KR20200061681A

KR20200061681A - 화물 이송용 셔틀

Info

Publication number: KR20200061681A
Application number: KR1020180147256A
Authority: KR
Inventors: 이기중; 이두희; 김두희; 김용완
Original assignee: (주)일양엔지니어링
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-06-03
Also published as: KR102142194B1

Abstract

본 발명은 화물 이송용 셔틀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 타인을 회동시키는 모터의 수가 획기적으로 적은 화물 이송용 셔틀에 관한 것이다.
본 발명에 의한 화물을 수납하는 수납부가 형성되는 셔틀몸체; 상기 수납부의 양측에서 양방향으로 신축되는 한 쌍의 텔레스코픽 암; 상기 텔레스코픽 암의 선단에 회동되도록 구비되어 화물을 파지하는 타인; 상기 텔레스코픽 암의 양측 선단에 결합되는 복수의 타인기어; 및 상기 타인을 회동시키는 타인모터;를 포함한다.

Description

화물 이송용 셔틀{SHUTTLE TRANSFERING GOODS}

본 발명은 화물 이송용 셔틀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 타인을 회동시키는 모터의 수가 획기적으로 적은 화물 이송용 셔틀에 관한 것이다.

일반적으로, 물류 자동화 분야에서 사용이 확대되고 있는 자동화물 시스템은 하물을 보관하기 위한 랙을 가지는 랙 구조물, 하물을 자동창고 내, 외부로 선택적으로 입고 또는 출고시키는 작업대, 랙 구조물 측면을 따라 설치된 가이드 레일을 따라 이동하여 제어장치의 제어에 의해 작업대의 하물을 랙 구조물의 랙에 입고시키거나 랙구조물의 랙에 안치된 하물을 출고시키는 스태커 크레인으로 구성된다. 이러한 자동화물 시스템을 자동창고라고도 한다.

이러한 자동 화물 창고 시스템이 일본 공개특허공보 특개2009-143651(특허문헌1)에 개시되어 있다.

상기 특허문헌 1에 개시된 종래의 자동 화물 창고 시스템은 일정간격 이격되고 서로 마주보고 2열로 설치되며 화물을 보관하기 위한 2열 선반, 2열 선반 사이의 지면에 설치되는 레일, 레일을 따라 이동하면서 2열 선반으로 물건을 넣고 빼기 위한 스태커 크레인, 스태커 크레인을 제어하기 위한 제어부를 포함한다.

이러한, 종래의 자동화물 시스템은 화물을 보관하기 위해서는 스태커 크레인을 2열로 된 선반의 양끝 밖으로 이동시킨 후에, 화물을 스태커 크레인에 싣게 된다. 그러면, 스태커 크레인은 제어부의 제어로 2열로 된 선반 사이로 이동하되 화물을 비어 있는 적재 공간이 있는 곳으로 이동한 후에 화물을 선반의 적재공간으로 옮겨 놓는다.

상기와 같은 종래의 자동화물 시스템은 하나의 스태커 크래인이 지면에 놓인 레일을 따라 이동하면서 화물을 실어서 선반에 올리거나 내리도록 구성되어 있어 많은 화물을 선반에 올리거나 내리기 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 다수의 화물을 신속하게 반출하고 반입하기 위하여, 복수의 랙 구조물을 2열이상으로 구성하고, 2열의 복층 랙구조물 사이에 이동셔틀을 각층마다 배치하여 왕복 이동하면서 화물을 반출하거나 반입할 수 있는 자동화물 시스템이 제안되었다.

이 자동화물 시스템에서 이동셔틀은 2열된 복층 랙 구조물 사이를 이동하면서 화물을 싣고 이동하면서 랙 구조물에 넣거나 꺼내는 역할을 하는 것으로, 화물을 싣기 위한 화물 수용공간이 일정한 너비로 형성된다.

이와 같은 종래의 이동셔틀은 화물 수용공간이 일정한 너비가 정해진 상태에 있기 때문에, 이동셔틀의 화물수용공간보다 큰 화물을 랙 구조물에 보관할 수 없어 화물을 보관하는데 한정적인 문제점이 있었다.

도 1 및 도 2는 종래 자동화물 시스템(100)을 나타낸 것으로서, 적재공간이 복층으로 된 랙구조물(110)이 한 쌍 이상으로 구성되되, 한 쌍이 서로 일정간격 이격되어 배치되되, 각 랙 구조물(110)의 양단부에 화물(G)을 반입하거나 반출하기 위한 리프트 유닛(130)이 각각 구성되며, 한 쌍의 랙 구조물(110) 사이로 이동셔틀(200)이 한 쌍의 랙 구조물(110)의 각 층마다 구비되어 구성된다.

부호 120은, 랙 구조물(110)의 양단부에 각각 구비되어 리프트 유닛(130)에 의해 랙 구조물(110)로 이동되는 화물(G)을 임시로 대기시키기 위한 대기 컨베이어 유닛이다. 이동셔틀(200)은 2열도 된 랙 구조물(110) 사이로 왕복 이동하면서 화물(G)을 실어다가 랙 구조물(110)에 집어넣거나 외부로 출고하는 것으로, 바디부(210), 화물 수용공간(220), 구동유닛(230), 텔레스코프암(250), 텔레스코프암 구동부(260), 화물수용공간 너비조절유닛(270)을 포함한다.

바디부(210)는 이동셔틀(200)의 외형을 형성하면서 다수의 부품들을 설치하기 위한 설치공간(212)을 형성한다. 즉, 바디부(210)는 내측에 후술하는 구동유닛(230), 텔레스코프암 구동부(260) 등의 부품들을 설치하기 위한 설치공간(212)을 구비한다. 설치공간(212)은 중앙부에 형성된 화물 수용공간(220)을 중심으로 바디부(210)의 양측에 형성된다.

여기서, 바디부(210)는 제1바디(213)와 제2바디(214)로 구성되며, 제1바디(213)와 제2바디(214)는 후술하는 화물수용공간 너비조절유닛(270)에 의해 연결되어 제1바디(213)와 제2바디(214) 사이가 벌어지도록 구성된다. 화물 수용공간(220)은 바디부(210)의 중앙부에 함몰된 형태로 형성되며, 그 전방과 후방이 개방되어 형성된다.

이는 이동셔틀(200)은 양측이 전후진 방향으로 배치되어 왕복 운동하고, 전방과 후방이 랙 구조물(110) 쪽을 향하여 개방된 상태로 형성되어 개방된 전방과 후방을 통하여 화물을 화물 수용공간(220)으로 싣거나 내리게 된다. 여기서, 화물 수용공간(220)은 제1바디(213)와 제2바디(214)에 각각 'L' 자형상의 공간이 형성된 후에, 제1바디(213)와 제2바디(214)가 후술하는 화물수용공간 너비조절유닛(270)에 의해 연결될 때 하나의 공간으로 형성되어 구성된다.

구동유닛(230)은 이동셔틀(200)을 랙 구조물(110)에서 왕복 이동하도록 동력 발생시켜 이동셔틀(200)을 이동시키기 위하여 구비되는 것으로, 제1모터(231), 배터리(235), 구동기어(232), 종동기어(233), 롤러샤프트(234), 롤러(240)를 포함한다.

제1모터(231)는 바디부(210210)의 설치공간(212)에 설치되며 후술하는 배터리(235)로부터 전기를 공급받아 작동되며 회전력을 발생한다. 배터리(235)는 바디부(210)의 양측 설치공간(212) 중 어느 한곳의 설치공간(212)에 설치되되 제1모터(231)로 전기를 공급한다. 이 배터리(235)는 제1모터(231)와 함께 동일한 설치공간(212)에 설치될 수 있으나, 바디부(210)의 무게 밸런스를 위하여 제1모터(231)와 별도로 설치되어 전선으로 연결되어 구성된다.

구동기어(232)는 제1모터(231)에 직접 결합되어 회전하게 되며, 제1모터(231)의 구동시 회전하게 된다. 여기서, 롤러(240)들은 모두 바디부(210)의 양측부를 향하여 배치되어 회전되도록 구성되어 이동셔틀(200)의 양측부가 이동되는 방향을 향한 상태로 이동되도록 하는 역할을 한다.

텔레스코프암(250)은 바디부(210)의 화물 수용공간(220)의 내측에 설치되어 화물 수용공간(220)에서 바디부(210)의 전방이나 후방으로 돌출되도록 구성되어 랙 구조물(110)의 화물을 화물 수용공간(220)으로 이동시키거나 화물 수용공간(220)에서 외측 즉, 랙 구조물(110)이나 외부로 배출하는 역할을 한다. 이 텔레스코프암(250)은 별도의 텔레스코프암 구동부(260)에 작동되어 화물 수용공간(220)에서 외측(바디부의 전방이나 후방) 즉, 랙구조물을 향하여 돌출되도록 구성된다. 여기서, 텔레스코프암(250)은 화물 수용공간(220)의 양쪽 내측면에 각각 구비되도록 한 쌍으로 구성된다.

텔레스코프암(250)의 양단부에는 화물의 외측면을 걸어서 화물을 당길 수 있도록 하는 타인(251)이 회동 가능하게 구비된다. 이 타인(251)은 별도의 회전유닛 즉, 모터에 의해 일정각도로 왕복 회전되도록 구성된다. 텔레스코프암 구동부(260)는 한 쌍의 텔레스코프암(250)에 각각 연결되는 모터로 구성되며, 각각의 모터는 제어부(미도시)에 연결되어 동시에 구동된다.

그러나 이와 같이 구성된 종래의 셔틀은 타인을 회동시키기 위한 타인모터가 타인과 1:1로 구비되어 있다. 따라서 종래의 셔틀은 타인이 4개이므로 이를 회동시키기 위한 타인모터도 4개 구비되어 있어 원가가 높고, 이들을 동기 제어하기 위한 구성이 매우 복잡하다.

또한, 상기 텔레스코프 암(250)을 신축시키기 위하여 구동력을 전달하는 구성으로 타이밍벨트가 이용된다.

특허출원 제2009-143651호 특허출원 제2015-106259호 특허출원 제2015-106258호 특허출원 제2016-142984호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 타인을 회동시키는 모터의 수가 획기적으로 적은 화물 이송용 셔틀을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 와이어를 이용하여 타인모터의 구동력을 타인에 전달할 수 있는 화물 이송용 셔틀을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 화물을 수납하는 수납부가 형성되는 셔틀몸체; 상기 수납부의 양측에서 양방향으로 신축되는 한 쌍의 텔레스코픽 암; 상기 텔레스코픽 암의 선단에 회동되도록 구비되어 화물을 파지하는 타인; 상기 텔레스코픽 암의 양측 선단에 결합되는 복수의 타인기어; 및 상기 타인을 회동시키는 타인모터;를 포함한다.

또한 상기 텔레스코픽 암은, 상기 수납부의 양측에 고정되는 고정암; 상기 고정암의 일측에서 양방향으로 슬라이드되는 적어도 1 이상의 이동암; 및 상기 이동암의 일측에서 양방향으로 슬라이드되는 픽킹암;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 타인기어는, 상기 고정암에 결합되며, 상기 타인모터의 회전력이 전달되고, 원통형태의 외주면에 기어치가 형성되는 고정기어바; 상기 이동암에 결합되며, 원통형태의 외주면에 기어치가 형성되어 상기 고정기어바와 치합하는 적어도 1 이상의 이동기어바; 및 상기 픽킹암에 결합되며, 원통형태의 외주면에 기어치가 형성되어 상기 이동기어바와 치합하며, 양측 선단에 각각 상기 타인이 결합되는 픽킹기어바;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 양단이 각각 상기 고정암과 픽킹암에 결합되며, 상기 이동암에 구비된 가이드롤러에 의해 방향이 전환되는 와이어를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 타인을 회동시키는 모터의 수가 획기적으로 줄어들고, 케이블베어가 삭제되어 원가가 절감되고 유지보수가 용이하다.

특히, 와이어를 이용하여 타인모터의 구동력을 타인에 전달하기 때문에 타이밍 벨트를 배제할 수 있고, 그에 따라 유지보수가 매우 용이해진다.

도 1은 종래 자동화물 시스템을 나타낸 것이다.
도 2는 종래 자동화물 시스템용 셔틀을 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 셔틀의 전체적인 구성을 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 의한 셔틀의 타인 구동수단을 나타낸 것이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 셔틀의 작동상태를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 실시예(1)는 셔틀몸체(10)와, 텔레스코픽 암(61,62,63)과, 타인(30)과, 타인 구동수단과, 타인모터(M)를 포함한다.

상기 셔틀몸체(10)는 화물(G)을 수납하는 수납부가 형성된다.

상기 수납부의 양측에는 양방향으로 신축되는 한 쌍의 텔레스코픽 암(61,62,63)이 구비되며, 본 실시예에서는 고정암(61)과, 이동암(62)과, 픽킹암(63)을 포함한다.

상기 고정암(61)은 상기 수납부의 양측에 고정되며, 이동하지 안는다.

상기 이동암(62)과 픽킹암(63)은 상기 고정암(61)의 일측에 순차적으로 구비되며, 상기 고정암(61)을 기준으로 양측으로 슬라이딩한다. 특히, 상기 픽킹암(63)은 양측 선단에 각각 타인(30)이 구비되어 있음을 알 수 있다.

상기 타인(30)은 수납부에 있는 화물을 빼 내거나 또는 랙에 있는 화물(G)을 수납부로 가져 오기 위해 화물을 파지하기 위한 구성이다.

본 실시예에서는 3단으로 구성되지만, 이와 달리 4단 이상의 복수의 다단으로 구성될 수 있다. 만약, 텔레스코픽 암이 5단으로 구성되는 경우, 1개의 고정암과, 3개의 이동암과, 1개의 픽킹암으로 구성되는 것이다.

상기 셔틀몸체(10)의 하부에는 구동롤러(20) 구비되는데, 구동롤러(20)를 구동하기 위한 동력을 전달하는 모터가 별도로 구비된다.

또한 상기 텔레스코픽 암의 저부에는 피니언기어(미도시)와 치합하는 렉기어(L)가 형성된다. 따라서 구동모터의 구동력은 피니언기어로 출력되고, 피니언기어와 치합하는 렉기어(L)에 의해 수납부에서 슬라이드되어 신축하는 것이다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 타인 구동수단을 구체적으로 설명한다.

도시된 바와 같이, 타인 구동수단은 복수의 타인기어를 포함하는데, 상기 타인기어는 고정기어바(42)와, 이동기어바(43)와, 픽킹기어바(44)를 포함한다.

상기 고정기어바(42)는 타인모터(M)의 회전력이 전달되고, 원통형태의 외주면에 기어치가 형성된다. 즉, 타인모터(M)의 회전력이 출력되는 피니언기어(41)가 고정기어바(42)의 외주면에 형성된 기어치에 치합되는 것이다. 상기 고정기어바(42)는 상기 고정암()61의 하부에 결합된다.

또한 상기 이동기어바(43)는 역시 원통형태의 외주면에 기어치가 형성되어 상기 고정기어바(42)의 기어치와 치합하는 구성요소이다. 상기 이동기어바(43)는 상기 이동암(62)의 하부에 결합되는데, 따라서 이동암(62)이 복수개로 구성되는 경우에는 이동기어바도 복수개로 구성된다.

또한 상기 픽킹기어바(44)는 원통형태의 외주면에 기어치가 형성되어 상기 이동기어바(43)의 기어치와 치합한다.

특히, 픽킹기어바(44)의 양측 선단에는 각각 상기 타인(30a,30b)이 결합되어 있다. 상기 픽킹기어바(44)는 상기 픽킹암(63)의 하부에 결합된다.

따라서 상기 타인모터(M)가 일방향으로 구동하면 피니언기어(41)가 일방향으로 회전하게 되고, 피니언기어(41)와 치합된 고정기어바(42)가 회전한다.

상기 고정기어바(42)가 회전하면 이와 치합된 이동기어바(43)가 회전하게 된다.

상기 이동기어바(43)가 회전하면 이와 치합된 픽킹기어바(44)가 회전하게 된다. 따라서 상기 픽킹기어바(44)가 회전하게 되어 픽킹기어바(44)의 양측 선단에 결합된 타인(30)이 90°회전하여 화물을 파지하는 것이다. 이와 같이 화물을 파지한 상태에서 텔레스코픽 암이 수축하여 적재부로 화물을 이동시킬 수 있다.

반대로 상기 타인모터(M)가 반대방향으로 구동하면 피니언기어(41)가 반대방향으로 회전하게 되고, 피니언기어(41)와 치합된 고정기어바(42)가 반대방향으로 회전한다.

상기 이동기어바(43)가 회전하면 이와 치합된 픽킹기어바(44)가 회전하게 된다. 따라서 상기 픽킹기어바(44)가 회전하게 되어 픽킹기어바(44)의 양측 선단에 결합된 타인(30)이 반대방향으로 90°회전하여 화물을 빼 낼 수 있도록 하는 것이다.

도 9는 픽킹기어바(44)의 선단에 타인(30a,30b)이 결합된 상태를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 픽킹기어바(44)의 선단에는 부시(46)가 장착되고, 부시(46)와 밀착하여 타인(30)이 결합되며, 상기 타인(30)의 타측에 C-링 등의 결합부재(47)를 이용하여 결합된다. 또한 상기 부시(46)의 회전이 용이하도록 베어링(45)이 구비된다.

도 10 및 도 11을 참조하여 텔레스코픽 암(61,62,63)의 신축과, 타인(30a,30b)의 작동을 설명한다.

도시된 바와 같이, 고정암(61)과 픽킹암(63)의 상면에는 와이어(W)의 양단(W1,W2)이 결합되며, 상기 고정암(61)과 이동암(62)의 상면에는 상기 와이어(W)의 방향을 전환하는 가이드롤러(51,52)가 구비되어 있다.

또한 이동암(62) 또는 픽킹암(63)의 저부에는 렉기어(L)가 구비된다.

따라서 텔레스코픽 암 구동용 모터(미도시)를 구동하여 피니어기어(미도시)를 회전시키면 치합된 렉기어(L)에 의해 이동암(62) 또는 픽킹암(63)이 이동한다. 상기 이동암 또는 픽킹암이 이동하면 고정암과 픽킹암에 와이어가 연결되어 있으므로 이동암(62) 또는 픽킹암(63)이 연동되어 슬라이드되면서 신장 또는 수축되는 것이다.

한편, 텔레스코픽 암이 신축된 후 앞서 설명한 대로 타인을 회동시켜 제어하는 것이다.

1: 실시예
10: 셔틀몸체
20: 구동롤러
30: 타인
40: 타인 구동수단
51,52: 가이드롤러
61,62,63: 텔레스코픽 암

Claims

화물을 수납하는 수납부가 형성되는 셔틀몸체;
상기 수납부의 양측에서 양방향으로 신축되는 한 쌍의 텔레스코픽 암;
상기 텔레스코픽 암의 선단에 회동되도록 구비되어 화물을 파지하는 타인;
상기 텔레스코픽 암의 양측 선단에 결합되는 복수의 타인기어; 및
상기 타인을 회동시키는 타인모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 이송용 셔틀.
제1항에 있어서,
상기 텔레스코픽 암은,
상기 수납부의 양측에 고정되는 고정암;
상기 고정암의 일측에서 양방향으로 슬라이드되는 적어도 1 이상의 이동암; 및
상기 이동암의 일측에서 양방향으로 슬라이드되는 픽킹암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 이송용 셔틀.
제2항에 있어서,
상기 타인기어는,
상기 고정암에 결합되며, 상기 타인모터의 회전력이 전달되고, 원통형태의 외주면에 기어치가 형성되는 고정기어바;
상기 이동암에 결합되며, 원통형태의 외주면에 기어치가 형성되어 상기 고정기어바와 치합하는 적어도 1 이상의 이동기어바; 및
상기 픽킹암에 결합되며, 원통형태의 외주면에 기어치가 형성되어 상기 이동기어바와 치합하며, 양측 선단에 각각 상기 타인이 결합되는 픽킹기어바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 이송용 셔틀.
제3항에 있어서,
양단이 각각 상기 고정암과 픽킹암에 결합되며, 상기 이동암에 구비된 가이드롤러에 의해 방향이 전환되는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 이송용 셔틀.