KR102379316B1 - 수축가능 호일 메커니즘 - Google Patents

Abstract

수상 선박에서 사용하기 위한 수축가능 호일 메커니즘이 제공되며, 수축가능 호일 메커니즘은, 수축된 위치에 있을 때 제 1 축(12)에 실질적으로 평행하게 연장하도록 배열된 호일(16, 17); 호일(16, 17)이 이에 대하여 회전할 수 있는 회전 축(36); 사용 시에, 제 1 방향으로 호일(16, 17) 및 회전 축(36)을 움직이기 위하여 작용력(F)이 제 1 축(12)에 평행한 제 1 방향으로 호일(16, 17) 상에 작용하게끔 하기 위한 수단; 및 사용 시에, 호일(16, 17) 상의 작용력(F)이, 회전 축(36)이 제 1 방향으로 움직이는 동안 호일(16, 17)이 회전 축(36)에 대해 회전하게끔 하는 모멘트(moment)를 생성하도록 구성된 모멘트 생성 배열을 포함한다.

Description

수축가능 호일 메커니즘

본 개시는 보트 또는 배(ship)와 같은 수상 선박(vessel)에서 사용하기 위한 수축가능 호일 메커니즘에 관한 것이다.

배들 또는 보트들과 같은 수상 선박들의 안정성 및 효율을 개선하기 위하여 홀수선 아래의 윙(wing)들 또는 핀(fin)들로서도 알려진 하나 이상의 호일들을 사용하는 것이 알려져 있다. 선박이 파도들을 겪을 때, 호일들은 전형적으로 피치(pitch) 및 롤(roll)과 같은 파도 유도형 모션들을 감소시킬 것이다. 호일들은 전형적으로 전방 추진력을 제공하고 그에 따라서 연료 소비 효율 및 선박의 속도를 개선할 것이다.

호일들이 요구되지 않을 때, 예를 들어, 잔잔한 수역에서 호일들을 수상 선박의 선체 내로 수축시키는 것이 알려져 있다. 이는 선박 상의 항력을 감소시킨다. 추진력을 생성하고 피치 모션을 감소시키는데 가장 효율적이기 위하여, 호일들은 이상적으로는 가능한 한 수상 선박 상에서 가장 전방에 설치되어야만 한다. 전형적으로, 선체의 선수 및 선단(front end)은 비교적 좁으며, 따라서 선체의 이러한 부분 내에 수축가능 호일들을 저장하기 위하여 이용가능한 공간이 상대적으로 적다.

선체에 호일들을 부착하는 다수의 이전의 수단들은, 선체로부터 아래쪽으로 연장하며 호일들이 이에 부착되는 버팀대(strut)들을 사용한다. 이의 일 예가 GB 1179881 A에 도시된다. 이러한 버팀대들은 선박을 기동하는 능력에 부정적인 영향을 줄 수 있으며, 따라서 버팀대를 함께 사용하는 것을 회피하는 것이 선호된다.

FR 2 563 177은 선박의 선체에서 사용하기 위한 수축가능 호일 메커니즘을 개시한다. 이러한 시스템에 있어서, 호일들은 선체 내에서 실질적으로 수직 배향으로 완전히 저장되도록 수축된다. 호일들은, 호일들을 아래쪽으로 푸시하기 위한 가이드 로드(rod) 상에 수직 힘을 가함으로써 선체의 베이스 내의 개구를 통해 전개된다. 일단 호일들이 선체 외부로 완전히 하강되면, 이들은, 호일들이 완전히 전개된 상태로 선박 아래에서 실질적으로 수평으로 연장하도록 가이드 로드 및 호일들 상에 제공된 코그(cog) 메커니즘에 의해 회전된다. 이러한 배열에 있어서, 호일들은, 전개될 대 이들이 선체의 아래의 지점으로부터 그리고 중심선으로부터 바깥쪽으로 연장하도록 선박의 중심선 상의 개구를 통해 전개되는 것만이 가능하다.

본 발명은, 수상 선박의 전방 단부에 제공될 수 있으며, 전개된 상태일 때 호일이 임의의 희망되는 높이에서 선체의 측면으로부터 바깥쪽으로 연장하는 것을 가능하게 하는 수축가능 호일 메커니즘을 제공하는 것을 추구한다.

제 1 측면으로부터, 본 발명은, 수축된 위치에 있을 때 제 1 축에 실질적으로 평행하게 연장하도록 배열된 호일; 호일이 이에 대하여 회전할 수 있는 회전 축; 사용 시에, 제 1 방향으로 호일 및 회전 축을 움직이기 위하여 작용력이 제 1 축에 평행한 제 1 방향으로 호일 상에 작용하게끔 하기 위한 수단; 및 사용 시에, 호일 상의 작용력이, 회전 축이 제 1 방향으로 움직이는 동안 호일이 회전 축에 대해 회전하게끔 하는 모멘트(moment)를 생성하도록 구성된 모멘트 생성 배열을 포함하는 수축가능 호일 메커니즘을 제공한다. 일 실시예에 있어서, 제 1 축의 방향에 대한 호일의 각도는 수축된 위치에 있을 때 0° 내지 45°의 범위 내 일 수 있으며, 따라서 실질적으로 평행하다는 용어는 이러한 범위를 커버하도록 의도된다. 보다 더 선호되는 실시예에 있어서, 제 1 축의 방향에 대한 호일의 각도는, 수축된 위치에 있을 때, 0° 내지 30°의 범위 내 일 수 있다. 보다 더 선호되는 실시예 있어서, 제 1 축의 방향에 대한 호일의 각도는, 수축된 위치에 있을 때, 4° 내지 15°의 범위 내 일 수 있다.

다수의 대안적인 메커니즘들에 의해 호일이 회전 축 둘레로 회전될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 하나의 선호되는 실시예에 있어서, 회전 축은 호일에 링크(link)된다. 힘이 제 1 방향으로 호일 상에 작용하게끔 하기 위한 다수의 대안적인 수단들이 구상될 수 있다. 수단은 전기적 및/또는 기계적 작동기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 스크루 메커니즘 또는 선형 작동기, 예를 들어, 램(ram)이 사용될 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 수단은, 하향 풀링(pull)을 제어하기 위한 수단과 함께 중력 하에서 호일을 아래쪽으로 풀링하도록 작용하는 호일의 중량(weight)을 포함한다. 바람직하게는, 하향 풀링을 제어하기 위한 수단은 유압 윈치(winch)를 포함한다. 다른 선호되는 실시예에 있어서, 힘의 호일 상에 작용하게끔 하기 위한 수단은 호일을 제 1 방향으로 푸시(push)하기 위한 유압 또는 전자 정역학 작동기(electro hydrostatic actuator)를 포함한다.

수축가능 호일 메커니즘은, 예를 들어, 항공학에서의 사용과 같은 다수의 상이한 용도들을 가질 수 있다. 선호되는 실시예에 있어서, 메커니즘은 배 또는 보트와 같은 수상 선박에서 사용하도록 의도된다. 이러한 실시예들에 있어서, 제 1 축은 수직 축일 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 메커니즘은 2개의 호일들을 포함할 수 있다. 호일(들)은, 수축된 위치에 있을 때 선박의 선체 내에서 완전히 연장하도록 적응될 수 있다. 호일(들)을 선체 내에서 실질적으로 수직으로 저장함으로써, 상대적으로 좁은 메커니즘이 제공된다. 이는, 전형적으로 이용할 수 있는 제한된 공간만이 존재하는 선박의 선수를 향한 위치에 이것이 설치될 수 있다는 이점을 갖는다. 그러나, 호일 메커니즘인 선체 내의 임의의 위치에, 예를 들어, 선박의 중앙부 또는 선미에 설치될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 호일(들)은 추가로, 전개도리 때 선박 외부로 연장하도록, 그리고, 바람직하게는, 예를 들어, 전개된 위치에서 완전히 전개될 때 수직 축에 대해 5° 또는 그 이상의 각도가 되도록 추가로 적응될 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 호일(들)은, 전개된 위치에 있을 때 수칙 축에 대하여 45° 또는 그 이상의 각도로 연장하도록 적응될 수 있다. 힘이 호일 상에 작용하게끔 하기 위한 수단 및 모멘트 생성 배열은, 호일이 전개된 위치에 있을 때의 제 1 축의 방향에 대한 호일의 각도가 호일이 수축된 위치에 있을 때의 제 1 축의 방향에 대한 호일의 각도보다 더 커지도록 호일을 수축된 위치로부터 전개된 위치로 회전시키도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 이어서, 모멘트 생성 배열은, 회전 축으로부터 제거되는 포인트에서 호일(들)에 작용력을 인가하기 위한 배열을 포함한다.

보다 더 바람직하게는, 그 호일 또는 각각의 호일은, 호일(들)이 회전할 때 회전 축으로부터 가변 거리에서 작용력을 인가하기 위한 배열과 접촉하도록 구성된 만곡된 표면을 갖는 루트(root)를 갖는다.

선호되는 일 실시예에 있어서, 회전 축은 제 1 축 상에 위치된다.

모멘트 생성 배열이 다수의 형태들을 취할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 모멘트 생성 배열은 링키지(linkage)를 포함하며, 더 바람직하게는 가위 링키지(scissor linkage)를 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 링키지의 형상이 호일들이 회전하는 레이트(rate)를 결정할 것이다.

선호되는 대안적인 실시예에 있어서, 모멘트 생성 배열은 호일에 링크된 위치결정(locating) 부재와 맞물리기 위한 가이드 부재를 포함한다.

위치결정 부재는, 호일이 제 1 방향에서 (전방으로 및/또는 후방으로) 움직일 때, 가이드 부재를 따라 이동하도록 배열될 수 있다. 이는 사용 시에 호일(들)의 움직임을 제어하는 안정적인 방식을 제공한다. 이러한 실시예에 있어서, 작용력에 기인하는 위치결정 부재의 움직임은 가이드 부재에 의해 제한될 것이다. 가이드 부재가 제 1 축에 대하여 선호되는 각도로 연장할 때, 이는 위치결정 부재에서의 반작용력을 야기할 것이다. 따라서, 제 1 축에 대한 가이드 부재의 각도가 커질 수록, 반작용력이 더 커질 것이다. 회전의 모멘트는 반작용력 및 반자용력에 평행하게 연장하는 회전 축을 통한 라인으로부터의 위치결정 부재의 오프셋(offset)에 의존할 것이다. 따라서, 가이드 부재는 호일 상에 희망되는 회전의 모멘트를 제공하도록 구성될 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 가이드 부재는, 사용 시에 힘이 가이드 부재의 각도에 수직인 라인을 따라 작용하는 위치결정 부재에서의 반작용력을 초래하고, 모멘트가 회전 축을 통한 평행 라인과 반작용력의 라인 사이의 거리에 의존하도록 제 1 축에 대하여 소정의 각도로 연장한다.

이상에서 설명된 선호되는 실시예에 있어서, 위치결정 부재는 호일 상의 작용력에 기인하여 호일이 제 1 방향으로 움직이고 회전할 때 가이드 부재를 따라 전방으로 이동한다. 위치결정 부재가 가이드 부재의 단부에 도달할 때, 이는 더 이상 전방으로 움직일 수 없으며, 가이드 부재의 단부에 기대어 홀딩된다. 이러한 단계에서, 호일은, 이것이 가능한 한 제 1 방향으로 이동되고 회전되며, 즉, 호일은 전개된 위치에 있는다.

항상 호일(들) 상에 작용하는 일정한 모멘트를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이는, 회전의 모멘트가 크게 변화되지 않고 호일이 가이드 부재를 따라 이동할 때 호일이 안정된 레이트로 회전하도록 제 1 축에 대하여 일정한 각도로 연장하는 가이드 부재에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 호일 메커니즘이 선박에서 사용될 때, 예를 들어, 이것이 하강하고 선박을 빠져 나갈 때 호일의 회전의 레이트를 증가시키기 위하여, 시간의 경과에 따라 호일(들) 상에 가해지는 모멘트를 변화시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 가이드 부재가 제 1 방향에 대하여 연장하는 각도는, 위치결정 부재가 가이드 부재를 따라 이동할 때 호일의 회전의 레이트를 제어하기 위하여 그것의 범위를 따라 변화된다.

수축가능 호일 메커니즘이 배에서 사용되는 선호되는 특정한 일 실시예에 있어서, 이것이 배의 선체 밖으로 하강할 때 호일이 느리게 회전하고 그런 다음 일단 호일이 완전히 하강되거나 및/또는 그것의 하강의 최종 단계를 통해 호일이 전개된 위치로 더 빠르게 회전하는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직하게는, 가이드 부재는 제 1 축에 대하여 제 1 각도로 연장하는 제 1 부분 및 제 1 축에 대하여 제 2 각도로 제 1 부분을 넘어 연장하는 제 2 부분을 포함하며, 여기에서 제 2 각도는 제 1 각도보다 더 크다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 제 1 각도는 0° 내지 30°의 범위 내이며, 제 2 각도는 45° 내지 90°의 범위 내이다. 선호되는 대안적인 실시예에 있어서, 가이드 부재는 제 1 축에 대해 제 1 각도로 연장하는 제 1 부분 및 제 1 부분을 넘어 제 1 축을 향해 연장하는 제 2 부분을 포함한다.

보다 더 바람직하게는, 가이드 부재는, 예를 들어, 가이드 부재의 각도에 있어서 매끄럽고 점진적인 변화가 존재하도록 제 1 부분과 제 2 부분 사이에서 연장하는 만곡된 부분을 더 포함한다. 제 1 및 제 2 부분들의 각도가 그것의 범위를 따라 변화할 수 있으며, 각도들이 이상에서 주어진 범위 내에 있었을 때 희망되는 효과가 달성될 수 있을 것임이 이해될 거이다. 이의 추가적인 선호되는 실시예들에 있어서, 가이드 부재는 직선이거나 또는 만곡되거나 또는 둘 모두의 조합일 수 있다.

가이드 부재가 트랙과 같은 다수의 상이한 형태들을 취할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 가이드 부재는 트랙을 포함할 수 있으며, 위치결정 부재는 트랙 상에서 슬라이드적으로 또는 회전적으로 움직일 수 있는 휠을 포함할 수 있다. 위치결정 부재는 가이드 부재와 긴밀히 연결되도록 배열된 복수의 베어링들 또는 휠들의 형태를 취할 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 가이드 부재는 홈을 포함하며, 위치결정 부재는 베어링을 포함한다. 휠 또는 베어링은 바람직하게는 가이드 부재 내에서 이동하기 위하여 제 1 및/또는 제 2 방향으로 슬라이드하고 턴(turn)할 수 있거나, 제 1 및/또는 제 2 방향으로 슬라이드할 수 있거나, 또는 제 1 및/또는 제 2 방향으로 턴할 수 있다. 베어링과 홈 사이에 실질적으로 무마찰(frictionless) 접촉을 제공하는 것이 가능하며, 이는 메커니즘의 효율을 개선하는 이점을 갖는다. 추가로, 홈은 메커니즘을 하우징하는 금속 플레이트로부터 커팅될 수 있으며, 그에 따라서 비용 효율적인 제조 해법을 제공한다.

호일이 취하는 경로 및 호일이 회전하는 레이트는 수축가능 호일 메커니즘과 함께 사용되는 선박 선체의 형상에 따라 변화할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 단일 가이드 부재만을 사용하여 그것의 이동의 전체 범위에 걸쳐 호일에 대한 희망되는 회전의 모멘트를 달성하는 것이 어렵거나 또는 불가능할 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 모멘트 생성 배열은, 호일에 링크된 복수의 개별적인 위치결정 부재들과 맞물리기 위한 상이한 형상들을 갖는 복수의 가이드 부재들을 포함한다. 복수의 가이드 부재들이 상이한 형상들을 가짐에 따라, 이들은 적어도 그것의 범위의 일 부분에 걸쳐 상이한 모멘트들을 생성하도록 구성된다. 이러한 실시예들은 무한한 수의 상이한 이동 경로들이 호일(들)에 대하여 설계되는 것을 가능하게 할 수 있다.

수상 선박에서 사용될 때, 수축가능 코일 메커니즘은, 전개되는 동안 그리고 전개된 위치에 있을 때 둘 모두에서 선박 주위의 물로부터 상당한 저항력을 경험할 것이다. 따라서, 이러한 힘들에 저항할 수 있으며, 희망되는 방식으로 호일(들)의 제어되는 움직임을 보장할 수 있는 메커니즘을 제공하는 것이 바람직하다. 이를 달성하는 것을 돕기 위하여, 추가적으로 또는 대안적으로, 가이드 부재 및 위치결정 부재는 바람직하게는 호일의 각 측면 상에 제공된다.

따라서, 바람직하게는, 호일은: 팁(tip); 루트; 팁과 루트 사이에서 연장하는 제 1 및 제 2 표면들; 및 그 것의 각각의 측면에서 제 1 및 제 2 표면들을 결합하는 제 1 및 제 2 측면 에지들을 포함하며, 바람직하게는, 여기에서 호일의 제 1 측면 에지에 링크된 제 1 위치결정 부재는 제 1 가이드 부재와 맞물리며, 호일의 제 2 측면 에지에 링크된 제 2 위치결정 부재는 제 2 가이드 부재와 맞물린다.

선호되는 일 실시예에 있어서, 위치결정 부재는 호일의 루트에 제공된다. 그러나, 가이드 부재의 형상 및 위치에 의존하여, 위치결정 부재는 호일 상의 상이한 위치에 제공될 수 있다. 대안적으로, 호일은, 위치결정 부재가 호일 상에 위치되지 않도록 링크에 의해 위치결정 부재에 부착될 수 있다.

호일(들)의 제어되는 모션을 추가로 보장하기 위하여, 추가적인 위치결정 부재가 추가 가이드 부재를 따라 이동할 수 있도록, 제 1 축을 따라 연장하는 추가 가이드 부재가 호일에 링크된 추가 위치결정 부재와 맞물리도록 제공될 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 추가 위치결정 부재는 회전 축 상에 중심이 맞추어질 수 있으며, 제 1 방향에서의 호일(들) 및 축의 움직임은 그에 따라서 추가 가이드 부재에 의해 제 1 방향으로 한정된다.

단지 단일의 추가 가이드 부재 및 추가 위치결정 부재만이 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 그것의 안정성을 개선하기 위하여 호일의 각각의 측면 상에 가이드 부재들이 제공되는 이상에서 설명된 선호되는 실시예에 있어서, 제 1 추가 가이드 부재 및 제 1 추가 위치결정 부재는 호일의 제 1 측면 에지에 인접하여 제공되며, 제 2 추가 가이드 부재 및 제 2 추가 위치결정 부재는 호일의 제 2 측면 에지에 인접하여 제공된다.

이상에서 논의된 바와 같이, 상이한 형상들을 갖는 복수의 가이드 부재들 및 복수의 가이드 부재들 내에 맞물리기 위한 개별적인 위치결정 부재들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 복수의 가이드 부재들은, 예를 들어, 그것의 하나의 측면 에지에 인접하게와 같이 호일들 상의 단일 위치에 제공될 수 있다. 그러나, 선호되는 일 실시예에 있어서, 상이한 형상들을 갖는 제 1 및 제 2 가이드 부재들이 호일의 각 측면 상에 제공된다. 이는, 이상에서 논의된 바와 같은 개선된 안정성 및, 단지 단일 형상의 가이드 부재만을 사용해서는 가능하지 않았을 것인 호일들의 희망되는 회전이 달성되는 것을 가능하게 하는 이점을 갖는다. 따라서, 바람직하게는, 제 1 가이드 부재는 제 1 형상을 가질 수 있으며, 제 2 가이드 부재는 제 1 형상과는 상이한 제 2 형상을 가질 수 있어서, 제 1 가이드 부재에 의해 초래되는 모멘트는 적어도 그것의 범위의 일 부분에 걸쳐 제 2 가이드 부재에 의해 초래되는 모멘트와는 상이할 수 있다.

수축가능 호일 메커니즘이 단지 단일 호일만을 포함할 수 있다는 것이 예상된다. 선박에서 사용될 때, 이러한 메커니즘은 일반적으로 선체의 일 측면 상에 제공될 수 있으며, 제 2 메커니즘(예를 들어, 선체의 중심선에 대하여 제 1 메커니즘과 대칭이 되도록 제공되는 동일한 메커니즘)이 그것의 다른 측면 상에 제공될 것이다. 사용 시에, 그것의 제 1 측면 상에서 선체로부터 바깥쪽으로 연장하는 제 1 호일 및 그것의 다른 측면 상에서 바깥쪽으로 연장하는 제 2 호일을 갖는 것이 일반적으로 바람직할 것이다. 호일들 둘 모두를 수축시키고 전개하기 위해 단일 메커니즘을 사용하는 것은 선체 내에 더 적은 저장 공간을 요구해야만 하며, 또한 더 에너지 효율적이 되어야만 한다. 따라서, 바람직하게는, 메커니즘은 2개의 호일들을 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 2개의 호일들은 서로 대향되는 방향으로 회전하게끔 배열된다.

이상에서 논의된 바와 같이, 선호되는 일 실시예에 있어서, 호일들은 선박 또는 보트에서 사용될 것이며, 바람직하게는 그것의 선수 근처에 제공될 것이다. 보트의 이러한 부분은 상대적으로 좁아서 제한된 공간만이 이용가능하다. 따라서, 하나의 선호되는 실시예에 있어서, 회전 축은 호일에 2개의 호일들에 대해 공통이다. 이는, 호일들이 가능한 한 함께 가깝게 위치되기 때문에, 메커니즘의 상대적으로 공간 효율적인 설계를 가능하게 할 것이다. 따라서, 바람직하게는, 2개의 호일들은 회전 축을 공유하며, 보다 더 바람직하게는, 메커니즘은, 호일들이 사용 시에 서로 멀어지도록 회전하게끔 하도록 구성된다.

호일(들)이 전개되고 물에서 선박에 대하여 사용될 때, 호일(들)은 전형적으로, 이를 둘러싼 물 및 파도들에 기인하는 높은 힘들을 겪을 것이다. 따라서, 이러한 힘들에 대하여 전개된 호일(들)을 지지하기 위한 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 호일(들)을 전개된 위치에 잠그기 위한 다양한 수단이 제공될 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 메커니즘은 2개의 호일들을 포함하며, 호일들의 루트들은, 호일들의 완전히 회전될 때, 예를 들어, 전개된 위치에서, 서로 접하도록 구성된다. 호일들 및 회전 축 상에 수직으로 아래쪽으로 작용하는 힘과 함께, 이는 호일들을 주변의 물로부터의 위쪽으로 들어 올리는 힘들에 대하여 잠글 것이다. 완전히 회전된다는 것은, 호일들이 그들의 최종 전개된 위치에 도달하였다는 것 및 이는 특정 사용에 대한 수축가능 호일 메커니즘의 설계에 의존하여 제 1 축에 대한 임의의 각도까지의 회전일 수 있음을 의미하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다.

전개된 호일(들)은 또한, 물을 통해 이동할 때 아래쪽으로의 힘들을 겪을 것이다. 이러한 힘들에 대하여 호일(들)을 강화시키기 위하여, 가이드 부재(들)는, 전개된 위치에서, 예를 들어, 그것이 완전히 회전된 상태에서, 호일(들) 상에 높은 회전의 모멘트를 가하도록 구성될 수 있다. 이는, 사용 시에, 호일(들)이 다시 제 1 축을 향해, 예를 들어, 서로를 향해 수축하게끔 하도록 작용하는 임의의 힘에 대하여 작용할 것이다. 따라서, 바람직하게는, 가이드 부재는, 호일(들)이 전개된 위치에 있을 때, 호일(들)이 제 1 축을 향해 회전하도록 작용하는 힘에 대향되는 모멘트를 생성하도록 구성된다.

선호되는 일 실시예에 있어서, 하나 이상의 가이드 부재(들)는 그것의 하부 범위에서 제 1(예를 들어, 수직) 축에 대해 0° 내지 30°의 각도로 연장하는 일 부분을 포함하며, 메커니즘은, 호일이 전개된 위치에 있을 때 위치결정 부재가 그 부분 내에 위치되도록 구성된다.

보다 더 바람직하게는, 그 부분은 제 1(예를 들어, 수직) 축에 대해 0 내지 10° 사이의 각도로 연장한다.

일부 실시예들에 있어서, 추가적으로 또는 대안적으로, 호일(들)은, 호일(들)이, 이것이 선체 밖으로 완전히 하강되기 이전에 또는 이와 동시에, 그것의 회전의 최종 상태, 즉, 전개된 위치에 도달하도록 선체를 빠져 나오기 위해 하강되는 동안 회전할 수 있다. 선체 밖으로 하강하는 동안 호일(들)의 회전이 호일(들)이 선체의 개구(들)을 통해 빠져 나오는 것을 가능하게 하기 위한 궤적을 따라야만 하기 때문에, 일부 경우들에 있어서, 호일(들)은 선체를 빠져 나오는 동안 단지 부분적으로만 회전하고, 그런 다음 일단 완전히 하강된 상태가 되면 전개된 위치에 도달하기 위하여 호일(들)이 계속해서 회전하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 수축가능 호일 메커니즘은 제 1 방향에서의 회전 축의 움직임을 제한하기 위한 정지부를 더 포함하며, 여기에서 모멘트 생성 배열은, 사용 시에 회전 축이 정지부에 의해 추가적인 움직임에 대하여 홀딩되고 있는 동안 호일(들)이 회전 축 둘레로 추가로 회전하도록 구성된다.

수축가능 호일 메커니즘을 더 용이하게 조립할 수 있고 및/또는 호일을 수축가능 호일 메커니즘으로부터 인-시튜(in-situ)로 제거할 수 있는 것이 유용할 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 임의의 선행하는 청구항에서 청구되는 바와 같은 수축가능 호일 메커니즘이 제공되며, 여기에서 작용력이 호일 상에 작용하게끔 하기 위한 수단은 호일에 착탈가능하게 부착되도록 적응된 부분을 포함한다.

보다 더 선호되는 실시예에 있어서, 호일은 호일 루트를 포함할 수 있으며, 리세스(recess)가 회전 축을 따라 연장하는 호일 내에 형성될 수 있고, 부분은 호일에 착탈가능하게 부착되기 이전에 리세스 내로 삽입되도록 적응될 수 있다.

보다 더 선호되는 실시예에 있어서, 구조체 내에서 청구항 33 또는 34에 청구된 바와 같은 수축 가능 호일 메커니즘을 조립하는 방법이 제공되며, 방법은, 그 안의 개구를 통해 구조체 내로 호일을 삽입하는 단계; 호일을 구조체 내에 위치된 모멘트 생성 배열을 링크하는 단계; 및 그 부분을 호일에 부착하는 단계를 포함한다.

추가적인 측면으로서, 본 발명은, 선체; 및 이상에서 설명된 바와 같은 수축가능 호일 메커니즘을 포함하는 배 또는 선박을 제공하며, 여기에서 호일(들)은 수축된 위치에 있을 때 선체 내에서 실질적으로 수직 방향으로 연장하도록 적응되며, 완전히 전개될 때 선체 외부로 그리고 수직에 대하여 소정의 각도로 연장하도록 적응된다.

보다 더 바람직하게는, 호일(들)은, 전개된 위치에 있을 때 선체 외부로 그리고 수직에 대하여 적어도 45°의 각도로 연장하도록 적응된다. 이상에서 논의된 제 1 축과 유사하게, 용어 실질적으로 수직 방향은 수직에 대하여 0° 내지 45°, 더 바람직하게는 수직에 대하여 0° 내지 30°, 더 바람직하게는 수직에 대하여 4° to 15°의 선호되는 범위를 커버하도록 의도된다.

전형적으로, 이를 통해 각각의 호일이 전개될 수 있는 개구가 선체에 제공될 수 있다. 물 진입에 대하여 이러한 개구를 밀봉하기 위한 다양한 메커니즘들이 예상될 수 있다. 바람직하게는, 배 또는 선박은, 수축가능 호일 메커니즘의 호일이 이를 통해 전개될 수 있는 선체의 개구를 포함하며, 호일이 수축된 위치에 있을 때 개구에 걸쳐 밀봉부를 형성하기 위하여 호일의 팁 상에 윙릿(winglet)이 제공된다.

바람직하게는, 선체에 개구가 제공되며, 호일 메커니즘은 호일이 이를 통과하도록 구성된다. 따라서, 일부 선호되는 실시예들에 있어서, 호일에 대한 위치결정 부재의 위치, 및/또는 호일의 형상 및/또는 가이드 부재의 형상과 같은 하나 이상의 파라미터들은, 선체의 형상 및 그 안의 개구의 위치와 관련하여 결정될 수 있다. 메커니즘이 2개의 호일들, 및 각각의 호일에 대하여 적어도 하나의 가이드 부재를 포함하는 실시예들에 있어서, 이러한 파라미터들 중 하나 이상은 호일들의 각각에 대하여 상이할 수 있다. 메커니즘이 대칭적이지 않을 수 있다는 것이 이해될 것이다.

이제 일부 선호되는 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 오로지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 수축가능 호일 메커니즘의 측면도를 도시하는 배의 선수를 관통하는 단면도이다.
도 2는 완전히 수축된 위치에 있는 호일들을 도시하는 도 1의 라인 A-A를 따른 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 대응하는 추가적인 도면들이며, 이들은 전개의 상이한 스테이지들에서의 호일들을 도시한다.
도 6은 수축가능 호일 메커니즘의 개략적인 분해도이다.
도 7a 및 도 7b는, 물에서 전개될 때 호일 및 그 위에 작용하는 힘들을 도시한다.
도 8a 내지 도 8c는, 가드 홈들 및 호일들의 가능한 배열을 정면도로 도시하는 개략도들이다.
도 9a 내지 도 9c는, 가드 홈들 및 호일들의 대안적인 배열을 정면도로 도시하는 개략도들이다.
도 10a 내지 도 10c는, 링키지가 호일들의 모션 및 회전을 제어하기 위하여 사용되는 일 실시예를 정면도로 도시하는 개략도들이다.
도 11a 내지 도 11c는 링키지를 사용하는 대안적인 실시예를 정면도로 도시하는 개략도들이다.
도 12a 내지 도 12c는 호일 전개 메커니즘의 추가적인 가능할 실시예를 정면도로 도시하는 개략도들이다.
도 13a 내지 도 13d는, 그것의 움직임의 상이한 스테이지들에서의 수축가능 호일 메커니즘의 대안적인 실시예를 도시하는 배의 선체의 일 부분을 관통하는 단면도들이다.
도 14a 내지 도 14e는 전개 프로세스에서 상이한 스테이지들에서 호일 상에 작용하는 힘들을 도시하는 개략도들이다.
도 15은 예시적인 호일의 3 차원 도면이다.
도 16a는 개구를 커버하는 윙릿을 도시하는 배의 선수를 관통하는 단면도이다.
도 16b는 전개된 위치에서 윙릿을 갖는 호일을 도시하는 배의 선수를 관통하는 단면도이다.
도 17은 2개의 상이한 가이드 경로들을 사용하는 호일을 도시하는 3 차원 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 도 19의 2개의 상이한 가이드 경로들의 각각에 대하여 획득된 모멘트 암(moment arm)들 및 호일에 의해 달성되는 호일 회전 속도를 도시한다.
도 19는 호일과 선체 사이의 관계를 개략적으로 도시한다.
도 20은 전개 프로세스에서 상이한 스테이지들에서의 호일 상에 작용하는 힘들을 도시하는 개략도이다.
도 21a 및 도 21b는, 호일에 의해 달성되는 호일 회전 속도, 및 실질적으로 수직 방향으로 연장하는 하부 부분을 갖는 2개의 상이한 가이드 경로들의 각각에 대하여 획득되는 모멘트 암을 도시한다.
도 22는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 호일 루트를 관통한 단면을 도시한다.
도 23은 그 안에 삽입될 부분과 함께 도 22의 호일 루트를 도시한다.
도 24는 호일 루트에 삽입될 때의 도 23의 부분을 도시하는 사시도이다.

도 1은 그것의 길이를 따라 배의 선체의 선수 부분(1)을 관통하는 단면을 개략적으로 도시한다. 선수 스러스터(thruster)들(3)은 선수에 인접한 (이하에서 설명되는 바와 같은) 개구들과 유사한 높이에서 용골 또는 선체의 베이스 위에 위치된다. 도 2는 도 1의 라인 A-A를 따른 단면, 즉, 선수 스러스터들(3)의 선체 약간 전방의 선수 섹션을 관통하는 단면이다. 선체는, 그것의 베이스에서 그 길이를 따라 중심에서 연장하는 용골(5)을 갖는 대칭적인 형상이다. 선체의 측면들(7, 8)은 평면 부분(5)의 각 측면 상에서 연장하고 위쪽으로 만곡된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 수축가능 호일 메커니즘(10)은 완전히 수축된 위치에 있을 때 선체의 내부에 위치되도록 제공된다. 메커니즘의 길이 방향 축(12)은 선체의 중심선을 통해 실질적으로 수직으로 연장한다. 개구(도 2에는 미도시)는 그것의 베이스로부터 등거리의 높이들에서 선체의 각 측면에 형성된다. 개구들은, 호일이 전개 동안 회전되면서 이들 중 하나를 통해 밖으로 푸시되는 것을 가능하게 하도록 위치되고 치수가 결정된다.

호일 메커니즘은 제 1 및 제 2 호일들(16, 17)(도 2에서 점선 아웃라인으로 도시됨)을 포함한다. 호일들(16, 17)은, 파도들에서의 선박 모션을 감소시켜서 배를 안정시키고, 또한 전방 추진력을 제공하도록 적응된 세장형(elongate) 부재들이다. 예시적인 호일(16)이 도 15에서 3 차원 도면으로 도시된다. 호일(16)은, 루트(18) 및 팁(20)으로서 알려진 제 1 및 제 2 길이방향 단부들을 갖는다. 제 1(22) 및 제 2(24) 표면들은, 전방 에지(26) 및 후방(aft) 에지(28) 사이에서 그것의 길이에 걸쳐 연장한다. 루트(18)는 수축 메커니즘에 부착하기 위한 부분을 포함한다. 따라서, 호일(16)의 루프 단부에서 전방 및 후방 에지들(26, 28) 둘 모두는, 호일(16)의 중심에서 그 사이에 간극(29)을 갖는 호일의 베이스로부터 위쪽으로 연장하는 평면 표면들을 형성하기 위하여 호일의 폭의 부분에 걸쳐 호일(16)의 하부 표면(24)에 수직으로 연장하는 속이 찬(solid) 부분(27)을 갖는다. 평면 표면들은, 호일(16)의 메인 몸체의 상부 표면(22)에 재결합하는 각도로 하강하기 이전에 속이 찬 부분(27)의 상한을 정의하는 거기에 대해 수직으로 연장하는 추가 평면 표면(25)과 결합된다. 도 1에서 보여지는 바와 같이, 루트(18)는 호일(16) 상의 상이한 높이들에서 베어링들(30, 38)을 운반(carry)할 수 있다.

윙릿(62)이 호일(16)의 팁(20)에 제공되며, 이는 거기로부터 실질적으로 수직으로 연장한다. 점선들(63)은, 윙릿(62)이 커버하도록 적응된 개구의 형상을 나타낸다. 호일들(16, 17)이 완전히 수축될 때, 윙릿들(62)은 선체 내의 개구들(14)을 커버한다. 이는 도 18a에 도시된다. 윙릿들(62)은, 호일들(16, 17)이 수축될 때 선체 주위의 흐름이 그 안에 개구들이 없는 선체 주위의 흐름과 거의 동일하도록 형상이 결정된다. 도 18b는, 전개된 위치에 있을 때의 윙릿(62)을 갖는 호일을 도시한다.

호일 메커니즘(10)은, 예를 들어, 도 6의 분해도에서 그리고 도 1 내지 도 5에서 보여진다. 제 1 베어링(30)은 그것의 루트(18)에 인접하여 제 1 호일(16) 상에 제공되며, 전방 에지(26)로부터 바깥쪽으로 연장한다. 제 2 베어링(31)은 제 1 베어링(30)에 대향되고 그것의 루트(18)에 인접하게 제 1 호일 상에 제공되며, 후방 에지(28)로부터 바깥쪽으로 연장한다. 대응하는 제 3 및 제 4 베어링들(32, 33)(미도시)은 그것의 루트(18)에 인접하여 제 2 호일(17) 상에 제공되며, 전방(26) 및 후방(28) 에지들로부터 바깥쪽으로 연장한다.

호일 메커니즘(10)은 제 1(40) 및 제 2(42) 측벽들을 갖는 하우징(39)을 포함한다. 측벽들(40, 42)은, 실질적으로 직사각형 형상의 평면 금속 엘리먼트들이다. 이들 둘 모두는 더 긴 방향에서 그것의 중심선을 따라 연장하는 길이 방향 축(13)을 갖는다. 측벽들(40, 42)은, 선체 내부에서 실질적으로 수직으로 그리고 그것의 길이에 실질적으로 직각으로 연장하기 위하여 그것의 중심선에 대하여 서로 대칭적으로 이격되어 선체 내부에 부착된다. 따라서, 그들의 길이 방향 축들(13)은 선체의 중심선을 통해 연장한다. 하우징은, 평면 표면(43)을 획정(define)하기 위하여 제 1(40) 및 제 2(42) 측벽들의 상부 단부들 사이에서 수평으로 연장하는 평면 금속 엘리먼트를 포함한다. 평면 표면(43)은 그 위에 유압 윈치(34)를 지지한다. 윈치(34)는, 윈치(34)가 하우징 내에서 이동가능 엘리먼트(58)를 수직으로 위아래로 움직이게 적응되도록, 제 1 및 제 2 측벽들(40, 42) 사이에서 연장하는 수직 이동가능 엘리먼트(58)에 부착된 풀리(pulley) 시스템 둘레로 그리고 이로부터 아래쪽으로 연장하는 케이블들(56)을 포함한다. 베이스 섹션(35)은 수직 이동가능 엘리먼트(58) 아래에 배열되며, 마스터 유압 실린더들(60)에 의해 이에 연결된다. 따라서, 윈치는, 윈치가 릴리즈(release)될 때, 하향 수직력 F가 제 1(40) 및 제 2(42) 측벽들의 길이 방향 축들(13) 사이에서 연장하는 평면 상의 베이스 섹션(35) 상에 가해지도록, 호일들(16, 17)의 중량에 의해 초래되는 하향력에 대하여 호일들(16, 17)을 홀딩하도록 적응된다. 케이블(56)이 풀리는 속도가 제어되고 그에 따라서 하향 모션의 크기를 제어할 수 있도록 윈치(34) 상에 브레이크(미도시)가 제공된다. 베이스 섹션(35)은 이러한 평면 상에 중심이 맞추어지며, 제 1 및 제 2 측벽들(40, 42) 사이에서 하우징의 실질적으로 전체 폭을 가로질러 연장한다.

호일들(16, 17)은, 호일들(16, 17)이 수축된 위치에 있을 때 측벽들(40, 42) 내부에서 연장하고 전개될 때 하우징 아래로 바깥쪽으로 연장하도록 하우징 내에 위치된다. 수축될 때, 호일들(16, 17)은, 그것의 전방 에지들(26)이 제 2 측벽(42)에 인접하고 그것의 후방 에지들(28)이 제 1 측벽(40)에 인접하도록 하우징의 폭을 가로질러 연장한다. 수축될 때, 호일들(16, 17)의 팁들(20)은 하우징의 베이스에 인접하여 선체 내부에 존재한다. 호일들(16, 17)의 루트들(18)은 하우징 내부에서 그것의 위쪽으로 위치된다. 베이스 섹션(35)은, 이를 중심으로 호일들(16, 17)이 회전할 수 있는 회전 축(36)을 제공하기 위하여 그것의 루트들(18)에서 호일들 둘 모두에 피봇가능하게 부착된다. 회전 축(36)은 호일 수축 메커니즘(10)의 길이 방향 축(12)을 통해 수직으로 연장한다. 수직 가이드 베어링들(38)은 그것의 전방 및 후방 연장 단부들 둘 모두에서 호일 루트들(18)로부터 바깥쪽으로 연장한다.

각각의 측벽(40, 42)은, 이로부터 컷 아웃되고 그것의 길이 방향 축(13)을 따라 실질적으로 수직으로 연장하는 중심 가이드 홈(44)을 포함한다. 수직 가이드 베어링들(38)은 베이스 섹션(35)의 각각의 측면 상에서 연장하는 개별적인 측벽들(40 및 42)의 중심 가이드 홈들(44) 내에 맞물린다. 이는 회전 축(36)의 모션이 실질적으로 수직 방향이 되도록 제어하며, 실질적으로 수직 방향에서의 유압 윈치로부터의 힘의 인가가 길이 방향 및 회전 축들(12, 36)과 일치되는 것을 보장한다.

2개의 추가 가이드 홈들(제 1 및 제 2 가이드 홈들(46, 47))이 중심 가이드 홈(44)의 각 측면 상에 하나로 각각의 측벽(40, 42)에 제공된다. 도 6에서 보여지는 바와 같이, 제 1 가이드 홈(46)은, 제 1 호일(16)이 완전히 수축된 위치에 있을 때 수직 가이드 베어링(38)의 수직 높이에 대략적으로 대응하며 제 1 거리(52)만큼 길이 방향 축(13)으로부터 수평으로 이격된 포인트(50)로부터의 수직으로부터 약 2°의 각도로 아래쪽으로 제 1 호일(16)이 완전히 하강되는 것에 근접할 때 제 1 베어링(30)의 수직 높이에 대응하며 길이 방향 축(13)으로부터 더 큰 제 2 수평 거리(56)만큼 이격된 제 2 포인트(54)로 약 2°의 각도로 아래쪽으로 연장한다. 이는 가이드 홈의 제 1 부분(53)을 포함한다. 포인트(54)로부터, 제 1 가이드 홈(46)은 만곡된 부분(55)을 형성하도록 턴하며, 그런 이로부터 바깥쪽으로 그리고 길이 방향 축(13)에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 연장하여 제 2 부분(57)을 형성한다. 제 1 가이드 홈(46)은 측벽(40, 42)의 에지에 도달하기 이전에 끝난다.

제 2 가이드 홈(47)이 측벽들(40, 42) 둘 모두에 제공되며, 길이 방향 축(13)에 대한 제 1 가이드 홈(46)의 반영(reflection)으로서 구성된다.

호일 메커니즘(10)은, 제 1 호일(16)의 전방 단부에서의 제 1 베어링(30)이 제 2 측벽(42)의 제 1 가이드 홈(46) 내에 맞물리도록 조립된다. 제 1 호일(16)의 후방 에지에서의 제 2 베어링(31)은 제 1 측벽(40)의 제 1 가이드 홈(46) 내에 맞물린다. 대응하여, 제 2 호일(17)의 전방 에지에서의 제 3 베어링(32)은 제 2 측벽(42)의 제 2 가이드 홈(47) 내에 맞물린다. 제 2 호일(17)의 후방 에지에서의 제 4 베어링(33)은 제 1 측벽(40)의 제 2 가이드 홈(47) 내에 맞물린다.

호일들(16, 17)이 완전히 수축된 위치에 있을 때, 유압 윈치(34)는, 수직 이동가능 섹션(58) 및 베이스 섹션(35)이 도 2에 도시된 바와 같이 그들의 최고 포인트에서 홀딩되도록 위로 감긴다. 추가로, 마스터 실린더들(60)은, 수직 이동가능 섹션(58) 및 베이스 섹션(35)이 함께 잠기도록 수축된다. 이러한 위치에서, 호일들(16, 17)은 선체(1) 내에 완전히 포함되며, 실질적으로 수직으로 연장한다(약 9°의 각도로 회전 축으로부터 길이 방향 축(12)으로 바깥쪽으로 연장한다). 수축된 위치에서의 호일들(16, 17)의 각도는 선체의 기하구조에 대하여 요구되는 각도, 사용되는 호일들의 개구들 및 기하구조에 의존하여 변화될 수 있다.

호일들(16, 17)을 전개하기 위하여, 유압 윈치(34)가 작동되며, 호일들(16, 17)의 중량이 수직 이동가능 섹션 및 베이스 섹션(35)을 아래쪽으로 푸시하기 시작한다. 대안적으로, 케이블 루프 배열이 수직 이동가능 섹션 및 베이스 섹션(35)을 아래쪽으로 푸시하기 위해 유압 윈치와 함께 사용될 수 있다. 하향력의 작용 하에서, 수직 가이드 베어링들(38)은 중심 가이드 홈들(44) 내에서 아래쪽으로 움직이며, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 베어링들(30 내지 33)은 제 1 및 제 2 가이드 홈들(46, 47) 내에서 아래쪽으로 움직인다. 도 14a 내지 도 14d에서 보여지는 바와 같이, 하향력은 호일들(16, 17)이 수직으로 아래쪽으로 움직이고 개구들(14)을 통해 선체를 빠져 나오게끔 한다. 제 1 내지 제 4 베어링들(30, 31, 32 및 33)(미도시)이 제 1 및 제 2 가이드 홈들(46, 47)에 의해 제한됨에 따라, 하향력은, 가이드 홈들(46, 47)이 수직에 대하여 소정의 각도로 연장할 때 회전 축(36)에 대한 호일들(16, 17)의 상향 회전을 초래하는 모멘트를 야기한다. 따라서, 호일들(16, 17)은, 이들이 수직으로 하강할 때 회전 축(36)에 대해 회전한다. 일부 실시예들에 있어서, 제 1 및 제 2 가이드 홈들(46, 47)은 그들의 하향 범위의 일부에 대해 길이 방향 축(12)에 평행하게 연장할 수 있다. 이는, 가이드 홈들(46, 47)의 각도가 변경될 때까지 호일들(16, 17)이 회전을 시작하지 않도록 가이드 홈들(46, 47)의 수직 범위에 걸쳐 회전의 0 모멘트를 야기할 것이다.

도 3은 그들의 완전히 전개된 위치에 비하여 대략적으로 절반 높이에서의 부분적으로 하강된 상태의 호일들(16, 17)을 갖는 호일 메커니즘(10)을 도시한다. 이러한 포인트에서, 호일들(16, 17)은 길이 방향 축(12)에 대하여 약 13°의 각도로 회전된다. 추가로, 호일들(16, 17)은 선체(1) 내의 개구들로부터 부분적으로 돌출한다.

도 4는, 호일들(16, 17) 상의 제 1 내지 제 4 베어링들(30-33)이 제 1 및 제 2 가이드 홈들(46, 47)을 따라 제 2 포인트(54)가 하강되었을 때의 높이에서의 호일 메커니즘(10)을 도시한다. 제 2 포인트에서, 호일들(16, 17)은 선체(1) 밖으로 거의 완전히 연장하며, 길이 방향 축(12)에 대하여 약 35°의 각도로 회전되었다. 잠금 실린더들(64)(도 1에 도시됨)이 수직 이동가능 섹션(58)의 각 측면 상에서 바깥쪽으로 연장하도록 작동되며, 하우징에 대하여 수직 이동가능 섹션(58)을 이동하지 못하게 하기 위하여 측벽들(40, 42) 내의 대응하는 잠금 슬롯들과 맞물린다. 그런 다음, 마스터 실린더들(60)은 베이스 섹션(35) 상에 하향력을 생성하고 그에 따라서 제 1 내지 제 4 베어링들(30 내지 33)이 가이드 홈들(46, 47)의 바깥쪽으로 연장하는 부분들을 따라 이동하고 이들이 길이 방향 축(12)에 대하여 약 82°의 각도에 도달할 때까지(또는 이들이 실질적으로 수평으로 연장할 때까지) 호일들(16, 17)을 더 회전시키도록 작동된다. 이는 완전히 전개된 위치이다.

도 5는 완전히 전개되고 회전된 위치의 호일들(16, 17)을 도시한다. 호일들(16, 17)이 물 아래에서 전개됨에 따라, 이들은 상향력 및 하향력을 포함하는 상당한 힘들을 만나며, 따라서 마스터 실린더들(도 1에서 보여짐)에 의해 제공되는 추가적인 힘은, 호일들(16, 17)이 펼쳐지고 이러한 힘들이 증가함에 따라 가이드 홈들의 바깥쪽으로 연장하는 부분들을 따라 제어되는 모션을 보장하기 위하여 사용된다. 최종 전개된 위치에서, 제 1 내지 제 4 베어링들(30-33)은 마스터 실린더들로부터의 하향력에 의해 가이드 홈들(46, 47)의 단부들에 대하여 홀딩된다. 추가로, 도 14a 내지 도 14e에 도시된 바와 같이, 호일들(16, 17)의 제 1 단부들(18)은, 호일들이 완전히 전개되고 회전될 때 서로에 대하여 접하도록 적응된 평면 표면들(55)을 포함한다. 이는 사용 시에 호일들 상에 가해지는 상향력들에 대하여 호일들이 제 위치에 잠기게끔 한다.

호일들을 수축시키기 위하여, 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 호일들(16, 17)의 팁들(20)이 다시 서로를 향해 회전하게끔 하고 제 1 내지 제 4 베어링들(30-33)을 다시 가이드 홈들(46, 47)을 따라 그것의 제 2 포인트(54)(도 6에서 보여짐)로 당기기 위하여 마스터 실린더들(60)이 먼저 작동된다. 그런 다음, 베어링들(30-33)이 가이드 홈들(46, 47) 내의 굴곡부(54)에 도달할 때, 잠금 실린더들(64)이 수축되며, 유압 윈치(34)는, 호일들이 도 2에 도시된 바와 같이 그들의 완전히 수축된 위치에 존재하게 될 때까지 가이드 홈들(46, 47)을 따라 베어링들(30-33)을 위쪽으로 움직이도록 작동된다.

이상에서 설명된 선호되는 실시예에 있어서, 마스터 실린더들(60)은 호일들(16, 17)의 최종 회전을 초래하기 위하여 제공되며, 대안적인 실시예에 있어서, 호일들을 그들의 최종 회전된 위치로 회전시키기 위해 요구되는 수직력은 유압 윈치에 의해 또는 다른 힘을 가하는 수단에 의해 제공될 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 유압 실린더는 작용력이 호일들 상에 작용하게끔 하고, 호일들의 최종 회전을 초래하기 위한 힘을 제공한다. 일부 실시예들에 있어서, 최종 회전을 초래하기 위한 힘은 사용되지 않을 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같은 그리고 설명된 실시예는, 전개된 호일들(16, 17)은 실질적으로 수평 방향으로 또는 더 구체적으로는 수평 아래에서 약 9°로 그것의 각 측면(7, 8) 상에서 선체로부터 아래쪽으로 연장한다. 호일 수축 메커니즘(10)의 설계는, 전개될 때 호일들(16, 17)이 연장하는 각도가 희망되는 사용에 의존하여 변화되는 것을 가능하게 하기 위하여 변화될 수 있다. 따라서, 롤링 감쇠를 위하여 사용될 때, 호일들은 물 안으로 거의 수직으로 아래쪽으로 연장할 것이 요구될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 메커니즘은, 호일들(16,17)이 그들의 수축된 위치와 그들의 전개된 위치 사이에서 단지 작은 양(예를 들어, 5° 내지 10° 사이)만큼만 회전되도록 변경될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 호일들은, 예를 들어, 그들의 수축된 위치에서 수직에 대해 5°로 연장하고, 그들의 전개된 위치에서 수직에 대해 10°로 연장할 수 있다. 피치 감쇠를 위하여 사용될 때, 호일들은 전형적으로, 전개된 위치에 있을 때 수직에 대하여 45° 내지 90° 사이로 연장할 것이 요구될 것이다. 따라서, 다시 메커니즘(10)의 설계는, 전개되고 완전히 회전된 위치에서의 호일들의 희망되는 회전을 달성하기 위하여 요구되는 바와 같이 변화될 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 피치 감쇠를 위하여 사용될 때, 호일들은 전형적으로 전개된 위치에 있을 때 수직에 대하여 75° 내지 90° 사이로 연장하도록 요구될 것이다.

호일들(16, 17)이 선체를 전방으로 추진하기 위해 기능하는 방식은 도 7a 및 도 7b를 참조하여 더 양호하게 이해될 수 있다. 이러한 도면들은 수평 성분(73) 및 수직 성분(74)을 갖는 유입 벡터(72)에 노출되는 호일(16)을 도시한다. 유입 벡터는, 호일 코드 라인(76)에 대한 그것의 각도에 기인하여 호일 상에 어택(attack)의 각도(75)를 갖는다. 호일은 유입 벡터(72)에 수직으로 작용하는 양력(lift force)(77) 및 유입 벡터(72)에 평행하게 작용하는 견인력(78)을 겪는다. 양력(77) 및 견인력(78)은 함께 결과적인 힘 벡터(79)를 구성한다. 결과적인 힘은, 호일의 코드 라인(76)에 평행하며 호일(16)을 전방으로, 즉, 도 7a 및 도 7b에서 우측으로 당기려고 시도하는 성분(80)을 갖는다. 결과적인 힘(79)은, 양력(77)이 견인력(78)보다 충분히 크기만 하면, 도 7a에서와 같이 유입 벡터(72)의 수직 성분(74)이 위쪽을 가리킬 때, 그리고 도 7b에서와 같이 유입 벡터(72)의 수직 성부(74)이 아래쪽을 가리킬 때 둘 모두에서 호일(16)을 전방으로 당기도록 시도하는 성분(80)을 갖는다.

도 1 내지 도 6에 도시되고 이상에서 설명된 실시예에 있어서, 가이드 홈들(46, 47)의 형상은 베어링들(30-33)에 대한 이동의 경로 또는 가이드 경로(90)를 획정한다. 회전 축(36)의 위치에 대한 이러한 가이드 경로(90)의 형상은 임의의 주어진 시점에서 호일들(16, 17) 상에 가해지는 회전 모멘트를 결정할 것이다. 따라서, 호일들(16, 17) 회전하기 시작하는 포인트 및 호일들이 회전하는 레이트는 선체 및 호일 기하구조와 함께 가이드 홈들의 설계에 의존하여 변화될 수 있다.

베어링들(30-33) 및 회전 축(36)은, 선택된 경로를 따른 호일들(16, 17) 의 움직임 및 회전을 허용하는, 호일들(16, 17)에 대한 임의의 위치에 제공될 수 있다. 이를 결정하는 관계는, 호일(16)이 회전 축(36)을 갖는 도 19를 참조하여 이제 설명될 것이다. 회전 축(36)은, 전형적으로 YY에 의해 도시된 수직 방향일 수 있는 선택된 방향으로 움직이도록 허용된다. 호일 메커니즘은, 호일(16)이 (예를 들어, 도 16a 내지 도 16e에 도시된 바와 같이) 선박의 선체(1) 내의 개구부(14)를 통해 전개되고 수출되도록 설계된다. 개구부(14)의 중심은 포인트 c로서 도시된다. 호일(16)이 요구되는 바와 같이 개구부(14)를 통해 이동하게 하기 위하여, 포인트 c는 호일(16)의 모션의 모든 스테이지들에서 호일(16)의 길이를 따라 중심선 L과 일치해야만 한다. 호일(16)의 모션은 가이드 경로(도 19에는 미도시됨)를 따라 이동할 수 있으며 호일(16)에 물리적으로 연결되는 하나 이상의 글라이드(glide) 부재들 b에 의해 제어된다(일 실시예에 있어서, 가이드 부재들 b는 이상에서 설명된 베어링들(30-33)이다). 로컬 호일 축 X와 회전 축(36)으로부터 글라이드 부재 b로 연장하는 반경 사이의 각도 q는 모든 호일 배향 각도들에 대하여 일정하다. 가이드 경로는, 임의의 주어진 호일 배향에 대하여, (가이드 경로 상에 있는) 글라이드 부재 b는 c가 요구되는 바와 같이 중심선 L과 일치하게 위치되도록 구성된다. 따라서, 당업자는, 이것이 회전하고 하강함에 따라 개구(14)를 통한 그것의 빠져 나옴을 가능하게 하는 호일(16)의 모션을 달성하기 위하여 글라이드 부재(들) b의 이동을 제어하기 위하여 가이드 경로를 설계하는 방식을 이해할 것이다.

도 14a 내지 도 14d는 선체(1)의 하나의 측면 내의 2개의 호일들(16) 중 하나를 단면을 도시하는 개략적인 도면들이다. 도 14a는 수축된 위치의 호일(16)을 도시한다. 호일 루트(18)에 부착된 수직 가이드 베어링(38)은 회전 축(36) 상에 위치된다. 이는 중심 가이드 홈(44) 내에서 자유롭게 이동하며, 그것의 상한에 위치된다. 호일 루트(18)에 부착되고 호일(16)의 하부 표면(24)으로부터 이에 수직하는 방향으로 이격된 제 1 베어링(30)은 제 1 가이드 홈(46) 내에 위치되고 여기에서 자유롭게 이동할 수 있다. 점선 I는 제 1 베어링(30)에서의 가이드 홈(46)의 방향을 나타낸다. 라인 I는 수직에 대하여 단지 5°의 각도로 연장한다. 수직 하향력 F가 수직 가이드 베어링(38)에 인가될 때, 이는 가이드 홈(46)에 의해 제한되고 있는 제 1 베어링(30)에 기인하여 점선 I에 수직인 방향에서 반작용력 R을 야기한다. 반작용력 R은 회전 축(36)에 대한 호일(16)의 회전의 모멘트를 야기한다. 이러한 모멘트는 반작용력 R의 크기 및 회전 축(36)을 통과하는 평행 라인과 반작용력 R의 라인 사이의 오프셋(들)에 의존한다. 도 16a에서 보여질 수 있는 바와 같이, 수축된 위치에서 호일(16) 상에 작용하는 회전의 모멘트는 모멘트 암 a가 작은 거리임에 따라 상대적으로 작으며, 반작용력 R이 또한 가이드 홈(46)의 방향이 수직으로부터 단지 약 5°임에 따라 상대적으로 낮을 것이다.

도 14a에 도시되지는 않았지만, 호일(16) 상에 작용하는 모멘트 암은, 제 1 베어링(30)이 홈(46)이 굽어지기 시작하는 높이 B에 이르기 까지 가이드 홈(46)을 내려감에 따라 매우 작은 양만큼만 증가할 것이다. 도 14b는 B 바로 아래의 가이드 홈(46) 내의 제 1 베어링(30)을 도시한다. 도시된 포인트에서, 가이드 홈(46)은 수직에 대하여 약 30°로 연장한다. 따라서, 반작용력 R은 수직에 대하여 약 60°이며, 이는 도 14a에서 보다 더 높은 오프셋 (a)를 야기한다. 따라서, 도 16b에 도시된 포인트에서, 호일(16)은 회전의 더 높은 모멘트를 겪는다.

도 14c에 도시된 바와 같이, 호일(16)은 가이드 홈(46)의 만곡된 부분의 전체 범위에 걸쳐 회전의 상대적으로 높은 모멘트를 계속해서 겪는다. 도 14c에 도시된 포인트에서, 가이드 홈(46)은 수직에 대해 약 70°로 연장하며, 그 결과 반작용력 R은 수직에 대해 20°이다. 호일(16)의 회전에 기인하여, 이제 회전 축(36)은 도 14a의 위치보다 더 제 1 베어링(30) 아래에 위치되며, 따라서 모멘트 암 a가 여전히 상대적으로 크다.

도 14a 내지 도 14e에 도시된 실시예에 있어서, 가이드 홈(46)은 포인트 B까지 제 1 부분을 통해 실질적으로 아래쪽으로(수직에 대하여 약 5°로) 연장한다. 그런 다음, 이는 홈(46)의 단부 D까지 짧은 거리 동안 실질적으로 아래쪽으로 연장하도록 포인트 C에서 다시 B의 안쪽으로 그리고 아래쪽으로 턴하기 이전에 안쪽으로 만곡된다. 도 16d는 포인트 C에서의 제 1 베어링(30)을 도시한다. 이러한 포인트에서, 홈(46)은 수직에 대하여 약 45°로 연장하며, 그 결과 반작용력 R이 또한 수직에 대하여 45°로 연장하고, 모멘트 암 a가 다시 상대적으로 높다.

도 14e는 가이드 홈(46)의 단부 D에서의 그것의 최종 위치의 제 1 베어링(30)을 도시한다. 이러한 포인트에서, 가이드 홈(46)은 수직에 대하여 약 5°로 연장하며, 따라서 반작용력 R은 수직에 대하여 약 85°이다. 호일(16)이 이제, 회전 축(36)이 제 1 베어링(30) 아래에 적절하게 위치되도록 완전히 회전됨에 따라, 모멘트 암 a는, 호일(16)이 회전되지 않으며 따라서 회전 축(36)이 제 1 베어링(30)과 실질적으로 동일한 높이에 있는 도 14a에 도시된 상황에 대한 것보다 훨씬 더 크다. 결과적으로, 호일(16)은 회전의 상대적으로 높은 모멘트를 겪을 것이다. 가이드 홈(46)의 이러한 최종 하향 범위는 하향력 F의 인가와 함께, 사용 시에 호일들(16, 17)을 호일들(16, 17)의 상부 표면 상에 작용하는 하향력에 대하여 잠그기 위하여, 일단 완전히 회전되면(즉, 전개된 위치에서) 호일들(16, 17)에 회전의 높은 모멘트를 인가하기 위하여 사용될 수 있다.

사용 시에 전개된 위치에 있을 때, 호일들(16, 17)은 주변의 물 및 파도들로부터의 힘들을 겪을 것이다. 이러한 힘들은 단지 수직 방향이 아니라 상이한 방향들에서 작용할 것이다. 결과적으로, 심지어 가이드 부재가 수직 방향으로 연장한 경우에도 가이드 부재(예를 들어, 가이드 홈(46)) 내의 위치결정 부재(예를 들어, 베어링(30))로부터의 반작용력이 존재할 것이다. 이는, 가이드 부재가 수직으로 연장하는(또는 인가되는 하향력 F의 방향에 평행한) 하부 부분을 가지며 여전히 호일들(16, 17)을 제 위치에 잠그는 이상에서 설명된 효과를 제공할 것임을 의미한다.

도 20은, 이상에서 설명된 효과를 제공하는 다른 가이드 부재(예를 들어 가이드 홈(46'))을 도시하는 개략도이다. 가이드 홈(46')은, 종료 포인트 D에 도달하기 위하여 수직에 실질적으로 평행하게 아래쪽으로 연장하는 최종 위치(75)를 갖는다. 제 1 베어링(30₁)은 가이드 홈(46') 내의 위치 C에 도달하기 바로 직전의 제 1 위치로 도시된다. 이러한 포인트에서, 가이드 홈(46')은 수평 위로 약 10°로 연장하며, 반작용력 R₁은 수직에 대해 약 10°이다. 이러한 경우에 있어, 모멘트 암 a₁은 가이드 홈(46')의 단부 D에 위치된 베어링(302로 도시됨)에 대한 모멘트 암 a₂보다 상당히 더 작다. 회전 축의 대응하는 제 1(A₁) 및 제 2(A₂) 위치들이 또한 도시된다. 따라서, 이러한 형상의 가이드 홈(46')에 대하여, 호일은 인가되는 힘의 높은 터닝 모멘트를 겪을 것임이 보여질 수 있다.

가이드 경로들(90)의 단일 세트를 사용하여 달성될 수 있는 그들의 이동의 더 큰 범위에 걸쳐 호일들(16, 17) 상에 가해지는 회전의 높은 모멘트를 갖는 것이 바람직할 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 각각의 호일(16, 17)이 그것의 전방 에지에서 제공되는 제 1 형상의 가이드 경로 및 후방 에지에서 제공되는 제 2 형상의 가이드 경로를 갖는 메커니즘(10)을 제공하는 것이 가능하다. 이러한 배열이 도 17에 도시된다. 도 17의 실시예에 있어서, 하우징은 도 1 내지 도 5와 관련하여 이상에서 설명된 것과 유사하며, 이상에서 설명된 바와 같이 선체(1) 내에 위치된 제 1 및 제 2 측벽들(40, 42)을 갖는다. 호일들(16, 17)(이들 중 하나 만이 도 17에 도시됨)은 이상에서 설명된 바와 같이, 하우징 내에서 연장하고 회전 축(36)에 대하여 회전하도록 배열된다. 수직 가이드 베어링들(38) 및 수직 가이드 홈들(44)은 이하에서 설명되지 않는 메커니즘의 다른 측면들과 함께 도 1 내지 도 5와 관련하여 설명된 것들에 대응한다.

제 1 가이드 홈(200)이 제 1 측벽(40)에 제공된다. 제 1 가이드 홈(200)은 제 1 부분(204) 및 제 2 부분(206)으로 분할될 수 있다. 제 1 부분(204)은, 호일(16)이 완전히 수축된 위치에 있을 때 호일(16)의 후방 에지(28) 상에 제공되는 베어링(201)의 위치에 대응하는 높이로부터 실질적으로 수직으로 아래쪽으로 연장한다. 제 1 부분(204)은 제 1 가이드 홈(200)의 수직 범위의 약 60%에 걸쳐 연장한다. 제 1 부분(204)은 제 1 거리 d1만큼 수직 가이드 홈(44)으로부터 추가로 수평으로 이격되어 위치된다. 가이드 홈(200)의 제 2 부분(206)은 그것의 수직 범위의 다른 40%에 걸쳐 연장하며, 제 1 측벽(40)의 베이스에 인접한 제 1 가이드 홈(200)의 종점에 도달할 때까지 증가하는 레이트로 수직 가이드 홈(44)으로부터 바깥쪽으로 멀어지도록 만곡된다.

도 17에서 보여지는 바와 같이, 제 1 가이드 홈(200)과는 상이한 형상을 갖는 제 2 가이드 홈(202)이 제 2 측벽(42)에 제공된다. 제 2 가이드 홈(202)은 제 1(208) 및 제 2(210) 부분들로 분할될 수 있다. 제 1 부분(208)은 제 1 가이드 홈(200)의 시작에 대응하는 높이로부터 실질적으로 수직으로 연장하며, 제 1 가이드 홈(200)의 제 1 부분(204)과 유사한 길이이다. 그러나, 제 1 부분(208)은, 거리 d1보다 더 큰 거리 d2만큼 수직 가이드 홈(44)으로부터 수평으로 이격된다. 제 2 가이드 홈(202)의 제 2 부분(210)은 높이에 걸쳐 연장하며, 이 높이는 제 1 가이드 홈(200)의 제 2 부분(206)의 높이의 대략 1/3이다. 추가로, 제 2 부분(210)은, 제 1 가이드 홈(200)의 종점보다 상당히 더 높은 높이에 있는 제 2 가이드 홈(202)의 종점에 도달하기 위하여 수직 가이드 홈(44)을 향해 안쪽으로 만곡된다.

제 1 베어링(201)은 제 1 가이드 홈(200) 내에 슬라이드 가능하게 맞물리도록 호일(16)의 후방 에지(28) 상에 제공된다. 이러한 베어링(201)은 호일(16)의 하부 에지를 따라 위치되며, 호일이 전개된 위치에 있을 때 회전 축(36) 아래에 있도록 회전 축(36)으로부터 이격된다. 제 2 베어링(203)은 제 2 가이드 홈(202) 내에 슬라이드 가능하게 맞물리도록 호일(16)의 전방 에지(26) 상에 제공된다. 이러한 베어링(203)은, 호일이 전개된 위치에 있을 때 회전 축(36) 위에 있도록 호일(16)의 최상측 에지 상에 위치된다.

수직 하향력이 회전 축(36)에 인가될 때, 제 1 및 제 2 베어링들(201, 203)은 제 1 및 제 2 가이드 홈들(200, 202) 내에서 움직이게끔 될 것이며, 호일(16)은 제 1 및 제 2 베어링들(201, 203)으로부터의 결합된 모멘트 암들에 기인하여 회전 모멘트를 겪을 것이다. 제 1 가이드 경로(200p) 및 제 2 가이드 경로(202p)가 도 18a에 개략적으로 도시된다. 도 18a 및 도 17에서 보여질 수 있는 바와 같이, 제 2 가이드 경로(202p)는 실질적으로 수평 섹션을 가지고 끝난다. 도 18b는, 베어링(203) 상에 가해지는 모멘트를 야기하는 모멘트 암(202a) 및 베어링(201) 상에 가해지는 모멘트를 야기하는 모멘트 암(200a) 일정한 반작용력 R=1에 대하여 시간의 경과에 따라 어떻게 변화하는지의 수치적 예를 도시한다. 실선은, 결합된 모멘트 암들(200a 및 202a)의 함수인 호일 회전 속도 S가 시간의 경과에 따라 어떻게 변화하는지를 도시한다.

도 21a는, 도 18a의 제 1 및 제 2 가이드 경로들(200p, 202p)에 대응하며 동일한 경로들을 따라는 제 1 가이드 경로(400p) 및 제 2 가이드 경로(402p)를 개략적으로 도시한다. 그러나, 도 21a의 실시예에 있어서, 제 2 가이드 경로(402p)는 실질적으로 수직 방향으로 아래쪽으로 연장하는 추가적인 하부 부분을 포함한다. 도 21b는, 개별적인 제 1 및 제 2 가이드 경로들(400p 및 402p)에 대한 결과적인 모멘트 암들(400a, 402a)의 수치적 예, 및 이들이 일정한 반작용력 R=1에 대하여 시간의 경과에 따라 어떻게 변화하는지를 도시한다. 실선은, 결합된 모멘트 암들(400a 및 402a)의 함수인 호일 회전 속도 S가 시간의 경과에 따라 어떻게 변화하는지를 도시한다. 호일 회전의 말단(여기에서 회전 속도는 0이며, 경과 시간은 약 11 초임)에서, 모멘트 암(402a)은 도 18b에 도시된 모멘트 암(202a)에 비하여 상당히 증가한다는 것이 보여질 수 있다. 이러한 증가된 모멘트 암은, 호일을 다시 그것의 회전되지 위치를 향해 푸시하는 임의의 힘에 대항하여 작용하는 회전의 더 큰 모멘트가 존재할 것임에 따라 호일을 전개된 위치로 홀딩하는 것을 도울 것이다.

본 발명의 범위 내에 속하는 수축가능 호일 메커니즘의 다수의 상이한 구성들이 가능하다. 도 8a 내지 도 8c는 하나의 이러한 가능한 구성을 도시한다. 호일들(16, 17)의 제 1 측면들 상의 제 1 및 제 3 베어링들(30, 32)만이 도 8a 내지 도 8c에서 보여질 수 있다. 베어링들(30, 32)은 가이드 경로들(90)을 따라 이동한다. 수직 하향력은 회전 축(36) 상으로 길이 방향 축(12)을 따라 인가된다. 힘은 유압 실린더(미도시)에 의해 제공될 수 있다. 2개의 호일들(16, 17)은 회전 축(36)에서 서로 링크된다. 도 8a는 그들의 완전히 수축된 위치의 호일들(16, 17)을 도시한다. 이러한 위치에서, 회전 축(36)은 가이드 경로(90)의 상부 단부(92) 위에 위치되며, 호일들(16, 17)은 수직에 대하여 약 5°로 그것의 각 측면 상에서 회전 축(36) 아래에서 연장한다.

가이드 경로들(90)은, 그것의 수직 범위의 약 60%를 포함하는 상부 부분(94), 그것의 수직 범위의 약 35%에 걸쳐 상부 부분 아래에서 연장하는 중간 부분(96), 및 그것의 수직 범위의 약 최종 5%에 걸쳐 연장하는 하부 부분(98)을 포함한다.

상부 부분(94)은 길이 방향 축(12)에 실질적으로 평행하게 연장한다. 따라서, 베어링들(30, 32)은, 하향력이 회전 축(36)에서 길이 방향 축(12)을 따라 연장할 때 가이드 경로들(90)을 따라 아래쪽으로 이동할 것이다. 호일들(16, 17)은, 회전 모멘트가 0 또는 0에 가깝게 될 것임에 따라 베어링들이 가이드 경로(90)의 상부 부분을 따라 이동하는 동안 크게 회전하지 않을 것이다.

가이드 경로(90)의 중간 부분(96)은 길이 방향 축(12)에 대해 증가하는 각도로 연장한다. 따라서, 제 1 및 제 3 베어링들(30, 32)이 중간 부분(96)을 따라 이동할 때, 회전 모멘트가 증가하며, 회전 축(36)에 대한 호일들(16, 17)의 회전의 레이트가 증가한다. 도 8b는, 제 1 및 제 3 베어링들(30, 32)이 중간 부분(96)을 따라 대략 중간 정도인 포인트로 하강될 때의 호일들(16, 17)을 도시한다. 보여질 수 있는 바와 같이, 호일들(16, 17)은 길이 방향 축에 대하여 약 20°의 각도로 회전된다.

가이드 경로들(90)의 하부 부분(98)은 가이드 경로들 내에 굴곡부를 포함하며, 여기에서 이들은 도 6과 관련하여 이상에서 설명된 바와 같이 길이 방향 축(12)에 실질적으로 수직으로 바깥쪽으로 연장하도록 턴한다. 회전 축(36)의 하향 움직임을 가이드 경로들(90)의 최하부 포인트와 실질적으로 수평인 포인트로 제한하기 위하여 수직 정지부(100)가 제공된다. 길이 방향 축(12)에 대한 가이드 경로들(90)의 각도는 하부 부분(98) 내에서 빠르게 증가하고 그런 다음 수평에 가까운 각도로 남아 있음에 따라, 호일들(16, 17)은 높은 모멘트를 겪을 것이며, 길이 방향 축(12)에 대하여 약 80°로 연장하도록 회전할 것이다. 수직 정지부(100)는 회전 축(36) 상의 하향력의 인가와 함께 도 8c에 도시된 전개되고 회전된 위치에서 호일들(16, 17)을 잠그도록 역할한다.

가이드 경로들 또는 홈들 및 베어링들이 이상에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에서 희망되는 회전 모멘트를 제공하며, 회전 축(36)은 항상 베어링들 위에 또는 아래에 위치되어야만 한다는 것이 이해될 것이다. 회전 축이 수직적으로 베어링들과 수평일 때, 회전의 0 모멘트가 존재할 것이며, 따라서 바람직하게는, 시스템은, 베어링들이 그들의 이동의 완전한 범위에 걸쳐 회전 축 위에 또는 아래에 남아 있도록 구성되어야만 한다.

도 9a 내지 도 9c는 수축가능 호일 메커니즘의 대안적인 가능한 구성을 도시한다. 다시, 힘은 유압 실린더(미도시)에 의해 제공된다. 도 9a 내지 도 9c의 배열은, 베어링들(30 내지 33)이 호일들(16, 17) 상에 제공되지 않는다는 점에 있어 이전에 설명된 것들과는 상이하다. 이러한 실시예에 있어서, 호일들(16, 17)은, 회전 축(36)과 제 1 및 제 2 호일들(16, 17)의 개별적인 상부 단부들(18) 사이에서 연장하는 제 1 및 제 2 링키지들(128, 130)에 의해 회전 축(36)에 연결된다. 그런 다음, 링키지들(128, 130)은, 가이드 경로들(90)을 따르도록 가이드 홈들(도 9a 내지 도 9c에서는 미도시) 내에 맞물리는 제 1 및 제 3 베어링들(30, 32)을 연결하기 위하여 회전 축(36)으로부터 직각으로 바깥쪽으로 연장한다. 링키지들(128, 130)은, 항상 직각이 유지되고 이들이 회전 축(36)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있도록 강성이다. 도9의 배열에 있어서, 도 9a에 도시된 완전히 수축된 위치에서, 호일들은 수직에 대하여 약 5°의 각도로 회전 축(36)으로부터 아래쪽으로 연장하며, 베어링들(30, 32)은 회전 축(36) 위에 그리고 가이드 경로들(90) 상에서 그 바깥쪽에 위치된다.

가이드 경로들(90)은, 가이드 경로들(90)의 수직 범위의 약 80%에 걸쳐 연장하는 제 1 부분(132) 및 그것의 수직 범위의 나머지에 걸쳐 연장하는 제 2 부분(134)으로 이루어진다. 제 1 부분(132)에서, 가이드 경로들(90)은, 호일들(16, 17) 상에 가해지는 회전의 모멘트가 상대적으로 작도록 그리고 호일들(16, 17)은 그들이 하강할 때 느리지만 안정적인 레이트로 회전하도록 수직에 대하여 약 3°의 각도로 연장한다. 도 9b는 가이드 경로들(90)의 제 1 부분(132)의 베이스를 향한 포인트에서의 베어링들(30, 32)을 도시한다. 이러한 포인트에서, 호일들(16, 17)은 수직으로부터 약 30°로 회전된다.

제 2 부분(134)에서, 가이드 경로들(90)은, 길이 방향 축을 향해 안쪽으로 만곡되면서 아래쪽으로 연장하도록 구성된다. 따라서, 베어링들(30, 32)이 가이드 경로들(90)의 제 2 부분(134)을 따라 이동할 때, 호일들(16, 17) 및 링키지들(128, 130) 상의 회전의 모멘트가 증가할 것이며 이는 호일들(16, 17)로 하여금, 베어링들(30, 32)이 도 9c에 도시된 바와 같이 가이드 경로들(90)의 하부 단부들에 도달하였을 때 호일들이 수직에 대하여 약 80°의 각도로 연장할 때까지 증가하는 레이트로 회전하게끔 할 것이다.

회전 축(36)의 하향 움직임을 가이드 경로들(90)의 최하부 포인트 아래의 포인트로 제한하기 위하여 수직 정지부(100)가 제공된다. 수직 정지부(100)는 회전 축(36) 상의 하향력의 인가와 함께 도 9c에 도시된 전개되고 회전된 위치에서 호일들(16, 17)을 잠그도록 역할한다.

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 수축가능 호일 메커니즘의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 가이드 홈들이 제공되지 않는다. 오히려 호일들(16, 17)은 가위 링키지(102)에 의해 함께 결합된다. 링키지(102)는 서로 회전 가능하게 연결된 4개의 링크들을 포함한다. 따라서, 제 1 링크(104)의 제 1 단부(105)는 제 1 호일(16)의 상부 단부(18)에 부착된다. 제 1 링크(104)의 다른 단부는 회전 축(36)에서 제 2 링크(106)의 제 1 단부에 피봇 가능하게 부착된다. 제 2 링크(106)의 제 2 단부(107)는 제 2 호일(17)의 상부 단부(18)에 부착된다. 제 2 링크(106)의 제 2 단부(107)가 또한 제 3 링크(108)의 제 1 단부에 피봇 가능하게 부착된다. 제 3 링크(108)의 제 2 단부는 제 4 링크(110)의 제 1 단부에 피봇 가능하게 부착된다. 제 4 링크(110)의 제 2 단부는 제 1 링크(104)의 제 1 단부(105)에 피봇 가능하게 부착된다. 도 8에서와 같이 가이드 경로들을 따르는 가이드 홈들(미도시)은, 제 1 링크(104)의 제 1 단부(105)에 그리고 제 2 링크(106)의 제 2 단부(107)에 제공되는 베어링들(미도시)과 맞물리도록 제공된다.

도 10a에 도시된 바와 같이, 호일들(16, 17)이 완전히 수축된 위치에 있을 때, 링키지(102)는, 제 1 내지 제 4 링크들(104, 106, 108, 110)은 길이 방향 축(12)에 거의 평행하게 연장하도록 압축된다. 수직 하향력 Fd가 회전 축(36)에 인가될 때, 힘은 회전 축(36)을 수직으로 아래쪽으로 푸시하도록 역할하여 호일들(16, 17)이 아래쪽으로 움직이게끔 한다. 수직 상향력 Fa가 또한 링키지의 최하부 부분(113)에 인가된다. 상향력 및 하향력 Fa 및 Fd는 링키지(102)가 수평 방향으로 확장하게끔 하며, 그에 따라서 호일들(16, 17)이 회전하게끔 한다. 도 10b는 둘 모두가 부분적으로 하강되고 부분적으로 회전된 호일들(16, 17)을 도시한다. 다시, 힘들은 유압 실린더(미도시)에 의해 제공될 수 있다.

링키지(102)의 하향 움직임을 제한하기 위하여 수직 정지부(100)가 제공된다. 도 10c에 도시된 바와 같이, 링키지(102)의 베이스가 정지부(100)에 도달할 때, 이는 추가적인 수직 모션에 대하여 홀딩된다. 그러면, 하향 수직력의 작용은 상부 링키지들(104, 106)로 하여금 이들이 거의 수평으로 연장할 때까지 계속해서 회전하게끔 한다. 이러한 스테이지에서, 호일들(16, 17)은 완전히 회전되고, 그들의 최종 전개된 위치에 잠긴다. 링키지 상의 베어링들(미도시)이 그 안에 맞물리는 가이드 홈들(미도시)과 함께 이상에서 설명된 바와 같은 가위 링키지(102)를 사용함으로써, 호일들(16, 17) 상에 작용하는 힘을 증폭시키기 위하여 링키지들(104-110)이 작용함에 따라 달리 가능했었을 것보다 더 큰 회전 모멘트를 호일들(16, 17) 상에서 달성하는 것이 가능하다.

도 11a 내지 도 11c는 호일들의 회전을 제어하기 위하여 다시 가위 링키지를 사용하는 대안적인 실시예를 도시한다. 그러나, 도 10의 실시예와는 대조적으로, 제 1 및 제 2 호일들(16, 17)은, 호일들(16, 17) 위에 길이 방향 축(12) 상에 위치된 회전 축(36)까지 연장하는 호일 링크들(112, 114)에 의해 연결된다. 이전과 같이 서로 피봇 가능하게 연결된 4개의 링크들(104-110)을 포함하는 가위 링키지는, 제 3 링크(108)가 제 1 호일(16)로부터 연장하는 링크(112)의 계속이고 제 4 링크(110)는 제 2 호일(17)로부터 연장하는 링크(114)의 연속이 되도록 회전 축(36) 위에 제공된다. 수직 하향력은, 제 1(104) 및 제 2(106) 링크들이 연결되는 포인트에서 길이 방향 축(12)을 따라 링키지의 상부 단부에 인가된다. 다시, 힘들은 유압 실린더(미도시)에 의해 제공될 수 있다. . 수직 상향력 Fa가 또한 링키지의 최하부 부분(113)에 인가된다. 상향력 및 하향력 Fa 및 Fd는 링키지가 수평 방향으로 확장하게끔 하며, 그에 따라서 호일들(16, 17)이 회전하게끔 한다. 도 8에서와 같이 가이드 경로들을 따르는 가이드 홈들(미도시)은, 회전 축(36)으로부터 제거된 제 3 링크(108)의 단부(109)에서 그리고 회전 축(36)으로부터 제거된 제 4 링크(110)의 단부(111)에서 제공되는 베어링들(미도시)과 맞물리도록 제공될 수 있다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 호일 메커니즘이 완전히 수축된 위치에 있을 때, 링크들은 길이 방향 축(12)에 실질적으로 평행하게 연장한다. 하향력이 인가될 때, 링키지는 수평 방향으로 확장하여 호일들(16, 17)이 회전하게끔 한다. 도 11b는, 그것의 최대 폭의 약 절반까지 확장된 링키지를 가지고 부분적으로 하강되고 회전된 호일들(16, 17)을 도시한다. 도 10의 실시예에서와 같이 수직 정지부(100)가 제공되며, 일단 호일들(16, 17) 및 링키지의 수직 움직임이 도 11c에 도시되고 이상에서 설명된 바와 같이 정지부(100)에 의해 제한되면, 호일들(16, 17)의 최종 회전이 다시 달성된다.

도 12의 실시예에 있어서, 호일들(16, 17)은 서로 연결되지 않는다. 오히려, 제 1 호일(16)의 상부 단부는 연결의 포인트에서 피봇 가능하게 제 1 링크(116)에 부착되며 수직 축(122)을 따라 이동하는 것이 제한된다. 제 1 링크(116)의 다른 단부는 수직력을 인가하기 위한 수단(120)(예컨대 유압 실린더 또는 선형 작동기)에 피봇 가능하게 부착된다. 제 2 호일(17)의 상부 단부는 연결의 포인트에서 제 2 링크(118)에 피봇 가능하게 부착되며 수직 축(124)을 따라 이동하는 것이 제한된다. 제 2 링크(118)의 다른 단부는 수직력을 인가하기 위한 수단(126)(예컨대 유압 실린더 또는 선형 작동기)에 피봇 가능하게 부착된다. 호일들(16, 17)을 아래쪽으로 움직이기 위하여, 수직력을 인가하기 위한 수단들(120 및 126) 둘 모두가 작동되며, 그에 따라서, 수직력들을 인가하기 위한 수단들(120, 126)에 제 1(116) 및 제 2(118) 링크들이 연결되는 개별적인 포인트들에 대한 호일들(16, 17)의 회전 및 하향 움직임 둘 모두를 초래한다. 상향력 Fa은 사용 시에 호일들의 회전을 제어하기 위하여 제 1 및 제 2 링크들(116, 118)에 대한 그들의 부착 포인트에서 제 1(16) 및 제 2(17) 호일들에 인가된다. 도 8에서와 같이 가이드 경로들을 따르는 가이드 홈들(미도시)은, 호일들(16, 17)에 인접한 제 1 링크(116) 및 제 2 링크(118)의 단부들에 제공되는 베어링들(119)과 맞물리도록 제공된다.

이러한 실시예는 각각의 호일을 전개하기 위한 별개의 수단을 제공한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 이는, 설계 제약들이, 예를 들어, 도 2와 관련하여 설명된 바와 같은 중심 위치에서가 아니라 오히려 선체의 일 측면 상에 제공될 수 있는 호일 수축 메커니즘을 요구하는 경우에 유용할 수 있다.

수축가능 호일 메커니즘(100)의 추가적인 가능한 실시예가 도 13a 내지 도 13d에 도시된다. 도 13a에서 보여지는 바와 같이, 제 1 및 제 2 호일들(150, 152)은, 선체(1) 내에서 완전히 수축될 때 수직에 대하여 약 5°의 각도로 연장한다. 호일들(150, 152)은 팁(156) 및 루트(158)를 가지며, 호일들(150, 152)은, 호일들(150, 152)이 수축된 위치에 있을 때 루트(158)가 팁(156) 위에 위치되도록 선체 내에 배열된다. 이상의 실시예들에 대하여 설명된 바와 같이 개구들(14)이 선체(1)에 제공된다. 각각의 호일(150, 152)의 팁(156)에 제공되는 윙릿(160)은, 개구(14)를 커버하고 물 진입에 대하여 개구(14)를 실질적으로 밀봉하기 위하여, 호일이 수축된 위치에 있을 때 선체 내의 개구(14)에 걸쳐 연장하도록 적응된다. 이는, 호일들(150, 152)이 수축될 때 선체(1) 주위의 물 흐름이, 마치 개구들 및 호일들이 제공되지 않는 경우의 선체(1) 주위의 물 흐름과 거의 동일하다는 효과를 갖는다.

윙릿(160)은 또한, 호일들이 전개될 때, 호일들(150, 152)의 흡입 측면과 압력 측면 사이의 압력 차이에 의해 생성되는 팁 소용돌이를 감소시킨다.

호일 수축 메커니즘(100)은, 호일 상에 수직 하향력을 가하기 위한 호일들(150, 152) 위에 제공되는 엘리먼트(154)를 포함한다. 엘리먼트(154)는 각각의 호일(150, 152)의 루트(158)의 상부 표면(164)과 접촉하는 수평으로 연장하는 하부 평면 표면(162)을 포함한다. (그에 따라서 상부 표면(164)과 접촉하는 평면 표면(162)은 회전 축(미도시)으로부터 제거된 포인트에서 호일들(150, 152)에 힘을 인가하기 위한 배열을 형성한다.) 각각의 호일 루프(158)의 상부 표면(164)은 평면 표면에 대한 호일(150, 152)의 회전을 허용하도록 형상이 결정된다.

롤러들(166)은 상부 선체 에지(168)와 호일들(150, 152) 사이에서 선체(1) 내의 개구부들(14)에 제공된다. 이들은, 수축 또는 전개 동안 고정된 구조물에 대하여 마찰하는 호일들(150, 152)로부터 발생할 수 있는 재료 마모를 감소시킨다. 호일들(150, 152)을 전개하기 위하여, 엘리먼트(154)가 호일 루트들(158) 상에서 아래로 푸시하도록 하향 수직력이 인가된다. 호일들(150, 152)은 개구부들(14)을 통해 선체(1)를 빠져 나오기 위해 아래쪽으로 이동한다. 아래쪽으로 이동하는 동안, 호일들(150, 152)은 또한 롤러들(166)과의 호일들(150, 152)의 접촉 포인트들의 위치 및 호일 루트(158)의 상부 표면(164)의 형상에 기인하여 회전하게끔 된다.

도 13b는 부분적으로 하강되고 회전된 상태의 호일들(150, 152)을 도시한다. 각각의 호일(150, 152)의 상부 표면(170)은 사용 시에 롤러(166, 168)와 접촉한다. 이러한 상부 표면(170)은 팁(156)으로부터 루트(158) 바로 아래의 포인트까지 실질적으로 직선 경로로 연장한다. 따라서, 롤러들(166, 168)이 이러한 상부 표면들(170)의 직선 섹션과 접촉하는 동안, 호일들(150, 152)이 회전한다. 도 13a 내지 도 13d에 도시된 바와 같이, 상부 표면(170)은 그런 다음 직선 섹션에 실질적으로 수직으로 연장하고 루트(158)의 상부 표면(164)과 결합하도록 만곡된다. 이러한 커브는, 롤러들(166, 168)이 수직 표면에 대하여 정지될 때 호일들(150, 152)이 추가로 회전하게끔 하는 굴곡부를 생성한다. 따라서, 호일들(150, 152)은, 이들이 도 13d에 도시된 바와 같이 수직에 대하여 약 80°로 연장할 때까지 계속해서 회전한다.

도 13a 내지 도 13d에 도시된 바와 같이, 스프링들(172)은 호일들(150, 152)의 회전을 보조하기 위하여 엘리먼트(154) 및 호일 루트(158)를 연결할 수 있다.

도 22 내지 도 24는 호일(216)의 대안적인 실시예를 도시한다. 호일(216)은 본 개시에 따른 수축가능 호일 메커니즘에서 사용되도록 적응되며, 예를 들어, 도 14a 내지 도 14e에 도시된 수축가능 호일 메커니즘과 함께 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 호일(216)은 루트(218) 및 팁(미도시)을 갖는다.

루트(218)는 이하에서 추가로 설명될 바와 같이 수축 메커니즘에 부착되도록 적응된다. 루트(218)는 호일(216)과 일체일 수 있거나, 또는 별개로 형성되고 그런 다음 호일(216)에 결합될 수 있다. 루트(218)는, 호일(216)의 제 1 길이 방향 단부(206)에 걸쳐 연장하는 평면 표면(204)을 가지며 길이 방향에 수직인 방향으로 높이를 갖는 속이 찬 몸체를 포함한다. 루트(218)의 속이 찬 몸체는 제 1(122)과 제 2(124) 표면들 사이에서 호일(216)의 제 1 측면 에지(226)로부터 제 2 측면 에지(228)로 연장한다. 평면 표면(204)으로부터 길이 방향으로 루트(218) 내로 연장하는 리세스(208)를 형성하기 위하여 일 부분이 루트(218)의 속이 찬 몸체로부터 컷 아웃된다. 리세스(208)는, 각기 리세스(208)의 각 측면 상에 형성되며 전방 및 후방 측면 에지들(226, 228)을 따라 연장하는 벽들(210, 212) 사이에서 연장한다.

평면도에서 직사각형인 제 1 및 제 2 강철 플레이트들(300, 302)에는, 개별적인 벽들(210, 212)의 개별적인 내부 표면들(308, 310)과의 메이팅(mating) 배열되는 그것의 평평한 직사각형 표면이 제공된다. 인 시튜일 때 회전 축(236)과 동축으로 이를 따라 연장하기 위해 강철 플레이트들(300, 302)로부터 그리고 벽들(210, 212)을 너머 바깥쪽으로 연장하는 원통형 샤프트들(304, 306)이 제공된다. 예를 들어, 도 22에서 보여지는 바와 같이, 샤프트들(304, 306)은 그 사이에 제공되는 원통형 몸체 또는 심(shim)(310)을 가지고 개별적인 강철 플레이트들(300, 302)에 부착될 수 있다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 하나 이상의 힌지들(미도시)은, 루트(218) 및 호일(216)이 샤프트들(304, 306)에 대하여 회전할 수 있도록 루트(218)를 샤프트들(304, 306)에 부착하도록 제공될 수 있다. 힌지들(미도시)은 루트(218)의 일체 부분일 수 있거나 또는 이에 부착될 수 있다.

수직 하향력을 인가하기 위한 수단(미도시)에 연결하도록 적응된 부분(312)은 직사각형 강철 플레이트들(300, 302) 사이에 위치되고 이에 연결되기 위해 리세스(208) 내로 삽입된다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 수직 하향력을 인가하기 위한 수단은 선형 작동기(미도시)이다. 도 22 내지 도 24에 도시된 실시예에 있어서, 부분(312)은, 각기 제 1 및 제 2 강철 플레이트들(300, 302)에 기대어 놓이고 이와 메이팅 맞물리도록 적응된 제 3 및 제 4 직사각형 강철 플레이트들(314, 316)을 포함한다. 강철 플레이트들은 평면도에서 직사각형이며, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 강철 플레이트들(300, 302, 314, 316) 내의 정렬된 홀들(318)을 통해 연장하는 볼트들(미도시)에 의해 제 1 및 제 2 강철 플레이트들(300, 302)에 부착되도록 적응된다. 대안적으로 사용될 수 있는 부분(312)을 샤프트들(304, 306)에 연결하기 위한 다른 배열들은, 함께 볼트 결합되는 직사각형 강철 플레이트들의 사용이 오로지 연결 배열의 하나의 가능한 실시예가 되도록 사용될 수 있다.

부분(312)은, 제 3 및 제 4 직사각형 강철 플레이트들(314, 316)에 부착되고 그 사이에서 연장하며 하향력을 제공하는 작동기(미도시)의 나사산이 형성된 로드(rod)(미도시)를 수용하기 위해 회전 축에 수직으로 연장하는 나사산이 형성된 암놈 부분(322)을 갖는 몸체(320)를 더 포함한다. 도 24에 도시된 선호되는 실시예에 있어서, 몸체(320)는 제 4 플레이트(316)를 향해 회전의 축을 따라 제 3 플레이트(314)에 수직으로 연장하는 제 1 플랜지(flange)를 포함한다. 몸체(320)는, 제 3 플레이트(314)를 향해 회전의 축을 따라 제 4 플레이트(316)에 수직으로 연장하는 제 2 플랜지(326)를 더 포함한다. 중공형 원통형 부분(328)은 제 1 및 제 2(326) 플랜지들 사이에 연장하며, 그 결과 중공형 원통형 부분(328)의 길이 방향 축 X는, 인 시튜일 때, 회전 축에 수직으로 연장하고 회전 축을 나눈다. 나사산이 형성된 암놈 부분(322)은 중공형 원통형 부분(328)의 내부 표면 상에 제공된다. 몸체(320)는 회전의 축에 평행하게 제 3 및 제 4 강철 플레이트들(300, 302) 사이에서 연장하는 제 5 강철 플레이트(324) 상에 지지된다.

샤프트들(304, 306)이 도 15의 실시예의 베어링들(38)에 대응한다는 것이 이해될 것이다. 추가로, 도 22 내지 도 24에는 도시되지 않았지만, 호일 수축 메커니즘의 가이드 홈들(미도시)과의 맞물림을 위해 도 15의 실시예에서와 같이 호일 상에 추가적인 베어링들이 제공될 수 있다. 조립되고 도 22 내지 도 24에 도시된 바와 같이 수축가능 호일 메커니즘 내에서 사용될 때, 호일(216)은 샤프트들(304, 306)에 대하여 회전할 수 있다.

사용 시에 각기 배의 좌현 및 우현 측면들로부터 바깥쪽으로 연장하도록 제 1 및 제 2 호일들이 제공되는 선호되는 일 실시예(미도시)에 있어서, 제 1 및 제 2 호일들은, 제 1 및 제 2 호일들이 사용 시에 그것의 각 측면 상에서 샤프트들(304, 306)에 대하여 회전하도록 공통 회전 축을 공유할 수 있다.

도 22 내지 도 24에 도시된 구조는, 예를 들어, 도 1 내지 도 6에 도시된 유압 윈치와 같은 하향력을 인가하기 위한 대안적인 수단과 함께 사용되도록 수정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도시된 배열은 호일 및 수축가능 호일 메커니즘이 배 또는 다른 구조체의 선체 내에 더 용이하게 조립되거나 및/또는 이로부터 제거되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 선박의 선체와 같은 구조체 내에 도 22 내지 도 24에 따른 호일 수축 메커니즘 및 호일을 조립하는 방법은, 그로부터 연장하는 샤프트들(304, 306)을 가지고 제 1 및 제 2 강철 플레이트들(300, 302)을 호일 루트(218)의 개별적인 벽들(210, 212)의 내부 표면들(308, 310)에 부착하는 단계를 포함한다. 그런 다음, 호일 루트(218)는 이미 이와 일체가 아닌 경우 호일(216)에 부착된다.

다음으로, 호일(216)이 요구되는 대로 그 안의 개구들(14) 중 하나를 통해 선체 내로 삽입되고 위치된다. 도 14a 내지 도 14e에 도시된 것과 같은 수축가능 호일 메커니즘에서 사용될 때, 호일 상의 다양한 가이드 베어링들(미도시)은 개별적인 가이드 홈들(미도시)와 맞물린다. 그런 다음, 부분(312)이 제 1 및 제 2 강철 플레이트들(300, 302) 사이에 그 안에 삽입되며, 이상에서 설명된 바와 같이 볼트들(미도시)에 의해 거기에 결합된다. 그런 다음, 작동기 로드(미도시)가 나사산이 형성된 암놈 부분(322) 내로 삽입되고 이와 맞물릴 수 있다.

이상에서 설명된 조립 방법과 유사한 방식으로, 호일에 대한 유지보수를 수행하거나 또는 이를 교체하기 위하여 호일을 선박 밖으로 제거할 필요가 있을 때, 도 22 내지 도 24의 실시예는 이러한 것이 간단하고 비용 효율적인 방식으로 달성되는 것을 가능하게 한다. 먼저, 부분(312)을 호일에 부착하는 볼트들(미도시)이 제거된다. 그런 다음, 부분(312)은 제 1 및 제 2 강철 플레이트들(300, 302) 사이로부터 제거된다. 이는 바람직하게는, 이것이 부착된 부분(312) 및 나사산이 형성된 암놈 부분(322)과 함께 작동 로드(미도시)를 위쪽 방향으로 이동함으로써 달성된다. 그런 다음, 호일은 자유롭게 수축 메커니즘으로부터 제거될 수 있으며 그 안의 개구(14)를 통해 선체로부터 자유롭게 제거될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들에 대한 다수의 변형들 및 수정들이 본원에서 기술된 본 발명의 다양한 측면들의 범위 내에서 이루어질 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다.

Claims (39)

1. 수축가능(retractable) 호일 메커니즘으로서,
   수축된 위치에 있을 때 제 1 축에 실질적으로 평행하게 연장하도록 배열된 호일;
   상기 호일이 이에 대하여 회전할 수 있는 회전 축;
   사용 시에, 제 1 방향으로 상기 호일 및 상기 회전 축을 움직이기 위하여 작용력이 상기 제 1 축에 평행한 제 1 방향으로 상기 호일 상에 작용하게끔 하도록, 상기 제 1 축에 평행한 제 1 방향으로 작용력을 상기 호일 상에 작용하도록 적응된 전기적 작동기(electrical actuator) 및/또는 기계적 작동기(mechanical actuator), 또는 유압 작동기(hydraulic actuator) 또는 정역학 작동기(electro hydrostatic actuator) 또는 상기 호일을 아래로 당기는 작용을 하는 상기 호일의 중량으로부터 하향 풀링(pull)을 제어하도록 적응된 메커니즘; 및 사용 시에, 상기 호일 상의 상기 작용력이, 상기 회전 축이 상기 제 1 방향으로 움직이는 동안 상기 호일이 상기 회전 축에 대해 회전하게끔 하는 모멘트(moment)를 생성하도록 구성된 모멘트 생성 배열을 포함하는, 수축가능 호일 메커니즘.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 모멘트 생성 배열은 상기 호일에 링크된 위치결정(locating) 부재와 맞물리기 위한 가이드 부재를 포함하고,
   상기 가이드 부재는, 사용 시에 상기 작용력이 상기 가이드 부재의 각도에 수직인 라인을 따라 작용하는 상기 위치결정 부재에서의 반작용력을 초래하고, 상기 모멘트가 상기 회전 축을 통한 평행 라인과 상기 반작용력의 라인 사이의 거리에 의존하도록 상기 제 1 축에 대하여 상기 각도로 연장하는, 수축가능 호일 메커니즘.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 가이드 부재가 상기 제 1 축에 대하여 연장하는 상기 각도는, 상기 위치결정 부재가 상기 가이드 부재를 따라 이동할 때 상기 호일의 회전의 레이트(rate)를 제어하기 위하여 그것의 범위를 따라 변화되는, 수축가능 호일 메커니즘.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 가이드 부재는 상기 제 1 축에 대하여 제 1 각도로 연장하는 제 1 부분 및 상기 제 1 축에 대하여 제 2 각도로 상기 제 1 부분을 넘어 연장하는 제 2 부분을 포함하며, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도보다 더 크고, 또는
   상기 가이드 부재는 상기 제 1 축에 대해 제 1 각도로 연장하는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분을 넘어 상기 제 1 축을 향해 연장하는 제 2 부분을 포함하는, 수축가능 호일 메커니즘.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 가이드 부재는 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에서 연장하는 만곡된 부분을 더 포함하는, 수축가능 호일 메커니즘.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 각도는 0° 내지 30°의 범위 내이고, 및/또는
   상기 제 2 각도는 45° 내지 90°의 범위 내인, 수축가능 호일 메커니즘.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 가이드 부재는 홈을 포함하고, 및/또는
   상기 위치결정 부재는 하나 이상의 베어링들 또는 휠들을 포함하는, 수축가능 호일 메커니즘.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 모멘트 생성 배열은 상기 호일에 링크된 복수의 위치결정 부재들과 맞물리기 위한 복수의 가이드 부재들을 포함하며, 상기 복수의 가이드 부재들은 적어도 그것의 범위의 일 부분에 걸쳐 상이한 모멘트들을 생성하기 위하여 상이한 경로들을 따르는, 수축가능 호일 메커니즘.
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 호일은,
   팁;
   루트(root);
   상기 팁과 상기 루트 사이에서 연장하는 제 1 및 제 2 표면들; 및
   그것의 각 측면에서 상기 제 1 및 제 2 표면들을 결합하는 제 1 및 제 2 측면 에지들을 포함하고,상기 호일의 상기 제 1 측면 에지에 링크된 제 1 위치결정 부재는 제 1 가이드 부재와 맞물리며, 상기 호일의 상기 제 2 측면 에지에 링크된 제 2 위치결정 부재는 제 2 가이드 부재와 맞물리는, 수축가능 호일 메커니즘.
10. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 축에 평행하게 연장하는 추가 가이드 부재; 및
    상기 호일에 링크되며, 상기 추가 가이드 부재를 따라 이동가능한 추가 위치결정 부재를 더 포함하는, 수축가능 호일 메커니즘.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 추가 위치결정 부재는 상기 회전 축 상에 중심이 맞추어지는, 수축가능 호일 메커니즘.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    제 1 추가 가이드 부재 및 제 1 추가 위치결정 부재는 상기 호일의 제 1 측면 에지에 인접하여 제공되며, 제 2 추가 가이드 부재 및 제 2 추가 위치결정 부재는 상기 호일의 제 2 측면 에지에 인접하여 제공되는, 수축가능 호일 메커니즘.
13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 가이드 부재는 제 1 경로를 따르며 상기 제 2 가이드 부재는 제 2 경로를 따르고, 상기 제 2 경로는, 상기 제 1 가이드 부재에 의해 초래되는 모멘트가 적어도 그것의 범위의 일 부분에 걸쳐 상기 제 2 가이드 부재에 의해 초래되는 모멘트와는 상이하도록 상기 제 1 경로와는 상이한, 수축가능 호일 메커니즘.
14. 제 2 항에 있어서,
    상기 메커니즘은 2개의 호일들을 포함하는, 수축가능 호일 메커니즘.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 호일들은 상기 회전 축을 공유하며, 상기 모멘트는 사용 시에 상기 호일들이 서로 멀어지도록 회전하게끔 하고, 및/또는
    상기 호일들은, 상기 호일들이 전개된 위치에 있을 때 서로 인접하도록 구성된 루트들을 갖는, 수축가능 호일 메커니즘.
16. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 호일이 전개된 위치에 있을 때, 상기 호일이 상기 제 1 축을 향해 회전하도록 작용하는 힘에 대향되는 모멘트를 생성하도록 구성되는, 수축가능 호일 메커니즘.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 그것의 하부 범위에서 제 1 방향에 대해 0° 내지 30°의 각도로 연장하는 부분을 포함하며, 상기 메커니즘은, 상기 호일(들)이 전개된 위치에 있을 때 상기 위치결정 부재가 상기 부분 내에 위치되도록 구성되는, 수축가능 호일 메커니즘.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 부분은 상기 제 1 축에 대해 0 내지 10° 사이의 각도로 연장하는, 수축가능 호일 메커니즘.
19. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 방향에서의 상기 회전 축의 움직임을 제한하기 위한 정지부를 더 포함하며, 상기 모멘트 생성 배열은, 사용 시에 상기 회전 축이 상기 정지부에 의해 추가적인 움직임에 대하여 홀딩되고 있는 동안 상기 호일(들)이 상기 회전 축에 대하여 추가로 회전할 수 있도록 구성되는, 수축가능 호일 메커니즘.
20. 선박(vessel)으로서,
    선체; 및
    제 2 항의 수축가능 호일 메커니즘을 포함하며, 상기 호일(들)은 수축된 위치에 있을 때 상기 선체 내에서 실질적으로 수직 방향으로 연장하도록 적응되고, 완전히 전개될 때 상기 선체 외부로 그리고 수직에 대하여 각도로 연장하도록 적응되는, 선박.
    
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