KR102217124B1 - 소터 장치용 캐리어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소터 장치용 캐리어에 관한 것으로, 캐리어 프레임을 사각 파이프 부재로 적용하고 리벳 결합을 통해 상호 결합하도록 구성함으로써, 알루미늄 압출 및 다이캐스팅과 같은 고비용의 공정이 불필요하고, 볼트 및 용접 등의 조립 공정이 불필요하여 조립 공정의 시간 및 비용이 절감되며, 설계 변경에 따른 교체 작업시 별도의 금형 변경이 불필요하여 용이한 교체 변경이 가능하며, 이러한 단순한 구조에도 구조적 안정성이 향상된 소터 장치용 캐리어에 관한 것이다.

Description

소터 장치용 캐리어{Sorter Carrier}

본 발명은 소터 장치용 캐리어에 관한 것이다. 보다 상세하게는 캐리어 프레임을 사각 파이프 부재로 적용하고 리벳 결합을 통해 상호 결합하도록 구성함으로써, 알루미늄 압출 및 다이캐스팅과 같은 고비용의 공정이 불필요하고, 볼트 및 용접 등의 조립 공정이 불필요하여 조립 공정의 시간 및 비용이 절감되며, 설계 변경에 따른 교체 작업시 별도의 금형 변경이 불필요하여 용이한 교체 변경이 가능하며, 이러한 단순한 구조에도 구조적 안정성이 향상된 소터 장치용 캐리어에 관한 것이다.

물류라는 용어는 물적 유통(physical distribution)의 줄임말로서, 생산자로부터 소비자에게 제품, 재화를 효과적으로 옮겨주는 기능 또는 활동의 총칭이다. 일반적으로 포장, 하역, 수송, 보관 및 정보와 같은 여러 활동을 말한다.

통상적으로 제품, 재화를 수송하는 데는 포장, 보관, 집하/적재, 수송, 하역/배달, 보관 등의 여러 과정을 거친다. 어떠한 수송수단을 이용하든 이러한 과정을 거치지 않고는 제품, 재화의 이동은 불가능하다. 이러한 이동의 전체를 종합적으로 보는 것이 물적 유통(물류)인 것이다.

근래에 들어서는 대량생산, 대량판매, 대량소비가 시대의 추세가 되었으며, 그 사이를 잇는 물자의 흐름을 효율화할 필요성이 커졌기 때문에 물류의 중요성이 점차 커지고 있다.

물류 창고는 일반적으로 공장 또는 생산지에서 대량으로 생산된 각종 식료품, 음료, 의류, 가전, 잡화 및 산업용품 등의 일상에서 사용되는 모든 물품들을 일시 또는 장기간 적재 보관하기 위한 저장창고를 말한다. 이러한 물류 창고는 최근 물류산업의 급속한 발달로 인하여 단순한 물류의 관리차원에서 벗어나 물류 창고 내 보관재고의 물품배치에서부터 효율적인 입출고는 물론 재고관리 등의 새로운 비즈니스의 창출을 도모할 수 있도록 설계 및 시공되고 있다.

이러한 물류 창고는 신속한 화물의 입고와 출고가 생명이기 때문에 대부분 기계화 또는 자동화된 화물의 적재 및 하역 수단을 구비하고 있으며, 대표적으로 스태커 크레인, 셔틀, 리프트 등의 자동화 설비가 사용되고 있다. 또한, 이외에도 다양한 화물을 사용자가 설정한 특정 분류 기준에 따라 자동으로 분류할 수 있는 소터(sorter) 장치 등이 사용되고 있다.

이러한 소터 장치는 폐루프 경로의 주행 레일을 따라 연속적으로 이동하는 다수개의 캐리어와, 캐리어에 분류 대상 물품을 공급하는 인덕션 장치와, 캐리어로부터 물품을 분류 배출할 수 있도록 형성되는 배출 장치를 포함하여 구성된다.

각각의 캐리어는 주행 레일을 따라 주행하도록 주행 롤러가 결합되는 캐리어 프레임과, 캐리어 프레임에 결합되어 물품을 지지하며 주행 방향에 대한 직각 방향으로 물품을 이송하여 배출 영역으로 배출하는 물품 이송 유닛으로 구성되며, 물품 이송 유닛은 그 작동 방식에 따라 크로스벨트 방식 또는 경사 트레이 방식으로 분류할 수 있다.

크로스벨트 방식은 캐리지의 주행 방향에 대한 직각 방향으로 이동하는 이송 벨트를 통해 물품을 배출 영역에 배출시키는 방식으로 구성되고, 경사 트레이 방식은 캐리지의 물품 지지판을 캐리지의 주행 방향에 대한 직각 방향으로 경사지게 함으로써, 물품을 경사면을 따라 자중에 의해 이동시켜 배출 영역에 배출시키는 방식으로 구성된다.

또한, 캐리어의 캐리어 프레임은 주행 안정성 및 물품 이송 유닛에 대한 지지 안정성 등의 기능을 확보할 수 있는 구조로 제작되는데, 일반적으로 알루미늄 압출 또는 다이캐스팅 방식으로 부품을 제작한 후, 이들을 볼트 조립하는 방식으로 제작되거나 또는 철판을 절단 및 절곡 등의 가공을 통해 부품을 제작한 후, 용접 등을 통해 이들을 결합하는 방식 등을 이용하여 제작된다.

이러한 구조의 캐리어 프레임은 알루미늄 가공에 따라 제작 비용이 증가하고 구조가 복잡할 뿐만 아니라 볼트 조립이나 용접 가공 등 제작 및 조립 공정이 어렵고 시간이 오래 걸리는 등의 문제가 있다.

국내등록특허 제10-2010342호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 캐리어 프레임을 사각 파이프 부재로 적용하고 리벳 결합을 통해 상호 결합하도록 구성함으로써, 알루미늄 압출 및 다이캐스팅과 같은 고비용의 공정이 불필요하고, 볼트 및 용접 등의 조립 공정이 불필요하여 조립 공정의 시간 및 비용이 절감되며, 설계 변경에 따른 교체 작업시 별도의 금형 변경이 불필요하여 용이한 교체 변경이 가능하며, 이러한 단순한 구조에도 구조적 안정성이 향상된 소터 장치용 캐리어를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 물품 이송 유닛의 구동 관련 구성요소가 서로 이웃하는 캐리어 사이 공간으로 돌출되지 않도록 함으로써, 캐리어 사이 간격을 더 작게 형성할 수 있고, 곡선 주행 경로 상에서도 캐리어 사이의 접촉 간섭을 완벽하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 캐리어 사이 이격 간격에 대한 설계 자유도가 향상되며, 전체적으로 캐리어의 설치 개수를 증가시킬 수 있어 물품 운반 효율을 증가시킬 수 있는 소터 장치용 캐리어를 제공하는 것이다.

본 발명은, 물품을 운반 분류하는 소터 장치에서 복수개가 서로 연결되어 주행 레일을 따라 주행하는 소터 장치용 캐리어에 있어서, 상기 주행 레일을 따라 주행하도록 양측단부에 주행 롤러가 결합되는 캐리어 프레임; 및 상기 캐리어 프레임에 결합되어 물품을 지지하며 상기 캐리어 프레임의 주행 방향에 대한 직각 방향으로 물품을 이송하는 물품 이송 유닛을 포함하고, 상기 캐리어 프레임은, 상기 주행 방향의 직각 방향으로 길게 배치되며 양측단부에 상기 주행 롤러가 결합되는 횡단 프레임; 및 상기 횡단 프레임과 직각 방향으로 전방 돌출되게 배치되어 상기 횡단 프레임의 중심부에 결합되는 종단 프레임을 포함하고, 상기 횡단 프레임은 사각 파이프 부재를 절단 가공하여 제작되고, 상기 횡단 프레임과 종단 프레임은 리벳 결합을 통해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 소터 장치용 캐리어를 제공한다.

이때, 상기 종단 프레임의 전방 끝단에는 이웃하는 캐리어 프레임과 회전 가능하게 연결되도록 연결 조인트가 전방 돌출되게 장착되고, 상기 횡단 프레임의 중심부에는 상기 연결 조인트에 체결되는 결합핀이 결합될 수 있도록 결합핀 장착부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 종단 프레임은, 하면을 이루는 평판 형태로 상기 횡단 프레임과 직각 방향으로 길게 형성되는 하면부; 상기 횡단 프레임의 하면에 접촉 결합되도록 상기 하면부의 길이 방향 일단으로부터 수평 연장 형성되는 결합 연장부; 상기 하면부의 폭 방향 양단으로부터 각각 상향 절곡되는 측면부; 상기 측면부의 상단으로부터 각각 내측 방향으로 수평 절곡되어 상기 횡단 프레임의 상면과 동일 평면을 이루는 상단 지지부; 및 상기 하면부, 측면부 및 상단 지지부의 내측면에 접촉 결합하도록 직육면체 형태로 형성되어 상기 종단 프레임의 전방 끝단에 배치되며, 외측면에 상기 연결 조인트가 장착되는 홀더 블록을 포함하고, 상기 종단 프레임은 상기 결합 연장부를 통해 상기 횡단 프레임의 하면과 리벳 결합되고, 별도의 결합 플레이트를 통해 상기 횡단 프레임의 상면과 결합되며, 상기 결합 플레이트는 상기 종단 프레임의 상단 지지부 일부 영역과 상기 횡단 프레임의 상면 일부 영역에 동시 접촉하도록 형성되어 상기 상단 지지부 및 횡단 프레임의 상면에 각각 리벳 결합될 수 있다.

또한, 상기 결합핀 장착부는, 상기 종단 프레임이 횡단 프레임에 결합된 상태에서 상기 결합 플레이트와 상기 횡단 프레임의 상면을 관통하여 고정되며 중심부에는 상기 결합핀이 관통할 수 있도록 핀 삽입홀이 형성되는 상단 장착부; 및 상기 종단 프레임이 횡단 프레임에 결합된 상태에서 상기 종단 프레임의 결합 연장부와 상기 횡단 프레임의 하면을 관통하여 고정되며 중심부에는 상기 결합핀의 하단이 체결될 수 있도록 탭홀이 형성되는 하단 장착부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 연결 조인트는, 상기 홀더 블록의 외측면에 전방 돌출되게 결합되는 연결 로드; 상기 연결 로드의 전방 끝단에 링 형태로 형성되는 링 바디; 및 외주면이 상기 링 바디의 내주면과 슬라이드 접촉하며 자유 회전하도록 상기 링 바디에 결합되며 중심부에는 상기 결합핀이 관통 결합되도록 핀 결합홀이 형성되는 구 형상의 슬라이드 코어를 포함할 수 있다.

또한, 상기 횡단 프레임의 중심부 후방 측면에는 상기 연결 조인트가 상기 결합핀과 결합한 상태에서 상기 결합핀을 중심으로 수평 회전할 수 있도록 회전 슬롯홀이 수평 방향으로 길게 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전 슬롯홀의 중심부에는 상하 방향으로 개구부의 직경이 확장되는 슬롯 확장부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 물품 이송 유닛은 별도의 제 1 및 제 2 지지 프레임을 통해 상기 캐리어 프레임에 상향 이격되게 결합되며, 상기 제 1 지지 프레임은 하단부가 상기 횡단 프레임의 전방 측면에 결합되고, 상기 제 2 지지 프레임은 하단부가 상기 홀더 블록의 외측면에 결합될 수 있다.

본 발명에 의하면, 캐리어 프레임을 사각 파이프 부재로 적용하고 리벳 결합을 통해 상호 결합하도록 구성함으로써, 알루미늄 압출 및 다이캐스팅과 같은 고비용의 공정이 불필요하고, 볼트 및 용접 등의 조립 공정이 불필요하여 조립 공정의 시간 및 비용이 절감되며, 설계 변경에 따른 교체 작업시 별도의 금형 변경이 불필요하여 용이한 교체 변경이 가능하며, 이러한 단순한 구조에도 구조적 안정성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 물품 이송 유닛의 구동 관련 구성요소가 서로 이웃하는 캐리어 사이 공간으로 돌출되지 않도록 함으로써, 캐리어 사이 간격을 더 작게 형성할 수 있고, 곡선 주행 경로 상에서도 캐리어 사이의 접촉 간섭을 완벽하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 캐리어 사이 이격 간격에 대한 설계 자유도가 향상되며, 전체적으로 캐리어의 설치 개수를 증가시킬 수 있어 물품 운반 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 폐루프 경로 순환 형태를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 결합 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 캐리어 프레임과 물품 이송 유닛의 결합 구조를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 캐리어 프레임에 대한 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 캐리어 프레임에 대한 세부 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 6은 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 프레임의 상호 연결 구조를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 물품 이송 유닛에 대한 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 이송 유닛의 동력 전달 수단에 대한 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 이송 유닛의 구동 롤러에 대한 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 이송 유닛의 구동 롤러에 대한 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 폐루프 경로 순환 형태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 결합 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 캐리어 프레임과 물품 이송 유닛의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 캐리어 프레임에 대한 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 캐리어 프레임에 대한 세부 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 프레임의 상호 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 소터 장치에 대해 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 타원 형태를 갖는 폐루프 형태의 주행 경로가 형성되도록 주행 레일(미도시)이 형성되며, 다수개의 캐리어(10)가 순차적으로 연결되어 주행 레일을 따라 연속적으로 순환 이동하도록 구성된다. 이러한 주행 경로의 중간 영역에는 하나 이상의 인덕션 장치 및 배출 장치가 구비되어 다수개의 캐리어(10)에 물품을 공급하거나 또는 캐리어(10)로부터 물품을 배출시킨다.

주행 레일을 따라 주행하는 다수개의 캐리어(10)는 연결 조인트(730) 및 결합핀(740)을 통해 서로 회전 가능하게 연결되며, 그 사이 간격은 직선 주행 경로 상에서 일정 간격(d) 만큼 이격되게 배치된다. 이 경우, 곡선 주행 경로 상에서는 도 1의 확대도에 도시된 바와 같이 캐리어(10)의 내측단부에서는 이격 간격이 d보다 작은 d1으로 감소하고, 외측단부에서는 이격 간격이 d보다 큰 d2로 증가하게 된다.

이러한 캐리어(10)는, 주행 레일을 따라 주행하도록 양측단부에 주행 롤러(702)가 결합되는 캐리어 프레임(30)과, 캐리어 프레임(30)의 상부에 결합되어 물품을 지지하며 캐리어 프레임(30)의 주행 방향에 대한 직각 방향으로 물품을 이송하는 물품 이송 유닛(20)을 포함하여 구성된다.

여기서, 물품 이송 유닛(20)은 크로스 벨트 방식이 적용될 수 있는데, 물품을 이송하는 이송 벨트(400)를 구동하는 구동 관련 구성요소가 캐리어(10) 사이 공간으로 돌출되지 않도록 함으로써, 캐리어(10) 사이 간격을 더 작게 형성할 수 있고, 이에 따라 곡선 주행 경로 상에서도 캐리어(10) 사이의 접촉 간섭을 완벽하게 방지할 수 있으며, 전체적으로 캐리어(10)의 설치 개수를 증가시킬 수 있어 물품 운반 효율을 증가시킬 수 있다. 이러한 물품 이송 유닛(20)에 대한 상세한 설명은 도 7 내지 도 10을 중심으로 후술한다.

캐리어 프레임(30)은, 주행 방향의 직각 방향으로 길게 배치되며 양측단부에 주행 롤러(702)가 결합되는 횡단 프레임(710)과, 횡단 프레임(710)과 직각 방향으로 전방 돌출되게 배치되어 횡단 프레임(710)의 중심부에 결합되는 종단 프레임(720)을 포함하여 구성된다. 횡단 프레임(710)의 양측단부에는 주행 레일 위를 주행하는 주행 롤러(702) 이외에 주행 가이드를 위한 주행 가이드 레일(703) 또한 각각 장착된다.

종단 프레임(720)의 전방 끝단에는 이웃하는 캐리어 프레임(30)과 회전 가능하게 연결되도록 연결 조인트(730)가 전방 돌출되게 장착되고, 횡단 프레임(710)의 중심부에는 연결 조인트(730)에 체결되는 결합핀(740)이 결합될 수 있도록 결합핀 장착부(750)가 형성된다.

횡단 프레임(710)은 사각 파이프 부재를 절단 가공하여 제작된다. 이때, 사각 파이프 부재는 사각 파이프 형태로 제작 유통되는 일반 사각 파이프를 이용한 것으로, 이러한 사각 파이프를 길이에 맞게 절단하고, 필요한 부위(결합홀 등)를 절단 가공하는 방식으로 횡단 프레임(710)을 형성할 수 있다. 종단 프레임(720)은 단순 철판을 절단 및 절곡 가공하여 제작되고, 횡단 프레임(710)과 종단 프레임(720)은 리벳 결합을 통해 상호 결합된다.

이와 같이 횡단 프레임(710)을 단순한 사각 파이프 부재를 이용함으로써, 알루미늄 소재의 압출, 다이캐스팅 등의 공정이 불필요하고, 이에 따라 제작이 단순하고 제작 비용이 감소하며, 설계 변경에 따른 제품 교체시에도 별도 금형 등이 불필요하여 용이하게 제품 교체가 가능하다. 종단 프레임(720) 또한 단순 철판을 절단 및 절곡 가공하여 제작하므로, 마찬가지로 제작 공정이 단순하고 제작 비용이 감소한다.

또한, 횡단 프레임(710)과 종단 프레임(720)을 리벳(R)을 통해 상호 결합시킴으로써, 용접 공정 또는 볼트 체결 공정이 불필요하여 조립 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 용접에 의한 변형이나 용접 불량 등의 문제를 예방할 수 있으며, 단순하고 신속한 조립 공정이 가능하여 제작 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

이러한 횡단 프레임(710)과 종단 프레임(720)에는 중량 감소 및 재료 절감을 위해 다수개의 관통홀(701)이 형성될 수 있다.

이러한 캐리어 프레임(30)의 상부에는 전술한 바와 같이 물품 이송 유닛(20)이 장착되는데, 물품 이송 유닛(20)은 별도의 제 1 지지 프레임(100-1) 및 제 2 지지 프레임(100-2)을 통해 캐리어 프레임(30)에 상향 이격되게 결합되며, 제 1 지지 프레임(100-1)은 하단부가 횡단 프레임(710)의 전방 측면에 결합되고, 제 2 지지 프레임(100-2)은 하단부가 종단 프레임(720)의 전장 끝단 측면에 결합된다. 이와 같이 제 1 지지 프레임(100-1) 및 제 2 지지 프레임(100-2)이 횡단 프레임(710) 및 종단 프레임(720)의 측면에 결합함으로써, 물품 이송 유닛(20) 및 이를 지지하는 지지 프레임(100-1,100-2)이 캐리어 프레임(30) 영역의 외측으로 돌출되지 않게 되고, 지지 프레임(100-1,100-2)의 구조가 단순화될 수 있으며, 이에 따라 캐리어(10) 상호 간의 간격을 더욱 근접하게 할 수 있다.

횡단 프레임(710)은 단순 사각 파이프 형태이고, 종단 프레임(720)은 철판을 절단 및 절곡 가공한 상태로 횡단 프레임(710)에 결합되는데, 이러한 종단 프레임(720)은, 하면을 이루는 평판 형태로 횡단 프레임(710)과 직각 방향으로 길게 형성되는 하면부(721)와, 횡단 프레임(710)의 하면에 접촉 결합되도록 하면부(721)의 길이 방향 일단으로부터 수평 연장 형성되는 결합 연장부(722)와, 하면부(721)의 폭 방향 양단으로부터 각각 상향 절곡되는 측면부(723)와, 측면부(723)의 상단으로부터 각각 내측 방향으로 수평 절곡되어 횡단 프레임(710)의 상면과 동일 평면을 이루는 상단 지지부(724)와, 하면부(721), 측면부(723) 및 상단 지지부(724)의 내측면에 접촉 결합하도록 직육면체 형태로 형성되어 종단 프레임(720)의 전방 끝단에 배치되며 외측면에 연결 조인트(730)가 장착되는 홀더 블록(725)을 포함하여 구성된다.

이러한 종단 프레임(720)은 결합 연장부(722)를 통해 횡단 프레임(710)의 하면과 리벳 결합되고, 별도의 결합 플레이트(760)를 통해 횡단 프레임(710)의 상면과 결합된다.

이때, 결합 플레이트(760)는 종단 프레임(720)의 상단 지지부(724) 일부 영역과 횡단 프레임(710)의 상면 일부 영역에 동시 접촉하도록 형성되어 종단 프레임(720)의 상단 지지부(724) 및 횡단 프레임(710)의 상면에 각각 리벳 결합되며, 이를 통해 종단 프레임(720)과 횡단 프레임(710)의 상면이 결합된다.

한편, 횡단 프레임(710)에 형성된 결합핀 장착부(750)는, 종단 프레임(720)이 횡단 프레임(710)에 결합된 상태에서 결합 플레이트(760)와 횡단 프레임(710)의 상면을 관통하여 고정되며 중심부에는 결합핀(740)이 관통할 수 있도록 핀 삽입홀(751-1)이 형성되는 상단 장착부(751)와, 종단 프레임(720)이 횡단 프레임(710)에 결합된 상태에서 종단 프레임(720)의 결합 연장부(722)와 횡단 프레임(710)의 하면을 관통하여 고정되며 중심부에는 결합핀(740)의 하단이 체결될 수 있도록 탭홀(752-1)이 형성되는 하단 장착부(752)를 포함하여 구성된다.

종단 프레임(720)의 전방 끝단 홀더 블록(725)에 결합되는 연결 조인트(730)는, 홀더 블록(725)의 외측면에 전방 돌출되게 결합되는 연결 로드(731)와, 연결 로드(731)의 전방 끝단에 링 형태로 형성되는 링 바디(732)와, 외주면이 링 바디(732)의 내주면과 슬라이드 접촉하며 자유 회전하도록 링 바디(732)에 결합되며 중심부에는 결합핀(740)이 관통 결합되도록 핀 결합홀(734)이 형성되는 구 형상의 슬라이드 코어(733)를 포함하여 구성된다.

이러한 구조에 따라 서로 이웃하는 캐리어 프레임(30)은 후방 캐리어 프레임(30)의 연결 조인트(730)를 전방 캐리어 프레임(30)의 결합핀 장착부(750)에 상하 일렬 상태로 배치하고, 이 상태에서 결합핀(740)을 체결함으로써, 서로 회전 가능하게 연결된다.

즉, 연결 조인트(730)의 핀 결합홀(734)을 결합핀 장착부(750)의 핀 삽입홀(751-1) 및 탭홀(752-1)과 동심축 상에 위치시키고, 이 상태에서 결합핀(740)이 핀 삽입홀(751-1) 및 핀 결합홀(734)을 관통하여 탭홀(752-2)에 체결됨으로써, 연결 조인트(730)와 결합핀(740)이 상호 회전 가능하게 연결 결합된다.

따라서, 연결 조인트(730)는 횡단 프레임(710) 내부 공간에서 결합핀(740)과 결합하여 결합핀(740)을 중심으로 수평 회전 가능하며, 수평 회전축의 직각 방향 수평축을 중심으로 수직 회전 가능하다. 이러한 수평 및 수직 회전 구조에 따라 복수개의 캐리어 프레임(30)은 곡선 레일 및 경사 레일 등을 원활하게 주행하게 된다.

이러한 회전 구조에 대응하여, 횡단 프레임(710)의 중심부 후방 측면에는 연결 조인트(730)가 결합핀(740)과 결한된 상태에서 결합핀(740)을 중심으로 수평 회전할 수 있도록 회전 슬롯홀(711)이 수평 방향으로 길게 형성되며, 회전 슬롯홀(711)의 중심부에는 상하 방향으로 개구부의 직경이 확장되는 슬롯 확장부(712)가 형성된다. 슬롯 확장부(712)는 연결 조인트(730)의 수직 회전을 더 넓은 범위에서 가능하게 하기 위함이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소터 장치용 캐리어의 물품 이송 유닛에 대한 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 이송 유닛의 동력 전달 수단에 대한 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 물품 이송 유닛(20)은 캐리어 프레임(30)의 상부에 장착되어 물품을 지지하며 주행 방향의 직각 방향으로 물품을 이송하는 장치로서, 이송 벨트를 구동하는 구동 관련 구성요소가 캐리어(10) 사이 공간으로 돌출되지 않도록 형성되며, 베이스 프레임(100)과, 구동 롤러(200) 및 종동 롤러(300)와, 이송 벨트(400)와, 구동부(500)와, 동력 전달 수단(600)을 포함하여 구성된다.

베이스 프레임(100)은 전술한 제 1 지지 프레임(100-1) 및 제 2 지지 프레임(100-2)을 통해 캐리어 프레임(30)의 상부에 결합되며 물품 이송 유닛(20)을 전체적으로 지지하는 기본 구조를 이루는 것으로, 캐리어(10) 주행 방향의 직각 방향을 따라 서로 평행하게 배치되는 2개의 메인 부재(110)를 포함한다. 이러한 메인 부재(110)의 상부에는 이송 벨트(400)를 지지할 수 있도록 별도의 지지판(120)이 장착될 수 있다.

구동 롤러(200) 및 종동 롤러(300)는 이송 벨트(400)를 이동시키기 위해 이송 벨트(400)가 권취되는 구성으로, 캐리어(10)의 주행 방향의 직각 방향으로 서로 이격되게 위치하도록 베이스 프레임(100)의 양단에 각각 회전 가능하게 장착된다. 이때, 구동 롤러(200) 및 종동 롤러(300)는 이송 벨트(400)가 권취되는 영역이 2개의 메인 부재(110) 사이 공간에 위치하도록 양단부가 2개의 메인 부재(110)에 각각 결합된다.

이송 벨트(400)는 양단이 구동 롤러(200) 및 종동 롤러(300)에 권취되어 구동 롤러(200)의 회전에 의해 물품을 이송하도록 구성된다. 이송 벨트(400)는 구동 롤러(200) 및 종동 롤러(300)에 권취되어 무한궤도 방식으로 회전 이동하며 상면에 안착된 물품을 캐리어(10) 주행 방향의 직각 방향으로 이송한다. 이송 벨트(400)의 내측면에는 이송 벨트(400)가 이동하는 과정에서 구동 롤러(200) 및 종동 롤러(300)로부터 이동 방향의 직각 방향으로 이탈하지 않도록 이동 경로를 가이드하는 가이드 돌기(410)가 형성될 수 있다. 가이드 돌기(410)는 이송 벨트(400)의 이동 방향을 따라 연속되게 형성되며, 구동 롤러(200) 및 종동 롤러(300)의 외주면과, 지지판(120)의 상면에는 이러한 이송 벨트(400)의 가이드 돌기(410)가 삽입 가이드되도록 가이드 홈(202,121)이 형성될 수 있다. 따라서, 이송 벨트(400)가 구동 롤러(200) 및 종동 롤러(300)에 권취된 상태로 캐리어(10) 주행 방향의 직각 방향으로 이동하는 과정에서 이송 벨트(400)의 경로 이탈이 방지되고 안정적인 작동이 가능하다.

구동부(500)는 구동 롤러(200)를 회전 구동하도록 구동력을 발생시키는 구성으로, 전기적으로 작동하는 구동 모터(510)를 포함하여 구성될 수 있다.

동력 전달 수단(600)은 구동부(500)의 구동력이 구동 롤러(200)에 전달되도록 구동부(500)와 구동 롤러(200)를 연결하는 것으로, 구동 모터(510)의 회전 동력을 전달할 수 있는 다양한 기계 요소를 통해 구성될 수 있다.

이러한 동력 전달 수단(600)은 일측이 구동부(500)에 연결되고 타측이 구동 롤러(200)에 연결되는데, 구동 롤러(200)와 연결되는 부위는 구동 롤러(200)에 이송 벨트(400)가 권취되는 영역 내에 형성되도록 구성된다.

즉, 구동 롤러(200)가 2개의 메인 부재(110) 사이에 배치되고, 이러한 구동 롤러(200)의 외주면에 이송 벨트(400)가 권취되는데, 동력 전달 수단(600)은 구동 롤러(200)의 영역 중 이송 벨트(400)가 권취되는 영역 내에서 구동 롤러(200)와 연결되도록 구성된다. 따라서, 동력 전달 수단(600)은 2개의 메인 부재(110)의 사이 공간 내에서 구동 롤러(200)와 연결되므로, 2개의 메인 부재(110) 사이 공간의 외측으로 돌출되지 않는다.

좀더 자세히 살펴보면, 동력 전달 수단(600)은, 구동부(500)에 의해 회전 구동되는 회전 풀리(610)와, 일단이 회전 풀리(610)에 권취되고 타단이 구동 롤러(200)에 권취되는 구동 벨트(620)를 포함하여 구성될 수 있으며, 구동 롤러(200)의 외주면에는 구동 벨트(620)가 권취되도록 오목하게 함몰된 형태의 벨트 결합부(201)가 형성될 수 있다.

이때, 회전 풀리(610)는 구동부(500)에 직접 연결되어 회전 구동될 수 있으나, 별도의 중간 감속 모듈(630)을 통해 구동부(500)와 회전 풀리(610)가 연결되어 회전 구동될 수도 있다.

중간 감속 모듈(630)은 구동부(500)의 회전 구동력을 회전 감속된 상태로 구동 롤러(200)에 전달하기 위한 구성으로, 이러한 구성에 따라 구동부(500)의 회전 구동력은 중간 감속 모듈(630), 회전 풀리(610) 및 구동 벨트(620)를 통해 회전 감속된 상태로 구동 롤러(200)에 전달된다.

이러한 중간 감속 모듈(630)은, 구동부(500)에 직접 연결되어 회전 구동되는 구동 풀리(631)와, 구동 풀리(631)와 이격되게 배치되는 종동 풀리(632)와, 구동 풀리(631)와 종동 풀리(632)를 연결하는 중간 연결 벨트(633)를 포함하고, 회전 풀리(610)는 종동 풀리(632)의 회전축(634)과 연결되어 종동 풀리(632)와 함께 회전하도록 구성될 수 있다.

이와 같은 구성에 따른 구동부(500)의 동력 전달 과정을 살펴보면, 구동부(500)의 구동 모터(510)는 메인 부재(110)에 장착되며, 구동 모터(510)의 모터축(520)에는 구동 풀리(631)가 결합되어 구동 모터(510)의 작동에 의해 모터축(520)과 일체로 구동 풀리(631)가 회전한다. 종동 풀리(632)는 그 회전축(634)이 메인 부재(110)에 결합되고, 중간 연결 벨트(633)를 통해 구동 풀리(631)와 연결되므로, 구동 풀리(631)의 회전력이 전달되어 종동 풀리(632)가 회전한다. 이때, 구동 풀리(631)와 종동 풀리(632)는 구동 모터(510)에 대한 감속비를 고려하여 사용자의 필요에 따라 적절하게 설계될 수 있는데, 감속비를 크게 하기 위해 종동 풀리(632)의 외경이 구동 풀리(631)의 외경보다 더 크게 형성될 수 있다. 종동 풀리(632)의 회전축(634)에 회전 풀리(610)가 연결되어 일체로 회전하며, 회전 풀리(610)가 회전함에 따라 회전 풀리(610)와 구동 벨트(620)를 통해 연결되는 구동 롤러(200)가 회전하게 된다. 이때, 구동 모터(510)에 대한 감속비를 크게 하기 위해 종동 풀리(632)의 외경이 회전 풀리(610)의 외경보다 더 크게 형성될 수 있으며, 아울러, 구동 롤러(200)에 형성된 벨트 결합부(201)의 외경이 회전 풀리(610)의 외경보다 더 크게 형성될 수 있다.

이러한 구성에 따라 구동 모터(510)의 회전력은 구동 풀리(631), 종동 풀리(632), 회전 풀리(610) 및 구동 롤러(200)의 벨트 결합부(201)를 따라 구동 롤러(200)에 전달되고, 이러한 전달 과정에서 구동 모터(510)의 회전력이 회전 감속된 상태로 구동 롤러(200)에 전달된다. 따라서, 구동 모터(510)에 별도의 감속기를 결합하지 않더라도, 이러한 동력 전달 수단을 통해 감속비를 크게 구성할 수 있어 그 구조를 단순화할 수 있다.

한편, 구동 모터(510)는 2개 메인 부재(110) 사이에 위치하고 구동 모터(510)의 모터축(520)은 2개 메인 부재(110) 사이 공간의 외측에 위치하도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 구동 풀리(631) 및 종동 풀리(632) 또한 2개 메인 부재(110) 사이 공간의 외측에 위치하며, 종동 풀리(632)의 회전축(634)이 메인 부재(110)를 관통하여 일단이 2개 메인 부재(110) 사이 공간에 위치하도록 함으로써, 종동 풀리(632)의 회전축(634)에 결합되는 회전 풀리(610)는 2개 메인 부재(110) 사이 공간에 위치하게 된다. 구동 롤러(200)의 이송 벨트(400)가 권취되는 영역 내에 벨트 결합부(201)가 형성되고, 구동 벨트(620)는 회전 풀리(610)와 벨트 결합부(201)에 권취되어 회전 풀리(610)와 구동 롤러(200)를 연결한다. 따라서, 회전 풀리(610)와 구동 벨트(620)는 2개 메인 부재(110) 사이 공간에 위치하므로, 그 외측에 돌출되지 않는다.

이와 같이 구동부(500)와 구동 롤러(200)를 연결하는 동력 전달 수단(600)의 회전 풀리(610) 및 구동 벨트(620)가 2개 메인 부재(110) 사이 공간에 위치하므로, 구동 롤러(200) 주변 부위에서 동력 전달 수단(600)이 2개 메인 부재(110) 사이의 외측 공간으로, 즉, 캐리어(10)의 외측 공간으로 돌출되지 않고, 이에 따라 캐리어(10)의 곡선 경로 주행시 서로 이웃한 캐리어(10) 사이의 접촉 간섭 방지 효과가 더욱 안정적으로 유지되어 캐리어(10) 이격 간격에 대한 설계 자유도가 더욱 향상될 수 있고, 전체적으로 캐리어(10) 개수를 증가시킬 수 있어 물류 반송 효율을 증가시킬 수 있다.

한편, 중간 연결 벨트(633) 및 구동 벨트(620)는 단순 평벨트 형태로 구성될 수 있으나, 이와 달리 치형이 형성된 타이밍 벨트로 적용 가능하며, 이 경우, 구동 풀리(631), 종동 풀리(632), 회전 풀리(610) 및 벨트 결합부(201) 또한 타이밍 벨트에 대응하여 기어 치형을 갖는 형태로 형성될 수 있다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 이송 유닛의 구동 롤러에 대한 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 이송 유닛의 구동 롤러에 대한 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

2개 메인 부재(110)에 결합되어 구동부(500)에 의해 회전 구동되는 구동 롤러(200)에는 전술한 바와 같이 구동 벨트(620)와 결합하도록 외주면에 오목하게 함몰된 형태의 벨트 결합부(201)가 형성되는데, 일반적인 형태의 구동 롤러(200)에 이러한 벨트 결합부(201)를 형성하기가 어려우며, 특히, 구동 벨트(620)가 타이밍 벨트로 적용되는 경우, 벨트 결합부(201)에 기어 치형을 형성해야 하므로, 원통형의 구동 롤러(200) 외주면 일측에 기어 치형을 형성하는 가공 작업이 매우 어렵다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 롤러(200)는 벨트 결합부(201)가 형성된 부분과 벨트 결합부(201)가 형성되지 않는 부분으로 분리 형성하여 결합하는 방식으로 구성될 수 있다.

예를 들면, 구동 롤러(200)는, 양단부가 2개의 메인 부재(110)에 각각 결합되는 고정축(210)과, 고정축(210)의 외주면에 결합되는 베어링(230)을 사이에 두고 고정축(210)의 외주면에 결합되어 회전하는 롤러 바디(220)를 포함하여 구성될 수 있고, 롤러 바디(220)는 중공 형상의 제 1 롤러 바디(221) 및 제 2 롤러 바디(222)가 고정축(210)의 축 방향을 따라 결합된 형태로 분리 형성되고, 벨트 결합부(201)는 제 2 롤러 바디(222)에 형성되도록 구성될 수 있다. 제 1 롤러 바디(221)는 상대적으로 길이가 긴 원통 형태로 압출 성형 과정 등을 통해 제작될 수 있고, 제 2 롤러 바디(222)는 상대적으로 길이가 짧은 형태로 길이 방향을 따라 단차가 형성되도록 제작되고, 반경 방향으로 최외곽 돌출된 단차 영역에 기어 치형이 형성되도록 기계 가공하는 방식으로 제작될 수 있다.

제 1 롤러 바디(221)와 제 2 롤러 바디(222)는 별도의 스페이서 바디(223)를 사이에 두고 상호 결합될 수 있으며, 제 2 롤러 바디(222)의 끝단에는 제 1 롤러 바디(221)의 외주면과 반경 방향으로 동일 높이의 외주면을 갖는 지지 바디(224)가 결합될 수 있다. 아울러, 제 1 롤러 바디(221)의 끝단부에는 베어링(230)과 제 1 롤러 바디(221)의 내주면 사이에 별도의 스페이서 블록(225)가 삽입 개재될 수 있다.

이러한 구성에 따라 중간 외주면 영역에 벨트 결합부(201)가 형성된 구동 롤러(200)를 분리 구조로 별도 제작하여 결합하는 방식으로 용이하게 제작할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

10: 캐리어
20: 물품 이송 유닛
30: 캐리어 프레임
100: 베이스 프레임
100-1, 100-2: 제 1 및 제 2 지지 프레임
110: 메인 부재
200: 구동 롤러
201: 벨트 결합부
300: 종동 롤러
400: 이송 벨트
500: 구동부
510: 구동 모터
520: 모터축
600: 동력 전달 수단
610: 회전 풀리
620: 구동 벨트
630: 중간 감속 모듈
631: 구동 풀리
632: 종동 풀리
633: 중간 연결 벨트
710: 횡단 프레임
711: 회전 슬롯홀
712: 슬롯 확장부
720: 종단 프레임
730: 연결 조인트
740: 결합핀
750: 결합핀 장착부
760: 결합 플레이트

Claims (8)

1. 물품을 운반 분류하는 소터 장치에서 복수개가 서로 연결되어 주행 레일을 따라 주행하는 소터 장치용 캐리어에 있어서,
   상기 주행 레일을 따라 주행하도록 양측단부에 주행 롤러가 결합되는 캐리어 프레임; 및
   상기 캐리어 프레임에 결합되어 물품을 지지하며 상기 캐리어 프레임의 주행 방향에 대한 직각 방향으로 물품을 이송하는 물품 이송 유닛
   을 포함하고, 상기 캐리어 프레임은
   상기 주행 방향의 직각 방향으로 길게 배치되며 양측단부에 상기 주행 롤러가 결합되는 횡단 프레임; 및
   상기 횡단 프레임과 직각 방향으로 전방 돌출되게 배치되어 상기 횡단 프레임의 중심부에 결합되는 종단 프레임
   을 포함하고, 상기 횡단 프레임은 사각 파이프 부재를 절단 가공하여 제작되고, 상기 횡단 프레임과 종단 프레임은 리벳 결합을 통해 상호 결합되며,
   상기 종단 프레임의 전방 끝단에는 이웃하는 캐리어 프레임과 회전 가능하게 연결되도록 연결 조인트가 전방 돌출되게 장착되고, 상기 횡단 프레임의 중심부에는 상기 연결 조인트에 체결되는 결합핀이 결합될 수 있도록 결합핀 장착부가 형성되고,
   상기 종단 프레임은
   하면을 이루는 평판 형태로 상기 횡단 프레임과 직각 방향으로 길게 형성되는 하면부;
   상기 횡단 프레임의 하면에 접촉 결합되도록 상기 하면부의 길이 방향 일단으로부터 수평 연장 형성되는 결합 연장부;
   상기 하면부의 폭 방향 양단으로부터 각각 상향 절곡되는 측면부;
   상기 측면부의 상단으로부터 각각 내측 방향으로 수평 절곡되어 상기 횡단 프레임의 상면과 동일 평면을 이루는 상단 지지부; 및
   상기 하면부, 측면부 및 상단 지지부의 내측면에 접촉 결합하도록 직육면체 형태로 형성되어 상기 종단 프레임의 전방 끝단에 배치되며, 외측면에 상기 연결 조인트가 장착되는 홀더 블록
   을 포함하고, 상기 종단 프레임은 상기 결합 연장부를 통해 상기 횡단 프레임의 하면과 리벳 결합되고, 별도의 결합 플레이트를 통해 상기 횡단 프레임의 상면과 결합되며,
   상기 결합 플레이트는 상기 종단 프레임의 상단 지지부 일부 영역과 상기 횡단 프레임의 상면 일부 영역에 동시 접촉하도록 형성되어 상기 상단 지지부 및 횡단 프레임의 상면에 각각 리벳 결합되는 것을 특징으로 하는 소터 장치용 캐리어.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 결합핀 장착부는
   상기 종단 프레임이 횡단 프레임에 결합된 상태에서 상기 결합 플레이트와 상기 횡단 프레임의 상면을 관통하여 고정되며 중심부에는 상기 결합핀이 관통할 수 있도록 핀 삽입홀이 형성되는 상단 장착부; 및
   상기 종단 프레임이 횡단 프레임에 결합된 상태에서 상기 종단 프레임의 결합 연장부와 상기 횡단 프레임의 하면을 관통하여 고정되며 중심부에는 상기 결합핀의 하단이 체결될 수 있도록 탭홀이 형성되는 하단 장착부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소터 장치용 캐리어.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 연결 조인트는
   상기 홀더 블록의 외측면에 전방 돌출되게 결합되는 연결 로드;
   상기 연결 로드의 전방 끝단에 링 형태로 형성되는 링 바디; 및
   외주면이 상기 링 바디의 내주면과 슬라이드 접촉하며 자유 회전하도록 상기 링 바디에 결합되며 중심부에는 상기 결합핀이 관통 결합되도록 핀 결합홀이 형성되는 구 형상의 슬라이드 코어
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소터 장치용 캐리어.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 횡단 프레임의 중심부 후방 측면에는 상기 연결 조인트가 상기 결합핀과 결합한 상태에서 상기 결합핀을 중심으로 수평 회전할 수 있도록 회전 슬롯홀이 수평 방향으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 소터 장치용 캐리어.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 회전 슬롯홀의 중심부에는 상하 방향으로 개구부의 직경이 확장되는 슬롯 확장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 소터 장치용 캐리어.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 물품 이송 유닛은 별도의 제 1 및 제 2 지지 프레임을 통해 상기 캐리어 프레임에 상향 이격되게 결합되며,
   상기 제 1 지지 프레임은 하단부가 상기 횡단 프레임의 전방 측면에 결합되고, 상기 제 2 지지 프레임은 하단부가 상기 홀더 블록의 외측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 소터 장치용 캐리어.
   
   

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