KR20230132545A - 오브젝트의 초과 회전 방지를 위한 회전 초과 이동보호 - Google Patents

오브젝트의 초과 회전 방지를 위한 회전 초과 이동보호 Download PDF

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KR20230132545A
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브라이스 커비
주니어 크레이그 케이. 존슨
앤드류 에이. 맥마흔
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레이던 컴퍼니
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Abstract

케이블, 또는 회전 초과 이동 보호 장치와 작동 가능한 구성요소 중 적어도 하나의 초과 회전을 방지하기 위한 회전 초과 이동 보호 장치가 제공된다. 장치는 하우징, 상기 하우징에 연결되어 상기 하우징에 대해 회전할 수 있는 회전식 샤프트, 및 상기 하우징에 지지되고 상기 회전식 샤프트와 회전 가능한 트리거링 장치를 포함한다. 장치는 또한 하우징에 배치되는 제1 및 제2회전 제한 스위치를 포함한다. 스위치들은 제로 위치로부터 적어도 180도, 각각 제1회전 방향 및 제2회전 방향으로 상기 하우징 및 회전식 샤프트의 상대 회전 시에 상기 회전식 샤프트의 회전을 저지하기 위해 상기 트리거링 장치에 의해 활성화되도록 작동 가능하다.

Description

오브젝트의 초과 회전 방지를 위한 회전 초과 이동 보호
많은 어플리케이션에서, 전기 또는 통신 신호는 움직이는 부품(moving part)을 가지는 구성 요소들을 통과한다. 예를 들어, 일부 어플리케이션의 파워 및/또는 데이터 전송은 어셈블리 내에서 고정 부품에서 회전 부품으로 이동해야 한다. 따라서, 어셈블리 내에서, 고정 부품으로부터 회전 부품과 같은 움직이는 부품으로 전력 및/또는 데이터를 전송하기 위한 커넥터를 제공하는 솔루션들이 있다. 이러한 커넥터들은 슬립 링, 회전 전기 인터페이스, 전기 회전 조인트 등으로 지칭될 수 잇다. 이러한 커넥터들은 부품들의 상대 회전뿐만 아니라 전력 및/또는 데이터 전송을 모두 가능하게 한다.
그러나, 이러한 커넥터들의 사용은 이러한 커넥터들을 통해 전달되는 파워 또는 데이터의 인-라인(in-line) 손실을 야기한다. 일부 어플리케이션에서, 이러한 라인 손실은 시스템 기능에 허용되지 않는다. 이러한 상황에서, 커넥터를 사용하는 대신, 어셈블리의 부품들 사이의 상대 회전에 따라 꼬이는 움직이는 부품 사이에 케이블이 사용될 수 있다. 물론, 케이블이 손상되지 않고 비틀리거나 회전할 수 있는 정도에는 한계가 있다. 따라서, 움직이는 부품들 사이에 케이블을 사용할 때, 케이블이 기계적 한계를 초과하여 꼬이지 않는 것이 중요하다. 또한, 서로에 대해 회전하는 부품들의 회전은 상대적인 회전 부품과 함께 작동 가능한 임의의 부품이 어셈블리 내에서 고정된 오브젝트 또는 다른 구성요소로 회전하는 것을 방지하도록 제한되어야 한다. 따라서, 주어진 어플리케이션의 필요에 따라 움직이는 부품이 충분히 회전하도록 허용하면서 케이블의 회전 초과 이동(rotational over travel)을 방지하는 방법을 제공할 필요가 있다.
개시된 기술의 특징 및 이점은, 예시로서 개시된 기술의 특징을 함께 도시하는 첨부된 도면과 함께 취해지는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 개시의 일 예에 따른 회전 초과 이동 보호 장치의 정면도이고, 회전 초과 이동 보호 장치는 회전 초과 이동 보호부를 포함하는 회전식 샤프트와 연결되는 예시적인 하우징을 포함한다.
도 2는 도 1의 회전 초과 이동 보호 장치의 분해 사시도이다.
도 3a는 바텀 커버가 제거된 도 1의 회전 초과 이동 보호 장치의 저면도로서, 중립 위치에 있는 회전 초과 이동 보호 장치를 도시한다.
도 3b는 바텀 커버가 제거된 도 1의 회전 초과 이동 보호 장치의 저면도로서, 제1활성화 위치에 있는 회전 초과 이동 보호 장치를 도시한다.
도 3c는 바텀 커버가 제거된 도 1의 회전 초과 이동 보호 장치의 저면도로서, 제2활성화 위치에 있는 회전 초과 이동 보호 장치를 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 예시에 따른 회전 초과 이동 보호 장치의 개략도를 도시한다.
이제 도시된 예시적인 실시 예들이 참조될 것이고, 특정 언어가 이를 설명하기 위해 본 문서에서 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 예시적인 실시 예들의 범위의 어떠한 제한도 의도되지 않는 다는 점이 이해될 것이다.
발명 컨셉의 초기 개요가 아래에 제공된 후 특정 예들이 이후에 보다 상세하게 설명된다. 이 초기 요약은 독자가 예들을 보다 빨리 이해하도록 돕기 위한 것이지만, 예들의 핵심 기능 또는 필수 기능을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구된 주자의 범위를 제한하기 위한 것도 아니다.
일 예에서, 본 개시는 회전 초과 이동 보호 장치에 의해 지지되는, 케이블과 같은 오브젝트의 초과 회전을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트와 함께 작동(예: 지지되는, 구동되는)할 수 있는 구성 요소가 과도하게 회전하여 회전 초과 이동 보호 장치와 통합된 어셈블리 내에 있는 다른 구성 요소로, 또는 어셈블리 주변의 고정된 오브젝트로 회전하는 것을 방지하기 위한 회전 초과 이동 보호 장치를 제시한다. 회전 초과 이동 보호 장치는 하우징 및 하우징에 연결된 회전식(rotatable) 샤프트를 포함한다. 회전식 샤프트 및 하우징은 서로에 대해 회전하도록 작동될 수 있다. 회전 초과 이동 보호 장치는 하우징에서 지지되는 트리거링 장치를 더 포함할 수 있다. 트리거링 장치는 회전식 샤프트의 적어도 일부 회전 각도로 회전식 샤프트와 함께 회전될 수 있다.
회전 초과 이동 보호 장치는 하우징에 배치되는 제1회전 제한 스위치를 더 포함할 수 있다. 제1회전 제한 스위치는 제로 위치로부터 180도보다 큰 제1회전 방향으로 회전식 샤프트 및 하우징의 상대 회전 시에 회전식 샤프트의 회전을 저지하기 위해 트리거링 장치에 의해 활성화되도록 작동될 수 잇다. 회전 초과 이동 보호 장치는 또한 하우징에 배치되는 제2회전 제한 스위치를 포함할 수 있다. 제2회전 제한 스위치는 제로 위치로부터 180도보다 큰 제2회전 방향으로 회전식 샤프트 및 하우징의 상대 회전 시에 회전식 샤프트의 회전을 저지하기 위해 트리거링 장치에 의해 활성화되도록 작동될 수 있고, 여기서 제2회전 방향은 제1회전 방향과 반대이다.
일 예에서, 제1 및 제2회전 제한 스위치와, 트리거링 장치는 공통 평면에서 지지된다. 트리거링 장치는 회전식 샤프트에 배치된 돌출부(protrusion)와 맞물리도록 작동 가능한 폴(pawl)을 포함할 수 있다. 돌출부는 샤프트가 제로 위치로부터 제1회전 방향 및 제2회전 방향 모두에서 실질적으로 180도 회전한 후에 폴과 맞물릴 수 있다.
일부 예 들에서, 회전 초과 이동 보호 장치는 폴이 돌출부에 맞물리지 않을 때 폴을 중립 위치(netrual position)로 바이어스(bias)하는 바이어싱 부재를 포함할 수 있다. 바이어싱 부재는 트리거링 장치와 인터페이스되는 회전 스프링일 수 있다.
일부 예 들에서, 트리거링 장치는 캠 표면을 포함할 수 있고, 제1 및 제2회전 제한 스위치는 각각 캠 팔로워(cam follower)를 포함할 수 있다. 트리거링 장치는 캠 팔로워와 맞물리는 캠 표면에서 제1 및 제2회전 제한 스위치를 활성화시킬 수 있다.
일부 예 들에서, 샤프트는 제1기어와 연관될 수 있고, 트리거링 장치는 제1기어와 인터페이싱하는 제2기어를 포함한다. 트리거링 장치는 제1 및 제2회전 제한 스위치와 인터페이스하는 제1 및 제2스톱을 포함할 수 있다. 제1 및 제2회전 제한 스위치는 페이스 플런저(face plunger)를 포함할 수 있다.
다른 예에서, 회전 초과 이동 보호 장치와 작동 가능한(예: 지지되는, 구동되는) 임의의 구성요소 및/또는 케이블과 같은 오브젝트의 초과 회전을 방지하기 위한 회전 초과 이동 보호 장치가 제공된다. 회전 초과 이동 보호 장치는 하우징 및 하우징에 연결되는 회전 샤프트를 포함할 수 있다. 회전 샤프트 및 하우징은 서로에 대해 회전하도록 작동될 수 잇다. 회전 초과 이동 보호 장치는 또한 회전 샤프트에 인터페이스되고 회전 평면에서 회전하도록 구성된 트리거링 장치를 포함할 수 있다.
회전 초과 이동 보호 장치는 하우징에 배치되는 제1회전 제한 스위치를 포함할 수 있다. 제1회전 제한 스위치는 트리거링 장치의 회전 평면과 동일 평면에 배치될 수 있다. 회전 초과 이동 보호 장치는 또한 하우징에 배치되는 제2회전 제한 스위치를 포함할 수 있다. 제2회전 제한 스위치는 트리거링 장치의 회전 평면과 공면(coplanar)으로 배치될 수 있다.
트리거링 장치는 하우징에 대한 제로 위치로부터 제1회전 방향으로 회전식 샤프트의 180도보다 큰 회전 시 회전식 샤프트의 회전을 저지하도록 제1회전 제한 스위치를 활성화할 수 있다. 트리거링 장치는 또한 하우징에 대한 제로 위치로부터 제2회전 방향으로 회전식 샤프트의 180도보다 큰 회전 시 회전식 샤프트의 회전을 저지하도록 제2회전 제한 스위치를 활성화할 수 있고, 여기서 제2회전 방향은 제1회전 방향에 반대이다.
일부 예 들에서, 트리거링 장치는 회전식 샤프트에 배치된 돌출부에 맞물리도록 작동 가능한 폴을 포함할 수 있다. 돌출부는 샤프트가 제1회전 방향 및 제2회전 방향 모두에서 제로 위치로부터 180도 회전한 후 폴과 맞물릴 수 있다. 샤프트의 돌출부가 트리거링 장치의 폴에 맞물리면, 트리거링 장치는 샤프트와 회전한다.
일부 예 들에서, 회전 초과 이동 보호 장치는 폴이 돌출부에 맞물리지 않을 때 폴을 중립 위치로 바이어스하는 바이어싱 부재를 포함할 수 있다. 바이어싱 부재는 트리거링 장치 및 하우징에 인터페이스되는 회전 스프링일 수 있다.
일부 예 들에서, 트리거링 장치는 캠 표면을 포함하고, 제1 및 제2회전 제한 스위치는 각각 캠 팔로워를 포함할 수 있다. 트리거링 장치는 캠 팔로워에 맞물리는 캠 표면에서 제1 및 제2회전 제한 스위치를 활성화할 수 있다.
일부 예 들에서, 샤프트는 제1기어와 연관(예: 통합)될 수 있고, 트리거링 장치는 제1기어에 인터페이싱하는 제2기어를 포함할 수 있다. 트리거링 장치는 일부 예 들에서, 페이스 플런저를 포함할 수 있는 제1 및 제2회전 제한 스위치와 인터페이스하는 제1 및 제2스톱을 포함할 수 있다.
다른 예에서, 회전 초과 이동 보호 장치와 함께 작동할 수 있는(예: 지지되는, 구동되는) 임의의 구성요소들 및/또는 케이블과 같은 오브젝트의 초과 회전을 방지하기 위한 회전 초과 이동 보호 장치를 제공하는 방법이 제공된다. 이 방법은 제로 위치로부터 적어도 180도로 제1방향으로 하우징에 대해 샤프트를 회전시키는 단계, 사전 결정된 회전 위치에서 제1방향으로 하우징에 대한 샤프트의 추가 회전을 저지하기 위해 제1회전 제한 스위치를 작동시키도록 트리거링 장치를 회전시키는 단계, 제로 위치로부터 적어도 180도로 제2방향으로 하우징에 대해 샤프트를 회전시키는 단계 및, 사전 결정된 회전 위치에서 제2방향으로 하우징에 대해 샤프트의 추가 회전을 저지하기 위해 제2회전 제한 스위치를 작동시키도록 트리거링 장치를 회전시키는 단계를 포함할 수 있고, 트리거링 장치, 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치는 공통 평면(common plane)에서 지지된다.
일부 실시 예 들에서, 제1 및 제2회전 제한 스위치는 트리거 장치의 캠 표면과 인터페이스하는 제1 및 제2회전 제한 스위치 상의 캠 팔로워에 의해 작동된다.
일부 실시 예 들에서, 샤프트는 제1기어에 관련되고, 트리거링 장치는 제1기어와 인터페이스하는 제2기어에 관련된다.
본 기술을 더 설명하기 위해, 이제 도면들을 참조하여 예들이 제공된다. 도 1을 참조하면, 회전 초과 이동 보호 장치(rotational over travel protection device)(100)가 제공된다. 회전 초과 이동 보호 장치(100)는 회전 초과 이동 보호 장치(100)에 의해(by), 주위에(about), 내부에(within) 지지되거나, 또는 달리 작동 가능한 오브젝트와 같은, 오브젝트의 초과 회전을 방지하도록 작동 가능하다. 일 예에서, 오브젝트는 회전 초과 이동 보호 장치(100)에 의해 지지되는 광 섬유 케이블과 같은, 케이블(10)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 케이블(10)은 회전 초과 이동 보호 장치(100) 내에 지지되는 커넥터 어셈블리 또는 커넥터를 통해 지지될 수 있다. 커넥터 또는 커넥터 어셈블리는 하우징(104)에 의해 지지될 수 있고, 여기서 케이블(10)은 샤프트(102)를 통해 라우트되고(routed), 케이블(10) 상의 메이팅 커넥터를 통해 커넥터 또는 커넥터 어셈블리에 연결된다. 다른 예에서, 오브젝트는 회전 초과 이동 보호 장치(100)(예: 아래에 설명되는 것과 같은 샤프트)와 작동할 수 있는(예: 지지되는, 구동되는) 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있고, 여기서 회전 초과 이동 보호 장치(100)는 이러한 구성요소가 임의의 고정된 오브젝트로 또는 회전 초과 이동 장치(100) 주변에 있을 수 있는 임의의 다른 오브젝트들로, 또는 회전 초과 이동 바이 장치(100)와 통합하는 어셈블리 내의 임의의 다른 구성요소로 회전하는 것을 방지하도록 작동할 수 있다. 회전 초과 이동 보호 장치(100)는 서로에 대해 회전하고, 케이블(10) 및/또는 회전 구성요소들을 지지하는 두개의 구성요소들을 포함한다. 케이블(10)은 하나의 구성요소로부터 다른 구성요소로 연장하여, 이는 케이블(10)을 두 구성요소들의 회전에 의해 꼬이게 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 초과 이동 보호 장치(100)는 하우징(104)에 대해 회전 가능한 샤프트(102)의 형태로서 서로에 대해 회전하는 두 구성요소들을 포함한다. 도시되지 않았지만, 샤프트(10)의 작동된 회전 시에 샤프트(102)에 의해 구동되도록, 하나 이상의 구성요소가 샤프트(10)에 결합되거나 또는 다르게 지지될 수 있다.
도 1에 도시된 샤프트(102) 및 하우징(104)은 회전 초과 이동 보호 장치(100)의 부품(part)으로서 서로에 대해 회전하는 두 부품들의 예시이다. 그러나, 당업자는 회전 초과 이동 보호 장치(100)의 일부로서 사용될 수 있는 다른 회전 가능한 부품을 인식할 것이며, 따라서 샤프트(102) 및 하우징(104)은 어떠한 방식으로도 제한되지 않는다. 예를 들어, 회전 초과 이동 보호 장치(100)는 회전 페데스탈(pedestal), 턴 테이블, 회전식 디스플레이 등의 회전을 제한하는데 사용될 수 있다. 형태에 관계없이, 샤프트(102)는 하우징(104)에 대해 회전 가능하고, 이는 케이블(10)을 비틀리게 하고, 샤프트(102)에 의해 구동되는 임의의 구성요소들을 회전되게 한다.
도 2를 참조하면, 샤프트(102)는 하우징(104)에 인터페이스하고, 하우징(104)에 대해 회전 가능하다. 하우징(!04) 내에는 상부 스프링 마운트(106), 회전 스프링(108), 및 하부 스프링 마운트(112)가 있다. 상부 스프링 마운트(106), 회전 스프링(108), 및 하부 스프링 마운트(112)는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 초과 회전 보호를 활성화하도록 작동 가능한 트리거링 장치(115)를 집합적으로 정의한다. 상부 스프링 마운트(106) 및 하부 스프링 마운트(112)는 함께 회전 스프링(108)을 수용한다. 회전 스프링(108)은 회전 스프링(108)의 위치를 고정하도록 하우징(104)에 인터페이스하도록 구성되는 하나 이상의 돌출 단부(protruding end)(110)를 포함한다. 하우징(104)에 대한 회전 스프링(108)의 인터페이싱은 트리거링 장치(115)를 중립 위치로 바이어스하도록 제공된다. 회전 스프링(108)은 트리거링 장치(115)를 중립 위치로 바이어스하는데 사용되는 바이어싱 부재의 일 예시일 뿐이다. 당업자는 다른 유형의 스프링들과 같은 다른 바이어싱 부재들 또는 메커니즘들이 또한 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
하부 스프링 마운트(112)는 환형 측벽(114)을 포함한다. 환형 측벽(annular side wall)(114)는 환형 측벽(114)의 외부 표면 상에 융기된(raised) 캠 표면(116)을 포함한다. 융기된 캠 표면(116)은 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 초과 회전 보호를 제공하기 위해 회전 초과 이동 보호 장치(100)의 활성화를 용이하게 하도록 작동 가능하다. 환형 측벽(114)은 또한 환형 측벽(114)의 내부 표면에 폴(pawl)(118)을 포함한다. 폴(118)은, 돌출부(118)가 샤프트(112)에 맞물릴 때, 트리거링 장치(115)의 회전을 야기하기 위해 샤프트(102)와 인터페이스하도록 사이즈되고 구성된다.
회전 초과 이동 보호 장치(100)는 하우징(104)에 배치되고 지지되는 케이블 관리 부재(124), 와셔(washer)(120), 및 스냅 링(112)을 더 포함한다. 하우징(104)은 오-링(126) 및 커버(128)를 통해 폐쇄된다. 커버(128)는 하우징(104)에 연결될 수 있고, 패스너들(130)을 통해 오-링(126)을 압축할 수 있다.
이제 도 3a 내지 3c를 참조하여, 초과 회전 보호를 위한 도 1 및 도 2의 회전 초과 이동 보호 장치, 및 회전 초과 이동 보호 장치와 관련되어 구동되는 임의의 구성요소들 및/또는 케이블의 초과 회전을 방지하기 위한 회전 초과 이동 보호를 제공하는 방법이 설명된다. 샤프트(102)는 샤프트(102)의 외부 표면에 배치되는 돌출부(132)를 포함한다. 도 3a에서, 돌출부(132) 및 샤프트(102)는 하우징(104)에 대해 제로 위치 또는 참조 위치에 도시되어 있다. 제로 또는 참조 위치에서, 하우징(104)으로부터 샤프트(102)로 연장하는 (도 1의 케이블(10)과 같은) 케이블은 중립 또는 풀려진(untwisted) 상태에 있다. 마찬가지로, 도 3a에서 트리거링 장치(115)는 중립 위치에서 (도 2의 회전 스프링(108)과 같은) 바이어싱 부재에 의해 바이어스 된다. 이 예에서, 트리거링 장치(115)의 폴(118)의 중립 위치는 제로 위치에서 샤프트(102)의 돌출부(132)로부터 대략 180도에 배치된다. 또는 달리 말하면, 트리거링 장치(115)의 폴(118)의 중립 위치는 샤프트(102)가 제로 위치에 있을 때 돌출부(132)로부터 샤프트(102)의 반대측에 위치된다.
트리거링 장치(115)의 폴(118)이 돌출부(132)의 제로 위치로부터 180도에 위치되기 때문에, 샤프트(102)의 돌출부(132)가 트리거링 장치(115)의 폴(118)에 맞물리기 전에 샤프트(102)는 각 방향으로 실질적으로 또는 대략 180도 하우징(!04)에 대해 회전할 수 있다. 다시 말하면, 샤프트(102)는 적어도 일부 회전 범위 또는 각도에 걸쳐 트리거링 장치(115)에 맞물리지 않고 회전한다. 샤프트(102)의 추가 또는 충분한 회전 시, 샤프트의 돌출부(132)는 폴(118)에 맞물릴 수 있고, 트리거링 장치(115)는 추가적인 회전 범위를 통해 샤프트(102)와 동시에 회전하게 된다. 다시 말하면, 트리거링 장치(115)는 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 회전 범위 또는 회전 각도 중 적어도 일부에 걸쳐 샤프트와 회전한다. 트리거링 장치(115)의 중립 위치로부터 하나 이상의 미리-결정된 회전 각도로의 샤프트(102)와의 회전은 샤프트(102)의 추가 회전의 저지를 용이하게 하여, 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 초과 회전을 방지한다. 본 문서에 나타난 바와 같이, 초과 회전 보호는 케이블(10)의 손상 또는 성능 저하(degraded performance)를 방지하기 위해 케이블(10)의 초과 회전을 보호할 목적을 위한 것일 수 있다. 다른 측면에서, 이는 하나 이상의 구성요소가 회전 초과 이동 보호 장치를 포함하는 어셈블리의 다른 고정된 구성요소들, 또는 어셈블리 주변의 하나 이상의 구성요소로 회전하는 것이 방지되도록, 샤프트(102)에 결합되거나, 또는 달리 지지되고 구동되는 하나 이상의 구성요소의 회전을 제한하기 위한 목적일 수 있다. 케이블의 초과 회전 방지는 본 문서에서 주로 논의되지만, 이는 단지 두 구조들 사이의 초과 회전이 제한될 수 있는 하나의 예시적인 응용을 설명하기 위한 것이다.
샤프트(102)가 하우징(104)에 대해 회전할 때, 돌출부(118)도 제로 위치로부터 회전한다. 이 예에서, 샤프트(102)는 제로 위치로부터 어느 방향으로도 회전할 수 있다. 샤프트(102)는 예를 들어, 모터에 의해 회전될 수 있다. 샤프트(102)의 회전 속도 및 위치를 제어하는 모터는 유저 입력, 소프트웨어와 같은 제어 명령 등에 기초하여 컨트롤러에 의해 작동될 수 있다.
회전 초과 이동 보호 장치는 제1쌍의 회전 제한 스위치(134a, 134b) 및 제2 쌍의 회전 제한 스위치(136a, 136b)을 더 포함한다. 제1쌍의 회전 제한 스위치(134a, 134b) 각각은 제1쌍의 회전 제한 스위치(134a, 134b)를 활성화도록 구성되고 사이즈되는 캠 팔로워(또는 캠 팔로워 표면(각각 캠 팔로워들(135a, 135b)로 도시됨)를 포함한다. 유사하게, 제2쌍의 회전 제한 스위치(136a, 136b) 각각은 제2쌍의 회전 제한 스위치(136a, 136b)를 활성화도록 구성되고 사이즈되는 캠 팔로워(각각 캠 팔로워들(137a, 137b)로 도시됨)를 포함한다.
제1쌍 및 제2쌍의 회전 제한 스위치들(134a, 134b, 136a, 136b)은 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 초과 이동을 방지하기 위해 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 회전을 제한하도록 작동 가능하다. 이는 샤프트(102)에서 하우징(104)으로 연장하는 케이블의 초과 회전(또는 샤프트(102)에 의해 지지되고 구동되는 하나 이상의 구성요소의 초과 회전)을 방지한다. 스위치들(134a, 134b, 136a, 136b)의 활성화는 모터에 오버라이드 제어 신호 또는 명령을 전송하여 회전을 정지 또는 역회전시키거나, 모터에 전원을 차단하거나, 브레이크를 적용하거나, 또는 다른 제어, 전자, 또는 기계 기술을 통해 회전을 제한할 수 있다.
이 예에서, 제1쌍 및 제2쌍의 회전 제한 스위치들(134a, 134b, 136a, 136b)은 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 초과 이동이 방지되는 것을 보장하기 위해 기본 및 중복(redundant) 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 제1쌍의 회전 제한 스위치들(134a, 134b)은 초기 제한 스위치(134a)(또는 제1쌍의 회전 제한 스위치의 제1제한 스위치) 및 최종 제한 스위치(134b)(또는 제1쌍의 회전 제한 스위치의 제2스위치)를 포함할 수 있다. 초기 제한 스위치(134a)는 예를 들어, 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 회전을 정지하기 위해 모터에 오버라이드 제어 명령을 보내도록 작동될 수 있다. 초기 제한 스위치(134a)가 샤프트(102) 및 하우징(104)의 상대 회전을 정지시키지 못하는 경우, 최종 제한 스위치(134b)는 예를 들어, 샤프트(102)가 하우징(104)에 대해 더 이상 회전하지 않는 것을 보장하기 위해 모터로의 전력을 차단하도록 작동할 수 있다.
마찬가지로, 제2쌍의 회전 제한 스위치(136a, 136b)는 초기 제한 스위치(136a)(제2쌍의 회전 제한 스위치의 제1제한 스위치) 및 최종 제한 스위치(136b)(제2쌍의 회전 제한 스위치의 제2제한 스위치)를 포함할 수 있다. 초기 제한 스위치(136a)는 예를 들어, 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 회전을 정지하기 위해 모터에 제어 명령들을 보내도록 작동될 수 있다. 초기 제한 스위치(136a)가 샤프트(102) 및 하우징(104)의 상대 회전을 정지시키지 못하는 경우, 최종 제한 스위치(136b)가 예를 들어, 샤프트(102)가 하우징(104)에 대해 더 이상 회전하지 않는 것을 보장하기 위해 모터로의 전력을 차단하도록 작동될 수 있다. 제1쌍 및 제2쌍의 회전 제한 스위치 각각에 있는 여분의(redundant) 최종 또는 제2회전 제한 스위치는 백업 회전 제한 스위치로 지칭될 수 있다.
상기 예시는 두 쌍의 회전 제한 스위치들(134a, 134b, 136a, 136b)를 도시하지만, 다른 예들은 여분의 것을 배제할 수 있고, 주어진 어플리케이션에 대한 요구에 따라, 제1쌍의 회전 제한 스위치 (134a, 134b) 및 제2쌍의 회전 제한 스위치(136a, 136b) 중 하나만을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 한 쌍의 회전 제한 스위치들(134a, 134b, 136a, 136b)은 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 초기 제한 스위치들(134a, 136a)은 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 회전 속도를 제한하는 데 사용될 수 있고, 최종 제한 스위치들(134b, 136b)은 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 임의의 추가 회전을 저지할 수 있다.
유리하게는, 트리거링 장치(115), 샤프트(102)의 돌출부(118), 및 제1 및 제2회전 제한 스위치들(134a, 134b, 136a, 136b)은 모두 공통 평면에서 지지될 수 있다. 이 예에서, 평면은 트리거링 장치(115)가 회전하는 회전 평면에 의해 정의될 수 있다. 이는 회전 초과 이동 보호 장치의 패키징 및/또는 크기가 작게 유지될 수 있게 한다. 동시에, 회전 초과 이동 보호 장치(100)는 하우징에 대한 샤프트(102)의 회전이 제로 위치로부터 각 방향으로 180도보다 크게 되도록 한다. 따라서, 회전 초과 이동 보호 장치는 소형이면서 넓은 범위의 회전 이동을 허용할 수 있게 한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 샤프트(102)는 하우징(104)에 대해 상대 회전할 수 있다. 이 예에서, 샤프트(102)는 제로 위치(도 3a에 도시된 바와 같음)로부터 시계 방향으로 270도 회전된 것으로 도시되어 있다. 샤프트(102)의 이 예시적인 회전 수와 함께 도시된 바와 같이, 샤프트(102)의 돌출부(132)는 트리거링 장치(115)의 폴(118)에 맞물려지고, 트리거링 장치(115)는 도 3a에 도시된 중립 위치로부터 샤프트(102)와 함께 회전하게 된다. 즉, 샤프트(102)의 돌출부(132)는 180도로 회전될 때까지 독립적으로 회전하며, 이 지점에서 트리거링 장치(115)의 폴(118)과 맞물린다. 이후, 샤프트(102)가 제로 위치에서 180도를 지나며 회전할 때 샤프트(102)와 트리거링 장치(115)가 함께 회전한다.
이 예에서, 샤프트(102)의 돌출부(132)가 270도에 도달할 때, 트리거링 장치(115)의 캠 표면(116)은 초기 회전 제한 스위치(136a)의 캠 팔로워(137a)에 맞물린다. 이는, 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 시계 방향으로의 추가 회전을 정지하도록 모터에 오버라이딩 제어 명령을 전송함으로써, 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 추가 회전을 방지하도록 초기 회전 제한 스위치(136a)를 활성화한다.
명시적으로 도시되지는 않았으나, 샤프트(102)는 제로 위치로부터 반-시계 방향으로도 회전할 수 있고, 이로서 샤프트(102)의 돌출부(132)가 폴(118)에 맞물려서 캠 표면(116)이 초기 회전 제한 스위치(134a)의 캠 팔로워(135a) (이 예에서 270도에 위치)에 맞물릴 때까지 트리거 장치를 회전시켜서 반-시계 방향으로의 추가 회전을 방지할 수 있게 한다.
샤프트(102)가 제로 위치로부터 180도 미만의 각도로 돌아올 때, 트리거링 장치(115)는 샤프트(102)의 돌출부(132)로부터 분리되고, 그 중립 위치로 바이어스 된다. 샤프트(102)는 도 3a의 위치로 더 회전되어서 샤프트(102)의 돌출부(132)를 폴(118)이 샤프트(102)의 돌출부(132)로부터 180도 다시 배향된 위치로 배치할 수 있다. 트리거링 장치(115)는 트리거링 장치(115)의 바이어싱 부재를 통해(도 2의 회전 스프링(108)을 통해) 이 위치로 바이어스 된다.
여분 회전 제한 스위치들을 사용하는 이 예에서, 초기 제한 스위치들(134a, 136a) 중 어느 하나의 활성화가 실패한 경우, 이들과 맞물리는 각각의 방향에서 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 추가 회전은 최종 제한 스위치들(134b, 136b)의 활성화를 트리거할 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 제1 또는 초기 회전 제한 스위치(136a)의 실패를 가정하여, 돌출부(132)는 제로 위치로부터 대략 360도의 위치로 270도를 지나 시계 방향으로 회전되었다. 돌출부(132) 및 폴(118) 사이의 인터페이스에 의해 트리거링 장치(115)가 샤프트(102)와 동시에 이동하면, 동일한 방향으로의 추가 회전은 트리거링 장치(115)의 캠 표면(116)이 최종 회전 제한 스위치(136b)의 캠 팔로워(137b)와 맞물려서 최종 제한 스위치(136b)를 활성화하게 한다. 일 예에서, 최종 회전 제한 스위치(136b)의 활성화는 모터로의 전력을 차단하게 하고, 및/또는 샤프트(102)에 브레이크가 인가되어서 샤프트(102)의 시계 방향으로의 추가 회전이 방지될 수 있게 한다.
마찬가지로, 명시적으로 도시되지는 않았지만, 회전 제한 스위치(134a)의 실패를 가정하여, 돌출부(132)가 제로 위치로부터 270도를 지나 반-시계 방향으로 회전한 경우, 최종 회전 제한 스위치(134b)(이 예에서, 360도에 위치함)가 트리거 장치(115)의 캠 표면(116)을 통해 활성화될 수 있다.
따라서, 상기 실시 예에서, 회전 초과 이동 보호 장치(100)는 샤프트(102)로부터 하우징(104)으로 연장되는 케이블의 초과 회전(및/또는 샤프트(102)에 의해 지지되고 구동되는 하나 이상의 구성요소들의 초과 회전)을 방지할 수 있다. 회전 초과 이동 보호 장치(100)는 제로 위치로부터 각 방향으로 180도보다 큰 회전을 동시에 허용하면서 더 소형화될 수 있다.
다른 변형들이 또한 고려된다. 예를 들어, 덜 중요한 공간 제약들이 있는 어플리케이션들에서, 초기 회전 제한 스위치들(134a, 134b)은 최종 제한 스위치들(136a, 136a)과 다른 평면에서 오프셋될 수 있고, 트리거링 장치(115)는 경사진 평면 또는 스크류에서 회전할 수 있다. 이는 케이블(및/또는 지지되는 구성요소들)의 기계적 제약들이 허용하는 경우, 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 360도의 회전을 잠재적으로 허용할 수 있다.
또한, 트리거링 장치(115) 및 회전 제한 스위치들(134a, 136a)이 하우징(104)에 대한 샤프트(102)의 회전을 제로 위치로부터 270도로 제한하는 것으로 도시되지만, 이들보다 크거나 작은 다른 회전 제한(즉, 다른 제한된 회전 정도)는 특정 케이블의 기계적 한계와 같은 주어진 어플리케이션의 필요에 기초하여 어셈블리 내의 고정된 구성요소와 같은 하나 이상의 구성요소와 관련하여 샤프트(102)에 의해 지지되고 구동되는 하나 이상의 구성요소들의 공간 제약으로 인해 설정될 수 있다.
최전 초과 이동 보호 장치(400)의 다른 예가 도 4에 관련하여 도시된다. 도 4에서, 회전 초과 이동 보호 장치(400)는 앞서 논의된 바와 같은 방식으로 하우징(404)에 대해 회전 가능한 샤프트(402)를 포함한다. 이 예에서, 샤프트(402)는 제1기어(440)와 관련(예: 일체화(integrated))되어 있다. 제1기어(440)는 제2기어(461)를 포함하는 트리거링 장치(460)와 인터페이스하도록 사이즈되고 구성될 수 있다. 트리거링 장치(460)는 각각 제1회전 제한 스위치(446) 및 제2회전 제한 스위치(468)를 활성화하도록 작동 가능한 제1스톱(462) 및 제2스톱(464)를 포함한다. 이 예에서, 제1 및 제2스톱(462, 464)는 제1 및 제2회전 제한 스위치(466, 468) 상에 각각 배치된 플러져(467, 469)와 인터페이스 한다. 플런져(467, 469)는 각각 제1및 제2회전 제한 스위치(466, 468)를 활성화하므로, 하우징(404)에 대한 샤프트(402)의 추가 회전을 방지하기 위해 앞서 논의된 회전 제한 스위치들과 유사한 기능을 유사하게 제공할 수 있다.
제2기어(461)와의 제1기어(440)의 상대적인 사이즈, 및 스톱들(462, 464) 및/또는 제1및 제2회전 제한 스위치들(466, 468)의 배치는 제로 위치로부터의 샤프트(402)의 원하는 회전 제한에 기초하여 결정될 수 있다. 제1기어(440) 및 제2기어(461) 사이의 기어 감속(reduction)은 제로 위치로부터 각 방향으로 180도보다 큰 샤프트(402)의 회전을 허용할 수 있게 한다. 또한, 도 4에 도시된 예에서, 제1기어(440), 트리거링 장치(460), 및 제1 및 제2회전 제한 스위치(466, 468)은 유리하게는 공통 평면에 위치하거나 또는 달리 지지되어서, 회전 초과 이동 보호 장치(440)가 소형으로 유지될 수 있게 한다.
도면에 도시된 예시들이 참조되었고, 이를 설명하기 위해 특정 언어가 본 문서에서 사용되었다. 그럼에도 불구하고, 기술 범위의 어떠한 제한도 의도되지 않는다는 점이 이해될 것이다. 본 문서에 예시된 기능들의 변경 및 추가 수정들과, 본 문서에 예시된 예들의 추가 적용이 본 명세서의 범위 내에서 고려되어야 한다.
본 개시가 본 문서에 설명된 일부 실시 예들 또는 특징이 본 문서에 설명된 다른 실시 예들 및 특징들과 결합될 수 있다는 점을 명시적으로 개시하지는 않을 수 있으나, 본 개시는 당업자에 의해 실행 가능한 임의의 그러한 조합을 기술하기 위해 읽혀져야 한다. 본 개시에서 “또는”의 사용은 본 문서에서 달리 표시되지 않는 한 비-독점적 또는, 즉 “및/또는”을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 설명된 특징들, 구조들, 또는 특성들은 하나 이상의 실시 예들에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 전술한 설명에서, 설명된 기술의 예들에 대한 깊은 이해를 제공하기 위해 다양한 구성들의 예와 같이, 많은 특정 세부사항들이 제공되었다. 그러나, 기술은 하나 이상의 구체적인 세부사항 없이, 다른 방법들, 구성요소들, 장치들 등과 함께 실행될 수 있음이 인식될 것이다. 다른 예시에서, 잘 알려진 구조들 또는 동작들은 기술의 모호한 측면들을 피하기 위해 상세하게 설명되거나 도시되지 않는다.
비록, 주제가 구조적 특징 및/또는 동작에 대해 특정 언어로 설명되었으나, 첨부된 청구범위에서 정의된 주제가 반드시 상술한 특정한 특징들 및 동작들에 제한되는 것은 아니라는 점이 이해되어야 한다. 오히려, 전술한 특정한 특징들 및 작동들은 청구범위를 구현하는 예시적인 형태로서 개시된다. 설명된 기술의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 많은 수정 및 대안적인 배치들이 고안될 수 있다.

Claims (20)

  1. 회전 초과 이동 보호 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징에 연결되는 회전식 샤프트 - 상기 회전식 샤프트 및 상기 하우징은 서로에 대해 회전하도록 작동 가능함-;
    상기 하우징에서 지지되고 상기 회전식 샤프트의 적어도 일부 회전 각도를 통해 상기 회전식 샤프트와 함께 회전 가능한 트리거링 장치;
    상기 하우징에 배치되고, 제로 위치로부터 180도보다 큰 제1회전 방향으로 상기 회전식 샤프트 및 상기 하우징의 상대 회전 시에 상기 회전식 샤프트의 회전을 저지하도록 상기 트리거링 장치에 의해 활성화되도록 작동 가능한 제1회전 제한 스위치; 및
    상기 하우징에 배치되고, 상기 제로 위치로부터 180도보다 큰 제2회전 방향으로 상기 회전식 샤프트 및 상기 하우징의 상대 회전 시에 상기 회전 샤프트의 회전을 저지하도록 상기 트리거링 장치에 의해 활성화되도록 작동 가능한 제2회전 제한 스위치를 포함하고, 상기 제2회전 방향은 상기 제1회전 방향과 반대인, 회전 초과 이동 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1제한 스위치 및 제2제한 스위치와, 상기 트리거링 장치는 공통 평면에서 지지되는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트리거링 장치는 회전식 샤프트에 배치된 돌출부에 맞물리도록 작동 가능한 폴을 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 샤프트가 상기 제1회전 방향 및 상기 제2회전 방향 모두에서 상기 제로 위치로부터 실질적으로 180도 회전한 후에 상기 돌출부가 상기 폴에 맞물리는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴이 상기 돌출부와 분리된 상태에서 상기 폴을 중립 위치로 바이어스 하는 바이어싱 부재를 더 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바이어싱 부재는 상기 트리거링 장치 및 상기 하우징에 인터페이스되는 회전 스프링을 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 트리거링 장치는 캠 표면을 포함하고, 상기 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치는 각각 캠 팔로워를 포함하고, 상기 트리거링 장치는 상기 캠 팔로워에 맞물리는 상기 캠 표면에서 상기 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치를 활성화하도록 구성되는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트는 제1기어에 관련되고, 상기 트리거링 장치는 상기 제1기어와 인터페이스하도록 구성되는 제2기어를 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 트리거링 장치는 상기 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치와 인터페이스하는 제1스톱 및 제2스톱을 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  10. 회전 초과 이동 보호 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징에 연결되는 회전식 샤프트 - 상기 회전식 샤프트 및 상기 하우징은 서로에 대해 회전하도록 작동 가능함-;
    상기 회전식 샤프트에 인터페이스되고 회전 평면에서 회전하도록 구성된 트리거링 장치;
    상기 하우징에 배치되는 제1회전 제한 스위치로서, 상기 트리거링 장치의 회전면과 공면으로 배치되는 상기 제1회전 제한 스위치; 및
    상기 하우징에 배치되는 제2회전 제한 스위치로서, 상기 트리거링 장치의 회전면과 공면으로 배치되는 상기 제2회전 제한 스위치를 포함하고,
    상기 트리거 장치는 상기 하우징에 대한 제로 위치로부터 제1회전 방향으로 상기 회전식 샤프트의 180도보다 큰 회전 시 상기 회전식 샤프트의 회전을 저지하도록 상기 제1회전 제한 스위치를 활성화하고,
    상기 트리거 장치는 상기 하우징에 대한 상기 제로 위치로부터 제2회전 방향으로 상기 회전식 샤프트의 180도보다 큰 회전 시 상기 회전식 샤프트의 회전을 저지하도록 상기 제2회전 제한 스위치를 활성화하고, 상기 제2회전 방향은 상기 제1회전 방향에 반대인, 회전 초과 이동 보호 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트리거링 장치는 상기 회전식 샤프트에 배치된 돌출부에 맞물리도록 작동 가능한 폴을 포함하고,
    상기 샤프트의 돌출부와 상기 트리거링 장치의 폴이 맞물리면 상기 트리거링 장치는 상기 샤프트에 대해 회전하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 샤프트가 상기 제1회전 방향 및 상기 제2회전 방향 모두에서 상기 제로 위치로부터 실질적으로 180도 회전한 후에 상기 돌출부가 상기 폴에 맞물리는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 폴이 상기 돌출부에 맞물리지 않을 때 상기 폴을 중립 위치로 바이어스하는 바이어싱 부재를 더 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 바이어싱 부재는 상기 트리거링 장치 및 상기 하우징에 인터페이스되는 회전 스프링을 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 트리거링 장치는 캠 표면을 포함하고, 상기 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치는 각각 캠 팔로워를 포함하고, 상기 트리거링 장치는 상기 캠 팔로워에 맞물리는 상기 캠 표면에서 상기 제1회전 제한 스위치 및 제2제한 스위치를 활성화하도록 구성되는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 제1기어에 관련되고, 상기 트리거링 장치는 상기 제1기어와 인터페이스하도록 구성되는 제2기어를 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 트리거링 장치는 상기 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치와 인터페이스하는 제1스톱 및 제2스톱을 포함하는, 회전 초과 이동 보호 장치.
  18. 오브젝트를 위한 회전 초과 이동 보호를 제공하는 방법에 있어서,
    제로 위치로부터 적어도 180도로 제1방향으로 하우징에 대해 샤프트를 회전시키는 단계;
    사전 결정된 회전 위치에서 상기 제1방향으로 상기 하우징에 대한 상기 샤프트의 추가 회전을 저지하기 위해 제1회전 제한 스위치를 작동시키도록 트리거링 장치를 회전시키는 단계;
    상기 제로 위치로부터 적어도 180도로 제2방향으로 상기 하우징에 대해 상기 샤프트를 회전시키는 단계; 및
    사전 결정된 회전 위치에서 상기 제2방향으로 상기 하우징에 대해 상기 샤프트의 추가 회전을 저지하기 위해 제2회전 제한 스위치를 작동시키도록 트리거링 장치를 회전시키는 단계를 포함하고, 상기 트리거링 장치, 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치는 공통 평면에서 지지되는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치는 상기 트리거 장치의 캠 표면과 인터페이스 하는 상기 제1회전 제한 스위치 및 제2회전 제한 스위치 상의 캠 팔로워에 의해 작동되는, 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 샤프트는 제1기어에 관련되고, 상기 트리거링 장치는 상기 제1기어와 인터페이스 하는 제2기어를 포함하는, 방법.
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