KR20170110757A - 더블 토크암을 갖는 토크 표준기 - Google Patents

더블 토크암을 갖는 토크 표준기 Download PDF

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박연규
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김종호
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한국표준과학연구원
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Abstract

본 발명은 토크 표준기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수톤의 하중에 대해서 충분한 강성을 유지하면서도 정밀한 토크 측정이 가능한 더블 토크암을 갖는 토크 표준기에 관한 것이다. 이를 위해, 중심축(120); 중심축(120)에 회전 자유롭게 거치되고 스테인레스강으로 제작되는 제 1 토크암(140); 중심축(120)에 회전 자유롭게 거치되고, 인바 금속으로 제작되며 제 1 토크암(140)에 간섭없는 제 2 토크암(160); 제 1 토크암(140)에 연결되는 무게추; 및 제 2 토크암(160)에 설치되어 중심축(120)과 무게추 사이의 거리를 조정하는 거리조정수단을 포함한다.

Description

더블 토크암을 갖는 토크 표준기{Torque Standard Machine with A Double Torque Arms}
본 발명은 토크 표준기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수톤의 하중에 대해서 충분한 강성을 유지하면서도 정밀한 토크 측정이 가능한 더블 토크암을 갖는 토크 표준기에 관한 것이다.
일반적으로 볼트와 나사의 조임력, 자동차 엔진의 토크, 헬리콥터의 회전력 등을 측정하기 위해서 토크 측정기가 사용된다. 이러한 토크 측정기는 일정기간마다 토크표준기 또는 토크교정기를 통해 정밀한 교정을 받아야 계측기로서의 신뢰성을 확보할 수 있다. 즉, 토크표준기는 토크 측정기를 교정하기 위한 표준 교정장비이고, 정밀한 토크의 발생이 가장 중요하다.
토크는 다음과 같은 [수학식 1]로 계산된다.
[수학식 1]
T = r × F,
여기서, T는 토크, r은 길이 또는 거리, F는 힘을 나타낸다. 따라서, 무게추에 의해 힘(F)이 일정할 경우 정밀한 토크(T)의 측정은 거리(r)의 변화에 좌우된다. 이러한 거리(r)는 토크암의 단부에 무게추가 재하된 토크암의 거리(r)를 나타낸다.
그러나, 이러한 토크암의 거리(r)는 다음과 같은 요인에 의해 변하게 된다. 첫번째로, 토크암을 강재나 스테인레스강으로 제작할 경우 온도에 따른 열변형이 거리(r)의 변화로 이어진다. 이로 인해 발생하는 토크(T)가 변하게 되어 정밀도와 신뢰성에 영향을 주었다. 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 토크암을 열팽창계수가 매우 작은 "인바"합금으로 제작하기도 하였다. 그러나, 인바합금으로 제작되는 종래의 토크암은 가격이 매우 고가이고, 기계가공이 어려우며, 강성이 스테인레스강 보다 약해 저토크 측정에만 사용되는 한계가 있었다.
두번째로 재하되는 무게추가 작은 경우에는 별 문제가 없으나 무게추가 1톤 내지 2톤인 경우에는 토크암의 충분한 강성이 요구된다. 만약 토크암의 두께를 보강하여 토크암의 중량이 증가하는 경우 표준기 내부의 축지지 베어링의 부하가 증가하게 된다. 더욱이 고하중(약 2톤)의 무게추인 경우 토크암 자체의 변형이 발생하여 거리(r)의 변화가 일어난다. 따라서, 하나의 토크암으로 고하중을 견디면서 정밀한 길이를 구현하기가 어려웠다.
이러한 문제점을 극복하고자 종래에 적용된 방식은 최종 토크암의 길이를 3차원 측정기로 측정하는 것이다. 3차원 측정기의 측정후 덧판의 두께나 원통막대의 지름을 추가로 보정값만큼 절삭하여(따라서, 치수의 축소만 가능함) 다시 토크암에 장착한 후 재측정하곤 하였다. 또한, 재장착에 따른 위치 오차와 가공의 정밀도 문제 등으로 인하여 정확한 목표 토크값을 맞추기 어려웠다.
이러한 종래의 문제점들로 인해, 종래의 토크표준기는 일정한 온도를 유지해야 하는 관리 운영비용이 증가하였다. 또한, 저하중의 토크표준기는 어느 정도 정밀도를 유지할 수 있었으나 1톤 이상의 고하중 토크표준기에서는 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 고가의 인바 금속을 최소로 사용하여 제작비용을 줄이면서도 토크측정이 온도에 영향을 거의 받지 않는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은, 고하중의 토크에 대해서도 정밀한 거리(r)를 구현하거나 용이하게 조정할 수 있는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 중심축(120); 중심축(120)에 회전 자유롭게 거치되는 제 1 토크암(140); 중심축(120)에 회전 자유롭게 거치되고, 제 1 토크암(140)에 간섭없는 제 2 토크암(160); 제 1 토크암(140)에 연결되는 무게추; 및 제 2 토크암(160)에 설치되어 중심축(120)과 무게추 사이의 거리를 조정하는 거리조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기에 의해 달성될 수 있다.
그리고, 제 1 토크암(140)의 열팽창계수는 제 2 토크암(160)의 열팽창계수 보다 상대적으로 큰 것이 바람직하다.
또한, 제 1 토크암(140)은 강재 또는 스테인레스강을 포함하고, 제 2 토크암(160)은 인바 합금을 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 제 1 토크암(140)과 무게추를 연결하는 메탈밴드(210)를 더 포함하고, 그리고 거리조정수단은 메탈밴드(210)에 접촉하여 거리를 조정하는 것이 가능하다.
아울러, 거리조정수단은, 메탈밴드(210)에 접촉하는 지지롤러(165); 일단이 지지롤러(165)에 고정되고, 타단이 제 2 토크암(160)에 고정되는 판스프링(440); 및 제 2 토크암(160)측에 고정되어 지지롤러(165)를 향해 돌기(470)가 왕복되는 마이크로미터(420)를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
그리고, 일면이 제 2 토크암(160)에 고정되고, 타면에 판스프링(440)의 타단이 일체로 형성된 고정프레임(430); 및 일면에 판스프링(440)의 일단이 일체로 형성되고, 타면에 지지롤러(165)가 설치되는 이동프레임(450)을 더 포함할 수 있다.
또한, 마이크로미터(420)는 고정프레임(430)에 고정된다.
본 발명의 일실시예에서, 지지롤러(165)의 양단에 각각 판스프링(440)과 마이크로미터(420)가 설치되어 있다.
중심축(120)은 제 1 토크암(140)의 중앙과 제 2 토크암(160)의 중앙을 관통하고, 무게추는 제 1 토크암(140)의 양단에 각각 연결되는 제 1, 2 무게추(200, 300)일 수 있다.
거리조정수단은 제 2 토크암(160)의 양단중 적어도 일측에 설치된다.
그리고, 제 1 토크암(140)에 설치되어 메탈밴드(210)가 통과하는 제 2 밴드홀더(240); 및 제 2 밴드홀더(240)내에 수용되고, 메탈밴드(210)의 일단이 둘레를 돌아 제 2 밴드홀더(240)를 빠져나가는 제 2 홀딩롤러(245);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일단이 무게추에 연결되고, 타단으로 메탈밴드(210)가 통과하는 제 1 밴드홀더(220); 제 1 밴드홀더(220)내에 수용되고, 메탈밴드(210)의 타단이 둘레를 돌아 다시 제 1 밴드홀더(220)를 빠져나가는 제 1 홀딩롤러(225);를 더 포함하는 것이 가능하다.
또한, 복수의 더미롤러(270)가 메탈밴드(210)와 접하도록 더 구비될 수 있다. 그리고, 메탈밴드(210)는 베릴륨 동판을 포함할 수 있다.
그리고, 무게추는 1톤 이상인 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 고하중을 지지하는 제 1 토크암은 저렴한 금속으로 제작하고, 정밀한 거리를 구현하는 제 2 토크암은 인바 금속으로 제작함으로써 경제적인 제작비용과 온도변화에 강건한 높은 정밀도를 구현할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 거리조정수단을 통해 고하중에 대해서도 1 ㎛의 분해능으로 목표 토크값을 쉽게 구현할 수 있다. 이로서 토크 측정 과정이 간편하면서도 높은 정밀도의 토크를 측정할 수 있다(예 : 20 kN·m의 실하중 토크표준기 구현). 이러한 본 발명의 토크표준기는 기존 토크표준기보다 약 20배 가량 높은 정밀도를 갖는다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 더블 토크암을 갖는 토크 표준기의 사시도,
도 2는 도 1중 토크암 부분만을 확대한 부분확대 정면도,
도 3은 도 1중 제 1 토크암(140)을 투명하게 했을 때의 부분사시도,
도 4는 도 3의 정면도,
도 5는 도 4중 제 1, 2 토크암(140, 160) 단부의 부분 정면도,
도 6은 도 1중 거리조정장치(400)를 나타내는 부분사시도,
도 7은 도 6중 거리조정장치(400)의 확대사시도,
도 8은 도 7의 거리조정장치(400)가 초기상태일 때의 부분평면도,
도 9는 도 8의 거리조정장치(400)의 돌기(470)가 돌출되어 거리를 증가시킨 상태를 나타내는 부분평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
제 1 실시예의 구성
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 더블 토크암을 갖는 토크 표준기의 사시도이고, 도 2는 도 1중 토크암 부분만을 확대한 부분확대 정면도이며, 도 3은 도 1중 제 1 토크암(140)을 투명하게 했을 때의 부분사시도, 도 4는 도 3의 정면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 토크표준기(100)는 대략 한쌍의 무게추(200, 300), 제 1, 2 토크암(140, 160) 및 중심축(120)으로 구성된다.
중심축(120)은 토크표준기(100)의 상부에 세로방향으로 위치하며, 일단 영역에는 제 1, 2 토크암(140, 160)이 에어베어링에 의해 위치하고, 타단 영역에는 교정하고자 하는 토크 측정기(미도시)가 설치된다.
제 1 토크암(140)은 양단에 제 1, 2 무게추(200, 300)를 각각 지탱하고, 중심영역은 중심축(120)에 회전 자유롭게 거치된다. 이러한 제 1 토크암(140)은 열팽창계수가 10-4 ~ 10-5/℃인 스테인레스강(SUS)으로 제작되고, 수톤의 제 1, 2 무게추(200, 300)를 지탱하기 위하여 충분한 강성을 갖도록 설계된다. 제 1 토크암(140)은 스테인레스강으로 제작되는 한장의 판재로 제작할 수도 있고, 도 1과 같이 2장으로 제작하여 중심축(120)에 대해 상호 이격되도록 설치할 수도 있다.
제 2 토크암(160)은 일반 철 대비 100배정도 열팽창계수가 작은 인바-36 금속을 사용하여 제작되며, 중심 영역은 중심축(120)에서 에어베어링에 의해 회전 자유롭게 설치되고, 제 1 토크암(140)과 간섭을 일으키지 않는다. 제 1, 2 토크암(140, 160)이 베어링 중심부에만 같이 체결될 뿐 다른 부분은 기계적으로 구속이나 간섭됨이 없어 열팽창 차이에 따른 열응력이 없다.
인바(invar) 금속은 Fe-Ni 합금으로써 그 팽창계수가 극히 낮아(0.0000008/℃ 정도), 시계, 계기 등에 쓰이고 있다. 성분 함량은 63.5 Fe, 36 Ni, 0.5 Mn으로 녹는점은 1425℃이다. 극히 내식성이 풍부하고, 인장강도 60㎏/㎟, 연신율 25~50%, HB 167, 비중 7.99이다. 인바 금속외에 초인바라고 하는 것도 있어 인바보다 한층 팽창계수가 적다. 그 성분은 인바의 Ni 5%를 Co로 치환한 것이다.
이러한 인바금속은 온도에 대해 불변이라는 뜻에서 'in(不) var(變)'라는 이름이 불리우고, 100℃ 이하에서 100만 분의 1 전후의 낮은 팽창계수를 갖는다. 실제로 인바금속은 실온에서 온도가 약간 바뀌어도, 거의 치수가 변하지 않는 특성이 있다. 온도의 변화에 따라서 치수가 변하면 오차가 생길 수 있는 기계에 사용하면 오차를 줄일 수 있어 정밀기계와 광학기계의 부품, 시계의 부품 등을 만드는 데에 사용된다. 인바에 크로뮴을 첨가하면 탄성계수가 실온 근처에서 거의 불변이므로 탄성(彈性:elasticity)과 불변(invariable)이라고 해서 '엘린바(elinvar)'라고 하며, 시계의 태엽 등에 사용된다.
본 발명의 제 2 토크암(160)은 상기와 같은 인바금속으로 제작되어 온도 변화에 따른 치수 변화가 거의 없다. 따라서, 토크를 측정할 때, 제 2 토크암(160)은 중심축(120)으로부터 정확한 거리(r)를 설정하는 역할을 한다. 즉, 제 1 토크암(140)은 수톤의 하중을 지지하도록 저렴한 스테인레스강으로 튼튼하게 제작하고, 제 2 토크암(160)은 고가의 인바금속을 소량 사용하여 정확한 거리를 설정하도록 한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수톤의 제 1 무게추(200)는 메탈밴드(210)를 통해 제 1 토크암(140)의 일단에 지지되고, 제 2 무게추(300)도 대칭적 구조에 따라 제 1 토크암(140)의 타단에 지지된다.
도 5는 도 4중 제 1, 2 토크암(140, 160) 단부의 부분 정면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 중심축(120)으로부터 이격된 거리(r)에 메탈밴드(210)가 위치한다. 메탈밴드(210)의 일단은 제 2 밴드홀더(240)를 통과한 후 제 2 홀딩롤러(245)의 둘레를 돌아 감싼뒤 다시 제 2 밴드홀더(240)를 빠져 나가도록 구성된다. 이 때, 제 2 밴드홀더(240)내에 수납되는 2개의 더미롤러(270)가 제 2 홀딩롤러(245)에 밀착되어 메탈밴드(210)의 일단을 단단히 고정하게 된다. 즉, 제 1 무게추(200)가 무거울수록 제 2 홀딩롤러(245)와 더미롤러(270) 사이의 밀착력이 강해져서 제 1 무게추(200)가 제 1 토크암(140)에 안정적으로 고정된다.
제 1 무게추(200)의 상단에는 제 1 밴드롤러(220)가 설치되고, 제 1 밴드홀더(220)의 내부에는 상부지그(222)가 끼워진다. 이러한 상부지그(222)와 제 1 밴드홀더(220) 사이에는 2개의 더미롤러(270)와 한개의 제 1 홀딩롤러(225)가 수용된다.
메탈밴드(210)의 타단은 제 1 밴드홀더(220)와 상부지그(222)를 통과한 후 제 1 홀딩롤러(225)의 둘레를 돌아 감싼뒤 다시 제 1 밴드홀더(220)와 상부지그(222)를 통과하여 빠져 나가도록 구성된다. 이때, 제 1 홀딩롤러(225)가 2개의 더미롤러(270)에 밀착되어 메탈밴드(210)의 타단을 단단히 고정하게 된다. 즉, 제 1 무게추(200)가 무거울수록 제 1 홀딩롤러(225)와 더미롤러(270) 사이의 밀착력이 강해져서 제 1 무게추(200)가 제 1 토크암(140)에 안정적으로 고정된다. 이와 같이 메탈밴드(210)를 고정하면 폭방향으로 주름이 발생하지 않고, 폭방향으로 균일한 장력이 걸리게 된다. 메탈밴드(210)는 베릴륨 동판으로 제작되며, 두께가 약 0.07mm 이고, 폭이 약 450 mm 이다. 이와 같은 홀더 장치와 얇은 메탈밴드(210)를 사용하면, 무게추(200, 300)의 중력방향과 토크암이 완벽하게 직각이 될 수 없어 발생하는 부가적인 모멘트의 영향을 없앨 수 있다.
제 2 토크암(160)은 단부에 지지롤러(165)가 설치된 거리조정장치(400)가 장착되어 있다. 추후 도 7에 설명되는 거리조정장치(400)에 의해 지지롤러(165)는 제 2 토크암(160)의 길이방향으로 조금씩 늘어나거나 줄어들 수 있다. 지지롤러(165)는 팽팽하게 인장된 메탈밴드(210)에 닿아 정확한 수직 각도 및 원하는 거리(r)를 정밀하게 유지하도록 한다. 롤러 형상의 지지롤러(165)를 사용하면, 무게추(200, 300)의 하중을 메탈밴드(210)의 폭방향으로 균일하게 분산시킬 수 있고, 응력집중을 예방하여 메탈밴드의 주름이나 변형으로 인한 길이 오차를 최소화할 수 있다.
비록 도 5가 제 1, 2 토크암(140, 160)의 한쪽 단부만을 도시하고 설명하였으나 암(140, 160)의 양단에 대칭적으로 구성되어 있음을 물론이다. 다만, 반복적인 설명을 피하기 위해 이를 생략하고 상기 설명으로 갈음한다.
이하에서는 제 2 토크암(160)과 거리조정장치(400)에 대해 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다. 먼저, 도 6은 도 1중 거리조정장치(400)를 나타내는 부분사시도, 도 7은 도 6중 거리조정장치(400)의 확대사시도, 도 8은 도 7의 거리조정장치(400)가 초기상태일 때의 부분평면도, 도 9는 도 8의 거리조정장치(400)의 돌기(470)가 돌출되어 거리를 증가시킨 상태를 나타내는 부분평면도이다.
거리조정장치(400)는 제 2 토크암(160)의 한쪽에 폭방향을 따라 한쌍이 설치되어 있고, 토크표준기(100)에 총 두쌍이 설치된다.
고정프레임(430)의 일단은 제 2 토크암(160)에 단단히 고정되고, 타단에는 한쌍의 판스프링(440)이 일체로 돌출 형성되어 있다. 이러한 고정프레임(430)은 대략 "ㄱ"자 형상이고, 절곡된 말단에는 마이크로미터(420)가 설치되어 있다. 마이크로미터(420)의 노브(410)를 손으로 돌릴 경우, 돌기(470)가 마이크로 단위로 돌출되면서 미세하게 이동프레임(450)을 밀게 된다.
롤러프레임(455)은 단부에서 지지롤러(165)를 고정하고, 양측면에는 이동프레임(450)이 각각 고정된다. 이동프레임(450)은 일면에 전술한 한쌍의 판스프링(440)이 일체로 형성되어 있고, 타면은 롤러프레임(455)에 고정된다. 또한, 이동프레임(450)의 측면에는 마이크로미터(420)의 돌기(470)가 닿아 있다. 즉, 지지롤러(165), 롤러프레임(455), 이동프레임(450)은 일체로 조립되고, 한쌍의 판스프링(440)에 의해 지지되고, 마이크로미터(420)에 의해 거리(r)방향으로 전진하거나 후퇴할 수 있다. 판스프링(440)은 고하중을 지지할만큼 중력방향으로 높은 강성이 있어야 하고, 토크암의 길이(r)방향으로는 마이크로미터로 이송할 만큼 강성이 작아야 한다. 이를 위해, 판스프링(440)의 스프링상수는 400 ~ 500 N/m 이고, 최대 변위는 0.5 mm 이다.
제 1 실시예의 동작
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적인 동작 방법을 설명하도록 한다.
먼저, 토크표준기(100)의 제 1 토크암(140) 양단에 원하는 중량의 제 1, 2 무게추(200, 300)를 로딩한다. 이 때, 수톤의 하중을 지지하는 제 1 토크암(140)이 탄성 변형을 일으킬 수 있고, 온도에 따른 변형을 일으킬 수도 있다. 이로 인해, 중심축(120)으로부터 메탈밴드(165)까지의 거리(r)가 미세하게 변하게 된다.
그 다음, 마이크로미터(420)의 노브(410)를 손으로 돌려서 돌기(470)가 이동프레임(450)을 1㎛ 단위로 밀도록 한다. 그러면, 지지롤러(165), 롤러프레임(455) 및 이동프레임(450)이 판스프링(440)의 탄성력을 이기면서 거리(r) 방향으로 Δr만큼 늘어나게 된다. 이로 인해 중심축(120)으로부터 메탈밴드(210)까지의 거리는 "r+Δr"만큼 변하게 된다(도 9 참조). 이와 같이 마이크로미터(420)를 세밀하게 조정하여 하중변형이나 온도변형에 무관하게 원하는 거리를 정밀하고 용이하게 구현할 수 있다. 즉, 정밀한 거리의 구현은 정밀한 토크의 구현으로 이어져서 정밀한 토크표준기가 완성될 수 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.
100 : 토크표준기,
120 : 중심축,
140 : 제 1 토크암,
145 : 제 1 가로보,
160 : 제 2 토크암,
165 : 제 2 가로보,
165 : 지지롤러,
200 : 제 1 무게추,
210 : 메탈밴드,
220 : 제 1 밴드홀더,
222 : 상부지그,
225 : 제 1 홀딩롤러,
240 : 제 2 밴드홀더,
245 : 제 2 홀딩롤러,
270 : 더미롤러,
300 : 제 2 무게추,
310 : 메탈밴드,
400 : 거리조정장치,
410 : 노브,
420 : 마이크로미터,
430 : 고정프레임,
440 : 판스프링,
450 : 이동프레임,
455 : 롤러프레임,
470 : 돌기.

Claims (16)

  1. 중심축(120);
    상기 중심축(120)에 회전 자유롭게 거치되는 제 1 토크암(140);
    상기 중심축(120)에 회전 자유롭게 거치되고, 상기 제 1 토크암(140)에 간섭없는 제 2 토크암(160);
    상기 제 1 토크암(140)에 연결되는 무게추; 및
    상기 제 2 토크암(160)에 설치되어 상기 중심축(120)과 상기 무게추 사이의 거리를 조정하는 거리조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 토크암(140)의 열팽창계수는 상기 제 2 토크암(160)의 열팽창계수 보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 토크암(140)은 강재 또는 스테인레스강을 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 토크암(160)은 인바 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 토크암(140)과 상기 무게추를 연결하는 메탈밴드(210)를 더 포함하고, 그리고
    상기 거리조정수단은 상기 메탈밴드(210)에 접촉하여 거리를 조정하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 거리조정수단은,
    상기 메탈밴드(210)에 접촉하는 지지롤러(165);
    일단이 상기 지지롤러(165)에 고정되고, 타단이 상기 제 2 토크암(160)에 고정되는 판스프링(440); 및
    상기 제 2 토크암(160)측에 고정되어 상기 지지롤러(165)를 향해 돌기(470)가 왕복되는 마이크로미터(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    일면이 상기 제 2 토크암(160)에 고정되고, 타면에 상기 판스프링(440)의 타단이 일체로 형성된 고정프레임(430); 및
    일면에 상기 판스프링(440)의 일단이 일체로 형성되고, 타면에 상기 지지롤러(165)가 설치되는 이동프레임(450)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 마이크로미터(420)는 상기 고정프레임(430)에 고정되는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지롤러(165)의 양단에 각각 상기 판스프링(440)과 상기 마이크로미터(420)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심축(120)은 상기 제 1 토크암(140)의 중앙과 상기 제 2 토크암(160)의 중앙을 관통하고,
    상기 무게추는 상기 제 1 토크암(140)의 양단에 각각 연결되는 제 1, 2 무게추(200, 300)인 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 거리조정수단은 상기 제 2 토크암(160)의 양단중 적어도 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 토크암(140)에 설치되어 상기 메탈밴드(210)가 통과하는 제 2 밴드홀더(240); 및
    상기 제 2 밴드홀더(240)내에 수용되고, 상기 메탈밴드(210)의 일단이 둘레를 돌아 다시 상기 제 2 밴드홀더(240)를 빠져나가는 제 2 홀딩롤러(245);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  13. 제 5 항에 있어서,
    일단이 상기 무게추에 연결되고, 타단으로 상기 메탈밴드(210)가 통과하는 제 1 밴드홀더(220);
    상기 제 1 밴드홀더(220)내에 수용되고, 상기 메탈밴드(210)의 타단이 둘레를 돌아 다시 상기 제 1 밴드홀더(220)를 빠져나가는 제 1 홀딩롤러(225);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    복수의 더미롤러(270)가 상기 메탈밴드(210)와 접하도록 더 구비되는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  15. 제 5 항에 있어서,
    상기 메탈밴드(210)는 베릴륨 동판을 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 무게추는 1톤 이상인 것을 특징으로 하는 더블 토크암을 갖는 토크 표준기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112326107A (zh) * 2019-09-24 2021-02-05 尚廷东 一种扭矩标准机

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