KR102463495B1 - 틈새 측정 장치 - Google Patents

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    • G01B3/16—Compasses, i.e. with a pair of pivoted arms
    • G01B3/166—Compasses, i.e. with a pair of pivoted arms provided with a measuring scale

Abstract

본 발명에 따른 틈새 측정 장치는 피가공물 또는 피조립물의 틈새에 삽입되며 틈새를 형성하는 피가공물 또는 피조립물의 양측 벽면에 각각 접촉되도록 상호 반대 방향으로 회전 운동되는 한 쌍의 가위부 및 피가공물 또는 피조립물의 양측 벽면에 각각 접촉된 한 쌍의 가위부의 상호 이격 거리에 기초하여 틈새의 간격 값으로 표시하는 측정값 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

틈새 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING GAP}
본 발명은 틈새 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피가공물 또는 피조립물의 틈새의 간격을 측정하는 틈새 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 산업, 항공 산업, 기계 산업 등의 제조업에서는 다양한 피가공물과 피가공물을 상호 조립한 피조립물 등이 있다. 이러한 제조업 중에서 특히 항공 산업 분야에서는 도면 요구 사항 중 틈새(갭; GAP)를 측정하는 일이 많다.
예를 들면 항공 산업 분야에서 도면 요구 사항에 따른 틈새를 측정하기 위해서 현장에서 필러 게이지(filler gauge), 버니어 캘리퍼스(vernier calipers) 또는 철제 자(steel ruler)를 활용하여 피가공물 또는 피조립물의 틈새를 측정한다.
한편, 상술한 바와 같이 피가공물 또는 피조립물의 틈새를 측정하기 위해 활용되는 틈새 측정 장치인 필러 게이지, 버니어 캘리퍼스 및 철제 자의 측정 방식은 다음과 같다.
필러 게이지는 두께가 각각 다른 막대 모양의 얇은 철판을 여러 장 포개어 철한 것으로 임의의 두께의 철판을 끄집어내어 측정하고자 하는 틈새에 삽입하여 간격을 측정하는 방식이다. 그리고, 버니어 캘리퍼스는 물체의 외경, 내경 및 깊이 등을 0.05mm 단위로 정확확게 측정할 수 있는 측정 기구이다. 마지막으로 철제 자는 긴 막대의 철제로 제작되어 틈새 사이의 간격을 긴 막대에 표시된 간격 수치로 측정하는 측정 장치이다.
그런데, 상기한 종래의 틈새 측정 장치 중 필러 게이지는 각각 상이한 두께를 갖는 복수 개의 철판 중 틈새와 비슷한 두께의 철판을 삽입하여 틈새의 간격을 '만족'과 '불만족'으로 판정하기에 사용되어 정확한 틈새의 간격의 수치를 값으로 표시할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 종래에서 틈새를 측정하는 버니어 캘리퍼스는 틈새의 간격 값을 대체로 정확하게 표시하고 있지만 작업자의 측정 각도에 따라 측정값의 오류가 발생하는 문제점이 있다. 더불어, 철제 자는 틈새를 측정하는 작업자의 인지력, 시력 등에 따라 달라질 수 있음에 따라 틈새 측정값의 오류가 발생할 확률이 높은 문제점이 있다.
일본 등록특허공보 제6813061호: 갭 조정용 공구
본 발명의 목적은 종래의 틈새 측정 장치와 달리 작업자의 측정 오류를 배제함과 함께 피가공물 또는 피조립물의 틈새를 정확하게 측정할 수 있도록 구조가 개선된 틈새 측정 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 피가공물 또는 피조립물의 틈새에 삽입되며 상기 틈새를 형성하는 피가공물 또는 피조립물의 양측 벽면에 각각 접촉되도록 상호 반대 방향으로 회전 운동되는 한 쌍의 가위부와, 피가공물 또는 피조립물의 양측 벽면에 각각 접촉된 한 쌍의 상기 가위부의 상호 이격 거리에 기초하여 상기 틈새의 간격 값으로 표시하는 측정값 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 틈새 측정 장치에 의해 이루어진다.
여기서, 한 쌍의 상기 가위부가 상호 인접하게 회전 운동하여 상기 틈새로 삽입되는 삽입위치로부터 한 쌍의 상기 가위부의 자유단이 각각 피가공물 또는 피조립물의 벽면에 접촉되는 측정위치로 회전 운동하도록 한 쌍의 상기 가위부에 탄성력을 제공하는 탄성력 제공부를 포함할 수 있다.
상기 측정값 표시부는 상기 측정위치에서 한 쌍의 상기 가위부의 이격 거리를 감지하여 상기 틈새의 간격 값으로 산출하는 측정부와, 한 쌍의 가위부에 배치되어 상기 측정부로부터 산출된 상기 틈새의 간격 값을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 측정값 표시부는 상기 탄성력 제공부에 연결되고 상기 탄성력 제공부로부터 제공된 탄성력 변화량 값을 감지하여 상기 틈새의 간격 값으로 산출하는 측정부와, 한 쌍의 상기 가위부에 배치되어 상기 측정부로부터 산출된 상기 틈새의 간격 값을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 탄성력 제공부는 인장 스프링과 비틀림 스프링 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 탄성력 제공부의 최대 탄성력에 의해 한 쌍의 상기 가위부의 자유단이 최대 이격 거리를 가질 때 상기 디스플레이부에 최대 측정 값을 표시할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 틈새 측정 장치의 효과는 가위 형상을 갖는 한 쌍의 가위부의 회전 운동에 따라 접촉되는 피가공물 또는 피조립물의 벽면의 이격 거리를 틈새의 간격 값으로 산출할 뿐만 아니라 피가공물 또는 피조립물의 벽면에 한 쌍의 가위부가 접촉될 때 탄성력을 제공함으로써 틈새의 간격 측정 시 측정값 오류를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 분해 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 틈새 측정 장치의 결합 사시도,
도 3은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 분해 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 틈새 측정 장치의 결합 사시도,
도 5는 본 발명의 제 3실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 분해 사시도,
도 6에 도시된 틈새 측정 장치의 결합 사시도,
도 7은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 제 1작동도,
도 8은 도 7에 도시된 틈새 측정 장치의 제 2작동도,
도 9는 도 7에 도시된 틈새 측정 장치의 제 3작동도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 틈새 측정 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
설명하기에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 틈새 측정 장치는 항공 산업 분야에서의 피가공물 또는 피조립물의 틈새를 측정하기 위해서 설명되나, 이에 한정되지 않고 다양한 제조업 분야에서 피가공물 또는 피조립물의 틈새를 측정하기 위해 사용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
또한, 본 발명에 따른 틈새 측정 장치는 제 1 내지 제 3실시 예로 구분되어 설명되나, 제 1 내지 제 3실시 예에서 동일한 구성 명칭에 대해서는 동일한 도면 부호로 기재하였음도 미리 밝혀둔다.
더불어, 도 7 내지 도 9의 본 발명의 실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 작동은 본 발명의 제 1실시 예를 기준으로 설명하나, 이에 한정되지 않고 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 제 2실시 예에 따른 틈새 측정 장치, 그리고 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 제 3실시 예에 따른 틈새 측정 장치에도 적용될 수 있음도 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 분해 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 틈새 측정 장치의 결합 사시도, 도 3은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 분해 사시도, 도 4는 도 3에 도시된 틈새 측정 장치의 결합 사시도, 도 5는 본 발명의 제 3실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 분해 사시도, 그리고도 6에 도시된 틈새 측정 장치의 결합 사시도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 3실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)는 가위부(100) 및 측정값 표시부(500)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 틈새 측정 장치(10)는 탄성력 제공부(300)를 더 포함한다. 본 발명의 실시 예들에 따른 틈새 측정 장치(10)는 상술한 바와 같이 항공 산업 분야에서의 피가공물 또는 피조립물(W; 도 7 내지 도 9 참조)의 틈새(G; 도 7 내지 도 9 참조)를 측정하는 것으로 이하에서 설명되나, 이에 한정되지 않고 다양한 제조업 분야에서의 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)를 측정할때도 사용된다.
가위부(100)는 한 쌍으로 마련된다. 한 쌍의 가위부(100)는 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)에 삽입되며 틈새(G)를 형성하는 피가공물 또는 피조립물(W)의 양측 벽면에 각각 접촉되도록 상호 반대 방향으로 회전 운동한다. 한 쌍의 가위부(100)는 제 1가위부(110), 제 2가위부(130), 회전축(140), 측정 접촉부(160) 및 손잡이(180)를 포함한다.
제 1가위부(110) 및 제 2가위부(130)는 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)로 삽입되는 삽입위치와 피가공물 또는 피조립물(W)의 벽면에 접촉되는 측정위치에서 상호 반대 방향으로 회전 운동한다. 제 1가위부(110) 및 제 2가위부(130)는 회전축(140)에 의해 회전 운동하도록 상호 결합한다.
측정 접촉부(160)와 손잡이(180)는 각각 제 1가위부(110) 및 제 2가위부(130)의 양측단에 배치된다. 측정 접촉부(160)는 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)를 형성하는 벽면에 접촉 지지된다. 손잡이(180)는 측정 접촉부(160)에 대향된 제 1가위부(110) 및 제 2가위부(130)의 타측단에 각각 배치된다. 손잡이(180)는 본 발명의 실시 예들에 따른 틈새 측정 장치(10)를 이용하여 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)를 측정할 때 작업자에 의해 파지된다. 손잡이(180)는 본 발명에 도시된 도면들에서 실질적으로 사용되는 가위의 손잡이와 유사한 형상을 가지고 있지만, 손잡이(180)는 작업자의 편의에 따라 다양하게 설계 변경할 수 있다.
탄성력 제공부(300)는 한 쌍의 가위부(100)가 상호 인접하게 회전 운동하여 틈새(G)로 삽입되는 삽입위치로부터 한 쌍의 가위부(100)의 자유단이 각각 피가공물 또는 피조립물(W)의 벽면에 접촉되는 측정위치로 회전 운동하도록 한 쌍의 가위부(100)에 탄성력을 제공한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)의 탄성력 제공부(300)는 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)를 상호 연결하여 삽입위치에서 측정위치로 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)에 탄성력을 제공한다. 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)의 탄성력 제공부(300)는 인장 스프링이 사용되어 삽입위치에서 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)에 탄성력을 제공한다. 이렇게 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)의 탄성력 제공부(300)가 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)에 각각 탄성력을 제공함으로써, 제 1가위부(110) 및 제 2가위부(130)의 측정 접촉부(160)는 측정위치에서 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)를 형성하는 벽면에 밀착 접촉된다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 제 3실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)의 탄성력 제공부(300)는 도 1 내지 도 4에 도시된 인장 스프링의 형상을 갖는 탄성력 제공부(300)와 달리 회전축(140)에 배치되어 각각 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)에 탄성력을 제공하는 비틀림 스프링으로 마련된다. 물론, 본 발명의 제 3실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)의 탄성력 제공부(300)는 비틀림 스프링 형상을 가지고 있으나, 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)의 탄성력 제공부(300)와 같이 삽입위치에서 측정위치로 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)에 탄성력을 제공한다.
마지막으로 측정값 표시부(500)는 피가공물 또는 피조립물(W)의 양측 벽면에 각각 접촉된 한 쌍의 가위부(100)의 상호 이격 거리에 기초하여 틈새(G)의 간격 값으로 표시한다. 측정값 표시부(500)는 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)의 간격 값을 측정하는 측정부(510) 및 측정부(510)로부터 측정된 틈새(G)의 간격 값을 수치로 디스플레이하는 디스플레이부(530)를 포함한다.
여기서, 측정부(510)는 제 1측정부(511)는 제 2측정부(513)를 포함한다. 본 발명의 제 1실시 예의 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 각각 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)의 이격 거리를 감지하여 틈새(G)의 간격 값으로 산출하고, 본 발명의 제 2 및 제 3실시 예의 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 탄성력 제공부(300)와 연결되어 탄성력 제공부(300)의 탄성력 변화 값을 감지하여 틈새(G)의 간격 값으로 산출한다.
상세하게 본 발명의 제 1실시 예의 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 각각 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)에 배치된다. 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 회전축(140)을 기준으로 회전 운동하는 제 1가위부(110)와 제2가위부(100) 사이의 이격 거리를 감지하여 틈새(G)의 간격 값으로 산출한다. 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 거리 감지 센서 또는 적외선 센서 등과 같이 거리를 감지하는 다양한 센서가 사용될 수 있다.
본 발명의 제 2실시 예의 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 인장 스프링 형상을 갖는 탄성력 제공부(300)의 양측단에 배치된다. 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)가 삽입위치에서 측정위치에 위치될 때 탄성력 제공부(300)로부터 제공된 탄성력 변화량 값을 틈새(G)의 간격 값으로 산출한다. 본 발명의 제 3실시 예의 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 비틀림 스프링 형상을 갖는 탄성력 제공부(300)의 양측단에 접촉 배치된다. 본 발명의 제 3실시 예의 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 본 발명의 제 2실시 예의 제 1측정부(511) 및 제 2측정부(513)와 같이 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)가 삽입위치에서 측정위치에 위치될 때 탄성력 제공부(300)로부터 제공된 탄성력 변화량 값을 틈새(G)의 간격 값으로 산출한다. 여기서, 본 발명의 제 2 및 제 3실시 예의 측정부(510)는 탄성력 제공부(300)에 의해 제공된 탄성력 변화량 값을 압력의 변화량 값으로 전환하는 압력 감지 센서가 사용될 수 있다.
디스플레이부(530)는 한 쌍의 가위부(100)에 배치되어 측정부(510)로부터 산출된 틈새(G)의 간격 값을 디스플레이 한다. 디스플레이부(530)는 탄성력 제공부(300)의 최대 탄성력에 의해 한 쌍의 가위부(100)의 자유단이 최대 이격 거리를 가질 때, 본 발명의 실시 예들에 따른 틈새 측정 장치(10)의 최대 측정 값을 표시한다.
디스플레이부(530)는 디스플레이(531), 전원부(533), 홀드부(535) 및 리셋부(537)를 포함한다. 디스플레이(531)는 측정부(510)로부터 측정된 틈새(G)의 간격 값을 수치로 디스플레이 한다. 전원부(533)는 틈새 측정 장치(10)의 전원을 On 또는 Off 한다. 홀드부(535)는 측정위치에서 측정된 틈새(G)의 간격 값이 산출되어 디스플레이(531)에 디스플레이될 때 디스플레이(531)에 디스플레이된 틈새(G)의 간격 값을 홀딩한다. 리셋부(537)는 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)를 재측정할 때 측정 값을 리셋하도록 사용된다. 상기한 전원부(533), 홀드부(535) 및 리셋부(537)는 작업자의 의해 선택적으로 작동된다.
도 7은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 틈새 측정 장치의 제 1작동도, 도 8은 도 7에 도시된 틈새 측정 장치의 제 2작동도, 도 9는 도 7에 도시된 틈새 측정 장치의 제 3작동도이다.
이러한 구성에 의해 본 발명의 실시 예들에 따른 틈새 측정 장치(10)의 작동 과정은 다음과 같다.
여기서, 도 7 내지 도 9에 도시된 틈새 측정 장치(10)의 작동 과정은 대표적으로 본 발명의 제 1실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)에 대해 설명하나, 본 발명의 제 2 및 제 3실시 예에 따른 틈새 측정 장치(10)에도 적용된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 틈새 측정 장치(10)의 사용 전에는 탄성력 제공부(300)로부터 제공된 탄성력에 의해 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)가 최대 이격 거리를 가지므로 최대 측정 값에 해당된 50.00mm의 수치가 디스플레이에 디스플레이 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 작업자는 손잡이(180)를 파지하고 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)에 한 쌍의 가위부(100)가 삽입될 수 있도록 한 쌍의 가위부(100)를 삽입위치로 회전 운동한 후, 피가공물 또는 피조립물(W)의 틈새(G)에 삽입한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 작업자가 손잡이(180)에 제공된 가압력을 해제하면 탄성력 제공부(300)는 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)에 탄성력을 제공하고, 이에 따라 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)는 피가공물 또는 피조립물(W)의 벽면에 접촉되는 측정위치로 회전 운동한다. 이때, 제 1가위부(110)와 제 2가위부(130)에 각각 배치된 제 1측정부(511)와 제 2측정부(513)는 상호 이격 거리를 감지하고 감지된 이격 거리를 예를 들어, 10.55mm의 틈새(G)의 간격 값으로 산출하여 디스플레이부(530)에서 디스플레이 한다.
이에, 가위 형상을 갖는 한 쌍의 가위부의 회전 운동에 따라 접촉되는 피가공물 또는 피조립물의 벽면의 이격 거리를 틈새의 간격 값으로 산출할 뿐만 아니라 피가공물 또는 피조립물의 벽면에 한 쌍의 가위부가 접촉될 때 탄성력을 제공함으로써 틈새의 간격 측정 시 측정 값 오류를 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 틈새 측정 장치 100: 가위부
110: 제 1가위부 130: 제 2가위부
300: 탄성력 제공부 500: 측정값 표시부
510: 측정부 511: 제 1측정부
513: 제 2측정부 530: 디스플레이부
531: 디스플레이 533: 전원부
535: 홀드부 537: 리셋부

Claims (6)

  1. 피가공물 또는 피조립물의 틈새에 삽입되며, 상기 틈새를 형성하는 피가공물 또는 피조립물의 양측 벽면에 각각 접촉되도록 상호 반대 방향으로 회전 운동되는 한 쌍의 가위부와;
    피가공물 또는 피조립물의 양측 벽면에 각각 접촉된 한 쌍의 상기 가위부의 상호 이격 거리에 기초하여, 상기 틈새의 간격 값으로 표시하는 측정값 표시부와;
    한 쌍의 상기 가위부가 상호 인접하게 회전 운동하여 상기 틈새로 삽입되는 삽입위치로부터 한 쌍의 상기 가위부의 자유단이 각각 피가공물 또는 피조립물의 벽면에 접촉되는 측정위치로 회전 운동하도록 한 쌍의 상기 가위부에 탄성력을 제공하는 탄성력 제공부를 포함하며,
    상기 측정값 표시부는,
    상기 탄성력 제공부에 연결되고 상기 탄성력 제공부로부터 제공된 탄성력 변화량 값을 감지하여, 상기 틈새의 간격 값으로 산출하는 측정부와;
    한 쌍의 상기 가위부에 배치되어, 상기 측정부로부터 산출된 상기 틈새의 간격 값을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 틈새 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성력 제공부는 인장 스프링과 비틀림 스프링 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 틈새 측정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성력 제공부의 최대 탄성력에 의해 한 쌍의 상기 가위부의 자유단이 최대 이격 거리를 가질 때, 상기 디스플레이부에 최대 측정 값을 표시하는 것을 특징으로 하는 틈새 측정 장치.
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