JPH0977233A - コンベヤ用ブレーキローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送される物品の重量に関わらず、常に一定
した搬送速度に制御して物品の搬送を行うことのできる
コンベヤ用ブレーキローラを提供する。 【解決手段】 ローラ軸２の周囲に中空円筒状のローラ
本体４を回転自在に軸受支持し、前記ローラ本体４側と
ローラ軸２側との間に形成される空間内に所定の臨界剪
断速度を超えると流動抵抗が急激に上昇するダイラタン
シー特性を有する流動体Ｄを封入している。ローラ本体
４の回転数が増加して、流動体Ｄ内部の剪断速度が前記
臨界剪断速度を超えると流動体Ｄの粘性抵抗が急激に増
加し、ローラ本体４に大きな制動力が加わる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に、重力作用で
物品の搬送を行うローラコンベヤに適用される制動機能
を備えたローラに関し、特に、物品の搬送速度が一定の
速度を超えると制動力が急激に増加するコンベヤ用ブレ
ーキローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、傾斜させたコンベヤフレームに多
数回転自在に支持したフリーローラ上を重力作用によっ
て物品を下方に搬送する場合に、物品がフリーローラ上
を滑り降りる速度を制限するために、例えば特開平６−
３４５２２６号公報に見られるような制動機能を組み込
んだブレーキローラが知られている。前記公報に記載さ
れているものは、図４に示すように、軸３０と前記軸３
０に対して回転自在に設けられている中空のローラ本体
３１との間に形成される内部空間に、油３２を封入して
ある。また、ローラ本体３１の内側には、軸３０に固定
されている邪魔板３３を挟むように一対の羽板３４がロ
ーラ本体３１に固定されており、ローラ本体３１が軸３
０に対して回転されると内部の油３２が邪魔板３３と羽
板３４との間で撹拌されて、ローラ本体３１に制動力が
生じる。

【０００３】前記のものでは、ローラ本体３１の制動力
は、内部の油３２の粘性抵抗によるため、ローラ本体３
１の回転数が大きくなるほど大きな制動力が作用するた
め、傾斜したローラ上を搬送される物品の速度の上昇が
制限される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したような、従来
のブレーキローラは、ローラ本体と軸との間に封入され
た油の粘性抵抗によってその制動力を得ているため、制
動力がローラ本体の回転速度に比例して大きくなる特性
を有するため、軽い物品を搬送する場合には、物品の搬
送速度が低下し、また、重い物品を搬送する場合には、
物品の搬送速度が大きくなり、搬送する物品の重量によ
って、搬送速度にばらつきが生じる問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、前記のような従来技術
の問題点を解消し、搬送される物品の重量に関わらず、
常に一定した搬送速度に制御して物品の搬送を行うこと
のできるコンベヤ用ブレーキローラを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的のため、本発明
のコンベヤ用ブレーキローラは、ローラ軸の周囲に中空
円筒状のローラ本体を回転自在に軸受支持し、前記ロー
ラ本体側とローラ軸側との間に形成される空間内に所定
の臨界剪断速度を超えると流動抵抗が急激に上昇するダ
イラタンシー特性を有する流動体を封入したものであ
る。

【０００７】本発明のブレーキローラにおいては、前記
ローラ本体の内部に軸方向に相互に隙間をあけて多数設
けられ、ローラ本体と一体に回転するように支持された
回転抵抗板と、前記回転抵抗板間に一枚ずつ配置され、
前記ローラ軸側に回転しないように支持された多数の固
定抵抗板とを備え、前記回転抵抗板と固定抵抗板との隙
間を前記流動体が流動可能に構成されていることが好ま
しい。また、前記ローラ軸に前記ローラ本体の内周面と
の間で前記流動体が流動可能な環状の隙間を形成する抵
抗円筒部が設けられていることも好ましい。

【０００８】

【作用】ローラ軸を固定してローラ本体を回転させる
と、ローラ本体内に封入されている流動体は、ローラ本
体内周面側に接している部分が粘性によって引きずられ
て回転する。一方、ローラ軸側に接している流動体はロ
ーラ軸側で静止しているため、前記流動体内の流動速度
に差が生じる。

【０００９】ローラ本体内に封入されている流動体は、
ダイラタンシー特性を有する物質であって、前記流動速
度の差による流動体内部の剪断変形の速度が所定の臨界
剪断速度を超えると急激に流動抵抗が増加する性質を備
えたものである。そのため、ローラ本体の回転数が増加
して、流動体内部の剪断速度が前記臨界剪断速度を超え
ると粘性抵抗が急激に増加し、ローラ本体に大きな制動
力が作用する。その結果、ローラ本体の回転速度が低下
すると、再び流動体の粘性は小さくなり、ローラ本体は
自由に回転できるようになる。

【００１０】また、多数の回転抵抗板と固定抵抗板とを
備えている場合には、ローラ本体の回転が低速のとき
は、対向する回転抵抗板と固定抵抗板との狭い隙間に挟
まれた流動体に作用する剪断応力は小さく制動力は生じ
ない。ローラ本体の回転速度がさらに増加して流動体の
臨界剪断速度を越えると、双方の抵抗板間で回転抵抗が
急激に増加してローラ本体の制動が行われる。この場
合、多数の回転抵抗板と固定抵抗板とが交互に設けられ
ているため、回転抵抗板と固定抵抗板間の対向する総面
積が広く、極めて大きな制動力が発生する。

【００１１】また、ローラ軸の中間部に、ローラ本体の
内周面との間に隙間を有する抵抗円筒部が設けられてい
る場合には、ローラ本体の回転によって、抵抗円筒部の
外周面とローラ本体の内周面との隙間に挟まれた流動体
内に半径方向の速度差が生じ、ローラ本体の回転速度が
所定の値、すなわち流動体の臨界剪断速度を超えると、
大きな制動力が発生する。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明の第１実施例
を説明する。図１は、本発明のコンベヤ用ブレーキロー
ラの１実施例を示す軸方向に沿った断面図であって、同
図に示すように、ブレーキローラ１は、ローラ軸２に一
対の軸受３，３によって回転自在に支持されている中空
円筒状のローラ本体４を備えている。前記それぞれの軸
受３の外側には前記軸受３を覆うリップシール５がロー
ラ本体４の両端外側から嵌入されローラ本体４内周縁部
にかしめて固定されている。また、それぞれの軸受３の
内側には、インナーシール６が配置されている。前記イ
ンナーシール６は、ローラ本体４の内周面に嵌着されて
おり、ローラ本体４のインナーシール６の内側の空間を
外部に対して液密状態で密封している。

【００１３】ローラ本体４の中間部には、回転抵抗板保
持スリーブ７が配置されている。前記回転抵抗板保持ス
リーブ７は中空円筒状であり、ローラ本体４の内面に一
対のリング状の押さえリング８，８を介して、両側のイ
ンナーシール６，６の外縁部によって挟み込まれて固定
されている。

【００１４】前記回転抵抗板保持スリーブ７の内周面に
は、セレーション７Ａがその軸方向全長に形成されてお
り、前記セレーション７Ａに噛み合う多数の歯が外周に
形成されていると共に、中央に孔９Ａが形成されている
円板状の回転抵抗板９が前記回転抵抗板保持スリーブ７
内に多数配置されている。

【００１５】一方、前記ローラ軸２の回転抵抗板保持ス
リーブ７と対向している位置には、固定抵抗板保持部１
０が設けられている。前記固定抵抗板保持部１０の外周
面にはその軸方向全長にわたって、セレーション１０Ａ
が形成されている。前記固定抵抗板保持部９には、前記
セレーション１０Ａと噛み合う多数の歯が形成されてい
る孔１１Ａを有する円板状の固定抵抗板１１が多数嵌挿
されている。そして、前記回転抵抗板９と固定抵抗板１
１とは、対向した重合部分を有すると共に、前記重合部
分どうしが接触しないように、両者の間にはスペーサリ
ング１２が配置されて、軸方向に交互に組み合わされて
いる。

【００１６】これらの回転抵抗板９と固定抵抗板１１
は、回転抵抗板保持スリーブ７の内周面の両端付近に形
成されている２つの環状溝７Ｂ，７Ｂにそれぞれ係入さ
れている留め輪１３，１３によって、両外側に位置する
回転抵抗板９が係止されて、前記回転抵抗板保持スリー
ブ７内に保持されている。

【００１７】また、前記インナーシール６，６で画定さ
れるローラ本体４の内部空間には、ダイラタンシー特性
を有する流動体Ｄが封入されている。前記流動体Ｄは、
剪断速度Ｓと剪断応力τとの関係が、図２に示すよう
に、一定の臨界剪断速度Ｓcを超えると急激に剪断応力
τが上昇する特性を有する物質であり、前記臨界剪断速
度Ｓcを超えた後は、一定の最大剪断応力値τmaxとなる
ものである。なお、図２において、臨界剪断速度Ｓcを
超えた領域から剪断速度を臨界剪断速度Ｓc未満に減少
する場合に剪断速度を増加する場合と剪断応力τが異な
る変化をするのは、流動体Ｄがヒステリシス特性を有し
ているためである。このような特性を有する物質として
は、例えば、***特許出願公開３０２５５６２号公報に
記載されているものが知られている。

【００１８】前述したように構成されているブレーキロ
ーラ１は、ローラ軸２を固定してローラ本体４を回転さ
せると、回転抵抗板９と固定抵抗板１１との間に満たさ
れている流動体Ｄは、両者の間で剪断変形を受け、その
結果流動体Ｄには、回転抵抗板９と固定抵抗板１１との
間の回転抵抗として作用する剪断応力が生じる。

【００１９】その際、ローラ本体４の回転抵抗は、その
回転速度が増加するにしたがって、回転抵抗板９と固定
抵抗板１１との間の流動体Ｄの剪断速度が増加し、図２
に示す特性を有する流動体Ｄは、ローラ本体４の回転速
度が所定の速度に達すると、流動体Ｄに作用する剪断応
力が急激に増大し、これが、回転抵抗板９と固定抵抗板
１１との間で大きな制動力として作用する。

【００２０】そして、前記制動力によって、ローラ本体
４の回転速度が減速されると、流動体Ｄの剪断速度は、
再び臨界剪断速度より小さくなり、これに伴って剪断応
力も急激に減少し、ローラ本体４に作用する制動力が急
速に減少する。

【００２１】したがって、ブレーキローラ１を傾斜した
コンベヤ枠に多数配列して傾斜したローラウェイを構成
し、物品を前記ローラウェイの上方から重力作用で搬送
する場合、ローラ本体４の回転速度は、前記流動体Ｄの
粘性抵抗によって制御され、物品の搬送速度はほぼ一定
に保たれる。なお、固定抵抗板保持部１０は、ローラ軸
２に削り出し加工によって一体に形成することができ
る。また、固定抵抗板保持部１０は中空円筒状の独立部
品として形成し、ローラ軸２に嵌挿して固定してもよ
い。

【００２２】次に、図３は、本発明のブレーキローラの
第２実施例を示す軸方向の断面図であって、本実施例の
ブレーキローラ２１も、前述した図１に示すものと同様
に、ローラ軸２２に一対の軸受２３，２３を介してロー
ラ本体２４が回転自在に支持されており、また、それぞ
れの軸受２３の外側と内側には、リップシール２５及び
インナーシール２６が設けられている。そして、ローラ
軸２２の中間部には、ローラ本体２４の内周面との間に
隙間Ｓ有する抵抗円筒部２７が設けられている。

【００２３】本実施例のブレーキローラ２１も前述した
実施例と同様に、一対のインナーシール２６，２６で画
定されるローラ本体４の内部空間に、ダイラタンシー特
性を有する流動体Ｄが封入されている。

【００２４】そして、ローラ軸２２を固定してローラ本
体２４を回転させると、内部に封入されている流動体Ｄ
が、ローラ本体２４の内周面と抵抗円筒部２７の外周面
との間で剪断変形を受ける。その際、流動体Ｄの受ける
剪断速度の大きさは、ローラ本体２４の内周面と抵抗円
筒部２７の外周面との間の隙間Ｓが狭くなるほど大きく
なる。したがって、前記隙間Ｓを狭くすれば、ローラ本
体２４の回転速度が小さくても、前記剪断速度が臨界剪
断速度に達して、流動体に作用する剪断力が急激に大き
くなり、ローラ本体２４に制動がかけられる。また、前
記隙間Ｓを大きくすれば、ローラ本体２４の回転速度が
大きくなるまで、流動体Ｄの剪断速度は、臨界剪断速度
に到達しないので、ローラ本体２４に制動力が作用する
速度限界を高めることができる。

【００２５】なお、この実施例において、抵抗円筒部２
７は、切削加工等によってローラ軸２２と一体に製作す
るか、あるいは、ローラ軸２２とは別体に制作して、ロ
ーラ軸２２を挿通して固定することで、ローラ軸２２上
に設けることができる。

【００２６】前述した第１及び第２実施例のブレーキロ
ーラは、物品を重力の作用によって搬送する傾斜した無
動力のローラコンベヤとして用いることができる。その
際、制動機能を有しないフリーローラと組み合わせ、例
えばフリーローラの１個〜数個おきに本発明のブレーキ
ローラを配置することによって物品に作用する制動力を
調整することができる。

【００２７】また、本発明のブレーキローラは、重力の
作用によって物品を搬送する傾斜したコンベヤばかりで
なく、水平なローラウェイ上に他の高速のコンベヤから
送り出されてきた物品の搬送速度を安全な速度まで速や
かに減速させる手段としても用いることができる。

【００２８】さらに、本発明のブレーキローラは、傾斜
した搬送面をもつ無動力式のベルトコンベヤにおけるベ
ルトが掛け渡されるローラとしても用いることができ、
物品が載置されるベルトの走行速度を制御するために用
いることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のコンベヤ用ブレーキローラは、
ローラ本体の回転速度が一定の速度を超えると大きな制
動力が加わるように構成されているため、物品の重量に
関係なく物品の搬送速度を一定速度以下に制御すること
ができ、従来のブレーキローラと比較して、物品の重量
の違いによる搬送速度のばらつきを少なくすることがで
きる。

【００３０】また、ローラ本体の回転速度が、内部に封
入したダイラタンシー特性を有する流動体によって制御
されるものであるため、構造が簡単であり、複雑な機構
を用いることなく物品の搬送速度の制御を低コストで行
うことができる。

【００３１】そして、多数の回転抵抗板と固定抵抗板と
をローラ本体内に内蔵している場合には、双方の抵抗板
の対向間隔を狭くできるため、ローラ本体の回転が低速
であっても流動体が臨界剪断速度に達して制動効果を発
揮することができる。しかも、回転抵抗板と固定抵抗板
間の対向する総面積を広くできるため、大きな制動力を
得ることができ、重量物を搬送する場合にも確実な制動
効果を発揮することができる。

【００３２】また、ローラ軸の中間部に、ローラ本体の
内周面との間に隙間を有する抵抗円筒部が設けられてい
る構造とした場合には、構造が簡単で製造が容易である
とともに、抵抗円筒部の外径や長さを選択することによ
って、流動体が臨界剪断速度に達するローラ本体の回転
数を容易に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のコンベヤ用ブレーキローラの第１実
施例を示す軸方向の断面図である。

【図２】 本発明のコンベヤ用ブレーキローラ内に封入
される流体の流動特性を示す図である。

【図３】 本発明のコンベヤ用ブレーキローラの第２実
施例を示す軸方向の断面図である。

【図４】 従来のコンベヤ用ブレーキローラの一例を示
す径方向の断面図である。

【符号の説明】

１，２１ ブレーキローラ ２，２２ ローラ軸 ３，２３ 軸受 ４，２４ ローラ本体 ５，２５ リップシール ６，２６ インナーシール ７ 回転抵抗板保持スリーブ ８ 押さえリング ９ 回転抵抗板 １０ 固定抵抗板保持部 １１ 固定抵抗板 １２ スペーサリング ２４ 抵抗円筒部 Ｄ 流動体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 敬 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号 株式会社椿本チエイン内 (72)発明者 末永 恒夫 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号 株式会社椿本チエイン内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラ軸の周囲に中空円筒状のローラ本
   体を回転自在に軸受支持し、前記ローラ本体側とローラ
   軸側との間に形成される空間内に所定の臨界剪断速度を
   超えると流動抵抗が急激に上昇するダイラタンシー特性
   を有する流動体を封入したことを特徴とするコンベヤ用
   ブレーキローラ。
2. 【請求項２】 前記ローラ本体の内部に軸方向に相互に
   隙間をあけて多数設けられ、ローラ本体と一体に回転す
   るように支持された回転抵抗板と、 前記回転抵抗板間に一枚ずつ配置され、前記ローラ軸側
   に回転しないように支持された多数の固定抵抗板とを備
   え、 前記回転抵抗板と固定抵抗板との隙間を前記流動体が流
   動可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載
   のコンベヤ用ブレーキローラ。
3. 【請求項３】 前記ローラ軸に前記ローラ本体の内周面
   との間で前記流動体が流動可能な環状の隙間を形成する
   抵抗円筒部が設けられていることを特徴とする請求項１
   記載のコンベヤ用ブレーキローラ。