JPH082643A

JPH082643A - モータ内蔵ローラ

Info

Publication number: JPH082643A
Application number: JP16283894A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Uchida; 洋志内田; Toshinari Nakajima; 俊成中島
Original assignee: Ito Denki Co Ltd
Current assignee: Ito Denki Co Ltd
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1996-01-09
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JP3233532B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は過度の振動を発生させることなく、
より小型化が可能であり、且つ効率の高いモータ内蔵ロ
ーラを提供することを目的とする【構成】ローラ本体２にモータ３と減速機５が内蔵さ
れ、ローラ本体２がモータ３によって駆動されるモータ
内蔵ローラ１であり、減速機５は、偏心回転体１６と、
連動歯車１７と、内歯車１８および固定歯車２０によっ
て構成される。偏心回転体１６は、モータ３によって回
転され、中心固定軸６を回転する。連動歯車１７は、外
面と内面の双方に歯形が設けられたものであり、偏心回
転体１６に軸受け３５を介して取り付けられている。連
動歯車１７の外歯歯車は内歯車１８と嵌合し、内歯歯車
は、固定歯車２０と嵌合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ローラ本体内にモータ
と減速機が内蔵され、ローラ本体がモータによって駆動
され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およ
び減速機などが内蔵されたモータ内蔵ローラが広く知ら
れている。モータ内蔵ローラでは、前記した様にローラ
の中にモータが内蔵されていて、このモータによってロ
ーラ本体を回転するものであり、ローラ本体は、物品を
搬送する程度のゆっくりした回転数で回転させる必要が
ある。そのためモータ内蔵ローラの減速機には、相当の
高い減速比が要求される。そこで従来技術のモータ内蔵
ローラでは、減速機には遊星歯車列を具備するものが多
用されている（実開昭５９−４０２２０号他）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】遊星歯車列は、普通の
歯車列に比べると数段高い減速比が得られる。しかしな
がら、モータ内蔵ローラでは、モータの回転数（通常は
１８００rpm または１５００rpm ）から物品の搬送に適
する回転数（数１０rpm 乃至２００rpm 程度）に減速す
ると言うような、非常に過酷な減速比が要求されるた
め、遊星歯車列を採用するといっても、歯車列は２段あ
るいは３段と言った複数段形式のものとしなければなら
ない。

【０００４】そのため従来技術のモータ内蔵ローラは、
どうしても減速機が軸方向に長いものと成らざるを得な
い問題があった。その結果従来技術の構成では、全長の
短いモータ内蔵ローラを設計することは困難であった。
また従来技術のモータ内蔵ローラでは、減速機が複数段
の遊星歯車からなるので、歯車の個数が多いと言う問題
があった。減速機の歯車の個数が多い構成は、単に部品
点数が多くて製造上の困難があるばかりでなく、歯車伝
動時の摩擦損失が大きく、全体としての機械効率を下げ
る問題がある。

【０００５】減速機の形式に、遊星歯車列に代わって、
偏心を利用した差動歯車列を採用すれば、一段でより高
い減速比が得られ、モータ内蔵ローラのより小型化と効
率の向上化を図ることができる。しかしながら、この種
の減速機は偏心部材を有するために、どうしても振動が
発生し易い問題があり、実用化は困難であると考えられ
ていた。

【０００６】本発明は、従来技術の上記した問題点に注
目し、過度の振動を発生させることなく、より小型化が
可能であり、且つ効率の高いモータ内蔵ローラを提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして上記した目的を達
成するための本発明の特徴は、ローラ本体内にモータと
減速機が内蔵され、ローラ本体がモータによって駆動さ
れるモータ内蔵ローラにおいて、ローラ本体の中心には
中心固定軸が配され、モータの回転子は前記中心固定軸
の回りを回転し、減速機は、偏心回転体と、歯数の異な
る歯車が一体化された連動歯車と、内歯車および固定歯
車を備え、前記偏心回転体は、前記中心固定軸に回転可
能に固定されていると共に前記モータの回転子と連結さ
れ、内歯車はローラ本体の内側にあってローラ本体と連
動し、固定歯車は前記中心軸に回転不能に取り付けら
れ、連動歯車は前記偏心回転体の偏心部に回転可能に取
り付けられていて、一方の歯車は内歯車と嵌合し、他方
の歯車は固定歯車と嵌合しているモータ内蔵ローラであ
る。

【０００８】またこの発明に改良を加えた発明は、連動
歯車は、外周面に外歯歯車が設けられ、内周面に内歯歯
車が設けられたものであることを特徴とするモータ内蔵
ローラである。そしてさらに上記した連動歯車の外歯歯
車と内歯歯車は、同一平面上にあることが望ましい。

【０００９】また前記したモータ内蔵ローラの異なる実
施態様としての発明は、連動歯車は筒状部材から構成さ
れており、筒状部材の外周面の一端側に外歯歯車が設け
られ、筒状部材の内周面の他端側には内歯歯車が設けら
れ、さらに筒状部材の内周面であって、前記外歯歯車お
よび内歯歯車が設けられた平面と異なる平面には軸受け
が設けられ、連動歯車は当該軸受けを介して中心固定軸
に固定されていることを特徴とするモータ内蔵ローラで
ある。

【００１０】さらに前記したモータ内蔵ローラの異なる
実施態様としての発明は、連動歯車は外周面の径に大小
２つ以上の異なる径部分を備えた筒状部材から構成され
ており、筒状部材の外周面の大径部と小径部にはいずれ
も外歯歯車が形成されており、さらに筒状部材の内周面
であって、前記外歯歯車および内歯歯車が設けられた平
面と異なる平面には軸受けが設けられ、連動歯車は当該
軸受けを介して中心固定軸に固定され、固定歯車は、内
歯歯車であって連動歯車の小径部に設けられた歯車と嵌
合することを特徴とするモータ内蔵ローラである。

【００１１】

【作用】本発明のモータ内蔵ローラは、いずれも減速機
に偏心を利用した差動歯車列を採用するものである。本
発明のモータ内蔵ローラにおいて、モータを起動する
と、回転子が回転してこれに連結された偏心回転体が中
心固定軸の回りを回転する。その結果偏心回転体に取り
付けられた連動歯車が偏心して振れ回る。ここで連動歯
車は、偏心回転体に対して回転可能に取り付けられてい
るが、一方の歯車が固定歯車と嵌合しているので、連動
歯車は振れ回り運動を行いつつ自転する。

【００１２】そのため連動歯車の内の他方の歯車と嵌合
する内歯車は、大きな減速比で回転する。本発明のモー
タ内蔵ローラでは、偏心回転体が回転するので、力の不
均衡が起きるものの、偏心回転体は中心固定軸に回転可
能に固定されているので、不均衡な力は当該中心固定軸
に負荷され、ローラ本体の振動自体は小さい。

【００１３】請求項３記載のモータ内蔵ローラでは、外
歯歯車と内歯歯車が同一平面上に設けられているので、
連動歯車の肉厚が薄い。そのため請求項３記載の発明で
は、減速機の軸方向の長さがより短いものとなる。また
本構成を採用する場合は、歯車同志のかみ合い率がすこ
ぶる高いものとなる。

【００１４】請求項４および５記載のモータ内蔵ローラ
では、連動歯車は筒状部材から形成されており、当該筒
状部材の外周面の一部に外歯歯車が形成されている。ま
た筒状部材の内面には軸受けが設けられ、連動歯車は当
該軸受けを介して中心固定軸に固定されている。そして
ここで請求項４および５記載のモータ内蔵ローラでは、
軸受けが設けられた平面と、外歯歯車等が設けられた平
面は異なる。従って外歯歯車を設けるために必要な筒状
部材の肉厚と、軸受けを支持するために必要な肉厚を筒
状部材の別々の位置に確保することができる。

【００１５】

【実施例】以下さらに本発明の具体的実施例について説
明する。図１は、本発明の具体的実施例におけるモータ
内蔵ローラの断面図である。図２は、図１のモータ内蔵
ローラの機構を表すスケルトン図である。図３は、図１
のＡ−Ａ断面図である。図４は、本発明の変形実施例に
おけるモータ内蔵ローラの要部の断面図である。図５
は、本発明の他の変形実施例におけるモータ内蔵ローラ
の要部の断面図である。

【００１６】図において、１は本発明の具体的実施例の
モータ内蔵ローラを示す。モータ内蔵ローラ１は、ロー
ラ本体２の内部に、モータ３と減速機５が配置されたも
のである。そして本実施例のモータ内蔵ローラ１では、
ローラ本体２の中心に、中心固定軸６が貫通して設けら
れていて、この中心固定軸６に上記した部材が取り付け
られた構成が採用されている。各部材について順次説明
すると、ローラ本体２は、内部が中空となった筒体であ
り、両端に蓋部材８が取り付けられている。ローラ本体
２は、二つの玉軸受け９によって、中心固定軸６に回転
可能に支持されている。モータ３は、固定子１０と回転
子１２によって構成されるものであり、固定子１０は、
中心固定軸６に一体的に固定されている。また回転子１
２は、固定子１０の周囲にあり、二つの軸受け１４，１
５によって中心固定軸６に支持されている。

【００１７】減速機５は、本実施例では、偏心回転体１
６，連動歯車１７，内歯車１８および固定歯車２０によ
って構成されている。偏心回転体１６は、大きく分けて
回転子接合部２１と、玉軸受け接合部２３が設けられた
ものであり、中心に貫通孔２５が設けられた部材であ
る。そして回転子接合部２１および玉軸受け接合部２３
と、中心の貫通孔２５との関係を述べると、回転子接合
部２１は貫通孔２５と同心であるのに対して、玉軸受け
接合部２３と貫通孔２５は、その中心がずれている。従
って玉軸受け接合部２３の断面形状は真円ではあるが、
貫通孔２５の円とは同心円ではない。

【００１８】連動歯車１７は、筒体２８と歯車本体３０
がネジ３１によって一体化されたものである。歯車本体
３０は、中心に孔が設けられた円盤状の部材であり、そ
の外周面には、歯数Ｚ₁（例えば歯数４９）の外歯歯車
が創成されている。また歯車本体３０の内側には、歯数
Ｚ₂（例えば歯数２５）の内歯歯車が創成されている。
すなわち本実施例では、内外の歯車は同一平面状に設け
られている。内歯車１８は、筒状の部材であり、内側に
歯数Ｚ₃（例えば歯数５０）の歯車が創成されている。
内歯車１８は、ローラ本体２の内面と一体化されてお
り、ローラ本体２と一体的に回転する。

【００１９】固定歯車２０は、歯数Ｚ₄（例えば歯数２
４）の平歯車であり、ネジ３２によって中心固定軸６に
一体的に固定されている。本実施例のモータ内蔵ローラ
１では、偏心回転体１６はネジ３３を介してモータの回
転子１２に一体的に取り付けられている。また連動歯車
１７は、玉軸受け３５を介して偏心回転体１６の玉軸受
け接合部２３に取り付けられている。そしてこの状態
で、連動歯車１７の外歯歯車は、内歯車１８と嵌合して
いる。また連動歯車１７の内歯歯車は、固定歯車２０と
嵌合している。図３は、連動歯車１７と他の歯車との嵌
合状態を示すものであり、各歯車は外形線だけで表し、
ピッチ線と基礎円は省略している。したがって、図面の
ハッチングが交錯して格子状になった部分で、各歯車は
嵌合している。

【００２０】本実施例のモータ内蔵ローラ１では、連動
歯車１７は、偏心回転体１６に取り付けられているの
で、連動歯車１７の二つの歯車は、中心固定軸６および
ローラ本体２に対して、常時等しい偏心量だけ偏心した
位置関係にある。また内歯車１８と固定歯車２０は、中
心固定軸６およびローラ本体２と同心に配置されてい
る。従って連動歯車１７を中心として、外歯歯車の嵌合
位置と、内歯歯車の嵌合位置は、常に１８０°離れた位
置となる。また本実施例のモータ内蔵ローラでは、歯車
同志の動力伝達は、いずれも内歯車と外歯車の間によっ
て行われるので、歯車同志のかみ合い率が極めて高い。
従って歯車の歯幅は狭いもので足る。

【００２１】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。図示しない給電線を介して、固定子
１０に交流が印加されると、回転子１２が回転を開始す
る。そして回転子１２の回転力は、ネジ３３を介して偏
心回転体１６に伝えられる。ここで偏心回転体１６の回
転子接合部２１は、貫通孔２５と同心であり、且つ貫通
孔２５は、中心固定軸６に回転可能に取り付けられてい
るので、偏心回転体１６は、中心固定軸６を中心として
回転する。ただし、偏心回転体１６の玉軸受け接合部２
３は外形が円形であるが、中心が前記した貫通孔２５の
それに対して偏心しているため、偏心回転体１６の玉軸
受け接合部２３は、中心固定軸６に対して振れ回り運動
を行う。

【００２２】そして連動歯車１７は、この玉軸受け接合
部２３に取り付けられているため、内歯車１８および、
固定歯車２０との嵌合を維持したままで、全体として振
れ回り運動を行う。ここで固定歯車２０は、前記した様
に中心固定軸６に一体的に取り付けられているので、連
動歯車１７は振れ回り運動と共に自転する。そのためロ
ーラ本体２は回転する。モータの回転数をＮ₁とし、ロ
ーラ本体２の回転数をＮ₂とすると、次式の関係があ
る。

【００２３】

【数１】

【００２４】具体的に前記した歯車の歯数Ｚ₁＝４９，
Ｚ₂＝２５，Ｚ₃＝５０，Ｚ₄＝２４を当てはめると、
モータの回転数を１８００rpm として、ローラ本体２の
回転数は、１０６．６rpm となる。

【００２５】また本実施例のモータ内蔵ローラ１では、
偏心回転体１６および連動歯車１７が振れ回り運動を行
うが、本実施例では、偏心回転体１６は中心固定軸６に
回転可能に支持されているので、偏心力の大半は中心固
定軸６に負荷される。加えて本実施例のモータ内蔵ロー
ラ１では、連動歯車１７の嵌合位置は１８０°離れた２
つの位置で行われるので、連動歯車１７にかかる力も略
平衡する。したがって、本実施例のモータ内蔵ローラ１
は、振動が比較的小さい。

【００２６】次に本発明の変形実施例について、図４，
図５を参照しつつ説明する。図４，図５のモータ内蔵ロ
ーラ５０，６０は、いずれも連動歯車と固定歯車の形状
のみが先の実施例と異なる。そのため他の部材は、同一
の番号を付与することによって詳細な説明を省略する。
図４のモータ内蔵ローラ５０から説明すると、モータ内
蔵ローラ５０で採用する連動歯車５１は、筒状部材に歯
が設けられたものである。即ち連動歯車５１の外形は、
３段状になっており、一端から大径部５２，中径部５
３，小径部５５の部分に分かれている。そして外周面に
は大径部５２の部分だけに、外歯歯車が形成されてい
る。一方筒状部材の内面側は、前記した大径部５２およ
び中径部５３に相当する位置は、同一径の孔が設けられ
ており、小径部５５に相当する位置は、孔がやや小さい
ものとなっている。

【００２７】そして小径部５５に相当する位置だけに内
歯歯車が形成されている。筒状部材の内面の前記した中
径部５３に相当する位置には、玉軸受け３５が配置され
ており、連動歯車５１はこの玉軸受け３５を介して、偏
心回転体１６の玉軸受け接合部２３に回転自在に取り付
けられている。本実施例のモータ内蔵ローラ５０の動力
伝達経路および、ローラ本体の回転数は、先の実施例と
全く同一である。本実施例のモータ内蔵ローラの特色
は、ローラ本体の外径が小さいものに適する点である。

【００２８】すなわち本実施例のモータ内蔵ローラ５０
では、連動歯車５１の外歯歯車は筒状部材の端部の大径
部５２だけに設けられている。ここで大径部５２の内側
には何らの部材も無いので、大径部５２の肉厚はただ単
に外歯歯車の剛性を確保できるものであれは足る。逆に
中径部５３の内面には玉軸受け３５があるものの、中径
部５３の外周面には歯形は存在しないので、中径部５３
の肉厚はただ単に玉軸受け３５を保持できるものであれ
は足る。従って本実施例の構成によると、連動歯車５１
は外径を限界的に小さいものとすることが可能である。

【００２９】図５のモータ内蔵ローラ６０は、先の実施
例が円筒部材の内側に内歯歯車を設けたのに対して、円
筒部材の外側に外歯歯車を設けたものである。すなわち
本実施例で採用する連動歯車６１では、円筒部材の外形
は、３段状になっており、一端から大径部６２，中径部
６３，小径部６５の部分に分かれている。そして大径部
６２と小径部６５に外歯歯車が形成されている。また固
定歯車６６は有底の筒状をしており、その内面に内歯歯
車が設けられたものである。

【００３０】以上説明したモータ内蔵ローラ１，５０，
６０では、いずれも内歯車を直接ローラ本体の内面に結
合したものを例示したが、両者の間に弾性体を設けた
り、或いは他の減速機やクラッチ等を介して内歯車とロ
ーラ本体が連動するものであっても良い。また同じく回
転子１２と偏心回転体１６に間についても、クラッチや
他の減速機等が介在して両者が結合されたものであって
も良い。

【００３１】

【発明の効果】本発明のモータ内蔵ローラは、減速機に
偏心を利用した差動歯車列を採用するものであり、高い
減速が得られるので全体形状の小型化を図ることができ
る効果がある。特に本発明のモータ内蔵ローラでは、従
来多段にせざるを得なかった減速機を単段あるいは多段
であっても従来よりもより少ない段数にすることがで
き、全長が短いローラにも適用することができる優れた
効果がある。また本発明のモータ内蔵ローラは、部品点
数が少なく組み立てが容易であり、さらに歯車同志の伝
達損失が少ないので、機械効率が高い効果がある。そし
て本発明のモータ内蔵ローラは振動も比較的小さいもの
である。

【００３２】請求項３記載のモータ内蔵ローラは、外歯
歯車と内歯歯車が同一平面上に設けられているので、連
動歯車の肉厚が薄く、より全長が短いローラにも適用す
ることができる。また本発明のモータ内蔵ローラでは、
歯車間の動力伝達は、内歯車と外歯車の嵌合によること
となるので、かみ合い率が高く、歯車の歯幅自体を小さ
くすることができる。そのため本発明のモータ内蔵ロー
ラは、より短いモータ内蔵ローラにも採用が可能であ
る。

【００３３】さらに請求項４および５記載のモータ内蔵
ローラは、直径の小さいローラにも適用することができ
るものであり、モータ内蔵ローラの小型化に寄与する効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的実施例におけるモータ内蔵ロー
ラの断面図である。

【図２】図１のモータ内蔵ローラの機構を表すスケルト
ン図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の変形実施例におけるモータ内蔵ローラ
の要部の断面図である。

【図５】本発明の他の変形実施例におけるモータ内蔵ロ
ーラの要部の断面図である。

【符号の説明】

１，５０，６０モータ内蔵ローラ２ローラ本体３モータ５減速機６中心固定軸１６偏心回転体１７，５１，６１連動歯車１８内歯車２０固定歯車５２，６２大径部５３，６３中径部５５，６５小径部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ローラ本体内にモータと減速機が内蔵さ
れ、ローラ本体がモータによって駆動されるモータ内蔵
ローラにおいて、ローラ本体の中心には中心固定軸が配
され、モータの回転子は前記中心固定軸の回りを回転
し、減速機は、偏心回転体と、歯数の異なる歯車が一体
化された連動歯車と、内歯車および固定歯車を備え、前
記偏心回転体は、前記中心固定軸に回転可能に固定され
ていると共に前記モータの回転子と連結され、内歯車は
ローラ本体の内側にあってローラ本体と連動し、固定歯
車は前記中心軸に回転不能に取り付けられ、連動歯車は
前記偏心回転体の偏心部に回転可能に取り付けられてい
て、一方の歯車は内歯車と嵌合し、他方の歯車は固定歯
車と嵌合していることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
【請求項２】連動歯車は、外周面に外歯歯車が設けら
れ、内周面に内歯歯車が設けられたものであることを特
徴とする請求項１記載のモータ内蔵ローラ。
【請求項３】連動歯車の外歯歯車と内歯歯車は、同一
平面上にあることを特徴とする請求項２記載のモータ内
蔵ローラ。
【請求項４】連動歯車は筒状部材から構成されてお
り、筒状部材の外周面の一端側に外歯歯車が設けられ、
筒状部材の内周面の他端側には内歯歯車が設けられ、さ
らに筒状部材の内周面であって、前記外歯歯車および内
歯歯車が設けられた平面と異なる平面には軸受けが設け
られ、連動歯車は当該軸受けを介して中心固定軸に固定
されていることを特徴とする請求項１記載のモータ内蔵
ローラ。
【請求項５】連動歯車は外周面の径に大小２つ以上の
異なる径部分を備えた筒状部材から構成されており、筒
状部材の外周面の大径部と小径部にはいずれも外歯歯車
が形成されており、さらに筒状部材の内周面であって、
前記外歯歯車および内歯歯車が設けられた平面と異なる
平面には軸受けが設けられ、連動歯車は当該軸受けを介
して中心固定軸に固定され、固定歯車は、内歯歯車であ
って連動歯車の小径部に設けられた歯車と嵌合すること
を特徴とする請求項１記載のモータ内蔵ローラ。