KR200345842Y1

KR200345842Y1 - 각도 측정기

Info

Publication number: KR200345842Y1
Application number: KR20-2004-0000307U
Authority: KR
Inventors: 이찬혁
Original assignee: 이찬혁
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2004-03-25

Abstract

본 고안은 각도 측정기에 관한 것으로서,

소정 길이를 갖는 상판부(100); 상기 상판부(100)와 회동 가능한 상태로 연결 결합되며, 회동 중심점을 기준으로 0~180도 범위를 포함하는 회동각을 갖도록 결합되는 본체부(200); 롤러(220)에 감긴 상태로 상기 본체부(200) 내에 내설되고, 본체부(200) 내측면의 소정 지점으로부터 인출된 상태로 그 단부가 상기 상판부(100) 내측면의 소정 지점에 고정되는 줄자(230);를 포함하며, 상기 상판부(100)와 본체부(200)가 각도 측정 대상물의 양측 선분에 일치되도록 회동되어 상기 회동각이 측정각(α)과 일치된 상태에서, 상기 본체부 인출 지점 위치에 해당하는 줄자(230)의 각도 눈금이 상기 측정각(α)을 나타내도록 구성되며,

절첩된 상태로 휴대가 가능하고 각도 측정 시에는 측정 대상물의 각도에 대응하여 펴지는 구조로 형성되어, 각종 작업 현장에서 양호한 사용 편의성을 제공한다.

Description

각도 측정기 {Protractor}

본 고안은 각도 측정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절첩된 상태로 휴대가 가능하고, 각도 측정 시에는 측정 대상물의 각도에 대응하여 펴지는 구조로 형성되어, 각종 작업 현장에서의 사용 편의성이 향상된 각도 측정기에 관한 것이다.

각도 측정기는 중심점을 기준으로 양측으로 연장된 선분과 선분 사이의 각도를 측정하는 도구로서, 토목 및 건축, 기계 등 다양한 분야에서 구조물의 각도를 측정하기 위하여 사용된다.

도 7은 종래의 각도 측정기의 일예를 나타낸 구성도이다.

예시된 각도기는 가장 일반적인 구성으로서, 반원형 판체로 구성된 본체에 원주를 따라 각도 눈금이 표시되어 임의의 선분으로 표시되는 각을 측도할 수 있도록 되어 있다.

이러한 형태를 기본으로 다양한 용도의 변형예가 나온 바 있지만, 기존의 각도기는 각도 측정부가 예시된 반원형 판체에서 크게 벗어나지 않는 형태를 갖고 있었다.

그런데, 예시된 종래의 각도기는 반원형 판체의 각도 측정부를 기본적으로 구비하므로, 휴대가 불편하다는 문제점이 있었다.

특히, 토목 또는 건축용으로 사용되는 경우, 반원형 판체의 각도기를 현장 작업 시 휴대하기가 곤란하여 작업 편의성이 좋지 않았다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 절첩된 상태로 휴대가 가능하고, 각도 측정 시에는 측정 대상물의 각도에 대응하여 펴지는 구조로 형성되어, 각종 작업 현장에서의 사용 편의성이 향상된 각도 측정기를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 저각 측정시의 사시도,

도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 고각 측정시의 사시도,

도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 분해 사시도,

도 4는 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 줄자 감김부의 사시도,

도 5a는 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 측정 원리를 설명하기 위한 개념도,

도 5b는 도 5a에 대응시킨 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 측면도,

도 6은 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 줄자의 평면도,

도 7은 종래의 각도기의 일예를 나타낸 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 상판부 200: 본체부

210: 고각 측정판 220: 롤러

230: 줄자 α: 측정각

a: 회동 중심점으로부터 줄자의 본체부 인출 지점까지의 거리 또는 회동 중심점으로부터 줄자의 상판부 고정 지점까지의 거리

b: 고각 측정판의 높이

c: 줄자의 고정측 단부를 기준으로 해당 측정각이 줄자 상에 표시되는 위치

d: 줄자의 고정측 단부를 기준으로 해당 고각 측정각이 줄자 상에 표시되는 위치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 소정 길이를 갖는 상판부(100); 상기 상판부(100)와 회동 가능한 상태로 연결 결합되며, 회동 중심점을 기준으로 0~180도 범위를 포함하는 회동각을 갖도록 결합되는 본체부(200); 롤러(220)에 감긴 상태로 상기 본체부(200) 내에 내설되고, 본체부(200) 내측면의 소정 지점으로부터 인출된 상태로 그 단부가 상기 상판부(100) 내측면의 소정 지점에고정되는 줄자(230);를 포함하며, 상기 상판부(100)와 본체부(200)가 각도 측정 대상물의 양측 선분에 일치되도록 회동되어 상기 회동각이 측정각(α)과 일치된 상태에서, 상기 본체부 인출 지점 위치에 해당하는 줄자(230)의 각도 눈금이 상기 측정각(α)을 나타내도록 구성된다.

보다 바람직하게 본 고안은, 상기 회동 중심점으로부터 상기 줄자(230)의 본체부 인출 지점까지의 거리(a)와 상기 회동 중심점으로부터 상기 줄자(230)의 상판부 고정 지점까지의 거리(a)가 동일하게 되도록 형성되며, 상기 측정각(α)은 줄자의 고정측 단부를 기준으로 하기 c 값에 해당하는 줄자(230) 상의 위치에 각도 눈금으로서 표시되도록 형성된다.

[수학식1]

(단, α는 측정각 또는 회동각,

a는 회동 중심점으로부터 줄자의 본체부 인출 지점까지의 거리)

보다 바람직하게 본 고안은, 상기 본체부(200) 내측면에는 줄자(230) 인출 지점에서 선택적 직립 조작이 가능한 고각 측정판(210)이 구비되어, 상기 고각 측정판(210)이 본체부(200) 내측면에 수직으로 직립되는 경우에는 본체부(200)에서 인출된 줄자(230)가 상기 고각 측정판(210)의 상단부를 거쳐 절곡된 상태로 상기 상판부 고정 지점에 이르도록 형성되며, 고각 범위의 측정각(α)은 줄자의 고정측 단부를 기준으로 하기 d 값에 해당하는 줄자(230) 상의 위치에 고각도 눈금으로서표시되도록 형성된다.

[수학식2]

(단, b는 고각 측정판의 높이,

c는 상기 수학식1에 의해 구해진 값,

β는 하기 수학식3에 의해 구해진 값;

[수학식3]

β = 90 - {(180-α)/2} )

보다 바람직하게 본 고안은, 상기 본체부(200) 내측면에는 줄자(230) 인출 지점에서 선택적 직립 조작이 가능한 고각 측정판(210)이 구비되어, 상기 고각 측정판(210)이 본체부(200) 내측면에 수직으로 직립되는 경우에는 본체부(200)에서 인출된 줄자(230)가 상기 고각 측정판(210)의 상단부를 거쳐 절곡된 상태로 상기 상판부 고정 지점에 이르도록 형성되며, 고각 범위의 측정각(α)은 줄자의 고정측 단부를 기준으로 상기 b+d 값에 해당하는 줄자(230) 상의 위치에 고각도 눈금으로서 표시되도록 형성된다.

보다 바람직하게 본 고안은, 상기 줄자(230)가 감기는 롤러(220)에는 회전 복원력을 부여하기 위한 탄지수단이 구비된다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 설명한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 저각 측정시의 사시도, 도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 고각 측정시의 사시도, 도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 분해 사시도, 도 4는 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 줄자 감김부의 사시도, 도 5a는 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 측정 원리를 설명하기 위한 개념도, 도 5b는 도 5a에 대응시킨 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 측면도, 도 6은 본 고안의 일실시예에 의한 각도 측정기의 줄자의 평면도이다.

소정 길이를 갖는 장방형의 상판부(100)가 구비된다.

또한, 상판부(100)와 회동 가능한 상태가 되도록 본체부(200)가 힌지 결합되되, 본체부(200)는 회동 중심점(m)을 기준으로 0~180도 범위를 포함하는 회동각을 갖도록 결합된다.

이를 위하여, 상판부(100)와 본체부(200)의 말단에는 힌지부(104,204)가 각각 형성되어, 힌지축(102)에 의해 연결 결합된다.

한편, 각도 눈금이 표시된 줄자(230)가 롤러(220)에 감긴 상태로 본체부(200) 내에 내설된다. 줄자(230)의 재질로서는 장기간의 사용에도 길이 변형이 발생되지 않는 것이 바람직하며, 일반 줄자용 합성수지재나 섬유재, 얇은 금속재 등이 사용될 수 있다.

이러한 줄자(230)는 본체부(200) 내측면의 소정 지점으로부터 인출된 상태로, 그 단부가 상기 상판부(100) 내측면의 소정 지점에 고정핀(104)을 통해 고정된다.

줄자(230)가 감기는 롤러(220)에는 회전 복원력을 부여하기 위한 탄지수단이 구비되며, 이러한 탄지수단으로서는 공지된 형태의 다양한 스프링 구조가 채용될 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼 롤러(220) 내부가 중공형으로 형성되고, 그 내부에 코일 스프링(226)이 내설된 상태에서 롤러 축(222)이 결합되어, 줄자(230)의 인출 시에 코일 스프링(226)에 의한 탄지력이 부여되는 구조로 할 수 있다.

이러한 각도 측정기는, 상판부(100)와 본체부(200)가 각도 측정 대상물의 양측 선분에 일치되도록 회동되어 회동각이 측정각(α)과 일치된 상태에서, 본체부 인출 지점 위치에 해당하는 줄자(230)의 각도 눈금이 측정각(α)을 나타내도록 구성된다.

줄자(230) 상에 측정각(α)의 각도 눈금이 표시되는 원리에 대하여 설명한다.

본 실시예의 각도 측정기는, 회동 중심점(m)으로부터 줄자(230)의 본체부 인출 지점까지의 거리(a)와 회동 중심점으로부터 줄자(230)의 상판부 고정 지점까지의 거리(a)가 동일하게 되도록 형성된다.

이때, 측정각(α)은 줄자의 고정측 단부를 기준으로 하기 c 값에 해당하는 줄자(230) 상의 위치에 각도 눈금으로서 표시되도록 형성된다.

[수학식1]

(단, α는 측정각 또는 회동각,

수학식1이 도출된 과정을 보다 상세하게 설명한다.

각도 측정을 위해 상판부(100)가 회동되어 줄자(230)가 인출된 시점에서 본 실시예의 각도 측정기는 도 5a 및 도 5b에 도시된 형태의 이등변 삼각형(변 길이 a,a,c)을 형성하게 된다.

이때 sin 법칙을 적용하면 하기 수학식1-1이 구해지며, 이로부터 상기 수학식1이 도출된다.

[수학식1-1]

예를 들어, a가 100 mm의 길이가 되도록 각도 측정기를 제작한다면, 상기 수학식1을 통해 각 측정각(α)에 대응하는 각도 눈금 위치(c)는 하기 표 1과 같이 구해진다.

[표 1]

측정각(α,단위 도)	각도 눈금 위치 (c,단위 mm)
10	17.4311
20	34.7296
30	51.7638
40	68.404
50	84.5237
60	100
70	114.7153
80	128.5575
90	141.4214
100	153.2089
110	163.8304
120	173.2051
130	181.2616
140	187.9385
150	193.1852
160	196.9616
170	199.2389
180	200

그런데, 상기 표 1을 보면 측정각(α)의 값이 높아질수록 각도 눈금 위치 간의 간격이 점점 좁아지는 것을 알 수 있다.

이러한 점을 고려하여, 각도 측정기의 크기(또는 a값의 크기)를 충분히 크게하는 방법이 마련될 수도 있으나, 본 실시예에서는 후술하는 고각 측정판(210)을 이용하여 고각에서도 충분히 넓은 각도 눈금 간격이 얻어질 수 있도록 한다.

본체부(200) 내측면에는 줄자(230) 인출 지점에서 선택적 직립 조작이 가능한 고각 측정판(210)이 구비된다.

고각 측정판(210)은 저각 측정 시에는 단턱(202)과 힌지 축(210)에 의해 지지되어 본체부(200) 내에 내설된 상태로 있으며, 각도 눈금 간격이 좁아지는 고각(예를 들어, 100도 이상) 측정 시에는 사용자의 조작에 의해 힌지 축(210)을 중심으로 회동되어 직립 조작이 이뤄진다.

직립 조작 후에는 견고한 고정 상태가 이뤄지도록 고각 측정판(210)의 저부가 별도의 고정편(211)에 의해 지지 고정된다. 고정편(211)은 예시된 바와 같이 슬라이딩식으로 형성될 수도 있으나, 동일한 기능을 하는 다른 형태로 변형 구성될 수 있음은 물론이다.

이렇게 고각 측정판(210)이 본체부(200) 내측면에 수직으로 직립되는 경우에는, 본체부(200)에서 인출된 줄자(230)가 고각 측정판(210)의 상단부를 거쳐 절곡된 상태로 상판부 고정 지점에 이르게 된다.

이때, 고각 범위의 측정각(α)은 줄자의 고정측 단부를 기준으로 하기 d 값에 해당하는 줄자(230) 상의 위치에 각도 눈금으로서 표시되도록 형성된다.

[수학식2]

(단, b는 고각 측정판의 높이,

c는 상기 수학식1에 의해 구해진 값,

β는 하기 수학식3에 의해 구해진 값;

[수학식3]

β = 90 - {(180-α)/2} )

수학식2가 도출된 과정을 보다 상세하게 설명한다.

각도 측정을 위해 상판부(100)가 회동되어 줄자(230)가 인출된 시점에서 고각 측정판(210)이 직립 조작되면, 본 실시예의 각도 측정기는 도 5a 및 도 5b에 도시된 형태의 삼각형(변 길이 b,c,d)을 가상적으로 형성하게 된다.

이때 제2 cos 법칙을 적용하면 상기 수학식2가 구해진다.

예를 들어, a가 100 mm, b가 80mm의 길이가 되도록 각도 측정기를 제작한다면, 상기 수학식2를 통해 각 측정각(α)에 대응하는 고각 각도 눈금 위치(d)는 하기 표 2와 같이 구해진다.

[표 2]

측정각(α,단위 도)	고각 각도 눈금 위치 (d,단위 mm)
10	62.6537
20	46.1934
30	32.8556
40	28.187
50	35.8823
60	50.4341
70	67.2645
80	84.6765
90	101.9804
100	118.8109
110	134.9271
120	150.1453
130	164.3139
140	177.3028
150	188.9987
160	199.3027
170	208.1292
180	215.4066

표 2를 보면 표 1에 비해 고각에서의 각도 눈금 위치 간의 간격이 상대적으로 넓어진 것을 알 수 있으며, 고각 측정판(210)의 사용에 의해 고각 측정이 더욱 용이해짐을 알 수 있다.

다만, 구해지는 d는 이차함수의 해의 성격을 가지므로 소정 지점에서 극소값을 가지며, 상기 표 2에서는 대략 40도 부근에서 이러한 극소값을 갖게 된다. 그러므로, 실제 d값에 의한 고각 각도 눈금을 표시하는 경우에는 이러한 극소값 이후의 범위에 대하여만 표시되어야 한다.

한편, 본 실시예에서는 상기와 같이 구해진 d 위치에 고각도 눈금이 표시되어, 고각도 눈금을 고각 측정판(210)의 상단부에서 인식할 수 있는 것으로 설명하였지만, 이를 다소 변형하여 b+d 위치에 고각도 눈금이 표시되어, 고각도 눈금을 줄자(230)의 본체부 인출 지점 위치에서 인식할 수 있도록 구성될 수도 있다.

이때, 줄자(230)상의 고각도 눈금의 표시 위치는 b값 만큼 쉬프트되어 표시되면 된다.

한편, 상기 실시예의 기본 구조에 추가적으로 줄자 고정수단을 구비하게 할 수도 있다. 이러한 줄자 고정수단은 각도 측정 시점에서 줄자가 흔들리지 않도록 고정시키는 기능을 하며, 일반 인출입식 줄자에 채용된 것과 유사한 형태의 것이 적용될 수 있다.

이상 설명한 본 고안은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

이와 같은 본 고안은, 절첩된 상태로 휴대가 가능하고 각도 측정 시에는 측정 대상물의 각도에 대응하여 펴지는 구조로 형성되어, 각종 작업 현장에서 양호한 사용 편의성을 제공한다.

특히, 선택적 조작이 가능한 고각 측정판을 구비하여, 측정 각도값의 고저에 따라 간단한 조작만으로도 정밀한 각도 측정이 가능하도록 해준다.

Claims

소정 길이를 갖는 상판부(100);

상기 상판부(100)와 회동 가능한 상태로 연결 결합되며, 회동 중심점을 기준으로 0~180도 범위를 포함하는 회동각을 갖도록 결합되는 본체부(200);

롤러(220)에 감긴 상태로 상기 본체부(200) 내에 내설되고, 본체부(200) 내측면의 소정 지점으로부터 인출된 상태로 그 단부가 상기 상판부(100) 내측면의 소정 지점에 고정되는 줄자(230);를 포함하며,

상기 상판부(100)와 본체부(200)가 각도 측정 대상물의 양측 선분에 일치되도록 회동되어 상기 회동각이 측정각(α)과 일치된 상태에서, 상기 본체부 인출 지점 위치에 해당하는 줄자(230)의 각도 눈금이 상기 측정각(α)을 나타내도록 구성된 각도 측정기.
제1항에 있어서,

상기 회동 중심점으로부터 상기 줄자(230)의 본체부 인출 지점까지의 거리(a)와 상기 회동 중심점으로부터 상기 줄자(230)의 상판부 고정 지점까지의 거리(a)가 동일하게 되도록 형성되며,

상기 측정각(α)은 줄자의 고정측 단부를 기준으로 하기 c 값에 해당하는 줄자(230) 상의 위치에 각도 눈금으로서 표시되도록 형성된 것을 특징으로 하는 각도 측정기.

[수학식1]

(단, α는 측정각 또는 회동각,

a는 회동 중심점으로부터 줄자의 본체부 인출 지점까지의 거리)
제2항에 있어서,

상기 본체부(200) 내측면에는 줄자(230) 인출 지점에서 선택적 직립 조작이 가능한 고각 측정판(210)이 구비되어,

상기 고각 측정판(210)이 본체부(200) 내측면에 수직으로 직립되는 경우에는 본체부(200)에서 인출된 줄자(230)가 상기 고각 측정판(210)의 상단부를 거쳐 절곡된 상태로 상기 상판부 고정 지점에 이르도록 형성되며,

고각 범위의 측정각(α)은 줄자의 고정측 단부를 기준으로 하기 d 값에 해당하는 줄자(230) 상의 위치에 고각도 눈금으로서 표시되도록 형성된 것을 특징으로 하는 각도 측정기.

[수학식2]

(단, b는 고각 측정판의 높이,

c는 상기 수학식1에 의해 구해진 값,

β는 하기 수학식3에 의해 구해진 값;

[수학식3]

β = 90 - {(180-α)/2} )
제2항에 있어서,

상기 본체부(200) 내측면에는 줄자(230) 인출 지점에서 선택적 직립 조작이 가능한 고각 측정판(210)이 구비되어,

상기 고각 측정판(210)이 본체부(200) 내측면에 수직으로 직립되는 경우에는 본체부(200)에서 인출된 줄자(230)가 상기 고각 측정판(210)의 상단부를 거쳐 절곡된 상태로 상기 상판부 고정 지점에 이르도록 형성되며,

고각 범위의 측정각(α)은 줄자의 고정측 단부를 기준으로 하기 b+d 값에 해당하는 줄자(230) 상의 위치에 고각도 눈금으로서 표시되도록 형성된 것을 특징으로 하는 각도 측정기.

[수학식2]

(단, b는 고각 측정판의 높이,

c는 상기 수학식1에 의해 구해진 값,

β는 하기 수학식3에 의해 구해진 값;

[수학식3]

β = 90 - {(180-α)/2} )
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 줄자(230)가 감기는 롤러(220)에는 회전 복원력을 부여하기 위한 탄지수단이 구비된 것을 특징으로 하는 각도 측정기.