WO2011132948A2 - 자동 속도 조절 줄자 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 보빈의 회전시 이동형 탑재대에 회전가능하게 장착된 고무 재질의 롤러가, 지지링의 내측 및 지지링의 내측에 마련된 고무 재질의 가속방지용 고무와 교대로 접촉하게 되어 보빈의 속도가 안정적이면서 확실하게 감속될 수 있다.

Description

자동 속도 조절 줄자

본 발명은 줄자에 관한 것이며, 특히 줄자 케이싱으로부터 인출된 후 복귀되는 블레이드가 일정 속도 범위로 유지되도록 스스로 그 속도를 제어하는 자동 속도 조절 줄자에 관한 것이다.

통상적으로 줄자는 케이싱 내부에 보빈이 회전가능하게 마련되며, 보빈에는 블레이드(blade)(혹은 테이프(tape)라 불리기도 함)의 일단이 감기며, 블레이드의 타단은 케이싱 외부로 돌출되게 된다. 따라서 케이싱 외부로 돌출된 블레이드를 인출하여 여러가지 측정 작업을 수행할 수 있게 된다.

측정 작업이 완료된 후 블레이드가 다시 보빈에 감기도록 하기 위하여, 보빈에는 회전력을 부여하는 제1탄성체가 마련된다. 상기 제1탄성체는 통상적으로 코일 형태로 감긴 판스프링이 이용되고 있다.

이와 같이 제1탄성체의 탄성력에 의하여 블레이드가 원위치로 복귀할 때, 제1탄성체의 탄성력에 의하여 블레이드는 점차적으로 가속되면서 복귀하게 된다. 따라서 인출된 블레이드의 길이가 매우 길 경우 그 가속된 속도는 매우 높아, 그 줄자를 사용하는 사용자나 주변 사람들 및 줄자 자체에 위험을 야기할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 명세서에 일체화된 종래의 기술로서, 미국 특허 US 3,889,897 "COILABLE TAPE MEASURING DEVICE HAVING A SELF-REGULATING SPEED CONTROL MECHANISM"(1975년 6월 17일 등록), 미국 공개특허 US2008-0263886 "TAPE MEASURE WITH A SELF-REGULATED SPEED CONTROL MECHANISM"가 제안된 바 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 더욱 개선하기 위하여 제안되는 것으로서, 블레이드의 속도가 너무 빠르거나 너무 느리지 않도록 적정하게 자기 스스로 속도를 제어할 수 있으며, 아울러 감속이 되지 않을 경우에는 무소음 작업 환경을 만들어 낼 수 있는 줄자를 제공하기 위한 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 보빈의 회전시 이동형 탑재대에 회전가능하게 장착된 고무 재질의 롤러가, 지지링의 내측 및 지지링의 내측에 마련된 고무 재질의 가속방지용 고무와 교대로 접촉하게 되어 보빈의 속도가 안정적이면서 확실하게 감속될 수 있도록 하는 것이다.

상기에 있어서, 상기 가속방지용 고무는 상기 지지링의 내측에 돌출 마련되는 것일 수 있다.

상기에 있어서, 상기 가속방지용 고무는 상기 지지링의 내측에 서로 이격되어 다수 마련되는 것일 수 있다.

상기에 있어서, 외부로 3m 이상 5m 이하로 인출된 상기 블레이드가 원위치로 복귀할 때 상기 블레이드의 최종 복귀 속도는 0.8m/s ~ 2.0m/s인 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 제2탄성체는 상기 보빈에 장착되되 캔티레버가 형성된 플라스틱 판이며, 상기 이동형 탑재대는 상기 보빈의 측벽에 일단이 피봇지지되며 타단이 상기 캔티레버의 자유단에 결합되어 상기 플라스틱 판의 캔티레버에 의하여 피봇 회동이 탄성지지되는 것일 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 블레이드의 속도가 너무 빠르거나 너무 느리지 않도록 고무 재질의 롤러와 고무 재질의 가속방지용 고무에 의하여 적정하게 자기 스스로 속도를 제어할 수 있으며, 아울러 감속이 되지 않을 경우에는 무소음 작업 환경을 만들어 낼 수 있는 줄자를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시예인 줄자의 보빈측 케이싱의 사시도,

도 2는 도 1의 정면도,

도 3은 도 1의 보빈의 주요부 분해 사시도,

도 4는 도 1의 줄자의 보빈 반대측 케이싱의 정면도,

도 5a 내지 도 5c는 도 1의 줄자의 작동 개념도,

도 6 내지 도 8은 다양한 실험예의 최종 복귀 속도를 그린 그래프,

도 9a 내지 도 9h는 가속방지용 고무의 다양한 배치 형태를 도시한 도면.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시예인 줄자의 보빈측 케이싱의 사시도이며, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 보빈의 주요부 분해 사시도이며, 도 4는 도 1의 줄자의 보빈 반대측 케이싱의 정면도이며, 도 5a 내지 도 5c는 도 1의 줄자의 작동 개념도이다.

케이싱(100) 내부에 보빈(110)이 회전가능하게 마련된다.

본 실시예의 케이싱(100)은 도 1과 같이 보빈이 장착된 보빈측 케이싱과 도 4와 같이 보빈이 장착되지 않은 보빈 반대측 케이싱이 서로 조립되는 구조이다.

보빈(110)에는 블레이드(120)의 일단이 감겨 있다. 블레이드(120)에는 통상의 줄자와 마찬가지로 길이 측정을 위한 눈금이 그 길이방향을 따라 표기되어 있다.

블레이드(120)의 타단은 케이싱(100) 외부로 돌출되어 있다. 통상적으로 눈금의 표기는 블레이드(120)의 타단을 기준점으로 이루어진다.

또한 외부로 인출된 블레이드(120)를 원래의 위치로 복귀시키기 위하여 보빈(110)에 회전력을 부여하는 제1탄성체(미도시)가 마련된다. 통상적으로 제1탄성체(미도시)는 코일 형태로 감긴 판스프링이 일반적으로 사용되고 있다.

이와 같은 케이싱(100), 보빈(110), 블레이드(120), 제1탄성체(미도시)의 구조는 줄자의 매우 일반적인 구조이며, 다양한 변형이 가능하다.

보빈(110)의 한쪽 측벽에 적어도 하나 이상, 본 실시예는 3개의 이동형 탑재대(140)가 마련된다.

이동형 탑재대(140)는 보빈(110)이 회전할 때 보빈(110)과 함께 회전하게 된다.

다만 이동형 탑재대(140)는 보빈(110)에 고정되어 있지 않으며, 보빈(110)의 회전중심으로부터의 거리가 변경될 수 있도록 보빈(110)의 측벽을 따라 이동 가능하게 마련된다. 여기에서 이동이란 직선상의 이동은 물론이며 회동 동작도 포함한다.

이러한 이동형 탑재대(140)가 보빈(110)의 회전중심으로부터 거리가 변경될 수 있기 위한 구조로서, 본 실시례에서는 이동형 탑재대(140)의 일단이 보빈(110)에 형성된 피봇 축(111)에 의하여 회전 지지되는 구조를 가지고 있다.

따라서 이동형 탑재대(140)는 보빈(110)과 함께 회전할 수 있음은 물론이며, 피봇 축(111)을 중심으로 회전할 수도 있으며, 따라서 보빈(110)이 회전할 때 보빈(111)과 함께 회전하여 원심력을 받는 방향으로 피봇 축(111)을 중심으로 회전하게 된다.

상기와 같은 이동형 탑재대(140)를 보빈(110)의 회전중심측으로 탄성지지하기 위하여 제2탄성체(150)가 보빈(110)의 측벽에 마련된다.

본 실시예에서는 제2탄성체(150)로서 캔티레버(151)가 형성된 플라스틱 판(150)을 이용하였다.

플라스틱 판(150)은 보빈(110)에 형성된 피봇 축(111)과 주변 구조 등에 의하여 고정되는 구조를 가진다.

이와 같은 플라스틱 판(150)에는 자유단이 형성된 캔티레버(151, cantilever)가 형성되어 있으며, 캔티레버(151)의 자유단측에는 이동형 탑재대(140)와 결합되기 위한 탑재대 결합봉(151a)이 형성되어 있다.

또한 이동형 탑재대(140)는 일단이 피봇 축(111)에 회동 가능하게 지지되는 한편 타단에는 캔티레버(151)의 탑재대 결합봉(151a)에 결합되기 위한 결합홈(미도시)이 형성되어 있다.

따라서 이동형 탑재대(140)는 보빈(110)의 회전시 보빈(110)과 함께 회전하면서 그 원심력으로 인하여 보빈(110)의 외측으로 회동하려고 하는 반면 이러한 이동형 탑재대(140)의 원심력에 의한 회동시 캔티레버(151)는 그 탄성력으로 이동형 탑재재(140)를 보빈(110)의 회전중심측으로 탄성지지하게 된다.

아울러 본 실시예는 피봇 축(110)에 플라스틱 판(150)과 이동형 탑재대(140)가 결합되는 한편, 이들의 이탈을 방지하기 위하여 피봇 축(110)에 고정 볼트(111a)가 볼트 결합된다. 이와 같은 구조는 매우 간단한 구조로서 이동형 탑재대(140)와 제2탄성체(150)를 보빈(110)에 조립시키는 것을 매우 용이하게 한다.

이동형 탑재대(140)의 외측단에는 롤러(160)를 회전가능하게 지지하기 위한 롤러 지지축(141)이 형성되며, 상기 롤러 지지축(141)에는 고무 재질의 롤러(160)가 회전 가능하게 장착된다. 실시예에 따라서 롤러 지지축(141)의 형태는 변경될 수 있다.

고무 재질의 롤러(160)는 그 재질이 어느 정도의 신축성을 가지며 대체로 마찰력이 큰 고무(경질 플라스틱과 비교할 때 경질 플라스틱은 신축성이 없으며 아울러 마찰력이 낮다.)이므로 롤러 지지축(141)에 대하여 적절한 마찰을 받으면서 회전될 수 있다.

상기와 같은 설명은 보빈측 케이싱에 마련된 보빈(110)에 관한 설명이다.

한편, 보빈 반대측 케이싱에 도 4와 같이 지지링(101)이 마련된다.

본 실시예에서는 케이싱(100)으로부터 이동형 탑재대(140)가 마련된 보빈(110)의 측벽을 향하여 지지링(101)이 돌출형성되어 있다. 물론 지지링(101)은 케이싱(100)에 조립될 수도 있다.

본 실시례에서 지지링(101)은 그 중심이 보빈(110)의 회전중심과 일치하는 원형 링 형태를 이룬다.

또한 이동형 탑재대(140)는 지지링(101)의 내부에 위치하게 된다.

아울러 지지링(101)의 내측에는 고무 재질의 가속방지용 고무(170)가 다수 마련된다.

가속방지용 고무(170)는 보빈(110)의 회전시 롤러(160)와 접촉하여 보빈(110)의 회전속도를 감속시키기 위하여 마련되는 것이다.

아울러 가속방지용 고무(170)는 신축성을 가지며 마찰 계수가 높은 고무 재질로 이루어짐에 유념바란다.

본 줄자를 사용하지 않는 경우나 혹은 보빈(110)의 회전 속도가 낮은 경우에는 제2탄성체(150)의 탄성력으로 인하여 이동형 탑재대(140)에 마련된 롤러(141)는 지지링(101) 내지 가속방지용 고무(170)와 접촉할 수 없다(도 5a 참조).

그러나 보빈(110)의 회전 속도가 빨라지게 되어, 이동형 탑재대(140)에 걸리는 원심력이 제2탄성체(150)의 탄성지지력을 초과하게 되면 이동형 탑재대(140)는 시계 방향으로 회동하여 이에 장착된 롤러(160)가 지지링(101)(도 5b 참조) 내지 가속방지용 고무(170)(도 5c 참조)와 접촉하게 되어 보빈(110)의 회전 속도가 더이상 가속되는 것을 방지하게 된다.

상기와 같은 본 실시예의 효과를 검증하기 위하여 아래와 같은 실험을 진행하였다.

(1) 실험 대상

실험대상은 블레이드의 최대 인출길이가 8m인 줄자를 대상으로 다음과 같은 실험을 진행하였다

실험대상들은 보빈, 블레이드, 제1탄성체, 이동형 탑재대, 제2탄성체, 지지링을 구비하고 있다는 점에서는 모두 동일하다.

다만 이동형 탑재대에 회전가능한 고무 롤러가 장착되는 대신 고정되어 있는 형태의 경질 플라스틱 브레이크부나 연질 고무 브레이크부가 마련된다는 점에서 A, B, C로 구분하였다.

또한 지지링에 아무 것도 마련되지 않거나 별도의 구성이 장착되는 경우를 선정하여 ⓐ,ⓑ,ⓒ로 구분하였다.

실험예 A :

이동형 탑재대에 경질 플라스틱 브레이크부가 고정 마련되는 형태이다. 즉 롤러 등의 구조가 없이 이동형 탑재대에 경질 플라스틱 브레이크부가 고정 마련되며, 경질 플라스틱 브레이크부가 지지링 등과 접촉하여 감속되는 구조이다.

실험예 B :

이동형 탑재대에 연질 고무 브레이크부가 고정 마련되는 형태이다. 즉 롤러 등의 구조가 없이 이동형 탑재대에 연질 고무 브레이크부가 고정 마련되며, 연질 고무 브레이크부가 지지링 등과 접촉하여 감속되는 구조이다.

실험예 C :

이동형 탑재대에 고무 재질의 롤러가 회전가능하게 마련되는 형태이다. 즉 본 실시예의 롤러(즉 도 2와 같은 형태의 롤러)가 장착된 구조이다.

실험예 ⓐ :

케이싱에 지지링만 형성된 구조이다. 즉 지지링에 가속방지용 고무가 마련되지 않은 구조이며, 지지링은 경질 플라스틱으로 이루어진다.

실험예 ⓑ :

지지링에 가속방지용 경질 플라스틱이 돌출 형성된 구조이다. 즉 도 4에서 가속방지용 고무와 동일한 배치와 형태이나 그 재질이 경질 플라스틱으로 형성된 경우이다.

실험예 ⓒ :

지지링에 고무 재질의 가속방지용 고무가 돌출 형성된 구조이다. 즉 도 4와 같은 형태로 지지링에 가속방지용 고무가 마련되는 형태이다.

따라서 실험대상인 줄자는 다음과 같이 분류될 수 있다.

실험예 1 : A + ⓐ

실험예 2 : B + ⓐ

실험예 3 : A + ⓑ

실험예 4 : B + ⓑ

실험예 5 : A + ⓒ

실험예 6 : B + ⓒ

실험예 7 : C + ⓐ

실험예 8 : C + ⓑ

실험예 9 : C + ⓒ

실험방법 :

실험대상인 줄자의 블레이드를 1m 인출한 후 블레이드가 복귀될 때 블레이드의 단부가 케이싱과 만나기 직전, 즉 최종 복귀 속도를 측정하였다.

마찬가지 방법으로, 블레이드를 2m, 3m, 4m, 5m 길이만큼 인출한 후 최종 복귀 속도를 측정하였다.

실험결과 :

각각의 실험예를 인출 길이를 달리하여 최종 복귀 속도를 측정한 결과는 아래의 표 1과 같다.

최종 복귀 속도의 단위는 m/s이다.

표 1

인출길이 및 실험예	1m	2m	3m	4m	5m
실험예 1 : A + ⓐ	1.5	2.3	3.0	3.2	3.8
실험예 2 : B + ⓐ	1.4	2.3	2.8	3.0	3.0
실험예 3 : A + ⓑ	1.4	2.0	2.6	2.8	3.3
실험예 4 : B + ⓑ	1.2	2.0	2.3	2.7	2.7
실험예 5 : A + ⓒ	1.2	1.6	2.3	2.5	2.3
실험예 6 : B + ⓒ	0.7	0.9	1.0	0	0
실험예 7 : C + ⓐ	0.9	2.2	2.9	3.1	3.3
실험예 8 : C + ⓑ	0.8	1.1	2.3	2.6	2.5
실험예 9 : C + ⓒ	0.8	1.0	1.1	1.3	1.6

실험예 1(A + ⓐ)은 매우 심한 소음이 발생하며 인출 길이가 증가함에 따라 지속적으로 속도가 증가하였다.(도 6 참조)

실험예 2(B + ⓐ)는 실험예 1에 비하여 속도 증가가 크지 않지만 뚜렷한 감속 효과를 나타내지 않았다.(도 6 참조)

실험예 3(A + ⓑ) 및 실험예 4(B + ⓑ)에 의하여 가속방지용 경질 플라스틱이 돌출 형성된 구조로는 감속 효과가 없음을 확인할 수 있었다.(도 7 참조)

실험예 5(A + ⓒ)는 감속 효과가 있지만 그 효과가 매우 미미한 것으로 나타났다.(도 7 참조)

실험예 6(B + ⓒ)은 연질 고무 브레이크부와 고무 재질의 가속방지용 고무의 마찰이 너무 높아 블레이드가 복귀되는 도중에 보빈이 정지하는 현상이 발생한다.(도 7 참조)

실험예 7(C + ⓐ)은 고무 롤러에 의하여는 감속 효과가 없음을 확인할 수 있었다.(도 8 참조)

실험예 8(C + ⓑ)은 다소의 감속 효과가 있지만 그 효과가 미미한 것으로 확인된다.(도 8 참조)

실험예 9(C + ⓒ)는 고무 재질의 롤러와 고무 재질의 가속방지용 고무로 인하여 뚜렷한 감속 효과를 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.(도 8 참조)

상기와 같은 실험결과에서 확인되는 바와 같이 고무 재질의 롤러가 고무 재질의 가속방지용 고무를 만나 비교적 높은 마찰을 가진 상태로 고무 재질의 가속방지용 고무를 타고 넘어가면서(이때 고무 재질의 롤러는 회전되는 상태이므로 보빈이 정지될 위험이 없다.) 보빈의 속도가 안정적이면서 확실하게 감속될 수 있음을 확인하였다.

한편, 본 출원인은 이러한 블레이드의 속도 테스트를 통하여 사용자의 입장에서 블레이드가 0.8m/s 이상의 속도로 복귀될 때 지루함을 느끼지 않을 수 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 블레이드를 1m 정도 인출하였을 때는 블레이드에 가속도가 쉽게 붙지 않고 블레이드의 복귀에 소요되는 시간이 매우 짧기 때문에 반드시 0.8m/s 이상의 복귀 속도를 가질 필요가 없다. 그러나 블레이드가 3m 이상 인출되었을 때는 블레이드의 복귀에 걸리는 시간이 길어지기 때문에 적어도 블레이드의 최종 복귀 속도는 0.8m/s 이상인 것이 바람직하다.

아울러 본 출원인은 이러한 블레이드의 속도 테스트를 통하여 사용자의 입장에서 블레이드가 2.0m/s 초과의 속도로 복귀될 때 위협감을 느끼게 된다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 블레이드가 3m 이상 인출되는 경우에도 블레이드의 최종 복귀 속도는 2.0m/s 이하로 조절되는 것이 바람직하다.

도 9a 내지 도 9h는 본 발명에 의한 가속방지용 고무와 지지링의 구조 및 배치 형태에 대한 다양한 구조를 보이기 위한 것이다.

즉 도 9a, 도 9d, 도 9g와 같이 가속방지용 고무(170)는 지지링(101)에 1개 마련될 수도 있으며, 도 9b, 도 9c, 도 9e, 도 9h와 같이 가속방지용 고무(170)들이 서로 이격되어 다수 마련될 수도 있다.

또한 도 9f와 같이 가속방지용 고무(170)가 지지링(101)의 내측을 따라 반복되는 요철 형태로 형성될 수도 있다.

아울러 도 9a ~ 도 9e, 도 9g, 도 9h는 지지링(101)의 내측 일부가 가속방지용 고무(170)에 덮이며, 보빈의 회전시 롤러(160)는 지지링(101)의 내측과 가속방지용 고무(170)를 교대로 접촉하게 된다.

이에 반하여 도 9f의 경우 지지링(101)의 내측 전체가 가속방지용 고무(170)에 덮이며, 보빈의 회전시 롤러(160)는 가속방지용 고무(170)에만 접촉하게 된다.

한편, 본 발명에 이용되는 제2탄성체는 앞서 언급한 실시예 이외에도, 코일 스프링, 토션 스프링, 압축가능한 고무물체 이외에도 판스프링, 고무줄 등 탄성지지력을 가질 수 있는 물체라면 무엇이든지 본 발명에 적용될 수 있다.

Claims (5)

1. 케이싱 ;

   상기 케이싱 내부에 회전가능하게 장착되는 보빈 ;

   일단이 상기 보빈에 감기며 타단이 상기 케이싱 외부로 노출되며 길이를 측정하기 위한 눈금이 길이방향을 따라 표기된 블레이드 ;

   외부로 인출된 상기 블레이드를 원위치로 복귀시키기 위하여 상기 보빈에 회전력을 부여하는 제1탄성체 ;

   상기 보빈의 회전중심으로부터의 거리가 변경될 수 있도록 상기 보빈의 측벽을 따라 이동가능하게 마련되되 상기 보빈의 회전시 상기 보빈과 함께 회전하여 원심력을 받아 상기 보빈의 회전중심으로부터 멀어지게 되는 이동형 탑재대 ;

   상기 보빈의 측벽에 마련되어 상기 이동형 탑재대를 상기 보빈의 회전중심측으로 탄성지지하는 제2탄성체 ;

   상기 이동형 탑재대에 회전가능하게 장착되는 고무 재질의 롤러 ;

   상기 케이싱으로부터 상기 이동형 탑재대가 마련된 상기 보빈의 측벽을 향하여 돌출 마련되는 링 형태의 지지링 ;

   상기 지지링의 내측에 고정 마련되어 상기 지지링의 내측 일부를 덮으며, 상기 보빈의 회전시 상기 롤러와 접촉하여 상기 보빈의 회전속도가 가속되는 것을 방지하는 고무 재질의 가속방지용 고무 ;

   를 포함하여 이루어지며,

   상기 보빈의 회전시 상기 롤러는 상기 지지링의 내측과 상기 가속방지용 고무를 교대로 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 자동 속도 조절 줄자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가속방지용 고무는 상기 지지링의 내측에 돌출 마련되는 것을 특징으로 하는 자동 속도 조절 줄자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 가속방지용 고무는 상기 지지링의 내측에 서로 이격되어 다수 마련되는 것을 특징으로 하는 자동 속도 조절 줄자.
4. 제 1 항에 있어서,

   외부로 3m 이상 5m 이하로 인출된 상기 블레이드가 원위치로 복귀할 때 상기 블레이드의 최종 복귀 속도는 0.8m/s ~ 2.0m/s인 것을 특징으로 하는 자동 속도 조절 줄자.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2탄성체는 상기 보빈에 장착되되 캔티레버가 형성된 플라스틱 판이며,

   상기 이동형 탑재대는 상기 보빈의 측벽에 일단이 피봇지지되며 타단이 상기 캔티레버의 자유단에 결합되어 상기 플라스틱 판의 캔티레버에 의하여 피봇 회동이 탄성지지되는 것을 특징으로 하는 자동 속도 조절 줄자.

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