KR102284967B1 - 휠 소터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠 소터 장치에 관한 것으로, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 동력 전달 수단을 복수개의 이송 휠 유닛에 병렬 연결 방식으로 동시에 연결되도록 함으로써, 하나의 방향 전환 구동부를 통해 복수개의 이송 휠 유닛을 동시에 방향 전환할 수 있고, 이에 따라 제작 비용 및 에너지 효율 측면에서 유리하며, 특히, 직렬 연결 방식에 비해 구조의 단순화 및 소형화가 가능하고, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환시 메인 동력 전달 수단과의 간섭이 방지되어 더욱 자유로운 방향 전환 작동이 가능하며 방향 전환 각도 또한 매우 넓은 범위로 다양하게 설정할 수 있으며, 별도의 가이드 블록을 통해 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 작동 상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 위치 정렬핀을 통해 복수개 이송 휠 유닛의 배치 방향을 모두 동일한 방향으로 정확하게 일치시켜 방향 전환의 정확도가 향상되는 휠 소터 장치를 제공한다.

Description

휠 소터 장치{WHEEL SORTER}

본 발명은 휠 소터 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 동력 전달 수단을 복수개의 이송 휠 유닛에 병렬 연결 방식으로 동시에 연결되도록 함으로써, 하나의 방향 전환 구동부를 통해 복수개의 이송 휠 유닛을 동시에 방향 전환할 수 있고, 이에 따라 제작 비용 및 에너지 효율 측면에서 유리하며, 특히, 직렬 연결 방식에 비해 구조의 단순화 및 소형화가 가능하고, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환시 메인 동력 전달 수단과의 간섭이 방지되어 더욱 자유로운 방향 전환 작동이 가능하며 방향 전환 각도 또한 매우 넓은 범위로 다양하게 설정할 수 있으며, 별도의 가이드 블록을 통해 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 작동 상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 위치 정렬핀을 통해 복수개 이송 휠 유닛의 배치 방향을 모두 동일한 방향으로 정확하게 일치시켜 방향 전환의 정확도가 향상되는 휠 소터 장치에 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.

최근에는 정보통신기술의 발달로 온라인 쇼핑 및 이에 따른 택배 서비스가 증가하고 있으며, 이러한 쇼핑 방식의 변화로 인해 다품종 소량 주문 패턴으로 대량의 물품이 유통되고 있는데, 이러한 경향에 따라 물류 창고에서 물품을 자동으로 분류하는 소터 장치의 필요성이 최근들어 더욱 증가하고 있다.

이러한 소터 장치는 물품의 종류 및 처리 방식 등에 따라 다양한 형태가 개발되어 사용되고 있는데, 이송휠을 통해 물품을 분류 이송하는 휠 소터 장치는 경제성 등의 이유로 널리 사용되고 있다.

휠 소터 장치는 별도의 물품 공급 장치로부터 공급되는 물품을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 분류하여 이송하도록 구성되는데, 일반적으로 물품과 마찰 접촉하며 물품을 이송하는 이송 휠 유닛과, 이송 휠 유닛을 회전 구동하는 메인 구동부와, 이송 휠 유닛의 이송 방향을 전환하는 방향 전환부 등을 포함하여 구성된다.

이러한 종래 기술에 따른 휠 소터 장치는 일반적으로 복잡한 구조로 이루어져 제작이 어려울 뿐만 아니라 고장이 빈번히 발생하고, 유지 보수 작업 또한 어렵고 시간이 오래 걸리는 등의 문제가 있다.

국내공개특허 제10-2010-0078064호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 동력 전달 수단을 복수개의 이송 휠 유닛에 병렬 연결 방식으로 동시에 연결되도록 함으로써, 하나의 방향 전환 구동부를 통해 복수개의 이송 휠 유닛을 동시에 방향 전환할 수 있고, 이에 따라 제작 비용 및 에너지 효율 측면에서 유리하며, 특히, 직렬 연결 방식에 비해 구조의 단순화 및 소형화가 가능한 휠 소터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 동력 전달 수단을 타이밍 벨트로 적용하여 이송 휠 유닛의 외주면 측면에 결합하도록 함으로써, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환시 메인 동력 전달 수단과의 간섭이 방지되어 더욱 자유로운 방향 전환 작동이 가능하며 방향 전환 각도 또한 매우 넓은 범위로 다양하게 설정할 수 있는 휠 소터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 타이밍 벨트의 이동 경로를 가이드할 수 있는 가이드 블록을 장착함으로써, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 작동 상태를 안정적으로 유지할 수 있으며, 위치 정렬핀을 통해 정렬 상태를 정확하게 유지시켜 복수개 이송 휠 유닛의 배치 방향을 모두 동일하게 일치시킬 수 있고, 이에 따라 정확한 방향 전환이 가능한 휠 소터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 별도의 물품 공급 장치로부터 공급되는 물품을 분류 이송하는 휠 소터 장치에 있어서, 상면에 분류 이송 영역이 형성되는 베이스 프레임; 상기 분류 이송 영역 내에 위치하도록 상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 분류 이송 영역으로 공급되는 물품을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 이송하는 이송 휠 유닛; 물품이 이송되도록 상기 이송 휠 유닛을 구동하는 메인 구동부; 및 상기 이송 휠 유닛에 의한 물품 이송 방향이 전환되도록 상기 이송 휠 유닛의 배치 방향을 전환하는 방향 전환 구동부를 포함하고, 상기 이송 휠 유닛은 물품이 공급되는 방향의 직각 방향으로 복수개 배치되어 하나의 단위 모듈을 이루며, 상기 단위 모듈은 물품이 공급되는 방향으로 이격되게 복수개 배치되며, 서로 인접한 2개의 단위 모듈이 방향 전환 동력 전달 수단을 통해 하나의 방향 전환 구동부에 동시에 연결되어 동시에 방향 전환되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치를 제공한다.

이때, 상기 이송 휠 유닛은 수평 방향의 롤러 샤프트를 중심으로 회전하는 이송 휠롤러; 상기 이송 휠롤러의 롤러 샤프트를 지지하는 롤러 지지 브래킷; 및 상기 롤러 지지 브래킷을 하부에서 지지하며 상기 베이스 프레임에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 회전 샤프트를 포함하고, 상기 회전 샤프트가 상기 방향 전환 동력 전달 수단을 통해 상기 방향 전환 구동부에 연결될 수 있다.

또한, 상기 방향 전환 동력 전달 수단은, 일측이 상기 방향 전환 구동부에 연결되어 상기 방향 전환 구동부에 의해 회전 이동하며 중간 구간에서 서로 인접한 2개의 단위 모듈을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛 각각의 회전 샤프트 외주면과 기어 치형을 통해 동시에 맞물림 결합되는 타이밍 벨트를 포함하고, 상기 회전 샤프트의 외주면에는 상기 타이밍 벨트와 맞물림 결합되도록 기어 치형이 형성될 수 있다.

또한, 상기 방향 전환 구동부는 방향 전환 구동 모터; 및 상기 방향 전환 구동 모터에 의해 회전하며 외주면에 기어 치형이 형성되는 구동 풀리를 포함하고, 상기 타이밍 벨트는 일측이 상기 구동 풀리에 기어 치형을 통해 맞물림 결합되어 회전 이동할 수 있다.

또한, 서로 인접한 2개의 단위 모듈로부터 이격된 일측에는 상기 구동 풀리가 배치되고, 서로 인접한 2개의 단위 모듈로부터 이격된 타측에는 별도의 텐션 풀리가 상기 단위 모듈에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 배치되며, 상기 타이밍 벨트는 일측과 타측이 각각 상기 구동 풀리 및 텐션 풀리에 연결된 상태로 중간 구간이 상기 회전 샤프트의 외주면과 밀착 결합되며, 상기 텐션 풀리의 위치 조절을 통해 상기 타이밍 벨트의 텐션이 조절될 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임에는 상기 타이밍 벨트의 이동 경로를 상기 회전 샤프트의 외주면에 밀착되게 가이드하는 벨트 가이드 블록이 장착될 수 있다.

또한, 상기 벨트 가이드 블록은 상기 단위 모듈을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛의 배치 방향과 평행한 방향으로 길게 형성되어 상기 타이밍 벨트가 각 단위 모듈의 복수개 회전 샤프트의 외주면에 동시에 밀착되게 가이드할 수 있다.

또한, 상기 회전 샤프트의 외주면에는 상기 타이밍 벨트가 상하 방향으로 이탈되지 않도록 상기 타이밍 벨트의 이동 경로를 가이드하는 벨트 가이드 날개부가 외부 돌출되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 롤러 지지 브래킷과 상기 회전 샤프트는 상호 결합 배치 상태를 가이드함과 동시에 고정 유지시킬 수 있도록 별도의 위치 결정핀이 관통 삽입된 상태로 결합될 수 있다.

본 발명에 의하면, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 동력 전달 수단을 복수개의 이송 휠 유닛에 병렬 연결 방식으로 동시에 연결되도록 함으로써, 하나의 방향 전환 구동부를 통해 복수개의 이송 휠 유닛을 동시에 방향 전환할 수 있고, 이에 따라 제작 비용 및 에너지 효율 측면에서 유리하며, 특히, 직렬 연결 방식에 비해 구조의 단순화 및 소형화가 가능한 효과가 있다.

또한, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 동력 전달 수단을 타이밍 벨트로 적용하여 이송 휠 유닛의 외주면 측면에 결합하도록 함으로써, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환시 메인 동력 전달 수단과의 간섭이 방지되어 더욱 자유로운 방향 전환 작동이 가능하며 방향 전환 각도 또한 매우 넓은 범위로 다양하게 설정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 타이밍 벨트의 이동 경로를 가이드할 수 있는 가이드 블록을 장착함으로써, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 작동 상태를 안정적으로 유지할 수 있으며, 위치 정렬핀을 통해 정렬 상태를 정확하게 유지시켜 복수개 이송 휠 유닛의 배치 방향을 모두 동일하게 일치시킬 수 있고, 이에 따라 정확한 방향 전환이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치를 이용한 물품 분류 이송 방식을 개념적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치와 물품 공급 장치를 하나의 모듈로 결합한 형태를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 "A-A"선을 따라 취한 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 배치 상태를 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠롤러의 롤러 본체에 대한 형상을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 9는 도 6의 "B-B"선을 따라 취한 단면도,
도 10은 도 6의 "C-C"선을 따라 취한 단면도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 롤러 샤프트 고정 구조를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛과 방향 전환 구동부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 13은 도 12의 "D-D"선을 따라 취한 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 휠 소터 장치를 이용한 물품 분류 이송 방식을 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치(10)는 컨베이어와 같은 별도의 물품 공급 장치(20)로부터 공급되는 물품(40)을 전달받고, 전달받은 물품(40)을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 분류 이송한다.

도 1에 도시된 바와 같이 휠 소터 장치(10)는 예를 들면, 물품 공급 장치(20)로부터 공급되는 물품(40)을 물품 공급 방향과 동일한 직진 방향으로 이송하거나 또는 물품 공급 방향으로부터 양측으로 직각 방향으로 이송할 수 있다. 물론, 물품 공급 방향으로부터 양측으로 경사진 방향으로 이송할 수도 있다.

이를 위해 휠 소터 장치(10)의 전방에는 물품 공급 장치(20)가 배치되고, 휠 소터 장치(10)의 후방에는 휠 소터 장치(10)로부터 직진 방향으로 분류 이송되는 물품(40)이 계속 이동하도록 또 다른 물품 공급 장치(20)가 배치될 수 있다. 휠 소터 장치(10)의 좌측 및 우측에는 휠 소터 장치(10)로부터 양측 방향으로 분리 이송되는 물품(40)이 이동하도록 물품 이송 슈트(30)가 배치될 수 있다.

이때, 휠 소터 장치(10)와 물품 공급 장치(20)가 교대로 반복 설치될 수 있으며, 이러한 배치 구조의 설치 작업이 용이하도록 휠 소터 장치(10)와 물품 공급 장치(20)가 서로 결합된 형태로 모듈화하여 설치될 수도 있다.

이러한 휠 소터 장치(10)는 물품(40)의 종류를 감지하고, 감지된 물품(40)의 종류에 따라 물품(40)의 이송 방향을 전환하며 3개 방향 중 어느 한 방향으로 물품(40)을 선택적으로 분류 이송시키도록 구성될 수 있다. 이때, 휠 소터 장치(10)의 물품 이송 방향은 사용자의 필요에 따라 2개 방향 또는 4개 방향 등 다양하게 설정될 수 있으며, 물품 이송 방향의 각도 또한 다양하게 설정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치와 물품 공급 장치를 하나의 모듈로 결합한 형태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 "A-A"선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 배치 상태를 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치(10)는, 베이스 프레임(100)과, 이송 휠 유닛(200)과, 메인 구동부(300)와, 방향 전환 구동부(400)를 포함하여 구성된다.

베이스 프레임(100)은 휠 소터 장치(10)의 전체적인 지지 구조를 이루는 구성으로, 다수개의 수평 부재 및 수직 부재들로 이루어질 수 있으며, 상면에는 물품 공급 장치(20)로부터 공급되는 물품(40)을 전달받을 수 있도록 분류 이송 영역(101)이 형성된다. 분류 이송 영역(101)은 물품 공급 장치(20)의 상면과 동일 높이를 갖도록 형성될 수 있다.

이러한 베이스 프레임(100)에는 상단부 측에 상부 지지판(110)과 하부 지지판(120)이 구비된다. 상부 지지판(110)은 분류 이송 영역(101)을 이루도록 베이스 프레임(100)의 상단에 배치되며 이송 휠 유닛(200)이 상향 외부 노출되도록 작동홀(111)이 형성되고, 하부 지지판(120)은 상부 지지판(110)의 하부에 이격되게 배치되며 이송 휠 유닛(200)이 삽입 지지되도록 지지홀(121)이 형성된다.

이송 휠 유닛(200)은 베이스 프레임(100)의 분류 이송 영역(101)으로 공급되는 물품(40)을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 이송하는 구성으로, 분류 이송 영역(101) 내에 위치하도록 베이스 프레임(100)의 상단부에 배치된다. 좀더 구체적으로는, 이송 휠 유닛(200)은 하단부가 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 삽입 지지된 상태로 상단부가 상부 지지판(110)의 작동홀(111)을 통해 외부 노출되게 배치된다. 이송 휠 유닛(200)의 상단은 상부 지지판(110)의 상면보다 상향 돌출되게 배치되며, 이에 따라 물품 공급 장치(20)로부터 분류 이송 영역(101)으로 공급되는 물품(40)은 이송 휠 유닛(200)의 상단에 안착 지지되며, 이송 휠 유닛(200)의 회전에 의해 이송된다.

이송 휠 유닛(200)은 상부 지지판(110)으로부터 상부 돌출되게 배치되어 물품(40)을 안착 지지하는 이송 휠롤러(210)와, 이송 휠롤러(210)를 하부에서 지지하는 롤러 지지 모듈(SM)을 포함하여 구성된다. 롤러 지지 모듈(SM)의 상단에는 이송 휠롤러(210)의 상단 영역 일부만 외부 노출되고 나머지 부분은 노출 차단되도록 이송 휠 유닛(200)의 상부를 감싸는 형태의 회전 작동판(201)이 장착된다. 회전 작동판(201)은 상부 지지판(110)의 상면과 동일 평면을 이루며 작동홀(111)에 삽입되도록 배치됨으로써, 물품(40)의 지지를 보조함과 동시에 이송 휠 유닛(200)의 내부 공간을 보호하는 기능을 수행하며, 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환시 함께 방향 전환된다.

이송 휠롤러(210)는 수평 방향의 롤러 샤프트(212)를 중심으로 회전하며, 이러한 회전을 통해 실질적으로 물품(40)을 이송한다. 롤러 지지 모듈(SM)은 이송 휠롤러(210)의 롤러 샤프트(212)를 하부에서 지지하며 베이스 프레임(100)에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 좀더 구체적으로, 롤러 지지 모듈(SM)은 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 삽입 결합된다. 또한, 롤러 지지 모듈(SM)의 중심부에는 수직 방향의 중공홀(231)이 형성된다.

이러한 이송 휠 유닛(200)은 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 복수개 구비되는데, 물품 공급 방향의 직각 방향을 따라 이격되게 복수개 배치되어 하나의 단위 모듈(UM)을 이루며, 이러한 단위 모듈(UM)이 물품 공급 방향을 따라 이격되게 복수개 배치될 수 있다.

메인 구동부(300)는 분류 이송 영역(101)으로 공급된 물품(40)이 이송되도록 이송 휠 유닛(200)을 회전 구동하는데, 별도의 메인 동력 전달 수단(330)을 통해 이송 휠 유닛(200)의 이송 휠롤러(210)와 연결되어 이송 휠롤러(210)를 회전 구동하도록 구성된다.

이러한 메인 구동부(300)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 이송 휠롤러(210)로부터 연직 하부에 위치하는 메인 구동 롤러(320)와, 메인 구동 롤러(320)를 회전 구동하는 메인 구동 모터(310)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 메인 구동 롤러(320)는 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200)과 평행한 방향으로 배치되며, 복수개의 단위 모듈(UM)의 하부에 각각 배치된다. 메인 구동 모터(310)의 회전축에 모터 풀리(312)가 장착되고, 복수개의 메인 구동 롤러(320)에 롤러 풀리(313)가 장착되며, 모터 풀리(312)와 롤러 풀리(313)는 하나의 동력 전달 벨트(311)에 의해 연결되어 동시에 회전 구동된다.

메인 동력 전달 수단(330)은, 일단이 이송 휠롤러(210)에 권취되고 타단이 메인 구동 롤러(320)에 권취되는 메인 구동 벨트(331)를 포함하여 구성된다. 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200) 각각의 이송 휠롤러(210)에 메인 구동 벨트(331)의 일단 각각 권취되고, 각각의 메인 구동 벨트(331)의 타단은 하나의 메인 구동 롤러(320)에 동시에 권취된다.

따라서, 메인 구동 모터(310)가 회전 작동하면, 동력 전달 벨트(311)로 연결된 복수개의 메인 구동 롤러(320)가 회전하고, 각 메인 구동 롤러(320)에 메인 구동 벨트(331)로 연결된 단위 모듈(UM)의 복수개의 이송 휠롤러(210)가 동시에 회전한다.

이와 같이 하나의 메인 구동 롤러(320)에 동시에 복수개의 메인 구동 벨트(331)가 연결됨으로써, 메인 구동 롤러(320)의 축방향 길이가 상대적으로 길게 형성되므로, 메인 구동 롤러(320)의 외주면에는 메인 구동 벨트(331)의 권취 경로를 가이드하기 위한 원주 방향의 가이드 홈이 형성될 필요가 없고, 별도의 가공 없이 단순한 원통 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 메인 구동 롤러(320)의 축방향 길이가 상대적으로 길게 형성되므로, 메인 구동 롤러(320)의 외주면에서 메인 구동 벨트(331)의 축방향으로 이동 변위 공간이 확보되며, 메인 구동 벨트(331)의 축방향 변위가 발생하더라도 일정 변위 이상에서는 메인 구동 벨트(331)의 장력에 의해 다시 정위치로 복귀하게 된다. 따라서, 메인 구동 롤러(320)에 메인 구동 벨트(331)를 가이드하기 위한 별도의 가이드 홈을 가공할 필요가 없고, 이에 따라 제작 및 설치 작업을 더욱 용이하게 수행할 수 있다.

방향 전환 구동부(400)는 이송 휠 유닛(200)에 의한 물품 이송 방향이 전환되도록 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향을 전환한다. 이러한 방향 전환 구동부(400)는 별도의 방향 전환 동력 전달 수단(430)을 통해 이송 휠 유닛(200)의 롤러 지지 모듈(SM)과 연결되어 롤러 지지 모듈(SM)을 회전시키는 방식으로 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향을 전환한다. 좀더 구체적으로, 방향 전환 동력 전달 수단(430)은 롤러 지지 모듈(SM)의 회전 샤프트(230)와 연결되어 회전 샤프트(230)를 회전시키도록 구성될 수 있다.

이와 같이 방향 전환 구동부(400)에 의해 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향이 전환됨으로써, 이송 휠 유닛(200)에 의해 이송되는 물품(40)의 이송 방향이 선택적으로 전환된다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이 서로 인접한 2개의 단위 모듈(UM)을 각각 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200)이 방향 전환 동력 전달 수단(430)을 통해 하나의 방향 전환 구동부(400)와 동시에 연결되고, 해당 방향 전환 구동부(400)의 작동에 의해 동시에 방향 전환된다.

또한, 하부 지지판(120)의 상면에는 베어링(240)을 가압하여 고정시킬 수 있는 베어링 클램프(260)가 장착되고, 방향 전환 동력 전달 수단(430)의 위치를 가이드할 수 있는 벨트 가이드 블록(450)이 장착되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치(10)의 세부 구성에 대해 좀더 자세히 살펴본다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠롤러의 롤러 본체에 대한 형상을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 9는 도 6의 "B-B"선을 따라 취한 단면도이고, 도 10은 도 6의 "C-C"선을 따라 취한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 롤러 샤프트 고정 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛(200)은 전술한 바와 같이 롤러 샤프트(212)를 중심으로 회전하는 이송 휠롤러(210)와, 이송 휠롤러(210)를 하부에서 지지하는 롤러 지지 모듈(SM)을 포함하여 구성된다.

롤러 지지 모듈(SM)은, 이송 휠롤러(210)의 롤러 샤프트(212)의 양단부를 지지하는 롤러 지지 브래킷(220)과, 롤러 지지 브래킷(220)의 하부에 결합되며 중심부에 중공홀(231)이 형성되는 중공 형상의 회전 샤프트(230)와, 내륜이 회전 샤프트(230)의 외주면에 밀착 결합되고 외륜이 베이스 프레임(100)의 하부 지지판(120)에 밀착 결합되는 베어링(240)을 포함하여 구성된다.

이때, 베어링(240)은 외주면에 스냅링(241)이 일체로 결합된 NR 베어링이 적용되어 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 삽입되며, 스냅링(241)이 지지홀(121)의 둘레 부분에 맞물림 결합되는 방식으로 하부 지지판(120)에 지지된다. 이러한 방식으로 베어링(240)을 하부 지지판(120)에 맞물림 결합할 수 있어 별도의 베어링 하우징 등 베어링을 고정시키기 위한 별도의 부품이 필요하지 않고, 이에 따라 제작 및 조립 작업을 용이하게 수행할 수 있고, 구조를 단순화할 수 있다.

이와 같이 구성된 이송 휠 유닛(200)은 이송 휠롤러(210)와 롤러 지지 모듈(SM)이 전체 조립된 상태로 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 억지 끼워맞춤 방식으로 삽입 결합될 수 있다. 따라서, 별도의 부품을 결합하거나 고정할 필요없이 이송 휠 유닛(200)을 단순히 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 삽입하는 방식으로 이송 휠 유닛(200)의 설치 조립 작업을 완료할 수 있다. 아울러, 복수개의 이송 휠 유닛(200) 중 어느 하나에 손상이 발생하여 교체 필요성이 있는 경우, 해당 이송 휠 유닛(200)만 하부 지지판(120)의 지지홀(121)로부터 단순 인출하는 방식으로 제거할 수 있어 교체 보수 작업 또한 용이하게 수행할 수 있다.

이때, 하부 지지판(120)의 상면에는 베어링(240)이 지지홀(121)에 삽입된 상태에서 스냅링(241)의 상면을 가압하여 베어링(240)을 위치 고정시키도록 베어링 클램프(260)가 결합될 수 있다(도 6 및 도 13 참조). 베어링 클램프(260)는 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200) 각각의 베어링(240)을 동시에 가압 고정할 수 있도록 물품 공급 방향의 직각 방향으로 길게 형성될 수 있다.

이와 같이 베어링 클램프(260)를 장착함으로써, 베어링(240)의 상향 이동을 구속하여 베어링(240)을 하부 지지판(120)에 더욱 완벽하게 고정시킬 수 있으며, 특히, 어느 하나의 단위 모듈(UM)을 설치 완료한 이후, 다른 단위 모듈(UM)의 이송 휠 유닛(200)을 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 삽입하는 과정에서 진동에 의해 기 설치된 단위 모듈(UM)의 이송 휠 유닛(200)이 상향 인출되는 것을 방지할 수 있다.

회전 샤프트(230)는 상단이 롤러 지지 브래킷(220)의 하부에 결합되며 외측면이 베어링(240)의 내륜과 밀착 결합되어 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 샤프트(230)는 도 9에 도시된 바와 같이 베어링(240)과의 결합 고정을 위해 상단부 외주면에 걸림턱(232)이 형성되며, 하단부에는 별도의 스냅링(SR)이 결합된다.

도 9에 도시된 바와 같이 회전 샤프트(230)의 중심부에는 수직 방향으로 중공홀(231)이 형성되며, 메인 동력 전달 수단(330)은 이러한 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)을 통과하도록 배치된다. 즉, 이송 휠롤러(210)와 메인 구동 롤러(320)를 연결하는 메인 구동 벨트(331)가 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)을 통과하도록 배치된다.

이때, 이송 휠 유닛(200)의 컴팩트한 구조를 위해 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)의 내경(D2)은 이송 휠롤러(210)의 외경(D1)보다 작게 형성될 수 있다. 이송 휠롤러(210)의 외주면에는 메인 구동 벨트(331)가 권취되도록 원주 방향을 따라 오목하게 함몰된 형태의 벨트홈(211-1)이 형성되는데, 벨트홈(211-1)의 외경(D3)이 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)의 내경(D2)보다 더 작게 형성된다.

이와 같이 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)의 내경(D2)을 이송 휠롤러(210)의 외경(D1)보다 작게 형성함으로써, 회전 샤프트(230)의 크기를 소형화할 수 있어 전체적으로 이송 휠 유닛(200)의 크기를 소형화할 수 있으며, 벨트홈(211-1)의 외경(D3)을 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)의 내경(D2)보다 더 작게 형성함으로써, 메인 구동 벨트(331)가 중공홀(231)을 통과하는 배치 구조에서 중공홀(231)과의 간섭없이 안정적인 배치 구조를 이룰 수 있다.

이러한 구조에 따라 메인 구동 벨트(331)는 이송 휠롤러(210)의 중심으로부터 수직 방향으로 하향 연장되어 메인 구동 롤러(320)와 연결될 수 있으며, 이를 통해 메인 동력 전달 수단(330)을 별도의 복잡한 부품 없이 메인 구동 벨트(331)만으로 구성할 수 있고, 메인 구동 벨트(331)를 별도의 방향으로 연장하거나 가이드할 필요가 없어 전체 구조를 단순화할 수 있다. 특히, 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)은 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환 중심축을 이루는 것으로, 메인 구동 벨트(331)가 이러한 중공홀(231)을 통해 수직 방향으로 하향 연장되므로, 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환시 메인 구동 벨트(331)와 다른 부품간의 간섭이 발생하지 않아 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환 각도를 더욱 확장하여 자유롭게 설정할 수 있다.

한편, 이송 휠롤러(210)는 원통 형상으로 형성되어 메인 구동부(300)에 의해 회전하는 롤러 본체(211)와, 롤러 본체(211)의 회전축을 이루도록 롤러 본체(211)에 축방향으로 결합되는 롤러 샤프트(212)를 포함하여 구성된다. 이때, 롤러 본체(211)의 외주면에는 메인 구동 벨트(331)가 권취되도록 벨트홈(211-1)이 형성되는데, 벨트홈(211-1)은 롤러 본체(211)의 축방향 중심부 외주면에 원주 방향을 따라 형성된다.

이러한 롤러 본체(211)는 도 8에 도시된 바와 같이 중실의 원통 형상으로 강성을 위해 금속 재질로 형성되며, 롤러 본체(211)의 외주면에는 벨트홈(211-1)을 중심으로 양측에 각각 위치하도록 링 삽입홈(211-2)이 원주 방향을 따라 형성된다. 링 삽입홈(211-2)에는 물품(40)과 마찰 접촉하도록 마찰 특성이 우수한 마찰링(215))이 분리 가능하게 삽입 결합된다. 링 삽입홈(211-2)은 마찰링(215)이 삽입 결합된 상태에서 마찰링(215)의 외주면이 롤러 본체(211)의 외주면보다 외부 돌출되게 위치하도록 형성된다. 이때, 링 삽입홈(211-2)은 벨트홈(211-1)의 양측에 각각 복수개씩, 예를 들면, 2개씩 형성될 수 있으며, 이를 통해 더욱 많은 개수의 마찰링(215)을 삽입 결합할 수 있어 이송 휠롤러(210)의 마찰에 의한 물품 이송 과정에서 더욱 안정적인 작동 상태를 유지할 수 있다.

이와 같은 구조에 따라 이송 휠롤러(210)는 롤러 본체(211)의 외주면에 러버 재질의 코팅층을 코팅 형성하는 것이 아니라 단순히 마찰링(215)을 분리 가능하게 삽입 결합함으로써, 코팅 공정이 불필요하여 제작이 용이하며 제작 비용 또한 절감된다. 아울러, 오랜 기간 사용 중 마찰링(215)에 손상이 발생한 경우, 이송 휠롤러(210) 전체를 교체할 필요없이 손상된 마찰링(215)만 별도로 분리하여 교체할 수 있어 유지 보수가 편리하고 유지 보수 비용 또한 절감된다.

한편, 롤러 본체(211)에 삽입되는 롤러 샤프트(212)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 롤러 본체(211)의 양단면에 각각 돌출되게 축방향으로 별도 삽입되는 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)로 분리 형성된다.

롤러 본체(211)의 양단면에는 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)가 각각 삽입 수용될 수 있도록 축방향으로 오목하게 함몰된 형태의 샤프트 수용홈(211-3)이 형성되고, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)가 샤프트 수용홈(211-3)에 삽입된 상태에서 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 외주면과 샤프트 수용홈(211-3)의 내주면 사이에는 각각 롤러 베어링(213)이 삽입 고정된다. 샤프트 수용홈(211-3)에는 롤러 베어링(213)이 삽입된 상태에서 일측면이 고정되도록 단턱부가 형성되고, 롤러 베어링(213)의 타측면에 맞물림 결합되도록 스냅링(SR)이 결합된다.

이때, 샤프트 수용홈(211-3)의 바닥면과 벨트홈(211-1)의 내측면은 도 8에 도시된 바와 같이 롤러 본체(211)의 축방향을 따라 X만큼 서로 이격되게 위치하도록 형성된다. 즉, 샤프트 수용홈(211-3)과 벨트홈(211-1)은 롤러 본체(211)에서 축방향을 따라 서로 겹치지 않는 영역에 형성된다. 전술한 바와 같이 벨트홈(211-1)은 그 외경(D3)이 상대적으로 작기 때문에, 다시 말하면, 롤러 본체(211)의 외주면으로부터 벨트홈(211-1)의 깊이가 상대적으로 깊기 때문에, 샤프트 수용홈(211-3)과 축방향으로 서로 겹치지 않는 영역에 형성되도록 함으로써, 롤러 본체(211)의 강성 약화를 방지할 수 있다.

제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)는 내측단부가 롤러 베어링(213)을 통해 롤러 본체(211)와 회전 가능하게 결합되며, 롤러 본체(211)의 양단면으로부터 외부 돌출되는 부위는 롤러 지지 브래킷(220)에 결합 지지된다. 이때, 롤러 지지 브래킷(220)에는 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 외측 끝단부가 삽입 지지되도록 고정 지지홈(221)이 형성되며, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 외측 끝단부에는 외주면이 평면을 갖도록 부분적으로 절단 형성되는 고정 절단부(2125)가 형성된다. 롤러 지지 브래킷(220)의 고정 지지홈(221)은 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 고정 절단부(2125)가 삽입 지지됨과 동시에 맞물림되어 회전 구속되도록 형성된다. 따라서, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)는 고정 절단부(2125)가 롤러 지지 브래킷(220)의 고정 지지홈(221)에 삽입됨으로써, 회전 구속된 상태로 지지된다.

또한, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 내측단 외주면에는 롤러 베어링(213)의 측면과 맞물림되도록 걸림 단턱부(2123)가 원주 방향을 따라 돌출 형성되고, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)는 롤러 본체(211)의 샤프트 수용홈(211-3)에 삽입 수용된 상태에서 별도의 샤프트 고정 수단(SF)을 통해 롤러 본체(211)의 양단부를 향해 돌출 가압됨으로써, 걸림 단턱부(2123)가 롤러 베어링(213)의 측면과 맞물림되어 밀착 가압된 상태로 롤러 지지 브래킷(220)에 결합 고정될 수 있다.

이때, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 중심부에는 축방향을 따라 내주면에 나사산이 형성되는 나사홀(2124)이 형성되고, 샤프트 고정 수단(SF)은, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 나사홀(2124)에 나사 결합되는 고정 볼트(214)와, 고정 볼트(214)의 축방향 이동을 제한하는 볼트 고정 브래킷(202)을 포함하고, 고정 볼트(214)의 회전에 따라 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)가 축방향으로 직선 이동하도록 구성될 수 있다. 볼트 고정 브래킷(202)은 롤러 지지 브래킷(220)에 별도로 장착될 수도 있으나, 도 7, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 회전 작동판(201)의 양단으로부터 하향 연장되는 형태로 회전 작동판(201)과 일체로 형성되어 롤러 지지 브래킷(220)에 결합될 수 있다.

이러한 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)가 롤러 본체(211)와 함께 롤러 지지 브래킷(220)에 결합 고정되는 구조를 동작 과정을 따라 살펴보면, 먼저, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)를 롤러 본체(211)의 샤프트 수용홈(211-3)에 각각 삽입하고, 이 상태에서 롤러 베어링(213)을 삽입 고정한다. 이 상태에서 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)는 롤러 베어링(213)에 의해 반경 방향으로는 고정 구속되지만 축방향으로는 완전하게 고정 구속되지는 않는다. 즉, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 걸림 단턱부(2123)가 롤러 베어링(213)의 측면과 일정 간격 이격된 상태로 위치하며, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)는 축방향으로 유격이 발생한다. 이 상태에서 고정 볼트(214)를 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 나사홀(2124)에 나사 체결한다. 물론, 고정 볼트(214)의 나사 체결은 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)를 샤프트 수용홈(211-3)에 삽입하기 이전에 미리 가결합 상태로 체결해 놓을 수 있다.

이와 같이 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)와 롤러 베어링(213)을 샤프트 수용홈(211-3)에 삽입하고, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 나사홀(2124)에 고정 볼트(214)를 체결한 이후, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 고정 볼트(214)를 계속해서 나사 체결 방향으로 회전시키면, 고정 볼트(214)는 볼트 고정 브래킷(202)에 의해 축방향으로 내측 이동이 구속되므로, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)가 축방향을 따라 외측 방향으로 이동하게 된다. 이에 따라 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 걸림 단턱부(2123)가 롤러 베어링(213)의 측면에 밀착 가압된다.

이와 같이 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 걸림 단턱부(2123)가 롤러 베어링(213)의 측면에 밀착 가압됨으로써, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)의 축방향 이동이 고정 구송된다. 따라서, 제 1 및 제 2 샤프트(2121,2122)는 롤러 본체(211)와 함께 반경 방향 및 축방향 이동이 모두 구속된 상태로 롤러 지지 브래킷(220)에 고정 지지된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠롤러(210)는 이와 같이 롤러 본체(211)의 중심 부위를 관통하지 않는 형태로 롤러 샤프트(212)를 2개로 분리 형성함으로써, 롤러 본체(211)의 중심부위에 상대적으로 깊은 벨트홈(211-1)을 형성할 수 있고, 이와 같이 상대적으로 깊은 벨트홈(211-1)을 형성하더라도, 롤러 샤프트(212)가 중심 부위를 관통하지 않고 2개로 분리되어 양측단부에 삽입되므로, 이송 휠롤러(210)의 중심 부위에서의 강성이 약화되지 않고 안전한 강성을 유지한다. 또한, 이러한 형태의 벨트홈(211-1)을 형성함으로써, 회전 샤프트(230)의 크기를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 전체적으로 이송 휠 유닛(200)의 크기를 매우 컴팩트하게 형성할 수 있다.

또한, 2개로 분리된 롤러 샤프트(212)를 별도의 샤프트 고정 수단(SF)을 통해 반경 방향 및 축방향 이동이 모두 구속된 상태로 롤러 지지 브래킷(220)에 고정 지지함으로써, 롤러 샤프트(212)의 2개 분리 구조에 따른 강성 약화 및 고정력 약화를 모두 방지하고 안정적인 작동 상태를 유지할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛과 방향 전환 구동부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 13은 도 12의 "D-D"선을 따라 취한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방향 전환 구동부(400)는 전술한 바와 같이 방향 전환 동력 전달 수단(430)을 통해 롤러 지지 모듈(SM)의 회전 샤프트(230)와 연결되어 회전 샤프트(230)를 회전시킴으로써, 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향을 전환시키도록 구성된다.

이때, 이송 휠 유닛(200)은 물품이 공급되는 방향의 직각 방향으로 복수개 배치되어 단위 모듈(UM)을 이루며, 단위 모듈(UM)은 물품이 공급되는 방향으로 이격되게 복수개 배치된다. 서로 인접한 2개의 단위 모듈(UM)을 이루는 각각의 이송 휠 유닛(200)은 방향 전환 동력 전달 수단(430)을 통해 하나의 방향 전환 구동부(400)에 동시에 연결되어 동시에 방향 전환된다.

방향 전환 동력 전달 수단(430)은, 일측이 방향 전환 구동부(400)에 연결되어 방향 전환 구동부(400)에 의해 회전 이동하며 중간 구간에서 서로 인접한 2개의 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200) 각각의 회전 샤프트(230) 외주면과 기어 치형을 통해 동시에 맞물림 결합되는 타이밍 벨트(431)를 포함하여 구성된다. 이때, 회전 샤프트(230)의 외주면에는 타이밍 벨트(431)와 맞물림 결합되도록 기어 치형(TS)이 형성된다(도 6 참조).

방향 전환 구동부(400)는, 방향 전환 구동 모터(410)와, 방향 전환 구동 모터(410)에 의해 회전하며 외주면에 기어 치형이 형성되는 구동 풀리(420)를 포함하고, 타이밍 벨트(431)는 일측이 구동 풀리(420)에 기어 치형을 통해 맞물림 결합되어 회전 이동하도록 구성된다(도 5 참조).

구동 풀리(420)는 서로 인접한 2개의 단위 모듈(UM)로부터 이격된 일측에 배치되며, 서로 인접한 2개의 단위 모듈(UM)의 사이에 배치된다. 서로 인접한 2개의 단위 모듈(UM)로부터 이격된 타측에는 별도의 텐션 풀리(440)가 배치되는데, 텐션 풀리(440)는 단위 모듈(UM)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 배치된다. 타이밍 벨트(431)는 일측과 타측이 각각 구동 풀리(420)와 텐션 풀리(440)에 연결된 상태로 중간 구간이 회전 샤프트(230)의 외주면과 밀착 결합되도록 폐루프 형태로 형성되며, 텐션 풀리(440)의 위치 조절을 통해 타이밍 벨트(431)의 텐션이 조절된다. 즉, 텐션 풀리(440)를 단위 모듈(UM)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키면, 타이밍 벨트(431)의 텐션이 증가하고, 텐션 풀리(440)를 단위 모듈(UM)에 근접하는 방향으로 이동시키면, 타이밍 벨트(431)의 텐션이 감소한다.

이러한 구조에 따른 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환 작동 상태를 살펴보면, 방향 전환 구동 모터(410)에 의해 구동 풀리(420)가 회전하고, 이에 따라 타이밍 벨트(431)가 폐루프 경로를 따라 회전 이동하게 되며, 타이밍 벨트(431)의 회전 이동시 타이밍 벨트(431)와 맞물림 결합된 회전 샤프트(230)가 수직 중심축을 중심으로 회전하고, 이에 따라 이송 휠롤러(210)가 회전하며 방향 전환된다.

이때, 서로 인접한 2개의 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200) 각각의 회전 샤프트(230)가 동시에 회전하며, 복수개의 이송 휠 유닛(200)이 동시에 방향 전환된다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에서는 타이밍 벨트(431)가 서로 인접한 2개의 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200)에 병렬 연결 방식으로 동시에 결합되므로, 복수개의 이송 휠 유닛(200)을 순차적으로 연결하는 직렬 연결 방식에 비해 구조의 단순화 및 소형화가 가능하며, 또한, 하나의 방향 전환 구동부(400)를 통해 2개의 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200)을 동시에 방향 전환할 수 있어 제작 비용 및 에너지 효율 측면에서도 유리하다.

아울러, 이송 휠롤러(210)를 회전 구동하기 위한 메인 구동 벨트(331)가 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)을 통과하여 상하 방향으로 배치된 상태에서, 방향 전환 동력 전달 수단(430)을 회전 샤프트(230)의 외주면에 접촉되는 타이밍 벨트(431)로 적용함으로써, 방향 전환 작동시 타이밍 벨트(431)와 메인 구동 벨트(331)와의 간섭이 발생하지 않아 더욱 자유로운 방향 전환 작동이 가능하며 방향 전환 각도 또한 매우 넓은 범위로 다양하게 설정할 수 있다.

한편, 복수개의 이송 휠 유닛(200)에 대한 동시 방향 전환이 안정적으로 이루어지기 위해서는 타이밍 벨트(431)가 복수개의 이송 휠 유닛(200) 각각의 회전 샤프트(230)와 밀착되게 결합해야 하는데, 이를 위해 텐션 롤러(440)의 위치를 조절하여 타이밍 벨트(431)의 텐션을 증가시킬 수 있다.

이외에도 본 발명의 일 실시예에서는 타이밍 벨트(431)의 이동 경로를 회전 샤프트(230)의 외주면에 밀착되게 가이드하는 별도의 벨트 가이드 블록(450)이 베이스 프레임(100)의 하부 지지판(120)에 결합될 수 있다(도 5 참조). 이러한 벨트 가이드 블록(450)은 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향과 평행한 방향으로 길게 형성되어 타이밍 벨트(431)가 각 단위 모듈(UM)의 복수개 회전 샤프트(230)의 외주면에 동시에 밀착되게 가이드하도록 형성될 수 있다. 이를 통해 타이밍 벨트(431)와 복수개의 회전 샤프트(230)와의 밀착 상태를 더욱 강화할 수 있다.

또한, 회전 샤프트(230)의 외주면에는 타이밍 벨트(431)가 상하 방향으로 이탈되지 않도록 타이밍 벨트(431)의 이동 경로를 가이드하는 벨트 가이드 날개부(233)가 외부 돌출되게 형성될 수 있으며, 이를 통해 타이밍 벨트(431)의 상하 방향 이탈을 방지하여 더욱 안정적인 작동 상태를 유지할 수 있다.

한편, 하나의 타이밍 벨트(431)를 이용하여 복수개의 회전 샤프트(230)를 회전시키게 되면, 하나의 타이밍 벨트(431)와 결합하는 복수개의 회전 샤프트(230)의 정렬 상태가 모두 동일하게 형성되어야 하고, 아울러, 각 회전 샤프트(230)의 상부에 결합되는 롤러 지지 브래킷(220)의 결합 정렬 상태가 모두 동일하게 배치되어야 이송 휠롤러(210)의 물품 이송 방향이 동일하게 형성된다. 이송 휠롤러(210)는 롤러 지지 브래킷(220)에 결합 고정되므로, 각각의 롤러 지지 브래킷(220)의 정렬 상태가 모두 동일하면 이송 휠롤러(210)의 정렬 상태가 모두 동일하여 동일한 물품 이송 방향을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서는 롤러 지지 브래킷(220)과 회전 샤프트(230)의 상호 결합 배치 상태가 설계 사양과 동일하게 공차 없이 조립 결합될 수 있도록 롤러 지지 브래킷(220)과 회전 샤프트(230)는 상호 결합 배치 상태를 가이드함과 동시에 고정 유지시킬 수 있는 별도의 위치 결정핀(250)이 관통 삽입된 상태로 결합된다. 특히, 회전 샤프트(230)에 기어 치형이 형성되므로, 회전 샤프트(230)에 롤러 지지 브래킷(220)을 결합하는 경우, 그 위치를 정확하게 유지해야 하고, 이러한 위치 결정핀(250)을 통해 상호 배치 관계를 정확하게 가이드할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 롤러 지지 브래킷(220)에는 브래킷 위치 결정홀(2501)이 형성되고, 회전 샤프트(230)의 상면에는 브래킷 위치 결정홀(2501)과 대응되는 샤프트 위치 결정홀(2502)이 형성된다. 브래킷 위치 결정홀(2501)과 샤프트 위치 결정홀(2502)이 상호 동축상에 위치하도록 롤러 지지 브래킷(220)과 회전 샤프트(230)를 배치하고, 이 상태에서 위치 결정핀(250)을 브래킷 위치 결정홀(2501)과 샤프트 위치 결정홀(2502)을 동시에 관통하도록 삽입함으로써, 롤러 지지 브래킷(220)과 회전 샤프트(230)의 상호 배치 상태를 정확하게 가이드함과 동시에 고정 유지시킬 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.

100: 베이스 프레임
110: 상부 지지판
120: 하부 지지판
200: 이송 휠 유닛
210: 이송 휠롤러
211: 롤러 본체
211-1: 벨트홈
211-2: 링 삽입홈
211-3: 샤프트 수용홈
212: 롤러 샤프트
2121: 제 1 샤프트
2122: 제 2 샤프트
213: 롤러 베어링
214: 고정 볼트
215: 마찰링
220: 롤러 지지 브래킷
230: 회전 샤프트
231: 중공홀
240: 베어링
250: 위치 결정핀
260: 베어링 클램프
300: 메인 구동부
310: 메인 구동 모터
320: 메인 구동 롤러
330: 메인 동력 전달 수단
331: 메인 구동 벨트
400: 방향 전환 구동부
410: 방향 전환 구동 모터
420: 구동 풀리
430: 방향 전환 동력 전달 수단
431: 타이밍 벨트
450: 벨트 가이드 블록

Claims (9)

1. 별도의 물품 공급 장치로부터 공급되는 물품을 분류 이송하는 휠 소터 장치에 있어서,
   상면에 분류 이송 영역이 형성되는 베이스 프레임;
   상기 분류 이송 영역 내에 위치하도록 상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 분류 이송 영역으로 공급되는 물품을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 이송하는 이송 휠 유닛;
   물품이 이송되도록 상기 이송 휠 유닛을 구동하는 메인 구동부; 및
   상기 이송 휠 유닛에 의한 물품 이송 방향이 전환되도록 상기 이송 휠 유닛의 배치 방향을 전환하는 방향 전환 구동부
   를 포함하고, 상기 이송 휠 유닛은 물품이 공급되는 방향의 직각 방향으로 복수개 배치되어 하나의 단위 모듈을 이루며, 상기 단위 모듈은 물품이 공급되는 방향으로 이격되게 복수개 배치되며,
   서로 인접한 2개의 단위 모듈이 방향 전환 동력 전달 수단을 통해 하나의 방향 전환 구동부에 동시에 연결되어 동시에 방향 전환되며,
   상기 이송 휠 유닛은
   수평 방향의 롤러 샤프트를 중심으로 회전하는 이송 휠롤러;
   상기 이송 휠롤러의 롤러 샤프트를 지지하는 롤러 지지 브래킷; 및
   상기 롤러 지지 브래킷을 하부에서 지지하며 상기 베이스 프레임에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 회전 샤프트
   를 포함하고, 상기 회전 샤프트가 상기 방향 전환 동력 전달 수단을 통해 상기 방향 전환 구동부에 연결되고,
   상기 방향 전환 동력 전달 수단은,
   일측이 상기 방향 전환 구동부에 연결되어 상기 방향 전환 구동부에 의해 회전 이동하며 중간 구간에서 서로 인접한 2개의 단위 모듈을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛 각각의 회전 샤프트 외주면과 기어 치형을 통해 동시에 맞물림 결합되는 타이밍 벨트를 포함하고,
   상기 회전 샤프트의 외주면에는 상기 타이밍 벨트와 맞물림 결합되도록 기어 치형이 형성되며,
   상기 베이스 프레임에는 상기 타이밍 벨트의 이동 경로를 상기 회전 샤프트의 외주면에 밀착되게 가이드하는 벨트 가이드 블록이 장착되고,
   상기 벨트 가이드 블록은 상기 단위 모듈을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛의 배치 방향과 평행한 방향으로 길게 형성되어 상기 타이밍 벨트가 각 단위 모듈의 복수개 회전 샤프트의 외주면에 동시에 밀착되게 가이드하는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 방향 전환 구동부는
   방향 전환 구동 모터; 및
   상기 방향 전환 구동 모터에 의해 회전하며 외주면에 기어 치형이 형성되는 구동 풀리를 포함하고, 상기 타이밍 벨트는 일측이 상기 구동 풀리에 기어 치형을 통해 맞물림 결합되어 회전 이동하는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   서로 인접한 2개의 단위 모듈로부터 이격된 일측에는 상기 구동 풀리가 배치되고, 서로 인접한 2개의 단위 모듈로부터 이격된 타측에는 별도의 텐션 풀리가 상기 단위 모듈에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 배치되며,
   상기 타이밍 벨트는 일측과 타측이 각각 상기 구동 풀리 및 텐션 풀리에 연결된 상태로 중간 구간이 상기 회전 샤프트의 외주면과 밀착 결합되며,
   상기 텐션 풀리의 위치 조절을 통해 상기 타이밍 벨트의 텐션이 조절되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전 샤프트의 외주면에는 상기 타이밍 벨트가 상하 방향으로 이탈되지 않도록 상기 타이밍 벨트의 이동 경로를 가이드하는 벨트 가이드 날개부가 외부 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 롤러 지지 브래킷과 상기 회전 샤프트는 상호 결합 배치 상태를 가이드함과 동시에 고정 유지시킬 수 있도록 별도의 위치 결정핀이 관통 삽입된 상태로 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.

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