モータ内蔵ローラ及びモータ内蔵ローラ用モータユニット
【課題】ローラコンベア装置の組み立てを容易に行うことができるモータ内蔵ローラを提供する。
【解決手段】モータ内蔵ローラ３は、円筒形のローラ本体を持ち、その内部にモータと減速機が内蔵されている。モータ内蔵ローラ３は、ローラ本体の両端から固定軸２０が突出している。一方の固定軸２０が中空形状であり、その中に固定側コネクタ片２５が内蔵されている。固定側コネクタ片２５に自由側コネクタ片３３が接続される。固定軸２０には自由側コネクタ片３３の脱落を防止する内ネジ（軸側係合部）２４が設けられ、自由側コネクタ片３３のネジ形成部３７が軸側係合部２４と係合する。
【解決手段】モータ内蔵ローラ３は、円筒形のローラ本体を持ち、その内部にモータと減速機が内蔵されている。モータ内蔵ローラ３は、ローラ本体の両端から固定軸２０が突出している。一方の固定軸２０が中空形状であり、その中に固定側コネクタ片２５が内蔵されている。固定側コネクタ片２５に自由側コネクタ片３３が接続される。固定軸２０には自由側コネクタ片３３の脱落を防止する内ネジ（軸側係合部）２４が設けられ、自由側コネクタ片３３のネジ形成部３７が軸側係合部２４と係合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ本体内にモータが内蔵されたモータ内蔵ローラに関するものである。また本発明は、モータ内蔵ローラを構成するモータユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ローラコンベア装置の構成部品として、モータ内蔵ローラが知られている。モータ内蔵ローラは、特許文献１に開示されている様に、ローラ本体内にモータと減速機とが内蔵され、内部のモータを駆動することによって外側のローラ本体が回転するものである。
図２４は、特許文献１に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
公知のモータ内蔵ローラ１００では、ローラ本体１０１内に固定軸１１０が貫通している。またローラ本体１０１の両端に蓋部材１０２が設けられ、蓋部材１０２から固定軸１１０の両端１０５，１０６が突出している。そして一方の固定軸端１０５は、中空形状であり、その内部に電気ケーブル１０７が挿通され、当該電気ケーブル１０７を介してローラ本体１０１に内蔵されたモータ１０３に給電される。
また電気配線を容易にすることを目的として、電気ケーブル１０７の先端にコネクタ片１１１が設けられたものもある。前記した特許文献１では、電気ケーブル１０７の先端にコネクタ片１１１が設けられた構成例を開示している。
【０００３】
また特許文献１では、コネクタ片１１１が電気ケーブル１０７の先端に設けられているが、前記したコネクタ片を固定軸に組み込んだ構造のモータ内蔵ローラが特許文献２，３に開示されている。特許文献２，３の構成によると、モータ内蔵ローラの固定軸の中空部分にコネクタ片を内蔵させ、別途用意したコネクタ片を固定軸に接続して給電や信号の授受を行うこととなる。
【０００４】
また特許文献４には、コネクタ片を固定軸に組み込む構成がより具体的に開示されている。
即ち特許文献４の請求項１に開示されたモータ内蔵ローラは、
固定ローラ軸と、
固定ローラ軸の軸心周りに回転自在に保持された、全体的に円筒形のドラムと、
ローラ軸上に保持され、且つ前記円筒状ドラム内に同ドラムのローラ軸周りの回転に連動しない様に設けられた電気駆動部と、
ローラ軸の一端部に形成された凹部と、
ローラ軸の一端に形成した凹部内に設けて前記電気駆動部に電気的に接続された第一の電気コネクターと、
電源に導通可能に接続され且つ、前記第一のコネクターと形状的に一致する様形成されて前記第一のコネクターに接続されることにより前記電気駆動部に通電することを可能とした第二のコネクターを有したモータ内蔵型のプーリまたはローラである。
【０００５】
図２５は、特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラでは、ローラ本体１２０の中を固定軸１２１が貫通しており、固定軸１２１上に電気駆動部たるモータ１２２が保持されている。
即ち特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラでは、ローラ本体１２０の中を固定軸１２１が貫通し、固定軸１２１にモータ１２２の回転子１２３が取り付けられている。またモータ１２２の固定子１２５についても、固定軸１２１に固定されている。
この様に特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラでは、電気駆動部たるモータ１２２の全ての部材が、固定軸１２１を取り巻く位置にあり、請求項に言う「ローラ軸上に保持され、且つ前記円筒状ドラム内に同ドラムのローラ軸周りの回転に連動しない様に設けられた電気駆動部」が実現されている。
【０００６】
また特許文献５，６には、ローラ本体と組み合わせることによってモータ内蔵ローラを構成するモータユニットが開示されている。
特許文献５，６に開示されたモータユニットは、モータと減速機が一体化されたものであり、別途用意したローラ本体にモータユニットを挿入することによって任意の長さのモータ内蔵ローラを完成させるものである。特許文献５，６に開示されたモータユニットは、円筒状のケースを有し、その一端側から固定側短軸が突出し、他端側に出力部材が設けられたものである。
即ち特許文献５，６に開示されたモータユニットは、円筒状のケースを有し、前記した固定側短軸は、ケースの端部に一体的に固定されている。特許文献５，６に開示されたモータユニットでは、固定側短軸はごく短い軸であってケースに対して一体的に固定されているに過ぎず、固定側短軸の端部はケースの開口端で途切れている。そのため固定側短軸はケースを貫通しておらず、ケースの内部には、前記した固定側短軸は無い。そしてケース中の空間には、モータと減速機とが内蔵されている。また減速機の出力軸は、ケースの他端側から突出し、出力部材が取り付けられている。
【０００７】
特許文献５，６に開示されたモータユニットは、別途用意したローラ本体に挿入され、その出力部材をローラ本体の内面と係合させる。
またモータユニットの固定側短軸は、軸受けを介してローラ本体の開口端部で支持し、固定軸の先端部をローラ本体から突出させてモータ内蔵ローラ自体の固定軸とする。
【０００８】
ローラ本体の他端側には、別途短軸を回転可能に取り付け、この短軸をモータ内蔵ローラ自身の他端側の固定軸とする。
【０００９】
特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、固定軸は、ローラ本体を貫通していない。即ち特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは両端の固定軸はいずれも長さが短く、ローラ本体の両端に設けられているに過ぎない。
より具体的には、一方の固定軸は、ローラ本体の一端と、モータユニットのケースの一端だけを支持している。また他方の固定軸は、ローラ本体の他端だけを支持している。なお特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、電気駆動部はローラ軸上に保持されておらず、特許文献４の構成要件を備えない。
【００１０】
また特許文献７には、コンベア装置をゾーンに区分し、各ゾーンに被搬送物の存在を検知するセンサーを設け、自己のゾーンに被搬送物が存在し、前方のゾーンに被搬送物が存在しないという様な条件が揃った場合にモータ内蔵ローラを駆動するコンベア装置が開示されている。特許文献７に開示されたコンベア装置では、モータ内蔵ローラは、必要な時だけ駆動する。そのため特許文献７に開示されたコンベア装置では、モータ内蔵ローラは、起動と停止とを頻繁に繰り返すこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１８１８４号公報
【特許文献２】実開昭６３−１３３５１５号公報
【特許文献３】実開昭６３−１３３５１６号公報
【特許文献４】米国特許第５４４２２４８号公報
【特許文献５】特開２００２−１４５４３８号公報
【特許文献６】米国特許第６６７２４４９号公報
【特許文献７】特開２００５−６７８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者らは前記した特許文献５，６の様なモータユニットを内蔵した構造のモータ内蔵ローラを改造し、固定軸端１０５，１０６の一方にコネクタ片を内蔵させる構成を試作した。
ここで前記した特許文献５，６に記載されたモータ内蔵ローラは、モータユニットを採用する故に部品の互換性が高く、前記した様に任意の長さのモータ内蔵ローラを完成させることができる効果がある。
【００１３】
即ちモータユニットを採用しないモータ内蔵ローラは、特許文献１，２，３，４に図示されている様に固定軸がローラ本体を貫通するものであり、ローラ本体の全長が異なれば固定軸の長さをはじめ各部分の寸法が変わることとなる。そのため固定軸がローラ本体を貫通するタイプの構造を採用する場合、規格外の長さのモータ内蔵ローラを受注すると各部の長さを設計し直し、個別に部品を製作しなければならない。
これに対して特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラは、ローラ本体にモータユニットを挿入することによってモータ内蔵ローラを完成させることができ、ローラ本体の長さに制約を受けないから、任意の長さのモータ内蔵ローラを製造することができる。
また出力部材の直径を変更することによって任意の太さのモータ内蔵ローラを製造することもできる。
【００１４】
そして本発明者らは、特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラを改良し、コネクタ片を固定側短軸に組み込んだ構成のものを試作した。ところが、試作したモータ内蔵ローラは、予期しない不具合を有するものであった。
即ち試作したモータ内蔵ローラは、モータユニットの固定側短軸に固定側コネクタ片を内蔵させ、自由側コネクタ片を固定側短軸の固定側コネクタ片に接続するものであるが、モータ内蔵ローラをコンベアに組み込んで使用する内に、自由側コネクタ片が外れてしまうことがあった。
【００１５】
この原因を検討したところ、モータユニットを採用したモータ内蔵ローラは、特許文献１，２，３，４等に開示された様な固定軸がローラ本体を貫通する構造のモータ内蔵ローラに比べて、固定軸の振動が大きく、固定軸が振動するために自由側コネクタ片が外れてしまうのであった。
即ちモータ内蔵ローラは、図２６の様に、搬送による回転力Ａと、被搬送物の重力による垂直荷重Ｂとを受ける。
【００１６】
搬送による回転力Ａは、その反力Ｃを固定軸が担うこととなる。ここで特許文献２，３，４等の固定軸がローラ本体を貫通する構造のモータ内蔵ローラでは、両端の固定軸が前記した反力Ｃを均等に担う。これに対してモータユニットを使用したモータ内蔵ローラでは、片側の固定軸だけに反力Ｃが付加される。そのためモータユニットを使用したモータ内蔵ローラでは、コネクターが取り付けられた側の固定軸に付加される反力が大きい。
【００１７】
またモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、固定軸は、モータユニットのケースの端部を支持するだけであり、モータや減速機はケースに保持されているから、反力Ｃの伝達経路が長い。そのためモータが起動して、最初に回転力が固定軸に伝達されるまでに蓄積されるエネルギーが大きい。より具体的に説明すると、モータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、多数の部品を経由して反力Ｃが固定軸に伝達されるが、各部品には少しづつ隙間がある。そのためモータが起動すると、各部品間の隙間が詰まって次の部品に動力を伝達し、また当該部品と係合する部品の隙間が詰まって次の部品に動力を伝達し、この動作を繰り返して反力Ｃが固定軸に伝達される。そのためモータが起動して、最初に回転力が固定軸に伝達されるまでに各部品の運動エネルギーが蓄積され、この力が衝撃的に一方の固定軸に掛かることとなる。
【００１８】
さらに被搬送物の重力による荷重Ｂによって図２７の様にモータ内蔵ローラは撓むので、固定軸は上下方向にも揺動することとなるが、モータユニットを使用したモータ内蔵ローラは、全体の撓み量が大きく、固定軸の揺動量が大きい。即ち特許文献１，２，３，４等に開示されたモータ内蔵ローラでは、固定軸が貫通していたり、軸方向に接続されている構成であるから、被搬送物の重力による荷重Ｂは、ケース本体と、固定軸の双方によって担われる。これに対してモータユニットを使用したモータ内蔵ローラでは、ローラ本体内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域が存在するから、被搬送物の重力による荷重Ｂは、ケース本体だけに付加される。そのためモータユニットを使用したモータ内蔵ローラは、撓み量が大きく、固定軸の揺動量が大きい。
【００１９】
また近年、特許文献７に記載した様に、モータ内蔵ローラを必要な時だけ駆動する構造のコンベア装置が増加しており、この構造のコンベア装置に採用されるモータ内蔵ローラは、起動と停止とを頻繁に繰り返す。そのため固定軸は、日常的に強く振動し、自由側コネクターが外れてしまう。
そこで本発明は、コネクターが外れにくい構造のモータ内蔵ローラ及びモータ内蔵ローラ用モータユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
そして上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、固定軸がローラ本体から突出し、前記ローラ本体内にモータが内蔵されていて前記モータを回転させることによってローラ本体が固定軸に対して回転するモータ内蔵ローラにおいて、前記固定軸の少なくとも一方が中空であり、固定軸内又は固定軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりローラ本体の内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラである。
【００２１】
本発明のモータ内蔵ローラでは、固定軸内又は固定軸端に固定側コネクタ片が設けられている。そのためモータ内蔵ローラの固定軸さえフレームの孔に通過させることができれば、固定軸の固定側コネクタ片に自由側コネクタ片を接続して内部のモータに給電することができる。
また本発明のモータ内蔵ローラは、自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であるから、固定軸が振動しても自由側コネクタ片が外れることがない。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、自由側コネクタ片を含み、固定側コネクタ片は固定軸内に設けられ、前記固定軸の内面に軸側係合部が形成され、自由側コネクタ片の外周部にはコネクタ側係合部が設けられ、前記軸側係合部とコネクタ側係合部が係合して自由側コネクタ片が前記固定軸に取り付けられ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である。
【００２３】
本発明のモータ内蔵ローラでは、固定軸の内面に軸側係合部が形成されている。軸側係合部には例えば内ネジや突起を採用することができる。
一方、自由側コネクタ片の外周にはコネクタ側係合部が設けられている。コネクタ側係合部には例えば外ネジや爪を採用することができる（請求項３，４）。
本発明のモータ内蔵ローラでは、前記した軸側係合部とコネクタ側係合部を係合して自由側コネクタ片を固定軸に取り付けることができるので、電気的に接続状態のコネクタが意に反して外れることがない。
また本発明のモータ内蔵ローラでは、自由側コネクタ片の外周にコネクタ側係合部が設けられ、固定軸の内面に軸側係合部があってその両者が係合する構造を採用するので、自由側コネクタ片の外形形状が小さいものとなる。そのため例えばモータ内蔵ローラの固定軸の軸端をフレーム片同士の内側に納め、フレームの外側からフレームの孔に自由側コネクタ片を挿入して両コネクターを接続することもできる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、ローラ本体内に内蔵されるモータは複数のコイルを有し、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵さ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。
【００２５】
本発明のモータ内蔵ローラは、基板内蔵形と称される構造のモータ内蔵ローラであり、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵されている。例えばブラシレスモータであるならば、内部に回転磁界や交番磁界を発生させるために、各コイルに順番に電流を供給する。例えば、内部にＡコイル、Ｂコイル、Ｃコイルがある場合は、最初にＡコイルだけに電流を流し、次にＢコイルだけに電流を流し、次にＣコイルだけに電流を流し、次にＡコイルだけに電流を流すという様に通電回路を切り換える必要がある。本発明のモータ内蔵ローラでは、例えばこの切り換え回路がローラ本体内に内蔵されている。
本発明のモータ内蔵ローラでは、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵されているので、ローラ本体の内外を導通させる電力線や信号線の本数が少なくて足る。そのため固定軸内が混み合わない。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、前記ローラ本体と、モータユニットと、蓋部材と、ローラ内軸支持部材と、本体側短軸部材とを有し、
前記モータユニットは、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸に前記固定側コネクタ片が設けられており、
前記モータユニットは、ローラ本体内にあってモータユニットの前記固定側短軸の突出部分が蓋部材を介してローラ本体に回転可能に支持され、前記固定側短軸の自由端側は、ローラ本体の一端側から突出して前記モータ内蔵ローラの前記固定軸を構成し、
前記モータユニットの駆動側軸は、ローラ本体の内部にあってローラ内軸支持部材によってローラ本体の中心軸上に保持されると共に、前記駆動側軸はローラ内軸支持部材によってローラ本体と回転方向に関して一体的に結合され、
ローラ本体の他端側には本体側短軸部材がローラ本体に対して回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ内蔵ローラである。
【００２７】
本発明のモータ内蔵ローラは、モータユニットを使用するものである。
【００２８】
また請求項７に記載の発明は、ローラ本体内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域が存在することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ内蔵ローラである。
【００２９】
本発明は、全長が長い場合に推奨されるモータ内蔵ローラの構造である。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、ローラ本体内に挿入されたモータ内蔵ローラを構成するモータ内蔵ローラ用モータユニットにおいて、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸は中空であり、当該固定側短軸内又は固定側短軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりケースの内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定側短軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラ用モータユニットである。
【００３１】
本発明は、モータ内蔵ローラ用のモータユニットに関するものであり、任意の長さ及び太さのローラ本体に挿入することが可能であり、任意の長さ及び太さのモータ内蔵ローラを完成させることができる。
また本発明のモータ内蔵ローラ用モータユニットは、自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であるから、固定軸が振動しても自由側コネクタ片が外れることがない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のモータ内蔵ローラは、内部のモータに給電するための給電部が固定軸にあるため、給電部をフレーム片で囲まれた領域の外に出す作業が容易であり、コンベア装置を組み立てる際の作業が容易であるという効果がある。また本発明のモータ内蔵ローラは、自由側コネクターが外れにくく、故障が少ないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態のモータ内蔵ローラの正面図である。
【図２】図１のモータ内蔵ローラの断面図である。
【図３】図１のモータ内蔵ローラの分解斜視図である。
【図４】図１のモータ内蔵ローラに内蔵されているモータユニットの断面図である。
【図５】図１のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
【図６】図１のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の断面図であり、両者が離れた状態を示す。
【図７】図１のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の断面図であり、両者が接合された状態を示す。
【図８】図１のモータ内蔵ローラの端部の分解斜視図である。
【図９】図１のモータ内蔵ローラの回路図である。
【図１０】本発明の他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの断面図及びその一部拡大図である。
【図１３】図１２に示す実施形態で採用する自由側コネクタ片の正面図である。
【図１４】図１２の自由側コネクタ片の平面図である。
【図１５】図１２の自由側コネクタ片の右側面図である。
【図１６】図１２の自由側コネクタ片の正面断面図である。
【図１７】図１２の自由側コネクタ片の平面断面図である。
【図１８】図１２に示す実施形態のモータ内蔵ローラの端部の断面斜視図及び自由側コネクタ片の斜視図である。
【図１９】図１２に示す実施形態のモータ内蔵ローラの固定軸の断面図である。
【図２０】図１９に示す実施形態のモータ内蔵ローラの固定軸の斜視図である。
【図２１】図１２に示す実施形態のモータ内蔵ローラの固定軸の分解斜視図である。
【図２２】図１２のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の断面図であり、両者が離れた状態を示す。
【図２３】図１２のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の断面図であり、両者が接合された状態を示す。
【図２４】特許文献１に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
【図２５】特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
【図２６】モータ内蔵ローラに掛かる力を説明する説明図である。
【図２７】モータ内蔵ローラに被搬送物が載置された場合のモータ内蔵ローラの変形状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態のモータ内蔵ローラ３は、一方の固定軸２０に固定側コネクタ片２５が内蔵されており、固定側コネクタ片２５に自由側コネクタ片３３を接続することによって給電や信号線の接続を行うことができることを特徴とするものであるが、これらの説明に先立って、モータ内蔵ローラ３の基本構造について説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態のモータ内蔵ローラ３を示す。本実施形態のモータ内蔵ローラは公知のそれと同様に、円筒形のローラ本体１１を持ち、その内部にモータ１２と減速機１３が内蔵されている。ただし本実施形態のモータ内蔵ローラ３は、モータ１２と減速機１３及び回路基板１５がユニット化されている。即ち本実施形態のモータ内蔵ローラ３は、ローラ本体１１内にモータ内蔵ローラ用モータユニット（以下、単にモータユニットという）１が内蔵されたものである。そしてモータユニット１は、図４の様にモータ１２と減速機１３及び回路基板１５が、円筒形のケース２内に収納されたものである。
【００３６】
図３，４において、１は本発明の実施形態のモータユニットである。
本実施形態のモータユニット１は、図４に示すようにケース２と、ケース２から突出する固定側短軸４と、ケース２に内蔵された駆動部５及び回路基板１５と、駆動部５の動力を受けて回転しケース２から突出する駆動側軸８によって構成されている。
即ち本実施形態のモータユニット１は、円筒状のケース２で覆われている。そしてケース２の内部には駆動部５が収められている。駆動部５は、具体的には、モータ１２と減速機１３である。
【００３７】
一方ケース２の一端部には駆動側軸８が露出しており、他端部には固定側短軸４が露出している。
前記した駆動側軸８と固定側短軸４は、それぞれ駆動側軸ホルダ７と固定軸ホルダ１０によってケース２の端部に取り付けられている。
【００３８】
即ちケース２は、金属で作られた円筒であり、両端が開放されている。駆動側軸ホルダ７は、樹脂等で成形されたものである。駆動側軸ホルダ７は、略円筒状をしていて、外径はケース２の内径と等しく、ケース２の一端部（図４ 左端）に一体的にはめ込まれている。
また駆動側軸ホルダ７は内部に軸受け１４を有している。駆動側軸ホルダ７の軸受け１４の内径は駆動側軸８と等しく、出力軸６の回転を妨げないよう保持している。即ち出力軸６は、ケース２に対して相対的に回転する。
【００３９】
一方固定軸ホルダ１０も同様に略円筒状をしており、ケース２の端部（図４、右端）にはめ込まれる。
固定軸ホルダ１０は、固定側短軸４をケース２に対して一体的に固定するものであり、その内径は固定側短軸４の内径と等しい。即ち固定軸ホルダ１０は、固定側短軸４とケース２を一体不可分に結合するものであり、軸受けは持たない。
【００４０】
固定側短軸４はモータユニット１の端部であって中心軸上に設けられ、固定軸ホルダ１０によりケース２に一体的に固定される。固定側短軸４は、内部が中空であり、その内部には後記する固定側コネクタ片２５が内蔵されている。
【００４１】
駆動部５は前記した様にモータ１２と減速機１３で構成されている。モータ１２は、固定子１８と回転子１９によって構成されるブラシレスモータである。本実施形態では、固定子１８は、ケース２の内面に一体的に固定されている。また固定子１８の中心にモータの回転子１９が回転可能に保持されている。本実施形態では、ケース２の内面に回転子保持部材２９が一体的に設けられ、当該回転子保持部材２９を介してモータの回転子１９が固定子１８の中心に回転可能に保持されている。
【００４２】
本実施形態では、回転子１９に永久磁石が使用されている。また固定子１８はコイルである。
磁極検出装置としてはホール素子等が使用される。
【００４３】
回路基板１５はスイッチング回路を内蔵するものであり、固定子１８のコイルに電流を供給する回路の一部を備えている。
即ち本実施形態で採用するモータは、ブラシレスモータであり、固定子１８は図９の回路図の様に３個のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３を有している。また回転子１９たる永久磁石の回転位置を検出するホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を備えている。
そして前記したコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３によって内部に回転磁界を発生させるために、各コイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３に順番に電流を供給するスイッチング回路を有し、当該スイッチング回路が回路基板１５に納められている。
【００４４】
減速機１３はモータ１２と駆動側軸８の間にあり、モータ１２の回転速度を減速させて出力軸６に伝えるためのものである。
【００４５】
ケース２内における各部材のレイアウトは、図４の通りであり、固定側短軸４が固定軸ホルダ１０によってケース２の一端に固定されており、固定側短軸４はケース２の端部で途切れていてケース２の奥には入り込んでいない。
そして固定軸ホルダ１０の奥側には、回路基板１５が配置されている。また回路基板１５の更に奥にモータ１２と減速機１３が設けられている。減速機１３の出力軸は、駆動側軸８としてケース２の他端側から突出している。
【００４６】
以上、モータユニット１について説明したが、次にモータユニット１が組み込まれたモータ内蔵ローラ３について説明する。
モータ内蔵ローラ３は、前記したモータユニット１の他に、ローラ本体１１と、ローラ内軸支持部材２３及び蓋部材１６，１７によって構成されている（図３）。
【００４７】
ここでローラ本体１１は、両端が開口した円筒である。ローラ内軸支持部材２３は、図３の様にローラ本体１１の内部に一体的に設けられたものであり、中心に六角形の開口３４が設けられている。
一方の蓋部材１６は、図２の左端に示す様な、円筒状のローラ本体嵌合部材５２と、２連の軸受け５４及び本体側短軸部材５３が一体化されたものである。また他の一つの蓋部材１７は、図２の右端に示す様な構造であり、ローラ本体嵌合部材５５と、軸受け２２が一体化されたものである。
【００４８】
本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、モータユニット１がローラ本体１１内に挿入されており、モータユニット１の駆動側軸８がローラ内軸支持部材２３の開口３４と係合している。また本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、ローラ本体１１の両端に蓋部材１６，１７が取り付けられている。具体的には、図２，３の様に、ローラ本体１１の一端側（モータユニット１の固定側短軸４側）に、ローラ本体嵌合部材５５と、軸受け２２が一体化された蓋部材１７を装着する。
このとき、軸受け２２の内輪に、モータユニット１の固定側短軸４を挿通し、固定側短軸４の基端部の円形断面部を軸受け２２の内輪に当接させる。
その結果、固定側短軸４の自由端側がローラ本体１１から突出することとなる。本実施形態では、ローラ本体１１から突出した固定側短軸４の先端側が、モータ内蔵ローラ３自身の一方の固定軸２０を構成している。
【００４９】
一方、ローラ本体１１の他端側に、ローラ本体嵌合部材５２と、軸受け５４及び本体側短軸部材５３が一体化された蓋部材１６を取り付ける。
本実施形態では、蓋部材１６の本体側短軸部材５３がモータ内蔵ローラ３自身の他方の固定軸２１を構成している。
【００５０】
本実施形態のモータ内蔵ローラ３を概観すると、本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、固定軸２０，２１がローラ本体１１を貫通していない。即ちモータ内蔵ローラ３では両端の固定軸２０，２１はいずれも長さが短く、ローラ本体１１の両端に設けられているに過ぎない。より具体的には、一方の固定軸２０は、ローラ本体１１の一端と、モータユニット１のケース２の一端だけを支持している。また他方の固定軸２１は、ローラ本体１１の他端だけを支持している。
また本実施形態では、固定軸２０は、モータユニット１のケース２の端部を支持するだけであり、モータ１２や減速機１３はケース２に保持されている。
【００５１】
また本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、ローラ本体１１内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域４４が存在する。
【００５２】
モータ内蔵ローラ３の全体的説明に戻ると、本実施形態で採用するモータ内蔵ローラ３は、前記した様にローラ本体１１の両端から固定軸２０，２１が突出している。より具体的には、モータ内蔵ローラ３では、ローラ本体１１の両端に蓋部材１６，１７が取り付けられており、当該蓋部材１６，１７から固定軸２１，２０が突出している。なお固定軸２０，２１とローラ本体１１との間には軸受け２２が介在されており、ローラ本体１１は固定軸２０，２１に対して相対的に回転する。また一方の固定軸２０は、一面が面取りされていて断面形状が「Ｄ」形をしている。
【００５３】
そしてモータ内蔵ローラ３では、図５，６，７の様に、モータユニット１側の固定軸（固定側短軸）２０が中空形状であり、その中に固定側コネクタ片２５が内蔵されている。
固定側コネクタ片２５は、図の様に５個の孔を有するメス側コネクタであり、外形形状は、中央部にフランジ２６を有する円柱形である。
一方、固定軸２０は、軸方向に連通する孔２８を有し内部が空洞である。固定軸２０の内径は、突出側が大きく、ローラ本体１１側が小さい。即ち固定軸２０の内部には、段部２７が形成されている。
また固定軸２０の孔であって、突出側（大径側）の内面には、内ネジ（軸側係合部）２４が形成されている。
【００５４】
固定側コネクタ片２５は、スリーブ３０と共に固定軸２０内の孔２８に挿入されている。即ち固定側コネクタ片２５の後端側（ピン孔が無い側）の外周にスリーブ３０が装着され、ピン孔側を外側に向けた姿勢で固定軸２０内の孔２８に挿入されている。固定軸２０の孔２８内においては、孔２８の段部２７にスリーブ３０の一方の端面が当接し、スリーブ３０の他方の端面に固定側コネクタ片２５のフランジ２６が接している。そのため固定側コネクタ片２５のフランジ２６は、スリーブ３０を介して孔２８の段部２７と接し、軸方向の位置決めがなされている。
また固定側コネクタ片２５と固定軸２０内の孔２８及びスリーブ３０の間には、図示しない接着剤が充填されており、固定側コネクタ片２５が外側に離脱することはない。
【００５５】
ローラ本体１１の内部においては、固定側コネクタ片２５の後端から延びるリード線３１が前記した回路基板１５に接続されており、回路基板１５からモータ１２に対して給電される。なお本実施形態では、モータ内蔵ローラ３が基板内蔵型であるために、リード線の数が５本であるが、回路基板１５を内蔵しない構造のモータ内蔵ローラに本発明を適用する場合には、リード線の数はより多く必要となり、固定側コネクタ片２５のピン孔の数もそれに合わせて増加させる必要がある。
【００５６】
本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、前記した固定側コネクタ片２５に自由側コネクタ片３３が接続される。
自由側コネクタ片３３は、５ピンのオス側コネクタである。
自由側コネクタ片３３は、図５，６に示すようにコネクタ本体３５と、ネジリング３６によって構成されている。
ネジリング３６は、コネクタ本体３５の外周部に設けられており、コネクタ本体３５に対して回転可能であるが、軸方向には一体的に移動する。
ネジリング３６は、ネジ形成部３７と摘まみ部３８を有しており、摘まみ部３８はネジ形成部３７よりも径が太い。
そしてネジ形成部３７の外周には外ネジ（コネクタ側係合部）が形成されている。摘まみ部３８の外径は、前記した固定軸２０の外径に等く、外周面にローレット加工が施されている。
【００５７】
本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、固定軸２０の孔２８に、自由側コネクタ片３３のコネクタ本体３５を挿入することによって自由側コネクタ片３３と固定側コネクタ片２５とを接続することができる。
また固定軸２０の孔２８に、自由側コネクタ片３３のコネクタ本体３５を挿入した状態でネジリング３６を回転すると、ネジリング３６に設けられた外ネジ（雄ネジ）が、固定軸２０の孔２８内に設けられた内ネジ２４と係合する。ここでネジリング３６は、コネクタ本体３５に対して回転可能であるが、軸方向には一体的に移動するので、ネジリング３６の外ネジ（雄ネジ）を固定軸２０の内ネジ２４と係合させた状態でネジリング３６を回転すると、自由側コネクタ片３３が固定軸２０の孔２８側に移動する。また自由側コネクタ片３３は、固定軸２０に対してネジ係合されているので、自由側コネクタ片３３が固定軸２０から離脱することはない。
【００５８】
本実施形態では、固定側コネクタ片２５を図５の様に固定軸２０の孔２８内に納めたが、固定側コネクタ片２５を固定軸２０の端面に設けてもよい。
図１０，１１は、本発明の他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
図１０に示すモータ内蔵ローラでは、固定軸２０の本体部分の面と、固定側コネクタ片２５とが同一の面にある。図１１に示すモータ内蔵ローラでは、固定側コネクタ片２５は、固定軸２０の本体部分の面から突出している。
【００５９】
上記した実施形態の自由側コネクタ片３３は、ネジによって固定軸２０と係合するものであるが、他の係合手段を採用することも可能である。
以下、爪によって自由側コネクタ片６２を係合させる構成について説明する。
図１２に示すモータ内蔵ローラ６０は、固定軸６１内の構造及び自由側コネクタ片６２を除いて先の実施形態と同一である。そのため同一の部材に同一の番号を付して重複した説明を省略する。
【００６０】
本実施形態のモータ内蔵ローラ６０では、図２０の様に固定軸６１は外形が六角形であり、その内部中空形状であり、固定側コネクタ片７５が内蔵されている。
固定側コネクタ片７５は、図２１の様に５個の孔を有するメス側コネクタである。固定側コネクタ片７５は先端部側７６と後端部側７７で形状が異なる。即ち先端部側７６は端面に前記した５個の孔が設けられている。先端部側７６は概ね円筒形であるが、２面が面取りされている。
固定側コネクタ片７５の後端部側７７は円筒形である。固定側コネクタ片７５の周面であって、先端部側７６と後端部側７７との間には、コネクタ側当接突起７８が対向する位置に２個設けられている。
【００６１】
一方、固定軸６１は、外形形状が六角形であり、軸方向に連通する孔８６を有し内部が空洞である。
固定軸６１の内側であって、開口端の近傍に、図１９の様に環状の溝６３が設けられている。そのため固定軸６１の内側には段部があり、開口端の内面に突起（軸側係合部）６７が形成されている。
また固定軸６１の開口端には図２０，２１の様に軸方向に延びるスリット８１が設けられている。
【００６２】
固定側コネクタ片７５は、スリーブ８２と共に固定軸６１内の孔８６に挿入されている。スリーブ８２は、図２１の様に管部８３を有し、管部８３の側面であって、長さ方向の端部にスリーブ側当接突起８５が設けられている。
【００６３】
そして固定側コネクタ片７５は、後端側（ピン孔が無い側）の外周にスリーブ８２が装着され、ピン孔側を外側に向けた姿勢で固定軸６１内の孔８６に挿入されている。固定軸６１の孔８６内においては、孔８６のスリット８１にスリーブ８２のスリーブ側当接突起８５が入り込み、スリーブ側当接突起８５がスリット８１の奥端に当接し、スリーブ８２が固定軸６１内の孔８６内で位置決めされている。
【００６４】
また固定側コネクタ片７５のコネクタ側当接突起７８が、スリーブ８２の端面と接し、固定側コネクタ片７５が固定軸６１内の孔８６内で位置決めされている。
【００６５】
一方、自由側コネクタ片６２は、図の様に略「Ｌ」字状の本体部６５を持ち、本体部の側面側に接続部８０が設けられている。また接続部８０に対して９０度の方向にコード６８が延びている。
接続部８０は、基礎ブロック部６６にピンが５本突出したものである。また基礎ブロック部６６の周囲には、筒状の係合筒６９が設けられている。係合筒６９の先端は、基礎ブロック部６６よりも前方に突出している。
【００６６】
本体部の側面側には溝６４が設けられており、当該溝６４に係合片７０が装着されている。係合片７０は、バネ鋼等の弾性を有する素材で作られたものであり、平面視は、略「Ｕ」字状をしている。即ち係合片７０は、一方の帯状部材を折り返して作られた形状をしており、一対の平行片７１が中間部で接合され、平行片７１の他端側が自由端として開放された形状をしている。そのため各平行片７１は、片持ち状であり、両者の自由端側は撓む。即ち平行片７１の間隔が広がる方向及び狭まる方向に撓むことができる。
【００６７】
各平行片７１の先端は、ややテーパ状に絞られている。また各平行片７１の先端近傍には、外側に向かって爪７２が設けられている。
前記した様に、各平行片７１は、片持ち状であり、両者の自由端側は撓むことができるから、前記した爪７２は、広がる方向及び近接する方向に自由度を持つ。
【００６８】
本実施形態のモータ内蔵ローラ６０についても、固定側コネクタ片７５に自由側コネクタ片６２が接続される。
即ち自由側コネクタ片６２の接続部を固定軸６１の孔８６内に装入する。その結果、固定軸６１内の固定側コネクタ片７５のピンソケットに自由側コネクタ片６２のピンが挿入される。また固定側コネクタ片７５の外周部に自由側コネクタ片６２の係合筒６９が係合する。
さらに自由側コネクタ片６２の係合片７０に設けられた爪７２が固定軸６１内に入り、当該爪７２が固定軸６１の内側に設けられた突起６７と係合する。
【００６９】
即ち自由側コネクタ片６２を固定軸６１に接触させ、自由側コネクタ片６２を固定軸６１側に押しつけると、係合片７０の平行片７１が撓んで爪７２同士の間隔が縮まり、爪７２が固定軸６１の孔８６内に入る。そして固定軸６１の孔８６内には溝６３が設けられており、拡径されているから、平行片７１はその弾性によって広がり、爪７２が、突起６７と係合する。
そのため自由側コネクタ片６２は、固定軸６１に対して爪７２で係合され、自由側コネクタ片６２が固定軸６１から離脱することはない。
【００７０】
以上説明した実施形態では、自由側コネクタ片６２の爪７２を固定軸６１の内側と係合させたが、本発明は、この構造に限定されるものではなく、固定軸の外側と係合させてもよい。
【００７１】
また本発明は、モータユニットを有しない構造のモータ内蔵ローラに応用することもできる。
【符号の説明】
【００７２】
３ モータ内蔵ローラ
１１ ローラ本体
１２ モータ
１５ 回路基盤
２０，２１ 固定軸
２４ 内ネジ（軸側係合部）
２５ 固定側コネクタ片
３０ スリーブ
３３ 自由側コネクタ片
３５ コネクタ本体
３６ ネジリング
３７ ネジ形成部（コネクタ側係合部）
５３ 本体側短軸部材
６０ モータ内蔵ローラ
６１ 固定軸
６２ 自由側コネクタ片
６４ 溝
６６ 基礎ブロック部
６７ 突起（軸側係合部）
６９ 係合筒
７０ 係合片
７１ 平行片
７２ 爪
７５ 固定側コネクタ片
７８ コネクタ側当接突起
８１ スリット
８２ スリーブ
８５ スリーブ側当接突起
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ本体内にモータが内蔵されたモータ内蔵ローラに関するものである。また本発明は、モータ内蔵ローラを構成するモータユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ローラコンベア装置の構成部品として、モータ内蔵ローラが知られている。モータ内蔵ローラは、特許文献１に開示されている様に、ローラ本体内にモータと減速機とが内蔵され、内部のモータを駆動することによって外側のローラ本体が回転するものである。
図２４は、特許文献１に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
公知のモータ内蔵ローラ１００では、ローラ本体１０１内に固定軸１１０が貫通している。またローラ本体１０１の両端に蓋部材１０２が設けられ、蓋部材１０２から固定軸１１０の両端１０５，１０６が突出している。そして一方の固定軸端１０５は、中空形状であり、その内部に電気ケーブル１０７が挿通され、当該電気ケーブル１０７を介してローラ本体１０１に内蔵されたモータ１０３に給電される。
また電気配線を容易にすることを目的として、電気ケーブル１０７の先端にコネクタ片１１１が設けられたものもある。前記した特許文献１では、電気ケーブル１０７の先端にコネクタ片１１１が設けられた構成例を開示している。
【０００３】
また特許文献１では、コネクタ片１１１が電気ケーブル１０７の先端に設けられているが、前記したコネクタ片を固定軸に組み込んだ構造のモータ内蔵ローラが特許文献２，３に開示されている。特許文献２，３の構成によると、モータ内蔵ローラの固定軸の中空部分にコネクタ片を内蔵させ、別途用意したコネクタ片を固定軸に接続して給電や信号の授受を行うこととなる。
【０００４】
また特許文献４には、コネクタ片を固定軸に組み込む構成がより具体的に開示されている。
即ち特許文献４の請求項１に開示されたモータ内蔵ローラは、
固定ローラ軸と、
固定ローラ軸の軸心周りに回転自在に保持された、全体的に円筒形のドラムと、
ローラ軸上に保持され、且つ前記円筒状ドラム内に同ドラムのローラ軸周りの回転に連動しない様に設けられた電気駆動部と、
ローラ軸の一端部に形成された凹部と、
ローラ軸の一端に形成した凹部内に設けて前記電気駆動部に電気的に接続された第一の電気コネクターと、
電源に導通可能に接続され且つ、前記第一のコネクターと形状的に一致する様形成されて前記第一のコネクターに接続されることにより前記電気駆動部に通電することを可能とした第二のコネクターを有したモータ内蔵型のプーリまたはローラである。
【０００５】
図２５は、特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラでは、ローラ本体１２０の中を固定軸１２１が貫通しており、固定軸１２１上に電気駆動部たるモータ１２２が保持されている。
即ち特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラでは、ローラ本体１２０の中を固定軸１２１が貫通し、固定軸１２１にモータ１２２の回転子１２３が取り付けられている。またモータ１２２の固定子１２５についても、固定軸１２１に固定されている。
この様に特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラでは、電気駆動部たるモータ１２２の全ての部材が、固定軸１２１を取り巻く位置にあり、請求項に言う「ローラ軸上に保持され、且つ前記円筒状ドラム内に同ドラムのローラ軸周りの回転に連動しない様に設けられた電気駆動部」が実現されている。
【０００６】
また特許文献５，６には、ローラ本体と組み合わせることによってモータ内蔵ローラを構成するモータユニットが開示されている。
特許文献５，６に開示されたモータユニットは、モータと減速機が一体化されたものであり、別途用意したローラ本体にモータユニットを挿入することによって任意の長さのモータ内蔵ローラを完成させるものである。特許文献５，６に開示されたモータユニットは、円筒状のケースを有し、その一端側から固定側短軸が突出し、他端側に出力部材が設けられたものである。
即ち特許文献５，６に開示されたモータユニットは、円筒状のケースを有し、前記した固定側短軸は、ケースの端部に一体的に固定されている。特許文献５，６に開示されたモータユニットでは、固定側短軸はごく短い軸であってケースに対して一体的に固定されているに過ぎず、固定側短軸の端部はケースの開口端で途切れている。そのため固定側短軸はケースを貫通しておらず、ケースの内部には、前記した固定側短軸は無い。そしてケース中の空間には、モータと減速機とが内蔵されている。また減速機の出力軸は、ケースの他端側から突出し、出力部材が取り付けられている。
【０００７】
特許文献５，６に開示されたモータユニットは、別途用意したローラ本体に挿入され、その出力部材をローラ本体の内面と係合させる。
またモータユニットの固定側短軸は、軸受けを介してローラ本体の開口端部で支持し、固定軸の先端部をローラ本体から突出させてモータ内蔵ローラ自体の固定軸とする。
【０００８】
ローラ本体の他端側には、別途短軸を回転可能に取り付け、この短軸をモータ内蔵ローラ自身の他端側の固定軸とする。
【０００９】
特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、固定軸は、ローラ本体を貫通していない。即ち特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは両端の固定軸はいずれも長さが短く、ローラ本体の両端に設けられているに過ぎない。
より具体的には、一方の固定軸は、ローラ本体の一端と、モータユニットのケースの一端だけを支持している。また他方の固定軸は、ローラ本体の他端だけを支持している。なお特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、電気駆動部はローラ軸上に保持されておらず、特許文献４の構成要件を備えない。
【００１０】
また特許文献７には、コンベア装置をゾーンに区分し、各ゾーンに被搬送物の存在を検知するセンサーを設け、自己のゾーンに被搬送物が存在し、前方のゾーンに被搬送物が存在しないという様な条件が揃った場合にモータ内蔵ローラを駆動するコンベア装置が開示されている。特許文献７に開示されたコンベア装置では、モータ内蔵ローラは、必要な時だけ駆動する。そのため特許文献７に開示されたコンベア装置では、モータ内蔵ローラは、起動と停止とを頻繁に繰り返すこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１８１８４号公報
【特許文献２】実開昭６３−１３３５１５号公報
【特許文献３】実開昭６３−１３３５１６号公報
【特許文献４】米国特許第５４４２２４８号公報
【特許文献５】特開２００２−１４５４３８号公報
【特許文献６】米国特許第６６７２４４９号公報
【特許文献７】特開２００５−６７８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者らは前記した特許文献５，６の様なモータユニットを内蔵した構造のモータ内蔵ローラを改造し、固定軸端１０５，１０６の一方にコネクタ片を内蔵させる構成を試作した。
ここで前記した特許文献５，６に記載されたモータ内蔵ローラは、モータユニットを採用する故に部品の互換性が高く、前記した様に任意の長さのモータ内蔵ローラを完成させることができる効果がある。
【００１３】
即ちモータユニットを採用しないモータ内蔵ローラは、特許文献１，２，３，４に図示されている様に固定軸がローラ本体を貫通するものであり、ローラ本体の全長が異なれば固定軸の長さをはじめ各部分の寸法が変わることとなる。そのため固定軸がローラ本体を貫通するタイプの構造を採用する場合、規格外の長さのモータ内蔵ローラを受注すると各部の長さを設計し直し、個別に部品を製作しなければならない。
これに対して特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラは、ローラ本体にモータユニットを挿入することによってモータ内蔵ローラを完成させることができ、ローラ本体の長さに制約を受けないから、任意の長さのモータ内蔵ローラを製造することができる。
また出力部材の直径を変更することによって任意の太さのモータ内蔵ローラを製造することもできる。
【００１４】
そして本発明者らは、特許文献５，６のモータユニットを採用したモータ内蔵ローラを改良し、コネクタ片を固定側短軸に組み込んだ構成のものを試作した。ところが、試作したモータ内蔵ローラは、予期しない不具合を有するものであった。
即ち試作したモータ内蔵ローラは、モータユニットの固定側短軸に固定側コネクタ片を内蔵させ、自由側コネクタ片を固定側短軸の固定側コネクタ片に接続するものであるが、モータ内蔵ローラをコンベアに組み込んで使用する内に、自由側コネクタ片が外れてしまうことがあった。
【００１５】
この原因を検討したところ、モータユニットを採用したモータ内蔵ローラは、特許文献１，２，３，４等に開示された様な固定軸がローラ本体を貫通する構造のモータ内蔵ローラに比べて、固定軸の振動が大きく、固定軸が振動するために自由側コネクタ片が外れてしまうのであった。
即ちモータ内蔵ローラは、図２６の様に、搬送による回転力Ａと、被搬送物の重力による垂直荷重Ｂとを受ける。
【００１６】
搬送による回転力Ａは、その反力Ｃを固定軸が担うこととなる。ここで特許文献２，３，４等の固定軸がローラ本体を貫通する構造のモータ内蔵ローラでは、両端の固定軸が前記した反力Ｃを均等に担う。これに対してモータユニットを使用したモータ内蔵ローラでは、片側の固定軸だけに反力Ｃが付加される。そのためモータユニットを使用したモータ内蔵ローラでは、コネクターが取り付けられた側の固定軸に付加される反力が大きい。
【００１７】
またモータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、固定軸は、モータユニットのケースの端部を支持するだけであり、モータや減速機はケースに保持されているから、反力Ｃの伝達経路が長い。そのためモータが起動して、最初に回転力が固定軸に伝達されるまでに蓄積されるエネルギーが大きい。より具体的に説明すると、モータユニットを採用したモータ内蔵ローラでは、多数の部品を経由して反力Ｃが固定軸に伝達されるが、各部品には少しづつ隙間がある。そのためモータが起動すると、各部品間の隙間が詰まって次の部品に動力を伝達し、また当該部品と係合する部品の隙間が詰まって次の部品に動力を伝達し、この動作を繰り返して反力Ｃが固定軸に伝達される。そのためモータが起動して、最初に回転力が固定軸に伝達されるまでに各部品の運動エネルギーが蓄積され、この力が衝撃的に一方の固定軸に掛かることとなる。
【００１８】
さらに被搬送物の重力による荷重Ｂによって図２７の様にモータ内蔵ローラは撓むので、固定軸は上下方向にも揺動することとなるが、モータユニットを使用したモータ内蔵ローラは、全体の撓み量が大きく、固定軸の揺動量が大きい。即ち特許文献１，２，３，４等に開示されたモータ内蔵ローラでは、固定軸が貫通していたり、軸方向に接続されている構成であるから、被搬送物の重力による荷重Ｂは、ケース本体と、固定軸の双方によって担われる。これに対してモータユニットを使用したモータ内蔵ローラでは、ローラ本体内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域が存在するから、被搬送物の重力による荷重Ｂは、ケース本体だけに付加される。そのためモータユニットを使用したモータ内蔵ローラは、撓み量が大きく、固定軸の揺動量が大きい。
【００１９】
また近年、特許文献７に記載した様に、モータ内蔵ローラを必要な時だけ駆動する構造のコンベア装置が増加しており、この構造のコンベア装置に採用されるモータ内蔵ローラは、起動と停止とを頻繁に繰り返す。そのため固定軸は、日常的に強く振動し、自由側コネクターが外れてしまう。
そこで本発明は、コネクターが外れにくい構造のモータ内蔵ローラ及びモータ内蔵ローラ用モータユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
そして上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、固定軸がローラ本体から突出し、前記ローラ本体内にモータが内蔵されていて前記モータを回転させることによってローラ本体が固定軸に対して回転するモータ内蔵ローラにおいて、前記固定軸の少なくとも一方が中空であり、固定軸内又は固定軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりローラ本体の内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラである。
【００２１】
本発明のモータ内蔵ローラでは、固定軸内又は固定軸端に固定側コネクタ片が設けられている。そのためモータ内蔵ローラの固定軸さえフレームの孔に通過させることができれば、固定軸の固定側コネクタ片に自由側コネクタ片を接続して内部のモータに給電することができる。
また本発明のモータ内蔵ローラは、自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であるから、固定軸が振動しても自由側コネクタ片が外れることがない。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、自由側コネクタ片を含み、固定側コネクタ片は固定軸内に設けられ、前記固定軸の内面に軸側係合部が形成され、自由側コネクタ片の外周部にはコネクタ側係合部が設けられ、前記軸側係合部とコネクタ側係合部が係合して自由側コネクタ片が前記固定軸に取り付けられ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である。
【００２３】
本発明のモータ内蔵ローラでは、固定軸の内面に軸側係合部が形成されている。軸側係合部には例えば内ネジや突起を採用することができる。
一方、自由側コネクタ片の外周にはコネクタ側係合部が設けられている。コネクタ側係合部には例えば外ネジや爪を採用することができる（請求項３，４）。
本発明のモータ内蔵ローラでは、前記した軸側係合部とコネクタ側係合部を係合して自由側コネクタ片を固定軸に取り付けることができるので、電気的に接続状態のコネクタが意に反して外れることがない。
また本発明のモータ内蔵ローラでは、自由側コネクタ片の外周にコネクタ側係合部が設けられ、固定軸の内面に軸側係合部があってその両者が係合する構造を採用するので、自由側コネクタ片の外形形状が小さいものとなる。そのため例えばモータ内蔵ローラの固定軸の軸端をフレーム片同士の内側に納め、フレームの外側からフレームの孔に自由側コネクタ片を挿入して両コネクターを接続することもできる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、ローラ本体内に内蔵されるモータは複数のコイルを有し、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵さ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。
【００２５】
本発明のモータ内蔵ローラは、基板内蔵形と称される構造のモータ内蔵ローラであり、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵されている。例えばブラシレスモータであるならば、内部に回転磁界や交番磁界を発生させるために、各コイルに順番に電流を供給する。例えば、内部にＡコイル、Ｂコイル、Ｃコイルがある場合は、最初にＡコイルだけに電流を流し、次にＢコイルだけに電流を流し、次にＣコイルだけに電流を流し、次にＡコイルだけに電流を流すという様に通電回路を切り換える必要がある。本発明のモータ内蔵ローラでは、例えばこの切り換え回路がローラ本体内に内蔵されている。
本発明のモータ内蔵ローラでは、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵されているので、ローラ本体の内外を導通させる電力線や信号線の本数が少なくて足る。そのため固定軸内が混み合わない。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、前記ローラ本体と、モータユニットと、蓋部材と、ローラ内軸支持部材と、本体側短軸部材とを有し、
前記モータユニットは、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸に前記固定側コネクタ片が設けられており、
前記モータユニットは、ローラ本体内にあってモータユニットの前記固定側短軸の突出部分が蓋部材を介してローラ本体に回転可能に支持され、前記固定側短軸の自由端側は、ローラ本体の一端側から突出して前記モータ内蔵ローラの前記固定軸を構成し、
前記モータユニットの駆動側軸は、ローラ本体の内部にあってローラ内軸支持部材によってローラ本体の中心軸上に保持されると共に、前記駆動側軸はローラ内軸支持部材によってローラ本体と回転方向に関して一体的に結合され、
ローラ本体の他端側には本体側短軸部材がローラ本体に対して回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ内蔵ローラである。
【００２７】
本発明のモータ内蔵ローラは、モータユニットを使用するものである。
【００２８】
また請求項７に記載の発明は、ローラ本体内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域が存在することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ内蔵ローラである。
【００２９】
本発明は、全長が長い場合に推奨されるモータ内蔵ローラの構造である。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、ローラ本体内に挿入されたモータ内蔵ローラを構成するモータ内蔵ローラ用モータユニットにおいて、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸は中空であり、当該固定側短軸内又は固定側短軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりケースの内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定側短軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラ用モータユニットである。
【００３１】
本発明は、モータ内蔵ローラ用のモータユニットに関するものであり、任意の長さ及び太さのローラ本体に挿入することが可能であり、任意の長さ及び太さのモータ内蔵ローラを完成させることができる。
また本発明のモータ内蔵ローラ用モータユニットは、自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であるから、固定軸が振動しても自由側コネクタ片が外れることがない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のモータ内蔵ローラは、内部のモータに給電するための給電部が固定軸にあるため、給電部をフレーム片で囲まれた領域の外に出す作業が容易であり、コンベア装置を組み立てる際の作業が容易であるという効果がある。また本発明のモータ内蔵ローラは、自由側コネクターが外れにくく、故障が少ないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態のモータ内蔵ローラの正面図である。
【図２】図１のモータ内蔵ローラの断面図である。
【図３】図１のモータ内蔵ローラの分解斜視図である。
【図４】図１のモータ内蔵ローラに内蔵されているモータユニットの断面図である。
【図５】図１のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
【図６】図１のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の断面図であり、両者が離れた状態を示す。
【図７】図１のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の断面図であり、両者が接合された状態を示す。
【図８】図１のモータ内蔵ローラの端部の分解斜視図である。
【図９】図１のモータ内蔵ローラの回路図である。
【図１０】本発明の他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの断面図及びその一部拡大図である。
【図１３】図１２に示す実施形態で採用する自由側コネクタ片の正面図である。
【図１４】図１２の自由側コネクタ片の平面図である。
【図１５】図１２の自由側コネクタ片の右側面図である。
【図１６】図１２の自由側コネクタ片の正面断面図である。
【図１７】図１２の自由側コネクタ片の平面断面図である。
【図１８】図１２に示す実施形態のモータ内蔵ローラの端部の断面斜視図及び自由側コネクタ片の斜視図である。
【図１９】図１２に示す実施形態のモータ内蔵ローラの固定軸の断面図である。
【図２０】図１９に示す実施形態のモータ内蔵ローラの固定軸の斜視図である。
【図２１】図１２に示す実施形態のモータ内蔵ローラの固定軸の分解斜視図である。
【図２２】図１２のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の断面図であり、両者が離れた状態を示す。
【図２３】図１２のモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の断面図であり、両者が接合された状態を示す。
【図２４】特許文献１に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
【図２５】特許文献４に開示されたモータ内蔵ローラの断面図である。
【図２６】モータ内蔵ローラに掛かる力を説明する説明図である。
【図２７】モータ内蔵ローラに被搬送物が載置された場合のモータ内蔵ローラの変形状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態のモータ内蔵ローラ３は、一方の固定軸２０に固定側コネクタ片２５が内蔵されており、固定側コネクタ片２５に自由側コネクタ片３３を接続することによって給電や信号線の接続を行うことができることを特徴とするものであるが、これらの説明に先立って、モータ内蔵ローラ３の基本構造について説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態のモータ内蔵ローラ３を示す。本実施形態のモータ内蔵ローラは公知のそれと同様に、円筒形のローラ本体１１を持ち、その内部にモータ１２と減速機１３が内蔵されている。ただし本実施形態のモータ内蔵ローラ３は、モータ１２と減速機１３及び回路基板１５がユニット化されている。即ち本実施形態のモータ内蔵ローラ３は、ローラ本体１１内にモータ内蔵ローラ用モータユニット（以下、単にモータユニットという）１が内蔵されたものである。そしてモータユニット１は、図４の様にモータ１２と減速機１３及び回路基板１５が、円筒形のケース２内に収納されたものである。
【００３６】
図３，４において、１は本発明の実施形態のモータユニットである。
本実施形態のモータユニット１は、図４に示すようにケース２と、ケース２から突出する固定側短軸４と、ケース２に内蔵された駆動部５及び回路基板１５と、駆動部５の動力を受けて回転しケース２から突出する駆動側軸８によって構成されている。
即ち本実施形態のモータユニット１は、円筒状のケース２で覆われている。そしてケース２の内部には駆動部５が収められている。駆動部５は、具体的には、モータ１２と減速機１３である。
【００３７】
一方ケース２の一端部には駆動側軸８が露出しており、他端部には固定側短軸４が露出している。
前記した駆動側軸８と固定側短軸４は、それぞれ駆動側軸ホルダ７と固定軸ホルダ１０によってケース２の端部に取り付けられている。
【００３８】
即ちケース２は、金属で作られた円筒であり、両端が開放されている。駆動側軸ホルダ７は、樹脂等で成形されたものである。駆動側軸ホルダ７は、略円筒状をしていて、外径はケース２の内径と等しく、ケース２の一端部（図４ 左端）に一体的にはめ込まれている。
また駆動側軸ホルダ７は内部に軸受け１４を有している。駆動側軸ホルダ７の軸受け１４の内径は駆動側軸８と等しく、出力軸６の回転を妨げないよう保持している。即ち出力軸６は、ケース２に対して相対的に回転する。
【００３９】
一方固定軸ホルダ１０も同様に略円筒状をしており、ケース２の端部（図４、右端）にはめ込まれる。
固定軸ホルダ１０は、固定側短軸４をケース２に対して一体的に固定するものであり、その内径は固定側短軸４の内径と等しい。即ち固定軸ホルダ１０は、固定側短軸４とケース２を一体不可分に結合するものであり、軸受けは持たない。
【００４０】
固定側短軸４はモータユニット１の端部であって中心軸上に設けられ、固定軸ホルダ１０によりケース２に一体的に固定される。固定側短軸４は、内部が中空であり、その内部には後記する固定側コネクタ片２５が内蔵されている。
【００４１】
駆動部５は前記した様にモータ１２と減速機１３で構成されている。モータ１２は、固定子１８と回転子１９によって構成されるブラシレスモータである。本実施形態では、固定子１８は、ケース２の内面に一体的に固定されている。また固定子１８の中心にモータの回転子１９が回転可能に保持されている。本実施形態では、ケース２の内面に回転子保持部材２９が一体的に設けられ、当該回転子保持部材２９を介してモータの回転子１９が固定子１８の中心に回転可能に保持されている。
【００４２】
本実施形態では、回転子１９に永久磁石が使用されている。また固定子１８はコイルである。
磁極検出装置としてはホール素子等が使用される。
【００４３】
回路基板１５はスイッチング回路を内蔵するものであり、固定子１８のコイルに電流を供給する回路の一部を備えている。
即ち本実施形態で採用するモータは、ブラシレスモータであり、固定子１８は図９の回路図の様に３個のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３を有している。また回転子１９たる永久磁石の回転位置を検出するホール素子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を備えている。
そして前記したコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３によって内部に回転磁界を発生させるために、各コイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３に順番に電流を供給するスイッチング回路を有し、当該スイッチング回路が回路基板１５に納められている。
【００４４】
減速機１３はモータ１２と駆動側軸８の間にあり、モータ１２の回転速度を減速させて出力軸６に伝えるためのものである。
【００４５】
ケース２内における各部材のレイアウトは、図４の通りであり、固定側短軸４が固定軸ホルダ１０によってケース２の一端に固定されており、固定側短軸４はケース２の端部で途切れていてケース２の奥には入り込んでいない。
そして固定軸ホルダ１０の奥側には、回路基板１５が配置されている。また回路基板１５の更に奥にモータ１２と減速機１３が設けられている。減速機１３の出力軸は、駆動側軸８としてケース２の他端側から突出している。
【００４６】
以上、モータユニット１について説明したが、次にモータユニット１が組み込まれたモータ内蔵ローラ３について説明する。
モータ内蔵ローラ３は、前記したモータユニット１の他に、ローラ本体１１と、ローラ内軸支持部材２３及び蓋部材１６，１７によって構成されている（図３）。
【００４７】
ここでローラ本体１１は、両端が開口した円筒である。ローラ内軸支持部材２３は、図３の様にローラ本体１１の内部に一体的に設けられたものであり、中心に六角形の開口３４が設けられている。
一方の蓋部材１６は、図２の左端に示す様な、円筒状のローラ本体嵌合部材５２と、２連の軸受け５４及び本体側短軸部材５３が一体化されたものである。また他の一つの蓋部材１７は、図２の右端に示す様な構造であり、ローラ本体嵌合部材５５と、軸受け２２が一体化されたものである。
【００４８】
本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、モータユニット１がローラ本体１１内に挿入されており、モータユニット１の駆動側軸８がローラ内軸支持部材２３の開口３４と係合している。また本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、ローラ本体１１の両端に蓋部材１６，１７が取り付けられている。具体的には、図２，３の様に、ローラ本体１１の一端側（モータユニット１の固定側短軸４側）に、ローラ本体嵌合部材５５と、軸受け２２が一体化された蓋部材１７を装着する。
このとき、軸受け２２の内輪に、モータユニット１の固定側短軸４を挿通し、固定側短軸４の基端部の円形断面部を軸受け２２の内輪に当接させる。
その結果、固定側短軸４の自由端側がローラ本体１１から突出することとなる。本実施形態では、ローラ本体１１から突出した固定側短軸４の先端側が、モータ内蔵ローラ３自身の一方の固定軸２０を構成している。
【００４９】
一方、ローラ本体１１の他端側に、ローラ本体嵌合部材５２と、軸受け５４及び本体側短軸部材５３が一体化された蓋部材１６を取り付ける。
本実施形態では、蓋部材１６の本体側短軸部材５３がモータ内蔵ローラ３自身の他方の固定軸２１を構成している。
【００５０】
本実施形態のモータ内蔵ローラ３を概観すると、本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、固定軸２０，２１がローラ本体１１を貫通していない。即ちモータ内蔵ローラ３では両端の固定軸２０，２１はいずれも長さが短く、ローラ本体１１の両端に設けられているに過ぎない。より具体的には、一方の固定軸２０は、ローラ本体１１の一端と、モータユニット１のケース２の一端だけを支持している。また他方の固定軸２１は、ローラ本体１１の他端だけを支持している。
また本実施形態では、固定軸２０は、モータユニット１のケース２の端部を支持するだけであり、モータ１２や減速機１３はケース２に保持されている。
【００５１】
また本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、ローラ本体１１内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域４４が存在する。
【００５２】
モータ内蔵ローラ３の全体的説明に戻ると、本実施形態で採用するモータ内蔵ローラ３は、前記した様にローラ本体１１の両端から固定軸２０，２１が突出している。より具体的には、モータ内蔵ローラ３では、ローラ本体１１の両端に蓋部材１６，１７が取り付けられており、当該蓋部材１６，１７から固定軸２１，２０が突出している。なお固定軸２０，２１とローラ本体１１との間には軸受け２２が介在されており、ローラ本体１１は固定軸２０，２１に対して相対的に回転する。また一方の固定軸２０は、一面が面取りされていて断面形状が「Ｄ」形をしている。
【００５３】
そしてモータ内蔵ローラ３では、図５，６，７の様に、モータユニット１側の固定軸（固定側短軸）２０が中空形状であり、その中に固定側コネクタ片２５が内蔵されている。
固定側コネクタ片２５は、図の様に５個の孔を有するメス側コネクタであり、外形形状は、中央部にフランジ２６を有する円柱形である。
一方、固定軸２０は、軸方向に連通する孔２８を有し内部が空洞である。固定軸２０の内径は、突出側が大きく、ローラ本体１１側が小さい。即ち固定軸２０の内部には、段部２７が形成されている。
また固定軸２０の孔であって、突出側（大径側）の内面には、内ネジ（軸側係合部）２４が形成されている。
【００５４】
固定側コネクタ片２５は、スリーブ３０と共に固定軸２０内の孔２８に挿入されている。即ち固定側コネクタ片２５の後端側（ピン孔が無い側）の外周にスリーブ３０が装着され、ピン孔側を外側に向けた姿勢で固定軸２０内の孔２８に挿入されている。固定軸２０の孔２８内においては、孔２８の段部２７にスリーブ３０の一方の端面が当接し、スリーブ３０の他方の端面に固定側コネクタ片２５のフランジ２６が接している。そのため固定側コネクタ片２５のフランジ２６は、スリーブ３０を介して孔２８の段部２７と接し、軸方向の位置決めがなされている。
また固定側コネクタ片２５と固定軸２０内の孔２８及びスリーブ３０の間には、図示しない接着剤が充填されており、固定側コネクタ片２５が外側に離脱することはない。
【００５５】
ローラ本体１１の内部においては、固定側コネクタ片２５の後端から延びるリード線３１が前記した回路基板１５に接続されており、回路基板１５からモータ１２に対して給電される。なお本実施形態では、モータ内蔵ローラ３が基板内蔵型であるために、リード線の数が５本であるが、回路基板１５を内蔵しない構造のモータ内蔵ローラに本発明を適用する場合には、リード線の数はより多く必要となり、固定側コネクタ片２５のピン孔の数もそれに合わせて増加させる必要がある。
【００５６】
本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、前記した固定側コネクタ片２５に自由側コネクタ片３３が接続される。
自由側コネクタ片３３は、５ピンのオス側コネクタである。
自由側コネクタ片３３は、図５，６に示すようにコネクタ本体３５と、ネジリング３６によって構成されている。
ネジリング３６は、コネクタ本体３５の外周部に設けられており、コネクタ本体３５に対して回転可能であるが、軸方向には一体的に移動する。
ネジリング３６は、ネジ形成部３７と摘まみ部３８を有しており、摘まみ部３８はネジ形成部３７よりも径が太い。
そしてネジ形成部３７の外周には外ネジ（コネクタ側係合部）が形成されている。摘まみ部３８の外径は、前記した固定軸２０の外径に等く、外周面にローレット加工が施されている。
【００５７】
本実施形態のモータ内蔵ローラ３では、固定軸２０の孔２８に、自由側コネクタ片３３のコネクタ本体３５を挿入することによって自由側コネクタ片３３と固定側コネクタ片２５とを接続することができる。
また固定軸２０の孔２８に、自由側コネクタ片３３のコネクタ本体３５を挿入した状態でネジリング３６を回転すると、ネジリング３６に設けられた外ネジ（雄ネジ）が、固定軸２０の孔２８内に設けられた内ネジ２４と係合する。ここでネジリング３６は、コネクタ本体３５に対して回転可能であるが、軸方向には一体的に移動するので、ネジリング３６の外ネジ（雄ネジ）を固定軸２０の内ネジ２４と係合させた状態でネジリング３６を回転すると、自由側コネクタ片３３が固定軸２０の孔２８側に移動する。また自由側コネクタ片３３は、固定軸２０に対してネジ係合されているので、自由側コネクタ片３３が固定軸２０から離脱することはない。
【００５８】
本実施形態では、固定側コネクタ片２５を図５の様に固定軸２０の孔２８内に納めたが、固定側コネクタ片２５を固定軸２０の端面に設けてもよい。
図１０，１１は、本発明の他の実施形態におけるモータ内蔵ローラの端部及び自由側コネクタ片の斜視図である。
図１０に示すモータ内蔵ローラでは、固定軸２０の本体部分の面と、固定側コネクタ片２５とが同一の面にある。図１１に示すモータ内蔵ローラでは、固定側コネクタ片２５は、固定軸２０の本体部分の面から突出している。
【００５９】
上記した実施形態の自由側コネクタ片３３は、ネジによって固定軸２０と係合するものであるが、他の係合手段を採用することも可能である。
以下、爪によって自由側コネクタ片６２を係合させる構成について説明する。
図１２に示すモータ内蔵ローラ６０は、固定軸６１内の構造及び自由側コネクタ片６２を除いて先の実施形態と同一である。そのため同一の部材に同一の番号を付して重複した説明を省略する。
【００６０】
本実施形態のモータ内蔵ローラ６０では、図２０の様に固定軸６１は外形が六角形であり、その内部中空形状であり、固定側コネクタ片７５が内蔵されている。
固定側コネクタ片７５は、図２１の様に５個の孔を有するメス側コネクタである。固定側コネクタ片７５は先端部側７６と後端部側７７で形状が異なる。即ち先端部側７６は端面に前記した５個の孔が設けられている。先端部側７６は概ね円筒形であるが、２面が面取りされている。
固定側コネクタ片７５の後端部側７７は円筒形である。固定側コネクタ片７５の周面であって、先端部側７６と後端部側７７との間には、コネクタ側当接突起７８が対向する位置に２個設けられている。
【００６１】
一方、固定軸６１は、外形形状が六角形であり、軸方向に連通する孔８６を有し内部が空洞である。
固定軸６１の内側であって、開口端の近傍に、図１９の様に環状の溝６３が設けられている。そのため固定軸６１の内側には段部があり、開口端の内面に突起（軸側係合部）６７が形成されている。
また固定軸６１の開口端には図２０，２１の様に軸方向に延びるスリット８１が設けられている。
【００６２】
固定側コネクタ片７５は、スリーブ８２と共に固定軸６１内の孔８６に挿入されている。スリーブ８２は、図２１の様に管部８３を有し、管部８３の側面であって、長さ方向の端部にスリーブ側当接突起８５が設けられている。
【００６３】
そして固定側コネクタ片７５は、後端側（ピン孔が無い側）の外周にスリーブ８２が装着され、ピン孔側を外側に向けた姿勢で固定軸６１内の孔８６に挿入されている。固定軸６１の孔８６内においては、孔８６のスリット８１にスリーブ８２のスリーブ側当接突起８５が入り込み、スリーブ側当接突起８５がスリット８１の奥端に当接し、スリーブ８２が固定軸６１内の孔８６内で位置決めされている。
【００６４】
また固定側コネクタ片７５のコネクタ側当接突起７８が、スリーブ８２の端面と接し、固定側コネクタ片７５が固定軸６１内の孔８６内で位置決めされている。
【００６５】
一方、自由側コネクタ片６２は、図の様に略「Ｌ」字状の本体部６５を持ち、本体部の側面側に接続部８０が設けられている。また接続部８０に対して９０度の方向にコード６８が延びている。
接続部８０は、基礎ブロック部６６にピンが５本突出したものである。また基礎ブロック部６６の周囲には、筒状の係合筒６９が設けられている。係合筒６９の先端は、基礎ブロック部６６よりも前方に突出している。
【００６６】
本体部の側面側には溝６４が設けられており、当該溝６４に係合片７０が装着されている。係合片７０は、バネ鋼等の弾性を有する素材で作られたものであり、平面視は、略「Ｕ」字状をしている。即ち係合片７０は、一方の帯状部材を折り返して作られた形状をしており、一対の平行片７１が中間部で接合され、平行片７１の他端側が自由端として開放された形状をしている。そのため各平行片７１は、片持ち状であり、両者の自由端側は撓む。即ち平行片７１の間隔が広がる方向及び狭まる方向に撓むことができる。
【００６７】
各平行片７１の先端は、ややテーパ状に絞られている。また各平行片７１の先端近傍には、外側に向かって爪７２が設けられている。
前記した様に、各平行片７１は、片持ち状であり、両者の自由端側は撓むことができるから、前記した爪７２は、広がる方向及び近接する方向に自由度を持つ。
【００６８】
本実施形態のモータ内蔵ローラ６０についても、固定側コネクタ片７５に自由側コネクタ片６２が接続される。
即ち自由側コネクタ片６２の接続部を固定軸６１の孔８６内に装入する。その結果、固定軸６１内の固定側コネクタ片７５のピンソケットに自由側コネクタ片６２のピンが挿入される。また固定側コネクタ片７５の外周部に自由側コネクタ片６２の係合筒６９が係合する。
さらに自由側コネクタ片６２の係合片７０に設けられた爪７２が固定軸６１内に入り、当該爪７２が固定軸６１の内側に設けられた突起６７と係合する。
【００６９】
即ち自由側コネクタ片６２を固定軸６１に接触させ、自由側コネクタ片６２を固定軸６１側に押しつけると、係合片７０の平行片７１が撓んで爪７２同士の間隔が縮まり、爪７２が固定軸６１の孔８６内に入る。そして固定軸６１の孔８６内には溝６３が設けられており、拡径されているから、平行片７１はその弾性によって広がり、爪７２が、突起６７と係合する。
そのため自由側コネクタ片６２は、固定軸６１に対して爪７２で係合され、自由側コネクタ片６２が固定軸６１から離脱することはない。
【００７０】
以上説明した実施形態では、自由側コネクタ片６２の爪７２を固定軸６１の内側と係合させたが、本発明は、この構造に限定されるものではなく、固定軸の外側と係合させてもよい。
【００７１】
また本発明は、モータユニットを有しない構造のモータ内蔵ローラに応用することもできる。
【符号の説明】
【００７２】
３ モータ内蔵ローラ
１１ ローラ本体
１２ モータ
１５ 回路基盤
２０，２１ 固定軸
２４ 内ネジ（軸側係合部）
２５ 固定側コネクタ片
３０ スリーブ
３３ 自由側コネクタ片
３５ コネクタ本体
３６ ネジリング
３７ ネジ形成部（コネクタ側係合部）
５３ 本体側短軸部材
６０ モータ内蔵ローラ
６１ 固定軸
６２ 自由側コネクタ片
６４ 溝
６６ 基礎ブロック部
６７ 突起（軸側係合部）
６９ 係合筒
７０ 係合片
７１ 平行片
７２ 爪
７５ 固定側コネクタ片
７８ コネクタ側当接突起
８１ スリット
８２ スリーブ
８５ スリーブ側当接突起
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸がローラ本体から突出し、前記ローラ本体内にモータが内蔵されていて前記モータを回転させることによってローラ本体が固定軸に対して回転するモータ内蔵ローラにおいて、前記固定軸の少なくとも一方が中空であり、固定軸内又は固定軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりローラ本体の内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
【請求項２】
自由側コネクタ片を含み、固定側コネクタ片は固定軸内に設けられ、前記固定軸の内面に軸側係合部が形成され、自由側コネクタ片の外周部にはコネクタ側係合部が設けられ、前記軸側係合部とコネクタ側係合部が係合して自由側コネクタ片が前記固定軸に取り付けられ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。
【請求項３】
コネクタ側係合部は弾性を有する爪であり、軸側係合部は前記爪と係合する突起であることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ内蔵ローラ。
【請求項４】
コネクタ側係合部は雄ねじであり、軸側係合部は雌ねじ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】
ローラ本体内に内蔵されるモータは複数のコイルを有し、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵さ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。
【請求項６】
前記ローラ本体と、モータユニットと、蓋部材と、ローラ内軸支持部材と、本体側短軸部材とを有し、
前記モータユニットは、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸に前記固定側コネクタ片が設けられており、
前記モータユニットは、ローラ本体内にあってモータユニットの前記固定側短軸の突出部分が蓋部材を介してローラ本体に回転可能に支持され、前記固定側短軸の自由端側は、ローラ本体の一端側から突出して前記モータ内蔵ローラの前記固定軸を構成し、
前記モータユニットの駆動側軸は、ローラ本体の内部にあってローラ内軸支持部材によってローラ本体の中心軸上に保持されると共に、前記駆動側軸はローラ内軸支持部材によってローラ本体と回転方向に関して一体的に結合され、
ローラ本体の他端側には本体側短軸部材がローラ本体に対して回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
【請求項７】
ローラ本体内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域が存在することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
【請求項８】
ローラ本体内に挿入されたモータ内蔵ローラを構成するモータ内蔵ローラ用モータユニットにおいて、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸は中空であり、当該固定側短軸内又は固定側短軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりケースの内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定側短軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラ用モータユニット。
【請求項１】
固定軸がローラ本体から突出し、前記ローラ本体内にモータが内蔵されていて前記モータを回転させることによってローラ本体が固定軸に対して回転するモータ内蔵ローラにおいて、前記固定軸の少なくとも一方が中空であり、固定軸内又は固定軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりローラ本体の内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
【請求項２】
自由側コネクタ片を含み、固定側コネクタ片は固定軸内に設けられ、前記固定軸の内面に軸側係合部が形成され、自由側コネクタ片の外周部にはコネクタ側係合部が設けられ、前記軸側係合部とコネクタ側係合部が係合して自由側コネクタ片が前記固定軸に取り付けられ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。
【請求項３】
コネクタ側係合部は弾性を有する爪であり、軸側係合部は前記爪と係合する突起であることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ内蔵ローラ。
【請求項４】
コネクタ側係合部は雄ねじであり、軸側係合部は雌ねじ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】
ローラ本体内に内蔵されるモータは複数のコイルを有し、コイルに電流を供給する回路の一部又は全部がローラ本体内に内蔵さ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。
【請求項６】
前記ローラ本体と、モータユニットと、蓋部材と、ローラ内軸支持部材と、本体側短軸部材とを有し、
前記モータユニットは、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸に前記固定側コネクタ片が設けられており、
前記モータユニットは、ローラ本体内にあってモータユニットの前記固定側短軸の突出部分が蓋部材を介してローラ本体に回転可能に支持され、前記固定側短軸の自由端側は、ローラ本体の一端側から突出して前記モータ内蔵ローラの前記固定軸を構成し、
前記モータユニットの駆動側軸は、ローラ本体の内部にあってローラ内軸支持部材によってローラ本体の中心軸上に保持されると共に、前記駆動側軸はローラ内軸支持部材によってローラ本体と回転方向に関して一体的に結合され、
ローラ本体の他端側には本体側短軸部材がローラ本体に対して回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
【請求項７】
ローラ本体内における軸方向の一部の領域に、内蔵物が存在しない空洞領域が存在することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。
【請求項８】
ローラ本体内に挿入されたモータ内蔵ローラを構成するモータ内蔵ローラ用モータユニットにおいて、筒状のケースと、ケースの一端側から突出する固定側短軸と、前記固定側短軸の基端部をケースの端部に固定的に保持する固定軸ホルダーと、ケースの他端側から突出する駆動側軸と、モータの固定子及び回転子を有し、ケースの内面にモータの固定子が固定され、さらに前記固定子の中心にモータの回転子が回転可能に保持され、前記回転子の回転力が駆動側軸に伝導され、前記固定側短軸は前記固定軸ホルダーに保持されてケースの一端側から突出し、前記固定側短軸は中空であり、当該固定側短軸内又は固定側短軸端に固定側コネクタ片が設けられ、別途用意した自由側コネクタ片を前記固定側コネクタ片に接続することによりケースの内外を電気的に導通可能であり、さらに前記固定側短軸又は固定側コネクタ片には自由側コネクタ片の脱落を防止する軸側係合部が設けられ、自由側コネクタ片の一部が軸側係合部に機械的に係合可能であることを特徴とするモータ内蔵ローラ用モータユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１０−１５９１６０（Ｐ２０１０−１５９１６０Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３９４６（Ｐ２００９−３９４６）
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（５９２０２６８１９）伊東電機株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（５９２０２６８１９）伊東電機株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
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