KR100858182B1 - 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법 - Google Patents

컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법 Download PDF

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정장영
조여술
함철호
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법에 관한 것으로서, 벨트의 이동 경로상에 설치되는 고정프레임과, 고정프레임에 벨트의 폭 방향에 대하여 경사를 이루도록 정해진 각도 내에서 회전 가능하게 설치되는 회전프레임과, 회전프레임에 벨트와의 마찰력에 의해 회전하도록 설치되고, 벨트가 사행시 양측간의 마찰량 차이로 인해 회전프레임과 함께 벨트의 폭 방향에 대하여 경사지게 회전하도록 회전프레임의 회전중심으로부터 양측으로 갈수록 직경이 감소되는 테이퍼 형상을 가지고, 고무디스크가 부착되어 있는 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러를 포함한다. 따라서, 본 발명은 벨트의 사행시 2조의 좌우 아이들러 간의 마찰량의 차이가 현저하게 발생하도록 함으로써 프레임이 확실하게 회전할 수 있도록 하여 벨트가 미비하거나 과도한 사행력을 가지더라도 사행된 벨트를 복원시키는 조심 기능이 정확하게 이루어지도록 하고, 사행되는 벨트가 끼이거나 접힘 등에 의해 손상되는 것을 방지함으로써 벨트의 내구성을 증대시키며, 조심 기능이 아이들러에 의해서만 발휘하기 때문에 가이드롤러로 구성된 기존의 조심 장치가 한 방향 컨베이어에서만 작동하는 제한적 기능 대비 양방향 운행을 하는 가역 컨베이어에서도 조심 기능이 발휘되고, 조심 기능의 발휘를 위한 별도의 가이드롤러와 롤러 브라켓 등과 같은 구성부재를 필요로 하지 않기 때문에 구조가 간단해질 뿐만 아니라 제작 단가를 감소시키는 효과를 가지고 있다.

Description

컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법{SELF-ALIGNING APPARATUS AND METHOD FOR CONVEYING BELT}
도 1은 종래의 기술에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치를 도시한 정면도이고,
도 2는 종래의 기술에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치의 요부를 분해하여 도시한 사시도이고,
도 3은 종래의 기술에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치에서 문제점을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치를 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치를 도시한 정면도이고,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치의 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러를 도시한 평면도이고,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치를 도시한 정면도이고,
도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치의 작용 을 설명하기 위한 평면도로서, 도 8은 정상운전인 경우, 도 9는 벨트가 사행된 경우, 도 10은 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러가 회전을 일으키는 모습, 도 11은 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러가 회전을 일으키는 모습을 각각 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110,210 : 고정프레임 111 : 설비 프레임
112 : 지지대 113,213 : 베어링 유닛
120,220 : 회전프레임 121 : 회전축
122,123 : 아이들러 브라켓
130,230 : 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러
131,231 : 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러
131a : 회전축 131b : 하물 유출홈
132,232 : 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러
132a : 회전축 132b : 하물 유출홈
140,240 : 회전각 제한수단 141 : 제 1 걸림편
142 : 제 2 걸림편 214 : 브라켓
215 : 지지롤러 224 : 지지편
225 : 브라켓 250 : 수평 아이들러
본 발명은 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벨트의 사행시 2조로 구성된 좌우 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러간의 벨트와의 마찰량의 차이로 회전력을 발생시키도록 함으로써 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러가 설치된 회전프레임을 벨트 직각방향의 원 위치에서 일정 각도까지 경사지도록 회전시켜서 벨트와 아이들러 간의 접촉력의 분력에 의해 사행된 벨트를 복원시키는 조심 기능이 정확하게 이루어지도록 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법에 관한 것이다.
일반적으로 벨트 위에 물건을 올려 연속적으로 운반하는 장치인 컨베이어 벨트는 제조공장, 건설현장, 광산, 석탄화력발전소, 제철소 등에서 부품이나 재료, 모래, 석탄, 광석 등의 운반을 위하여 널리 사용되고 있다.
이러한 컨베이어 벨트는 로딩될 때 좌우방향으로 과도하게 사행(serpentine moving)되는 것을 방지하기 위해 캐링(carrying)측 벨트 또는 리턴측 벨트에 자동 조심 장치가 마련된다.
종래의 컨베이어 벨트의 사행을 방지하는 자동 조심 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치의 요부를 분해하여 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치는 대한민국 특허청에 출원된 특허출원 제2004-0018895호의 "컨베이어 벨트의 사행 자동 조심 장치"로서, 컨베이어 벨트(11)중 캐링측 벨트(11a)를 지지하는 캐링롤러(12)가 양측의 설비프레임(13)을 연결하는 다수의 연결바(14)에 의해 지지되고, 연결바(14)의 하측에 위치하는 고정프레임(15)의 양단이 브라켓(16)에 의해 설비프레임(13)에 나사 결합되며, 고정프레임(15) 하부의 개구부(17)에 가변프레임(18)이 삽입된 상태에서 회전이 가능하도록 베어링유닛(19)에 의해 결합된다.
가변프레임(18)은 고정프레임(15)의 폭보다 작은 폭을 가지기 때문에 고정프레임(15)과의 폭 편차만큼의 범위 내에서 제한적으로 회동이 가능하며, 양단에 사이드 브라켓(21)이 용접에 의해 결합된다. 이 때, 사이드 브라켓(21)은 절곡 성형된 롤러 브라켓(22)과의 용이한 나사결합을 위해 하단부에 수직한 결합부(23)가 형성된다.
롤러 브라켓(22)은 가변프레임(18)과 나사 결합되고, 사이드 브라켓(21)의 결합부(23)와 결합되기 위하여 수직의 상대 결합부(24)를 가지며, 상대 결합부(24)와 이어진 수평부(25)에 가이드롤러(26)의 하측이 삽입되는 롤 삽입공(27)이 형성되고, 롤 삽입공(27)의 하측에 가이드롤러(26)의 축(28)이 끼워지는 축공(29)이 형성된 차단캡(31)이 결합된다.
롤러 브라켓(22)은 내측에 컨베이어 벨트(11)중 리턴측 벨트(11b)를 지지하는 리턴롤러(32)의 축(33)을 상부로부터 끼우기 위한 축 결합용 슬롯(34)이 형성되고, 축 결합용 슬롯(34)을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되어 롤러 브라켓(22)의 축단이 안착되는 슬라이딩 핀(35)이 탄성부재(36)에 의해 탄력 지지되도록 끼워진다.
이와 같은 종래의 기술에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치는 고정프레임(15)에 베어링 유닛(19)으로 구성된 피봇(pivot)으로 한 개의 리턴롤러(32)가 설치된 가변프레임(18)이 회전 가능하도록 수평으로 설치됨과 아울러 양단에 가이드롤러(26)를 설치함으로써 컨베이어 벨트(11)가 운행중 사행되면 컨베이어 벨트(11)중 리턴측 벨트(11b)가 가이드롤러(26)를 사행력의 크기만큼 외측으로 밀게 되며, 이로 인해 가이드롤러(26)와 가변프레임(18)간의 거리에 사행력을 곱한 만큼의 회전모멘트가 발생하게 됨으로써 가변프레임(18)은 베어링 유닛(19)을 기준으로 회전을 일으킨다.
가변프레임(18)이 회전하게 됨으로써 리턴롤러(32)가 리턴측 벨트(11b)의 폭 방향에 대하여 비스듬하게 놓여지게 되며, 이 때 리턴측 벨트(11b)와 리턴롤러(32) 사이에 발생하는 장력의 분력이 리턴롤러(32)의 축방향으로 발생하여 리턴측 벨트(11b)를 사행력의 반대방향으로 밀게 되며, 이러한 조심 기능에 의해 리턴측 벨트(11b)가 컨베이어의 중심, 즉 사행 발생 전의 위치로 복귀하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 기술에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
첫째, 사행되는 리턴측 벨트(11b)가 가이드롤러(26)를 밀어 주어야 조심 기능을 발휘하게 되나, 도 3에 도시된 바와 같이 가이드롤러(26)를 타고 넘어 가거나, 가이드롤러(26)를 밀기 전에 말리게 되는 경우 가변프레임(18)의 회전을 일으키지 못하게 됨으로써 조심 기능을 발휘하지 못하게 된다. 이러한 문제점은 가이드롤러(26)에 차단캡과 같은 커버를 마련하더라도 가변프레임(18)의 회전을 위한 가 이드롤러(26)의 작용을 기대하는 한 해결하기 어렵다.
둘째, 사행되는 리턴측 벨트(11b)가 가이드롤러(26)와 롤러 브라켓(22) 등의 사이에 끼이거나 가이드롤러(26)를 가압시 접힘 등에 의해 손상됨으로써 벨트(11)의 내구성을 현저하게 저하시키게 된다.
셋째, 리턴측 벨트(11b)에 가해지는 사행력의 크기가 과도한 경우, 즉 사행력이 마찰분력에 의한 복원력보다 큰 경우 리턴롤러(32)가 회전을 일으키더라도 리턴측 벨트(11b)가 복귀하지 못하고 사행이 그대로 유지됨으로써 조심 기능을 발휘하지 못한다.
넷째, 리턴롤러(32)에 하물(荷物)이 고착되면 리턴롤러(32)와 리턴측 벨트(11b)간의 마찰력 확보가 어렵게 되어 조심 기능을 발휘하지 못하게 된다.
다섯째, 가이드롤러(26)는 리턴측 벨트(11b)의 이동방향이 일방향으로 정해진 상태에서 리턴롤러(32)가 회전을 일으키기 위한 위치(리턴롤러 기준 Belt 진행방향 반대측)에 설치되기 때문에 양방향 운행을 하는 가역 컨베이어에는 적용이 불가하며 가역방향에 적용하기 위하여 가이드롤러 형태를 변형하여 적용한 접시타입 가이드롤러의 경우 접촉회전력의 크기가 부족하여 필요한 회전이 불가한 경우가 빈번하게 발생하여 조심기능을 발휘하는데 한계가 있다. 여섯째, 가이드롤러(26)에 의해 조심 기능을 발휘하기 때문에 가이드롤러(26)뿐만 아니라 이를 고정시키기 위한 롤러 브라켓(22) 등을 포함한 여러 구성부재를 필요로 하기 때문에 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 제작 비용의 증가를 초래하는 원인이 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 벨트의 사행시 벨트가 미비하거나 과도한 사행력을 가지더라도 사행된 벨트를 복원시키는 조심 기능이 정확하게 이루어지는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 컨베이어 벨트의 사행을 자동으로 복원시키는 자동 조심 장치에 있어서, 벨트의 이동 경로상에 설치되는 고정프레임과, 고정프레임에 벨트의 폭 방향에 대하여 경사를 이루도록 정해진 각도 내에서 회전 가능하게 설치되는 회전프레임과, 회전프레임에 벨트와의 마찰력에 의해 회전하도록 설치되고, 벨트가 사행시 양측간의 마찰량 차이로 인해 회전프레임과 함께 벨트의 폭 방향에 대하여 경사지게 회전하도록 회전프레임의 회전중심으로부터 양측으로 갈수록 직경이 감소되는 테이퍼 형상을 가지고, 고무디스크가 부착되어 있는 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 컨베이어 벨트의 사행을 자동으로 복원시키는 자동 조심 방법에 있어서, 벨트를 회전 지지함과 아울러 중심으로부터 양측으로 갈수록 직경이 감소되도록 형성되는 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러가 벨트의 사행시 양측간의 마찰량의 차이로 인해 벨트의 폭 방향에 대하여 경사지도록 회전함으로써 벨트에 대해 사행력의 반대방향으로 복원력이 생기도록 하여 벨트를 복귀시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치(100)는 컨베이어 벨트중에서 리턴측 벨트(1)에 설치되는 실시예로서 고정프레임(110)과, 고정프레임(110)에 회전 가능하게 설치되는 회전프레임(120)과, 회전프레임(120)에 리턴측 벨트(1)를 회전 지지하도록 설치되는 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(taper idler; 130)를 포함한다.
고정프레임(110)은 리턴측 벨트(1)의 이동 경로상에 가로 놓여지도록 설비 프레임(111)에 고정 설치되고 상측에 베어링 유닛(113)을 매개로 회전프레임(120)이 회전 가능하도록 설치된다.
회전프레임(120)은 중심부에 하방으로 마련되는 회전축(121)이 베어링 유닛(113)에 결합됨으로써 고정프레임(110)상에서 리턴측 벨트(1)의 폭 방향에 대하여 경사를 이루도록 정해진 각도 내에서 회전 가능하게 설치되며, 2조의 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130)가 리턴측 벨트(1)와의 마찰력에 의해 회전하도록 설치된다.
회전프레임(120)이 고정프레임(110)으로부터 정해진 각도 내에서 회전하도록 제한하는 회전각 제한수단(140)을 더 포함한다.
회전각 제한수단(140)은 본 실시예에서 한 쌍의 제 1 걸림편(141)과, 제 1 걸림편(141) 사이에 위치하는 제 2 걸림편(142)으로 이루어지며, 바람직하게 고정프레임(110)과 회전프레임(120)의 양측에 각각 설치된다.
제 1 걸림편(141)은 고정프레임(110)상에 리턴측 벨트(1)의 이동방향을 따라 거리를 두고서 각각 마련됨으로써 회전프레임(120)의 하측에 위치한다.
제 2 걸림편(142)은 제 1 걸림편(141) 사이에 위치하도록 회전프레임(120)의 하측면에 마련되고, 회전프레임(120)과 함께 회전시 제 1 걸림편(141)사이에서 제한적으로 이동하게 됨으로써 회전프레임(120)의 회전 범위를 제한시키는데, 이러한 회전프레임(120)의 회전 범위(β; 도 11에 도시)는 제 1 걸림편(141)간의 간격에 의해 좌우되며, 5°∼ 10°임이 바람직하다.
고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130)는 외측면이 마찰력을 가지기 위하여 고무디스크(Rubber Disc)(131c, 132c)가 하나 또는 2 이상 부착되고, 리턴측 벨트(1)의 하측면에 접하도록 설치됨으로써 리턴측 벨트(1)를 회전 지지하며, 리턴측 벨트(1)가 사행시 양측간의 마찰량 차이로 인해 회전프레임(120)과 함께 리턴측 벨트(1)의 폭 방향에 대하여 경사지게 회전하는데, 이를 위해 회전프레임(120)의 회전중심으로부터 양측으로 갈수록 직경이 감소되는 테이퍼 형상을 가진다.
고무 디스크 부착 테이퍼 아이들러(130)의 테이퍼 형상은 내경이 일정한 수개의 고무디스크(131c, 132c) 외경에 차이를 두고, 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130) 외주면의 정해진 위치에 끼워 배열함으로써 외관의 경사를 이루게 하는 공정을 채택하여 생산성을 높이는 구조로 한다.
고무디스크(131c,132c)와 고무디스크(131c,132c) 사이의 하물 유출홈(131b, 132b)은 사행벨트 위치에 따라 벨트(1)와 고무 디스크 부착 테이퍼 아이들러(130)간의 접촉면적의 차이를 크게 함으로써 좌우 불균형력을 확실하게 발생하게 하며, 아울러 하물(荷物)의 고착으로 인한 접촉력의 저하를 방지하는 기능을 한다.
즉, 하물 유출홈(131b,132b)은 리턴측 벨트(1)와의 사이에 위치하는 하물을 유출시키도록 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132)의 일측에 외주면을 따라 형성되고, 단일로 이루어질 수 있으나, 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 형성됨이 바람직하며, 사행벨트의 위치에 따라서 좌우의 벨트(1)와 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130) 간의 접촉면적의 차이를 크게 함으로써 회전반응을 신속하게 하는 기능을 한다.
고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130)는 리턴측 벨트(1)의 폭 방향을 따라 놓여지는 단일의 부재일 수 있으나, 양측간의 마찰력 차이로 인해 보다 정확하게 회전프레임(120)과 함께 경사지게 회전하도록 회전프레임(120)의 회전중심을 기준으로 양분됨으로써 회전프레임(120)상에 각각 회전하도록 설치되는 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132)로 이루어진다.
제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132)는 회전프레임(120)의 회전중심 축으로부터 외측을 향하는 끝단으로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상을 가지고, 각각은 양측에 마련되는 회전축(131a,132a)이 회전프레임(120)상의 양측에 각각 마련되는 아이들러 브라켓(122,123)에 회전 구속상태로 지지되며, 회전축(131a,132a)에 설치되는 베어링 유닛(미도시)을 매개로 회전한다.
제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132)는 리턴측 벨트(1) 의 속도 및 자중, 하물(荷物)의 중량 등 여러 가지 요소에 의해 테이퍼진 각도가 정해지며, 리턴측 벨트(1)의 사행시 회전프레임(120)과 함께 회전함으로써 원활하고도 정확하게 조심 기능을 발휘하기 위하여 도 6에 도시된 바와 같이 테이퍼진 각도(α)가 2°∼ 4.5°임이 바람직하다.
제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132)는 리턴측 벨트(1)와 접촉이 원활이 이루어 질 수 있도록 회전축(131a,132a)의 외측을 향하는 끝단이 회전중심을 향하는 끝단보다 상측에 위치하도록 회전프레임(120)상에 경사지게 설치된다. 아울러 리턴측 벨트(1)가 경사진 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132)의 수직높이의 약 1/3위치에 오도록 고정프레임(110)의 지지대(112) 높이를 결정한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치(200)는 제 1 실시예와 달리 컨베이어 벨트에서 캐링측 벨트(2)에 설치되되, 제 1 실시예와 마찬가지로 캐링측 벨트(2)의 이동 경로상에 고정 설치되는 고정프레임(210)과, 고정프레임(210)에 캐링측 벨트(2)의 폭 방향에 대하여 경사를 이룰 수 있도록 정해진 각도 내에서 회전 가능하게 설치되는 회전프레임(220)과, 회전프레임(220)에 캐링측 벨트(2)와의 마찰력에 의해 회전하도록 설치되고, 캐링측 벨트(2)가 사행시 양측간의 마찰량 차이로 인해 회전프레임(220)과 함께 캐링측 벨트(2)의 폭 방향에 대하여 경사지게 회전하도록 회전프레임(220)의 회전중심으로부터 양측으로 갈수록 직경이 감소되는 테이퍼 형상을 가지는 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(230)를 포함한다.
본 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치(200)에서 제 1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 이미 상세히 설명하였으므로 제 1 실시예와 상이한 부분에 대해서 설명하기로 하겠다.
고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(230)는 이전의 실시예에서 설명한 바와 같이 외측을 향하는 끝단이 회전중심을 향하는 끝단보다 상측에 위치하도록 "V"자 형태를 가지는 회전프레임(220)상에 경사지도록 각각 설치되는 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(231,232)로 이루어지는데, 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(231,232) 사이에 위치하여 캐링측 벨트(2)를 회전 지지하는 수평 아이들러(250)가 회전프레임(220) 중앙부에 수평되게 설치된다.
수평 아이들러(250)는 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(231,232)와 일렬을 이루도록 위치한 상태에서 양단이 베어링(미도시)을 매개로 회전프레임(220)상의 브라켓(225)에 의해 회전 가능하게 고정되며, 캐링측 벨트(2)상에 놓여지는 하물(荷物)의 하중을 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(231,232)와 함께 부담한다.
회전각 제한수단(240)은 회전프레임(220)이 고정프레임(210)으로부터 베어링 유닛(213)을 중심으로 정해진 각도 내에서 회전하도록 제한하는 것으로서, 본 실시예에서는 고정프레임(210)상에 수직되게 돌출하도록 마련되어 회전프레임(220)의 측부에 접촉되는 스톱퍼이며, 회전프레임(220)이 정해진 각도로 회전시 스톱퍼에 접촉됨으로써 더 이상의 회전을 억제한다.
고정프레임(210)은 상측면의 양측에 브라켓(214)에 의해 회전 가능하게 각각 설치되는 지지롤러(215)가 회전프레임(220)의 하측을 회전 지지하며, 이로 인해 캐링측 벨트(2)에 놓여진 하물의 중량을 회전프레임(220)이 충분히 견뎌내도록 한다. 한편, 회전프레임(220)은 하측에서 지지롤러(215)와 접하는 위치에 지지롤러(215)와 접하는 면을 제공하기 위하여 지지편(224)이 설치된다.
본 발명에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 방법은 벨트(1,2)를 회전 지지함과 아울러 중심(O)으로부터 양측으로 갈수록 직경이 감소되도록 형성되는 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130,230)가 벨트(1,2)의 사행시 양측간의 마찰량 차이로 인해 벨트(1,2)의 폭 방향에 대하여 경사지도록 회전함으로써 벨트(1,2)에 대해 사행력의 반대방향으로 복원력이 생기도록 하여 벨트(1,2)를 복귀시키게 된다.
고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130,230)는 본 발명에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치(100,200)에서와 같이, 경사지게 회전하는 중심(O)을 기준으로 양분하여 각각 회전하도록 설치되는 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132,231,232)를 사용하여 벨트(1,2)를 복귀시킨다.
이와 같은 본 발명에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 방법을 상기한 본 발명에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치의 작용과 함께 상세히 설명하기로 하겠다.
캐링측 벨트(2)상에 하물(荷物)이 적재된 상태에서 컨베이어 시스템을 구동시키면, 도 8에 도시된 바와 같이, 벨트(1,2)가 이동시 고무디스크 부착 테이퍼 아 이들러(130,230)상에 편심되지 않고 지지되는 정상 운전 상태에서는 우측과 좌측에 각각 위치하는 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,231)와 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(132,232)에 작용하는 미끄럼에 의한 마찰량이 서로 동일하게 됨으로써 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132,231,232)는 벨트(1,2)의 폭 방향에 직각으로 교차하도록 위치한다.
이 때, 벨트(1,2)에 사행력이 작용하는 경우, 예를 들면 오른쪽 방향으로 사행력이 작용하는 경우 도 9에 도시된 바와 같이, 벨트(1,2)가 오른쪽에 위치하는 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,231)와 접하는 면적이 왼쪽에 위치하는 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(132,232)에 접하는 면적보다 커지게 됨으로써 이들간의 마찰량 차이만큼 편심력(F)이 발생하고, 이러한 편심력(F)에 모멘트 암(R)이 곱해진 크기의 회전모멘트(M)가 발생함으로써 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132,231,232)는 반시계 방향으로 회전한다. 이 때 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132,231,232)의 허용 회전각(β)은 회전제한수단(140,240)에 의해 정해지며, 바람직하게 5°∼ 10°가 된다.
또한, 벨트(1,2)가 사행됨으로써 벨트(1,2)와의 접촉 면적이 증가하는 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,231)는 만일 양단의 지름이 동일하다면 벨트(1,2)와의 사이에 미끄럼이 발생하지 않고 벨트(1,2)와의 마찰력은 단지 회전축(131a,231a)을 중심으로 회전시키는 힘으로 작용함으로써 벨트(1,2)의 진행방향에 반하는 저항력을 발생시키지 않게 되지만, 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 고 무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,231)가 회전중심(O)을 향하는 끝단의 지름(a)이 외측을 향하는 끝단의 지름(b)보다 크게 형성됨으로써 양단(a,b)간의 벨트(1,2) 이동속도에 차이가 발생하기 때문에 회전중심(O)을 향하는 끝단의 지름(a)에 위치하는 부분보다 속도가 작은 외측을 향하는 끝단에 위치하는 벨트(1,2) 부위에 드래그(Drag) 현상을 유발하여 벨트(1,2)의 진행방향에 반하는 저항력으로 작용한다.
이러한 저항력은 벨트(1,2)의 장력에 비하여 상대적으로 매우 작을 뿐만 아니라 회전프레임(120,220)의 베어링 유닛(113,213) 저항값이 작으며, 나아가서 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,231)상에서 벨트(1,2)의 마찰량 편차로 인해 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,231)는 회전중심(O)을 기준으로 반시계 방향으로 회전을 일으키게 된다.
이와 같이, 벨트(1,2)가 사행시 제 1 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,231)와 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(132,232)간의 마찰량 차이뿐만 아니라 테이퍼지게 형성된 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(131,132,231,232) 각각에서 양단간의 마찰량 차이로 인해 도 11에 도시된 바와 같이 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130,230)가 회전프레임(120,220)과 함께 회전을 정확하게 일으키게 된다.
벨트(1,2)의 사행력에 의해 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(130,230)가 고정프레임(110,210)으로부터 회전프레임(120,220)과 함께 회전을 일으키면, 벨트(1,2) 장력에 의한 추력(F1)이 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(132,232)의 축에 수직한 방향의 힘(F2)과 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(132,232) 의 축방향에 일치한 방향의 힘(F3)이 분력으로 작용하고, 이 때 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러(132,232)축 방향의 힘(F3)이 복원력으로 작용하게 됨으로써 사행된 벨트(1,2)가 운행 중심으로 복귀되도록 하며, 이러한 복원력은 벨트(1,2) 좌우측간의 자중 및 벨트장력의 수직성분(벨트의 처짐으로 발생)차이에 의한 힘, 즉 마찰량의 차이로 인해서도 발생된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 벨트의 사행시 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러의 테이퍼 형상과 고무디스크와 고무디스크사이의 홈에 의한 좌우측간의 마찰량 차이가 확실하게 발생하도록 함으로써 벨트가 약간만 사행하더라도 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러가 신속하게 반응하도록 하여 사행된 벨트를 복원시키는 조심 기능이 정확하게 이루어지도록 한다.
둘째, 사행되는 벨트가 끼이거나 접힘 등에 의해 손상되는 것을 방지함으로써 벨트의 내구성을 증대시킨다.
셋째, 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러가 테이퍼지게 형성됨과 아울러 하물(荷物)을 유출시키기 위한 홈을 가짐으로써 하물이 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러에 고착되는 것을 최소화하여 하물의 고착으로 인한 마찰력의 손실을 방지함으로써 사행된 벨트의 복원력을 정확하게 확보할 수 있다.
넷째, 벨트의 이동방향이 정방향에서 역방향으로 변경되더라도 조심 기능을 위한 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러의 회전이 정확하게 이루어지도록 함으로써 벨트의 정방향 이동은 물론 역방향 이동에 대해서도 조심 기능이 정확하게 이루어지도록 한다.
다섯째, 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러의 회전을 위해 별도의 가이드롤러와 롤러 브라켓 등과 같은 구성부재를 필요로 하지 않기 때문에 구조가 간단해질 뿐만 아니라 제작 단가를 감소시킨다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치 및 조심 방법을 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 컨베이어 벨트의 사행을 자동으로 복원시키는 자동 조심 장치에 있어서,
    상기 벨트의 이동 경로상에 설치되는 고정프레임과,
    상기 고정프레임에 상기 벨트의 폭 방향에 대하여 경사를 이루도록 정해진 각도 내에서 회전 가능하게 설치되는 회전프레임과,
    상기 회전프레임에 상기 벨트와의 마찰력에 의해 회전하도록 설치되고, 상기 벨트가 사행시 양측간의 마찰량 차이로 인해 상기 회전프레임과 함께 상기 벨트의 폭 방향에 대하여 경사지게 회전하도록 상기 회전프레임의 회전중심으로부터 양측으로 갈수록 직경이 감소되는 테이퍼 형상을 가지고, 고무디스크가 부착되어 있는 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전프레임이 상기 고정프레임으로부터 정해진 각도 내에서 회전하도록 제한하는 회전각 제한수단을 더 포함하고,
    상기 회전각 제한수단은,
    상기 고정프레임에 상기 벨트의 이동방향을 따라 거리를 두고 마련되는 한 쌍의 제 1 걸림편과,
    상기 제 1 걸림편 사이에 위치하도록 상기 회전프레임에 마련되는 제 2 걸림편
    을 포함하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전프레임이 상기 고정프레임으로부터 정해진 각도 내에서 회전하도록 제한하는 회전각 제한수단을 더 포함하고,
    상기 회전각 제한수단은,
    상기 고정프레임상에 돌출하도록 마련되어 상기 회전프레임에 접촉되는 스톱퍼인 것
    을 특징으로 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러는,
    상기 회전프레임의 회전중심을 기준으로 양분됨으로써 상기 회전프레임상에 각각 회전하도록 설치되는 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러인 것
    을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러는,
    테이퍼진 각도가 2°∼ 4.5°의 범위를 가지는 것
    을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러는,
    상기 벨트에서 캐링측 벨트 또는 리턴측 벨트를 회전 지지하도록 설치되고, 외측을 향하는 끝단이 상기 회전중심을 향하는 끝단보다 상측에 위치하도록 경사지게 설치되는 것
    을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러가 상기 벨트 중 상기 캐링측 벨트를 회전 지지하는 경우,
    상기 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러 사이에 상기 캐링측 벨트를 회전 지지하도록 수평 아이들러가 회전프레임상에 수평되게 설치되는 것
    을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전프레임의 하측을 양측에서 회전 지지하도록 상기 고정프레임상에 지지롤러가 설치되는 것
    을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러는,
    상기 벨트와의 사이에 위치하는 하물(荷物)을 유출시키도록 양측에 외주면을 따라 하물 유출홈이 형성되는 것
    을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 장치.
  10. 컨베이어 벨트의 사행을 자동으로 복원시키는 자동 조심 방법에 있어서,
    상기 벨트를 회전 지지함과 아울러 중심으로부터 양측으로 갈수록 직경이 감소되도록 형성되는 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러가 상기 벨트의 사행시 양측간의 마찰량 차이로 인해 상기 벨트의 폭 방향에 대하여 경사지도록 회전함으로써 상 기 벨트에 대해 사행력의 반대방향으로 복원력이 생기도록 하여 상기 벨트를 복귀시키는 것
    을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러를 경사지게 회전하는 중심을 기준으로 양분하여 각각 회전하도록 설치되는 제 1 및 제 2 고무디스크 부착 테이퍼 아이들러를 사용하여 상기 벨트를 복귀시키는 것
    을 특징으로 하는 컨베이어 벨트의 자동 조심 방법.
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