KR920008799B1 - 회전체로부터 정지상태의 수신스테이션으로 무선신호를 전송하는 장치 - Google Patents

회전체로부터 정지상태의 수신스테이션으로 무선신호를 전송하는 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

회전체로부터 정지상태의 수신스테이션으로 무선신호를 전송하는 장치
제1도는 드릴링 머신의 측면도.
제2도는 스핀들 헤드에 끼워진 처크의 측면도.
제3도는 처크의 단면도.
제4도는 제2도 및 제3도의 처크에 끼워진 전자 구조체의 확대 단면도.
제5도는 제4도의 전자 구조체의 정면도.
제6도는 수정된 전자 구조체의 단면도.
제7도는 터빈의 개략적인 단면도.
제8도는 제7도의 터빈축의 끝부분을 도시한 확대단면도.
제9도는 제8도의 9-9선을 따른 터빈축 끝부분의 단면도.
제10도는 크랭크축을 가진 내연기관의 개략적인 단면도.
제11도는 제10도의 크랭크축의 끝부분을 도시한 상세단면도.
본 발명은 일반적으로 회전체로부터 정지된 수신 스테이션으로 무선신호를 전송하는 장치에 관한 것이다. 회전체에는 하나의 검출기가 설치되어 회전체에 부속하는 요소의 작동상태에 변화가 발생하면 그것을 검출해낸다. 이러한 변화가 검출된 경우에는 회전체의 전송기에 신호가 주어진다. 곧 전송기는 수신스테이션으로 정보를 보낸다.
미합중국특허 제4, 090, 802호에 의하여, 처크는 안전 클러치를 구비하여, 부러지거나 또는 무디어진 공구에서 발생하는 과중부하를 방지한다고 알려졌다. 과중부하의 경우에 안전 클러치가 작동하여 스위치를 폐쇄하며, 이에따라 전송기가 처크내의 어큐뮤레이터에 의해 작동되어 고주파 신호를 발생시키며, 이 신호는 처크에서 멀리 떨어져 설치된 수신기에 전달되어 청각적 시각적으로 표현되거나 또는 처크를 구비하는 기계를 실제로 작동 정지시킬 수 있다.
그러나 이러한 공지된 구성에 의하여는 다만 긍정 또는 부정의 정보만을 검출하고 전달할 수 있다.
또 다른 종전기술에 의하면 압력에 민감한 요소를 기계의 헤드에 고정되게 설치하여 공구의 반동력에 의하여 부하가 걸리게끔 한다. 이 압력에 민감한 요소의 산출신호는 증폭되어 표현장치로 전달되어진다. 실로 공구 반동력의 연속적 제어가 이에의해 가능하게 되나, 검출기가 회전 스핀들이 아닌 정지기계에 위치하고 있기 때문에, 검출된 정보는 부정확하게 되는데 예를들면 베어링의 마찰에 의해 영향을 받게 된다. 기계의 진동이나 기타 영향에 의해 기능불량상태가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 회전체 밖에서 오는 나쁜 영향을 피하는 동시에 연속적으로 또는 불연속적으로 여러 가지 작업조건에 대한 여러 가지 정확한 정보를 검출하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또하나의 목적은 공구의 속도를 적정화하고 비정상적인 작업상태를 알아내기 위하여 회전체의 진동을 검출해 낼수 있는 장치를 제공하려는 것이다. 본 발명에 의하여, 공구 작업물체, 터빈 등이 거의 즉시 부러질 수 있는 위험에 놓인 상태를 알아내어, 실제 파열이 발생하기 전에 구동기를 정지시킬 수 있게 된다.
본 발명의 또 하나의 목적은 회전체의 송신기에 의해 발송된 정보가 멀리 떨어진 장소에까지 영향을 줄 수 있는 장치를 제공하려는 것이다. 특히 회전체내의 신호 처리기구와 원격조정 위치 사이의 통신이 가능하게 된다.
마지막의 그러나 마찬가지로 중요한 본 발명의 목적은 회전체로부터 정지된 수신스테이션에 무선 신호를 전달할 수 있는 장치를 제공하려는 것인데, 이 장치의 구성요소로는, 회전체내에 최소한 부분적으로 결합되 있는 전류공급기구가 구비되며 회전체는 또한 정치 스테이션에서 전송하는 신호를 받아드리는 수신기구를 구비하며, 신호처리기구를 구비하며, 회전체에 동반하는 작업물체의 작업상태상의 극히 경미한 변화까지 검출할 수 있는 고정밀 감지기를 구비하며, 수신스테이션으로 신호를 전송할 수 있는 전송기구를 구비하며 상기 신호처리기구는 작동가능하게 작동기와 연결되 있으며, 또한 수신기 및 송신기와도 작동가능하게 각각 연결되 있어, 이에따라, 송신기의 출력신호는 수신기의 입력신호에 의존하게 되어있다.
본 발명에 의하여 여러 가지 작업상태의 순간적인 값을 검사할 수 있는데, 즉 처크에 끼운 툴의 조인힘, 작업과정의 시초의 진행상태와 종료시의 상태, 피작업물체의 상태, 등을 검사할수 있다. 이외에도 신호처리기구는 특별히 위험한 작업상태가 생겼다고 인지하였을 때, 예를들면 특별한 형태의 진동이 생길 때, 증폭기와 신호발송기구를 자동적으로 작동시켜 경보신호를 발송시키거나 또는 기계를 정지시킬수 있다. 또한 균형이 흐트러진 상태나 또는 보통이 아닌 진동이 검출될 때 터빈에 자동적으로 제동이 걸린다. 또한 그 밖에 어떤 유력한 신호이든 검출되고 처리되어 예를들면 내연기관의 연소과정을 제어하거나 또는 베어링 소음의 변화가 검출되었을 때 윤활기능을 활성화시킬 수 있다.
본 발명의 기타 목적과, 특징과 장점들은 이하에서 적절한 실시예를 설명하므로써 그리고 특허청구범위에 의하여 완전히 분명해질 것이다.
제1도 및 제3도에 있어서, 드릴링머신이나 밀링머신의 처크(10)는 파지홈(12)과 함께 외측 플렌지를 구비하며, 상기 홈의 바닥에는 여러개의 반경방향구멍(62)이 구비되어 있다. 처크의 내부에는 여러개의 전송다이오드(14) 및 여러개의 수신다이오드(16)가 구멍(62)들과 각각 위치가 맞추어져 반경방향으로 배열되어 있다. 정지상태의 송수신 스테이션(18)은 기계에 부착되었고 파지홈(12)에 인접하고 구멍(62)의 반경방향 평면에 위치한다. 송수신 스테이션(18)은 케이블(20)을 거쳐 제어기 및 표현기(22)와 연결되있다.
제2도에 있어서, 일차 코일(26)은 스핀들 헤드(24)내에 삽입되었으며, 이차코일(28)은 처크(10)내에 삽입하여 일차코일(26)에 인접시켜 유도 전류가 공급될 수 있게끔 하였다.
제3도의 처크(10)내의 회로에 대한 전류공급은 처크(10)내의 어큐뮤레이터(30)에 의해 교류로 공급된다. 처크(10)는 2부분의 하우징(32), 및 죠(34)로 구성되고, 죠(34)는 이동가능한 부재(36)이 들어있으며, 이 부재(36)는 회전가능한 부재(38)와 나사식으로 결합되 있으며, 이 부재(38)는 스페너로서 워엄축(40)에 의해 회전시켜 죠(34)를 작동시킨다. 회전 가능한 부재(38)와 하우징(32)의 환형 숄더(44)사이에 그리고 환형의 플렌지(42) 및 환형의 숄더(44)사이에는 볼베어링 링(46), 견고한 지지링(48) 및 환형의 몸체(50)가 직렬로 설치되 있다. 죠(34)들 사이에 공구를 조여 놓을 때 클램프 압력의 반동력의 축방향 요소는 부품(36, 38, 46 및 48)들을 거쳐 환형의 몸체(50)에 전달되기 때문에, 이환형의 몸체에는 사전 부하가 실린다. 지지링(48)은 축방향 돌출핀(52)을 구비하는데 이 돌출핀은 환형의 쳄버(50)를 거쳐, 환형의 숄뎌(44)의 부위에 있는 하우징(32)의 축방향 구멍내로 연장되 있어서, 이에의해 환형의 몸체(50)가 회전하지 못하게끔 고정시켜 준다.
후방면과 연관된 원형의 실린더형 블록(54) 및 환형의 몸체(50)는 상호 연결된 구조체를 형성하여 그속에 전자식 장비전체를 담고 있다. 이 구조체는 하우징(32)의 계단식 실린더형 쳄버내에 삽입된다.
환형의 몸체(50)내에는, 3쌍의 압력에 민감한 요소(56)가 균등한 주변간격으로 배열되 있다. 합성재료로 구성된 실린더형 블록(54)은 여러개의 평행판(60)을 내포하는데 제4도에서 이 평행판들은 반경방향 평면상에 배열되고, 제2의 실시예인 제6도에서는 처크(10)의 회전축과 평행하게 배열되 있다. 전기 내지 전자부품(58)들은 판(60)에 부착되고, 회로 다이아그램에 따라 전기적으로 연결되 있어서, 신호처리기구를 형성하며, 여기에는 증폭기가 하나 포함되고, 상기 신호처리기구는 압력에 민감한 요소(56)에 연결되 있다. 전송 다이오드(14) 및 수신 다이오드(16)는 외측주변에 있는 실린더형불록(54)내에 배열되 있으며, 실린더형 블록들은 같은 반경 방향 평면을 따라 균등한 간격으로 교대로 배열되 있으며, 상기 다이오드들은 신호처리기의 증폭기와 전기적으로 연결되 있다. 다이오드(14,16)들의 각각은 하우징(32)의 주변벽에 있는 반경방향 구멍(62) 중 하나와 각각 반경방향 위치가 맞추어져 있어서 구멍(62)들을 통하여 적외선 신호를 전송하고 수신하며, 상기 구멍(62)들 내에는 반투명 물질(64)이 차있다. 블록(54) 바로 뒤에는 어큐뮤레이터(30)의 실린더형 하우징이 계단식 실린더형 쳄버의 소직경 부위에 맞추어져 있다. 어큐뮤레이터(30)의 중앙 돌출부 및 어큐뮤레이터(30)의 실린더형 하우징의 접촉링은 블록(54)내의 신호처리기에 전류를 공급한다.
제7도 내지 제9도에 있어서, 링모양으로 성형된 블록(154)은 신호처리기의 요소가 배열된 판 하나를 최소한 가지는데, 이 블록(154)은 터빈(102)의 축(100)에 고정부착되 있다. 신호처리기는 감지기(156)와 전기적으로 연결되 있는데, 이 감지기(156)는 축(100)에 있는 반경방향 구멍에 삽입되 있으며, 나사링에 의해 사전부하가 걸려 있다. 플렌지 달린 머프(muff) (104)에 의해 블록(154)의 둘레에는 간격이 형성되 있으며, 상기 머프(104)는 터빈(102)의 하우징에 고정되 있다. 반경방향 제1평면상에는 주변상에 간격을 가진 여러개의 전송 다이오드(14)가 블록(154)내에 배열되 있고 평행하는 제2의 반경방향 평면방향 평면상에는 여러개의 수신 다이오드(16)가 블록(154)내에 배열되 있다. 여러개의 전송 다이오드(18a)는 머프(104)의 내주변에 배열되고 서로 간격져서, 축(100)이 회전할 때 수신 다이오드(16) 대향위치를 갖게 된다. 여러개의 수신 다이오드(18b)는 전송 다이오드(14)에서 오는 신호를 수납하기 위하여 머프(104)에 상기 제1반경방향 평면에 배열되 있다. 전류공급은 코일(26, 28)에 의하여 유도전류를 발생시켜 달성한다. 신호처리기는 전송 다이오드(18a) 및 수신 다이오드(16)를 거쳐 제어기(22)에 의해 출력신호를 발하도록 요청받는다. 이에의해 감지기(156)의 순간적 검출치들은 전송 다이오드(14) 및 수신 다이오드(18b)를 거쳐 제어기(22)로 전달된다.
제10도 및 제11도에 의한 실시예는 성형 블록(254)를 구비하는데 이것은 내연기관(202)의 크랭크축(200)의 전방끝부위에 나사캡으로 고정되 있다. 크랭크축에는 동축구멍이 구비되어 있는데, 이 구멍속에는 감지기(256)가 삽입되며, 이 감지기는 블록(254)의 실린더형 돌출물에 의해 사전 부하를 받는다. 블록(254)의 자유전방면에는 전송 및 수신 다이오드(14, 16)가 원을따라 원주상에 간격을 가지고 배열되 있다. 이 다이오드들은 상술한 바와같이 나사캡내의 반투명 삽입자(206)를 통하여 엔진 하우징의 캡(204)내에 배열된 정지상태의 송수신 스테이션(18)과 교신한다.

Claims (12)

  1. 회전체(10,100,200)내에 최소한 부분적으로 결합된 전류공급기(26,28,30)를 구비하며, 상기 회전체(10,100,200)는 정지상태의 전송 스테이션(18a)에서 오는 신호를 수납하기 위한 수신 다이오드(16)를 구비하며, 신호처리기를 구비하며, 상기 회전체(10,100,200)와 함께 회전하는 물체의 작업상태의 미세한 변화까지도 검출할수 있는 고정밀 감지기(56,156,256)를 구비하여, 그리고 수신 스테이션(18b)에 신호를 전달하기 위한 전송 다이오드(14)를 구비하며, 상기 신호처리기는 감지기(56, 156, 256) 및 수신 및 전송다이오드(14,16)와 각각 작동가능하게 연결되 있으며, 이에의해 전송 다이오드(14)의 출력신호는 수신 다이오드(16)의 입력신호에 따르게되는 것을 특징으로 하는 회전체(10,100,200)로부터 정지상태의 수신 스테이션(18b)으로 무선신호를 전송하는 장치.
  2. 청구범위 1항에 있어서, 수신 다이오드(16)에서 신호를 받을 때 신호처리기의 최소한 하나의 증폭기가 작동화되는 것.
  3. 청구범위 1항 또는 2항에 있어서, 전송기는 회전체(10,100,200)의 회전축에 직각으로 형성된 공통의 반경방향 평면상에 여러개의 전송 다이오드(14)가 원주방향에 간격을 가지고 배열되 있으며, 여기서 수신기는 상기 공통 평면에 배열된 최소한 하나의 증폭기가 작동화되는 것.
  4. 청구범위 3항에 있어서, 전송기는 여러개의 적외선 발사 다이오드를 구비하며, 수신기는 여러개의 적외선 민감성 쎌을 구비하는 것.
  5. 청구범위 4항에 있어서, 회전체는 공구나 작업물체로 구성된 물체를 끼우는 처크(10)이며, 처크(10)는 하우징(32)을 구비하며, 하우징(32)은 나사로 접합 연결시킨 여러개의 하우징 부분으로 구성되며, 처크(10)는 또한 여러개의 죠(34)를 움직이기 위한, 축방향으로 이동가능하고 비회전성인 부재(36)를 구비하며, 회전성 부재(38)는 이동성 부재(36)와 나사식으로 결합하며, 회전성 부재(38)는 그 외측주변에 환형 플렌지(42)를 구비하며, 하우징(32)내에는 환형의 숄더(44)가 형성되 있으며, 볼베어링 링(46)과 견고한 지지링(48)과 환형의 몸체(50)가 환형의 플렌지(42)와 환형의 숄더(44) 사이에 직렬로 배열설치되 있으며, 이들은 각자 서로 접촉한 상태이며, 상기 감지기는 상기 환형의 몸체내에 주번 간격을 두고 배열된 여러개의 압력에 민감한 요소(56)를 구비하며, 상기 압력에 민감한 요소(56)는 조이는 힘의 축방향반동 요소에 의한 예비 부하를 축방향으로 받고 있으며, 이 힘은 처크(10)의 죠(34)사이에 상기 물체를 클램프하고 있는 그 힘을 가리키는 것.
  6. 청구범위 5항에 있어서, 최소한 하나의 반경방향 평면내에 여러개의 반경방향 구멍(62)이 주변간격을 가지고 구비되며, 이 구멍(62)들은 하우징(32)의 주변벽을 완전히 통하여 연장되 있는 동시에 하우징내의 실린더형 쳄버의 내부 끝과 통하여 있으며, 한편 광방사 다이오드 및 광민감성 쎌을 구비한 광전자 요소인 전송 및 수신 다이오드(14,16)들은 하우징(32)의 주변벽의 내주면에 인접한 상기 실린더형 쳄버내에 구비되며, 광전자 요소(14,16)들의 중심축의 각각은 상기 구멍(62)중 하나의 중심축과 반경방향으로 맞추어져 있으며 또 한편 상기 여러개의 구멍(62)들은 최소한 그 외측끝이 반투명 물질(64)로 폐쇄되어 있는 것.
  7. 청구범위 6항에 있어서, 처크(10)의 하우징(32)에는 환형의 외부플렌지가 구비되고, 이 플렌지에는 환형의 홈(12)이 형성되 있으며, 한편 상기 여러개의 반경방향 구멍(62)들의 외측 끝은 상기 홈(12)의 밑부분으로 통하여 있는 것.
  8. 청구범위 7항에 있어서, 신호처리기는 여러개의 간격진 평행판(60)을 구비하며, 전기 및 전자부품(58)들은 상기 평행판(60)에 부착되며, 상기 평행판(60)은 합성물질로 구성된 원형의 실린더형 블록(54)내에 덮어 씌워져 있으며, 상기 실린더형 블록(54)은 환형의 몸체(50)보다 직경이 더작고 환형의 몸체(50)와 연결되어 이 두 가지가 합하여 축방향으로 삽입가능한 삽입기구를 형성하며, 이 삽입기구는 상기 하우징(32)내에 회전 가능하지 않게 설치되어 있는 것.
  9. 청구범위 8항에 있어서, 전송기 및 수신기가 상기 블록(54)내의 외측주변 부위에 설치되는 것.
  10. 청구범위 8항에 있어서, 상기 여러개의 간격진 평행판(60)은 반경방향 평면에 배열되 있는 것.
  11. 청구범위 8항에 있어서, 상기 여러개의 간격진 평행판(60)은 회전체(10)의 중심축과 평행한 면에 배열되 있는 것.
  12. 청구범위 4항에 있어서, 상기 회전체가 기계, 엔진(202), 펌프, 터빈(102) 및 로터 등으로 구성된 군의 축(100,200)에 조여는 것.
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