KR100354261B1 - 종이 세단 장치의 모터 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종이 세단 장치의 모터 제어 장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 종이 감지를 위한 포토 커플러(Photo Coupler; PC) 복수개를 병렬 연결하여 종이 투입만을 감지하여 세단되도록 함으로써, 종이가 아닌 이물체가 투입되었을 경우에는 종이 세단 장치가 동작되지 않도록 하여 안전 사고를 예방할 수 있다. 그리고 종이 입력 감지 후 RC 회로(Resister-Capacitor circuit)의 시정수(RC) 만큼 시간이 경과되면 자동적으로 모터 구동을 제어함으로써, 종이 감지 장치에 종이가 걸려 있을 때, 모터에 구비된 TC(모터 과열 방지기)에 이상이 발생되었을 경우에도 모터가 계속적으로 구동되지 못하도록 제어하여 과열 방지, 절전, 장치 수명 연장 등의 효과가 있도록 한다.

Description

종이 세단 장치의 모터 제어 장치{ Circuit for controlling motor in apparatus for sliceing paper }

본 발명은 종이 세단 장치에 관한 것으로, 특히 종이 감지를 위한 포토 커플러(Photo Coupler; PC)를 복수개 사용하여 종이만이 세단되도록 하고, 종이 입력 감지 후 RC 회로(Resister-Capacitor circuit)의 시정수(RC) 만큼 시간이 경과되면, 자동적으로 모터 구동을 제어하여, 종이 감지 장치에 종이가 걸려 있을 경우 모터의 계속적인 구동으로 인해 과열되는 것을 방지하도록 한 종이 세단 장치의 모터 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 은행 업무 자동화 코너 등에서는 명세표 등의 전표를 사용한 후, 개인 정보 유출을 방지하기 위해 전표를 잘라서 버리도록 한다.

본 발명은 특히 무인으로 운용되는 은행 업무 자동화 코너 등에 설치되는 종이 세단 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 전표 뿐만 아니라 문서 등 종이를 세단하는 장치에 관한 것이다.

도1은 일반적인 종이 세단 장치 회로도이다.

도시된 바와 같이, 종이 세단 장치에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(10)와; 종이 입력 여부를 감지하는 종이 감지부(20)와; 상기 종이 감지부(20)의 종이 감지 여부에 따라 모터 구동을 제어하는 모터 구동부(30)와; 상기 모터 구동부(30)의 제어에 따라 종이 세단을 위한 모터를 구동시키는 모터부(50)와; 상기 전원 공급부(10)의 제어에 따라 전원 공급 여부와 세단된 종이 저장통 비우기 경보를 표시해 주는 경보 표시부(40)로 구성된다.

상기 종이 감지부(20)는, 종이 입력 여부에 따라 전류가 차단되어 종이 입력을 감지하는 포토 커플러(photo coupler; PC)(21)를 포함한다.

상기 모터 구동부(30)는, 상기 포토 커플러(21)의 트랜지스터의 전압을 입력받아 NANDING 논리 연산을 수행하여 모터 구동을 제어하는 3개의 NAND 게이트(gate)(31,32,33)로 구성된다.

상기 경보 표시부(40)는, 상기 모터 구동부(30)의 제어에 따라 전원이 공급되는 포토 커플러(51)와; 상기 포토 커플러(51)의 제어에 따라 양방향으로 도통 상태가 되어 교류 전류를 제어하는 트라이액(TRIAC)(52)과; 상기 포토 커플러(51)와 트라이액(52)의 제어에 의해 회전하는 모터(53)로 구성된다.

상기와 같은 일반적인 종이 세단 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 종이 감지부(20) 내 포토 커플러(21)에서 종이 입력이 감지되지 않으면, 즉, 다이오드(diode)와 트랜지스터(transistor) 사이에 종이가 끼워지지 않은 상태이면, 다이오드의 빛을 받아 트랜지스터가 도통되어 포토 커플러(21)의 트랜지스터는 로우 상태의 전압을 출력한다. 그래서 모터 구동부(30)의 제1 NAND 게이트(31)는 이 로우 상태의 신호를 입력받아 NANDING하여 하이 상태의 신호를 출력하고 제2 NAND 게이트(32)는 이 하이 신호를 입력받아 NANDING 하여 로우 신호를 출력한다. 제3 NAND 게이트(33)는 이 제2 NAND 게이트(32)의 로우 출력 신호를 입력받아 NANDING하여 하이 상태가 된다. 이에 모터부(50)의 포토 커플러(51)의 다이오드는 도통되지 못한다. 그래서 모터가 구동되지 않게 된다.

그러다가, 종이 감지부(20) 내 포토 커플러(21)의 다이오드(diode)와 트랜지스터(transistor) 사이에 종이가 끼워지면, 트랜지스터는 다이오드로부터의 빛이 차단되어, 전류를 차단하게 된다.

이 포토 커플러(21)의 트랜지스터 하이(high) 출력 전압은 모터 구동부(30)의 제1 NAND 게이트(31)로 입력되고, 이 제1 NAND 게이트(31)는 로우 신호를 출력하게 되며, 제2 NAND 게이트(32)는 이 로우 신호를 NANDING하여 하이 신호를 제3 NAND 게이트(32)로 제공하게 된다. 그래서 제3 NAND 게이트(33)는 이 하이 신호를 NANDING하여 로우 상태가 된다.

그래서 제3 NAND 게이트(33)의 출력이 로우 상태가 되면, 모터부(50) 내 포토 커플러(51)의 다이오드가 도통(on)되어 모터(53)가 구동된다. 그래서 종이 감지부(20)에 입력된 종이(전표 또는 문서)가 세단되도록 한다.

이러한 모터(53)에는 모터(53)의 과열을 감지하여 모터(53) 내부에 흐르는 전류를 차단하는 TC(모터 과열 제어기)를 구비한다. 그래서 모터(53)의 과열시 모터(53)의 구동을 정지시켜서 모터(53)가 과열되는 것을 방지하게 된다.

그러나 종이가 종이 감지부(20)에 끼어 모터(53)가 계속 구동하게 되었을 때 이 때 TC가 이상이 발생하게 되면, 모터(53)를 제어할 수 있는 방법이 없다. 그래서 종이 세단 장치가 계속적으로 구동하게 되어, 전력 손실이 커지고, 모터가 마모되어 수명도 짧아지는 문제가 발생되었다.

더구나 이 종이 세단기가 무인으로 운용되는 곳에 설치되면, 모터의 과열로 시스템에 이상이 발생하게 되고, 급기야는 화재가 발생될 수도 있는 심각한 문제가 초래되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은

종이 감지를 위한 포토 커플러(Photo Coupler; PC)를 복수개 구비하고 구비된 복수개의 포토 커플러가 모두 감지되었을 경우에만 모터가 구동되도록 함으로써, 종이만이 세단되도록 한 종이 세단 장치의 모터 제어 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 종이 입력 감지 후 RC 회로(Resister-Capacitor circuit)의 시정수(RC) 만큼 시간이 경과되면, 자동적으로 모터 구동을 제어함으로써, 종이 감지 장치에 종이가 걸려 있을 경우 모터의 계속적인 구동으로 인해 과열되는 것을 방지하고 계속적인 구동으로 기계장치가 마모되는 것을 방지하도록 한 종이 세단 장치의 모터 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 종이 세단 장치의 모터 제어 장치는,

전류 차단 여부에 따라 구동이 제어되어 물체 투입을 감지하는 포토커플러(Photo Coupler; PC)를 복수개 병렬 연결하여, 종이 투입만을 감지하는 종이 감지부와;

상기 종이 감지부에서 종이 입력이 감지된 후, 설정된 시정수만큼 시간이 경과되면 모터 구동을 정지시키는 제어신호를 출력하여, 모터의 과열을 방지해주는 모터 과열 방지부로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 모터 과열 방지부는, 상기 종이 감지부에서 종이 입력이 감지되면 충전하고, 충전된 전압을 시정수(RC) 동안 방전하는 RC회로와; 상기 RC 회로의 출력 전압을 카운팅하여 시정수 만큼 시간이 경과되면, 모터 구동 정지를 위한 제어 신호를 발생하는 카운터로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 RC 회로의 시정수(RC)는, 하나의 종이가 입력된 후 모두 세단될 때까지 소요되는 시간보다 길고, 상기 모터가 과열되는 데 소요되는 시간보다는 짧도록 설정됨을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 종이 세단 장치 회로도,

도2는 본 발명에 의한 종이 세단 장치의 모터 제어 장치 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:전원 공급부 200:종이 감지부

30:모터 구동부 40:경보 표시부

50:모터부 100:모터 과열 방지부

110:RC 회로 120:카운터

300:스위치

이하, 상기와 같은 본 발명 종이 세단 장치의 모터 제어 장치를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 의한 종이 세단 장치의 모터 제어 장치 회로를 보인다.

도시된 바와 같이, 종이 세단 장치에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(10)와; 종이 입력만을 감지하는 종이 감지부(200)와; 상기 종이 감지부(20)에서 종이 입력이 감지되면, 설정된 시정수만큼 시간이 경과된 후 모터 구동을 정지하는 신호를 발생하는 모터 과열 방지부(100)와; 상기 종이 감지부(20)의 종이 감지 여부와 상기 모터 과열 방지부(100)의 제어에 따라 모터 구동을 제어하는 모터 구동부(30)와; 상기 모터 구동부(30)의 제어에 따라 종이 세단을 위한 모터를 구동시키는 모터부(50)와; 상기 전원 공급부(10)의 제어에 따라 전원 공급 여부와 세단된 종이 저장통 비우기 경보를 표시해 주는 경보 표시부(40)로 구성된다.

상기 종이 감지부(200)는, 전류 차단 여부에 따라 구동이 제어되어 입력을감지하는 포토커플러(Photo Coupler; PC)를 복수개 병렬 연결한다.

여기서는 PC를 병렬적으로 2개(210, 220) 연결시킨다.

그리고 작은 종이가 투입되었을 경우, 사용자에 의해 수동으로 모터를 구동시킬 수 있도록 하는 스위치(300)를 모터부(50) 내 포토 커플러(51) 측에 구비한다.

상기 모터 과열 방지부(100)는, 상기 종이 감지부(20)에서 종이 입력이 감지되면 충전하고, 충전된 전압을 시정수(RC)에 따라 출력하는 RC회로(110)와; 상기 RC 회로(110)의 출력 전압을 카운팅하여 시정수 만큼 시간이 경과되면, 모터 구동 정지를 위한 제어 신호를 발생하는 카운터(120)로 구성된다.

상기 RC 회로(110)의 커패시터(C1)의 용량은, RC 회로(110)의 시정수(RC)가 하나의 종이가 입력된 후 모두 세단될 때까지 소요되는 시간보다 길고, 모터(53)가 과열되는 데 소요되는 시간보다는 짧도록 설정된다.특히, 상기 시정수는 저항의 저항 값과 콘덴서의 콘덴서 값에 따라 가변된다.즉, 시정수(τ) = RC(sec)이다.여기서, 금융기관에 설치될 종이 세단 장치의 시정수는 일반 사무실에 설치될 시정수보다 짧게 설정한다.왜냐하면, 금융기관에 사용되는 거래명세서는 일반 사무실에서 사용되는 A4용지보다 작기 때문이다.

상기 모터 구동부(30)는, 상기 포토 커플러(21)의 트랜지스터의 전압을 입력받아 NANDING 논리 연산을 수행하는 제1 NAND 게이트(31)와; 상기 제1 NAND 게이트(31)의 출력신호를 입력받아 NANDING을 수행하는 제2 NAND 게이트(32)와; 상기 제2 NAND 게이트(32)의 출력 신호와 상기 모터 과열 방지부(100)내 카운터(120)의 출력 신호를 입력받아 NANDING을 수행하여 모터 구동을 제어하는 제3 NAND 게이트(33)로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의한 종이 세단 장치의 모터 제어 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

종이 감지부(20)는 2개의 포토 커플러를 병렬 연결하며, 설명 편의를 위해 제1 포토 커플러(210), 제2 포토 커플러(220) 라고 칭한다.

외부로부터 종이가 투입되기 시작하면, 제1 포토 커플러(210)의 다이오드의 빛이 차단되어 제1 포토 커플러(210)의 트랜지스터는 턴오프(turn-off)된다. 이어 제2 포토 커플러(220)의 다이오드 빛까지 차단되면, 종이 감지부(200)는 세단될 종이가 투입되었음을 감지하게 된다.

그러나 종이가 아닌 이물체가 종이 투입구에 투입되었을 경우, 제1 포토 커플러(210)의 다이오드 빛은 차단되지만, 제2 포토 커플러(220)의 다이오드 빛은 차단되지 않게 된다. 그래서 종이 감지부(200)는 종이가 투입되지 않았다고 감지하게 된다. 이렇게 종이 투입 감지를 위한 포토 커플러를 복수개 구비하여 이 복수개 포토 커플러가 모두 투입 감지를 했을 경우에만 종이가 투입되었다고 감지하게 된다. 그래서 종이가 아닌 다른 이물체 즉, 넥타이, 머리카락, 클립, 팔찌, 옷 소매 등이 종이 투입구에 투입되었을 경우에는 세단 동작이 구동되지 않고, 종이가 투입되었을 경우에만 세단되도록 하여, 안전 사고를 예방하게 된다.

또한 제1 포토 커플러(210)와 제2 포토 커플러(220)가 모두 감지할 수 없을 정도로 작은 크기의 종이가 투입되었을 경우에는, 사용자가 스위치(300)를 온(on) 시켜 종이가 세단되도록 한다.

모터 구동부(30)는 종이 감지부(200)의 트랜지스터의 출력 전압에 의해 모터를 구동하도록 제어한다. 이에 모터부(50)의 모터가 구동된다.

한편, 모터 과열 방지부(100)의 RC 회로(110)는 종이 감지부(200)에서 종이 입력이 감지되면 충전을 시작한다. 그래서 시정수(RC)만큼 충전되었던 전압을 유지하게 되며, 카운터(120)는 이 RC 회로(110)의 시정수 만큼 카운팅하게 된다.

그러다가 입력된 종이가 모두 세단되면, 종이 감지부(200)의 제1 포토 커플러(210)와 제2 포토 커플러(220)의 출력 전압은 하이 상태에서 로우 상태로 변화되어, 모터(53)는 구동을 멈추게 된다.

그러나 종이가 두꺼운 등의 이유로 제1 포토 커플러(210)와 제2 포토 커플러(220)에 걸쳐 끼이는 상황이 발생되면, 제1 포토 커플러(210)와 제2 포토 커플러(220)의 출력 전압은 계속적으로 하이 상태를 유지하게 되고, 이에 모터 구동부(30)는 모터(53)를 구동시키도록 하는 신호를 계속적으로 출력하게 된다. 그래서 모터(53)는 계속적으로 구동된다. 이때 모터(53)에 구비된 TC(모터 과열 방지기)가 정상적으로 작동되지 않는다면, 종래에는 모터(53)는 계속적으로 구동 상태가 되었다.

그러나 본 발명에서는 모터 과열 방지부(100)의 RC 회로(110) 방전 시정수 시간 경과 후 모터(53)의 구동을 정지시키는 신호를 발생하도록 한다.

즉, RC회로(110)는 설정된 전압을 충전한다. 그리고 시정수 시간 동안 충전 전압을 방전한다. 그러다가 시정수 시간이 경과되면, 카운터(120)는 모터 구동 정지를 위한 신호를 로우신호로 출력한다. 그러면 제3 NAND 게이트(33)는 제2 NAND 게이트(32)의 하이 출력 신호와 카운터(120)의 로우 출력 신호를 NANDING 하여 하이 출력 상태가 된다.

그래서 모터부(50)의 포토 커플러(51)의 다이오드가 OFF되어, 모터(53)의 구동을 자동적으로 정지시키게 된다.

여기서 RC 회로(110)의 커패시터를 47㎌으로 구현할 경우, RC 회로(110)는 약 30가 경과되면, 충전 전압을 모두 방전시키게 된다. 그래서 카운터(120)는 30초가 경과되면 로우 신호로 출력 신호를 변화시켜 출력하게 된다. 이에 종이가 끼인 후 약 30초가 경과되면 모터(53)는 모터 과열 방지부(100)의 제어에 의해 자동적으로 구동이 정지된다. 그래서 모터(53)가 과열되는 것을 방지하게 된다.

또한 커패시터를 100㎌으로 구현할 경우, 모터(53)는 약 1분 10초가 경과되면, 모터 과열 방지부(100)의 제어에 의해 구동이 자동적으로 정지된다.만약, 설정된 시정수(RC)를 경과하여 종이 세단 장치로 종이가 연속적으로 투입될 경우, 상기 종이 세단 장치는 종이 걸림을 판단하여 모터(53)의 구동을 정지 시킨다. 그리고 일정시간 후에, 사용자에게 수동으로 스위치(300)를 동작시켜 모터(53)를 구동하라는 경보음을 보낸다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 종이 세단 장치의 모터 제어 장치는, 종이 감지를 위한 포토 커플러(Photo Coupler; PC)를 복수개 구비하고, 구비된 복수개 포토 커플러에서 모두 투입을 감지했을 경우에만 모터가 구동되도록 함으로써, 종이만이 세단되도록 하고 종이가 아닌 이물체는 세단되지 않도록 하여, 실수로 넥타이, 머리카락, 팔찌, 옷 등이 투입되었을 경우 안전 사고가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고 종이 입력 감지 후 RC 회로(Resister-Capacitor circuit)의 시정수(RC) 만큼 시간이 경과되면, 자동적으로 모터 구동을 제어하여, 종이 감지 장치에 종이가 걸려 있을 경우에도 모터가 계속적으로 구동되지 않도록 함으로써,계속적인 구동으로 모터가 마모되는 것을 방지하여 종이 세단 장치이 수명을 길게 하는 효과가 있고, 소비 전력을 절감할 수 있게 된다. 또 이렇게 모터 과열이 방지되므로, 시스템에 이상 상태가 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 화재도 방지되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 모터를 구비한 종이 세단 장치에 있어서,

   전류 차단 여부에 따라 구동이 제어되어 물체 투입을 감지하는 포토커플러(Photo Coupler; PC)를 복수개 병렬 연결하여, 종이 투입만을 감지하는 종이 감지부와;

   상기 종이 감지부에서 종이 입력이 감지된 후, 설정된 시정수만큼 시간이 경과되면 모터 구동을 정지시키는 제어신호를 출력하여, 모터의 과열을 방지해주는 모터 과열 방지부로 구성된 것을 특징으로 하는 종이 세단 장치의 모터 제어 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 모터 과열 방지부는,

   상기 종이 감지부에서 종이 입력이 감지되면 충전하고, 충전된 전압을 시정수(RC) 동안 방전하는 RC회로와; 상기 RC 회로의 출력 전압을 카운팅하여 시정수 만큼 시간이 경과되면, 모터 구동 정지를 위한 제어 신호를 발생하는 카운터로 구성된 것을 특징으로 하는 종이 세단 장치의 모터 제어 장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   서로 병렬 연결된 복수개의 포토 커플러가 모두 감지할 수 없을 정도로 작은 크기의 종이가 투입되는 경우, 사용자에 의해 수동으로 동작되어 모터 구동을 제어하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 세단 장치의 모터 제어 장치.