JP5503744B2 - ドラムモータ - Google Patents

Description

本願発明は、コンベアベルト、特に、水しぶきや加圧水にさらされる衛生的な環境でモジューラベルトを駆動するためのドラムモータに関する。前記ドラムモータは、内部に空洞を備えたドラムモータシェルと、前記空洞の中に配設されたモータ部品、すなわちロータおよびステータと、前記ドラムモータシェルの第１端に設けられた第１ベアリングジャーナルと、前記ドラムモータシェルの第２端に設けられた第２ベアリングジャーナルとを有する。前記ロータと前記ステータとの間で相対的に回転することによって、一方の部材である前記ドラムモータシェルと、他方の部材である前記第１および第２ベアリングジャーナルとの間で相対的に回転するように、前記ロータおよびステータは、前記ドラムモータシェルおよび前記第１および第２ベアリングジャーナルに機械的に連結されている。

また、本願発明は、ドラムモータからモジューラベルトにトルクを伝達するためのスプロケットに関する。

ドラムモータは、例えば、本出願人の特許文献１および特許文献２で知られている。冒頭で特定されたこの種のドラムモータは、コンベアベルトを駆動するためにコンベアシステムにおいて使用される。これらは、円筒状外形を備えており、それは一般的に棒状のドラムモータシェルにより形作られている。多くの場合、ドラムモータシェルは、円筒状の中空形状に設計されている。ドラムモータシェルに対して回転可能に側方に設けられたベアリングシャーナルを駆動するローラおよびステータは、モータ部品としてドラムモータシェルの空洞内に配設される。ドラムモータは、ベアリングジャーナルで所定の位置に保持されており、ドラムモータシェルは、コンベアベルト、特にモジューラベルトを駆動する。

ドラムモータによって駆動されるコンベアシステムの代表的な応用分野には、例えば、郵便物配送センタ、食品加工業、エレクトロニクス産業での組立ライン、オートメーションでの連結された機械、製造設備、発送および包装ライン、倉庫ピッキングシステム、卸業医薬分配、飲料販売でのパレット移送、スーパーマーケットでの荷役およびレジがある。特に、例えば日常品、魚または肉が搬送される食品加工業では、ドラムモータはその産業での高い衛生基準に準拠し、化学薬品および高温加圧水での洗浄に耐えなくてはならない。ドラムモータのようなギヤードモータを有する駆動システムは、食品加工における汚染の原因の一つである。それゆえ、食品加工で使用されるドラムモータは、汚染のリスクを減らすような方法で設計され、取り扱われなければならない。そのため、このようなドラムモータは通常、滑らかな成形ステンレス鋼で作られ、密閉されている。樹脂で作られたモジューラベルトは、食品産業において一般的に使用されている。ドラムモータのトルクをコンベアベルト、特にモジューラべルトに伝達するため、ドラムモータシェルに設けられた成形ゴム製被覆材を使用することができる。ゴムの成形品は駆動ベルトのタイプに合致する。成形ゴム製被覆材によって、ドラムモータシェルとコンベアベルトとの間の摩擦を増して、ドラムモータシェルとコンベアベルトの間の滑りを防止する。しかし、好ましくはステンレス鋼で形成され、円筒状の内側凹部を備え、ドラムモータシェルに設けられたスプロケットを介してトルクを伝達できる。そのために、ドラムモータシェルの溝に設けられたフェザーキーを介してドラムモータシェルからスプロケットにトルクを伝達する。

独国特許出願公開第１０２００６０５４５７５号明細書 欧州特許第１０２１６６４号明細書

これらの解決手段は、既に良好なトルク伝達を可能にし、食品産業での使用に適しているが、さらに改良され、および／または、簡易化されたトルク伝達を行うドラムモータで、食品加工業で使用される際に汚染のリスクをさらに減らすドラムモータが必要である。

大量に製造される製品として、ドラムモータはまた、費用対効果と品質の両方の観点で高い基準も満たさなければならない。それゆえ、その目的は、操作性、耐用年数または保全間隔を低下させずにドラムモータの製造コストを下げることである。

それゆえ、本願発明の目的は、１つまたは複数の前述の必要に少なくとも部分的に応えることである。

本願発明によれば、この目的は、少なくとも１つのトルク伝達部を備え、その外面が多角断面であるドラムモータシェルによって実現される。ドラムモータシェルの少なくとも１つのトルク伝達部が、トルクをドラムモータシェルからコンベアベルトに伝達するために使用される。ドラムモータシェルのトルク伝達部に設けられたスプロケットを、この目的のために使用するのが好ましい。少なくとも１つのトルク伝達部のドラムモータシェルの軸に沿った幅は、そこに設けられたスプロケットの幅と少なくとも等しいことが望ましい。スプロケットは、駆動されるコンベアベルトまたはモジュールベルトに合う歯を外周面に備える。それゆえ、異なるスプロケットを使用することによって、異なる型のベルトを駆動できる。

この多角形構造が円筒形構造に優るのは、ドラムモータシェルの外面の多角形断面を介して、ドラムモータシェルに設けられたスプロケットにトルクが伝達できることである。この方法で、先行技術で必要とされる伝達手段、例えば成形ゴム製被覆材やフェザーキーを省略することができる。結果として、そのような伝達手段のコストを節減できる。また、そのような伝達手段を省略する結果、ドラムモータの衛生的特性も向上し、その中に含まれる部品点数や、故に接合部の数および部品間の空間が削減される。なぜなら、例えば、成形ゴム製被覆材とドラムモータシェルとの間、フェザーキー溝内または、フェザーキーを受けるためのスプロケットにおける凹部内に、汚染物が付着したり、または、残留物が形成される可能性がもはやないからである。

トルク伝達部の部位にあるドラムモータシェルの全外面をできるだけ多くトルク伝達に利用できるように、スプロケットは、ドラムモータシェルの外面の断面形状に適合する内側凹部を有することが好ましい。ドラムモータは、複数の間隔を開けたトルク伝達部をドラムモータシェルに設け、スプロケットを各トルク伝達部に設けることがさらに好ましい。このようにして、ドラムモータシェルの軸方向に関して、ドラムモータの全体にわたって均一にトルクを伝達できる。また、トルク伝達部は、ドラムモータシェルの軸長さの大部分にわたって設けることもできるため、２またはそれ以上のスプロケットを同じトルク伝達部に間隔を開けて設けることも可能である。

ドラムモータは、ドラムモータシェルの第１端におけるドラムモータシェルの空洞を閉じる第１ベアリングキャップを備えるのが好ましい。また、ドラムモータは、ドラムモータシェルの第２端におけるドラムモータシェルの空洞を閉じる第２ベアリングキャップを備えるのが好ましい。この関連で、第１および／または第２ベアリングキャップはそれぞれ、第１または第２ベアリングジャーナルを受けるための開口部を備えることが好ましい。ベアリングキャップは、多角形断面でトルク伝達手段の断面と合う外面を備えることが好ましい。また、ベアリングキャップは、内部貫通孔を備えることが好ましい。ドラムモータシェルの空洞は、ベアリングキャップによって閉鎖することができ、そのため、食品部門で利用するのに十分な密封が確保できる。ドラムモータシェルおよび／または２つのベアリングキャップは、ステンレス鋼で形成することがさらに好ましい。ステンレス鋼は、特に食品部門に適用する場合に好ましい。ベアリングキャップの一方または両方は、ドラムモータシェルに溶接するか、または、ドラムモータシェルに圧入結合するのが好ましい。これらの種類の結合は、ドラムモータシェルの空洞を特に信頼できる方法で確実に密封し、それは食品加工業において特に有利である。

本願発明は、トルク伝達部内のドラムモータシェルの内面を多角形断面にすることによって発展させることできる。本願発明は、トルク伝達部内のドラムモータシェルの内面をドラムモータシェルの外面と平行にすることによって、より一層発展させることができる。これらの発展は、ドラムモータシェルの内面と外面の両方を多角形とし、好ましくは互いに合わせることが必要である。これによって有利にドラムモータシェルを効率的に製造することができる。

本願発明は、トルク伝達部内でのドラムモータシェルの外面、および／または、トルク伝達部内でのドラムモータシェルの内面を六角形断面にすることによって特徴付けることによって発展させることできる。例えば、四角形構造と比較すると、六角形構造はよりコンパクトであるという優位性がある。四角形と六角形で囲まれている最大円筒内径が同じ場合、六角形構造は、四角形構造よりも約２０％小さい実効外円筒直径と約１５％小さい慣性モーメントを有する。ドラムモータシェルのトルク伝達部の実効外径が小さいほど、より良いトルク伝達をもたらす。

本願発明は、トルク伝達部をドラムモータシェルの全長にわたらせることによって発展させることができる。この発展は、ドラムモータシェルが全軸長さにわたって同一断面を備え、ドラムモータシェル全体を１つのトルク伝達部として一つにまとめることが必要である。これは、全軸長さにわたって断面形状が一つだけであるという点で製造が簡易であるという優位性と、ドラムモータシェルの軸に沿って外面に、その中に汚染物質を堆積し得るひずみや傷が発生しないという優位性を備えている。

また、この発展において、２つかそれ以上のスプロケットを、全体として１つトルク伝達部として設計されているドラムモータシェルに設けることもできる。

本願発明は、ドラムモータシェルを多角形断面の中空加工品として設計することによって発展させることができる。ドラムモータシェルを六角形断面の中空加工品として設計することが、特に好ましい。ドラムモータシェルとして中空加工品を利用することによって、特に効率的で安価な製造が可能となる。ドラムモータシェルの全長にわたる六角形構造は、ある部分で断面が六角形であることの前述の優位性を補強する。

本願発明によるドラムモータの１つの好ましい発展は、ドラムモータシェルに交換可能に設けられ、トルク伝達部の外面の断面形状に合う内側凹部をそれぞれ備えた、１つ、２つまたはそれ以上のスプロケットによって特徴付けられる。本願発明によるドラムモータシェルを、ドラムモータシェルのトルク伝達部に配設され、トルク伝達部の断面に合う内側凹部を備える、（好ましくはドラムモータシェルの軸長による）１つ、２つまたはそれ以上のスプロケットと組み合わせることによって、本願発明と関連する優位性を最も有利に利用できる。スプロケットを他のスプロケット、特に、異なる型のベルトに適合する歯を周囲に供えたスプロケットと交換できるように、スプロケットはドラムモータシェルのトルク伝達部に交換可能に搭載されるのが好ましい。

本願発明の他の形態は、前述のように、コンベアベルト、特にモジューラベルトにドラムモータからトルクを伝達するためのスプロケットであり、多角形、好ましくは六角形の内側凹部を備えることを特徴とするスプロケットである。ドラムモータシェルのトルク伝達部の外面の断面と適合する内側スプロケット凹部のこの実施の形態において、特に、トルク伝達部内のドラムモータシェルの外面からスプロケットへの効率的なトルク伝達を確実にすることができる。

本願発明によるスプロケットは、上述の種類のドラムモータのドラムモータシェルのトルク伝達部に交換可能に設けるように設計することで発展させることができる。

本願発明の優位性と変形、本願発明およびその発展の追加形態の詳細に関しては、本願発明のこの追加形態に関連する製品形状および発展の（前述の）各形態について説明する。

本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本願発明によるドラムモータの立体視を示す図であり、前記ドラムモータは、３つのスプロケットを備える。 本願発明によるドラムモータのドラムモータシェルのトルク伝達部を示す図であり、前記トルク伝達部は、四角形断面を備える。 本願発明によるドラムモータのドラムモータシェルのトルク伝達部を示す図であり、前記トルク伝達部は、六角形断面を備える。

図１は、本願発明によるドラムモータ１００を示しており、ドラムモータ１００は、本願発明によるドラムモータシェル１１０と３つのスプロケット１５０、１６０、１７０を有する。ドラムモータ１００は、六角形の中空形状を有するトルク伝達部を備える。図１に示されたように、本願発明によるドラムモータ１００において、トルク伝達部は、ドラムモータシェル１１０の軸方向の全長にわたっている。それゆえ、トルク伝達部は、図１に示された本願発明のドラムモータにおけるドラムモータシェル１１０と同一である。

ドラムモータシェル１１０は、第１端１２０がベアリングキャップ１４１によって密閉されている。第１ベアリングジャーナル１２１は、ベアリングキャップ１４１から突き出ている。ドラムモータシェル１１０の第２端１３０には、他のベアリングキャップ１４２があり、これから第２ベアリングキャップ（図示しない）が突き出ている。ベアリングキャップは、六角形の周辺断面を備え、内側に円筒状の穴を有する。ベアリングジャーナルは、ドラムモータ１００を取り付けるために使用される。

３つのスプロケット１５０、１６０、１７０は、ドラムモータシェル１１０の外周面に互いに等間隔に設けられている。スプロケット１５０、１６０、１７０はそれぞれ、六角形の内側凹部１５１、１６１、１７１を備えている。スプロケット１５０、１６０、１７０の外周面１５２、１６２、１７２には、歯１５３、１６３、１７３が駆動されるベルトやベルトの型に合うように設けられている。

ドラムモータシェル１１０は、ドラムモータシェル１１０の空洞内に設けられたモータ部品（図示しない）によってベアリングジャーナルに対して相対的に回転される。ドラムモータシェル１１０のトルクは、ドラムモータシェル１１０の六角形断面の外面を介して、また、スプロケット１５０、１６０、１７０の中の内側凹部１５１，１６１，１７１を介してスプロケットに伝達される。この六角形の形態によって、トルク伝達手段としてのフェザーキーや成形ゴム製被覆材を省くことが可能であり、そのため、生産の節約を行い、ドラムモータ１００を汚染しにくくすることができる。

図２は、本願発明によるドラムモータのドラムモータシェル２１０を示しており、ドラムモータシェル２１０は、四角形断面とその中に空洞２１３を有する。ドラムモータシェル２１０は、外面２１１と内面２１２を有している。内面２１２および外面２１１はともに断面が四角形であり、互いに平行をなす。ドラムモータシェル２１０は、四角形断面の中空形状として具体化されてもよい。最大円筒内径２１４の場合、四角形断面のトルク伝達部は実効円筒外径２１５を備える。

図３は、本願発明によるドラムモータのドラムモータシェル３１０を示しており、前記ドラムモータシェル３１０は、六角形断面とその中に空洞を有する。ドラムモータシェル３１０は、外面３１１と内面３１２を有する。内面３１２および外面３１１はともに断面が六角形であり、互いに平行をなす。ドラムモータシェル３１０は、六角形断面の中空加工品として具体化されてもよい。最大円筒内径３１４の場合、六角形断面のトルク伝達部は、実効円筒外径３１５を備える。図２に示された四角形の実施形態と比較すると、この六角形の実施形態は、よりコンパクトな構造となる優位性を持っている。同じ最大円筒内径の場合、図３にある六角形断面は、図２にある四角形断面の場合よりも、約２０％小さな実効円筒外径と約１５％小さな慣性モーメントを有する。ドラムモータシェルの六角形のトルク伝達部のより小さな実効外径は、四角形断面の場合よりもより良いトルク伝達を可能にし、円筒断面のドラムモータと同様にコンパクトな設計のドラムモータにすることができる。

１００ ドラムモータ、１１０、２１０、３１０ ドラムモータシェル、１２０ 第１端、１２１ ベアリングジャーナル、１３０ 第２端、１４１、１４２ ベアリングキャップ、１５０、１６０、１７０ スプロケット、１５１、１６１、１７１ 内側凹部、１５２、１６２、１７２ 外周面、１５３、１６３、１７３ 歯部 ２１１、３１１ 外面、２１２、３１２ 内面、２１３、３１３ 空洞、２１４、３１４ 最大円筒内径、２１５、３１５ 実効円筒外径

Claims (7)

1. コンベアベルト、特に、水しぶきや加圧水にさらされる衛生的な環境でモジューラベルトを駆動するためのドラムモータ（１００）であって、
   内部に空洞を備えたドラムモータシェル（１１０）と、
   前記空洞内に配設されたモータ部品、すなわちロータおよびステータと、
   前記ドラムモータシェルの第１端（１２０）に設けられた第１ベアリングジャーナル（１２１）と、
   前記ドラムモータシェルの第２端（１３０）に設けられた第２ベアリングジャーナルとを有し、
   前記ロータと前記ステータとの間で相対的に回転することによって、一方の部材である前記ドラムモータシェルと、他方の部材である前記第１および第２ベアリングジャーナルとの間で相対的に回転するように、前記ロータとステータは、前記ドラムモータシェルと前記第１および第２ベアリングジャーナルに機械的に連結されており、
   前記ドラムモータシェルは少なくとも１つのトルク伝達部を備え、前記トルク伝達部にある前記ドラムモータシェルの外面は、多角形断面を備えており、
   前記トルク伝達部にある前記ドラムモータシェル（１１０）の内面は、多角形断面を備える
   ことを特徴とするドラムモータ（１００）。
2. 前記トルク伝達部にある前記ドラムモータシェル（１１０）の内面は、前記ドラムモータシェルの外面に平行である
   ことを特徴とする請求項１に記載のドラムモータ（１００）。
3. 前記トルク伝達部にある前記ドラムモータシェル（１１０）の外面および／または内面は、六角形断面を備える
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のドラムモータ（１００）。
4. 前記トルク伝達部は、前記ドラムモータシェル（１１０）の全長にわたって設けられている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のドラムモータ（１００）。
5. 前記ドラムモータシェル（１１０）は、多角形断面の中空加工品として設計されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のドラムモータ（１００）。
6. 前記ドラムモータシェル（１１０）は、六角形断面の中空加工品として設計されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のドラムモータ（１００）。
7. １つ、２つまたはそれ以上のスプロケット（１５０、１６０、１７０）がドラムモータシェル（１１０）に交換可能に設けられ、各スプロケットは、前記トルク伝達部の外面の断面形状と合致する内側凹部（１５１、１６１、１７１）を備える
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のドラムモータ（１００）。

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