KR900000657B1 - 원통형 비임의 힘 변환기 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

원통형 비임의 힘 변환기
제1도는 본 발명에 따른 변환기의 부분 정 단면도.
제2도는 제1도의 A-A선 부분단면도.
제3도는 본 발명의 비임 부재사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 힘 변환기 12 : 지지대
14 : 비임 부재 16, 18 : 다이아프램
20 : 베이스 부재 22 : 니플
24, 26 : 턱 28 : 원통 부재
30 : 평판 32 : 슬로트
34 : 레버부 36 : 비임부
38 : 선단부 40 : 장공
42 : 중심부 44, 46 : 스트레인 게이지
48 : 케이블 50 : 제어 장비
52, 54 : 스트러트 56 : 커버부재
58 : 보스(Boss) 60 : 격막
62 : 좌측구멍 64 : 우측구멍
66 : 커버부재 68 : 보스
70 : 격막 72, 74 : 압력공
본 발명은 개량된 힘 변환기에 관한 것이다.
통상적인 힘 변환기는 입력에 대응하는 출력을 발생시키는 것으로서, 입력은 판 스프링 만곡부의 자유단 근처나 한쪽만 지지된 외팔보에서 가해지게 되고 이렇게 가해진 힘은 고정부분에 대하여 비임의 각변위를 나타내게 되며, 이 각 변위는 비임에 부착된 스트레인 게이지(strain gauge)에 의해 감지되어 이에 부합하는 출력 신호로 발생된다. 일정 단면적을 갖는 비임의 자유단 근처에서 가해지는 입력은 고정된 지지부에서 최대로 되고 점차 멀어질수록 감소되는 응력을 나타내고, 최대 허용 응력은 비임의 재질에 따라 제한되며, 변환기의 용량을 결정하는 평균 응력은 반드시 최대 응력보다 작아야한다.
본 발명을 위한 참고 자료인 미국 특허 제4,424,717호는 입력치에 비례하는 출력신호 발생의 힘 변환기를 나타내는데 여기서 같거나 반대되는 힘은 대칭의 외측 부재를 갖는 복합판 스프링 만곡부로 구성된 비임 부재에 의해서 생성되고 고정된 베이스로 부터는 지지되고 유동의 베이스로부터는 외팔보 특성을 각각 갖게 되며 점점 얇은 단면적의 중앙 부재쪽으로 감소된다.
이중에 유동 베이스는 기준선을 따라 작용하는 힘이 얇은 중앙 부재의 중심을 관통하므로써 0점 혹은 중립점으로 부터 길이 변위를 가지게 된다.
고도의 정밀도가 요구되는 경우에서는 입력이 비임의 중앙에 정확하게 작용하는 것이 매우 중요하며 이를 위해서 정확한 위치를 잡는 것은 종래와 같이 비임부재가 분리 수납되고 유동 가능한 베이스 부재에 힘이 작용하는 기술 방식으로는 곤란하며 이렇게 두 부분으로 된 구조물 때문에 부재의 외형이 상대적으로 커짐으로써 그 부재내에 매우 큰 공간이 남게 된다.
또한 그 빈 공간은 오일로 채워지고, 변환기의 어떠한 성능 특성 또한 기름량에 따라 정해지게 되어 이 공간을 감소시켜 최소로 하는 것이 이득이 된다.
이러한 이유 때문에 힘 변환기에 아주 정확히 일치되는 비임 부재를 개발하는 것이 필요하게 되었다.
이에 본 발명은 미국 특허 제4,424,717호에서 밝힌 힘 변환기를 개량한 만곡 비임 부재를 제공하기 위한것이고 비임과 베이스가 조합되어 구성되어 있고 특히, 조합된 비임과 베이스는 하나의 원통 막대를 이루며 스트레인 게이지를 수납하기 위해 일면을 따라 평면이 형성되어 있고 L자형의 슬로트는 상기 평면쪽으로 얇게 형성되어 두꺼운 반대쪽으로 관통되어 있다.
또한 상기원통의 일단은 변환기의 고정 베이스 부재에 접지되며 횡단 구멍은 비임부재를 격막이나 변환기의 힘 전달 부재에 연결할 스트러트를 수납하기 위해 중심부에 형성되어 있다.
이하 본발명에 따른 구성 및 작용 효과를 정부된 예시 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 원통형 지지대를 (12)를 포함한 힘 변환기(10)로써, 상기 지지대(12)내에 설치된 비임 부재(14), 상기 비임 부재(14) 작동상 연결되고 지지대의(12) 일측에 설치된 다이아프램(16,18), 상기 비임 부재가 (14) 고정 부착되는 베이스 부재(20) 및 지지대(12)내의 비임 부재(14)를 지지하는 니플(Nipple,22)로 이루어지고, 상기 지지대(12)는 비임 부재(14)의 삽입 이동을 위해 선단이 개구되어 있고, 상기 비임 부재(14)는 지지대내에 형성된 턱(24) 반대쪽에 수납되는 베이스 부재(20)에 접착 고정되며, 상기 니플(22)의 선단은 턱(24)의 반대쪽 베이스 부재(20)를 압착한다.
특히, 제3도를 참고로 하면 비임 부재(14)는 그 일면이 길이 방향으로 평판(30)이 형성된 원통 부재(28)로 되어 있고 L-자형의 슬로트(32)는 레버부(34)와 테이퍼진 비임부(36)를 정할 상기 원통 부재(28)를 관통하고 있다.
특히, 상기 비임부(36)는 얇은 중심부(42)에 그 중앙 부분을 테이퍼 지게한 L-자형의 슬로트(32) 장공의 선단부(38,40)를 상대적으로 더욱 압착하게 된다.
제1도 및 제2도를 참고로 하면 스트레인 게이지(44,46)는 평판(30)에 부착되거나 혹은 다른 방법으로 부착되어져서 여기서부터 나온 전기선과 공지된 방식으로 제어 장비(50)에 출력신호를 보낼 케이블(48)에 연결된다.
여기에서 예를 든 힘 변환기를 비임 부재에 적용되는 입력으로 바뀔 수 있는 조건 즉 절대 압력 혹은 차압, 유체압 등과 같은 많은 차등 조건의 측정에도 적용시킬 수 있게 된다.
도시된 구조물에 있어서, 변환기(10)는 다이아프램(16,18)에 의하여 차압을 측정하기 위해서 사용되고 있고, 비임 부재(14)에 수납되고 지지대(12)에 형성된 구멍을 통해 나온 스트러트(52,54)의 힘 F1F2를 각각 이용한다.
다이아프램(16)은 도시되지 않은 다수개의 스크류 등에 의해서 지지대(12) 상부에 형성된 보스(Boss, 58)에 부착되어진 커버 부재(56)와 스트러트(52)에 부착되고 상기 커버 부재(56)와 본체(58) 사이에 압착된 격막(60)으로 구성된다.
좌측구멍의(62) 압력(P1)과 우측구멍의(64) 압력(P2)간 차이는 격막에 의해 스트러트(52)에 전해지는 힘에 의해서 생기고 힘에 비례하는 스트레인 게이지(44,46)에 의해서 출력 신호로 바뀌게 된다.
다른 다이아프램(18)은 다이아프램(16)과 동일하고 커버 부재(66), 보스(68), 격막(70) 및 압력공(72,74)으로 구성되며 압력 P3와 Pt의 차에 비례하는 비임 부재에 힘(F2)을 전달하여 작동할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 작용되는 힘 크기의 변화에 비례하여 여러 출력 신호를 발생시키는 변환기에 있어서, 지지대(12)와 상기 지지대(12)에 설치된 외팔보형태의 비임 부재(14), 상기 비임 부재(14)에는 테이퍼진 비임부(36)가 설치되고 상기 비임 부재(14)에 작용하는 힘에 의해서 비임에 발생되는 인장값 만큼 출력 신호를 나타내도록 작동되며 상기 비임 부재(14)에 부착되는 최소한 하나의 스트레인 게이지(44,46), 상기 비임 부재(14)는 한쪽끝이 지지대(12)에 부착되고 다른 한쪽은 외팔보형태의 자유단으로 된 원통형으로 구성되고 레버부(34)와 비임부(36)를 구분짓기 위해 상기 원통형 부지(28)에 형성된 L자형 슬로트(32), 상기 레버부(34)에 부착된 첫번째 힘 전달 부재 및 상기 비임부(36)에 부착된 두 번째 힘 전달 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 힘 변환기.
  2. 제1항에 있어서 상기 첫번째와 두번째 힘 전달 부재는 원통형 부재(28)로부터 종축에 대해 직각으로 돌출된 첫번째와 두번째 스트러트(52,54)로 구성된 특징이 있는 것.
  3. 제2항에 있어서, 상기 첫번째와 두번째 스트러트(52,54)가 첫번째와 두번째 힘 전달 장치에 부착되기 위해서 상기 지지대(12)를 관통하여 돌출된 특징이 있는 것.
  4. 제1항에 있어서, 상기 L자형 슬로트(32)는 원통형 부재(28)의 축 방향에 평행한 장공(40)과 상기축에 대해 수직인 단공 및 상기 장공(40)과 원통형 부재(28)의 인접 측면 사이에 형성시킨 테이퍼진 비임부(36)로 구성된 특징이 있는 것.
  5. 제4항에 있어서, 상기 원통형 부재(28)는 L자형 슬로트(32)의 장공(40)과 인접한 일측면에 형성시킨 평판(30)을 갖는 특징이 있는 것.
  6. 제5항에 있어서 상기한 평판(30)에 최소한 하나의 스트레인 게이지(44,46)가 부착된 특징이 있는 것.
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