오버헤드 컨베이어 {Overhead conveyor}
본 발명은 오버헤드 컨베이어, 특히 피이송물을 탑재하는 행거를 모노 레일을 따라 2가지 방식으로 주행할 수 있도록 설계된 가능한 오버헤드 컨베이어에 관한 것이다.
일반적으로, 오버헤드 컨베이어(overhead conveyor)는 피이송물을 행거에 탑재하고 컨베이어를 이용하여 피이송물을 이동시킬 수 있는 기계설비이다. 특허문헌 1은 전기 모터에 의해 구동되는 드라이브 휠을 통해 레일을 따라 캐리지를 주행시킬 수 있는 오버헤드 컨베이어를 제안하고 있다. 당해분야의 숙련자들에게 있어 널리 알려져 있듯이, 종래기술에 따른 오버헤드 컨베이어는 예컨대 드라이브 휠을 구동하는 전기 모터, 레일 상에서 주행하는 캐리지 등의 고장시 조립 라인을 따라 실시되는 일련의 작업공정을 전부 중단할 수밖에 없다. 고장난 부품의 수급이 용이하지 않게 되면, 조립 라인의 가동률은 현저하게 떨어져 자동차 등의 생산 효율을 낮춰야 하는 문제점에 노출된다. 또한, 노후된 오버헤드 컨베이어를 해체하고서 새로운 컨베이어 시스템으로 대체하려는 노력도 상당한 비용과 시간을 소비해야한다.
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 피이송물을 탑재하는 행거를 모노 레일을 따라 2가지 구동방식으로 주행할 수 있는 오버헤드 컨베이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오버헤드 컨베이어는, 작업 공간의 상부에 배설된 모노 레일과; 이 레일 위에서 회전하는 구동 휠과 이 구동 휠을 구동하는 모터를 구비한 구동 트롤리; 레일 상에서 구동 트롤리와 이격되게 배치되고, 레일 위에서 회전하는 종동 휠을 구비한 종동 트롤리; 구동 트롤리의 제1 프레임과 종동 트롤리의 제2 프레임을 통해 레일 아래에서 주행가능하게 매달려 있고, 피이송물을 탑재하는 행거; 행거의 편평한 상단 일측에 배치된 제1 마찰플레이트; 레일을 따라 작업 공간의 상부에서 제1 마찰플레이트를 향해 뻗어 있는 다수의 제1 지그; 및 제1 지그의 하단부에 배치되고, 제1 마찰플레이트를 주행방향으로 반송시키는 마찰구동 휠과 이 마찰구동 휠을 구동하는 구동 모터를 갖춘 마찰구동 유닛;로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명은 구동 트롤리의 구동 및/또는 마찰구동 유닛의 구동을 통해 레일을 따라 행거를 주행시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 행거의 편평한 상단 타측에 배치되고, 레일을 중심으로 제1 마찰플레이트와 평행하게 배열된 제2 마찰플레이트와; 레일을 따라 작업 공간의 상부에서 제2 마찰플레이트를 향해 뻗어 있는 다수의 제2 지그; 및 제2 지그의 하단부에 배치되고, 제2 마찰플레이트를 주행방향으로 반송시키는 지지 휠;을 구비할 수 있다. 본 발명에서, 구동 트롤리는 토글 클램프를 추가로 구비할 수 있다. 본 발명의 마찰구동 유닛은 마찰구동 휠의 위치를 변위시키는 변위수단을 구비할 수 있다. 본 발명의 지지 휠은 지지 휠의 위치를 변위하는 변위수단을 구비할 수 있다. 여기서, 마찰플레이트는 길이부와 이 길이부의 양 끝단에 하방으로 경사져 있는 경사면을 구비한다. 바람직하기로, 마찰플레이트의 길이부는 인접해 있는 2개의 마찰구동 휠 또는 지지 휠 간의 이격 거리보다 길게 뻗어 있어야 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 피이송물을 탑재한 행거를 모노 레일을 따라 2가지 타입의 구동방식으로 운행할 수 있도록 제공하는 것이다. 다시 말하자면, 본 발명은 EMS방식(Electrical Monorail System)과 마찰구동방식(Friction Drive System)을 병용하여 행거를 주행시킬 수 있다. 본 발명은 기 설치된 EMS 방식으로 구동되는 오버헤드 컨베이어를 토대로 하여 간단한 구성만으로 마찰구동방식을 통한 주행방식을 구현할 수 있는 장점을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명은 구동 트롤리 고장시 마찰구동 유닛의 구동을 통해 행거를 모노 레일을 따라 주행시킬 수 있을 뿐만 아니라 마찰구동 유닛 고장시 구동 트롤리의 구동을 통해 행거를 모노 레일을 따라 주행시켜 조립 라인의 중단없이 연속적이면서 안정적으로 작업을 진행시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오버헤드 컨베이어의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오버헤드 컨베이어의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오버헤드 컨베이어의 측면도이다.
이제, 본 발명에 따른 오버헤드 컨베이어는 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 장점, 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되는 실시예들을 통해 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불명료하게 할 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 작업 공간의 상부인 천장부에 배설된 모노 레일(100)을 따라 피이송물을 탑재한 행거(400)를 주행시킬 수 있는 현수(懸垂)형 오버헤드 컨베이어(1)에 관한 것으로, 행거(400)는 2가지의 주행방식으로 이동될 수 있다.
본 발명에 따른 오버헤드 컨베이어(1)는 천장부에 배설된 모노 레일(100)과, 레일(100)을 따라 주행하는 2개의 트롤리(210,220), 및 2개의 트롤리(210,220)와 결합되어 피이송물을 탑재하는 행거(400)로 이루어져 있다. 본 발명은 가로대(cros-piece)를 통해 2개의 트롤리(210,220) 간의 간격 유지와 연결을 가능하게 하거나 행거(400)의 상단에 2개의 트롤리(210,220)를 이격되게 배치할 수 있다.
레일(100)은 복수의 레일 지지브라켓(110)에 의해 지지대 혹은 천장에 매달린 상태로 고정되며, 상하단에 수평확장된 플랜지를 갖춘 I자형상의 레일일 수 있다.
본 발명은 도시된 바와 같이 레일(100) 위를 주행하는 구동 트롤리(210)와 종동 트롤리(220)를 레일(100) 상에서 이격되게 배치된다. 구동 트롤리(210)는 레일(100)의 상부 플랜지 위에서 회전하는 구동 휠(211)과, 구동 휠(211)에 축결합된 모터(212), 및 토글 클램프(213)를 구비한다. 모터(212)는 구동 휠(211)에 축결합되어 구동 휠의 회전을 가능하게 한다. 토글 클램프(213)는 모터(212)의 구동력을 구동 휠(211)에 전달 및/또는 해제시킬 수 있는 구성부재로, 이에 국한되지 않고 본 발명에서는 모터의 구동력을 구동 휠에 전달 혹은 해제시킬 수 있는 다른 유형의 동력 전환 부재로 대체가능함을 미리 밝혀둔다. 만약 토글 클램프(213)가 해제되면, 모터(212)의 구동력이 구동 휠(211)에 전달되지 않게 될 것이다. 이는 모터에 종속되지 않고 다른 외력에 의해 구동 휠(211)을 구동시킬 수 있음을 의미한다. 종동 트롤리(220)는 가로대(300)에 의해 구동 트롤리(210)와 소정의 간격으로 이격되어 레일(100) 상에 배치되는데, 레일(100)의 상부 플랜지 위에서 회전하는 종동 휠(221)을 구비한다. 여기서, 구동 휠(211)과 종동 휠(221)은 레일과의 마찰로 인한 소음을 방지하기 위해 고무 또는 우레탄 소재의 합성수지재로 제작될 수 있다.
구동 트롤리(210)는 레일(100) 아래로 뻗어 있는 제1 프레임(214)을 통해 가로대의 일 단부 혹은 행거에 고정되는 한편 종동 트롤리(220)도 레일(100) 아래로 뻗어 있는 제2 프레임(224)을 통해 가로대의 타 단부 혹은 행거에 고정된다. 즉, 본 발명은 레일(100)의 하부에 피이송물을 탑재하는 행거(400)를 주행가능하게 매달리게 된다. 행거(400;hanger)는 편평한 상단 양측에 회동가능하게 장착되어 피이송물, 예컨대 차체를 로딩(loading)할 수 있는 아암(410;arm)을 구비한다.
본 발명은 앞서 기술된 구동 트롤리의 구동만으로도 피이송물을 로딩하여 이송할 수 있다. 차체가 행거(400)의 아암(410)에 로딩된 다음에, 모터(212)의 구동으로 구동 트롤리(210)가 레일(100) 위로 주행하게 되면 구동 트롤리(210)의 이동에 종속되어 종동 트롤리(220)도 일정한 간격을 유지하면서 레일(100)을 따라 주행하게 된다. 따라서, 행거(400)는 전술된 구동방식에 의해 화살표 방향으로 레일(100)을 따라 주행하게 된다. 이러한 구동방식은 EMS(Electrical Monorail System)를 기반으로 구현되는 것이다.
구동 트롤리(210), 예컨대 모터(212)가 고장날 경우, 오버헤드 컨베이어는 레일을 따라 이동하는 행거(400)에 탑재된 차체에 대한 일련의 후속 공정을 진행할 수 없으며, 작업 공간의 특성상 대체할 수 있는 보조 레일을 배설하지 못한다. 결국, 모터를 교체 또는 수리한 이후에, 오버헤드 컨베이어는 작동할 수 있을 것이다.
이에, 본 발명은 모노 레일(100) 상에 설치된 오버헤드 컨베이어(1)를 구동하는 구동 트롤리(210)에 대한 의존성을 낮출 수 있도록 제안하고 있다. 이를 위해서, 본 발명은 행거(400)의 편평한 상단 양측 위에 2개의 마찰플레이트(500,500')를 배치한다. 도시된 바와 같이, 2개의 마찰플레이트(500,500')는 레일(100)을 중심으로 하여 레일(100)과 평행하게 나란히 배열된다. 마찰플레이트(500,500')는 행거(400)의 편평한 상단에 고정되는 길이부(511)와 이 길이부(511)의 양 끝단에서 하방으로 경사져 있는 경사면(512)을 구비한다. 길이부(511)는 행거의 피이송물 저장 피치(pitch)보다 길거나 동일해야 한다.
본 발명은 일측에 배치된 제1 마찰플레이트(500) 상부면에 접촉되어 제1 마찰플레이트(500)를 주행방향으로 강제로 반송시키는 마찰구동 휠(610)과, 마찰구동 휠(610)을 회전구동시키는 구동 모터(620), 및 마찰구동 휠(610) 위치를 가변시키는 변위수단(미도시)를 구비한 마찰구동 유닛(600)을 구비하는데, 마찰구동 유닛(600)은 제1 지그(121;jig)의 하단부에 배치된다. 변위수단은 마찰구동 휠(610)과 제1 마찰플레이트(500)의 접촉 여부를 검출하고서, 검출정보에 기초하여 마찰구동 휠(610)의 높이를 변위시킬 수 있는 구성부재로, 탄성 스프링, 피에조(piezo) 액츄에이터 등으로 채용될 수 있을 것이다. 이와 대응되게, 본 발명은 타측에 배치된 제2 마찰플레이트(500') 상부면에 접촉되어 제2 마찰플레이트(500')를 주행방향으로 안내하는 지지 휠(710)을 구비하는데, 지지 휠(710)은 제2 지그의 하단부에서 회동가능하게 배치된다. 지지 휠(710)은 마찰구동 휠(610)의 회전구동으로 행거(400)가 일측으로 기울어지지 않고 평행하게 배열될 수 있도록 돕는다. 선택가능하기로, 지지 휠(710)은 변위수단을 별도로 구비할 수 있으며, 변위수단은 지지 휠(710)과 제2 마찰플레이트(500')의 접촉 여부를 따라 지지 휠(710)의 높이를 변위시킬 수 있는 구성부재로, 탄성 스프링, 피에조 액츄에이터 등으로 채용될 수 있을 것이다. 마찰구동 휠(610)의 회전구동에 의해 제1 마찰플레이트(500)를 주행방향으로 추진시킬 때, 마찰구동 휠(610) 및/또는 지지 휠(710)이 마찰플레이트(500,500')의 상부면과 접촉되지 않고 슬립(slip) 현상이 유발되면 마찰플레이트(500,500')를 확실하게 반송시킬 수 없게 된다. 이에 마찰구동 휠(610) 및/또는 지지 휠(710)이 마찰플레이트(500,500')의 길이부 상부면과 맞닿아 마찰될 수 있도록 변위수단을 구비하는 것이 바람직하며, 이를 통해서 마찰플레이트(500,500')의 상부 마찰면과 맞닿아 있는 마찰구동 휠(610) 및/또는 지지 휠(710)의 신뢰할 수 있는 회전구동을 보장할 수 있게 된다. 마찰플레이트(500,500')가 마찰구동 휠(610)과 지지 휠(710)을 향해 진입하면서 마찰플레이트(500,500')의 양 단부와 휠 간의 충격을 완화시키기 위해 경사면(512)을 구비할 수 있다. 여기서, 마찰구동 휠(610)과 지지 휠(710)은 마찰플레이트와의 마찰로 인한 소음을 방지하기 위해 고무 또는 우레탄 소재의 합성수지재로 제작될 수 있다. 도시된 바와 같이, 마찰구동 유닛(600)은 복수의 제1 지그(121)에 의해 지지대 혹은 천장에 매달린 상태로 고정되되, 복수의 제1 지그(121)는 레일(100)을 따라 레일과 소정의 간격으로 이격되게 떨어져 배치된다. 바람직하기로, 제1 지그(121)의 하단부는 제1 마찰플레이트(500) 상에 배치될 수 있어야 한다. 지지 휠(710)은 복수의 제2 지그(122)에 의해 지지대 혹은 천장에 매달린 상태로 고정되되, 복수의 제2 지그(122)는 레일(100)을 따라 레일과 소정의 간격으로 이격되게 떨어져 배치된다. 제2 지그(122)의 하단부는 제2 마찰플레이트(500') 상에 배치될 수 있어야 한다. 본 발명은 작업 공간의 상부에 길게 뻗어 있는 레일(100)을 따라 마찰플레이트(500,500')를 주행시키기 위해 제1 마찰플레이트(500)의 길이부의 전체 길이보다 짧은 등간격으로 다수의 마찰구동 휠(610)를 배열해야 한다. 이와 유사하게, 지지 휠(710)도 제2 마찰플레이트(500')의 길이부 전체 길이보다 짧은 등간격으로 배열되는 것이 바람직하다. 마찰구동 휠(610) 간의 이격 거리보다 마찰플레이트(500)의 길이부 길이가 짧으면, 인접해 있는 2개의 마찰구동 휠(610) 모두가 마찰플레이트(500)와 맞닿지 않게 되어 마찰플레이트(500)를 주행방향으로 전진 구동시킬 수 없게 될 것이다. 앞서 기술하였듯이, 본 발명은 EMS을 기반으로 하여 행거를 구동하는 방식에 대한 의존성을 낮추도록 설계되어 있다. 예컨대 구동 트롤리(210)의 모터(212)가 고장나면, 작업자는 구동 트롤리(210)의 토글 클램프(213)를 해체하여 모터에 영향을 받지 않고 구동 휠(211)의 자유 회전을 보장한다. 그런 다음에, 작업자는 구동 모터(620)에 축결합된 마찰구동 휠(610)을 통해 마찰플레이트(500)를 주행방향으로 밀어부쳐 행거(400)를 레일을 따라 화살표 방향으로 이동시키게 할 수 있다. 즉, 본 발명은 구동 트롤리(210) 또는 마찰구동 유닛(600)의 구동을 통해 모노 레일(100)에 주행가능하게 매달려 있는 행거(400)를 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 오버헤드 컨베이어는 행거에 제어부를 구비하여 자동적으로 행거를 가동하거나 레일에 급전선 및 신호선을 장착하여 지상에서 가동할 수 있는 EMS 방식을 채택할 수 있으며, FDS 방식은 지상에서 가동시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 오버헤드 컨베이어는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1 ----- 오버헤드 컨베이어,
100 ----- 레일,
210 ----- 구동 트롤리,
220 ----- 종동 트롤리,
400 ----- 행거,
500, 500' ----- 마찰플레이트,
600 ----- 마찰구동 유닛,
710 ----- 지지 휠. |
