KR102450828B1 - 양방향 마그넷 기어, 휠소터 및 이를 포함하는 물품 분류 장치 - Google Patents

양방향 마그넷 기어, 휠소터 및 이를 포함하는 물품 분류 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양방향 마그넷 기어, 휠소터 및 이를 포함하는 물품 분류 장치에 관한 것이다.
이 중에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 마그넷 기어는, 서로 다른 자극 극성을 가지며 일방향으로 연장되는 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향으로 연장되되, 정방향에 대하여 교차되는 역방향으로 서로 교번하여 배열되는 제1 자성 라인 및 제2 자성 라인을 포함하고, 제1 자성 라인은 정방향을 따라 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되고, 제2 자성 라인은 정방향을 따라 제1 자성 라인과 맞물리도록 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성될 수 있다.

Description

양방향 마그넷 기어, 휠소터 및 이를 포함하는 물품 분류 장치{MAGNET GEAR, WHEEL SORTER AND ARTICLE SORTING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 양방향 마그넷 기어, 휠소터 및 이를 포함하는 물품 분류 장치에 대한 발명이다.
정보통신기술의 발달에 힘입어 각종 물품이 인터넷 쇼핑, 홈쇼핑, 모바일쇼핑 등을 통해 주문되어 택배서비스를 통해 소비자에게 전달되고 있으며, 택배서비스는 다품종 소량 주문 패턴으로 대량의 물품을 유통시키고 있다.
택배 물량이 지속적으로 증가하고 있음에 따라, 물류센터 등에서는 대량의 물품들이 자동으로 분류할 수 있는 물품 자동 분류 시스템이 활용되고 있다. 물품 자동 분류시스템은 팁퍼, 물품 정렬기, 이송 컨베이어, 휠소터(Wheel sorter), 분류물품 배출장치 등을 포함하여 구성될 수 있는데, 여기서, 휠 소터는 이송 컨베이어를 통해 이송되는 물품을 분류하여 분류물품 배출장치로 배출시킨다.
휠소터의 경우, 주로 벨트 타입을 통해 휠을 회전하는 방식으로, 휠의 회전과 휠 모듈 전체의 회전의 2가지 동작이 필요하므로, 휠의 수량이 많이 적용되고 구조적으로 복잡한 단점이 있다. 또한, 벨트가 끊기거나 수리가 필요한 경우, 많은 모듈을 분해 조립해야 한다. 이에 최근에는 마그넷 기어를 이용한 비접촉 동력전달 구동방식이 제안되기도 하였다.
종래 마그넷 기어를 이용한 비접촉 동력전달 구동방식은, 2열의 롤러에 구비된 구동측 마그넷 기어와 종동측 마그넷 기어가 링 벨트를 통해 구동 연결되고, 마그넷 기어가 구비된 마그넷 기어 축이 구동측 마그넷 기어와 종동측 마그넷 기어 사이에 수직되게 배치되어, 마그넷 기어 축의 회전시, 마그넷 기어와 구동축 마그넷 기어 간의 자기력 작용에 의해, 마그넷 기어 축의 회전력이 구동축 마그넷 기어에 전달되는 구동 방식이다.
그런데, 종래 마그넷 기어를 비접촉 동력전달 구동방식의 경우, 협소한 공간에서 1개의 마그넷 기어를 사용하므로 마그넷 기어의 동력 전달에 한계가 발생되어, 휠의 회전이 원활하지 못하게 되고, 구동측 마그넷 기어와 종동측 마그넷 기어간 구동 연결을 위해서는 별도로 링 벨트를 추가해야 되는 문제가 있었다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 극성 방향이 정방향 및 역방향으로 착자된 양방향 마그넷 기어를 이용하여, 롤러의 토크를 증가시킬 수 있는 양방향 마그넷 기어, 휠소터 및 이를 포함하는 물품 분류 장치를 제공하고자 한다.
또한, 마그넷을 이용한 비접촉식 동력 및 회전력 전달방식을 이용함으로써 부품의 교체 및 유지 보수를 주기적으로 하지 않더라도 반 영구적으로 사용 가능한 양방향 마그넷 기어, 휠소터 및 이를 포함하는 물품 분류 장치를 제공하고자 한다.
또한, 장치에서 발생되는 소음 및 진동을 저감시킴으로써 장치의 내구성이 향상된 양방향 마그넷 기어, 휠소터 및 이를 포함하는 물품 분류 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 자극 극성을 가지며 일방향으로 연장되는 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향으로 연장되되, 상기 정방향에 대하여 교차되는 역방향으로 서로 교번하여 배열되는 제1 자성 라인 및 제2 자성 라인을 포함하고, 상기 제1 자성 라인은 상기 정방향을 따라 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되고, 상기 제2 자성 라인은 상기 정방향을 따라 상기 제1 자성 라인과 맞물리도록 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되는 양방향 마그넷 기어가 제공될 수 있다.
이때, 상기 제1 자성 라인 및 상기 제2 자성 라인은, 상기 정방향으로 자기장의 극성 방향이 생성되거나, 상기 역방향으로 자기장의 극성 방향이 생성될 수 있다.
또한, 상기 양방향 마그넷 기어는 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구성되고, 상기 정방향은 상기 일방향에 대하여 일측으로 90°보다 작은 소정 각도로 기울어진 방향이고,
상기 역방향은 상기 정방향을 중심으로 타측으로 90°기울어진 방향일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 물품의 이송을 위한 롤러; 양단부에 상기 롤러가 장착되고, 비연동되도록 서로 독립적으로 지지되는 제1 롤러 축 및 제2 롤러 축; 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 나란하도록 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 회전가능하게 장착되는 지지체; 상기 제1 롤러 축 및 제2 롤러 축에 마련되고, 자성을 가지는 제1 롤러 마그넷 및 제2 롤러 마그넷; 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축의 사이 공간에서 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축과 교차되게 배치되는 회전 샤프트; 및 상기 회전 샤프트의 단부에 장착되고, 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 동일한 방향으로 회전되도록 상기 제1 롤러 마그넷 및 상기 제2 롤러 마그넷에 자기력을 가하는 양방향 마그넷 기어를 포함하고, 상기 마그넷 기어는 서로 다른 자극 극성을 가지며 일방향으로 연장되는 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향으로 연장되되, 상기 정방향에 대하여 교차되는 역방향으로 서로 교번하여 배열되는 제1 자성 라인 및 제2 자성 라인을 포함하고, 상기 제1 자성 라인은 상기 정방향을 따라 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되고, 상기 제2 자성 라인은 상기 정방향을 따라 상기 제1 자성 라인과 맞물리도록 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되는 휠소터가 제공될 수 있다.
이때, 상기 제1 자성 라인 및 상기 제2 자성 라인은, 상기 정방향으로 자기장의 극성 방향이 생성되거나, 상기 역방향으로 자기장의 극성 방향이 생성되고, 상기 제1 롤러 마그넷은 상기 정방향으로 자기장의 극성 방향이 생성된 상기 제1 자성 라인 및 상기 제2 자성 라인에 대응하여, 자기력의 작용에 의해 일방향으로 회전되도록 자기장의 극성 방향이 배열되어 배치되고, 상기 제2 롤러 마그넷은 상기 역방향으로 자기장의 극성 방향이 생성된 상기 제1 자성 라인 및 상기 제2 자성 라인에 대응하여, 자기력의 작용에 의해 상기 제2 롤러 마그넷의 회전방향과 동일한 일방향으로 회전되도록 자기장의 극성 방향이 배열되어 배치될 수 있다.
또한, 휠소터는 상기 지지체에 지지되고, 상기 롤러의 일부가 돌출되어 노출되도록 홀이 형성된 베이스 플레이트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지체는 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 회전가능하게 장착되는 서포터부; 상기 서포터부를 고정하는 필라부; 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축에 제1 롤러 마그넷 및 제2 롤러 마그넷을 고정하기 위한 홀더부; 및 상기 필라부가 고정 설치되고, 중앙에 상기 회전 샤프트가 관통하여 형성되는 지지 플레이트부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 물품을 일 방향으로 이송하기 위하여 회전 가능한 롤러를 포함하는 휠소터; 및 상기 롤러에 회전 동력을 전달하도록 제공되는 샤프트부를 포함하고, 상기 휠소터는 양단부에 상기 롤러가 장착되고, 비연동되도록 서로 독립적으로 지지되는 제1 롤러 축 및 제2 롤러 축; 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 나란하도록 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 회전가능하게 장착되는 지지체; 상기 제1 롤러 축 및 제2 롤러 축에 마련되고, 자성을 가지는 제1 롤러 마그넷 및 제2 롤러 마그넷; 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축의 사이 공간에서 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축과 교차되게 배치되는 회전 샤프트; 및 상기 회전 샤프트의 단부에 장착되고, 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 동일한 방향으로 회전되도록 상기 제1 롤러 마그넷 및 상기 제2 롤러 마그넷에 자기력을 가하는 양방향 마그넷 기어를 포함하며, 상기 마그넷 기어는 서로 다른 자극 극성을 가지며 일방향으로 연장되는 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향으로 연장되되, 상기 정방향에 대하여 교차되는 역방향으로 서로 교번하여 배열되는 제1 자성 라인 및 제2 자성 라인을 포함하고, 상기 제1 자성 라인은 상기 정방향을 따라 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되고, 상기 제2 자성 라인은 상기 정방향을 따라 상기 제1 자성 라인과 맞물리도록 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되는 물품 분류 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 샤프트부는 회전 가능하게 제공되는 제1 메인 샤프트; 회전 가능하게 제공되는 제2 메인 샤프트; 상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트 사이에 배치되며, 상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트의 회전에 대응하여 회전하는 보조 샤프트; 및 상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트 중 어느 하나의 회전에 대응하여 회전함으로써 상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트 중 다른 하나를 회전시키도록 상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트와 맞물리는 기어 샤프트를 포함할 수 있다.
또한, 물품 분류 장치는 자기력을 제공하는 마그넷부를 더 포함하고, 상기 마그넷부는 상기 제1 메인 샤프트에 제공되는 제1 메인 마그넷 및 상기 제2 메인 샤프트에 제공되는 제2 메인 마그넷을 포함하는 메인 마그넷; 및 상기 보조 샤프트에 제공되고, 적어도 일부가 상기 제1 메인 마그넷과 상기 제2 메인 마그넷 사이에 배치되는 보조 마그넷을 포함하고, 상기 보조 마그넷의 적어도 일부는, 상기 메인 마그넷과 상기 보조 마그넷의 적어도 일부 사이의 자기력에 의해 상기 메인 마그넷의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 극성 방향이 정방향 및 역방향으로 착자된 양방향 마그넷 기어를 이용하여, 롤러의 토크를 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 마그넷을 이용한 비접촉식 동력 및 회전력 전달방식이므로, 부품의 교체 및 유지 보수를 주기적으로 하지 않더라도 반 영구적으로 사용 가능하고, 장치에서 발생되는 소음 및 진동을 저감시킴으로써 장치의 내구성이 향상될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 신속하게 물품을 분류함으로써 작업자의 업무를 줄여주고, 물품 분류의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠소터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠소터의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠소터의 측면도이다.
도 4는 도 2의 D-D선부에서 바라본 양방향 마그넷 기어의 측면도다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류 장치의 사시도이다.
도 6은 도 5의 정면도이다.
도 7은 도 5의 측면도이다.
도 8은 도 5의 A의 확대도이다.
도 9는 도 5의 B의 확대도이다.
도 10은 도 5의 C의 확대도이다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지' 된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 한편 본 명세서의, 제1 방향은 도면의 x축 방향일 수 있다. 또한, 제2 방향은 도면의 z축 방향일 수 있으며, 제3 방향은 도면의 y축 방향일 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휠소터의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠소터(300)는, 물품 분류 장치에서 물품을 일 방향으로 이송할 수 있다. 휠소터(300)의 상면에는 물품이 안착될 수 있고, 안착된 물품은 후술할 롤러(340)에 의해 종류별로 이송될 수 있다.
이러한 휠소터(300)는 베이스 플레이트(310), 지지체(320), 롤러 축(330), 롤러(340), 롤러 마그넷(350), 회전 샤프트(360) 및 양방향 마그넷 기어(370)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(310)는 물품을 지지하도록 지지체(320)의 상부에 설치될 수 있다. 베이스 플레이트(310)의 상면에는 물품이 안착될 수 있다. 베이스 플레이트(310)에는 롤러(340)의 일부가 돌출되어 노출되는 복수 개의 홀이 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(310)에 형성된 홀을 통해, 롤러(340)의 일부는 상방향으로 노출될 수 있다.
지지체(320)는 물품 분류 장치의 프레임에 지지될 수 있다. 지지체(320)는 베이스 플레이트(310), 제1 롤러(340), 및 제2 롤러 축(330b) 및 롤러(340)를 지지할 수 있다. 특히, 지지체(320)에는 나란하게 배열되는 제1 롤러 축(330a) 및 제2 롤러 축(330b)이 회전가능하게 장착될 수 있다.
이러한 지지체(320)는 서포터부(321), 필라부(322), 홀더부(323) 및 지지 플레이트부(324)를 포함할 수 있다. 서포터부(321)에는 베어링(미도시)을 통해 제1 롤러 축(330a) 및 제2 롤러 축(330b)이 회전가능하게 장착될 수 있다. 필라부(322)는 휠소터(300)의 양단부 측에 위치되어 서포터부(321)를 고정할 수 있다. 홀더부(323)는 제1 롤러 축(330a) 및 제2 롤러 축(330b)에 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)을 고정할 수 있다. 지지 플레이트부(324)에는 필라부(322)가 고정 설치될 수 있고, 지지 플레이트부(324)의 중앙에는 회전 샤프트(360)가 관통될 수 있다.
롤러 축(330)은 회전 샤프트(360)의 회전에 대응하여 회전될 수 있고, 롤러(340)와 함께 회전할 수 있다. 롤러 축(330)은 지지체(320)에 나란하게 배치되는 제1 롤러 축(330a) 및 제2 롤러 축(330b)을 포함할 수 있다.
롤러(340)는 지지체(320)에서 일정 배열로 배치되는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 롤러(340)는 일 방향으로 회전함으로써 물품을 일 방향으로 이송할 수 있다. 롤러(340)는 롤러 축(330)의 단부에 장착되어 롤러 축(330)과 함께 회전할 수 있다. 롤러(340)는 롤러 마그넷(350)의 회전에 연동하여 회전될 수 있다. 롤러(340)의 적어도 일부는 베이스 플레이트(310)에 형성된 홀을 통하여 상방향으로 돌출되어 노출될 수 있다.
롤러 마그넷(350)은 양방향 마그넷 기어(370)와의 자기력에 의해 회전할 수 있다. 롤러 마그넷(350)은 양방향 마그넷 기어(370)의 회전에 대응하여 회전됨으로써 롤러 축(330) 및 롤러(340)를 회전시킬 수 있다.
롤러 마그넷(350)의 자극은 양방향 마그넷 기어(370)의 자극과 반대되는 극성이 마주하도록 배열될 수 있다. 보다 자세하게, 롤러 마그넷(350)의 자극(N극 또는 S극)은 양방향 마그넷 기어(370)의 제1 자성 라인(371) 또는 제2 자성 라인(372)과 마주하도록 배열될 수 있다. 이로 인해, 롤러 마그넷(350)과 양방향 마그넷 기어(370) 사이에 자기력이 작용될 수 있고, 이를 통해, 롤러 마그넷(350)은 양방향 마그넷 기어(370)와 서로 접촉하지 않더라도 양방향 마그넷 기어(370)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.
이러한 롤러 마그넷(350)은 제1 롤러 축(330a)에 마련되는 제1 롤러 마그넷(350a)과, 제2 롤러 축(330b)에 마련되는 제2 롤러 마그넷(350b)을 포함할 수 있다. 이들 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)은, 양방향 마그넷 기어(370)를 사이에 두고 나란하게 배치될 수 있다. 이때, 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)은 서로 다른 극성 방향을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 롤러 마그넷(350a)은 고전압 장치(착자기)에 의해 정방향으로 착자되어, 정방향으로 자기장의 극성 방향이 생성될 수 있고, 제2 롤러 마그넷(350b)은 고전압 장치(착자기)에 의해 역방향으로 착자되어, 역방향으로 자기장의 극성 방향이 생성될 수 있다. 여기서, 정방향은 소정의 회전축에 대하여 일방향으로 기울어진 방향으로 이해될 수 있고, 역방향은 정방향에 대하여 교차되는 방향으로 이해될 수 있다.
회전 샤프트(360)는 물품 분류 장치의 보조 샤프트 회전에 대응하여 회전하도록 구성될 수 있다. 회전 샤프트(360)는 물품 분류 장치의 메인 샤프트가 연장되는 방향 및 보조 샤프트가 연장되는 방향과 수직인 방향을 따라 연장될 수 있다. 회전 샤프트(360)는 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 회전 샤프트(360)는 동시에 회전할 수 있다.
각각의 회전 샤프트(360)에는 양방향 마그넷 기어(370)가 제공될 수 있다. 회전 샤프트(360)는 양방향 마그넷 기어(370)와 함께 회전할 수 있다. 회전 샤프트(360)는 제1 롤러 축(330a) 및 제2 롤러 축(330b)의 사이 공간에서 제1 롤러 축(330a) 및 제2 롤러 축(330b)과 교차되게 배치될 수 있다.
양방향 마그넷 기어(370)는 회전 샤프트(360)에서 연장되는 가상의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 양방향 마그넷 기어(370)는 회전 샤프트(360)의 상측 단부에 제공될 수 있다. 양방향 마그넷 기어(370)는 원통형상으로 제공될 수 있다.
양방향 마그넷 기어(370)의 외경측에는 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)이 대향되게 배치될 수 있다. 양방향 마그넷 기어(370)는 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)에 자기력을 가함으로써, 제1 롤러 축(330a) 및 제2 롤러 축(330)을 동일 방향으로 회전시킬 수 있다. 예컨대, 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)은 양방향 마그넷 기어(370)와 서로 접촉하지 않더라도 양방향 마그넷 기어(370)의 회전에 대응하여 동일한 회전방향으로 회전될 수 있다.
이를 위해, 양방향 마그넷 기어(370)는 자기장의 극성 방향이 정방향으로 생성되도록 고전압 장치에 의해 1차 착자된 후, 자기장의 극성 방향이 정방향과 교차되게 배열되는 역방향으로 생성되도록 고전압 장치에 의해 2차 착자될 수 있다. 여기서, 정방향은 회전축에 대하여 일측으로 90°보다 작은 소정 각도로 기울어진 방향일 수 있고, 역방향은 정방향의 가상의 연장 선을 중심으로 타측으로 90°기울어진 방향일 수 있다.
본 실시예에서, 정방향은 회전축에 대하여 일측으로 45°기울어진 방향이고, 역방향은 정방향의 가상의 연장 선을 중심으로 타측으로 90°기울어진 방향, 다시 말해 회전축에 대하여 타측으로 -45°기울어진 방향으로 설명하였지만, 이에 한정되지는 아니하며, 정방향은 회전축에 대하여 일측으로 90°보다 작은 다양한 각도로 기울어진 방향일 수 있을 것이다.
고전압 장치에 의해 1차 착자 및 2차 착자된 양방향 마그넷 기어(370)는, 다른 자극 극성을 가지며 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향으로 연장되는 제1 자성 라인(371) 및 제2 자성 라인(372)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 자성 라인(371) 및 제2 자성 라인(372)은 정방향에 대하여 교차되는 역방향으로 서로 교번하여 배열될 수 있다.
제1 자성 라인(371)은 정방향을 따라 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 자성 라인(371)은 N극 정 착자부위(371a), N극 정역 착자부위(371b) 및 N극 역 착자부위(371c)를 포함할 수 있다. N극 정 착자부위(371a) 및 N극 정역 착자부위(371b)는 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향을 따라 교호로 연속되게 연장 형성될 수 있다. N극 정 착자부위(371a)의 너비는 N극 정역 착자부위(371b)의 너비와 동일할 수 있다. N극 역 착자부위(371c)는 N극 정역 착자부위(371b)의 양측부에서 제1 자성 라인(371)의 폭방향으로 돌출 형성될 수 있다. 예컨대, N극 역 착자부위(371c)는 정방향을 따라 연속되는 극 정 착자부위(371a) 및 N극 정역 착자부위(371b)의 연장부위에서 제1 자성 라인(371)의 폭방향으로 돌출되는 부위일 수 있다.
제2 자성 라인(372)은 정방향을 따라 제1 자성 라인(371)과 맞물리도록 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 자성 라인(372)은 S극 정 착자부위(372a), S극 정역 착자부위(372b) 및 S극 역 착자부위(372c)를 포함할 수 있다. S극 정 착자부위(372a) 및 S극 정역 착자부위(372b)는 정방향에 대하여 교차되는 역방향을 따라 교호로 연속되게 연장 형성될 수 있다. S극 정 착자부위(372a)의 너비는 S극 정역 착자부위(372b)의 너비와 동일할 수 있다. S 극 역 착자부위(372c)는 S극 정역 착자부위(372b)의 양측부에서 제2 자성 라인(372)의 폭방향으로 돌출 형성될 수 있다. 예컨대, S 극 역 착자부위(372c)는 정방향을 따라 연속되는 극 정 착자부위(371a) 및 N극 정역 착자부위(371b)의 연장부위에서 제2 자성 라인(372)의 폭방향으로 돌출되는 부위일 수 있다.
이들 제1 자성 라인(371) 및 제2 자성 라인(372)은, 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)의 배치 상태에 따라, 정방향으로 자기장의 극성 방향이 생성되거나, 역방향으로 자기장의 극성 방향이 생성될 수 있다.
일 예로, 도 2에서 보듯이, 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)이 양방향 마그넷 기어(370)를 사이에 두고 자기장의 극성 방향이 대칭되는 형태로 배치되고, 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)의 자극이 양방향 마그넷 기어(370)의 제1 자성 라인(371) 및 제2 자성 라인(372)과 대응되게 배치된 경우, 양방향 마그넷 기어(370)가 회전 샤프트(360)에 의해 일 방향(일 예로, 도 2의 시계방향)으로 회전되면, 제1 롤러 마그넷(330a)의 자극은 양방향 마그넷 기어(370)의 N극 정 착자부위(371a) 및 N극 정역 착자부위(371b)와 S극 정 착자부위(372a) 및 S극 정역 착자부위(372b)의 정착자 방향 자기력(도 4 참고)과 대응되어 자기력이 작용되므로, 제1 롤러 마그넷(330a)은 양방향 마그넷 기어(370)와 서로 접촉하지 않더라도 일방향으로 회전시킬 수 있고, 제1 롤러 마그넷(330a)의 회전에 의해 롤러(340)는 일방향(일 예로, 도 2의 우측 방향)으로 이동될 수 있다.
이때, N극 역 착자부위(371c)와 및 S 극 역 착자부위(372c)는, 제1 롤러 마그넷(330a)의 자극과 척력이 작용할 수 있지만, N극 역 착자부위(371c)의 면적이 N극 정 착자부위(371a) 및 N극 정역 착자부위(371b)의 면적의 합보다 작고, 및 S 극 역 착자부위(372c)의 면적이 S극 정 착자부위(372a) 및 S극 정역 착자부위(372b)보다 작으므로, 양방향 마그넷 기어(370)와 제1 롤러 마그넷(330a) 간에 작용하는 자기력의 합력은 자기적 인력이 될 수 있다.
따라서, 도 4에서의 정착자 방향을 따라 연장되는 제1 자성 라인(371) 및 제2 자성 라인(372)은 각각 정착 방향의 마그넷 스크류를 형성할 수 있다. 다시 말해, 도 4에 있어서, 양방향 마그넷 기어(370)에는 N극 역 착자부위(371c)와 및 S 극 역 착자부위(372c)의 중간을 가로지르며 정착자 방향을 따라 연장되는 가상의 선을 경계로, 정착자 방향으로 연장되는 복수 개의 N극과 S극이 교번하여 배열되는 마그넷 스크류의 역할을 할 수 있다.
아울러, 양방향 마그넷 기어(370)가 회전 샤프트(360)에 의해 일 방향(일 예로, 도 2의 시계방향)으로 회전되면, 제2 롤러 마그넷(330b)의 자극은 양방향 마그넷 기어(370)의 N극 정역 착자부위(371b) 및 N극 역 착자부위(371c)와 S극 정역 착자부위(372b) 및 S 극 역 착자부위(372c)의 역착자 방향 자기력(도 4 참고)과 대응되어 자기력이 작용되므로, 제2 롤러 마그넷(330b)은 양방향 마그넷 기어(370)와 서로 접촉하지 않더라도 제1 롤러 마그넷(330a)의 회전방향과 동일한 일방향으로 회전시킬 수 있고, 제2 롤러 마그넷(330b)의 회전에 의해 롤러(340)는 일방향(일 예로, 도 2의 우측 방향)으로 이동될 수 있다.
이때, N극 정 착자부위(371a) 및 제 S극 정 착자부위(372a)는, 제2 롤러 마그넷(330b)의 자극과 척력이 작용할 수 있지만, N극 정 착자부위(371a)의 면적이 N극 정역 착자부위(371b) 및 N극 역 착자부위(371c)의 면적의 합보다 작고, 및 제 S극 정 착자부위(372a)의 면적이 S극 정역 착자부위(372b) 및 S 극 역 착자부위(372c)보다 작으므로, 양방향 마그넷 기어(370)와 제2 롤러 마그넷(330b) 간에 작용하는 자기력의 합력은 자기적 인력이 될 수 있다.
따라서, 도 4에서의 역착자 방향을 따라 배열되는 N극 정역 착자부위(371b), N극 역 착자부위(371c) 및 S극 정 착자부위(372a)가 하나의 역방향 자성라인의 역할을 하고, S극 정역 착자부위(372b), S극 역 착자부위(372c) 및 N극 정 착자부위(371a)가 다른 하나의 역방향 자성라인 역할을 할 수 있다. 도 4에 있어서, 양방향 마그넷 기어(370)에는 N극 정 착자부위(371a)와 N극 정역 착자부위(372b) 사이, 및 S극 정 착자부위(372a)와 S극 정역 착자부위(372b) 사이로 연장되는 가상의 선을 경계로, 역방향으로 연장되는 복수 개의 N극과 S극이 교번하여 배열되는 마그넷 스크류의 역할을 할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류 장치의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
이하, 도 5 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 분류 장치(1)는 다량의 물품을 이송하기 위한 물류 센터 등의 물품 분류 시스템에 사용될 수 있다. 이러한 물품 분류 장치(1)는 복수 개의 물품을 인식하고 복수 개의 물품을 물품 종류에 따라 분류할 수 있다. 예를 들어, 물품 분류 장치(1)는 복수 개의 물품의 종류를 인식한 후 서로 다른 경로로 이동시킬 수 있다. 이러한 물품 분류 장치(1)는 프레임(100), 샤프트부(200), 휠소터(300), 마그넷부(400), 갭 조절장치(500), 구동부(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.
프레임(100)은 샤프트부(200), 휠소터(300), 마그넷부(400), 갭 조절장치(500), 구동부(600) 및 제어부(700)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 프레임(100)은 사각 프레임 형상일 수 있다.
샤프트부(200)는 구동부(600)로부터 동력을 전달받아 휠소터(300)에 동력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 샤프트부(200)는 회전 가능하게 구비됨으로써 휠소터(300)의 후술할 롤러(340)에 회전 동력을 전달하도록 제공될 수 있다. 또한, 샤프트부(200)에는 마그넷부(400)가 제공될 수 있다. 이러한 샤프트부(200)는 메인 샤프트(210), 보조 샤프트(220) 및 기어 샤프트(240)를 포함할 수 있다.
메인 샤프트(210)는 구동부(600)로부터 동력을 전달받아 회전할 수 있으며, 보조 샤프트(220)가 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메인 샤프트(210)는 지지수단을 통하여 프레임(100)에 지지될 수 있으며, 베어링에 지지된 채로 회전할 수 있다. 이러한 메인 샤프트(210)는 제1 메인 샤프트(211) 및 제2 메인 샤프트(212)를 포함할 수 있다.
제1 메인 샤프트(211)는 구동부(600)로부터 동력을 전달받아 일 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 메인 샤프트(211)는 구동부(600)로부터 벨트를 통하여 동력을 전달받을 수 있다. 이러한 제1 메인 샤프트(211)에는 후술할 제1 메인 마그넷(411)이 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 제1 메인 마그넷(411)은 제1 메인 샤프트(211)를 따라 회전할 수 있다. 한편, 제1 메인 샤프트(211)에는 기어 샤프트(240)와 맞물리기 위한 기어가 제공될 수 있다. 이러한 제1 메인 샤프트(211)의 기어는 기어 샤프트(240)의 기어와 맞물린 채로 회전할 수 있다.
제2 메인 샤프트(212)는 기어 샤프트(240)로부터 동력을 전달받아 일 방향으로 회전할 수 있다. 이러한 제2 메인 샤프트(212)에는 후술할 제2 메인 마그넷(412)이 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 제2 메인 마그넷(412)은 제2 메인 샤프트(212)를 따라 회전할 수 있다. 한편, 제2 메인 샤프트(212)에는 기어 샤프트(240)와 맞물리기 위한 기어가 제공될 수 있다. 이러한 제2 메인 샤프트(212)의 기어는 기어 샤프트(240)의 기어와 맞물린 채로 회전할 수 있다.
또한, 제1 메인 샤프트(211)와 제2 메인 샤프트(212)는 제1 방향을 따라 연장 형성될 수 있으며, 서로 제2 방향에 대하여 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 또한, 제1 메인 샤프트(211)와 제2 메인 샤프트(212) 사이의 거리는 후술할 갭 조절장치(500)에 의해 소정 범위 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 메인 샤프트(211)와 제2 메인 샤프트(212)는 기어 샤프트(240)와 맞물려 회전함으로써 동일한 회전 속도를 가지고 회전할 수 있다.
보조 샤프트(220)는 메인 샤프트(210)의 회전에 대응하여 회전하도록 구성될 수 있다. 이러한 보조 샤프트(220)는 메인 샤프트(210)가 연장되는 방향과 수직인 제3 방향을 따라 연장될 수 있다. 또한, 보조 샤프트(220)는 제1 메인 샤프트(211)와 제2 메인 샤프트(212) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 보조 샤프트(220)는 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 보조 샤프트(220)는 제1 메인 샤프트(211)와 제2 메인 샤프트(212) 사이에서 동시에 회전할 수 있다. 또한, 보조 샤프트(220)는 지지수단을 통하여 프레임(100)에 지지될 수 있으며, 베어링에 지지된 채로 회전할 수 있다.
한편, 복수 개의 보조 샤프트(220) 각각에는 후술할 복수 개의 보조 마그넷(420)이 제공될 수 있으며, 복수 개의 보조 마그넷(420)은 복수 개의 보조 샤프트(220)와 함께 회전할 수 있다. 예를 들어, 보조 샤프트(220)는 후술할 제1 보조 마그넷(421)에 의해 메인 샤프트(210)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.
기어 샤프트(240)는 제1 메인 샤프트(211)로부터 회전 동력을 전달받아 제2 메인 샤프트(212)를 회전시킬 수 있다. 이러한 기어 샤프트(240)에는 제1 메인 샤프트(211) 및 제2 메인 샤프트(212)의 기어와 맞물리기 위한 기어가 복수 개로 제공될 수 있다. 이러한 복수 개의 기어에 의해 기어 샤프트(240)는 제1 메인 샤프트(211)의 회전 동력을 제2 메인 샤프트(212)로 전달할 수 있다. 이러한 기어 샤프트(240)는 제1 메인 샤프트(211) 및 제2 메인 샤프트(212)가 연장되는 방향과 수직인 제2 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.
휠소터(300)는 물품 분류 장치(1)에서 물품을 일 방향으로 이송할 수 있다. 휠소터(300)의 상면에는 물품이 안착될 수 있고, 안착된 물품은 후술할 롤러(340)에 의해 종류별로 이송될 수 있다. 이러한 휠소터(300)는 앞서 설명한 휠소터(300)의 내용과 중복되므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
마그넷부(400)는 자기력을 제공하기 위하여 구비될 수 있다. 이러한 마그넷부(400)는 자성을 띈 물질을 포함할 수 있으며, 자기장을 형성할 수 있다. 예를 들어, 마그넷부(400)는 영구 자석 또는 전자석 등을 포함할 수 있다. 이러한 마그넷부(400)는 메인 마그넷(410), 보조 마그넷(420) 및 롤러 마그넷(440)을 포함할 수 있다.
메인 마그넷(410)은 메인 샤프트(210)에 제공되며, 메인 샤프트(210)를 따라 회전할 수 있다. 또한, 메인 마그넷(410)은 서로 다른 자극이 제1 방향과 수직한 방향을 따라서 교번하여 배열되도록 구성될 수 있다. 이러한 서로 다른 자극은 메인 마그넷(410)을 감싸는 나선형 배열을 가질 수 있다. 또한, 메인 마그넷(410)은 원통 형상으로 제공될 수 있다. 이러한 메인 마그넷(410)은 제1 메인 마그넷(411) 및 제2 메인 마그넷(412)을 포함할 수 있다.
제1 메인 마그넷(411)은 제1 메인 샤프트(211)에 제공되며, 제1 메인 샤프트(211)를 감싸도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 메인 마그넷(411)은 제1 방향을 따라 연장되는 가상의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 제1 메인 마그넷(411)은 복수 개로 제공될 수 있다. 또한, 제1 메인 마그넷(411)의 자극은 제1 보조 마그넷(421)의 자극과 반대되는 극성이 마주하도록 배열될 수 있다.
제2 메인 마그넷(412)은 제2 메인 샤프트(212)에 제공되며, 제2 메인 샤프트(212)를 감싸도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 메인 마그넷(412)은 제1 방향을 따라 연장되는 가상의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 제2 메인 마그넷(412)은 복수 개로 제공될 수 있다. 또한, 제2 메인 마그넷(412)의 자극은 제1 보조 마그넷(421)의 자극과 반대되는 극성이 마주하도록 배열될 수 있다.
보조 마그넷(420)은 보조 샤프트(220)에 제공되며, 보조 샤프트(220)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 보조 마그넷(420)은 서로 다른 자극이 제3 방향과 수직한 방향을 따라서 교번하여 배열되도록 구성될 수 있다. 이러한 서로 다른 자극은 보조 마그넷(420)을 감싸는 나선형 배열을 가질 수 있다. 또한, 보조 마그넷(420)은 원통 형상으로 제공될 수 있다. 보조 마그넷(420)은 보조 샤프트(220)의 일측에 제공되는 제1 보조 마그넷(421) 및 보조 샤프트(220)의 타측에 제공되는 제2 보조 마그넷(422)을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 보조 마그넷(421)은 제1 메인 마그넷(411)과 제2 메인 마그넷(412)의 회전에 의해 제3 방향을 따라 연장되는 가상의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 제1 보조 마그넷(421)의 회전에 의해 보조 샤프트(220)는 회전할 수 있다. 또한, 제1 보조 마그넷(421)은 메인 샤프트(210) 측에 제공될 수 있다. 이러한 제1 보조 마그넷(421)은 상하 방향으로의 제1 메인 마그넷(411)과 제2 메인 마그넷(412) 사이에 배치될 수 있으며, 제1 메인 마그넷(411) 및 제2 메인 마그넷(412)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.
또한, 제1 보조 마그넷(421)은 제1 메인 마그넷(411)과의 자기력 및 제2 메인 마그넷(412)과의 자기력에 의해 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 마그넷(421)의 하측은 제1 메인 마그넷(411)과의 자기력에 의해 회전하며, 제1 보조 마그넷(421)의 상측은 제2 메인 마그넷(412)과의 자기력에 의해 회전한다. 더 자세한 예시로, 제1 메인 마그넷(411)의 S극은 제1 보조 마그넷(421)의 N극과 마주하도록 배열될 수 있으며, 제2 메인 마그넷(412)의 S극은 제1 보조 마그넷(421)의 N극과 마주하도록 배열될 수 있다. 이로 인해, 제1 메인 마그넷(411)과 제1 보조 마그넷(421)의 상부는 서로 인력이 작용하고, 제2 메인 마그넷(412)과 제1 보조 마그넷(421)의 하부는 서로 인력이 작용하게 된다. 또한, 제1 보조 마그넷(421)은 메인 마그넷(410)과 접촉하지 않더라도 메인 마그넷(410)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.
이처럼, 제1 보조 마그넷(421)의 양측에 메인 마그넷(410)이 배치됨으로써 제1 보조 마그넷(421)의 어느 일측에만 메인 마그넷(410)이 배치될 때보다 제1 보조 마그넷(421)에는 더 큰 자기력이 작용할 수 있다. 예를 들어, 하나의 메인 마그넷(410)이 배치될 때보다 두 개의 메인 마그넷(410)이 양측에서 배치될 때 제1 보조 마그넷(421)에 2배의 자기력이 작용할 수 있다. 이로 인해, 제1 보조 마그넷(421)은 더 큰 힘으로 보조 샤프트(220)를 회전시킬 수 있다.
도 9를 참조하면, 제2 보조 마그넷(422)은 보조 샤프트(220)의 회전에 의해 제3 방향을 따라 연장되는 가상의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 제2 보조 마그넷(422)은 보조 샤프트(220)의 회전에 의해 회전할 수 있다. 또한, 제2 보조 마그넷(422)은 회전 샤프트 측에 제공될 수 있다. 이러한 제2 보조 마그넷(422)은 일방향 마그넷 기어(430)에 자기력을 가함으로써 일방향 마그넷 기어(430)를 일 방향으로 회전시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 일방향 마그넷 기어(430)는 제2 보조 마그넷(422)과의 자기력에 의해 제2 방향을 따라 연장되는 가상의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 일방향 마그넷 기어(430)는 제2 보조 마그넷(422)의 회전에 대응하여 회전함으로써 휠소터(300)의 회전 샤프트(360)를 회전시킬 수 있다. 또한, 일방향 마그넷 기어(430)는 회전 샤프트(360)의 하측에 제공될 수 있다. 예를 들어, 일방향 마그넷 기어(430)는 서로 다른 자극이 제2 방향과 수직한 방향을 따라서 교번하여 배열되도록 구성될 수 있다. 이러한 서로 다른 자극은 일방향 마그넷 기어(430)를 감싸는 나선형 배열을 가질 수 있다. 또한, 일방향 마그넷 기어(430)는 원통 형상으로 제공될 수 있으며, 복수 개로 제공될 수 있다. 이러한 일방향 마그넷 기어(430)는 제2 보조 마그넷(422)과 서로 반대되는 극성이 마주하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 일방향 마그넷 기어(430)의 S극은 제2 보조 마그넷(422)의 N극과 마주하도록 배열될 수 있다. 이로 인해, 제2 보조 마그넷(422)과 일방향 마그넷 기어(430) 사이에 인력이 작용하게 된다. 또한, 일방향 마그넷 기어(430)는 제2 보조 마그넷(422)과 서로 접촉하지 않더라도 제2 보조 마그넷(422)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.
도 6을 다시 참조하면, 갭 조절장치(500)는 메인 마그넷(410)과 보조 마그넷(420) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 이러한 갭 조절장치(500)는 제1 갭조절부(510), 제2 갭조절부(520) 및 제3 갭조절부(530)를 포함할 수 있다.
제1 갭조절부(510)는 제1 메인 마그넷(411)과 제1 보조 마그넷(421) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 갭조절부(510)는 제1 메인 샤프트(211)를 프레임(100)에 고정시키기 위한 지지수단을 상측으로 가압함으로써 제1 메인 마그넷(411)과 제1 보조 마그넷(421) 사이 간격을 좁힐 수 있다. 이처럼, 제1 메인 마그넷(411)과 제1 보조 마그넷(421) 사이 간격이 좁아지면 제1 보조 마그넷(421)에 더 큰 자기력이 작용하게 되어 더 큰 힘이 보조 샤프트(220)에 전달되게 된다. 또한, 제1 갭조절부(510)는 지지수단에 삽입되어 스크류 이동 가능하게 제공될 수 있다.
제2 갭조절부(520)는 제2 메인 마그넷(412)과 제1 보조 마그넷(421) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제2 갭조절부(520)는 제2 메인 샤프트(212)를 프레임(100)에 고정시키기 위한 지지수단을 하측으로 가압함으로써 제2 메인 마그넷(412)과 제1 보조 마그넷(421) 사이 간격을 좁힐 수 있다. 이처럼, 제2 메인 마그넷(412)과 제1 보조 마그넷(421) 사이 간격이 좁아지면 제1 보조 마그넷(421)에 더 큰 자기력이 작용하게 되어 더 큰 힘이 보조 샤프트(220)에 전달되게 된다. 또한, 제2 갭조절부(520)는 지지수단에 삽입되어 스크류 이동 가능하게 제공될 수 있다.
제3 갭조절부(530)는 제1 메인 샤프트(211)와 제2 메인 샤프트(212) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제3 갭조절부(530)는 기어 샤프트(240)를 프레임(100)에 고정시키기 위한 하우징을 상하 방향으로 가압함으로써 기어 샤프트(240)의 기어와 메인 샤프트(210)의 기어 사이의 간격을 좁힐 수 있다. 이처럼, 기어 샤프트(240)의 기어와 메인 샤프트(210)의 기어 사이의 간격이 좁아지면 제1 메인 샤프트(211)의 동력이 보다 잘 제2 메인 샤프트(212)로 전달될 수 있다.
구동부(600)는 동력을 발생시켜 메인 샤프트(210)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(600)는 액츄에이터, 모터 등을 포함할 수 있으며, 벨트를 통하여 제1 메인 샤프트(211)와 연결될 수 있다. 따라서, 구동부(600)에서 발생된 동력은 벨트를 통하여 제1 메인 샤프트(211)에 전달될 수 있다.
제어부(700)는 구동부(600)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(700)는 휠소터(300)의 롤러(340)를 회전시킬 필요가 있을 때 구동부(600)를 구동시킬 수 있으며, 롤러(340)를 보다 빠르게 회전시키기 위하여 구동부(600)의 작동 속도를 상승시킬 수 있다. 이러한 제어부(700)는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치, 센서 등의 측정장치 및 메모리에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.
한편, 제어부(700)의 센서는 물품에 부착된 바코드(미도시) 등을 인식할 수 있으며, 기 저장된 데이터에 기초하여 물품의 종류를 구분할 수 있다. 또한, 제어부(700)는 구분된 물품의 종류에 따라 물품을 기 설정된 경로로 이동시킬 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 물품 분류 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
물품 분류 장치(1)는 물품을 분류하고 이송시키기 위하여 사용될 수 있다. 먼저, 구동부(600)를 작동시키면 구동부(600)의 동력이 벨트를 통하여 제1 메인 샤프트(211)로 전달된다. 제1 메인 샤프트(211)가 회전하면 제1 메인 샤프트(211)와 맞물린 기어 샤프트(240)가 회전하고, 기어 샤프트(240)의 회전에 의해 제2 메인 샤프트(212)가 회전하게 된다. 이 경우 제1 메인 마그넷(411)과 제2 메인 마그넷(412)은 일 방향으로 회전하게 되고, 제1 메인 마그넷(411)과 제2 메인 마그넷(412) 사이에 배치된 제1 보조 마그넷(421)에는 자기력이 가해진다. 이로 인해, 제1 보조 마그넷(421)은 제1 메인 마그넷(411)과 제2 메인 마그넷(412)의 회전에 대응하여 회전하게 된다.
제1 보조 마그넷(421)이 회전하면 보조 샤프트(220)도 따라서 회전하게 되고, 보조 샤프트(220)의 회전에 의해 제2 보조 마그넷(422)도 회전하게 된다. 이때, 제2 보조 마그넷(422)과 인접하게 배치된 일방향 마그넷 기어(430)에는 자기력이 가해지고, 이로 인해 일방향 마그넷 기어(430)는 제2 보조 마그넷(422)의 회전에 대응하여 회전하게 된다.
제2 보조 마그넷(422)이 회전하면 회전 샤프트(360)도 따라서 회전하게 되고, 회전 샤프트(360)의 회전에 의해 양방향 마그넷 기어(370)도 회전하게 된다. 이때, 양방향 마그넷 기어(370)와 인접하게 배치된 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)에는 자기력이 가해지고, 이로 인해 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)은 양방향 마그넷 기어(370)의 회전에 대응하여 동일한 방향으로 회전하게 된다.
제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)이 회전하면, 제1 롤러 축(330a) 및 제1 롤러 축(330a)의 롤러(340)도 회전되므로, 베이스 플레이트(310)에 형성된 홀을 통해 외부에 노출된 롤러(340)의 부분은 물품을 일 방향으로 이송할 수 있다.
이처럼, 휠소터(300)는 양방향 마그넷 기어(370)를 통해, 제1 롤러 마그넷(350a) 및 제2 롤러 마그넷(350b)을 동일한 방향으로 회전시킬 수 있고, 별도의 링 벨트를 사용하지 않은 상태에서, 롤러(340)의 토크를 증가시킬 수 있다.
따라서, 휠소터(300)의 롤러(340)는 보다 강한 힘으로 물품을 이송할 수 있으며, 무게가 무거운 물품이더라도 안정적으로 이송할 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 물품 분류 장치 100: 프레임
200: 샤프트부 210: 메인 샤프트
211: 제1 메인 샤프트 212: 제2 메인 샤프트
220: 보조 샤프트 230: 회전 샤프트
240: 기어 샤프트 300: 휠소터
310: 베이스 플레이트 320: 지지체
321: 서포트부 322: 필라부
323: 홀더부 324: 지지 플레이트부
330a: 제1 롤러 축 330b: 제2 롤러 축
340: 롤러 350: 롤러 마그넷
360: 회전 샤프트 370: 양방향 마그넷 기어
400: 마그넷부 410: 메인 마그넷
411: 제1 메인 마그넷 412: 제2 메인 마그넷
420: 보조 마그넷 421: 제1 보조 마그넷
422: 제2 보조 마그넷 500: 갭 조절장치
510: 제1 갭조절부 520: 제2 갭조절부
530: 제3 갭조절부 600: 구동부
700: 제어부

Claims (10)

  1. 서로 다른 자극 극성을 가지며 일방향으로 연장되는 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향으로 연장되되, 상기 정방향에 대하여 교차되는 역방향으로 서로 교번하여 배열되는 제1 자성 라인 및 제2 자성 라인을 포함하고,
    상기 제1 자성 라인은
    상기 정방향을 따라 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되고,
    상기 제2 자성 라인은
    상기 정방향을 따라 상기 제1 자성 라인과 맞물리도록 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되는,
    양방향 마그넷 기어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 자성 라인 및 상기 제2 자성 라인은,
    상기 정방향으로 자기장의 극성 방향이 생성되거나, 상기 역방향으로 자기장의 극성 방향이 생성되는,
    양방향 마그넷 기어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 양방향 마그넷 기어는 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구성되고,
    상기 정방향은 상기 일방향에 대하여 일측으로 90°보다 작은 소정 각도로 기울어진 방향이고,
    상기 역방향은 상기 정방향을 중심으로 타측으로 90°기울어진 방향인,
    양방향 마그넷 기어.
  4. 물품의 이송을 위한 롤러;
    양단부에 상기 롤러가 장착되고, 비연동되도록 서로 독립적으로 지지되는 제1 롤러 축 및 제2 롤러 축;
    상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 나란하도록 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 회전가능하게 장착되는 지지체;
    상기 제1 롤러 축 및 제2 롤러 축에 마련되고, 자성을 가지는 제1 롤러 마그넷 및 제2 롤러 마그넷;
    상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축의 사이 공간에서 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축과 교차되게 배치되는 회전 샤프트; 및
    상기 회전 샤프트의 단부에 장착되고, 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 동일한 방향으로 회전되도록 상기 제1 롤러 마그넷 및 상기 제2 롤러 마그넷에 자기력을 가하는 양방향 마그넷 기어를 포함하고,
    상기 마그넷 기어는
    서로 다른 자극 극성을 가지며 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향으로 연장되되, 상기 정방향에 대하여 교차되는 역방향으로 서로 교번하여 배열되는 제1 자성 라인 및 제2 자성 라인을 포함하고,
    상기 제1 자성 라인은
    상기 정방향을 따라 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되고,
    상기 제2 자성 라인은
    상기 정방향을 따라 상기 제1 자성 라인과 맞물리도록 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되는,
    휠소터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 자성 라인 및 상기 제2 자성 라인은,
    상기 정방향으로 자기장의 극성 방향이 생성되거나, 상기 역방향으로 자기장의 극성 방향이 생성되고,
    상기 제1 롤러 마그넷은
    상기 정방향으로 자기장의 극성 방향이 생성된 상기 제1 자성 라인 및 상기 제2 자성 라인에 대응하여, 자기력의 작용에 의해 일방향으로 회전되도록 자기장의 극성 방향이 배열되어 배치되고,
    상기 제2 롤러 마그넷은
    상기 역방향으로 자기장의 극성 방향이 생성된 상기 제1 자성 라인 및 상기 제2 자성 라인에 대응하여, 자기력의 작용에 의해 상기 제2 롤러 마그넷의 회전방향과 동일한 일방향으로 회전되도록 자기장의 극성 방향이 배열되어 배치되는
    휠소터.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지체에 지지되고, 상기 롤러의 일부가 돌출되어 노출되도록 홀이 형성된 베이스 플레이트를 더 포함하는,
    휠소터.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지체는
    상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 회전가능하게 장착되는 서포터부;
    상기 서포터부를 고정하는 필라부;
    상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축에 제1 롤러 마그넷 및 제2 롤러 마그넷을 고정하기 위한 홀더부; 및
    상기 필라부가 고정 설치되고, 중앙에 상기 회전 샤프트가 관통하여 형성되는 지지 플레이트부를 포함하는,
    휠소터.
  8. 물품을 일 방향으로 이송하기 위하여 회전 가능한 롤러를 포함하는 휠소터; 및
    상기 롤러에 회전 동력을 전달하도록 제공되는 샤프트부를 포함하고,
    상기 휠소터는
    양단부에 상기 롤러가 장착되고, 비연동되도록 서로 독립적으로 지지되는 제1 롤러 축 및 제2 롤러 축;
    상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 나란하도록 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 회전가능하게 장착되는 지지체;
    상기 제1 롤러 축 및 제2 롤러 축에 마련되고, 자성을 가지는 제1 롤러 마그넷 및 제2 롤러 마그넷;
    상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축의 사이 공간에서 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축과 교차되게 배치되는 회전 샤프트; 및
    상기 회전 샤프트의 단부에 장착되고, 상기 제1 롤러 축 및 상기 제2 롤러 축이 동일한 방향으로 회전되도록 상기 제1 롤러 마그넷 및 상기 제2 롤러 마그넷에 자기력을 가하는 양방향 마그넷 기어를 포함하며,
    상기 마그넷 기어는
    서로 다른 자극 극성을 가지며 소정의 회전축에 대하여 기울어진 정방향으로 연장되되, 상기 정방향에 대하여 교차되는 역방향으로 서로 교번하여 배열되는 제1 자성 라인 및 제2 자성 라인을 포함하고,
    상기 제1 자성 라인은
    상기 정방향을 따라 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되고,
    상기 제2 자성 라인은
    상기 정방향을 따라 상기 제1 자성 라인과 맞물리도록 서로 다른 폭이 교번하여 배열되어 형성되는,
    물품 분류 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 샤프트부는
    회전 가능하게 제공되는 제1 메인 샤프트;
    회전 가능하게 제공되는 제2 메인 샤프트;
    상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트 사이에 배치되며, 상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트의 회전에 대응하여 회전하는 보조 샤프트; 및
    상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트 중 어느 하나의 회전에 대응하여 회전함으로써 상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트 중 다른 하나를 회전시키도록 상기 제1 메인 샤프트 및 상기 제2 메인 샤프트와 맞물리는 기어 샤프트를 포함하는,
    물품 분류 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    자기력을 제공하는 마그넷부를 더 포함하고,
    상기 마그넷부는
    상기 제1 메인 샤프트에 제공되는 제1 메인 마그넷 및 상기 제2 메인 샤프트에 제공되는 제2 메인 마그넷을 포함하는 메인 마그넷; 및
    상기 보조 샤프트에 제공되고, 적어도 일부가 상기 제1 메인 마그넷과 상기 제2 메인 마그넷 사이에 배치되는 보조 마그넷을 포함하고,
    상기 보조 마그넷의 적어도 일부는, 상기 메인 마그넷과 상기 보조 마그넷의 적어도 일부 사이의 자기력에 의해 상기 메인 마그넷의 회전에 대응하여 회전하는,
    물품 분류 장치.
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