회전토크 측정장치용 안전장치(Safety device for torque measurement devices)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2009년09월07일
(11) 등록번호 10-0915587
(24) 등록일자 2009년08월28일
(51) Int. Cl.

G01L 3/02 (2006.01) G01L 3/00 (2006.01)
G01L 3/06 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2006-0093945
(22) 출원일자 2006년09월27일
심사청구일자 2006년09월27일
(65) 공개번호 10-2008-0028551
(43) 공개일자 2008년04월01일
(56) 선행기술조사문헌
JP11230839 A
(뒷면에 계속)
(73) 특허권자
박재균
경기 화성시 능동 1131 숲속마을자연앤데시앙아파
트 876동 203호
(72) 발명자
박재형
경상북도 성주군 벽진면 매수리 484번지
(74) 대리인
이석화
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 김상희
(54) 회전토크 측정장치용 안전장치
(57) 요 약
본 발명은 회전토크를 측정하는 장치에서 측정대상물의 불량 등으로 인하여 측정대상물의 회전이 정상적으로 이
루어지지 않을 경우에 토크셀이나 측정대상물에 과도한 부하가 작용하지 않도록 쿠션을 갖는 안전장치에 관한 것
이다.
구성의 실시 예로는, 서보모터(1)의 회전축(1') 끝단과 이와 근접하는 토크셀(2)의 회전축(2') 끝단에 각각 회전
판(10)(20)을 고정시키고, 각 회전판(10)(20)에는 걸림봉(11)(21)을 각각 구성하며, 그 사이에 코일스프링(30)을
설치하되, 코일스프링(30)의 양단 걸림부(31)(31')가 각각 상기 걸림봉(11)(21)에 어긋나게 걸리도록 하여 구성
한 것을 특징으로 하는 것이다.
대 표 도 - 도2
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등록특허 10-0915587
(56) 선행기술조사문헌
JP11241959 A
JP2004053467 A
JP56163429 A
KR1019970046800 A*
KR100167660 B1
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
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특허청구의 범위
청구항 1
회전력을 가하기 위한 서보모터(1)와 그에 연결되어 회전력을 측정하도록 된 토크셀(2)로 구성되고, 서보모터
(1)의 회전축(1') 끝단에 회전판(10)을 고정시키고 토크셀(2)의 회전축(2') 끝단에는 다른 회전판(20)을 고정시
켜서 된 회전토크 측정장치용 안전장치에 있어서,
각 회전판(10)(20)에는 서로 반대편의 회전판(20)(10)을 향해 돌출되면서 회전판(10)(20)이 각각 회전하여도 서
로 간에 걸리지 않는 위치를 선택하여 코일스프링(30)의 걸림부(31)(31')가 걸리는 걸림봉(11)(21)을 각각 구성
하며,
일측 회전판(20)에는 돌출되는 관체부(22)를 구성한 후 그 외면에는 양단에 걸림부(31)(31')를 갖는 코일스프링
(30)을 설치하되,
코일스프링(30)은 회전토크를 측정할 대상물품의 회전력보다 큰 범위에서만 작동하는 만큼의 장력을 갖는 것으
로 선택하고,
코일스프링(30)의 걸림부(31)(31')가 각각 상기 걸림봉(11)(21)의 측면 양측에 어긋나게 걸리도록 구성한 것을
특징으로 하는 회전토크 측정장치용 안전장치.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 회전작용이 요구되는 각종 기계부품이나 장치의 회전토크를 측정하는 장치에 사용되는 안전장치에 관<13>
한 것으로, 좀 더 구체적으로는 회전토크를 측정하는 장치에서 측정대상물의 불량이나 기타 다른 이유로 인하여
측정대상물의 회전이 정상적으로 이루어지지 않을 경우에 서보모터가 과도하게 회전을 가하여 토크셀이나 측정
대상물에 과도한 부하가 작용하지 않도록 쿠션을 갖는 안전장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 일정한 각도를 회전하는 작용을 하는 각종 기계부품이나 장치에 있어서, 회전에 소요되는 힘<14>
이 균일하여야 하고 정밀성이 요구되는 경우는 제작 후 회전토크를 측정하여 정상적으로 제조되었는지를 검사/
판단하게 된다.
이러한 장치는 통상 일측에 서보모터를 설치하여 검사할 측정대상물을 일정한 각도만큼만 회전시키게 되는 것이<15>
고, 그러한 회전작용을 측정대상물에 전달하는 중간에 토크셀을 설치하여 회전력이 토크셀을 통하여 전달되도록
함으로써 측정대상물의 회전에 소요된 힘을 측정하도록 구성된 것이다.
그런데 종래의 회전토크 측정장치는 서보모터에 의해 회전하는 과정에서 측정할 제품의 불량이나 기타의 다른<16>
이유 등으로 회전력을 측정하는 토크셀이나 검사할 제품 등이 고장 내지 파손되는 문제점이 발생하는데, 그 이
유는 서보모터와 토크셀이 직접 연결/구성되어 있는 상태에서 측정할 제품이 설계상 예정된 각도 미만만큼만 회
전하고 더 이상 회전하지 않게 되면 서보모터의 정해진 회전이 토크셀과 측정대상물에 무리하게 전달되는 것으
로, 이에 따라 서보모터나 토크셀 또는 측정대상물에 무리가 가고 파손이나 고장이 발생하기도 하였던 것이다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명에 의하면, 서보모터와 토크셀 사이에 토크셀이나 측정대상물 쪽에서<17>
과도한 부하가 걸리는 경우에 이를 완충할 수 있는 안전장치를 구성함으로써 토크측정 작업시 발생하는 서보모
터, 토크셀 또는 측정대상물의 고장과 파손을 방지하고 원활한 측정이 가능하게 함을 목적으로 하는 것이다.
발명의 구성 및 작용
본 발명에 의한 안전장치는 회전력을 가하기 위한 서보모터와 회전력을 측정하기 위한 토크셀이 서로 간에 직접<18>
연결되지 않도록 하고 코일스프링으로 동력이 연결되도록 함으로써 정상적인 측정작용 시에는 서보모터의 회전
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등록특허 10-0915587
력이 그대로 토크셀에 전달되어 측정이 이루어지며, 정상적인 측정작용 시보다 과도한 부하가 걸릴 경우에는 코
일스프링을 감으면서 공회전하도록 구성함을 특징으로 하는바, 이하 첨부된 도면에 의거 본 발명의 바람직한 실
시 예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 회전토크의 측정장치의 정면도, 도 2는 도 1의 요부확대 단면도, 도 3은 도 2의 A에서<19>
본 측면도, 도 4는 도 3의 B-B선 단면도로서 정상적인 작동상태도, 도 5는 도 3의 B-B선 단면도로서 과부하 시
의 작동상태도
본 발명의 안전장치는 회전력을 가하기 위한 서보모터(1)가 구성되고 그에 연결되어 회전력을 측정하도록 된 토<20>
크셀(2)로 구성되는 회전토크 측정장치를 그 대상으로 작용된다.
즉, 서보모터(1)와 토크셀(2)을 직접 연결하지 아니하고, 서보모터(1)의 회전축(1') 끝단과 토크셀(2)의 회전축<21>
(2') 끝단에 각각 회전판(10)(20)을 고정시키고 각 회전판(10)(20)에는 서로 반대편의 회전판(10)(20)을 향해
돌출되는 걸림봉(11)(21)을 각각 구성하였다.
그리고 일측 회전판(20)에 돌출되는 관체부(22)를 구성한 후 그 외면에 코일스프링(30)을 설치하되 코일스프링<22>
(30)은 회전 토크를 측정할 대상물품의 회전력보다 큰 범위에서만 작동하는 만큼의 장력을 갖는 것으로 선택하
고, 코일스프링(30)의 양단에는 걸림부(31)(31')를 형성한 후, 걸림부(31)(31')가 각각 상기 걸림봉(11)(21)의
측면 양측에 어긋나게 걸리도록 하여 구성한 것이다.
도면 중 미설명된 부호 3은 회전각도 측정장치, 4는 측정대상물을 작동시키는 작동부, 5는 측정대상물이다.<23>
이러한 구성으로 된 본 발명의 작용을 살펴보면, 회전 토크를 측정할 측정대상물을 토크셀(2)의 아랫부분에 위<24>
치시킨 후, 토크셀(2)과 서보모터(1) 등 본 발명의 장치 전체가 하강하여 토크셀(2) 하단에 구성된 작동부(4)가
측정 대상물에 삽입된 후 측정을 시작한다.
도 4에서 볼 수 있듯이 서보모터(1)의 회전으로 하단의 회전판(10)을 회전시키게 되면 회전판(10)의 걸림봉(1<25>
1)이 회동하게 되는데, 이러한 걸림봉(11)과 하부 회전판(20)의 걸림봉(21)이 동시에 코일스프링(30)의 걸림부
(31)(31')를 걸고 있는 상태이고 코일스프링(30)의 탄성은 측정대상물(5)의 정상적인 작동에 소요되는 힘보다
크게 설계되었으므로 상부의 회전판(10)과 하부의 회전판(20)이 동시에 회전하게 되는 것이다.
따라서 서보모터(1)의 회전력이 그대로 토크셀(2)을 통하여 측정대상물(5)에 전달된다. 이러한 동작은 복귀할<26>
때도 마찬가지이다.
이러한 과정을 통하여 측정대상물이 회전하는데 소요되는 힘을 토크셀(2)이 측정하여 디지털로 표시함으로써 회<27>
전 토크의 측정이 가능해지는 것이다.
그런데 측정대상물(5)이 불량품일 경우에 즉, 회전하여야 하는 범위가 정상품보다 너무 작거나 회전에 소요되는<28>
힘이 과대하게 큰 경우에는 일반적인 측정장치로 측정을 하게 되면 토크셀이 고장나게 되는 문제가 발생한다.
그러나 본 발명의 경우에는 회전판(10)(20)과 걸림봉(11)(21) 및 코일스프링(30)에 의해 이러한 문제를 방지할<29>
수가 있게 되는데, 측정대상물(5)의 정상적인 작동 범위에 못 미쳐 더 이상 회전하지 못하거나 과도한 부하가
작동하는 상태가 되면 측정대상물(5)에 결합된 토크셀(2)이 더 이상 작동하지 못하게 되므로 토크셀(2)에 연결
된 하부 회전판(20)의 걸림봉(21)은 정지되면서 코일스프링(30)의 일측 걸림부(31')를 걸고 중지된 상태에서 서
보모터(1)와 연결된 상부 회전판(10)의 걸림봉(11)이 코일스프링(30)의 다른 걸림부(31)를 걸고 정해진 회전을
계속하고 복귀하는 동작까지 작동을 계속하게 된다. (도 5 참조)
이와 같은 작동을 통하여 측정대상물의 불량으로 인하여 과도하게 측정장치가 작동하여 부품이 손상되는 일이<30>
없게 되는 것이다.
이러한 상태에서 하단의 회전각도 측정장치(3)에서는 토크셀(2)이 회전한 정도에 따라 측정대상물(5)이 작동한<31>
정도를 감지하여 콘트롤장치로 전달하면 콘트롤장치에서 이를 판단하여 정상적인 각도만큼 회전이 이루어졌는지
를 판단하여 불량여부를 선별할 수 있게 된다.
발명의 효과
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 간단한 구성의 안전장치로 인하여 서보모터나 토크셀 또는 측정대상<32>
물에 가해지는 과도한 힘을 방지할 수 있고 이에 따라 측정장치의 수명을 크게 연장하면서 원활하고 정확한 측
정을 유지할 수 있게 되는 등 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.
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도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 의한 회전토크 측정장치의 정면도<1>
도 2는 도 1의 부분 확대 단면도<2>
도 3은 도 2의 A에서 본 측면도 <3>
도 4는 도 3의 B-B선 단면도로서 정상적인 작동상태도 <4>
도 5는 도 3의 B-B선 단면도로서 과부하 시의 작동상태도 <5>
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***<6>
1: 서보모터 1': 회전축<7>
2: 토크셀 2': 회전축<8>
10: 회전판 11: 걸림봉<9>
20: 회전판 21: 걸림봉<10>
22: 관체부<11>
30: 코일스프링 31, 31': 걸림부<12>
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도면
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도면2
도면3
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도면4
도면5
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