KR20120001135A - 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러 - Google Patents

고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 롤러축의 회전력을 이용하여 전기를 생산하고, 그 전기로 고장 여부를 알 수 있는 표시기를 구동시키는 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러에 관한 것으로, 컨베이어용 롤러에 있어서, 컨베이어용 롤러의 내부에 구비되며, 롤러축의 회전력을 전달받아 전기에너지를 생성시키는 발전부 및 컨베이어용 롤러의 외부에 구비되며, 발전부에 전기적으로 연결되어 발전부로부터 생성된 전기에너지가 미리 설정된 임계치를 넘으면 구동되는 표시부를 포함한다.
본 발명의 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러에 따르면, 컨베이어용 롤러 내부로 마그넷 및 이에 대응되는 코일부로 이루어진 발전부를 구비하고, 컨베이어용 롤러 외부로 발전부에 연결된 표시부를 구비하여 롤러축이 회전함에 따라 발전부를 통하여 생성된 전기에너지로 인해 표시부가 구동되도록 함으로써 컨베이어용 롤러의 고장 유무를 진단할 수 있는 효과가 발휘된다.

Description

고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러{Roller for conveyor capable of fault diagnostic}
본 발명은 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤러축의 회전력을 이용하여 전기를 생산하고, 그 전기로 고장 여부를 알 수 있는 표시기를 구동시키는 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러에 관한 것이다.
피 이송물을 이송시키기 위해 산업현장에서 널리 이용되는 캐리어 롤러 컨베이어 장치에는 하나의 단위 유닛으로서의 복수의 컨베이어용 롤러가 설치된다.
도 1은 종래 기술에 따른 컨베이어용 롤러(10)의 구조로써, 롤러축(12)의 양측에서 각 축편(12a)의 내측에 형성된 환상홈에 스토퍼링(12b)을 장착하였고, 스토퍼링(12b)의 외측에는 베어링(13)을 억지 끼움으로 결합시키되, 베어링(13)의 외측에는 롤러관체(11)와 일체로 된 앤드캡(14)을 결합시켰다.
그리고, 롤러관체(11)의 양단을 내측으로 만곡 절곡하여 내륜플랜지(11a)를 형성하였고, 롤러관체(11)의 양단에 형성된 내륜플랜지(11a)의 내측에는 앤드캡(14)을 각각 끼워 결합시키며, 서로 연접되는 내륜플랜지(11a)와 외륜플랜지(11b)의 연접부를 외측에서 용접하여 일체가 되도록 하였다.
또한, 롤러축(12)과 앤드캡(14)의 중심선이 상호 일치하지 않거나 서로 경사지는 현상이 발생하여 베어링(13)에 미스얼라이언트(misalignment)가 생기는 것을 방지하기 위해, 하우징부재(15)가 더 마련되며, 커버(18)와의 관계에서 씰부(19)를 형성하였다.
상술한 바와 같이 이루어진 종래의 컨베이어용 롤러(10)는 베어링(13)의 손상 빈도가 가장 높고 또한 베어링(13)의 손상 발생 시 캐리어 롤러 컨베이어 장치에 미치는 영향이 결정적인 경우가 많다.
베어링의 손상은 대부분 롤러(roller)와 베어링 내륜과 외륜의 레이스(race) 사이의 구름 피로(Rolling Fatigue)에 의해 레이스나 롤러의 표면이 조각으로 떨어져 나가는 박리현상으로 나타난다.
이러한 조그마한 손상이 발생하는 초기에는 베어링(13)의 상태 변화가 외관상 매우 작아 정상적인 상태로 보이지만 컨베이어용 롤러(10)가 회전을 계속하는 경우 베어링(13)은 작은 손상이 발생한 흠집에 충격누적이 발생하게 되어 베어링 내륜과 외륜이 심하게 파손되는 문제점이 있었다.
이와 같이 손상의 정도가 큰 경우 베어링(13)의 회전 시 격렬한 진동에 의해 주변부품에까지 손상이 야기되기도 하고 베어링(13) 자체의 소착으로 이어져 결국 캐리어 롤러 컨베이어 장치 전체가 파손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 컨베이어용 롤러 내부로 마그넷 및 이에 대응되는 코일부로 이루어진 발전부를 구비하고, 컨베이어용 롤러 외부로 발전부에 연결된 표시부를 구비하여 롤러축이 회전함에 따라 발전부를 통하여 생성된 전기에너지로 인해 표시부가 구동되도록 함으로써 컨베이어용 롤러의 고장 유무를 진단할 수 있는 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러는, 컨베이어용 롤러에 있어서, 컨베이어용 롤러의 내부에 구비되며, 롤러축의 회전력을 전달받아 전기에너지를 생성시키는 발전부 및 컨베이어용 롤러의 외부에 구비되며, 발전부에 전기적으로 연결되어 발전부로부터 생성된 전기에너지가 미리 설정된 임계치를 넘으면 구동되는 표시부를 포함한다.
발전부는, 롤러축의 외주면에 결합되는 마그넷 브릿지, 마그넷 브릿지의 단부에 구비되는 복수의 마그넷 및 마그넷과 서로 대향 되며, 각각 동일한 거리로 이격 구비된 복수의 코일로 이루어질 수 있다.
표시부는 전기에너지를 전달받아 발광을 하는 발광다이오드 또는 전구일 수 있다.
표시부는, 발전부로부터 전달된 전기에너지를 정류시키는 정류부가 포함되어 구비된 회로기판에 연결될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러에 따르면, 컨베이어용 롤러 내부로 마그넷 및 이에 대응되는 코일부로 이루어진 발전부를 구비하고, 컨베이어용 롤러 외부로 발전부에 연결된 표시부를 구비하여 롤러축이 회전함에 따라 발전부를 통하여 생성된 전기에너지로 인해 표시부가 구동되도록 함으로써 컨베이어용 롤러의 고장 유무를 진단할 수 있는 효과가 발휘된다.
도 1은 종래의 컨베이어용 롤러를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러를 나타낸 분해단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발전부를 나타낸 상세 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러를 나타낸 측면도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러를 나타낸 단면도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러를 나타낸 분해단면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발전부를 나타낸 상세 단면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러를 나타낸 측면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러(100)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 롤러관체(110), 롤러축(120), 베어링(130), 앤드캡(140), 하우징 부재(150), 커버(180), 씰링부(180a), 발전부(200) 및 발전부(200)에 전기적으로 연결된 표시부(310)를 포함하여 이루어진다.
롤러관체(110)는 본 실시예의 컨베이어용 롤러(100)에서 외관을 형성하는 부분이며, 보통 원통 또는 원기둥 형상을 갖는다. 참고로, 롤러관체(110)는 플라스틱 재질 또는 내부식성을 갖는 금속 재질로 제작될 수 있다.
롤러축(120)은 롤러관체(110) 내에 길이방향으로 회전 가능하게 설치되어 회전축을 형성한다. 따라서, 롤러축(120)은 실질적으로 롤러관체(110)의 정중앙에 배치되는 것이 바람직하며, 강성유지를 위해 금속 재질인 강재 또는 고강성 플라스틱 등으로 제작될 수 있다.
베어링(130)은 롤러축(120)에 체결되어 롤러관체(110)를 회전 가능하게 지지하며, 공지된 여타의 구름베어링, 예를 들어 볼베어링 또는 롤러베어링 등을 사용할 수 있다. 그리고, 내륜(130a)과 외륜(130b)을 포함하여 구성되며, 내륜(130a)의 내경면은 롤러축(120)의 외경면에 접촉되고, 외륜(130b)의 외경면은 하우징 부재(150)에 접촉된다.
앤드캡(140)은 롤러관체(110)의 내측에 설치되며, 금속 재질인 강재로 제작되는 것이 바람직하다. 이러한 앤드캡(140)은 일측으로 편심되게 변형된 대략 'ㄷ' 자 형상을 갖는다.
하우징 부재(150)는 원통부(151), 내측 환원부(152) 및 외측 환원부(153)를 포함하여 이루어지는데, 원통부(151)는 하우징 부재(150)의 몸체를 이루는 부분이며, 하면은 베어링(130)의 외륜(130b)에 접촉되고, 상면은 앤드캡(140)에 접촉된다.
아울러, 하우징 부재(150)는 플라스틱 재질 또는 합성수지 재질로 제작될 수 있다. 따라서, 롤러축(120)과 앤드캡(140)의 중심선이 상호 일치하지 않거나 서로 경사지는 현상이 발생할 수 있는데, 이때 플라스틱 재질이나 합성수지로 된 하우징 부재(150)가 자체적으로 일부 변형되면서 베어링(130)에 발생한 미스얼라인먼트(misalignment)를 보상할 수 있다.
외측 환원부(153)는 원통부(151)를 기준으로 내측 환원부(152)의 대향측에 반지름 방향으로 내향 연장되게 형성되어 커버(180)와의 관계에서 씰링부(180a)인 래비린스(labylinth) 씰을 형성한다.
참고로, 커버(180)가 외측 환원부(153)에 체결되는 방식은 다양하게 구현될 수 있지만, 본 실시예에서는 요철 맞물림 결합의 방식을 적용하고 있다.
그리고, 발전부(200)는 컨베이어용 롤러(100)의 내부에서 베어링(130)의 내측으로 구비되는데, 롤러축(120)의 외주면으로 끼움 결합되는 마그넷 브릿지(magnet bridge)(210), 마그넷 브릿지(210)의 단부에 구비되는 복수의 마그넷(magnet)(250) 및 마그넷(220)과 서로 대향되며, 각각 동일한 거리로 이격 구비된 복수의 코일(250)로 이루어진다.
본 발명에서는 마그넷(220)으로 페라이트 마그넷(ferrite magnet)을 사용할 수 있으며, 도 4에 나타낸 바와 같이, 마그넷 브릿지(210)의 외주면에 균등하게 복수로 구비된다.
그리고, 코일(250)은 컨베이어용 롤러(100)의 내측면에 마그넷(220)과 대응되도록 균등하게 복수로 구비된다.
표시부(310)는 전선(320)을 통하여 발전부(200)에 전기적으로 연결되어 컨베이어용 롤러(100)의 외부에 구비되는데, 상세하게는 도 5에 나타낸 바와 같이, 앤드캡(140)을 관통시켜 형성된 삽입구에 표시부(310)가 구비되도록 한다.
그래서, 롤러축(120)이 회전하면 마그넷 브릿지(210) 및 마그넷(220)이 회전하게 되고, 마그넷(220)과 코일(250)이 자기적으로 상호 작용을 일으키면서 전기에너지를 생성하게 된다.
그리고, 발전부(200)에서 생성된 전기에너지는 표시부(310)로 전달되면서, 미리 설정된 임계치를 넘으면 표시부(310)가 구동된다.
여기서, 표시부(310)는 전기에너지를 전달받아 발광을 하는 발광다이오드(LED) 또는 전구일 수 있으며, 그 외의 전기에너지를 전달받아 발광을 할 수 있는 부재이면 표시부(310)로 사용할 수가 있다.
따라서, 본 발명에서 미리 설정된 임계치는, LED가 빛을 발하기 시작할 때의 전기에너지 또는 전구가 빛을 발하기 시작할 때의 전기에너지의 크기가 될 수 있겠다.
아울러, 발전부(200)로부터 생성된 전기에너지는 교류 성분의 전기에너지로써 이를 정류시키는 정류부(미도시)가 포함된 회로기판(300)이 구비되며, 표시부(310) 및 발전부(200)는 회로기판(300)에 전기적으로 연결된다.
상술한 바와 같은 컨베이어용 롤러(100)에서, 외부의 회전력이 롤러축(120)에 전달되면 롤러축(120)이 회전하면서 롤러축(120)과 일체로 결합된 마그넷 브릿지(210)가 회전하게 되고, 이어서, 마그넷 브릿지(210)에 구비된 마그넷(220)과 코일(250)이 자기적으로 상호 작용을 일으키면서 전기에너지를 생성하게 된다.
이어서, 생성된 전기에너지는 회로기판(300)을 거치면서 정류되고 전선(320)을 통하여 표시부(310)로 전달되는데, 이 전기에너지가 표시부(310)를 구동시킬 수 있는 임계치에 도달하게 되면 표시부(310)는 구동되는 것이다.
본 발명에서는 표시부(310)로 LED 또는 전구를 사용할 수 있으므로, 표시부(310)를 구동시킬 수 있는 임계치에 도달하면 LED 또는 전구는 빛을 발하게 된다.
한편, 컨베이어용 롤러(100)가 회전을 계속하는 경우 피로 등으로 베어링(13)에 작은 손상이 발생하여 롤러축(120)이 제대로 회전되지 않을 수 있으며, 이렇게 되면 발전부(200)를 통한 전기에너지 생성이 제대로 되지 않게 된다.
따라서, 표시부(310)를 구동시키기 위한 임계치에 모자라는 전기에너지가 생성될 수 있으며, 이렇게 되면 표시부(310)는 구동되지 않게 되어 LED 또는 전구는 빛을 발하지 않게 된다.
따라서, 컨베이어용 롤러(100) 사용자는 표시부(310)가 구동되면, 컨베이어용 롤러(100)의 작동이 잘 이루어진다는 것을 멀리서도 알 수 있다. 반면에, 표시부(310)가 구동되지 않으면, 컨베이어용 롤러(100)의 작동이 잘 이루어지지 않는 등 고장이 발생하였다고 판단하여, 컨베이어용 롤러(100)의 작동을 중단시키고 수리하는 등의 조치를 취할 수 있다.
이렇게 함으로써, 작은 고장이 누적되면서 컨베이어용 롤러(100) 전체가 고장 날 수 있는 것을 방지할 수가 있다.
참고로, 컨베이어용 롤러(100)의 조립과정에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.
우선, 롤러축(120)의 소정 위치에 마그넷(220)이 구비된 마그넷 브릿지(210)를 조립하며, 마그넷(220)에 대응되도록 코일(250)을 이격 설치한다.
이어서, 마그넷 브릿지(210)의 외측으로 스토퍼링(132)을 조립한다. 그리고, 스토퍼링(132)에 접촉되도록 롤러축(120)에 베어링(130)을 장착한다.
이어서, 베어링(130)의 외측으로 앤드캡(140)이 조립된 하우징 부재(150)를 장착하고, 롤러관체(110)를 앤드캡(140)에 조립한다.
이어서, 커버(180)를 하우징 부재(150)의 전면에 설치하고 가압한다. 그러면, 커버(180)와 하우징 부재(150)가 상호 요철 결합하여 씰링부(180a)를 형성한다.
이로써 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러(100)의 조립 과정이 완료되며, 이러한 조립 과정은 하나의 실시 예에 불과할 뿐, 조립 과정의 순서는 필요에 따라 변경될 수도 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 컨베이어용 롤러 120: 롤러축
200: 발전부 310: 표시부

Claims (4)

  1. 컨베이어용 롤러(100)에 있어서,
    컨베이어용 롤러(100)의 내부에 구비되며, 롤러축(120)의 회전력을 전달받아 전기에너지를 생성시키는 발전부(200); 및
    컨베이어용 롤러(100)의 외부에 구비되며, 발전부(200)에 전기적으로 연결되어 발전부(200)로부터 생성된 전기에너지가 미리 설정된 임계치를 넘으면 구동되는 표시부(310)
    를 포함한 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러.
  2. 제1항에 있어서, 발전부(200)는,
    롤러축(120)의 외주면에 결합되는 마그넷 브릿지(210);
    마그넷 브릿지(210)의 단부에 구비되는 복수의 마그넷(220); 및
    마그넷(220)과 서로 대향되며, 각각 동일한 거리로 이격 구비된 복수의 코일(250)
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러.
  3. 제1항에 있어서, 표시부(310)는
    전기에너지를 전달받아 발광을 하는 발광다이오드 또는 전구인 것을 특징으로 하는 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러.
  4. 제3항에 있어서, 표시부(310)는,
    발전부(200)로부터 전달된 전기에너지를 정류시키는 정류부가 포함되어 구비된 회로기판에 연결된 것을 특징으로 하는 고장진단이 가능한 컨베이어용 롤러.
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