KR20180111761A - 다수의 톱니 도그를 갖는 릴 잠금부 - Google Patents

Abstract

탑승자 구속 시스템과 함께 사용하기 위한 개선된 릴 조립체가 개시된다. 조립체는 릴 조립체(20)를 채택하고 탑승자는 중대한 사고와 경미한 사고 중에 구속될 수 있다. 경미한 사고 이후에, 릴 조립체는 웨빙에 상반된 장력을 인가함으로써 푸시 버튼에 접근할 필요가 없이 편리하게 잠금해제될 수 있다. 중대한 사고 이후에, 릴 조립체는 탑승자가 푸시 버튼을 통하여 릴과 결합해제될 때까지 잠금된 상태로 유지된다. 릴 조립체가 중대 사고의 힘을 겪을 때, 웨빙 샤프트의 회전은 기어드 단부 플레이트 상의 2개이 결합 표면 중 하나와 잠금 도그 상의 2개의 잠금 톱니 중 하나의 결합에 의해 부분적으로 중단될 수 있고 그 후에 제1 및 제2 결합 표면과 제1 및 제2 잠금 톱니의 조합된 결합에 의해 완전히 중단될 수 있다.

Description

다수의 톱니 도그를 갖는 릴 잠금부

본 발명은 승객 구속 시스템과 함께 사용하기 위한 릴 잠금부(reel lock)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 이중 잠금 장치를 갖는 릴 조립체 내에 사용하기 위한 개선된 잠금 도그(locking dog)에 관한 것이며, 탑승자는 중요하지 않은 이벤트 동안 필요하지 않은 "불필요한 잠금(nuisance locking)"을 야기하지 않고 주요한 이벤트 동안 구속될 수 있다.

하네스 릴의 사용은 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,801,105호(프리스크(Frisk))는 어깨 하네스를 수축 및 고정하기 위한 릴 조립체가 개시된다. 조립체는 래칫 휠에 부착된 스트랩 지지 스풀을 포함한다. 스트랩이 릴로부터 신속하게 당겨지면 관성 질량이 릴에 대해 회전한다. 이로 인해 관성 질량이 축방향으로 전진하고 릴을 고정시키는 도그를 트립한다(trip).

유사하게, 미국 특허 제5,636,807호(워릭(Warrick))호는 관성 중량을 사용하는 항공기용 가속도 센서를 개시하고 있다. 관성 중량은 링키지를 통해 챔버 내에서 이동할 수 있다. 링키지는 다수의 방향으로 항공기의 움직임에 대한 응답으로 동일한 출력을 제공하는 것과 같다.

이들 발명은 각각 각각의 목적을 달성하지만, 상이한 이벤트에 응답하여 독립적으로 트리거링되고 구속해제될 수 있는 별도의 잠금 기구를 갖는 릴 조립체에 대한 필요성이 당해 기술 분야에서 계속되고 있다. 릴이 공급되는 임의의 길이 웨빙에 대해 스풀 상에 웨빙의 90%를 최소 5,000 파운드의 힘으로 유지할 수 있는 개선된 잠금 도그가 추가로 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적들 중 일 목적은 개별 잠금 기구를 릴 조립체에 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제1 및 제2 잠금 기구를 릴에 제공하는 데 있고, 제1 기구는 중대 사고에 응답하여 트리거링되고 제2 기구는 경미한 사고에 응답하여 트리거링된다.

본 발명의 또 다른 목적은 중대 사고 이후에 릴을 리셋팅하기 위하여 리셋 버튼에 사용자가 접근할 필요가 있는 데 있다.

본 발명의 추가 목적은 하네스 웨빙에 카운터 장력의 인가를 통해 경미한 사고 이후에 릴 조립체가 리셋팅되도록 허용하는 데 있다.

본 발명의 추가 목적은 릴 조립체가 MIL-R-8236F의 요건에 따라 스풀 상에 웨빙의 90%로 최소 5,000 파운드의 힘을 보유하도록 허용하는 데 있다.

전술한 내용은 이하의 본 발명의 상세한 설명이 보다 잘 이해될 수 있도록 본 발명의 보다 중요한 특징을 다소 광범위하게 개략적으로 설명함으로써 본 기술 분야에 대한 현재의 기여가 보다 잘 이해될 수 있도록 한다. 본 발명의 청구항의 요지를 형성하는 본 발명의 추가 특징이 이하에서 기술될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시예가 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조를 변형 또는 설계하기 위한 기초로서 용이하게 이용될 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식되어야 한다. 또한, 당업자는 이러한 균등한 구성이 첨부된 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 것으로 이해해야 한다.

도 1은 본 발명의 릴 조립체의 사시도.
도 2는 잠금해제된 배향으로 릴 조립체의 제1 잠금 기구를 도시하는 단면도.
도 3은 잠금된 배향으로 릴 조립체의 제1 잠금 기구를 도시하는 단면도.
도 4는 잠금해제된 배향으로 릴 조립체의 제2 잠금 기구를 도시하는 단면도.
도 5는 잠금된 배향으로 릴 조립체의 제2 잠금 기구를 도시하는 단면도.
도 6은 제1 및 제2 잠금 기구를 도시하는 릴 조립체의 부분적인 분해도.
도 7은 잠금해제된 배향으로 제1 잠금 기구 조립체의 단면도.
도 8은 잠금된 배향으로 제1 잠금 기구의 단면도.
도 9는 본 발명의 추가 양태에 따른 이중 톱니형 도그의 사시도.
도 10은 도 9의 선 10-10을 따라 취한 이중 톱니형 도그의 단면도.
도 11은 본 발명의 추가 양태에 따른 기어드 단부 플레이트와 결합된 도 9에 도시된 이중 톱니형 도그의 단면도.

본 발명은 차량의 탑승자 구속 시스템과 관련하여 사용하기 위한 개선된 릴 조립체에 관한 것이다. 이 조립체는 이중 잠금 장치를 채택하여 탑승자가 중대 사건과 경미한 사고 모두에서 구속될 수 있다. 충돌과 같은 중대한 사고 이후, 릴 조립체는 탑승자가 푸시 버튼에 접근하여 릴을 분리할 때까지 잠긴 상태로 유지된다. 추락과 같은 경미한 사고 후에 푸시 버튼에 접근할 필요 없이 구속 웨빙에 상반된 장력을 가함으로써 릴 조립체가 편리하게 잠금해제될 수 있다. 본 발명의 상세한 설명은 이하에서 보다 상세하게 설명된다.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 개선된 릴 조립체가 도시된다. 릴 조립체(20)는 웨빙(24)의 길이 및 연계된 잠금 및 와인딩 기구를 수용하는 하우징(22)을 포함한다. 이들 기구는 하기에서 더 상세히 기재되고 웨빙(24)의 인출 및 인입을 제어한다. 클립, 걸쇠 또는 카라비너와 같은 부착물(26)은 웨빙(24)의 단부에 부착될 수 있고 웨이스트 벨트 또는 몸체 하니스와 같은 탑승자 구속 장치에 웨빙(24)을 고정시키는데 사용된다.

릴 조립체(20)는 다양한 차량 구속 시스템 중 임의의 것과 결합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 릴 조립체(20)는 본원에 참조로 인용되는 미국 특허 제7,275,710호(반 드루프(Van Druff) 등)에 승무원 구속 시스템과 관련하여 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 릴 조립체(20)는 조립체를 승무원 객실의 내부에 고정하기 위한 하나 이상의 장착 구멍을 포함한다. 릴은 마찬가지로 자동차 또는 보트와 같은 다른 차량 내에 용이하게 고정될 수 있다.

구속 시스템과 관련하여 사용될 때, 릴 조립체(20)는 주요 사고와 경미한 사고 모두에서 탑승자를 구속하기 위해 제공된다. "주요 사고"는 일반적으로 웨빙(24)에 100 파운드 초과의 힘이 가해지는 사고로 정의된다. 예를 들어, 주요 사고는 하네스(harnessed) 승무원이 고도의 급격한 변화 또는 과도한 G 력을 겪을 때 발생될 수 있다. 대조적으로, "경미한 사고"는 일반적으로 웨빙(24)에 100 파운드 미만의 힘이 가해지는 사고로 정의된다. 예를 들어 경미한 사고는 하네스 승무원이 승무원 객실 내에서 비틀거리거나(trip) 또는 넘어질 때 발생될 수 있다. 릴 조립체(20)는 경미한 사고와 중대 사고에 대해 두 가지 별개의 잠금 기구를 채택한다.

중대 사고에 의해 작동되는 제1 잠금 기구는 도 2 및 도 3의 단면도에 도시된다. 도시된 바와 같이, 조립체는 웨빙(24)이 권취되거나 풀려질 수 있는 샤프트(28)를 포함한다. 샤프트(28)는 기어드 단부 플레이트(32)를 포함한다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 단부 플레이트(32)는 주변 잠금 링(34)과 대면 관계로 고정된다. 중대한 사고가 없는 경우, 단부 플레이트(32)는 웨빙(24)이 샤프트(28)로부터 인출되고 인입됨에 따라 잠금 링(34)과 함께 회전한다. 그러나, 중대 사고 중에, 잠금 링(34)은 샤프트(28) 및 단부 플레이트(32)와 독립적으로 자유롭게 회전할 수 있다. 즉, 100 파운드 초과의 힘이 웨빙(24)에 가해지면, 잠금 링(34)은 단부 플레이트(32)의 면을 따라 측면 이동한다. 이와 관련하여, 링(34)과 단부 플레이트(32)는 웨빙(24)의 덜 강력한 인출 중에 링(34) 및 플레이트(32)와 맞물리는 마찰 클러치를 통해 상호 연결될 수 있다. 스프링은 또한 적절한 상호연결을 제공하는 데 사용될 수 있다. 이러한 상호연결 중 하나는 미국 특허 제4,955,556호(프리스크(Frisk))에 기술되어 있고, 이는 본원에 참조로 인용된다. 이들 메커니즘 중 어느 것이 채택되더라도, 웨빙(24)의 신속한 후퇴는 샤프트(28)의 회전 후에 잠금 링(34)이 약간 회전한다. 이상적으로는, 기구는 링(34)의 독립적인 회전을 야기하는데 필요한 힘이 조절가능하도록 구성된다. 이 방법으로 중대 사고를 유발하는 데 필요한 임계 값이 조절될 수 있다.

제1 잠금 기구는 링(34)과 샤프트(28) 사이에 배치된 트리거 레버(52)를 포함하는 상호연결된 잠금 실린더 및 트리거(38)를 추가로 포함한다. 샤프트(28)에 대한 잠금 링(34)의 회전은 트리거(38)가 링(34)의 내부 면 상의 경사 램프(36)와 결합한다. 도 6은 링(34)의 상대 회전 동안 램프(36)와 결합하는 트리거(38)를 도시한다. 이는 차례로 하우징(20)의 길이에 평행한 방향으로 트리거(38) 및 상호연결된 트리거 레버(52) 모두의 이동을 야기한다. 트리거 레버(52)는 잠금 볼트(42)에 추가로 상호연결된다. 트리거 레버(52)의 이동은 잠금 볼트(42)가 하향으로 미끄러지도록 허용한다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 볼트(42)는 컷 아웃(44)을 포함하고 하우징(46) 내에 수용된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 볼트(42)는 일반적으로 화살표(43)로 표시된 방향으로 스프링(50)에 의해 하우징(46)의 외부를 향해 편향된다. 따라서, 중대 사고 동안, 트리거(38)가 램프(40)와 결합될 때, 트리거 레버(52)는 볼트(42)에 대해 축방향으로 이동한다. 이는 볼트가 스프링(50)의 편향 하에서 하우징(46) 내에서 외측으로 이동하도록 허용한다. 볼트(42)의 슬라이딩 이동은 일차 잠금 도그(48)의 피벗 운동을 트리거링한다. 보다 구체적으로, 볼트(42)가 외측을 향하여 미끄러짐에 따라, 잠금 도그(locking dog, 48)의 일부는 컷오프(44)의 확대 부분과 만난다. 이는 도그의 원위 단부가 기어드 단부 플레이트(32)의 톱니와 결합되도록 스프링이 잠금 도그(48)를 피벗회전시킬 수 있다.

도 7 및 도 8에 추가로 도시된 바와 같이, 볼트(42)의 외측을 향하는 이동에 따라 푸시 버튼(54)이 가드 하우징(56) 내에서 접근가능할 수 있다. 따라서, 중대 사고의 발생 이후에, 웨빙 샤프트(32)는 잠금 도그(48)에 의해 잠긴 상태로 유지되어 웨빙(24)이 추가 인출 및 샤프트(28)의 회전이 방지된다. 이는 연계된 하네스 내에서 탑승자의 이동을 구속하기 위해 제공된다. 웨빙 샤프트(28)는 탑승자가 접근하고 버튼(54)을 누를 때까지 잠긴 상태로 유지된다. 버튼(54)을 누름으로서, 볼트(42)는 화살표(43)로 도시된 것과 상반된 방향으로 미끄러지고 이에 따라 트리거(38)와 잠금 도그(48)가 분리된다. 그 결과, 제1 잠금 기구는 리셋되고 웨빙(24)은 재차 전술된 바와 같이 인출 또는 인입될 수 있다.

경미한 사고에 의해 작동되는 제 2 잠금 기구는 도 4 및 도 5와 관련하여 다음에 기재된다. 이들 도면은 기어드 단부 플레이트(32)의 면 상에 피벗회전가능하게 장착된 일련의 폴(pawl, 58)을 도시한다. 플레이트(32)에 연결될지라도, 폴(58)의 원위 단부는 잠금 링(34)의 내부 주변 주위에 주변방향으로 배열되는 리세스(64)와 결합하도록 구성된다. 폴(58)은 교정 스프링(62)에 의해 결합해제 상태로 유지된다. 이들 스프링(62)은 단부 플레이트(32)와 폴(58)의 원위 단부 사이에서 상호연결된다. 스프링의 힘은 폴(58)이 소정의 구심력에 도달될 때까지(즉, 경미한 사고가 발생할 때) 결합해제된 배향으로 유지되도록 구성된다. 이러한 힘이 발생할 때, 폴(58)은 리세스(64)와 결합되도록 외측을 향하여 피벗회전한다. 이는 차례로 샤프트(28)의 회전 및 웨빙(24)의 추가 이동을 방지할 것이다. 이 배향에서, 탑승자는 구속된다.

경미한 사고가 발생한 후에, 폴(58)은 웨빙(24)에 단순히 상반된 장력(counter tension)을 가함으로써 리세팅될 수 있다. 즉, 웨빙(24)을 뒤로 당김으로써, 폴(58)의 원위 단부는 리세스(64)로부터 제거되고, 그 후 스프링(62)은 폴(58)을 구속해제된 배향으로 재차 회전시키기 위해 제공될 것이다. 웨빙 샤프트(32)는 자유롭게 회전하고 탑승자는 항공기 내에서 자유롭게 이동할 수 있다.

대안의 실시예

본 발명의 특정 구현예가 도 1 내지 도 8을 참조하여 기재된다. 주요 실시예에서, 이러한 구현예는 주요한 사고 및 경미한 사고들 동안 웨빙(24)의 길이의 변위를 제어함으로써 차량 탑승자를 구속하기 위한 이중 잠금 기구를 포함한다. 통상적인 바와 같이, 웨빙(24)은 하네스 또는 다른 구속 시스템에 분리가능하게 고정될 수 있는 이의 원위 단부에 웨빙 걸쇠(26)를 포함한다.

웨빙(24)은 릴 조립체(20)의 내부에서 웨빙 샤프트(28) 주위에 권취된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 샤프트(28)는 일 단부에 기어드 플레이트(32)를 포함한다. 충분한 길이의 웨빙(24)이 포함되어 구속된 탑승자가 차량에 걸쳐 이동할 수 있다. 제1 방식으로 샤프트(28)가 회전함에 따라 웨빙(24)이 변위되고 차량 내에서 탑승자의 자유로운 이동을 허용하기 위해 충분한 느슨함(slack)이 형성된다. 게다가, 상반된 방향으로 샤프트(28)가 회전함에 따라 탑승자의 이동을 제한하기 위해 느슨함이 감소된다. 하기에서 더 상세히 기재된 바와 같이, 2개의 개별 기구가 샤프트(28)의 회전을 방지하기 위해 포함된다. 이들 기구는 탑승자가 넘어지거나(경미한 사고) 또는 차량이 사고(중대 사고) 시에 탑승자가 움직이는 것을 효과적으로 방지한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 잠금 폴(58)은 기어드 단부 플레이트(32)에 피벗회전가능하게 고정된다. 도 4는 비피벗회전 배향의 폴(58)을 도시하고, 도 5는 피벗회전된 배향의 폴(58)을 도시한다. 교정 스프링(62)은 각각의 잠금 폴(58)에 고정되고 폴(58)을 비피벗회전 배향으로 편향시키기 위해 제공된다. 이러한 스프링의 편향은 웨빙 샤프트(28)가 사전결정된 속도로 회전할 때마다 구심 가속도에 의해 극복될 수 있다. 이러한 힘이 발생할 때, 폴(58)은 피벗회전 배향으로 외측을 향하여 가압되어 폴(58) 중 적어도 하나가 주위의 잠금 링(34)과 결합한다(도 5 참조).

도시된 바와 같이, 잠금 링(34)은 폴(58) 중 하나에 의해 결합되도록 구성된 기어드 내부 주변을 포함한다. 잠금 링(34)은 또한 연계된 램프(36)를 갖는 외부 표면을 포함한다(도 6 참조). 이 램프의 기능은 이하에서보다 상세하게 설명된다. 잠금 링(34)은 기어드 단부 플레이트(32) 주위에 위치되고 이에 대해 독립적으로 회전가능하다. 그러나, 잠금 링(34)과 잠금 폴(58)은 잠금 폴(58) 중 하나가 잠금 링(34)의 기어드 내부 주변과 결합할 때 함께 회전한다. 이러한 것이 발생되면, 웨빙 샤프트(28)의 회전은 잠금 링(34)의 대응 회전을 야기한다. 잠금 링(34)의 회전에 방지하기 위해 스프링 격실(40)과 내부 스프링이 포함된다.

잠금 볼트(42)의 작동은 도 7 및 도 8과 관련하여 다음에 기재된다. 그 길이를 따라 연장된 컷 아웃(44)을 포함하는 잠금 볼트(42)는 웨빙 샤프트(28)에 인접하게 위치된다. 잠금 볼트(42)는 결합 위치와 결합해제 위치를 갖는다. 스프링(50)은 잠금 볼트(42)를 결합 위치로 편향시키는데 사용된다. 도 7 및 도 8를 참조하면, 트리거(38) 및 트리거 레버(52)는 잠금 볼트(42)에 작동가능하게 결합되고, 잠금 볼트(42)를 결합해제 또는 결합 배향으로 유지하도록 작동한다. 보다 구체적으로, 트리거 레버(52)는 잠금 볼트(42)의 하부 부분과 결합되며 스프링(50)의 편향에 대해 결합해제 위치에 유지한다.

도 6을 참조하면, 트리거(38)는 잠금 장치(34)의 연장된 회전 동안 잠금 링(34)의 외부 표면 상에서 램프(36)와 결합되도록 구성된다. 즉, 트리거(38)는 잠금 링(34)이 45도 초과로 회전할 때마다 램프(36)와 결합된다. 이러한 것이 발생될 때, 트리거(38)와 트리거 레버(52)는 트리거 레버(52)가 일시적으로 잠금 볼트(42)를 잠금해제하도록 피벗회전한다. 트리거 레버(52)의 이 변위는 스프링(50)이 잠금 볼트(42)를 결합된 위치로 이동하도록 허용한다. 이어서, 잠금 볼트(42)의 이 이동은 잠금 도그(48)가 웨빙(24)의 추가 변위를 방지하도록 기어드 단부 플레이트(32)와 결합되는 것을 허용한다.

잠금 도그(48)는 기어드 단부 플레이트(32)에 인접하여 피벗회전되도록 고정되고, 잠금 볼트(42)의 연장된 컷 아웃(44) 내에 있는 원위 단부를 갖는다. 도 7에 도시된 바와 같이, 연장된 컷 아웃(44)은 잠금 볼트(42)가 결합해제 위치에 있을 때 잠금 도그(48)가 기어드 단부 플레이트(32)와 결합하는 것을 방지한다. 그러나, 잠금 볼트(42)가 결합 위치에 있을 때, 연장된 컷 아웃(44)의 기하학적 형상은 잠금 도그(48)가 도 B에 도시된 바와 같이 기어드 단부 플레이트(32)와 결합되는 것을 허용한다. 잠금 도그(48)가 결합되면, 웨빙(24)이 웨빙 샤프트(28)로부터 변위되는 것이 방지되고 탑승자가 효과적으로 구속된다.

작동 시, 소정 속도로 웨빙 샤프트(28)를 회전시키면, 잠금 폴(58)이 피벗회전 배향으로 이동하고 잠금 링(34)과 결합한다. 이것은 웨빙(24)이 웨빙 샤프트(28)로부터의 변위하는 것을 제한하고 탑승자를 구속한다. 이 수준의 구속은 탑승자가 이동하거나 넘어지는 경미한 사고에서 수행된다. 잠금 폴(58)은 장력이 웨빙에 유지되는 한 잠금 링(34) 내에 결합된 상태로 유지된다. 잠금 폴(58)은 조립체를 리셋팅하기 위하여 상반된 장력을 웨빙(24)에 인가함으로써 결합해제된다.

차량 사고와 같은 중대 사고 중에, 웨빙(24) 상에서의 힘은 잠금 폴(58)이 잠금 링(34)과 결합되도록 하며, 추가로 잠금 링(34)이 45도 이상 회전하도록 한다. 이 회전은 트리거(38)가 램프(36)와 결합되도록 하고 이에 따라 트리거 레버(52)가 변위할 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 스프링(50)은 그 후에 잠금 도그(48)가 기어드 단부 플레이트(32)와 결합하도록 잠금 볼트(42)가 결합된 위치로 이동하도록 허용할 것이다. 잠금 도그가 완전히 결합되면, 웨빙(24)의 추가 변위가 방지되고 탑승자가 완전히 구속된다. 따라서, 중대 사고 중에, 탑승자가 완전히 구속된다. 사용자는 잠금 볼트(42)의 단부에서 푸시 버튼을 통해 잠금 도그(48)를 구속해제할 수 있다. 이에 추가로, 트리거(38)는 또한 개별 가속도계(64)에 의해 트립될 수 있다. 이 가속도계(64)는 중대 사고 동안 웨빙 샤프트(28)의 회전을 방지하고 잠금 도그(48)를 트리거링하는 개별 및 독립 수단을 제공한다.

이제 도 9 내지 도 11을 참조하면, 개선된 잠금 도그(70)가 도시되어 있다. 잠금 도그(70)는 전술된 잠금 도그(48)와 유사하지만 제1 잠금 톱니(74) 및 제2 잠금 톱니(76)을 형성하는 계단형 잠금 면(72)을 포함한다. 잠금 도그(70)는 잠금 도그(48)로 대체될 수 있으며, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 계단형 잠금면(72)에 의해 제공되는 개선된 잠금 성능을 제외하고 잠금 도그(48)와 실질적으로 동일하게 작동하도록 구성될 수 있다. 그 목적을 위해, 잠금 도그(70)는 중대 사고의 발생 시에 고정된 배향으로 고정해제된 배향으로부터 피벗회전 잠금 도그(70)를 트리거링하기 위하여 전술된 트리거링 기구에 의해 결합될 수 있는 엘보 부분(78)과 같은 작동 표면을 추가로 포함할 수 있다.

종래 기술에서 보여진 하나의 단점은 충분한 하중을 경험할 때(중대 사고 동안 잠금 이벤트 중에 경험할 수 있는 것과 같은), 잠금 도그에 의해 결합된 기어드 단부 플레이트(32) 상의 잠금 표면은 전단될 수 있다. 따라서, 기어드 단부 플레이트(32)의 전단 및 릴 조립체의 후속 파괴를 방지하기 위해, 잠금 도그(70)는 제 1 및 제2 잠금 톱니(74,76)를 포함하여 기어드 단부 플레이트(32) 상에서 두 개의 잠금 톱니 및 두 개의 잠금 표면을 가로질러 하중을 분배할 수 있다. 예를 들어, 특별히 제한되지 않고, 이전의 릴 조립체는 기어드 단부 플레이트가 90% WOS(72 인치의 총 웨빙)로 약 4,000 파운드(lbf)의 힘을 받는 경우에 전단 파괴를 겪을 수 있다. 잠금 도그(70)를 포함하는 릴 조립체는 릴 조립 파괴 없이 장기간 동안 90 % WOS로 5,000 lbf를 초과하는 정적 하중을 유지할 수 있음이 밝혀졌다.

전술한 바와 같이, 잠금 도그(70)는 두 개의 잠금 톱니/기어 단부 플레이트 표면에 걸쳐 하중을 분배함으로써 보유 강도를 향상시키고 전단 파괴를 최소화할 수 있다. 계단형 제1 및 제2 잠금 톱니(74, 76) 사이의 라이서 부분(riser portion)은 제1 결합 표면(80)을 형성하는 한편, 제2 잠금 톱니(76)와 잠금 도그(70)의 후방 면(82) 사이의 라이저 부분이 제2 결합 표면(84)을 형성한다. 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제2 결합 표면(84)은 제1 결합 표면(80)의 면에 대해 각도(A)로 배열되도록 구성된다. 제2 결합 표면(84)의 각진 배향은 제2 잠금 톱니가 기어드 단부 플레이트와 평행하도록 보장하여 결합 시에 기어 톱니에 대한 평평한 표면을 제공한다. 제2 잠금 톱니(76)는 노치형 부분 또는 리세스(90)를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 리세스(90)는 제2 잠금 톱니(76) 상에, 연장하여 잠금 도그(70) 상에 하중을 분산(즉, 응력을 감소)시키는 것을 용이하게 할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제2 잠금 톱니(76)가 간격(G)에 의해 제2 잠금 표면(88)으로부터 초기에 약간 이격된 상태에서 제1 결합 표면(80)이 기어드 단부 플레이트(32) 상의 제1 잠금 표면(86)과 결합되도록 제 1 잠금 톱니(74)가 피벗회전할 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 간격(G)에 의해 형성된 거리는 약 0.1 인치 내지 약 0.001 인치, 보다 특히 약 0.01 내지 약 0.001 인치일 수 있다. 극한 하중(예를 들어, 약 3,000 lbf 초과의 하중) 하에서, 기어드 단부 플레이트(32) 상의 제1 잠금 표면(86)은 편향되기 시작할 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제1 잠금 표면(86)의 편향은 제1 잠금 표면(86)이 제1 잠금 톱니(80) 이전에 편향되기 시작하는 것을 보장하기 위하여 기어드 플레이트(32)와 잠금 도그(70)의 재료 특성 및 기하학적 형상의 신뢰성 있는 선택에 의해 구현된다. 당업자에 의해 이해된 바와 같이, 또한 이는 기어드 플레이트(32) 이전에 잠금 톱니(74)를 편향시키기 위하여 재료 및 기하학적 형상의 선택을 통해 구현될 수 있다. 제1 잠금 표면(86)(또는 제1 잠금 톱니(74))의 최대 정도의 편향은 초기에 간격(G)에 의해 형성된 거리를 통하여 선택된다. 제1 잠금 표면(86)(또는 제1 잠금 톱니(74))이 극한 하중 하에서 지속적으로 편향되면, 간격 거리는 제2 잠금 톱니(76)가 제2 결합 표면(88)과 결합될 때까지 감소된다. 이 때, 하중은 제1 잠금 톱니(74)/제1 결합 표면(86) 및 제2 잠금 톱니(76)/제2 결합 표면(88)을 가로질러 분포된다. 이 하중 분포는 기어드 단부 플레이트의 전단에 대한 가능성을 감소시키고 릴 파괴 이후 릴 조립체에 보유될 수 있는 최대 하중을 증가시킨다.

다수의 톱니 잠금 도그의 대안적인 실시예가 릴 조립체 내의 바람직한 보유력 및/또는 공간 제한에 따라 사용될 수 있는 것으로 당업자가 이해해야 한다. 즉, 3개 이상의 잠금 톱니를 갖는 잠금 도그가 사용될 수 있으며, 이러한 대안적인 잠금 도그는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 간주되어야 한다. 추기로 또는 대안적으로, 이중 톱니 잠금 도그의 상기 언급은 제1 잠금 톱니가 제2 잠금 톱니보다 먼저 기어드 단부 플레이트와 결합되는 순서를 개시할지라도, 이 순서는 제2 잠금 톱니가 제1 잠금 톱니 이전에 기어드 단부 플레이트와 결합되도록 변환될 수 있고, 이러한 순서는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.

본 발명은 위에서 기술된 상세한 설명뿐만 아니라 하기 청구범위에 포함된 내용을 포함한다. 본 발명이 특정 구체예를 포함하는 바람직한 실시예 형태로 기술되었지만, 본 명세서에 기술된 바람직한 실시예 형태의 설명은 오직 예로서 제공된 것이며 본 발명의 구성과 배열 및 이들의 조합에 대한 다양한 변형예들이 본 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않고도 가능하다는 사실을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (29)

1. 웨빙의 변위를 제어하기 위한 릴 조립체로서,
   기어드 단부 플레이트를 갖는 웨빙 샤프트 - 웨빙은 웨빙 샤프트 주위에 권취되고 웨빙의 변위는 웨빙 샤프트의 회전에 의해 제어됨 - ,
   기어드 단부 플레이트에 피벗회전하도록 고정된 하나 이상의 잠금 폴 - 하나 이상의 잠금 폴은 피벗회전된 배향 및 비-피벗회전된 배향을 가지며, 상기 잠금 폴에는 교정 스프링이 고정되고, 교정 스프링은 각각의 폴을 비-피벗회전된 배향으로 가압하기 위한 편향을 가지며 웨빙 샤프트가 제1 크기를 갖는 힘을 겪을 때 상기 편향이 극복되고, 각각의 폴은 피벗회전된 배향으로 이동됨 - ,
   기어드 내부 주변을 갖는 잠금 링 - 잠금 링은 기어드 단부 플레이트 주위에 배열되고 독립적으로 이에 대해 회전가능하며, 각각의 잠금 폴은 각각의 폴이 피벗회전된 배향으로 배열될 때 잠금 링이 기어드 내부 주변과 결합됨 - , 및
   2개 이상의 잠금 톱니를 갖는 잠금 도그 - 각각의 잠금 톱니는 웨빙의 변위를 방지하기 위하여 기어드 단부 플레이트 상에서 각각의 결합 표면과 잠금 방식으로 선택적으로 결합되도록 구성됨 - 를 포함하고,
   웨빙 샤프트가 제1 크기의 힘을 겪을 때, 웨빙 샤프트의 회전은 기어드 단부 플레이트의 결합 없이 및 잠금 링의 내부 주변과 각각의 잠금 폴의 결합에 의해 중단되고,
   웨빙 샤프트가 제2 크기의 힘을 겪을 때, 웨빙 샤프트의 회전은 기어드 단부 플레이트 상의 각각의 결합 표면과 잠금 도그의 잠금 톱니의 결합에 의해 중단되며,
   제2 크기는 제1 크기보다 큰 릴 조립체.
2. 제1항에 있어서, 잠금 도그는 제1 및 제2 잠금 톱니를 포함하고, 기어드 단부 플레이트는 각각의 제1 및 제2 결합 표면을 포함하는 릴 조립체.
3. 제2항에 있어서, 웨빙 샤프트가 제2 크기의 힘을 겪을 때 웨빙 샤프트의 회전은 기어드 단부 플레이트 상의 제1 결합 표면과 잠금 도그의 제1 잠금 톱니의 결합에 의해 부분적으로 중단되고 그 후에 각각의 제1 및 제2 결합 표면과 제1 및 제2 잠금 톱니의 조합된 결합에 의해 완전히 중단되는 릴 조립체.
4. 제3항에 있어서, 제1 잠금 톱니가 제1 결합 표면과 결합될 때 제2 잠금 톱니와 제2 결합 표면 사이에 간격이 형성되고, 간격은 그 뒤에 제2 잠금 톱니가 제2 결합 표면과 결합할 때까지 제1 결합 표면의 편향에 의해 밀폐되는 릴 조립체.
5. 제3항에 있어서, 제1 잠금 톱니가 제1 결합 표면과 결합될 때 제2 잠금 톱니와 제2 결합 표면 사이에 간격이 형성되고, 간격은 그 뒤에 제2 잠금 톱니가 제2 결합 표면과 결합할 때까지 제1 잠금 톱니의 편향에 의해 밀폐되는 릴 조립체.
6. 제4항에 있어서, 간격은 약 0.1 인치 내지 0.001 인치로 선택되는 릴 조립체.
7. 제1항에 있어서, 웨빙 샤프트에 인접하게 배열된 잠금 볼트를 추가로 포함하고, 잠금 볼트는 결합된 위치와 결합해제된 위치를 가지며, 웨빙은 잠금 볼트가 결합된 위치에 있을 때 변위가 방지되는 릴 조립체.
8. 제7항에 있어서, 웨빙 샤프트가 제2 크기의 힘을 겪을 때 잠금 링의 회전 시에 결합된 위치로 잠금 볼트를 이동시키는 트리거를 추가로 포함하는 릴 조립체.
9. 제8항에 있어서, 제2 크기를 갖는 힘을 겪을 때 트리거와 결합될 수 있는 가속도계를 추가로 포함하는 릴 조립체.
10. 제7항에 있어서, 잠금 도그가 기어드 단부 플레이트에 인접하게 피벗회전가능하게 고정되고, 잠금 도그는 잠금 볼트가 결합해제 위치에 있을 때 기어드 단부 플레이트로부터 결합해제되고, 잠금 볼트가 결합된 위치에 있을 때 잠금 도그가 기어드 단부 플레이트와 결합되며, 잠금 도그가 기어드 단부 플레이트와 결합된 상태에서 웨빙은 웨빙 샤프트로부터 이동되는 것이 방지되는 릴 조립체.
11. 제7항에 있어서, 잠금 볼트는 신장된 컷 아웃을 포함하고, 잠금 도그는 신장된 컷 아웃 내에 있는 원위 단부를 포함하고, 신장된 컷 아웃의 기하학적 형상은 잠금 볼트가 결합된 위치에 있을 때 기어드 단부 플레이트와 잠금 도그가 결합되는 릴 조립체.
12. 제1항에 있어서, 제2 잠금 톱니는 제1 잠금 톱니에 대해 기울어지는 릴 조립체.
13. 웨빙의 변위를 제어하기 위한 릴 조립체로서,
    단부 플레이트를 갖는 웨빙 샤프트 - 웨빙은 웨빙 샤프트 주위에 권취됨 - ,
    단부 플레이트에 피벗회전가능하게 고정된 폴 - 폴은 잠금 및 잠금해제 배향을 가지며 폴은 웨빙 샤프트가 제1 크기의 힘을 겪을 때 잠금 배향으로 구성됨 - ,
    내부 주변을 갖는 잠금 링 - 잠금 링은 단부 플레이트 주위에 배열되고 웨빙 샤프트가 제1 크기의 힘을 겪을 때, 웨빙 샤프트의 회전은 기어드 단부 플레이트의 결합 없이 및 잠금 링의 내부 주변과 폴의 결합에 의해 중단됨 - , 및
    2개 이상의 잠금 톱니를 갖는 잠금 도그 - 각각의 잠금 톱니는 웨빙 샤프트가 제2 크기의 힘을 겪을 때 잠금 링의 회전 시에 웨빙의 변위를 방지하기 위하여 단부 플레이트 상에서 각각의 결합 표면과 잠금 방식으로 선택적으로 결합되도록 구성됨 - 를 포함하고,
    제2 크기는 제1 크기보다 큰 릴 조립체.
14. 제13항에 있어서, 단부 플레이트와 잠금 링은 기어드 형태인 릴 조립체.
15. 제14항에 있어서, 단부 플레이트와 잠금 링은 서로 독립적으로 회전하는 릴 조립체.
16. 제13항에 있어서, 폴에 고정된 교정 스프링을 추가로 포함하고, 교정 스프링은 폴을 잠금해제 배향으로 강제하는 편향을 가지며 상기 편향은 웨빙 샤프트가 제1 크기를 갖는 힘을 겪을 때 극복되며 이에 따라 폴이 잠금 배향으로 이동하는 릴 조립체.
17. 제13항에 있어서, 잠금 도그를 트리거링하는데 사용되는 가속도계를 추가로 포함하는 릴 조립체.
18. 제13항에 있어서, 잠금 도그는 제1 및 제2 잠금 톱니를 포함하고, 기어드 단부 플레이트는 각각의 제1 및 제2 결합 표면을 포함하는 릴 조립체.
19. 제18항에 있어서, 웨빙 샤프트가 제2 크기의 힘을 겪을 때 웨빙 샤프트의 회전은 기어드 단부 플레이트 상의 제1 결합 표면과 잠금 도그의 제1 잠금 톱니의 결합에 의해 부분적으로 중단되고 그 후에 각각의 제1 및 제2 결합 표면과 제1 및 제2 잠금 톱니의 조합된 결합에 의해 완전히 중단되는 릴 조립체.
20. 제19항에 있어서, 제1 잠금 톱니가 제1 결합 표면과 결합될 때 제2 잠금 톱니와 제2 결합 표면 사이에 간격이 형성되고, 간격은 그 뒤에 제2 잠금 톱니가 제2 결합 표면과 결합할 때까지 제1 결합 표면의 편향에 의해 밀폐되는 릴 조립체.
21. 제19항에 있어서, 제1 잠금 톱니가 제1 결합 표면과 결합될 때 제2 잠금 톱니와 제2 결합 표면 사이에 간격이 형성되고, 간격은 그 뒤에 제2 잠금 톱니가 제2 결합 표면과 결합할 때까지 제1 잠금 톱니의 편향에 의해 밀폐되는 릴 조립체.
22. 제20항에 있어서, 간격은 약 0.1 인치 내지 0.001 인치로 선택되는 릴 조립체.
23. 웨빙의 변위를 제어하기 위한 릴 조립체로서,
    단부 플레이트를 갖는 웨빙 샤프트 - 웨빙은 웨빙 샤프트 주위에 권취됨 - , 및
    2개 이상의 잠금 톱니를 갖는 잠금 도그 - 각각의 잠금 톱니는 웨빙 샤프트가 소정의 크기의 힘을 겪을 때 잠금 링의 회전 시에 웨빙의 변위를 방지하기 위하여 단부 플레이트 상에서 각각의 결합 표면과 잠금 방식으로 선택적으로 결합되도록 구성됨 - 를 포함하는 릴 조립체.
24. 제23항에 있어서, 잠금 도그를 트리거링하는데 사용되는 가속도계를 추가로 포함하는 릴 조립체.
25. 제23항에 있어서, 잠금 도그는 제1 및 제2 잠금 톱니를 포함하고, 기어드 단부 플레이트는 각각의 제1 및 제2 결합 표면을 포함하는 릴 조립체.
26. 제25항에 있어서, 웨빙 샤프트가 소정의 크기의 힘을 겪을 때 웨빙 샤프트의 회전은 기어드 단부 플레이트 상의 제1 결합 표면과 잠금 도그의 제1 잠금 톱니의 결합에 의해 부분적으로 중단되고 그 후에 각각의 제1 및 제2 결합 표면과 제1 및 제2 잠금 톱니의 조합된 결합에 의해 완전히 중단되는 릴 조립체.
27. 제26항에 있어서, 제1 잠금 톱니가 제1 결합 표면과 결합될 때 제2 잠금 톱니와 제2 결합 표면 사이에 간격이 형성되고, 간격은 그 뒤에 제2 잠금 톱니가 제2 결합 표면과 결합할 때까지 제1 결합 표면의 편향에 의해 밀폐되는 릴 조립체.
28. 제26항에 있어서, 제1 잠금 톱니가 제1 결합 표면과 결합될 때 제2 잠금 톱니와 제2 결합 표면 사이에 간격이 형성되고, 간격은 그 뒤에 제2 잠금 톱니가 제2 결합 표면과 결합할 때까지 제1 잠금 톱니의 편향에 의해 밀폐되는 릴 조립체.
29. 제28항에 있어서, 간격은 약 0.1 인치 내지 0.001 인치로 선택되는 릴 조립체.

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