KR101740492B1 - 컨베이어용 롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨베이어용 롤러에 관한 것으로, 롤러본체와 일체로 회전하는 제1 실링부재와, 샤프트에 고정되는 제2 실링부재와, 제1 실링부재의 반경방향 내측에서 축방향 외측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 외향 동심원상 리브와, 제2 실링부재에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 내향 동심원상 리브와, 제1 실링부재의 반경방향 외측에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제2 내향 동심원상 리브 및, 전동회전체의 축방향 외측면에서 축방향 외측으로 연장 형성되어 제2 내향 동심원상 리브와 맞물리는 제2 외향 동심원상 리브를 포함하는 실링수단이 구비되어 컨베이어의 운전 과정에서 발생하는 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 확실하게 방지함으로써 회전 저항 발생 및 동력 손실을 방지할 수 있고, 베어링의 수명을 연장할 수 있게 되며, 제1 실링부재에 축방향 외측을 향해 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 차단풍발생날개를 구비하여 컨베이어가 가동되어 롤러본체가 회전할 때 차단풍발생날개가 차단풍을 발생시켜 미세분진 등의 이물질을 비산시킴으로써 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있게 되고, 롤러본체와 샤프트 사이에 삽입되며 샤프트의 외경보다 큰 내경을 가지는 소경축부와, 소경축부에 일체로 형성되는 대경축부를 가지는 중공형 전동축을 더 포함하며, 소경축부의 외주면에 제1 베어링의 내륜의 내주면이 밀착되고, 대경축부의 내주면에 제2 베어링의 외륜의 외주면이 밀착되며, 제2 베어링의 내륜의 내주면은 샤프트의 외주면에 밀착되도록 구성함으로써 롤러본체의 회전을 제1 베어링과 제2 베어링이 분담하게 하여 고속회전용 컨베이어에 적용하더라도 제1 베어링과 제2 베어링의 발열과 이로 인한 손상을 방지할 수 있음과 아울러 제1 베어링과 제2 베어링 중 어느 하나가 손상되어 베어링 역할을 하지 못하더라도 손상된 베어링을 교체하지 않고서도 다른 하나가 베어링 역할을 수행하도록 하여 베어링의 교체 및 보수 주기를 연장할 수 있도록 한 것이다.

Description

컨베이어용 롤러{Roller for conveyer}

본 발명은 컨베이어용 롤러에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 컨베이어용 롤러를 구성하는 롤러본체와 샤프트의 양단부에 각각 제1 베어링과 제2 베어링을 구비하고, 제1 베어링의 내륜과 제2 베어링의 외륜이 연동되도록 함으로써 롤러본체의 회전을 제1 베어링과 제2 베어링이 분담하게 하여 고속회전용 컨베이어에 적용하더라도 제1 베어링과 제2 베어링의 발열과 이로 인한 손상을 방지할 수 있음과 아울러 제1 베어링과 제2 베어링 중 어느 하나가 손상되어 베어링 역할을 하지 못하더라도 손상된 베어링을 교체하지 않고서도 다른 하나가 베어링 역할을 수행하도록 하여 베어링의 교체 및 보수 주기를 연장할 수 있도록 함과 아울러 컨베이어의 운전 과정에서 발생하는 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 확실하게 방지함으로써 회전 저항 발생 및 동력 손실을 방지할 수 있고, 베어링의 수명을 연장할 수 있도록 한 컨베이어용 롤러에 관한 것이다.

피이송물을 이송시키기 위해 산업현장에서 널리 사용되는 롤러 컨베이어는 하나의 단위 유닛으로서의 복수개의 컨베이어용 롤러가 설치된다.

종래 기술에 의한 컨베이어용 롤러의 일예로서 양측으로 개구되며 양단을 내측으로 만곡 절곡하여 내륜플랜지를 형성한 단면이 원형인 중공체인 롤러관체와, 상기 롤러관체의 양단에 형성된 내측플랜지의 내측에 삽입 결합되는 엔드캡을 구비한다. 서로 연접되는 롤러관체의 내륜플랜지와 엔드캡의 외륜플랜지를 외측에서 용접하여 용접부에 의하여 롤러관체와 엔드캡이 일체화되도록 한다. 샤프트는 엔드캡의 내측에 위치하여 양단이 롤러관체의 양단으로부터 돌출되며 샤프트에는 양단에서 이격하여 오목한 홈이 형성되고 오목한 홈에 스토퍼링이 삽입된다. 상기 엔드캡과 샤프트 사이에는 베어링이 구비된다. 베어링은 복수개로 구비되며 상기 스토퍼링의 외측으로 각각 위치한다. 베어링의 내측으로 샤프트가 삽입되고, 베어링은 엔드캡에 삽입되어 샤프트에 대하여 엔드캡을 회전 가능하게 지지한다. 상기 엔드캡과 롤러관체는 일체로 회전한다.

상기 각 베어링의 축방향 외측으로 결속지지링이 구비된다. 상기 결속지지링은 축방향 양측에 각각 내측스토퍼링과 외측스토퍼링이 엔드캡 삽입된 상태에서 고정 구비되어, 결속지지링을 고정 위치에 유지되도록 한다. 상기 엔드캡의 내경면에 오목한 홈을 형성하고 내측스토퍼링과 외측스토퍼링을 삽입시켜 엔드캡에 고정 구비되도록 한다.

상기 각 결속지지링의 축방향 외측으로는 실링부재가 구비된다. 상기 실링부재로 샤프트가 삽입되어 실링부재는 고정 구비되며, 샤프트와 일체로 회전한다. 상기 실링부재는 고무 재질로 이루어지며 결속지지링에 접촉하는 립부를 구비하여 이물질이 베어링으로 침입하는 것이 방지된다.

종래 기술에 의한 컨베이어용 롤러의 다른 예로서 상기 엔드캡은 외경면이 롤러관체와 접하는 외원통부와, 내경면이 베어링의 외륜 외경면에 접하는 내원통부로 구성되고, 상기 하우징부재는 커버와 라비린스 실을 형성하며, 원통부와, 원통부의 일측에서 반경 방향으로 외향 연장된 내측 환형부와, 원통부의 타측에서 반경 방향으로 내향 연장되며 복수의 돌출부를 가지는 외측 환형부로 구성된다.

상기 하우징부재에는 베어링과 접하는 방향으로 금속의 보강부재가 구비된다. 상기 보강부재는 하우징부재의 내측 환형부를 축방향으로 내측에서 지지하는 환형1부와, 원통부를 내경 쪽에서 지지하는 원통2부와, 외측 환형부를 내측에서 지지하는 환형2부로 이루어진다. 상기 보강부재의 원통2부의 내경면은 베어링의 외륜 외경면과 접한다. 상기 베어링의 내륜 내경은 샤프트에 접한다.

상기 커버는 샤프트에 삽입되는 구조이며, 반경 방향으로 외향 연장된 환형부에 하우징부재를 향하여 돌출된 복수의 요철돌기부를 가진다. 상기 커버의 요철돌기부가 하우징부재의 돌출부 사이에 위치하면서 라비린스 실을 형성한다. 상기 커버의 내경면에는 요철부가 형성된다.

샤프트에 형성된 환형상의 홈에 스토퍼링을 삽입 고정하고, 베어링을 샤프트에 삽입한 후 하우징부재와 커버를 차례로 샤프트에 삽입하여 위치시킨다. 그리고 샤프트 조립체[스토퍼링, 베어링, 하우징부재]를 관체의 내경 측에 위치시키고, 축방향에서 엔드캡을 관체 내로 삽입한 후, 엔드캡과 관체를 용접하여 결합시킨다.

상기 엔드캡의 반경 방향 외측으로 위치하는 외원통부의 외경면은 롤러관체와 접하고, 반경 방향 내측으로 위치하는 내원통부의 내경면은 하우징부재에 접하며, 내원통부의 축방향 내측 단부는 환형부에 접하여 보강부재에 의하여 축방향으로 지지된다.

이러한 컨베이어용 롤러는 축방향 양단으로 이격하여 2개의 베어링으로 샤프트에 대하여 롤러관체를 회전 가능하게 지지하는 구조이다. 따라서 어느 하나 이상의 베어링이 손상되어 회전하지 않는 경우 샤프트에 대하여 롤러관체가 회전하지 않게 되는 문제점이 있었으며, 롤러관체와 베어링은 같은 회전속도로 회전하므로 특히 롤러관체가 고속으로 회전하는 경우 베어링도 같은 고속으로 회전하게 되어 발열이 발생하고 이로 인하여 베어링이 조기에 손상되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 베어링 관련 선행기술로서 또한 컨베이어용 롤러와 관련한 선행기술로서 일본 공개특허 제1993-099231호(1993.04.20. 공개) "구름 베어링"(이하, '선행기술 1'이라 한다)는 회전축이 감입되는 내륜과 축받이공과 감합하는 외륜과의 사이에 중간륜을 구비하며, 내륜과 중간륜의 외륜상당부와의 사이에는 볼을 개재시키고, 중간륜의 내륜상당부와 외륜과의 사이에는 볼을 개재시켜 각각의 사이를 상대회전 가능하게 구성함으로써 부하용량이나 강성을 손상시키는 일 없이 통상의 구름 베어링의 약 2배 정도의 고속회전을 가능하게 기술을 개시하고 있다.

그러나 상기 선행기술 1의 구름 베어링은 베어링의 외측 단부가 그대로 오픈되어 있기 때문에 이를 컨베어이용 롤러에 적용하였을 경우 컨베이어의 운전에 따라 발생하는 미세분진 등의 이물질이 베어링 내부로 침입하게 되어 회전 저항을 발생시키고, 결과적으로 동력손실을 초래하여 그 목적하는 바를 달성하지 못하게 되는 문제점이 있다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 대한민국 공개특허 제10-2012-0010786호(2012.02.06. 공개)에 개시된 "컨베이어용 롤러"(이하, '선행기술 2'이라 한다)를 출원한바 있다.

상기 선행기술 2는 양측으로 관통된 원통형의 롤러관체와, 상기 롤러관체에 삽입되어 롤러관체의 회전축심을 형성하는 샤프트와, 상기 롤러관체와 샤프트 사이에 구비되는 하나 이상의 베어링부로 이루어지며; 상기 베어링부는 제1 베어링과 제2 베어링을 포함하며, 상기 제1 베어링의 외륜은 롤러관체와 일체로 회전되도록 구비되고, 제2 베어링의 내륜은 샤프트와 일체로 회전되도록 구비되며, 상기 제1 베어링의 내륜과 제2 베어링의 외륜은 일체로 회전하는 컨베이어용 롤러로서, 어느 일측의 베어링에 손상이 있어 회전되지 않는 경우에도 계속 회전될 수 있는 구조로 되어 컨베이어용 롤러의 교체나 보수 주기가 길어지며, 제1 베어링과 제2 베어링이 회전을 분담할 수 있어 내측에서의 발열이 감소하게 되고 따라서 고열에 의한 베어링이 손상이 방지되도록 한 것이다.

그러나 상기 선행기술 1은 롤러관체와 베어링부 사이에 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위하여 베어링부의 측방향 외측에 실링수단에 구비되는데 실링수단은 제1 베어링의 내륜과 일체로 회전하도록 설치되는 결속지지링과 제2 베어링의 외륜 및 롤러관체와 일체로 회전하도록 설치되는 외측실링부재로 구성되며, 결속지지링과 외측실링부재에는 서로 맞물리는 동심원상의 립부(rib部)가 형성되는 구조로 되어 있어 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 어느 정도 방지할 수는 있으나, 이물질에 의한 회전 저항 발생 및 동력 손실 등을 확실하게 방지할 수 없는 문제점이 있다.

즉, 결속지지링과 외측실링부재는 모두 회전하는 요소로서 틈새를 완전히 없앨 수는 없으며, 회전이 가능하게 위한 틈새를 유지해야 하므로 베어링부에 대한 이물질의 침입을 확실하게 방지할 수 없게 되어 회전 저항 발생 및 동력 손실을 확실하게 방지하지 못하게 된다.

따라서 컨베이어의 운전에 따라 발생하는 미세분진 등의 이물질이 컨베이어용 롤러의 양단부에 구비되는 베어링부로 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 기술을 개발할 필요가 있다.

일본 공개특허 제1993-099231호(1993.04.20. 공개) "구름 베어링" 대한민국 공개특허 제10-2012-0010786호(2012.02.06. 공개)에 개시된 "컨베이어용 롤러"

따라서 본 발명의 목적은 컨베이어용 롤러를 구성하는 롤러본체와 샤프트의 양단부에 각각 제1 베어링과 제2 베어링을 구비하고, 제1 베어링의 내륜과 제2 베어링의 외륜이 연동되도록 함으로써 롤러본체의 회전을 제1 베어링과 제2 베어링이 분담하게 하여 고속회전용 컨베이어에 적용하더라도 제1 베어링과 제2 베어링의 발열과 이로 인한 손상을 방지할 수 있음과 아울러 제1 베어링과 제2 베어링 중 어느 하나가 손상되어 베어링 역할을 하지 못하더라도 손상된 베어링을 교체하지 않고서도 다른 하나가 베어링 역할을 수행하도록 하여 베어링의 교체 및 보수 주기를 연장할 수 있도록 함과 아울러 컨베이어의 운전 과정에서 발생하는 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 확실하게 방지함으로써 회전 저항 발생 및 동력 손실을 방지할 수 있고, 베어링의 수명을 연장할 수 있도록 한 컨베이어용 롤러를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 양단이 개방된 원통형으로 형성되어 롤러의 외곽을 형성하는 원통형 관부와, 상기 원통형 관부의 양단부에 내측으로 만곡 형성된 만곡부가 구비된 롤러관체와, 외주부가 상기 롤러관체의 양단 내주부에 결합되는 원통부와, 상기 원통부의 내측단에 일체로 형성되는 내측 플랜지부가 구비된 엔드캡 및, 상기 엔드캡의 원통부 내주면에 밀착되는 전동회전체가 구비된 롤러본체와; 상기 롤러본체를 관통하도록 설치되는 샤프트와; 상기 롤러본체의 양단부와 샤프트 사이에서 축방향 외측에 설치되는 제1 베어링과 축방향 내측에 설치되는 제2 베어링과; 상기 롤러본체의 양단 개방부와 샤프트 사이에 설치되어 미세분진이 제1 베어링 및 제2 베어링으로 침입하는 것을 방지하는 실링수단; 을 포함하며, 상기 실링수단은 상기 롤러본체와 일체로 회전하는 제1 실링부재와, 상기 샤프트에 고정되는 제2 실링부재와, 상기 실링수단은 상기 제1 실링부재의 반경방향 내측에서 축방향 외측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 외향 동심원상 리브와, 상기 제2 실링부재에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 내향 동심원상 리브와, 상기 제1 실링부재의 반경방향 외측에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제2 내향 동심원상 리브 및, 상기 전동회전체의 축방향 외측면에서 축방향 외측으로 연장 형성되어 상기 제2 내향 동심원상 리브와 맞물리는 제2 외향 동심원상 리브를 포함하여 구성되는 컨베이어용 롤러를 제공한다.

상기 롤러본체와 샤프트 사이에 삽입되며 상기 샤프트의 외경보다 큰 내경을 가지는 소경축부와, 상기 소경축부에 일체로 형성되는 대경축부를 가지는 중공형 전동축을 더 포함하며, 상기 소경축부의 외주면에 상기 제1 베어링의 내륜의 내주면이 밀착되고, 상기 대경축부의 내주면에 상기 제2 베어링의 외륜의 외주면이 밀착되며, 상기 제2 베어링의 내륜의 내주면은 상기 샤프트의 외주면에 밀착되도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 롤러본체와 샤프트 사이에 삽입되며 상기 샤프트의 외경보다 큰 내경을 가지는 소경축부와, 상기 소경축부에 일체로 형성되는 대경축부를 가지는 중공형 전동축을 더 포함하며, 상기 소경축부의 외주면에 상기 제1 베어링의 내륜의 내주면이 밀착되고, 상기 대경축부의 내주면에 상기 제2 베어링의 외륜의 외주면이 밀착되며, 상기 제2 베어링의 내륜의 내주면은 상기 샤프트의 외주면에 밀착되고, 상기 제1 실링부재는 상기 중공형 전동축의 대경축부의 외주면에 밀착되는 제1 원통부와, 상기 제1 원통부의 축방향 외측에서 반경방향 내측으로 연장 형성되며 상기 제1 외향 동심원상 리브가 형성되는 제1 내측 링부 및, 상기 제1 원통부의 반경방향 외측으로 연장 형성되며 상기 제2 내향 동심원상 리브가 형성되는 제1 외측 링부를 포함하며, 상기 제2 실링부재는 상기 샤프트의 외주면에 밀착되는 제2 원통부와, 상기 제2 원통부의 반경방향 외측으로 연장 형성되며 상기 제1 내향 동심원상 리브가 형성되는 제2 외측 링부를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 전동회전체는 상기 엔드캡의 원통부 내주면에 밀착되는 외통부와, 상기 외통부에서 반경 방향 내측으로 이격된 내통부 및, 상기 외통부와 내통부의 축방향 외측 단부를 일체로 연결하는 연결플랜지부로 구성되며, 상기 제2 외향 동심원상 리브가 상기 연결플랜지부에 형성될 수 있다.

상기 제1 실링부재의 제1 외측 링부의 축방향 외측면에 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 차단풍발생날개를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 컨베이어용 롤러에 의하면 롤러본체와 일체로 회전하는 제1 실링부재와, 샤프트에 고정되는 제2 실링부재와, 제1 실링부재의 반경방향 내측에서 축방향 외측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 외향 동심원상 리브와, 제2 실링부재에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 내향 동심원상 리브와, 제1 실링부재의 반경방향 외측에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제2 내향 동심원상 리브 및, 전동회전체의 축방향 외측면에서 축방향 외측으로 연장 형성되어 제2 내향 동심원상 리브와 맞물리는 제2 외향 동심원상 리브를 포함하는 실링수단이 구비되어 컨베이어의 운전 과정에서 발생하는 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 확실하게 방지함으로써 회전 저항 발생 및 동력 손실을 방지할 수 있고, 베어링의 수명을 연장할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 컨베이어용 롤러에 의하면 제1 실링부재에 축방향 외측을 향해 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 차단풍발생날개를 구비하여 컨베이어가 가동되어 롤러본체가 회전할 때 차단풍발생날개가 차단풍을 발생시켜 미세분진 등의 이물질을 비산시킴으로써 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 컨베이어용 롤러에 의하면 롤러본체와 샤프트 사이에 삽입되며 샤프트의 외경보다 큰 내경을 가지는 소경축부와, 소경축부에 일체로 형성되는 대경축부를 가지는 중공형 전동축을 더 포함하며, 소경축부의 외주면에 제1 베어링의 내륜의 내주면이 밀착되고, 대경축부의 내주면에 제2 베어링의 외륜의 외주면이 밀착되며, 제2 베어링의 내륜의 내주면은 샤프트의 외주면에 밀착되도록 구성함으로써 롤러본체의 회전을 제1 베어링과 제2 베어링이 분담하게 하여 고속회전용 컨베이어에 적용하더라도 제1 베어링과 제2 베어링의 발열과 이로 인한 손상을 방지할 수 있음과 아울러 제1 베어링과 제2 베어링 중 어느 하나가 손상되어 베어링 역할을 하지 못하더라도 손상된 베어링을 교체하지 않고서도 다른 하나가 베어링 역할을 수행하도록 하여 베어링의 교체 및 보수 주기를 연장할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 의한 컨베이어용 롤러의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 조립 상태 사시도,
도 2는 롤러본체의 분해 사시도,
도 3은 샤프트와 베어링 실링수단의 분해 사시도,
도 4는 전체 종단면도,
도 5는 도 4의 "A"부 확대도,
그리고
도 6은 부분 확대 단면도이다.

이하, 본 발명에 의한 컨베이어용 롤러를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

이하의 설명에서 도면의 가로 방향을 '축방향', 세로 방향을 '반경 방향'이라 하며, 축방향으로 샤프트 중심을 향하는 방향을 '축방향 내측'이라 하고 샤프트의 양측 단부를 향하는 방향으로 '축방향 외측'이라고 하며, 반경 방향으로 샤프트를 향하는 방향을 '반경 방향 내측'이라 하고, 샤프트에서 멀어지는 방향을 '반경 방향 외측'이라 한다.

본 실시예에 따른 컨베이어용 롤러는 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 양단부가 개방된 롤러본체(100)와, 상기 롤러본체(100)에 관통되어 롤러본체(100)의 회전축을 구성하는 샤프트(200)와, 상기 롤러본체(100)와 샤프트(200) 사이에 구비되는 하나 이상의 베어링부를 포함하여 구성된다.

상기 롤러본체(100)와 샤프트(200)는 다양한 운반대상물에 적용할 수 있도록 내식성이 강한 금속으로 제조될 수 있다.

상기 롤러본체(100)는 양단이 개방된 원통형으로 형성되어 롤러의 외곽을 형성하는 롤러관체(110)와, 상기 롤러관체(110)의 양단 내주부에 결합되는 엔드캡(120) 및, 상기 엔드캡(120)의 내주부에 결합되는 전동회전체(130)를 포함한다.

상기 롤러관체(110)는 원통형 관부(111)와, 상기 원통형 관부(111)의 양단부에 내측으로 만곡 형성된 만곡부(112)로 구성된다.

상기 엔드캡(120)은 외주부가 상기 롤러관체(110)의 양단 내주부에 결합되는 원통부(121)와, 상기 원통부(121)의 내측단에 일체로 형성되는 내측 플랜지부(122)로 구성된다.

상기 엔드캡(120)의 원통부(121)의 축방향 외측 외주부와 상기 롤러관체(110)의 양단 만곡부(112)의 내주부는 용접 등에 의하여 일체로 결합될 수 있다. 도면에서 W는 용접부를 보인 것이다.

상기 엔드캡(120)의 내측 플랜지부(122)의 내주부에 결합되어 샤프트(200)의 외주면에 탄성적으로 밀착되는 내부 실링부재(123)가 구비된다.

상기 전동회전체(130)는 내부가 꽉찬 중실형(中實形)으로 구성할 수도 있으나, 중량을 경량화하여 동력 손실을 저감하기 위하여 중공형(中空形)으로 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 전동회전체(130)는 상기 엔드캡(120)의 원통부(121) 내주면에 밀착되는 외통부(131)와, 상기 외통부(131)에서 반경 방향 내측으로 이격된 내통부(132) 및, 상기 외통부(131)와 내통부(132)의 축방향 외측 단부를 일체로 연결하는 연결플랜지부(133)로 구성할 수 있다.

또한 상기 외통부(131)와 내통부(132)의 축방향 내측 단부는 개방되어 있으며, 상기 외통부(131)와 내통부(132)는 복수개의 보강리브(134)에 의하여 연결하여 경량화하면서도 기계적 강도가 저하되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 베어링부는 통상적인 컨베이어용 롤러에서와 마찬가지로 하나의 베어링으로 구성할 수 있으며, 고속 운전용 컨베이어용 롤러에 적용하기 위하여 복수개의 베어링으로 구성할 수 있다. 여기서 베어링부를 하나의 베어링으로 구성하는 경우는 롤러본체(100)의 양단부에 각각 하나씩의 베어링을 구비하는 것을 말하며, 베어링부를 복수개의 베어링으로 구성하는 경우는 롤러본체(100)의 양단부에 각각 복수개의 베어링을 설치하는 것을 말하는 것이다.

상기 베어링부를 하나의 베어링으로 구성하는 경우에는 베어링의 외륜을 상기 롤러본체(100)의 내주부에 밀착되게 하며, 베어링의 내륜을 샤프트(200)의 외주면에 밀착되게 한다.

본 실시예에서는 베어링부를 2개의 베어링으로 구성한 예를 들어 설명한다.

상기 베어링부를 복수개의 베어링으로 구성하는 경우에는 상기 롤러본체(100)와 샤프트(200) 사이에 삽입되는 중공형 전동축(300)을 개재하여 제1 베어링(410)과 제2 베어링(420)을 설치한다.

상기 중공형 전동축(300)은 직경이 작은 소경축부(310)와 직경이 큰 대경축부(320) 및 상기 소경축부(310)와 대경축부(320)를 연결하는 연결부(330)로 구성할 수 있다.

상기 소경축부(310)의 내주면과 샤프트(200)의 외주면 사이에는 간극(C)이 유지되도록 구성된다.

상기 제1 베어링(410)은 내륜(411)과 외륜(412) 및 내륜(411)과 외륜(412) 사이에 삽입되는 복수개의 전동체(413)로 구성되며, 상기 제2 베어링(420)은 내륜(421)과 외륜(422) 및 내륜(421)과 외륜(422) 사이에 삽입되는 복수개의 전동체(423)로 구성된다.

상기 제1 베어링(410, 420)은 상기 전동체(413, 423)로서 볼(Ball)을 사용한 볼베어링 또는 상기 전동체(413, 423)로서 롤러(Roller)를 사용한 롤러베어링을 채용할 수 있다.

상기 소경축부(310)은 제1 베어링(410)의 내륜(411)과 일체로 회전하도록 결합되고, 상기 제2 베어링(420)의 외륜(422)은 대경축부(320)과 일체로 회전하도록 결합되어 상기 제1 베어링(410)의 내륜(411)과 제2 베어링(420)의 외륜(422) 및 중공형 전동축(300)이 일체로 회전하도록 구성된다.

이를 위하여 상기 소경축부(310)는 상기 샤프트(200)의 외경보다 큰 내경과 상기 제1 베어링(410)의 내륜(411)의 내주면이 밀착될 수 있는 크기의 외경을 가지도록 구성되며, 상기 전동회전체(130)는 상기 제1 베어링(410)의 외륜(412)의 외주면이 밀착될 수 있는 내경을 가지도록 구성된다.

상기 제1 베어링(410)의 외륜(412)은 상기 전동회전체(130)과 엔드캡(120)을 통하여 롤러관체(110)와 일체로 회전하도록 결합되고, 제2 베어링(420)의 내륜(421)은 샤프트(200)에 고정 결합된다.

이를 위하여 상기 대경축부(320)는 상기 제2 베어링(420)의 외륜(422)의 외주면이 밀착될 수 있는 크기의 내경을 가지도록 구성되며, 상기 제1 베어링(410)의 외륜(412)은 상기 전동회전체(130)의 내주면에 밀착될 수 있는 외경을 가지도록 구성되고, 상기 제2 베어링(420)의 내륜(421)의 내경은 상기 샤프트(200)의 외주면에 밀착될 수 있는 크기로 구성된다.

한편, 상기 롤러본체(100)의 양단 개방부와 샤프트(200) 사이에는 컨베이어 운전 과정에서 발생하는 미세분진이 베어링부로 침입하는 것을 방지하기 위한 실링수단(500)이 구비된다.

상기 실링수단(500)은 상기 롤러본체(100)와 일체로 회전하는 제1 실링부재(510)와, 상기 샤프트(200)에 고정되는 제2 실링부재(520)를 포함한다.

상기 실링수단(500)은 상기 제1 실링부재(510)의 반경방향 내측에서 축방향 외측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 외향 동심원상 리브(531)와, 상기 제2 실링부재(520)에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 내향 동심원상 리브(532)와, 상기 제1 실링부재(510)의 반경방향 외측에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제2 내향 동심원상 리브(533) 및, 상기 전동회전체(130)의 축방향 외측면에서 축방향 외측으로 연장 형성되어 상기 제2 내향 동심원상 리브(533)와 맞물리는 제2 외향 동심원상 리브(534)를 포함한다.

상기 제1 실링부재(510)는 상기 중공형 전동축(300)의 대경축부(320)의 외주면에 밀착되는 제1 원통부(511)와, 상기 제1 원통부(511)의 축방향 외측에서 반경방향 내측으로 연장 형성되는 제1 내측 링부(512) 및, 상기 제1 원통부(511)의 반경방향 외측으로 연장 형성되는 제1 외측 링부(513)를 포함한다.

상기 제2 실링부재(520)는 상기 샤프트(200)의 외주면에 밀착되는 제2 원통부(521)와, 상기 제2 원통부(521)의 반경방향 외측으로 연장 형성되어 상기 제1 내측 링부(512)의 축방향 외측에 대향하는 제2 외측 링부(522)를 포함한다.

상기 제1 외향 동심원상 리브(531)는 상기 제1 실링부재(510)의 제1 내측 링부(512)의 축방향 외측면에 형성되며, 상기 제1 내향 동심원상 리브(532)는 상기 제2 실링부재(520)의 제2 외측 링부(522)의 축방향 내측면에 형성된다.

상기 제2 내향 동심원상 리브(533)는 상기 제1 실링부재(510)의 제1 외측 링부(513)의 축방향 내측면에 형성되고, 상기 제2 외향 동심원상 리브(534)는 상기 전동회전체(130)의 축방향 외측면에 형성된다.

상기 제2 외향 동심원상 리브(534)는 전동회전체(130)의 연결플랜지(133)의 축방향 외측면에 형성된다.

상기 동심원상 리브(531)와 동심원상 리브(532), 그리고 동심원상 리브(533)와 동심원상 리브(534)는 각각 서로 맞물려서 리비린스 실(Labyrinth Seal) 구조를 가지게 된다.

또한 상기 실링수단(500)은 상기 제1 실링부재(510)의 제1 외측 링부(513)의 축방향 외측면에 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 차단풍발생날개(540)를 더 포함한다. 상기 차단풍발생날개(540)는 중공형 전동축(300)과 함께 회전하면서 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 차단하는 차단풍을 발생시키게 되는 것이다.

도면에서 220은 상기 샤프트(200)에 형성된 링홈(210)에 끼워지며 제2 베어링(420)의 내륜(421)이 걸려서 제2 베어링(420)이 축방향으로 임의 이탈되지 않도록 지지하는 스토퍼링(Stopper Ring)이다. 414는 상기 중공형 회전축(300)의 연결부(330)와 제1 베어링(410)의 내륜(410) 사이에 삽입되어 제1 베어링(410)을 축방향 유동 없이 고정하기 위한 스페이서링(Spacer Ring)이다.

이하, 본 발명에 의한 컨베이어용 롤러의 작용에 대하여 설명한다.

롤러관체(110)와 엔드캡(120) 및 전동회전체(130)가 일체로 결합된 롤러본체(100)가 회전하면, 외주면이 전동회전체(130)의 내주면에 밀착되어 있는 제1 베어링(410)의 외륜(412)이 회전하게 되고, 전동체(413)를 매개로 하는 구름저항에 의하여 내륜(411)이 회전하게 된다.

샤프트(200)가 고정된 상태에서, 제1 베어링(410)의 내륜(411)이 회전하면, 내륜(411)의 내주면에 외주면이 밀착되어 있는 중공형 전동축(300)의 소경축부(310)가 회전하게 되고, 연결부(330)에 의하여 소경축부(310)와 일체로 형성된 대경축부(320)가 회전하게 되며, 대경축부(320)의 내주면에 외주면이 밀착되어 있는 제2 베어링(420)의 외륜(422)이 회전하게 된다.

이때 제2 베어링(420)의 내륜(421)은 내주면이 샤프트(200)의 외주면에 밀착되어 있으며, 샤프트(200)는 회전하지 않고 고정된 상태이므로 제2 베어링(420)의 외륜(422)은 전동체(423)를 매개로 하여 내륜(421)의 주위를 회전하게 된다.

예를 들어 롤러관체(110)가 10,000rpm으로 회전하는 경우, 제1 베어링(410)의 외륜(412)이 롤러관체(110)와 동일한 회전수로 회전하게 되고, 제1 베어링(410)의 전동체(413)를 매개로 하는 구름저항에 의하여 내륜(411)이 3,000rpm으로 회전한다고 하면, 제1 베어링(410)의 내륜(411)의 회전력이 중공형 전동축(300)의 소경축부(310)와 연결부(330) 및 대경축부(320)을 통해 전달되어 제2 베어링(420)의 외륜(422)이 3,000rpm으로 회전하게 된다.

이러한 작용에 따라 제1 베어링(410)의 회전수는 7,000rpm이 되고, 제2 베어링(420)의 회전수는 3,000rpm으로 되어 제1 베어링(410)과 제2 베어링(420)이 롤러본체(110)의 회전을 분담하게 된다.

따라서 제1 베어링(410)과 제2 베어링(420)의 수명이 연장되며, 발열이 감소하게 된다. 또한 제1 베어링(410)과 제2 베어링(420) 중 어느 하나가 손상되어 회전할 수 없는 경우, 나머지 베어링이 회전할 수 있게 되므로 손상된 베어링을 교체하지 않고서도 컨베이어용 롤러를 계속적 사용할 수 있게 되므로 베어링이 교체 및 보수 주기가 연장된다.

한편, 컨베이어의 운전 과정에서는 미세분진 등의 이물질이 발생할 수 있게 되는데 제1 실링부재(510)와 제2 실링부재(520)에 의하여 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 방지하게 된다.

즉, 컨베이어의 운전에 따라 롤러본체(100)와 제1 베어링(410)의 외륜(412)과 내륜(411), 중공형 전동축(300)이 회전하게 되면, 중공형 전동축(300)의 대경축부(320)의 외주면에 제1 원통부(511)의 내주면이 밀착되어 있는 제1 실링부재(510)이 회전하게 되고, 샤프트(200)의 외주면에 제2 원통부(521)의 내주면이 밀착되어 있는 제2 실링부재(520)는 샤프트(200)와 함께 고정된 상태를 유지하게 되는데, 상기 제1 실링부재(510)의 제1 내측 링부(512)의 축방향 외측면과 제2 실링부재(520)의 제2 외측 링부(522)의 축방향 내측면에 각각 동심원상으로 형성된 복수개의 동심원상 리브(531, 532)가 서로 맞물려 있고, 제1 실링부재(510)의 제1 외측 링부(513)의 축방향 내측면과 전동회전체(130)의 연결플랜지부(133)의 축방향 외측면에 각각 동심원상으로 형성되어 있는 복수개의 동심원상 리브(533, 534)가 서로 맞물려 있어 리비린스 실 구조를 이루게 되어 있으므로 롤러본체(100)와 제1 베어링(410)의 외륜(412)과 내륜(411), 중공형 전동축(300) 및 제2 베어링(420)의 외륜(422)의 회전에는 지장을 주지 않으면서도 컨베이어의 운전에 따라 발생하는 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 방지하게 된다.

또한 롤러본체(100)와 함께 회전하는 제1 실링부재(510)의 제1 외측 링부(513)의 축방향 외측면에는 복수개의 차단풍발생날개(540)이 구비되어 있으므로 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.

즉, 컨베이어의 가동에 따라 롤러본체(100)와 함께 제1 실링부재(510)이 회전하게 되는데, 제1 실링부재(510)의 제1 외측 링부(513)의 축방향 외측면에 형성된 복수개의 차단풍발생날개(540)이 회전하면서 차단풍을 발생시키게 된다. 따라서 컨베이어의 가동에 따라 발생하는 미세분진 등의 이물질이 차단풍에 의하여 비산되므로 베어링부에 대한 미세분진 등의 이물질의 침입을 보다 확실하게 차단할 수 있게 된다.

따라서 베어링부를 구성하는 제1 베어링(410)과 제2 베어링(420)이 미세분진 등의 이물질로부터 보호되어 회전 저항 발생 및 동력 손실이 방지되고, 베어링의 수명이 연장된다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 롤러본체 110 : 롤러관체
120 : 엔드캡 130 : 전동회전체
200 : 샤프트 300 : 중공형 전동축
310 : 소경축부 320 : 대경축부
330 : 연결부 410 : 제1 베어링
411 : 제1 베어링의 내륜 412 : 제1 베어링의 외륜
413 : 제1 베어링의 전동체 420 : 제2 베어링
421 : 제2 베어링의 내륜 422 : 제2 베어링의 외륜
423 : 제2 베어링의 전동체 510 : 제1 실링부재
511 : 제1 원통부 512 : 제1 내측 링부
513 : 제1 외측 링부 520 : 제2 실링부재
521 : 제2 원통부 522 : 제2 외측 링부
531, 532, 533, 534 : 동심원상 리브
540 : 차단풍발생날개

Claims (5)

1. 양단이 개방된 원통형으로 형성되어 롤러의 외곽을 형성하는 원통형 관부와, 상기 원통형 관부의 양단부에 내측으로 만곡 형성된 만곡부가 구비된 롤러관체와, 외주부가 상기 롤러관체의 양단 내주부에 결합되는 원통부와, 상기 원통부의 내측단에 일체로 형성되는 내측 플랜지부가 구비된 엔드캡을 포함하는 롤러본체와;
   상기 롤러본체를 관통하도록 설치되는 샤프트와;
   상기 롤러본체와 샤프트 사이에 삽입되며 상기 샤프트의 외경보다 큰 내경을 가지는 소경축부와, 상기 소경축부에 일체로 형성되는 대경축부를 가지는 중공형 전동축과;
   상기 롤러본체의 양단부와 샤프트 사이에서 축방향 외측에 설치되며 상기 소경축부의 외주면에 내륜의 내주면이 밀착되는 제1 베어링과;
   상기 롤러본체의 양단부와 샤프트 사이에서 축방향 내측에 설치되며 상기 대경축부의 내주면에 외륜의 외주면이 밀착되고 내륜의 내주면이 상기 샤프트의 외주면에 밀착되는 제2 베어링과;
   상기 롤러본체의 양단 개방부와 샤프트 사이에 설치되어 미세분진이 상기 제1 베어링 및 제2 베어링으로 침입하는 것을 방지하는 실링수단;을 포함하며,
   상기 실링수단은 상기 롤러본체와 일체로 회전하는 제1 실링부재와, 상기 샤프트에 고정되는 제2 실링부재로 구성되며,
   상기 제1 실링부재에는 반경방향 내측에서 축방향 외측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 외향 동심원상 리브와, 반경방향 외측에서 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제2 내향 동심원상 리브가 구비되고,
   상기 제2 실링부재에는 축방향 내측으로 연장 형성되는 복수개의 제1 내향 동심원상 리브가 구비되는 컨베이어용 롤러에 있어서,
   상기 엔드캡의 내주부에 결합되며 전동회전체는 중량을 경량화하여 동력 손실을 저감하고 기계적 강도가 저하되지 않도록 하기 위하여, 상기 엔드캡의 원통부 내주면에 밀착되는 외통부와, 상기 외통부에서 반경 방향 내측으로 이격된 내통부 및, 상기 외통부와 내통부의 축방향 외측 단부를 일체로 연결하는 연결플랜지부를 가지는 중공형으로 구성되며, 상기 외통부와 내통부의 축방향 내측 단부는 개방되고, 상기 외통부와 내통부는 복수개의 보강리브에 의하여 연결되는 전동회전체를 더 포함하고,
   상기 내통부의 내주면에 상기 제1 베어링의 외륜의 외주면이 밀착되며,
   상기 실링수단은 상기 중공형 전동축의 연결플랜지부에 형성되어 상기 제2 내향 동심원상 리브에 맞물리는 제2 외향 동심원상 리브를 더 포함하고,
   상기 실링수단은 상기 제1 실링부재의 축방향 외측면에 방사상으로 돌출 형성되어 중공형 전동축과 함께 회전하면서 미세분진 등의 이물질이 베어링부로 침입하는 것을 차단하는 차단풍을 발생시키는 복수개의 차단풍발생날개를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 컨베이어용 롤러.
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