KR20010087133A - 회전부재의 불균형으로 인해 발생되는 하중의 측정장치 - Google Patents

Abstract

균형이 깨진 자동차 바퀴와 같은 회전부재에 의해 발생된 원심력을 측정하는 장치는 그 프레임 구조에 대하여 회전부재를 지지하기 위한 회전부재용 설치부를 구비한다. 회전부재와 회전부재용 설치부는 측정중 회전하는 회전부재를 측정함에 있어서 임계하(臨界下) 진동 시스템을 형성한다. 더욱이, 그 장치는 하중 픽업장치(pick-up)의 형태를 가지는 측정센서를 포함하는데, 그 하중센서에서 하중의 작용방향은 가상의 설치점 둘레로 하중작용점을 통과하는 원(circle)에 거의 접한 상태로 연장된다.

Description

회전부재의 불균형으로 인해 발생되는 하중의 측정장치{Apparatus for measuring forces produced by unbalance of a rotary member}

본 발명은 예컨대 자동차 바퀴와 같은 회전부재가 회전할 때 그 불균형으로 인해 발생되는 하중을 측정하는 장치에 관한 것이다.

예컨대 독일공개공보(DE-AS) NO 16 98 164에 개시된 바와 같이, 불균형 회전부재의 회전으로 인해 발생되는 원심력을 측정하는 장치의 전형적인 형식은, 프레임 구조에 대하여 회전부재를 지지하기 위한 회전부재용 설치부를 구비한다. 회전부재와 회전부재용 설치부는 진동 중심에 대하여 진동할 수 있는 하나의 시스템을 구성하는데, 이는 원심력을 프레임 구조 상에 지지되는 적어도 하나의 측정 픽업장치(pick-up)의 하중작용점에 작용시키기 위한 것이다. 따라서, 그 장치는 진동을 측정하는 임계 초과(臨界 超過)(super-critical) 측정 시스템을 포함하며, 그 측정 시스템에서 상기 회전부재는 서로 경사지게 배치되어 있는 판 스프링 상에 지지되는데, 그 판 스프링의 연장선은 균형시험되는 회전부재의 균형면(balancing planes)들 중 1개에서 가상의 교차점을 형성한다. 2개의 경사지게 배치된 판 스프링은, 이 경사진 판 스프링에 대하여 90°회전되어 수직으로 배치되고, 서로는 평행하게 배치되어 있는 다른 판 스프링 상의 중도판(intermediate plate)을 통해 기초판 상에 지지된다. 그 조립체는 회전부재의 불균형으로 인한 판 스프링의 진동을 감지하여 적절한 측정신호로 변환하기 위한 진동 변환기를 포함한다.

이에 관하여 독일공개공보 (DE-AS)Nos 10 27 427과 10 44 531에 대하여 살펴보면, 균형시험기에서 진동 가능한 설치부(mounting arragements)를 형성하는 스프링 바(spring bar)와 판 스프링은 두께가 감소된 부분을 포함시켜 힌지(hinge)나 피봇(pivot) 수단을 형성한다.

또한 EP 0 343 265 A1을 참조하면, 균형시험되는 회전부재가 설치되는 측정용 축의 중심축 방향으로 연장되는 지지 캐리어(support carrier)가 고정 프레임 구조에 대하여 진동 가능한 형식으로 설치되는 한편, 중심축 방향에서 서로 사이가떨어져 배치된 측정센서가 상기 지지 캐리어와 고정 프레임 구조 사이에 배치되는 내용이 개시되어 있다.

DE 33 30 880 A1에는 측정용 축을 설치하기 위한 회전 설치부 구조를 지탱하는 지지 조립체가 서로 축방향으로 사이가 떨어져서 배치된 하중측정용 변환기 (transducers)를 통해 고정 프레임 구조 상에 지지되는 구성이 개시되어 있다.

또한, EP 0 133 229 A1을 참조하면, 자동차 바퀴를 균형시험하기 위한 장치가 개시되어 있는데, 균형시험되는 자동차 바퀴을 지탱하는 축정용 축은 하중 측정센서를 가지는 설치부의 프레임 상에 지지된다. 동적 균형시험에 제공하기 위해, 그 장치는 측정용 축을 지지하기 위한 2개의 설치면(mounting planes)을 가지며, 상기 측정센서도 그 설치면 상에 배치된다.

이 점에 관하여 주목할 점은, 상기 약술된 장치에서 설치면의 측정점에 배치되는 측정 픽업장치 또는 센서는 회전부재의 불균형으로 인해 발생되어 설치면이나 설치점에서 반작용력을 발생시키는 원심력에 비례하는 측정신호를 발생시킨다는 것이다. 여기서, 상기 반작용력은 측정센서에 의해 측정된다. 바퀴 균형시험기의 통상적인 표준 측정 시스템은 측정용 축과 그 위에 설치되는 균형시험용 회전부재를 지지하기 위한 설치구조로서 일반적으로 외팔보(cantilever)를 채용한다. 동적 지지시험을 수행하기 위한 회전부재 상의 2개 균형면으로의 변환은 정역학(statics)의 하중-레버 법칙을 기초로 이루어진다. 그러므로, 전술한 설치면에서 하중 측정센서에 의해 측정되는 하중은 2개의 측정센서와 회전부재 사이의 각각의 떨어진 거리에 의존한다.

회전부재나 회전체에 불균형 효과를 일으키는 질량분포의 차이로 인한 원심력의 합력이 측정되며, 그것은 축방향 위치에 따라 다르고 측정 작업중 측정센서에 작용된다는 점을 알 것이다. 측정센서 링크장치(lingage)와 측정면의 기하학적 데이타로 인해 측정센서의 지지점에서 가로(transverse) 방향 하중성분이 나오게 되는데, 그것은 위상변화(phase shift)를 야기하고 측정 정밀도에 역효과를 가지게 한다.

본 발명의 목적은 불균형 회전부재에 의해 발생되는 원심력을 높은 정밀도로 측정하기 위한 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전부재가 회전할 때 그 불균형에 의해 야기되는 원심력을 측정하기 위한 장치로서, 그 장치는 단순한 구조로 되어 있지만 임계하(臨界下, sub-critical) 작동 모드(mode)에 포함되는 하중을 정확히 측정하는 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전부재가 회전할 때 그 불균형에 의해 야기되는 원심력을 측정하기 위한 장치로서, 원심력의 측정부재로의 전달에 의해 정확도를 향상시킬 수 있도록 회전부재는 실질적으로 단단한 설치구조에 의해 지지되는 측정장치를 제공하는데 있다.

도 1은 1쌍의 지지부를 가지는 본 발명에 따른 장치의 제1실시예를 나타내는 개략도이고,

도 2는 2쌍의 지지부를 가지는 본 발명에 따른 장치의 제2실시예를 나타내는 개략도이고,

도 3은 도 2에 나타낸 제2실시예의 장치에서 회전부재 설치부를 나타내는 상세도이고,

도 4는 실재의 측정센서를 가지는 본 발명에 따른 장치의 제3실시예를 나타내는 개략도이고,

도 5는 본 발명에 따른 장치의 제4실시예를 나타내는 개략도이다.

본 발명의 구성요소에 의해 상기 목적 및 그 밖의 목적은 불균형 회전부재에 의해 발생되는 원심력을 측정하기 위한 장치에 의해 달성되는데, 그 장치는 프레임구조와 같은 지지수단과, 상기 지지수단에 대하여 회전부재를 지지하기 위한 회전부재 설치수단을 구비한다. 상기 회전부재와 회전부재 설치수단은 지지수단 상에 지지되는 측정센서나 픽업장치의 적어도 하나의 하중작용점에 원심력을 작용시키기 위해 진동 중심에 대하여 진동할 수 있는 시스템을 형성한다. 회전부재 설치수단과 상기 장치의 작동 중에 이 설치수단에 의해 지지되어 측정중 회전하는 회전부재가 임계하 진동 조립체를 형성한다. 측정센서는 하나의 하중 픽업수단이다. 상기 측정센서로의 하중의 작용방향은 하중작용점을 통과하여 상기 진동 중심 둘레로 연장되는 원호에 대하여 실질적으로 접선방향으로 연장된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 기술로부터 보다 상세히 알게 되겠지만, 본 발명은 회전부재 설치수단과 하중 픽업수단으로서 사용되는 측정센서의 지지구성으로서, 결과적으로 작용된 스프링 하중이 측정수행 중 회전하는 불균일 회전부재의 원심력보다 큰 임계하(臨界下) 진동 시스템을 제공한다. 회전부재 설치수단의 스프링 하중은 너무 커서 실제적으로 어떠한 스프링 변형도 일어나지 않고, 따라서 회전부재 설치수단은 단단한 설치부를 형성한다. 이 장치는 회전부재를 지지하기 위한 통상적인 바퀴 균형시험기에서와 같이 외팔보 설치구성을 가진다. 다시 말해서, 측정용 축이 시험기 프레임 구조에 지지되는 위치의 바깥 위치에서 회전부재가 측정용 축에 고정된다. 이 회전부재는 회전부재 설치수단에 지지될 수 있는데, 이 목적으로 제공되는 지지 지주(struts)들의 가상의 연장선이 임계하 진동 시스템의 진동 중심을 형성하는 축에서 교차하게 된다. 측정중 측정되는 원심력이 하중 픽업수단의 형태를 가지는 측정센서로 작용하는 방향은 하중작용점을 통과하고 진동 중심 둘레로 형성된 원호에 대하여 거의 접선방향으로 연장된다. 이 진동 중심은 이와 같이 굽힘강성이 큰 지지부재들에 의해 정의될 수 있고, 특히 그들 중 2개는 보통 판 모양의 구성을 가질 수 있으며 회전부재 설치수단에 회전부재를 설치하기 위한 가상의 설치점을 나타내는 선형 교차선에서 교차한다. 가상의 설치점은 가상의 측정점과 같다. 그 선형구조의 설치점은 회전부재의 축에 대하여 실질적으로 수직으로 연장된다.

본 발명의 바람직한 특성으로서, 회전부재 설치수단은 측정중에 회전부재를 고정하는 측정용 축을 지지하기 위해 설치 슬리브(mounting sleeve)와 같은 회전 설치부를 가진다. 전술한 바와 같이, 회전부재로는 자동차 바퀴가 전형적일 것이다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 장치는 예컨대 DE 198 39 976 A1을 기초로 한 PCT/EP99/06372에 기술된 바와 같은 기계에서 사용될 수 있다. 이 장치에서, 측정용 축을 위한 회전 설치부는 판 모양의 구성을 가질 수 있는 2개의 굽힘강성이 큰 지지부재를 통해 중도 프레임 구조 상에 지지된다. 중도 프레임 구조는 판 모양일 수도 있는 굽힘강성이 큰 2개의 부가적인 지지부재를 통해 차례로 고정 프레임 구조 상에 지지된다. 2쌍 중 적어도 1쌍의 지지부재는 서로에 대하여 경사지게 배치되어, 그 연장선이 회전부재의 중심축이기도 한 측정용 축의 실질적으로 중심축 상의 진동 중심 또는 가상의 설치점에서 교차한다. 더욱이, 측정용 축을 위한 회전 설치부는 하중 픽업 수단의 형태인 제1측정센서를 통해 중도 프레임 구조 상에 지지되고, 이 중도 프레임 구조는 하중 픽업수단의 형태인 제2측정센서를 통해 고정프레임 구조 상에 지지된다. 본 발명의 실시예에서, 2개의 측정센서 중 적어도 1개는 각각의 하중작용점을 통과하고 각각의 가상의 설치점 둘레로 연장되는 원호에 대하여 접선인 하중작용점의 방향을 가진다.

본 발명의 부가적으로 바람직한 특성에 따라, 측정용 축을 위한 회전 설치부는 서로 축방향으로 떨어져 배치되고 역시 하중 픽업수단의 형태를 가지는 측정센서가 배치되는 2개의 지지점에서 고정 프레임에 대하여 지지된다. 이 장치에서 조립체는 2개의 가상의 설치점이나 2개의 실재 설치점을 형성할 수 있다.

본 발명에서, 측정작업 중 측정 대상인 회전부재의 불균형으로 인해 발생되는 원심력은, 각각의 회전부재에서의 각각의 질량 분포와는 무관하게, 강성이 큰 회전부재 설치수단에 의해 하중작용 방향과 동일하게 배치된 측정센서에 적용된다는 것을 알게 될 것이다.

이하, 본 발명의 그 밖의 목적, 특성 및 이점이 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 기술로부터 명확해질 것이다.

먼저 도 1을 참조하면, 예컨대 자동차 바퀴의 불균형을 확인하기 위한 바퀴 균형시험기에서, 자동차 바퀴와 같은 회전부재가 회전할 때 그 불균형으로 인해 발생되는 원심력을 측정하는 장치의 제1실시예가 개략적인 형태로 도시되어 있다.

그러므로 도 1을 보면, 참조번호 30은 측정용 축(8)이 설치 슬리브 (mounting sleeve) 형태인 회전 설치부(1)에 회전가능하게 지지되는 회전부재용 설치부를 나타낸다. 측정용 축은 임의의 적절한 구동장치(drive)(미도시)에 의해 회전구동될 수 있는데, 이는 예컨대 전술한 DE 198 39 976 A1에 기술되어 있으므로 이 점에 관한 내용이 본 명세서에 편입되어 있다. 일반적으로 회전 설치부(1)는, 예컨대 판 스프링(leaf spring)의 형태로 굽힘 강성(剛性)이 충분한 판 모양의 지지부재(supports)나 지주(struts)(35)(36)에 의해, 이하에서 참조될 도 2 및 도 3의 실시예의 경우와 같은 고정 프레임 구조 또는 중도 프레임(intermediate frame) 등 구조 프레임(32) 상에서 지지된다. 9 내지 12로 표시된 피봇(pivots)은 2개의 지지부재(35)(36)의 단부(端部)에 각각 배치된다. 2개의 피봇(11)(12)은 회전 설치부(1)와 2개의 지지부재(35)(36) 사이에 각각 유효하게 배치된다. 다른 2개의 피봇(9)(10)은 프레임(32)과 2개의 지지부재(35)(36) 사이에서 각각 유효하게 배치된다. 주목될 점은 피봇(9)(10)(11)(12)이 2개의 지지부재(35)(36)의 단부에 배치되어 있다는 것이다.

피봇(9)(10)(11)(12)이 이등변 사다리꼴의 모서리에 배치되도록, 지지부재 (35)(36)는 서로에 대하여 어떤 각도를 가지고 배치된다. 각각의 지지부재 (35)(36)에 37, 38로 표시된 가상의 연장선은, 측정용 축(8)의 16으로 표시된 중심축(axis)에 대하여 수직선으로 연장되는 하나의 축(axis)으로서 회전부재를 가진 회전부재용 설치부(30)에 의해 형성되는 진동 시스템의 진동 중심(center)을 나타내는 가상의 지지점(33)에서 교차한다.

또한, 회전 설치부(1)는 하중 픽업장치의 형태를 가지는 측정센서(39)를 통해 프레임(32) 상에 지지된다. 측정센서(39)는 단단한 것으로 생각될 수 있는 하중 픽업장치를 형성하도록 지지되고 편중된다. 측정센서(39)를 통한 회전설치부(1)의 지지위치는 중심축 방향으로 회전 설치부(1) 상의 피봇(11)(12)에서 정의되는 지지점으로부터 사이가 떨어져 형성되어 있다.

상기 표시된 바와 같이 자동차 바퀴와 같은 균형시험되는 회전부재(2)는 통상의 특성을 가지는 적절한 형태의 고정장치에 의해 측정용 축(8)에 고정되어 있어, 회전부재(2)의 중심축과 측정용 축(8)의 중심축(16)은 일치한다. 선형으로 연장된 가상의 설치점(33)에서 피봇축(pivot axis)은 측정용 축의 중심축(16)에 대하여 직각으로, 보통 판 모양의 지지부재(35)(36)와 평행하게 배치된다. 예시된 도 1의 실시예에서, 가상의 설치점(33)은 측정용 축(8)의 중심축(16) 상에 놓여 있다.

측정센서(39)는, 거기서의 하중의 작용방향이 도 1에서 40으로 표시된 접선을 따라 연장되도록 배치되어 있다. 접선(40)은, 측정센서(39)의 하중작용점(34)을 통과하고 설치점(33) 둘레로 연장되며 일부분이 27로 표시된 원(circle)에 적용된다. 프레임(32) 상에 강성이 큰 임계하 회전부재용 설치부(30)와 결합되어 있는 예시된 구성은, 하중이 전적으로 안내되어 작용하는 방향을 제공하며, 그 작용방향은 회전부재용 설치부(30)의 가상 설치점(33) 둘레의 원형 경로에 접하는 방향이다.

도 2를 참조하여, 31로 표시된 회전부재용 설치부의 수정된 형태를 포함하는 본 발명의 다른 실시예를 나타낼 것이다. 이 실시예에서 회전부재용 설치부(31)는 4로 표시되는 중도 프레임을 포함한다. 도 1에 예시된 진동 시스템에 상당하는 진동 시스템이 중도 프레임(4) 상에 지지된다. 또한, 그것은 측정용 축(8)을 위한 회전 설치부(1)를 가진다. 예시된 조립체는 지지부재(5)(6)도 가지는데, 그것은예컨대 판 스프링의 형태와 같은 판 모양일 수 있으며 굽힘강성이 충분하다. 지지부재(5)(6)는 피봇(11)(12)에 의해 회전 설치부(1)에 적절히 연결된다.

그들의 타단에서, 지지부재(5)(6)가 각각의 피봇(9)(10)에 의해 중도 프레임(4)에 적절히 연결된다. 피봇(11)(12)에 의해 제공된 지지점으로부터 축방향으로 사이가 떨어진 점에서, 역시 하중 픽업장치의 형태를 가지는 측정센서(14)에 의해 회전 설치부(1)가 중도 프레임(4)에 지지된다. 또한, 이 측정센서(14)는 적절한 위치에 지지 및 고정되어 강성이 크게 생각될 수 있는 하중 픽업장치를 형성한다. 측정센서(14)가 회전 설치부(1) 상에 지지되는 13으로 표시된 하중작용점으로 하중이 작용하는 방향은 하중작용점(13)을 통과해서 연장되며 일부분이 27로 표시된 원(circle)의 접선(24) 상에 놓여 있다. 도 2로부터 명확히 알 수 있듯이, 그 원(27)은, 측정용 축(8)의 중심축(16)에 대하여 경사지게 연장되는 지지부재(5)(6)의 가상의 연장선들(37)(38)의 교차선으로서 참조번호 7로 표시된 가상의 설치점 둘레로 연장된다. 가상의 설치점(7)은 중도 프레임(4) 상에 지지되는 진동 시스템의 진동 중심을 형성한다. 측정센서(14)는 지지점(13)에서 원호(27)의 접선 방향에 따라 경사지게 배치되어, 측정센서(14)로의 하중의 작용방향이 실질적으로 접선(24)에 해당한다.

도 2 및 도 3에 도시된 실시예의 회전부재용 설치부(31)에서, 중도 프레임(4)은 하중 픽업장치의 형태를 가지는 부가적인 측정센서(25)에 의해 고정 프레임(3) 상에 지지된다. 또한, 중도 프레임(4)은 피봇(20)(21)에 의해 형성된 지지점에서, 지지부재(18)(19)에 의해 고정 프레임(3) 상에 지지된다. 또한, 지지부재(18)(19)는 예컨대 판 스프링 형태로 판 모양의 구성을 가지는 것이 바람직하다. 피봇(22)(23)은 고정 프레임(3)과 각각의 지지부재(18)(19) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 서로에 대하여 어떤 각도로 배치된 지지부재(18)(19)의 가상의 연장선(37)(38)은 가상의 지지점(17)에서 교차한다. 중도 프레임(4)에 관하여, 가상의 지지점(17)은 측정용 축(8)의 가상의 연장선, 특히 측정용 축의 중심축(16) 상에 지지점(7)과 반대편에 배치된다. 또한, 지지부재(18)(19)의 피봇(20)(21) (22)(23)은 2등변 사다리꼴의 코너에 배치된다. 주목할 점은, 이 실시예에서 지지부재(18)(19)의 경사가 지지부재(5)(6)의 경사와 반대로 되어 있다는 것이다. 지지부재(5)(6)(18)(19)는 측정용 축(8)의 중심축(16)에 대하여 서로 회전하지 않는다.

또한, 도 2 및 더욱 상세하게는 도 3의 확대도로부터 알 수 있듯이, 측정센서(25)는 그의 하중 작용방향이 측정용 축(8)의 중심축(16)에 대하여 경사지도록 배치된다. 하중 작용방향은 가상의 설치점(17) 둘레로 하중작용점(15)을 통해 연장되며 일부분이 28로 표시된 원에 대하여 26으로 표시된 접선 상에서 연장된다. 이와 같이, 하중 작용점(15)은 중도 프레임(4)과 측정센서(25) 사이에 유효하게 배치된다. 또한, 측정센서(25)는 고정 프레임(3)의 다른 편에서 지지되며 강성이 크게 생각될 수 있는 하중 픽업장치의 형태를 가진다.

각각의 원(28)(27)에 대한 접선(26)(24)이 연장되는 방식은 각각의 가상 설치점(17)(7)으로부터 각각의 측정센서(25)(14)에서의 하중작용점 (15)(13)까지 연결된 43과 42로 각각 개략적으로 표시된 선들과 측정용 축(8)의 중심축(16) 사이에형성된 각도에 따른다는 것을 이해할 것이다. 각각의 접선(26)(24)은 전술한 각각의 연결선(43)(42)에 대하여 근사적으로 직각으로 연장된다. 만일 지지부의 배치가 예컨대 도 2의 왼편에 도시된 가상의 설치점(17)이 회전부재 설치부(31)로부터 멀리 떨어져 있다면, 원(28)에 대한 접선(26)은 측정용 축(8)에 대하여 거의 수직으로 연장된다. 회전부재 설치부(31)가 그러한 구성을 가질 때는, 2개의 측정센서 중 1개, 예컨대 측정센서(14)가 하중 작용방향이 접선(24)을 따르게 하고, 다른 측정센서, 다시 말해서 예컨대 측정센서(25)는 하중 작용방향이 측정용 축의 중심축(16)에 대하여 실질적으로 수직이면 충분하다.

전술한 DE 198 39 976 A1에서와 같이, 바람직하게는 피봇(9)(10)(11)(12)과 피봇(20)(21)(22)(23)은 굽힘강성이 큰 판(plate)의 형태를 가지는 지지부재 (supports)에서 선형으로 연장된 연약점(weak point)의 형태일 수 있다. 더욱이, 도 1에서 33으로, 도 2 및 도 3에서는 7 과 17로 표시된 가상의 설치점은 도 2의 29로 표시된 균형면의 바깥 부분에 배치되는데, 균형화 작용은 예컨대 특히 자동차 바퀴의 형태를 가지는 회전부재(2) 상에 적절한 밸런스 웨이트(balancing weight)를 부가함으로써 수행된다. 도 2 및 도 3의 실시예에서는 2개의 설치점 중 1개(도 2의 7로 표시된 설치점)가 2개의 균형면(29) 사이 거의 중앙에 배치되는 한편, 도 1에서의 설치점(33)은 2개의 균형면(29) 사이의 거의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다.

도 4 및 도 5의 실시예를 함께 참조하면, 측정용 축(8)을 위한 회전 설치부(1)는 축방향으로 서로 떨어져 있는 제1 및 제2 지지점에서 고정 프레임(3)상에 지지된다. 도 4의 54 및 55, 도 5의 14 및 25로 표시된 측정센서는 지지점에 배치된다. 측정센서는 하중 픽업장치의 형태를 가진다. 지지점(support location)은 강성이 큰 설치부의 형태를 가진다.

이제 도 4의 실시예에서 좀 더 구체적으로 살펴보면, 실재(實在)의 설치점(44)(45)이 지지점에서 형성되도록 배치되어 있다. 측정센서(54)에 대한 하중의 작용방향은 실재의 설치점(45) 둘레로 연장되고 측정센서(54)의 하중작용점(50)을 통과하며 일부가 49로 표시되는 원에 대해 접선(46) 방향으로 연장된다. 따라서, 접선(46)은 실재의 설치점(45)과 측정센서(54) 상의 하중작용점(50) 간의 연결선(52)에 거의 수직으로 연장된다. 실재의 설치점(45)은 다른 측정센서(55)가 배치되는 지지점의 영역에 배치된다. 그 접선(46)은 측정센서(54)로의 하중의 작용방향을 형성한다. 따라서, 측정센서(54)는 측정용 축(8)의 중심축(16)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.

동일한 방식으로, 접선(47)은 측정센서(55)로의 하중의 작용방향을 형성한다. 그 접선(47)은 실재 설치점(44) 둘레로 연장되고 측정센서(55)의 하중작용점 (51)을 통과하며 일부분이 48로 표시된 원에 적용된다. 따라서, 접선(47)은 실재의 설치점(44)과 하중작용점(51) 간의 연결선(53)에 거의 수직으로 연장된다. 실재의 설치점(44)은 또 다른 측정센서(54)가 배치되는 지지점의 영역에 배치된다. 측정센서(55)는 하중 작용방향을 형성하는 접선(47)의 구성에 따라 측정용 축(8)의 중심축(16)에 대하여 경사진 상태로 배치된다.

도 5의 실시예를 참조하면, 회전 설치부(1)의 지지부재는 도 2 및 도 3에서와 같이 그 조립체가 7과 17로 표시된 2개의 가상의 설치점을 형성하게 되어 있다. 가상의 설치점(7)(17)의 위치는, 본 명세서 상에 적절히 편입시켜 개시할 목적으로 논의되는 EP 0 133 229 B1에 개시된 정렬 과정(calibration procedure)을 기초로 하여 제공된다. 도 2 및 도 3 실시예의 경우와 마찬가지로, 측정센서(25)로의 하중의 작용방향은 측정센서(25)의 하중작용점(15)을 통과하고 일부가 27로 표시된 원에 적용되는 접선(24)의 방향이다. 원(27)은 하중작용점(15)을 통과하여 가상의 설치점 (7) 둘레로 연장된다. 접선(24)은 가상의 설치점(7)과 측정센서(25)의 하중작용점(15) 간에 42로 표시된 연결선에 대하여 거의 수직으로 연장된다. 따라서, 측정센서(25)는 측정용 축(8)의 중심축(16)에 대하여 경사지게 배치된다.

측정센서(14)로의 하중의 작용방향은 측정센서(14)의 하중작용점(13)에서 원(28)에 대한 접선(26) 방향으로 연장된다. 원(28)은 하중작용점(13)을 통과하고 가상의 설치점(17) 둘레로 연장된다. 따라서, 접선(26)은 가상의 설치점(17)과 측정센서(14)의 하중작용점(13) 간의 연결선(43)에 대하여 실질적으로 수직으로 연장된다. 그러므로, 측정센서(14)는 측정용 축(8)의 중심축(16)에 대하여 경사지게 배치된다.

만일, 도 4 및 도 5의 실시예에서, 도 4의 각각의 연결선(52)(53) 및 도 5의 연결선(42)(43)과 측정용 축(8)의 중심축(16) 사이의 각도가 극히 작으면, 각각의 접선은 측정용 축(8)의 중심축(16)에 대하여 거의 수직으로 연장된다.

전술한 본 발명의 실시예는 단지 그 구성요소들에 대한 예시(例示)에 의해서 나타내어졌지만, 본 발명의 원리와 범위를 벗어나지 않은 상태에서 다른 변경이나수정이 행해질 수 있다.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 불균형 회전부재에 의해 발생되는 원심력을 높은 정확도로 측정하기 위한 장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의한 장치는 단순한 구조로 되어 있지만, 회전부재가 회전할 때 그 불균형에 의해 야기되는 임계하(臨界下, sub-critical) 작동 모드(mode)에 포함되는 하중을 정확히 측정할 수 있다.

또, 회전부재가 사실상 단단한 설치구성에 의해 지지되어 있어, 이 회전부재가 회전할 때 그 불균형에 의해 야기되는 원심력이 측정부재로 정확하게 전달되어 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Claims (15)

1. 지지수단과,

   하중을 작용시키기 위한 하중작용점을 가지는 하중 픽업수단의 형태로 상기 지지수단 상에 지지되는 1개 이상의 측정센서와,

   상기 지지수단에 대하여 회전부재를 지지하는 것으로서, 상기 측정센서의 하중작용점에 원심력을 작용시키기 위해 진동 중심에 대하여 진동 가능한 시스템을 형성하는 회전부재 설치수단과,

   회전부재 설치수단과 상기 하중 측정장치의 작동 중에 그 설치수단에 지지되고 측정 중에 회전하는 회전부재가 임계하(sub-critical) 진동 조립체를 형성하도록 할 뿐만 아니라, 상기 측정센서로의 하중의 작용방향이, 하중작용점을 통과하고 상기 진동 중심 둘레로 연장되는 원호에 대하여 실질적으로 접선방향으로 연장되도록 하는 결합체(arrangement)와,

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진동 중심은 상기 회전부재의 회전중심축에 대하여 수직으로 연장되는 진동축(oscillation axis)의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
3. 제1항에 있어서,

   측정용 축과, 이 측정용 축 상에 회전부재를 고정시키기 위한 수단을 부가적으로 포함하고,

   상기 회전부재 설치수단은 상기 측정용 축을 위한 회전 설치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
4. 제1항에 있어서,

   진동 중심을 형성하는 제1 및 제2의 굽힘강성이 큰 지지부재(supports)의 가상의 연장선이 가상의 설치점인 1개의 선에서 교차하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
5. 제3항에 있어서,

   중도 지지수단과,

   상기 중도 지지수단 상에 회전부재 설치수단을 지지하는 제1 및 제2의 굽힘강성이 큰 지지부재와,

   상기 지지수단에 대하여 상기 중도 지지수단을 지지하는 제3 및 제4의 지지부재를 부가적으로 구비하되,

   각각 서로 교차하는 연장선을 가지는 상기 제1 및 제2 지지부와 제3 및 제4 지지부로 구성되는 2개의 지지조립체 중 1개 이상이 가상의 설치점를 형성하며,

   또한, 하중 작용점을 가지며 상기 중도 지지수단에 대하여 회전 설치부를 유효하게 지지하는 제1 측정센서와,

   하중 작용점을 가지며 상기 지지수단에 대하여 상기 중도 지지수단을 유효하게 지지하는 제2 측정센서와,

   상기 제1 측정센서와 제2 측정센서 중 1개 이상이, 그것으로의 하중 작용방향이, 각각 하중 작용점을 지나 각각 가상의 설치점 둘레로 연장되는 원호에 대하여 접하는 방향을 갖도록 하는 결합장치와,

   를 부가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 가상의 설치점은 균형시험되는 회전부재 상의 균형면들 (balancing planes) 사이에 있는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
7. 제4항에 있어서,

   중심축을 가지는 측정용 축과,

   그 측정용 축 상에 회전부재를 고정시키기 위한 수단을 구비하는 것으로서,

   지지부재(supports)는 굽힘강성이 큰 지지판(support plates)의 형태를 가지며, 상기 측정용 축의 중심축에 대해서는 수직으로 연장되고 지지판의 표면에 대해서는 평행하게 연장되는 가상의 직선형 설치점을 제공하는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 지지판은 판 스프링(leaf spring) 부재인 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
9. 제5항에 있어서,

   중심축을 가지는 측정용 축과,

   그 측정용 축 상에 회전부재를 고정시키기 위한 수단을 구비하는 것으로서,

   지지부재(supports)는 굽힘강성이 큰 지지판(support plates)의 형태를 가지며, 상기 측정용 축의 중심축에 대해서는 수직으로 연장되고 지지판의 표면에 대해서는 평행하게 연장되는 가상의 직선형 설치점을 제공하는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
10. 제9항에 있어서,

    지지판은 판 스프링 부재인 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
11. 제5항에 있어서,

    굽힘강성이 큰 지지부재에 의해 형성되고 중도 지지수단의 양측면에 각각 배치되는 제1 및 제2의 가상의 설치점을 포함하는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
12. 제5항에 있어서,

    중도 지지수단의 한 측면에서 제1 및 제2의 가상의 설치점을 포함하는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
13. 제3항에 있어서,

    강성이 큰 설치부를 형성하며 측정센서들이 배치되는, 축방향으로 서로 사이가 떨어진 제1 및 제2의 지지점에서 상기 지지수단에 대하여 측정용 축을 위한 회전 설치부를 지지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 지지점은 실재(實在)의 지지점인 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.
15. 제13항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 지지점은 가상의 지지점인 것을 특징으로 하는 불균형 회전부재로 인해 발생되는 원심력 측정장치.