KR100979254B1 - 선형 베어링 - Google Patents

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KR100979254B1
KR100979254B1 KR1020057006389A KR20057006389A KR100979254B1 KR 100979254 B1 KR100979254 B1 KR 100979254B1 KR 1020057006389 A KR1020057006389 A KR 1020057006389A KR 20057006389 A KR20057006389 A KR 20057006389A KR 100979254 B1 KR100979254 B1 KR 100979254B1
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앤소니 브루스 파이크
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에이피에이 파라프릭타 리미티드
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Abstract

각각 복수의 구(sphere)(10)로 되어 있는 두 개의 매트릭스(12, 16)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프레임(2)을 포함하고, 각각의 매트릭스의 상기 구는 각각의 매트릭스가 납작할 때에 실질적으로 하나의 편평한 평면에 있도록 회전을 위하여 장착되고, 하나의 매트릭스의 상기 평면은 다른 하나의 매트릭스의 평면과 평행하고, 하나의 매트릭스의 구들이 회전하면 다른 하나의 매트릭스의 구들의 반대방향 회전이 발생되도록 하나의 매트릭스의 상기 구들은 적어도 대부분이 다른 하나의 매트릭스의 구들과 맞닿게 배치되는 것을 특징으로 하는 베어링이 제공된다. 이러한 방식으로 형성된 베어링에 의하여, 베어링이 지면에 누워있는 환자와 같은 물체와 밑에 있는 표면 사이에서 움직일 때에 환자나 물체 사이에 움직임을 전달하지 않거나 거의 전달하지 않고 베어링이 환자나 물체 아래에서 밀어 지거나 당겨질 수 있다. 본 발명 베어링은 또한 그 몸을 움직일 수 없는 환자를 마사지하는 데에 사용될 수 있고 토목 공사용으로도 사용될 수 있다.
베어링, 구, 매트릭스, 회전, 플랫폼.

Description

선형 베어링{LINEAR BEARING}
본 발명은 선형 베어링에 관한 것이다.
선형 베어링은 영국 특허 제543,524호(쿠란) 및 영국 특허 제1,263,456호(NRDC)에 나타난 바와 같이 예를 들어 볼 컨베이어(ball conveyor)와 같은 여러 가지 목적을 위하여 사용된다. 볼 컨베이어의 원리는 상자나 제조 공정에 있는 제품과 같은 부하물 그리고 병원의 환자를 이동시키는 데에 이용된다.
본 발명은 또한, 교량 부품과 같은 중량 구조물을 포함하여 전술한 바와 같이 폭이 동일한 물체를 이동시키거나 환자를 다루는 문제를 처리하기 위하여 서로 다른 형태로 디자인된다.
구조용 들것(rescue stretcher)은 단단하거나 유연성이 있고, 보통 환자의 일측에 위치하며, 환자는 들것 위로 들어올려지거나 굴려진다("logrolled"라는 용어를 사용함). 들어올리거나 굴리는 작용에 의하여 척추 손상이 악화될 수 있기 때문에 환자를 들것에 놓는 상기 두 방법은 모두 위험하다. 척추 손상이 이미 발생한 경우에 추가적인 손상을 방지하기 위해서는, 가능하면 환자를 교란시키지 않고 특히 환자의 머리를 환자 신체의 나머지 부분에 대하여 움직이지 않게 하면서 환자를 들것으로 옮기는 것이 명백히 필요하다.
본 발명에 따른 선형 베어링은, 각각 복수의 구(sphere)들로 되어 있는 두 개의 매트릭스(matrix)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프레임을 포함하고, 하나의 매트릭스의 구들의 회전에 의하여 다른 하나의 매트릭스의 구들의 반대방향 회전이 발생되도록 하나의 매트릭스의 구들은 적어도 대부분이 다른 하나의 매트릭스의 구들과 맞닿게 배치되는 베어링에 있어서, 각각의 매트릭스의 구들은 상기 프레임을 넘어서 돌출되고 반대 방향 회전시에 상기 프레임에 대하여 동일한 상대 위치에 유지되도록 구속되는 것을 특징으로 한다.
구들이 병렬로 위치하고 있어서 베어링은 사고 후에 지면에 누운 환자의 아래에서 밀어 넣어지거나 당겨질 수 있고, 하부 매트릭스 구의 하부면은 지면에 작용하고 상부 매트릭스 구의 상부면은 환자에 작용하게 된다. 하부 구의 일방향으로의 회전은 상부 구의 반대 방향으로의 회전을 일으킨다. 그 결과, 베어링이 환자 아래에서 움직일 때에 환자에 가하여지는 움직임이 거의 없거나 전혀 없게 된다.
베어링의 또 다른 사용에서는, 베어링은 침상 위의 환자나 시트를 교환하기 위하여 들어올려진 환자 아래에서 미끄러질 수 있다. 또한 베어링은 욕창이 있는 환자의 아래에서 미끄러지고 환자를 마사지하기 위하여 앞뒤로 움직일 수 있다. 이는 환자가 자신의 신체를 움직일 수 없는 경우에 특히 유리한 것이다.
매트릭스들은 각각의 매트릭스 구를 서로로부터 분리되게, 그러나 하부 매트릭스의 구가 상부 매트릭스의 구를 지지하기에 충분할 만큼 가깝게 유지하도록 배열되어야 한다. 바람직하게는 구들은 구들의 직경보다 작은 직경의 구멍들을 구비한 재료 시트에 의하여 각각의 매트릭스에 유지되도록 배열되어서, 각각의 구멍은 각각의 구들을 매트릭스 내의 올바른 기하학적 위치에 놓을 수 있다. 바람직하게는 매트릭스 쌍의 주변부는 구를 유지시키는 재료가 고정되어 있는 프레임에 의하여 한정된다. 상기 프레임은 베어링을 붙잡거나 이동시키기 위해 걸 수 있도록 루프(loop)나 토글(toggle) 장치를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 베어링은 팽창식 제2 베어링에 부착하기 위한 수단을 구비한다. 상기 제2 베어링은 들것으로서 운반될 수 있도록 하는 분리 가능한 막대(pole)를 구비할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명 베어링은 들것으로서 운반될 수 있도록 하는 적당한 수단, 베어링 상에 환자를 유지하기 위하여 제공되는 스트랩(strap)을 자체적으로 구비할 수 있다.
본 발명은, 필수적으로 또는 불가피하게 서로에 대하여 이동하는 두 개의 물체 사이의 마찰력 감소에 대한 우수한 해결책을 제공하기 때문에, 서로에 대하여 이동할 것이 요구되는 물체들이 서로에 대하여 2차원 또는 3차원적으로 움직일 수 있는 구형 상호직선적(sphericolinear)인 경우를 포함하여 직선형인 경우 및 곡선형인 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 조수의 영향을 받는 수역에서 선박이 선창(jetty)에 정박되었을 때 선창으로부터 배에 접근하기 위한 트랩(gangway)이 제공된다. 그러한 경우에 선박은 선창에 대하여 상대적으로 상하로 움직이고 또한 어느 정도는 선창을 따라 움직이며 선창을 향하거나 선창에서 멀어지는 방향으로도 약간 움직인다. 그러한 경우 트랩은, 선박측 단부는 수직 평면에서 움직이고 수평 평면에서 약간 추축 회전할 수 있도록 하는 반면에 선박 외측 또는 선창측 단부는 수직 평면 및 수평 평면으로 움직일 수 있도록, 선박에 고정되는 것이 통상적이다. 그러나 그러한 운동은 선박측 태클(tackle) 장치에 의하여 제한을 받고 트랩 관리 직원이 지켜보아야만 한다. 부교(pontoon)에 접근할 때에도 유사한 문제점이 발생한다.
또 다른 예에서, 근해 원유 생산 플랫폼이 교량에 의하여 조정 플랫폼(accommodation platform)에 연결된다. 일정한 조건에서 플랫폼들 사이에는 적어도 교량이 요구되는 높이에서 상대적인 운동이 존재한다. 그러므로 그러한 상대적인 움직임을 가능케 하는 것이 중요하다. 그렇지 않다면 다리는 그러한 움직임에 수반되는 상대적인 힘을 견디지 못할 것이다.
다른 예에서, 교량과 같은 대형 구조물은 교량 지지부에 대한 일정한 제한 범위 내에서 약간 움직일 수 있도록 할 필요가 있다. 일정한 경우에, 이는 보통 탄성 중합체 베어링을 제공함으로써 가능해진다. 그러나, 이는 항상 오래 지속되는 것은 아니고, 개별적으로는 상대적으로 저렴하다고 해도 교체에 비용이 매우 많이 들게 된다.
본 발명이 적용될 수 있는 또 다른 예로는, 대형 구조물들 사이에 열팽창이 생기는 경우로서 그러한 열팽창이 허용되지 않는다면 구조물들 사이에 견디기 힘든 응력이 유발되어 하나 또는 둘 모두의 구조물들이 결국에는 파괴될 수 있는 경우가 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 2는 A-A 선에 따른 도 1의 베어링의 수직 단면을 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1의 베어링의 일부를 도시하는 평면도이다.
도 4는 팽창식 들것에 부착된 도 1의 베어링의 사시도이다.
도 5는 구(sphere)들이 상부 및 하부 매트릭스에 꿰어진 제2 실시예의 평면도이다.
도 6은 매트릭스에서 엮인 구들을 도시하는 제2 실시예의 평면도이다.
도 7은 도 8의 Y-Y 선에 따른 플랫폼 형태의 베어링의 단면도이다.
도 8은 도 7의 추가 실시예의 평면도이다.
도 9는 도 8의 플랫폼의 분해 사시도이다.
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도 1의 매트(mat) 형태의 베어링은 깎인 모서리(4)를 구비하고 상부 천공 시 트(6)와 하부 천공 시트(8)를 지지하는 유연한 플라스틱 재료로 만들어진 프레임(2)으로 형성된다. 상부 천공 시트는 다수의 구(10)를 위치시키며 상기 구들은 함께 제1 매트릭스(12)를 형성한다. 하부 천공 시트(8)는 제2 매트릭스(16)를 형성하는 구(10)의 횡렬들을 위치시킨다. 제1 매트릭스의 구(10)의 상부 횡렬들은, 상부 구들의 대부분이 각각 네 개의 하부 구 상에서 지지되도록 제2 매트릭스의 하부 구 위에 놓인다.
시트(6)의 천공(18)에 위치하는 상부 구(10)는 구(10)가 자유롭게 회전할 수 있게 한다. 유사하게, 하부 시트(8)의 천공(20)은 구(14)가 자유롭게 회전할 수 있게 한다. 상부 구들이 하부 구들 위에 놓이기 때문에, 하부 구들의 어떠한 회전도 상부 구들의 반대 방향 회전을 일으키게 된다. 이런 식으로, 지면에 위치할 때의 베어링(1)의 어떠한 움직임도 상부 구들이 베어링과 반대 방향으로 움직이게 할 것이다.
구(10) 및 구(14)는 바람직하게는 직경 약 20 mm의 경질 플라스틱 재료로 만들어지고 본질적으로 구부러지지 않아야 한다. 반면에 시트(6, 8)는 구들을 올바른 위치에 유지할 수 있을 정도로 충분히 단단해야 하지만 동시에 베어링이 고르지 않은 표면 상에서 움직일 수 있도록 하기 위하여 어느 정도의 유연성을 가져야 한다.
도 4에서, 베어링(1)은 노즐(24)을 통한 팽창과 플랫폼의 양측의 슬리브(28)에 삽입된 핸들(26)을 갖춤으로써 단단하게 유지되는 팽창식 플랫폼(22)에 분리 가능하게 연결된다. 베어링(1)은, 버튼과 같은 적당한 수단 또는 벨크로(Velcro: 등록 상표) 같은 루프 재료 및 후크에 의하여 플랫폼(22)에 부착될 수 있다.
사고 현장으로부터 환자를 이동시키기 위하여, 베어링(1)은 깎은 경사면(4)이 환자를 향하게 하여 환자의 발끝에 위치한다. 그러면 단부에 후크(30)를 구비한 막대(26)가 루프(32)에 걸리게 된다. 플랫폼(22)이 부착부(34)에서 베어링에 부착되고 난 후에 베어링은 환자의 구조자에 의하여 Z 방향으로 끌어당겨진다. 베어링의 상부 구(10)가 X 방향으로 지상 이동하면서 회전하고 이는 베어링의 Z 방향 이동과 반대이기 때문에, 환자는 물론 수직 방향으로 약간의 들어올림이 있긴 하지만 수평 방향으로는 지면에 대하여 상대적으로 움직이지 않는다. 플랫폼(22)은 적당하게 부드러운 재료로 되어 있어서, 환자가 베어링 위로 그리고 베어링을 넘어서 이동할 때에 환자는 점점 플랫폼(22) 쪽으로 움직일 것이다. 그러면 막대(26)가 슬리브(28)에 삽입되고, 베어링은 플랫폼으로부터 분리되어 환자는 들것에 실려 가게 된다. 구들은 환자 아래에 놓였을 때에 환자를 마사지 하는 역할을 하여 움직일 수 있는 환자라면 베어링에 의하여 이러한 이동에 도움을 받게 된다. 다른 사용에서는, 플랫폼(22)이 없는 베어링이 침상 위에 놓일 수 있고, 베어링은 침상의 아마도 절반 또는 4분의 1을 덮도록 하는 크기를 가지며 환자를 들것으로부터 침상 위로 옮기는 데에 사용되거나 그렇지 않으면 시트를 교체하기 위하여 환자가 침상으로부터 들어 올려질 수 있도록 환자 아래에서 끌어당겨진다. 이러한 목적을 위하여 구(50)(도 5 및 도 6 참조)는 직경이 약 5mm 이거나 그보다 작다. 이러한 실시예를 위한 베어링은, 희생 실(sacrificial thread) 상에 구들을 꿰고 꿰어진 구들을 매트릭스가 되게 엮은 다음 희생 실을 풀어서 구들이 엮인 매트릭스의 엮어진 부분(54)에 의하여 회전 가능하게 지지되도록 함으로써 형성된다.
도 7, 도 8 및 도 9는, 구(61)의 제1 매트릭스(62)가 제2 매트릭스(64)의 위에 위치하는 본 발명 베어링을 포함하는 본질적으로 단단한 복합 재료 판(60)을 도시한다. 각 매트릭스는 도 7에 도시된 바와 같이 함께 고정된 천공 하위 판(perforated sub plate)에 지지된다.
도 9에서는 볼 조인트(72)와 브래킷(74)에 의해서 상부 하위 판(65')에 부착되는 포개어 넣는 암(telescopic arm)(70)을 도시한다. 이러한 암은 물건, 특히 부상 입은 사람 밑으로 판(60)을 밀어 넣어서 부상 입은 사람이 한 장소(예를 들어 사고 현장)로부터 다른 장소(예를 들어 앰뷸런스)로 옮겨지는 동안 해로운 움직임의 영향을 받지 않도록 설계된다. 운반 손잡이(미도시)가 상기 판에 제공될 수 있다.
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Claims (10)

  1. 각각 복수의 구(sphere)(10, 14)들로 되어 있는 두 개의 매트릭스(matrix)(12, 16)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프레임(2)을 포함하고,
    각각의 매트릭스의 구들은 각각의 매트릭스가 납작할 때에 실질적으로 하나의 편평한 평면 또는 적어도 부분적으로 구형인 평면에서 회전하도록 장착되고,
    하나의 매트릭스의 구들의 회전에 의하여 다른 하나의 매트릭스의 구들의 반대방향 회전이 발생되도록 하나의 매트릭스의 구들은 적어도 대부분이 다른 하나의 매트릭스의 구들과 맞닿게 배치되는 베어링에 있어서,
    하나의 매트릭스의 구들은 상기 프레임의 일측으로부터 돌출되도록 배치되고, 다른 하나의 매트릭스의 구들은 상기 프레임의 반대측으로부터 돌출되도록 배치되며, 각각의 매트릭스의 구들은 회전시에 상기 프레임에 대하여 동일한 상대 위치에 유지되도록 구속되는 것을 특징으로 하는 베어링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구들의 직경은 15 mm 내지 25 mm 사이의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 베어링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 베어링에 분리 가능하게 결합되도록 배치되는 팽창식 플랫폼(22)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링.
  4. 제3항에 있어서, 상기 팽창식 플랫폼은, 상기 팽창식 플랫폼의 양측에서 사용할 수 있고 상기 팽창식 플랫폼을 운반하도록 배치된 분리 가능한 막대(pole)(26)를 구비하는 것을 특징으로 하는 베어링.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구들의 직경은 2.5 mm 내지 7.5 mm 사이의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 베어링.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구들은 엮여서 각 매트릭스(도 5 및 도 6)를 이루는 것을 특징으로 하는 베어링.
  7. 제1항에 있어서, 상기 매트릭스들은 하나 또는 그 이상의 평면에서 만곡되는 것을 특징으로 하는 베어링.
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