KR970010823B1 - 안전 클러치 - Google Patents

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Description

안전 클러치

제1도는, 우측 절반부가 쇄정된 상태를 보여주며, 좌측절반부가 해제된 상태를 보여주는 본 발명에 따른 안전 클러치의 개략적일 부분 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1부분 2 : 아이(eye)

3 : 칼라(collar) 4,6 : 지지면

5 : 쇄정부재 8 : 제어 슬라이드

9,20,26,31 : 스프링 10 : 홈

11,12 : 접촉면 13 : 제2부분

16,19 : 쇄정면 17 : 견부

18 : 쇄정링 25 : 해제링

27 블록킹 부재

본 발명은 관형의 제1부분, 원통형의 제2부분 및 상기 제1부분과 계합하는 다수의 쇄정(locking)부재들을 포함하며, 상기 각각의 쇄정부재는 제2부분상의 접촉면과 계합하는 접촉면 및 방사상 외측쇄정면을 지니며, 또한 상기 제1부분과 제2부분사이에 해제가능한 접속을 확립하는 방식으로, 상기 제1부분과 제2부분이 상호작용하도록 구성되는, 특히, 구명부주(life folat ; 究明浮舟) 및 그와 유사한 것을 진수시키는데 사용되는 안전클러치에 관한 것이다.

이러한 안전 클러치는, 작업 갑판과 해면 사이의 거리가 약 50m에 이르는 유전 굴삭장치와 같은 해상구조물에서 특히 유인(有人) 보트를 상승시키거나 하강시키는데 사용된다.

예컨대, 큰 파도 및 강풍과 같은 환경에서 종종 곤란한 상태를 극복하기 위하여, 안전 클러치는 엄격한 요구조건을 만족시켜야 한다.

다양한 안전기준 및 실제의 상태에서 의무적으로 부과되는 요구는 특히, 소위 무부하상태, 즉 부분적으로 부하가 걸려있지 않은 상태와, 소위 부하상태, 즉 완전하게 부하가 걸려 있는 상태에서 모두 클러치를 해제할 수 있어야 한다는 것을 의미한다.

통상의 상태인 무부하 상태는, 보트가 해상으로 하강될 경우에 발생한다. 파도가 잔잔할 경우에는 문제가 없지만, 반면에 파도가 다소 큰 경우에는, 보트가 충분히 하강하여 물에 의해 지지되기 전에 일정과도 기간동안 파도에 부딪힌다. 사람뿐만 아니라 장비에도 상당한 위험을 초래할 수 있는 상기 과도기를 감소시키기 위하여, 클러치에 걸린 부하가 소정의 크기보다도 저하된 최초의 시점에서 해제되는 형태의 클러치가 사용되고 있다. 그런데, 실제로는 최초로 클러치가 해제될 때 보트가 파도에 하강됨으로써 과도기를 최소화하고, 이로인한 위험을 최소로 할 수 있다.

전술된 바와같이, 부하상태에서, 클러치는 완전하게 부하가 걸렸을때 해제되어야 한다. 이같은 상태는, 신속하게 접속을 벗기는 것이 중요한 긴급 상황과 실제로 동일하다.

이미 인용된 형태의 공지된 안전 클러치에 있어서, 제어부재는, 단면이 대략 U자형의 맨틀(mantle)과 같은 형태로, 관형의 제1부분 주위에 축방향으로 변위가능하게 설치된다. 쇄정 웨지(wedge)들은 클러치 주위에 변위가능하게 설치된다. 쇄정 웨지(wedge)들은 클러치 주위에 등간격으로 배치되어 있으며, 각각의 피보트 핀에 의하여 맨틀에 피봇가능하게 저어널(journol)된다. 스프링이 제어부재를 바이어스 시켜서 , 쇄정 웨지들을 쇄정 위치로 향하도록 바이어스시킨다. 클러치는 스프링 작용에 대하여 핸들형태의 제어부재를 변위시킴으로써 해제되고, 그 결과 중앙의 제2부분 쇄정홈과 맞물림이 풀리도록 쇄정 웨지를 잡아당긴다.

그러나, 상기와 같은 종래의 클러치는 여러 가지의 단점과 난점을 가지고 있다.

첫째, 종래 기술의 클러치는 부하 상태에서 클러치를 해제시키기 위한 준비가 되어 있지 않다. 따라서, 클러치가 종종 필수적으로 상기 요구에 따라야 하는 경우에는, 보조 부품에 고정될 필요가 있다.

두번째로, 종래기술의 클러치는 보트가 부유되기전, 상술한 과도시기를 감소시키는 제한적인 가능성만을 제공하는데, 그 이유는, 쇄정 웨지들의 이탈이 클러치 자체에 작용하는 부하종속력 이상의 힘을 필요로 하기 때문이다. 이것은, 아직 클러치를 작동시키고 있는 보트의 중량에 상당하는 힘의 성분이, 최대 작업자가 중량에 상당하는 수동으로 가해진 힘보다 작아질 때까지 클러치가 해제되지 않는다는 것을 의미한다. 보트의 총중량은 보통 작업자가 중량의 여러 배를 상회하기 때문에, 그 결과는 결국 보트가 대체로 유동되기까지, 다시 말해서 과도기의 최후를 제외하고는 클러치가 해제되지 않는다는 것이다.

본 발명에 따른 안전 클러치는, 제1부분이, 축방향으로 이동이 가능하도록 쇄정부재들의 외부쇄정면들과 상호작용하도록 구성된 방사상 내부 쇄정면이 제공된 스프링 바이어스된 쇄정링, 상기 쇄정링 주위에 배치되어 축방향이동이 가능하도록 스프링 바이어스된 해제링 및 상기 해제링의 가능한 축방향 변위를 결정하도록 된 블록킹(blocking) 부재를 포함하고, 상기 쇄정부재들과 제2부분의 상호작용하는 접촉면들은 클러치에 부하가 걸릴 때 쇄정부재들의 쇄졍면들이 쇄정링의 대응하는 쇄정면에 대하여 압축되도록 배향된다는 것이 종래 기술의 클러치와 다르다.

이렇게 하면, 클러치의 해제력을, 쇄정부재들과 쇄정링이 상호작용하는 표면들 사이의 실제 마찰력과, 상기 제1부분에 대한 쇄정링상에서 직접 작용하는 스프링력과의 합과 거의 같게 할 수 있다. 상기 후자의 스프링력은 작으므로 이하에서는 무시된다.

마찰력의 크기는 주로 하중을 전달하는 접촉면들의 각도 설정에 의해 결정되지만, 클러치의 나머지 부분의 구조로 인하여 상기 마찰력은 쇄정링에 의해 쇄정부재들이 상기 제2부분을 해제시키지 못하도록 기계적으로 방지한다는 본래의 쇄정 효과에 결정적인 요인은 아니다.

상술한 것을 고려하면, 접촉면의 적당한 방향 설정에 의해 클러치 부하와 관련된 해제력간의 바람직한 관계를 제공할 수 있게 됨으로써, 종래부터 요구되고 있던 만큼의 힘의 행사 없이도, 별 문제없이 부하상태에서와 무부하 상태에서 클러치를 확실하게 해제시킬 수 있게 된다.

해제링이 쇄정링에 대해 스프링 바이어스되도록 클러치를 실행시킴으로써, 실제 스프링 자신의 힘에 대해 상기 링등 사이에서 전달되는 힘을 제한할 수 있게 되었는데, 이러한 사실은 후술되는 바와 같이 무부하상태에서 클러치를 해제시킬 경우 특히 유리하다.

본 발명의 도면을 참조하여 상세히 설명된다

제1도에 도시된 것처럼, 도면의 우반부는 쇄정시의 클러치를 예시하며, 도면의 좌반부는 해제시의 클러치를 예시한다.

예시된 실시예에서, 클러치는 일단부에 아이(eye : 2)가 나사고정된 관형의 제1부분(1)을 포함한다. 상기 제1부분(1)의 타단부에는 반경방향 내측으로 배향되어 주위를 둘러싸는 칼라(3)가 형성되어 있는바, 상기 칼라(3)는 4개의 쇄정부재(5)들의 상응하는 지지면(6)과 계합하는 환형의 반경방향 배향 지지면(4)을 지니며, 상기 쇄정부재(5)는 또한 원형 링 부분을 지니며 원주를 따라 일정하게 분포된다. 상기 쇄정부재(5)들은 제1부분에 축방향으로 이동가능하게 저어널된 버섯형태의 제어 슬라이드(8)에 의해 적소에 유지되는 바, 상기 제어 슬라이드(8)는 제1부분(1)내에 수용된 쇄정부재(5)들의 내측 단부들을 향하는 방향으로 스프링(9)에 의해 바이어스된다. 제어슬라이드(8)에는 상기 쇄정부재(5)의 내측 단부와 결합하는 경사진벽들을 가지고 있는 주변 홈(10)이 제공되며, 제어 슬라이드(8)는 쇄정부재(5)들이 정확하게 위치하도록, 쇄정부재(5)들 사이에서 일정거리만큼 중앙을 향해 더 연장된다. 쇄정부재들 반대쪽 외부 단부들에 인접하게, 쇄정부재들에는 제2부분(13)의 해망 접촉면(12)과 접촉가능하게 내부로 향한 접촉면(11)이 제공되는바, 그 접촉면(11)의 선단부는 쇄정부재(5)들 사이에 삽입되도록 되어있다. 도시된 바와같이, 상호 작용하는 접촉면(11 및 12)은 제2부분(13)의 이탈시 쇄정부재(5)의 외측 단부들을 반경방향 외측으로 바이어스시키는 배향을 가진다.

마찬가지로, 쇄정부재(5)는 쇄정부재 외측단 근처에 반경방향 외측 쇄정면(16)과, 상기 쇄정면(16)에 거의 수직으로 되어 있는 견부(shoulder)(17)를 갖는다.

쇄정부재(5)들의 외측 쇄정면(16)과 함께 작동하도록 방사상 내부 쇄정면(19)을 자유단 근처에 갖는 관형 쇄정링(18)이 제1부분(1)주위에 방사상으로 배치된다. 쇄정링(18)은 스프링(20)에 의해 제1부분(1)으로 이동가능하다. 마찬가지로, 스프링(26)에 의해 스프링 바이어스되어 쇄정링(18)으로 이동가능한 관형 해제링(25)이 쇄정링(18)주위에 배치된다.

쇄정링(18)에 대해 해제링(25)의 축방향 이동을 제한하기 위한 환형 블록킹 부재(27)가 제1부분(1)의 아이(2)에 제공되는바, 상기 블록킹 부재(27)는 도시되지 않은 수단에 의해 제1부분(1)에 대해 각각 다른 2위체 고정 가능하다.

클러치는 다음과 같이 작동한다.

도면의 좌측에 도시된 클러치의 해제위치에서, 쇄정링(18)은 해제링(25)과 함께 스프링(20) 작용으로 보게되며, 쇄정링(18)은 쇄정부재(5)들의 견부(17)와 결합된다. 쇄정부재(5)들의 외측 단부들이 방사상 외측으로 피봇됨으로써 제2부분(13)이 전방의 둥근 단부가 상기 쇄정부재(5)들 사이에 삽입될 수 있다. 상기와 같은 피봇작동은 쇄정부재(5)들의 내부 단부들이 제어 슬라이드(8)의 홈(10)의 경사벽들과 결합되어 있기 때문에 발생하며, 결과적으로 상기 내부 단부들이 방사상 내부로 가압됨으로써, 쇄정부재(5)들이 칼라(3)에 대해 회전한다.

해제가능한 접속이 설정되면, 제2부분(13)의 전방 단부는 쇄정부재(5)들 사이에 삽입되어, 제어 슬라이드(8)에 대해 접촉하며 또한 제어 슬라이드(8)를 스프링(9)의 힘에 대항하여 역방향으로 밀어 복귀 시킨다. 이어서 쇄정부재(5)들의 내부단부는 반경방향 외측으로 강제되는바, 이는, 한편으로는, 제1부분(1)과 제어 슬라이드(8)와의 기하학적 계합에 의하며, 다른 한편으로는, 내측 슬롯(30)내에 수용되어 쇄정부재(5)들을 반경 방향 외측으로 작동시키는 환형 스프링(31)에 의한 것이다.

쇄정부재(5)들의 일정한 피봇 작동후, 쇄정링(18)은 견부(17)들을 통과하며, 재차 쇄정부재(5)의 부가적인 견부(32)에 접촉될 때까지 쇄정부재(5)상으로 스프링(20)에 의해 활주가능하다. 동시에, 쇄정부재(5)들과 제2부분(13)의 접촉면(11 및 12)이 각각 계합되는 반면, 쇄정부재(5)들과 쇄정링(18)상의 쇄정면(16 및 19)들이 각각 계합한다. 그후, 클러치는 도면의 우측에 도시된 위치 즉 쇄정 상태로 된다.

따라서, 쇄정된 클러치에 부하가 가해지면 접촉면(11 및 12)상에 전달된 힘은 한편으로는, 제1부분(1)의 칼라(3)와 쇄정부재(5)의 지지면(4,6)들 사이에 축방향 성분을 발생시키며, 다른 한편으로는 쇄정부재(5)와 쇄정링(l8)의 쇄정면(16 및 19)들 사이에 반경방향성분을 발생시킨다. 상기 두 성분들의 크기의 비는 접촉면(11 및 12)들의 각도배향에 의존하기 때문에, 상기 각도배향을 변경하면 벡터 성분간의 크기 비를 변경할 수 있으므로, 상기 힘의 성분간의 바람직한 상호 관계를 유지할 수 있다.

클러치가 무부하상태에서 해제되어야 할 경우, 해제링(25)은 스프링(26)의 힘에 대해 화살표(P)방향으로 당겨져, 블록킹 부재(27)와 접하게 된다. 상기 블록킹 부재(27)는 점선으로 도시된 제1위치를 점유하는데, 이 위치에서는 스프링(26)이 완전압축되는 정도까지 해제 링(25)이 변위되는 것을 방지한다. 결과적으로, 쇄정링(18)에 전달되는 힘은 스프링(26)만에 의해 가해진 힘과 같다.

이것은, 쇄정면(16 및 19)들 사이의 부하에 종속하는 마찰력이 스프링(20 및 26)에 의해 가해진 전체 힘보다 적을때에만 클러치가 해제되도록 한다. 상기 쇄정면(16 및 19)들 사이의 실질적인 상태에 따라 상기 스프링들의 힘을 적당하게 결정하는 것으로 클러치의 해제력을 소정의 상태로 유지시킬 수 있다.

해제중에 쇄정링(18)이 당겨져 쇄정부재(5)들의 쇄정면(16)들로 부터 충분히 떨어지면, 상기 쇄정부재들이 외측으로 피봇됨으로써 제2부분(13)을 해제시키는바, 이때 상기 제2부분(13)은 제1부분(1)으로부터 이탈이 자유로워진다. 그러면, 클러치는 도면의 좌반부에 도시된 위치, 즉 해제 상태로 된다.

한편, 부하 상태에서 클러치를 해제해야 할 경우에 블록킹 부재(27)는 제1위치로부터, 스프링(26)이 와전하게 압축될 수 있는 정도로, 해제링(25)이 축방으로 이동될 수 있는 예시된 제2위치로 이동된다.

해제는, 화살표(P)의 방향인 하향으로 해제링(25)을 당김으로써 강제적으로 실행된다. 이는 스프링(26)이 완전 압축되게 하여, 일종의 해머 타격(hammer stroke)을 쇄정링(18)상에 전달한다. 상기와 같은 돌연한 타격은 반대 방향으로 작용하는 전체 스프링력보다 상당히 큰 힘을 쇄정링(18)에 작용시킨다. 즉, 쇄정링(18)은 반작용에 의해 필연적으로 쇄정부재(5)의 쇄정면(16)으로부터 충분히 떨어지게된다. 따라서, 클러치의 해제가 상술한 것처럼 실행된다. 부하상태에서의 해제가 실시된 후 블록킹 부재(27)는 무부하 위치로 복귀되어, 클러치는 다시 준비 상태를 유지한다.

Claims (3)

1. 관형 제1부분(1), 원주형 제2부분(13) 및 상기 제1부분과 계합하는 다수의 쇄정부재(5 ; locking member)들을 포함하며, 상기 쇄정부재(5)들은, 각각 제2부분(13)상의 해당 접촉면(12)과 교합하도록 구성된 접촉면(11) 및 반경방향 외부 쇄정면(16)을 지니며, 상기 제1부분과 제2부분이 상기 제1부분과 제2부분 사이에서 해제(release)가능한 접속을 설정하는, 방식으로 상호작용하도록 구성되는, 구명부주 및 그와 유사한 것을 진수하는데 사용하는 안전 클러치(safety clutch)에 있어서, 제1부분(1)은 축방으로 변위가능하며 쇄정부재들(5)들의 외부쇄정면(16)들과 상호 작용하도록 형성된 방사상 내부 쇄정면(19)이 제공된 스프링 바이어스 쇄정링(18), 상기 쇄정링(18)주위에 배열되고 상기 쇄정링에 대해 스프링 바이어스되며 축방으로 이동가능한 해제링(25) 및 상기 해제링의 가능한 축방이동을 결정하는 블록킹 부재(27)를 포함하고, 상기 쇄정부재들과 제2부분의 상호 작용하는 접촉면(11,12)들은 클러치에 부하가 걸릴 때 상기 쇄정부재(5)들의 쇄정면(16)들이 쇄정링(18)의 대응하는 쇄정면(19)에 대해 압축되도록 배향되는 것을 특징으로 하는 안전 클러치.
2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 쇄정부재(5)들은 원형 링 형상을 지니며, 제1부분(1)내에 위치한 선단부에 인접한 쇄정부재(5)들에는 클러치의 쇄정위치에서 클러치의 종축에 대해 수직배향되며, 상기 제1부분(1)의 대향하는 지지면(4)과 접촉하는 쇄정면(16)이 제공되며, 클러치의 쇄정위치에서 쇄정부재들과 쇄정링의 상호 작용하는 쇄정면(16,19)들이 클러치의 종축에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 안전 클러치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제어 슬라이드(8)는 제1부분(1)내에 수용되며, 상기 슬라이드(8)는 쇄정부재(5)들의 선단부 방향을 향해 스프링 바이어스되고, 쇄정부재(5)들의 상기 선단부들과 접촉하는 내향 경사면을 지녀, 상기 선단부들을 반경방향 내측으로 작동시키며, 동시에 쇄정부재의 외부단을 반경방향 외측으로 바이어스시키는 것을 특징으로 하는 안전 클러치.

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