KR101120030B1 - 벨트 컨베이어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벨트가 어느 한 쪽으로 편심되는 경우에 롤러를 편심된 방향으로 경사지게 설치하여도 베어링과 중심을 맞출 수 있도록 한 벨트 컨베이어 장치에 관한 것이다.
본 발명은 롤러의 양단을 회전가능하게 지지하는 수단으로 자유롭게 구름운동이 가능한 구면 베어링을 적용하여, 벨트의 편심된 방향에 맞게 롤러를 편심된 방향으로 이동시켜도 구름베어링이 베어링 하우징 내부에서 구름 이동이 가능하여 롤러와 베어링의 중심을 맞출 수 있는 새로운 형태의 컨베이어 방식을 구현함으로써, 벨트가 어느 한쪽으로 편심되는 경우에도 롤러의 축에 작용하는 불균일한 응력과 슬립 현상을 억제할 수 있는 등 장치의 내구성 및 이송능력을 향상시킬 수 있는 한편, 컨베이어 측면 프레임에 조립되는 롤러 브라켓의 결합구조를 나사체결 방식의 착탈가능한 구조로 개선하여, 벨트나 베어링 교체 시에 장치 전체를 분해하지 않고도 롤러 브라켓만 손쉽게 탈거할 수 있도록 함으로써, 교체작업을 간단하게 할 수 있고, 시간과 인력을 줄일 수 있는 벨트 컨베이어 장치를 제공한다.

Description

벨트 컨베이어 장치{Belt conveyor}

본 발명은 벨트 컨베이어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벨트가 어느 한쪽으로 편심되는 경우에 구동롤러가 벨트의 편심된 방향에 맞춰 베어링의 중심축이 이동되면서 구동롤러와 벨트의 중심을 맞출 수 있도록 한 벨트 컨베이어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 벨트 컨베이어(Belt conveyor)는 연속식 운반장치의 일종으로서, 양 끝에 배치되어 있는 롤러 사이에 환상(環狀)의 벨트를 회전시켜 그 위에 재료ㆍ가공품ㆍ완제품 등을 운반하는 장치이다.

보통 벨트 컨베이어는 벨트의 폭과 길이에 상응하는 사이즈로 제작되는 프레임의 일측에 모터와 체인, 그리고 체인기어로 동력을 전달받는 구동롤러가 설치되고, 타측에는 자유롭게 회전되는 피동롤러가 설치되며, 상기 구동롤러와 피동롤러 사이에 벨트가 연결되는 구조로 이루어진다.

이러한 벨트 컨베이어에서 오랜 기간 사용으로 인해 벨트가 느슨해지는 경우, 또는 벨트의 장력을 조절하기 위한 장력 조절기구로 장력을 조절하더라도 벨트의 장력이 설정치보다 낮아질 경우, 또는 벨트를 이송시키는 롤러가 마모되거나 롤러를 회전가능하게 지지하는 베어링이 마모되는 경우 등과 같은 상황에서는 벨트의 회전 시에 어느 한 쪽으로 벨트가 치우치는 현상이 발생하게 된다.

이로 인해, 매번 벨트의 장력을 조절해주어야 하는 불편함이 있고, 구동롤러와 피동롤러의 회전축 변형, 그리고 구동롤러와 피동롤러 간의 슬립으로 인하여 이송능력이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 벨트 컨베이어에서 구동롤러 및 피동롤러에 벨트를 설치할 때, 벨트가 각 롤러의 중심에 정확하게 위치될 수 있도록 가공하는 것이 매우 중요하다.

이를 위해, 각 롤러를 정밀하게 가공할 수 있는 크라운 가공 및 CNC 가공 등을 통해 롤러를 가공하는 것이 바람직하지만, 이러한 크라운 가공이나 CNC 가공은 그 비용이 많이 들기 때문에 아직까지 일반 공작기계를 사용하여 롤러를 가공하는 것이 일반적이다.

그러나, 일반 공작기계로 구동롤러 및 피동롤러를 가공하여 사용하는 경우, 크라운 가공이나 CNC 가공과 같이 정밀 가공이 이루어지지 않아 벨트의 설치 시에 그 중심이 정확하게 맞지 않게 되고, 결국 회전 시에 벨트의 편심 현상이 발생하게 되는 단점이 있다.

그 결과, 벨트 컨베이어의 내구성 저하를 초래하게 되고, 또 이송능력을 현저히 떨어뜨려서 생산성 저하를 초래하게 되는 문제점이 있다.

이 경우, 구동롤러와 피동롤러를 편심된 방향으로 경사지게 설치하여 사용하는 방안도 고려할 수 있으나, 각 롤러를 회전가능하게 지지하는 베어링으로 롤러 브라켓에 형성되어 있는 베어링 하우징에 움직임이 전혀없이 고정 장착되는 볼 베어링을 사용하는 관계로, 각 롤러를 경사지게 설치하는 경우에 볼 베어링과 롤러 축 간에 그 중심이 정확하게 맞지 않아 각 롤러 축의 마모 또는 변형을 초래하는 문제점이 있다.

한편, 벨트 컨베이어의 벨트는 무거운 물품을 운송하는 특성상 오랜 기간 사용 시 훼손이나 파손, 변형 등이 일어나게 되므로, 적절한 시점에서 교체해주어야 한다.

또한, 구동롤러 및 피동롤러을 회전가능하게 지지하는 베어링 역시 그 특성상 파손, 소음, 기능저하 등의 이유로 교체의 필요성이 요구된다.

그러나, 국내 공개특허 10-2005-0038299호에 개시되어 있는 벨트 컨베이어 등과 같은 종래 벨트 컨베이어의 경우, 롤러를 지지하는 롤러 브라켓이 컨베이어 측면 프레임에 돌기와 홈 결합구조로 프레임의 길이 방향을 따라 삽입 및 탈거하는 구조로 이루어져 있어서, 벨트나 베어링의 교체 시에 장치 전체를 분해해야 하기 때문에 작업이 번거롭고, 많은 시간과 인력의 손실을 초래하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 벨트의 구동시에 벨트가 어느 한쪽으로 편심되는 경우에 롤러를 벨트의 편심된 방향에 맞게 경사지게 설치하는 경우에도 롤러와 베어링의 중심이 일치될 수 있는 새로운 형태의 컨베이어 방식을 구현함으로써, 벨트가 어느 한쪽으로 편심되는 경우에도 롤러의 축에 작용하는 불균일한 응력과 슬립 현상을 억제할 수 있는 등 장치의 내구성 및 이송능력을 향상시킬 수 있는 벨트 컨베이어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 컨베이어 측면 프레임에 조립되는 롤러 브라켓의 결합구조를 나사체결 방식의 착탈가능한 구조로 개선하여, 벨트나 베어링 교체 시에 장치 전체를 분해하지 않고도 롤러 브라켓만 손쉽게 탈거할 수 있도록 함으로써, 교체작업을 간단하게 할 수 있고, 시간과 인력을 줄일 수 있는 벨트 컨베이어 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 벨트 컨베이어 장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 벨트 컨베이어 장치는 물품의 이송을 위한 벨트와, 상기 벨트의 양단에 설치되는 구동롤러 및 피동롤러와, 상기 구동롤러 및 피동롤러의 작동을 위한 구동모터와, 상기 구동롤러 및 피동롤러를 회전가능하게 지지하는 수단으로서, 외면이 볼록한 구면으로 이루어져 자유롭게 구름운동이 가능한 구면 베어링과, 컨베이어 프레임에 설치되는 것으로서, 그 내면이 구면 베어링의 구면과 형합되는 오목한 구면으로 이루어져 구면 베어링이 자유롭게 구름운동을 할 수 있도록 이를 수용하는 베어링 하우징을 가지는 롤러 브라켓을 포함하는 구조로 이루어지며, 이에 따라 벨트 회전 시에 벨트가 어느 한 쪽으로 편심되는 경우에도 구면 베어링의 구름운동을 통해 구동롤러 및 피동롤러가 벨트의 편심된 방향에 맞게 자동적으로 이동할 수 있는 특징이 있다.

그리고, 상기 롤러 브라켓은 컨베이어 프레임의 단부에 나란하게 배치되면서 나사체결 구조로 착탈가능하게 결합되므로서, 벨트나 베어링 등의 교체 시에 장치 전체를 분해하지 않고도 롤러 브라켓만 프레임 측면 방향으로 손쉽게 떼어낼 수 있는 특징이 있다.

본 발명에서 제공하는 벨트 컨베이어 장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 벨트가 어느 한 쪽으로 편심되는 경우에도 구동롤러를 편심되는 방향으로 경사지게 설치하는 경우에 구면베어링이 베어링 하우징 내에서 편심된 방향에 따라 구름 이동되어 구동롤러와 구름베어링이 중심이 일치되면서 구동롤러와 벨트의 중심이 맞추어져, 구동롤러와 피동롤러의 축에 작용하는 불균일한 응력 및 슬립 현상을 줄일 수 있고, 따라서 장치의 내구성 향상은 물론, 장치의 이송능력을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

둘째, 롤러 브라켓이 컨베이어 측면 프레임에 나사체결 구조로 결합되어 있어 쉽게 착탈이 가능하므로, 벨트나 베어링, 롤러 등의 교체 작업 시에 장치 전체를 분해하지 않고도 롤러 브라켓만 컨베이어 측면 프레임으로부터 떼어낼 수 있고, 따라서 적은 인력으로 짧은 시간에 교체작업을 손쉽게 할 수 있는 등 교체작업의 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치에서 롤러, 구면 베어링 및 롤러 브라켓을 나타내는 분해 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치에서 롤러, 구면 베어링 및 롤러 브라켓을 나타내는 일부 단면 결합 사시도
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치에서 벨트 편심 시에 롤러 및 구면 베어링의 움직임을 나타내는 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치에서 롤러, 구면 베어링 및 롤러 브라켓을 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치에서 롤러, 구면 베어링 및 롤러 브라켓을 나타내는 일부 단면 결합 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 벨트 컨베이어 장치는 가동 중에 벨트가 편심되는 경우에 벨트와 롤러의 중심을 맞추기 위해 롤러를 편심된 방향으로 이동하여도 롤러와 베어링의 중심을 맞춰줌으로써, 롤러의 축에 작용하는 불균일한 응력을 해소하고, 슬립 현상을 억제할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위하여, 상기 벨트 컨베이어 장치는 물품의 이송을 위한 벨트(10), 상기 벨트(10)의 양단에 설치되는 구동롤러(11) 및 피동롤러(12), 상기 구동롤러(11) 및 피동롤러(12)의 작동을 위한 구동모터(미도시), 이것들이 설치되는 컨베이어 프레임(16) 등을 포함한다.

여기서, 상기 구동모터는 구동롤러(11)의 축에 장착되는 기어 등을 통해 동력을 전달하는 역할을 수행하며, 컨베이어 프레임에 설치될 수 있고, 상기 피동롤러의 경우 구동롤러와 동일한 형태로 이루어질 수 있기 때문에 구체적인 도시는 생략하였다.

그리고, 상기 구동롤러(11) 및 피동롤러(12)를 회전가능하게 지지하는 베어링 수단으로 내륜과 외륜을 포함하는 구면 베어링(15)이 마련되며, 이때의 구면 베어링(15)은 후술하는 롤러 브라켓(18)의 베어링 하우징(17) 내에 수용되어 지지되는 구조로 설치된다.

여기서, 상기 베어링 하우징(17)은 후술하는 구면(14b)을 내면으로 가지는 관통홀 형태의 하우징을 의미한다.

특히, 상기 구면 베어링(15)의 외면, 즉 외륜의 바깥면은 베어링 폭방향으로 볼록한 호(弧) 형상을 이루는 구면(14a)으로 이루어져 있으며, 이에 따라 구면 베어링(15)은 구면(14a)을 통해 베어링 하우징(17) 내에서 방향성에 제한 없이 자유롭게 구름운동을 할 수 있게 되고, 결국 이러한 구름운동에 의해 베어링을 포함하는 롤러 전체가 유동가능한 특성을 보이면서 벨트의 편심된 방향으로 이동될 수 있게 된다.

또한, 상기 구면 베어링(15)에는 구면(14a)상의 일측에 핀 모양의 스톱퍼(20)가 돌출 형성되어 있으며, 이때의 스톱퍼(20)는 베어링의 구름 반경을 제한하여 베어링을 포함하는 롤러 전체가 어느 한 쪽으로 심하게 꺽이는 것을 방지해주는 역할을 하게 된다.

예를 들면, 상기 구면 베어링(15)이 롤러 브라켓(18)에 있는 베어링 하우징(15) 내에 설치된 상태에서, 이때의 스톱퍼(20)는 롤러 브라켓(18)에 형성되어 있는 스톱퍼 홈부(19), 즉 베어링 하우징(17)의 양 쪽에 위치되어 있는 어느 한 쪽의 스톱퍼 홈부(19) 내에 들어가 위치되면서 그 움직임이 일정범위 내에서만 이루어질 수 있도록 구속되므로, 구면 베어링(15)의 구름 반경이 제한될 수 있게 되는 것이다.

그리고, 이러한 구면 베어링(15)의 구면(14a)상의 다른 일측에는 오일홀(23)이 형성되어 있어서, 이곳을 통해 공급받는 오일에 의해 베어링 윤활이 이루어질 수 있게 된다.

즉, 후술하는 오일 저장홈(22)에 저장되어 있는 오일이 상기 오일홀(23)을 통해 베어링 내부로 들어가게 되므로서 윤활작용이 이루어질 수 있게 된다.

이와 같은 구면 베어링(15)을 지지하는 수단으로 롤러 브라켓(18)에 마련되고, 이때의 롤러 브라켓(18)에는 베어링 수용을 위한 베어링 하우징(17)이 구비된다.

상기 롤러 브라켓(18)은 컨베이어 프레임(16)에 설치되면서 구면 베어링(15)을 포함하는 롤러 전체를 지지하는 수단으로서, 특히 구면 베어링(15)이 수용되는 베어링 하우징(17)은 그 내면이 구면 베어링(15)의 구면(14a)과 형합되는 오목한 구면(14b)으로 되어 있다.

이에 따라, 상기 구면 베어링(15)은 구면(14a,14b) 간의 형합 특성에 의해 베어링 하우징(17)의 내부에서 자유롭게 구름운동을 할 수 있게 되고, 결국 축을 통해 구면 베어링(15)과 조립되는 구동롤러(11) 및/또는 피동롤러(12) 또한 그 중심이 구면 베어링(15)의 중심과 일치된 상태로 벨트의 편심된 방향에 맞게 이동될 수 있게 된다.

그리고, 상기 롤러 브라켓(18)에 형성되는 베어링 하우징(17)의 내면, 즉 구면(14b)에는 대략 구면 폭 중심에서 하우징 원주방향을 따라 연속 형성되어 하나로 이루어지는 형태의 오일 저장홈(22)이 형성되어 있어서, 이곳에 저장되어 있는 오일이 구면 베어링(15)의 오일홀(23)을 통해 베어링 내부로 들어갈 수 있게 된다.

이때, 상기 오일 저장홈(22)은 구면 베어링(15)의 구면(14a)에 의해 밀폐된 상태가 될 수 있게 되고, 이에 따라 오일 저장홈(23)의 내부에 일정량의 오일을 가둔 상태로 저장할 수 있게 된다.

물론, 구면 베어링(15)이 베어링 하우징(17)의 내부에 설치된 상태에서, 구면 베어링(15)의 오일홀(23)은 베어링 하우징(17)의 오일 저장홈(22)과 그 위치가 일치될 수 있게 된다.

또한, 상기 롤러 브라켓(18)에는 브라켓 상단에서부터 베어링 하우징(17)의 구면(14b)에 있는 오일 저장홈(22)까지 수직 관통되는 오일 주입홀(21)이 형성되어 있으며, 이에 따라 오일 주입홀(21)을 통해 오일을 주입하여 오일 저장홈(22) 내에 채울 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 손쉽게 분해 및 조립이 가능한 착탈구조의 롤러 브라켓(18)을 제공한다.

상기 롤러 브라켓(18)은 중심에 관통구조의 베어링 하우징(17)을 가지는 사각의 블럭 형태로 이루어지고, 블럭의 한쪽 측면에는 얇은 판 형태의 결합편(13)이 일체로 연장 형성된다.

이러한 롤러 브라켓(18)은 결합편(13)이 형성되어 있는 측면을 통해 컨베이어 프레임(16)의 단부에 밀착되면서 프레임과 나란하게 배치되고, 이와 함께 결합편(13)을 통해 컨베이어 프레임(16)의 측면에 밀착되면서 프레임과 함께 나사체결 구조로 결합된다.

이렇게 롤러 브라켓(18)이 컨베이어 프레임(16)에 측면에서 나사체결 구조로 결합되어 프레임 측면 방향으로 착탈되는 구조를 이루게 되므로서, 벨트 등의 교체작업 시 장치 전체를 분해하지 않고도 컨베이어 프레임(16)에 볼트로 체결되어 있는 결합편(13)을 풀어서 롤러 브라켓(18)만을 컨베이어 프레임(16)의 측면으로 떼어내면, 교체작업을 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다.

따라서, 이와 같이 구성되는 벨트 컨베이어 장치의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치에서 벨트 편심 시에 롤러 및 구면 베어링의 움직임을 나타내는 단면도이다.

도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 벨트 컨베이어 장치의 벨트(10)는 양쪽의 구동롤러(11)와 피동롤러(12) 사이에 설치되어, 구동모터의 동력으로 회전하는 구동롤러(11)의 견인력에 의해 돌아가면서 그 위에 놓여지는 물품 등을 이송시키게 된다.

이때, 상기 벨트(10)가 전후 방향이나 좌우 방향 등 어느 한 쪽 방향으로 편심되는 경우, 구동롤러(11) 및/또는 피동롤러(12)를 편심된 방향으로 경사지게 설치하는 경우에 베어링 하우징(17)의 구면(14b)에 형합되어 있는 구면(14a)을 통한 구면 베어링(15)이 구름운동에 의해 편심된 방향으로 이동이 가능하게 되고, 결국 구동롤러(11) 및/또는 피동롤러(12)와 구면 베어링(15)이 그 중심이 일치된 상태로 벨트(10)의 편심된 방향을 따라 이동하면서 벨트(10)와의 중심을 정확히 맞출 수 있게 된다.

즉, 벨트 회전 시에 어느 한 쪽으로 벨트(10)가 편심되는 경우에도 구동롤러(11) 및/또는 피동롤러(12)와 구면 베어링(15) 전체가 그 중심이 맞게 이동시킬 수 있게 되고, 결국 벨트(15)의 중심과 구동롤러(11) 및/또는 피동롤러(12)의 중심이 정확히 일치된 상태로 유지될 수 있게 된다.

이에 따라, 롤러의 축에 작용하는 불균일한 응력을 해소할 수 있고, 슬립 현상을 억제할 수 있는 등 궁극적으로 장치의 내구성 확보 및 이송능력 향상을 도모할 수 있다.

10 : 벨트 11 : 구동롤러
12 : 피동롤러 13 : 결합편
14a,14b : 구면 15 : 구면 베어링
16 : 컨베이어 프레임 17 : 베어링 하우징
18 : 롤러 브라켓 19 : 스톱퍼 홈부
20 : 스톱퍼 21 : 오일 주입홀
22 : 오일 저장홈 23 : 오일홀

Claims (4)

1. 벨트 컨베이어 장치는 물품의 이송을 위한 벨트(10);
   상기 벨트(10)의 양단에 설치되는 구동롤러(11) 및 피동롤러(12);
   상기 구동롤러(11) 및 피동롤러(12)의 작동을 위한 구동모터;
   상기 구동롤러(11)를 회전가능하게 지지하는 수단으로서, 외면이 볼록한 구면(14a)으로 이루어져 자유롭게 구름운동이 가능한 구면 베어링(15);
   컨베이어 프레임(16)에 설치되는 것으로서, 그 내면이 구면 베어링(15)의 구면(14a)과 형합되는 오목한 구면(14b)으로 이루어져 구면 베어링(15)이 자유롭게 구름운동을 할 수 있도록 이를 수용하는 베어링 하우징(17)을 가지는 롤러 브라켓(18); 을 포함하며,
   상기 구면 베어링(15)의 구면(14a)에는 롤러 브라켓(18)에 있는 스톱퍼 홈부(19) 내에서 움직이면서 베어링 구름 반경을 제한하는 스톱퍼(20)가 돌출 형성되어,
   벨트 회전 시 벨트가 어느 한 쪽으로 편심되는 경우에 구면 베어링의 구름운동을 통해 구동롤러와 중심이 일치되게 이동할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 벨트 컨베이어 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 롤러 브라켓(18)의 베어링 하우징(17)에는 브라켓 외측으로 연결되어 있는 오일 주입홀(21)과 통하면서 구면(14b)상에서 하우징 원주방향을 따라 형성되는 오일 저장홈(22)이 구비되는 것을 특징으로 하는 벨트 컨베이어 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 롤러 브라켓(18)은 컨베이어 프레임(16)의 단부에 나란하게 배치되면서 나사체결 구조로 결합되어, 프레임 측면 방향으로 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 벨트 컨베이어 장치.

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