KR102330515B1 - 컨베이어용 다방향 롤러 조립체 - Google Patents

Abstract

물품을 이동시키는 방법 및 컨베이어는 롤러를 배향시키는 배향 부품 및 롤러를 작동시키는 작동 부품을 포함하는 다방향 롤러 조립체를 이용한다.

Description

컨베이어용 다방향 롤러 조립체{MULTI-DIRECTIONAL ROLLER ASSEMBLY FOR A CONVEYOR}

관련 출원들

본 출원은 2014년 6월 25일 출원된 "컨베이어용 다방향 롤러 조립체"라는 명칭의 미국 가출원 제62/016,732호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본원에 그 전문이 참조로 본 명세서에 원용된다.

본 발명은 일반적으로 전동식 컨베이어에 관한 것이며, 보다 상세하게는 컨베이어 시스템을 통과하는 물품의 궤적을 조종하는 롤러를 갖춘 컨베이어에 관한 것이다.

다수의 패키지 및 재료 핸들링 분야에서는 운송되는 물품이 컨베이어의 측면으로 방향 전환되는 것을 요구한다. 두 가지 실시예로서, 벨트의 측면으로 물품을 분류해 내는 것과 벨트의 측면에 대해 물품을 등록하는 것이 있다. 2002년 12월 17일 코스탄조(Costanzo)에게 허여된 "경사지게 배열된 롤러를 가진 모듈식 롤러-상부 컨베이어 벨트(Modular Roller-Top Conveyor Belt with Obliquely-Arranged Rollers)"라는 명칭의 미국 특허 제6,494,312호는 벨트가 벨트 이동 방향으로 전진하면서 그 위에 경사진 롤러가 타고가는 하부 베어링 표면에 의해 벨트 이동 방향으로 경사진 축 상에서 컨베이어 벨트 내에 장착된 원통형 롤러가 작동되는 컨베이어 시스템을 개시한다. 롤러와 베어링 표면 사이의 접촉은 벨트가 전진할 때 롤러가 회전하게 한다. 경사진 롤러의 회전은 롤러 최상부의 물품을 컨베이어 벨트를 가로질러 컨베이어의 측면을 향해 민다. (0°의 롤러 각도로 형성되는) 벨트 이동 방향과 벨트 이동 방향으로부터 약 30° 정도 사이의 각도에서 회전하도록 롤러들이 배열되는 한, 이들 경사진 롤러 벨트는 평편한 베어링 표면 상에서 상당히 잘 작동한다. 30°보다 큰 롤러 각도에 대해서는, 롤러가 평편한 베어링 표면 상에서 과도하게 미끄러진다.

2005년 11월 29일 퍼니(Fourney)에게 허여된 "물체를 운반하는 장치 및 방법(Apparatus and Methods for Conveying Objects)"이라는 명칭의 미국 특허 제6,968,941호는 롤러 각도보다 매우 큰 범위를 수용하는 향상된 베어링 표면을 기술하고 있다. 평편한 베어링 표면을 사용하는 대신, 퍼니는 벨트 이동 방향으로 축 상에서 회전하도록 배열되는 롤러들을 작동시키는 외부 둘레를 이용한다. 컨베이어 벨트가 전진할 때, 경사진 벨트 롤러는 그 축 상에서도 굴러가게 되는 하부 작동 롤러 상에서 굴러간다. 둘레의 베어링 표면이 굴러가기 때문에, 미끄러짐이 감소되고 보다 큰 롤러 각도가 수용될 수 있다. 보다 큰 롤러 각도는 평편한 베어링 표면에서 가능한 것보다 매우 예리한 물품-방향전환 궤적을 허용하다. 그러나, 작동 롤러는 단순한 평편한 베어링 표면에 비해 보다 고가이고 다소 더 복잡하다.

2009년 9월 15일 퍼니(Fourney)에게 허여된 "물체를 변위시키는 롤러를 갖춘 컨베이어 벨트(Conveyor Belt Having Rollers that Displace Objects)"라는 명칭의 미국 특허 제7,588,137호는 컨베이어 벨트로부터 물체를 방향 전환시키는데 사용되는 복수의 롤러 세트를 포함하는 컨베이어 벨트를 기술하고 있다. 컨베이어에서 방향 전환될 수 있는 물품을 따르는 각도가 제한된다.

선택된 궤적을 따라 제품을 인도하는 롤러 조립체는 롤러, 롤러 배향기(roller orienter) 및 롤러 작동기(roller activator)를 포함한다. 롤러 작동기는 선택된 방향으로 롤러의 회전을 유도하기 위해 롤러 배향기 주위로 회전할 수 있다. 롤러 플레이트는 롤러 조립체의 배열을 수용하며, 이들 롤러 조립체의 적어도 일부는 정합 맞춤된 치형부를 통해 연결된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 롤러 조립체는 롤러를 장착시키고 배향시키는 제1 기어, 상기 제1 기어에 장착되는 롤러, 및 상기 롤러를 작동시키기 위해 상기 제1 기어에 결합되는 제2 기어를 포함한다.

다른 구현예에 의하면, 컨베이어 시스템 내에서 롤러를 작동시키는 디바이스는, 내부 선반(inner shelf) 및 중심 개구를 갖는 링, 상기 링의 둘레 표면 주위에 분포되는 복수의 둘레 치형부(teeth), 및 상기 롤러에 연결되는 기어와 맞물리기 위해 상기 링의 상기 중심 개구를 따라 내부 표면 주위에 분포되는 복수의 하향 내부 치형부를 포함한다.

또 다른 구현예에 의하면, 컨베이어 내의 롤러용 하우징은, 롤러를 장착하기 위한 제1 부품, 및 상기 제1 부품과 제2 부품 사이에 상기 롤러를 끼우기 위한 제2 부품을 포함한다. 상기 제2 부품은 중심 축선을 중심으로 상기 롤러의 회전을 유도하도록 상기 제1 부품 둘레로 회전 가능하다.

다른 양태에 의하면, 롤러 플레이트는 복수의 개구들을 구비하는 제1 플레이트, 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 롤러 조립체의 배열을 포함한다. 롤러 조립체 각각은 상기 롤러의 회전을 유도하도록 인접 롤러 조립체 상의 둘레 치형부와 맞물리는 둘레 치형부 및 개구를 통해 돌출하는 롤러를 구비한다.

아래의 설명, 첨부된 청구범위 및 첨부 도면에서 본 발명의 양태와 특징이 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 구현예에 따른 다방향 롤러의 배열을 포함하는 롤러 플레이트의 등축도이다;
도 2는 제1 배향 상태의 롤러를 갖춘 도 1의 롤러 플레이트의 평면도이다;
도 3은 제2 배향 상태의 롤러를 갖춘 도 1의 롤러 플레이트의 평면도이다.
도 4는 도 1의 롤러 플레이트에 사용하기에 적합한 다방향 롤러 조립체의 등축도이다;
도 5는 도 4의 다방향 롤러 조립체의 평면도이다;
도 6은 도 4의 다방향 롤러 조립체의 저면도이다;
도 7은 롤러 조립체를 배향시키는 하부 링 기어 내에 장착된 롤러의 등축도이다;
도 8은 롤러를 작동시키는 상부 링 기어에 결합된 롤러의 저면도이다;
도 9는 다방향 롤러 조립체에 사용하기에 적합한 롤러의 측면도이다; 그리고
도 10은 도 9의 롤러의 등축도이다.

컨베이어 시스템은 다방향 롤러 조립체의 배열을 포함한다. 다방향 롤러 조립체 각각은 롤러를 배향 및 장착시키기 위한 바닥 기어 및 롤러를 작동시키기 위한 상부 기어를 포함한다. 아래에 특정 예시적인 구현예와 관련하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 예시적인 구현예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 컨베이어 시스템에 사용하기에 적합한 다방향 롤러 조립체의 배열을 포함하는 롤러 플레이트를 도시한다. 예시적인 롤러 플레이트(10)는 일 군의 다방향 롤러 조립체(20)를 장착하기 위한, 상부 플레이트(12) 및 바닥 플레이트(14)로서 도시된 하우징을 포함한다. 다방향 롤러 조립체(20) 각각은 선택된 궤적을 따라 운송 물품을 인도하도록 선택된 각도로 배향된 롤러(22)를 포함한다. 예시적인 롤러 플레이트는 6열의 롤러 조립체를 구비하며, 각각의 열은 6개의 롤러 조립체를 포함하여 총 36개의 롤러 조립체가 도시되는데, 본 발명은 예시적인 롤러 조립체의 개수와 구성에 한정되지 않는다.

상부 플레이트(12)는, 다방향 롤러 조립체(20)의 적어도 일부분이 운송 물품과 접촉하도록 하는 플레이트(12)의 상부 표면을 통과해서 그리고 그 위로 돌출하게 하기 위한 복수의 개구(16)를 포함한다.

예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 다방향 롤러 조립체(20)는 운송되는 물품에 대한 제1 궤적을 생성하도록 제1 배향으로 배향될 수 있다. 도 2의 구현예에서, 롤러(22)의 축선(24)은 표준 운송 방향일 수 있는 운송의 제1 방향(30)에 대해 제1 선택 각도(α)로 배향된다. 도 2의 구현예는 롤러 조립체(20) 모두를 동일한 방향으로 도시하고 있지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않으며, 각각의 롤러 조립체가 선택된 배향을 가질 수 있다. 롤러(22)가 축선(24)을 중심으로 제1 회전 방향(40)으로 회전하는 경우, 운송 물품은 축선(24)에 수직인 제2 운송 방향(50)으로 밀릴 것이다. 반대 회전 방향(42)에서 롤러(22)의 회전은 반대의, 제3 운송 방향(52)에서 롤러와 접촉하는 제품의 이동을 야기한다.

도 3의 구현예에서, 다방향 롤러 조립체(20)는 운송의 제1 방향(30)에 대해 제2 각도(θ)로 배향된다. 축선(24)을 중심으로 회전 방향(40')에서 롤러(22)의 작동은 운송 물품을 다른 운송 방향(50')으로 민다. 방향(40')과 반대인 다른 방향(42')에서 롤러의 회전은, 방향(50')과 반대인 운송 방향(52')에서 롤러와 접촉하는 제품의 이동을 야기한다.

운송되는 제품의 결과적인 운송 방향은 롤러들의 배향뿐만 아니라 작동될 때의 롤러들의 회전 방향에 기초한다. 결과적인 제품 궤적은 90°± 표준 운송 방향(30)에 대한 롤러(22)의 배향 각도일 것이다. 롤러 축선이 표준 운송 방향에 대해 수직인 경우, 결과적인 제품 궤적은 롤러들의 회전 방향에 따라 표준 운송 방향(30)을 따르거나 표준 운송 방향과 반대일 수 있다. 롤러(22)는 원하는 출력 궤적을 달성하기 위해 임의의 적합한 각도로 배향될 수 있다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 롤러 플레이트(10)와 같은 컨베이어 시스템용 롤러 플레이트에 사용하기에 적합하거나, 컨베이어 시스템 내의 다른 장치와 함께 사용하기에 적합한 다방향 롤러 조립체(20)의 일 구현예의 등축도이다. 도 5는 조립체(20)의 평면도이고, 도 6은 조립체(20)의 저면도이다. 예시적인 롤러 조립체(20)는 운송되는 물품을 선택된 방향으로 인도하기 위한 롤러(22)를 포함한다. 롤러(22)에 대한 하우징은 롤러(22)를 배향하기 위한 제1 부품 및 롤러(22)를 작동시키기 위한 제2 부품을 포함한다. 도해의 배향 부품은 하부 링 기어(60)이고, 예시적인 작동 부품은 하부 링 기어에 대한 마개를 형성하는 상부 링 기어(70)이며, 이들 사이에 롤러(22)가 끼워진다.

도 7에 도시된 바와 같이, 하부 링 기어(60)는 롤러(22)의 축 단부(23)를 수용하는 대향 슬롯(63)을 포함하는 중심 링(62)을 포함하는 링 기어이다. 중심 링은 상부 부분(62a), 중심 개구(67) 주위로 내부 선반(64)을 형성하도록 상부 부분(62a) 보다 작은 중심 개구(67)를 갖는 하부 부분(62b)을 포함한다. 주요 롤러(22) 부분은 롤러의 단부를 지지하는 내부 선반(64) 아래로 연장된다. 하부 부분(62b)은 또한 둘레 치형부(66)를 포함한다.

하부 링 기어(60)에 롤러(22)를 장착하기 위한 다른 수단이 사용될 수 있다. 예를 들면, 축 단부(23)는 롤러를 하부 기어(60)에 회전 가능하게 장착하도록 중심 링(62)의 측벽 내의 개구 안으로 삽입될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 롤러(22)는 하부 기어에 장착되는 경우 종축선(24)을 중심으로 자유롭게 회전하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

롤러(22)는 바닥 개구(67)를 통해 돌출되거나 또는 돌출되지 않을 수 있다.

도 8은 상부 기어(70)의 저면도이다. 상부 기어는 외부 둘레 치형부(72)를 포함하는 중심 링(71)을 포함한다. 중심 링은 치형부(72) 위로 연장되는 상부 부분(71a) 및 치형부(72) 아래로 연장되는 하부 부분(71b)을 구비한다. 중심 링의 내부는 제1 선반(74)을 형성하도록 계단 형상화 된다. 탑 기어는 중심 링(71)의 내부 림 주위에 분포되는 치형부(76)의 내부 링을 더 포함한다. 내부 치형부(76)는 아래를 향하면서, 롤러(22)에 연결된 기어(28)와 맞물리도록 구성된다. 내부 치형부(76)는 선반(74)으로부터 위로 계단 형상화 된다.

도 9 및 도 10은 하부 기어(60) 및 상부 기어(70)와 함께 사용하기에 적합한 롤러(22)의 일 구현예를 도시한다. 롤러는 운송되는 물품과 접촉하기에 적합한 중심 원통부를 포함한다. 적합한 롤러 재료와 크기는 종래 기술에 공지되어 있다. 롤러는 상부 기어(70)의 내부 치형부(76)와 맞물리기 위한 치형부를 갖는 중심 원통부의 일 단부에 위치하는 기어(28)를 더 포함한다. 축 단부(23)는 하부 기어(60)에 롤러를 장착하기 위해 롤러의 종축선(24)을 따라 연장된다. 예시적인 기어(28)는 원추대 형상이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 4를 다시 참조하면, 롤러 조립체(20)를 조립하기 위해, 롤러(22)가 하부 기어(60)에 장착되고 상부 기어(70)가 하부 기어(60) 위에 위치되어, 기어는 바람직하게 동심원이다. 하부 링 기어의 상부 부분(62a)이 선반(74)과 하부 링 부분(71b) 사이의 공간에 수용되어, 하부 부분(71b)이 하부 치형부(66)의 상부 상에 놓인다. 상부 기어(70)는 하부 기어(60) 보다 큰 직경을 가져서, 상부 치형부(72)가 하부 치형부(66)를 넘어 연장된다. 롤러(22)의 기어(28)는 치형부(76)와 맞물리며, 롤러(22)의 적어도 일부는 상부 기어(70) 내의 상부 개구(77)를 통해 돌출한다.

롤러(22)는 선택된 방향으로 하부 기어(60) 주위로 상부 기어(70)를 회전시킴으로써 작동된다. 상부 기어(70)가 회전하면, 치형부(76)가 기어(28)를 회전시켜서 롤러(22)를 선회시킨다. 롤러 선회 방향은 기어(70)를 반대 방향으로 회전시킴으로써 역전될 수 있다.

중심 링의 상부 표면(78)은 치형부(72)의 상부 표면(72a)으로부터 위로 계단 형상화 된다. 따라서, 롤러 플레이트(10)가 조립되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 중심 링의 상부 표면(78)은 상부 플레이트(12)와 공통면이거나 상부 플레이트(12) 위로 연장되는 반면, 기어 치형부(72)는 상부 플레이트(12) 아래에 있게 된다. 상부 플레이트(12) 내의 개구(16)는 링(71)의 상부 부분(71a)을 수용하도록 크기가 설정되고 구성되며, 롤러의 적어도 일부가 상부 플레이트(12) 위로 돌출하게 한다.

조립체(20)는 롤러 조립체의 상부 치형부(72)의 하나 이상 또는 모두가 정합 맞춤되도록 이격된다. 따라서, 하나의 롤러 조립체의 링(71)의 회전은 연결된 링의 회전을 야기할 것이며, 복수의 롤러가 작동된다.

상부 기어(70)가 롤러를 작동시키는 동안, 하부 기어(60)는 디폴트(default) 방향에 대해 선택 방향으로 롤러(22)를 배향시킨다. 하부 기어(60)는 롤러 조립체를 배향시키도록 롤러 조립체(20)의 치형부(66)와 맞물리는 랙 기어(rack gear)와 같은 배향기에 연결된다. 롤러 플레이트(10)는 또한 복수의 조립체들을 동시에 배향시키기 위해 하부 기어(60) 사이에 피니언 기어(pinion gear)를 포함할 수 있다.

예시적인 구현예는 배향 메커니즘에 대한 마개로서 작동 메커니즘을 도시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 대안으로, 롤러용 배향 메커니즘이 작동 메커니즘에 대한 마개일 수 있다. 추가로, 다양한 다른 대안이 고려되며, 본 발명은 상술한 예시적인 구현예에 한정되지 않는다.

Claims (19)

1. 롤러 조립체로서:
   롤러를 장착 및 배향시키는 제1 기어;
   상기 제1 기어에 장착되는 롤러; 및
   상기 롤러를 작동시키기 위해 상기 제1 기어에 결합되는 제2 기어를 포함하고,
   상기 제2 기어는 복수의 둘레 치형부를 포함하는 링 기어인, 롤러 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 기어는 복수의 둘레 치형부를 포함하는 링 기어인, 롤러 조립체.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 기어는 림 상에 복수의 하향 내부 치형부를 더 포함하는, 롤러 조립체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 롤러는 상기 내부 치형부와 맞물리는 기어를 포함하는, 롤러 조립체.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 기어는 상기 둘레 치형부의 상부 표면으로부터 위로 계단 형상화 되는 상부 표면을 갖는 중심 링을 포함하는, 롤러 조립체.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 기어는 상기 롤러의 축 단부를 수용하는 한 쌍의 대향 슬롯을 포함하는, 롤러 조립체.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2 기어는 상기 제1 기어와 동심원이고, 상기 롤러를 작동시키도록 상기 제1 기어를 중심으로 회전하는, 롤러 조립체.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제

Images