롤러 조립체를 갖는 컨베이어 시스템{CONVEYOR SYSTEM WITH ROLLER ASSEMBLIES}
관련출원 본 출원은, 본원에 그 내용이 참조로 포함되는 "롤러 조립체를 갖는 컨베이어 시스템(Conveyor System with Roller Assemblies)"의 명칭으로 2014년 12월 4일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 62/087,453의 우선권을 주장한다. 기술분야 본 발명은 전반적으로 동력 구동식 컨베이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 컨베이어 시스템을 통과하는 물품의 궤적을 조작하기 위한 롤러를 갖는 컨베이어에 관한 것이다.
다수의 패키지 및 재료 취급 응용예는 이송된 물품이 컨베이어의 일측으로 전환될 것을 필요로 한다. 2개의 예는 물품을 벨트 측으로부터 분류하는 것과, 물품을 벨트 측으로 보내는 것이다. 2002년 12월 17일에 Costanzo에게 부여된 미국 특허 번호 6,494,312인, "경사지게 배치된 롤러를 갖는 모듈식 롤러 상부 컨베이어 벨트(Modular Roller-Top Conveyor Belt with Obliquely-Arranged Rollers)"는, 벨트가 벨트 주행 방향으로 전진함에 따라 차축 상의 컨베이어 벨트에 벨트 주행 방향에 대하여 경사지게 배치된 원통형 롤러가, 경사 롤러가 안착되는 하위 지지면에 의해 작동되는 컨베이어 시스템을 개시한다. 벨트가 전진함에 따라 롤러 및 지지면 사이의 접촉이 롤러를 회전시킨다. 경사 롤러의 회전은 롤러 맨 위의 물품을 컨베이어 벨트를 횡단하여 컨베이어의 일측을 향하여 밀게 된다. 롤러가 벨트 주행 방향으로부터 벨트 주행 방향 (0°의 롤러 각도로 정의) 및 약 30° 사이의 각도 정도로 회전하도록 배치되는 한, 이러한 경사 롤러 벨트는 평면 지지면에서 극히 잘 작동한다. 30° 보다 큰 롤러 각도의 경우, 롤러는 평면 지지면에서 지나치게 많이 미끄러진다. 2005년 11월 29일에 Fourney에게 부여된 미국 특허 번호 6,968,941인, "물체 이송 장치 및 방법(Apparatus and Methods for Conveying Objects)"은 보다 더 큰 범위의 롤러 각도를 수용하는 개선된 지지면을 제시한다. 평면 지지면을 사용하는 대신, Fourney는 벨트 주행 방향의 축을 중심으로 회전하도록 배치된 롤러를 작동시키는 외곽부를 사용한다. 컨베이어 벨트가 전진함에 따라, 경사 벨트 롤러는 하위 작동 롤러 상에서 구르며, 하위 작동 롤러도 그 축을 중심으로 구르게 된다. 주변에서의 지지면이 구르기 때문에, 미끄러짐이 줄어들고 보다 큰 롤러 각도가 수용될 수 있다. 보다 큰 롤러 각도는 평면 지지면에 의해 가능한 것에 비하여 보다 더 예리한 물품 전환 궤적을 허용한다. 그러나, 작동 롤러는 단순한 평면 지지면에 비하여 보다 비싸고 약간 더 복잡하다. 2009년 9월 15일에 Fourney에게 부여된 미국 특허 번호 7,588,137인, "물체를 변위시키는 롤러를 갖는 컨베이어 벨트(Conveyor Belt Having Rollers that Displace Objects)"는 물체를 컨베이어 벨트로부터 전환시키는 데에 사용되는 다수의 롤러 세트를 포함하는 컨베이어 벨트를 제시한다. 물품이 컨베이어로부터 전환될 수 있는 각도는 제한된다. 그 내용이 본원에 참조로 포함되는 "다중 방향 롤러 조립체(Multi-Directional Roller Assembly)"의 명칭으로 2013년 8월 1일에 공개된 미국 공개 특허 2013/0192954 (지금은, 미국 특허 번호 9,978,879)는 다중 방향 롤러 조립체 아래의 컨베이어 벨트에 의해 구동될 수 있는 다중 방향 롤러 조립체를 제시한다. 동일한 컨베이어 벨트는 다중 방향 롤러 조립체의 어레이를 수용하는 롤러 플레이트로 그리고 롤러 플레이트로부터 물품을 이송한다. 롤러 조립체는 물품의 궤적을 조작하거나, 물품을 롤러 플레이트를 따라 직선형으로 이동시켜 다시 컨베이어 벨트로 이동시킨다. 컨베이어 벨트는 롤러 플레이트 아래에서 전환되어 롤러 조립체를 구동한다. 컨베이어 벨트는 높은 장력을 겪을 수 있다. 또한, 컨베이어 벨트로부터의 물품의 천이, 롤러 플레이트 상으로의 물품의 천이, 및 다시 컨베이어 벨트 상의로의 물품의 천이는, 불필요한 불안정성을 나타내는 것에 더하여, 물품들 사이의 원하는 간격을 변경할 수 있다.
컨베이어 시스템은 물품의 궤적을 조작하는 롤러 조립체의 어레이를 수용하는 롤러 플레이트와, 롤러 조립체들 사이 및 다시 롤러 플레이트 아래에서 롤러 플레이트의 상부를 지나는 일련의 좁은 컨베이어 벨트를 채용한다. 좁은 컨베이어 벨트는 롤러 플레이트 상면에 대하여 이동 가능하다. 상승 모드에서, 좁은 컨베이어 벨트는 롤러 플레이트 위에서 물품을 이송한다. 하강 모드에서, 좁은 컨베이어 벨트는 물품을 롤러 플레이트 상으로 이동시키고 롤러 조립체와 접촉시켜, 물품의 궤적을 조작한다. 롤러 플레이트의 아래에서, 복귀로 내의 좁은 컨베이어 벨트는 롤러 조립체를 구동하는 것을 도울 수 있다. 제1 양태에 따르면, 이송 장치는 선택된 궤적을 따르는 이송 물품과 접촉하여 이송 물품을 배향시키는 롤러 조립체의 어레이를 갖는 분류 플레이트와, 2개의 롤러 조립체 사이를 통과하는 적어도 하나의 컨베이어 벨트와, 분류 플레이트에 대하여 컨베이어 벨트를 선택적으로 승강시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 양태에 따르면, 이송 장치는 선택된 궤적을 따르는 이송 물품과 접촉하여 이송 물품을 배향시키는 복수의 행의 롤러 조립체를 갖는 분류 플레이트와, 롤러 조립체들 사이를 통과하는 복수의 트랙과, 트랙 내에 수용되는 복수의 좁은 컨베이어 벨트와, 좁은 컨베이어 벨트 및 롤러 조립체 사이의 거리를 변화시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 양태에 따르면, 물품을 분류하는 방법은 일련의 좁은 컨베이어 벨트를 사용하는 복수의 롤러 조립체를 갖는 분류 플레이트를 향하여 물품을 이송하는 단계와, 롤러 조립체의 배향에 따라 롤러 조립체 및 좁은 컨베이어 벨트 사이의 거리를 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 양태 및 특징, 그리고 그 이점이 후술하는 설명, 첨부된 청구범위, 및 첨부된 도면에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 롤러 조립체들 사이를 통과하는 일련의 좁은 벨트를 갖는 분류 플레이트의 등각도이다.
도 2는 분류 플레이트, 좁은 벨트, 분류 플레이트 아래의 이차 구동 벨트를 포함하는 이송 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 상승 모드에서의 좁은 벨트를 갖는 분류 플레이트의 측면도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 하강 모드에서의 좁은 벨트를 갖는 분류 플레이트의 측면도이다.
도 4a는 제1 위치에서의 좁은 벨트의 위치 결정을 위한 회전 램프의 등각도이다.
도 4b는 제2 위치에서의 좁은 벨트의 위치 결정을 위한 회전 램프의 등각도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러 조립체들 사이를 통과하는 좁은 벨트를 포함하고, 좁은 벨트를 선택적으로 승강시키기 위한 랙 기어 상에 램프를 갖는 롤러 플레이트의 일부분의 개략도이다.
컨베이어 시스템은 롤러 조립체의 어레이와, 롤러 조립체들 사이에서 롤러 플레이트를 지나가는 복수의 좁은 컨베이어 벨트를 포함한다. 본 발명이 특정 예시적인 실시예와 관련하여 아래에서 설명되지만, 당업자는 본 발명이 예시적인 실시예에 한정되지 않음을 인식할 것이다. 도 1은 이송된 물품의 궤적을 선택적으로 변경하기 위한 복수의 롤러 조립체(20)를 포함하는 분류 플레이트(10)를 포함하는 컨베이어 시스템을 도시한다. 롤러 조립체(20)는 교호하는 행의 패턴으로 배치되지만, 분류 플레이트(10)는 임의의 적합한 개수, 크기, 구성 및 배치의 롤러 조립체를 가질 수 있다. 그 내용이 본원에 참조로 포함되고 "다중 방향 롤러 조립체"의 명칭으로 2013년 8월 1일에 공개된 미국 공개 특허 2013/0192954에 제시된 바와 같이, 롤러 조립체(20)는 상부 및 하부 플레이트 사이에 수용되지만, 본 발명은 제시된 다중 방향 롤러 조립체에 한정되지 않는다. 분류 플레이트(10)는 복수의 좁은 컨베이어 벨트(50)를 포함한다. 벨트(50)는 적어도 2개의 모드로 작동한다: 상승 모드 및 하강 모드. 일 실시예에서, 액추에이터는 모드를 전환하기 위해 구동 벨트를 분류 플레이트(10)에 대하여 선택적으로 승하강시킨다. 상승 모드에서, 구동 벨트 중 하나 이상은 분류 플레이트(10)의 상면 위로 상승되어, 구동 벨트에 의해 분류 플레이트로 운반되는 제품이 롤러 조립체(20)와 접촉하지 않고 분류 플레이트를 지나갈 수 있다. 상승 모드에서, 벨트(50)는 분류 플레이트(10) 위에서의 물품의 일차 컨베이어로서의 역할을 한다. 하강 모드에서, 액추에이터는 컨베이어 벨트(50)를 분류 플레이트의 상면에 대하여 하강시켜, 벨트(50)에 의해 분류 플레이트(10)로 이송되는 물품이 롤러 조립체(20)와 접촉하여, 롤러 조립체의 배향에 따라 물품이 선택된 방향으로 향하게 한다. 일 실시예에서, 벨트(50)는 분류 플레이트 아래에서 복귀하며, 또한 롤러 조립체(20)용 구동기로서의 역할을 한다. 도시된 바와 같이, 좁은 컨베이어 벨트(50)는 컨베이어 벨트가 분류 플레이트(10) 내의 인접한 롤러 조립체들(20) 사이로 통과하기에 충분히 좁은 폭을 갖는다. 개별 롤러 조립체(20)는 각 모드 및 각 상황에서 좁은 벨트의 확실한 통과를 허용하도록 배치된다. 롤러 플레이트(10)는 벨트(50)를 수용하기 위한 상이한 롤러 조립체들 사이에 트랙을 포함할 수 있다. 트랙은 벨트를 운동에 대해 직선형 배향으로 유지하며, 벨트 및 이송된 물품의 중량을 지지한다. 일 실시예에서, 액추에이터는 트랙을 선택적으로 상하로 이동시켜 이송된 물품을 롤러 조립체(20)로 노출시킨다. 다른 실시예에서, 컨베이어 벨트(50)는 수직으로 정지된 상태로 유지할 수 있는 한편, 롤러 조립체(20)가 상하로 이동하여 2개의 모드를 교대로 바꿀 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터는 상승 위치 및 하강 위치 사이에서 벨트(50)의 상부(운반로)만을 이동시킨다. 다른 실시예에서, 액추에이터가 전체 벨트(50) 또는 일련의 벨트(50)를 이동시키거나, 롤러 플레이트(10)가 벨트(50)의 상부에 대하여 이동될 수 있다. 트랙 또는 벨트(50) 또는 롤러 조립체(20) 또는 롤러 플레이트(10)는 캠, 모터, 공기 실린더, 유압 실린더, 자석, 스프링 또는 액추에이터의 임의의 적합한 조합을 사용하는 실제의 롤러 조립체와 독립적으로 승하강될 수 있다. 도 2는 도 1의 이송 시스템의 개략적인 측면도이다. 좁은 벨트(50)는 물품(60)을 분류 플레이트(10)를 향하여 이송한다. 상승 모드에서, 좁은 벨트(50)는 분류 플레이트(10) 위에서 물품을 벨트 속도로 이송한다. 하강 모드에서, 좁은 벨트(50)는 물품을 롤러 조립체가 패키지에 대해 작용하는 분류 플레이트(10)의 분류면으로 이송한다. 좁은 벨트(50)는 분류 플레이트(10)의 아래에서 복귀한다. 좁은 벨트는 분류 플레이트(10) 아래에서 이차 벨트(70)와 계합하여 롤러 조립체(20)를 구동할 수 있다. 대안적으로, 모터 또는 다른 적합한 구동기가 롤러 조립체(20)를 구동하는 데에 사용될 수 있다. 도 3a는 좁은 벨트(50)가 롤러 플레이트(10)의 상면에 대하여 상승된 분류 플레이트(10)의 측면도이다. 상승 모드에서, 좁은 벨트(50)의 상면은 이송된 물품의 이송면을 유지한다. 이송된 물품은 분류 플레이트(10)를 지날 때 롤러 조립체와 접촉하지 않는다. 도 3b는 좁은 벨트(50)가 분류 플레이트(10)의 상면에 대하여 하강된 분류 플레이트(10)의 측면도이다. 하강 모드에서, 벨트(50)의 상면은 롤러 조립체의 상부와 평행하거나 아래에 있어, 롤러 조립체(20)가 이송된 물품과 접촉한다. 각 롤러 조립체(20)는 이송된 물품의 궤적을 조작하도록 선택적으로 배향되고 작동된다. 벨트(50)를 승강시키기 위한 임의의 적합한 수단이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 롤러 플레이트(10) 위에서의 벨트(50)의 수직 운동이 플레이트 내에서의 롤러 조립체(20)의 배향과 연관될 수 있다. 예를 들면, 도 4a 및 도 4b는 롤러 플레이트(10)를 횡단하는 벨트(50)의 높이를 안내하거나 변경하기 위한 회전 램프(90)를 도시한다. 회전 램프(90)는 롤러 플레이트 위로 또는 롤러 플레이트를 통하여 좁은 컨베이어 벨트를 안내하기 위한 벽(92)을 갖는 트랙(91)을 형성한다. 회전 램프(90)는 롤러 조립체가 통과 위치에 있을 때 트랙(91)이 높은 위치(도 4a)에 있도록 설계되어, 롤러 조립체는 이송된 물품과 접촉하지 않는다. 롤러 조립체가 분류 배향으로 배향되면, 트랙(91)을 통과하는 컨베이어 벨트(50)를 하강시키기 위해 트랙(91)이 하부 위치(도 4b)에 있게 되어, 컨베이어 벨트(50)에 의해 이송된 물품이 롤러 조립체와 접촉하도록 한다. 회전 램프는 좁은 벨트 트랙에 고정되는 상부(95)와, 롤러 조립체 또는 연결된 기어 장치와 함께 회전하는 저부(96)를 포함한다. 저부 및 상부는 지지면을 포함하여, 상부(95)에 대한 저부(96)의 회전이 상부(95)를 밀어 올려 트랙(91)을 상승시킨다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 롤러 조립체(20)를 통과하는 벨트(50)의 개략적인 조감도이다. 도 5의 실시예에서, 각 롤러 조립체(20)는 롤러 조립체(20)를 선택적으로 배향시키기 위해 랙 기어(24) 또는 다른 액추에이터와 계합하는 주변 치형(22)을 포함한다. 랙(24)은 롤러 조립체의 배향에 따라 롤러 조립체(20)에 대하여 벨트(50)를 선택적으로 승강시키기 위한 램프(26)를 포함한다. 롤러 조립체가 통과 배향으로 배향되면, 롤러 조립체가 이송된 물품과 접촉하지 않도록 벨트(50)를 밀어 올리기 위해 램프(26)가 내측으로 이동한다. 롤러 조립체(20)가 분류 배향으로 배향되면, 벨트(50)를 하강시키기 위해 램프(26)가 벨트로부터 당겨진다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 회전 램프(90) 및 선형 램프(26) 기구 모두는 벨트(50) 또는 벨트를 포함하는 트랙을 승강시키면서 하나의 롤러 조립체(20)로부터 다른 롤러 조립체로 운동을 전달하는 이중 목적을 제공할 수 있다. 좁은 컨베이어 벨트(50)는 연속적인 이송면이 유지되도록 한다. 벨트(50)는 보다 더 직선형의 경로를 따르므로, 벨트 장력, 벨트 마모 및 소비 전력이 감소된다. 이러한 몇몇의 예가 제시됨에 따라, 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 정의되며 설명된 형태의 상세에 한정되지 않는 것으로 여겨진다. |
