KR20160000128U - 진동수단을 갖는 파우더 이송용 호퍼장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 진동수단을 갖는 파우더 이송용 호퍼장치에 있어서, 특히 파우더를 이송하는 호퍼장치의 외측에 압력센서 및 진동수단을 설치하여, 호퍼 내부의 압력상황에 따라 이에 적절하게 진동을 가해줌으로서 원할하게 파우더의 이송이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 진동수단을 갖는 파우더 이송용 호퍼장치에 관한 것으로,
파우더 저장용 호퍼(10)와; 상기 호퍼의 내측 상단 일단에 설치되는 제 1 압력센서(20)와; 상기 호퍼의 내측 하단 일단에 설치되는 제 2 압력센서(30)와; 상기 호퍼의 외측에 설치되는 진동수단(40, 40a, 40b)과; 상기 제 1 압력센서 및 제 2 압력센서의 데이터값을 근거로 파우더의 입자의 크기를 파악하여 파우더의 입자 특성에 맞는 진동수대로 진동수단을 구동시키도록 제어하는 제어부(50)로 이루어짐이 특징이다.

Description

진동수단을 갖는 파우더 이송용 호퍼장치{A Powder Transfer Hopper Having Vibration Measure}

본 고안은 진동수단을 갖는 파우더 이송용 호퍼장치에 관한 것으로, 특히 파우더를 이송하는 호퍼장치의 외측에 압력센서 및 진동수단을 설치하여, 호퍼 내부의 압력상황에 따라 이에 적절하게 진동을 가해줌으로서 원할하게 파우더의 이송이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 진동수단을 갖는 파우더 이송용 호퍼장치에 관한 것이다.

일반적으로 여성들이 화장용 분으로 사용하는 파우더는 미세한 가루형태를 갖는 분말(粉末)로 이루어져 납작한 용기에 수납되어 있다.

상기 파우더는 주로 상광하협식(上廣下狹)으로 이루어진 저장용호퍼에 담겨져 그 하부의 배출구를 통해배출되면 저장용호퍼의 하부에서 슬라이드 이동되는 이동판의 수납홈으로 유입되어 일정량으로 계량(計量)된 후 안내호퍼로 배출되는 것이며, 안내호퍼로 배출된 파우더는 색조혼합기 내지는 파우더 수납용기로 이송되는 자동화 시스템으로 되어 있다.

그러나 전술한 종래의 안내호퍼는 상당한 문제점을 발생시킨다.

즉 저장용호퍼에 담겨진 파우더가 이동판의 수납홈을 통해 안내호퍼로 배출되면 파우더의 자연적인 하강에 의하여 매우 느리게 배출되므로 파우더 공급 작업을 원할하게 수행할 수 없었으며, 특히 미세한 분말로 이루어진 파우더의 일부가 안내호퍼의 내벽에 부착되어 전체적인 파우더의 배출속도를 지연시키는 한편 일단 부착된 파우더는 쉽게 떨어지지 않는 폐단이 있었다.

따라서 파우더의 일부는 안내호퍼의 내벽에 잔류한 상태에서 일부만 배출되어 다음공정으로 이송되는 바 수납용기로 공급되는 파우더의 양을 일정하게 유지할 수 없었다.

또한 미세한 분말로 이루어진 파우더의 특성상 이동판의 안내홈에 수납되면서 뭉쳐진 상태에서 낙하되면 분말이 덩어리를 이루어 낙하되는 바, 이러한 파우더 덩어리들이 납작하게 형성된 수납용기 등에 유입되면 수납용기의 외부로 파우더가 이탈되거나 넘치는 경우가 발생되는 폐단이 있는 것이며, 특히 안내호퍼에서 배출되는 파우더가 곧바로 수납용기로 유입되지 않고 색조혼합기로 유입되는 경우에는 색상의 분배가 고르게 형성되지 않는 등의 문제점이 발생된다.

이를 해결하기 위해 공개실용신안(공개번호 실1998-033093호)에는 화장용 파우더 공급장치의 안내호퍼가 제안되어 있다. 상기 종래기술에 의하면, 저장용호퍼(10)에 담겨진 파우더가 이동판(20)의 수납홈(21)을 통해 배출되어 안내호퍼(30)의 유입관(30a)로 유입되면 유입관 내부에 삽착된 망체(31)에 의하여 파우더의 덩어리들이 파쇄되어 걸러지면서 미세한 분말 상태로 형성되어 그 하부의 안내관(30b) 로 배출된다. 이와 동시에 안내호퍼(30)는 바이브레이터(32)의 진동을 전달 받아 빠르게 진동되면서 유입관(30a)과 안내관(30b) 내측면에 부착되는 파우더들을 떨어트려 파우더의 배출이 신속하게 이루어지도록 할 수 있는 것으로서 공급작업의 효율을 극대화시킬 수 있다.

그러나, 종래의 구성은 단순히 바이브레이터 진동만을 이용하므로 실제 호퍼에 담기는 내용물의 양을 파악하지 않는 상태이므로, 과다한 진동을 제공하여 오히려 소음을 유발하는 문제가 있었다.

즉, 호퍼에 담기는 내용물의 양에 따라서 적절한 진동을 제공해야 하는바, 종래기술에서는 단순히 바이브레이터를 이용하여 진동을 제공하는데 그치기 때문에 호퍼에 담기는 화장재료의 양에 합당하는 진동을 제공하기 곤란한 문제가 있는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 파우더를 이송하는 호퍼의 외측에 초음파 진동수단을 부가 설치하여 일정한 시간단위로 진동을 계속해서 전달하되 호퍼에 담기는 내용물의 무게를 압력센서로 파악하여 호퍼에 담기는 화장재료의 양에 합당한 세기로 진동을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 고안은 파우더 저장용 호퍼(10)와; 상기 호퍼의 내측 상단 일단에 설치되는 제 1 압력센서(20)와; 상기 호퍼의 내측 하단 일단에 설치되는 제 2 압력센서(30)와; 상기 호퍼의 외측에 설치되는 진동수단(40, 40a, 40b)과; 상기 제 1 압력센서 및 제 2 압력센서의 데이터값을 근거로 파우더의 입자의 크기를 파악하여 파우더의 입자 특성에 맞는 진동수대로 진동수단을 구동시키도록 제어하는 제어부(50)로 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 제어부는, 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이값이 많으면 미세한 입자의 화장재료로 파악하여 진동수를 높여서 빠른 진동이 이루어지도록하는 프로그램 코드와, 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이값이 적으면 굵은 입자의 화장재료로 파악하여 진동수를 낮추어서 낮은 진동이 제공되도록 하는 프로그램 코드를 갖는 것이 특징이다.

또한, 상기 진동수단(40a)은, 하부기판(421)과, 외부 전원을 인가받기 위한 브러쉬(425)와, 자기장을 공급하기 위한 마그네트로 이루어지는 고정자(420)와; 상기 브러쉬와 전기적으로 연결되는 권선코일을 구비하여 상기 브러쉬로부터 권선코일로 전기를 공급받고, 상기 권선코일과 마그네트의 상호 작용에 의해서 샤프트(431)를 중심으로 하여 회전가능하게 구비되며 무게중심이 편중된 회전자(410) 및; 상기 회전자(410)와 고정자(420)를 내부수용하는 하우징(430)을 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 진동수단(40b)은, 일정크기의 내부공간을 갖는 케이스(481)와; 하부면에 하부플레이트(483)가 장착되고, 수직으로 착자된 마그네트(482)와; 상기 하부플레이트(483) 및, 마그네트(482)와 더불어 자기회로를 형성하도록 마그네트(483)가 장착되는 요크(484)와; 상기 요크(484)에 장착되는 웨이트(485)를 포함하는 진동체를 상하를 진동시키도록 상기 케이싱(481)과 요크(484)사이에 장착되는 스프링부재(486) 및; 상기 케이싱(481)의 하부를 밀폐하는 브라켓(488)의 상부면에 구비되는 진동발생용 코일(487)로 구성되는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 파우더를 이송하는 호퍼의 외측에 초음파 진동수단을 부가 설치하여 일정한 시간단위로 진동을 계속해서 전달하되 호퍼에 담기는 내용물의 무게를 압력센서로 파악하여 호퍼에 담기는 화장재료의 양에 합당한 세기로 진동을 제공하기 때문에 화장재료의 낙하에 가장 적합한 진동을 호퍼에 제공하면서 동시에 중단없이 파우더 수납 작업을 진행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 호퍼 사시도.
도 2는 본 고안의 호퍼 단면도.
도 3은 본 고안의 호퍼 동작도.
도 4는 본 고안의 진동수단 제 1 실시예도.
도 5는 본 고안의 진동수단 제 2 실시예도.
도 6은 본 고안의 회로 구성 블록도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 고안의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 고안이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 고안에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 고안의 바람직한 실시예는 본 고안을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 고안을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 고안을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 고안의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 고안이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 고안의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 고안의 기술적 사상을 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 고안의 호퍼 사시도.

도 2는 본 고안의 호퍼 단면도.

도 3은 본 고안의 호퍼 동작도.

도 4는 본 고안의 진동수단 제 1 실시예도.

도 5는 본 고안의 진동수단 제 2 실시예도.

도 6은 본 고안의 회로 구성 블록도로서,

본 고안은 파우더 저장용 호퍼(10)와, 상기 호퍼의 내측 상단 일단에 설치되는 제 1 압력센서(20)와, 상기 호퍼의 내측 하단 일단에 설치되는 제 2 압력센서(30)와, 상기 호퍼의 외측에 설치되는 진동수단(40)과, 상기 제 1 압력센서 및 제 2 압력센서의 데이터값을 근거로 파우더의 입자의 크기를 파악하여 파우더의 입자 특성에 맞는 진동수대로 진동수단을 구동시키도록 제어하는 제어부(50)로 이루어진다.

상기 제 1 압력센서(20)는 호퍼의 상단에 위치되어 호퍼의 상단부까지 화장재료가 존재하는지 여부를 파악할 수 있다.

상기 제 2 압력센서(30)는 호퍼의 하단에 위치되어 호퍼에 존재하는 화장재료 때문에 발생하는 압력을 체크할 수 있다.

본 발명에서 특히 제 1 압력센서(20) 및 제 2 압력센서(30)를 설치하는 이유는 화장재료의 입자에 의해서 압력값에 차이가 발생할 수 있기 때문이다.

이에따라 본 고안에서는 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이에 의해서 화장재료의 특성을 파악할 수 있는바, 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이값이 많으면 미세한 입자의 화장재료로 파악할 수 있으며, 이는 화장재료가 미세할 수록 압력센서에 미치는 영향이 커서 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)에 의해서 구해지는 압력값이 크며, 이에 따라 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이값이 커지기 때문이다.

상기와 같이 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이가 크면 미세한 입자의 화장품일 가능성이 크며, 아울러 미세한 입자의 화장재료는 뭉침의 특성이 강하게 발생할 수 있기 때문에 제어부(50)는 진동자의 진동압력을 높여서 보다 강한 진동이 전달되도록하여 호퍼(10)에 존재하는 화장재료가 원할하게 하강할 수 있도록 한다.

이에 비해 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이값이 작으면 비교적 큰 입자의 화장재료로 파악하고, 이에 따라 제어부(50)는 작은 진동을 가하도록 제어하여 호퍼에 존재하는 입자가 큰 화장재료가 원할하게 하강하도록 제어한다.

즉, 본 고안에서는 입자가 큰 화장재료는 비교적 적은 진동압력을 가하여 작은 진동으로도 충분히 호퍼(10)에 존재하는 화장재료를 하강시킬 수 있도록하며, 입자가 작은 화장재료는 비교적 큰 직동압력을 가하여 큰 진동에 의해서 입자끼리 뭉치지 않고 원할하게 화장재료가 하강하도록 유도한다.

한편, 본 고안에 적용되는 정전용량형(capacitive) 압력센서는 실리콘 박막 다이아프램(멤브레인)과 지지대 사이의 평판 커패시터(Parallel Plate Capacitor)를 형성하여 외부에서 인가되는 압력에 따라 상기 실리콘 박막 다이아프램의 휨(deflection)(멤브레인의 변형)에 따른 두 전극사이의 간격이 변하는 것에 의한 용량(Capacitance) 값이 변화하는 원리를 이용한다.

이러한 정전용량형 압력센서는 절대압(absolute pressure)형과 상대압(relative pressure)형으로 대별되는데, 절대압형은 다이아프램을 밀폐 조건에 둔 상태로 제작하여 기준압실내의 일정한 압력을 기준으로 하여 외부압력을 측정할 수 있는 압력센서로, 외부와 완전히 차단되어서 주위 물질의 영향을 받지 않는 장점이 잇으나, 기준압실 내부의 공기가 압축되어 비선형성이 생기는 것과 온도가 증가함에 따라 기준압실의 공기팽창으로 옵셋트와 온도 드리프트가 발생하고, 상대압형은 유리부에 구멍을 뚫어주어 기준압실이 개방되어 있으므로 두 부분의 상대적인 압력, 즉 다이아프램 상하의 압력 차를 측정할 수 있는 압력센서로, 외부와 개방이 되어 있어 주위 물질에 영향을 받기 쉬우나 기준압실 내부가 밀폐상태가 아니기 때문에 기준압실 내부의 공기 압축이나 팽창에 대한 영향은 없다.

이렇게 다이아프램의 휨(멤브레인의 변형)을 이용해 두 전극 사이의 용량값을 검출해 내는 정전용량형 압력센서는 압저항형 압력센서보다도 감도가 수십에서 수백 배 이상(더 높은 민감도)의 값을 가질 뿐만 아니라 안정성(더 낮은 온도계수, 더 강인한 구조)이 뛰어나고 소비전력이 적다(더 낮은 동력소모)는 장점을 가지고 있다.

한편, 본 고안에 적용되는 진동수단(40)은 제어부의 제어신호에 따라 적절한 강도의 진동을 출력하도록 구성되며, 좌우 진동형과 수직 진동형이 적용될 수 있는바, 도 3은 본 고안의 진동수단(40)의 일실시예를 도시하고 있는바, 좌우로 진동하는 좌우 진동형 진동수단(40a)의 일실시예 단면도로써, 도시한 바와같이, 편평형 또는 코인형(coin type) 진동모터(40a)는 고정자(420)에 대하여 샤프트(431)를 중심으로 하여 회전가능하게 구비되는 회전자(410)와, 상기 회전자(410)와 고정자(420)를 내부수용하는 하우징(430)으로 구성된다.

상기 고정자(420)의 하부기판(421)에 장착되는 브러쉬(425)를 통해 외부로부터 전원이 인가되면, 상기 한쌍의 브러쉬(425)에 서로 다른 극성의 전류가 유도되며, 상기 브러쉬(425)의 상단은 상기 회전자(410)의 상부기부(411)하부면에 구비되는 정류자(415)와 탄력적으로 접촉되기 때문에, 상기 브러쉬(425)와 접촉되는 정류자(415)를 통해 상기 회전자(410)에 구비된 권선코일(412)에 전원을 공급하게 된다.

그리고, 상기 권선코일(412, 413)에 유도되는 전류의 흐름방향에 의한 전기장과 상기 고정자(420)의 구비된 마그네트(422)에 의한 자기장간의 상호작용에 의하여 상기 회전자(410)는 샤프트(431)를 중심으로 하여 일방향으로 회전하게 된다.

이때, 상기 회전자(410)의 회전시마다 상기 브러쉬(425)와 이에 접촉하는 정류자(415)의 세그먼트간의 접점이 변하면서 전원극성이 계속적으로 바뀌게 되므로 무게중심이 편중된 회전자(410)는 지속적으로 회전하면서 착신신호인 진동을 유발하게된다.

도 3에서 미설명 부호 414는 상기 권선코일, 중량체를 감싸는 절연물이며, 432는 베어링부재이며, 435는 상기 하우징(430)의 개방된 하부를 밀폐하는 브라켓이다.

이러한 진동모터(401)는 외부전원공급시 편심배치된 중량체를 갖는 회전자(410)를 회전시킴으로써 기계적 진동을 얻는 방식을 사용하고 있으며, 상기 회전자(410)의 회전력은 대부분이 브러쉬(425)와 정류자(415)간의 접점을 통한 정류작용을 거쳐 회전자(410)의 코일에 전류를 공급하는 정류자 또는 브러쉬형 모터구조로 구현된다.

한편, 본 고안의 제 2 실시예로서 수직 진동자를 적용할 수 있는바, 도 4는 구조가 간단하면서 수직방향의 상하진동을 발생시키는 수직진동자 단면도로써, 도시한 바와 같이, 상기 수직진동자(40b)는 일정크기의 내부공간을 갖는 케이스(481)와, 하부면에 하부플레이트(483)가 장착되고, 수직으로 착자된 마그네트(482), 상기 하부플레이트(483), 마그네트(482)와 더불어 자기회로를 형성하도록 마그네트(483)가 장착되는 요크(484) 및 상기 요크(484)에 장착되는 웨이트(485)를 포함하는 진동체를 상하를 진동시키도록 상기 케이싱(481)과 요크(484)사이에 장착되는 스프링부재(486) 및 상기 케이싱(481)의 하부를 밀폐하는 브라켓(488)의 상부면에 구비되는 진동발생용 코일(487)로 구성된다.

이러한 구성을 갖는 수직진동자(40b)의 작동은, 상기 진동발생용 코일(487)에 전원이 공급되면, 상기 마그네트(482), 하부플레이트(483) 및 요크(484)로 이루어진 자기회로에서 발생되는 자기장과 상기 진동발생용 코일(487)에서 발생되는 전기장간의 상호작용에 의하여 상기 마그네트(482), 하부플레이트(483), 요크(484) 및 웨이트(485)를 포함하는 진동체가 스프링부재(486)를 매개로 하여 케이싱(481)내에 매달려 있기 때문에, 상하방향으로 진동하게 되는 것이다.

10: 호퍼
20: 제 1 압력센서
30: 제 2 압력센서
40: 진동수단
50: 제어부

Claims (4)

1. 파우더 저장용 호퍼(10)와;
   상기 호퍼의 내측 상단 일단에 설치되는 제 1 압력센서(20)와;
   상기 호퍼의 내측 하단 일단에 설치되는 제 2 압력센서(30)와;
   상기 호퍼의 외측에 설치되는 진동수단(40, 40a, 40b)과;
   상기 제 1 압력센서 및 제 2 압력센서의 데이터값을 근거로 파우더의 입자의 크기를 파악하여 파우더의 입자 특성에 맞는 진동수대로 진동수단을 구동시키도록 제어하는 제어부(50)로 이루어짐을 특징으로 하는 진동수단을 갖는 파우더 이송용 호퍼장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이값이 많으면 미세한 입자의 화장재료로 파악하여 진동수를 높여서 빠른 진동이 이루어지도록하는 프로그램 코드와, 제 1 압력센서(20)와 제 2 압력센서(30)의 차이값이 적으면 굵은 입자의 화장재료로 파악하여 진동수를 낮추어서 낮은 진동이 제공되도록 하는 프로그램 코드를 갖는 것을 특징으로 하는 진동수단을 갖는 파우더 이송용 호퍼장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 진동수단(40a)은,
   하부기판(421)과, 외부 전원을 인가받기 위한 브러쉬(425)와, 자기장을 공급하기 위한 마그네트로 이루어지는 고정자(420)와;
   상기 브러쉬와 전기적으로 연결되는 권선코일을 구비하여 상기 브러쉬로부터 권선코일로 전기를 공급받고, 상기 권선코일과 마그네트의 상호 작용에 의해서 샤프트(431)를 중심으로 하여 회전가능하게 구비되며 무게중심이 편중된 회전자(410) 및;
   상기 회전자(410)와 고정자(420)를 내부수용하는 하우징(430)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 진동기반 피부진단장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 진동수단(40b)은,
   일정크기의 내부공간을 갖는 케이스(481)와;
   하부면에 하부플레이트(483)가 장착되고, 수직으로 착자된 마그네트(482)와;
   상기 하부플레이트(483) 및, 마그네트(482)와 더불어 자기회로를 형성하도록 마그네트(483)가 장착되는 요크(484)와;
   상기 요크(484)에 장착되는 웨이트(485)를 포함하는 진동체를 상하를 진동시키도록 상기 케이싱(481)과 요크(484)사이에 장착되는 스프링부재(486) 및;
   상기 케이싱(481)의 하부를 밀폐하는 브라켓(488)의 상부면에 구비되는 진동발생용 코일(487)로 구성되는 것을 특징으로 하는 진동기반 피부진단장치.

Images