KR200233688Y1 - 컨베이어용 롤러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 컨베이어용 롤러에 관한 것으로, 컨베이어 상에 다수 설치되어 컨베이어벨트를 순환하도록 하는 컨베이어용 롤러에 있어서, 내마모성, 내화학성 등이 뛰어난 폴리에틸렌으로 된 롤러 및 베어링하우징을 설치하여 롤러의 경량화 및 운전동력비의 절감효과를 갖도록 하고, 베어링하우징 내부에 완충부재를 부가적으로 설치함으로써 롤러의 지속적인 운전 및 외기의 변화로 인해 열팽창력이 큰 폴리에틸렌으로 된 베어링하우징이 열변형되어 그 내부의 베어링 및 실링부재 등이 베어링하우징 외부로 밀려나가는 것을 방지하도록 하는 것이다.

Description

컨베이어용 롤러 {A roller for use in conveyor belt}

본 고안은 컨베이어용 롤러에 관한 것으로서, 구체적으로는 롤러컨베이어 또는 벨트컨베이어 상에 다수 설치되어 컨베이어벨트를 순환하도록 하는 컨베이어용 롤러에 있어서, 내마모성, 내화학성 등이 뛰어난 합성수지로 된 롤러 및 베어링하우징을 설치하여 롤러의 경량화 및 운전동력의 절감효과를 갖도록 하고, 베어링하우징 내부에 완충부재를 부가적으로 설치하여 롤러가 지속적으로 운전됨에 따라 열팽창력이 큰 폴리에틸렌으로 된 베어링하우징이 열변형되어 그 내부의 베어링 및 실링부재 등이 베어링하우징 외부로 밀려나가는 것을 방지하도록 하는 것이다.

일반적으로, 컨베이어는 원자재, 기계부품, 포장된 화물 등을 연속적으로 운반하는 기계로서, 최근 물류합리화 조치에 따라 창고 및 유통센터에서 활발하게 사용되고 있는 중요한 하역 및 운반기기이다.

이러한 컨베이어는 벨트 컨베이어, 롤러 컨베이어, 스크루 컨베이어, 체인 컨베이어 등 종류가 다양하며, 용도에 따라 선택적으로 사용하게 되는데, 그 중에서도 가장 많이 사용되는 것이 롤러컨베이어 및 벨트컨베이어 등이다.

롤러컨베이어는 자유로이 회전할 수 있는 롤러를 다수 병렬시키고 이를 경사지게 하거나 기어로 회전시켜 화물을 이동시키는 컨베이어이다.

벨트컨베이어는 수평 또는 경사로 된 긴 프레임의 양끝에 설치된 벨트 풀리에 벨트를 감아 걸고 그 아래에 벨트를 지지하는 다수의 롤러를 배치하여 이를 회전시킴으로써 화물을 연속적으로 운반하는 컨베이어이다.

한편, 상기 롤러컨베이어 및 벨트컨베이어에 있어서 롤러의 기능은 매우 중요한 것으로, 특히, 벨트컨베이어에 사용되는 경우 벨트를 이동시키거나 벨트의 쳐짐을 방지하기 위해 벨트컨베이어 저면에 다수의 롤러를 배치하고 이를 회전시켜 벨트를 순환되도록 함으로써 화물 등을 지지 및 운반하게 된다.

또한, 상기 다수의 롤러는 그 외관를 이루는 롤러관의 양단에 베어링하우징이 용접 설치되고 그 내부 중앙에 롤러를 지지하는 샤프트가 관통 설치되어 있으며, 샤프트와 베어링하우징 내의 베어링이 접촉한 상태에서 베어링이 회전됨에 따라 샤프트를 중심으로 롤러가 회전되는 구조로 되어 있다.

그런데, 베어링의 회전으로 롤러가 지속적으로 운전되면서 롤러 내부의 베어링 등이 마모되고, 또한 베어링 내부로 이물질이 유입되거나 베어링하우징 밖으로 그리스가 누설되는 문제가 발생하게 되었다.

이에 따라, 상기 문제점을 해결하는 다양한 컨베이어용 롤러가 개발되어 있는데, 종래의 컨베이어용 롤러에 관한 기술로서 국내 실용신안등록 제20-0195235호의 컨베이어용 롤러 및 국내 공개실용신안 제2000-015744호의 벨트컨베이어용 롤러의 더스트 커버장치 등이 공지되어 있다.

그러나, 상기 공지의 기술들은 롤러의 반복적인 작동으로 인해 롤러 및 롤러 내부의 부품들의 마모율이 높고, 베어링하우징 내부로 이물질의 유입 및 베어링 외부로 그리스의 누설을 확실히 방지하지 못하고, 또한 설치가 비교적 복잡하며 고비용이라는 단점이 있다.

또한, 최근 점차적으로 플라스틱 소재를 컨베이어 롤러(conveyor roller)에 이용하여 롤러 및 롤러 부품을 제조하는 경향이 있으나, 롤러의 반복적인 작동으로 용융온도가 낮고 열팽창계수가 큰 플라스틱이 열팽창되면서 롤러 내부의 다른 부품에 영향을 줌으로써 수명이 단축된다는 단점이 있었다.

예컨대, 1,400wt용 운반 롤러(carrier roller)의 경우 여름과 겨울의 온도차에 의하여 롤러의 부품에 변형이 일어나 편측으로 2.53mm(양쪽 5.06mm)의 길이차가 발생하게 되고, 이와 같은 변형에 의해 베어링하우징 내부의 부품들을 고정시키는 고정부에 1.56ton의 힘이 가해지면서 고정부 측을 파손시키고, 이로 인해 롤러와 샤프트가 분리되어 사용할 수 없게 된다.

또한, 동일한 이유로 인해 샤프트를 롤러와 동일한 재질로 한 경우에는 샤프트가 손상되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 고안의 컨베이어용 롤러는 롤러 및 롤러 내부의 베어링하우징의 재질을 경질 플라스틱으로 제조하여 롤러의 경량화 및 운전동력을 절감하도록 하는 컨베이어용 롤러를 제공하는데 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 롤러 내부의 베어링에 충전된 그리스의 누설 및 베어링하우징 내부로 이물질의 침입을 방지하도록 하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 경질 플라스틱으로 된 롤러 및 롤러 내부의 베어링하우징이 외기의 변화 및 롤러의 반복적인 작동으로 열변형되어 베어링하우징 내부의 부품을 밀어내어 롤러가 파손되는 것을 방지하도록 하는 것이다.

도 1 은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 컨베이어용 롤러의 일부를 나타내는 내부단면도

도 2 는 본 고안에 따른 카트리지의 분해상태를 나타내는 내부단면도

도 3 은 본 고안의 컨베이어용 롤러가 컨베이어 상에 다수 설치된 것을 나타내는 설치상태도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호설명＞

1 : 컨베이어용 롤러 2 : 롤러관

3 : 카트리지 4 : 베어링하우징

5 : 완충부재 6 : 베어링

7 : 실링부재 8 : 고무패킹

9 : 스냅링 10a : 암형하우징

10b : 수형하우징 11 : 스프링

12a : 암형리브 12b : 수형리브

13 : 볼 14a : 외륜

14b : 내륜 15 : 리브

16 : 통로 20 : 샤프트

30 : 컨베이어

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 컨베이어용 롤러는, 컨베이어 상에 다수 설치되어 컨베이어벨트를 순환하도록 하며, 중앙에 관통 설치된 샤프트에 축착되는 컨베이어용 롤러에 있어서, 원통형상이고 폴리에틸렌으로 된 롤러관; 및 상기 롤러관의 양단에 용접되고 폴리에틸렌으로 된 베어링하우징과, 상기 베어링하우징의 내부에 삽입되고 상기 베어링하우징의 열변형 시 완충역할을 하는 완충부재와, 상기 완충부재 외측에 삽입되는 베어링과, 상기 베어링 외측에 삽입되고 레버린스 구조로 형성되어 그리스의 유출 및 외부 이물질의 유입을 방지하는 실링부재와, 상기 실링부재 외측에 체결되어 실링부재를 고정하고 그리스 유출을 방지하는 고무패킹 및 상기 고무패킹 외측에 체결되어 고무패킹을 고정시키는 스냅링을 포함하는 카트리지로 구성하여서 된 것이 특징이다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 본 고안의 컨베이어용 롤러의 완충부재는 암형리브를 갖는 암형하우징; 상기 암형하우징과 결합되고 수형리브를 갖는 수형하우징; 및 상기 암형하우징 및 수형하우징의 외주연에 권회되어 이들을 탄성 지지하는 스프링으로 구성하여서 된 것이다.

이하 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 고안의 컨베이어용 롤러(1)는 벨트컨베이어 또는 롤러컨베이어 상에 설치되어 컨베이어를 지지 및 순환시키는 것이며, 상기 컨베이어용 롤러는 그 중앙 내부에 관통 설치된 샤프트(20)의 회전과 함께 회전 작동되면서 컨베이어를 순환시키는 것이다.

덧붙여, 본 고안의 구성에 있어서의 롤러는 컨베이어용 롤러와 동일한 것을 말한다.

도 1 은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 컨베이어용 롤러의 구성을 보여준다. 도면을 참조하면, 본 고안의 컨베이어용 롤러는 롤러관(2)과, 카트리지(3)로 구성된다.

롤러관(2)은 롤러의 외부를 이루는 원통형 관으로서, 이러한 롤러관은 회전됨에 따라 컨베이어 벨트를 순환하도록 한다.

또한, 상기 롤러관은 경질 합성수지, 바람직하게는 폴리에틸렌, 더욱 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는데, 폴리에틸렌은 내마모성, 내화학성 등의 물성이 우수하므로 롤러의 반복적인 작동에도 쉽게 마모되지 않고 장기간 사용할 수 있으며, 임해설비 상에 설치된 경우 해수에 의해 쉽게 부식되지 않는다.

카트리지(3)는 상기 롤러관의 양단 내부에 설치되어 롤러의 회전을 원활하게 하는 것으로서, 베어링하우징(4)과, 완충부재(5)와, 베어링(6)과, 실링부재(7)와, 고무패킹(8) 및 스냅링(9)으로 구성되며, 이들은 중앙에 샤프트(20)가 관통 설치되어 함께 회전되는 것이다.

베어링하우징(4)은 상기 롤러관의 양단에 각각 접착, 용접 등의 방법으로 융착되는 것으로서, 드로잉 가공(drawing)되어 중앙부가 컵모양을 이루고 있다.

또한, 이러한 베어링하우징은 상기 롤러관과 마찬가지로 폴리에틸렌, 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌으로 형성되는데, 이러한 폴리에틸렌 재질은 강철재질로 된 것에 비해 내마모성 및 내화학성이 우수하여 수명을 연장하여 장기간 사용 가능하며 롤러의 중량을 크게 줄일 수 있게 된다.

완충부재(5)는 상기 베어링하우징 내부에 삽입되어 후술하는 베어링 및 실링부재가 베어링하우징 밖으로 밀려나가는 것을 방지하는 것으로, 암형하우징(10a)과, 수형하우징(10b) 및 스프링(11)으로 이루어진다.

상기 암, 수형하우징(10a,10b)은 내측면에 각각 암형리브(12a) 및 수형리브(12b)가 형성되어 이러한 리브들이 상호 짝을 이루어 결합되는 것이다.

상기 스프링(11)은 상기 암,수형리브에 의해 결합된 암,수형하우징의 외주연 전체에 감겨 탄성력을 갖도록 하는 것으로서, 바람직하게는 코일스프링이 사용된다.

상기한 바와 같이, 완충부재(5)는 상기 수형하우징의 수형리브(12b)가 암형하우징의 암형리브(12a) 사이에 약간 삽입 결합된 상태에서 스프링(11)으로 탄지되어 있다가 롤러(1)가 반복적으로 작동됨에 따라 폴리에틸렌으로 된 베어링하우징(4)이 열팽창되면서 변형이 일어나고, 이로 인해 상기 베어링하우징 내부에 설치되어 있는 베어링 및 실링부재 등이 베어링하우징 밖으로 밀려나가는 대신, 상기 완충부재(5)를 베어링하우징 내측으로 밀게되어 스프링(11)이 압축됨과 동시에 상기 수형하우징의 수형리브는 암형하우징의 암형리브 사이로 더욱 삽입되거나 또는 그 반대의 경우와 같이 이완되는 것이다.

그러므로 베어링 및 실링부재 등은 상기 베어링하우징 밖으로 밀려나지 않고베어링하우징 내부에 그대로 고정되는 것으로, 이러한 완충부재에 의해 온도가 상승됨에 따른 베어링하우징의 치수 변화를 흡수할 수 있게 된다.

베어링(6)은 베어링하우징 내부의 완충부재 외측에 삽입되고 샤프트(20)의 자중과 샤프트에 걸리는 하중을 지지하면서 샤프트를 원활하게 회전하도록 하는 것으로서, 바람직하게는 볼베어링이 사용되고 마찰을 적게 하기 위하여 다수의 볼(13)이 외륜(14a)과 내륜(14b) 사이에 끼워진 상태로 전동되며, 상기 베어링의 볼들이 회전됨에 따라 샤프트에 축착되어 있는 롤러관이 회전하게 된다.

그리고, 상기 베어링(6)에는 그리스(grease)가 주입되어 있어, 롤러의 반복적인 작동으로 온도가 상승되면서 자연적으로 녹아서 상기 베어링 면에 고르게 공급되므로 마찰력을 감소시킬 뿐만 아니라 베어링의 잦은 운전으로 베어링이 마모되는 것을 방지해준다.

실링부재(7)는 상기 베어링하우징 내부의 베어링(6) 외측에 체결되어 상기 완충부재 및 베어링에 충전된 그리스의 누설 및 롤러 외부 이물질의 유입을 차단하는 것이다.

이러한 실링부재는 비접촉 래버린스(labyrinth) 구조로 되어 있는데, 한 쌍의 하우징 내면에 각각 다수의 리브(15)가 형성되어 상기 리브들이 서로 마주보는 상태로 삽입 결합되면서 자연스럽게 절곡된 통로(16)가 형성되며, 이로 인해 상기 베어링하우징(4)과 샤프트(20)의 틈새에서 그리스가 누설되거나 외부로부터 먼지 등의 이물질이 유입되지 않게 된다.

즉, 상기 베어링(6)으로부터 누설되는 그리스는 다수의 리브(15)에 의해 형성된 좁은 통로(16)를 지그재그 모양으로 여러 번 지날 때마다 압력 강하를 받게 되어 외부로 잘 빠져나가지 못하게 되며, 이와 동일한 이유로 먼지 등의 외부 이물질도 베어링하우징 내부로 유입되지 못하는 것이다.

또한 상기 실링부재가 래버린스 구조로 되어 있으므로 롤러(1)의 고속회전 성능이 양호해지게 된다.

고무패킹(8)은 상기 베어링하우징 내부의 실링부재(7) 외측에 체결되어 상기 완충부재(5)와, 베어링(6) 및 실링부재(7)가 베어링하우징(4) 내부로부터 이탈 및 그리스가 빠져나가지 않도록 밀봉하는 것으로, 이때 상기 고무패킹의 내경은 샤프트(20)의 외경보다 약간 작게 만들어서 상기 고무패킹이 실링부재 외측면 상에서 샤프트에 억지끼워맞춤 되도록 하며, 또한 고무패킹의 외경을 실링부재의 외경만큼 크게 하여 상기 실링부재로부터 그리스의 누설을 더욱 확실하게 방지하도록 함으로써 수명을 더욱 연장시키게 된다.

스냅링(9)은 상기 베어링하우징 내부의 고무패킹(8) 외측에 체결되어 상기 완충부재(5)와, 베어링(6)과 실링부재(7) 및 고무패킹(8)의 이탈을 방지하는 고리모양의 스프링으로서, 이러한 스냅링은 샤프트 외주연에 형성된 홈에 끼워 맞춤된 상태에서 탄력성을 지니고 있으므로 상기 샤프트 외주연을 단단히 조여 고무패킹으로 지지한 것을 더욱 견고하게 고정되도록 하고, 이에 따라 상기 완충부재가 제 역할을 수행하도록 도와준다.

상기와 같은 구성을 가진 본 고안의 컨베이어용 롤러를 사용하는 예를 설명하면 다음과 같다.

폴리에틸렌을 사용하여 드로잉 가공된 베어링하우징(4)의 내부에 완충부재(5)를 설치하고 상기 완충부재 외측에 베어링(6)을 설치한 후, 레버린스 구조로 된 실링부재(7)를 베어링 외측에 체결한 다음, 상기 실링부재 외측에 고무패킹(8)을 체결하여 상기 볼베어링 및 실링부재를 단단히 결합하고, 상기 고무패킹 외측에 다시 스냅링(9)을 체결하여 상기 구성요소들을 더욱 견고하게 고정시켜 카트리지(3)를 완성한다.

상기 완성된 카트리지(3)를 폴리에틸렌으로 된 롤러관(2)의 양단에 각각 용접 결합하여 본 고안의 컨베이어용 롤러(1)를 제조한 후, 상기 롤러의 중앙 내부에 샤프트(20)를 관통 설치한 것을 벨트컨베이어(30) 상에 고정 설치한다.

다음으로, 모터(도시 안함)를 구동하면 샤프트에 축착된 롤러의 롤러관이 회전되어 벨트컨베이어가 순환되면서 상기 벨트컨베이어 상의 화물이 원활하게 운반된다.

이때, 지속적인 롤러의 작동으로 상기 베어링 내부에 채워진 그리스의 온도가 상승되면서 베어링면 전체에 골고루 분포되어 베어링이 반복 작동되어도 마모가 잘 일어나지 않으며, 상기 실링부재가 래버린스 구조로 되어 있으므로 상기 베어링으로부터 그리스가 유출 시 지그재그 형상으로 된 통로(16)를 지날 때마다 압력강하를 받게 되어 쉽게 빠져나가지 못하게 되고, 외부로부터 베어링하우징(4) 내부로 이물질이 침입할 수 없게 된다.

더욱이, 상기 실링부재(7)의 외측에 고무패킹(8)과 스냅링(9)이 부가 설치되어 있으므로 상기 베어링하우징 내의 완충부재(5)와, 베어링(6) 및 실링부재(7) 등이 더욱 견고하게 고정될 뿐만 아니라 베어링으로부터 그리스의 누설 및 베어링하우징 내로 외부 이물질의 유입이 더욱 차단되는 것이다.

또한, 상기 롤러(1)를 지속적으로 운전 시, 폴리에틸렌으로 된 베어링하우징(4)이 열팽창으로 변형되거나 외기의 온도변화에 따라 베어링하우징이 열팽창으로 변형는데, 이때 베어링하우징의 변형으로 상기 베어링(6) 및 실링부재(7) 등이 베어링하우징 밖으로 밀려 고무패킹(8) 및 스냅링(9)에 압력을 가하는 대신, 상기 베어링하우징 내의 완충부재(5)를 밀게 되어 스프링(11)의 압축과 동시에 수형하우징(10b)의 수형리브(12b)가 암형하우징(10a)의 암형리브(12a) 사이로 더욱 삽입되므로 상기 베어링 및 실링부재는 베어링하우징 내부에 그대로 고정될 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 고안의 컨베이어용 롤러에 있어서는, 베어링하우징 및 롤러의 재질을 통상의 강철 대신 내마모성 및 내화학성 등의 물성이 강한 폴리에틸렌으로 제조하여 롤러의 경량화 및 운전동력의 절감을 가져왔고, 용융점(130~135℃)이 낮고 열팽창계수가 높은 폴리에텔렌의 단점을 극복하기 위하여 베어링하우징 내에 완충부재를 설치하게 된 것이며, 덧붙여 폴리에틸렌과 강철의 대표적인 물성 차이를 다음의 표 1 에 도시하였다.

※ 내마모성은 수치가 낮을수록 우수함(모래/물 슬러리법)

이상과 같이 본 고안에 따른 컨베이어용 롤러를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 고안은 한정되지 않으며 그 고안의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 컨베이어용 롤러에 따르면, 산업현장에서 각종 물류관리에 있어서 화물의 이송용으로 광범위하게 사용되는 벨트컨베이어 또는 롤러컨베이어 등에 있어서, 벨트를 지지 및 순환시키는 롤러의 구조를 개선하여 롤러 및 롤러 내부의 베어링하우징의 재질을 폴리에틸렌으로 제조하여 롤러의 경량화 및 운전동력을 절감할 수 있으며, 폴리에틸렌의 물성 상 내마모성, 내화학성 등이 높기 때문에 반복적인 작동에도 쉽게 마모되지 않고 해수 등에 의한 부식을 방지할 수 있으므로 수명을 연장시켜 장기간 사용할 수 있다.

그리고, 베어링하우징 내부의 베어링의 이탈을 방지하고 그리스 누설 및 외부 이물질 유입을 방지하기 위해 래버린스 구조로 된 실링부재를 설치하고 여기에 다시 고무패킹 및 스냅링을 부가 설치함으로써, 베어링을 더욱 단단히 고정시킬 뿐만 아니라 베어링하우징과 샤프트 틈새에서 그리스의 누설 및 외부 이물질의 유입을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 폴리에틸렌 재질로 된 베어링하우징 내부에 완충부재를 설치함으로써, 롤러가 반복적으로 작동되거나 외기의 온도변화에 따라 베어링하우징이 열팽창되어 변형됨에 따라 베어링하우징 내의 베어링 및 실링부재가 외부로 밀려나가는 것을 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 컨베이어 상에 다수 설치되어 컨베이어벨트를 순환하도록 하며, 중앙에 관통 설치된 샤프트에 축착되는 컨베이어용 롤러에 있어서,

   원통형상이고 폴리에틸렌으로 된 롤러관(2); 및

   상기 롤러관의 양단에 용접되고 폴리에틸렌으로 된 베어링하우징(4)과,

   상기 베어링하우징의 내부에 삽입되고 상기 베어링하우징의 열변형 시 완충역할을 하는 완충부재(5)와,

   상기 완충부재 외측에 삽입되는 베어링(6)과,

   상기 베어링 외측에 삽입되고 레버린스 구조로 형성되어 그리스의 유출 및 외부 이물질의 유입을 방지하는 실링부재(7)와,

   상기 실링부재 외측에 체결되어 실링부재를 고정하고 그리스 유출을 방지하는 고무패킹(8) 및

   상기 고무패킹 외측에 체결되어 고무패킹을 고정시키는 스냅링(9)을 포함하는 카트리지(3)로 구성하여서 된 것이 특징인 컨베이어용 롤러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 완충부재(5)는 암형리브(12a)를 갖는 암형하우징(10a);

   상기 암형하우징과 결합되고 수형리브(12b)를 갖는 수형하우징(10b); 및

   상기 암형하우징 및 수형하우징의 외주연에 권회되어 이들을 탄성 지지하는 스프링(11)으로 구성하여서 된 것이 특징인 컨베이어용 롤러