿入する。
このとき、図7(a)に示されるように、取付穴60内に第1軸部材36の一部が進入している。取付穴60内では、取付穴60の第1係合部65が第1軸部材36の第2係合部71と嵌合しており、軸方向において、第1係合部65の側面と第2係合部71の内壁面が係合している。すなわち、第1軸部材36に対する第1グリス供給部材35の軸方向の移動が規制されている。
また、図8に示されるように、隣接する第1遊星歯車21,21の間に各グリス収容部41が一つずつ配されている。言い換えると、グリス収容部41と第1軸部材36は、互い違いであって、且つ、等間隔に配されている。
また、グリス収容部41の導入開口53は、図7(b)に示されるように、第1動力出力部材38の本体部80によって閉塞されている。すなわち、第1動力出力部材38の本体部80は、グリス収容部41を閉塞する蓋として機能する。
その後、図15に示されるように、4つの第1遊星歯車21を囲むように第1軌道用内歯車22を固定する。
このとき、第1軌道用内歯車22の歯車形成部87では、歯車86が各第1遊星歯車21とかみ合って係合している。
グリス収容部41のグリス供給孔52は、図8のように、中心側に向いており、グリス収容部41のグリス供給孔55は、第1軌道用内歯車22に向いている。
以上のようにして一段目が組み立てると、二段目も同様に組み立てる。なお、二段目の組み立てについては、一段目と概ね同様であるため、組み立て後の各部材の位置関係についてのみ述べる。
また、第2軸部材91の一方側端部は、図10(a)に示されるように本体部80の固定穴82に圧入されており、第2軸部材91の他方側端部は、第2グリス供給部材90の板状支持部45の取付穴60に挿入されている。取付穴60内では、取付穴60の第1係合部65が第2軸部材91の第2係合部71と嵌合しており、軸方向において、第1係合部65の側面と第2係合部71の内壁面が係合している。すなわち、第2軸部材91に対する第2グリス供給部材90の軸方向の移動が規制されている。また、グリス収容部41の導入開口53は、第2動力出力部材93の本体部80によって閉塞されている。
第1太陽歯車20は、図11のように、4つの第2遊星歯車92と互いに係合している。4つの第2遊星歯車92は、第1太陽歯車20の周囲を囲む位置関係となっている。すなわち、2つの第2遊星歯車92は、第1太陽歯車20を挟んで対向しており、残りの2つの第2遊星歯車92も第1太陽歯車20を挟んで対向している。第1太陽歯車20の歯車部26は、各第2遊星歯車92と互いにかみ合って嵌合している。
また、グリス収容部41は、隣接する第2遊星歯車92,92に挟まれた位置であって、第1太陽歯車20と第2軌道用内歯車94とによって囲まれた空間に位置している。すなわち、グリス収容部41は、第1太陽歯車20と、二つの第2遊星歯車92,92と、第2軌道用内歯車94とによって囲まれた空間にある。
中心側に面した小径の周壁部47は、第1太陽歯車20に面している。大径の周壁部49は、第2軌道用内歯車94に面している。円弧状の周壁部48,50は、それぞれ第2遊星歯車92,92に面している。
第2軌道用内歯車94の歯車形成部87では、歯車86が各第2遊星歯車92とかみ合って係合している。グリス収容部41のグリス供給孔52は、中心側に向いており、グリス収容部41のグリス供給孔55は、第2軌道用内歯車94に向いている。
以上のようにして組み立てた遊星歯車列31に対して、図16のように、遊星歯車列32を連結させる。
すなわち、第2動力出力部材93の連動歯車95を第1グリス供給部材35の板状支持部45の貫通孔66に挿通させて、連動歯車95と4つの第1遊星歯車21を互いに係合させる。
このとき、4つの第1遊星歯車21は、図14に示されるように、連動歯車95の周囲を囲む位置関係となっている。すなわち、2つの第1遊星歯車21は、連動歯車95を挟んで対向しており、残りの2つの第1遊星歯車21も連動歯車95を挟んで対向している。連動歯車95は、各第1遊星歯車21と互いにかみ合って嵌合している。また、グリス収容部41は、隣接する第1遊星歯車21,21に挟まれた位置であって、連動歯車95と第1軌道用内歯車22とによって囲まれた空間に位置している。すなわち、グリス収容部41は、連動歯車95と、二つの第1遊星歯車21,21と、第1軌道用内歯車22とによって囲まれた空間にある。すなわち、中心側に面した小径の周壁部47は、連動歯車95に面している。大径の周壁部49は、第1軌道用内歯車22に面している。円弧状の周壁部48,50は、それぞれ第1遊星歯車21,21に面している。
そして、軸方向Lに直列接続した遊星歯車列31,32にモータ3を接続する。すなわち、モータ3の出力軸18を第1太陽歯車20の軸受け部25に挿入する。
次に本実施形態のモータ内蔵ローラ1のグリス供給機構について説明する。
モータ内蔵ローラ1は、モータ3の回転子17が回転すると、図17の実線のように、モータ3の出力軸18に接続された第1太陽歯車20が回転し、所定の減速比で減速されて減速機5の出力軸である連動軸部81(図3参照)が回転する。そして、連動軸部81の回転力は、連結部材57に伝動され、さらにローラ本体2に伝動され、ローラ本体2が固定軸10,11に対して回転する。
また連動歯車95が連結部材57に接続されており、連動歯車95の回転を連結部材57で受ける。そして、連結部材57は、ピン56を介してローラ本体2に取り付けられており、連動歯車95の回転は、連結部材57及びピン56を経由してローラ本体2に伝わる。
本実施形態のモータ内蔵ローラ1は、図17の太線のように、起動中や起動・停止の前後にグリス収容部41,41のグリス供給孔52,55,52,55から各歯車20,92,95,21,22にグリス100が供給される。
すなわち、モータ内蔵ローラ1を起動して、モータ3の出力軸18が回転すると、第1太陽歯車20と第2遊星歯車92の関係により、板状支持部45及び本体部80が回転し、グリス収容部41が回転する。
具体的には、グリス収容部41は、図17の実線のように、第2遊星歯車92と共に第1太陽歯車20の回りを公転する。その結果、図17の太線のように、グリス収容部41の内部のグリス100が揺り動かされ、グリス供給孔52,55から漏出する。また、遠心力又は重力等によりグリス供給孔52,55からグリス100が漏出する。
上記したように、グリス供給孔52,55は、それぞれの歯車20,92,94に面しているので、各グリス供給孔52,55から漏出するグリス100は、各歯車20,92,94に供給される。そして、図17の実線のように、その状態で歯車20,92,94が回転することによって、各歯車20,92,94のグリス100の不足を補う。
また、一段目においても、上記した本体部80の回転に伴い、連動歯車95が回転し、連動歯車95と第1遊星歯車21の関係により、板状支持部45及び本体部80が回転し、グリス収容部41が回転する。
具体的には、グリス収容部41は、第1遊星歯車21と共に連動歯車95の回りを公転する。その結果、グリス収容部41の内部のグリス100が揺り動かされ、グリス供給孔52,55から漏出する。また、遠心力又は重力等によりグリス供給孔52,55からグリス100が漏出する。
このように本実施形態のモータ内蔵ローラ1によれば、駆動中にグリス収容部41,41からグリス100が少しずつ排出され、各歯車20,92,94,95,21,22に供給される。そのため、各歯車20,92,94,95,21,22がグリス切れを起こしにくく、歯車間の潤滑を保つことができる。そのため、本実施形態のモータ内蔵ローラ1によれば、動力伝達効率が高い。
また、本実施形態のモータ内蔵ローラ1によれば、取付穴60の第1係合部65と第1軸部材36の第2係合部71が回転軸方向に係合している。そのため、駆動時に第1軸部材36から第1動力出力部材38が抜けにくい。
同様に、本実施形態のモータ内蔵ローラ1によれば、取付穴60の第1係合部65と第2軸部材91の第2係合部71が回転軸方向に係合している。そのため、駆動時に第2軸部材91から第2動力出力部材93が抜けにくい。
さらに本実施形態のモータ内蔵ローラ1によれば、グリス供給孔52,55とは異なるグリス収容部41に導入開口53を有し、かつ、グリス収容部41は第1軸部材36に対して取り外し可能である。そのため、モータ内蔵ローラ1によれば、グリス収容部41の収容空間51に容易にグリス100を導入することができる。
二段目についても同様に、グリス供給孔52,55とは異なるグリス収容部41に導入開口53を有し、かつ、グリス収容部41は第2軸部材91に対して取り外し可能である。そのため、モータ内蔵ローラ1によれば、グリス収容部41の収容空間51に容易にグリス100を導入することができる。
続いて、第2実施形態のモータ内蔵ローラについて説明する。なお、第1実施形態と同様のものは同じ符番を付して説明を省略する。これから説明する実施形態の構造は、一段目の遊星歯車列31でも二段目の遊星歯車列32でも採用可能であるが、説明の都合上、一段目の遊星歯車列31についてのみ説明する。
第2実施形態のモータ内蔵ローラは、第1実施形態のモータ内蔵ローラ1と、グリス供給部材と第1軸部材との係合の仕方が異なる。
第2実施形態のグリス供給部材201の取付穴202は、図18,図19から読み取れるように部材厚方向に貫通した単なる貫通孔であり、軸部材203の第2係合部205は、フランジである。
すなわち、軸部材203は、遊星歯車21を支持する軸部206と、第2係合部205を有している。
軸部206の断面積(軸方向に対して直交する断面)は、取付穴202の断面積以下となっており、第2係合部205の断面積(軸方向に対して直交する断面)は、取付穴202の断面積よりも大きくなっている。
換言すると、第2係合部205は、軸部206の外周面から径方向に突出した突条であるともいえる。第2係合部205は、周方向に連続的又は間欠的に延びており、本実施形態では、連続的に延びている。
続いて、第2実施形態のモータ内蔵ローラの組み立て手順及び各部位の位置関係について説明する。
第2実施形態のモータ内蔵ローラの組み立てでは、軸部材203を第1動力出力部材38より先にグリス供給部材201に取り付ける。
すなわち、図19から読み取れるように、板状支持部45のグリス収容部41と反対側から軸部材203の軸部206を取付穴202に挿入し、第2係合部205と板状支持部45(第1係合部)と係合させる。
すなわち、第2係合部205の軸部206側の面が板状支持部45に当接して係合する。
こうしてグリス供給部材201に取り付けた軸部材203の軸部206を第1遊星歯車21に挿通させて、その第1遊星歯車21からの張出部位を第1動力出力部材38の固定穴82に圧入させる。
本発明の第2実施形態のモータ内蔵ローラによれば、軸部材203からのグリス供給部材201の脱離をフランジ状の第2係合部205で係止している。そのため、グリス供給部材201が抜け落ちるという不具合は生じない。
続いて、第3実施形態のモータ内蔵ローラについて説明する。なお、第1,2実施形態と同様のものは同じ符番を付して説明を省略する。
第3実施形態のモータ内蔵ローラは、第1実施形態のモータ内蔵ローラ1と異なり、第1グリス供給部材35と第1軸部材36との一体化をこれらとは別の部材を介して行う。
すなわち、モータ内蔵ローラを組み立てたときに、図20のように、軸部材36はその先端部位が板状支持部45から張り出しており、その張出部位に係止部材301(他の部材)を取り付ける。
係止部材301は、止め輪であり、環状の形状をしている。
グリス供給部材35は、第1軸部材36に対する脱離が係止部材301によって係止されている。すなわち、第1グリス供給部材35と第1軸部材36は、組み立てたときに、係止部材301を介して互いに係合関係となっている。
第3実施形態のモータ内蔵ローラによれば、第1グリス供給部材35と第1軸部材36を別部材である係止部材301を介して係合させて一体化する。そのため、メンテナンス等のときに分解しやすい。
続いて、第4実施形態のモータ内蔵ローラについて説明する。
第4実施形態のモータ内蔵ローラは、他の部材である係止部材402によって第1グリス供給部材35と軸部材との一体化するものである。
第4実施形態の軸部材401は、第3実施形態の軸部材と異なり、図21のように、先端部近傍にねじ切りされており、雄ねじ部403を有している。
また、係止部材402は、軸部材401の雄ねじ部403と対をなし、内側側面にねじ切りされた雌ねじ部405と、ワッシャー406を有している。
モータ内蔵ローラを組み立てたときに、軸部材401はその先端部位が板状支持部45から張り出しており、その張出部位に雄ねじ部403が位置している。そして、この雄ねじ部403に係止部材402の雌ねじ部405が螺合されている。
板状支持部45と軸部材401は、係止部材402を介して軸方向に係合している。
雄ねじ部403のねじ切り方向は、遊星歯車21(遊星歯車92)の回転方向と逆方向であることが好ましい。こうすることによって、回転による緩みを防止できる。
上記した第1実施形態では、図面等に第1係合部65として周方向に連続したものについて例示したが、上記したように本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図22のように第1係合部65が間欠的に連続していてもよい。
上記した実施形態では、第2係合部71の断面形状は、四角形状であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1係合部65と軸方向に係合できればよい。例えば、第2係合部71は、断面形状がV状の溝であってもよいし、円弧状の溝であってもよい。
また第1係合部65は、断面形状がV状の突起であってもよいし、円弧状の突起であってもよい。
上記した実施形態では、図面等に第2係合部71として周方向に連続したものについて例示したが、上記したように本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図23のように、第2係合部71が間欠的に連続していてもよい。
上記した第1実施形態では、第1係合部が突条であり、第2係合部が凹溝であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図24(a)のように第1係合部と第2係合部がともに突条であってもよい。また、図24(b)のように第1係合部が凹溝であり、第2係合部が突条であってもよい。図24(c)のように第1係合部が2条の突条とし、第2係合部が突条としてもよい。図24(d)のように第1係合部が突条とし、第2係合部が2条の突条としてもよい。
上記した第2実施形態では、軸部材203の端部にフランジ状の第2係合部205を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第2係合部205の位置は、端部に限定されない。すなわち、端部から軸方向に若干ずれた位置であってもよい。
上記した実施形態では、グリス供給孔52,55の開口形状は、導入開口53から直線状に延びた形状となっていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、グリス供給孔52,55の開口形状は特に限定されない。例えば、円形でもよいし、多角形状でもよい。また楕円形状でもよい。
上記した実施形態では、第1係合部65の断面形状は、四角形状であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、第2係合部71と軸方向に係合できればよい。例えば、第1係合部65の断面形状は、三角形状等の多角形状であってもよいし、円弧状であってもよい。
上記した実施形態では、導入開口を介してグリス収容部にグリスを充填したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、注射器等の導入部材を用いて、グリス供給孔52,55からグリスを導入してもよい。
上記した実施形態では、軸部材を本体部の固定穴に圧入して固定したが、本発明はこれに限定されるものではない。圧入以外の他の固定方法でもよい。また、軸部材と本体部は、一体的に成形して一部材としてもよい。
上記した実施形態では、第1軌道用内歯車22と第2軌道用内歯車94を別部材としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1軌道用内歯車22と第2軌道用内歯車94を一体化してもよい。
上記した実施形態では、第1軌道用内歯車22は、軸方向において、歯車86を有した歯車形成部87と歯車86を有さない円筒面部88の2つの領域を備えていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、軸方向全体を歯車形成部87として円筒面部88を設けなくてもよい。
上記した実施形態では、減速機5は、二段の遊星歯車列31,32を備えていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、一段の遊星歯車列によって形成されていてもよいし、三段以上の遊星歯車列によって形成されていてもよい。
上記した実施形態では、導入開口53を周壁部47〜50で形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、底壁部46と対向する壁面を設け、当該壁面を貫通するグリス導入孔を設けてこれを導入開口53としてもよい。
上記した実施形態では、遊星歯車列ごとに軌道用内歯車を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図25のように複数の遊星歯車列に対して一つの軌道用内歯車を設けてもよい。
1,200,300,400 モータ内蔵ローラ
2 ローラ本体
3 モータ
5 減速機
20 第1太陽歯車(太陽歯車)
21 第1遊星歯車(歯車)
22 第1軌道用内歯車(軌道用内歯車)
35,201 第1グリス供給部材(グリス供給部)
36,203 第1軸部材(軸部)
38 第1動力出力部材(動力出力部材)
41 グリス収容部
45 板状支持部(第1係合部)
52,55 グリス供給孔
53 導入開口(導入孔)
60,202 取付穴
65 第1係合部(突起)
71,205 第2係合部
81 連動歯車部(太陽歯車)
90 第2グリス供給部材
91 第2軸部材(軸部)
92 第2遊星歯車(歯車,遊星歯車)
93 第2動力出力部材(動力出力部材)
94 第2軌道用内歯車(軌道用内歯車)
100 グリス
301,402 係止部材(他の部材)
401 軸部材

Claims (12)

  1. 筒状のローラ本体にモータと減速機とが内蔵され、前記減速機は複数の歯車からなる歯車列を備えたモータ内蔵ローラであって、
    前記減速機内に前記複数の歯車にグリスを供給するグリス供給部を有したモータ内蔵ローラにおいて、
    前記グリス供給部は、グリスを内部に収容可能であり、
    動力を出力する動力出力部材と、前記歯車を軸支する軸部を有し、
    前記グリス供給部は、前記軸部を介して前記動力出力部材と一体となり、前記軸部の軸方向における移動が規制されていることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
  2. 前記軸部と前記グリス供給部は、直接又は他の部材を介して軸方向に係合していることを特徴とする請求項1に記載のモータ内蔵ローラ。
  3. 前記グリス供給部は、板状支持部を有しており、
    前記板状支持部は、前記軸部を取り付け可能な取付穴を有し、
    前記取付穴の内壁面と前記軸部の外周面の少なくとも一方には、突起があり、
    前記軸部の一部が前記取付穴内に進入し、前記取付穴の内壁面と前記軸部の外周面が前記突起により互いに係合していることを特徴とする請求項2に記載のモータ内蔵ローラ。
  4. 前記突起は、前記軸部の周方向において、連続的又は間欠的に延びた突条であることを特徴とする請求項3に記載のモータ内蔵ローラ。
  5. 前記板状支持部は、樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載のモータ内蔵ローラ。
  6. 前記グリス供給部は、板状支持部を有しており、
    前記板状支持部は、前記軸部を取り付け可能な取付穴を有し、
    前記軸部は、前記取付穴を挿通し、その端部が前記取付穴から張り出しており、
    前記軸部の張出部位に前記他の部材が取り付けられていることを特徴とする請求項2に記載のモータ内蔵ローラ。
  7. 前記グリス供給部は、グリスを内部に収容可能なグリス収容部を有しており、
    前記グリス収容部は、グリスを外部から導入可能な導入孔を有しており、
    前記グリス供給部と前記動力出力部材を一体化させたときに、前記動力出力部材の一部が前記グリス収容部の前記導入孔の開口を閉塞していることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
  8. 前記導入孔の延び方向は、前記軸部の軸方向と同一であることを特徴とする請求項7に記載のモータ内蔵ローラ。
  9. 前記グリス供給部は、グリスを内部に収容可能なグリス収容部を有しており、
    前記グリス収容部は、グリスを吐出可能なグリス供給孔が設けられており、
    前記グリス供給部は、駆動時にローラ本体内で公転又は回転し、遠心力又は重力によって前記グリス供給孔から内部のグリスを供給されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
  10. 前記グリス収容部は、互いに対向する1対のグリス供給孔を有し、
    一方のグリス供給孔は他方のグリス供給孔に対して前記グリス供給部の回転中心側に位置しており、
    前記一方のグリス供給孔の開口面積は、前記他方のグリス供給孔の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項9に記載のモータ内蔵ローラ。
  11. 前記グリス収容部は、グリスを外部から導入可能な導入孔を有しており、
    前記導入孔の開口面積が前記グリス供給孔の開口面積に比べて大きいことを特徴とする請求項10に記載のモータ内蔵ローラ。
  12. 前記歯車列は、太陽歯車と遊星歯車と軌道用内歯車とを有し、軌道用内歯車は太陽歯車の外側に位置し、遊星歯車は太陽歯車及び軌道用内歯車の双方と係合して太陽歯車の回りを公転するものであり、
    前記軸部は、前記遊星歯車を軸支していることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
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