KR101419095B1 - 분리된 높이의 싱귤레이터 - Google Patents

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KR101419095B1
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Abstract

물품을 한 줄로 배열 및 운반하기 위한 분리된 높이의 싱귤레이터. 상기 싱귤레이터는 운반 방향으로 전진하는 중앙 컨베이어 및 2개의 측면 컨베이어들을 포함한다. 상기 컨베이어들의 롤러들은 상기 컨베이어들의 두께 부분을 통하여 돌출하며, 상기 컨베이어들이 상기 운반 방향으로 전진할 때 상기 롤러들이 회전하도록 하는, 아래에 위치하는 지지 베어링 표면을 타게 된다. 상기 중앙 컨베이어의 롤러들은 상기 운반 방향으로 회전한다. 상기 측면 컨베이어들의 롤러들은 상기 운반 방향에 대하여 기울어지는 방향들로 회전하여, 상기 롤러들의 꼭대기에서 운반되는 물품들을 하방으로, 그리고 상기 중앙 컨베이어를 향하도록 한다. 상기 중앙 컨베이어의 롤러들의 상단부들은 상기 측면의 기울어지는 롤러들의 상단부들 상측 또는 하측에서 수직 방향으로 단차가 이루어지게 된다.

Description

분리된 높이의 싱귤레이터{SPLIT-LEVEL SINGULATOR}
본 발명은 일반적으로 동력 구동식 컨베이어(conveyor)들에 관련되며, 더욱 상세히, 한 줄로 운반되는 다수의 물품을 정렬하기 위한 싱귤레이팅(singulating) 컨베이어에 관련된다.
싱귤레이터의 일 버전(version)은 벨트(belt) 이동의 방향에 수직한 축을 중심으로 회전도록 배열되는 롤러(roller)들을 가지는 중앙 컨베이어 벨트로서 이해된다. 이러한 일렬로 늘어선 롤러들은 벨트의 두께 부분을 통하여 돌출하며 운반 경로를 따라 상기 벨트 하측의 컨베이어 팬(pan)을 타게 된다. 상기 벨트의 상단을 지나 돌출하는, 상기 롤러들의 물품을 지지하는 부분들은 벨트 이동의 방향으로 회전하여, 운반되는 물품들을 상기 벨트를 따라 전방으로 밀게 되며 상기 운반되는 물품들을 뒤를 따르는 물품들로부터 분리시킨다. 벨트 이동 방향에 대하여 기울어진 축을 중심으로 회전하도록 배열되는 롤러들을 가지는 2개의 벨트들이 상기 중앙 벨트의 측면에 위치하고 있다. 상기 중앙 벨트의 각 측면에 있는 롤러들은 회전하면서 운반되는 물품들을 상기 중앙 벨트측으로, 그리고 한 줄로 밀게 된다. 상기 기울어지고 일렬로 늘어선 롤러들의 조합된 작용은 또한 상기 물품들을 벨트 이동의 방향에 평행한 상기 롤러들의 주축을 향하도록 하는 경향을 발생시킨다. 상기 중앙 벨트의 롤러들과 같이, 상기 측면 벨트들의 롤러들은 상기 벨트들의 두께 부분을 통하여 돌출되며, 상기 벨트의 밑에 있는 베어링 표면을 타게 된다. 상기 3개의 벨트들은 공유하는 면에 모두 접하는 롤러들과 동일 평면에 있게 된다.
그러한 싱귤레이터의 하나의 문제점은, 상기 중앙 벨트의 폭보다 더 넓은 큰 물품들이 상기 싱귤레이터의 거의 중앙에 있을 때 상기 물품들은 측면에서 앞뒤로 요동치는 경향이 발생하게 되나, 여전히 상기 기울어진 롤러들은 상기 양측의 측면 벨트들에 접촉하게 된다. 다른 문제점은, 상기 중앙 벨트에 전적으로 또는 거의 전적으로 맞춰지는 폭이 좁은 물품들은 다른 각도로 배열되는 충분한 롤러들과 충분한 접촉에 의하여 동시적인 회전 효과를 받지 않기 때문에 방향이 잘 설정되지 않는다.
따라서, 이러한 문제점들을 최소화하는 싱귤레이팅 컨베이어에 대한 요구가 있다.
이러한 문제점들은 발명의 특징을 구체화하는 싱귤레이터에 의하여 극복된다. 싱귤레이터의 일 버전은, 운반 방향으로 전진하는 제 1,2 및 3 컨베이어들을 포함한다. 상기 제 2 및 제 3 컨베이어들은 서로 마주보는 측면들에서 상기 제 1 컨베이어의 측면에 위치한다. 상기 컨베이어들 각각은 상기 컨베이어들의 두께 부분을 통하여 돌출하는 롤러들을 가진다. 상기 롤러들은 다른 방향으로 회전하도록 배열된다. 상기 제 1 컨베이어의 상측으로 돌출하는 롤러들의 외주면들은 상기 운반 방향으로 회전한다. 상기 제 2 및 제 3 컨베이어들의 상측으로 돌출하는 롤러들의 외주면들은 상기 운반 방향에 대하여 기울어져 제 1 컨베이어 측으로 회전한다. 상기 롤러들은 상기 제 1,2 및 3 컨베이어들의 하측에 배치되는 베어링 표면을 따라 회전한다. 상기 제 1 컨베이어의 롤러들의 외주면 상단부들은 모두 제 1 높이로 연장한다. 상기 제 2 및 3 컨베이어 벨트들의 롤러들의 외주면 상단부들은 모두 상기 제 1 높이 보다 위에 또는 아래에 위치하는 제 2 높이로 연장한다.
다른 관점 및 효과들 뿐만 아니라 본 발명의 이러한 특징들은 이하의 설명, 부가된 청구항, 및 아래와 같은 첨부된 도면을 참고하여 더 잘 이해된다:
도 1은 발명의 특징들을 구체화하는 싱귤레이터의 일 버전에 대한 부분적으로 절개된 동일 크기의 도면이며;
도 2는 낮추어진 중앙 운반영역을 보여주는 도 1의 선 2-2를 따라 획득되는 싱귤레이터에 대한 단면도이며;
도 3은 폭이 좁은 물품들을 운반함에 따른 문제점을 예시하는 종래의 싱귤레이터에 대한 평면도이며;
도 4는 폭이 좁은 패키지(packages)들을 취급하는 것을 예시하는 도 1의 싱귤레이터에 대한 평면도이며;
도 5는 들어 올려진 중앙 운반영역을 가지는 싱귤레이터의 다른 버전에 대한 도 2에서와 같은 단면도이며;
도 6은 폭이 넓은 물품을 운반함에 따른 문제점을 예시하는 도 3에서와 같은 종래의 싱귤레이터에 대한 평면도이며;
도 7은 폭이 넓은 패키지들을 취급하는 것을 예시하는 도 5의 싱귤레이터에 대한 평면도이며;
도 8은 상기 중앙 운반영역에서 더 작은 직경의 롤러들을 가지는 싱귤레이터의 다른 버전에 대한 도 2에서와 같은 단면도이며; 및
도 9는 상기 중앙 운반영역에서 더 큰 직경의 롤러들을 가지는 싱귤레이터의 다른 버전에 대한 도 5에서와 같은 단면도이다.
도 1에 도시되는 운반되는 물품들을 싱귤레이팅 하기 위하여 적절한 컨베이어에 대한 예시적인 버전. 싱귤레이터(20)는 제 2 및 3 컨베이어(24,26)들이 마주보는 측면에 위치되는 제 1 컨베이어(22)를 포함한다. 본 예에서 3개의 모든 컨베이어들은 풀리(pulley)들 또는 스프로켓(sprocket) 세트(28)들 주위로 루프(loop)를 이루는 개별적인 무한 컨베이어 벨트들이며, 상기 풀리(pulley)들 또는 스프로켓(sprocket) 세트(28)들은 컨베이어 프레임(frame)(미도시)에 부착되는 베어링 블록(block)들에 회전 가능하게 지지되는 축(30)들에 탑재된다. 상기 싱귤레이터의 일측 단부에서 상기 축에 결합되는 모터(34)는 화살표(36)에 의하여 지시되는 운반 방향에 있는 상기 컨베이어 벨트들을 구동한다. 상기 컨베이어 벨트들은 상기 컨베이어 프레임에 탑재되는 하나 또는 그 이상의 운반경로 팬(38)들에 의한 운반경로를 따라 지지된다. 슈(shoe) 또는 롤(roll)(39)들은 복귀 경로에 있는 상기 벨트들에서의 처짐을 감소시킨다. 상기 팬에 부착되는 선형의 웨어스트립(wearstrip)들은 상기 싱귤레이터의 세로 방향으로 움직이는 레인(lane)들을 형성한다. 상기 웨어스 트립들은 상기 운반경로를 따라 상기 2개의 측면 벨트(24,26)들을 지지한다. 시트(sheet)는 상기 중앙 벨트(22)의 아래에 놓여 상기 중앙 벨트(22)를 지지한다. 상기 웨어스트립들은 대안적으로 시트에 의하여 대체될 수 있거나, 또는 상기 시트는 선형 웨어스트립들에 의하여 대체될 수 있다.
상기 중앙 컨베이어 벨트(22)는 상기 벨트에 형성되는 캐비티(cavity)(46)들에 존재하는 롤러(44)들을 포함한다. 상기 캐비티들은 상면(48)으로 개구되며, 상기 벨트의 반대 저면으로 개구된다. 상기 롤러들의 돌출부들은 상기 상면 및 하면을 넘어서상기 벨트의 상측 및 하측으로 돌출한다. 운반되는 물품들은 상기 운반경로상에서 상기 롤러들의 꼭대기에 타게 된다. 베어링 표면으로서 작용하는 상기 시트(42)는 상기 운반경로를 따라 상기 벨트의 하측에서 상기 롤러들에 접촉하여 상기 롤러들을 지지한다. 상기 중앙 벨트가 상기 운반 방향으로 구동됨에 따라, 상기 벨트와 상기 시트 사이의 상대적인 운동은 상기 롤러가 회전되도록 한다. 상기 롤러들은 상기 운반 방향에 수직한 축(43)들을 따라 회전하도록 배열되며, 이것은 상기 벨트 상측의 롤러들의 외주면 상단부들이 상기 운반 방향으로 회전하는 것을 의미한다. 이러한 롤러들의 꼭대기에 있는 물품은 상기 벨트에 대하여 상대적으로 전방으로 밀려진다.
상기 측면 벨트(24,26)들은 상기 운반 방향 및 측방에서의 운동 성분을 상기 중앙 벨트로 제공하기 위하여 배열되는, 캐비티(54,56)들에 탑재되는 롤러(50,52)들을 가진다. 상기 중앙 벨트의 롤러(44)들과 같이, 상기 측면 벨트들의 롤러들은 상기 벨트들의 상면 및 저면(58,59)들을 지나 돌출하며, 상기 아래에 있는 웨어스 트립(40)들을 타게 된다. 상기 제 2 컨베이어 벨트(24)들의 롤러(50)들은 상기 운반 방향에 대하여 기울어진 제 1 축(60)들에 대하여 회전한다. 상기 제 2 벨트의 롤러들 꼭대기에서 운반되는 물품들은 하방을 향하며, 화살표(61)의 방향으로 상기 중앙 컨베이어를 향하게 된다. 상기 제 3 컨베이어 벨트(26)는 상기 제 2 벨트에 대한 좌우 대칭의 상(像)이다. 상기 제 3 컨베이어 벨트의 롤러(52)들은 상기 운반 방향에 대하여 기울어진 제 2 축(62)들에 대하여 회전한다. 이러한 롤러들의 꼭대기에서 운반되는 물품들은 하방으로 밀려지며, 화살표(63)의 방향으로 상기 중앙 컨베이어 벨트를 향하여 밀려진다.
도 1에서 도시되는, 그러나 도 7에서 더 잘 도시되는 바와 같이 상기 중앙 컨베이어 벨트(22)는 상기 2개의 측면에 위치한 기울어진-롤러 벨트(24,26)들 보다 상기 컨베이어 프레임에서 더 낮은 위치에 있게 된다. 이는, 본 예에서 상기 측면의 벨트들을 지지하는 웨어스트립(40)들의 베어링 표면(65)들의 높이 하측에 상기 중앙 운반경로 시트(42)의 상단 베어링 표면(64)을 수직방향으로 단차를 두는 것에 의하여 달성된다. 이러한 방법으로, 상기 중앙 벨트의 일렬로 늘어선 롤러(44)들의 외주면 상단부(66)들은 상기 측면 벨트들의 기울어진 롤러(50,52)들의 외주면 상단부(67)들의 높이 L2의 하측에 있는 제 1 높이 L1에 있다.
낮추어진 중앙 벨트를 가지는 싱귤레이트의 작동은 도 3에서의 일반적인 하나의 높이에 있는 싱귤레이터의 작동에 대비하여 도 4에 도시된다. 일반적인 싱귤레이터에서, 폭이 좁은 물품(68)은 상기 중앙 벨트(22')로 향하며, 상기 중앙 벨 트(22')는 상기 측면의 벨트들과 같은 높이에 있다. 상기 물품이 상기 컨베이어의 거의 중앙에 위치하게 되면, 상기 물품의 단지 작은 부분은 상기 중앙 컨베이어를 넘어 상기 기울어진 롤러들을 가지는 상기 측면의 컨베이어(24,26)들 중 어느 한 쪽으로 연장될 수 있다. 그 결과로서, 상기 물품은 상기 측면 벨트들의 기울어진 롤러들보다는 상기 중앙 벨트의 일렬로 늘어선 롤러들의 꼭대기부에 지지되며, 그리고 상기 기울어진 롤러들에 의하여 가해지는 충분한 상대적인 힘이 없게 되어, 상기 물품은 상기 운반 방향(36)-바람직한 물건의 방향을 따라 정렬되는 상기 물품의 주축(70)에 대하여 회전하는 것이 야기된다. 도 4에서와 같이, 상기 중앙 컨베이어를 낮추게 되면, 상기 2개의 측면 컨베이어들을 연결하는 물품(68')은 상기 하부의 중앙 컨베이어(22)의 일렬로 늘어선 롤러들과 주로 접촉이 되지 않는다. 그리고 나서, 상기 물품의 외측 단부들은 상기 기울어진 롤러들에 의하여 연장되는 힘의 측면 성분에 영향을 받게 되며, 상기 기울어진 롤러들은 회전하여 상기 물품을 상기 운반영역에서 상기 물품의 주축(70)에 대하여 정렬되도록 하는 경향을 발생시킨다.
상기 중앙 컨베이어가 상기 측면의 기울어진-롤러 컨베이어들로부터 수직 방향으로 단차가 두어지는 싱귤레이터의 다른 버전은 도 5에 도시된다. 이 예에서, 도 2의 웨어스트립들은 상기 운반방향에 정렬되는 축(74)들을 따라 회전하는 것이 자유로운 세로 방향의 롤러(72)들로 대치된다. 이러한 세로 방향의 롤러들은 상기 기울어진 롤러(50,52)들과 상기 세로 방향의 롤러들의 외측 베어링 표면들 사이의 미끄러짐을 감소시키는데, 특히 상기 운반 방향에서 벗어난 30°이상의 롤러 각도 들에 대하여 그러하다. 그러나, 평평한 웨어스트립들 또는 다른 평평한 베어링 표면들은 도 5의 예에서 사용될 수 있으며, 그리고 상기 세로 방향의 롤러들은 도 2의 싱귤레이터의 기울어진 롤러들 하측에서 사용될 수 있다. 상기 중앙 컨베이어 벨트(22'')는 상기 측면 벨트(24,26)들에 대하여 상대적으로 들어 올려지는 것이 도시된다. 이는, 상기 운반경로 시트(42')의 베어링 표면(64')의 높이를 아래에 놓여 있는 상기 세로 방향의 롤러들의 상단부들 상측 높이로 들어올리는 것에 의하여 달성된다. 상기 롤러들의 상단부들의 들어올려진 높이 L3는 바람직하게는, 상기 기울어진 롤러들의 상단부들 높이 L2의 상측으로 약 0.3cm이다. (도 2에서, 상기 중앙 컨베이어의 롤러들의 상단부들 높이 L1은 바람직하게는, 상기 기울어진 롤러들의 상단부들의 높이 L2의 하측으로 약 0.3cm이다.)
폭이 넓은 물품을 운반하는 일반적인 하나의 높이에 있는 싱귤레이터의 작동은 도 6에 도시된다. 거의 중앙에 위치하는 폭이 넓은 물품(76)은 상기 높이의 중앙 컨베이어(22') 뿐만 아니라, 상기 측면 컨베이어(24,26)의 양측으로 연장되기 때문에, 상기 측면 컨베이어들 중 어느 하나의 기울어진 롤러들 거의 대부분이 상기 물품과 결합됨에 따라 상기 물품이 측면에서 앞뒤로 요동치는 경향이 있다. 상기 중앙 컨베이어(22'')가 도 5에서 도시되는 바와 같이 들어 올려짐에 따라, 거의 중앙에 위치한 물품(76)은 상기 측면의 컨베이어들의 기울어진 롤러들과 주로 접촉이 일어나지 않는, 상기 중앙 컨베이어의 약간 들어올려진 일렬의 롤러들 꼭대기에서 더 안정적으로 운반된다. 따라서, 상기 중앙에 위치한 물품의 요동은 감소된다.
폭이 좁은 물품에 대한 싱귤레이터의 다른 버전은 도 8에 도시된다. 이 버전에서, 상기 싱귤레이터는 벨트의 측면 영역(81,82)들에 기울어져 배열되는 롤러(80)들과 중앙 영역(85)에 일렬로 늘어선 롤러(84)들을 가지는 하나의 컨베이어 벨트(78)로 구성된다. 상기 롤러들은 상기 벨트의 아래에 놓이는 베어링 표면(86,87)들을 타게 된다. 상기 일렬로 늘어선 롤러(82)들은 기울어진 롤러(80)들보다 더 작은 직경을 가진다. 상기 더 작은 일렬로 늘어선 롤러들의 상단부들은 상기 기울어진 롤러들의 상단부들보다 더 낮은 위치에 있기 때문에, 이러한 싱귤레이터는 도 4에 도시되는 바와 같이 작동한다. 상기 더 작은 직경의 일렬로 늘어선 롤러들을 조절하기 위하여, 상기 롤러들의 아래에 놓여지는 상기 베어링 표면(87)은 상기 기울어진 롤러들의 아래에 놓여지는 상기 베어링 표면(86)의 높이 상측으로 들어올려진다.
도 7에 도시되는 바와 같이 작동하는 싱귤레이터의 다른 버전은 도 9에 그려진다. 이러한 하나의-벨트 싱귤레이터는 상기 중앙 영역에서 더 큰 직경의 일렬로 늘어선 롤러(88)들을 가진다. 상기 더 큰 직경의 롤러들의 상단부들은 상기 측면의 기울어진 롤러(80)들의 외주면 상단부들 높이의 상측에 있는 높이에 놓여진다. 상기 더 큰 직경의 롤러들을 조절하기 위하여, 상기 일렬로 늘어선 롤러들 아래에 놓여지는 베어링 표면(90)은 상기 더 작은 기울어진 롤러들 아래에 놓여지는 베어링 표면(86)보다 더 낮은 위치에 있게 된다. 따라서, 이러한 싱귤레이터는 도 5의 싱귤레이터와 동일한 방법으로 작동한다.
상기 발명이 몇 가지 바람직한 버전을 참고하여 설명될지라도, 다른 버전들 은 가능하다. 예를 들면, 상기 중앙 컨베이어는 대안적으로 상기 롤러들이 회전하는 축들을 수직 방향으로 단차 두는 것에 의하여 들어올려지거나 낮춰질 수 있다. 다른 예로서, 상기 기울어진 롤러들과 상기 일렬로 늘어선 롤러들 사이에서의 수직 방향의 단차는 0.3cm 보다 약간 크거나 같게 형성될 수 있다. 그래서, 이러한 예들이 제안하는 바와 같이, 상기 청구항들은 바람직한 버전의 상세 설명에 제한되는 것으로 의미되지는 않는다.

Claims (7)

  1. 운반 방향으로 전진하는 제 1 컨베이어로서, 상기 제 1 컨베이어는 상기 제 1 컨베이어의 두께 부분을 통하여 돌출하는 롤러들을 가지며, 상기 롤러들의 외주면들은 상기 제 1 컨베이어의 상측으로 돌출하여 상기 운반 방향으로 회전하도록 배열되고, 상기 롤러들의 외주면 상단부들은 모두 제 1 높이로 연장되는 제 1 컨베이어;
    상기 제 1 컨베이어의 양쪽 대향 측면에 각각 위치하며, 상기 운반 방향으로 전진하는 제 2 및 제 3 컨베이어들;
    상기 제 2 및 제 3 컨베이어들은 상기 제 2 및 제 3 컨베이어들의 두께 부분을 통하여 돌출하는 롤러들을 가지며, 상기 롤러들의 외주면들은 상기 제 2 및 제 3 컨베이어들의 상측으로 돌출하여 상기 운반 방향에 대하여 기울어져 상기 제 1 컨베이어측으로 회전하도록 배열되고, 상기 롤러들의 외주면 상단부들은 모두 상기 제 1 높이와 동일하지 않는 제 2 높이로 연장하며;
    상기 컨베이어들이 상기 운반 방향으로 전진할 때, 상기 제 1,2 및 3 컨베이어들의 롤러들이 회전하는, 상기 제 1,2 및 3 컨베이어들 하측에 배치되는 베어링 표면들이 포함되고,
    상기 제 1 높이는 상기 제 2 높이 보다 위에 있는 것을 특징으로 하는 싱귤레이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1,2 및 3 컨베이어들은 개별적으로 인접하는 제 1, 2 및 3 컨베이어 벨트들인 것을 특징으로 하는 싱귤레이터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 컨베이어의 하측에 배치된 베어링 표면 상단과, 상기 제 2 및 제 3 컨베이어의 하측에 배치된 베어링 표면 상단은, 단차를 형성하는 것을 특징으로 하는 싱귤레이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컨베이어의 상기 롤러들은 상기 제 2 및 3 컨베이어들의 롤러들과는 다른 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 싱귤레이터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 및 3 컨베이어들은 하나의 컨베이어 벨트의 폭 방향에서 서로 인접하는 것을 특징으로 하는 싱귤레이터.
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