KR20090085948A - 변위측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 변위측정장치의 측정방향과 표시방향이 수직으로 이루어져 측정치를 확인하는데 불편한 문제점을 해결하기 위해 변위게이지의 측정부에 결합되는 본체; 상기 변위게이지의 측정부와 수직방향으로 이동되도록 상기 본체의 내부를 관통하여 배치되는 측정봉; 그리고, 상기 본체의 내부에서 상기 측정봉의 하부에 체결수단으로 결합 되고, 상기 변위게이지의 측정자와 45°의 각도를 갖고 접촉되는 경사면이 구비된 전달부재가 포함되어 이루어짐으로써, 상기 측정방향이 수직으로 전환되어 신속하고 정확한 측정으로 편리해진 변위측정장치를 제공한다.

측정봉, 전달부재, 경사면, 변위게이지

Description

변위측정장치{displacement measuring device}

본 발명은 변위측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정방향이 수직으로 전환되어 편리해진 정밀측정용 변위측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현장에서 기계 가공한 기계요소 부품은 사용목적에 따라 치수, 형상, 가공방법 및 재료의 상태에 관해 일정한 기준에 적합하여야 하고, 이 중에서 재료시험을 제외한 치수, 형상, 표면거칠기 및 면 등을 가공중이나 가공 후에 주어진 규정에 만족하느냐를 측정 또는 검사하는 정밀측정이 널리 이용되고 있다.

상기 정밀측정에 사용되는 다양한 측정기 중에서 주로 비교측정이나 한계측정에 쓰이는 것이 변위게이지(인디케이터)이며, 수치표현방식에 따라 다이얼식과 디지털식으로 분류된다.

상기 다이얼식의 변위게이지는 피측정물에 측점을 접촉시켜 그 움직임을 기어장치를 이용하여 다이얼눈금으로 확대한 측정 기구이며, 다이얼식은 기계식으로 수치를 표시하는 방법이고, 디지털식은 측정값을 수치로 표시하는 방식으로 측정값을 변위 스케일에 의하여 측정한다. 여기서, 상기 디지털식은 읽음 오차가 없고 비교측정도 간편하며, 정도가 뛰어나 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 일반적인 변위측정장치를 나타낸 개략사시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 변위측정장치의 구조를 보면 본체(1), 표시창(2), 스템(3), 확대부재(4), 측정자(5), 전원스위치(6), 기타스위치(7) 로 되어 있고, 스템(3), 확대부재(4), 측정자(5)를 포함하는 측정부(8)가 있다.

상기 변위측정장치는 측정하고자 하는 양의 값을 같은 종류의 양만큼 미리 측정한 값과 비교하여 측정하는 기기인 비교측정장치로써, 최소눈금이 0,01mm, 0.001mm인 것이 주로 사용되고 있으며, 변위측정장치 단독으로는 측정을 할 수가 없고 보조기구나 검사구를 사용하여 평면도, 원통도, 내경치수, 두께, 진원도, 기계정밀도 검사 등 다양한 측정을 할 수가 있는 측정장치이다.

한편, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 측정자(5)의 측정방향과 측정치를 확인하는 상기 표시창(2)의 표시방향이 상호 수직이 되어 상기 검사 또는 측정의 종류에 따라 측정치를 신속하고 정확하게 확인하는데 어려움이 있었다.

종래의 변위측정장치는 측정자의 측정방향과 표시창의 표시방향이 상호 수직으로 이루어져 평면도 검사구 등에 장착된 상기 변위 게이지의 측정치를 신속하고 정확하게 확인하는데 어려움이 있었다.

또한, 종래의 스트레이트타입의 변위측정장치의 길이가 길어서 평면도 검사구 등에 장착시 상기 변위측정장치의 표시창이 멀어져 상기 변위측정장치의 측정치를 신속하고 정확하게 확인하는데 어려움이 있었다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정장치는 변위게이지의 측정부에 결합되는 본체; 상기 변위게이지의 측정부와 수직방향으로 이동되도록 상기 본체의 내부를 관통하여 배치되는 측정봉; 그리고, 상기 본체의 내부에서 상기 측정봉의 하부에 체결수단으로 결합 되고, 상기 변위게이지의 측정자와 45°의 각도를 갖고 접촉되는 경사면이 구비된 전달부재를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 본체의 내부에 상기 측정봉이 상기 본체의 길이방향으로 상승되는 복원력을 가지도록 탄성부재가 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 본체의 하부에 구비되되, 상기 측정봉의 돌출부가 삽입되어 이동되는 홈을 가지는 봉뚜껑이 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 측정부의 스템이 고정되도록 상기 본체의 내부에 상기 스템의 외주면에 밀착되어 감싸는 삽입부가 형성되고, 상기 삽입부의 외주를 감싸는 상기 본체의 일측에 상기 변위게이지가 회전되도록 회전조절부가 구비됨이 바람직하다.

더욱이, 상기 변위게이지의 측정자가 볼형으로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 따른 변위측정장치는 측정방향이 수직으로 전환되어 측정방향과 같은 방향에서 측정수치가 표시되고 확인됨으로써, 정확하고 신속하게 측정할 수 있어 편리하게 사용될 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 변위측정장치는 검사구에 장착되는 상기 변위측정장치의 길이가 종래의 변위측정장치보다 작게 구비됨으로써, 측정자와 표시창의 거리를 줄여 측정치의 정확한 확인으로 작업이 원활해 질 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 변위측정장치는 본체의 길이를 조절하여 선택적으로 제작함으로써 좁은 간격의 측정에도 효과적으로 사용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 위한 변위측정장치의 구체적인 내용을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정장치의 측면부분절개단면도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정장치(30)는 본체(10), 측정봉(17), 그리고 전달부재(13)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 본체(10)는 'ㄴ'자 형상 단면을 가지는 다면체로 이루어짐이 바람직하고, 상기 다면체의 하부의 돌출된 다면체의 일면에 변위게이지(1)의 측정부(8)가 길이방향으로 삽입되도록 삽입부(23)가 형성된다.

또한, 본체(10)는 검사구나 측정보조구에 고정되는 위치에 따라 상기 본체(10)의 일부분이 돌출되는 등의 변형이 되고 돌출되는 일부분에 나사 등의 체결수단이 체결되도록 나사홀이 형성되는 것도 바람직하다.

또한, 상기 변위게이지(1)는 읽음 오차 없고 간편하게 측정되는 종래의 디지털방식의 변위게이지(1)가 사용됨이 바람직하나, 다이얼방식의 변위게이지(1) 등의 측정자의 움직임을 수치화하여 변위량을 표시하는 측정기는 제한 없이 사용될 수 있다.

그리고, 상기 삽입부(23)는 삽입되어 결합되는 상기 변위게이지(1)의 측정부의 스템(3)의 크기에 대응하여 형성된다. 이를 통하여, 삽입되는 상기 변위게이지(1)의 측정부(8)는 고정되어 측정시 흔들림에 의한 오차를 방지할 수 있다.

그러나, 현장에서 사용되는 상기 변위게이지는 종류가 다양해서 상기 스템(3)의 크기 또한 다양하다. 따라서, 상기 스템(3)의 크기에 관계없이 결합되도록 상기 본체(10)의 상부에서 상기 삽입부(23)로 수직하게 관통되는 홀을 형성한 후, 볼트(미도시) 등의 체결부재를 상기 홀에 체결시킴으로써 상기 스템(3)이 결합되게 고정시킬 수도 있다.

한편, 상기 본체(10)는 간편하게 조립, 해체되고, 상기 측정봉(17)과 상기 전달부재(13) 등의 부품의 교체가 용이하도록 볼트 등의 체결수단(20)으로 고정된다.

여기서, 상기 체결수단(20)의 체결의 수는 필요에 따라 선택적으로 구비될 수 있으나, 사용시 본체가 쉽게 해체되지 않고, 상기 변위게이지가 고정되도록 소정의 체결의 수가 구비됨이 바람직하다.

한편, 상기 측정봉(17)은 변위게이지(1)의 측정부(8)와 수직방향으로 이동되도록 상기 본체(10)의 내부를 관통하여 배치된다.

즉, 상기 측정봉(10)은 상기 본체(10)의 내부를 관통하여 돌출되는 상기 본체(10)의 상부의 상돌출부(21)와 상기 본체(10)의 하부의 하돌출부(22)가 형성된다. 이를 통하여, 상기 측정봉(10)은 상기 상돌출부(21)와 상기 하돌출부(22)가 상기 본체(10)에 의해 지지됨으로써, 흔들림없이 일정하게 이동될 수 있다.

또한, 상기 측정봉(10)의 상단부에 상기 측정봉(17)과 일체로 이동되고 피측정물에 형태에 대응되게 접촉되는 측정점(18)이 형성된다. 이를 통하여, 상기 측정봉(17)은 상기 피측정물의 형태에 대응되는 상기 측정점(18)을 갖도록 선택적으로 제작되어 용도에 적합하게 사용될 수 있다.

여기서, 상기 측정봉(17)의 상단부에 상기 측정점(18)에 대응되는 변위게이지(1)의 측정자(5)가 구비되어 체결수단으로 결합될 수도 있다. 이를 통하여, 상기 측정점(18)의 마모나 훼손으로 인한 부품의 교체시, 상기 측정자(5)를 교체함으로써, 상기 측정봉(17)을 교체해야 하는 경제적인 부담이 줄고, 용도에 적합한 상기 측정자(5)를 선택적으로 체결시킴으로써, 간편하게 교체되고 용이하게 사용될 수 있다.

한편, 상기 본체(10)의 하부에 상기 하돌출부(22)가 삽입되어 이동되는 홈을 가지는 봉뚜껑(11)이 구비된다. 이를 통하여, 상기 봉뚜껑(11)은 상기 측정봉(17)의 돌출부를 보호하는 기능을 수행하고, 상기 측정봉(17)의 이동이 수직으로 이루어지도록 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 물론, 상기 본체(10)가 장착되는 검사구들의 형태나 크기에 따라 상기 봉뚜껑은 구비되지 않을 수도 있다.

또한, 상기 본체(10)의 상면과 하면의 일측에는 상기 측정봉(17)이 관통되도록 홀들이 형성되고, 상기 측정봉(17)이 밀착되어 이동되도록 상기 상단부의 홀과 상기 하단부의 홀에 각각 부착되는 상부싱(16)과 하부싱(12)이 구비된다. 이를 통하여, 상기 측정봉(17)과 상기 본체(10)가 유기적으로 결합되고 상기 측정봉(17)의 이동에 유연성과 탄력성이 보장되어 미세의 변위량이 측정될 수 있다.

한편, 상기 전달부재(13)는 상기 본체(10)의 내부에서 상기 측정봉(17)의 하부에 체결수단(14)으로 결합되고, 상기 전달부재(13)의 하부에는 상기 변위게이지(1)의 측정자(5)와 45°의 각도를 갖고 접촉되는 경사면(13a)이 형성된다.

이를 통하여, 상기 측정봉(17)과 일체로 수직이동되는 상기 전달부재(13)의 변위량이 45°의 상기 경사면(13a)에 접촉되는 상기 측정자(5)가 수평이동되도록 전달된다.

즉, 상기 전달부재(13)의 하부에 45°의 각도를 갖는 경사면(13a)이 형성됨으로써, 상기 전달부재(13)의 수직이동되는 변위량과 상기 측정자(5)의 수평이동되는 변위량은 일대일 대응이 된다.

따라서, 상기 측정점(18)에서 측정되는 수직이동의 변위량이 상기 측정자(5)에 방향이 전환되어 수평이동되는 변위량으로 전달됨으로써, 상기 측정점(18)의 측 정방향과 같은 방향에 위치한 상기 표시창(2)을 통해 측정과 동시에 측정치가 확인되어 작업이 원활해진다.

한편, 상기 체결수단(14)은 상기 측정봉(17)과 상기 전달부재(13)를 상기 본체(10)의 내부의 소정의 공간에 상하이동되도록 결합시킨다. 따라서, 상기 측정봉(17)과 상기 전달부재(13)는 일체로 이동될 수 있다.

여기서, 일체로 이동되는 상기 측정봉(17)과 상기 전달부재(13)는 단일부품으로 이루어질 수도 있다. 그러나, 상기 측정봉(17)과 상기 전달부재(13)가 마모, 훼손 등으로 교체시 비용을 절약하도록 상기 체결수단(14)에 의해 결합 됨이 바람직하다.

한편, 상기 본체(10)의 내부에 상기 측정봉(17)이 상기 본체(10)의 길이방향으로 상승되는 복원력을 가지도록 탄성부재(15)가 구비된다.

즉, 상기 탄성부재(15)의 일단부는 본체(10)의 내부에 고정된 고정부(24)에 연결되고, 타단부는 상기 체결수단(14)에 연결됨으로써 측정으로 하강되는 상기 측정봉(17)이 상기 탄성부재(15)의 복원력에 의해 상승되어 측정 전의 위치에 복귀하게 된다. 물론, 상기 탄성부재(15)의 타단부는 상기 연결부재(13)에 연결되는 것도 가능하다.

도 2 에서 보는 바와 같이, 상기 탄성부재(15)는 물체의 탄성변형을 이용해서 에너지를 흡수·축적시켜 완충 등의 작용이 되는 스프링이 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 탄성부재(15)은 위치를 달리하여 상기 봉뚜껑(11)의 내부에서 상기 측정봉(17)의 하단부와 상기 봉뚜껑(11)의 홈내단부에 연결되어 사용될 수도 있다.

또한, 상기 탄성부재(15)는 상기 스프링으로 구비되고 상기 상부싱(16)의 하단부와 상기 전달부재(13)의 상단부의 사이에 연결되어 상기 측정봉(17)이 상기 스프링의 내부에 삽입되는 구성으로 될 수도 있다.

한편, 상기 측정부(8)의 스템(3)이 고정되도록 상기 본체의 내부에 상기 스템(3)의 외주면에 밀착되어 감싸는 상기 삽입부(23)가 형성된다.

이를 통하여, 장착되는 상기 변위게이지(1)의 경사각이 작게 되어 정확한 측정이 가능하게 되고, 상기 변위게이지(1)의 측정부(8)가 충격으로 인한 부러짐 등을 예방할 수 있다.

한편, 상기 변위게이지(1)의 측정자(5)는 상기 전달부재(13)의 경사면(13a)에 대응되도록 볼 형으로 이루어진다. 따라서, 상기 측정봉(17)의 변위량이 상기 전달부재(13)의 경사면(13a)으로 이동될 때, 상기 변위게이지(1)의 상기 측정자(5)의 형태에 따라 접촉되어 손실되는 변위량이 없게 된다.

한편, 상기 본체(10)의 길이는 상기 변위게이지(1)의 길이보다 작도록 구비된다. 이를 통하여, 검사구에 장착되는 장착길이를 줄일 수 있어 평면도 검사구 등의 검사시에 측정자와 표시창(2)의 확인거리가 단축되어 신속하고 정확하게 측정할 수가 있다. 더욱이, 상기 본체(10)의 길이를 조절하여 선택적으로 제작함으로써 좁은 간격의 측정에도 효과적으로 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 변위게이지를 나타낸 위에서 본 평면도이 다.

도 3에서 보면, 상기 측정점(18)의 측정방향과 상기 표시창(2)의 표시방향이 같게 되어, 상기 측정점(18)에서 측정된 변위량은 상기 변위게이지(1)의 상기 표시창(2)을 통해 신속하고 정확하게 확인될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 변위게이지가 작동되는 원리를 나타낸 측면부분절개단면도 및 부분확대도이다.

이하에서는, 도 4를 참고하여 본 발명에 따른 변위측정장치의 작동원리를 설명한다.

본 발명에 따른 변위측정장치(30)는 검사 또는 측정을 위해 검사구 또는 측정보조구에 장착되고, 상기 본체(10)의 상기 측정점(18)은 측정위치에 배치된다.

상세히, 상기 측정점(18)이 피측정물에 접촉되면 움직임이 발생 되어 상기 본체(10)내부의 스프링(15)은 팽창되고, 상기 측정점(18)과 일체로 움직이는 상기 측정봉(17)은 상기 본체(10)의 길이방향으로 수직하강된다.

여기서, 상기 측정봉(17)과 상기 체결수단(14)으로 결합 된 상기 전달부재(13)도 상기 측정봉(17)의 이동방향과 같은 상기 본체의 길이방향으로 수직하강됨으로써 변위량이 발생 된다.

또한, 상기 전달부재(13)가 상기 본체의 길이방향으로 수직하강됨과 동시에, 상기 전달부재(13)의 하부에 형성된 45°의 경사면(13a)도 상기 본체의 길이방향으로 수직하강된다.

그리고, 상기 경사면(13a)에 접촉되는 상기 측정자(5)의 접촉부분은 45°의 각도를 이루는 경사면(13a)을 따라 이동되면서 상기 측정자(5)는 상기 측정부(8)의 삽입반대방향으로 수평이동된다.

또한, 방향이 수직전환된 상기 변위량은 변위게이지(1)를 통해 수치화되어 표시창(2)에 표시되어 확인된다.

한편, 상기 측정점(18)과 상기 피측정물과 접촉이 떨어지면 상기 스프링(15)이 수축되어 상기 측정봉(17)은 상기 본체(10)의 길이방향으로 수직상승되어 측정 전의 위치로 복귀된다.

즉, 상기 측정점(18)에서 측정되는 수직이동의 변위량은 상기 경사면(13a)이 45°의 각도를 가짐으로써, 상기 측정자(5)가 수평이동되는 변위량과 일대일 대응이 되어 측정방향이 전환된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 측면부분절개단면도이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 삽입부의 외주를 감싸는 상기 본체의 일측에 상기 변위게이지가 회전되도록 회전조절부가 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 삽입부(23)의 외주를 감싸는 상기 본체(10)의 일측이 '∪' 형상으로 단곡되어 상기 변위게이지(1)가 회전되도록 회전조절부(25)가 삽입됨이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 회전조절부(25)와 상기 변위게이지(1)가 일체로 움직이도록 체결부(미도시)가 구비되고, 상기 회전조절부(25)가 슬라이딩으로 회전되어 고정되도록 걸림홈(26)과 볼플린저(27)가 구비된다.

따라서, 상기 회전조절부(25)를 회전시킴으로써, 상기 체결부에 의해 결합된 상기 변위게이지(1)가 360°의 각도로 회전이 가능하게 되고, 탄발지지되는 상기 볼플린저(27)가 슬라이딩으로 회전되는 상기 회전조절부(25)의 외주면에 소정의 각도 간격으로 형성된 상기 걸림홈(26)에 삽입고정되어 상기 걸림홈(26)의 위치에 따라 고정됨으로써, 소정의 위치에서 표시창(2)의 표시방향이 선택될 수 있다.

물론, 상기 회전조절부(25)의 위치는 전술한 도 5에 따른 실시예에 국한되는 것은 아니며, 상기 변위게이지(1)가 삽입되어 접촉되는 상기 본체(10)의 단부에 구비되어 상기 변위게이지(1)가 회전되도록 구비될 수도 있다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구성한 것으로서 단순히 전술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 전술한 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형을 포함한다.

도 1은 종래의 변위측정장치를 나타낸 개략사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정장치의 측면부분절개단면도.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정장치를 위에서 본 평면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정장치가 작동되는 원리를 나타낸 측면부분절개단면도 및 부분확대도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 측면부분절개단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

5: 측정자 8: 측정부

13: 전달부재 13a: 경사면

14: 체결수단 15: 스프링

17: 측정봉 18: 측정점

23: 삽입부 24: 고정부

Claims (5)

1. 변위게이지의 측정부에 결합되는 본체;

   상기 변위게이지의 측정부와 수직방향으로 이동되도록 상기 본체의 내부를 관통하여 배치되는 측정봉; 그리고

   상기 본체의 내부에서 상기 측정봉의 하부에 체결수단으로 결합 되고, 상기 변위게이지의 측정자와 45°의 각도를 갖고 접촉되는 경사면이 구비된 전달부재를 포함하는 변위측정장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 본체의 내부에 상기 측정봉이 상기 본체의 길이방향으로 상승되는 복원력을 가지도록 탄성부재가 구비됨을 특징으로 하는 변위측정장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 본체의 하부에 구비되되, 상기 측정봉의 돌출부가 삽입되어 이동되는 홈을 가지는 봉뚜껑이 구비됨을 특징으로 하는 변위측정장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 측정부의 스템이 고정되도록 상기 본체의 내부에 상기 스템의 외주면에 밀착되어 감싸는 삽입부가 형성되고, 상기 삽입부의 외주를 감싸는 상기 본체의 일 측에 상기 변위게이지가 회전되도록 회전조절부가 구비됨을 특징으로 하는 변위측정장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 변위게이지의 측정자가 볼형으로 이루어짐을 특징으로 하는 변위측정장치.

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