KR102256592B1 - 저항식 선형 변위 변환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저항식 선형 변위 변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저항부재와 회전 접촉에 따른 가변 저항 측정과 한 쌍의 저항부재를 갖는 저항식 선형 변위 변환기에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 선형 변위 변환기는, 길이 방향을 따라 일관된 단면을 갖고, 내부에 길이 방향을 따라 형성된 관통홀을 갖는 프레임; 상기 프레임의 관통홀 내에서 상기 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동하는 이동부재; 상기 이동부재에 장착되고, 상기 이동부재와 연동하는 가이드 부재; 상기 가이드 부재의 하부에 배치되는 선형 저항체를 포함하는 제1 저항부재; 상기 가이드 부재의 하면에 형성되고, 상기 저항부재에 접촉하는 제1 전도성 접촉부재; 상기 프레임의 일단에 체결되는 엔드캡; 및 상기 프레임의 타단에 체결되는 커넥터;를 포함하고, 상기 전도성 접촉부재는 도전성 재질의 볼(Ball) 접촉동자로 이루어지며, 상기 볼 접촉동자는 상기 이동부재의 직선 왕복 운동에 따라 회전하면서 상기 저항부재에 접촉되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

Description

저항식 선형 변위 변환기{RESISTIVE LINEAR DISPLACEMENT TRANSDUCER}

본 발명은 저항식 선형 변위 변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저항부재와 회전 접촉에 따른 가변 저항 측정과 한 쌍의 저항부재를 갖는 저항식 선형 변위 변환기에 관한 것이다.

일반적으로, 저항성 변위센서(potentiometer)로 통칭되는 저항성 변위 센서는 선형 전기 저항체 상의 접점이 이동하면 전기저항값이 이동 변위에 따라 변화하는 원리를 이용한다.

이와 같은 원리를 차용하는 선형 변위 센서는 변위 계측이 필요한 선반, 사출기등 정밀기계가공장치에 장착되어 광범위하게 사용된다.

저항식 변위센서의 원리는 선형 저항체에 일정한 전압(E)을 인가한 후 선형 저항체 상의 한 점에 전기 접촉점을 형성하게 한 후, 접촉점에성의 전압(e)을 측정하여 전압(e)을 측정함으로써 접촉점까지의 길이(d)를 얻게 된다.

이때 전기 접촉점이 이동 물체와 연동하여 선형 저항체 상에서 움직이게 되는 데, 접촉점은 접촉자를 채택하고 있고, 접촉자는 탄성 철사를 끝이 뾰족하게 구부린 형태로서 탄성을 갖는다.

하지만, 탄성 접촉은 탄성력이 클수록 전기접촉이 좋아지지만 접촉을 이루고 있으므로 접촉압력이 크게 상승하여 마찰력이 커지고 이동력은 떨어지는 문제점을 갖으며, 마찰력의 상승은 마모현상을 불러오고 이는 사용 수명을 단축시키게 된다.

이러한 이유로 대한민국 공개특허공보 10-2005-012931에는 일단이 변위를 측정하고자 하는 물체에 고정된 후 물체이동에 따라서 이동하는 이동축의 타단에 이동축의 이동에 따라 회전하면서 이동하는 회전롤러가 이동축과 물리적으로 연결된다.

이와 같이 구성된 선형변위센서는 회전롤러와 박막판 A와 저항물질로 전기저항값이 RL인 박막판 B가 접점을 형성하며 이동축이 이동함에 따라 회전롤러가 회전하면서 이동하게 되므로 물체이동에 따른 전기저항의 변화를 측정하여 해당 물체의 변위 이동을 계측하는 기술이 개시된다.

하지만, 회전롤러에 의해 박막판과 선형접촉을 가능하게 하여 종래의 접촉에 의한 마찰력 상승에 따른 마모현상이나 수명 단축의 문제는 해결될 수 있지만, 회전롤러의 양단(회전축의 양단에 동일한 힘이 가해져야 하는 문제)의 회전 가능한 고정 구조에 의해 불평형 발생에 따라 전기적 접촉 불량 문제가 발생될 수 있다.

또한, 하나의 저항부재와 하나의 접촉부재만으로 이루어져 가변길이의 다변화 측정에 따라 능동적으로 대체 가능한 포텐셔미터의 개발이 요구된다.

대한민국 공개특허공보 10-2005-012931

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 저항부재(선형 저항판)와 접촉되는 접동자를 볼 타입으로 형성하여 마찰력에 의한 접촉을 원활하게 하는 저항식 선형 변위 변환기를 제공하고자 한다.

또한, 하나의 하우징 내에 상하 방향으로 저항부재(선형 저항판)를 형성하고 이와 접촉되는 볼타입 접동자를 상하 방향으로 형성하여 하나의 하우징으로 2개의 가변 저항 측정에 의한 가변 변위를 측정할 수 있는 저항식 선형 변위 변환기를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 선형 변위 변환기는, 길이 방향을 따라 일관된 단면을 갖고, 내부에 길이 방향을 따라 형성된 관통홀을 갖는 프레임; 상기 프레임의 관통홀 내에서 상기 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동하는 이동부재; 상기 이동부재에 장착되고, 상기 이동부재와 연동하는 가이드 부재; 상기 가이드 부재의 하부에 배치되는 선형 저항체를 포함하는 제1 저항부재; 상기 가이드 부재의 하면에 형성되고, 상기 저항부재에 접촉하는 제1 전도성 접촉부재; 상기 프레임의 일단에 체결되는 엔드캡; 및 상기 프레임의 타단에 체결되는 커넥터;를 포함하고, 상기 전도성 접촉부재는 도전성 재질의 볼(Ball) 접촉동자로 이루어지며, 상기 볼 접촉동자는 상기 이동부재의 직선 왕복 운동에 따라 회전하면서 상기 저항부재에 접촉되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

여기서, 상기 가이드 부재의 상부에 배치되는 선형 저항체를 포함하는 제2 저항부재; 및 상기 가이드 부재의 상면에 형성되고, 상기 저항부재에 접촉하는 제2 전도성 접촉부재; 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 가이드 부재는 제1 및 제2 가이드 부재를 포함하고, 상기 제1 가이드 부재의 하면에는 상기 제1 전도성 접촉부재가 형성되고, 상기 제2 가이드 부재의 상면에는 상기 제2 전도성 접촉부재가 형성되고, 상기 제1 가이드 부재는 상기 제2 가이드 부재와 소정 거리 이격된 위치에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 커넥터는 베이스부; 및 상기 베이스부에 배치되고 상기 저항부재의 제1 저항체와 전기적으로 연결되는 제1 접속단자부; 및 상기 베이스부에 배치되고 상기 저항부재의 제2 저항체와 전기적으로 연결되는 제2 접속단자부;를 포함하고, 상기 제1 접속단자부와 상기 제2 접속단자부 중 어느 하나가 선택적으로 상기 커넥터의 베이스부로부터 돌출될 수 있다.

여기서, 상기 커넥터는, 제1 베이스부; 상기 제1 베이스부의 일측에 인접하여 배치된 제2 베이스부; 상기 제1 베이스부에 배치되고 상기 저항부재의 제1 저항체와 전기적으로 연결되는 제1 접속단자부; 및 상기 제2 베이스부에 배치되고 상기 저항부재의 제2 저항체와 전기적으로 연결되는 제2 접속단자부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 볼 접촉동자는 볼 체결부 내에 위치하며, 상기 볼 접촉동자의 일면은 상기 볼 체결부로부터 외부로 돌출되고, 상기 볼 체결부 내측에는 하나 이상의 반구체와 상기 반구체와 연결된 탄성체가 형성되며, 상기 볼 접촉동자는 상기 반구체에 접촉될 수 있다.

여기서, 상기 볼 접촉동자는 소정 거리 이격된 한 쌍으로 이루어지며, 한 쌍의 상기 볼 접촉동자 중 하나는 상기 제1 저항부재의 제1 저항체에 접촉되고, 다른 하나는 상기 제1 저항부재의 제2 저항체에 접촉될 수 있다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 저항부재(선형 저항판)와 접촉되는 접동자를 볼 타입으로 형성하여 마찰력에 의한 접촉을 원활하게 하는 저항식 선형 변위 변환기를 제공할 수 있다.

또한, 하나의 하우징 내에 상하 방향으로 저항부재(선형 저항판)를 형성하고 이와 접촉되는 볼타입 접동자를 상하 방향으로 형성하여 하나의 하우징으로 2개의 가변 저항 측정에 의한 가변 변위를 측정할 수 있는 저항식 선형 변위 변환기를 제공할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 저항식 선형 변위 변환기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 저항식 선형 변위 변환기의 내부 구조도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이동부재, 가이드부재 및 프레임을 나타내는 도면이ㄷ다.
도 4는 도 2에 도시된 가이드부재의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 저항식 선형 변위 변환기에서 이동부재, 저항부재와 가이드부재의 길이 방향의 단면 형상을 나타낸 것이다.
도 6은 도 1의 A-A' 단면도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 저항식 선형 변위 변환기의 사시도이다.
도 8은 도 7에서 커넥터를 제외한 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 프레임의 사시도 및 일부 확대도이다.
도 10은 저항부재와 전도성 접촉부재을 포함하는 가이드부재의 위치관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 도 7의 A-A'의 단면도이다.
도 12는 도 7에 도시된 커넥터의 확대 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 커넥터의 변형 예이다.

실시 형태의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.

또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 저항식 선형 변위 변환기의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 저항식 선형 변위 변환기의 내부 구조도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 저항식 선형 변위 변환기는 프레임(10), 커넥터(20), 엔드캡(30), 이동부재(40), 고정부재(50), 저항부재(60) 및 가이드 부재(70)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 저항식 선형 변위 변환기는 프레임(10) 내부에 배치되고 이동부재(40)의 끝단부에 장착된 가이드부재(70)와 가이드부재(70)에 배치된 하나 이상의 전도성 접촉부재를 더 포함할 수 있다.

프레임(10)은 길이 방향으로 연장되는 일체 형성 구조를 갖는다.

프레임(10)의 외면에는 프레임(10)의 길이 방향으로 형성된 하나 이상의 홈이 형성될 수 있다.

프레임(10)은 양 단부를 갖으며, 일단부는 엔드캡(30)과 결합하고, 타단부는 커넥터(20)와 결합될 수 있다.

프레임(10)의 일단부와 엔드캡(30)은 나사와 같은 체결수단에 의해 결합될 수 있고, 프레임(10)의 타단부와 커넥터(20)는 마찬가지로 나사와 같은 체결수단에 의해 결합될 수 있다.

프레임(10)은 내부에 관통홀(11)을 갖으며, 관통홀(11)은 프레임(10)의 길이 방향을 따라 형성되며, 관통홀(11) 내부에 저항부재(60), 가이드부재(70) 및 전도성 접촉부재가 배치될 수 있다.

프레임(10)의 관통홀(11)에는 저항부재(60)가 배치되고, 저항부재(60) 상에 가이드부재(70)가 배치되며, 전도성 접촉부재는 가이드부재(70)와 결합되고, 저항부재(60)와 가이드부재(70) 사이에 배치된다.

관통홀(11)의 일측에는 저항부재(60)가 배치될 수 있고, 저항부재(60)는 프레임(10)의 양측에 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있다.

관통홀(11) 내에서 저항부재(60) 상에는 가이드부재(70)가 배치될 수 있으며, 가이드부재(70)가 관통홀(11) 내부에서 저항부재(60)와 마찬가지로 프레임(10)의 양측단에 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있다.

가이드부재(70)의 중심에는 이동부재(40)에 장착되고 이동부재(40)와 연동된다.

가이드부재(70)는 이동부재(40)의 끝단에 장착될 수 있으며, 이동부재(40)의 직선 선형 왕복 운동에 따라 관통홀(11) 내부에서 직선 왕복 운동을 하며, 가이드 부재(70)에 형성된 전도성 접촉부재가 저항부재(40)와 접촉하며 가변저항을 읽음으로써 가변 변위를 계산할 수 있도록 한다.

관통홀(11)이 형성된 프레임(10)의 내면에는 가이드 돌출부(12a, 12b)가 형성될 수 있다.

프레임(10)의 내면의 양 측면에는 프레임(10)의 길이 방향으로 가이드 돌출부(12a, 12b)가 형성될 수 있다.

가이드부재(70)에는 가이드 홈부(71a, 71b)가 형성될 수 있고, 가이드부재(70)의 양 측면에는 가이드 홈부(71a, 71b)가 형성될 수 있다.

가이드부재(70)의 가이드 홈부(71a, 71b)에는 프레임(10)의 내면에 형성된 가이드 돌출부(12a, 12b)가 삽입될 수 있다.

가이드부재(70)가 프레임(10)의 관통홀(11)에 슬라이딩 방식으로 결합될 때, 가이드부재(70)의 가이드 홈부(71a, 71b)에 가이드 돌출부(12a, 12b)가 삽입되며, 가이드부재(70)가 이동부재(40)의 직선 왕복 운동에 따라 직선 왕복 운동을 할 때, 가이드부재(70)의 가이드 홈부(71a, 71b)와 프레임(10)의 내면에 형성된 가이드 돌출부(12a, 12b)는 슬라이딩 가능하도록 결합된다.

저항부재(60)는 기판(61), 기판(61) 상에 배치된 제1 저항체(62) 및 제2 저항체(63), 제1 저항체(62) 및 제2 저항체(63)와 전기적으로 연결되는 단자(64)를 포함할 수 있다.

제1 저항체(62)은 기판(61)의 상부에 배치되고, 소정의 두께와 넓이를 가지며, 프레임(10)의 길이 방향을 따라 선형으로 형성될 수 있다.

제1 저항체(62)는 전기 저항값이 0인 순수 도체물질로 형성되는 것이 바람직하며, 제2 저항체(63)는 기판(61)의 상부에 배치되고, 제1 저항체(62)와 소정 간격 이격되어 평행하게 배치될 수 있다.

제2 저항체(63)는 소정의 두께와 넓이를 가지며, 프레임(10)의 길이 방향을 따라 선형으로 형성될 수 있고, 제2 저항체(63)는 제1 저항체(62)와 달리 소정의 전기 저항값을 갖을 수 있다.

제1 단자는 제1 저항체(62)에 전기적으로 연결되고, 제2 단자는 제2 저항체(63)의 일 단부에 전기적으로 연결되며, 제3 단자는 제2 저항체(63)의 타 단부에 전기적으로 연결된다.

도 3은 도 2에 도시된 이동부재, 가이드부재 및 프레임을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 가이드부재의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 가이드부재(70)는 이동부재(40)의 끝단에 장착되며, 이동부재(40)의 움직임에 따라 프레임(10)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동이 가능하다.

도 4에 도시된 가이드부재(70)는 설명의 편의를 위해 180도 위치 변화시킨 상태에서 도시된 것이다.

가이드부재(70)는 저항부재(60) 상에서 직선 왕복 운동이 가능하다.

가이드부재(70)는 프레임(10) 내부에 형성된 관통홀(11)에 배치되며, 프레임(10)의 내면의 양 측면에 각각 형성된 가이드 돌출부(12a, 12b) 사이에 배치될 수 있다.

가이드부재(70)의 양 측면에 각각 형성된 가이드 홈부(71a, 71b)에 가이드 돌출부(12a, 12b)가 삽입된다. 가이드 홈부(71a, 520b)는 가이드 돌출부(12a, 12b)를 감싸는 형상일 수 있다.

도 4를 참조하면, 가이드부재(70)의 가이드 홈부(71a, 71b)는 프레임(10)의 가이드 돌출부(12a, 12b)와 슬라이딩 가능하도록 결합될 수 있다.

가이드부재(70)는 몸통(73)을 포함하며, 몸통(73)은 상부면(73a)과 하부면(73b)을 포함할 수 있고, 하부면(731b) 상의 중심에는 볼 체결부(74)가 형성되며, 볼 체결부(74)의 양단에는 저항부재(60)와의 접촉을 위한 도전성의 볼 접촉동자(75a, 75b)가 회전 가능하도록 결합될 수 있다.

볼 접촉동자(75a, 75b)는 가이드부재(70)의 직선 왕복 운동에 따라 회전하면서 저항부재(60)에 접촉하고 접촉 위치에 따라 가변 저항을 읽을 수 있도록 하여, 그 위치에서의 가변 위치를 측정하는 것이 가능하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 저항식 선형 변위 변환기에서 이동부재(40), 저항부재(60)와 가이드부재(70)의 길이 방향의 단면 형상을 나타낸 것이고, 도 6은 도 1의 A-A 단면도에서 프레임을 제외한 단면을 나타낸 것이다.

도 5와 같이 가이드부재(70)는 이동부재(40)에 의해 길이 방향으로 왕복 직선 운동을 하며, 하단에는 볼 접촉동자(75a, 75b)가 저항부재(60)에 접촉하여 가변 저항값을 읽어들일 수 있도록 한다.

도 6를 참조하면, 가이드부재(70)는 가이드 홈부(71a, 71b)가 프레임(10)의 가이드 돌출부(12a, 12b)에 슬라이딩 가능하도록 체결되므로 상하 방향으로 유동성 없이 고정된 위치를 유지한다.

볼 접촉동자(75a, 75b)는 내측에서 탄성체(77)에 연결된 반구체(76)에 접촉하여 저항부재(60)와의 접촉에 따라 탄성적으로 반구체(76)와 접촉되며 회전될 수 있고, 탄성체(77)에 의해 소정 범위의 마찰력을 갖도록 되어 저항부재(60)와의 접촉을 통해 그 값을 측정하는 것이 가능하게 된다.

볼 접촉동자(75a, 75b)는 기존의 점접촉 방식에서 마찰력에 의한 끊어짐 현상을 줄일 수 있고, 선접촉 방식에 따른 접촉 불량을 사전에 방지할 수 있도록 하여 저항식 선형 변위 변환기의 성능을 향상시키고 반영구적으로 사용하는 것이 가능하게 된다.

이하, 도 7 내지 도 13은 도 1 내지 도 6과 동일한 구동 원리에 의해 작동되는 저항식 선형 변위 변환기이나, 도 1 내지 도 6은 일방향(하방향)에서만 위치 변화를 통한 가변 저항값을 읽는 구조라면 도 7 내지 도 13은 양방향(상하방향)에서 위치 변화를 통화 가변 저항값을 읽는 구조라는 데 차이가 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 저항식 선형 변위 변환기의 사시도이고, 도 8은 도 7에서 커넥터를 제외한 사시도이다.

도 7 및 도 8를 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 선형 변위 변환기는, 프레임(100), 커넥터(200), 엔드캡(300), 이동부재(400), 고정부재(500), 저항부재(600a, 600b) 및 가이드부재(도 10의 700)를 포함할 수 있다.

프레임(100)은 길이 방향으로 일관된 단면을 갖을 수 있으며, 외면에는 길이 방향으로 형성된 하나 이상의 홈이 형성될 수 있다.

프레임(100)은 양 단부를 갖으며, 일단부는 커넥터(200)와 결합하고, 타단부는 엔드캡(300)과 결합될 수 있으며, 내부에는 관통홀(110)을 갖는다.

관통홀(110)은 길이 방향을 따라 형성되며, 관통홀(110) 내부에 저항부재(600a, 600b), 가이드부재(도 10의 700) 및 전도성 접촉부재(도 10의 730a)가 배치될 수 있다.

도 9는 도 7에 도시된 프레임(100)의 사시도 및 일부 확대도이다.

도 7를 참조하면, 프레임(100)의 관통홀(110)은 복수의 관통홀(111, 113, 115)로 구성될 수 있다.

복수의 관통홀(111, 113, 115) 각각은 제1 관통홀(111), 제2 관통홀(113) 및 제3 관통홀(115)일 수 있다.

제1 관통홀(111)에는 제1 저항부재(600a)가 배치될 수 있고, 제1 저항부재(600a)가 제1 관통홀(111)로 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있으며, 제2 관통홀(113)에는 가이드부재(도 10의 700)가 배치될 수 있다.

가이드부재(도 10의 700)는 제2 관통홀(113)로 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있으며, 이동부재(400)의 끝단에 장착될 수 있고, 이동부재(400)의 직선 왕복 운동에 연동하여 제2 관통홀(113) 내부에서 선형적으로 왕복 운동이 가능할 수 있다.

제3 관통홀(115)에는 제2 저항부재(600b)가 배치될 수 있으며, 제2 저항부재(600b)가 제3 관통홀(115)로 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있다.

도 10은 저항부재(600a, 600b)와 전도성 접촉부재(730a)을 포함하는 가이드부재(700)의 위치관계를 설명하기 위한 사시도이다.

가이드부재(700)는 이동부재(400)의 끝단에 장착되며, 이동부재(400)의 움직임에 따라 프레임(100)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동이 가능하다.

가이드부재(700)는 서로 마주보도록 배치된 제1 저항부재(600a)와 제2 저항부재(600b) 사이에서 직선 왕복 운동이 가능하다.

가이드부재(700)는 프레임(100) 내부에 배치되고, 제2 관통홀(113)에 배치된다.

가이드부재(700)는 비전도성 재질로서, 예를 들어 수지 재질일 수 있다.

가이드부재(700)는 상면과 하면을 포함하며, 상면은 제1 저항부재(600a)와 마주보는 면이고, 하면은 제2 저항부재(600b)와 마주보는 면일 수 있다.

도 11은 가이드부재(700)와 저항부재(600a, 600b)의 결합 관계를 보여주는 도면으로서, 도 7의 A-A'의 단면도이다.

도 11를 참조하면, 가이드부재(700)의 상면(711a) 상에는 제1 전도성 접촉부재(730a)가 배치되고, 가이드부재(700)의 하면(711b) 상에는 제2 전도성 접촉부재(730b)가 배치된다.

제1 및 제2 전도성 접촉부재(730a, 730b)는 볼 접촉동자로서, 회전력 및 마찰력에 의해 제1 전도성 접촉부재(730a)는 제1 저항부재(600a)의 제1 저항체(610)와 제2 저항체(620)와 접촉하고, 제2 전도성 접촉부재(730b)는 제2 저항부재(600b)의 제1 저항체와 제2 저항체와 접촉한다.

제1 및 제2 전도성 접촉부재(730a, 730b) 각각은 전도성 재질이며, 외부 하우징에 의해 빠지지 않도록 결합되며, 탄성체(770)에 연결된 반구체(760)와 접촉될 수 있도록 구성될 수 있다.

제1 및 제2 전도성 접촉부재(730a, 730b)는 저항부재(600a, 600b)와의 마찰력(탄성체(770)의 탄성력에 의해)에 의해 접촉이 가능하며, 이동부재(400)의 직선 이동에 따라 회전 가능하도록 구성된다.

2개의 제1 전도성 접촉부재(730a)들 및 2개의 제2 전도성 접촉부재(730b)들은, 가이드부재(700)의 상면(711a) 및 하면(711b) 상에서 서로 마주보도록 이격되어 배치된다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 변위 센서는, 프레임(100) 내부에 서로 마주보도록 배치된 복수의 저항체(600a, 600b) 및 가이드부재(700) 양면에 배치되고 복수의 저항체(600a, 600b)와 접촉하는 복수의 전도성 접촉부재(730a, 730b)를 포함한다.

따라서, 본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 변위 센서는, 제1 저항체(600a)와 제1 전도성 접촉부재(730a)를 이용하여 이동부재(400)의 직선 왕복 운동에 의한 하나의 변위 측정이 가능하고, 제2 저항체(600b)와 제2 전도성 접촉부재(730b)를 이용하여 이동부재(400)의 직선 왕복 운동에 의한 다른 하나의 변위 측정이 가능한 이점이 있다.

또한, 제1 저항체(600a)과 제2 저항체(600a) 각각의 기준점(또는 영점)을 다르게 설정될 수 있다.

제1 저항체(600a)의 기준점과 제2 저항체(600b)의 기준점이 다르게 설정된 경우, 사용자의 선택에 따라 원하는 기준점을 갖는 하나의 저항체를 통해 변위 측정을 수행할 수 있는 이점도 있다.

한편, 가이드부재(700)는 다수일 수 있다. 도시된 가이드부재(700)가 제1 가이드부재가 되고, 추가로 제2 가이드부재가 이동부재(400)의 양 단 사이의 특정 부분에 고정되어 장착될 수 있다.

이 경우, 제1 가이드부재의 상면에 제1 저항체와 접촉되는 제1 전도성 접촉부재가 배치되고, 제2 가이드부재의 하면에 제2 저항체와 접촉되는 제2 전도성 접촉부재가 배치될 수 있다.

이와 같이 다수의 가이드부재를 사용하면, 기준점(또는 영점)이 다르게 설정될 수 있다.

사용자가 서로 다른 기준점들 중 원하는 기준점을 맞는 것을 선택하여 사용할 수도 있고, 두 개의 기준점을 모두 사용하여 미세 변위 센싱이 가능한 이점이 있다.

다시, 도 7를 참조하면, 커넥터(200)는 프레임(100)의 양 단부 중 일 단부에 체결된다.

커넥터(200)는 도 10에 도시된 제1 저항부재(600a) 및 제2 저항부재(600b)와 전기적으로 연결된다.

커넥터(200)와 제1 저항부재(600a) 및 제2 저항부재(600b)의 전기적으로 연결은 와이어를 통해 연결될 수 있다.

제1 및 제2 저항부재(600a, 600b)의 단자(630)에 와이어의 일 단이 연결되고, 와이어의 타단이 커넥터(200)에 연결될 수 있다.

도 12는 도 7에 도시된 커넥터(200)의 확대 사시도이다.

도 12를 참조하면, 커넥터(200)는 베이스부(210) 및 베이스부(210)로부터 돌출가능하도록 배치된 제1 접속단자부(251)과 제2 접속단자부(252)를 포함한다.

제1 접속단자부(251)과 제2 접속단자부(252)는 베이스부(210)의 일 면에 함께 배치될 수 있다.

예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 접속단자부(251)이 제2 접속단자부(252) 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 서로 겹치지 않도록 베이스부(210)의 일 면에 배치될 수 있다.

커넥터(200)는 제1 접속단자부(251)를 베이스부(210)의 일 면으로부터 돌출되도록 하는 제1 스위치부(231)와 제2 접속단자부(252)를 베이스부(210)의 일 면으로부터 돌출되도록 하는 제2 스위치부(232)를 포함할 수 있다.

커넥터(200)는 제1 스위치부(231)의 이동을 제한하는 제1 개구부(211)와 제2 스위치부(232)의 이동을 제한하는 제2 개구부(212)를 가질 수 있다.

사용자는 제1 스위치부(231)를 제1 방향으로 조작하여 제1 접속단자부(251)을 베이스부(210)의 일 면에서 돌출되도록 할 수 있고, 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 조작하여 제1 접속단자부(251)을 베이스부(210)의 일 면에 삽입되도록 할 수 있다.

여기서, 제1 방향과 제2 방향은 프레임(100)의 길이 방향과 평행한 방향일 수 있다.

또한, 사용자는 제2 스위치부(232)를 제1 방향으로 조작하여 제2 접속단자부(252)를 베이스부(210)의 일 면에서 돌출되도록 할 수 있고, 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 조작하여 제2 접속단자부(252)을 베이스부(210)의 일 면에 삽입되도록 할 수 있다.

도 12에 도시된 커넥터(200)의 구조는 사용자의 선택에 따라 하나의 접속단자부를 이용할 수 있다.

물론, 편의에 따라, 사용자는 제1 및 제2 접속단자부를 모두 돌출되도록 조작하여 이용할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 변위 센서는, 복수의 접속단자부(251, 252)를 갖는 커넥터(200)를 포함하고, 커넥터(200)는 복수의 저항체(600a, 600b)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 변위 센서는 2개의 저항체(600a, 600b) 중 어느 하나의 저항체로부터의 전기적 신호를 커넥터(200)를 이용하여 외부 기기에 전송할 수 있다.

제1 저항체(600a)과 제2 저항체(600a) 각각의 기준점(또는 영점)을 다르게 설정될 수 있는데, 제1 저항체(600a)의 기준점과 제2 저항체(600b)의 기준점이 다르게 설정된 경우, 사용자의 선택에 따라 원하는 기준점을 갖는 하나의 저항체를 통해 변위 측정을 수행할 수 있는 이점도 있다.

도 13은 도 12에 도시된 커넥터(200)의 변형 예이다.

도 13을 참조하면, 커넥터(200')는 제1 베이스부(210a)와 제2 베이스부(210b)를 포함한다.

제2 베이스부(210b)는 제1 베이스부(210a)의 일 측에 접하여 배치된다. 제1 베이스부(210a)와 제2 베이스부(210b)가 도 1에 도시된 프레임(100)의 일 단부에 체결수단을 통해 체결될 수 있다.

제1 접속단자부(251')는 제1 베이스부(210a)의 일 면에 돌출되도록 배치되고, 제2 접속단자부(252')는 제2 베이스부(210b)의 일 면에 돌출되도록 배치된다.

여기서, 제1 접속단자부(251')와 제2 접속단자부(252')의 돌출 방향은 프레임(100)의 길이 방향일 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 변위 센서는, 복수의 접속단자부(251', 252')를 갖는 커넥터(200')를 포함하고, 커넥터(200')는 복수의 저항체(600a, 600b)와 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 형태에 따른 저항식 변위 센서는 2개의 저항체(600a, 600b) 중 어느 하나의 저항체로부터의 전기적 신호를 커넥터(200)를 이용하여 외부 기기에 전송할 수 있고, 2개의 저항체(600a, 600b)로부터의 각각의 전기적 신호를 커넥터(200)를 이용하여 외부 기기에 전송할 수 있는 이점이 있다.

제1 저항체(600a)과 제2 저항체(600a) 각각의 기준점(또는 영점)을 다르게 설정될 수 있는데, 제1 저항체(600a)의 기준점과 제2 저항체(600b)의 기준점이 다르게 설정된 경우, 사용자는 두 개의 저항체를 통해 두 개의 서로 다른 변위 측정을 수행할 수 있는 이점도 있다.

두 개의 서로 다른 변위 측정된 결과를 이용하여 이동부재(400)의 미세한 움직임도 측정할 수 있는 이점이 있다.

이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10, 100 : 프레임 20, 200 : 커넥터
30, 300 : 엔드캡 40, 400 : 이동부재
50, 500 : 고정부재 600, 600a, 600b : 저항부재
700 : 가이드부재

Claims (7)

1. 길이 방향을 따라 일관된 단면을 갖고, 내부에 길이 방향을 따라 형성된 관통홀을 갖는 프레임;
   상기 프레임의 관통홀 내에서 상기 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동하는 이동부재;
   상기 이동부재에 장착되고, 상기 이동부재와 연동하는 가이드 부재;
   상기 가이드 부재의 하부에 배치되는 선형 저항체를 포함하는 제1 저항부재;
   상기 가이드 부재의 하면에 형성되고, 상기 저항부재에 접촉하는 제1 전도성 접촉부재;
   상기 프레임의 일단에 체결되는 엔드캡; 및
   상기 프레임의 타단에 체결되는 커넥터;를 포함하고,
   상기 전도성 접촉부재는 도전성 재질의 볼(Ball) 접촉동자로 이루어지며, 상기 볼 접촉동자는 상기 이동부재의 직선 왕복 운동에 따라 회전하면서 상기 저항부재에 접촉되고,
   상기 커넥터는 베이스부; 및 상기 베이스부에 배치되고 상기 저항부재의 제1 저항체와 전기적으로 연결되는 제1 접속단자부; 및 상기 베이스부에 배치되고 상기 저항부재의 제2 저항체와 전기적으로 연결되는 제2 접속단자부;를 포함하고,
   상기 제1 접속단자부와 상기 제2 접속단자부 중 어느 하나가 선택적으로 상기 커넥터의 베이스부로부터 돌출되는, 저항식 선형 변위 변환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 부재의 상부에 배치되는 선형 저항체를 포함하는 제2 저항부재; 및
   상기 가이드 부재의 상면에 형성되고, 상기 저항부재에 접촉하는 제2 전도성 접촉부재; 더 포함하는, 저항식 선형 변위 변환기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드 부재는 제1 및 제2 가이드 부재를 포함하고,
   상기 제1 가이드 부재의 하면에는 상기 제1 전도성 접촉부재가 형성되고,
   상기 제2 가이드 부재의 상면에는 상기 제2 전도성 접촉부재가 형성되고,
   상기 제1 가이드 부재는 상기 제2 가이드 부재와 소정 거리 이격된 위치에 배치되는, 저항식 선형 변위 변환기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 커넥터는,
   제1 베이스부;
   상기 제1 베이스부의 일측에 인접하여 배치된 제2 베이스부;
   상기 제1 베이스부에 배치되고 상기 저항부재의 제1 저항체와 전기적으로 연결되는 제1 접속단자부; 및
   상기 제2 베이스부에 배치되고 상기 저항부재의 제2 저항체와 전기적으로 연결되는 제2 접속단자부;를 포함하는, 저항식 선형 변위 변환기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 볼 접촉동자는 볼 체결부 내에 위치하며,
   상기 볼 접촉동자의 일면은 상기 볼 체결부로부터 외부로 돌출되고,
   상기 볼 체결부 내측에는 하나 이상의 반구체와 상기 반구체와 연결된 탄성체가 형성되며,
   상기 볼 접촉동자는 상기 반구체에 접촉될 수 있는, 저항식 선형 변위 변환기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 볼 접촉동자는 소정 거리 이격된 한 쌍으로 이루어지며,
   한 쌍의 상기 볼 접촉동자 중 하나는 상기 제1 저항부재의 제1 저항체에 접촉되고, 다른 하나는 상기 제1 저항부재의 제2 저항체에 접촉되는, 저항식 선형 변위 변환기.
   
   
   
   

Images