KR101517228B1 - 건물 개방부를 가리는 커버링을 조작 구동하는 스프링모터와 드레그 브레이크 - Google Patents

Abstract

본원은, 건물 개방부(architectural openings)를 가리기 위한 커버링(coverings)에 사용되는 스프링 모터와 드레그(drag) 브레이크에 관한 것이다.

스프링 모터, 드레그 브레이크, 모터 스프링, 코일 스프링, 브레이크 드럼.

Description

건물 개방부를 가리는 커버링을 조작 구동하는 스프링 모터와 드레그 브레이크{SPRING MOTOR AND DRAG BRAKE FOR DRIVE FOR COVERINGS FOR ARCHITECTURAL OPENINGS}

도1은 창커튼 및 스프링 모터를 가진 상기 창커튼의 구동 조작부를 부분 분해하여 나타낸 사시도이다.

도2는 도1의 스프링 모터의 분해 사시도이다.

도3은 도2의 조립된 모터의 사시도이다.

도4는 도3의 스프링 모터의 단부도이다.

도5는 도4의 5-5선을 따라 절취된 단면도이다.

도6a는 도3의 스프링 모터가 합체된 상향식/하향식 커튼의 사시도이다.

도6b는 헤드 레일에 있는 2개 세트의 구동부가 합체된, 도6a의 헤드 레일의 부분 분해 사시도이다.

도7은 스프링 모터의 다른 실시예의 분해 사시도이다.

도8은 도7의 조립된 모터의 사시도이다.

도9는 도8의 스프링 모터의 단부도이다.

도10은 도9의 10-10선을 따라 절취된 단면도이다.

도11은 도7의 조립된 모터 출력 샤프트, 코일 스프링, 및 스프링 커플러의 사시도이다.

도12는 스프링 모터의 다른 실시예의 분해 사시도이다.

도12a는 스프링 모터의 다른 실시예의 도12의 것과 유사한 분해 사시도이다.

도13은 도12의 스프링 모터의 조립도이다.

도14는 도13의 스프링 모터의 단부도이다.

도15a는 도14의 15-15선을 따라 절취된 단면도이다.

도15b는 도12의 조립된 드레그 브레이크 드럼, 라이딩 슬리브(riding sleeves), 및 코일 스프링의 사시도이다.

도16은 스프링 모터의 다른 실시예의 분해 사시도이다.

도17은 도16의 스프링 모터의 조립도이다.

도18은 도17의 스프링 모터를 제외하고는, 도15의 것과 유사한 단면도이다.

도19는 플랫(flat) 스프링 모터의 역 감김 동작이 포함된 3개 단계를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도20은 표준-감김 스프링과 역-감김 스프링의 토크 곡선을 그래프로 나타낸 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100: 세이드 102: 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체

108: 헤드 레일 110: 하부 레일 116: 리프트 스테이션

118: 리프트 로드 120: 단부 캡 122: 모터 출력 스플

124: 플랫 스프링 126: 코일 스프링 127: 스프링 커플러

128: 모터 하우징 130: 브레이크 하우징

146: 드레그 브레이크 드럼 148, 150: 스터브 샤프트

본원은, 베니션 블라인드, 주름 커튼, 버티칼 블라인드, 그외 다른 확장식 재료, 및 기타 다른 메카니칼 기구와 같이, 건물 개방부의 커튼 또는 커버링(coverings)을 개폐하거나 또는 상하 이동시키는데 사용할 수 있는 스프링 모터와 드레그(drag) 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 블라인드 이송 시스템은, 가리개를 지지하고 그리고 상기 커버링을 상승 및 하강 또는 개방 및 폐쇄하는데 사용하는 메카니즘을 은폐시키는 헤드 레일을 구비한다. 본원에 참고 문헌으로 기재된 발명의 명칭이 "건물 개방부를 가리는데 사용된 모듈러 이송 시스템"인, 미국특허 6,536,503호에는 그러한 블라인드 시스템을 기재하고 있다. 전형적인 탑/다운 제품에서는, 상기 커버링의 상승 및 하강 작업을, 헤드 레일에 매달려 있고 하부 레일(또한, 무빙 레일 또는 하부 슬래트(slat)로서도 참고 됨)에 부착된 리프트 코드(들)로 행해진다. 상기 커버링의 개폐 동작은 슬래트의 전방 및 후방 적층부를 따라서 동작하는 래더 테이프(및/또는 틸트 케이블)로 이루어진다. 일반적으로, 리프트 코드는 슬래트에 있는 구멍을 통하거나 또는 슬래트의 전방 및 후방 적층부를 따라서 동작한다. 이러한 타입의 커버링에서는, 슬래트의 중량이 오직 하부 레일 만이 개시 시에 상승되도록 래더 테이프에 의한 지지를 받게 되어, 커버링을 상승시키는데 필요한 힘은 완전 하강(완전 확장)되었을 때에 최소로 있다. 상기 커버링이 더욱 상승됨으로서, 상기 슬래트가 하부 레일에 적층되어, 래더 테이프에서 리프트 코드로 슬래트의 중량이 이동하여서, 점진적으로 더 큰 리프팅 힘이 완전 상승(완전 수축) 위치에 접근함으로서 커버링을 상승시키는데 필요하게 된다.

일부 창 커버링(커튼) 제품은, 무빙 레일이 창 커튼 번들의 바닥부에 있는 대신에, 번들과 헤드 레일 사이에서 창 커튼 번들의 정상부에서, 상향식(bottom up)으로 설치되어, 상기 번들이 정상적으로 커버링이 수축될 때에는 창의 바닥부에 축적되고 그리고 커버링이 확장될 때에는 무빙 레일이 창 커튼의 정상부에서, 헤드 레일 다음에 있다. 또한, 하향식(top down) 및/또는 상향식으로 가는, 양쪽이 가능하게 할 수 있는 복합 제품도 있다.

수평한 창 커튼 제품에서는, 조작자가 외부 중력힘에 대한 반대방향 힘으로 제품을 조작하여 확장 및 수축 위치 중의 어느 한 위치에서 나머지 위치로 확장성 재료를 이동하게 한다.

블라인드와 대비하여, 전단 수평한 창 세이드(shear horizontal window shade)와 같은 하향식 세이드(shade)에서는, 일반적으로, 전체 차광 재료가 커튼의 상승으로 회전체 레일 둘레를 싸게 된다. 따라서, 세이드의 중량이 커튼의 상승으로 회전체 레일로 이동되어서, 세이드를 상승시키는데 필요한 힘이 커튼(차광 요소)이 완전 상승(완전 개방) 위치로 접근함에 따라 점진적으로 작아진다. 물론, 상향식 커튼과, 하향식 및/또는 상향식으로, 양쪽으로 행해질 수 있는 복합 커튼이 있다. 상향식/하향식 커튼의 경우에는, 커튼의 중량이, 탑/다운 블라인드의 중량 작용 형태와 흡사하게, 상기 커튼의 하강으로 회전체 레일로 이동한다.

상하방향이 아닌 좌우방향으로 동작하는 수직방향 창커튼(vertically-oriented window coverings)인 경우에는, 제1코드가 일반적으로 철회 위치로 상기 커튼을 당기는데 사용되며 다음, 제2코드(또는 제1코드의 제2단부)는 확장 위치로 상기 커튼을 당기는데 사용된다. 이러한 경우에, 조작자는 중력에 반대하는 힘을 가하지 않는다. 그런데, 이러한 창커튼은 또한 스프링과 같은 중력 이외에 다른 외부 힘 또는 부하를 갖게 배열되어, 조작자가 상기 힘에 반대하는 힘으로 동작하여 일 위치에서 다른 위치로 확장성 재료를 이동시킨다.

커튼을 확장 및 철회하기 위한, 즉, 수직방향 또는 수평방향으로 커튼을 이동시키거나 또는 슬래트를 상하방향으로 동작시키는 위한 다양한 구동 메카니즘이 알려져 있다. 상기 구동 메카니즘의 다수는 스프링 모터를 사용하여, 자극 힘(catalyst force)을 주어서(및/또는 조작자가 가하는 자극 힘을 주어서) 상기 커튼을 이동시키는 것이다.

도1 내지 도20은 스프링 모터의 다양한 실시예를 설명하는 도면이다. 상기 스프링 모터는 창커튼을 상승 및 하강하여 확장 및 수축하거나, 좌우방향으로 이동하거나, 또는 슬래트를 개방 및 폐쇄하는 상하동작(tilting)을 하는데 사용된다. 본원에서는 건물 개방부의 창커튼 또는 커버링을 언급하는 것이며, 보다 특정하게 는 블라인드 또는 세이드(shades)도 언급하는 것이다.

도1은 스프링 모터를 사용하는 셀룰러 세이드(100)와 드레그 브레이크 조합체(102)의 제1실시예의 부분 분해한 사시도이다.

도1의 세이드(100)는 헤드 레일(108), 하부 레일(110), 및 헤드 레일(108)에 매달리고 헤드 레일(108)과 하부 레일(110) 양쪽에 부착된 셀룰러 커버링 구성체(112)로 이루어진 것이다. 커버링 재료(112)는 기본적으로 헤드 레일(108)과 리프트 로드(118)의 길이와 같은 폭을 갖고, 그리고 기본적으로 완전 확장되었을 때에, 리프트 코드의 길이와 같은 높이를 갖는다(도6a에 2개 세트가 도시되었지만 여기서는 볼 수 없음). 상기 리프트 코드는 하부 레일(110)과 리프트 스테이션(116)에 부착되어, 리프트 로드(118)의 회전 시에, 리프트 스테이션(116)에 리프트 스플(spools)도 회전하고, 그리고 리프트 코드가 리프트 스테이션(116)에 감싸지거나 풀어져서 하부 레일(110)을 상승 또는 하강하여서, 세이드(100)가 상승 또는 하강한다. 본원에 참고 문헌으로 기재된 2003년 3월 25일 허여된 미국특허 6,536,503호(발명의 명칭: 건물 개방부를 가리는 모듈러 이송 시스템)에 상기 리프트 스테이션(116)과 그 작동원리가 기재되어 있다. 단부 캡(120)은 헤드 레일(108)의 단부를 폐쇄하고 그리고 건물 개방부에 셀룰러 제품(100)을 장착하는데 사용된다.

2개 리프트 스테이션(116) 사이에는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102)가 배치된다. 상기 조합체는 상세하게 후술되는 바와 같이 스프링 모터가 회전할 때에 리프트 스테이션(116)에 스플과 리프트 로드(118)도 회전하도록(그 역으로도 성립) 리프트 로드(118)를 경유하여 리프트 스테이션(116)에 상호 연결되어 작용한다. 스프링 모터를 사용하여 창 블라인드를 상승 및 하강하는 것에 관한 기술은 상술된 미국특허 6,536,503호(발명의 명칭: 건물 개방부를 가리는 모듈러 이송 시스템)에도 기재된 기술이다.

커튼을 상승시키기 위해서 사용자는 하부 레일(110)을 상승시킨다. 스프링 모터는 커튼을 사용자가 상승하는 동작을 도와준다. 동시에, 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102)의 드레그 브레이크 부분은 커튼의 이러한 상방향 동작을 방해하게 작용한다. 후술되는 바와 같이, 상기 드레그 브레이크는 회전방향에 따라서, 회전을 방해하는 2개의 서로 다른 토오크를 발휘한다. 이러한 실시예에서는, 보다 상세하게는 후술되는 바와 같이, 드레그 브레이크에 의해 발휘되는 상방향 운동에 대한 저항이 2개 토오크에서 보다 작은 토오크(해제 토오크(release torque)로 참고)이다. 커튼 중량으로 인한 토오크와 시스템 마찰과 함께하는 이러한 해제 토오크는, 세이드(100)가 사용자에 의해 일단 해제되어져 있으면, 스프링 모터는 세이드(100)가 크립프(creep) 동작을 발생하는 것을 막기에 충분하게 크다.

커버링을 내리기 위해서는, 사용자가 중력힘의 도움을 받는 상태에서, 하부 레일(110)을 아래로 당긴다. 하부 레일(100)을 아래로 당기는 동안에, 스프링 모터가 회전되어 플랫 스프링의 위치 에너지를 증가시킨다(아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 출력 스플(122)에 모터의 플랫 스프링을 감는 동작에 의함). 상기 조합체(102)의 드레그 브레이크 부분은 상기 커튼의 이러한 하방향 동작을 저지하도록 작용하고 그리고, 이러한 저지력은 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와같이, 드레그 브레이크에 의해 발휘되는 대형의 2개 토오크(유지 토오크로 참고) 이다. 스프링 모터와 시스템 마찰에 의해 발휘된 토오크와 합성된 유지 토오크는 세이드(100)가 아래로 떨어지는 것을 막기에 충분한 대형의 토오크이다. 따라서, 상기 세이드는, 조작인이 전체 범위의 이동로를 따라서 세이드가 해제되는 위치를 고려하지 않고 해제되는 위치에 그대로 남아 있는다.

도2를 참고로 하여 설명한다. 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102)는 모터 출력 스플(122), 플랫 스프링(124)(또한, 모터 스프링(124)으로도 참고 됨), 단차진 코일 스프링(126), 모터 하우징(128), 및 브레이크 하우징(130)으로 이루어진다. 2개 하우징(128, 130)은 함께 연결되어서 완전한 하우징을 형성한다. 이 실시예에서는 브레이크 하우징(130)이 브레이크 메카니즘 넘어로 연장되어 모터 부품을 에워싸는 구성인 것에 주의 한다.

상기 모터 출력 스플(122)(도5에도 도시)은 스프링 올림(take-up) 부분(132)을 갖고, 상기 올림 부분은 각각 경사진 좌우 견부(134, 136)에 의해 측면에 있게되고 그리고 모터 출력 스플(122)에 플랫 스프링(124)의 제1단부(142)를 고정시키는 상승 버튼(140)을 가진 축선방향 지향 플랫 리세스(138)를 형성한다(도5에 도시). 플랫 스프링(124)의 제1단부(142)는, 스프링 올림 부분(132)의 상승 버튼(140)이 모터 출력 스플(122)에 플랫 스프링(124)을 해제 가능하게 고정하며, 플랫 스프링(124)의 제1단부(142)에 있는 구멍(144)을 통해 스넵(snap)할 때까지, 스프링 올림 부분(132)의 플랫 리세스(138) 안으로 나아간다.

부가로, 모터 출력 스플(122)은 좌우 견부(136)까지 축선방향으로 연장된 드레그 브레이크 드럼(146)을 구비한다. 스터브(stub) 샤프트(148, 150)는 후술되는 바와 같이 모터 출력 스플(122)의 회전 지지를 위해 모터 출력 스플(122)의 각 단부에서 축선방향으로 연장 형성된다.

플랫 스프링(124)은 도2에 도시한 바와 같이 단단하게 감겨져 있는 금속의 플랫 스트립이다. 상술한 바와 같이, 스프링(124)의 제1단부(142)는 모터 출력 스플(122)에 플랫 스프링(124)을 해제할 수 있게 고정하는 관통 구멍(144)을 형성한다. 도2에 도시한 바와 같이, 플랫 스프링(124)의 경로(routing)는, 플랫 스프링(124)의 단부(142)가, 버튼(140)이 플랫 스프링(124)의 관통 구멍(144)에 스넵 접속할 때까지 플랫(138)안으로 그리고 모터 출력 스플(122) 밑으로 가는 것이다.

본원의 코일 스프링(126)은 2개 서로 다른 코일 직경을 형성하는 것을 제외하고는 종래 코일 스프링과 유사한 것이다.(코일 직경은 코일이 갖는 1개 특징인 것임에 주의 한다. 다른 특징은 와이어 직경 또는 와이어 횡단면 치수가 있다.) 제1코일 부분(152)은 작은 코일 직경을 갖고 그리고 드레그 브레이크 드럼(146)의 외측 직경보다 약간 작은 내부 직경을 형성한다. 제2코일 부분(154)은 보다 상세하게 후술되는 바와 같이 큰 코일 직경을 갖고 그리고 브레이크 하우징(130)에 의해 형성된 대응 공동(156)(또한, 하우징 구멍(156) 또는 드레그 브레이크 구멍(156)으로도 명명됨)의 내측 직경보다 약간 큰 외부 직경을 형성한다.

브레이크 하우징(130)은 단차진 코일 스프링(126)의 제2코일 부분(154)의 외부 직경보다 약간 작은 원통형 공동(156)(또한, 상술한 바와 같이, 드레그 브레이크 하우징 구멍(156)으로도 명명됨)내부 직경을 형성한다. 브레이크 하우징(130)은 내부 중공 샤프트 돌출부(158)를 갖는다. 상기 돌출부는, 모터 하우징(128)에 있는 유사한 대응 내부 중공 샤프트 돌출부(160)(도5에 도시)와 함께, 하우징(128, 130)을 통해 연장 형성된 관통 구멍(164)을 형성하는 플랫 스프링 저장 스플(162)을 형성한다. 후술되는 바와 같이, 이러한 관통 구멍(164)은 로드(rod)(예를 들어, 리프트 로드 또는 틸트 로드)용 관통 구역으로 사용되어, 서로 매우 가깝게 평행하게 근접하여 2개의 독립 구동부의 배치가 이루어지게 하여, 다른 방식으로 가능한 것에 비해 더 협소한 헤드 레일(108)을 사용할 수 있게 한다.

도5에서, 단차진 코일 스프링(126)의 제1코일 부분(152)은 드레그 브레이크 드럼 부분(146)에 실질적으로 묻혀 있는 것으로 나타내었으며 그리고 유사하게 제2코일 부분(154)도 드레그 브레이크 구멍(156)에 실질적으로 묻혀 있는 것으로 나타내었다. 사실상, 상기 코일 부분(152, 154)은 각각의 부품(146, 156)이 실질적으로 묻혀져 있는 것이 아니고, 코일 부분(152, 154)과 각각의 드럼(146)과 하우징 구멍(156)사이에 억지끼움부가 있다는 사실을 나타내고자 이러한 방식으로 도시한 것이다. 단차진 코일 스프링(126)의 와이어 직경 또는 와이어 횡단면 치수 만큼의 억지끼움부의 양은, 제1방향과 제2방향으로 하우징(130)과 상관하여 브레이크 드럼(146)이 회전을 야기하도록 극복되어야 하는 해제 토오크와 유지 토오크를 나타낸다. 상기 2개 토오크는 또한, 이들이 시스템 토오크와는 대조적으로, 드레그 브레이크 성분에 의해 또는 드레그 브레이크 성분에 발휘되는 토오크 이므로, 성분 토오크(component torques)라고 할 수 있다. 상기 시스템 토오크는 전체적으로 시스템에 의해 나타나는 토오크이고 그리고 조합체(102)의 스프링 모터로 인한 토오크, 마찰 토오크, 세이드의 중량으로 인한 토오크, 등등을 포함한다.

코일 스프링(126)은 하우징(130)의 구멍(156)과 브레이크 드럼(146) 양쪽에 대한 토오크를 발휘하고 그리고, 상기 토오크는 시계방향과 반시계방향 양쪽으로 하우징(130)에 대한 브레이크 드럼(146)의 회전을 방지한다. 브레이크 드럼(146)과 구멍(156)에 대한 코일 스프링(126)에 의해 발휘되는 토오크 양은, 하우징(130)에 대한 브레이크 드럼(146)의 회전방향과, 미끄럼이 회전방향에 따른 변화가 발생하는 장소에 따라 변화한다. 이러한 설명을 수월하게 하기 위해, 하우징에 대한 일 방향으로 브레이크 드럼이 회전하도록 극복되어져야 하는 코일 스프링 토오크를 유지 토오크라고 하고 그리고, 하우징에 대한 다른 일 방향으로 브레이크 드럼이 회전하도록 극복되어져야 하는 코일 스프링 토오크를 해제 토오크라고 한다.

상기 유지 토오크는, 출력 스플과 브레이크 드럼이 하우징(130)의 구멍(156)쪽으로 드럼(146)으로부터 멀어지는 방향으로 코일 스프링(126)을 확장하거나 개방하는 성질을 가진 하우징(130)과 상관한 반시계 방향으로(도2에 도시) 회전할 때에, 발생한다. 이러한 상황에서는, 드레그 브레이크 드럼 부분(146)이 코일 스프링(126)의 제1코일 부분(152)을 지나 미끄러지고, 반면에 코일 스프링(126)의 제2코일 부분(154)은 하우징 구멍(156)에 결합된다. 이러한 유지 토오크는 드레그 브레이크 성분의 2개 성분 토오크 중에서 토오크가 높은 쪽이고 그리고 이 실시예에서는, 플랫 스프링(124)이, 세이드(100)가 중력힘의 도움을 받아 사용자에 의해 당겨질 때에도 있는, 출력 스플(122)에 감겨질 때에(그리고 장치(102)의 위치 에너지가 증가하며, 저장 스플(162)에서 풀려질 때에) 발생한다.

따라서, 사용인이 유지 토오크를 압도하도록 하부 레일(110)에서 아래로 당 길 때에, 플랫 스프링(124)은 출력 스플에 감겨지고 그리고 드럼(146)은 코일 스프링(126)과 상관하여 미끄러진다. 유지 토오크는 사용인이 세이드(112)의 이동거리를 따라 있는 임의 지점에서 해제할 때에 하방향으로 세이드(100)가 떨어지는 것을 방지하기에 충분하게 설계된다. (물론, 이러한 배열은 역으로도 할 수 있어서, 역시계방향으로의 회전이 사용인이 하부 레일을 들어올렸을 때에 발생한다.)

유사하게, 하부 레일(110)이 들어 올려지면, 출력 스플(122)과 브레이크 드럼(146)이 하우징(130)의 구멍(156)에 대한 시계방향으로 회전한다(도2에 도시). 플랫 스프링(124)은 사용인이 세이드(100)를 들어올리는 일을 도와서, 출력 스플(132)에서 풀려지고 그리고 저장 스플(162)에 감겨진다. 또한, 단차진 코일 스프링(126)은 동일한 시계방향으로 회전하며, 코일 스프링(126)이 하우징 구멍(156)으로부터 멀어지는 방향으로 드럼(146)을 향하는 방향으로 수축을 일으킨다. 이러한 구조는 제1코일 부분(152)이 드레그 브레이크 드럼 부분(146)에서 하방향으로 클램프 고정을 발생하며 그리고 제2코일 부분(154)이 구멍(156)에서 멀어지는 방향으로 수축을 발생한다. 해제 토크(상기 드레그 브레이크 성분용의 2개 토오크 중의 낮은 곳)는 단차진 코일 스프링(126)이 하우징 구멍(156)에 대해 미끄러질 때에 발생한다.

따라서, 조작자가 하부 레일(110)을 상방향으로 올리면, 플랫 스프링(124)이 저장 스플(162)에 감겨지고 그리고 코일 스프링이 세이드 상승으로 구멍(156)에 대해 미끄러진다.

요약하면, 유지 토오크는 이러한 드레그 브레이크 성분용의 2개 토오크 중의 큰 것이고, 그리고 제2코일 부분(154)이 하우징(130)의 구멍(156)에 대항하여 팽창하여 "결착(locks)"되고 그리고, 제1코일 부분(152)이 드레그 브레이크 드럼 부분(146)으로부터 팽창하고 드레그 브레이크 드럼 부분과 상관하여 미끄러지도록, 코일 스프링(126)이 성장 또는 팽창할 때에 발생한다. 해제 토오크는 드레그 브레이크 성분용의 2개 토오크 중의 작은 것이고, 그리고 제2코일 부분(154)이 하우징(130)의 구멍(156)에서 멀어지는 방향으로 수축하고 상기 구멍과 상관하여 미끄러지고, 그리고 제1코일 부분(152)이 함몰하여 드레그 브레이크 드럼 부분(146)과 "결착"되도록, 드레그 브레이크 스프링(126)이 함몰할 때에 발생한다. 드레그 브레이크 성분용의 양쪽 토오크는 하우징(130)에 대한 출력 스플(122)의 회전과 드럼(146)의 회전에 대한 저지력을 제공한다. 드레그 브레이크의 각각의 회전방향으로의 토오크의 양은 특정 적용에 따른다.

스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102)를 조립하여, 플랫 스프링(124)이 상술한 바와 같이 출력 스플(122)에 고정된다. 단차진 코일 스프링(126)은 출력 스플(122)의 드레그 브레이크 드럼 부분(146)위로 미끄러지고 그리고 이러한 조립체는 드레그 브레이크 구멍(156) 내측에 배치된 단차진 코일 스프링(126)과 브레이크 하우징(130)의 중공 샤프트 돌출부(158) 위로 미끄러지는 플랫 스프링(124)의 중앙구멍(166)을 가진 브레이크 하우징(130) 내측에 배치된다. 다음, 모터 하우징(128)이 브레이크 하우징(130)과 결합된다. 2개 하우징(128, 130)은 페그(peg)(168)와 브릿지(170)와 함께 스넵 접속된다.(본원에 참고로 기재된 2006년 5월 8일자 제출된 발명의 명칭 "구성요소 조립을 위한 스넵-결합 설계(Snap- Together Design for Component Assembly)"이 미국특허출원 11/382,089호에 전체 내용이 기재되어 있음) 출력 스플(122)의 스터브 샤프트(148, 150)는, 개별적으로 출력 스플(122)을 회전할 수 있게 지지하기 위해 드레그 브레이크 드럼 부분(146)과 모터 하우징(128)에 대응 관통 구멍(172, 174) 위에 놓여진다(도5 참고).

도5에 도시한 바와 같이, 플랫 스프링(124)은 모두가 저장 스플(162)에 감겨진, "완전 방출(discharge) 위치에 있다. 단차진 코일 스프링(126)은 중간 위치에 있으며, 상기 위치는, 제1코일 부분(152)이 드레그 브레이크 드럼 부분(146) 둘레에 단단하게 감겨지고 그리고 제2코일 부분(154)도 드레그 브레이크 구멍(156)에 대항하여 단단하게 감겨진 것이다. 상술된 바와 같이, 세이드(100)의 하부 레일(110)이 사용자에 의해 하방향으로 당겨짐으로서, 단차진 코일 스프링(126)은 제2코일 부분(154)이 드레그 브레이크 구멍(156) 안에 단단하게 결합하도록 팽창하거나 또는 개방되는 반면에, 제1코일 부분(152)은 드레그 브레이크 드럼 부분(146)에서 멀어지는 방향으로 확장한다. 상기 드레그 브레이크 드럼 부분은, 유지 토오크로서 불리어지는 드레그 브레이크 성분용의 2개 토오크 중에서 더 높은 곳에 브레이크 드럼(146)에서 브레이크가 미끄러지게 한다. 사용자는 세이드(100)를 하강하기 위해서 출력 스플(122)에 플랫 스프링(24)을 감는데 필요한 토오크 뿐만 아니라 유지 토오크와 그외 다른 시스템 토오크도 압도하여야 하고 그리고 또한, 상기 토오크는 사용자가 일단 세이드(100)를 해제하였으면 하방향으로 세이드가 떨어지는 것을 방지하는 것이다.

도1은 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102)가 세이드(100)에 어떻게 설치되는지를 나타낸 도면이다. 리프트 로드(118)가 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102)를 완전하게 통해 감으로(출력 스플(122)에 있는 축선방향 정렬 관통 구멍(176)을 경유), 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102)가, 리프트 스테이션(116) 사이에 또는 리프트 스테이션(116)의 어느 일 측에 헤드 레일(108)의 길이부를 따르는 임의 장소에 설치 된다. 이러한 설계는 종래 기술의 설계로 이루어지는 것보다 상당히 더 많은 장착 융통성을 가진 것이다.

도4에서, 출력 스플(122)에 있는 관통 구멍(176)이 비-원형 외형상을 가지는 것임에 주의한다. 실질적으로, 특정 실시예에서는, 유사한 외형상의 리프트 로드(118)와 결합하는 "V" 노치 외형상(176)을 갖는다. 따라서, 출력 스플(122)의 회전은 리프트 로드(118)의 대응 회전을 초래하고, 그리고 상기 회전은 역으로도 이루어진다.

또한, 저장 스플(162)은 중공 스플이며, 다른 리프트 로드(118)와 같은 다른 로드가 통해 연장 형성되는 관통 구멍(164)을 형성한다. 그런데, 이러한 구멍(164)은 결합부를 조작하는 상기 로드와 어울리지 않고, 단순히 로드가 통과하는 통로를 제공하는 것이다. 이러한 구조는 도6b에 도시한 바와 같이 2개의 독립된 평행한 조작에 알맞는 매우 조밀한 배열이 되게 한다. 특히, 이러한 구조는 도6a에 도시한 바와 같이 상향식/하향식 세이드(1002)의 운영에 바람직한 것이다.

도6b에 도시한 바와 같이, 복수개의 샤프트를 따라서 임의 장소에 스프링 모터 또는 브레이크와 같은 운영-조절 요소를 장착할 수 있는 성질은, 기능적으로 넓은 범위의 작용이 이루어지게 할 수 있게 한다. 도6b에 도시된 배열의 장비는 1개 샤프트(1022)를 사용하여 커버링의 일 부분을 상승 및 하강시키고 그리고 제1샤프트(1022)와 평행하게 있는 다른 샤프트(1024)가 커버링의 다른 부분을 상승 및 하강시키면서, 또한, 2개 이상의 샤프트를 사용하여 다른 기능을 할 수 있는 것이다. 예를 들어, 일 샤프트가 가리개를 상승 및 하강하는데 사용되고 그리고 나머지 샤프트가 미국특허 6,536,503호에 기술된 바와 같이 가리개에 슬래트(slat)를 동작(tilt)시키는데 사용된다.

도6a 및 도6b는 각각의 리프트 로드(1022, 1024)용으로 있는, 2개 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102)를 사용하는 상향식/하향식 세이드(1002)를 나타낸 도면이다. 상기 세이드(1002)는 단부 캡(1006)을 가진 상부 레일(1004)과, 단부 캡(1010)을 가진 중간 레일(1008)과, 단부 캡(1014)을 가진 하부 레일(1012)과, 셀룰러 세이드 구성체(1016)와, 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102M, 102B), 하부 레일 리프트 로드(1022) 및, 중간 레일 리프트 로드(1024)로 이루어진 것이다.

도6b의 상향식/하향식 세이드(1002)인 경우에, 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102M, 102B), 리프트 스테이션(1018, 1020), 및 리프트 로드(1022, 1024)가 상부 레일(1004)에 모두 수용된다. 양쪽 리프트 로드 또는 샤프트(1022, 1024)는 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102M, 102B)의 양쪽을 완전하게 통해서 지나가지만, 각각의 리프트 로드 또는 샤프트(1022, 1024)는 오직 1개의 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체와 결합하고 나머지 1개는 결합 없이 관통하여 지나가는 것이다. 전방 리프트 로드(1024)는 리프트 코드(1030)에 의해 2개 리 프트 스테이션(1020), 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102M), 및 중간 레일(1008)이 상호 연결되어 동작하고(도6a 참고), 그리고 나머지 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102B)는 관통하여 지나가기만 한다. 후방 리프트 로드(1022)는 리프트 코드(1032)에 의해서 2개 리프트 스테이션(1018), 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102B) 및, 하부 레일(1012)이 상호 연결되어 동작하고(도6a 참고), 그리고 나머지 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102M)는 관통하여 지나가기만 한다.

이러한 경우에, 중간 레일(1008)은 상부 레일(1004) 바로 밑에 위치할 때까지를 줄곧 상방향으로 이동하거나 또는, 하부 레일(1012) 바로 위에 위치할 때까지 줄곧 하방향으로 이동하거나 또는, 2개 극단 지점 사이에 임의 위치에서 유지하고 있게 된다. 하부 레일(1012)은 중간 레일(1008) 바로 밑에 위치할 때까지 줄곧 상방향으로 이동하거나(중간 레일(1008)이 설정되는 시간은 상관하지 않음), 또는 세이드(1002)의 전체 길이가 연장할 때까지 줄곧 하방향으로 이동하거나, 또는 하부 레일(1012)이 상기 2개 극단 지점 사이에 임의 위치에서 유지하고 있게 된다.

각각의 리프트 로드(1022, 1024)는 서로 독립적으로 동작하고, 중간 레일(1008)에 연결되어 동작하는 전방 로드(1024)와, 하부 레일에 연결되어 동작하는 후방 로드(1022)로, 단일 로드 시스템과 관련하여 상술된 방식과 동일한 방식으로 각각의 성분을 사용한다.

도6b를 참고로 설명하면, 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102M, 102B)는 동일한 것일 수 있고, 또한 이들은 단차진 코일 스프링(126)이 각각의 브 레이크용으로 유지 및 해제 토오크에 맞추기 위해서 다른 와이어 직경(또는 다른 와이어 횡단면 치수)을 가질 수 있는 차이가 있을 수 있다. 단차진 코일 스프링(126)에 사용된 대형 직경의 와이어(또는 대형 와이어 횡단면 치수)는 높은 유지 및 해제 토오크를 초래 한다. 동일 여부와 상관 없이, 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102B)는 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102M)와 상관하여 설치 시에 "넘겨(flip over)" 진다. 하부 레일(1012)용 리프트 로드(1022)는 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102B)의 출력 스플(122)에 있는 관통 구멍(176)을 통과(그리고 이러한 출력 스플(122)과 결합) 한다. 또한, 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102M)의 저장 스플(162)의 관통 구멍(164)을 관통하고 지나간다. 유사하게, 중간 레일(1008)용 리프트 로드(1024)는 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102M)의 출력 스플(122)에 있는 관통 구멍(176)을 통과(그리고 이러한 출력 스플(122)과 결합) 한다. 또한, 나머지 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102B)의 저장 스플(162)의 관통 구멍을 관통하여 지나간다.

본원은 필요에 따라서, 보다 많은 스프링 모터 또는 보다 많은 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체를 더할 수 있으며, 그리고 상기 구성요소가 하우징을 완전하게 통과하여 지나가도록 샤프트 또는 로드(1022, 1024)를 제공하기 때문에, 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체는 로드(1022, 1024)를 따라서 임의적인 장소에 위치시킬 수 있는 것이다. 또한, 적어도 1개 샤프트가 스프링과 결합하여 동작하고 그리고 적어도 1개의 다른 샤프트가 스프링과 동작하도록 결합하지 않는 상태로 있는, 스프링-작동 운영 성분의 하우징을 완전하게 관통하여 지나가는 2개 이 상의 샤프트를 가지어서, 시스템 내에 구성요소를 조합할 수 있는 범위가 넓어지게 한 것이다. 스프링-작동 운영 성분에는, 스프링 모터 단독, 스프링 브레이크 단독, 이곳에 나타낸 바와 같은 스프링 모터와 스프링 브레이크 조합체, 또는 그외 다른 성분들이 있다.

스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체의 다른 실시예

도7 내지 도11은 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102')의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도2의 것과 대비하여, 이 실시예(102')와 상술된 실시예(102)와의 차이를 중심으로 설명한다. 이 실시예는 단일 단차진 코일 스프링(126) 대신에 스프링 커플러(127')에 의해 함께 링크되어 작용하는 2개의 "일반적인" 코일 스프링(126S, 126L)을 포함하는 것이다. 제1코일 스프링(126S)은 소직경 코일을 갖고 그리고 제2코일 스프링(126L)은 대직경 코일을 갖는다.

스프링 커플러(127')는 장길이 슬롯(178')으로 형성된 워셔-모양 기구이다. 상기 슬롯은 코일 스프링(126S, 126L)의 연장 단부(180', 182')를 수용한다. 코일 스프링(126S)이 소직경 코일을 가짐으로, 대직경 코일 스프링(126L) 내측에 설치되고 그리고 연장된 단부(180', 182')는 도10에 도시한 바와 같이 슬롯(178') 내에서 서로 인접하여 놓여있다.

스프링 커플러(127')는, 스프링 커플러(127')가 출력 스플(122')의 스터브 샤프트(150')위로 미끄러질 수 있게 하는 중앙구멍(184')을 형성한다. 스프링 커플러(127')는 2개 스프링(126S, 126L)이 서로 다른 직경(또는 와이어가 자신이 있는 구간에서 원형으로 이루어지지 않은 경우에는 서로 다른 횡단면 치수)을 가진 와이어로 제조될 수 있게 하지만, 여전히 출력 스플(122')이 회전할 때에는 단일 스프링으로서 동작하는 것이다. 도11은 스프링 커플러(127')에 의해 링크되어 작동하고 그리고 출력 스플(122')에 장착된 2개 스프링(126S, 126L)을 나타낸다.

스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102')는, 2개 코일 스프링(126S, 126L)의 사용이 각각의 코일 스프링(126S, 126L)에 맞는 와이어 횡단면 치수를 선택하도록 융통성을 준다는 사실을 제외하고는 상술된 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102)와 동일한 방식으로 동작하는 것이다. 이러한 방식으로, 올바른(또는 바람직한) 브레이크 토오크를 각각의 적용에 보다 정확하게 선택할 수 있다.

예를 들어, 도7은 드레그 브레이크 구멍(156') 내측을 클램프 고정하는 대형 코일 스프링(126L)용으로 사용된 와이어 횡단면 치수에 비해 드레그 브레이크 드럼 부분(146')을 클램프 고정하는 소형 코일 스프링(126S)용으로 사용된 대형 와이어 횡단면 치수를 나타낸 것이다. 미끄럼 토오크(코일 스프링이 대항하여 클램프 고정되는 면을 지나가는 곳에 토오크)가 코일 스프링용으로 사용된 와이어 횡단면의 직경의 함수(와이어 횡단면 치수가 클수록 미끄럼 토오크가 높아지며, 그외 모든 곳에서는 동일함)이므로, 도7에 도시한 실시예는, 소형 횡단면 와이어로 제조된 소형 스프링 코일(126S)을 가진 유사한 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체의 유지 토오크보다 더 큰 유지 토오크(2개 토오크에서 큰쪽)를 갖는다.

도12와 도13 내지 도15b는 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102")의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도2와 대비하여, 이 실시예(102")와 상술된 실시예(102)와의 사이에 차이를 나타내었다. 이 실시예(102")는 모터 출력 스 플(122"), 플랫 스프링(124")(또는 모링(124")), 모터 하우징(128"), 브레이크 하우징(130"), 드레그 브레이크 드럼 부분(146"), 및 코일 스프링(126")과 같은 다수의 동일한 또는 매우 유사한 구성요소를 구비한 것이다. 후술되는 바와 같이, 상기 항목들 중에서 일부 항목은 이전 실시예와 관련하여 기술된 기술내용과 약간 다를 수 있으며 그리고 이 실시예(102")도 또한 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102")를 조작하는데 바람직하지만 엄격하게 적용할 필요가 있지 않은 라이딩 슬리브(riding sleeves)(127")를 갖는다.(도16에 도시된 다른 실시예(102*)는 슬리브를 사용하지 않음)

용이하게 나타나는 차이점은 드레그 브레이크 드럼 부분(146")이 모터 출력 스플(122")의 샤프트 연장부(148")에서 지지를 받으며 회전동작 할 수 있는 분할 피스인 것이다. 도15a에서 예견할 수 있는 바와 같이, 모터 출력 스플(122")은 하우징(128", 130")에 지지되어 회전동작 하게 있고 그리고 드레그 브레이크 드럼 부분(146")은 모터 출력 스플(122")의 샤프트 연장부(148")에 지지를 받고 회전동작 할 수 있게 있다. 모터 출력 스플(122")과 드레그 브레이크 드럼 부분(146")은 리프트 로드(118)와 결합하도록 비-원형 외형을 가진 중공 샤프트(176", 186")를 구비한다.

브레이크 하우징(130")은 후술되는 바와 같이 코일 스프링(126")의 컬(curl) 단부(190")를 헐겁게 고정하도록 축선방향으로 정렬 배치된 슬롯 모양 구멍으로 이루어진 2개의 "귀 모양 부분(ears)"(188")을 포함한다.

상기 라이딩 슬리브(127")는 길이방향 절결부(192")를 가진 비연속한 원통형 링 이고, 상기 절결부는 상기 링이 보다 작은 직경으로 "붕괴(collapse)"되어 좁아 질 수 있게 한다. 양쪽 라이딩 슬리브(127")는 양쪽의 코일 스프링(126")과 동일하게 있다(코일 스프링(126")이 필요에 따라서 소망 토오크를 달성하게 서로 다른 와이어 직경으로 이루어질 수 있음). 이러한 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102")의 조작을 설명한 후에 명료하게 이해될 수 있는 기술내용으로서, 오직 1개 세트의 라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126") 만이 필요에 따라 적절하게 사용할 수 있을 것이다. 도12의 실시예(102")는 보다 큰 유지 토오크(보다 큰 제동력)를 획득하는데 사용된, 2개 세트의 라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126")을 나타낸 것이다. 사실상, 추가 세트도 필요에 따라(그리고 드레그 브레이크 드럼 부분(146")에 수용 될 수 있으면) 사용되어질 수 있다. 또한, 라이딩 슬리브(127")의 사용은, 보다 상세하게는 후술되는 바와 같이 도16의 실시예(102*)로 확인할 수 있는 바와 같이, 선택적인 것이다.

코일 스프링(126")은 드레그 브레이크 드럼 부분(146")의 외부 직경부에 직접 위치하게 되지만, 라이딩 슬리브(127")의 사용은 드레그 브레이크 드럼 부분(146")용과 라이딩 슬리브(127")용으로 적절하게 선택할 수 있는 재료에 보다 많은 융통성이 있게 한 것이다. 예를 들어, 라이딩 슬리브(127")는 어느 정도의 융통성을 갖고(따라서, 드레그 브레이크 드럼 부분(146")의 외부 직경부쪽으로 붕괴 될 수 있음) 그리고 어느 정도 자체 윤활 성질(self-lubricating property)을 가진 재료로 양호하게 제조 된다. 또한, 만일 라이딩 슬리브(127")가 사용되면, 드레그 브레이크 드럼 부분(146")을 대체하여야 하는 대신에 코일 스프링(126")과 라이딩 슬리브(127")사이에서 높은 마모가 발생하는 경우에 라이딩 슬리브(127")를 간단하게 교체할 수 있다. 나머지 설명은 오직 1개 세트의 라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126") 만을 기술하며, 2개 이상의 세트가 사용되어도 상술한 바와 같이 기본적으로 동일한 작동 원리로 동일한 이점을 초래하는 것으로 이해한다.

플랫 스프링(124")은 도2의 모터 출력 스플(122)용으로 이미 기술되어진 바와 같은 동일한 방식으로 모터 출력 스플(122")에 조립된다. 다음, 조립된 플랫 스프링(124")과 모터 출력 스플(122")이, 각각 모터 하우징(128")과 브레이크 하우징(130")의 중공 샤프트 돌출부(158", 160") 위로 활주하는 플랫 스프링(124")의 구멍(166")을 갖고 모터 하우징(128")과 브레이크 하우징(130")에 조립된다.

다음, 라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126")이 도15b에 도시한 바와 같이 드레그 브레이크 드럼 부분(146")에 조립된다. 라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126")은 드레그 브레이크 드럼 부분(146")의 외부 직경부에 일렬로 설치된다. 코일 스프링(126")은 코일 스프링(126")의 컬 단부(190")가 라이딩 슬리브(127")의 슬롯 구멍(192")을 통해 돌출되도록 대응 라이딩 슬리브(127")에 설치된다. 각 라이딩 슬리브(127")는 각 단부에서 원주부 플랜지(194")를 구비하여, 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102")를 운영하는 중에 대응 라이딩 슬리브(127") 밖으로 코일 스프링(126")이 미끄러져 나가지 않게 유지하는 동작을 도와준다.

다음, 조립된 드레그 브레이크 드럼 부분(146"), 코일 스프링(126"), 및 라이딩 슬리브(127")를 모터 출력 스플(122")의 연장 샤프트(148")에 설치하여, 각 코일 스프링(126")의 컬 단부(190")가 브레이크 하우징(130")의 1개 슬롯 구 멍(188")에 포획되게 만든다. 드레그 브레이크 드럼 부분(146")은 모터 출력 스플(122")과 드레그 브레이크 드럼 부분(146")의 비-원형 외형상(176", 186")이 각각, 리프트 로드(118)가 도13에 도시한 바와 같이 전체 조립체를 통해 삽입되게 정렬할 때까지 회전하게 된다.

모터 출력 스플(122")이 반시계 방향으로 회전[세이드(100)의 하강과 저장 스플(162")에서 모터 출력 스플(122")로의 플랫 스프링(124")의 이동에 대응] 할 때로서, 도12를 편의에 맞추어서 보았을 때, 동작 중에, 양쪽 모터 출력 스플(122")과 드레그 브레이크 드럼 부분(146")은 반시계 방향으로 회전한다. 또한, 라이딩 슬리브(127")가 상기와 동일한 방향으로 회전하도록 힘을 받게 되고[라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126") 사이에 마찰력으로 인함] 그리고 코일 스프링(126")이 또한 상기와 동일한 방향으로 회전하도록 힘을 받게 된다[라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126") 사이에 마찰력으로 인함]. 그러나, 코일 스프링(126")의 컬 단부(190")는 브레이크 하우징(130")에 고정되어, 회전 발생을 막게 되고, 그래서, 나머지 코일 스프링(126")이 반시계 방향으로 회전하기 시작하여, 코일 스프링(126")이 라이딩 슬리브(127")에 팽팽하게 죄어지게 된다. 라이딩 슬리브(127")는 드레그 브레이크 드럼 부분(146")의 외부 직경부 쪽으로 약간 붕괴되어서, 드레그 브레이크 드럼 부분(146")의[그리고 드레그 브레이크 드럼 부분(146")과 결합하는 리프트 로드(118)의] 회전에 대한 증가된 저항력을 나타낸다.

세이드(100)가 들어 올려지면, 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102")는 사용자가 플랫 스프링(124")이 모터 출력 스플(122")에서 풀려지고(시계방향으 로 회전) 그리고 저장 스플(162")에 감겨지는 동작을 도와준다. 또한, 드레그 브레이크 드럼 부분(146")은, 라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126")에 힘을 가하여 시계방향으로 회전하도록 하는 시계방향으로 회전한다. 또한, 코일 스프링(126")의 컬 단부(190)가 브레이크 하우징(130")의 슬롯 구멍(188")에 고정됨으로, 코일 스프링(126")은 "성장(grow)"하거나 팽창하며, 내측 직경부가 증가하고 그리고 라이딩 슬리브(127")와 드럼 부분(146")에서 브레이킹 토오크는 상당히 감소한다. 따라서, 상기 드레그 브레이크 드럼 부분(146")은 코일 스프링(126")에서 저항을 거의 받지 않고 회전할 수 있다. 그럼으로, 사용인은 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102")에 의한 도움을 받아 용이하게 세이드(100)를 상승시킬 수 있다.

도12a는 1개 코일 스프링(126")이 코일 스프링(126")에 대해 180도로 넘겨져 있고 그리고 보다 가느다란 횡단면을 가진 와이어 재료로 제조된 것을 제외하고는, 도12에서의 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102")와 동일한 실시예를 나타낸 도면이다. 여기서는, 드레그 브레이크 드럼 부분(146")이 시계방향으로 회전할 때에, 라이딩 슬리브(127")와 코일 스프링(126")이 또한 시계방향으로 회전한다. 그런데, 이러한 경우에, 시계방향 회전은 제2코일 스프링(126")이 라이딩 슬리브(127")쪽으로 하방향으로 단단히 죄어들게 하며, 라이딩 슬리브(127")의 내측 직경을 감소시키어서, 드레그 브레이크 드럼 부분(146")에 하방향으로 클램프 고정하게 된다. 제2코일 스프링(126")의 횡단면 직경이 제1코일 스프링(126")의 횡단면 보다 작기때문에, 시계방향으로 회전할 때에 드레그 브레이크 드럼 부분(146")에 적용된 드레그 토오크는, 회전이 반시계 방향으로 회전할 때에 드레그 브레이크 드럼 부분(146")에 적용된 드레그 브레이크보다 더 작게 된다. 만일 제2코일 스프링의 와이어의 횡단면 치수가 제1코일 스프링(126")의 와이어의 횡단면 치수보다 크다면, 브레이킹 토오크는 시계방향으로 더 크게 된다. 만일, 2개 코일 스프링(126")의 치수가 서로 동일하면서 반대로 있으면, 브레이킹 토오크는 양측 방향으로 동일할 것이다.

도16 및 도17은 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102*)의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도12와 대비하여 이 실시예(102*)는 라이딩 슬리브(127")를 갖지 않고 그리고 오직 단일 코일 스프링(126*) 만을 가진 점을 제외하고는 이전 개시된 실시예(102")와 대체로 동일한 것이다. 그러나, 2개 이상의 코일 스프링(126*)을 이전 기술된 실시예(102")의 경우와 같이, 필요에 의해서 사용될 수 있는 것이다. 코일 스프링(126*)은 라이딩 슬리브(127")를 사용하는 대신에 드레그 브레이크 드럼 부분(146*)의 외부 직경부에 직접적으로 위치하게 된다. 이러한 차이 외에, 상기 스프링 모터 및 드레그 브레이크 조합체(102*)는 기본적으로 이전 기술된 실시예(102")와 동일한 방식으로 동작한다.

모든 본원에 기술된 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체에서 흔히 있는 일이지만, 이러한 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102*)에서는, 코일 스프링(126**) 또는 플랫 스프링(124**)을 조립체에서 생략할 수 있는 것임에 유념한다. 만일 코일 스프링(126**)을 생략한 경우에는, 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102*)가 드레그 브레이크 성질을 갖지 않고 스프링 모터 만으로 동작할 것 이다. 유사하게, 만일 플랫 스프링(124**)이 생략된 경우에는, 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102*)가 모터 성질을 갖지 않고 오직 드레그 브레이크로서만 동작할 것이다.

도18은 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102**)의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도5와 대비하여 이 실시예(102**)는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102**)에서 저장 스플(162*)이 이전 기술된 실시예(102)의 경우와 같은 중공 스플이 아닌 것을 제외하고는 대체로 이전 실시예(102)와 유사한 것이다. 그리고, 이 경우에, 리프트 로드는 저장 스플(162*)을 관통할 수 없는 것이다. 이러한 차이 외에, 상기 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(102**)는 기본적으로 상기 실시예(102)와 동일한 방식으로 동작한다.

도19 및 도20은 플랫 스프링(또는 모터 스프링)의 실시예를 나타낸 도면으로, 필요에 따라 본원 명세서에 기술된 실시예에 사용되는 것이다. 단계#1에 도시한 플랫 스프링(124)은 자체적으로 평판 금속 스트립을 단단하게 말아서 만들어지며, 그 후에 상기 코일은 압력 경감 된다. 플랫 스프링은 내측 직경(196)을 형성하며, 이 실시예에서, 상기 내측 직경은 0.25인치 이다. 단계#1의 객체로서 도시된 바와 같은 스프링(124)은 상술된 실시예에서 사용되거나 또는 상기 스프링은 도19에 도시한 바와 같이 추가 단계를 거친다.

단계#1에서, 코일 스프링(124)은 먼저, 스프링(124)의 제1단부(200)가 코일 내측에 있고 그리고 스프링(124)의 제2단부(202)는 코일 외측에 있도록 감겨진다. 다음, 코일 스프링(124)은 도1에 도시된 코일 세트를 취하도록 압력 경감되고, 그 제1(내부)단부가 소 곡률 반경(a smaller radius of curvature)을 갖고 그리고 제2(외부)단부까지 점진적이고 연속적으로 증가하는 스프링을 갖는다. 다음, 단계#2에서, 코일 스프링(124)은 단계#3에 도시된 위치에 도달할 때까지 역으로 감겨 진다. 단계#3에서는 스프링(124)의 단부(200)(소 코일 세트 곡률반경을 가짐)가 코일 외측에 있고 그리고, 스프링(124)의 단부(202)(대 코일 세트 곡률반경을 가짐)는 코일 내측에 있고, 내부 단부에서 외부 단부로 점진적이고 연속적으로 감소하는 코일 세트의 곡률반경을 갖는다. 이러한 역-감김 코일(124R)은 다시 압력 경감되지 않는다. 또한, 역-감김 코일(124R)은 양호하게 오리지널 플랫 스프링(124)의 내측 직경(196)보다 약간 더 큰 내측 직경(198)을 형성한다. 이 실시예(124R)에서, 내측 직경은 0.29인치 이다.

도20은 표준 감김 플랫 스프링(124)의 파워 보조 토오크 곡선(단계#1의 끝에 상태)을 나타내며 그리고 상기 곡선은 도19의 단계#3의 끝에 역-감김 플랫 스프링(124R)의 토오크 곡선과 대비한 것이다. 상기 도면은 스프링이 풀어지기 시작하는 순간부터(그래프의 최좌측) 완전히 풀러졌을 때까지(곡선이 급하게 하강하여 있는, 그래프의 중간 쯤의 지점) 그리고 다음, 상기 스프링이 완전하게 다시 감겨질 때까지(그래프의 최우측) 다시 진행하는 토오크 힘을 나타낸 도면이다. 역-감김 플랫 스프링(124R)의 파워 보조(assist) 토오크 곡선은 표준-감김 플랫 스프링(124)의 범위에 비해 스프링의 전체 동작 범위를 통해 더 평평한 곡선인 것임을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 보다 평평한 토오크 곡선이 일반적으로 창 커튼을 올리고 내리는데 사용되는 스프링 모터 타입에 사용하기에 양호한 특성인 것이다.

이제, 도2를 참고로 간단히 설명하면, 만일 도19의 역-감김 스프링(124R)으로 플랫 스프링(124)을 대체한다면, 역-감김 스프링(124)의 단부(200)(소 코일 세트 곡률 반경을 가짐)는 출력 스플(122)에 부착되게 하는 구멍(144)을 가진 단부(142) 이다. 출력 스플(122)에 작용하는 레버 아암은 출력 스플(122)의 회전축에서 출력 스플의 표면(132)까지의 거리로 한정된다. 이러한 레버 아암은 역-감김 스프링(124R)이 대체로 출력 스플(122)에서 풀어지고 그리고 대체로 자체적으로 감겨질 때에 최소로 된다. 따라서, 이러한 정렬 배치된 구조에서는, 최고 스프링 비율(최소 코일 세트 곡률 반경)을 가진 역-감김 스프링(124R) 부분이 최소 레버 아암에 작용한다.

역-감김 스프링(124R)이 출력 스플(122)에 감겨지게 되면, 출력 스플(122)에 작용하는 레버 아암이 출력 스플(122)에 감겨지는 스프링 코일의 두께로 증가하게 된다. 따라서, 레버 아암은 역-감김 스프링(124R)의 최저 스프링 레이트(최대 코일 세트 곡률 반경을 가진 부분)가 출력 스플에 작용할 때에 최대로 있게 된다. 최종 결과는 도20에 도시한 바와 같이, 파워 보조 토오크 곡선에서 평탄하게 있다.

도19에 나타낸 방식은 스프링(124)을 역으로 감는 과정을 도시한 것으로서, 스프링을 형성하는 금속 스트립의 균일한 두께와 폭을 유지하면서 스프링 길이를 따라서 스프링 레이트를 변경하는 것이다. 유사한 결과를 다른 공정을 사용하여 구할 수 있으며, 음방향 경사 또는 다른 소망하는 경사의 토오크 곡선을 구하는 스프링(124)의 코일 세트 곡률을 설계할 수 있다.

예를 들어, 스프링(124)을 형성하는 금속 스트립은, 스프링의 다른 물리적 매개변수를 변경하지 않고, 스프링(124)의 다양한 부분의 코일 세트 곡률 반경(그리고 그에 따른 스프링 레이트)이 변화하도록 가변 각도로 모루(anvil)를 횡단하여 인출한다. 금속이 모루를 가로질러 인출되는 각도를 변경하여, 스프링 레이트가 사용될 적용 방식에 따라서, 스프링의 일 단부에서 반대측 단부까지 연속하여 증가하거나 또는 감소하게 만들어지거나 또는, 일 단부에서 중간 지점까지 증가하고, 임의 길이의 코일을 일정하게 지속하고, 그리고 다음, 감소하거나, 또는 증가하고 다음, 감소하거나 또는 임의적인 다른 소망하는 형태로 계단식으로 변하게 만들어진다. 스프링의 코일 세트 곡률반경은 임의적인 특별한 적용에 맞게 필요한 파워 보조 토오크 곡선을 초래하도록 스프링을 따라서 각 지점에 소망 스프링 힘을 생성하도록 바람직하게 조작된다.

일반적으로 종래 기술에서의 코일세트의 곡률반경은 플랫 스프링의 길이 전체에 걸처 동일하거나 또는 내부 단부(200)에서 외부 단부(202)까지 연속적으로 증가하며, 스프링 모터의 출력 스플에 연결된 외부 단부(202)를 갖고 있다. 그런데, 상술한 바와 같이, 일반적인 경우로서 도19의 단계#3에 도시한 역-감김 스프링으로 있고 그리고 상술된 많은 다른 공학적인 플랫 스프링 배열 장비에서는, 출력 스플에 연결된 단부에서 더 멀리 있는 플랫 스프링 부분이, 출력 스플에 연결된 단부에 근접하게 있는 플랫 스프링 부분보다 더 큰 곡률반경을 가지도록 플랫 스프링이 공학적인 구조로 이루어진다. 코일 세트의 곡률반경은 대형 반경부분 보다 작게 있는 출력 스플에 연결된 단부에서 더 멀리 있는 제3부분을 가지거나 또는 대형 반경부분에서 반대편 단부까지 일정하게 남아 있는다.

본 발명은 당분야의 기술인이 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위내에서 이루어지는 변경 또는 개조를 포함하는 것이다. 예를 들어 드레그 브레이크 메카니즘은 하우징과 상관하여 회전하게 장착된 스프링 모터 저장 스플에 부착되고, 상기 하우징은 스프링 모터의 출력 스플에 부착되어 작동할 수 있게 만들어지며 그리고 동일한 결과를 이룰 수 있는 것이다. 마찬가지로, 많은 다른 변경 및 개조를 하여 만들어질 수도 있다.

Claims (24)

1. 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(a spring motor and drag brake combination)는:

   시계 및 반시계 방향으로 회전하게 설치된 출력 스플과;

   상기 출력 스플에 고정된 제1단부와 제2단부를 형성하고 그리고 자체로 감겨진 모터 스프링 및;

   상기 출력 스플의 회전이 브레이크 드럼의 회전을 초래하도록 출력 스플에 연결되어 작동하는 브레이크 드럼과, 상기 브레이크 드럼에 장착된 코일 스프링 조립체 및, 하우징으로 이루어진 브레이크를 포함하며;

   상기 코일 스프링 조립체는, 시계방향과 반시계방향 양쪽으로 하우징과 관련하여 상기 코일 스프링 조립체가 상기 브레이크 드럼의 회전을 방지하도록 하는 장착 수단에 의해 설치되고, 상기 방향의 어느 일 방향이 나머지 방향으로 보다 더 크게 있는 회전에 대한 저항력을 압도하는데 필요한 토오크를 가지고,

   상기 하우징은 내부 구멍을 형성하고 그리고 상기 코일 스프링 조립체는 소 직경 스프링 부분과 대 직경 스프링 부분을 구비하고;

   상기 소 직경 스프링 부분은 브레이크 드럼 쪽으로 붕괴(collapse)하고 그리고 상기 대 직경 스프링 부분은 브레이크 드럼이 상기 하우징에 대해 시계방향과 반시계방향 중의 어느 일 방향으로 회전할 때에 상기 내부 구멍에서 멀어지게 수축하고;

   상기 소 직경 스프링 부분은 브레이크 드럼에서 멀어지는 방향으로 확장되고 그리고 상기 대 직경 스프링 부분은 브레이크 드럼이 상기 하우징과 상관하여 상기 시계방향과 반시계방향 중의 나머지 방향으로 회전할 때에 내부 구멍에 대항하여 확장되는 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
2. 제1항에 있어서, 상기 코일 스프링 조립체는 소 직경 스프링 부분을 제공하는 제1코일 스프링과;

   대 직경 스프링 부분을 제공하는 제2코일 스프링 및;

   단일 조립체로서 함께 양쪽 코일 스프링이 회전하도록 상기 제1 및 제2코일 스프링을 연결하여 동작하게 있는 스프링 커플러(spring coupler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
3. 제1항에 있어서, 상기 코일 스프링 조립체는 시계방향과 반시계방향 양쪽으로 하우징에 대한 브레이크 드럼의 회전을 방지하는 하우징의 내부 구멍과 브레이크 드럼 양쪽에 대항하는 토오크를 발휘하고, 그리고;

   상기 코일 스프링 조립체는 시계방향과 반시계방향 중의 어느 일 방향으로 하우징에 대해 브레이크 드럼이 회전할 수 있게 하도록 브레이크 드럼과 상관하여 미끄러지고, 그리고

   상기 코일 스프링 조립체는 상기 방향의 나머지 방향으로 하우징에 대해 브레이크 드럼이 회전할 수 있게 하도록 하우징의 구멍과 상관하여 미끄러지는 구조인 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
4. 제3항에 있어서, 상기 소 직경 스프링 부분이 브레이크 드럼에서 멀어지는 방향으로 확장됨으로서, 상기 모터 스프링은 상기 출력 스플에 감겨지는 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
5. 제4항에 있어서, 상기 소 직경 스프링 부분은 제1횡단면 치수를 가진 와이어로 제조되고, 그리고 상기 대 직경 스프링 부분은 상기 제1횡단면 치수와는 다른 제2횡단면 치수를 가진 와이어로 제조되는 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
6. 제1항에 있어서, 브레이크 드럼이 커버링이 연장되어 시계방향과 반시계방향 중의 어느 한 방향으로 회전하고 그리고 커버링이 철회되어 상기 시계방향과 반시계방향 중의 나머지 방향으로 동작하도록, 상기 브레이크 드럼에 연결되어 동작하는 건물 개방부를 가리는 커버링을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
7. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 2개 쌍의 축선방향으로 정렬배치된 구멍과 2개의 평행하게 있는 개방 통로를 형성하고, 각각의 개방 통로는 각각의 쌍의 축선방향으로 정렬배치된 구멍 중의 어느 1개를 통하고 상기 하우징을 완전하게 통하고 연장 형성되고 그리고 상기 하우징을 통해 연장 형성된 샤프트를 수용하기 적절하게 이루어지고, 상기 개방 통로 중의 1개는 상기 출력 스플을 축선방향으로 통해서 연장 형성된 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
8. 제1항에 있어서, 상기 소 직경 스프링 부분과 상기 대 직경 스프링 부분은 단일 스프링 부분인 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
9. 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체(a spring motor and drag brake combination)는:

   시계 및 반시계 방향으로 회전하게 설치된 출력 스플과;

   상기 출력 스플에 고정된 제1단부와 제2단부를 형성하고 그리고 자체로 감겨진 모터 스프링 및;

   상기 출력 스플의 회전이 브레이크 드럼의 회전을 초래하도록 출력 스플에 연결되어 작동하는 브레이크 드럼과, 상기 브레이크 드럼에 장착된 코일 스프링 조립체 및, 하우징으로 이루어진 브레이크를 포함하며;

   상기 코일 스프링 조립체는, 시계방향과 반시계방향 양쪽으로 하우징과 관련하여 상기 코일 스프링 조립체가 상기 브레이크 드럼의 회전을 방지하도록 하는 장착 수단에 의해 설치되고, 상기 방향의 어느 일 방향이 나머지 방향으로 보다 더 크게 있는 회전에 대한 저항력을 압도하는데 필요한 토오크를 가지고,

   상기 코일 스프링 조립체는 상기 브레이크 드럼에 장착된 제1코일 스프링을 구비하고, 상기 제1코일 스프링은 상기 하우징에 고정된 제1단부를 갖고, 상기 제1코일 스프링은 상기 출력 스플이 시계방향과 반시계방향 중의 어느 일 방향으로 회전할 때에 상기 브레이크 드럼에 함몰되고,

   상기 코일 스프링 조립체는 부가로 상기 브레이크 드럼에 장착된 제2코일 스프링을 포함하고, 상기 제2코일 스프링은 상기 하우징에 고정된 제1단부를 구비하고, 상기 제2코일 스프링은 시계방향과 반시계방향 중의 나머지 방향으로 출력 스플이 회전할 때에 상기 브레이크 드럼에 함몰되는 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
10. 제9항에 있어서, 상기 코일 스프링 조립체는 브레이크 드럼과 제1코일 스프링 중간에 있는 붕괴성 슬리브(collapsible sleeve)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
11. 제9항에 있어서, 상기 하우징은 2개 쌍의 축선방향으로 정렬배치된 구멍과 2개의 평행하게 있는 개방 통로를 형성하고, 각각의 개방 통로는 각각의 쌍의 축선방향으로 정렬배치된 구멍 중의 어느 1개를 통하고 상기 하우징을 완전하게 통하고 연장 형성되고 그리고 상기 하우징을 통해 연장 형성된 샤프트를 수용하기 적절하게 이루어지고, 상기 개방 통로 중의 1개는 상기 출력 스플을 축선방향으로 통해서 연장 형성된 것을 특징으로 하는 스프링 모터와 드레그 브레이크 조합체.
12. 건물 개방부를 가리는 커버링 시스템에 있어서, 상기 시스템은:

    이동성 가동 커튼과;

    상기 가동 커튼에 연결되어 동작하는 스프링 모터를 포함하며;

    상기 스프링 모터는 출력 스플과, 상기 출력 스플에 연결된 제1단부를 가진 플랫 스프링을 구비하고, 상기 제1단부에서 원격져 있는 플랫 스프링의 적어도 일 부분은, 상기 제1단부에 근접하여 있고 소 곡률반경(a smaller radius of curvature)의 코일 세트를 가진 플랫 스프링의 제2부분에 비해 대 곡률반경(a larger radius of curvature)의 코일 세트를 갖는 특징으로 하는 건물 개방부를 가리는 커버링 시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 플랫 스프링의 곡률반경은 제1단부에 소 곡률반경에서 제2단부에 대 곡률반경까지 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 건물 개방부를 가리는 커버링 시스템.
14. 제12항에 있어서, 상기 플랫 스프링의 제3부분은 상기 일 부분에 비해 상기 제1단부에서 더 멀리 있고, 상기 일 부분은 상기 일 부분보다 더 작은 곡률반경의 코일 세트를 갖는 것을 특징으로 하는 건물 개방부를 가리는 커버링 시스템.
15. 제12항에 있어서, 상기 출력 스플은 시계방향과 반시계방향으로 회전하게 장착되고, 그리고 부가로:

    상기 출력 스플의 회전이 브레이크 드럼의 회전을 초래하도록 출력 스플에 연결되어 동작하는 상기 브레이크 드럼과;

    하우징, 및;

    시계방향과 반시계방향 양쪽으로 하우징과 관련하여 상기 코일 스프링 조립체가 상기 브레이크 드럼의 회전을 방지하도록 장착 수단에 의해 상기 브레이크 드럼에 장착된 코일 스프링을 포함하고, 회전에 대한 저항력을 압도하는데 필요한 토오크가 상기 방향 중의 어느 일 방향으로의 토오크가 나머지 방향으로의 토오크 보다 더 크게 있는 것을 특징으로 하는 건물 개방부를 가리는 커버링 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 하우징은 내부 구멍을 형성하고;

    상기 코일 스프링 조립체는 소 직경 스프링 부분과 대 직경 스프링 부분을 구비하고; 상기 소 직경 스프링 부분은 상기 브레이크 드럼에 붕괴되고 그리고 상기 대 직경 스프링 부분은 상기 브레이크 드럼이 시계방향과 반시계방향 중의 어느 일 방향으로 회전할 때에 상기 내부 구멍에서 멀어지는 방향으로 수축하고, 그리고;

    상기 소 직경 스프링 부분은 상기 브레이크 드럼에서 멀어지는 방향으로 확장하고 그리고 상기 대 직경 스프링 부분은 상기 브레이크 드럼이 시계방향과 반시계방향 중의 나머지 방향으로 회전할 때에 상기 내부 구멍에 대항하여 확장되는 것을 특징으로 하는 건물 개방부를 가리는 커버링 시스템.
17. 제12항에 있어서, 상기 출력 스플은 시계방향과 반시계방향으로 회전하게 장착되고, 그리고 부가로:

    상기 출력 스플의 회전이 브레이크 드럼의 회전을 초래하도록 출력 스플에 연결되어 동작하는 상기 브레이크 드럼과;

    하우징, 및;

    상기 하우징에 고정된 제1단부를 가지고, 상기 브레이크 드럼에 설치된 제1코일 스프링을 포함하고;

    상기 제1코일 스프링은 상기 출력 스플이 시계방향과 반시계방향 중의 어느 일 방향으로 회전할 때에 상기 브레이크 드럼에 함몰되는 것을 특징으로 하는 건물 개방부를 가리는 커버링 시스템.
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제

Images