KR101731465B1 - 담뱃재 낙하 측정장치 - Google Patents

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이기식
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Abstract

담배의 연소시 외부 힘에 따른 담뱃재의 떨어짐을 측정하되, 측정결과의 정확성 및 측정 환경에 대한 안전성이 개선되도록, 본 발명은 복수개의 측정대상담배가 정렬되어 안착되도록 상면을 따라 기설정된 샘플링갯수의 안착홈이 형성되되, 하부에 구비된 구동부에 의해 전후 이동되는 지그부; 하부에 상기 각 측정대상담배를 고정하는 홀더부가 구비되되, 상기 지그부의 후방에 배치되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 상부에 설치되어 전후 이동되는 센서프레임을 따라 구비되되, 상기 각 측정대상담배의 연소빛을 감지하는 복수개의 센서부; 상기 지그부의 전방에 구비되어 상기 각 측정대상담배를 점화하는 점화부; 기설정된 중량으로 구비되되 상기 각 측정대상담배의 상부에 배치되어 승강되도록 구비된 복수개의 공이부; 및 상기 각 측정대상담배가 타격되도록 상기 각 공이부를 기설정된 높이로 상승 및 자유 낙하시키는 승강수단을 포함하는 담뱃재 낙하 측정장치를 제공한다.

Description

담뱃재 낙하 측정장치{apparatus for hot coal of cigarette falling test}
본 발명은 담뱃재 낙하 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 담배의 연소시 외부 힘에 따른 담뱃재의 떨어짐을 측정하되, 측정결과의 정확성 및 측정 환경에 대한 안전성이 개선되는 담뱃재 낙하 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 담배는 담뱃잎에 가향제나 보습제 등으로 첨가한 연초를 궐련지로 감싸고, 궐련지와 연초의 연소시 발생되는 연기를 흡입하는 것으로, 흡연시 연소 부산물로 담뱃재가 형성된다.
이때, 담뱃재가 소정크기로 형성되면 외부의 힘(흡연자의 손가락 힘)에 의해 담뱃재가 떨어짐이 바람직하지만, 상기 담뱃재는 외부에서 가해진 충격 정도에 따라 떨어지기도 하고 떨어지지 않기도 하며 충격 없이 자연 낙하되는 경우도 있다.
이와 같이, 흡연시 담뱃재가 흡연자의 의도와 달리 떨어지는 경우에는 화재의 위험성이 클 뿐만 아니라, 떨어진 담뱃재로 주변이 오염(특히, 실내의 이불이나 카펫, 장판 등)되고 흡연자의 옷에 묻어 청결을 해치는 문제가 발생된다.
즉, 담뱃재가 미연소된 부분으로부터 분리되는 충격량이 불규칙하기 때문에 재를 털 때 불씨까지 분리되어 화재의 위험을 유발하고 담뱃불을 다시 붙여야 하는 번잡함이 발생되는 문제점이 있었으며, 담뱃재가 제대로 제거되지 않아 다시 재를 털어야 하는 번거로움이 있었다.
따라서, 흡연으로 연소된 담뱃재가 자연 분리되는 크기와, 인위적으로 분리될 때의 충격량을 균일화함으로써 흡연의 편리성 및 담배의 품질이 개선될 수 있으며, 연소재로 인한 화재 위험이나 오염 발생 등이 최소화될 수 있다.
이에, 종래에는 담배를 연소시킨 후 수동적으로 충격을 가하여 연소재의 낙하를 측정하고 데이터를 분석하였으나, 과도한 인력 낭비와 많은 비용 소모가 발생되었으며, 부정확한 데이터로 인하여 담배의 연소품질 측정에 대한 정확성이 저하되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 자동으로 연소되는 담배에 충격을 가하고 담뱃재의 크기를 측정하는 기술이 고안된 바 있으나, 연소되는 담배에 가해지는 충격을 가하기 위한 구조가 복잡하여 반복적인 충격 발생이 힘들어 측정의 정확성이 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 연소시 발생되는 담배 연기가 담뱃재의 낙하량을 측정하는 실내로 쉽게 확산됨에 따라 작업자가 건강을 해칠 우려가 있었다.
한국 공개특허 제10-1987-0002448호
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 담배의 연소시 외부 힘에 따른 담뱃재의 떨어짐을 측정하되, 측정결과의 정확성 및 측정 환경에 대한 안전성이 개선되는 담뱃재 낙하 측정장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 복수개의 측정대상담배가 정렬되어 안착되도록 상면을 따라 기설정된 샘플링갯수의 안착홈이 형성되되, 하부에 구비된 구동부에 의해 전후 이동되는 지그부; 하부에 상기 각 측정대상담배를 고정하는 홀더부가 구비되되, 상기 지그부의 후방에 배치되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 상부에 설치되어 전후 이동되는 센서프레임을 따라 구비되되, 상기 각 측정대상담배의 연소빛을 감지하는 복수개의 센서부; 상기 지그부의 전방에 구비되어 상기 각 측정대상담배를 점화하는 점화부; 기설정된 중량으로 구비되되 상기 각 측정대상담배의 상부에 배치되어 승강되도록 구비된 복수개의 공이부; 및 상기 각 측정대상담배가 타격되도록 상기 각 공이부를 기설정된 높이로 상승 및 자유 낙하시키는 승강수단을 포함하되, 상기 홀더부는 하단부에 상기 안착홈에 대응되는 형합홈이 형성된 홀더프레임과, 상기 지그부의 후진시 상기 각 형합홈에 삽입된 상기 각 측정대상담배를 물림 고정하도록 승강되는 승강프레임을 포함하며, 상기 지그부는 상기 각 공이부의 배치 간격에 대응되는 간격으로 배치되되 상기 측정대상담배의 종류별 직경에 대응되는 안착홈을 갖도록 복수개로 구비되어 각각이 선택적으로 상기 구동부에 착탈되도록 구비되며, 상기 구동부에는 상기 지그부 및 상기 점화부 사이에 배치되어 점화시 선택적으로 승강되되, 상기 각 안착홈에 안착된 상기 측정대상담배의 일단을 정렬하는 정렬판이 구비됨을 특징으로 하는 담뱃재 낙하측정 장치를 제공한다.
여기서, 상기 승강수단은 상기 각 공이부와 연동되어 승강되는 연동바와, 상기 각 연동바의 하단에 배치되도록 복수개로 구비되고, 회전방향으로 갈수록 외경이 증가되되 최소외경부와 최대외경부가 단차지게 연결되도록 구비된 편심캠과, 상기 각 공이부가 독립 승강되도록 상기 각 센서부의 감지신호에 대응하여 상기 각 편심캠의 회전을 제어하는 회전제어부를 포함함이 바람직하다.
이때, 상기 각 편심캠에는 내주 일측에 접속홈이 형성되되 구동모터에 연결된 회전축이 관통되는 접속홀이 형성되고, 상기 회전축에는 상기 각 편심캠에 대응되는 부분을 따라 상기 각 접속홈에 선택적으로 접속되도록 상기 회전제어부에 의해 제어되어 승강되는 복수개의 승강돌기가 구비됨이 바람직하다.
삭제
한편, 상기 베이스프레임을 감싸도록 구비된 케이싱을 더 포함하되, 상기 케이싱의 상부에는 상기 측정대상담배의 연소기체를 흡입하는 흡기수단이 구비됨이 바람직하다.
상기와 같은 해결 수단을 통해서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 상기 각 공이부의 중량 및 자유 낙하 거리가 일정하게 설정되어 각 측정대상담배에 가해지는 충격량이 균일하게 유지될 수 있으므로, 충격량과 담뱃재의 낙하량 간의 상관 관계가 객관적인 기준으로 데이터화됨에 따라 충격시 담뱃재 낙하량에 대한 측정의 신뢰성이 향상될 수 있으며, 품질 개선을 위한 비교 판단 기준이 제시될 수 있다.
둘째, 일정한 높이로 상승된 공이부를 걸어 고정시킨 후 걸림을 해제하는 별도의 솔레노이드 장치와 같은 전장부품 없이도, 회전방향을 따라 외경이 확장되되 일측에 단차가 형성된 편심캠의 회전을 이용한 간단한 구조로 공이부가 승강 및 자유 낙하될 수 있으므로 제품의 경제성이 향상될 수 있다.
셋째, 상기 측정대상담배의 이송 및 고정을 위한 지그부가 측정대상담배의 종류별 직경을 갖는 안착홈을 갖도록 복수로 구비되되 각 지그부의 안착홈 간격이 센서부 및 공이부의 간격에 대응되도록 설정되므로 별도의 세팅 작업 없이 지그부를 측정대상담배의 종류별로 교체한 후 즉각적인 후속 측정 작업이 가능하여 제품의 호환성 및 사용편의성이 향상될 수 있다.
넷째, 상기 베이스프레임을 포함한 장치 전반을 감싸도록 케이싱이 구비되되 케이싱의 상부에 측정대상담배의 연소시 발생되는 연소기체를 흡입하는 흡기수단이 구비되므로 일산화탄소, 니코틴, 타르 등 유해물질의 확산이 최소화됨에 따라 안전한 측정 환경이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치를 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치의 지그부를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치의 홀더부를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치의 승강수단을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치를 나타낸 정면도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치를 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치의 지그부를 나타낸 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치의 홀더부를 나타낸 정면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 담뱃재 낙하 측정장치의 승강수단을 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 담뱃재 낙하 측정장치(100)는 지그부(20), 베이스프레임(10), 센서부(40), 점화부(60), 공이부(50), 그리고 승강수단(90)을 포함한다. 여기서, 상기 담뱃재 낙하 측정장치(100)는 측정대상담배(f)를 자연 연소시킨 후 일정 간격으로 충격을 가해 담뱃재의 낙하량 내지는 담뱃불의 분리 여부를 확인하는 장치를 의미한다.
한편, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 지그부(20)는 복수개의 측정대상담배(f)가 정렬되어 안착되도록 상면을 따라 기설정된 샘플링갯수의 안착홈(21)이 형성되되, 하부에 구비된 구동부(30)에 의해 전후 이동된다.
여기서, 상기 샘플링갯수는 장치의 일회 구동시 연소 양상이 측정될 수 있는 측정대상담배(f)의 갯수를 의미하며, 15개 내외로 설정됨이 바람직하다. 즉, 상기 연소측정장치(100)는 1회에 15개 내외의 측정대상담배(f)에 대해 연소시 충격에 따른 담뱃재의 떨어짐 정도를 측정할 수 있다.
그리고, 상기 지그부(20)는 측정대상담배(f)를 정렬하여 기설정된 측정위치로 이송하기 위한 부분으로, 상면을 따라 복수개의 안착홈(21)이 함몰 형성된 장방형의 판부재로 구비될 수 있다.
이때, 상기 지그부(20)의 하부에는 구동부(30)가 구비되며, 상기 구동부(30)는 가이드레일(32)을 따라 안내되어 이동되는 구동프레임(31)과, 상기 구동프레임(31)에 전후 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동수단(33)으로 구비될 수 있으며, 장치의 하면을 지지하는 지지프레임(11)의 전방 상부를 따라 설치될 수 있다.
여기서, 상기 구동수단(33)은 전후 방향으로 신축되는 실린더장치 내지는 회전운동을 직선 운동으로 변환하는 렉 피니언 기어/볼스크류 및 이에 회전력을 제공하는 모터로 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 구동수단(33)의 구동시 상기 지그부(20)가 전진/후진될 수 있으며, 상기 지그부(20)의 상면에 안착된 측정대상담배(f)가 상기 지그부(20)의 후방에 배치된 베이스프레임(10)측으로 정확하게 이송될 수 있다.
이때, 상기 각 안착홈(21)은 상기 지그부(20)의 이동 방향에 대응되는 전후 방향으로 형성됨이 바람직하며, 상기 측정대상담배(f)의 일단부가 상기 지그부(20)에 안착된 상태에서, 상기 측정대상담배(f)의 타단이 상기 베이스프레임(10)측으로 이동되어 고정될 수 있다.
그리고, 상기 지그부(20)의 전후방향 길이는 상기 측정대상담배(f)의 길이보다 짧게 구비됨이 바람직하며, 상기 측정대상담배(f)의 일단부가 상기 지그부(20)의 상면에 안착된 상태에서 상기 측정대상담배(f)의 타단이 상기 지그부(20)의 후방으로 노출될 수 있으며, 노출된 측정대상담배(f)의 타단이 상기 베이스프레임(10)의 홀더부(12)에 물림 고정될 수 있다.
이때, 상기 각 안착홈(21)은 상기 측정대상담배(f)의 하부를 감싸는 반원 내지 원호형으로 상기 측정대상담배(f)의 직경에 대응하여 형성되며, 상기 각 안착홈(21)의 중심선 사이의 간격은 상기 각 센서부(40)의 배치 간격에 대응되도록 설정됨이 바람직하다.
이에 따라, 상기 각 측정대상담배(f)가 상기 지그부(20)에 안착된 상태에서 유동 없이 안정적으로 이송될 수 있으며, 상기 각 센서부(40)의 감지 위치에 정확하게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 지그부(20)는 상기 각 공이부의 배치 간격에 대응되는 간격으로 배치되되 상기 측정대상담배(f)의 종류별 직경에 대응되는 안착홈을 갖도록 복수개로 구비되어 각각이 선택적으로 상기 구동부(30)에 착탈되도록 구비됨이 바람직하다.
이때, 상기 안착홈의 간격은 상기 각 안착홈 중심선 사이의 간격을 의미하며, 각 중심선으로부터 측정대상담배(f)의 직경에 따라 안착홈의 직경이 결정될 수 있다.
상세히, 상기 측정대상담배(f)는 슈퍼 슬림 사이즈부터 킹사이즈까지 제조사에 따라 다양한 직경으로 구비된다. 이때, 상기 측정대상담배(f)의 종류에 대응되는 안착홈을 갖는 지그부를 선택하여 상기 구동부에 설치함으로써 다양한 규격의 담배에 대한 담뱃재 낙하 측정이 가능하므로 제품의 호환성이 향상될 수 있다.
또한, 별도로 센서부의 간격이나 공이부의 간격을 조절하는 세팅 작업 없이도 지그부의 교체 후 즉각적인 측정작업이 수행될 수 있으므로 제품의 사용편의성이 향상될 수 있다.
이때, 상기 지그부(20)의 양단부에는 착탈나사(22)가 구비되며, 상기 착탈나사(22)를 풀어 지그부를 분리하고, 측정대상담배에 맞는 다른 지그부를 설치할 수 있으며, 착탈나사(22)를 조여 설치된 지그부가 고정될 수 있다.
물론, 상기 각 지그부는 측정대상담배(f)의 종류별 직경에 대응되는 안착홈을 갖되, 종류별 길이에 대응되는 길이로 구비될 수 있다.
한편, 상기 베이스프레임(10)은 상기 지그부(20)의 후방에 배치되되, 하부에 상기 각 측정대상담배(f)의 타단을 고정하는 홀더부(12)가 구비된다. 이때, 상기 베이스프레임(10)은 상기 지지프레임(11)의 중앙측에 구비되되, 상하 방향으로 연장 형성되며, 상기 홀더부(12)는 상기 지그부(20)에 대응되는 높이를 따라 설치된다.
즉, 상기 지그부(20)는 상기 베이스프레임(10)의 전방에서 전후 방향으로 이동되되, 상기 베이스프레임(10)과 이격되도록 전진된 상태에서 상면에 측정대상담배(f)가 정렬 배치되고, 측정담배담배(f)가 안착된 상태에서 후진되어 상기 측정대상담배(f)의 타단을 상기 홀더부(12)측으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 홀더부(12)는 상기 베이스프레임(10)에 착탈되되 하단부를 따라 상기 각 안착홈(21)에 대응되는 형합홈(12c)이 형성된 홀더프레임(12a)과, 상기 각 형합홈(12c)에 삽입된 상기 각 측정대상담배(f)가 고정되도록 상기 홀더프레임(12a)의 하부에서 승강되는 승강프레임(12b)으로 구비될 수 있다.
이때, 상기 각 형합홈(12c)은 상기 측정대상담배(f)의 상부를 감싸는 반원 내지 원호형으로 상기 측정대상담배(f)의 직경에 대응하여 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 승강프레임(12b)이 하강된 상태에서, 상기 지그부(20)가 후진되면 상기 각 안착홈(21)에 안착된 측정대상담배(f)의 타단이 상기 각 형합홈(12c)의 하부에 배치될 수 있으며, 상기 승강프레임(12b)이 승강됨에 따라 상기 각 측정대상담배(f)가 상기 형합홈(12c) 및 상기 승강프레임(12b) 사이에서 고정될 수 있다.
이때, 상기 각 형합홈(12c)의 중심선 사이의 간격은 상기 센서부(40)의 배치 간격, 상기 안착홈(21)의 배치 간격에 대응하여 설정됨이 바람직하며, 상기 각 형합홈(12c)에 고정된 측정대상담배(f)가 상기 센서부(40)의 감지 위치에 정확하게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 승강프레임(12b)의 상단은 평탄한 형상으로 구비되는 것도 가능하며, 상기 각 형합홈(12c)에 대응되는 부분에 상측으로 돌출된 돌기부가 형성되는 것도 가능하다.
그리고, 상기 홀더부(12)는 상기 측정대상담배(f)의 종류별 직경에 대응되도록 복수개로 구비되어 각각이 선택적으로 상기 베이스프레임(10)에 착탈되도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 홀더부(12)는 형합홈(12c)이 형성된 홀더프레임(12a)을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.
즉, 상기 홀더프레임(12a)은 상기 공이부 및 상기 센서부의 배치 간격에 대응되는 간격으로 배치되되 상기 측정대상담배(f)의 종류별 직경에 대응되는 형합홈(12c)을 갖도록 복수개로 구비될 수 있다. 여기서, 상기 형합홈의 간격은 형합홈의 중심선 사이의 간격을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.
이때, 상기 승강프레임(12b)은 상기 베이스프레임(10)에 고정된 상태로 구비되며, 상기 홀더프레임(12a)을 측정대상담배에 따라 교체한다.
이에 따라, 다양한 직경의 측정대상담배가 유동 없이 안정적으로 고정될 수 있으며, 센서부(40)의 감지 위치에 정확하게 배치될 수 있다.
이처럼, 상기 측정대상담배(f)의 이송 및 고정을 위한 지그부(20) 및 홀더부(12)가 복수개로 구비되어 측정대상담배의 종류별로 교체됨에 따라 다양한 직경의 측정대상담배가 유동 없이 안정적으로 이송 및 고정되고 센서부(40)의 감지 위치에 정확하게 배치될 수 있으므로 하나의 장치로 다양한 측정대상담배의 담뱃재 낙하를 정확하게 측정할 수 있어 제품의 호환성이 향상될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 센서부(40)는 상기 베이스프레임(10)의 상부에 설치되어 전후 이동되는 센서프레임(13)을 따라 구비되되, 상기 각 측정대상담배(f)의 연소빛을 감지하도록 복수개로 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 센서부(40)는 상기 홀더부(12)에 고정된 측정대상담배(f)의 상부를 따라 구비되되, 상기 측정대상담배(f)의 갯수에 대응되는 갯수로 구비될 수 있다.
이때, 상기 베이스프레임(10)의 상부에는 가이드레일(13b)이 구비되며, 상기 센서프레임(13)은 상기 가이드레일(13b)의 상부에 결합되어 전후진될 수 있다. 여기서, 상기 가이드레일(13b)의 측부에는 고정나사(13a)가 구비되며 고정나사(13a)를 통해 센서프레임(13)의 위치가 고정될 수 있다. 고정나사(13a)를 풀어 상기 센서프레임(13)의 위치가 이동될 수 있으며, 상기 고정나사(13a)를 죄어 상기 센서프레임(13)의 위치가 고정될 수 있다.
이에 따라, 상기 각 센서부(40)를 통해 감지되는 측정대상담배(f)의 연소위치가 조절될 수 있으며, 상기 공이부(50)를 통해 측정대상담배(f)에 충격을 가하는 연소거리 내지는 연소위치가 설정될 수 있다.
즉, 측정하고자 하는 연소 위치에 상기 센서부(40)를 배치하고, 센서부(40)를 통해 측정대상담배의 연소빛이 감지되는 시점에 측정대상담배에 충격을 가해 재떨어짐 정도를 측정할 수 있다.
이때, 상기 각 센서부(40)는 레이저 센서로 구비되어, 하부에 이격 배치된 측정대상담배의 연소빛을 설정된 위치에서 정확하게 감지할 수 있다.
물론, 상기 센서부(40)는 연소시 발생된 재가 측정대상담배로부터 분리되는 크기를 측정하기 위한 재감지 센서를 더 포함함이 바람직하며, 상기 재감지 센서는 특정 위치, 거리에서 물체 존재 유무를 감지하는 적외선 센서, 초음파 센서, 비전 센서 등으로 구비될 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 점화부(60)는 상기 지그부(20)의 전방에 구비되어 상기 각 측정대상담배(f)를 점화한다. 이때, 상기 측정대상담배(f)는 연초부와 필터부로 구비될 수 있으며, 상기 연초부는 단부가 점화되도록 상기 지그부(20)의 전방에 배치되되, 상기 필터부는 상기 홀더부(12)에 고정되도록 상기 지그부(20)의 후방에 배치됨이 바람직하다.
여기서, 상기 점화부(60)는 복수개의 측정대상담배 일단을 따라 배치되며, 복수개의 측정대상담배를 동시에 점화시킬 수 있으며, 상기 점화부(60)는 상기 구동프레임(31)의 상부에 고정되어 상기 지그부(20)와 일체로 이동됨이 바람직하다.
즉, 상기 지그부(20)가 후진되어 상기 측정대상담배(f)가 홀더부(12)에 고정되면, 상기 점화부(60)를 통해 복수의 측정대상담배(f) 일단이 동시에 점화될 수 있으며, 상기 측정대상담배(f)의 연소가 시작되면, 구동프레임(31)이 전진되어 상기 지그부(20)와 점화부(60)가 상기 측정대상담배(f)로부터 분리될 수 있다.
그리고, 상기 측정대상담배(f)는 점화 후 지그부(20) 및 점화부(60)가 분리된 상태에서 자연 연소되며, 설정된 센서부(40)의 위치에 대응되는 부분까지 자연 연소가 진행되면 센서부(40)가 연소빛을 감지할 수 있다.
이때, 상기 센서부(40)의 감지신호에 따라 승강수단(90)이 구동되고, 공이부(50)가 상승 및 자유낙하됨에 따라 측정대상담배(f)에 담뱃재 낙하 측정을 위한 충격이 가해진다.
한편, 상기 구동부(30)에는 상기 지그부(20) 및 상기 점화부(60) 사이에 배치되어 점화시 선택적으로 승강되되, 상기 각 안착홈(21)에 안착된 상기 측정대상담배(f)의 일단을 정렬하는 정렬판(80)이 구비됨이 바람직하다.
여기서, 상기 정렬판(80)은 상기 지그부(20)의 전단에 대응되는 부분을 따라 배치되며, 상기 안착홈(21)에 배치된 측정대상담배(f)의 일단이 상기 정렬판(80)의 후면을 따라 일렬로 정렬될 수 있다.
이때, 상기 정렬판(80)은 상기 지그부(20)와 함께 전후진될 수 있으며, 측정대상담배(f)가 구동부(30)의 후진시 상기 정렬판(80)에 의해 정렬된 상태에서 이동되어 홀더부(12)에 물림되므로 정확한 위치에 균일하게 고정될 수 있다.
즉, 상기 측정대상담배(f)가 홀더부(12)로 삽입되는 과정에서 안착홈(22)의 전방으로 밀려나는 등으로 각각의 고정 위치가 어긋나거나, 설정된 센서부(40)의 감지 위치로부터 벗어나는 등의 오작동이 최소화될 수 있다.
한편, 상기 공이부(50)는 기설정된 중량으로 구비되되 상기 각 측정대상담배(f)의 상부에 배치되어 승강되도록 구비된다. 여기서, 상기 공이부(50)는 일반적인 흡연자의 타격점에 대응되는 부분인 연초부 및 필터부 사이의 접점을 따라 배치됨이 바람직하다. 이때, 상기 공이부(50)의 중량과 낙하되는 높이, 중력가속도에 의해 상기 측정대상담배(f)에 가해지는 충격량이 결정된다.
상세히, 상기 공이부(50)는 상기 측정대상담배(f)를 타격하는 타격부(51)와, 상기 타격부(51)의 상부를 따라 연장된 안내바(52)와, 상기 안내바(52)의 상부에 연결되어 후방으로 돌설된 접속바(53)를 포함함이 바람직하다.
이때, 상기 베이스프레임(10)의 상기 홀더부(12)의 상부에는 전방으로 돌출된 안내프레임(14)이 구비되며, 상기 안내프레임(14)에는 상기 안내바(52)가 관통 배치되는 안내홀(14a)이 형성된다.
이에 따라, 상기 안내홀(14a)의 내주를 따라 안내바(52)의 외주가 안내될 수 있으며, 상기 공이부(50)가 정확한 방향으로 상하 이동되어 상기 측정대상담배(f)에 가해지는 충격량 및 충격 위치가 정확하게 조절될 수 있다.
이때, 상기 공이부(50)의 중량은 타격부(51), 안내바(52), 접속바(53)를 포함하는 전체 중량을 의미하며, 일반적인 흡연자의 손가락 타격량에 따라 33g 내외로 설정되고, 상기 공이부(50)의 승강 후 자유 낙하되는 거리는 4cm 내외로 설정됨이 바람직하다.
한편, 상기 승강수단(90)은 상기 각 측정대상담배(f)가 타격되도록 상기 각 공이부(50)를 기설정된 높이로 상승 및 자유 낙하시킨다. 즉, 상기 승강수단(90)의 구동에 따라 상기 각 공이부(50)가 기설정된 높이로 승강되어 자유 낙하될 수 있으며, 상기 각 측정대상담배(f)에 공이부(50)의 중량, 자유 낙하 거리, 중력가속도의 곱에 대응되는 충격이 가해질 수 있다.
이처럼, 상기 각 공이부(50)의 중량 및 자유 낙하 거리가 일정하게 설정되어 각 측정대상담배(f)에 가해지는 충격량이 균일하게 유지될 수 있으므로 충격에 따른 담뱃재 낙하량에 대한 측정 데이터의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 충격량과 담뱃재의 낙하량 간의 상관 관계가 객관적인 기준으로 데이터화될 수 있으므로, 신제품 개발 등에 따른 품질 개선시 비교 기준이 제시될 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 상기 베이스프레임(10)의 외곽에는 케이싱(70)이 구비되며, 상기 케이싱(70)의 상부에는 상기 측정대상담배(f)의 연소기체를 흡입하는 흡기수단이 구비됨이 바람직하다.
즉, 상기 케이싱(70)은 상기 베이스프레임(10)을 포함한 장치 전반을 감싸도록 구비되며, 상기 케이싱(70)의 상부에는 중앙부에 흡기공(71)이 형성된 후드부가 구비된다. 이때, 흡기공(71)에는 상기 연소기체를 흡입하는 흡기펌프와, 흡입된 연소기체를 정화하는 정화장치 등을 포함하는 흡기수단이 연결된다.
이에 따라, 측정대상담배(f)의 연소시 발생되는 연소기체에 포함된 일산화탄소, 니코틴, 타르 등 유해 물질의 확산이 최소화될 수 있으므로 안전한 측정 환경이 제공될 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 6를 참조하면, 상기 승강수단(90)은 연동바(95), 편심캠(91), 그리고 회전제어부(94)를 포함함이 바람직하다.
여기서, 상기 연동바(95)는 상기 각 공이부(50)와 연동되어 승강될 수 있다. 이때, 상기 각 연동바(95)는 상기 각 공이부(50)의 갯수에 대응되도록 구비됨이 바람직하다. 상세히, 상기 연동바(95)는 하단부가 상기 편심캠(91)의 외주에 접하도록 배치되며, 상단부에 상기 접속바(53)의 하부와 접속되는 연장부(96)가 형성된다.
그리고, 상기 베이스프레임(10)에는 상기 접속바(53) 및 연장부(96)에 대응되는 부분에 관통부가 형성되며, 상기 접속바(53) 및 상기 연장부(96)는 상기 베이스프레임(10)의 관통부를 통해 상호 접촉될 수 있다.
이때, 상기 연장부(96)는 상기 연동바(95)의 상단에 전방을 향해 연장되도록 형상되어 상기 접속바(53)의 하부를 지지하며, 상기 연동바(95)의 상승시 상기 접속바(53)와 연장부(96)가 일체로 상승될 수 있다.
그리고, 상기 연동바(95)의 하강시 상기 접속바(53)와 연장부(96)는 독립적으로 하강됨이 바람직하다. 즉, 상기 접속바(53)와 연장부(96)가 독립적으로 하강된다는 말은 상기 접속바(53)와 상기 연장부(96)가 시간 상으로는 실질적으로 동일하게 하강하되, 상기 연장부(96)가 상기 공이부(50)의 하강시 충격량에 영향을 주지 않도록 접속바(53)와 분리되어 상기 접속바(53)의 하부에 선택적으로 접속된다는 의미로 이해함이 바람직하다.
이때, 상기 연동바(95)는 상기 승강수단(90)의 상부에 구비된 가이드홀(97)을 따라 안내되도록 배치되어, 승강시 비틀림이나 틀어짐 없이 정확한 방향으로 승강될 수 있다.
또한, 상기 편심캠(91)은 상기 각 연동바(95)의 하단에 배치되도록 복수개로 구비되고, 회전방향으로 갈수록 외경이 증가되되 최소외경부와 최대외경부가 단차지게 연결되도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 편심캠(91)은 구동모터에 연결된 회전축(92)에 의해 회전되며, 상기 구동모터의 회전속도에 따라 상기 편심캠(91)의 회전속도가 결정될 수 있다.
상세히, 상기 편심캠(91)에서 외경이 증가되는 부분의 외주에 접촉된 연동바(97)는 상기 편심캠(91)의 회전시 외경 증가에 대응하여 점진적으로 승강될 수 있다.
그리고, 상기 연동바(97)가 상기 편심캠(91)의 최소외경부와 최대외경부가 연결된 단차진 부분을 지나면, 단차에 대응되는 높이로 자유낙하 될 수 있다. 이에 따라, 상기 공이부(50)가 기설정된 높이로 상승 및 자유 낙하될 수 있으며, 상기 공이부(50)의 자유 낙하 높이는 상기 편심캠(91)에서 최소외경부와 최대외경부 사이에 형성된 단차 높이에 따라 결정될 수 있다.
이처럼, 종래에 공이부가 일정한 높이로 상승된 후 자유 낙하 되기 위해 공이부의 승강을 위한 스탭모터, 일정한 높이로 승강된 공이부를 걸어 고정하고 공이부와 스탭모터 간의 접속 해제후 걸림을 해제하는 솔레노이드, 그리고 이들을 제어하기 위한 복잡한 제어기재를 필요로 하는 것과 달리 상기 편심캠(91)의 회전을 이용한 간단한 구조로 상기 공이부(50)의 상승 및 자유낙하가 이루어질 수 있으므로 제품의 경제성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 편심캠(91)의 회전이 반복되며 상기 공이부(50)의 상승 및 자유낙하가 반복적으로 이루어질 수 있으며, 상기 공이부(50)의 충격이 반복되는 주기가 상기 편심캠(91)의 회전속도에 대응하여 조절될 수 있다.
이에 따라, 측정대상담배에 다양한 주기의 충격을 가하고 이에 따른 결과를 측정할 수 있어 폭넓고 유효성 높은 측정결과가 획득될 수 있다.
한편, 상기 회전제어부(94)는 상기 각 연동바(95)가 독립 승강되도록 상기 각 센서부(40)의 감지신호에 대응하여 상기 각 편심캠(91)의 회전을 제어할 수 있다. 즉, 상기 회전제어부(94)는 설정된 위치까지 연소된 측정대상담배(f)에 충격이 가해지도록 각 연동바(95)의 승강을 독립적으로 제어한다.
상세히, 측정대상담배(f)가 설정된 위치까지 연소되면 센서부(40)가 연소빛을 감지할 수 있으며, 연소빛 감지에 따른 센서부(40)의 감지신호는 상기 회전제어부(94)로 전송된다.
이때, 상기 회전제어부(94)는 센서부(40)의 감지신호에 대응되는 측정대상담배의 상부에 위치된 공이부(50)가 상승 및 자유낙하되도록, 해당 공이부(50)에 대응되는 연동바(95)의 하부의 편심캠(91)을 독립적으로 회전시킬 수 있다.
즉, 상기 각 측정대상담배(f)는 자연 연소시 동일한 제품일지라도 연소량이 상이할 수 있으나, 상기 회전제어부(94)가 센서부(40)의 감지신호에 대응되는 공이부(50)의 승강을 위한 편심캠(91)이 독립 회전되도록 제어함에 따라 각 측정대상담배(f) 중 설정된 연소거리까지 연소된 각각에 독립적으로 충격이 가해질 수 있다.
이에 따라, 복수의 측정대상담배(f) 간에 연소 속도가 상이한 경우에도, 설정된 위치까지 연소된 각 개체에만 독립적으로 충격이 가해질 수 있어 실효성 높은 측정 결과가 획득될 수 있다.
즉, 측정대상담배의 연소시, 연소위치 및 충격량을 통제 변인으로 한 다수의 측정 결과가 일회의 측정으로 획득될 수 있으므로, 대량의 측정 데이터가 신속하게 획득될 수 있으며, 신뢰성 있는 데이터 분석이 가능하다.
한편, 도 5를 참조하면, 상기 각 편심캠(91)에는 내주 일측에 접속홈(91b)이 형성되되 구동모터에 연결된 회전축(92)이 관통되는 접속홀(91a)이 형성되고, 상기 회전축(92)에는 상기 각 편심캠(91)에 대응되는 부분을 따라 상기 각 접속홈(91b)에 선택적으로 접속되도록 상기 회전제어부(94)에 의해 제어되어 승강되는 복수개의 승강돌기(93)가 구비됨이 바람직하다.
즉, 상기 하나의 구동모터에 연결된 하나의 회전축에 복수의 편심캠이 연결될 수 있으며, 상기 각 편심캠은 승강돌기의 상승시 상기 회전축에 구속되어 일체로 회전되고, 승강돌기의 하강시 회전축의 회전으로부터 분리될 수 있다.
이에 따라, 복수의 편심캠(91)에 대한 회전 및 비회전이 독립적으로 제어되면서도 장치의 구성이 간소화될 수 있으므로 제품의 경제성 및 공간효율성이 향상될 수 있다.
물론, 상기 각 편심캠은 독립된 구동모터와 회전축을 가질 수 있으며, 상기 회전제어부는 복수의 구동모터 중 센서부의 감지신호에 대응되는 편심캠과 연결된 구동모터가 회전되도록 제어하여 각 편심캠에 대한 독립 제어가 이루어지는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
100: 담뱃재 낙하측정 장치 10: 베이스프레임
11: 지지프레임 12: 홀더부
20: 지그부 21: 안착홈
30: 구동부 31: 구동프레임
40: 센서부 50: 공이부
60: 점화부 70: 케이싱
80: 정렬판 90: 승강수단
91: 편심캠

Claims (5)

  1. 복수개의 측정대상담배가 정렬되어 안착되도록 상면을 따라 기설정된 샘플링갯수의 안착홈이 형성되되, 하부에 구비된 구동부에 의해 전후 이동되는 지그부;
    하부에 상기 각 측정대상담배를 고정하는 홀더부가 구비되되, 상기 지그부의 후방에 배치되는 베이스프레임;
    상기 베이스프레임의 상부에 설치되어 전후 이동되는 센서프레임을 따라 구비되되, 상기 각 측정대상담배의 연소빛을 감지하는 복수개의 센서부;
    상기 지그부의 전방에 구비되어 상기 각 측정대상담배를 점화하는 점화부;
    기설정된 중량으로 구비되되 상기 각 측정대상담배의 상부에 배치되어 승강되도록 구비된 복수개의 공이부; 및
    상기 각 측정대상담배가 타격되도록 상기 각 공이부를 기설정된 높이로 상승 및 자유 낙하시키는 승강수단을 포함하되,
    상기 홀더부는 하단부에 상기 안착홈에 대응되는 형합홈이 형성된 홀더프레임과, 상기 지그부의 후진시 상기 각 형합홈에 삽입된 상기 각 측정대상담배를 물림 고정하도록 승강되는 승강프레임을 포함하며,
    상기 지그부는 상기 각 공이부의 배치 간격에 대응되는 간격으로 배치되되 상기 측정대상담배의 종류별 직경에 대응되는 안착홈을 갖도록 복수개로 구비되어 각각이 선택적으로 상기 구동부에 착탈되도록 구비되며, 상기 구동부에는 상기 지그부 및 상기 점화부 사이에 배치되어 점화시 선택적으로 승강되되, 상기 각 안착홈에 안착된 상기 측정대상담배의 일단을 정렬하는 정렬판이 구비됨을 특징으로 하는 담뱃재 낙하측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강수단은
    상기 각 공이부와 연동되어 승강되는 연동바와,
    상기 각 연동바의 하단에 배치되도록 복수개로 구비되고, 회전방향으로 갈수록 외경이 증가되되 최소외경부와 최대외경부가 단차지게 연결되도록 구비된 편심캠과,
    상기 각 공이부가 독립 승강되도록 상기 각 센서부의 감지신호에 대응하여 상기 각 편심캠의 회전을 제어하는 회전제어부를 포함함을 특징으로 하는 담뱃재 낙하 측정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 편심캠에는 내주 일측에 접속홈이 형성되되 구동모터에 연결된 회전축이 관통되는 접속홀이 형성되고,
    상기 회전축에는 상기 각 편심캠에 대응되는 부분을 따라 상기 각 접속홈에 선택적으로 접속되도록 상기 회전제어부에 의해 제어되어 승강되는 복수개의 승강돌기가 구비됨을 특징으로 하는 담뱃재 낙하 측정장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스프레임을 감싸도록 구비된 케이싱을 더 포함하되,
    상기 케이싱의 상부에는 상기 측정대상담배의 연소기체를 흡입하는 흡기수단이 구비됨을 특징으로 하는 담뱃재 낙하측정 장치.
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