KR200377400Y1 - 탄성계수측정기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 금융자동화기기에 사용되는 롤러, 벨트, 카드류 등의 탄성계수를 비교적 간단하게 구성되면서도 용이하게 측정가능한 탄성계수측정기에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 고안은, 바닥판으로 부터 수직상방향으로 돌출되는 승강축에 끼워져 승강되는 승강뭉치, 상기 승강뭉치의 상하방향 이동에 의해 피측정물의 외면에 접촉 및 비접촉되는 접촉헤드와 상기 접촉헤드가 저부에 부착되고 상기 승강뭉치의 일측에 고정결합되어 상기 접촉헤드에 작용된 하중을 측정표시하는 하중량측정부가 구비된 하중량측정수단, 눈금이 표시된 마그네틱선이 외면에 형성되고 상기 바닥판으로 부터 수직상방향으로 돌출되는 눈금막대와 상기 눈금막대가 수직방향으로 삽입관통되고 상기 승강뭉치의 일측에 고정결합되어 상기 마그네틱선을 판독하여 변위량을 표시하는 변위량측정부가 구비된 변위량측정수단, 상기 하중량측정수단의 접촉헤드 직하부에 피측정물이 고정되도록 상기 바닥판에 설치되는 피측정물 고정수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성계수측정기를 제공하여 경제적이고 용이하게 탄성계수 산출을 위한 측정값을 제공하는 고안임.

Description

탄성계수측정기{Device for measuring modulus of elasticity}

본 고안은 탄성계수를 산출하기 위하여 하중에 따른 변위량 또는 변위에 따른 하중량을 측정하는 탄성계수측정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금융자동화기기에 사용되는 롤러, 벨트, 카드류 등의 탄성계수를 비교적 간단하게 구성되면서도 용이하게 측정가능한 탄성계수측정기에 관한 것이다.

탄성계수란 탄성체가 탄성한계 내에서 가지는 응력과 변형의 비를 말하는 것으로, 임의재질의 탄성특성을 나타내는 척도로서 재질내 임의의 공간위치와 시간에 대하여 응력과 변형률 사이의 비례계수이다.

일례로 영률, 체적탄성률, 강성률 등이 그 예이고, 이들을 일반적으로 그 물질의 탄성률(탄성계수)이라 한다.

즉, 비례한계 상태에서 물체에 가해진 힘과 그것에 의한 변형량은 비례관계에 있는데, 어떤 종류의 변형에 대해서는 양쪽의 비가 물체의 모양이나 크기에 따르지 않는 물질 고유의 상수가 된다는 것이다.

한편, 지폐류를 취급하도록 롤러나 벨트 등이 구성부품으로 많이 사용되고 카드류 등도 빈번히 취급하는 금융자동화기기에서는 상기한 롤러와 벨트 및 카드류의 기계적특성인 탄성계수(Young's modullus)가 금융자동화기기 설계에 있어서 대단히 중요한 설계변수들 중 하나이다.

이와같은 탄성계수를 측정하기 위하여는 일반적으로 탄성계수를 알고자 하는 구성부품을 탄성계수를 측정하는 측정장비의 규격에 맞게 시편화하여 피측정물로 가공하고 상기 피측정물에 하중을 가하여 하중에 따른 피측정물의 변위량 또는 변위에 따른 하중량을 측정하여 탄성계수를 산출하게 된다.

그러나, 상기한 종래기술에 의한 탄성계수측정기는 상당한 고가의 장비임에도 불구하고 탄성계수측정장비의 규격에 맞게 시편화하여 피측정물을 제작하여야 된다는 불편함과 피측정물에서 얻어지는 측정데이터가 실제 구성부품의 형상과 상이함에 따라 실제 구성부품에서 필요한 특성값이 아닌 피측정물의 특성값이 측정되므로 정작 구성부품의 실제 탄성계수와는 상이한 값을 제공한다는 단점이 있다.

따라서 본 고안은, 금융자동화기기 등에서 많이 사용되는 롤러, 벨트, 카드류가 별도의 시편제작과정없이 직접 장착될 수 있도록 형성되면서도 비교적 간단한 구성과 과정에 의해 용이하게 하중에 따른 변위량 또는 변위에 따른 하중량을 측정하여 탄성계수를 산출할 수 있도록 하는 탄성계수측정기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기위한 본 고안은, 롤러, 벨트, 카드류 등의 시편에 대한 탄성계수를 산출하기 위하여 하중에 따른 변위량 또는 변위에 따른 하중량을 측정하는 탄성계수측정기에 있어서, 바닥판으로 부터 수직상방향으로 돌출되는 승강축에 수직방향으로 끼워져 승강되는 승강뭉치; 상기 승강뭉치의 수직상하방향 이동에 의해 피측정물의 외면에 접촉가압 또는 비접촉해제되는 접촉헤드, 상기 접촉헤드가 저부에 부착되고 상기 승강뭉치의 일측에 고정결합되어 상기 접촉헤드가 피측정물에 접촉가압될시에 작용된 하중을 측정하여 표시하는 하중량측정부가 구비된 하중량측정수단; 눈금이 표시된 마그네틱선이 외면에 형성되고 상기 바닥판으로 부터 수직상방향으로 돌출되는 눈금막대, 상기 눈금막대가 수직방향으로 삽입관통되어 상기 눈금막대상을 슬라이딩하되 상기 승강뭉치의 일측에 고정결합되고 상기 마그네틱선을 판독하여 변위량을 표시하는 변위량측정부가 구비된 변위량측정수단; 상기 하중량측정수단의 접촉헤드 직하부에 피측정물이 고정되도록 상기 바닥판에 설치되는 피측정물 고정수단;을 포함하여 이루어진 구조로 되어 있다.

이하 본 고안의 바람직한 일실시예에 의한 구성 및 작용효과를 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a는 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기의 전면부사시도이고, 도 1b는 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기의 후면부사시도이다.

본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기의 주요한 구성부품은 하중을 측정하는 하중량측정수단(10), 변위를 측정하는 변위량측정수단(20), 하중량측정수단(10)과 변위량측정수단(20)에 의해 측정될 피측정물(R)을 고정장착하는 피측정물 고정수단(30), 바닥판(100)에서 수직상방향으로 돌출된 승강축(41)에 끼워져 승강되고 하중량측정수단(10)과 변위량측정수단(20)이 고정장착되어 피측정물(R)측으로 승강시키는 승강뭉치(40)로 이루어진다.

하중량측정수단(10)은 승강뭉치(40)의 수직상하방향 이동에 의해 피측정물(R)의 외면에 접촉가압 또는 비접촉해제되는 접촉헤드(12), 접촉헤드(12)가 저부에 부착되고 승강뭉치(40)의 전면에 고정브라켓(14)에 의해 고정결합되어 접촉헤드(12)가 피측정물(R)에 접촉가압될시에 작용된 하중을 측정하여 액정화면으로 형성된 하중표시부(13)로 표시하는 하중량측정부(11)로 이루어진다.

일례로 하중측정부(11)에는 접촉헤드(12)와 연계되고 하중을 측정하는 센서인 로드셀(도면에 표현되지않음)이 내장되어 접촉헤드(12)에 작용된 하중이 감지되도록 한다.

변위량측정수단(20)은 눈금(도면에 표현되지 않음)이 표시된 마그네틱선(22a)이 외면에 형성되고 바닥판(100)으로 부터 수직상방향으로 돌출되는 눈금막대(22), 눈금막대(22)가 수직방향으로 삽입관통되어 눈금막대(22)상을 슬라이딩하되 승강뭉치(40)의 일측면에 고정브라켓(24)에 의해 고정결합되고 마그네틱선(22a)을 판독하는 위치감지센서(도면에 표현되지않음)가 내장되어 변위량을 측정하고 측정된 변위량을 액정화면으로 형성된 변위량표시부(23)로 표시하는 변위량측정부(21)로 이루어진다.

또한, 변위량측정수단(20)의 눈금막대(22)는 바닥판(100)에 지지될 수도 있고 고정될 수도 있다.

피측정물 고정수단(30)은 하중량측정수단(10)의 접촉헤드(12) 직하부에 피측정물(R)이 고정되도록 바닥판(100)에 설치된다.

일례로 하중량측정수단(10) 및 변위량측정수단(20)이 고정설치되어 승강축(41)을 따라 상하방향으로 승강되는 승강뭉치(40)를 구동시키는 기계장치는 승강뭉치(40) 내부에 레크와 피니언 등의 기어조립체를 내장시키고 승강뭉치(40) 일측면의 피니언과 연계된 핸들(42)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 피니언과 맞물려 있는 래크에 의해 상하방향으로 승강되는 구조를 달성할 수도 있고, 이외에도 핸들(42)의 회전운동을 상하운동으로 바꿔주는 다양한 기계장치가 사용될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기에서 하중량측정수단(10)과 변위량측정수단(20)이 승강뭉치(40)에 고정설치되도록 각각 고정브라켓(14, 24)을 이용하였으나, 이는 하중량측정수단(10)과 변위량측정수단(20)을 승강뭉치(40)에 견고히 고정결합시키기위한 방편일 뿐이며, 하중량측정수단(10)과 변위량측정수단(20)을 승강뭉치(40)에 고정결합시키는 방편이 다양하게 응용될수 있음도 물론이다.

도 2는 본 고안의 일실시에 따른 탄성계수측정기의 피측정물 고정수단이 분리된 상태의 분리사사도이다.

피측정물 고정수단(30)은 하중량측정수단(10)의 접촉헤드(12) 직하부의 바닥판(100) 상면에서 좌우방향으로 일정간격 이격되어 설치되는 한쌍의 고정블럭(31), 고정블럭(31)의 상면에 각각 안착되는 커버블럭(32), 일단이 고정블럭(31)의 전후면에서 각각 힌지되고 타단이 커버블럭(32)에 형성된 끼움편(32b)측으로 회동체결되어 커버블럭(32)을 고정블럭(31)에 고정시키는 고정클립(33)으로 이루어진다.

또한, 고정블럭(31)과 커버블럭(32)의 결합면에는 피측정물이 롤러(R)일 경우에 롤러(R)의 고정설치를 위하여 롤러 회전축이 안착되도록 하는 축안착홈(31a, 32a)이 형성된다.

또한, 고정블럭(31)은 피측정물에 따라 그 이격된 간격이 조절되도록 바닥판(100)에 고정블럭(31)을 관통한 체결부재(34)가 체결되는 체결공(101)이 횡방향으로 다수개 형성된다.

도 3a는 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기의 정면도이고, 도 3b는 도 3a에서 승강뭉치가 측정준비위치로 하강한 상태의 정면도이다.

상기와 같은 탄성계수측정기에 일례로 피측정물이 금융자동화기기 등에서 지폐류의 취급시 사용되는 롤러(R)일 경우 그 탄성계수를 측정하기 위하여는 도 3a에 도시된 바와같이 피측정물인 롤러(R)를 피측정물 고정수단(30)에 고정장착하고, 핸들(42)을 회전시켜 승강뭉치(40)를 하강시키다가 도 3b에 도시된 바와같이 하중측정수단(10)의 접촉헤드(12) 저면에 피측정물(R)의 외주면이 접촉하여 하중량표시부(13)에 하중량이 표시되기 전까지 승강뭉치(40)를 하강시킨다.

상기 탄성계수측정기가 이와같은 상태에서 변위량측정부(21)를 제로(zero)세팅하면 하중량에 따른 변위량 또는 변위량에 따른 하중량을 측정하기 위한 준비가 완료된 것이다.

다음, 핸들(42)을 회전시켜 승강뭉치(40)를 하강시키되, 원하는 하중간격으로 변위량을 측정한다던지 원하는 변위 간격으로 하중량을 측정한다던지하여 측정값을 기록하고 간단한 재료역학공식(하중-변위공식)을 이용하여 피측정물의 탄성계수를 산출한다.

또한, 상기 탄성계수측정기에 의하여 측정된 측정값의 신뢰도를 높이기 위하여 다수회 측정하여 얻어진 측정값을 보간법 등을 사용하여 보정하면 피측정물의 더욱 정확한 탄성계수를 획득할수 있음은 자명한 것이다.

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기에 벨트 또는 카드류가 장착된 상태의 사시도이다.

금융자동화기기는 지폐류를 취급하는 구성부품으로 상기한 피측정물인 롤러(R) 외에 벨트(V)도 많이 사용되고, 금융자동화기기는 고객과 무인거래를 위하여 고객의 신상정보 및 금융정보가 기록된 카드(C)도 많이 사용되고 있다.

이러한 벨트(V) 및 카드(C)도 금융자동화기기에서 사용되므로 이러한 벨트(V) 및 카드(C)의 탄성계수를 측정하기 위하여는 우선 상기 탄성계수측정기에 벨트(V) 및 카드(C)를 고정장착되어야 한다.

일례로 피측정물이 벨트(V)인 경우에는 도 4에 도시한 바와같이 적당한 크기로 절단하여 고정블럭(31)에 장착하고, 피측정물이 카드(C)인 경우에는 고정블럭(31)의 이격된 거리를 조절하여 고정장착하면 된다.

이와같이 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기는 금융자동화기기에서 많이 사용되는 롤러(R), 벨트(V), 카드(C) 등이 동일한 피측정물 고정수단(30)에 의하여 고정장착된다.

다만, 피측정물이 벨트(V) 및 카드(C)일 경우에는 상기한 롤러(R)의 경우보다 접촉헤드(12)의 크기가 작은 것을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 본 고안은, 비교적 간단하게 구성되므로 경제적으로 제작가능하고, 간단한 과정에 의해 용이하게 탄성계수 산출을 위한 측정값을 제공하므로 신속하게 탄성계수를 구하여 설계값에 반영가능하며, 상기 종래기술에 비해 설계과정에서 필요한 탄성계수의 더욱 정확한 근사치를 제공하다는 장점이 있다.

도 1a는 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기의 전면부사시도,

도 1b는 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기의 후면부사시도,

도 2는 본 고안의 일실시에 따른 탄성계수측정기의 피측정물 고정수단이 분리된 상태의 분리사사도,

도 3a는 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기의 정면도,

도 3b는 도 3a에서 승강뭉치가 측정준비위치로 하강한 상태의 정면도,

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 탄성계수측정기에 벨트 또는 카드류가 장착된 상태의 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 하중량측정수단 11 : 하중량측정부

12 : 접촉헤드 20 : 변위량측정수단

21 : 변위량 측정부 22 : 눈금막대

30 : 피측정물 고정수단 31 : 고정블럭

32 : 커버블럭 33 : 고정클립

40: 승강뭉치 41 : 승강축

42 : 핸들

Claims (5)

1. 롤러, 벨트, 카드류 등의 시편에 대한 탄성계수를 산출하기 위하여 하중에 따른 변위량 또는 변위에 따른 하중량을 측정하는 탄성계수측정기에 있어서,

   바닥판으로 부터 수직상방향으로 돌출되는 승강축에 수직방향으로 끼워져 승강되는 승강뭉치;

   상기 승강뭉치의 수직상하방향 이동에 의해 피측정물의 외면에 접촉가압 또는 비접촉해제되는 접촉헤드, 상기 접촉헤드가 저부에 부착되고 상기 승강뭉치의 일측에 고정결합되어 상기 접촉헤드가 피측정물에 접촉가압될시에 작용된 하중을 측정하여 표시하는 하중량측정부가 구비된 하중량측정수단;

   눈금이 표시된 마그네틱선이 외면에 형성되고 상기 바닥판으로 부터 수직상방향으로 돌출되는 눈금막대, 상기 눈금막대가 수직방향으로 삽입관통되어 상기 눈금막대상을 슬라이딩하되 상기 승강뭉치의 일측에 고정결합되고 상기 마그네틱선을 판독하여 변위량을 표시하는 변위량측정부가 구비된 변위량측정수단;

   상기 하중량측정수단의 접촉헤드 직하부에 피측정물이 고정되도록 상기 바닥판에 설치되는 피측정물 고정수단;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성계수측정기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하중량측정수단은 상기 접촉헤드에 부가된 하중이 상기 하중량측정부에 내장된 로드셀에 의해 측정되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성계수측정기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 피측정물 고정수단은 상기 접촉헤드 직하부의 상기 바닥판 상면에서 좌우방향으로 일정간격 이격되어 설치되는 한쌍의 고정블럭, 상기 고정블럭의 상면에 각각 안착되는 커버블럭, 일단이 상기 고정블럭의 전후면에서 각각 힌지되고 타단이 상기 커버블럭에 형성된 끼움편측으로 회동체결되어 상기 커버블럭을 상기 고정블럭에 고정시키는 고정클립으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성계수측정기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 고정블럭과 상기 커버블럭은 그 결합면에 롤러의 고정을 위한 롤러회전축이 안착되도록 하는 축안착홈이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성계수측정기.
5. 제 3항에 있어서, 상기 바닥판은 그 상면에 상기 고정블럭을 관통하는 체결부재에 의해 체결되는 체결공이 횡방향으로 다수개 형성되어 상기 고정블럭간의 이격된 간격이 조절가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성계수측정기.