(57)【要約】【課題】搬送物の搬送時の作業性が向上する駆動ローラおよびローラコンベアを提供する。【解決手段】本発明の一態様は、ローラコンベア１に用いられる駆動ローラ１０であって、筒状のローラ本体２０と、ローラ本体２０を回転させるパルスモータ２２と、パルスモータ２２の駆動を制御するドライブユニット２４と、を有し、パルスモータ２２とドライブユニット２４は、ローラ本体２０の内部に配置されている。また、ドライブユニット２４は、ローラ本体２０の回転起動時に、パルスモータ２２の駆動周波数ｆを段階的に上げるソフトスタート制御を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送装置に用いられる駆動ローラであって、
筒状のローラ本体と、
前記ローラ本体を回転させるパルスモータと、
前記パルスモータの駆動を制御するドライブユニットと、を有し、
前記パルスモータと前記ドライブユニットは、前記ローラ本体の内部に配置されていること、
を特徴とする駆動ローラ。
【請求項２】
請求項１の駆動ローラにおいて、
前記ドライブユニットは、前記ローラ本体の回転起動時に、前記パルスモータの駆動周波数を段階的に上げるソフトスタート制御を行うこと、
を特徴とする駆動ローラ。
【請求項３】
請求項２の駆動ローラにおいて、
前記ドライブユニットは、前記パルスモータの脱調を検知したときに、前記ソフトスタート制御を行って前記ローラ本体の回転を再起動させること、
を特徴とする駆動ローラ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの駆動ローラにおいて、
前記パルスモータの出力軸の回転を減速させる減速機と、
前記減速機の出力軸に接続し、前記減速機の出力を前記ローラ本体に伝達するカップリングと、を有し、
前記カップリングと前記ローラ本体との間には弾性部材が配置されていること、
を特徴とする駆動ローラ。
【請求項５】
請求項４の駆動ローラにおいて、
前記減速機と前記カップリングと前記弾性部材は、前記ローラ本体の内部に配置されていること、
を特徴とする駆動ローラ。
【請求項６】
駆動ローラを有するローラコンベアであって、
前記駆動ローラは、筒状のローラ本体と、前記ローラ本体を回転させるパルスモータと、前記パルスモータの駆動を制御するドライブユニットと、を備え、
前記パルスモータと前記ドライブユニットは、前記ローラ本体の内部に配置されていること、
を特徴とするローラコンベア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送物を搬送するために用いられる駆動ローラおよびローラコンベアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ローラコンベアに用いられるローラとして、モータが内蔵されるローラが存在する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２８３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されるようなローラにおいては、通常、ＡＣ誘導モータやブラシレスＤＣモータが内蔵されている。しかしながら、このようにＡＣ誘導モータやブラシレスＤＣモータが内蔵されるローラは、搬送物を搬送する際において、ロータに対してモータの定格トルクを超えるような大きな負荷が加わる過負荷時に、モータの駆動電流が増加するとともに、モータの出力トルクが大きくなってしまう。
【０００５】
そのため、ローラコンベアを取り扱う作業者は、モータの駆動電流の通電箇所や高トルクで回転するローラに対して過分に注意を払う必要があったり、搬送物の搬送速度を所望の速度に制御できないなど、ローラコンベアの取り扱いが困難になるおそれがある。このように、ＡＣ誘導モータやブラシレスＤＣモータが内蔵されるローラは、搬送物の搬送時の作業性に影響を与えるおそれがある。また、ブラシレスＤＣモータが内蔵されるローラは、モータを駆動させる際に複雑なフィードバック制御を行う必要があるので、モータの制御部の設計が煩雑となり、コストが増大するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、搬送物の搬送時の作業性が向上する駆動ローラおよびローラコンベアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、搬送装置に用いられる駆動ローラであって、筒状のローラ本体と、前記ローラ本体を回転させるパルスモータと、前記パルスモータの駆動を制御するドライブユニットと、を有し、前記パルスモータと前記ドライブユニットは、前記ローラ本体の内部に配置されていること、を特徴とする。
【０００８】
この態様によれば、駆動ローラには、ローラ本体を回転させる駆動機器としてパルスモータが内蔵されている。これにより、過負荷時においては、パルスモータの脱調が発生するので、ローラ本体の回転が停止する。そのため、搬送装置の取り扱いが良好になるので、作業者は搬送装置を快適に取り扱うことができる。したがって、搬送物の搬送時の作業性が向上する。
【０００９】
また、パルスモータとドライブユニットとに接続される配線は、ローラ本体の内部に収納されるとともに、その長さが短くなる。そのため、搬送物の搬送時の作業性が確実に向上するとともに、コストの低減を図ることができる。
【００１０】
上記の態様においては、前記ドライブユニットは、前記ローラ本体の回転起動時に、前記パルスモータの駆動周波数を段階的に上げるソフトスタート制御を行うこと、が好ましい。
【００１１】
この態様によれば、ローラ本体の回転起動時において、パルスモータの出力トルクが高くなる。そのため、駆動ローラの起動性が向上する。
【００１２】
上記の態様においては、前記ドライブユニットは、前記パルスモータの脱調を検知したときに、前記ソフトスタート制御を行って前記ローラ本体の回転を再起動させること、が好ましい。
【００１３】
この態様によれば、パルスモータの脱調が発生した後にローラ本体を再び回転させるときにおいても、駆動ローラの起動性が向上する。
【００１４】
上記の態様においては、前記パルスモータの出力軸の回転を減速させる減速機と、前記減速機の出力軸に接続し、前記減速機の出力を前記ローラ本体に伝達するカップリングと、を有し、前記カップリングと前記ローラ本体との間には弾性部材が配置されていること、が好ましい。
【００１５】
この態様によれば、より効果的に、駆動ローラの起動性が向上する。
【００１６】
上記の態様においては、前記減速機と前記カップリングと前記弾性部材は、前記ローラ本体の内部に配置されていること、が好ましい。
【００１７】
この態様によれば、搬送物の搬送時の作業性がさらに向上するとともに、駆動ローラの小型化が図られる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の形態は、駆動ローラを有するローラコンベアであって、前記駆動ローラは、筒状のローラ本体と、前記ローラ本体を回転させるパルスモータと、前記パルスモータの駆動を制御するドライブユニットと、を備え、前記パルスモータと前記ドライブユニットは、前記ローラ本体の内部に配置されていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の駆動ローラおよびローラコンベアによれば、搬送物の搬送時の作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ローラコンベアの外観斜視図である。
【図２】駆動ローラの断面図である。
【図３】カップリングにダンパーカップリングが取り付けられた状態におけるカップリングとダンパーカップリングの外観斜視図である。
【図４】カップリングの外観斜視図である。
【図５】ダンパーカップリングの外観斜視図である。
【図６】ソフトスタート制御の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施例のローラコンベア１は、搬送装置の一例であり、図１に示すように、駆動ローラ１０とフリーローラ１２とフレーム１４などを有する。
【００２２】
駆動ローラ１０は、モータなどの駆動機構が内蔵されるローラであり、回転駆動するローラである。駆動ローラ１０の詳細は、後述する。フリーローラ１２は、モータなどの駆動機構が内蔵されていないローラであり、自由回転可能な非駆動のローラである。フレーム１４は、第１フレーム１４ａと第２フレーム１４ｂを備えている。第１フレーム１４ａと第２フレーム１４ｂは、駆動ローラ１０とフリーローラ１２を、各々、回転可能な状態で把持する。
【００２３】
このような構造のローラコンベア１は、駆動ローラ１０が回転駆動することにより、搬送物を搬送することができる。
【００２４】
次に、ローラコンベア１に用いられる駆動ローラ１０について説明する。駆動ローラ１０は、図２に示すように、ローラ本体２０と、パルスモータ２２（ステッピングモータ）と、ドライブユニット２４と、減速機２６と、カップリング２８と、ダンパーカップリング３０と、回転検知センサ部３２と、シャフトホルダ３４と、第１固定シャフト３６と、第２固定シャフト３８などを有する。
【００２５】
このような駆動ローラ１０において、パルスモータ２２とドライブユニット２４と減速機２６とカップリング２８とダンパーカップリング３０などは、ローラ本体２０の内周面２０ａの内側にある内部空間に配置されている。
【００２６】
ローラ本体２０は、駆動ローラ１０の筐体に相当するものであり、中空の円筒状に形成されている。そして、搬送物は、このローラ本体２０の上に搭載されることにより、搬送される。ローラ本体２０は、例えば、ＳＴＫＭ１２Ｂ等の炭素鋼で形成されている。
【００２７】
パルスモータ２２は、ローラ本体２０をその中心軸を中心にして回転させるための駆動機器である。ここでは、パルスモータ２２は、例えば、クローポール式ＰＭ型パルスモータである。また、パルスモータ２２は、減速機２６に接続する出力軸２２ａを備えている。
【００２８】
ドライブユニット２４は、ＣＰＵを備えており、パルスモータ２２の駆動を制御する制御部（制御基板）である。
【００２９】
減速機２６は、パルスモータ２２の出力軸２２ａの回転を減速させるための機構である。具体的には、減速機２６は、ギヤ部２６ａと出力軸２６ｂなどを備えている。ギヤ部２６ａは、パルスモータ２２の出力軸２２ａと出力軸２６ｂとに接続している。ギヤ部２６ａは、３個のギヤを備えている。なお、本実施例では、パルスモータ２２の脱調が発生した時の振動に備えて、ギヤ部２６ａのギヤの歯幅を厚くしてギヤの耐久性を向上させている。
【００３０】
カップリング２８は、減速機２６の出力軸２６ｂとローラ本体２０とを、ダンパーカップリング３０とシャフトホルダ３４を介して、連結させる部材である。このようにして、カップリング２８は、減速機２６の出力軸２６ｂに接続しており、減速機２６の出力をローラ本体２０に伝達する。カップリング２８は、図３と図４に示すように、円盤状のフランジ部２８ａと、このフランジ部２８ａから軸方向に突出して形成される凸部２８ｂなどを備えている。そして、凸部２８ｂには、２つの溝部２８ｃが形成されている。また、カップリング２８の孔部２８ｄには、減速機２６の出力軸２６ｂが嵌め込まれる。なお、カップリング２８は、例えば、ＳＣＳ１３（ＳＵＳ３０４相当のステンレス鋳鋼）により形成されている。
【００３１】
ダンパーカップリング３０は、弾性部材であり、図３と図５に示すように、略楕円筒状に形成されている。ダンパーカップリング３０は、筒状部３０ａと突出部３０ｂなどを備えている。突出部３０ｂは、筒状部３０ａの内周面３０ｃから内側に突出するように形成されている。突出部３０ｂは、２カ所に形成されている。そして、２つの突出部３０ｂは、筒状部３０ａの中心軸を中心とする対称な位置に配置されている。なお、ダンパーカップリング３０は、例えば、耐摩耗や耐熱性の高いクロロプレンゴムにより形成されている。
【００３２】
そして、ダンパーカップリング３０の突出部３０ｂがカップリング２８の溝部２８ｃに嵌め込まれるようにして、ダンパーカップリング３０は、カップリング２８の凸部２８ｂに取り付けられている（図３参照）。
【００３３】
そして、図２に示すように、ダンパーカップリング３０は、カップリング２８とローラ本体２０との間、具体的にはカップリング２８とシャフトホルダ３４との間に、挟み込まれるようにして配置されている。これにより、減速機２６の出力軸２６ｂからの出力は、カップリング２８から、ダンパーカップリング３０とシャフトホルダ３４を介して、ローラ本体２０に伝達される。
【００３４】
回転検知センサ部３２は、基板３２ａと、ホールＩＣ３２ｂ（ホール素子、磁気センサ）と、マグネット３２ｃなどを備えている。ホールＩＣ３２ｂは、基板３２ａに取り付けられている。マグネット３２ｃは、パルスモータ２２のロータ軸（不図示）と一体回転する。
【００３５】
このような回転検知センサ部３２は、ホールＩＣ３２ｂがマグネット３２ｃの磁極位置を検知することにより、パルスモータ２２のロータ（不図示）の回転角度を検知する。そして、これにより、回転検知センサ部３２は、パルスモータ２２の脱調の有無を検知することができる。
【００３６】
シャフトホルダ３４は、円筒状（または略円筒状）に形成され、ローラ本体２０の内周面２０ａに取り付けられている。そして、シャフトホルダ３４の内側に、カップリング２８とダンパーカップリング３０が嵌め込まれるようにして配置されている。
【００３７】
第１固定シャフト３６は、ローラコンベア１の第１フレーム１４ａに取り付けられる軸部である。第１固定シャフト３６は、ローラ本体２０の内周面２０ａの内側にて、ホルダ４２とベアリング４４の内側に配置されている。
【００３８】
第２固定シャフト３８は、ローラコンベア１の第２フレーム１４ｂに取り付けられる軸部である。第２固定シャフト３８は、ローラ本体２０の内周面２０ａの内側にて、ホルダ４６とベアリング４８の内側に配置されている。第２固定シャフト３８の内部には、外部電源（不図示）からの電力をドライブユニット２４に供給するための電源ケーブル４０が配置されている。また、第２固定シャフト３８には、パルスモータ２２が取り付けられている。
【００３９】
以上のような構造の駆動ローラ１０は、以下のように作用する。ドライブユニット２４によりパルスモータ２２が駆動すると、パルスモータ２２の出力軸２２ａにおける出力が、減速機２６とカップリング２８とダンパーカップリング３０とシャフトホルダ３４を介して、ローラ本体２０に伝達される。これにより、ローラ本体２０は、その中心軸を中心にして、パルスモータ２２やドライブユニット２４や回転検知センサ部３２や第１固定シャフト３６や第２固定シャフト３８などに対して、相対的に回転する。
【００４０】
そして、搬送物が搬送される際において、ローラ本体２０とパルスモータ２２に対して大きな負荷が加わる過負荷時には、パルスモータ２２の脱調が発生するので、ローラ本体２０の回転が停止する。
【００４１】
また、ドライブユニット２４は、駆動ローラ１０の起動時、すなわち、停止状態にあるローラ本体２０の回転起動時に、図６に示すように、パルスモータ２２の駆動周波数ｆを時間の経過に従って段階的に上げるソフトスタート制御を行う。
【００４２】
さらに、過負荷時にパルスモータ２２の脱調が発生してローラ本体２０の回転が停止したときには、回転検知センサ部３２がパルスモータ２２の脱調の発生を検知する。そして、ドライブユニット２４は、回転検知センサ部３２からパルスモータ２２の脱調の発生の検知信号を取得した場合にローラ本体２０を再び回転させるときには、前記のソフトスタート制御を行う。このようにして、駆動ローラ１０は、パルスモータ２２の脱調の発生を検知した後、前記のソフトスタート制御を行って、自力でローラ本体２０を回転させることができる。なお、ドライブユニット２４は、パルスモータ２２の駆動電流値の変化をもとに、パルスモータ２２の脱調の発生を検知してもよい。
【００４３】
以上のような本実施例によれば、駆動ローラ１０は、筒状のローラ本体２０と、ローラ本体２０を回転させるパルスモータ２２と、パルスモータ２２の駆動を制御するドライブユニット２４と、を有する。そして、パルスモータ２２とドライブユニット２４は、ローラ本体２０の内部に配置されている。
【００４４】
このように、駆動ローラ１０には、ローラ本体２０を回転させる駆動機器としてパルスモータ２２が内蔵されている。これにより、過負荷時においては、パルスモータ２２の脱調が発生するので、ローラ本体２０の回転が停止する。そのため、過負荷時において、モータの駆動電流が増加せず、また、モータの出力トルクが大きくならない。したがって、ローラコンベア１を取り扱う作業者は、モータの駆動電流の通電箇所や駆動ローラに対して過分に注意を払う必要がなく、また、搬送物の搬送速度の制御も容易となる。ゆえに、ローラコンベア１の取り扱いが良好になるので、作業者はローラコンベア１を快適に取り扱うことができる。以上のことから、搬送物の搬送時の作業性が向上する。
【００４５】
また、パルスモータ２２とドライブユニット２４とに接続される配線は、ローラ本体２０の内部に収納されるとともに、その長さが短くなる。そのため、作業者がローラコンベア１を取り扱う際に、配線が邪魔にならない。また、配線からの電磁ノイズによる各機器への影響を抑制できる。したがって、搬送物の搬送時の作業性が確実に向上するとともに、コストの低減を図ることができる。
【００４６】
なお、ドライブユニット２４の数は増やしてもよく、例えば、パルスモータ２２の出力軸２２ａの回転角度や回転方向を制御できるようなドライブユニット２４を新たに加えることにより、ローラ本体２０の回転角度や回転方向を制御することもできる。
【００４７】
また、ドライブユニット２４は、ローラ本体２０の回転起動時に、パルスモータ２２の駆動周波数ｆを段階的に上げるソフトスタート制御を行う。このようにして、ローラコンベア１の始動時におけるローラ本体２０の回転起動時において、駆動周波数ｆを低くしてパルスモータ２２の出力軸２２ａの回転速度を低くしながら、パルスモータ２２の出力トルクを高くすることができる。これにより、駆動ローラ１０の起動性（ローラコンベア１の起動性）が向上する。
【００４８】
また、ドライブユニット２４は、パルスモータ２２の脱調を検知したときに、ソフトスタート制御を行ってローラ本体２０の回転を再起動させる。このようにして、過負荷時にパルスモータ２２の脱調が発生してローラ本体２０の回転が停止した場合において、ローラ本体２０を再び回転させるときに、パルスモータ２２の出力トルクを高くすることができる。そして、ローラ本体２０が再び回転し出すと、その後は、ローラ本体２０には慣性力が働くので、搬送物は確実に搬送される。このようにして、パルスモータ２２の脱調が発生した時にローラ本体２０を再び回転させるときにおいても、駆動ローラ１０の起動性が向上する。
【００４９】
また、駆動ローラ１０は、パルスモータ２２の出力軸２２ａの回転を減速させる減速機２６と、減速機２６の出力軸２６ｂに接続し、減速機２６の出力をローラ本体２０に伝達するカップリング２８と、を有する。そして、カップリング２８とローラ本体２０との間には、ダンパーカップリング３０が配置されている。
【００５０】
これにより、パルスモータ２２の脱調が発生した時の振動をダンパーカップリング３０により吸収できる。また、ローラ本体２０の回転起動時、または、過負荷時にパルスモータ２２の脱調が発生して停止した後のローラ本体２０の回転の再起動時において、パルスモータ２２が始動するときに、減速機２６のギヤ部２６ａのバックラッシュによる衝撃を、ダンパーカップリング３０により吸収できる。また、駆動ローラ１０上の搬送物のイナーシャに対して、ダンパーカップリング３０の弾性力により対抗できる。そのため、より効果的に、駆動ローラ１０の起動性が向上する。
【００５１】
また、ダンパーカップリング３０の突出部３０ｂがカップリング２８の溝部２８ｃに嵌め込まれるようにして、ダンパーカップリング３０は、カップリング２８の凸部２８ｂに取り付けられている。これにより、ダンパーカップリング３０は、確実にカップリング２８に取り付けられる。そのため、減速機２６の出力軸２６ｂからの出力は、カップリング２８から確実にダンパーカップリング３０へ伝達され、その後、シャフトホルダ３４を介して、ローラ本体２０に伝達される。
【００５２】
また、減速機２６とカップリング２８とダンパーカップリング３０は、ローラ本体２０の内部に配置されている。これにより、搬送物の搬送時の作業性がさらに向上するとともに、駆動ローラ１０の小型化が図られる。
【００５３】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５４】
１    ローラコンベア
１０  駆動ローラ
１２  フリーローラ
１４  フレーム
２０  ローラ本体
２２  パルスモータ
２２ａ  出力軸
２４  ドライブユニット
２６  減速機
２６ａ  ギヤ部
２６ｂ  出力軸
２８  カップリング
３０  ダンパーカップリング
３２  回転検知センサ部
ｆ    駆動周波数
【図１】
2016141566.tif 000003
【図２】
2016141566.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016141566.tif 000006
【図５】
2016141566.tif 000007
【図６】
2016141566.tif 000008