KR101507295B1

KR101507295B1 - 컨베이어용 프릭션 롤러

Info

Publication number: KR101507295B1
Application number: KR1020150029156A
Authority: KR
Inventors: 허계용
Original assignee: 허계용
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2015-03-30

Abstract

본 발명은 일정간격으로 이격되게 구비되는 한쌍의 프레임와, 상기 프레임 일측 하부에 설치되는 구동모터와, 상기 프레임에 회전가능하게 구비되는 샤프트와, 상기 샤프트 일측에 설치되어 구동모터로부터 회전력을 전달받아 샤프트를 회전시키는 스프로킷과, 상기 스프로킷과 구동모터가 서로 연결되도록 구비되어 구동모터로부터 발생되는 회전력을 스프로킷에 전달하는 체인으로 이루어진 컨베이어의 샤프트에 구성되는 프릭션 롤러에 있어서, 상기 샤프트의 외주면에 동심적으로 회전가능하게 설치되는 1개 이상의 롤러; 상기 롤러의 내부 일측과 내부에 각각 수용되게 구비되는 볼베어링; 상기 롤러의 내부 타측에 수용되게 설치되는 스러스트 볼베어링; 상기 스러스트 볼베어링이 설치되는 부분의 롤러 외측면으로부터 나사결합되어 스러스트 볼베어링의 일측을 롤러에 고정하는 제1고정나사; 상기 스러스트 볼베어링의 타측면에 밀착되도록 샤프트의 외주면에 구비되어 스러스트 볼베어링이 롤러으로부터 이탈되지 않게 하는 고정링; 상기 고정링의 일측부로부터 나사결합되어 고정링을 샤프트에 고정하는 제2고정나사;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

컨베이어용 프릭션 롤러{Friction roller for conveyor}

본 발명은 컨베이어용 프릭션 롤러에 관한 것으로, 특히 컨베이어에 의해 이송물이 이송되는 도중에 이송물의 정지 등과 같은 부하가 걸릴 경우 그 제동력을 일정하게 유지시키면서 구동모터와 샤프트 측으로 과부하가 전달됨을 효율적으로 방지할 수 있는 컨베이어용 프릭션 롤러에 관한 것이다.

일반적으로 제조공장 및 물류창고 등에서 부품이나 완제품, 또는 적재용 팔레트등의 이송물을 운반하기 위해 컨베이어가 사용되고, 이러한 컨베이어는 구동모터와 샤프트에 연결된 다수의 이송롤러 또는 이송벨트를 타고 이송물이 이송된다.

그리고 상기 이송물의 종착점에는 이송물을 1개씩 반출하기 위해 이송경로 상에 스토퍼를 구비하여 이송물이 감지시 정지된 상태로 대기되도록 컨베이어를 제어하게 된다.

그러나 상기 이송물이 종착점에 도달할때마다 컨베이어의 구동모터가 정지되면, 재구동시에 전력소비가 커서 비효율적이고 장치의 마모 및 손상이 심하게 발생되므로, 대체로 이러한 컨베이어는 이송물이 정지되더라도 구동모터와 샤프트는 지속적으로 회전하는 프릭션 롤러를 적용하게 된다.

종래에 개시된 대한민국 등록특허공보 제10-1241077호의 프릭션 롤러가 설치된 컨베이어를 살펴보면, 프릭션 롤러를 회전동력이 전달되는 베벨기어와, 상기 베벨기어에 고정 결합되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트에 의해 관통되며 이송할 물체와 직접 접촉되는 롤러와, 상기 롤러의 단면 쪽에 형성되는 부시와, 상기 부시에 미는 힘을 가하는 스프링과, 상기 스프링의 탄성력을 조절하는 레벨블록과, 상기 샤프트에 끼움 결합되고 레벨블록의 위치를 고정해주는 고정핀으로 구성된다.

상기 프릭션 롤러의 경우 레벨블록에 의해 스프링을 밀고 스프링의 탄성력으로 부시를 밀어 샤프트의 회전력이 롤러쪽으로 전달하도록 구성되어 있으나, 롤러는 롤러 회전시에 스프링과 그와 인접하는 부시와의 회전에 따른 마찰에 의하여 스프링의 꼬임 현상이 발생되어 부시와 스프링이 파손됨은 물론, 레벨블록을 이용하여 스프링의 탄성력이 수동으로 조절됨에 따라 부시의 마모정도 및 피이송물의 중량에 따라 일일이 수시로 스프링의 탄성력을 재설정해야 하는 번거로움 및 설정시간이 증가하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1241077호 (2013.03.04)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 컨베이어에 의해 이송물이 이송되는 도중에 이송물의 정지 등과 같은 부하가 걸릴 경우 그 제동력을 일정하게 유지시키면서 구동모터와 샤프트 측으로 과부하가 전달됨을 효율적으로 방지할 수 있는 컨베이어용 프릭션 롤러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 일정간격으로 이격되게 구비되는 한쌍의 프레임와, 상기 프레임 일측 하부에 설치되는 구동모터와, 상기 프레임에 회전가능하게 구비되는 샤프트와, 상기 샤프트 일측에 설치되어 구동모터로부터 회전력을 전달받아 샤프트를 회전시키는 스프로킷과, 상기 스프로킷과 구동모터가 서로 연결되도록 구비되어 구동모터로부터 발생되는 회전력을 스프로킷에 전달하는 체인으로 이루어진 컨베이어의 샤프트에 구성되는 프릭션 롤러에 있어서, 상기 샤프트의 외주면에 동심적으로 회전가능하게 설치되는 1개 이상의 롤러; 상기 롤러의 내부 일측과 내부에 각각 수용되게 구비되는 볼베어링; 상기 롤러의 내부 타측에 수용되게 설치되는 스러스트 볼베어링; 상기 스러스트 볼베어링이 설치되는 부분의 롤러 외측면으로부터 나사결합되어 스러스트 볼베어링의 일측을 롤러에 고정하는 제1고정나사; 상기 스러스트 볼베어링의 타측면에 밀착되도록 샤프트의 외주면에 구비되어 스러스트 볼베어링이 롤러으로부터 이탈되지 않게 하는 고정링; 상기 고정링의 일측부로부터 나사결합되어 고정링을 샤프트에 고정하는 제2고정나사;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 컨베이어용 프릭션 롤러를 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 컨베이어용 프릭션 롤러는 컨베이어에 의해 이송물이 이송되는 도중에 이송물의 정지 등과 같은 부하가 걸릴 경우 그 제동력을 일정하게 유지시키면서 구동모터와 연결되어 회전하는 샤프트를 계속 회전되도록 하여 구동모터와 샤프트 측으로 과부하가 전달됨을 효율적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

샤프트의 회전력을 롤러에 전달하는 자성체가 자성만으로 스러스트 볼베어링의 내륜체에 고정됨에 따라 그 조립구조가 단순하여 그 조립이 매우 용이하고, 손쉽게 자성체를 교체할 수 있으며, 롤러의 회전작동 및 제동작동을 효과적으로 구현함으로써 이송물의 이송효율 및 제동효율이 향상되는 효과가 있다.

또한 이송물의 무게에 따라 자성체의 개수 또는 스러스트 볼베어링의 외륜체와 상호마주하는 자성체의 면측 모양에 따라 용이하게 자성강도를 조절할 수 있고, 단순한 원기둥 형태로 형성된 기존의 자성체를 구입하여 적용할 수 있어 제작원가가 저렴하게되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 컨베이어의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 컨베이어용 프릭션 롤러의 측단면도,
도 3은 본 발명에 의한 스러스트 볼베어링의 분해 사시도,
도 4는 도 2의 A부분 확대 측단면도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 컨베이어용 프릭션 롤러의 사용 상태도,
도 7 내지 도 9는 본 발명에 의한 컨베이어용 프릭션 롤러의 다른 실시예를 나타내는 부분 확대 측단면도 및 부분 사시도,
도 10은 본 발명에 의한 스러스트 볼베어링의 또 다른 실시예를 나타내는 부분 확대 측단면도이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 10을 참고하여 보면 본 발명에 컨베이어용 프릭션 롤러는 롤러(60), 볼베어링(70), 스러스트 볼베어링(80), 제1고정나사(90), 고정링(100), 제2고정나사(200)로 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 컨베이어는 일정간격으로 이격되는 한쌍의 프레임(10)이 구비되고, 프레임(10) 일측 하부에 구동모터(20)가 설치되며, 프레임(10)에 회전가능하게 샤프트(30)가 구비된다.

또한 상기 구동모터(20)로부터 회전력을 전달받아 샤프트(30)를 회전시키는 스프로킷(40)이 샤프트(30) 일측에 구비되고, 구동모터(20)로부터 발생되는 회전력을 스프로킷(40)에 전달하는 체인(50)이 스프로킷(40)과 구동모터(20)가 서로 연결되도록 구비된다.

상기와 같이 구성되는 컨베이어에 의해 이송되는 이송물이 원활하게 이송되도록 컨베이어의 샤프트(30)에 프릭션 롤러가 구성된다.

상기 프릭션 롤러는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 샤프트(30)의 외주면에 동심적으로 회전가능하게 1개 이상의 롤러(60)가 설치되며, 롤러(60)의 내부 일측과 내부에 각각 볼베어링(70)이 수용 구비된다.

그리고 상기 롤러(60)의 내부 타측에 스러스트 볼베어링(80)이 수용 설치된다. 상기 스러스트 볼베어링(80)은 롤러(60)의 내부 타측에 링 형태로 형성되는 내륜체(81)가 수용 설치되고, 내륜체(81)의 일측면에 원 형태로 다수의 제1수용홈(82)이 형성된다.

상기 다수의 제1수용홈(82) 각각에 원기둥 형태로 형성되는 자성체(83)의 일측 끝단부가 수용되어 고정되며, 내륜체(81)의 일측면에 자성체(83)가 삽입되도록 다수의 관통공(84a)이 형성되는 리테이너 링(84)이 구비된다.

상기 리테이너 링(84)의 관통공(84a)에 삽입되는 자성체(83)와 자성체(83) 사이 관통공(84a) 각각에 다수의 볼(85)이 회전가능하게 수용 설치되고, 볼(85)의 일측면에 수용되도록 타측면에 제2수용홈(86a)이 형성되는 링 형태인 외륜체(86)가 리테이너 링(84)의 일측면에 구비된다.

또한 상기 자성체(83)의 자성이 외륜체(86)를 내륜체(81) 방향으로 끌어당기게 되며, 내륜체(81) 방향으로 끌어당겨지는 외륜체(86)가 제2수용홈(86a)에 일측면이 수용된 볼(85)을 가압하여 외륜체(86)가 회전시 볼(85)과 내륜체(81)에게 회전력을 전달하게 된다.

이때 상기 제2수용홈(86a)에 일측면이 수용된 볼(85)의 크기로 인해 외륜체(86)가 자성체(83)로부터 약간 이격된다.

상기 외륜체(86)가 자성체(83)로부터 이격됨으로 인해 스러스트 볼베어링(80) 중 외륜체(86)만 회전시 자성체(83)와 막찰되지 않아 막찰로 인한 분진 및 마모를 발생시키지 않고 마모로 인한 진동 및 소음이 발생되지 않는다.

한편 상기 스러스트 볼베어링(80)의 내륜체(81)가 롤러(60)에 고정되어 함께 회전되도록 롤러(60) 외측면으로부터 제1고정나사(90)가 나사결합되어 제1고정나사(90)의 끝단부가 스러스트 볼베어링(80)의 내륜체(81) 일측면을 가압함으로써 스러스트 볼베어링(80)의 내륜체(81)가 롤러(60)에 고정된다.

그리고 스러스트 볼베어링(80)의 리테이너 링(84), 볼(85), 외륜체(86)가 롤러(60)로부터 외측방향으로 이탈되지 않도록 스러스트 볼베어링(80)의 타측면인 외륜체(86)에 밀착되는 고정링(100)이 샤프트(30)의 외주면에 구비된다.

또한 상기 고정링(100)의 일측부로부터 제2고정나사(200)가 나사결합되어 고정링(100)이 샤프트(30)에 고정된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 설명은 다음과 같이 설명한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 컨베이어에 의해 이송물이 이송시 구동모터(20)로부터 발생되는 회전력을 전달받아 회전하는 샤프트(30)에 고정 구비된 고정링(100)이 샤프트(30)와 함께 회전된다.

상기 샤프트(30)에 의해 회전되는 고정링(100)과 밀착된 스러스트 볼베어링(80)의 외륜체(86) 또한 고정링(100)과 함께 회전하게 되며, 자성체(83)의 끌어당겨지는 외륜체(86)로 인해 내륜체(81)가 외륜체(86)와 함께 회전하게 되고, 내륜체(81)와 고정된 롤러(60) 또한 함께 회전하게 됨으로 컨베이어에 이송물이 이송되다.

그리고 상기 이송물의 종착점에는 이송물을 1개씩 반출하기 위해 이송경로 상에 이송물의 이송간격을 맞추도록 스토퍼(S)를 구비된다. 상기 이송물이 센서(미도시됨)에 감지되면 상부방향으로 스토퍼(S)가 올라와 이송물의 이송경로를 차단하여 이송물의 이동이 정지된다.

이때 상기 이송물의 하부측에 위치한 롤러(60)는 이송물의 무게로 인해 회전이 정지되며, 스러스트 볼베어링(80)의 내륜체(81)와 내륜체(81)에 고정된 자성체(83) 또한 회전이 정지된다.

그러나 상기 정지된 롤러(60)와 구동모터(20)에 의해 회전하는 샤프트(30) 사이에서 발생되는 자성체(83)의 자성보다 큰 부하로 인해 외륜체(86)는 자성체(83)의 자성으로부터 이탈하여 샤프트(30)에 의해 회전되는 고정링(100)과 함께 회전하게 된다.

이로 인해 상기 이송물이 이송되는 도중에 이송물의 정지 등과 같은 부하가 걸릴 경우 그 제동력을 일정하게 유지시키면서 구동모터(20)와 연결되어 회전하는 샤프트(30)를 계속 회전되도록 하여 구동모터(20)와 샤프트(30) 측으로 과부하가 전달됨을 효율적으로 방지할 수 있어 컨베이어의 고장이 방지된다.

또한 상기 샤프트(30)의 회전력을 롤러(60)에 전달하는 자성체(83)가 자성만으로 스러스트 볼베어링(80)의 내륜체(81)에 고정됨에 따라 그 조립구조가 단순하여 그 조립이 매우 용이하며, 손쉽게 자성체(83)를 교체할 수 있다.

또한 상기 스러스트 볼베어링(80)의 외륜체(86)가 자성체(83)와 단순히 인력이 작용하는 상태에서 회전하는 것이므로 소음 및 진동이 발생되지 않는다.

한편 상기 이송물의 무게에 따라 롤러(60)가 원활하게 회전 또는 정지 되도록 스러스트 볼베어링(80)의 외륜체(86)를 자성으로 끌어당겨 샤프트(30)의 회전력을 롤러(60)에 전달하는 자성체(83)의 자성강도를 조절하게 된다.

상기 자성체(83)의 자성강도를 조절하기 위해 일반적으로 스러스트 볼베어링(80)의 내륜체(81)에 고정설치되는 자성체(83)의 개수를 증가 또는 감소시킬 수 있고, 또한 상기 자성체(83)의 자성강도를 정밀하게 조절하기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 스러스트 볼베어링(80)의 외륜체(86)와 상호마주하는 자성체(83)의 면에 만곡부(83a)를 형성할 수 있다.

상기 자성체(83)에 형성되는 만곡부(83a)의 곡선 돌출높이에 따라 자성체(83)와 외륜체(86)의 이격거리가 외측방향으로 갈수록 증가하게 되며, 이에 외륜체(86)를 끌어당기는 자성체(83)의 자성 또한 외측방향으로 갈수록 감소하여 자성체(83)의 자성강도를 조절할 수 있다.

또한 상기 자성체(83)에 형성되는 만곡부(83a) 대신 도 8에 도시된 바와 같이 스러스트 볼베어링(80)의 외륜체(86)와 상호마주하는 자성체(83)의 면에 다수의 분할홈(83b)을 형성할 수 있다.

상기 자성체(83)에 형성되는 분할홈(83b)의 개수 및 깊이에 따라 자성체(83)와 외륜체(86)의 이격거리가 증가하게 됨으로 외륜체(86)를 끌어당기는 자성체(83)의 자성 또한 이격거리로 인해 감소하여 자성체(83)의 자성강도를 조절할 수 있다.

한편 상기 롤러(60)의 회전에 의해 이송되는 이송물의 무게가 가벼거나, 이송물의 바닥면이 미끄러운 재질일 경우 회전하는 롤러(60)와 접촉되는 이송물의 바닥면과의 마찰력이 크게 저하됨으로 인해 롤러(60)가 헛돌게 되어 이송물이 일정한 속도로 원활하게 이동되지 않으며, 이송물이 스토퍼(S)에 의해 정지시 무게가 가벼거나, 바닥면이 미끄러운 재질인 이송물로 인해 롤러(60)가 헛돌게 되어 장시간 롤러(60)가 회전시 외주면이 손상된다.

이를 방지하기 위해 도 9에 도시되 바와 같이 상기 롤러(60)의 외주연을 따라 다수의 고무패드(300)를 더 설치하여 롤러(60)와 접촉되는 이송물의 바닥면과의 마찰력이 크게 향상시켜줌으로써, 원활하게 이송물을 이송시킬 수 있음은 물론, 무게가 가벼거나, 바닥면이 미끄러운 재질인 이송물이 스토퍼(S)에 의해 정지시 향상된 마찰력으로 인해 롤러(60)가 확실하게 정지된다.

또한 상기 롤러(60)에 회전력을 전달 및 롤러(60)가 정지시 구동모터(20)와 샤프트(30) 측으로 과부하가 전달되지 않도록 방지하는 스러스트 볼베어링(80)은 기어구동형(미도시됨), 편측지지형(미도시됨), 구동 스프로킷 일체형(미도시됨) 등에 구성되는 롤러(60)에 적용이 가능함은 물론, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 스러스트 볼베어링(80)이 고정링(100)과 함께 스프로킷(40) 내부에 구성될 수 있다.

상기 스러스트 볼베어링(80)이 스프로킷(40) 내부에 구성에 구성됨으로 인해 롤러(60)의 회전이 정지시 스러스트 볼베어링(80)이 스프로킷(40)만 회전되도록 하여 구동모터(20)에 과부하가 전달됨을 방지할 수 있다.

10 : 프레임 20 : 구동모터
30 : 샤프트 40 : 스프로킷
50 : 체인 60 : 롤러
70 : 볼베어링 80 : 스러스트 볼베어링
90 : 제1고정나사 100 : 고정링
200 : 제2고정나사

Claims

일정간격으로 이격되게 구비되는 한쌍의 프레임(10)와, 상기 프레임(10) 일측 하부에 설치되는 구동모터(20)와, 상기 프레임(10)에 회전가능하게 구비되는 샤프트(30)와, 상기 샤프트(30) 일측에 설치되어 구동모터(20)로부터 회전력을 전달받아 샤프트(30)를 회전시키는 스프로킷(40)과, 상기 스프로킷(40)과 구동모터(20)가 서로 연결되도록 구비되어 구동모터(20)로부터 발생되는 회전력을 스프로킷(40)에 전달하는 체인(50)으로 이루어진 컨베이어의 샤프트(30)에 구성되는 프릭션 롤러에 있어서,
상기 샤프트(30)의 외주면에 동심적으로 회전가능하게 설치되는 1개 이상의 롤러(60);
상기 롤러(60)의 내부 일측과 내부에 각각 수용되게 구비되는 볼베어링(70);
상기 롤러(60)의 내부 타측에 수용되게 설치되는 스러스트 볼베어링(80);
상기 스러스트 볼베어링(80)이 설치되는 부분의 롤러(60) 외측면으로부터 나사결합되어 스러스트 볼베어링(80)의 일측을 롤러(60)에 고정하는 제1고정나사(90);
상기 스러스트 볼베어링(80)의 타측면에 밀착되도록 샤프트(30)의 외주면에 구비되어 스러스트 볼베어링(80)이 롤러(60)으로부터 이탈되지 않게 하는 고정링(100);
상기 고정링(100)의 일측부로부터 나사결합되어 고정링(100)을 샤프트(30)에 고정하는 제2고정나사(200);
를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 컨베이어용 프릭션 롤러.
제1항에 있어서,
상기 스러스트 볼베어링(80)은,
상기 롤러(60)의 내부 타측에 링 형태로 형성되는 내륜체(81)가 수용 설치되고,
상기 내륜체(81)의 일측면에 원 형태로 다수의 제1수용홈(82)이 형성되며,
상기 다수의 제1수용홈(82) 각각에 원기둥 형태로 형성되는 자성체(83)의 일측 끝단부가 수용되어 고정되고,
상기 내륜체(81)의 일측면에 자성체(83)가 삽입되도록 다수의 관통공(84a)이 형성되는 리테이너 링(84)이 구비되며,
상기 리테이너 링(84)의 관통공(84a)에 삽입되는 자성체(83)와 자성체(83) 사이 관통공(84a) 각각에 다수의 볼(85)이 회전가능하게 수용 설치되고,
상기 볼(85)의 일측면에 수용되도록 타측면에 제2수용홈(86a)이 형성되는 링 형태인 외륜체(86)가 리테이너 링(84)의 일측면에 구비됨을 특징으로 하는 컨베이어용 프릭션 롤러.
제2항에 있어서,
상기 스러스트 볼베어링(80)의 외륜체(86)와 상호마주하는 자성체(83)의 면에 만곡부(83a)가 더 형성됨을 특징으로 하는 컨베이어용 프릭션 롤러.
제2항에 있어서,
상기 스러스트 볼베어링(80)의 외륜체(86)와 상호마주하는 자성체(83)의 면에 다수의 분할홈(83b)이 더 형성됨을 특징으로 하는 컨베이어용 프릭션 롤러.
제1항에 있어서,
상기 롤러(60)의 외주연을 따라 다수의 고무패드(300)가 더 설치됨을 특징으로 하는 컨베이어용 프릭션 롤러.