KR101915861B1

KR101915861B1 - 시한조정장치의 주파수 교정시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101915861B1
Application number: KR1020160176665A
Authority: KR
Inventors: 임정주; 정엽
Original assignee: 주식회사 한화
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-11-06
Also published as: KR20180073137A

Abstract

본 발명은 헤어스프링의 유효길이를 조정함으로써 시한조정장치의 주파수를 교정하는 용착부, 발란스차에 펀칭하여 상기 주파수를 교정하는 펀칭부를 포함하며 상기 용착부에서의 1차교정 후에도 규격 주파수보다 낮은 주파수가 측정되면 상기 펀칭부에서 상기 발란스차의 무게조절을 통한 2차교정을 진행하여 상기 주파수가 상기 규격 주파수의 범위에 포함되도록 교정하는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템 및 교정방법에 관한 것이다.

Description

시한조정장치의 주파수 교정시스템 및 방법{FREQUENCY ADJUSTING SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 시한조정장치의 주파수를 관리 가능한 규격대로 만들기 위해 조정 및 교정하는 시스템과 그 방법에 관한 것이다.

시한조정장치는 기계식 시계에 들어가는 부품으로 구성되어 있다. 시간을 설정해 놓으면 일정 주파수와 진폭을 통해 작동하게 되고, 정해진 시간이 경과가 되었을 때, 시한조정장치의 역할을 수행한다. 헤어스프링은 일정한 시간 간격으로 톱니바퀴를 한 이(teeth)씩 회전시켜주기 위해 존재한다. 태엽에서 동력을 전달받아 바란스차를 통해 헤어스프링으로 전달된다. 헤어스프링의 고정점을 기준으로 중심축을 따라 일정한 주기로 풀림과 비틀림을 반복하면서 작동한다. 이 때, 주파수와 진폭이 일정해야 1초에 한 주기씩 이동할 수 있다.

바란스차는 태엽에서 동력을 전달받아 시계의 추와 같이 일정 각도와 속도로 반복 회전하면서 헤어스프링에 동력을 전달한다. 결국 정해진 시간에 시한조정장치가 역할을 수행하기 위해서는 발란스차와 헤어스프링을 포함하는 시한조정장치의 주파수가 규격 주파수의 범위에 포함되어야 하며 이를 위해 주파수 교정장치가 필요한 것이다.

하지만 종래의 주파수 교정방식은 마이크로 메타를 이용하여 수동으로 용착 길이를 조정하는 방식으로 불량품 발생 확률이 높고 불량품 발생시에 교정 없이 바로 폐기가 진행되는 단점을 가지고 있었다.

상술한 문제점을 해결하고자, 헤어스프링의 유효길이 변경하여 주파수를 높여주는 1차교정을 진행하고 1차교정 후에도 규격 주파수 범위에 포함되지 않으면 발란스차의 펀칭함으로써 무게를 줄여 주파수를 높여주는 2차교정을 진행하여 관리 가능한 범위의 주파수(규격 주파수)로 교정하는 시스템 및 교정 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 헤어스프링의 유효길이를 조정함으로써 시한조정장치의 주파수를 교정하는 용착부, 상기 발란스차에 펀칭하여 상기 주파수를 교정하는 펀칭부를 포함하며 상기 용착부에서의 1차교정 후에도 규격 주파수보다 낮은 주파수가 측정되면 상기 펀칭부에서 상기 발란스차의 무게조절을 통한 2차교정을 진행하여 상기 주파수가 상기 규격 주파수의 범위에 포함되도록 교정하는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템이다.

초음파 용착작업으로 주파수를 1차 교정하고, 펀칭작업으로 2차 교정함으로써 주파수와 진폭을 관리규격 내에 들어오게 만들어 불량률을 줄이고, 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 시한조정장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발란스차의 정면도 및 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시한조정장치의 주파수 교정시스템의 교정방법 순서도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 헤어스프링(50)의 유효길이(L)를 조정함으로써 시한조정장치의 주파수를 교정하는 용착부와 발란스차(BW)에 펀칭하여 상기 주파수를 교정하는 펀칭부를 포함하며 상기 용착부에서의 1차교정 후에도 규격 주파수보다 낮은 주파수가 측정되면 상기 펀칭부에서 상기 발란스차의 무게조절을 통한 2차교정을 진행하여 상기 주파수가 상기 규격 주파수의 범위에 포함되도록 교정하는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템에 관한 것이다.

상기 용착부에서는 상기 헤어스프링(50)을 피벗(60)에 삽입한 후 임의의 위치에서 고정하여 상기 교정 전 주파수를 측정하고 측정된 상기 주파수와 상기 규격 주파수의 차이를 계산하여 상기 유효길이의 변화량(△L )만큼 이격된 위치에서 재 고정하여 주파수를 재 측정한다.

상기 피벗(60)은 일정한 두께를 갖는 내측이 관통된 호스 형태로 상기 고정을 통해 형성되는 제1용착점(X), 상기 재 고정을 통해 형성되는 제2용착점(Y)을 포함하며 상기 제2용착점은 상기 제1용착점에 대해 상기 발란스차(BW) 방향으로 이격되어 위치하며 상기 제1용착점은 상기 피벗의 상기 발란스차 반대방향 선단에서 일정거리 이격되어 위치한다.

상기 발란스차(BW)는 상기 발란스차의 외측 둘레를 따라 위치하며 조립 및 가공 시 기준이 되는 기준홀(10), 상기 발란스차의 내측 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 위치하는 돌기부(20), 상기 발란스차의 중심부위치하며 상기 헤어스프링이 삽입되어 고정되는 고정부(30)를 포함하며 상기 유효길이(△L )는 상기 발란스차의 고정부부터 상기 고정을 통해 형성되는 용착점까지의 상기 헤어스프링의 길이를 의미한다. 도 1은 시한조정장치의 단면도를, 도 2는 발란스차의 정면도 및 측면도를 나태내며, 도 1에서는 헤어스프링부의 구조뿐 아니라 상기 용착점과 상기 유효길이 변화량이 같이 표시되어 있으므로 이를 참고하면 이해가 쉽다.

상기 펀칭부는 상기 발란스차(BW)의 중심축을 기준으로 일직선상에 대칭되게 위치하는 2개의 펀치를 포함하며 상기 펀치의 직경은 측정된 상기 주파수에 따라 달리한다.

다음은 본 발명에 따른 시한조정장치의 주파수 교정 방법으로 도 3은 이의 순서도이다.

본 발명은 상기 시한조정장치의 교정 전 주파수를 측정하는 교정 전 주파수 측정단계(S10), 취득한 상기 주파수와 상기 규격 주파수를 비교하여 상기 유효길이 변경값(△L )을 계산하는 유효길이 변경값 계산단계(S20), 상기 제1용착점(X)에서 상기 변경값만큼 이동시켜 고정하고 측정하는 주파수 재측정단계(S30), 상기 주파수 재측정단계에서 취득된 주파수가 상기 규격 주파수에 포함되는지 판단하는 제1주파수 판단단계(S40), 상기 발란스차(BW)를 펀칭하여 무게를 감소시키는 펀칭단계(S60), 상기 펀칭단계를 완료한 상기 시한조정장치의 주파수가 상기 규격 주파수에 포함되는지 판단하는 제2주파수 판단단계(S70) 등을 포함한다.

상기 제1주파수 판단단계(S40)를 만족하면 교정공정을 종료하며, 상기 제2주파수 판단단계(S70)를 불만족하면 상기 펀칭단계(60)를 재실행하여 상기 규격 주파수 범위에 포함될 때까지 반복한다.

상기 교정 전 주파수 측정단계(S10)에서 상기 제1용착점(X)이 형성되고, 상기 주파수 재측정단계(S30)에서 상기 제2용착점(Y)이 형성된다. 상기 주파수 재측정단계(S30)까지가 상기 헤어스프링부(100)의 길이조정에 따른 상기 1차교정이며, 상기 펀칭단계(S60)까지가 무게 조정에 따른 상기 2차교정이다. 상기 1차교정에서는 초음파에 의한 용착이 진행되므로 초음파에 의한 떨림으로 상기 피벗(60)에 열이 발생하여 이로 인해 변형이 일어나 상기 피벗의 내측으로 삽입된 홈형상의 용착점(70)이 생성된다. 상기 피벗(60)은 플라스틱 또는 SUS로 적용될 수 있다.

적용공식 f =

d = wire 지름,

G = Modulous of Rigidity =

,

L = 유효길이,

I = 바란스차의 관성 모멘트,

f = 고유 주파수

상기 유효길이 변경값 계산단계에서 상기 유효길이 변경값 (△L)을 산정하고, 상기 주파수 재측정단계에서 고정위치를 상기 유효길이 변경값만큼 상기 발란스차 방향으로 이동시켜 주파수를 재측정하게 되는데 적용공식은 다음과 같다.

상기 적용공식에서 나머지 변수들을 상수로 가정하면 상기 헤어스프링의 유효길이(L)가 원하는 주파수를 설정하는 인자가 된다. 상기 적용공식에서 보듯이 유효길이(L)가 감소하게 되면 고유 주파수(f)는 증가하게 된다. 따라서, 상기 헤어스프링의 유효길이(L)를 △L만큼 줄임으로써, 상기 규격 주파수 범위 내에 들어오게 된다.

만약 상기 헤어스프링의 유효길이(L)를 △L만큼 줄였다고 해도 데이터의 분산효과로 인해 상기 규격 주파수 범위 내에 못 미치는 경우, 상기 바란스차의 관성모멘트(I)를 줄여주는 상기 2차교정이 진행된다.

상기 2차교정의 경우, 나머지 변수들을 상수로 가정하면 상기 바란스차의 관성모멘트(I)가 원하는 주파수를 설정하는 인자가 된다. 관성 모멘트 공식에 의하여, 질량(M)과 관성모멘트 (I)는 정비례 관계에 있으므로, M을 감소시키면 I도 감소하여 결국 고유 진동수(f)는 증가하게 된다. 상기 공식에 의거 주파수 수준에 따라 다른 직경의 펀치로 펀칭함으로써 상기 바란스차의 무게를 조정하여 상기 시한조정장치의 주파수가 상기 규격 주파수 범위 내에 포함되게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 헤어스프링부
10 : 기준홀
20 : 돌기부
30 : 고정부
50 : 헤어스프링
60 : 피벗
70 : 용착점
BW : 발란스차
X : 제1용착점
Y : 제2용착점
L : 헤어스프링의 유효길이
△L : 유효길이 변화량

Claims

헤어스프링의 유효길이를 조정함으로써 시한조정장치의 주파수를 교정하는 용착부;
발란스차에 펀칭하여 상기 주파수를 교정하는 펀칭부; 를 포함하며
상기 용착부에서의 1차교정 후에도 규격 주파수보다 낮은 주파수가 측정되면 상기 펀칭부에서 상기 발란스차의 무게조절을 통한 2차교정을 진행하여 상기 주파수가 상기 규격 주파수의 범위에 포함되도록 교정하고,
상기 용착부에서는
상기 헤어스프링을 피벗에 삽입한 후 임의의 위치에서 고정하여 상기 교정 전 주파수를 측정하고,
측정된 상기 주파수와 상기 규격 주파수의 차이를 계산하여 상기 유효길이의 변화량 만큼 이격된 위치에서 재 고정하여 주파수를 재 측정하며,
상기 시한조정장치의 주파수를 교정하기 위한 적용공식으로는,
f =
이 적용되어,
(여기서, d = wire 지름, G = Modulous of Rigidity =
, L = 유효길이, I = 바란스차의 관성 모멘트, f = 고유 주파수)
상기 1차교정 시 상기 적용공식에서 상기 헤어스프링의 유효길이(L) 이외의 변수들을 상수로 가정하면, 상기 헤어스프링의 유효길이(L)가 원하는 주파수를 설정하는 인자가 되어 상기 유효길이(L)가 감소하면 고유주파수(f)가 증가하고,
상기 1차교정 만으로 상기 규격 주파수 범위에 미치지 못하는 경우 상기 2차교정을 진행하며,
상기 2차교정 시 상기 적용공식에서 상기 발란스차의 관성모멘트(I) 이외의 변수들을 상수로 가정하면, 상기 발란스차의 관성모멘트(L)가 원하는 주파수를 설정하는 인자가 되어 상기 발란스차의 관성모멘트(I)가 감소하면 상기 고유주파수(f)가 감소하는 것
을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 피벗은 일정한 두께를 갖는 내측이 관통된 호스 형태로 상기 고정을 통해 형성되는 제1용착점;
상기 재 고정을 통해 형성되는 제2용착점; 을 포함하며
상기 제2용착점은 상기 제1용착점에 대해 상기 발란스차 방향으로 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1용착점은 상기 피벗의 상기 발란스차 반대방향 선단에서 일정거리 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템.
제1항에 있어서,
상기 발란스차는
상기 발란스차의 외측 둘레를 따라 위치하며 조립 및 가공 시 기준이 되는 기준홀;
상기 발란스차의 내측 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 위치하는 돌기부;
상기 발란스차의 중심부에 위치하며 상기 헤어스프링이 삽입되어 고정되는 고정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템.
제5항에 있어서,
상기 유효길이는 상기 발란스차의 고정부부터 상기 고정을 통해 형성되는 용착점까지의 상기 헤어스프링의 길이인 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템.
제6항에 있어서,
상기 펀칭부는 상기 발란스차의 중심축을 기준으로 일직선상에 위치하는 2개의 펀치를 포함하며
상기 펀치의 직경은 측정된 상기 주파수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정시스템.
제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서 상기 시한조정장치의 주파수 교정시스템은,
상기 시한조정장치의 교정 전 주파수를 측정하는 교정 전 주파수 측정단계;
취득한 상기 주파수와 상기 규격 주파수를 비교하여 상기 유효길이 변경값을 계산하는 유효길이 변경값 계산단계;
상기 제1용착점에서 상기 변경값만큼 이동시켜 고정하고 측정하는 주파수 재측정단계;
상기 주파수 재측정단계에서 취득된 주파수가 상기 규격 주파수에 포함되는지 판단하는 제1주파수 판단단계;
상기 발란스차를 펀칭하여 무게를 감소시키는 펀칭단계;
상기 펀칭단계를 완료한 상기 시한조정장치의 주파수가 상기 규격 주파수에 포함되는지 판단하는 제2주파수 판단단계; 를 포함하며,
상기 시한조정장치의 주파수를 교정하기 위한 적용공식으로는,
f =
이 적용되어,
(여기서, d = wire 지름, G = Modulous of Rigidity =
, L = 유효길이, I = 바란스차의 관성 모멘트, f = 고유 주파수)
상기 유효길이 변경값 계산단계에서는 상기 적용공식에서 상기 헤어스프링의 유효길이(L) 이외의 변수들을 상수로 가정하면, 상기 헤어스프링의 유효길이(L)가 원하는 주파수를 설정하는 인자가 되어 상기 유효길이를 상기 유효길이의 변화량만큼 줄임으로써 상기 시한조정장치의 주파수가 상기 규격 주파수 범위 내에 들어오게 하고.
이후 상기 제1주파수 판단단계를 만족하지 못할 경우,
상기 펀칭단계에서는 상기 적용공식에서 상기 발란스차의 관성모멘트(I) 이외의 변수들을 상수로 가정하면, 상기 발란스차의 관성모멘트(L)가 원하는 주파수를 설정하는 인자가 되어 이에 따라 상기 발란스차를 펀칭함으로써 상기 시한조정장치의 주파수가 상기 규격주파수 범위 내에 들어오게 하는 것
을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정방법.
제8항에 있어서,
상기 제1주파수 판단단계를 만족하면 교정공정을 종료하는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정방법.
제8항에 있어서,
상기 제2주파수 판단단계를 불만족하면 상기 펀칭단계를 재실행 하는 것을 특징으로 하는 시한조정장치의 주파수 교정방법.