KR960010262Y1 - 지시 저울의 완충구조 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

지시 저울의 완충구조

제1도는 지시 저울의 조립사시도.

제2도는 지시 저울의 분해사시도.

제3도는 지시 저울의 내부 측면도.

제4도는 지시 저울에 있어 하중전달판의 구성도.

제5도는 지시 저울에 있어 하중전달판의 작동상태도.

제6도는 지시 저울에 하중전달 개념도.

제7도는 종래의 지시저울의 완충구조의 부분정면도.

제8도는 종래의 지시저울의 완충구조의 부분측단면도.

제9도는 본원 고안에 따른 완충구조의 정면도.

제10도는 본원 고안에 따른 완충구조의 다른실시예도.

제11도는 본원 고안에 따른 완충구조의 다른실시예도.

제12도는 본원 고안에 따른 완충구조의 다른실시예도.

제13도는 본원 고안에 따른 완충구조의 작용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 몸통 2 : 적재판

41,61,81 : 하중전달판

본 고안은 랙과 피니온 구조에 의해 지시부가 계량눈금을 지시하도록 된 지시저울에 있어, 무거운 하중물을 저울의 적재판 위에 갑자기 올려 놓을 때 이 충격하중에 의해 저울의 하중전달부나 지시부등이 파손되는 것을 방지하고자 하는 지시저울의 완충구조에 관한 것이다.

제1도에서 제3도까지에는 종래의 저울로서, 접시 지시저울의 형상과 크기이면서도 판 수동저울의 구조의 일부를 결합하므로서 50Kg을 초과하여 100Kg 이상까지도 계량할 수 있는 지시저울을 하나의 실시예로 도시하고 있다.

지시저울은 크게 나누어 몸통(1)과, 적재판(2)과, 하중전달부(31-95)와, 계량표시부(T)와로 구성된다. 몸통(1)은 모든 하중전달부품과 같은 계량장치들을 수납하고 지지하는 것으로, 밑면판(11L) 위에 좌우 두개의 옆면판(11S)과 하나의 뒷면판(11B) 및 하나의 앞면판(11F)으로 에워싸고 그 위에 상면판(11U)으로 에워싸는 형상으로 되어 있다.

적재판(2)은 계량하고자 하는 피계량물을 올려 높는 판으로서, 무거운 피계량물의 중량에도 견딜수 있는 형상과 크기로하여 판 몸체를 형성한다.

하중전달부(31-95)는 상기 적재판(2)위에 올려진 피계량물의 하중을 균등하게 분포 또는 조합하면서 일정한 질량비로 환산하여 일정한 이동길이를 결정하고, 이 이동길이를 계량표시부(T)에 전달하는 것으로, 4개의 하중받침대(31F, 31B)를 형성하고, 이 하중받침대(31F, 31B)를 상기 적재판(2)에 고정하여 적재판(2)위에 얹혀진 피계량물의 하중은 4개의 하중받침대(31F, 31B)로 균등하게 분포되여 또다른 하중전달부 부품들에 차례로 전달하게 된다.

하중받침대(31F, 31B)에 전달된 하중중, 앞면판(11F)쪽에 위치한 2개의 하중받침대(31F)에 전달되는 하중은, 2개의 지렛대(32F)와 1개의 지렛대연결판(33F)을 거쳐 긴 지렛대(32L)로 전달되도록 하고, 뒷면판(11B)쪽에 위치한 2개의 하중받침대(31B)에 전달되는 하중은, 2개의 지렛대(32B)와 1개의 지렛대연결판(33B)을 거쳐 짧은 지렛대(32S)로 전달되도록 하며, 이 짧은 지렛대(32S)로 전달된 하중은 다시 날받이틀(34)에 전달되어 긴 지렛대(32L)에 일정한 질량비로 전달되게 된다.

그리고, 상기 긴 지렛대(32L)의 한쪽 끝단 가까이에는 역점날(K6)을 고정하고, 이 역점날(K6)에는 스프링걸이(52)의 한쪽이 걸리도록 하며, 스프링걸이(52)의 다른 한쪽에는 하중스프링(53)의 한쪽을 연결하고, 이 하중스프링(53)의 다른 한쪽에는 나사식으로 가공된 스프링걸이(54)가 연결되며, 이 스프링걸이(54)에는 영점조정나사(55)가 나사 조립되고, 영점조정나사(55)는 뒷면판(11B)에 뚫고 있는 구멍(11H) 밖으로 약간 돌출시켜 놓은 상태로 밑면판(11L)에 고정하고 있는 스프링고정대(56)에 수납 조립하고 있다.

그리하여 적재판(2)에 피계량물을 올리면 이 피계량물의 하중은 상기 하중전달경로를 따라 긴 지렛대(32L)에 일정한 질량비로 전달하게 되며, 이렇게 전달된 질량 크기에 비례하여 긴 지렛대(32L)의 한쪽(역점날(K6)위치)이 상승하게 되면서 하중스프링(53)을 인발(길이가 늘어남)하게 되며, 이렇게 인발되면서 적재화물의 하중을 흡수하게 되는 것이다. 이때에 긴 지렛대(32L)의 상승거리 즉, 하중스프링(53)의 일반 길이는 긴 지렛대(32L)에 전달되는 하중의 크기(질량비의 크기)에 따라 정하여지는 것이다. 그리고 위에서 긴 지렛대(32L)가 상승하는 운동을 계량표시부(6)에 전달하기 위하여, 하중전달판(41)을 형성하여, 이 하중전달판(41)을 긴 지렛대(32L)와 랙레버(71)와의 사이를 연결하게 된다.

제4도 및 제5도에는 긴 지렛대(32L)와 렉레버(71)와의 사이를 연결하고 있는 하중전달판(41)을 도시하고 있는 것으로, 하중전달판(41)의 한쪽은 하중전달핀(41)을 사용하여 긴 지렛대(32L)에 연결 조립하고 다른 한쪽은 하중전달핀(43)을 사용하여 렉레버(71)에 연결하고 있다.

상기와 같이 하중전달판(41)에 연결하고 있는 랙레버(71)는 레버받침대(72)에 축핀(73)으로 회전이 가능하게 조립되며, 이와같이 레버받침대(72)에 조립하고 있는 랙레버(71)의 다른 한쪽에는 축핀(74)을 사용하여 랙(75, rack)을 조립하고, 랙(75)은 축(77)에 회전이 가능하게 조립되어 있는 피니온(76)에 치합하여 랙(75)의 상,하 직선운동을 피니온(76)에서 회전 운동으로 변환하도록 하고 있다.

그리고 피니온축(77)에 지침(78)을 끼워 이 지침(78)이 계량표시부(T)의 눈금판(T1)을 지시하도록 되어 있다.

(미설명부호 K1은 종점날, K2는 지점날, K3, K4는 하중날, K6는 역점날임)

이와 같이 구성된 지시저울에 의해 피계량물을 계량할 때 하중의 전달과정을 제6도에 따라 살펴보기로 한다.

피계량물을 적재판(2) 위에 얹어놓으면 피계량물의 하중은 4개의 하중받침대(31F, 31B)와, 지렛대(32F, 32B)의 종점날(K1)에 전달되면서, 앞면판(11F)쪽의 지렛대(32F)는 지점날(K2)을 중심으로하여 화살표 A방향으로 운동하여 앞쪽 지렛대 연결판(33F)에 고정하고 있는 긴 지렛대(32L)를 화살표C의 방향으로 운동시키며, 뒷면판(11B)쪽의 지렛대(32b)는 지점날(K2)을 중심으로하여 화살표 A의 방향으로 운동하여 뒤쪽 지렛대 연결판(33B)을 화살표 B의 방향으로 운동시키면서 뒤쪽 지렛대 연결판(3B)에 고정하고 있는 짧은 지렛대(32S)를 화살표 C의 방향으로 운동시킨다.

이렇게 긴 지렛대(32L)와, 짧은지렛대(32S)에 고정하고 있는 하중날(K3, K4)과 날받이틀(34)에서 질량비가 합치되고, 균등화되어 이렇게 합치된 질량비에 따른 하중은 긴 지렛대(32L)의 끝단부에 고정하고 있는 역점날(K6)에 전달되면서 역점날(K6)쪽의 긴 지렛대(32L)는 화살표 D방향으로 운동시키며(제5도참조), 이에 따라 스프링(53)은 늘어나면서 하중전달판(41)을 화살표 E방향으로 일정한 거리(계량길이)만큼 상승시킨다.

이와같이 하중전달판(41)이 계량길이만큼 상승 운동하면서 하중전달판(41)에 연결하고 있는 랙레버(71)는 레버받침대(72)를 중심으로하여, 하중전달판(41)과 연결된 쪽은 화살표 F의 방향으로 계량길이만큼 상승 운동하며 그 반대쪽은 화살표 H의 방향으로 하강 운동하여 랙(75)을 화살표 K의 방향으로 직선운동시키고, 이 랙(75)의 직선 운동은 피니온(76)을 회전 운동시킨다.

피니온(76)의 회전운동은 피니온축(77)에 고정하고 있는 지침(78)을 회전운동시켜 지침이 피계량물의 무게에 해당하는 눈금을 눈금판(T1)에 지시하게 되는 것이다.

이와같은 구조의 지시저울은 저울의 크기에 비교하여 비교적 중량이 무거운 물거(예를들면 50Kg-100Kg)의 계량이 가능하도록 설계되어 있는 것으로, 농촌에서 중량이 무거운 수확농작물(예를들면 80Kg 쌀한가마)을 사람이 들어 올린다음 이 무거운 농작물을 순간적으로 지시저울의 적재판에 올려 놓을때에는 저울의 적재판에 순간적인 충격 하중이 작용하여 적재판을 순간적으로 그리고 과다한 운동거리를 하강 운동시키므로, 이와같은 과다한 하강운동은 그대로 하중전달판(41)과 랙레버(71)와 랙(75)으로 전달되어 피니온(76)과 지침(78)을 허용 회전범위를 훨씬 초과하여 과다하게 회전시키게 되므로, 지침이 회전 허용한계를 초과하여 회전하게 되며, 이에따라 지침(78)은 물론 랙레버(71)와 랙(75)과 피니온측(77) 등을 포함한 하중전달부가 구부러지거나 파손되는 일이 허다하였다.

제7도 및 제8도에는 하중전달판을 스프링을 개재하여 긴 지렛대(32L)에 연결하여 상기와 같은 저울의 충격을 스프링에 의해 완화하도록하여 충격 하중에 대한 완충 효과를 얻고자 하는 종래의 완충 구조를 도시하고 있다.

하중전달판(61)을 형성하되 하중전달판(61)의 상,하 양쪽에 스프링걸이부를 가공하여 이 상,하 스프링걸이부에 상,하 2개의 완충스프링(62U, 62L)을 장착하고, 이 상,하 완충스프링(62U, 62L) 사이에 연결브라켓(63)을 연결한다음, 이 연결브라켓(63)을 하중전달핀(65)을 사용하여 상기 긴 지렛대(32L)에 연결하여 완충구조를 형성하고 있다.

그리고 제7도 및 제8도의 실시예에서는 온도 보상을 위하여 바이메탈(M)을 준비하여 이 바이메탈(M)의 한쪽은 고정브라켓(N)을 개재하여 하중전달판(61)에 연결하고 있으며, 바이메탈(M)의 다른 한쪽은 랙레버(71)에 연결하고 있는 것을 도시하고 있다.

이와같이 형성된 완충구조를 구비한 지시저울의 적재판(2)에 과다한 충격 하중이 순간적으로 작용하면 긴 지렛대(32L)가 계량길이를 훨씬 초과하여 순간적으로 상승하면서 하중전달핀(65)에 함께 순간적으로 상승하면서 연결브라켓(63)을 상승시키면 순간충격 하중이 완충스프링(62U, 62L)에 작용하여 순간적으로 상단스프링(62U)은 압축되고 하단스프링(62L)은 인발(벌어짐)되면서 순간 충격하중의 일부를 흡수하면서 거의 동시에 하중전달판(61)을 상승 운동시키게 되는 것이며, 이렇게 상승 운동하는 하중전달판(61)을 따라 고정브라켓(N) 및 바이메탈(M)과 함께 랙레버(71)를 상승시키므로서 지침(T)을 회전시키도록 하고 있는 것이다.

그러나, 이와같은 완충구조는 구조가 복잡하고, 적재판에 적재된 하중을 반드시 상,하단스프링(62U, 62L)을 통하여 랙레버(71)에 전달하여야 하는 것이로, 하중전달에 따른 정확한 하중전달과 계량계측을 위하여는 스프링(62U, 62L)의 정확한 설계와 작동을 요하는 것이나, 스프링의 설계제작이 매우 어렵고, 또한 반드시 완충스프링(62U, 62L)을 통하여 충격하중을 직접 전달받기 때문에 완충스프링이 절손하기 쉬우며, 저울의 사용중 스프링이 노화하거나 변형되므로서 정확한 하중비의 전달이 어렵게 되는 것이며, 저울의 반복되는 사용에 따라 스프링에도 반복 하중이 작용하여 스프링의 사용수명과 정밀도를 떨어뜨려 완충효과를 상실하기 때문에 지침이 부러지거나 구부려지는 현상이 빈번하게 발생하였다.

본원 고안은 하중전달판에 완충구조를 형성하여 충격 하중이 저울의 적재판에 순간적으로 작용할때에 판의 충격, 하강운동량이 하중전달부를 거쳐 하중전달판에 전달되는 동안 하중전달판에서 충격하중을 흡수하고 완충을 시킨다음, 계량지침을 정상적으로 회전운동을 시켜 계량표시부에 전달되도록 하므로서 저울이 파손되거나 변형되지 않도록 하고자 하는 것으로 첨부도면과 함께 기재하면 다음과 같다.

제9도에는 본원 고안에 따른 지시저울의 하나의 실시예를 도시하고 있다.

본원 고안에 따른 지시저울의 완충구조는 하중전달판(81)의 상단부쪽(제9도에 있어 긴 지렛대(32L)와 연결되는 쪽)에 하중전달핀(82)을 끼워 조립하는 장공(85)을 형성하되, 이 장공(85)의 형성 위치와 그 길이는, 적재판(2)에 피계량물이 없는 무하중 상태(계량표시부(T)의 지침이 0점 위치를 가르키고 있는 상태)에서 긴 지렛대(32L)에 연결하고 있는 하중전달핀(82)이 정지상태에 있을때의 정지위치(85B, 이점을 하중작용점이라 함)에서 시작하여, 적재판(2)에 최대 충격하중이 가하여졌을 때 이의 충격 하중에 의해서는 하중전달판(81)은 정지한 상태 그대로 있으면서 단지 긴 지렛대(32L)와 함계 하중전달핀(82)만이 상기 장공(85)의 상부쪽(화살표 L방향)으로 이동하면서 충격하중을 흡수하는 이동길이(이 길이를 충격하중흡수길이라 함)와 같거나 또는 그 이상의 길이가 되도록 형성하여야 하는 것이다.

따라서, 적재판(2)에 적재물이 없으므로 인하여 긴 지렛대(32L)와 하중전달핀(82)이 정지상태에 있을때에는 하중전달핀(82)은 상기 장공(85)의 하중작용점(85B)과 일치하는 위치에 정지하여 있는 상태로 조립되여 있는 것이다.

제10 도에는 본원 고안에 따른 완충 구조인 하중전달판(81)을 긴 지렛대(32L)와 랙레버(71)와의 사이에 연결할때에 고정브라켓(N)과 온도보상을 위한 바이메탈(M)을 개재하여 연결하고 있는 것을 하나의 실시예로 도시하고 있는 것이다.

위와같이 형성되는 완충구조의 사용하는 상태를 제13도와 함께 살펴보기로 한다.

저울의 적재판(2)에 피계량물을 적재하지 아니하며, 하중전달핀(82)이 하중전달판(81)에 가공되여 있는 장공(85)의 하중작용점(85B)에 위치한 상태에서는 긴 지렛대(32L)는 정지상태(제13도의 (a)에 있는 것이며, 이 상태에서 계량하고자 하는 피계량물을 적재판(2)에 가볍게 올려 놓으면 제 6 도에 도시된바와 같은 하중전달 경로를 따라 하중이 긴 지렛대(32L)에 전달되면 긴 지렛대(32L)는 화살표 D방향으로 부드럽게 상승운동을 하게 되는 것이며(제13도의 (e)), 이와 같이 부드럽게 상승운동을 하는 긴 지렛대(32L)와 함께 하중전달핀(82)이 화살표 D방향으로 부드럽게 상승함에 따라, 이 하중전달핀(82)과 거의 같은 속도로 하중전달판(81)은 자력에 의해 자동적으로 그리고 부드럽게 화살표 E방향으로 따라 상승하게 되는 것이다.

위에서 하중전달핀(82)이 상승함에 따라 하중전달판(81)이 자력에 의해 자동적으로 상승운동하도록 된 이유는, 지시저울에 있어 랙레버(71)는 자연상태(무하중상태)에서는 레버받침대(72)를 중심으로하여 랙(75)이 장착되어 있는 쪽이 항상 하강 운동하도록 설계되어 있으며, 이와같이 랙(75)이 하강하려고 하는 것을 억제하기 위하여 긴 지렛대(32L)의 한쪽에 하중스프링(53)을 연결하고 있는 것이다. 그리하여 적재판(2) 위에 피계량물이 적재될때에는 이 적재물의 무게만큼 하중스프링(53)이 늘어나면서 이 하중스프링(53)의 늘어나 길이만큼 긴 지렛대(32L)가 상승하게 되는 것이며, 동시에 하중전달판(41 또는 81)이 계량길이만큼 상승하게 되어 있기 때문이다.

그러나, 만일 무하중상태(제13도의 (a)에서 적재판(2) 위에 무거운 하중을 갑자기 올려 놓을때에는, 이의 순간적인 충격 하중이 긴 지렛대(32L)에 작용하게 되며 이에 따라 긴 지렛대(32L)는 하중스프링(53)을 최대 계량길이보다 더 큰 길이만큼 갑자기 늘어나도록 하면서 동시에 긴 지렛대(32L)는 순간적으로 화살표 D방향으로 상승하게 되는 것이며, 이때에는 하중전달판(81)은 정지한 상태 그대로 있으면서 하중전달핀(82)만이 장공(85)을 따라 긴 지렛대(32L)와 함께 순간적으로 충격하중 흠수길이를 상승하게 되는 것이다. (제13도의 (b))

이와같이하여 하중스프링(53)이 최대 계량길이보다 더 큰 길이로 늘어나면서 순간 충격 하중을 흡수하고 난 다음에는 하중스프링(53)은 다시 약간 수축하면서 적정 계량길이의 위치까지 복원(제13도의 (c))되여 정지 하는 것이며, 이와 거의 동시에 하중전달판(81)은 장공(85)의 하중작용점(85B)이 하중전달핀(82)의 우치에 맞닿는 0점 위치에까지 상승(제13도의 (d)하게 되며 따라서 하중전달판(81)과 함께 랙레버(71)를 작동시켜 지침(78)으로 하여금 적정 계량눈금을 가르치도록 되는 것이다.

이와같이 적재판(2)위에 무거운 하중이 순간적으로 적재될때에는 하중전달판(81)은 제자리에 놓아둔채로 긴 지렛대(32L) 만이 순간적으로 상승 운동하면서 충격하중을 흡수하고 난다음 하중전달판(81)은 서서히 상승운동을 하게 되므로 충격하중에 의해서도 순간적인 충격하중은 곧바로 랙레버에 전달되지 아니하므로 랙레버(72)를 포함하여 랙(75), 피니온(76), 피니온축(77) 및 지침(78)을 항상 정상적인 하중상태로 작동하도록 하므로서 굴곡 또는 파손을 방지할 수 있는 것이다.

제11도에는 본원 고안에 따른 완충구조의 다른 실시예를 도시하고 있다.

지시저울에 있어 정상적인 하중 상태에서는 하중전달핀(82)항상 장공(85)의 하중작용점(85B)과 밀접한 상태를 유지하도록 하고 있는 것이나, 적재판(2)에 순간 충격 하중이 작용하여 하중전달핀(82)이 순간적으로 상승한 다음에는 곧바로 하중전달판(81)이 상승하여야 하는 것이나, 만일 장공(85)고 하중전달핀(82) 사이에 운동 마찰이 있는 경우에는 하중전달판(81)이 상승운동을 할 수 없거나 또는 상승운동을 하는 경우라 하더라도 매우 거칠거나 불균일하게 상승하는 경우가 있는 것이다. 그리하여 긴 지렛대(32L)와 랙레버(71)와의 사이에 비교적 탄성력이 작은 스프링(88)을 연결(제11도에서는 고정브라켓(N)과 바이메탈(M))을 개재하여 연결하고 있는 것을 도시하고 있음)하므로서 순간 충격하중에 의해 긴지렛대(32L) 만이 상승 운동한후에 스프링(88)에 의해 하중전달판(81)의 상승 운동을 도와 주므로서 랙레버(71)의 상승운동을 매우 부드럽게 그리고 정확하게 하도록하여 지침(78)으로 하여금 진동이 없는 정상적인 운동을 하도록하여 하중에 따른 정확한 지시위치를 나타내도록 하고 있는 것이다.

제12도에는 본원 고안에 따른 완충 장치의 또다른 실시예를 도시하고 있는 것으로, 하중전달판(91)에 형성하는 장공(95)을 하중전달판(81)의 하단부쪽(제12도에 있어 랙레버(71)와 연결되는쪽)에 형성하고 있으며, 이때의 장공(95)의 형성위치와 길이는, 랙레버(71)에 연결하고 있는 하중전달핀(92)이 정지상태에 있을때의 정지위치(95B, 하중작용점)에서 시작하여, 적재판(2)에 최대충격 하중이 가하여졌을 때, 이의 충격 하중에 의해서는 랙레버(71)와 함께 하중전달핀(92)은 정지한상태 그대로 있으면서, 긴 지렛대(32L) 즉, 하중전달판(91)만이 상부쪽(화살표 M 방향)으로 이동하면서 충격하중을 흡수하는 이동길이(충격하중 흡수길이)와 같거나 또는 그 이상의 길이가 되도록 하고 있는 것이다.

그리고 도시하지 않았지만 장공은 하중전달판의 상단부(긴 지렛대쪽)와 하단부(랙레버쪽)에 함께 형성할 수도 있는 것이다.

본 고안은 판지시저울의 형태로 되어 있는 것을 하나의 실시예로 도시하여 설명하고 있지만, 본 고안은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 취지에 기준하여 여러 가지의 변형이 가능한 것이며, 이들은 본 고안의 범위로부터 배제되는 것을 아닌 것으로, 예를들면 접시지시저울이나 또는 기타 모든 저울에 있어 상기 실시예와 유사한 구성을 갖고 있는 모든 저울에 적용할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 하중전달핀을 개재하여 지렛대와 랙레버와의 사이를 하중전달판으로 연결하도록 된 저울에 있어서, 상기 하중전달판에는 하중작용점에서 시작하여 충격하중흡수길이에따지 장공을 형성하고, 상기 하중전달핀은 무하중 상태에서 상기 장공의 하중작용점에 접촉되도록하여 조립하는 것을 특징으로 하는 지시저울의 완충구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 지렛대와 랙레버와의 사이에 스프링을 연결하여 랙레버의 운동을 부드럽고 정확하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 지시저울의 완충구조.