TECH TREND - 가변레버기구장치를 이용한 자동 동전분리·공급 기술01
01 ’2013년 4월 정부로부터 신기술(NET: New Excellent Technology)로 인증받음
기술 개요
본 기술은 대중교통수단 탑승 시 지불된 동전을 금액별로 자동 분리할 수 있는 주화계수기에 관한 것으로 지속적인 감·가속과 진동이 수반되는 교통수단에 탑재되어 계수를 수행하는 과정에서 지불된 동전을 금액별로 정확하게 분류하는 기술이다.
특히 동전의 동시 투입 시 발생할 수 있는 주화의 겹침이나 손상된 주화로 인한 오동작을 방지할 수 있는 걸림 방지 기구를 포함하고 있으며, 투입된 주화를 이송하는 과정에서 이물질로 인해 유발될 수 있는 잼(Jam)현상을 해결할 수 있는 호퍼개방 기구를 포함함으로써 작동신뢰성과 내구성을 향상시켜 준다.
본 기술에 대한 주요특징은 다음과 같다.
·동전 자유 낙하 방식 적용으로 신10원 포함 다권종 동시 투입하여 동전 분리 구현
·원심 분리 방식이나 호퍼 내 동전 분리 시 튕김 및 소음 발생 개선
·이물질, 불량 주화 반환과 도로교통법 규정 내 경사도 및 진동에서 동작 가능
기술의 상세내용
본체(10)는 디스크(21)로 주화를 이송하여 배출하며, 정상적인 주화를 수집하는 주화통로(11)와 각종 이물질을 수집하고 배출하는 비주화통로(12)로 구성되어 있다.
주화통로는 디스크의 측면에 장착되어 있으며, 비주화통로는 이물질의 배출을 용이하도록 디스크의 하방향에 배치되어 있다.
또한 본체에서 호퍼의 상측에주화를 투입할 수 있는 투입구가 형성된다.
디스크는 다수의 밀편(22)을 동일 간격으로 구비하는 형태로서 본체의 호퍼 내부에 회전 가능하게 설치된다.
대중교통수단의 경우 항시 진동과 충격에 노출되어 있기 때문에 이물질이 주화와 혼입될 가능성이 있고 디스크가 회전되면서 잼이 유발될 가능성이 높기 때문에 비주화통로를 별도로 구비하게 되었다.
또한, 투입된 주화를 이송하는 과정에서 주화를 낱개로 분리하여 통과시킬 수 있도록 잼방지판(30)을 설치한다.
잼방지판은 활주대(25)에 인접한 위치에 설치되어 디스크로 상승되는 주화를 하나씩 유도하여 나머지는 다시 낙하되고, 최대 두께의 주화를 통과시키면서 최소 두께의 주화를 하나만 통과시키는 간격을 유지한다.
또한, 직경과 두께가 다른 다수의 주화가 호퍼 내에 투입되면 디스크가 회전하여 밀편으로 주화를 상승시키고, 주화가 디스크의 상측에 설치된 활주대에 접촉하면서 다시 미끄럼 운동으로 상승하여 주화통로로 보내진다.
잼방지판의 경우에도 대중교통수단에서 충격과 진동이 작용하면 주화의 요동이 발생하기 때문에 주화의 겹침에 의한 잼을 방지하기 위해 필요하다.
이때, 잼방지판은 디스크로부터 서로 다른 거리에 위치한 2개소에 스프링과 볼트를 개재하여 상하요동 가능하게 지지되며 아래와 같이 설명할 수 있다.
·디스크가 회전되는 방향을 기준으로 상류측의 볼트는 디스크의 외주면에 근접하고 하류측의 볼트는 디스크의 외주면에서 상대적으로 이격
·각각의 볼트는 스프링을 개재하여 잼방지판의 탄성적 요동이 가능하도록 지지
·잼방지판은 우측의 볼트가 있는 전방과 좌측의 볼트가 있는 후방으로 구분
·잼방지판은 볼트의 위치 차이 때문에 전방보다 후방에서 유동량이 큼
·이러한 구조로 잼방지판의 전방을 통과한 낱개의 주화가 잼방지판의 후방을 신속하게 통과함
주화와 함께 이물질이 투입된 경우 다음과 같이 디스크에 의하여 상승되더라도 잼방지판에 걸려서 다시 낙하되며, 디스크의 중심에 대향하는 부분에 곡면 형태의 걸림면을 구비한다.
· 잼방지판의 걸림면은 디스크 상에 위치하여 밀편으로 이송되는 주화와 접촉하여 하나만 통과
· 디스크에 의해 상승 이송되는 하나의 주화는 잼방지판의 걸림면에 형성된 곡면과 전술한 활주대의 연계 작용에 의하여 잼방지판의 내측에 안정적으로 진입
디스크의 걸림면이 곡면이 아닌 경우, 특히 대중교통수단에 탑재된 주화계수기를 가정하면, 진동과 충격에 노출된 주화가 잼방지판에 접촉한 후 잼방지판를 통과하지 못하고 다시 낙하되기 쉽다.
주화이동관로가 상기 잼방지판에 인접하여 주화의 이동통로를 형성하도록 설치되는 구조이다.
주화계수기에서 주화이동관로는 잼방지판을 통과한 주화의 신속하고 정확한 이동을 조력한다.
한편, 상기 주화이동관로의 안내면은 곡면부, 경사부, 평탄부가 3차원 곡면으로 연속되는 구조이다.
안내면의 상류에서 하류로 갈수록 곡면부, 경사부, 평탄부가 순차적으로 이어진다.
곡면부는 잼방지판을 통과한 주화를 감속하여 진입시키고, 이어서 경사부는 주화의 자세를 변동시켜 중간에서 머물지 않도록 하고, 마지막으로 평탄부는 진위판별과 계수를 수행하도록 주화를 설정된 자세로 통과시킨다.
기술개발 및 산업동향
일상생활의 각 분야에서 마그네틱 또는 IC 카드에 의한 요금의 정산이 점차 증가되는 추세이지만 통화의 기본은 화폐이므로 지폐나 주화를 계수하여 정산할 수 있는 장치의 필요성은 시장에서 지속적으로 요구되고 있다.
특히 지폐에 비해 크기가 작은 주화를 계수함에 있어서 신속성과 정확성이 요구되고 있다.
본 기술이 적용된 주화 선별/계수장치가 투입되는 다량의 각 주화를 선별 및 계수하는 장치에 있어서, 본체하우징에 투입되는 다량의 주화를 한 개씩 배출시키는 주화 공급부와 상기 주화 공급부의 배출구에서 주화를 탄성력으로 이송시키는 이송수단과 상기 주화 공급부의 배출부와 연결되도록 본체하우징의 상면에 형성되는 이송경로와 상기 이송경로 상에 구비되어 감지 및 계수하는 감지수단과 상기 이송경로 상으로 구비되는 정상주화 수납부 및 불량주화 수납홀 등을 포함한다.
이에 따라, 불량주화와 정상주화를 정확하게 분리 선별 및 계수를 단시간 내에 정확하게 수행한다.
국외의 경우도 여전히 주화를 계수하여 정산할 필요를 느끼고 있다.
특히 개발도상국 등은 주화사용의 빈도가 많아 주화를 계수함에 있어서 신속성과 정확성이 요구된다.
이와 관련되는 국외기술로 일본의 기술인 코인호퍼가 있다.
주화계수 부분의 시장점유율과 신뢰성이 높은 일본의 A社의 코인호퍼는 상향으로 경사지는 회전 디스크, 상기 회전 디스크의 하측 외주를 둘러싸 코인을 보류하는 보류 보울(102), 상기 회전 디스크(106)의 상면에 방사형으로 뻗어 있는 코인 걸림체(128)에 의해 코인을 일방향으로 이동시키고, 회전 디스크의 둘레에 있는 코인 수취 수단(112)에 의해 코인을 수취하는 코인 호퍼에 있어서, 상기 코인 수취 수단의 상류로서 상기 회전 디스크의 중심보다 상방에서 코인을 탄성 바이어스함과 아울러 상기 코인 걸림체TECHNOLOGY와의 충돌을 회피하는 낙하 수단(118)을 설치한다.
이에 따라, 압동되는 코인이 낙하 수단에 의해 강제로 상대 이동되므로 직경이 서로 다른 코인을 확실하게 배출하는 효과가 있다.
위 기술 또한 코인의 신속하고 정확한 계수와 배출을 기대할 수 있기는 하지만 정치된 상태에서 작동함을 전제로 하기 때문에 대중교통 수단인 버스 등에 적용하는 경우 감속과 가속, 노면 요철, 도로의 경사에 의한 요동으로 오작동을 유발하기 쉬운 단점과 우리나라의 신10원 주화와 같은 경량이거나 작은 주화의 경우 주화의 겹침이나 비정상 주화에 의한 잼이 발생을 보이고 있다.
기존/유사 기술의 경우에는 정지된 상태에서 작동함을 전제로 코인을 신속하고 정확하게 계수하고 배출할 수 있지만 대중교통 수단인 버스 등에 적용하는 경우 감속과 가속, 노면 요철, 도로의 경사에 의한 진동으로 오작동을 유발할 수 있다.
이에 본 기술은 대중교통의 운송 중에도 오작동 없이 동전을 신속하고 정확하게 계수할 수 있는 차별화된 성능을 발휘할 수 있다.
또한 신주화인 10원짜리의 경우 작고 경량이기 때문에 주화의 겹침이나 비정상 주화로 인식되어 잼현상이 발생될 수 있는데 본 기술의 경우 이러한 문제점을 해결한바 타 기술과 비교하여 기술적 우위를 차지한다고 볼 수 있다.
