KR20190045654A - 로드셀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로드셀에 관한 것으로서, 바닥면에 고정되는 제1하우징부와, 상기 제1하우징부와 일체형으로 연결되고 하향 가압에 따라 일정높이 하강 유동되며 가압 해제시 원상태로 상승 유동되는 제2하우징부를 포함하는 하우징; 상기 제1, 2하우징부를 구획하여 이들 제1, 2하우징부가 서로 일정간격 이격되도록 관통되고 서로 간에 일정간격 이격되는 복수의 관통부; 상기 복수의 관통부를 연통하여 상기 제1하우징부측에 받침면이 형성되고 상기 받침면과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측에 하향가압면이 형성되는 제1슬릿부; 및 상기 제1하우징부에 일측이 연결 고정되고 상기 제2하우징부에 타측이 연결되어 상기 제2하우징부의 유동에 따라 상기 타측이 일체형으로 유동되는 제1센서부;를 포함한다. 따라서, 최대하중값을 초과하여 제2하우징부가 하향 변형이 일어날 경우 하향가압면이 받침면에 맞닿아 일정위치에서 정지되도록 하여 더 이상의 변형이 발생되지 않게 되면서 결과적으로 하우징 변형방지를 통한 제품 수명의 연장을 도모할 수 있다.

Description

로드셀{LOAD CELL}

본 발명은 로드셀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정 대상 물건을 재치하기 위한 하중가압부가 마련된 하우징과, 상기 하우징의 일측에 구비되고 최대하중값이 설정된 센서부를 포함하여, 상기 하중가압부로의 가압에 따른 물건의 하중을 센서부에서 측정하기 위한 로드셀에 관한 것이다.

일반적으로 로드셀은 무게를 측정하기 위한 장치로써 하중에 비례한 전기신호를 출력하는 이른바 하중-전기변환기를 말한다.

현재 가장 많이 사용되는 무게 측정 방법은 저항선 비틀림 게이지를 사용하는 방법으로, 이 방법은 하중에 변형하는 탄성체에 비틀림 게이지의 저항변화를 브리지 회로를 이용하여 전기신호로서 끌어내는 방법이다.

일례로 종래 기술의 로드셀을 개략적으로 살펴보면, 베이스와, 상기 베이스 상에 횡방향으로 길게 배치되며 상방으로부터 하중이 가해질 때 탄성 변형되며 그 변형량에 비례하는 전기신호를 발생시키는 일체형 블록형상의 하우징에 마련된 센서부과, 상기 하우징의 상방에 위치하며 그 상측에 위치하는 물체에 의해 하중을 받게 되는 상판과, 상기 상판에 가해지는 하중을 상기 센서부로 전달하도록 상기 상판과 상기 센서부 사이에 설치되는 하중볼을 구비하여 상기 물체의 무게를 측정하는데 사용되는 물체저울용 로드셀이고, 상기 하우징의 양단부 하면에는 홈부가 형성되어 있으며, 상기 베이스의 상부에는 상기 각 홈부와 대응되는 위치에 하우징지지부가 마련되고, 상기 하우징은, 상기 하우징의 홈부에 상기 하우징지지부가 수용되어 접촉되는 상태로, 상기 하우징지지부에 올려 놓여짐으로써 상기 베이스 상에 배치되는 구조로 되어 있다.

그러나, 이러한 종래 기술의 로드셀은 하우징이 일체형 블록 구조로 되어 있어 하중 가압에 따른 탄성변형부분에 대한 탄성변형을 정지시키기 위한 수단이 전혀 마련되어 있지 않기 때문에, 설정된 최대하중 이상의 하중이 가해질 경우 초과 하중의 가압에 따른 하우징의 허용 탄성변형치를 넘어서게 되면서 그 결과 하우징이 복원 항복점을 벗어나게 되어 하우징으로의 하중 가압 해제시 탄성 변형된 하우징이 원상태로 복원되지 못하게 되면서 로드셀의 손상으로 이어지게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0318768호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적으 바닥면에 고정되는 제1하우징부와 이에 대응해서 상승 유동되는 제2하우징부를 마련하되 이들 제1, 2하우징 사이에 서로 간에 일정간격 이격 관통된 복수의 관통부를 형성하고 이들 복수의 관통부를 연통하여 상기 제1하우징부측에 받침면을 형성하며 상기 받침면과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측에 하향가압면이 형성되는 제1슬릿부를 마련함으로써, 제2하우징부로 가압되는 하중이 최대하중값을 초과하여 제2하우징부가 하향 변형이 일어날 경우 하향가압면이 받침면에 맞닿아 일정위치에서 정지되도록 하여 더 이상의 변형이 발생되지 않도록 하는 로드셀을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 상기 제1가로관통부는 상기 세로관통부의 상단부와 연통되되, 상기 하우징은 세로관통부의 하단부와 연통되고 상기 제1슬릿부 및 상기 제1가로관통부와 대칭되는 제2슬릿부 및 제2가로관통부를 포함하며 상기 제1센서부와 대칭되는 제2센서부가 마련된 대칭구조에 의해 하우징의 상, 하방으로의 하중에 모두 대처할 수 있도록 하는 로드셀을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 상기 제1하우징부측의 받침면과 상기 제2하우징부측의 상, 하향가압면은 서로 같은 크기로 면일치되게 하여 받침면으로 가해지는 상, 하방의 하중크기에 정확하게 대응할 수 있도록 하는 로드셀을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로드셀은 바닥면에 고정되는 제1하우징부와, 상기 제1하우징부와 일체형으로 연결되고 하향 가압에 따라 일정높이 하강 유동되며 가압 해제시 원상태로 상승 유동되는 제2하우징부를 포함하는 하우징; 상기 제1, 2하우징부를 구획하여 이들 제1, 2하우징부가 서로 일정간격 이격되도록 관통되고 서로 간에 일정간격 이격되는 복수의 관통부; 상기 복수의 관통부를 연통하여 상기 제1하우징부측에 받침면이 형성되고 상기 받침면과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측에 하향가압면이 형성되는 제1슬릿부; 및 상기 제1하우징부에 일측이 연결 고정되고 상기 제2하우징부에 타측이 연결되어 상기 제2하우징부의 유동에 따라 상기 타측이 일체형으로 유동되는 제1센서부;를 포함한다.

본 발명에 따른 로드셀에 있어서, 상기 복수의 관통부는, 상기 제1, 2하우징의 가로 방향을 따라 길게 관통되어 상기 고정되는 제1하우징에 대해 상기 유동되는 제2하우징이 외팔보 구조로 상하 원활하게 유동이 이루어지도록 하는 제1가로관통부; 및 상기 제1가로관통부와 일정간격 이격되어 상기 제1슬릿부를 통해 연통되고 상하로 길게 관통되는 세로관통부;를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 로드셀에 있어서, 상기 제1가로관통부는 상기 세로관통부의 상단부와 연통되되, 상기 하우징은 세로관통부의 하단부와 연통되고 상기 제1슬릿부 및 상기 제1가로관통부와 대칭되는 제2슬릿부 및 제2가로관통부를 포함하며 상기 제1센서부와 대칭되는 제2센서부가 마련된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 로드셀에 있어서, 상기 제2슬릿부의 상기 제1하우징부측에는 받침면이 형성되고 상기 받침면과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측에는 상기 받침면을 가압하는 상향가압면이 형성된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 로드셀에 있어서, 상기 제1하우징부측의 받침면과 상기 제2하우징부측의 상, 하향가압면은 서로 같은 크기로 면일치되는 구조로 된 것일 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 로드셀은 바닥면에 고정되는 제1하우징부와 이에 대응해서 상승 유동되는 제2하우징부를 마련하되 이들 제1, 2하우징 사이에 서로 간에 일정간격 이격 관통된 복수의 관통부를 형성하고 이들 복수의 관통부를 연통하여 상기 제1하우징부측에 받침면을 형성하며 상기 받침면과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측에 하향가압면이 형성되는 제1슬릿부를 마련함으로써, 제2하우징부로 가압되는 하중이 최대하중값을 초과하여 제2하우징부가 하향 변형이 일어날 경우 하향가압면이 받침면에 맞닿아 일정위치에서 정지되도록 하여 더 이상의 변형이 발생되지 않게 되면서 결과적으로 하우징 변형방지를 통한 제품 수명의 연장을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

또한, 상기 제1가로관통부는 상기 세로관통부의 상단부와 연통되되, 상기 하우징은 세로관통부의 하단부와 연통되고 상기 제1슬릿부 및 상기 제1가로관통부와 대칭되는 제2슬릿부 및 제2가로관통부를 포함하며 상기 제1센서부와 대칭되는 제2센서부가 마련된 대칭구조에 의해 하우징의 상, 하방으로의 하중에 모두 대처할 수 다.

또한, 상기 제1하우징부측의 받침면과 상기 제2하우징부측의 상, 하향가압면은 서로 같은 크기로 면일치되게 하여 받침면으로 가해지는 상, 하방의 하중크기에 정확하게 대응할 수 있도록 함으로써, 가압 하중의 편심에 따른 하우징의 추가 변형이 방지되어 결과적으로 제품의 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀을 나타낸 개략정면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드셀을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드셀을 나타낸 개략정면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드셀의 제2하우징부가 가압된 상태를 나타낸 개략정면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀은 하우징(10)과, 복수의 관통부(20)와, 제1슬릿부(30) 및 제1센서부(40)를 포함한다.

상기 하우징(10)은 직사각 블록 형상으로, 바닥면에 밀착 고정되도록 저면이 편평한 제1하우징부(11)와, 상기 제1하우징부(11)와 일체형으로 연결되고 하향 가압에 따라 일정높이 하강 유동되며 가압 해제시 원상태로 상승 유동되는 제2하우징부(12)가 마련되어 있다.

여기서, 상기 제2하우징(12)의 저면은 일정높이 상하 유동이 가능하도록 바닥면에서 일정높이 상향 이격된 구조로 되어 있고, 상기 제2하우징(12)의 상면에는 측정물체를 재치하기 위한 재치판이나 측정물체로 직접 연결되도록 하기 위한 별도의 커넥터(미도시)를 장착할 수 있다.

미설명부호 13은 상기 제1센서부(40)의 전기신호를 모니터 등으로 전송하기 위한 케이블을 나타낸 것이고, 14는 상기 제1하우징부(11)를 바닥면에 별도의 체결구(미도시)로 체결시키기 위한 체결홈을 나타낸 것이다.

상기 관통부(20)는 상기 제1, 2하우징부(11,12)를 구획하여 이들 제1, 2하우징부(11,12)가 서로 일정간격 이격되도록 관통되고 서로 간에 일정간격 이격되는 복수개가 마련되어 있다.

여기서, 상기 복수의 관통부(20)는, 상기 제1, 2하우징(11,12)의 가로 방향을 따라 길게 관통되어 상기 고정되는 제1하우징(11)에 대해 상기 유동되는 제2하우징(12)이 외팔보 구조로 상하 원활하게 유동이 이루어지도록 하는 제1가로관통부(21) 및 상기 제1가로관통부(21)와 일정간격 이격되어 상기 제1슬릿부(30)를 통해 연통되고 상하로 길게 관통되는 세로관통부(22)를 포함한다.

상기 제1슬릿부(30)는 상기 복수의 관통부(21,22)를 연통하여 상기 제1하우징부측에 받침면(15)이 형성되고 상기 받침면(15)과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측(12)에 하강하여 상기 받침면(15)에 맞닿는 하향가압면(16)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 제1하우징부(11)측의 받침면(15)과 상기 제2하우징부(12)측의 하향가압면(16)은 서로 같은 크기로 면일치되는 구조로 되어 있다.

이렇게 상기 제1하우징부(11)측의 받침면(15)과 상기 제2하우징부(12)측의 하향가압면(16)을 서로 같은 크기로 면일치되는 구조로 하여 서로 간의 힘의 균형의 편심이 발생되지 않고 하향가압면(16)의 하중을 받침면(15)이 정확하게 받칠 수 있게 된다.

상기 제1센서부(40)는 상기 제1하우징부(11)에 일측이 연결 고정되고 상기 제2하우징부(12)에 타측이 연결되어 상기 제2하우징부(12)의 유동에 따라 상기 타측이 일체형으로 상하 유동되는 구조로 되어 있다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 제2하우징(12)의 상면에 측정물체의 하중이 가압되면 이 제2하우징(12)은 고정되어 있는 제1하우징(11)에 대해 외팔보(자유단) 방식으로 작용하여 하방으로 유동이 발생되고, 이에 따라 이 제2하우징(12)과 일체형으로 연결되어 있는 센서부(40)의 타측이 같이 유동되면서 유동된 거리만큼에 대한 전자신호를 발생하여 케이블(13)을 통해 모니터 등으로 송출하게 된다.

이러한 방식으로 측정물체에 대한 하중(무게)를 측정할 수 있게 되며, 측정물체가 최대하중값을 초과하게 되는 경우 상기 제2하우징부(12)가 하향 유동되다가 하향가압면(16)이 제1하우징부(11)의 받침면(15)에 맞닿게되면서 더 이상의 하향 유동을 방지하여 결과적으로 제2하우징부(12)의 변형 한계점을 벗어나지 않도록 한다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로써, 상기 제1가로관통부(21)는 상하로 길게 형성된 세로관통부(23)의 상단부와 연통되되, 상기 하우징(10)은 세로관통부(23)의 하단부와 연통되고 상기 제1슬릿부(30) 및 상기 제1가로관통부(21)와 대칭되는 제2슬릿부(31) 및 제2가로관통부(24)를 포함하며 상기 제1센서부(40)와 대칭되는 제2센서부(41)가 마련된 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 제2슬릿부(31)의 상기 제1하우징부(11)측에는 받침면(17)이 형성되고 상기 받침면(17)과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부(12)측에는 상기 받침면(17)을 가압하는 상향가압면(18)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 제1, 2슬릿부(30,31)는 서로 대칭되는 구조이기 때문에, 상기 제2슬릿부(31)는 도 3에서와 같이 배치되어 하방에서 상방으로의 제2하우징부(12)에 대한 가압이 이루어질 경우 상기 상향가압면(18)이 상승하여 받침면(17)을 가압할 수도 있고, 또는, 하우징(10)의 상하 방향을 바꾸어서 상기 제2슬릿부(31)가 상방으로 위치되도록 한 후 상기 상향가압면(18)이 하방으로 가압되게 하여 받침면(17)을 가압할 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 제1하우징부(11)측의 받침면(17)과 상기 제2하우징부(12)측의 상향가압면(18)은 서로 같은 크기로 면일치되는 구조로 하여 서로 간의 힘의 균형의 편심이 발생되지 않고 상향가압면(18)의 하중을 받침면(17)이 정확하게 받칠 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 제2센서부(41)는 상기 제1하우징부(11)에 일측이 연결 고정되고 상기 제2하우징부(12)에 타측이 연결되어 상기 제2하우징부(12)의 유동에 따라 상기 타측이 일체형으로 상하 유동되면서 유동변위에 대응되는 전기신호를 발생하도록 되어 있다.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀은 바닥면에 고정되는 제1하우징부와 이에 대응해서 상승 유동되는 제2하우징부를 마련하되 이들 제1, 2하우징 사이에 서로 간에 일정간격 이격 관통된 복수의 관통부를 형성하고 이들 복수의 관통부를 연통하여 상기 제1하우징부측에 받침면을 형성하며 상기 받침면과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측에 하향가압면이 형성되는 제1슬릿부를 마련함으로써, 제2하우징부로 가압되는 하중이 최대하중값을 초과하여 제2하우징부가 하향 변형이 일어날 경우 하향가압면이 받침면에 맞닿아 일정위치에서 정지되도록 하여 더 이상의 변형이 발생되지 않게 되면서 결과적으로 하우징 변형방지를 통한 제품 수명의 연장을 도모할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1가로관통부는 상기 세로관통부의 상단부와 연통되되, 상기 하우징은 세로관통부의 하단부와 연통되고 상기 제1슬릿부 및 상기 제1가로관통부와 대칭되는 제2슬릿부 및 제2가로관통부를 포함하며 상기 제1센서부와 대칭되는 제2센서부가 마련된 대칭구조에 의해 하우징의 상, 하방으로의 하중에 모두 대처할 수 있어, 측정작업의 신속한 대응에 따른 작업성 향상을 꾀할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1하우징부측의 받침면과 상기 제2하우징부측의 상, 하향가압면은 서로 같은 크기로 면일치되게 하여 받침면으로 가해지는 상, 하방의 하중크기에 정확하게 대응할 수 있도록 함으로써, 가압 하중의 편심에 따른 하우징의 추가 변형이 방지되어 결과적으로 제품의 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 발명청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

10 : 하우징 11 : 제1하우징부
12 : 제2하우징부 13 : 케이블
14 : 체결홈 15 : 받침면
16 : 하향가압면 17 : 받침면
18 : 상향가압면 20 : 관통부
21 : 제1가로관통부 22 : 세로관통부
23 :세로관통부 24 : 제2가로관통부
30 : 제1슬릿부 31 : 제2슬릿부
40 : 제1센서부 41 : 제2센서부

Claims (4)

1. 바닥면에 고정되는 제1하우징부와, 상기 제1하우징부와 일체형으로 연결되고 하향 가압에 따라 일정높이 하강 유동되며 가압 해제시 원상태로 상승 유동되는 제2하우징부를 포함하는 하우징;
   상기 제1, 2하우징부를 구획하여 이들 제1, 2하우징부가 서로 일정간격 이격되도록 관통되고 서로 간에 일정간격 이격되는 복수의 관통부;
   상기 복수의 관통부를 연통하여 상기 제1하우징부측에 받침면이 형성되고 상기 받침면과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측에 하향가압면이 형성되는 제1슬릿부; 및
   상기 제1하우징부에 일측이 연결 고정되고 상기 제2하우징부에 타측이 연결되어 상기 제2하우징부의 유동에 따라 상기 타측이 일체형으로 유동되는 제1센서부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 관통부는,
   상기 제1, 2하우징의 가로 방향을 따라 길게 관통되어 상기 고정되는 제1하우징에 대해 상기 유동되는 제2하우징이 외팔보 구조로 상하 원활하게 유동이 이루어지도록 하는 제1가로관통부; 및
   상기 제1가로관통부와 일정간격 이격되어 상기 제1슬릿부를 통해 연통되고 상하로 길게 관통되는 세로관통부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1가로관통부는 상기 세로관통부의 상단부와 연통되되,
   상기 하우징은 세로관통부의 하단부와 연통되고 상기 제1슬릿부 및 상기 제1가로관통부와 대칭되는 제2슬릿부 및 제2가로관통부를 포함하며 상기 제1센서부와 대칭되는 제2센서부가 마련된 것을 특징으로 하는 로드셀.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2슬릿부의 상기 제1하우징부측에는 받침면이 형성되고 상기 받침면과 이격된 상태로 대응되는 상기 제2하우징부측에는 상기 받침면을 가압하는 상향가압면이 형성된 것을 특징으로 하는 로드셀.

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