KR100284389B1 - 원기용 저울의 자동조정 피봇 가이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원기용 저울의 자동조정 피봇 가이드에 관한 것으로, 발명의 목적은 피봇 가이드 가공에서 정밀도가 다소 떨어지더라도 원기용 저울의 피봇가이드와 밸런스 빔이 조립될 때 자동적으로 볼의 위치가 정위치하게 됨으로써 아래위가 정확히 조정되어 원기용 저울의 정밀도를 향상시킬 수 있는 피봇 가이드를 제공하는데 있다.

본 발명의 구성은 원기용 저울의 피봇 가이드에 있어서, 중심부에서 수평방향으로 대칭되게 미러 폴리싱된 오목면(1)을 중심으로 상부(2)와 하부(3)로 나뉘어지며, 상부와 하부는 각각 3개의 돌출부를 가지는데,

상기 상부(2) 돌출부 중 마주보는 돌출부(21, 22)의 하부면에는 각각 ″V″자 단면의 홈(Groove, 211, 221)이 오목면(1)과 수직방향으로 형성되어있고, 나머지 돌출부(23)의 하부면에는 원뿔형 홈(231)이 형성되어 있고,

상기 하부(3) 돌출부 중 마주보는 돌출부(31, 32)의 상부면에는 오목면과 수평방향으로 ″V″자 단면의 홈(311)과 원뿔형 홈(321)이 형성되어 있고, 나머지 돌출부(33)의 상부면에는 원뿔형 홈(331)이 형성되어 있으며,

상기에서 각각의 원뿔형 홈(231, 321, 331)은 반대방향으로 작은 직경의 원통과 관통되게 형성된다.

Description

원기용 저울의 자동조정 피봇 가이드

본 발명은 원기용 저울의 자동조정 피봇 가이드에 관한 것으로, 특히 원기형 저울에서 피봇가이드를 빔과 결합시 사용되는 세라믹볼의 위치를 정밀하게 안착시키도록 한 피봇 가이드에 관한 것이다.

질량의 가장 기본이 되는 kg원기를 측정할 때 사용하는 저울로 기구적으로 매우 높은 정밀도가 요구되는데 그 중 빔(Beam)에서 피봇가이드가 얼마나 정확하게 위치를 결정하느냐에 따라 원기용 저울의 정밀도가 결정된다.

상기 원기용 저울은 어느 나라나 자체 개발하여 사용하고 있으며 국가 표준의 간판으로 내걸고 있으며 그 나라의 저울 수준이 질량 표준 능력의 척도로 보고 있다.

선진국가 표준연구기관에서는 원기용 저울을 자체 개발하여 연구목적 및 국제 경쟁에 독자적 방법으로 저울을 보완하여 사용하고 있다.

원기용 저울의 주요기술은 저울의 기구학적구조, 자동독해장치, 자동분동교환장치, 진공챔버응용 등으로 이루어진다.

종래의 피봇가이드를 도면에 의거 설명하면 다음과 같다.

도 7에는 종래 피봇가이드의 사시도가 도시되어 있는데, 중심부에서 수평방향으로 대칭되게 미러 폴리싱(Mirror polishing)된 오목면을 중심으로 상부와 하부로 나뉘어지며, 상부와 하부는 각각 3개의 돌출부를 가지고 있다.

상기 각각의 돌출부의 안쪽면에는 동일하게 원뿔형 홈(Groove)이 형성되어 원기용저울의 빔과 결합시 세라믹 볼에 의하여 서로가지지 고정되도록 구성되어 있다.

이러한 피봇가이드에 빔(Beam)이 삽입된 상태의 부분절개 평면도, 정면도, 측면도를 도8, 9, 10에서 도시하고 있다.

이와 같은 원기용 저울에서 가장 핵심인 피봇 가이드는 피봇가이드의 위치를 결정해주는 원뿔형 홈 가이드(Groove Guide)의 X-Y축 방향의 위치 및 높이를 1μm 이내로 가공해야하는데 실제 가공시 이러한 정밀도를 유지하는데 어려움이 있어 결과적으로 저울의 정밀도에 한계가 발생하게 된다.

이러한 문제점을 가지는 종래의 피봇 가이드의 측단면도를 개략적으로 도시하고 있는 도 11에서 보는 바와 같이 치수 A,B,D와 위의 치수 a,b,d가 같아야 세라믹 볼(Ball)이 아래, 위의 홈(Groove)과 함께 맞아 안장을 하게 되는데 치수가 같지 않을 경우 P,p와 같은 틈이 생겨 움직임이 발생하게 되어 원기용 저울의 정밀도를 저하시킨다는 문제점이 있다.

더구나 종래의 원기용 저울에는 상기와 같은 피봇가이드가 3개나 설치됨으로 인해서 오차는 더욱 커지게 되는 문제점이 있다.

즉 하나의 피봇가이드에 6개의 세라믹 볼이 들어가므로 총 18개의 세라믹 볼이 소요되며 이를 안장시키기 위한 원뿔형 홈(Groove)은 상하 합해서 36개가 필요하게 되어 이를 정밀하게 가공하기에는 가공시간이 오래 걸리며 정밀도도 맞추기가 어려우며, 가공비가 상승하여 원기용 저울(Balance)의 단가가 매우 고가라는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 피봇 가이드 가공에서 정밀도가 다소 떨어지더라도 원기용 저울의 피봇가이드와 밸런스 빔이 조립될 때 자동적으로 볼의 위치가 정위치하게 됨으로써 아래위가 정확히 조정되어 원기용 저울의 정밀도를 향상시킬 수 있는 피봇 가이드를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 밸런스빔과 결합하는 원기용 저울의 피봇 가이드에 있어서, 중심부에서 수평방향으로 대칭되게 미러 폴리싱된 오목면을 중심으로 상부와 하부로 나뉘어지며, 상부와 하부는 각각 3개의 돌출부를 가지는데, 상기 상부 돌출부 중 마주보는 돌출부의 하부면에는 각각 ″V″자 단면의 홈이 오목면과 수직방향으로 형성되어있고, 나머지 돌출부의 하부면에는 원뿔형 홈이 형성되어 있고, 상기 하부 돌출부 중 마주보는 돌출부의 상부면에는 오목면과 수평방향으로 ″V″자 단면의 홈과 원뿔형 홈이 형성되어 있고, 나머지 돌출부의 상부면에는 원뿔형 홈이 형성되어 있으며, 상기에서 각각의 원뿔형 홈은 반대방향으로 작은 직경의 원통과 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 원기용 저울의 자동조정 피봇 가이드를 제공함으로써 달성된다.

도 1은 본 발명의 피봇 가이드의 사시도이고,

도 2는 본 발명의 피봇가이드와 빔의 분해 사시도이며,

도 3은 본 발명의 피봇 가이드를 조립한 빔(Beam)의 평면도이고,

도 4는 본 발명의 피봇 가이드를 조립한 빔(Beam)의 정면도이며,

도 5는 본 발명의 피봇 가이드를 조립한 빔(Beam)의 측면도이고,

도 6은 본 발명의 피봇 가이드가 장착된 원기용 저울이며,

도 7은 종래 피봇가이드의 사시도이고,

도 8은 종래 피봇 가이드에 빔이 삽입된 상태의 부분절개 평면도이며,

도 9는 종래 피봇 가이드에 빔이 삽입된 상태의 부분절개 정면도이고,

도 10은 종래 피봇 가이드에 빔이 삽입된 상태의 부분절개 측면도이며,

도 11은 종래의 피봇 가이드의 측단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

(1) : 오목면 (2) : 상부

(3) : 하부 (4) : 좌측빔

(5) : 우측빔

(21, 22, 23, 31, 32, 33) : 돌출부

(231, 321, 331 ) : 원뿔형 홈

(41, 42, 51, 211, 221, 311) : ″V″자 단면의 홈

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 피봇 가이드의 사시도로서, 중심부에서 수평방향으로 대칭되게 미러 폴리싱(Mirror polishing)된 오목면(1)을 중심으로 상부(2)와 하부(3)로 나뉘어지며, 상부와 하부는 각각 3개의 돌출부를 가지고 있다.

상기 상부(2) 돌출부중 마주보는 돌출부(21, 22)의 하부면에는 각각 ″V″자 단면의 홈(Groove, 211, 221)이 오목면(1)과 수직방향으로 형성되어있고, 나머지 돌출부(23)의 하부면에는 원뿔형 홈(Groove, 231)이 형성되어있다.

상기 하부(3) 돌출부중 마주보는 돌출부(31, 32)의 상부면에는 오목면과 수평방향으로 ″V″자 단면의 홈(311)과 원뿔형 홈(321)이 형성되어 있고, 나머지 돌출부(33)의 상부면에는 원뿔형 홈(331)이 형성되어 있다.

상기에서 각각의 원뿔형 홈(231, 321, 331)은 반대방향으로 작은 직경의 원통과 관통되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 피봇 가이드의 각 홈은 원기용저울의 밸런스 빔(balance beam)과 결합시 세라믹 볼에 의하여 지지 고정된다.

도 2는 본 발명의 피봇가이드와 밸런스 빔의 분해 사시도인데, 좌·우측빔(4, 5)이 본 발명의 피봇가이드와 좌·우측에서 각각 결합하게 된다.

상기 좌측빔(4)에는 원뿔형 홈(41)과 단면″V″자 단면의 홈(42)이 형성되어 있어서 상부에 형성된 수평방향 ″V″자 단면의 홈(42)에는 피봇가이드 상부(2) 돌출부(22)의 하부면에 형성된 ″V″자 단면의 홈(221)과 세라믹 볼을 사이에 두고 접하게 되고, 상부에 형성된 원뿔형 홈(41)에는 피봇가이드 상부(2) 돌출부(21)의 하부면에 형성된 ″V″자 단면의 홈(211)과 세라믹 볼을 사이에 두고 접하게 된다.

상기 우측빔(5)에는 중앙 돌출부 상부면에 원뿔형 홈(51)이 형성되어 있어서 여기에 피봇가이드 상부(2) 돌출부(23)의 하부면에 형성된 원뿔형 홈(231)과 세라믹 볼을 사이에 두고 접하게 된다.

도 3은 본 발명의 피봇 가이드를 조립한 밸런스 빔(Balance Beam)의 평면도이고,

도 4는 본 발명의 피봇 가이드를 조립한 밸런스 빔(Balance Beam)의 정면도이며,

도 5는 본 발명의 피봇 가이드를 조립한 밸런스 빔(Balance Beam)의 측면도로서 본 발명의 피봇가이드 3개를 사용하여 빔과 결합시킨 것을 도시하고 있는데, 이러한 결합체는 도 6에서 본 발명의 피봇 가이드가 장착된 원기용 저울에서 그 위치가 도시되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 작동 원리는 다음과 같다.

우측빔(5)의 원뿔형 홈(51)과 좌측빔(4)의 원뿔형 홈(41) 및 ″V″ 단면을 가진 홈(42) 위치에 세라믹 볼 3개를 위치시킨 후, 우측빔(5)의 원뿔형 홈(51)과 피봇가이드의 원뿔형 홈(231)을 기준점 잡아 세라믹 볼을 정위치 시키면, 나머지 세리믹 볼중 하나인 좌측빔(4)의 원뿔형 홈(41)에 안장된 세라믹볼은 피봇 가이드의 ″V″자 단면을 가진 홈(211)이 Y축으로 자유도를 가져 결합하게 되며, 나머지 세라믹 볼은 X축 자유도를 가지는 좌측빔(4)의 ″V″ 단면을 가진 홈(42)과 Y축 자유도를 가지는 피봇 가이드의 ″V″자 단면을 가진 홈(221)에 의하여 안장하게 된다.

따라서 정밀하게 홈(Groove)을 가공하지 않아도 피봇 가이드와 빔간의 결합시 정밀한 치수를 갖는 효과를 나타내게 된다.

상기와 같은 본 발명은 원기용 저울의 피봇가이드를 조립시 다수개의 세라믹 볼 중 하나의 기준점만 잡으면 나머지는 자동적으로 세라믹볼이 정위치하게 됨으로써 정밀도를 획기적으로 향상시켜 한국형 독자적 원기용 저울을 확보하여 국제 경쟁력 강화와 국가 표준 유지 및 산업체에 보급 이전하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 밸런스빔과 결합하는 원기용 저울의 피봇 가이드에 있어서,

   중심부에서 수평방향으로 대칭되게 미러 폴리싱된 오목면(1)을 중심으로 상부(2)와 하부(3)로 나뉘어지며, 상부와 하부는 각각 3개의 돌출부를 가지는데,

   상기 상부(2) 돌출부 중 마주보는 돌출부(21, 22)의 하부면에는 각각 ″V″자 단면의 홈(211, 221)이 오목면(1)과 수직방향으로 형성되어있고, 나머지 돌출부(23)의 하부면에는 원뿔형 홈(231)이 형성되어 있고,

   상기 하부(3) 돌출부 중 마주보는 돌출부(31, 32)의 상부면에는 오목면과 수평방향으로 ″V″자 단면의 홈(311)과 원뿔형 홈(321)이 형성되어 있고, 나머지 돌출부(33)의 상부면에는 원뿔형 홈(331)이 형성되어 있으며,

   상기에서 각각의 원뿔형 홈(231, 321, 331)은 반대방향으로 작은 직경의 원통과 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 원기용 저울의 자동조정 피봇 가이드.