KR101888894B1 - 댐퍼 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체의 통로상에 설치되어 공기유동량의 조절, 기류 차단, 유해가스의 외부방출 차단 등을 수행하는 댐퍼를 제어하는 댐퍼 제어 장치에 관한 것으로, 자세하게는 푸쉬 버튼의 터치 한번으로 댐퍼의 블레이드가 열리고 닫히는 왕복운동을 하도록 댐퍼를 제어하고, 댐퍼의 블레이드가 이물질에 걸려 댐퍼 구동에 따른 임계치 이상의 전류가 감지되더라도 이를 블레이드의 열림 또는 닫힘으로 인식하지 않는 댐퍼 제어 장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 블레이드 동작 버튼을 한번만 누르더라도, 블레이드가 완전히 열렸다가 닫히는 왕복 동작을 수행하도록 댐퍼를 제어하는 댐퍼 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 블레이드 동작 버튼을 한번만 누르더라도, 블레이드가 완전히 열렸다가 닫히는 왕복 동작을 수행하도록 댐퍼를 제어하는 댐퍼 제어 장치를 제공하는 것이다.
Description
본 발명은 유체의 통로상에 설치되어 공기유동량의 조절, 기류 차단, 유해가스의 외부방출 차단 등을 수행하는 댐퍼를 제어하는 댐퍼 제어 장치에 관한 것으로, 자세하게는 푸쉬 버튼의 터치 한번으로 댐퍼의 블레이드가 열리고 닫히는 왕복운동을 하도록 댐퍼를 제어하고, 댐퍼의 블레이드가 이물질에 걸려 댐퍼 구동에 따른 임계치 이상의 전류가 감지되더라도 이를 블레이드의 열림 또는 닫힘으로 인식하지 않는 댐퍼 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업용 환기 설비, 화력발전소의 보일러 설비, 탈황설비, 가스터빈 발전소, 폐열회수처리설비, 에너지 설비 등에 이용되는 댐퍼는 유체의 통로상에 설치되어 공기유동량의 조절, 기류 차단, 유해가스의 외부방출 차단 등을 수행하게 된다.
또한, 각종 대형 건물의 실내 혹은 지하상가 등의 공기조화를 위하여 내부공기를 배출하거나 외부공기를 실내로 공급하기 위한 공기덕트 및 냉난방기의 덕트 등을 유동하는 공기량을 조절하기 위하여 댐퍼를 설치하고 있다. 대규모 공장, 공항과 같은 넓은 장소의 공기조화시에는 대형 공기조화기내에 다수 개의 송풍기와 댐퍼가 각각의 격실에 한 쌍씩 구비되어 운전된다.
종래의 댐퍼를 제어하는 장치는 댐퍼의 블레이드가 완전히 열리거나 닫힐때까지 구동 스위치를 계속 눌러야 하는 문제점이 있다. 또한, 댐퍼의 블레이드가 이물질에 걸려서 회전하지 못하는 경우를 블레이드가 완전히 닫히거나 열린 경우로 인식하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 블레이드 동작 버튼을 한번만 누르더라도, 블레이드가 완전히 열렸다가 닫히는 왕복 동작을 수행하도록 댐퍼를 제어하는 댐퍼 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 블레이드가 완전히 열리거나 닫히지 않고 이물질에 걸려서 모터부에 과전류가 감지되더라도, 블레이드가 완전히 열리거나 닫힌것으로 인식하지 않는 댐퍼 제어 장치를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.
하나 이상의 블레이드, 상기 블레이드에 동력을 전달하는 샤프트 및 상기 블레이드가 설치되는 프레임을 포함하는 댐퍼부를 제어하는 댐퍼 제어 장치는, 푸쉬 버튼 ; 타이머; 샤프트를 회전시키는 샤프트 구동부 ; 상기 댐퍼 제어 장치를 총괄제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 푸쉬 버튼이 눌리면 타이머를 구동 시키는 타이머 구동부; 상기 타이머가 구동되고 기설정된 시간 이후에 상기 샤프트 구동부의 동작을 중지 시키는 샤프트 구동부 제어부;를 포함하되, 상기 샤프트 구동부 제어부는, 푸쉬 버튼이 눌리면 상기 샤프트가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부를 동작시키고, 상기 샤프트가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부에서 감지되면 상기 샤프트 구동부의 동작을 중지시키고, 상기 샤프트 구동부의 동작이 중지된 이후에 상기 샤프트가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부를 동작시키고. 상기 샤프트가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부에서 감지되면 상기 샤프트 구동부의 동작을 중지시킨다.
상기 댐퍼 제어 장치는 2개의 터치 센서를 더 포함하고, 상기 샤프트 구동부는 입력되는 전기 에너지를 회전 에너지로 변환하는 모터부; 상기 모터부에서 생성된 회전 에너지를 전달하는 제 1 기어부; 상기 제 1 기어부로부터 회전 에너지를 전달받는 제 2 기어부; 상기 제 2 기어부의 회전축에 고정되어 상기 샤프트를 회전시키는 출력부; 상기 제 1 기어부로의 회전축을 중심으로 회전하여 상기 터치 센서와 접촉하는 막대바;를 포함하되, 상기 터치 센서는 막대바가 접촉함에 따라 제어부로 터치 신호를 출력하고, 상기 제어부는 상기 샤프트 구동부로 유입된 전류의 크기가 임계치 이상이고 상기 터치 센서로부터 터치 신호를 수신하면 피드백 신호를 출력하는 피드백 신호 출력부;를 포함한다.
본 발명은 블레이드 동작 버튼을 한번만 누르더라도, 블레이드가 완전히 열렸다가 닫히는 왕복 동작을 수행하도록 댐퍼를 제어하는 댐퍼 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 블레이드가 완전히 열리거나 닫히지 않고 이물질에 걸려서 모터부에 과전류가 감지되더라도, 블레이드가 완전히 열리거나 닫힌것으로 인식하지 않는 댐퍼 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 댐퍼 제어 장치 및 댐퍼부를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 댐퍼 제어 장치 및 블레이드가 열린 상태의 댐퍼부를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 댐퍼 제어 장치 및 블레이드가 닫힌 상태의 댐퍼부를 도시한다.
도 4는 댐퍼 제어 장치의 전체 구성을 도시한다.
도 5는 샤프트 구동부의 세부 구성, 막대바 그리고 댐퍼부를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 댐퍼 제어 장치 및 블레이드가 열린 상태의 댐퍼부를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 댐퍼 제어 장치 및 블레이드가 닫힌 상태의 댐퍼부를 도시한다.
도 4는 댐퍼 제어 장치의 전체 구성을 도시한다.
도 5는 샤프트 구동부의 세부 구성, 막대바 그리고 댐퍼부를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
명세서에서 기술한 부란, "하드웨어 또는 소프트웨어의 시스템을 변경이나 플러그인 가능하도록 구성한 블록"을 의미하는 것으로서, 즉 하드웨어나 소프트웨어에 있어 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 댐퍼 제어 장치(1100) 및 댐퍼부(4)를 도시한다. 도 2는 본 발명에 따른 댐퍼 제어 장치(1100) 및 블레이드(1)가 열린 상태의 댐퍼부(4)를 도시한다. 도 3은 본 발명에 따른 댐퍼 제어 장치(1100) 및 블레이드(1)가 닫힌 상태의 댐퍼부(4)를 도시한다. 도 4는 댐퍼 제어 장치의 전체 구성을 도시한다. 도 5는 샤프트 구동부(1103)의 세부 구성, 막대바(1304) 그리고 댐퍼부(4)를 도시한다.
하나 이상의 블레이드(1), 상기 블레이드(1)에 동력을 전달하는 샤프트(3) 및 상기 블레이드(1)가 설치되는 프레임(2)을 포함하는 댐퍼부(4)를 제어하는 댐퍼 제어 장치(1100)는, 푸쉬 버튼(1101); 타이머(1102); 샤프트(3)를 회전시키는 샤프트 구동부(1103); 상기 댐퍼 제어 장치(1100)를 총괄제어하는 제어부(1110);를 포함하되, 상기 제어부(1110)는 푸쉬 버튼(1101)이 눌리면 타이머(1102)를 구동 시키는 타이머 구동부(1111); 상기 타이머(1102)가 구동되고 기설정된 시간 이후에 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작을 중지 시키는 샤프트 구동부 제어부(1112);를 포함하되, 상기 샤프트 구동부 제어부(1112)는, 푸쉬 버튼(1101)이 눌리면 상기 샤프트(3)가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)를 동작시키고, 상기 샤프트(3)가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에서 감지되면 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작을 중지시키고, 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작이 중지된 이후에 상기 샤프트(3)가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)를 동작시키고. 상기 샤프트(3)가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에서 감지되면 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작을 중지한다.
댐퍼부(4)는 하나 이상의 블레이드(1), 상기 블레이드(1)에 동력을 전달하는 샤프트(3) 및 상기 블레이드(1)가 설치되는 프레임(2)을 포함한다. 상기 하나 이상의 블레이드(1)는 샤프트(3)를 중심축으로 회전하여 화재에 의한 화염 및 유독가스를 막는다. 상기 블레이드(1)는 일정 틀을 형성하는 프레임(2) 내부에 설치된다. 도면에서는 블레이드(1)가 하나 존재하지만, 복수개 존재할 수 있음은 자명하다.
화재가 발생하게 되면 덕트를 통하여 화염 및 유해가스가 단번에 번질수 있기 때문에 상기 덕트 통로를 차단할 필요가 있다. 즉, 화염에 의한 피해를 방지하고 불길을 차단하기 위하여 덕트 상에 하나 이상의 댐퍼부(4)가 설치될 수 있다.
댐퍼 제어 장치(1100)는 전술한 댐퍼부(4)를 제어한다. 즉, 댐퍼 제어 장치(1100)는 댐퍼부(4)가 포함하는 블레이드(1)를 회전시킨다. 도 1을 참조하면, 댐퍼 제어 장치(1100)는 육면체 형상의 케이스(1305)를 포함하고, 상기 케이스(1305) 내부에는 세부 구성이 포함된다. 도 1에 도시된 출력부(1303)와 샤프트(3)는 연결되고, 상기 출력부(1303)는 상기 샤프트(3)를 회전시키기 충분한 힘을 생성한다. 이에 따라 샤프트(3)는 시계 방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW)으로 회전한다. 도2를 참조하면 현재 블레이드(1)는 열린 상태이고, 댐퍼 제어 장치(1100)는 상기 블레이드(1)를 반시계 방향으로 회전시켜서 도 3과 같이 블레이드(1)가 닫히게 한다. 또한, 댐퍼 제어 장치(1100)는 도 3과 같이 닫혀 있는 블레이드(1)를 시계 방향으로 회전시켜서 블레이드(1)를 열리게 한다.
푸쉬 버튼(1101)은 스위치다. 푸쉬 버튼(1101)이 눌리면 단절되어 있는 두 도체가 연결됨에 따라 전류가 흐른다. 후술할 제어부(1110)는 푸쉬버튼이 눌릴 때 출력되는 전류를 감지할 수 있다.
타이머(1102)는 특별한 종류의 시계로, 일련의 사건이나 프로세스를 제어하거나 측정하는데 사용될 수 있다.
샤프트 구동부(1103)는 블레이드(1)에 동력을 전달하는 샤프트(3)를 회전시킨다.
제어부(1110)는 상기 댐퍼 제어 장치(1100)를 총괄제어한다. . 예를 들어, 제어부(1110)는 마이크로 컨트롤러(Microcontroller) 또는 마이크로 프로세서(Micro processer)이다. 즉 제어부(1110)는 저장부(미도시)에 저장된 프로그램을 실행하는 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러에 의해 구현된다. 댐퍼 제어 장치(1100)가 포함하는 각 블록들은 프로그램 코드의 기능적인 블록을 의미할 수 있다.
상기 타이머 구동부(1111)는 푸쉬 버튼(1101)이 눌리면 타이머(1102)를 구동시킨다. 타이머(1102)는 구동됨에 따라 0부터 숫자를 올려 세어 경과 시간을 실시간으로 제어부(1110)로 출력한다.
샤프트 구동부 제어부(1112)는 상기 타이머(1102)가 구동되고 기설정된 시간 이후에 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작을 중지 시킨다. 즉, 푸쉬 버튼(1101)이 눌리면 타이머(1102)는 동작하고, 타이머(1102)가 동작된 시점으로부터 기설정된 시간 이후에, 샤프트 구동부 제어부(1112)는 샤프트 구동부(1103)의 동작을 중지시킨다. 상기 기설정된 시간은 예를 들어 30초이다. 샤프트 구동부(1103)의 동작이 중지된다는 것은 샤프트 구동부(1103)는 더 이상 샤프트(3)를 회전시키지 않는다는 것이다. 댐퍼 제어 장치(1100)에 에러가 발생하여 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에 흐름에도 불구하고, 상기 전류를 감지하지 못하는 경우가 생길 수 있다. 이런 경우, 샤프트 구동부(1103)는 계속 동작하여 모터부(1300)의 과열로 화재가 발생할 수 있다. 이런 사고를 방지하기 위해, 푸쉬 버튼(1101)이 눌리고 기설정된 시간 이후에 샤프트 구동부(1103)의 동작은 중지된다.
상기 샤프트 구동부 제어부(1112)는, 푸쉬 버튼(1101)이 눌리면 상기 샤프트(3)가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)를 동작시킨다. 제 1 방향은, 예를 들어 시계 방향이다. 즉, 블레이드(1)가 닫혀 있는 상태에서 푸쉬 버튼(1101)이 눌리고, 샤프트 구동부 제어부(1112)는 상기 샤프트(3)가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)를 동작시킨다. 즉, 푸쉬 버튼(1101)이 최초에 눌리면 닫혀 있는 블레이드(1)가 열리도록 샤프트(3)가 제 1 방향으로 회전한다.
상기 샤프트 구동부 제어부(1112)는, 상기 샤프트(3)가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에서 감지되면 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작을 중지한다. 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에서 감지된다는 것은 샤프트(3)의 회전방향과 반대 방향으로 힘이 가해졌다는 것이다. 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에서 감지된 것은, 상기 샤프트 구동부(1103)에 임계치 이상의 전류가 흘렀다는 것이다.
자세하게는 후술할 모터부(1300)에 임계치 이상의 전류가 흐르면, 상기 상기 샤프트 구동부 제어부(1112)는 상기 임계치 이상의 전류를 감지한다. 모터부(1300)의 축이 회전하는 방향과 역방향으로 힘이 가해지면 모터부(1300)에 임계치 이상의 전류가 흐를 수 있다. 상기 샤프트 구동부 제어부(1112)는 모터부(1300)의 유입 전류를 실시간으로 모니터링 한다.
도 5를 참조하면, 제 2 기어부(1302)는 모터부(1300)로부터 동력을 받아 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전한다. 도 5에 도시된, 제 2 기어부(1302) 상에 표시된 화살표 방향이 시계 방향이고, 화살표 반대 방향이 반시계 방향이다. 제 2 기어부(1302)는 시계 방향으로 회전하다가 댐퍼 제어 장치(1100)의 몸체부(1306)에 걸려서 더 이상 이동하지 못한다. 이때 모터부(1300)에 임계치 이상의 전류가 흐를 수 있고, 상기 샤프트 구동부 제어부(1112)는 상기 전류를 감지한다. 제 2 기어부(1302)의 중심에 상기 샤프트(3)가 연결되어, 제 2 기어부(1302)가 회전함에 따라 샤프트(3)도 회전한다. 제 2기어부가 시계 방향으로 회전하다가 몸체부(1306)에 접촉하는 경우, 샤프트(3)의 동작도 멈춘다. 이때 블레이드(1)는 완전히 열린 상태가 된다. 제 2기어부가 시계 방향으로 회전하다가 몸체부(1306)에 접촉한 지점은 도 5에 도시된 A영역이다.
상기 샤프트 구동부 제어부(1112)는, 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작이 중지된 이후에 상기 샤프트(3)가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)를 동작시킨다. 여기서, 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작이 중지된 이후는 샤프트(3)가 제 1 방향으로 회전하다가 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에서 감지되어 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작이 중지된 이후이다. 샤프트 구동부(1103)의 동작이 중지된 시점에 블레이드(1)는 열려 있는 상태가 된다. 제 1 방향은 시계 방향이고, 제 2 방향은 반시계 방향일 수 있다.
상기 샤프트 구동부 제어부(1112)는, 상기 샤프트(3)가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에서 감지되면 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작을 중지시킨다. 상기 샤프트(3)가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부(1103)의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부(1103)에서 감지되는 경우는 도 5에 도시된 제 2기어부가 반시계 방향으로 회전하다가 몸체부(1306)에 접촉한 경우이다. 제 2기어부가 반시계 방향으로 회전하다가 몸체부(1306)에 접촉하면 상기 샤프트(3)의 동작도 멈춘다. 제 2기어부가 반시계 방향으로 회전하다가 몸체부(1306)에 접촉한 지점은 도 5에 도시된 B영역이다. 이때 블레이드(1)는 완전히 닫힌 상태가 된다.
결국, 푸쉬버튼이 눌리면, 샤프트 구동부 제어부(1112)는 샤프트(3)를 제 1 방향으로 회전시켰다가 멈추게 한 후, 다시 샤프트(3)를 제 2 방향으로 회전시키고 멈추게 한다. 이에 따라, 푸쉬 버튼(1101)이 눌리기전에 닫혀 있는 블레이드(1)는, 푸쉬 버튼(1101)이 눌리면 서서히 열리다가 완전히 열리고, 서서히 닫히다가 완전히 닫힌다. 즉, 댐퍼 제어 장치(1100)는 푸쉬 버튼(1101) 한번의 조작(푸쉬)으로 블레이드(1)를 열고 닫는 동작을 연이어 수행할 수 있는 것이다.
상기 댐퍼 제어 장치(1100)는 2개의 터치 센서(1104)를 더 포함하고, 상기 샤프트 구동부(1103)는 입력되는 전기 에너지를 회전 에너지로 변환하는 모터부(1300); 상기 모터부(1300)에서 생성된 회전 에너지를 전달하는 제 1 기어부(1301); 상기 제 1 기어부(1301)로부터 회전 에너지를 전달받는 제 2 기어부(1302); 상기 제 2 기어부(1302)의 회전축에 고정되어 상기 샤프트(3)를 회전시키는 출력부(1303); 상기 제 1 기어부(1301)로의 회전축을 중심으로 회전하여 상기 터치 센서(1104)와 접촉하는 막대바(1304);를 포함하되, 상기 터치 센서(1104)는 막대바(1304)가 접촉함에 따라 제어부(1110)로 터치 신호를 출력하고, 상기 제어부(1110)는 상기 샤프트 구동부(1103)로 유입된 전류의 크기가 임계치 이상이고 상기 터치 센서(1104)로부터 터치 신호를 수신하면 피드백 신호를 출력하는 피드백 신호 출력부(1113);를 포함한다.
상기 댐퍼 제어 장치(1100)는 2개의 터치 센서(1104)를 더 포함한다. 도 5는 2개의 터치 센서(1104)를 도시한다. 터치 센서(1104)는 대상의 접촉을 감지하면 신호를 출력하는 소자로 센서의 종류에는 제한이 없다.
모터부(1300)는 입력되는 전기 에너지를 회전 에너지로 변환한다. 모터부(1300)는 외부에서 입력되는 전기 에너지로 동력을 생산한다.
제 1 기어부(1301)는 상기 모터부(1300)에서 생성된 회전 에너지를 전달한다. 모터부(1300)에서 생성된 회전력은 하나 이상의 소자를 거쳐 제 1 기어부(1301)에 전달될 수 도 있다. 또한, 모터부(1300)에서 생성된 회전력이 바로 제 1 기어부(1301)로 전달될 수 도 있다.
제 2 기어부(1302)는 상기 제 1 기어부(1301)로부터 회전 에너지를 전달받는다. 도 5를 참조하면, 모터부(1300)에서 생성된 회전력은 제 1 기어부(1301)로 전달되어, 제 1 기어부(1301)는 회전하고, 제 1 기어부(1301)가 회전함에 따라 제 2 기어부(1302)도 회전한다. 제 2 기어부(1302)는 부채 형상으로, 회전 반경은 90도이다. 즉, 제 2 기어부(1302)는 시계 반향으로 회전하면 도 5에 도시된 몸체부(1306)의 A영역과 맞닿아 더 이상 회전할 수 없다. 반대로, 제 2 기어부(1302)는 반시계 반향으로 회전하면 도 5에 도시된 몸체부(1306)의 B영역과 맞닿아 더 이상 회전할 수 없다.
출력부(1303)는 상기 제 2 기어부(1302)의 회전축에 고정되어 상기 샤프트(3)를 회전시킨다. 제 2 기어부(1302)의 중심에 고정된 출력부(1303)는 제 2 기어부(1302)와 동일한 속도 및 방향으로 회전한다. 출력부(1303)에 수직으로 연결되는 샤프트(3)는 출력부(1303)의 회전에 따라 같이 회전한다. 출력부(1303)에 샤프트(3)가 체결되는 방법은 당업자에게 자명하다.
막대바(1304)는 상기 제 1 기어부(1301)로의 회전축을 중심으로 회전하여 상기 터치 센서(1104)와 접촉한다. 도 5를 참조하면 막대바(1304)의 회전축(1307)은 제 1 기어부(1301)의 중심에 연결된다. 막대바(1304)의 회전축(1307)이 제 1 기어부(1301)의 중심에 체결되는 방법은 당업자에게 자명하다. 제 1 기어부(1301)가 회전함에 따라 막대바(1304)의 회전축(1307)도 회전하여 막대바(1304)는 터치 센서(1104)와 접촉할 수 있다.
상기 제 1 기어부(1301)와 제 2 기어부(1302)의 기어비는 2:1일 수 있다.
제 2 기어부(1302)는 몸체부(1306)에 접촉하는 물리적인 제한으로 최대 90도로 회전함은 전술하였다. 제 2 기어부(1302)가 최대 90도 회전함에 따라, 제 1 기어부(1301)는 최대 180도 회전한다. 제 1 기어부(1301)의 톱니와 제 2 기어부(1302)의 톱니의 개수의 비율은 2 대 1 이기 때문이다.
즉, 제 2 기어부(1302)가 시계 방향으로 회전하여 몸체부(1306)에 접촉하면, 회전하는 제 1 기어부(1301)도 회전을 멈춘다. 이때 막대바(1304)는 2개의 터치 센서(1104)중 어느 하나의 센서와 접촉한다. 또한, 제 2 기어부(1302)가 반시계 방향으로 회전하여 몸체부(1306)에 접촉하면, 회전하는 제 1 기어부(1301)도 회전을 멈춘다. 이때 막대바(1304)는 나머지 다른 하나의 센서와 접촉한다.
상기 터치 센서(1104)는 막대바(1304)가 접촉함에 따라 제어부(1110)로 터치 신호를 출력한다. 터치 센서(1104)와 막대바(1304)가 접촉하는 경우는 전술하였다. 막대바(1304)가 터치 센서(1104)와 접촉할 때 마다 터치 센서(1104)는 제어부(1110)로 터치 신호를 출력한다.
피드백 신호 출력부(1113);는 상기 샤프트 구동부(1103)로 유입된 전류의 크기가 임계치 이상이고 상기 터치 센서(1104)로부터 터치 신호를 수신하면 피드백 신호를 출력한다. 피드백 신호는 블레이드(1)가 완전히 열리거나 닫혔음을 외부(장치)로 알리는 신호이다. 샤프트(3)의 회전 중 블레이드(1)가 완전히 열리거나 완전히 닫히기 전에, 블레이드(1)에 이물질이 걸리면, 제 2 기어부(1302)가 몸체부(1306)와 접촉하지 않았음에도, 모터부(1300)에 임계치 이상의 전류가 흐를 수 있다. 모터부(1300)에 임계치 이상의 전류가 흐르는 경우에만 블레이드(1)가 완전히 닫히거나 완전히 열렸다고 판단하면, 오판 가능성이 존재한다.
그러나, 제 2 기어부(1302)가 몸체부(1306)에 맞닿는 경우는 막대바(1304)가 두개의 터치 센서(1104) 중 하나의 터치 센서(1104)와 접촉한 경우이다. 즉, 제 2 기어부(1302)가 몸체부(1306)에 맞닿은 것은 블레이드(1)가 완전히 열리거나 닫힌 경우인 것이고, 터치 센서(1104)가 신호를 출력한 경우도 블레이드(1)가 완전히 열리거나 닫힌 경우인 것이다. 따라서, 피드백 신호 출력부(1113)는 유입된 전류의 크기가 임계치 이상이고 터치 센서(1104)로부터 터치 신호를 수신한 경우 블레이드(1)가 완전히 열리거나 닫힘을 알리는 피드백 신호를 출력하는 것이다. 댐퍼 제어 장치(1100)와 전기적으로 연결된 수신반(미도시)은 상기 피드백 신호를 수신하여 블레이드(1)가 완전히 열리고, 닫혔는지 여부를 판단할 수 있다.
제 1 기어부(1301)의 표면에는 밀봉재가 형성된다. 상기 밀봉재는 제 1 기어부(1301) 뿐만 아니라, 제 2 기어부(1302) 표면에도 형성될 수 있다. 모터가 동력을 생성함에 따라 제 1 기어부(1301)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하고, 회전하는 과정에서 제 2 기어부(1302)와 지속적인 마찰이 발생한다. 제 1 기어부(1301)는 상기 마찰에 의해 손상되는 문제가 있다. 마찰에 의한 손상은 마찰하는 순간에 발생하는 충격, 그리고 마찰에 따른 열에 의한 손상을 포함한다.
밀봉재는 실리콘 수지, 이황화 몰리브덴, 구리 분말 및 소듐 실리케이트를 포함하는 밀봉용 조성물로 형성되는 것이 바람직하다.
실리콘 수지는 밀봉재 조성물을 형성하기 위한 바인더 수지로서, 분자구조는 규소와 산소가 번갈아 있는 실록산 결합(Si-O 결합)의 형태를 갖고 있으며, 규소는 메틸기, 페닐기, 및 히드록시기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 작용기를 가질 수 있다. 실리콘 수지는 상업적으로 입수하거나, 당해 기술 분야에 널리 알려진 방법으로 제조할 수 있으며, 예를 들어, 촉매를 사용하여 금속 규소와 염화메틸을 약 300℃ 에서 반응시키면 디메틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란 또는 이들의 혼합물이 얻어지는데, 이것을 가수분해하여 생성된 실리콘 수지를 사용할 수 있다.
이황화 몰리브덴(MoS2)는 화강암 속에 함유 되어 얇은 광맥으로 발견되어 채굴하는 재료로서, 윤활성분으로 사용된다. 이황화 몰리브덴(MoS2)은 그래파이트(graphite)와 같이 전단이 발생하기 쉬운 형태의 육각형의 결정 구조의 고유한 특성을 가지나, 윤활 작용은 그래파이트보다 우수하다. 이황화 몰리브덴은 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 10~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이황화 몰리브덴이 10 중량부 미만인 경우, 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 20 중량부를 초과할 경우, 밀봉용 조성물의 접착성을 떨어뜨릴 수 있다. 밀봉용 조성물의 접착성이 떨어지게 되면 제 1 기어 표면에 밀봉재가 고정되기 어렵다.
구리 분말은 이황화 몰리브덴과 같이 윤활성분으로 사용되는 것으로서, 이황화 몰리브덴과 함께 사용하는 것이 바람직하다. 구리 분말은 마찰면에 자기윤활(self-lubricanting) 및 자기복구(self-repairing) 코팅막을 형성시킴으로써 제조되는 밀봉재의 항마모성 및 항마찰성을 감소시킬 수 있다. 구리분말은 윤활성분의 보조성분으로서, 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만인 경우, 구리 분말에 의한 내마모성 향상 효과를 얻을 수 없고, 5 중량부를 초과하는 경우, 밀봉용 조성물의 혼합성을 저해할 수 있는 우려가 있다.
소듐 실리케이트(sodium silicate)는 롤러 표면에 대한 접착력을 향상시키기 위하여 사용하는 것으로, 기존의 접착제와는 달리 공해를 유발시키지 않아 환경 친화적이며, 접착력이 우수하다. 소듐 실리케이트는 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 20~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 소듐 실리케에트가 20 중량부 미만인 경우, 접착 성능이 떨어질 수 있고, 30 중량부를 초과할 경우, 내마모성이 오히려 떨어질 수 있는 우려가 있다.
밀봉용 조성물은 밀봉재의 기능 향상을 위하여 추가적인 보조 성분을 더 포함할 수도 있다. 즉, 내열성을 향상시키기 위하여 산화 안티몬(Sb2O3)을 포함할 수 있고, 내구성을 향상시키기 위하여 클레이(clay)를 포함할 수 있으며, 단열성을 향상시키기 위하여 실리카 에어로젤을 포함할 수 있다.
산화 안티몬은 밀봉재의 내열성 향상 및 열팽창계수를 저하시키기 위해 사용하는 것으로서, 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 산화 안티몬이 5 중량부 미만이면, 열팽창계수를 충분히 작게 할 수 없고, 10 중량부를 초과하면, 밀봉용 조성물의 혼합성이 저해될 수 있다. 롤러는 기판과 접촉한 상태에서 지속적으로 회전함에 따라 마찰열이 발생할 수 있고, 이에 따라 롤러 표면에 형성된 밀봉재는 내열성이 커야 한다.
클레이는 가느다란 함수 규산염 광물의 집합체로서, 적당량의 물을 섞어 반죽하면 가소성이 생기고, 건조시키면 강성을 나타내며, 높은 온도에서 구우면 소결하는 물질로서, 밀봉재의 내구성을 강화하기 위해 사용한다. 구체적으로, 클레이는 해포석 및/또는 벤토나이트를 사용할 수 있고, 가장 좋은 효과를 얻기 위해서 해포석과 벤토나이트를 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 클레이는 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 1~3 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만인 경우, 클레이에 의한 내구성 강화 효과를 얻을 수 없고, 3 중량부를 초과하는 경우, 밀봉재 조성물의 혼합성이 저해되어 밀봉재가 효과적으로 생성되지 않을 수 있다.
실리카 에어로젤은 높은 표면적(500~1,200 m2/cm3)을 가지고 많은 나노 기공을 가지고 있으며(88~99.8%) 낮은 밀도(~0.003 g/cm3), 높은 열 차단성(0.005 W/mK)을 가진 것으로서, 졸-겔법을 이용하여 합성할 수 있고, 밀봉재가 챔버(10) 내벽과의 마찰에 의한 열을 플런저(20)로 전달되지 않도록 단열성을 향상시키기 위해 사용한다. 실리카 에어로젤은 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 5~15 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 실리카 에어로젤이 5 중량부 미만인 경우, 충분한 단열 효과를 얻을 수 없고, 15 중량부를 초과할 경우, 오히려 밀봉재의 내구성이 약화될 우려가 있다.
이하, 구체적인 실험예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다.
[제조예 1]
실리콘 수지 100 중량부, 이황화 몰리브덴 15 중량부, 구리 분말 3 중량부, 소듐 실리케이트 25 중량부를 혼합하여 밀봉용 조성물을 제조하였다.
[제조예 2]
제조예 1과 동일하게 제조하되, 산화 안티몬 8 중량부, 클레이 2 중량부(해포석과 벤토나이트를 1:1의 중량비로 혼합), 실리카 에어로젤 10 중량부를 더 첨가하여 밀봉용 조성물을 제조하였다.
[실험예 1 : 내마모성 테스트]
제조예 1 및 2의 밀봉용 조성물을 롤러 표면에 도포 및 건조하여 밀봉재를 형성하고, 기판 이송 작업을 24시간 수행 후, 밀봉재의 외관 상태를 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었고, 기준은 ○(마모흔적 거의 없음), △(10%~30% 마모), X(30% 이상의 마모)로 하였다.
[표 1]
상기 표 1과 같이, 제조예 1, 2 모두 밀봉재의 상태는 양호한 편이었으나, 제조예 2의 밀봉재의 내마모성이 더 우수한 것으로 판단되었다.
[실험예 2 : 내열성 테스트]
도금 부착량이 편면 기준 25/㎡ 인 전기아연도금강판 상에 파카라이징사의 인산아연계 인산염 처리제인 PALBOND 3050을 이용하여 인산염층을 3g/m2 부착량으로 형성시킨 후, 상기 인상염층 상에 제조예 1 및 2의 밀봉용 조성물을 3g/m2 부착량으로 도포하여 피막을 형성한 후, 500℃ 전기 오븐에서 24시간 유지하고 피막에 X-컷(cut)을 실시하여 다음과 같은 기준(○ : 박리폭 3mm 이하, X : 박리폭 3mm 초과)으로 평가하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
상기 표 2와 같이, 제조예 1, 2 모두 밀봉재의 상태는 양호한 편이었으나, 제조예 2의 밀봉재의 내열성이 더 우수한 것으로 판단되었다.
제 2 롤러부의 표면에는 플라스틱 조성물이 형성된다.
상기 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 탈크 및 게르마늄 분말을 포함한다. 본 발명은 내열성, 내구성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 비틀림 현상을 개선할 수 있으며, 원적외선을 방사함으로써 신진 대사 촉진 및 제조된 제 2 기어를 취급하는 작업자에게 유해성을 최소화 할 수 있다. 제 2 기어는 샤프트(3)를 직접 회전시키는 구성으로 위해 내구성이 높아야 하고, 기어와 기어의 마찰에 따른 열을 견디는 내열성이 커야하고, 열로 인한 비틀림 현상이 없어야 하며, 댐퍼 제어 장치(1100) 인근에서 작업하는 작업자들에 유해함이 없어야 한다.
폴리프로필렌(polypropylene) 수지는 성능 대비 가격이 저렴하고, 식품이나 화장품 등의 내용물과의 접촉에도 위해성이 없는 환경친화적인 소재로 알려져 있는 것으로서, 프로필렌을 중합하여 얻는 열가소성 수지이고, 내약품성, 기계적 성질, 열적 성질이 우수하다. 폴리프로필렌은 프로필렌 단독(호모) 중합체, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 기계적 물성의 향상을 위하여 호모 중합체와 랜덤 공중합체를 3:2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서, 높은 유동성과 강성, 내충격성, 전기절연성, 성형성, 내한성이 뛰어나다. 고밀도 폴리에틸렌 수지는 전술한 폴리프로필렌 수지와 혼합하여 제 2 기어 또는 제품 제조시 인장력을 강화하여 성형성을 개선할 수 있는 효과를 가질 수 있으며, 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있다.
탈크는 플라스틱 조성물의 강도, 내열성 등의 기계적 물성을 향상시키는 것으로서, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 탈크 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탈크는 다른 충전재 성분과 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 바람직하게는, 돌로마이트 분말과 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하여 플라스틱 조성물의 내구성 향상에 기여할 수도 있다.
게르마늄은 은백색의 준금속으로, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등을 다량 방사하여 신진 대사를 촉진하는 효과를 가진다. 또한, 게르마늄은 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온(외곽전자)이 체내에 들어가 생명력을 높이는 작용을 한다. 체내에 들어가면 각종 유해물질과 함께 20~30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없다. 특히, 무기게르마늄의 입자가 사람의 피부와 접하게 되면 외곽전자의 침투압 활동으로 피부조직 속으로 반도체 성질이 들어간다. 피하조직 속의 모세혈관까지 침투한 게르마늄은 혈관벽을 통해서 혈관 속에 있는 전자를 이동시키며, 혈액정화작용을 하여 혈액을 정상화시키고 과잉 전자 흐름을 방전시켜 통증을 면하게 한다는 사실이 밝혀졌다. 게르마늄은 분말 형태로 사용할 수 있고, 게르마늄 원석을 3cm 이하로 잘게 절단한 후, 절단된 게르마늄 원석을 80~100 메쉬의 입도 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.
플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지 110~130 중량부, 탈크 170~190 중량부 및 게르마늄 분말 1~10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 플라스틱 조성물을 이용하여 제 2 기어를 제조할 경우, 뒤틀림 현상 등을 배제하기 위하여 플라스틱 조성물의 비중을 조절하는 것이 중요한데, 비중은 1.02~1.10인 것이 바람직하고, 1.03~1.05인 것이 더욱 바람직하다. 즉, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 110 중량부 미만이거나, 탈크가 170 중량부 미만이면, 내구성 등의 기계적 물성을 강화시키기 제한되고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 130 중량부를 초과하거나, 탈크가 190 중량부를 초과하면, 플라스틱 조성물의 비중이 늘어나 성형성이 불량해질 수 있는 우려가 있다. 또한, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 게르마늄 분말이 1 중량부 미만이면, 게르마늄으로 인한 원적외선 방출 효과 등이 발현되기 힘들고, 10 중량부를 초과하면, 다른 성분과의 혼합성이 저해되어 성형성이 불량해질 수 있다.
한편, 상술한 플라스틱 조성물은 기계적 물성, 혼합성, 성형성, 항균성 등을 향상시키기 위하여 여러가지 첨가제 성분을 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 마늘 추출액을 더 포함할 수 있다. 마늘 추출액은 천연 접착 성분으로, 폴리프로필렌 수지와 고밀도 폴리에틸렌 수지 등 다른 구성 성분과의 혼합성을 향상시키는 바인더로 기능한다. 마늘 추출액은 마늘의 껍질을 벗기고 분쇄한 후, 마늘 1 중량부 당 2~3 중량부의 물을 첨가하고, 80~100℃에서 5시간 이상 가열한 후, 액체성분을 추출하여 여과하며, 이어서 여과된 액체성분을 55~60℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 마늘 추출액은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 10~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 마늘 추출액의 함량이 10 중량부 미만인 경우, 폴리프로필렌 수지와 탈크 등을 적절하게 엉겨 붙게 하지 못해 제 2 기어 제조시 표면이 고르게 형성되지 않을 수 있고, 20 중량부를 초과하는 경우, 각 성분의 분산성 및 혼합성이 오히려 저하될 우려가 있다.
이때, 마늘 추출액의 기능을 보완하기 위하여 자당(C12H22O11) 분말을 혼합하여 사용할 수 있다. 자당은 조성물 전체의 혼합성을 개선하여 제 2 기어를 제조하기 위한 연신 과정에서 박막 형태로 압출될 수 있도록 하고, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합 과정에서 점성이 생겨 이취 문제를 발생시키는 분자를 잡을 수 있어 이취 문제 해결에도 기여할 수 있다. 자당은 120 메쉬(mesh) 망으로 거른 1~120 ㎛ 입자 크기가 95 wt% 이상 포함된 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 자당의 함량이 1 중량부 미만인 경우, 자당에 의해 발현되는 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우, 플라스틱 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 균일한 시트의 형성이 어렵다는 단점이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 백토 분말을 더 포함할 수도 있다. 백토(Kaolin)는 카올리나이트와 할로이사이트를 주원료로 하는 백색의 점토로, 마모 및 열충격에 대한 저항성이 우수하다. 백토는 폴리프로필렌 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 백토가 5 중량부 미만이면, 외부 환경에 대한 저항성이 약한 문제가 있고, 10 중량부를 초과하면 압축강도가 떨어지는 등 기계적 물성의 상승 효과가 발현되지 않을 수 있다.
플라스틱 조성물은 이산화티탄(TiO2)을 더 포함할 수도 있다. 이산화티탄은 플라스틱 조성물의 내열성을 향상시킬 수 있는 충전재로 기능할 수 있다. 이산화티탄은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 5~15 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이산화티탄이 5 중량부 미만이면, 플라스틱 조성물에 의해 형성된 제 2 기어의 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 15 중량부를 초과하면, 작업성이 저하될 수 있고, 다른 구성성분들과의 배합성이 좋지 않을 수 있다.
플라스틱 조성물은 수산화알루미늄을 더 포함할 수도 있다. 수산화알루미늄은 플라스틱 조성물의 항균성을 향상시킬 수 있는 항균제로 기능한다. 수산화알루미늄은 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 사용하는 것이 바람직하다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 수산화 알루미늄은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 2~7 중량부로 포함될 수 있다. 수산화알루미늄의 함량이 2 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 7 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.
또한, 플라스틱 조성물은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 분산제, 소포제 등을 더 포함할 수도 있고, 제조되는 제 2 기어의 다양한 색상을 구현하기 위하여 색소 성분을 더 포함할 수도 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
하기 표 1의 조성에 따라 플라스틱 조성물을 제조하였다. 각 재료는 시중에서 구할 수 있는 재료를 사용하였다. 마늘 추출액의 경우, 발명의 상세한 설명에 기재한 대로 제조하였고, 수산화알루미늄은 γ-보헤마이트를 사용하였다.
[표 1]
[실험예 1]
실시예 1~5의 조성물을 가열한 후, 연신하여 10mm 두께의 플라스틱 시트를 제조하였고, 시트 표면의 균일도를 확인하였고, 이를 하기 표 2에 기재하였다. 균일도는 레이저 센서(N2 레이저, 발진파장 337.1nm, UDHO Laser. LTD., Japan)를 사용하여 측정하였으며, 30개의 지점을 임의로 선택하여 이들의 표면 거칠기(surface roughness)를 측정(표준편차를 사용하였고, ㅁ0.3 이하는 균일한 것으로, ㅁ0.3 초과는 불균일한 것으로 평가)하였다. 이때, 실시예 1 및 5는 길이방향으로 3차 연신과정을 거쳤으며, 실시예 2~4는 길이방향, 폭방향, 길이방향 순으로 3차 연신과정을 거쳤다.
[표 2]
상기 표 2와 같이, 실시예 1~5의 경우, 제조된 시트의 균일도는 모두 양호한 편이었다. 그 중에서도, 실시예 3의 균일도가 가장 우수하다는 것을 알 수 있었다.
[실험예 2 : 비틀림 테스트]
실시예 1~5의 조성물을 가열한 후, 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 이때, 최종 제품의 완성도를 평가하였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 실시예 1 및 5는 길이방향으로 3차 연신과정을 거쳤으며, 실시예 2~4는 길이방향, 폭방향, 길이방향 순으로 3차 연신과정을 거쳤다. 참고로, 도 2는 양호한 상태의 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 불량한 상태(비틀림 현상)를 나타낸 도면이다.
[표 3]
상기 표 3과 같이, 실시예 2~4의 경우, 90% 이상 정상 제품을 만들 수 있었으며, 특히, 실시예 3의 경우, 불량률이 매우 적었다는 것을 알 수 있었다.
[실험예 3 : 이취 테스트]
암모니아 가스를 이용하여 실시예 1 및 3에 대해 이취 테스트를 진행하였다. 최초 농도 측정 후, 5분 후의 농도를 측정하여 탈취율을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
[표 4]
상기 표 4와 같이, 실시예 1의 경우, 탈취 효과가 거의 없었으나, 실시예 3의 경우 일부 탈취 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.
[실험예 4 : 항균성 테스트]
실시예 1 및 3의 조성물에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Staphylococcus aureus ATCC 6538(황색포도상구균), Escherichia coli ATCC 25922(대장균)을 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 5에 나타내었다.
[표 5]
항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다. 실시예 3의 경우, γ-보헤마이트에 의한 항균 효과가 나타났음을 확인할 수 있었다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 푸쉬 버튼(1101)이 눌린 시점으로부터 기설정된 시간 후에 안내 메시지를 출력한다. 댐퍼 제어 장치(1100)의 일측에 구비된 스피커(미도시)를 통해 상기 안내 메시지를 출력한다. 안내 메시지는 예를 들어, "쉬는 시간입니다." 등이다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 푸쉬 버튼(1101)이 눌린 시점으로부터 50분을 초과한 시점에 스피커에서 50데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 푸쉬 버튼(1101)이 눌린 시점으로부터 60분을 초과한 시점에 스피커에서 60데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 푸쉬 버튼(1101)이 눌린 시점으로부터 70분을 초과한 시점에 스피커에서 70데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 푸쉬 버튼(1101)이 눌린 시점으로부터 80분을 초과한 시점에 스피커에서 80데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 푸쉬 버튼(1101)이 눌린 시점으로부터 시간이 많이 지날 수록 높은 데시벨의 소리를 출력하도록 스피커를 구동하여 작업자들은 작업 후 쉬어야 할 시점을 쉽게 인지할 수 있다. 작업자들은 고도의 집중력을 유지한 상태에서 댐퍼 제어 장치(1100) 주변에서 작업을 해야하고, 상기 집중력을 위해 작업자들에게 주기적인 쉬는시간을 제공할 필요가 있다. 기존에는 댐퍼 제어 장치(1100)의 구조에만 관심이 있었을 뿐, 작업자들의 작업 능률에 대한 고민은 이루어지지 않았다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 작업자들에게 작업 시간에 따라 상이한 소리 정보를 전달할 필요가 있다.
제어부(1110)는 통신부를 통해 작업자의 가슴에 부착된 심박 센서로부터 분당 심박수를 수신하는 분당 심박수 수신부(1115)를 더 포함하고, 상기 메시지 출력부(1303)(1114)는 분당 심박수가 기준치 이하이면 졸음 경고음을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 심박 센서 작업자의 심박수를 측정한다. 상기 심박 센서는 비침습으로 작업자의 심박수를 측정한다. 심박 센서는 상기 작업자의 심박수를 측정할 수 있는 위치에 부착될 수 있다.
상기 메시지 출력부(1303)(1114)는 상기 분당 심박수가 기준치 이하이면 졸음 경고음을 출력하는 것을 특징으로 한다. 즉, 메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 기준치 이하이면, 작업자가 졸거나 작업자에게 졸음이 올 가능성이 높다고 판단한다. 그에 따라, 메시지 출력부(1303)(1114)는 졸음 경고음을 출력하도록 스피커를 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 50회 이상 55회 미만인 경우 스피커에서 50데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 45회 이상 50회 미만인 경우 스피커에서 60데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 40회 이상 45회 미만인 경우 스피커에서 70데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 33회 이상 40회 미만인 경우 스피커에서 80데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 31회 이상 33회 미만인 경우 스피커에서 90데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 심박수가 적을수록 높은 데시벨의 소리를 스피커에서 출력하도록 하여 작업자가 졸음에서 깨어날 수 있도록 하고, 이를 통해 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
상기 메시지 출력부(1303)(1114)는 상기 분당 심박수가 기준치 이하이면, 작업자의 신체 일부에 부착된 자동심장충격기가 심장에 전기 충격을 가하도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 자동심장충격기는 작업자의 심장부근에 전기 충격을 가할 수 있는 위치에 부착될 수 있다. 상기 전기 충격은 작업자가 잠을 깰정도의 작은 충격이다.
상기 메시지 출력부(1303)(1114)는 상기 분당 심박수가 기준치 이하인 경우, 작업자가 졸음 상태라고 판단할 수 있음은 전술하였다. 이에 더 나아가, 상기 메시지 출력부(1303)(1114)는 상기 분당 심박수가 기준치 이하인 경우, 작업자의 심장 박동이 멈추는 심정지가 발생할 가능성이 높다고 판단할 수 있다. 이에 따라, 상기 메시지 출력부(1303)(1114)는 안전벨트에 부착된 자동심장충격기가 심장에 전기 충격을 가하도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 50회 이상 55회 미만인 경우 자동심장충격기의 출력 전압의 파고치가 1000V 이상 2000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 45회 이상 50회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 2000V 이상 3000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 40회 이상 45회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 3000V 이상 4000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 33회 이상 40회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 4500V 이상 4700V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 분당 심박수가 31회 이상 33회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 4700V 이상 5000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.
메시지 출력부(1303)(1114)는 작업자의 심박수가 적을수록 높은 전압을 출력하도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
1: 블레이드
2: 프레임
3: 샤프트
4: 댐퍼부
1100: 댐퍼 제어 장치
1101: 푸쉬 버튼
1102: 타이머
1103: 샤프트 구동부
1104: 터치 센서
1110: 제어부
1111: 타이머 구동부
1112: 샤프트 구동부 제어부
1113: 피드백 신호 출력부
1114: 메시지 출력부
1115: 분당 심박수 수신부
1300: 모터부
1301: 제 1 기어부
1302: 제 2 기어부
1303: 출력부
1304: 막대바
1305: 케이스
1306: 몸체부
1307: 막대바의 회전축
2: 프레임
3: 샤프트
4: 댐퍼부
1100: 댐퍼 제어 장치
1101: 푸쉬 버튼
1102: 타이머
1103: 샤프트 구동부
1104: 터치 센서
1110: 제어부
1111: 타이머 구동부
1112: 샤프트 구동부 제어부
1113: 피드백 신호 출력부
1114: 메시지 출력부
1115: 분당 심박수 수신부
1300: 모터부
1301: 제 1 기어부
1302: 제 2 기어부
1303: 출력부
1304: 막대바
1305: 케이스
1306: 몸체부
1307: 막대바의 회전축
Claims (2)
- 하나 이상의 블레이드, 상기 블레이드에 동력을 전달하는 샤프트 및 상기 블레이드가 설치되는 프레임을 포함하는 댐퍼부를 제어하는 댐퍼 제어 장치는,
푸쉬 버튼;
타이머;
샤프트를 회전시키는 샤프트 구동부;
상기 댐퍼 제어 장치를 총괄제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는
푸쉬 버튼이 눌리면 타이머를 구동 시키는 타이머 구동부;
상기 타이머가 구동되고 기설정된 시간 이후에 상기 샤프트 구동부의 동작을 중지 시키는 샤프트 구동부 제어부;를 포함하되,
상기 샤프트 구동부 제어부는,
푸쉬 버튼이 눌리면 상기 샤프트가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부를 동작시키고,
상기 샤프트가 제 1 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부에서 감지되면 상기 샤프트 구동부의 동작을 중지시키고,
상기 샤프트 구동부의 동작이 중지된 이후에 상기 샤프트가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부를 동작시키고,
상기 샤프트가 제 2 방향으로 회전하도록 상기 샤프트 구동부의 동작 중에 임계치 이상의 전류가 상기 샤프트 구동부에서 감지되면 상기 샤프트 구동부의 동작을 중지시키되,
상기 제어부는 메시지 출력부는 더 포함하고,
상기 메시지 출력부는 푸쉬 버튼이 눌린 시점으로부터 기설정된 시간 후에 안내 메시지를 출력하고 상기 안내 메시지는 "쉬는 시간입니다."이고,
상기 메시지 출력부는 푸쉬 버튼이 눌린 시점으로부터 50분을 초과한 시점에 스피커에서 50데시벨의 가청음이 출력되도록 댐퍼 제어 장치의 일측에 구비된 스피커를 제어하고,
상기 메시지 출력부는 푸쉬 버튼이 눌린 시점으로부터 60분을 초과한 시점에 스피커에서 60데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어하며,
상기 메시지 출력부는 푸쉬 버튼이 눌린 시점으로부터 70분을 초과한 시점에 스피커에서 70데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어하고,
상기 메시지 출력부는 푸쉬 버튼이 눌린 시점으로부터 80분을 초과한 시점에 스피커에서 80데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어하며,
상기 댐퍼 제어 장치는 2개의 터치 센서를 더 포함하고,
상기 샤프트 구동부는
입력되는 전기 에너지를 회전 에너지로 변환하는 모터부;
상기 모터부에서 생성된 회전 에너지를 전달하는 제 1 기어부;
상기 제 1 기어부로부터 회전 에너지를 전달받는 제 2 기어부;
상기 제 2 기어부의 회전축에 고정되어 상기 샤프트를 회전시키는 출력부;
상기 제 1 기어부로의 회전축을 중심으로 회전하여 상기 터치 센서와 접촉하는 막대바;를 포함하되,
상기 터치 센서는 막대바가 접촉함에 따라 제어부로 터치 신호를 출력하고,
상기 제어부는
상기 샤프트 구동부로 유입된 전류의 크기가 임계치 이상이고 상기 터치 센서로부터 터치 신호를 수신하면 피드백 신호를 출력하는 피드백 신호 출력부;를 포함하되,
상기 제 1 기어부 표면에는 밀봉재가 형성되고,
상기 밀봉재는 실리콘 수지, 이황화 몰리브덴, 구리 분말 및 소듐 실리케이트를 포함하는 밀봉용 조성물로 형성되고,
상기 밀봉용 조성물은 산화 안티몬, 클레이 및 실리카 에어로젤을 더 포함하고,
상기 밀봉용 조성물은 실리콘 수지 100 중량부, 이황화 몰리브덴 15 중량부, 구리 분말 3 중량부, 소듐 실리케이트 25 중량부, 산화 안티몬 8 중량부, 클레이 2 중량부 및 실리카 에어로젤 10 중량부로 포함되고,
도금 부착량이 편면 기준 25/㎡ 인 전기아연도금강판 상에 파카라이징사의 인산아연계 인산염 처리제인 PALBOND 3050을 이용하여 인산염층을 3g/m2 부착량으로 형성시킨 후, 인상염층 상에 상기 밀봉용 조성물을 3g/m2 부착량으로 도포하여 피막을 형성한 후, 500℃ 전기 오븐에서 24시간 유지하고 피막에 X-컷(cut)을 실시하면 박리폭은 3mm 이하이고
상기 제어부는 통신부를 통해 작업자의 가슴에 부착된 심박 센서로부터 분당 심박수를 수신하는 분당 심박수 수신부를 더 포함하고,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 50회 이상 55회 미만인 경우 스피커에서 50데시벨의 가청음이 출력되도록 제어하고,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 45회 이상 50회 미만인 경우 스피커에서 60데시벨의 가청음이 출력되도록 제어하며,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 40회 이상 45회 미만인 경우 스피커에서 70데시벨의 가청음이 출력되도록 제어하고,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 33회 이상 40회 미만인 경우 스피커에서 80데시벨의 가청음이 출력되도록 제어하며,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 31회 이상 33회 미만인 경우 스피커에서 90데시벨의 가청음이 출력되도록 제어하고,
상기 메시지 출력부는 상기 분당 심박수가 기준치 이하이면, 작업자의 신체 일부에 부착된 자동심장충격기가 심장에 전기 충격을 가하도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송하며,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 50회 이상 55회 미만인 경우 자동심장충격기의 출력 전압의 파고치가 1000V 이상 2000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 하고,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 45회 이상 50회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 2000V 이상 3000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송하며,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 40회 이상 45회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 3000V 이상 4000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송하고,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 33회 이상 40회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 4500V 이상 4700V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송하며,
상기 메시지 출력부는 작업자의 분당 심박수가 31회 이상 33회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 4700V 이상 5000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송하는,
댐퍼 제어 장치.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102251430B1 (ko) * | 2020-10-30 | 2021-05-12 | 신동출 | 출력값에 기초한 이상상태 감지형 댐퍼 액추에이터 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013174208A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Ntn Corp | 水力発電装置 |
KR101547817B1 (ko) * | 2015-04-09 | 2015-08-27 | 뉴토크코리아주식회사 | 이물질 감지 및 제거 기능을 갖는 전동 액츄에이터 |
-
2018
- 2018-03-13 KR KR1020180029464A patent/KR101888894B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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