KR20050015069A - 매체의 두께검지장치 - Google Patents

매체의 두께검지장치

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KR20050015069A KR1020030053541A KR20030053541A KR20050015069A KR 20050015069 A KR20050015069 A KR 20050015069A KR 1020030053541 A KR1020030053541 A KR 1020030053541A KR 20030053541 A KR20030053541 A KR 20030053541A KR 20050015069 A KR20050015069 A KR 20050015069A
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Abstract

본 발명은 매체의 두께검지장치이다. 본 발명은 구동원에서 발생하는 진동을 제거하여 구동원의 구동력을 전달하는 구동력전달부와, 상기 구동력전달부를 통해 상기 구동원의 구동력을 전달받아 매체(m)의 이송을 수행하는 검지롤러(44)와, 중심축(46)을 중심으로 회전되는 베어링홀더(48,48')에 설치되고 상기 검지롤러(44)에 밀착되는 방향으로 탄성력을 받는 검지베어링(50)과, 상기 검지롤러(44) 사이에 해당하는 상기 중심축에 연결되어 중심축에 발생하는 진동을 흡수하는 댐퍼부재(58)와, 상기 검지베어링(50)과 검지롤러(44) 사이를 통과하는 매체(m)의 두께를 상기 베어링홀더(48,48')의 중심축(46)에 대한 회전값을 기초로 검출하는 두께감지센서(60)를 포함하여 구성된다.

Description

매체의 두께검지장치{Media thickness dector}
본 발명은 매체의 두께검지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매체의 두께를 광센서를 사용하여 검지할 수 있도록 한 매체의 두께검지장치에 관한 것이다.
매체의 두께검지장치는 지폐, 수표, 티켓, 증명서, 용지 등 매체의 두께를 검지하는 것으로, 예를 들면 매체가 여러장 동시에 이송되거나 불량 매체가 사용되는 것을 감지하도록 하여 기기의 동작이 원활하게 수행되도록 하는 것이다. 이와 같은 두께검지장치가 사용되는 기기의 예로는 현금자동지급기, 티켓발행기, 증명서발행기, 프린터, 팩스 등이 있다.
매체의 두께를 검지하는 방식으로는 기구적인 구성에 의해 매체에 롤러가 직접 접촉하여 검지하는 방식과, 광센서를 사용하여 매체에 기구적인 구성이 직접 접촉하지 않도록 하여 검지하는 방식 그리고 이들을 혼합한 방식이 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바에 따르면, 양단부가 프레임(도시되지 않음)에 지지되는 회전축(10)에는 검지롤러(12)가 설치된다. 상기 검지롤러(12)는 매체(m)가 이동되는 경로상에 위치된다. 상기 검지롤러(12)는 구동원에 의해 구동되는 구동벨트(14)에 의해 회전된다. 상기 구동벨트(14)는 구동원과 상기 회전축(10)을 연결하여 구동원의 동력을 회전축(10)으로 전달하여 상기 검지롤러(12)가 회전되게 한다. 상기 구동벨트(14)는 타이밍벨트가 사용된다.
상기 회전축(10)과 인접한 위치에는 양단이 프레임에 지지되는 중심축(16)이 구비된다. 상기 중심축(16)에는 베어링홀더(18)가 설치된다. 상기 베어링홀더(18)가 구비되는 중심축(16)의 양단에는 복원스프링(19)이 설치된다. 상기 복원스프링(19)은 일단부가 상기 중심축(16)에 연결되고 타단부가 상기 프레임측에 연결되어 상기 중심축(16)에 특정방향으로 복원력을 부여한다. 따라서, 상기 베어링홀더(18)가 항상 특정방향으로 회전하려는 경향을 가진다.
상기 베어링홀더(18)의 일단에는 검지베어링(20)이 구비된다. 상기 검지베어링(20)은 도 2에서 알 수 있듯이, 베어링홀더(18)의 양단에 각각 하나씩이 구비된다. 상기 검지베어링(20)의 원주길이는 상기 매체(m)의 진행방향 거리의 약 1/2배 정도로 설정된다.
상기 검지베어링(20)은 상기 베어링홀더(18)에 자유롭게 회전가능하게 설치된다. 상기 검지베어링(20)은 상기 복원스프링(19)의 복원력에 의해 상기 베어링홀더(18)가 회전되므로 항상 상기 검지롤러(12)에 밀착되는 방향으로 이동되려 한다. 물론 두께가 검지되는 매체(m)는 상기 검지롤러(12)와 검지베어링(20)의 사이를 통과한다.
한편, 상기 베어링홀더(18)가 회전되는 정도를 감지하여 매체(m)의 두께를 감지하는 두께감지센서(22)가 구비된다. 상기 두께감지센서(22)의 예로서, RVDT(Rotate Variaton Detect Transformer)센서가 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 상기 검지롤러(12)가 상기 구동벨트(14)에 의해 구동원의 구동력을 전달받아 회전하므로, 구동원의 진동이 상기 구동벨트(14)를 통해 상기 검지롤러(12)로 전달된다. 이와 같이 구동원의 진동이 검지롤러(12)에 전달되면, 특히 두께의 검지를 위해 기구적인 구성을 사용하는 경우에 매체(m)의 두께를 정확하게 측정하지 못하게 되는 문제점이 발생한다.
그리고, 종래 기술에서는 매체의 양단에 각각 접촉되는 검지베어링(20)이 하나의 베어링홀더(18)에 설치되므로, 상기 베어링홀더(18)의 설치상태가 정확하지 않거나 제조시에 공차가 있으면 양쪽의 검지베어링(20)이 동일한 힘으로 상기 검지롤러(12)에 밀착되지 못하게 된다. 이와 같이 되면 매체(m)의 두께를 정확하게 검지하지 못하게 되는 문제점이 발생한다.
또한, 종래 기술에서는 상기 검지베어링(20)의 원주길이가 상기 매체(m)의 진행방향 거리의 약 2배 정도로 설정되므로, 한 장의 매체(m)가 통과할 때, 상기 검지베어링(20)이 2회전하게 된다. 따라서, 검지베어링(20)의 공차에 의해 발생할 수 있는 측정치의 오류가 축적되어 두께 감지성능이 떨어지는 문제점도 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부의 진동이 매체두께검지장치에 미치지 않도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 검지베어링과 검지롤러가 서로 정확하게 접촉되도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 한 장의 매체가 이송되는 동안 검지베어링의 회전을 최소화하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 구동원에서 발생하는 진동을 제거하여 구동원의 구동력을 전달하는 구동력전달부와, 상기 구동력전달부를 통해 상기 구동원의 구동력을 전달받아 매체의 이송을 수행하는 검지롤러와, 중심축을 중심으로 회전되는 베어링홀더에 설치되고 상기 검지롤러에 밀착되는 방향으로 탄성력을 받는 검지베어링과, 상기 베어링홀더 사이에 해당하는 상기 중심축에 연결되어 중심축에 발생하는 진동을 흡수하는 댐퍼부재와, 상기 검지베어링과 검지롤러 사이를 통과하는 매체의 두께를 상기 베어링홀더의 중심축에 대한 회전값을 기초로 검출하는 두께감지센서를 포함하여 구성된다.
상기 구동력전달부는 매체의 이송을 위한 구동력을 제공하는 구동원에 의해 구동되는 기어열이다.
상기 기어열의 최초기어는 상기 구동원으로부터 벨트를 통해 구동력을 전달받는다.
상기 중심축의 양단은 프레임에 지지되는 것으로, 상기 베어링홀더와 프레임의 사이에는 연결브라켓이 설치되고 상기 연결브라켓과 프레임에 각각 양단부가 연결되게 복원부재가 설치되어 상기 검지베어링이 상기 검지롤러에 밀착되게 하는 탄성력을 제공한다.
상기 검지베어링은 상기 매체의 양단과 대응되는 중심축 상에 각각 설치되는 베어링홀더에 자유롭게 회전되게 설치된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 매체의 이송을 위한 구동원으로 부터 구동력을 받아 전달하는 기어열과, 상기 기어열을 통해 상기 구동원의 구동력을 전달받아 매체의 이송을 수행하는 검지롤러와, 이송되는 매체의 양단과 대응되는 위치에 각각 설치되고 중심축을 중심으로 회전되는 베어링홀더와, 상기 베어링홀더에 회전가능하게 설치되고 상기 검지롤러에 항상 밀착되는 방향으로 탄성력을 받는 검지베어링과, 상기 검지베어링과 검지롤러 사이를 통과하는 매체의 두께를 상기 베어링홀더의 중심축에 대한 회전값을 기초로 검출하는 두께감지센서를 포함하여 구성된다.
상기 베어링홀더 사이에 해당하는 상기 중심축에 연결되어 중심축에 발생하는 진동을 흡수하는 댐퍼부재가 더 구비된다.
상기 검지베어링의 직경(d)은 상기 매체의 이송방향 폭(w)과의 사이에는 d = 0.2 ~ 0.25w의 관계식이 성립한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 매체의 두께검지장치에 의하면 매체의 두께를 보다 정확하게 검지할 수 있게 되는 이점이 있다.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 매체의 두께검지장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3에는 본 발명에 의한 매체의 두께검지장치의 바람직한 실시예의 측면구성도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예의 요부 구성이 사시도로 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 베어링홀더와 검지베어링의 구성이 평면도로 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바에 따르면, 구동벨트(30)는 매체(m)의 이송을 위한 구동력을 제공하는 구동원(도시되지 않음)으로부터 구동력을 받아 전달한다. 물론 매체(m)의 이송을 위한 구동원과 별도의 구동원으로부터 동력을 전달받을 수도 있다.
제1기어축(32)에는 제1기어(34)가 설치된다. 상기 제1기어축(32)은 그 양단이 도시되지 않은 프레임에 지지된다. 예를 들어 매체자동지급기와 같은 것에서는 상기 프레임이 소정의 간격을 두고 설치되는 플레이트로서 상기 플레이트에 상기 제1기어축(32)의 양단이 지지된다. 상기 제1기어축(32)은 상기 구동벨트(30)에 의해 구동되는데, 이를 위해 별도의 벨트풀리(도시되지 않음)가 제1기어축(32)에 설치되는 것이 바람직하다. 제2기어축(36) 역시 프레임에 양단이 지지되는데, 이에는 제2기어(38)가 설치된다. 상기 제2기어(38)는 상기 제1기어(34)와 맞물려 동력을 전달받게 된다.
회전축(40)은 그 양단이 프레임에 지지되는 것으로, 그 일측에는 종동기어(42)가 구비된다. 상기 종동기어(42)는 상기 제2기어(38)와 맞물려 동력을 전달받는다. 상기 회전축(40)에는 검지롤러(44)가 동축으로 설치된다. 상기 검지롤러(44)는 상기 회전축(40)과 함께 회전되면서 매체(m)를 이송시키는 역할을 한다.
다음으로, 프레임에 양단이 지지되어 회전가능하게 중심축(46)이 구비된다. 상기 중심축(46)에는 베어링홀더(48,48')가 일체로 회전되게 구비된다. 상기 베어링홀더(48,48')는 상기 중심축(46)에 소정 간격을 두고 설치된다. 상기 베어링홀더(48,48')에는 각각 검지베어링(50)이 자유롭게 회전가능하게 굴대설치된다. 상기 검지베어링(50)은 상기 검지롤러(44)와 대응되는 위치에 있어, 매체(m)가 지나가지 않을 때에는 검지베어링(50)의 표면과 검지롤러(44)의 표면이 서로 접촉될 수 있어야 한다.
상기 검지베어링(50)의 직경(d)은 상기 매체(m)의 이송방향 폭(w)과의 사이에서 d = 0.2 ~ 0.25w라는 관계식을 만족한다. 이와 같이 되면 하나의 매체(m)가 검지롤러(44)와 검지베어링(50) 사이를 완전히 통과할 때, 상기 검지베어링(50)이 대략 1바퀴 반정도 회전된다.
한편, 상기 베어링홀더(48,48')가 설치되는 위치는 이송되는 매체(m)의 양단에 해당되고, 베어링홀더(48,48')에 구비된 검지베어링(50)이 상기 검지롤러(44)의 표면에 접촉될 수 있도록 설계된다.
상기 중심축(46)의 양단에는 각각 연결브라켓(52)이 구비된다. 상기 연결브라켓(52)에는 복원부재(54)의 일단부가 각각 연결된다. 상기 복원부재(54)의 타단부는 프레임의 일측에 걸어진다. 이와 같이 복원부재(54)가 설치됨에 의해 상기 중심축(46)은 상기 베어링홀더(48,48')의 검지베어링(50)의 표면이 검지롤러(44)의 표면에 밀착되는 방향으로 회전된다. 즉, 상기 복원부재(54)가 상기 검지베어링(50)의 표면이 검지롤러(44)의 표면에 밀착되도록 하는 역할을 한다.
고정축(56)은 그 양단이 프레임에 지지되게 설치된다. 상기 고정축(56)에 일단부가 지지되게 댐퍼부재(58)가 설치된다. 상기 댐퍼부재(58)의 타단은 상기 중심축(46)의 중앙, 즉 상기 베어링홀더(48,48') 사이에 해당되는 부분에 설치된 연결브라켓(52')에 연결된다. 상기 댐퍼부재(58)는 코일스프링이 사용되는데, 상기 중심축(46)에 발생하는 진동을 흡수하는 역할을 한다.
마지막으로, 상기 베어링홀더(48,48')가 회전되는 정도를 감지하여 매체(m)의 두께를 감지하는 두께감지센서(60)가 구비된다. 상기 두께감지센서(60)의 예로서, 회전각도에 의한 전압의 변화를 이용하는 RVDT(Rotate Variaton Detect Transformer)센서가 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 매체의 두께검지장치의 작용을 상세하게 설명한다.
본 실시예에서 구동원이 구동되면 매체(m)가 이송된다. 그리고, 이송되는 매체(m)가 상기 검지롤러(44)와 검지베어링(50)의 사이를 통과하면서 두께가 검지된다.
즉, 상기 구동벨트(30)가 구동원의 구동력을 상기 제1기어축(32)으로 전달하면, 상기 제1기어축(32)이 회전하면서 상기 제1기어(34)가 회전하게 된다. 상기 제1기어(34)의 회전은 이에 맞물려 있는 상기 제2기어(38)의 회전을 만들어내고, 상기 제2기어(38)와 맞물려 있는 종동기어(42)에 의해 회전축(40)이 회전된다. 여기서 상기 제2기어(38)는 상기 검지롤러(44)의 회전방향을 매체(m)의 이송방향으로 설정하기 위해 사용된다.
이와 같이 상기 구동원의 구동력이 기어열(34,38,42)을 통해 전달되면서 상기 구동원과 구동벨트(30)에서 발생할 수 있는 진동이 상기 검지롤러(44)로 전달되는 것이 차단된다.
상기와 같이 동력이 전달되어 상기 검지롤러(44)가 회전하면 이송되는 매체(m)가 상기 검지롤러(44)와 검지베어링(50)의 사이를 통과하게 된다. 이와 같이, 서로 표면이 접촉되어 있던 검지롤러(44)와 검지베어링(50)의 사이로 매체(m)가 통과하면, 상기 검지베어링(50)이 설치된 베어링홀더(48,48')가 상기 복원부재(54)의 탄성력을 극복하면서 상기 중심축(46)을 중심으로 소정 각도 회전한다.
즉, 다시 말해 상기 매체(m)의 두께에 비례해서 상기 베어링홀더(48,48')가 회전되고, 이와 같은 베어링홀더(48,48')의 회전은 두께감지센서(60)에 의해 측정되어 매체(m)의 두께를 검지하게 된다.
한편, 상기 중심축(46)에 진동이 발생하면, 다시 말해 상기 베어링홀더(48,48')나 검지베어링(50)에 진동이 발생하면, 상기 댐퍼부재(58)가 완충역할을 한다. 이와 같이 됨에 의해 상기 베어링홀더(48,48')의 회전정도에 따라 측정되는 매체(m)의 두께를 정확하게 검출할 수 있게 된다.
그리고, 상기 검지베어링(50)의 직경(d)을 종래에 비해 상대적으로 크게 하였다. 이와 같이 검지베어링(50)의 크기를 크게 함에 의해 한장의 매체(m)가 검지베어링(50)과 검지롤러(44)사이를 통과하는 동안 검지베어링(50)의 회전수를 최소로 할 수 있다.
다음으로, 상기 베어링홀더(48,48')는 별개로 형성되어 상기 중심축(46)에 별개로 장착된다. 따라서, 상기 베어링홀더(48,48')에 설치된 검지베어링(50)의 표면이 검지롤러(44)의 표면에 각각 설계된 압력으로 접촉할 수 있게 조정하는 것이 용이하게 된다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
예를 들면, 상기 기어열 대신에 다른 구성을 사용하여 구동원의 진동이 검지롤러로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 상기 댐퍼부재는 본 실시예에서 코일스프링을 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 진동을 완충할 수 있는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 상관없다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 매체의 두께감지장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
먼저, 본 발명에서는 구동원의 구동력을 검지롤러에 전달함에 있어 진동이 같이 검지롤러로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 두께가 측정되는 매체를 이송하는 검지롤러의 진동이 방지되므로 상대적으로 측정치가 정확하게 되는 효과를 기대할 수 있다.
다음으로, 검지베어링이 설치되는 베어링홀더를 각각 별개로 제작하여 중심축에 장착하도록 하였다. 따라서, 베어링홀더에 구비되는 검지베어링이 검지롤러에 정확하게 밀착될 수 있도록 베어링홀더의 설치상태를 검지베어링 별로 조정할 수 있게 된다. 따라서, 상기 검지베어링이 검지롤러에 보다 정확하게 접촉될 수 있게 되어 매체의 이송 및 두께측정이 보다 정확하게 되는 효과가 있다.
마지막으로, 검지베어링이 설치되는 중심축에 댐퍼부재를 설치하여 중심축 측의 진동을 흡수하도록 하였으므로, 검지베어링에 외란이 전달되지 않고 매체의 두께 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 의한 매체의 두께검지장치의 구성을 보인 측면구성도.
도 2는 종래 기술에 의한 매체의 두께검지장치에서 사용되는 베어링홀더와 검지베어링의 구성을 보인 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 매체의 두께검지장치의 바람직한 실시예의 측면구성을 보인 구성도.
도 4는 본 발명 실시예의 요부 구성을 보인 사시도.
도 5는 본 발명 실시예의 요부 구성을 보인 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
30: 구동벨트 32: 제1기어축
34: 제1기어 36: 제2기어축
38: 제2기어 40: 회전축
42: 종동기어 44: 검지롤러
46: 중심축 48,48': 베어링홀더
50: 검지베어링 52,52': 연결브라켓
54: 복원부재 56: 고정축
58: 댐퍼부재 60: 두께감지센서

Claims (8)

  1. 구동원에서 발생하는 진동을 제거하여 구동원의 구동력을 전달하는 구동력전달부와,
    상기 구동력전달부를 통해 상기 구동원의 구동력을 전달받아 매체의 이송을 수행하는 검지롤러와,
    중심축을 중심으로 회전되는 베어링홀더에 설치되고 상기 검지롤러에 밀착되는 방향으로 탄성력을 받는 검지베어링과,
    상기 베어링홀더 사이에 해당하는 상기 중심축에 연결되어 중심축에 발생하는 진동을 흡수하는 댐퍼부재와,
    상기 검지베어링과 검지롤러 사이를 통과하는 매체의 두께를 상기 베어링홀더의 중심축에 대한 회전값을 기초로 검출하는 두께감지센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 매체의 두께검지장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동력전달부는 매체의 이송을 위한 구동력을 제공하는 구동원에 의해 구동되는 기어열임을 특징으로 하는 매체의 두께검지장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 기어열의 최초기어는 상기 구동원으로부터 벨트를 통해 구동력을 전달받음을 특징으로 하는 매체의 두께검지장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 중심축의 양단은 프레임에 지지되는 것으로, 상기 베어링홀더와 프레임의 사이에는 연결브라켓이 설치되고 상기 연결브라켓과 프레임에 각각 양단부가 연결되게 복원부재가 설치되어 상기 검지베어링이 상기 검지롤러에 밀착되게 하는 탄성력을 제공함을 특징으로 하는 매체의 두께검지장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 검지베어링은 상기 매체의 양단과 대응되는 중심축 상에 각각 설치되는 베어링홀더에 자유롭게 회전되게 설치됨을 특징으로 하는 매체의 두께검지장치.
  6. 매체의 이송을 위한 구동원으로 부터 구동력을 받아 전달하는 기어열과,
    상기 기어열을 통해 상기 구동원의 구동력을 전달받아 매체의 이송을 수행하는 검지롤러와,
    이송되는 매체의 양단과 대응되는 위치에 각각 설치되고 중심축을 중심으로 회전되는 베어링홀더와,
    상기 베어링홀더에 회전가능하게 설치되고 상기 검지롤러에 항상 밀착되는 방향으로 탄성력을 받는 검지베어링과,
    상기 검지베어링과 검지롤러 사이를 통과하는 매체의 두께를 상기 베어링홀더의 중심축에 대한 회전값을 기초로 검출하는 두께감지센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 매체의 두께검지장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 베어링홀더 사이에 해당하는 상기 중심축에 연결되어 중심축에 발생하는 진동을 흡수하는 댐퍼부재가 더 구비됨을 특징으로 하는 매체의 두께검지장치.
  8. 제 1, 2, 3, 4, 6, 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 검지베어링의 직경(d)은 상기 매체의 이송방향 폭(w)과의 사이에는 d = 0.2 ~ 0.25w의 관계식이 성립함을 특징으로 하는 매체의 두께검지장치.
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