KR102541090B1 - 공압 비록킹형 로우 프로파일의 신축식 마스트 - Google Patents

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Abstract

마스트 축을 가지며, 축 방향으로 반대인 단부들을 가지며 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 마스트 축을 따라서 서로에 대해 축 방향으로 슬라이드 가능한 복수의 신축식 마스트 섹션을 포함하는 신축식 마스트 조립체가 제공되며, 신축식 마스트 섹션들은, 지지 표면 및 최내측 신축식 섹션에 고정되는 베이스 튜브를 포함하며, 최내측 신축식 섹션은 마스트 조립체가 후퇴 위치에 있을 때 베이스 튜브의 축 방향 단부의 적어도 일부를 둘러싸는 원통형 캔을 지지하며, 각각의 신축식 마스트 섹션은 내부 칼라와 원통체를 포함하며, 네스트 록킹 플랫폼 조립체는 페이로드 플랫폼과 내부 칼라에 있는 대응하는 노치들과 짝맞춤되는 하나 이상의 쐐기를 포함한다.

Description

공압 비록킹형 로우 프로파일의 신축식 마스트
본 출원은 그 전체가 참조에 의해 본원에 통합되는 2015년 4월 10일 출원된 미국 특허 가출원 제62/146,087호에 대해 우선권을 주장한다.
본 실시예는 신축식 마스트(telescoping mast)에 관한 것이다. 본 발명은 공압 작동 신축식 마스트와 함께 특정 용도를 찾고, 특히 이를 참고로 설명될 것이다. 그러나, 본 예시적인 실시예는 다른 유사한 용도에도 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
공압 작동 신축식 마스트들은 당업계에 널리 공지되어 있으며, 예를 들어, 비상 차량 또는 다용도 차량과 같은 자동차의 지붕에 장착된다. 대안적으로, 장착 구성은 또한 차량의 플로어를 포함할 수 있으며, 신축식 마스트가 차량의 지붕을 통해 연장되는 것을 가능하게 한다. 마스트는 일반적으로 차량 위의 상승된 지점에 있는 조명 기구와 같은 전기 디바이스를 위치시키는데 사용된다. 조명 기구의 효과는 차량 주변의 넓은 지역을 조명하는 것이며, 예를 들어, 사고 현장과 같은 조명 하에서 또는 설비 공사 직원에 의해 비상 사태 절차가 수행되는 것을 가능하게 한다. 공압 작동 신축식 마스트들은 경량이고, 후퇴 위치에서 콤팩트하며, 장착된 차량에 의해 현장으로 신속하게 운반 가능하기 때문에 이러한 용도에 특히 유익하다. 공압 작동 신축식 마스트들은 압력 하에서 공기를 사용하여 연장되고 후퇴되며, 사용 위치에서 기울어질 수 있을지라도, 완전히 연장된 사용 위치에서 통상적으로 수직이다. 신축식 마스트가 장착되는 차량은 전형적으로 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 마스트 섹션들을 변위시키기 위하여 압축기 및 적절한 공압 제어기를 포함한다.
전형적인 마스트에서, 각각의 신축식 섹션(telescoping section)은 그 단부에 고정된 칼라를 구비하는 중공의 원통체를 포함한다. 칼라는 신축식 섹션을 인접한 신축식 섹션 또는 섹션들과 회전적으로 상호 록킹하기 위한 키 홈(또는 키)을 포함할 수 있다. 칼라는 또한 원통체에 보강을 제공할 수 있다.
많은 종래의 마스트들은 원통체로부터 반경 방향 외향 연장 각각의 신축식 섹션의 상부에 있는 칼라를 이용한다. 이러한 칼라들은 종종 신축식 섹션의 원통체에 볼팅되거나 또는 달리 고정된다. 이러한 것은 인접 연결된 신축식 섹션의 인접한(더욱 작은 지름의) 원통체가 더욱 큰 지름의 신축식 섹션 내로 후퇴되는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 각각의 신축식 섹션은 다음의 더욱 큰 신축식 섹션으로 후퇴될 수 있다. 그러나, 칼라가 특정의 신축식 섹션이 후퇴될 수 있는 길이 방향 범위를 제한한다는 것을 이해할 것이다. 즉, 후퇴되는 신축식 섹션의 반경 방향 외향 연장 칼라는 궁극적으로 후퇴되는 신축식 섹션의 칼라를 방해할 것이며, 이에 의해 후퇴를 더욱 제한한다. 따라서, 완전히 후퇴된 상태에서, 이러한 마스트는 일반적으로 베이스 신축식 섹션의 길이, 및 마스트의 각각의 추가적인 신축식 섹션의 각각의 칼라의 결합된 높이에 의해 일반적으로 결정되는 높이를 가진다.
예를 들어, 도 1은 차량(12) 내에 장착된 베이스 단부를 가지는 종래의 공압 작동 신축식 마스트 조립체(10)를 도시한다. 특히, 이러한 점에서, 마스트 조립체(10)는 5개의 신축식 마스트 섹션(16, 18, 20, 22 및 24)을 포함하며, 이 중에서 마스트 섹션(24)은 차량(12)의 플로어(14)에 장착되는 베이스 섹션이다. 다른 4개의 마스트 섹션(22, 20, 18 및 16)은 베이스 섹션(24)으로부터 마스트 축(A)을 따라 순차적으로 연장되고, 위성 안테나(satellite dish)(26)는, 조명이 장착되고 위성 안테나(26)를 위한 전기 배선을 봉입하는 배선 박스 조립체(17)와 함께 최상부 마스트 섹션(16)의 꼭대기에 도시된다. 도 1에서, 마스트 조립체(10)는 완전하게 연장된 위치에서 실선으로 도시되고, 차량 지붕 바로 위에서, 완전히 후퇴된 위치에서 가상선으로 도시된다. 각각의 신축식 섹션이 인접한 신축식 섹션으로 후퇴될 수 있는 범위를 제한하는 반경 방향 외향 연장 칼라(64)를 신축식 섹션들의 각각이 포함하는 것이 이해될 것이다.
공동으로 양도된 미국 특허 제6,290,377호; 제5,980,070호; 제5,743,635호; 제6,299,336호; 및 제6,767,115호는 각각 참조에 의해 본원에 통합되어서, 당업계에서 공지된 공압 작동 신축식 마스트들이 이후에 상세히 설명될 필요가 없다.
상기된 마스트 조립체가 상업적으로 성공하였지만, 차량 디자인의 최근 변화는 개선된 신축식 마스트의 필요성을 만들었다. 예를 들어, 효율성을 높이기 위한 노력의 일환으로, 차량은 더욱 유선형으로 되고, 일부 경우에, 더욱 작아져서, 마스트를 장착하기 위한 가용 영역을 변경하였다. 이와 같이, 집어 넣어졌을 때, 더욱 로우 프로파일을 가지지만, 종래와 동일 또는 유사한 연장 길이를 또한 달성하는 마스트를 제공하는 것이 필요하게 되었다.
본 예시적인 실시예의 하나의 양태에 따라서, 마스트 축(mast axis)을 가지는 신축식 마스트 조립체는, 축 방향으로 반대인 단부들을 가지며 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 마스트 축을 따라서 서로에 대해 축 방향으로 슬라이드 가능한 복수의 신축식 마스트 섹션을 포함하고, 신축식 마스트 섹션들은, 지지 표면 및 최내측 신축식 섹션에 고정되는데 적합한 베이스 튜브를 포함하며, 최내측 신축식 섹션은 마스트 조립체가 후퇴 위치에 있을 때 베이스 튜브의 축 방향 단부의 적어도 일부를 둘러싸는데 적합한 원통형 캔(cylindrical can)을 지지한다.
한 실시예에서, 캔은 원형 상부 벽, 및 상부 벽의 가장자리로부터 연장되는 원통형 측벽에 의해 한정된 캐비티를 포함하며, 캐비티는 베이스 튜브의 축 방향 단부를 밀접하게 수용하는 크기의 내경을 가진다. 베이스 튜브는 원주 방향 외부면 상의 돌출부를 포함하고, 캔의 측벽은 마스트 조립체가 후퇴 위치에 있을 때 돌출부를 수용하는데 적합한 개구를 포함할 수 있으며, 이에 의해 최내측 튜브 섹션과 베이스 튜브를 회전적으로 상호 록킹한다. 돌출부 및 개구는 쐐기 형상이다. 돌출부는 체결구에 의해 베이스 튜브에 고정된다. 돌출부는 베이스 튜브의 축 방향 단부에 인접한다. 각각의 신축식 마스트 섹션은 내부 칼라 및 원통체를 포함할 수 있다. 내부 칼라는 원통체의 개방 단부 내로 삽입될 수 있는 환형체를 포함할 수 있으며, 내부 칼라는 원통체의 축 방향 단부면과 결합하는데 적합한 반경 방향 외향 연장 어깨부를 가진다. 내부 칼라의 원주는 원통체의 원주에 대응할 수 있다. 내부 칼라는 기계식 나사와 같은 적어도 하나의 체결구로 원통체에 고정될 수 있다. 최내측 신축식 마스트 섹션으로 시작하는 각각의 신축식 마스트 섹션은 이것이 수용되는 신축식 마스트 섹션의 축 방향 단부 개구의 내경보다 작은 최대 외경을 가질 수 있다.
다른 양태에 따라서, 마스트 조립체의 복수의 신축식 마스트 섹션을 회전적으로 상호 록킹하는 방법은 최내측의 신축식 마스트 섹션에 의해 지지되는 캔 부재를 마스트 조립체의 베이스 튜브와 상호 록킹하는 단계를 포함한다. 상호 록킹 단계는 마스트 조립체가 후퇴 위치에 있을 때 베이스 튜브의 축 방향 단부 위에서 캔 부재의 개방 단부를 신축하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 베이스 튜브의 원주 방향 외부면 상에 돌출부를 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 돌출부는 캔 부재의 개구와 협동하여 그 사이의 상대 회전을 억제하도록 제공된다.
여전히 또 다른 양태에 따라서, 마스트 축을 가지며, 축 방향으로 반대인 단부들을 가지며 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 마스트 축을 따라 서로에 대해 축 방향으로 슬라이드 가능한 복수의 신축식 마스트 섹션을 포함하는 신축식 마스트 조립체가 제공되며, 신축식 마스트 섹션들은 지지 표면 및 최내측의 신축식 섹션에 고정되는데 적합한 베이스 튜브를 포함하고, 최내측 신축식 섹션은 상기 마스트 조립체가 후퇴 위치에 있을 때 베이스 튜브의 축 방향 단부를 덮는데 적합한 원통형 네스트 록킹 플랫폼 조립체(cylindrical nest lock platform assembly)를 지지하고, 각각의 신축식 마스트 섹션은 내부 칼라 및 원통체를 포함하고, 상기 네스트 록킹 플랫폼 조립체는 페이로드 플랫폼(payload platform) 및 내부 칼라에 있는 대응 노치들과 짝맞춤되는 하나 이상의 쐐기들을 포함한다. 선택적으로, 이전의 실시예들 중 임의의 것에 따라서, 내부 칼라의 원주는 원통체의 원주에 대응한다. 추가적으로, 이전의 실시예들 중 임의의 것에 따라서, 내부 칼라는 적어도 하나의 체결구로 원통체에 고정될 수 있다. 이전의 실시예들 중 임의의 것에 따라서, 적어도 하나의 체결구는 기계식 나사를 포함할 수 있다. 이전의 실시예들 중 임의의 것에 따라서, 최내측 신축식 마스트 섹션으로 시작하는 각각의 신축식 마스트 섹션은 이것이 수용되는 신축식 마스트 섹션의 축 방향 단부 개구의 내경보다 작은 최대 외경을 가질 수 있다.
도 1은 차량에 장착된 종래 기술의 마스트 조립체의 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 마스트 조립체의 측면도;
도 3은 도 1의 선 A-A를 따라서 취한 단면도;
도 4는 도 3의 확대 부분을 도시한 도면;
도 5는 부분적으로 연장된 위치에 있는 도 2의 예시적인 마스트 조립체의 측면도;
도 6은 예시적인 마스트 조립체의 신축식 마스트 섹션들의 절개된 사시도;
도 7은 본 발명에 따른 내부 칼라의 사시도;
도 8a는 후퇴된 상태의 예시적인 마스트 조립체의 평면도;
도 8b는 본 발명에 따른 예시적인 베어링 구성 요소의 절반의 사시도;
도 9는 부분적으로 연장된 상태의 예시적인 마스트 조립체의 사시도;
도 10은 후퇴된 상태의 예시적인 마스트 조립체의 사시도;
도 11은 본 발명에 따른 네스트 록킹 플랫폼 조립체의 사시도;
도 12a는 본 발명에 따른 내부 칼라의 대안적인 실시예의 사시도;
도 12b는 마스트 섹션에 부착된 것으로 도시된 도 12a의 내부 칼라의 사시도;
도 12c는 마스트 섹션에 부착된 내부 칼라의 절개된 측면도;
도 13은 대안적인 네스트 록킹 시스템의 사시도;
도 14는 도 13의 네스트 록킹 시스템의 측면도;
도 15는 도 14의 선 B-B를 따라서 취한 단면도;
도 16은 마스트 상의 대안적인 네스트 록킹 시스템의 사시도;
도 17은 마스트 상의 대안적인 네스트 록킹 시스템의 사시도;
도 18은 본 발명에 따라서 내부 칼라에 결합된 네스트 록킹 플랫폼의 측면도;
도 19는 내부 칼라에 결합된 대안적인 네스트 록킹 플랫폼의 대안적인 측면도;
도 20은 대안적인 네스트 록킹 시스템의 절개 측면도; 및
도 21은 후퇴된 상태의 플랫폼 및 칼라 록킹 조립체의 사시도.
도면의 나머지를 참조하면, 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는 목적을 위한 것이며, 제한하는 것을 목적으로 하지 않으며, 도 2는 본 발명에 따른 예시적인 마스트 조립체(100)를 도시한다. 도 3 및 도 4를 또한 참조하면, 마스트 조립체(100)는 대체로 복수의 신축식 마스트 섹션(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)들을 포함한다. 이해되는 바와 같이, 각각의 마스트 섹션(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)은 인접한 섹션 및/또는 베이스 섹션(120)에서 신축식으로 수용된다. 본 예시적인 실시예가 공압 작동 마스트에 관한 것임에 따라서, 신축식 마스트 섹션들은 압축 공기가 서로 및/또는 캔(120)으로부터 밖으로 마스트 섹션(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)들을 연장시키기 위해 사용될 수 있도록 서로 밀봉될 수 있다.
도 5 내지 도 7을 추가로 참조하면, 신축식 마스트 섹션(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)들은 그 상단부에 장착된 내부 칼라(130)와 각각 결합되었다. 각각의 내부 칼라(130)는 이것이 결합되는 신축식 마스트 튜브의 직경에 대응하는 직경을 가지지만, 내부 칼라들의 특징은 대체로 동일하다. 따라서, 하나의 내부 칼라(130)가 설명될 것이지만, 각각의 내부 칼라가 대체로 동일한 특징들을 포함한다는 것을 알아야 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 내부 칼라(130)는 일반적으로 신축식 마스트 섹션의 원통체의 개방 단부 내로 삽입되는데 적합한 환형체(132)를 포함한다. 내부 칼라(130)는 신축식 마스트 섹션의 원통체의 축 방향 단부면과 결합하도록 구성된 축 방향 면(136)을 가지는 반경 방향 외향 연장 입술부(134)를 포함한다. 환형체(132)의 원주에 있는 복수의 카운터 싱크 보어(138)는 나사(140)(도 6 참조)들과 같은 적절한 체결구를 수용하기 위해 제공된다. 카운터 싱크 보어(또는 관통공)(138)들은 일반적으로 칼라 베어링들을 고정하기 위해 사용된다. 칼라(130)들에는 그 원주 주위에 완전히 탭핑된 관통공이 구비된다. 마찬가지로, 마스트 섹션들은 짝맞춤 칼라들의 탭핑된 관통공과 정렬되는, 원주 주위의 관통공을 가진다. 탭핑된 관통공들은 나사(140)를 수용하고, 나사들은 칼라를 마스트 섹션에 고정한다. 로우 프로파일 소켓 헤드 캡 나사(140)들은 마스트 섹션의 관통공들을 통해 칼라의 탬핑된 관통공들 내로 체결된다. 완전히 체결될 때, 캡 나사(140)들의 헤드의 저부측은 칼라의 외부 원주와 접선으로 짝맞춤된다. 그러므로, 캡 나사(140)의 헤드는 튜브 섹션의 관통공 내로 잠겨, "핀형(pinlike)" 연결을 생성한다. 그러므로, 캡 나사(140)와 튜브 섹션 사이의 접촉점은 캡 나사의 헤드의 외부 원주와 튜브 섹션 관통공의 원주이다. 내부 칼라(130)들은 금속 또는 복합 재료와 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 내부 칼라(130)들은 성형, 주조, 기계 가공 등과 같은 임의의 적합한 제조 공정 또는 공정들에 의해 만들어질 수 있다.
각각의 내부 칼라(130)는 인접한 신축식 마스트 섹션의 키(143)들(도 8 및 도 9 참조)을 수용하는 대향하는 키 홈(142)들을 가진다. 키 홈(142)들은 각각의 쌍의 보어(138)들 사이에서 환형체(132)의 반경 방향 내부면을 따라서 축 방향으로 연장된다. 베어링 오목부(144)는 환형체(132)의 내부 반경 방향 표면 주위에서 원주 방향으로 연장되고, 베어링 오목부(144)는 환형 베어링 구성 요소(145)(도 7에 도시되지 않음)를 수용하는데 적합하다. 환형 베어링 구성 요소(145)는 예를 들어 나일론, 아세탈 또는 폴리아세탈 물질과 같은 저마찰 물질일 수 있다.
도 8a에서, 환형 베어링 구성 요소(145)는 각각의 내부 칼라(130)에서 지지된다. 알 수 있는 바와 같이, 베어링 구성 요소(145)는 원주 표면을 제공하며, 이러한 원주 표면을 따라서, 인접한 원통형 튜브 섹션이 마스트 조립체(100)의 연장/후퇴 동안 슬라이딩할 수 있다.
도 8b를 또한 참조하면, 베어링 구성 요소(145)의 일부는 사시도로 도시되어 있다. 베어링 구성 요소(145)가 인접한 튜브 섹션의 외경에 대한 베어링 지지를 제공하도록 내부 원주 내부 칼라(130)의 주요 부분 주위에서 연장된다는 것을 알 것이다. 아울러, 베어링 구성 요소(145)는 또한 인접한 튜브 섹션의 키에 대한 베어링 지지를 제공한다. 이와 관련하여, 각각의 베어링 구성 요소 절반부들의 원주 방향 단부면(C)들이 키 홈(142)에 인접하여 종료하는 것을 알 수 있다. 그러므로, 도시된 실시예에서, 베어링 구성 요소(145)의 각각의 절반부의 원주 방향 가장자리(C)들은 키 홈(142)의 일부를 한정한다.
도 5로 돌아와서, 마스트 조립체(100)는 최내측 신축식 마스트 섹션(116)에 고정된 스터브(148)에 의해 지지되는 원통형 페이로드 지지부(146)(본 명세서에서는 캔으로서 지칭됨)를 포함한다. 캔(146)은 후퇴된 신축식 마스트 섹션(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)의 상부 위에 포개지고, 마스트 조립체(100)가 완전히 후퇴될 때 베이스 섹션(118)의 상부 부분을 둘러싸도록 구성된다. 캔(146)은 마스트 조립체(100)가 완전히 후퇴될 때 베이스 튜브(118)와 회전적으로 상호 록킹하도록 구성되며, 이에 의해 신축식 마스트 섹션(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)들 사이의 상대 회전을 억제한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 네스트 록킹 부재(150)는 한 쌍의 체결구(152)로 베이스 튜브(118)의 반경 방향 외부 원주에 장착된다. 다른 실시예들에서, 네스트 록킹 부재(150)는 다른 형태의 체결구(150)들로 베이스 튜브(118)에 고정될 수 있거나, 또는 베이스 튜브(118)와 일체로 형성될 수 있다. 네스트 록킹 부재(150)는 대체로 캔(120)을 향하는 좁은 단부를 가지는 쐐기 형상이며, 캔은 차례로 대응하는 쐐기 형상의 개구 또는 슬롯(156)을 가진다. 슬롯(156)은 측벽(160)들 사이에서 연장되는 베이스 벽(158)을 포함한다. 그러므로, 캔(146), 네스트 록킹 부재(150), 체결구(152), 슬롯(156), 베이스 벽(158), 및 측벽(160)들은 일반적으로 캔 스타일의 네스트 록킹 시스템을 한정한다.
마스트 조립체(100)가 완전히 후퇴될 때, 슬롯(156)의 측벽(160)들은 네스트 록킹 부재(150)의 반대의 측부들과 결합하고, 이에 의해 캔(146)의 회전을 억제한다는 것을 알 수 있다. 캔이 최내측의 튜브에 고정될 수 있고 모든 튜브들이 서로 조여질 수 있기 때문에, 각각의 튜브 섹션은 그 사이의 상대 회전에 대해 록킹된다. 슬롯(156)의 베이스 벽(158)은 네스트 록킹 부재(150)의 상부에 접할 수 있고, 일부 실시예들에서, 마스트 조립체(100)의 추가의 후퇴를 억제하기 위한 스토퍼로서 작용한다.
일부 실시예들에서, 네스트 록킹 부재(150) 및 슬롯(156)은 다른 형상을 가질 수 있다. 또한, 도시된 실시예가 서로 대향하는 2개의 네스트 록킹 부재(150)들을 포함하지만(도 5 참조), 단일 네스트 록킹 부재 또는 3개 이상의 네스트 록킹 부재들이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 네스트 록킹 부재(150)는 베이스 튜브의 축 방향 단부에 대한 그 축 방향 위치가 조정될 수 있도록 베이스 튜브에 조정 가능하게 고정될 수 있다. 예를 들어, 네스트 록킹 부재(150)는 마스트 조립체(100)가 완전히 후퇴되기 전 또는 후에 캔(146)이 네스트 록킹 부재(150)와 결합하도록 조정될 수 있다. 이를 위해, 네스트 록킹 부재(150)는 하나 이상의 체결구(152)가 통과하는 슬롯을 구비할 수 있다. 슬롯들은 필요하면 네스트 록킹 부재의 축 방향 위치의 조정을 허용할 수 있다.
캔(146)이 비교적 짧은 축 방향 범위를 가지지만 여전히 모든 신축식 마스트 섹션들을 덮고 베이스 튜브(118)를 부분적으로 둘러싸도록, 내부 칼라(130)들이 로우 프로파일의 포개진 구성을 용이하게 한다는 것을 지금 알아야 한다. 캔(146)의 축 방향 범위를 최소화하는 것에 의해, 캔(146)의 중량이 최소화되고, 이에 의해 마스트 페이로드를 최대화한다. 한 실시예에서, 50 피트의 연장된 높이를 구비한 마스트는 3인치 미만(예를 들어, 2.875 인치)의 축 방향 길이를 구비한 캔(146)을 포함한다.
신축식 마스트 섹션들을 회전적으로 상호 록킹하는 것 이외에, 마스트 조립체(100)가 수납된(후퇴된) 구성으로 있을 때, 캔(146)은 또한 요소들로부터 보호를 제공하고 수분 및/또는 오염물의 진입을 감소시킨다. 따라서, 적절한 밀봉 요소 또는 가스킷이 캔(146)과 베이스 튜브(도시되지 않음) 사이를 밀봉하기 위해 제공될 수 있다. 캔(146)은 또한 조명 기구 및 다른 형태의 전기 디바이스들과 같은 페이로드를 고정하기 위하여 확대된 표면을 제공한다.
마스트 섹션(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)들 및 베이스 섹션(118)과 함께 사용하기 위한 네스트 록킹 시스템, 즉 플랫폼 및 칼라 네스트 록킹 시스템(200)의 대안적인 실시예가 도 11 내지 도 20에 도시되고 다음에 설명된다. 플랫폼 및 칼라 네스트 록킹 시스템의 기능들 중 하나는 마스트의 중심축을 중심으로 하는 마스트 튜브 세트들 사이의 회전 슬롭(rotational slop)을 제거하는 것이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 플랫폼 및 칼라 네스트 록킹 시스템(200)을 만드는 2개의 주요 구성 요소는 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210) 및 내부 칼라(212)이다. 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)는 페이로드 플랫폼(214) 및 쐐기(216)들을 포함한다. 내부 칼라(212)는 한 쌍의 노치(220)를 포함한다.
네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)가 내부 칼라(212)와 결합할 때, 네스트 록킹 플랫폼 조립체의 쐐기(216)들은 내부 칼라의 노치(220)들과 짝맞춤된다. 이러한 짝맞춤 공정은 상부 튜브(도시되지 않음)와 그 짝맞춤 튜브(도시되지 않음) 사이의 회전 슬롭을 제거하는 것을 돕는다. 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)는 상부 튜브에 장착되는 상부 튜브 스터브에 장착된다. 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)는 상기된 캔 스타일 네스트 록킹 시스템과 대체로 동일한 방식으로 마스트에 장착된다.
도 12를 더욱 참조하면, 복수의 신축식 마스트 섹션(예를 들어, 도 5 및 도 6의 신축식 마스트 섹션(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116))들은 대안적으로 그 상단부에 장착된 내부 칼라(212)와 결합되었다. 각각의 내부 칼라(212)가 결합되는 신축성의 마스트 튜브의 직경에 대응하는 직경을 가지지만, 내부 칼라들의 특징들은 대체로 동일하다. 따라서, 단일 내부 칼라(212)가 설명될 것이지만, 각각의 내부 칼라가 대체로 동일한 특징들을 포함한다는 것을 알아야 한다.
도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같이, 각각의 내부 칼라(212)는 일반적으로 신축식 마스트 섹션의 원통체의 개방 단부 내로 삽입되는데 적합한 환형체(222)를 포함한다. 내부 칼라(212)는 신축식 마스트 섹션의 원통체의 축 방향 단부면과 결합하도록 구성된 축 방향면(axial face)(226)을 가지는 입술부(224)를 포함한다. 환형체(222)의 원주에 있는 복수의 카운터 싱크 보어(228)는 나사(230)와 같은 적절한 체결구들을 수용하기 위해 제공된다. 상기와 같이, 카운터 싱크 보어(또는 관통공)(228)는 대체로 칼라 베어링들을 고정하기 위해 사용된다. 칼라(212)들에는 그 원주에 완전히 탭핑된 관통공들이 구비된다. 마찬가지로, 마스트 섹션들은 그 짝맞춤 칼라들의 탬핑된 관통공들과 정렬되는, 원주 주위에 관통공들을 가진다. 탭핑된 관통공들은 나사(230)들을 수용하고, 나사들은 그런 다음 칼라를 마스트 섹션에 고정한다. 로우 프로파일 소켓 헤드 캡 나사(230)들은 마스트 섹션의 관통공들을 통해 칼라의 탭핑된 관통공들 내로 체결된다. 완전히 체결될 때, 캡 나사(230)들의 헤드의 저부측은 칼라의 외부 원주와 접선으로 짝맞춤된다. 그러므로, 캡 나사(230)들의 헤드는 튜브 섹션의 관통공들 내로 잠기며, 그러므로 "핀형" 연결을 생성한다. 그러므로, 캡 나사(230)와 튜브 섹션 사이의 접촉점은 캡 나사의 헤드의 외부 원주와 튜브 섹션의 관통공의 원주이다. 내부 칼라(212)들은 금속 또는 복합재와 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 내부 칼라(212)들은 성형, 주조, 기계 가공 등과 같은 임의의 적절한 제조 공정 또는 공정들에 의해 만들어질 수 있다. 각각의 내부 칼라(212)는 인접한 신축식 마스트 섹션의 플랫폼 조립체(210)의 쐐기(216)(도 18 참조)들을 수용하기 위한 반대편의 노치(220)들을 가진다.
네스트 록킹 플랫폼 조립체(210), 페이로드 플랫폼(214), 및 쐐기(216)들을 포함하는 플랫폼 및 칼라 네스트 록킹 시스템(200)은 도 13 내지 도 15에 보다 상세히 도시된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)는 페이로드 플랫폼(214), 쐐기(216)들, 한 쌍의 고무 범퍼(222), 4개의 롤 핀(224), 및 O-링 코드(226)를 포함한다.
O-링 코드(226)는 페이로드 플랫폼(214)의 저부측 주위의 그루브에 접착된다. O-링 코드(226)는 마스트를 밀봉하고, 그러므로 마스트가 완전히 포개질 때 파편 및 물이 내부로 들어가는 것을 방지한다. 선택적으로, 이전의 실시예들 중 임의의 것에 따라서, O-링 코드(226)는 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)의 전체 저부면을 덮을 고무 패드로 대체될 수 있다. 쐐기(216)들은 핀(224)들과 페이로드 플랫폼(214) 상의 도브테일 특징에 의해 적소에서 홀딩된다. 롤 핀(224)들은 페이로드 플랫폼(214) 내로 압입 끼워맞춤되고, 구멍들(도시되지 않음)을 통해 쐐기(216)들의 내부에서 자유롭게 부유한다. 이러한 것은 쐐기(216)들이 롤 핀(224)들의 축 방향을 따라서 자유롭게(즉, 위아래로) 움직이는 것을 가능하게 한다. 고무 범퍼(222)들은 페이로드 플랫폼(214)의 도브테일 천장들과 쐐기(216)들의 상부 사이에 위치된다. 고무 범퍼(222)가 고무 패드, 스프링, 벨빌 와셔(Belleville washer)들, 또는 이러한 종류의 임의의 것일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 고무 댐퍼(222)들은 일반적으로 스프링들로서 기능하고, 쐐기(216)들이 내부 칼라(218)들의 노치(220)와 결합할 때 압축된다. 이러한 것은 쐐기(216)들이 "자동 조정"하는 것을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 쐐기(216)들 및 노치(220)들은 다른 형상을 가질 수 있다. 아울러, 도시된 실시예가 대략 서로 반대로 이격된 2개의 쐐기(216)를 포함하지만(도 13 참조), 단일 쐐기 또는 3개 이상의 쐐기가 사용될 수 있다. 도브테일은 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)의 2개의 반대의 측부 내로 절단된다. 각각의 쐐기(216)는 유사한 도브테일 기하학적 형상을 가진다. 쐐기(216)가 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)로부터 밖으로 절단된 도브테일 내로 배치될 때, 이것은 "아래쪽" 방향으로 낙하할 수 없는 방식으로 구속된다. 그러나, 쐐기는 힘이 인가되어 고무 패드, 스프링 등을 압축할 때 여전히 위쪽으로 움직일 수 있다.
도 16 내지 도 19를 참조하면, 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)는 마스트 조립체가 완전히 후퇴될 때 베이스 섹션(230)의 상부 부분 상에 페이로드를 장착하기 위한 플랫폼으로서 작용한다. 도 18 및 도 19는 제1 내부 칼라 조립체(230)에 결합된 네스트 록킹 플랫폼 조립체(210)를 도시한다.
도 20 및 도 21은 완전히 포개진 마스트를 도시한다. 4개의 내부 칼라(232, 234, 236, 238)가 도시되어 있다. 임의의 적절한 수의 내부 칼라들이 마스트 조립체에 통합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 네스트 록킹 플랫폼(210)이 새로운 내부 칼라, 예를 들어 도면 부호 232와 결합할 때, 현재의 내부 칼라, 예를 들어 도면 부호 234는 네스트 록킹 플랫폼으로부터 분리된다. 네스트 록킹 플랫폼이 하나의 칼라로부터 다음 의 칼라로 보내지는 경우를 제외하고, 네스트 록킹 플랫폼(210)은 한 번에 하나의 내부 칼라 조립체에만 결합된다는 것을 이해하여야 한다.
최외측 튜브에 있는 내부 칼라가 네스트 록킹 플랫폼 조립체와 결합되는 것을 유의하여야 한다. 다른 모든 튜브들은 최외측 칼라 아래에서 엇갈려 있다.
본 발명의 예시적인 마스트는 전형적으로 동일한 연장 길이의 종래 기술의 마스트들과 비교하여 더욱 짧게 포개진 높이를 가진다는 것을 이해하여야 한다. 아울러, 캔 스타일의 네스트 록킹 시스템과 플랫폼 및 칼라 네스트 록킹 시스템 모두는 신축식 마스트 섹션의 회전 상호 록킹뿐만 아니라 요소들로부터의 보호를 제공할 수 있다.
예시적인 실시예는 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었다. 수정 및 변경은 앞선 상세한 설명을 읽고 이해하는 것으로 다른 사람들에게 일어날 것이다. 예시적인 실시예가 첨부된 청구항들 또는 그 균등물의 범위 내에 있는 한 이러한 모든 수정 및 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 마스트 축(mast axis)을 가지며, 축 방향으로 반대인 단부들을 가지며 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 상기 마스트 축을 따라서 서로에 대해 축 방향으로 슬라이드 가능한 복수의 신축식 마스트 섹션들을 포함하는 신축식 마스트 조립체로서,
    상기 신축식 마스트 섹션들은, 지지 표면에 고정되는 베이스 튜브 및 상기 후퇴 및 연장 위치들에서의 최내측 신축식 마스트 섹션을 포함하며, 상기 최내측 신축식 마스트 섹션은 상기 마스트 조립체의 상기 후퇴 위치에서 상기 베이스 튜브의 축 방향 단부의 적어도 일부를 둘러싸는 원통형 캔을 지지하며, 각각의 신축식 마스트 섹션은 내부 칼라 및 원통체를 포함하고,
    상기 베이스 튜브는 그 원주 방향 외부면 상의 돌출부를 포함하고, 상기 캔의 측벽은 상기 마스트 조립체가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 돌출부를 수용하도록 조정된 개구를 포함하며, 이에 의해 상기 최내측 신축식 마스트 섹션과 상기 베이스 튜브를 회전적으로 상호 록킹하고,
    상기 내부 칼라의 외부 원주는 상기 원통체의 외부 원주에 대응하는 신축식 마스트 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캔은 원형 상부 벽, 및 상기 상부 벽의 가장자리로부터 연장되는 원통형 측벽에 의해 한정된 캐비티를 포함하며, 상기 캐비티는 상기 베이스 튜브의 축 방향 단부를 밀접하게 수용하는 크기의 내경을 가지는 신축식 마스트 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 돌출부 및 상기 개구는 쐐기 형상인 신축식 마스트 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 체결구에 의해 상기 베이스 튜브에 고정되는 신축식 마스트 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 베이스 튜브의 축 방향 단부에 인접하는 신축식 마스트 조립체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 칼라는 상기 원통체의 개방 단부 내로 삽입되도록 조정된 환형체를 포함하며, 상기 내부 칼라는 상기 원통체의 축 방향 단부면과 결합하도록 조정된 반경 방향 외향 연장 어깨부를 가지는 신축식 마스트 조립체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 칼라는 적어도 하나의 체결구로 상기 원통체에 고정되는 신축식 마스트 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 체결구는 기계식 나사를 포함하는 신축식 마스트 조립체.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 최내측 신축식 마스트 섹션으로 시작하는 각각의 신축식 마스트 섹션은 각각의 신축식 마스트 섹션이 수용되는 신축식 마스트 섹션의 축 방향 단부 개구의 내경보다 작은 최대 외경을 가지는 신축식 마스트 조립체.
  10. 마스트 축을 가지며, 축 방향으로 반대인 단부들을 가지며 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 상기 마스트 축을 따라서 서로에 대해 축 방향으로 슬라이드 가능한 복수의 신축식 마스트 섹션을 포함하는 신축식 마스트 조립체로서,
    상기 신축식 마스트 섹션들은 지지 표면에 고정되도록 조정된 베이스 튜브 및 최내측 신축식 마스트 섹션을 포함하고, 상기 최내측 신축식 마스트 섹션은 상기 마스트 조립체가 상기 후퇴 위치에 있을 때 상기 베이스 튜브의 축 방향 단부를 덮도록 조정된 원통형 네스트 록킹 플랫폼 조립체(cylindrical nest lock platform assembly)를 지지하고, 각각의 신축식 마스트 섹션은 내부 칼라 및 원통체를 포함하고, 상기 네스트 록킹 플랫폼 조립체는 페이로드 플랫폼(payload platform) 및 상기 내부 칼라에 있는 대응 노치들과 짝맞춤되는 하나 이상의 쐐기를 포함하고,
    상기 내부 칼라의 외부 원주는 상기 원통체의 외부 원주에 대응하는 신축식 마스트 조립체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 내부 칼라는 기계식 나사를 포함하는 적어도 하나의 체결구로 상기 원통체에 고정되는 신축식 마스트 조립체.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 최내측 신축식 마스트 섹션으로 시작하는 각각의 신축식 마스트 섹션은 각각의 신축식 마스트 섹션이 수용되는 신축식 마스트 섹션의 축 방향 단부 개구의 내경보다 작은 최대 외경을 가지는 신축식 마스트 조립체.
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