(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ本体内にモータが内蔵されたモータ内蔵ローラであって、
前記モータの回転子と同期的に回転する制動力発生用永久磁石と、磁界を検知する検知手段とを有し、前記検知手段は制動力発生用永久磁石の近傍にあって前記制動力発生用永久磁石の発生させる磁界を検知してモータの回転情報を取得するものであり、制動力発生用永久磁石の近傍に一時磁石が配されており、前記一時磁石は鉄片であり、前記一時磁石は、制動力発生用永久磁石の周囲を不連続に囲むものであり、当該一時磁石と制動力発生用永久磁石との間の磁力によるブレーキ機能による回転子の制動力を発生させることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
【請求項２】
ローラ本体内にモータが内蔵されたモータ内蔵ローラであって、
前記モータの回転子と同期的に回転する制動力発生用永久磁石と、磁界を検知する検知手段とを有し、前記検知手段は前記制動力発生用永久磁石の発生させる磁界を検知してモータの回転情報を取得するものであり、制動力発生用永久磁石の近傍に一時磁石が配されており、前記一時磁石は鉄片であり、前記一時磁石は、制動力発生用永久磁石の周囲を不連続に囲むものであり、前記検知手段が当該一時磁石と接触し、前記一時磁石と制動力発生用永久磁石との間の磁力によるブレーキ機能による回転子の制動力を発生させることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
【請求項３】
ローラ本体内にモータが内蔵されたモータ内蔵ローラであって、
前記モータは、永久磁石又はコイルによって構成された回転子と、コイルによって構成された固定子と、回転子の回転姿勢を検知して固定子を流れる電流の向きを切り替えるための信号を発生させる検知手段とを備えたブラシレスモータであり、
回転子と同期的に回転する制動力発生用永久磁石を有し、前記検知手段は磁界を検知するものであり、前記検知手段は制動力発生用永久磁石の近傍にあって、前記制動力発生用永久磁石の磁界を検知して固定子を流れる電流の向きを切り替えるための信号を発生させ、制動力発生用永久磁石の近傍に一時磁石が配されており、前記一時磁石は鉄片であり、前記一時磁石は、制動力発生用永久磁石の周囲を不連続に囲むものであり、当該一時磁石と制動力発生用永久磁石との間の磁力によるブレーキ機能による回転子の制動力を発生させることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
【請求項４】
前記検知手段がホールＩＣであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
【請求項５】
ローラ本体内に制御基板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてコンベア等に用いられるモータ内蔵ローラ、並びにローラに関するものであり、さらに詳細には、高い精度で回転角度や回転方向を検出可能であり、且つモータ停止時にローラを停止するためのブレーキ機能を有するモータ内蔵ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンベア等に用いられるローラには、ローラの内部にモータを配し、該モータによって前記ローラを回転駆動させるモータ内蔵ローラが数多くある。ところで、モータの回転動作を制御する構成として、位置検出手段を用いてモータの回転角度を検出する構成が知られている。例えば、位置検出手段にホールＩＣを用いてモータの回転角度を検知するモータ内蔵ローラを用いた搬送システムが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９６５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、このようなモータ内蔵ローラでは、動作制御等のためにモータの外側に磁石を配置することにより制動装置とすることができる。具体的には、図７に示されるように、まずモータの回転軸を円筒型のケース部材の両端から突出させて、その片側に磁石１０２を取り付ける。さらに、ローラ本体内部の対向する内壁面に、それぞれ２つの磁石１０３を異なる磁極が向かい合うように取り付ける。そして、内壁面に設けた２つの磁石１０３の間にモータ外部の磁石１０２が位置するように配置する。そうすることにより、モータ外部に取り付けた磁石１０２の２つの磁極が、それぞれ内壁面に設けた２つの磁石１０３と引き合うことにより、モータの回転駆動を制動するというものである。
【０００５】
そこで本発明者らは、ローラの構成の効率化のため、制動装置の磁石を位置検出用の磁石として使用することを考えた。具体的には、モータの外部に設けた制動装置の磁石の側にホールＩＣを設置して、制動装置の磁石の磁界を検知する構成である。
しかしながらこの方策では、ローラ本体内部の内周壁に設けた磁石１０３の磁界がホールＩＣのホール素子に干渉してしまうため、モータの回転角度が正確に検出できなくなり、実施することができなかった。
【０００６】
この問題を解決する方法として、図８のように、磁界がホールＩＣ１０１（ホール素子）に干渉しないように磁石を配置するという方法が考えられる。しかしながらこの方法では、モータの回転軸に対して垂直方向に働いていた磁力が斜め方向に働いてしまい、振動が発生してしまうという問題がある。また、磁力が斜め方向に働くことにより、制動する力が弱くなってしまうという問題もある。
【０００７】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、モータ外部に設けた位置検出のための磁石を制動装置の一部として使用しても、振動や制動力の低下が起きないことのできるモータ内蔵ローラを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、ローラ本体内にモータが内蔵されたモータ内蔵ローラであって、前記モータの回転子と同期的に回転する制動力発生用永久磁石と、磁界を検知する検知手段とを有し、前記検知手段は制動力発生用永久磁石の近傍にあって前記制動力発生用永久磁石の発生させる磁界を検知してモータの回転情報を取得するものであり、制動力発生用永久磁石の近傍に一時磁石が配されており、前記一時磁石は鉄片であり、前記一時磁石は、制動力発生用永久磁石の周囲を不連続に囲むものであり、当該一時磁石と制動力発生用永久磁石との間の磁力によるブレーキ機能による回転子の制動力を発生させることを特徴とするモータ内蔵ローラである。
【０００９】
本発明のモータ内蔵ローラでは、制動力発生用永久磁石がモータの回転子と同期的に回転するので、制動力発生用永久磁石の発生させる磁界を検知することにより、モータの回転情報を検知することができる。そして本発明のモータ内蔵ローラでは、検知手段が制動力発生用永久磁石の近傍に配されるため、より正確に制動力発生用永久磁石の磁界を検知可能となっている。したがって、検知手段がモータ内部の回転子の磁界を検知する場合と比べて、より正確にモータの回転情報を検知することができる。
ここで、「回転情報」とはモータの回転方向や回転角度等モータの回転動作に係る情報のことである。
【００１０】
また、本発明のモータ内蔵ローラでは、制動力発生用永久磁石と一時磁石との間の磁力によって回転子の制動力を発生させる。即ち、制動力発生用永久磁石を、モータの回転情報の高精度な検知と、回転子の制動力の発生という二つの動作のために使用可能である。そのため、制動力を発生させる制動装置と、高精度なモータの回転情報の検知を行う検知装置とを個別に設ける場合と比べて、部品点数を減らすことができる。
【００１１】
ここで、一時磁石は自発的に磁界を発生させないので、検知手段の磁界の検知を阻害しない。そのため、本発明のモータ内蔵ローラでは、一時磁石と検知手段を共に制動力発生用永久磁石との近傍に配することができる。
したがって、検知手段を制動力発生用永久磁石の側に配置すると共に、一時磁石と制動力発生用永久磁石との間に発生する磁力の向きがモータの回転軸と垂直になるように、一時磁石を配置することができる。したがって、モータの回転情報を高精度に検知でき、且つ磁力の向きが回転軸に対して傾くことによるローラ本体の振動や、制動力の減少を抑制することができる。
加えて、本発明のモータ内蔵ローラでは、制動力を発生させる機構とモータの回転情報を検知する機構をまとめて同じ場所に配置できるので、モータ内部の空間を有効に活用することができる。
【００１２】
さらに本発明のモータ内蔵ローラでは、検知装置が磁界（磁気）を検知するものであるため、光学式の検知装置と比べて塵や埃、油等の汚れの影響を受けにくいという利点がある。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、ローラ本体内にモータが内蔵されたモータ内蔵ローラであって、前記モータの回転子と同期的に回転する制動力発生用永久磁石と、磁界を検知する検知手段とを有し、前記検知手段は前記制動力発生用永久磁石の発生させる磁界を検知してモータの回転情報を取得するものであり、制動力発生用永久磁石の近傍に一時磁石が配されており、前記一時磁石は鉄片であり、前記一時磁石は、制動力発生用永久磁石の周囲を不連続に囲むものであり、前記検知手段が当該一時磁石と接触し、前記一時磁石と制動力発生用永久磁石との間の磁力によるブレーキ機能による回転子の制動力を発生させることを特徴とするモータ内蔵ローラである。
【００１４】
本発明のモータ内蔵ローラでは、一時磁石が自発的に磁界を発生させず、制動力発生用永久磁石の近傍に配され、また、検知手段が一時磁石と接触している。そのため、検知手段が一時磁石を介して制動力発生用永久磁石の磁界を検知することができる。そのことにより、検知手段と制動力発生用永久磁石が離れている状態でも、制動力発生用永久磁石が発する磁界の高精度の検知が可能になる。したがって、モータ内蔵ローラの本体内における部材の配置時の制約が少なくなり、ローラ本体内の多様な設計が可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、ローラ本体内にモータが内蔵されたモータ内蔵ローラであって、前記モータは、永久磁石又はコイルによって構成された回転子と、コイルによって構成された固定子と、回転子の回転姿勢を検知して固定子を流れる電流の向きを切り替えるための信号を発生させる検知手段とを備えたブラシレスモータであり、回転子と同期的に回転する制動力発生用永久磁石を有し、前記検知手段は磁界を検知するものであり、前記検知手段は制動力発生用永久磁石の近傍にあって、前記制動力発生用永久磁石の磁界を検知して固定子を流れる電流の向きを切り替えるための信号を発生させ、制動力発生用永久磁石の近傍に一時磁石が配されており、前記一時磁石は鉄片であり、前記一時磁石は、制動力発生用永久磁石の周囲を不連続に囲むものであり、当該一時磁石と制動力発生用永久磁石との間の磁力によるブレーキ機能による回転子の制動力を発生させることを特徴とするモータ内蔵ローラである。
【００１６】
本発明のモータ内蔵ローラでは、内蔵するモータにブラシレスモータを使用して、検知手段が検知した情報を基に、ブラシレスモータの固定子に流れる電流を切り替える信号を発生させることができる。つまり、ブラシレスモータの外部に設けた検知手段によりブラシレスモータの動作の制御を行うため、上記した利点に加えて、制御用のコンピュータシステム等にモータの動作制御を組み込み易いという利点がある。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記検知手段がホールＩＣであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ内蔵ローラである。
【００１８】
本発明のモータ内蔵ローラでは検知手段にホールＩＣを用いる。そのため、モータの回転量と回転方向を非接触の状態で検知可能である。そのため、接触型のセンサと比べて検知手段を長寿命化することができる。また、回路に組み込み易いという利点もある。
【００１９】
前記した請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ内蔵ローラでは、前記一時磁石が鉄片であることを特徴としている。
【００２０】
そのことにより、安価で安定した一時磁石を使用可能であるため、モータ内蔵ローラの製造コストを低減すると共に、安定した制動力を得ることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、ローラ本体内に制御基板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ内蔵ローラである。
また本発明に関連する発明は、ローラと同期的に回転する制動力発生用永久磁石と、磁界を検知する検知手段とを有し、前記検知手段は制動力発生用永久磁石の近傍にあって前記制動力発生用永久磁石の発生させる磁界を検知してローラの回転情報を取得するものであり、制動力発生用永久磁石の近傍に一時磁石が配されており、当該一時磁石と制動力発生用永久磁石との間の磁力によって回転子の制動力を発生させることを特徴とするローラである。
【００２２】
本発明のローラでは、制動力発生用永久磁石の磁界を検知してローラの回転情報を取得する検知手段を有し、制動力発生用永久磁石と一時磁石との間の磁力によってローラの制動力を発生させる。即ち、制動力発生用永久磁石は、ローラの回転情報の検知と、回転子の制動力の発生という二つの動作のために使用可能である。そのため、制動力を発生させる制動装置と、モータの回転情報の検知を行う検知装置とを個別に設ける場合と比べて、部品点数を減らすことが可能である。
【００２３】
ここで、一時磁石は自発的に磁界を発生させないので、検知手段の磁界の検知を阻害しない。そのため、本発明のローラでは、一時磁石と検知手段を共に制動力発生用永久磁石との近傍に配することができる。そのため、検知手段と制動力発生用永久磁石との距離を短くできるので、高精度の検知が可能となる。
【００２４】
もう一つの関連発明は、ローラと同期的に回転する制動力発生用永久磁石と、磁界を検知する検知手段とを有し、前記検知手段は前記制動力発生用永久磁石の発生させる磁界を検知してローラの回転情報を取得するものであり、制動力発生用永久磁石の近傍に一時磁石が配されており、前記検知手段が当該一時磁石と接触し、前記一時磁石と前記制動力発生用永久磁石との間の磁力によって回転子の制動力を発生させることを特徴とするローラである。
【００２５】
本発明のローラでは、一時磁石が自発的に磁界を発生させず、制動力発生用永久磁石の近傍に配され、また、検知手段が一時磁石と接触している。そのため、検知手段が一時磁石を介して制動力発生用永久磁石の磁界を検知することができる。そのことにより、検知手段と制動力発生用永久磁石が離れている状態でも、制動力発生用永久磁石が発する磁界の高精度の検知が可能になる。したがって、ローラ本体内における部材の配置時の制約が少なくなり、ローラ本体内の多様な設計が可能となる。
【００２６】
さらに関連発明は、前記検知手段がホールＩＣである上記ローラである。
【００２７】
さらに関連発明は、前記一時磁石が鉄片であることを特徴とする上記ローラである。
【００２８】
本発明のローラは、上記したモータ内蔵ローラと同様の理由により、検知装置の長寿命化や製造コストを低減、及び安定した制動力の取得といった利点を有する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のモータ内蔵ローラでは、より正確にモータの回転角度を検知可能であると共に、回転駆動時のローラの振動や、制動動作時の制動力の減少を低減できる。また、従来の物に比べて部品点数を減らすことが可能であり、ローラ内部の空間を広く使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第一の実施形態であるモータ内蔵ローラを示す断面図である。
【図２】図１のモータ内蔵ローラの筒体７の内部を示す一部を破断した斜視図である。
【図３】図１に示す回転磁石とブレーキ片の関係を模式的に示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のモータ内蔵ローラの制御を示すブロック図である。
【図５】本発明の第二の実施形態であるモータ内蔵ローラを示す断面図である。
【図６】参考発明の第三の実施形態であるフリーローラを示す斜視図である。
【図７】従来のモータ内蔵ローラの一例を示す断面図である。
【図８】従来のモータ内蔵ローラの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
続いて、本発明の第一の実施形態に係る、モータ内蔵ローラ１について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１は本実施形態のモータ内蔵ローラの断面図であるが、ハッチングは付さずに省略している。図１，２に示すように、本発明のモータ内蔵ローラ１は、内部に空間を有する略円柱状の部材であるローラ本体２の内部に、ローラ本体２と略同形状の筒体７が内蔵されている。筒体７の内部には駆動用モータ３（モータ）、制御基板１８、減速機１４が設けられている。また、筒体７の一端から出力部材８が突出して設けられている。そして、駆動用モータ３の動作に伴って、出力部材８が回転し、出力部材８の回転により、ローラ本体２が筒体７に対して相対的に回転するものである。以下具体的に説明する。
【００３２】
ローラ本体２は筒状の部材であり、両端に閉塞部材１６、２２がそれぞれ設けられている。閉塞部材１６，２２は、それぞれ形状の異なるローラ本体２の端部の開口を閉塞するキャップ状の部材である。具体的には、それぞれローラ本体２の端部の形状に沿う様な形状であり、ローラ本体２の端部に一体に固定することが可能である。
【００３３】
閉塞部材１６は中心部分に貫通孔と段差を有している。段差には周知のボールベアリングであるボールベアリング２１が嵌入可能となっており、貫通孔には後述する軸取り付け部材２３の軸部分２３ａを挿入可能となっている。
【００３４】
閉塞部材２２は中心部分に貫通孔を有しており、貫通孔近傍には周知のボールベアリングであるボールベアリング２４が配置可能であり、固定軸２９が挿通可能となっている。
【００３５】
筒体７は、ローラ本体２の内部に挿入可能な筒状の部材であり、端部の一方に軸取り付け部材２３が一体に設けられている。軸取り付け部材２３は、端部にフランジ状の部分を有する略円筒状部材の部材であり、中心部分にケーブル１５（電気供給用電線）を挿通可能な貫通孔を有している。
【００３６】
駆動用モータ３は、公知のブラシレスモータが採用されており、モータ本体３ａの内部に図示しない固定子と回転子を有し、半導体スイッチ及び外部からの信号等により固定子に流れる電流の向きを変更可能となっている。
本実施形態では、図１，３に示す様に、回転軸３ｂがモータ本体３ａの両端部から突出し、その回転軸の一方の端部には、４極に着磁された回転磁石４（制動力発生用永久磁石）が配され、回転磁石４の周囲を囲むようにブレーキ片５（一時磁石）が配されている。即ち、ブレーキ片５は、回転磁石４の外側且つ筒体７の内側に配置されている。この構成により、駆動用モータ３の回転に対して抵抗を与える。即ち、回転磁石４及びブレーキ片５によって、ブレーキ機能を果たすコギングブレーキ機能が形成される。なお、ブレーキ片５は筒体７の内壁に固定されている。
また、回転磁石４が発生する磁界を、後述する２個のホールＩＣ（検知手段）で検知することにより、駆動用モータの回転数をパルス信号として認識させることが可能となる。
【００３７】
回転磁石４は、略円筒状であって中心部分に駆動用モータ３の回転軸を挿入可能な貫通孔を有している。また、回転磁石４は前述したように４極に着磁されている。具体的には図３に示されるように、異なる２つの磁極が隣り合わせた位置に着磁されており、２つの磁極を２つずつ有する。なお、回転磁石４には、磁界や電流の供給を受けることなく磁界を発生させる、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の適宜なものが使用される。
【００３８】
ブレーキ片５は、図１，３に示されるように、断面が略Ｕ字状になるように曲げられた板状の部材であり、軟鉄により形成された鉄片である。なお、ブレーキ片５は自発的に磁界を発生させないため、後述するホールＩＣ６が行う磁界の検知を阻害しない。
【００３９】
一方、駆動用モータ３のモータ本体３ａから突出する、回転軸３ｂの他方の端部には、減速機１４が配され、当該減速機１４を介して出力部材８と接続されている。
減速機１４は、周知の遊星歯車機構を有する遊星ギア部１７で構成されており、遊星ギア部１７の中心に接続された回転軸３ｂの回転を減速して出力部材８に伝達可能なものである。本実施形態のモータ内蔵ローラ１では、減速機１４は略同じ構成を有した２つの遊星ギア部１７と１つの遊星ギア部１７ａが３段に並んで配されている。これにより、駆動用モータ３の回転を減速させて、その回転を安定して出力部材８に伝導させることが可能となる。
【００４０】
出力部材８は、駆動用モータ３の回転力をローラ本体２に伝導するもので、出力部材８の一部（内筒配置部３５）が筒体７内部に配され、残部（外筒装着部３６）が筒体７の外部に位置されている。具体的には、内筒配置部３５は筒体７と非接触で減速機１４と接続されているため、減速機１４の回転により出力部材８と共に筒体７が回転することはない。即ち、出力部材８は回転しても、筒体７は回転しない。
【００４１】
また、外筒装着部３６は、筒体７より僅かに大きい外径を有しており、出力部材８がローラ本体２の内部に配置されると、外筒装着部３６がローラ本体２の内部と嵌合状態となる。即ち、出力部材８と共にローラ本体２は回転する。従って、出力部材８に駆動用モータ３の減速された回転が伝導されることで、ローラ本体２がその減速された速度で回転を行う。
【００４２】
制御基板１８は、略長方形の板状で、制御ＩＣが搭載されている。制御基板１８は、筒体７の中心軸近傍に位置し、さらに駆動用モータ３を挟んで減速機１４と対向する位置に配され、駆動用モータ３と共に回転しないように筒体７に固定されている。また、制御基板１８には、外部電源と接続可能なケーブル１５が接続されている。
【００４３】
また制御基板１８は、回転磁石４に対向する位置に２個のホールＩＣ６が設けられている。周知のホールＩＣと同様であって、磁気センサであるホール素子とホール素子の出力信号をデジタル信号に変換するＩＣが一体となっている素子である。
したがって、ホールＩＣ６は、駆動用モータ３に取り付けられた回転磁石４の磁界を検知して、駆動用モータ３の回転数をパルス信号として後述する情報受信部２５に送信可能なものである。これらを２個配することで位相が異なる２相のパルス信号が検知される。即ち、２個のホールＩＣ６を設けることで、前記した回転磁石４の回転方向（正回転及び逆回転）を検知することが可能となる。従って、回転磁石４と２個のホールＩＣ１６により、駆動用モータ３の回転数と回転方向を検知することができる。
【００４４】
そして、制御基板１８はホールＩＣ６が出力した情報を処理できる構成を有している。即ち、制御基板１８は、図４に示す様に、ホールＩＣ６が発信した信号を受信する情報受信部２５と、情報受信部２５で受信した回転情報（ホールＩＣ６が発信した信号であり、回転数及び回転方向）を記憶する記憶部２６と、情報受信部２５で受信した回転情報と記憶部２６で記憶された回転情報に対して比較や演算が可能な比較補正部２７と、比較補正部２７で比較された信号を受信して駆動用モータ３を制御するモータ制御部２８とを有している。
【００４５】
記憶部２６は、情報受信部２５が受信した回転情報（回転数及び回転方向）が記憶されるものである。即ち、情報受信部２５が受信した情報から回転数を積算し、算出した回転数を回転方向と共に記憶することができる。
【００４６】
比較補正部２７は、情報受信部２５と記憶部２６が接続されており、ホールＩＣから受信した情報や記憶部２６に記憶された情報を用いて演算を行う。そして、駆動用モータ３に特定の動作をさせる信号や、駆動用モータ３を停止させる信号を生成してモータ制御部２８に送信する。
【００４７】
モータ制御部２８は、情報受信部２５，記憶部２６並びに比較補正部２７で処理された信号を受信して駆動用モータ３に指令を出す。
【００４８】
次に本実施形態のモータ内蔵ローラ１の組み立て構造について説明する。
【００４９】
図１に示されるように、モータ内蔵ローラ１は、ローラ本体２に筒体７が内蔵されている。このとき、軸取り付け部材２３の軸部分２３ａが、閉塞部材１６の中心部分にある貫通孔に挿通されている。なお、閉塞部材１６の貫通孔の周囲にはボールベアリング２１が取り付けてあるので、軸部分２３ａはボールベアリング２１の内側に配される。したがって、閉塞部材１６は軸部分２３ａに対して相対的に回転可能になる。ここで、軸取り付け部材２３は筒体７の端部に一体に取り付けられているので、閉塞部材１６は筒体７及び軸取り付け部材２３（軸部分２３ａ）に対して相対的に回転可能な状態となっている。
また、軸部分２３ａの中心部分にある貫通孔にはケーブル１５が挿通されており、ケーブル１５は図示しない外部電源と制御基板１８を接続している。
【００５０】
また、閉塞部材２２の貫通孔付近にはボールベアリング２４が取り付けられており、ボールベアリング２４の内側に固定軸２９が挿通されている。即ち、閉塞部材２２の貫通孔にボールベアリング２４を介して固定軸２９が挿通されているので、閉塞部材２２は固定軸２９に対して相対的に回転可能に取り付けられている。
【００５１】
閉塞部材１６，２２は共にローラ本体２に一体に取り付けられている。また、軸部分２３ａと固定軸２９はローラ本体２の両端部であって、ローラ本体２の中心軸上に配されている。そのため、ローラ本体２は軸部分２３ａ及び固定軸２９に対して相対的に回転可能となっている。
即ち、モータ内蔵ローラ１は、ローラ本体２が回転しても筒体７や軸部分２３ａ及び固定軸２９は回転しないように取り付けられている。
【００５２】
筒体７の内部においては、図１に示すように、閉塞部材２２側から順番に出力部材８，減速機１４，駆動用モータ３，回転磁石４及びブレーキ片５，制御基板１８が配置されている。具体的に順を追って説明すると、出力部材８は閉塞部材２２から任意の間隔を空けて配されている。出力部材８は、外筒装着部３６がローラ本体２の所定の位置に装着されて配されており、内筒装着部３５が筒体７の内部に非接触状態で位置して減速機１４と接続されている。即ち、出力部材８は、ローラ本体２を一体的に回転させるものである。言い換えれば、出力部材８と筒体７は相対的に回転する。
【００５３】
また、筒体７の軸上に回転軸３ｂが配され、回転軸３ｂの一方の端部が減速機１４を介して出力部材８に接続されている。そして、他方の端部は駆動用モータ３を挟んで回転磁石４が配されている。そして回転磁石４は、２つのブレーキ片５により周囲を囲まれている。
【００５４】
回転磁石４の近傍から閉塞部材１６方向に延伸した形状を有する制御基板１８が配されている。なお、制御基板１８は、筒体７の中心軸と平行な配置である。制御基板１８は、回転磁石４側に２個のホールＩＣ６が配されている。即ち、ホールＩＣ６は回転磁石４に近い位置に配されており、回転磁石４から駆動用モータ３の回転に伴うパルス信号を受信できる。
【００５５】
そして、周知のコンベア装置等の固定用の部材に、上記したモータ内蔵ローラ１の軸部分２３ａ及び固定軸２９を挿通して使用するものである。
【００５６】
以下、本実施形態のモータ内蔵ローラ１をコンベア装置等に用いた場合の動作について説明する。
【００５７】
初めに駆動用モータ３を起動して、回転軸３ｂを回転させる。すると、回転軸３ｂの回転が減速機１４を介して出力部材８に伝達され、軸部分２３ａ、固定軸２９及び筒体７に対してローラ本体２が相対回転を開始する。そして、回転磁石４も回転軸３ｂの回転によって、筒体７に対して相対回転を開始する。
【００５８】
このとき、回転磁石４近傍に設けられたホールＩＣ６が、回転磁石４の回転情報（回転方向及び回転速度）を検知して制御基板１８の情報受信部２５へ送信を行う。このときホールＩＣの近傍に配置させたブレーキ片５が自発的に磁気を発しないため、ホールＩＣ６の回転磁石４の磁界の検知を阻害しない。そのため、ブレーキ片５が永久磁石である場合に比べて精度の高い検知を実行することができる。
【００５９】
そして、回転情報を受信した情報受信部２５は、記憶部２６に回転情報を送信し、記憶部２６は、受信した情報に対して回転数の積算等の適宜な演算を必要に応じて行い、受信した情報、又は演算結果を記憶する。
【００６０】
また比較補正部２７は、情報受信部２５や記憶部２６から送信された回転情報を演算することで、予め決められた速度や方向に従ってローラ本体２が回転しているかどうかを判別する。そして、ローラ本体２が決められた動作をしていないと判別された場合、駆動用モータ３の回転を制御する命令をモータ制御部２８に送信し、モータ制御部２８が駆動用モータ３の回転速度を調整する。
【００６１】
そのことによりモータ内蔵ローラ１は、微細な調整を行いながら動作することで、精密な動作を継続して行うことができる。
【００６２】
次に、モータ内蔵ローラ１の回転駆動を停止する場合について説明する。初めに駆動用モータ３を停止する。このとき、永久磁石４とブレーキ片５の間には引き合う方向に磁力が働いているため、永久磁石４から回転軸３ｂに対して回転を停止する方向に力が加わる。そのことにより、回転軸３ｂの回転が時間の経過と共に減速して、やがて停止する。それに伴い、減速装置１４及び出力部材８の回転駆動も減速を続けて停止する。そして、出力部材８と連動するローラ本体２の回転も同様に停止する。
【００６３】
本実施形態では、ブレーキ片５に軟鉄の鉄片を用いたがブレーキ片５はこれに限るものではない。軟鉄でなく鉄でもよいし、ニッケル等の他の素材を用いて形成してもよい。また、電磁石のようにコイルを巻いたものを使用してもよい。
要は、ホールＩＣ６（検知手段）の磁気の検知を阻害せず、回転磁石４との間に引き合う力が働けばよい。
【００６４】
また、本実施形態ではブレーキ片５を円弧状に折り曲げているが、円弧状に限らず平板状でもよい。円弧状に折り曲げる際は、曲げ角度は適宜変更可能であるが、本実施形態のように回転磁石４を４極に着磁した場合、ブレーキ片５を約１２０度前後の開き角で折り曲げると制動力が強くなるので好ましい。
【００６５】
本実施形態ではホールＩＣ６を２つ設ける構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく３個以上設けてもよいし、１個でもよい。また、検知手段はホールＩＣ６に限るものではない、磁気を検知することで駆動用モータ３の回転情報を取得できればよい。
【００６６】
本実施形態では、回転磁石４が４極に着磁された構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない、例えば２極のように４極以下でもよいし、６極のように４極以上でもよい。
【００６７】
本実施形態では、ホールＩＣ６が取得した回転情報によって駆動用モータ３の回転速度と回転方向を制御したが、制御基板１８による回転情報を使用する制御はこれに限るものではない。
例えば、ブラシレスモータである駆動用モータの固定子に流れる電流の向きの変更を制御する構成にしてもよい。
【００６８】
本実施形態では、駆動用モータ３のモータ本体３ａから突出する回転軸３ｂは、同一の軸が異なる場所から突出しているものとしたが、異なる２つの軸が突出している構成にしてもよい。要は、突出している部分が回転時において同方向に同じ速さで回転すればよい。
【００６９】
本実施形態では、駆動用モータ３にブラシレスモータを使用したが、駆動用モータ３はこれに限るものではない。例えば、ブラシを有する直流モータを使用してもよい。
【００７０】
続いて、本発明の第二の実施形態に係る、モータ内蔵ローラ４０について図面を参照しながら説明する。なお、第一の実施形態におけるモータ内蔵ローラ１と同様の構造等、同様の説明については、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７１】
本発明の第二の実施形態に係るモータ内蔵ローラ４０は、図５に示されるように、ホールＩＣ６をブレーキ片５と接触する位置に設けたものである。
【００７２】
本実施形態では、ブレーキ片５が自発的に磁界を発生することはなく、回転磁石４のみが自発的に磁界を発する。そのため、ブレーキ片５からの磁界の干渉を受けることなく、ホールＩＣ６が回転磁石４の磁界を検知することができる。したがって、ホールＩＣ６が回転磁石４から離れた位置にあっても回転磁石４の磁界を高精度に検知することができる。
【００７３】
次に参考発明に係る実施形態を説明する。第三の実施形態（参考発明）に係るローラ４１は、図６に示されるように、モータを内蔵しないローラ４１にブレーキ片と回転磁石を設けたものである。
【００７４】
ローラ４１は所謂フリーローラであって、ホールＩＣ６、ローラ本体４３、蓋部材４４、固定軸４５、ブレーキ片４６、回転磁石４７から構成されている。
【００７５】
ローラ本体４３は内部に空間を有する円筒状の部材である。
【００７６】
蓋部材４４はフランジ部分を有する円板状の部材であって、貫通孔の内壁近傍に周知のベアリングが取り付けられている。
【００７７】
固定軸４５は、断面が円形のパイプ状の部材である。
【００７８】
ブレーキ片４６は軟鉄で形成された一時磁石であって、中央部分に貫通孔を有するドーナツ状の部材である。
【００７９】
回転磁石４７は、永久磁石であり、略「Ｕ」字状に曲げられた板状の部材である。
【００８０】
そして、円筒状のローラ本体４３の両端に、中心部分に貫通孔を有する蓋部材４４が一体に取り付けられている。そして、それぞれの蓋部材４４の貫通孔には固定軸４５が挿通されている。つまり、蓋部材４４を介して固定軸４５に軸支されている。即ち、ローラ本体４３は固定軸４５と相対的に回転可能である。
【００８１】
また、固定軸４５の一つは、ローラ本体４３の内部側に位置する端部がブレーキ片４６の貫通孔を挿通している。つまり、ブレーキ片４６がローラ本体４３の内部に位置する様に、固定軸４５にブレーキ片４６が一体に取り付けられている。そして、ブレーキ片４６の周囲を囲むように回転磁石４７が配されている。即ち、回転磁石４７は、ブレーキ片４６の外側且つローラ本体４３の内側に配置されている。この構成により、ローラ４１の回転に対して抵抗を与える。即ち、ブレーキ片４６及び回転磁石４７によって、ブレーキ機能を果たすコギングブレーキ機能が形成される。なお、回転磁石４７はローラ本体４３の内壁に固定されている。
【００８２】
そして、ブレーキ片４６の外周にはホールＩＣ６が一体に取り付けられており、ローラ本体４３に設けられた回転磁石４７の磁界を検知することで、ローラ４１の回転方向や回転角度が検知可能となる。また、このホールＩＣ６は固定軸４５の内部に挿通された通信線を介して、外部の図示しない基板に対して検知した情報を送信可能になっている。
【００８３】
本実施形態によれば、フリーローラであるローラ４１の回転方向や回転角度が検知可能となり、コンベア等において、モータを設けていないローラからも回転情報を取得できる。また、ローラ４１にブレーキを掛けることが可能となり、コンベアを停止させた場合等において、慣性によって回り続けているローラの回転情報を取得してしまうといった誤検知の発生を減少させることができる。そのため、コンベアのより精密な搬送制御を行うことが可能となる。
【００８４】
上記した各実施形態では、本発明のモータ内蔵ローラ及びフリーローラ（参考発明）をコンベア用として用いた例を示したが、本発明のモータ内蔵ローラやローラはこれに限るものではない。例えば、カーテン巻上用ローラ、スクロール用モータ内蔵ローラとして本発明のモータ内蔵ローラやローラを使用してもよい。要は、円筒形の回転物が内部の駆動装置や外部からの力によって軸部分を中心に回転する構造であれば、本発明のモータ内蔵ローラ並びにローラを使用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  モータ内蔵ローラ
２  ローラ本体
３  駆動用モータ
４  永久磁石（制動力発生用永久磁石）
５  ブレーキ片（一時磁石）
６  ホールＩＣ（検知手段）
【図１】
0005495302.tif 000002
【図２】
0005495302.tif 000003
【図３】
0005495302.tif 000004
【図４】
0005495302.tif 000005
【図５】
0005495302.tif 000006
【図６】
0005495302.tif 000007
【図７】
0005495302.tif 000008
【図８】
0005495302.tif 000009