KR101287483B1

KR101287483B1 - 원직경 측정장치

Info

Publication number: KR101287483B1
Application number: KR1020120110527A
Authority: KR
Inventors: 황재은; 황재문; 황일두; 강진규; 이송명
Original assignee: 황재은; (주)에이스텍; 황재문
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2013-08-21

Abstract

본 발명의 원직경 측정장치에 관한 것으로서, 일정 길이를 갖는 본체프레임과; 일단부는 상기 본체프레임에 결합되고 타단부는 측정원의 표면에 접선방향으로 접촉되며, 상기 본체프레임의 양단에 서로 이격 배치되는 한 쌍의 측정레그와; 상기 측정레그가 상기 본체프레임에 대해 좌우 이동되도록 지지하는 레그이동부와; 상기 본체프레임의 가운데 영역에 구비되며, 상하로 탄성적으로 이동하며 상기 측정원의 측정위치를 지지하는 측정위치지지부와; 상기 측정위치지지부의 위치가 고정되고, 상기 한 쌍의 측정레그가 상기 레그이동부에 의해 좌우로 이동되며 상기 측정원에 접촉되면, 상기 측정레그의 이동변위를 산출하고, 이를 통해 상기 측정원의 직경을 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

원직경 측정장치{CIRCLE DIAMETER MEASUREMENT DEVICE}

본 발명은 원직경 측정장치에 관한 것으로, 구체적으로는 대형원의 직경을 정밀하게 측정할 수 있는 원직경 측정장치에 관한 것이다.

기계제조 과정에서 원형물체의 직경을 정확하게 측정하는 것은 공차 및 불량을 줄일 수 있는 중요한 요인이 된다. 이를 위해 원형물체의 직경을 정확하게 측정할 수 있는 원 직경 측정장치가 요구된다.

이와 관련하여 공개실용 1998-035655호에 내, 외경 측정장치가 개시되어 있다.

이와 같이 종래에는 원 직경 측정에 사용되는 마이크로미터를 통한 원 직경 측정 방법이 알려졌는데, 이 경우 마이크로미터는 측정대상 원의 대향되는 양지점에 두 개의 축을 직접 접촉시켜 원의 직경을 측정한다. 즉, 고정축을 제1지점에 접촉시키고, 마이크로미터헤드를 회전시켜 이동축의 높이를 조정한다. 이동축은 좌우 길이가 조절되어 제2지점에 접촉된다.

마이크로미터는 두 개의 지점에 고정축과 이동축의 위치가 고정되었을 때의 마이크로미터헤드 값을 직경으로 측정하게 된다.

그런데, 이러한 종래 마이크로미터는 원의 양 지점을 직접 접촉하여 직경을 측정하므로, 대형원을 측정하기 위해서는 마이크로미터의 크기도 이에 대응되게 커져야 하므로 측정할 수 있는 원의 크기가 제한되는 문제가 있다. 또한, 작업자가 직접 마이크로미터헤드를 회전하여 이동축의 위치를 이동시켜 원의 직경을 측정하게 되므로 회전하는 물체의 직경을 측정할 경우 작업자가 위험에 노출될 뿐만 아니라 측정결과의 신뢰성도 저하되는 단점이 있다. 즉, 작업자의 숙련도에 따라 측정되는 원 직경의 정밀도에 차이가 발생되는 문제가 있다.

이렇게 원 직경의 정밀도에 차이가 발생되는 경우, 완성된 제품에 오차가 발생하여 불량률이 증가되는 추가적인 문제가 발생될 수도 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 크기가 소형임에도 대형원의 직경을 간편하게 측정할 수 있는 원 직경 측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작업자의 수작업이 아니라 원 표면의 접촉에 의해 자동으로 직경이 산출되어 정밀도를 향상시킬 수 있는 원 직경 측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 원직경 측정장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 원직경 측정장치는, 일정 길이를 갖는 본체프레임과; 일단부는 상기 본체프레임에 결합되고 타단부는 측정원의 표면에 접선방향으로 접촉되며, 상기 본체프레임의 양단에 서로 이격 배치되는 한 쌍의 측정레그와; 상기 측정레그가 상기 본체프레임에 대해 좌우 이동되도록 지지하는 레그이동부와; 상기 본체프레임의 가운데 영역에 구비되며, 상하로 탄성적으로 이동하며 상기 측정원의 측정위치를 지지하는 측정위치지지부와; 상기 측정위치지지부의 위치가 고정되고, 상기 한 쌍의 측정레그가 상기 레그이동부에 의해 좌우로 이동되며 상기 측정원에 접촉되면, 상기 측정레그의 이동변위를 산출하고, 이를 통해 상기 측정원의 직경을 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 레그이동부는, 상기 측정레그의 상부에 결합되는 이동본체와; 상기 본체프레임의 축방향을 따라 배치되며, 표면에 나사산이 형성된 이송가이드축과; 상기 이동본체가 상기 이송가이드축을 따라 직선이동되도록 상기 이동본체와 상기 이송가이드축을 결합시키는 축결합너트와; 상기 이송가이드축을 회전구동시키는 구동부를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 이동본체의 내부에는 상기 축결합너트가 결합되는 너트삽입공간이 형성되고, 상기 너트삽입공간에는 상기 이동본체의 좌우이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재와; 상기 탄성부재의 내부에 삽입되며, 일단부는 상기 축결합너트에 고정되고, 타단부는 상기 이동본체를 관통하여 이동가능하게 결합되는 탄성부재가이드축을 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 이송가이드축과 나란하게 구비되는 스케일바와; 상기 이동본체에 구비되어 상기 스케일바에 대한 상기 이동본체의 이동변위를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 선형 엔코더를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 측정위치지지부는, 상기 본체프레임의 가운데 영역에 결합되는 케이스브래킷과; 상기 케이스브래킷의 하부에 구비되어 상기 측정원의 외주연에 접촉되는 접촉지지판과; 상기 본체프레임의 하부에 돌출형성되는 베이스와; 상기 케이스브래킷이 상하로 이동되도록 탄성적으로 지지하는 스프링쇼바와; 외력에 의해 상기 베이스를 가압하여 상기 베이스가 상기 측정원의 표면에 접촉되도록 하는 핸들마운트를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 본체프레임과 상기 레그이동부 및 상기 측정위치지지부를 내부에 수용하며, 상기 측정레그와 상기 접촉지지판만 외부로 노출시키는 케이싱를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 케이스브래킷을 관통하여 결합되며, 상기 본체프레임이 상기 케이싱 및 상기 케이스브래킷과 독립적으로 위치정렬되어 상기 측정원의 측정표면과 수직된 상태를 유지하도록 하는 센터링베어링축을 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 본체프레임의 양단부에 구비되어 상기 본체프레임이 상기 케이싱 내부에서 회동 및 직선이동이 가능하도록 지지하는 회전이송지지부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 원직경 측정장치는 한 쌍의 측정레그가 측정원의 표면에 접촉되며 측정원의 직경을 측정하게 된다.

한 쌍의 측정레그가 서로 일정 각도로 배치되므로 전체적인 부피를 줄일 수 있으며, 측정레그의 이동변위를 통해 전자적으로 직경이 측정되므로 정확하고 정밀하게 직경을 측정할 수 있다.

또한, 센터링베어링축에 의해 본체프레임의 측정원의 표면에 수직한 상태를 유지하게 되므로 측정 정밀도를 보다 높힐 수 있다.

또한, 이동본체가 탄성부재에 의해 탄성적으로 지지되며 이동되므로 이동시 부하가 줄어들어 제품 수명을 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 원직경 측정장치가 측정원에 위치한 상태를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 원직경 측정장치의 케이싱을 분리한 내부 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 원직경 측정장치의 구성을 분리하여 도시한 분해사시도,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 원직경 측정장치의 레그이동부가 이동하는 과정을 도시한 예시도,
도 5는 본 발명의 원직경 측정장치의 측정위치지지부의 단면구성을 도시한 단면도,
도 6a와 도 6b는 본 발명의 원직경 측정장치의 측정위치지지부의 중심조절 과정을 도시한 예시도,
도 7a 내지 도 8은 본 발명의 원직경 측정장치의 측정과정을 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 원직경 측정장치(1)를 측정원의 상부에 배치한 상태를 도시한 예시도이고, 도 2는 원직경 측정장치(1)에서 케이싱(500)을 분리한 내부구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 원직경 측정장치(1)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원직경 측정장치(1)는 측정원의 표면에 한 쌍의 측정레그(280)를 접촉시켜 측정원(A)의 직경을 측정한다.

이를 위해 원직경 측정장치(1)는 본체프레임(100)과, 본체프레임(100)의 양측에 좌우로 이동가능하게 구비되어 한 쌍의 측정레그(280)를 지지하는 레그이동부(200)와, 본체프레임(100)의 가운데에 구비되어 측정원의 측정위치를 지지하는 측정위치지지부(300)와, 측정원(A)의 형상에 따라 측정레그(280)가 회동 및 평행이동 가능하게 지지하는 회전이송지지부(400)와, 본체프레임(100)을 수용하여 내부 구성을 보호하는 케이싱(500)과, 레그이동부(200)의 이동변위에 따라 측정원(A)의 직경을 산출하는 제어부(600)를 포함한다.

본체프레임(100)을 일정 길이를 갖는 바 형태로 구비된다. 본체프레임(100)은 레그이동부(200)가 좌우로 직선 이동되도록 지지한다. 또한, 측정위치지지부(300)에 의해 상하로 이동된다. 측정위치지지부(300)에 의해 본체프레임(100)의 베이스(330)가 측정원(A)의 표면에 접촉되며 원직경이 측정되게 된다.

본체프레임(100)은 강성과 내구성을 갖는 소재로 형성된다. 본체프레임의 양단에는 회전이송지지부(400)가 결합된다. 본체프레임(100)은 회전이송지지부(400)에 의해 전후로 이동되며, 회전핀(440)을 중심으로 회동될 수 있다. 본체프레임(100)의 가운데 영역에는 측정위치지지부(300)가 결합된다.

레그이동부(200)는 본체프레임(100)의 축방향을 따라 좌우로 이동가능하게 구비되어 측정원(A)의 크기에 따라 측정레그(280)가 이동되도록 지지한다. 레그이동부(200)는 본체프레임(100)의 판면을 따라 이동되는 이동본체(210)와, 측정위치지지부(300)와 페이스플레이트(410) 사이에 구비되어 이동본체(210)의 좌우 이동을 안내하는 이송가이드축(220)과, 이동본체(210)가 이송가이드축(220)을 따라 이동되도록 이송가이드축(220)에 결합되는 축결합너트(230)와, 이송가이드축(220)을 따라 이동본체(210)가 이동되도록 구동력을 인가하는 구동부(260)와, 이동본체(210)의 이동변위를 측정하는 선형 엔코더(270)와, 이송가이드축(220)과 나란하게 구비되는 스케일바(275)와, 이동본체(210)의 하부에 구비되는 측정레그(280)와, 이동본체(210)와 측정레그(280)를 결합시키는 레그지지프레임(290)을 포함한다.

도 4a 내지 도 4d는 이동본체(210)가 본체프레임(100)을 따라 이동되는 과정과 원리를 도시한 도면들이다.

이동본체(210)는 본체프레임(100)을 따라 이동가능하게 결합된다. 이동본체(210)는 본체프레임(100)이 내부에 수용되게 결합된다. 이동본체(210)의 판면에는 축결합너트(230)가 결합되는 너트삽입공간(211)이 일정크기 형성된다.

이송가이드축(220)은 구동부(260)의 구동력을 축결합너트(230)로 전달하여 이동본체(210)가 좌우로 이동되게 한다. 이송가이드축(220)의 수나사산이 형성되고, 축결합너트(230)의 내주면에는 암나사산이 형성된다. 이송가이드축(220)이 회전되면, 축결합너트(230)는 이송가이드축(220)의 회전수만큼 이송가이드축(220)을 따라 좌우로 직선이동되게 된다.

이송가이드축(220)은 일단부는 축지지고리(221)에 의해 본체프레임(100)에 고정되고, 타단부는 회전이송지지부(400)의 스크류고정플레이트(420)에 고정된다.

너트삽입공간(211)에는 축결합너트(230)의 전후 이동을 안내하는 탄성부재가이드축(240)이 본체프레임(100)의 축방향에 나란하게 형성된다. 탄성부재가이드축(240)은 일단부는 축결합너트(230)에 고정되고 타단부는 이동본체(210)의 측면을 관통하여 이동가능하게 결합된다. 탄성부재가이드축(240)의 외주연에는 탄성부재(250)가 결합되어 축결합너트(230)에 의한 이동본체(210)의 좌우 이동을 탄성적으로 지지한다.

탄성부재(250)는 너트삽입공간(211)을 형성하는 측벽에 고정되므로 탄성부재가이드축(240)이 축결합너트(230)에 연동하여 이동될 때 압축되거나 신장되며 이동본체(210)의 좌우 이동을 돕고 측정할 원의 측정 면에 측정 레그가 일정한 힘으로 닿을 수 있도록 하게 된다.

구동부(260)는 구동모터(261)의 구동력을 이동본체(210)로 전달한다. 구동부(260)는 구동력을 발생하는 구동모터(261)와, 구동모터(261)의 회전축에 결합된 구동풀리(263)와, 구동풀리(263)에 연동하여 회전하며 이송가이드축(220)과 결합된 종동풀리(265)와, 구동풀리(263)와 종동풀리(265)를 연결하는 전동벨트(미도시)를 포함한다.

여기서, 좌우 한 쌍의 레그이동부(200)는 본체프레임(100)에 대한 구성이 서로 대향되는 방향으로 배치된다. 즉, 좌측에 배치된 레그이동부(200)는 이송가이드축(220)과 이동본체(210)가 본체프레임(100)의 전면에 배치되나, 우측에 배치된 레그이동부(200)는 이송가이드축(220)과 이동본체(210)가 본체프레임(100)의 배면에 배치된다. 구동모터(261)는 이송가이드축(220)과 반대방향에 위치하므로 전동벨트(미도시)에 의해 구동력을 전달받아 회전하게 된다.

선형 엔코더(270)는 이동본체(210)의 배면에 결합되어 이동본체(210)와 함께 이동된다. 스케일바(275)는 이송가이드축(220)과 나란하게 배치된다. 이동본체(210)의 이동시 스케일바(275)를 따라 이동되는 선형 엔코더(270)가 이동변위를 산출한다. 선형 엔코더(270)에서 산출된 이동변위는 제어부(600)로 전송되고, 제어부(600)에서 측정원의 직경을 산출하게 된다.

이 때, 선형 엔코더(270)는 1/1000 단위로 위치를 산출하게 되므로 측정원(A)의 직경을 보다 정밀하게 측정할 수 있다.

측정레그(280)는 이동본체(210)의 하부에 좌우 한 쌍이 결합되어 측정원(A)의 외주연에 접선방향으로 접촉된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 한 쌍의 측정레그(280)는 상호 연결된 가상선 사이의 각도가 90도를 이루도록 이동본체(210)에 결합된다. 이동본체(210)의 하부에는 측정레그(280)가 경사진 각도로 결합되도록 위치를 지지하는 레그지지프레임(290)이 구비된다. 레그지지프레임(290)은 레그결합볼트(281)에 의해 측정레그(280)와 고정된다.

한 쌍의 측정레그(280)가 이루는 각도는 90도 뿐만 아니라 다양한 각도로 배치될 수 있다. 각도가 변경될 경우 제어부(600)의 산출식을 변경하여 직경을 구할 수 있다.

측정위치지지부(300)는 원직경 측정장치(1)가 측정원(A)의 외주연에 밀착된 상태로 정확하게 직경 측정이 이루어지도록 측정위치를 지지한다. 측정위치지지부(300)는 케이스브래킷(310)과, 케이스브래킷(310)의 하부에 구비되어 측정원(A)의 외주연에 접촉되는 접촉지지판(320)과, 본체프레임(100)의 하부로 돌출 형성되는 베이스(330)와, 접촉지지판(320)으로부터 상방향으로 돌출 형성된 쇼바축(340)과, 케이스브래킷(310)에 결합된 스프링쇼바(360)와, 스프링쇼바(360)를 상호 결합시키는 스프링쇼바마운트(350)와, 사용자에 의해 가압되는 핸들마운트(370)와, 케이스브래킷(310)에 결합되어 케이스브래킷(310)의 센터링을 조절하는 센터링베어링축(380)을 포함한다.

도 5는 측정위치지지부(300)의 평단면 구성을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이 케이스브래킷(310)은 본체프레임(100)의 전면과 후면에 결합된다. 케이스브래킷(310)은 외부에 케이싱(500)이 결합될 때 케이싱(500)이 고정될 수 있도록 지지한다. 케이스브래킷(310)은 핸들마운트(370)의 가압에 의해 쇼바축(340)을 따라 탄성적으로 본체프레임(100)이 상하로 이동되며 측정원(A)에 베이스(330)가 접촉되거나 이격되도록 한다.

접촉지지판(320)은 쇼바축(340)에 의해 탄성적으로 케이스브래킷(310)에 결합되고, 측정원(A)의 외주연에 밀착되어 본체프레임(100)이 옆으로 넘어지지 않고 접촉된 상태가 유지되도록 한다. 이를 위해 접촉지지판(320)은 판 스프링과 같이 탄성을 갖는 재질로 일정 곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

쇼바축(340)은 상부영역이 스프링쇼바(360) 내부에 결합되어 핸들마운트(370)를 통한 외력의 인가여부에 따라 탄성적으로 길이가 가변된다. 쇼바축(340)의 길이 변화에 따라 베이스(330)가 측정원(A)의 표면에 접촉되거나 이격되게 된다.

센터링베어링축(380)은 전후 한 쌍의 케이스브래킷(310)과, 본체프레임(100)을 결합시킨다. 이 때, 센터링베어링축(380)은 케이싱(500)과 고정된 케이스브래킷(310)과 독립적으로 본체프레임(100)이 이동될 수 있도록 한다. 즉, 센터링베어링축(380)은 케이싱(500) 및 케이스브래킷(310)과 별도로 측정원(A)의 측정면과 본체프레임(100)의 축이 수직한 상태를 유지하도록 한다.

도 6a는 원직경 측정장치(1)에 센터링베어링축(380)이 있는 경우와 없는 경우를 비교하여 도시한 개략도이다.

센터링베어링축(380)이 없이 본체프레임(100)과 케이스브래킷(310)이 케이싱(500)에 수용되는 경우, 측정원(A)의 측정을 위해 케이싱(500)의 일측이 측정원(A)에 먼저 접촉되면 본체프레임(100)이 측정원(A)에 밀착되지 않고 기울어진 상태로 측정이 이루어지게 된다.

반면, 센터링베어링축(380)이 있는 경우, 케이싱(500)의 일측이 측정원(A)에 먼저 접촉되게 되더라도 센터링베어링축(380)에 의해 독립적으로 본체프레임(100)이 센터링을 하게 되므로 측정원(A)의 표면에 수직하게 기립되게 된다. 따라서, 정확한 측정이 이루어지게 된다.

센터링베어링축(380)은 도 6b에 도시된 바와 같이 측정원(A)의 위치와 상관 없이 항상 본체프레임(100)이 측정원(A)에 수직한 상태를 유지하도록 한다. 이 경우, 케이싱(500)의 위치와 관계없이 독립적으로 위치 정렬을 하게 된다.

센터링베어링축(380)은 케이스브래킷(310)의 베어링축수용공(미도시)의 직경보다 작게 형성되어 베어링축수용공(미도시) 내부를 아이들 회전가능하게 구비된다. 반면, 센터링베어링축(380)은 본체프레임(100)의 축수용공(315)에는 끼워맞춤되는 크기로 형성되어 센터링베어링축(380)과 본체프레임(100)이 함께 이동되도록 한다.

회전이송지지부(400)는 본체프레임(100)이 케이싱(500)에 대해 회동되거나 위치 이동이 가능하도록 지지한다. 회전이송지지부(400)는 본체프레임(100)의 양단에 결합되는 스크류고정플레이트(420)와, 스크류고정플레이트(420)와 케이싱(500)을 결합하는 페이스플레이트(410)와, 본체프레임(100)이 회동되도록 지지하는 회전용부쉬(430)와, 회전용부쉬(430)와 스크류고정플레이트(420) 사이에 결합되는 회전핀(440)을 포함한다.

스크류고정플레이트(420)는 본체프레임(100)의 양단에 결합되며 이송가이드축(220)의 일단을 회전가능하게 고정한다. 스크류고정플레이트(420)의 판면에는 회전핀(440)이 돌출형성되고, 회전핀(440)이 회전용부쉬(430) 내부에 삽입된다.

회전용부쉬(430)는 회전핀(440)이 직선이동할 수 있는 핀이동공간이 내부에 형성된다. 측정원(A)의 형상에 따라 센터링베어링축(380)의 작용으로 본체프레임(100)이 측정원(A)의 표면에 밀착되기 위해 회전핀(440)이 회전용부쉬(430) 내부를 회동하거나 직선 이동하게 된다. 회전용부쉬(430)는 페이스플레이트(410)의 판면에 형성된 결합홈(413)에 삽입 결합된다.

페이스플레이트(410)는 회전용부쉬(430)에 결합되고, 케이싱(500)의 양측에 결합된다. 페이스플레이트(410)는 케이싱(500)의 양측에 외부로 노출된다.

케이싱(500)은 케이스브래킷(310)과 페이스플레이트(410)에 의해 위치가 고정된다. 케이싱(500)의 상부에는 본체프레임(100)의 위치를 육안으로 확인할 수 있는 투시창(510)이 일정면적 형성된다. 케이싱(500)의 하부를 통해 한 쌍의 측정레그(280)와 접촉지지판(320)이 외부로 노출된다.

제어부(600)는 선형 엔코더(270)에서 측정한 이동본체(210)의 이동변위값을 통해 측정원(A)의 직경을 산출한다. 제어부(600)는 수치적인 프로그램을 통해 이동변위값을 직경으로 산출한다. 산출된 직경은 별도의 표시부(미도시)를 통해 표시되어 사용자가 용이하게 육안으로 확인할 수 있도록 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 원직경 측정장치(1)를 이용해 측정원(A)의 직경을 측정하는 과정을 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

원직경을 측정하기 전의 대기상태에서 좌우 한 쌍의 측정레그(280)는 본체프레임(100)의 최외곽으로 벌어진 상태를 유지한다. 측정을 위해 사용자는 도 7a에 도시된 바와 같이 접촉지지판(320)을 측정원(A)의 상부에 접촉시킨다.

접촉지지판(320)이 측정원(A)의 상부에 접촉되면서 본체프레임(100)이 기울어지지 않게 균형을 잡게 된다. 이 상태에서, 사용자가 핸들마운트(370)를 가압하면, 쇼바축(340)의 길이가 짧아지면서 탄성적으로 본체프레임(100)이 아래로 이동하게 된다.

이에 따라 본체프레임(100) 하부의 베이스(330)가 측정원(A)의 표면에 닿게 된다. 이 때, 센터링베어링축(380)의 작용에 의해 베이스(330)는 측정원(A)의 표면에 수평하게 접촉하게 되고, 본체프레임(100)은 측정원(A)과 수직한 상태를 이루게 된다.

베이스(330)의 위치가 정확하게 고정되면, 사용자는 전원을 인가하고, 구동모터(261)가 구동하게 된다. 구동모터(261)의 구동에 의해 이송가이드축(220)이 회전하고, 축결합너트(230)가 이송가이드축(220)을 따라 이동하게 된다.

도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이 축결합너트(230)의 이송에 따라 탄성부재가이드축(240)이 이동본체(210)의 외측으로 돌출되고 탄성부재(250)는 이동본체(210) 내부에서 압축되게 된다. 이동본체(210)가 축결합너트(230)와 함께 점차 이동하고 이동본체(210) 하부에 위치한 측정레그(280)도 함께 이동하게 된다.

측정레그(280)가 점차 이동하여 도 7b에 도시된 바와 같이 측정원(A)의 외주면에 접촉하게 되면 선형 엔코더(270)는 현재 위치의 스케일바(275)의 위치를 감지하여 이동본체(210)의 이동변위를 산출하게 된다. 산출된 이동변위는 제어부(600)로 전송되고, 제어부(600)는 도 8의 상태로 측정원(A)의 직경을 산출하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 원직경 측정장치는 한 쌍의 측정레그가 측정원의 표면에 접촉되며 측정원의 직경을 측정하게 된다.

한 쌍의 측정레그가 일정 각도로 배치되므로 전체적인 부피를 줄일 수 있으며, 측정레그의 이동변위를 통해 전자적으로 직경이 측정되므로 정확하고 정밀하게 직경을 측정할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 원직경 측정장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 원직경측정장치 100 : 본체프레임
200 : 레그이동부 210 : 이동본체
211 : 너트삽입공간 220 : 이송가이드축
221 : 축지지고리 230 : 축결합너트
240 : 탄성부재가이드축 250 : 탄성부재
260 : 구동부 261 : 구동모터
263 : 구동풀리 265 : 종동풀리
270 : 선형 엔코더 275 : 스케일바
280 : 측정레그 281 : 레그결합볼트
290 : 레그지지프레임 300 : 측정위치지지부
310 : 케이스브래킷 315 : 축수용공
320 : 접촉지지판 330 : 베이스
340 : 쇼바축 350 : 스프링쇼바마운트
360 : 스프링쇼바 370 : 핸들마운트
380 : 센터링베어링축 381 : 베어링지지플레이트
400 : 회전이송지지부 410 : 페이스플레이트
413 : 결합홈 420 : 스크류고정플레이트
430 : 회전용부쉬 440 : 회전핀
500 : 케이싱 510 : 투시창
600 : 제어부

Claims

원직경 측정장치에 있어서,
일정 길이를 갖는 본체프레임과;
일단부는 상기 본체프레임에 결합되고 타단부는 측정원의 표면에 접선방향으로 접촉되며 상기 본체프레임의 양단에 서로 이격 배치되는 한 쌍의 측정레그와;
상기 측정레그가 상기 본체프레임에 대해 좌우 이동되도록 지지하는 레그이동부와;
상기 본체프레임의 가운데 영역에 구비되며, 상하로 탄성적으로 이동하며 상기 측정원의 측정위치를 지지하는 측정위치지지부와;
상기 측정위치지지부의 위치가 고정되고, 상기 한 쌍의 측정레그가 상기 레그이동부에 의해 좌우로 이동되며 상기 측정원에 접촉되면, 상기 측정레그의 이동변위를 산출하고, 이를 통해 상기 측정원의 직경을 산출하는 제어부를 포함하고,
상기 측정위치지지부는,
상기 본체프레임의 가운데 영역에 결합되는 케이스브래킷과;
상기 케이스브래킷의 하부에 구비되어 상기 측정원의 외주연에 접촉되는 접촉지지판과;
상기 본체프레임의 하부에 돌출형성되는 베이스와;
상기 케이스브래킷이 상하로 이동되도록 탄성적으로 지지하는 스프링쇼바와;
외력에 의해 상기 베이스를 가압하여 상기 베이스가 상기 측정원의 표면에 접촉되도록 하는 핸들마운트를 포함하는 것을 특징으로 하는 원직경 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 레그이동부는,
상기 측정레그의 상부에 결합되는 이동본체와;
상기 본체프레임의 축방향을 따라 배치되며, 표면에 나사산이 형성된 이송가이드축과;
상기 이동본체가 상기 이송가이드축을 따라 직선이동되도록 상기 이동본체와 상기 이송가이드축을 결합시키는 축결합너트와;
상기 이송가이드축을 회전구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원직경 측정장치.
제2항에 있어서,
상기 이동본체의 내부에는 상기 축결합너트가 결합되는 너트삽입공간이 형성되고,
상기 너트삽입공간에는 상기 이동본체의 좌우이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재와;
상기 탄성부재의 내부에 삽입되며, 일단부는 상기 축결합너트에 고정되고, 타단부는 상기 이동본체를 관통하여 이동가능하게 결합되는 탄성부재가이드축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원직경 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 이송가이드축과 나란하게 구비되는 스케일바와;
상기 이동본체에 구비되어 상기 스케일바에 대한 상기 이동본체의 이동변위를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 선형 엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원직경 측정장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 본체프레임과 상기 레그이동부 및 상기 측정위치지지부를 내부에 수용하며,
상기 측정레그와 상기 접촉지지판만 외부로 노출시키는 케이싱를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원직경 측정장치.
제6항에 있어서,
상기 케이스브래킷을 관통하여 결합되며, 상기 본체프레임이 상기 케이싱 및 상기 케이스브래킷과 독립적으로 위치정렬되어 상기 측정원의 측정표면과 수직된 상태를 유지하도록 하는 센터링베어링축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원직경 측정장치.
제7항에 있어서,
상기 본체프레임의 양단부에 구비되어 상기 본체프레임이 상기 케이싱 내부에서 회동 및 직선이동이 가능하도록 지지하는 회전이송지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원직경 측정장치.