KR20150128183A - 볼어레이 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼어레이 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물건 또는 사람 등을 다양한 이송방향으로 안정되게 이송할 수 있는 볼어레이를 이용한 이송장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 제1방향으로만 회전하는 복수의 제1볼롤러와 제2방향으로만 회전하는 복수의 제2볼롤러가 조합된 형태로 행/열 구조를 가지며 일정간격 이격 배열되는 볼어레이와; 상기 제1방향으로 회전하는 제1볼롤러에게 회전구동력을 인가하는 제1구동유닛 및 상기 제2방향으로 회전하는 제2볼롤러에게 회전구동력을 인가하는 제2구동유닛;을 포함하고, 상기 제1구동유닛은 제1볼롤러들을 회전구동시키도록 제1방향에 대해 직교하는 방향으로 배치되어 제1방향으로 회전력을 전달하는 복수의 제1구동축을 포함하고, 상기 제2구동유닛은 제2볼롤러들을 회전구동시키도록 제2방향에 대해 직교하는 방향으로 배치되어 제2방향으로 회전력을 전달하는 복수의 제2구동축을 포함하여 이루어지되, 상기 복수의 제1볼롤러 및 제2볼롤러 중 어느 하나의 군으로 이루어지는 볼롤러는 행/열 구조에서 2n-1(n은 자연수)행의 2n-1열에 배치되고, 다른 하나의 군으로 이루어지는 볼롤러는 행/열 구조에서 2n행의 2n열에 배치된다.

Description

볼어레이 이송장치{TRANSFER APPARATUS USING BALL ARRAY}

본 발명은 볼어레이 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물건 또는 사람 등을 다양한 이송방향으로 안정되게 이송할 수 있는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 물품, 사람 등과 같은 피이송물을 목적하는 위치로 이송하기 위한 이송장치는 다양한 형태가 출시되어 이용되고 있다.

이러한 이송장치에는 실린더, 컨베이어 벨트, 이송로봇 등을 이용하는 방식 등이 있다.

실린더를 이용한 이송장치는 피이송물을 일방향으로 이송시키는데 있어서는 큰 문제점이 없지만, 이송거리가 짧고, 가로/세로/사선방향으로 이송시키기 위해서는 여러 개의 실린더가 조합되어야 한다는 점에서 구성이 복잡해질 수밖에 없고, 여러 개의 실린더를 시설함에 따라 시설비용이 증가한다는 단점이 지적된다.

그리고, 컨베이어 벨트를 이용한 이송장치는 피이송물을 원거리로 이송하는 데는 적합하지만, 이 또한 피이송물을 가로/세로/사선방향으로 이송시키기 위해서는 그 이송방향에 맞게 컨베이어 벨트를 시설해야 하므로 구성이 복잡해질 수밖에 없고, 여러개의 컨베이어 벨트를 설치함에 따라 시설비용이 증가하며, 시설점유면적도 넓게 차지하게는 문제점이 지적된다.

또한, 이송로봇을 이용하는 이송장치는 하나의 로봇에 의해 x,y,z방향으로 피이송물을 비교적 여러 방향으로 이송시킬 수 있으나, 가격이 비싸고 이송로봇의 설치공간을 확보하여야 할 뿐만 아니라 이송로봇의 오작동으로 인한 위험방지를 위한 안전공간(dead zone) 등을 확보하여야 관계로 경제적이지 못할 뿐 아니라, 이송로봇은 복잡한 기계장치와 제어장치로 구성되어 있기 때문에 고장을 방지하기 위해 세심한 유지관리가 필요하고, 이로 인해 유지관리비용이 많이 드는 문제점도 지적된다.

그외에도, 롤러 등과 같은 구름부재를 이용한 이송장치가 있으며, 이러한 구름부재들에 의해 이송방향의 자유로운 제어를 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있지만, 구름부재들을 구동시키는 구동메커니즘, 구름부재의 장착구조 등이 매우 복잡하게 구성되어 그 제조비용 및 설치비용 등이 증가할 뿐만 아니라 구름부재들의 구동 제어가 매우 어려워 유지비용이 증가하는 단점이 있었다.

US 8567587 B2(2013. 10. 29)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 일정한 행/열 구조로 배열된 복수의 볼롤러에 대한 정밀하고 안정된 구동성능을 유지할 수 있고, 복수의 볼롤러에 대한 구동을 매우 효율적이고 용이하게 제어할 수 있는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이를 위해 상기 복수의 볼롤러는 제1방향으로만 회전하는 제1볼롤러와 제2방향으로만 회전하는 제2볼롤러를 행/열 구조로 균일하게 조합함으로써 볼어레이 상에 안착되는 피이송물이 안착된 복수의 제1볼롤러 및 제2볼롤러에 의해 제1방향과 제2방향의 속도벡터합으로 이송됨에 따라 평면 상에 이송방향 및 이송속도를 제어할 수 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 제1방향으로만 회전하는 복수의 제1볼롤러와 제2방향으로만 회전하는 복수의 제2볼롤러가 조합된 형태로 행/열 구조를 가지며 일정간격 이격 배열되는 볼어레이와; 상기 제1방향으로 회전하는 제1볼롤러에게 회전구동력을 인가하는 제1구동유닛 및 상기 제2방향으로 회전하는 제2볼롤러에게 회전구동력을 인가하는 제2구동유닛;을 포함하고, 상기 제1구동유닛은 제1볼롤러들을 회전구동시키도록 제1방향에 대해 직교하는 방향으로 배치되어 제1방향으로 회전력을 전달하는 복수의 제1구동축을 포함하고, 상기 제2구동유닛은 제2볼롤러들을 회전구동시키도록 제2방향에 대해 직교하는 방향으로 배치되어 제2방향으로 회전력을 전달하는 복수의 제2구동축을 포함하여 이루어지되, 상기 복수의 제1볼롤러 및 제2볼롤러 중 어느 하나의 군으로 이루어지는 볼롤러는 행/열 구조에서 2n-1(n은 자연수)행의 2n-1열에 배치되고, 다른 하나의 군으로 이루어지는 볼롤러는 행/열 구조에서 2n행의 2n열에 배치된다.

여기서 상기 복수의 제1구동축과 복수의 제2구동축은 서로 간섭되지 않도록 상기 제1구동축이 상기 제2구동축 보다 하부측에 위치되며, 상기 제1구동축 및 상기 제2구동축의 외주면은 각각 제1볼롤러 및 제2볼롤러와 회전접촉가능하게 설치된다.

아울러 상기 제1구동유닛은 제1볼롤러를 기준으로 상기 제1구동축에 대해 대칭적으로 배열되어 제1볼롤러를 회전지지하는 복수의 제1아이들축을 더 포함하고, 상기 제1구동축은 제1구동모터에 의해 회전하며, 상기 제2구동유닛은 제2볼롤러를 기준으로 상기 제2구동축에 대해 대칭적으로 배열되어 제2볼롤러를 회전지지하는 복수의 제2아이들축을 더 포함하고, 상기 제2구동축은 제2구동모터에 의해 회전한다.

또한 상기 볼어레이의 제1볼롤러, 제2볼롤러, 제1구동축 및 제2구동축들은 볼어레이 하부에 배치되는 지지프레임에 의해 지지되되, 상기 지지프레임은 상기 제1방향으로 볼어레이 하부에 배치됨에 따라 제1구동축을 지지하는 하나 이상의 제1지지프레임과, 상기 제2방향으로 볼어레이 하부에 배치됨에 따라 제2구동축을 지지하는 하나 이상의 제2지지프레임으로 이루어진다.

또한 상기 제1지지프레임에는 복수의 제1구동축이 회전지지되도록 제1안착홈부가 복수개 이격 형성되고, 상기 제2지지프레임에는 복수의 제2구동축이 회전지지되도록 제2안착홈부가 복수개 이격 형성되며, 상기 제2지지프레임에는 제1볼롤러 및 제2볼롤러를 회전지지하도록 복수의 볼안착홈부가 함몰형성된다.

아울러 상기 제1지지프레임과 제2지지프레임은 일체로 형성되어 배치되거나, 서로 교차하되 교차되는 제1지지프레임 및 제2지지프레임 구간에 간섭되지 않고 서로 결합가능할 수 있도록 제1지지프레임 및 제2지지프레임 중 어느 하나 이상에 복수의 결합홈부가 형성되며, 상기 제1지지프레임 및 제2지지프레임의 하부에는 이를 지지하는 하부플레이트가 더 설치되며, 상기 제1지지프레임 및 제2지지프레임의 상부측에는 상부플레이트가 더 설치되되, 상기 상부플레이트에는 제1볼롤러 및 제2볼롤러가 일정부분 상부측으로 돌출되도록 복수의 관통공이 형성된다.

본 발명에 따르면, 행/열 구조로 배열된 제1볼롤러와 제2볼롤러를 제1구동유닛 및 제2구동유닛을 통해 각각 제1방향 및 제2방향으로 직접적으로 회전구동시킴으로써 볼어레이 상에 안착된 피이송물이 제1방향 및 제2방향의 합벡터 방향으로 이송제어 가능해지며, 각 볼롤러가 해당 구동축에 직접 회전력을 전달받음에 따라 복수의 볼롤러에 대한 정밀하고 안정된 구동성능을 유지할 수 있고 매우 효율적이고 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

아울러 피이송물을 이송하고자 하는 제어방향인 합벡터 방향이 볼롤러와 구동축 간에 생성되는 것이 아니라 복수의 볼롤러 상에 동시 안착되는 피이송물의 안착면에서 생성됨에 따라 회전력 전달 효율이 증대되고 동력전달손실이 최소화된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 볼어레이 이송장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 볼어레이 이송장치를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제1구동유닛 및 제2구동유닛이 설치된 모습을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 단면도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
도 6은 도 3의 VI-VI 단면도이다.
도 7은 도6의 부분 확대도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 볼어레이 이송장치에 대해 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 볼어레이 이송장치를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 볼어레이 이송장치(100)는, 제1방향으로만 회전하는 복수의 제1볼롤러(11)와 제2방향으로만 회전하는 복수의 제2볼롤러(12)가 조합된 형태로 행/열 구조를 가지며 일정간격 이격 배열되는 볼어레이(10)와, 복수의 제1볼롤러(11)를 제1방향으로 구동시켜 회전력을 전달하는 제1구동유닛(20)과, 복수의 제2볼롤러(12)를 제2방향으로 구동시켜 회전력을 전달하는 제2구동유닛(30)을 포함한다.

여기서 볼어레이(10)는 복수의 제1볼롤러(11) 및 제2볼롤러(12) 중 어느 한 군의 볼롤러가 2n-1(n은 자연수)행의 2n-1열에 배치되고, 다른 하나의 군으로 이루어지는 볼롤러는 행/열 구조에서 2n행의 2n열에 배치된다.

도면에서는 제2볼롤러(12)가 2n-1(n은 자연수)행의 2n-1열에 배치되고, 제1볼롤러(11)가 2n행의 2n열에 배치된 것을 도시하였다.

즉, 제1볼롤러(11)들은 제2행의 제2열, 제4열, 제6열과 같은 형태로 배치되고, 제2볼롤러(12)들은 제1행의 제1열, 제3열, 제5열과 같은 형태로 배치되는 것이다.

이와 같은 제1볼롤러(11) 및 제2볼롤러(12)로 이루어지는 볼어레이(10)는 도 1 및 도 2와 같이 지지프레임(40) 및 상, 하부플레이트(50, 60)에 의해 수용 지지되어 회전가능하도록 설치된다.

그리고, 볼어레이(10)의 상단에 피이송물이 안착되도록 각 볼롤러(11, 12)의 상단이 상부플레이트(50)의 상부에서 노출되게 설치된다.

제1구동유닛(20)은 제1방향(도 3의 화살표 X방향 참조)으로 제1볼롤러(11)들의 회전력을 전달하도록 구성된다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1구동유닛(20)은 2n행의 2n열에 배열된 제1볼롤러(11)에만 접촉하도록 구성되어 제1방향(화살표 X방향 참조)으로 회전구동시킴에 따라 회전력을 전달하는 복수의 제1구동축(21)과, 제1볼롤러(11)를 기준으로 제1구동축(21)에 대해 대칭적으로 배열되어 제1볼롤러(11)를 회전지지하는 복수의 제1아이들축(22)를 포함하고, 제1방향과 제2방향은 서로 직교하도록 이루어진다.

도 7에서 나타나는 바와 같이 제1구동축(21)이 제1볼롤러(11)에만 접촉할 수 있는 이유는 본 발명에 따른 제1볼롤러(11)가 배열된 위치에만 제1구동축(21)이 배치되기 때문이다.

즉, 제1구동축(21)은 2n번째행의 2n번째열에만 행방향으로 배열되고 제2볼롤러(12)는 이와 이격된 지점인 2n-1번째행의 2n-1번째열에만 배치되기 때문이다.

물론 제2구동축(31) 또한 이와 같은 이유로 제1볼롤러(11)와 접촉하지 않기 때문에 제1구동축(21)은 제1볼롤러(11)에만 제1방향으로 회전하도록 회전력을 전달하고 제2구동축(31)은 제2볼롤러(12)에만 제2방향으로 회전하도록 회전력을 전달하게 된다.

여기서 상기 이웃하는 동일 행의 열 간 거리 및 동일 열의 행 간 거리는 제1구동축(21) 또는 제2구동축(31)이 회전력 전달을 목적하지 않는 제2볼롤러(12) 및 제1볼롤러(11)에 접촉하지 않도록 적절하게 채택함이 바람직하다.

아울러 복수의 제1구동축(21, the first driving shaft)은 제1구동모터(25) 및 제1전동기구(26)에 의해 동시에 동일방향으로 회전구동하도록 구성된다. 제1전동기구(26)는 제1구동모터(25)의 출력축 및 각 제1구동축(21)의 단부에 설치된 복수의 제1풀리(27)들과, 인접한 제1구동축(21)들의 제1풀리(27)들 사이에 설치된 복수의 제1감기전동절(28)로 이루어진다.

이에, 제1구동모터(25)의 동력이 제1전동기구(26)를 통해 복수의 제1구동축(21)에 전달되어 복수의 제1구동축(21)은 동시에 동일방향으로 회전구동한다. 그리고, 제1감기전동절(28)은 타이밍벨트, 벨트, 체인 등으로 이루어져 인접한 제1풀리(27)들 사이에 감겨져 설치된다.

한편, 도 3에서는 제1전동기구(26)는 복수의 제1풀리(27) 및 복수의 제1감기전동절(28) 등으로 이루어져 모든 제1볼롤러(11)들을 함께 동시에 구동시키도록 구성된 것으로 예시되어 있지만, 각 행단위의 제1볼롤러(11)들에 개별적으로 제1전동기구가 독립적으로 설치되어 각 행단위의 제1볼롤러(11)들을 독립적으로 동시에 구동시키도록 구성될 수도 있다.

그리고, 제1전동기구(26)는 감기 전동기구를 예시하고 있지만, 그외 기어전동기구 등과 같이 다양한 전동기구가 적용될 수 있다.

아울러 상기 제1전동기구(26)는 도 3에서와 같이 이웃하는 제1구동축(21) 간에 제1감기전동절(28)로 연결되어 하나의 제1구동축(21)이 좌측 및 우측에 각각 별도의 제1감기전동절(28)을 형성하지 않고 전체의 제1구동축(21)이 하나의 타이밍벨트와 같은 전동절(28)로 연결되어 구성될 수도 있을 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 제1전동기구(26)는 제1구동축(21) 단부측이 제1구동모터(25)와 연결되어 제1구동모터(25)의 회전력을 전달받을 수 있는 것이라면 모두 해당되며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

아울러 제1아이들축(22)과 제1구동축(21)은 하나의 볼롤러(11)에 대해 상호 대칭되게 짝을 이루도록 설치됨으로써 제1아이들축(22)은 제1구동축(21)에 의해 구동하는 제1볼롤러(11)의 맞은편을 회전지지하는 기능을 한다. 그리고, 제1아이들축(22)은 제1구동축(21)과 마찬가지로 제1방향에 대해 직교하는 방향(도 3에서 화살표 Y방향 참조)을 따라 설치되어 제1구동축(21)과 평행하게 배치된다.

특히, 제1아이들축(22, the first idle shaft)은 제1구동모터(25) 및 제1전동기구(26)에 연결되지 않아 제1볼롤러(11)로 구동력을 전달하지 않으며, 단지 제1구동축(21)의 맞은편에 대칭적으로 배치되어 제1볼롤러(11)를 안정적으로 회전지지하여 제1볼롤러(11)의 동적인 평형을 유지시키는 역할을 한다. 이에, 제1아이들축(22)의 양단부는 지지프레임(40) 및 하부플레이트(60)에 회전가능하게 지지되게 설치된다.

아울러 도 3에서는 도시되지 않았지만, 제1구동유닛(20)에는 제1구동축(21)을 보다 안정적으로 회전지지하기 위한 베어링구조가 더 포함될 수 있다.

이러한 베어링 구성은 구동축을 회전지지하기 위해 널리 공지된 구성이므로 별도의 도면을 통한 예시 및 설명은 생략하도록 한다.

한편 제2구동유닛(30)은 제2방향(도 4의 화살표 Y방향 참조)을 따라 제2볼롤러(12)들의 회전력을 전달하도록 구성된다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제2구동유닛(30)은 2n-1번째 열단위(C1, C3, C5,...)로 배열된 제2볼롤러(12)에만 회전접촉하여 제2방향(화살표 Y방향 참조)으로 회전구동시킴에 따라 회전력을 전달하는 복수의 제2구동축(31)이 포함되는데, 제1방향(X)과 제2방향(Y)은 서로 직교하도록 이루어진다.

전술한 제1구동유닛(20)과 마찬가지로 상기 제2구동유닛(30)에는 제2구동축(31)과 평형을 유지하기 위해 제2아이들축(32)이 마련된다.

복수의 제2구동축(31, the second driving shaft)는 제2구동모터(35) 및 제2전동기구(36)에 의해 동일방향으로 회전구동하도록 구성된다. 제2전동기구(36)는 제2구동모터(35)의 출력축 및 각 제2구동축(31)의 단부에 설치된 하나 이상의 제2풀리(37)들과, 인접한 제2구동축(31)들의 제2풀리(37)들 사이에 설치된 제2감기 전동절(38)로 이루어진다. 이에, 제2구동모터(35)의 동력이 제2전동기구(36)를 통해 복수의 제2구동축(31)에 전달되어 복수의 제2구동축(31)는 동일방향으로 회전구동한다. 그리고, 제2감기 전동절(38)은 타이밍벨트, 벨트, 체인 등으로 이루어져 인접한 제1풀리(37)들 사이에 감겨져 설치된다.

한편, 도 3에는 제2전동기구(36)가 복수의 제2풀리(37) 및 복수의 제2감기 전동절(38) 등으로 이루어져 제2볼롤러(12)들을 모두 함께 동시에 구동시키도록 구성된 것으로 예시되어 있지만, 각 열단위의 제2볼롤러(12)들에 개별적으로 제2전동기구가 독립적으로 설치되어 각 행단위의 제2볼롤러(12)들을 독립적으로 동시에 구동시키도록 구성될 수도 있다. 그리고, 제2전동기구(36)는 감기 전동기구를 예시하고 있지만, 그외 기어전동기구 등과 같이 다양한 전동기구가 적용될 수 있으며, 전술한 바와 같이 하나의 제2감기전동절(38)로 전체의 제2구동축(31)들이 동시에 회전가능하도록 구성할 수도 있다.

한편 지지프레임(40)은 제1구동축(21) 및 제2구동축(31)을 지지하도록 마련되는데, 이러한 지지프레임(40)은 상기 제1방향으로 볼어레이 하부에 배치됨에 따라 제1구동축을 지지하는 하나 이상의 제1지지프레임(41)과, 상기 제2방향으로 볼어레이 하부에 배치됨에 따라 제2구동축을 지지하는 하나 이상의 제2지지프레임(42)으로 이루어진다.

본 발명의 일실시예에 따른 지지프레임(40)은 판상의 제1지지프레임(41)과 제2지지프레임(42)이 직립하는 형태로 결합함으로써 평면도 상으로 볼때 메쉬구조를 형성한다.

이와 같이 메쉬 구조 형태로 형성되는 판상의 지지프레임(40)은 구성이 비교적 간단하고 형성되는 체적이 비교적 적으면서도 볼어레이(10)와 제1구동축(21) 및 제2구동축(31)을 원활하게 회전지지할 수 있다.

구성의 간단화와 형성 체적 감소는 전체 볼어레이 이송장치의 원가 절감 및 설치, 유지 보수 작업 공수 감소를 가져옴은 물론 보다 조밀한 볼어레이(10) 구성이 가능해진다.

여기서 조밀한 볼어레이 구성은 피이송물과 각 볼롤러(11, 12) 간의 접촉면적을 증대시킬 수 있어 보다 안정적인 이송제어는 물론 회전력 전달효율 증대에 따른 제어 반응 속도 향상을 가져오게 된다.

따라서 볼어레이 이송장치는 각 볼롤러(11, 12)의 직경이 작을수록, 각 볼롤러(11, 12) 간 간격이 작을수록 보다 이상적인(ideal) 이송장치가 구현될 수 있는데, 이러한 상기 지지프레임(40) 구조가 회전지지면에서도 안정적이면서 각 볼롤러(11, 12)의 직경 및각 볼롤러(11, 12) 간 간격을 감소시킬 수 있는 구조인 것이다.

상기 제1지지프레임(41)에는 복수의 제1구동축(21)이 회전지지되도록 제1안착홈부(45)가 복수개 이격 형성되고, 상기 제2지지프레임(42)에는 복수의 제2구동축이 회전지지되도록 제2안착홈부(46)가 복수개 이격 형성된다.

물론 상기 제1지지프레임(41)에는 제1구동축(21)과 대칭되도록 평행하게 마련되는 제1아이들축(22) 또한 회전지지하도록 제3안착홈부(47)가 더 마련되며, 제2지지프레임(42)에도 제2구동축(31)과 대칭되도록 평행하게 마련되는 제2아이들축(32)을 지지하기 위한 제4안착홈부(46a)가 마련된다.

여기서 상기 제1안착홈부(45) 및 제3안착홈부(47)는 이에 지지되는 제1구동축(21)의 외면에 대응하는 곡면 구조로 형성된다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 제1안착홈부(45) 및 제3안착홈부(47)와 제1구동축(21)은 소정틈새만큼 이격될 수 있고, 이에 제1구동축(21)는 피이송물의 안착여부에 따라 제1안착홈부(45) 및 제3안착홈부(47) 면상에 마찰될 수 있으며 이러한 소정틈새로 회전지지되면서 약간의 유동이 가능해진다.

아울러 상기 제2안착홈부(46) 또한 도 7에 도시된 바와 같이 제2구동축(31)의 외면에 대응하는 곡면 구조로 형성되며 제2구동축(31)과 소정틈새만큼 이격될 수 있다.

또한 상기 복수의 제2안착홈부(46) 및 제4안착홈부(46a) 사이에는 각 볼롤러(11, 12)가 회전지지되도록 복수의 볼안착홈부(48)가 함몰형성된다.

상기 볼안착홈부(48) 또한 각 볼롤러(11, 12)의 외면에 대응되는 곡면 구조로 형성되며 각 볼롤러(11, 12)와 볼안착홈부(48) 간에도 소정틈새만큼 이격될 수 있다.

한편 상기 제1지지프레임(41)과 제2지지프레임(42)은 일체로 형성되어 배치될 수도 있으나 제조상의 곤란성 및 조립, 해체의 용이성을 고려할 때 보다 바람직한 실시예로 끼움결합구성을 가진다.

상기 끼움결합구성은 제1지지프레임(41)과 제2지지프레임(42)이 서로 교차하되 교차되는 제1지지프레임(41) 및 제2지지프레임(42) 구간에 서로 끼움결합가능하도록 복수의 결합홈부(49)가 형성된다.

여기서 상기 결합홈부(49)는 도 8에 도시된 바와 같이 제1지지프레임(41)의 제1안착홈부(45)와 제3안착홈부(47) 사이에 제2지지프레임(42)의 두께와 동일 또는 소정길이 큰 폭을 가지는 결합홈부(49)가 형성되고 제2지지프레임(42)에는 볼안착홈부(48) 중심부 하부측에 저면부로부터 일정길이 상방향으로 절개된 결합홈부(49)가 형성된다.

본 발명의 일실시예에서는 제1지지프레임(41)과 제2지지프레임(42)에 모두 결합홈부(49)를 형성하여 끼움결합할 수 있도록 구성하였으나 필요에 따라 제1지지프레임(42)에만 결합홈부(49)를 구성할 수도 있다.

하지만 이경우 제1지지프레임(41)에 형성되는 결합홈부(49)의 길이가 너무 커짐에 따라 제1지지프레임(41)의 강도가 저하될 수 있으므로 바람직하게는 도 8에 도시된 바와 같이 제1지지프레임(41)과 제2지지프레임(42) 모두에 일정 길이로 결합홈부(49)를 형성하여 각 지지프레임(41, 42)에 형성되는 결합홈부(49)의 길이를 줄여야 할 것이다.

아울러 전술한 바와 같이 각 결합홈부(49)의 폭은 이에 결합되는 지지프레임의 두께보다 소정틈새 만큼 크게 형성하여 실제 결합시 조립의 용이성을 유도함이 바람직하다.

즉, 두께와 동일할 경우 강제 압입하는 형태로 결합됨에 따라 결합강도는 증대될 수 있어도 조립과정에 소요되는 작업시간이 함께 증대되고 결합되는 지지프레임의 수가 늘어날수록 조립이 힘들어지는 상황까지 발생될 수 있다.

한편 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1지지프레임(41) 및 제2지지프레임(42)의 하부 및 상부에는 이를 지지 및 수용하는 하부플레이트(60)와 상부플레이트(50)가 더 마련된다.

여기서 상기 상부플레이트(50)에는 각 볼롤러(11, 12)가 일정부분 상부측으로 돌출되도록 복수의 관통공(51)이 형성됨에 따라 회전하는 각 볼롤러(11, 12) 상에 피이송물이 안착될 수 있다.

상기 관통공(51)은 볼롤러(11)와 소정틈새로 이격되도록 형성되며 상기 소정틈새는 되도록 작은 것이 바람직하다.

아울러 상기 하부플레이트(60)에는 도면에 도시하지는 않았으나 별도의 격자형태의 홈로가 형성되어 상기 제1지지프레임(41) 및 제2지지프레임(42)이 상기 홈로상에 끼움결합되도록 구성할 수 있으며, 이와 달리 별도의 가이드연장부가 상부면상에서 상방향으로 형성되어 각 지지프레임이 상기 가이드연장부 끼움결합하여 하부플레이트(60) 상에서 유동하지 않도록 구성할 수도 있다.

또한 상기 하부플레이트(60)의 상부면상에는 상부플레이트(50)의 저면부와 밀착되어 상부플레이트(50)를 지지하도록 지지돌기(61)가 하나 이상 형성된다.

이러한 지지돌기(61)로 인해 하부플레이트(60)는 어느 정도의 상부플레이트(50) 하방 하중을 견디고 지지하게 되며 필요에 따라 상기 지지돌기(61) 내에 상부가 개방된 중공을 형성시키고 그 중공 내벽에 나사산을 형성시킴으로써 상부플레이트(50)와 하부플레이트(60)가 나사결합되도록 구성할 수 있다.

물론 상기 지지돌기(61)의 크기에 따라 지지돌기(61)가 형성되는 위치에 배치될 제1구동축(21), 제1아이들축(22) 및 제2구동축(31)이 제외되거나 지지돌기(61) 부분에서 단절되는 형태로 배치될 수 있다.

단절되어 배치되는 형태의 경우 해당 제1구동축(21) 및 제2구동축(31)은 더이상 구동축이 아닌 아이들축 형태로 구동모터로부터 회전력을 전달받지 않고 이웃하는 구동축 또는 아이들축으로부터 볼롤러의 평행을 유지시키는 역할을 담당할 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의한 볼어레이 이송장치는 제1구동유닛(20)에 의해 볼어레이(10)의 제1볼롤러(11)들이 제1방향(화살표 X방향)으로 구동함과 더불어, 제2구동유닛(30)에 의해 볼어레이(10)의 제2볼롤러(11)들이 제2방향(화살표 Y방향)으로 구동한다.

이에, 각 볼롤러(11, 12)들의 회전력은 제1방향(X)과 제2방향(Y)의 벡터합을 통해 다양한 방향으로 전달될 수 있고, 이에 볼어레이(10)의 상부에 안착된 피이송물은 다양한 방향으로 이송될 수 있다.

특히, 본 발명은 볼어레이(10)의 각 볼롤러(11, 12)들이 제1구동축(21) 및 제2구동축(22)에 의해 직접적으로 회전구동하는 구조로 이루어짐에 따라, 각 볼롤러(11, 12)들의 회전력이 매우 효과적으로 전달될 수 있으며, 이를 통해 볼어레이(10)에 의한 피이송물의 이송효율이 대폭 향상될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 복수의 각 볼롤러(11, 12)가 제1구동유닛(20) 및 제2구동유닛(30)에 의해 직접적으로 회전구동하는 구조로 이루어짐으로써, 일부의 볼롤러(11, 12)가 파손되거나 위치 이탈 등으로 인해 오동작하더라도 나머지 볼롤러(11, 12)들은 제1구동축(21) 및 제2구동축(31)에 의해 회전구동할 수 있으므로 전체적으로 각 볼롤러(11, 12)들의 회전력을 적절히 보상하면서 전달할 수 있고, 이를 통해 일부의 볼롤러가 오동작하더라도 적절한 회전력 전달이 가능한 장점이 있다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

10: 볼어레이 11: 제1볼롤러
12: 제2볼롤러 20: 제1구동유닛
21: 제1구동축 22: 제1아이들축
25: 제1구동모터 30: 제2구동유닛
31: 제2구동축 32: 제2아이들축
40: 지지프레임 41: 제1지지프레임
42: 제2지지프레임 50: 상부플레이트
51: 관통공 60: 하부플레이트

Claims (9)

1. 제1방향으로만 회전하는 복수의 제1볼롤러와 제2방향으로만 회전하는 복수의 제2볼롤러가 조합된 형태로 행/열 구조를 가지며 일정간격 이격 배열되는 볼어레이와;
   상기 제1방향으로 회전하는 제1볼롤러에게 회전구동력을 인가하는 제1구동유닛 및
   상기 제2방향으로 회전하는 제2볼롤러에게 회전구동력을 인가하는 제2구동유닛;을 포함하고,
   상기 제1구동유닛은 제1볼롤러들을 회전구동시키도록 제1방향에 대해 직교하는 방향으로 배치되어 제1방향으로 회전력을 전달하는 복수의 제1구동축을 포함하고,
   상기 제2구동유닛은 제2볼롤러들을 회전구동시키도록 제2방향에 대해 직교하는 방향으로 배치되어 제2방향으로 회전력을 전달하는 복수의 제2구동축을 포함하여 이루어지되,
   상기 복수의 제1볼롤러 및 제2볼롤러 중 어느 하나의 군으로 이루어지는 볼롤러는 행/열 구조에서 2n-1(n은 자연수)행의 2n-1열에 배치되고, 다른 하나의 군으로 이루어지는 볼롤러는 행/열 구조에서 2n행의 2n열에 배치되는 것을 특징으로 하는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 제1구동축과 복수의 제2구동축은 서로 간섭되지 않도록 상기 제1구동축이 상기 제2구동축 보다 하부측에 위치되는 것을 특징으로 하는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1구동축 및 상기 제2구동축의 외주면은 각각 제1볼롤러 및 제2볼롤러와 회전접촉가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1구동유닛은 제1볼롤러를 기준으로 상기 제1구동축에 대해 대칭적으로 배열되어 제1볼롤러를 회전지지하는 복수의 제1아이들축을 더 포함하고, 상기 제1구동축은 제1구동모터에 의해 회전하며,
   상기 제2구동유닛은 제2볼롤러를 기준으로 상기 제2구동축에 대해 대칭적으로 배열되어 제2볼롤러를 회전지지하는 복수의 제2아이들축을 더 포함하고, 상기 제2구동축은 제2구동모터에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 볼어레이의 제1볼롤러, 제2볼롤러, 제1구동축 및 제2구동축들은 볼어레이 하부에 배치되는 지지프레임에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 서로 다른 크기의 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 지지프레임은
   상기 제1방향으로 볼어레이 하부에 배치됨에 따라 제1구동축을 지지하는 하나 이상의 제1지지프레임과, 상기 제2방향으로 볼어레이 하부에 배치됨에 따라 제2구동축을 지지하는 하나 이상의 제2지지프레임으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1지지프레임에는 복수의 제1구동축이 회전지지되도록 제1안착홈부가 복수개 이격 형성되고, 상기 제2지지프레임에는 복수의 제2구동축이 회전지지되도록 제2안착홈부가 복수개 이격 형성되며,
   상기 제2지지프레임에는 제1볼롤러 및 제2볼롤러를 회전지지하도록 복수의 볼안착홈부가 함몰형성되는 것을 특징으로 하는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1지지프레임과 제2지지프레임은 일체로 형성되어 배치되거나,
   서로 교차하되 교차되는 제1지지프레임 및 제2지지프레임 구간에 간섭되지 않고 서로 결합가능할 수 있도록 제1지지프레임 및 제2지지프레임 중 어느 하나 이상에 복수의 결합홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 제1지지프레임 및 제2지지프레임의 하부에는 이를 지지하는 하부플레이트가 더 설치되며, 상기 제1지지프레임 및 제2지지프레임의 상부측에는 상부플레이트가 더 설치되되,
   상기 상부플레이트에는 제1볼롤러 및 제2볼롤러가 일정부분 상부측으로 돌출되도록 복수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 제1볼롤러 및 제2볼롤러로 이루어지는 볼어레이 이송장치.
   

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