KR20210112096A - 휠 소터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠 소터 장치에 관한 것으로, 이송 휠 유닛의 하부에 방향 전환 중심축을 따라 중공홀을 형성하고 동력 전달 수단이 중공홀을 통과하도록 함으로써, 방향 전환 작동시 설계 자유도를 확장할 수 있으며, 전체 구조가 단순화되어 제작 및 설치 작업을 용이하게 수행할 수 있고, 이송 휠 유닛을 베이스 프레임에 단순 삽입하는 방식으로 이송 휠 유닛의 설치 작업을 완료할 수 있어 제작 및 설치가 용이하고, 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 이송 휠 유닛의 방향 전환을 위한 방향 전환 동력 전달 수단을 이송 휠 유닛의 외부 영역에 위치하도록 함으로써, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 각도를 더욱 확장하여 설정할 수 있어 적용 범위를 확대할 수 있는 휠 소터 장치를 제공한다.

Description

휠 소터 장치{WHEEL SORTER}

본 발명은 휠 소터 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 이송 휠 유닛의 하부에 방향 전환 중심축을 따라 중공홀을 형성하고 동력 전달 수단이 중공홀을 통과하도록 함으로써, 방향 전환 작동시 설계 자유도를 확장할 수 있으며, 전체 구조가 단순화되어 제작 및 설치 작업을 용이하게 수행할 수 있고, 이송 휠 유닛을 베이스 프레임에 단순 삽입하는 방식으로 이송 휠 유닛의 설치 작업을 완료할 수 있어 제작 및 설치가 용이하고, 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 이송 휠 유닛의 방향 전환을 위한 방향 전환 동력 전달 수단을 이송 휠 유닛의 외부 영역에 위치하도록 함으로써, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 각도를 더욱 확장하여 설정할 수 있어 적용 범위를 확대할 수 있는 휠 소터 장치에 관한 것이다.

물류라는 용어는 물적 유통(physical distribution)의 줄임말로서, 생산자로부터 소비자에게 제품, 재화를 효과적으로 옮겨주는 기능 또는 활동의 총칭이다. 일반적으로 포장, 하역, 수송, 보관 및 정보와 같은 여러 활동을 말한다.

통상적으로 제품, 재화를 수송하는 데는 포장, 보관, 집하/적재, 수송, 하역/배달, 보관 등의 여러 과정을 거친다. 어떠한 수송수단을 이용하든 이러한 과정을 거치지 않고는 제품, 재화의 이동은 불가능하다. 이러한 이동의 전체를 종합적으로 보는 것이 물적 유통(물류)인 것이다.

근래에 들어서는 대량생산, 대량판매, 대량소비가 시대의 추세가 되었으며, 그 사이를 잇는 물자의 흐름을 효율화할 필요성이 커졌기 때문에 물류의 중요성이 점차 커지고 있다.

물류 창고는 일반적으로 공장 또는 생산지에서 대량으로 생산된 각종 식료품, 음료, 의류, 가전, 잡화 및 산업용품 등의 일상에서 사용되는 모든 물품들을 일시 또는 장기간 적재 보관하기 위한 저장창고를 말한다. 이러한 물류 창고는 최근 물류산업의 급속한 발달로 인하여 단순한 물류의 관리차원에서 벗어나 물류 창고 내 보관재고의 물품배치에서부터 효율적인 입출고는 물론 재고관리 등의 새로운 비즈니스의 창출을 도모할 수 있도록 설계 및 시공되고 있다.

이러한 물류 창고는 신속한 화물의 입고와 출고가 생명이기 때문에 대부분 기계화 또는 자동화된 화물의 적재 및 하역 수단을 구비하고 있으며, 대표적으로 스태커 크레인, 셔틀, 리프트 등의 자동화 설비가 사용되고 있다. 또한, 이외에도 다양한 화물을 사용자가 설정한 특정 분류 기준에 따라 자동으로 분류할 수 있는 소터(sorter) 장치 등이 사용되고 있다.

최근에는 정보통신기술의 발달로 온라인 쇼핑 및 이에 따른 택배 서비스가 증가하고 있으며, 이러한 쇼핑 방식의 변화로 인해 다품종 소량 주문 패턴으로 대량의 물품이 유통되고 있는데, 이러한 경향에 따라 물류 창고에서 물품을 자동으로 분류하는 소터 장치의 필요성이 최근들어 더욱 증가하고 있다.

이러한 소터 장치는 물품의 종류 및 처리 방식 등에 따라 다양한 형태가 개발되어 사용되고 있는데, 이송휠을 통해 물품을 분류 이송하는 휠 소터 장치는 경제성 등의 이유로 널리 사용되고 있다.

휠 소터 장치는 별도의 물품 공급 장치로부터 공급되는 물품을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 분류하여 이송하도록 구성되는데, 일반적으로 물품과 마찰 접촉하며 물품을 이송하는 이송 휠 유닛과, 이송 휠 유닛을 회전 구동하는 메인 구동부와, 이송 휠 유닛의 이송 방향을 전환하는 방향 전환부 등을 포함하여 구성된다.

이러한 종래 기술에 따른 휠 소터 장치는 일반적으로 복잡한 구조로 이루어져 제작이 어려울 뿐만 아니라 고장이 빈번히 발생하고, 유지 보수 작업 또한 어렵고 시간이 오래 걸리는 등의 문제가 있다.

국내공개특허 제10-2010-0078064호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 이송 휠 유닛의 하부에 방향 전환 중심축을 따라 중공홀을 형성하고 동력 전달 수단이 중공홀을 통과하도록 함으로써, 방향 전환 작동시 설계 자유도를 확장할 수 있으며, 전체 구조가 단순화되어 제작 및 설치 작업을 용이하게 수행할 수 있는 휠 소터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이송 휠 유닛을 베이스 프레임에 단순 삽입하는 방식으로 이송 휠 유닛의 설치 작업을 완료할 수 있어 제작 및 설치가 용이하고, 특정 이송 휠 유닛의 고장시에도 해당 이송 휠 유닛만 인출하는 방식으로 간단하게 교체할 수 있어 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있는 휠 소터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이송 휠 유닛의 방향 전환을 위한 방향 전환 동력 전달 수단을 이송 휠 유닛의 외부 영역에 위치하도록 함으로써, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 각도를 더욱 확장하여 설정할 수 있어 적용 범위를 확대할 수 있는 휠 소터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 별도의 물품 공급 장치로부터 공급되는 물품을 분류 이송하는 휠 소터 장치에 있어서, 상면에 분류 이송 영역이 형성되는 베이스 프레임; 상기 분류 이송 영역 내에 위치하도록 상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 분류 이송 영역으로 공급되는 물품을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 이송하는 이송 휠 유닛; 물품이 이송되도록 상기 이송 휠 유닛을 구동하는 메인 구동부; 및 상기 이송 휠 유닛에 의한 물품 이송 방향이 전환되도록 상기 이송 휠 유닛을 회전시켜 배치 방향을 전환하는 방향 전환 구동부를 포함하고, 상기 이송 휠 유닛은, 수평 방향의 롤러 샤프트를 중심으로 회전하는 이송 휠롤러와, 상기 롤러 샤프트를 하부에서 지지하며 중심부에 수직 방향의 중공홀이 형성되어 상기 베이스 프레임에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 롤러 지지 모듈을 포함하고, 상기 이송 휠롤러가 메인 동력 전달 수단을 통해 상기 메인 구동부와 연결되고, 상기 메인 동력 전달 수단은 상기 롤러 지지 모듈의 중공홀을 통과하도록 배치되며, 상기 중공홀은 그 내경이 상기 이송 휠롤러의 외경보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치를 제공한다.

이때, 상기 롤러 지지 모듈은, 상기 롤러 샤프트를 지지하는 롤러 지지 브래킷; 상기 롤러 지지 브래킷의 하부에 결합되며 상기 중공홀이 형성되는 중공 형상의 회전 샤프트; 및 내륜이 상기 회전 샤프트의 외주면에 밀착 결합되고 외륜이 상기 베이스 프레임에 밀착 결합되는 베어링를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임은 상기 분류 이송 영역을 이루도록 상단에 배치되며 상기 이송 휠 유닛이 외부 노출되도록 작동홀이 형성되는 상부 지지판과, 상기 상부 지지판의 하부에 배치되며 상기 이송 휠 유닛이 삽입 지지되도록 지지홀이 형성되는 하부 지지판을 포함하고, 상기 베어링은 외주면에 스냅링이 결합된 NR 베어링으로 적용되어 상기 지지홀에 삽입되며 상기 스냅링에 의해 상기 하부 지지판에 맞물림 지지될 수 있다.

또한, 상기 메인 구동부는 상기 이송 휠롤러로부터 연직 하부에 위치하는 메인 구동 롤러; 및 상기 메인 구동 롤러를 회전 구동하는 메인 구동 모터를 포함하고, 상기 메인 동력 전달 수단은 일단이 상기 이송 휠롤러에 권취되고 타단이 상기 메인 구동 롤러에 권취되는 메인 구동 벨트를 포함하고, 상기 메인 구동 벨트가 상기 중공홀을 통과하는 형태로 배치될 수 있다.

또한, 상기 이송 휠롤러는 복수개 구비되며, 복수개의 이송 휠롤러 중 어느 하나에 상기 메인 구동 벨트의 일단이 권취되어 해당 이송 휠롤러가 회전하고, 나머지 이송 휠롤러는 상기 메인 구동 벨트의 일단이 권취된 이송 휠롤러와 별도의 연결 벨트로 연결되어 동시에 회전할 수 있다.

또한, 상기 방향 전환 구동부는 별도의 방향 전환 동력 전달 수단을 통해 상기 회전 샤프트와 연결 결합되어 상기 회전 샤프트를 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 회전 샤프트의 하부에는 별도의 방향 전환 매개 바디가 결합되고, 상기 방향 전환 구동부는 상기 방향 전환 동력 전달 수단을 통해 상기 방향 전환 매개 바디와 연결 결합되어 상기 방향 전환 매개 바디 및 상기 회전 샤프트를 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 방향 전환 구동부는, 방향 전환 구동 모터와, 상기 방향 전환 구동 모터에 의해 일정 각도 범위 내에서 회전하는 회전 플레이트를 포함하고, 상기 방향 전환 동력 전달 수단은 일측이 상기 회전 플레이트에 결합되고 타측이 상기 방향 전환 매개 바디와 결합되는 동력 전달 링크를 포함하고, 상기 방향 전환 매개 바디와 동력 전달 링크의 상호 결합 부위는 상기 중공홀의 상하 연장 영역으로부터 외부 공간에 위치할 수 있다.

또한, 상기 방향 전환 매개 바디는 링 형태로 형성되며 외주면 일측에는 외측 방향으로 돌출되는 바디 돌출부가 형성되고, 상기 동력 전달 링크의 일측에는 상기 바디 돌출부에 대응되게 링크 돌출부가 형성되며, 상기 바디 돌출부 및 상기 링크 돌출부가 별도의 연결핀에 의해 연결 결합됨으로써, 상기 방향 전환 매개 바디와 동력 전달 링크가 상호 결합될 수 있다.

또한, 상기 이송 휠 유닛은 물품 공급 방향의 직각 방향을 따라 이격되게 복수개 배치되어 하나의 단위 모듈을 이루며, 상기 단위 모듈이 물품 공급 방향을 따라 이격되게 복수개 배치되며, 하나의 단위 모듈을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛이 하나의 방향 전환 구동부에 의해 동시에 방향 전환될 수 있다.

본 발명에 의하면, 이송 휠 유닛의 하부에 방향 전환 중심축을 따라 중공홀을 형성하고 동력 전달 수단이 중공홀을 통과하도록 함으로써, 방향 전환 작동시 설계 자유도를 확장할 수 있으며, 전체 구조가 단순화되어 제작 및 설치 작업을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이송 휠 유닛을 베이스 프레임에 단순 삽입하는 방식으로 이송 휠 유닛의 설치 작업을 완료할 수 있어 제작 및 설치가 용이하고, 특정 이송 휠 유닛의 고장시에도 해당 이송 휠 유닛만 인출하는 방식으로 간단하게 교체할 수 있어 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이송 휠 유닛의 방향 전환을 위한 방향 전환 동력 전달 수단을 이송 휠 유닛의 외부 영역에 위치하도록 함으로써, 이송 휠 유닛에 대한 방향 전환 각도를 더욱 확장하여 설정할 수 있어 적용 범위를 확대할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치를 이용한 물품 분류 이송 방식을 개념적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 "A-A"선을 따라 취한 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 배치 상태를 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
도 7은 도 6의 "B-B"선을 따라 취한 단면도,
도 8은 도 6의 "C-C"선을 따라 취한 단면도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛과 방향 전환 구동부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛과 방향 전환 구동부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치를 이용한 물품 분류 이송 방식을 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치(10)는 컨베이어와 같은 별도의 물품 공급 장치(20)로부터 공급되는 물품(40)을 전달받고, 전달받은 물품(40)을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 분류 이송한다.

도 1에 도시된 바와 같이 휠 소터 장치(10)는 예를 들면, 물품 공급 장치(20)로부터 공급되는 물품(40)을 물품 공급 방향과 동일한 방향으로 이송하거나 또는 물품 공급 방향으로부터 양측으로 경사진 방향으로 이송할 수 있다.

이를 위해 휠 소터 장치(10)의 전방에는 물품 공급 장치(20)가 배치되고, 휠 소터 장치(10)의 후방에는 휠 소터 장치(10)로부터 직진 방향으로 분류 이송되는 물품(40)이 계속 이동하도록 또 다른 물품 공급 장치(20)가 배치될 수 있다. 휠 소터 장치(10)의 좌측 및 우측에는 휠 소터 장치(10)로부터 양측 방향으로 분리 이송되는 물품(40)이 이동하도록 경사진 방향으로 물품 이송 슈트(30)가 배치될 수 있다. 물론, 물류 창고 내의 레이 아웃에 따라서는 휠 소터 장치(10)의 후방에도 물품 이송 슈트(30)가 배치될 수도 있다.

이러한 휠 소터 장치(10)는 물품(40)의 종류를 감지하고, 감지된 물품(40)의 종류에 따라 물품(40)의 이송 방향을 전환하며 3개 방향 중 어느 한 방향으로 물품(40)을 선택적으로 분류 이송시키도록 구성될 수 있다. 이때, 휠 소터 장치(10)의 물품 이송 방향은 사용자의 필요에 따라 2개 방향 또는 4개 방향 등 다양하게 설정될 수 있으며, 물품 이송 방향의 각도 또한 다양하게 설정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 "A-A"선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 배치 상태를 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치(10)는, 베이스 프레임(100)과, 이송 휠 유닛(200)과, 메인 구동부(300)와, 방향 전환 구동부(400)를 포함하여 구성된다.

베이스 프레임(100)은 휠 소터 장치(10)의 전체적인 지지 구조를 이루는 구성으로, 다수개의 수평 부재 및 수직 부재들로 이루어질 수 있으며, 상면에는 물품 공급 장치(20)로부터 공급되는 물품(40)을 전달받을 수 있도록 분류 이송 영역(101)이 형성된다. 분류 이송 영역(101)은 물품 공급 장치(20)의 상면과 동일 높이를 갖도록 형성될 수 있다.

이러한 베이스 프레임(100)에는 상단부 측에 상부 지지판(110)과 하부 지지판(120)이 구비된다. 상부 지지판(110)은 분류 이송 영역(101)을 이루도록 베이스 프레임(100)의 상단에 배치되며 이송 휠 유닛(200)이 상향 외부 노출되도록 작동홀(111)이 형성되고, 하부 지지판(120)은 상부 지지판(110)의 하부에 이격되게 배치되며 이송 휠 유닛(200)이 삽입 지지되도록 지지홀(121)이 형성된다.

이송 휠 유닛(200)은 베이스 프레임(100)의 분류 이송 영역(101)으로 공급되는 물품(40)을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 이송하는 구성으로, 분류 이송 영역(101) 내에 위치하도록 베이스 프레임(100)의 상단부에 배치된다. 좀더 구체적으로는, 이송 휠 유닛(200)은 하단부가 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 삽입 지지된 상태로 상단부가 상부 지지판(110)의 작동홀(111)을 통해 외부 노출되게 배치된다. 이송 휠 유닛(200)의 상단은 상부 지지판(110)의 상면보다 상향 돌출되게 배치되며, 이에 따라 물품 공급 장치(20)로부터 분류 이송 영역(101)으로 공급되는 물품(40)은 이송 휠 유닛(200)의 상단에 안착 지지되며, 이송 휠 유닛(200)의 회전에 의해 이송된다.

이송 휠 유닛(200)은 상부 지지판(110)으로부터 상부 돌출되게 배치되어 물품(40)을 안착 지지하는 이송 휠롤러(210)와, 이송 휠롤러(210)를 하부에서 지지하는 롤러 지지 모듈(SM)을 포함하여 구성된다. 롤러 지지 모듈(SM)의 상단에는 이송 휠롤러(210)의 상단 영역 일부만 외부 노출되고 나머지 부분은 노출 차단되도록 이송 휠 유닛(200)의 상부를 감싸는 형태의 회전 작동판(201)이 장착된다. 회전 작동판(201)은 상부 지지판(110)의 상면과 동일 평면을 이루며 작동홀(111)에 삽입되도록 배치됨으로써, 물품(40)의 지지를 보조함과 동시에 이송 휠 유닛(200)의 내부 공간을 보호하는 기능을 수행하며, 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환시 함께 방향 전환된다.

이송 휠롤러(210)는 수평 방향의 롤러 샤프트(212)를 중심으로 회전하며, 이러한 회전을 통해 실질적으로 물품(40)을 이송한다. 롤러 지지 모듈(SM)은 이송 휠롤러(210)의 롤러 샤프트(212)를 하부에서 지지하며 베이스 프레임(100)에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 좀더 구체적으로, 롤러 지지 모듈(SM)은 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 삽입 결합된다. 또한, 롤러 지지 모듈(SM)의 중심부에는 수직 방향의 중공홀(231)이 형성된다.

이러한 이송 휠 유닛(200)은 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 복수개 구비되는데, 물품 공급 방향의 직각 방향을 따라 이격되게 복수개 배치되어 하나의 단위 모듈(UM)을 이루며, 이러한 단위 모듈(UM)이 물품 공급 방향을 따라 이격되게 복수개 배치될 수 있다.

메인 구동부(300)는 분류 이송 영역(101)으로 공급된 물품(40)이 이송되도록 이송 휠 유닛(200)을 회전 구동하는데, 별도의 메인 동력 전달 수단(330)을 통해 이송 휠 유닛(200)의 이송 휠롤러(210)와 연결되어 이송 휠롤러(210)를 회전 구동하도록 구성된다.

이러한 메인 구동부(300)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 이송 휠롤러(210)로부터 연직 하부에 위치하는 메인 구동 롤러(320)와, 메인 구동 롤러(320)를 회전 구동하는 메인 구동 모터(310)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 메인 구동 롤러(320)는 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200)과 평행한 방향으로 배치되며, 복수개의 단위 모듈(UM)의 하부에 각각 배치된다. 메인 구동 모터(310)의 회전축에 모터 풀리(312)가 장착되고, 복수개의 메인 구동 롤러(320)에 롤러 풀리(313)가 장착되며, 모터 풀리(312)와 롤러 풀리(313)는 하나의 동력 전달 벨트(311)에 의해 연결되어 동시에 회전 구동된다.

메인 동력 전달 수단(330)은, 일단이 이송 휠롤러(210)에 권취되고 타단이 메인 구동 롤러(320)에 권취되는 메인 구동 벨트(331)를 포함하여 구성된다. 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200) 각각의 이송 휠롤러(210)에 메인 구동 벨트(331)의 일단 각각 권취되고, 각각의 메인 구동 벨트(331)의 타단은 하나의 메인 구동 롤러(320)에 동시에 권취된다.

따라서, 메인 구동 모터(310)가 회전 작동하면, 동력 전달 벨트(311)로 연결된 복수개의 메인 구동 롤러(320)가 회전하고, 각 메인 구동 롤러(320)에 메인 구동 벨트(331)로 연결된 단위 모듈(UM)의 복수개의 이송 휠롤러(210)가 동시에 회전한다.

이와 같이 하나의 메인 구동 롤러(320)에 동시에 복수개의 메인 구동 벨트(331)가 연결됨으로써, 메인 구동 롤러(320)의 축방향 길이가 상대적으로 길게 형성되므로, 메인 구동 롤러(320)의 외주면에는 메인 구동 벨트(331)의 권취 경로를 가이드하기 위한 원주 방향의 가이드 홈이 형성될 필요가 없고, 별도의 가공 없이 단순한 원통 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 메인 구동 롤러(320)의 축방향 길이가 상대적으로 길게 형성되므로, 메인 구동 롤러(320)의 외주면에서 메인 구동 벨트(331)의 축방향으로 이동 변위 공간이 확보되며, 메인 구동 벨트(331)의 축방향 변위가 발생하더라도 일정 변위 이상에서는 메인 구동 벨트(331)의 장력에 의해 다시 정위치로 복귀하게 된다. 따라서, 메인 구동 롤러(320)에 메인 구동 벨트(331)를 가이드하기 위한 별도의 가이드 홈을 가공할 필요가 없고, 이에 따라 제작 및 설치 작업을 더욱 용이하게 수행할 수 있다.

방향 전환 구동부(400)는 이송 휠 유닛(200)에 의한 물품 이송 방향이 전환되도록 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향을 전환한다. 이러한 방향 전환 구동부(400)는 별도의 방향 전환 동력 전달 수단(430)을 통해 이송 휠 유닛(200)의 롤러 지지 모듈(SM)과 연결되어 롤러 지지 모듈(SM)을 회전시키는 방식으로 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향을 전환한다. 좀더 구체적으로, 방향 전환 동력 전달 수단(430)은 롤러 지지 모듈(SM)의 회전 샤프트(230)와 연결되어 회전 샤프트(230)를 회전시키도록 구성될 수 있다.

이와 같이 방향 전환 구동부(400)에 의해 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향이 전환됨으로써, 이송 휠 유닛(200)에 의해 이송되는 물품(40)의 이송 방향이 선택적으로 전환된다.

이때, 하나의 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200)이 방향 전환 동력 전달 수단(430)을 통해 하나의 방향 전환 구동부(400)와 동시에 연결되고, 해당 방향 전환 구동부(400)의 작동에 의해 동시에 방향 전환된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 소터 장치(10)의 세부 구성에 대해 좀더 자세히 살펴본다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 "B-B"선을 따라 취한 단면도이고, 도 8은 도 6의 "C-C"선을 따라 취한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛(200)은 전술한 바와 같이 롤러 샤프트(212)를 중심으로 회전하는 이송 휠롤러(210)와, 이송 휠롤러(210)를 하부에서 지지하는 롤러 지지 모듈(SM)을 포함하여 구성된다.

롤러 지지 모듈(SM)은, 이송 휠롤러(210)의 롤러 샤프트(212)의 양단부를 지지하는 롤러 지지 브래킷(220)과, 롤러 지지 브래킷(220)의 하부에 결합되며 중심부에 중공홀(231)이 형성되는 중공 형상의 회전 샤프트(230)와, 내륜이 회전 샤프트(230)의 외주면에 밀착 결합되고 외륜이 베이스 프레임(100)의 하부 지지판(120)에 밀착 결합되는 베어링(240)을 포함하여 구성된다.

이때, 베어링(240)은 외주면에 스냅링(241)이 일체로 결합된 NR 베어링이 적용되어 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 삽입되며, 스냅링(241)이 지지홀(121)의 둘레 부분에 맞물림 결합되는 방식으로 하부 지지판(120)에 지지된다. 이러한 방식으로 베어링(240)을 하부 지지판(120)에 맞물림 결합할 수 있어 별도의 베어링 하우징 등 베어링을 고정시키기 위한 별도의 부품이 필요하지 않고, 이에 따라 제작 및 조립 작업을 용이하게 수행할 수 있고, 구조를 단순화할 수 있다.

이와 같이 구성된 이송 휠 유닛(200)은 이송 휠롤러(210)와 롤러 지지 모듈(SM)이 전체 조립된 상태로 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 억지 끼워맞춤 방식으로 삽입 결합될 수 있다. 따라서, 별도의 부품을 결합하거나 고정할 필요없이 이송 휠 유닛(200)을 단순히 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 삽입하는 방식으로 이송 휠 유닛(200)의 설치 조립 작업을 완료할 수 있다. 아울러, 복수개의 이송 휠 유닛(200) 중 어느 하나에 손상이 발생하여 교체 필요성이 있는 경우, 해당 이송 휠 유닛(200)만 하부 지지판(120)의 지지홀(121)로부터 단순 인출하는 방식으로 제거할 수 있어 교체 보수 작업 또한 용이하게 수행할 수 있다.

이때, 하부 지지판(120)의 상면에는 도 7에 도시된 바와 같이 베어링(240)이 지지홀(121)에 삽입된 상태에서 스냅링(241)의 상면을 가압하여 베어링(240)을 위치 고정시키도록 베어링 클램프(260)가 결합될 수 있다. 베어링 클램프(260)는 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200) 각각의 베어링(240)을 동시에 가압 고정할 수 있도록 물품 공급 방향의 직각 방향으로 길게 형성되거나 또는 각각의 베어링(240)에 대해 독립적으로 가압 고정하는 형태로 형성될 수 있다.

이와 같이 베어링 클램프(260)를 장착함으로써, 베어링(240)의 상향 이동을 구속하여 베어링(240)을 하부 지지판(120)에 더욱 완벽하게 고정시킬 수 있으며, 또한, 어느 하나의 이송 휠 유닛(200)을 설치 완료한 이후, 다른 이송 휠 유닛(200)을 하부 지지판(120)의 지지홀(121)에 삽입하는 과정에서 진동에 의해 기 설치된 이송 휠 유닛(200)이 상향 인출되는 것을 방지할 수 있다.

회전 샤프트(230)는 상단이 롤러 지지 브래킷(220)의 하부에 결합되며 외측면이 베어링(240)의 내륜과 밀착 결합되어 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 샤프트(230)는 베어링(240)과의 결합 고정을 위해 상단부 외주면에 걸림턱(235)이 형성되며, 하단부에는 별도의 고정링(232)이 결합된다. 고정링(232)의 하부에는 방향 전환 동력 전달 수단(430)과 연결 결합을 위한 별도의 방향 전환 매개 바디(233)가 결합되는데, 방향 전환 매개 바디(233)와 고정링(232)은 하나의 고정 볼트(T)를 통해 회전 샤프트(230)의 하단부에 동시에 결합될 수 있다.

회전 샤프트(230)의 중심부에는 수직 방향으로 중공홀(231)이 형성되며, 메인 동력 전달 수단(330)은 이러한 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)을 통과하도록 배치된다. 즉, 이송 휠롤러(210)와 메인 구동 롤러(320)를 연결하는 메인 구동 벨트(331)가 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)을 통과하도록 배치된다.

이와 같이 메인 구동 벨트(331)가 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)을 통과하는 배치 구조가 원활하게 이루어지도록 중공홀(231)의 내경(D2)은 이송 휠롤러(210)의 외경(D1)보다 더 크게 형성될 수 있다.

이러한 구조에 따라 메인 구동 벨트(331)는 이송 휠롤러(210)의 중심으로부터 수직 방향으로 하향 연장되어 메인 구동 롤러(320)와 연결될 수 있으며, 이를 통해 메인 동력 전달 수단(330)을 별도의 복잡한 부품 없이 메인 구동 벨트(331)만으로 구성할 수 있고, 메인 구동 벨트(331)를 별도의 방향으로 연장하거나 가이드할 필요가 없어 전체 구조를 단순화할 수 있다. 특히, 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)은 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환 중심축을 이루는 것으로, 메인 구동 벨트(331)가 이러한 중공홀(231)을 통해 수직 방향으로 하향 연장되므로, 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환시 메인 구동 벨트(331)와 다른 부품간의 간섭이 발생하지 않아 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환 각도를 더욱 확장하여 자유롭게 설정할 수 있다.

한편, 이송 휠롤러(210)는 복수개 구비될 수 있는데, 복수개의 이송 휠롤러(210) 중 중심에 위치한 이송 휠롤러(210)에 메인 구동 벨트(331)의 일단이 권취되어 해당 이송 휠롤러(210)가 회전 구동되고, 나머지 이송 휠롤러(210)는 메인 구동 벨트(331)의 일단이 권취된 이송 휠롤러(210)와 별도의 연결 벨트(202)로 연결되어 동시에 종동 회전하도록 구성될 수 있다.

이와 같이 이송 휠롤러(210)를 복수개 구비함으로써, 물품(40)에 대한 이송 휠 유닛(200)의 마찰력을 증가시켜 물품(40)의 이송을 더욱 안정적이고 원활하게 수행할 수 있다.

이러한 이송 휠롤러(210)는 도 8에 도시된 바와 같이 중심부에 수평 방향의 롤러 샤프트(212)가 위치하고, 롤러 샤프트(212)의 외주면을 감싸는 형태로 원통 형상의 롤러 본체(211)가 결합되며, 롤러 본체(211)의 외주면에는 물품(40)과의 마찰력 향상을 위해 별도의 커버층(213)이 코팅 방식으로 형성된다. 롤러 본체(211)는 강성을 위해 금속 재질로 형성될 수 있으며, 커버층(213)은 마찰 특성이 우수한 러버 재질 등으로 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛과 방향 전환 구동부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 휠 유닛과 방향 전환 구동부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방향 전환 구동부(400)는 전술한 바와 같이 방향 전환 동력 전달 수단(430)을 통해 롤러 지지 모듈(SM)의 회전 샤프트(230)와 연결되어 회전 샤프트(230)를 회전시킴으로써, 이송 휠 유닛(200)의 배치 방향을 전환시키도록 구성된다. 이때, 회전 샤프트(230)의 하부에는 별도의 방향 전환 매개 바디(233)가 결합되고, 방향 전환 동력 전달 수단(430)은 방향 전환 매개 바디(233)에 결합된다.

방향 전환 구동부(400)는, 방향 전환 구동 모터(410)와, 방향 전환 구동 모터(410)에 의해 일정 각도 범위 내에서 회전하는 회전 플레이트(420)를 포함하여 구성된다. 방향 전환 동력 전달 수단(430)은 일측이 회전 플레이트(420)에 결합되고 타측이 방향 전환 매개 바디(233)에 결합되는 동력 전달 링크(431)를 포함하여 구성될 수 있다. 동력 전달 링크(431)는 단순한 직선형 플레이트 형태로 형성될 수 있으며, 회전 플레이트(420) 및 방향 전환 매개 바디(233)와 각각 회전 가능하게 결합된다.

이러한 구성에 따라 방향 전환 구동 모터(410)의 작동에 따라 회전 플레이트(420)가 회전하면, 동력 전달 링크(431)가 이동하고, 이에 연동하여 방향 전환 매개 바디(233) 및 회전 샤프트(230)가 수직축을 중심으로 회전하게 된다. 이러한 회전 샤프트(230)의 회전에 의해 이송 휠롤러(210)의 배치 방향이 전환된다.

이때, 동력 전달 링크(431)와 방향 전환 매개 바디(233)는 상호 결합 부위가 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)의 상하 연장 영역으로부터 외부 공간에 위치하도록 상호 결합되는 것이 바람직하다(도 7 참조). 이와 같이 동력 전달 링크(431)와 방향 전환 매개 바디(233)의 상호 결합 부위가 중공홀(231)의 외부 공간에 위치함으로써, 동력 전달 링크(431)가 중공홀(231) 영역으로부터 외부 공간에 위치하게 되고, 이에 따라 방향 전환 작동 과정에서 동력 전달 링크(431)와 메인 구동 벨트(331)와의 간섭 가능성이 감소하여 방향 전환 각도를 상대적으로 더욱 크게 설정할 수 있다.

방향 전환 매개 바디(233)는 회전 샤프트(230)의 중공홀(231)보다 더 크거나 동일한 내경을 갖는 링 형태로 형성되며, 외주면 일측에는 외측 방향으로 돌출되는 바디 돌출부(234)가 형성될 수 있다. 또한, 동력 전달 링크(431)의 일측에는 바디 돌출부(234)에 대응되게 방향 전환 매개 바디(233)를 향해 돌출되는 링크 돌출부(432)가 형성될 수 있다. 방향 전환 매개 바디(233)와 동력 전달 링크(431)는 이러한 바디 돌출부(234)와 링크 돌출부(432) 부위를 통해 상호 결합함으로써, 이송 휠 유닛(200)의 기준 배치 상태(물품 공급 방향을 따라 직진 방향으로 물품을 공급하기 위한 배치 상태)에서, 동력 전달 링크(431)의 위치를 회전 샤프트(230)의 중공홀(231) 영역으로부터 상대적으로 더욱 외곽으로 배치시킬 수 있고, 이에 따라 동력 전달 링크(431)와 메인 구동 벨트(331)와의 간섭 가능성이 더욱 감소하여 방향 전환 각도를 더욱 크게 확장할 수 있다.

방향 전환 매개 바디(233)와 동력 전달 링크(431)는 바디 돌출부(234)와 링크 돌출부(432)를 통해 상호 결합되는데, 바디 돌출부(234)와 링크 돌출부(432)가 별도의 연결핀(433)에 의해 연결 결합될 수 있고, 연결핀(433)의 외주면에는 바디 돌출부(234)와 링크 돌출부(432)가 상호 회전 가능하게 연결되도록 별도의 베어링(434)이 삽입될 수 있다(도 7 참조).

한편, 전술한 바와 같이 이송 휠 유닛(200)은 물품 공급 방향의 직각 방향으로 복수개 배치되어 하나의 단위 모듈(UM)을 이루는데, 하나의 단위 모듈(UM)을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛(200)이 하나의 방향 전환 구동부(400)에 의해 동시에 방향 전환하도록 구성될 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 동력 전달 링크(431)의 일단은 회전 플레이트(420)에 결합되고, 동력 전달 링크(431)의 나머지 구간이 복수개의 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환 매개 바디(233)와 각각 결합되며, 회전 플레이트(420)의 회전에 따른 동력 전달 링크(431)의 이동에 따라 복수개의 이송 휠 유닛(200)의 방향 전환 매개 바디(233)가 동시에 회전하여 회전 샤프트(230) 및 이송 휠롤러(210)의 배치 방향이 동시에 전환된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 베이스 프레임
110: 상부 지지판
120: 하부 지지판
200: 이송 휠 유닛
210: 이송 휠롤러
212: 롤러 샤프트
220: 롤러 지지 브래킷
230: 회전 샤프트
231: 중공홀
240: 베어링
260: 베어링 클램프
300: 메인 구동부
310: 메인 구동 모터
320: 메인 구동 롤러
330: 메인 동력 전달 수단
331: 메인 구동 벨트
400: 방향 전환 구동부
410: 방향 전환 구동 모터
420: 회전 플레이트
430: 방향 전환 동력 전달 수단
431: 동력 전달 링크

Claims (10)

1. 별도의 물품 공급 장치로부터 공급되는 물품을 분류 이송하는 휠 소터 장치에 있어서,
   상면에 분류 이송 영역이 형성되는 베이스 프레임;
   상기 분류 이송 영역 내에 위치하도록 상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 분류 이송 영역으로 공급되는 물품을 복수개 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 이송하는 이송 휠 유닛;
   물품이 이송되도록 상기 이송 휠 유닛을 구동하는 메인 구동부; 및
   상기 이송 휠 유닛에 의한 물품 이송 방향이 전환되도록 상기 이송 휠 유닛을 회전시켜 배치 방향을 전환하는 방향 전환 구동부
   를 포함하고, 상기 이송 휠 유닛은
   수평 방향의 롤러 샤프트를 중심으로 회전하는 이송 휠롤러와, 상기 롤러 샤프트를 하부에서 지지하며 중심부에 수직 방향의 중공홀이 형성되어 상기 베이스 프레임에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 롤러 지지 모듈을 포함하고,
   상기 이송 휠롤러가 메인 동력 전달 수단을 통해 상기 메인 구동부와 연결되고, 상기 메인 동력 전달 수단은 상기 롤러 지지 모듈의 중공홀을 통과하도록 배치되며, 상기 중공홀은 그 내경이 상기 이송 휠롤러의 외경보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 롤러 지지 모듈은
   상기 롤러 샤프트를 지지하는 롤러 지지 브래킷;
   상기 롤러 지지 브래킷의 하부에 결합되며 상기 중공홀이 형성되는 중공 형상의 회전 샤프트; 및
   내륜이 상기 회전 샤프트의 외주면에 밀착 결합되고 외륜이 상기 베이스 프레임에 밀착 결합되는 베어링
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 베이스 프레임은
   상기 분류 이송 영역을 이루도록 상단에 배치되며 상기 이송 휠 유닛이 외부 노출되도록 작동홀이 형성되는 상부 지지판과, 상기 상부 지지판의 하부에 배치되며 상기 이송 휠 유닛이 삽입 지지되도록 지지홀이 형성되는 하부 지지판을 포함하고,
   상기 베어링은 외주면에 스냅링이 결합된 NR 베어링으로 적용되어 상기 지지홀에 삽입되며 상기 스냅링에 의해 상기 하부 지지판에 맞물림 지지되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 구동부는
   상기 이송 휠롤러로부터 연직 하부에 위치하는 메인 구동 롤러; 및
   상기 메인 구동 롤러를 회전 구동하는 메인 구동 모터
   를 포함하고, 상기 메인 동력 전달 수단은 일단이 상기 이송 휠롤러에 권취되고 타단이 상기 메인 구동 롤러에 권취되는 메인 구동 벨트를 포함하고, 상기 메인 구동 벨트가 상기 중공홀을 통과하는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 이송 휠롤러는 복수개 구비되며,
   복수개의 이송 휠롤러 중 어느 하나에 상기 메인 구동 벨트의 일단이 권취되어 해당 이송 휠롤러가 회전하고, 나머지 이송 휠롤러는 상기 메인 구동 벨트의 일단이 권취된 이송 휠롤러와 별도의 연결 벨트로 연결되어 동시에 회전하는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 방향 전환 구동부는 별도의 방향 전환 동력 전달 수단을 통해 상기 회전 샤프트와 연결 결합되어 상기 회전 샤프트를 회전시키는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 회전 샤프트의 하부에는 별도의 방향 전환 매개 바디가 결합되고,
   상기 방향 전환 구동부는 상기 방향 전환 동력 전달 수단을 통해 상기 방향 전환 매개 바디와 연결 결합되어 상기 방향 전환 매개 바디 및 상기 회전 샤프트를 회전시키는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 방향 전환 구동부는, 방향 전환 구동 모터와, 상기 방향 전환 구동 모터에 의해 일정 각도 범위 내에서 회전하는 회전 플레이트를 포함하고,
   상기 방향 전환 동력 전달 수단은 일측이 상기 회전 플레이트에 결합되고 타측이 상기 방향 전환 매개 바디와 결합되는 동력 전달 링크를 포함하고,
   상기 방향 전환 매개 바디와 동력 전달 링크의 상호 결합 부위는 상기 중공홀의 상하 연장 영역으로부터 외부 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 방향 전환 매개 바디는 링 형태로 형성되며 외주면 일측에는 외측 방향으로 돌출되는 바디 돌출부가 형성되고, 상기 동력 전달 링크의 일측에는 상기 바디 돌출부에 대응되게 링크 돌출부가 형성되며,
   상기 바디 돌출부 및 상기 링크 돌출부가 별도의 연결핀에 의해 연결 결합됨으로써, 상기 방향 전환 매개 바디와 동력 전달 링크가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 휠 유닛은 물품 공급 방향의 직각 방향을 따라 이격되게 복수개 배치되어 하나의 단위 모듈을 이루며, 상기 단위 모듈이 물품 공급 방향을 따라 이격되게 복수개 배치되며,
    하나의 단위 모듈을 이루는 복수개의 이송 휠 유닛이 하나의 방향 전환 구동부에 의해 동시에 방향 전환되는 것을 특징으로 하는 휠 소터 장치.
    

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