KR0174076B1 - 감소된 반경방향 베어링력을 지닌 스프링 클러치 조립체 - Google Patents

감소된 반경방향 베어링력을 지닌 스프링 클러치 조립체 Download PDF

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KR0174076B1
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마틴 웨인
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Abstract

감소된 반경방향 베어링력들을 지닌 스프링 클러치 조립체가 개시된다. 그 클러치는 샤프트(43), 상기 샤프트(43)와 마찰 접촉을 이루기 위해 나선식으로 감겨 축방 장착된 적어도 2개의 제1 및 제2의 스프링(49 및 51), 및 상기 샤프트(43)에 대해 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 각각의 스프링(49,51)들에 단부에 조임력을 선택적으로 가하기 위해 상기 각각의 제1 및 제2 스프링(49,51)들에 대응하는 교합수단을 포함한다. 각각의 교합수단(53,55)은 상기 스프링 단부(57,59,61,63)들에 의해 유도된 반경방향 베어링력을 제거하기 위해 상기 샤프트(43)들 따라 반경방향 및 대칭 배치된다.

Description

[발명의 명칭]
감소된 반경방향 베어링력을 지닌 스프링 클러치 조립체
[발명의 상세한 설명]
[발명의 배경]
본 발명은 스프링 클러치들에 관한 것이며, 특히 출력 요소를 제어하는 힘이 클러치 스프링의 단부 또는 탱(tang)과의 접촉으로부터 발생하는 스프링 클러치들에 관한 것이다. 클러치의 출력 요소가 회전함에 따라, 상기 힘의 방향또한 회전한다. 클러치의 적용에 있어서, 다른 더 일정한 힘과 상기 회전력의 조합은 블라인드(blind)를 작동시키는데 필요한 힘의 바람직하지 않은 서어징(surging)또는 변화를 발생시킨다. 또한, 상기 힘에 의해 발생된 모멘트를 균형잡기 위하여, 클러치 내부에 마찰력들이 발생하여, 그것의 작동을 더 어렵게 한다.
미합중국 특허 제 4,372,432호 및 제 4,433,765호는 상기의 단점을 지니는 스프링 클러치들을 개시한다. 이러한 클러치들은 주로 윈도우 세이드(window shade)들, 베니션 블라인드들, 주름진 세이드들 및 수직으로 이동하는 다른 윈도우 처리를 상승 및 하강 시키도록 의도된다. 이러한 장치들은, 동축 플라스틱 부품들이 하중을 지지하고 서로 얹혀 움직이는, 어떤 종류의 볼 또는 로울러 베어링들없이 저렴하게 제조되고, 수동으로 작동되는 장치들이다. 높은 작동력, 마찰견인, 또는 블라인드를 이동시키는데 필요한 힘에 있어서의 변화들은 불쾌한 것으로 인지되며, 거친 작동 및 낮은 품질의 인상을 준다. 그럼에도 불구하고, 구조 때문에, 마찰 견인 및 균일하지 않은 작동력이 상기 종래 기술 장치들에 고유하게 존재한다. 본 발명은 마찰 견인 및 작동력의 변화를 최소화시키기 위한 수단을 제공한다.
[발명의 개요]
단일 스프링을 지니든지 다중 스프링들을 지니든지간에, 종래기술 클러치들은 클러치의 출력 요소의 단일 기구에 힘들이 가해진 부하를 지지한다. 미합중국 특허 제 4,433,765호에 개시된 클러치는 세이드의 행잉 하중(hanging weight)을 지지하기 위한 하나이상의 스프링을 사용한다. 상기 특허에서 각각의 스프링들은 실질적으로 장치의 축에 대하여 동일한 방향으로 배향된 장하된 탱을 지닌다. 클러치의 축에 대하여 비대칭 방식으로 상기 지지력들을 적용하는 것은 클러치 내부의 베어링 표면에 반동력을 발생시킨다. 세이드를 지지하는 것은 스프링탱들의 힘들과, 짝힘(force couple)또는 토오크를 포함하는, 함께 작용하는 베어링 반동들의 힘들의 조합이다.
본 발명의 원리 따르면, 다수의 스르핑들을 사용하는 클러치는, 스프링들에 의해 발생된 힘들의 직접적인 결과에 따라 베어링들내에 반동력을 발생시키지 않고 매우 정밀한 순수 짝힘으로 출력 부하를 지지하도록 형성될 수 있다. 이것은 장치의 축에 대하여 대칭으로 배치된 경계 표면들을 제공하도록 스프링 탱들과 접속하는 요소들을 재설계함으로써 달성될 수 있다. 예를들면, 2개의 스프링들을 사용할 때, 제1의 스프링은 클러치의 한측상의 표면들과 상호작용할 수 있지만, 제2의 스프링은 그것의 탱이 제1스프링에 의해 사용된 표면들과 동일한 직경이지만, 대향측상의 표면들과 상호작용하도록 설치될 수 있다. 이러한 방식으로, 스프링 쌍들은 짝힘을 형성하도록 상호작용하여 클러치의 운동을 제어할 수 있다. 스프링들의 쌍들이 클러치 축에 수직한 평면내에서, 또는 거의 그러한 평면내에서 작용하도록 클러치를 형성하는 것이 중요하다. 공통적으로 보정수단을 지니는, 스프래그, 래칫, 또는 로울러 및 다각형 클러치들 중 수개의 다른 형태의 클러치들은 중심 클러치 요소들에 대하여 대칭으로 정렬된 스프래그들, 래칫 포올, 또는 로울러 들로 되어, 그로인해 본원에 개시된 균형을 달성하는 것이 주목된다. 이러한 균형이 스프링 클러치들내에서 실행되지 않는 이유는 종래기술 스프링 클러치들이 매우 자주 접촉 워통형 표면들 사이의 간극을 메우는 스프링으로 설계되기 때문이다. 이러한, 소위 분할 샤프트(split shaft)를 사용하면, 부하를 지지하기 위해 하나 이상의 스프링을 사용하는 것은 비현실적이다.
미합중국 특허 제 4,253,553호는 스프링의 2개의 탱들에 토오크 연결부들을 제조하지만, 단일 스프링이 단일 연속 표면과 접촉하는 양방향 스프링 크러치를 제조하기 위한 방법을 지시한다. 미합중국 특허 제 4,433,765호에 개시된 발명의 스프링 클러치 이전에, 스프링 클러치들은 부하를 지지하기 위해 평행으로 작용하는 하나이상의 스프링을 지나지 않는다. 본 발명은 미합중국 특허 제 4,433,765호에 지시된 스프링 형태를 사용하여, 다른 일반적으로 더 값비싼 형태의 클러치들에서 공통적으로 달성된 균형적인 작동을 달성하기 위한 방법을 제시한다.
저렴한 스프링 클러치들은 종종 사출 성형된 또는 다이 캐스팅된 부품들로 제조된다. 다수의 스프링들을 지니는 양방향 클러치들은 스프링들이 마찰 접촉하는 표면내의 비평탄성을 단점으로 한다. 스프링들이 배치된 원통형 표면 또는 스프링들이 포함된 원통형 공동이 균일하기 않을 경우, 동일한 스프링들의 탱들은 정렬되지 않는다. 삽입된 스프링들의 쌍들의 사용은 지지표면의 상기 비평탄성의 작용력들을 최소화시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 스프링 클러치 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 출력 토오크에 대한 반동으로부터 발생하는 마찰을 지니지 않는 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 부가의 목적은 감소된 베어링 부하들을 지니는 스프링 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 부가의 목적은 감소된 베어링 부하들을 지니는 스프링 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 클러치가 회전함에 따라 변화하는 내부 마찰력들을 지니지 않는, 코드 또는 체인 작동된 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 전체 작동 마찰이 감소된 스프링 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마찰력으로 인한 마모가 감소된 스프링 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 작동이 더 유연한 스프링 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 작동이 스프링 베어링 표면의 비평탄성에 덜 민감한 스프링 클러치를 제공하는 것이다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명의 부가의 목적, 특성들 및 장점들이 첨부도면들을 관련하여 후술되는 상세한 설명을 참고로 자명해질 것이다.
제1도는 윈도우 세이드를 제어하기 위해 사용된 종래기술 스프링 클러치의 단면도.
제2도는 제1도의 클러치의 측면도.
제3도는 제1도의 A-A 평면에서 제1도의 클러치의 단면도.
제4도는 제1도의 클러치의 풀리의 도면.
제5도는 제2도의 B-B 평면에서 취해진, 동일한 클러치의 단면도.
제6도는 제5도에 도시된 배향과 비교할 때, 세이드가 반시계방향으로 90도 회전된, 제4도 및 제5도의 클러치 하우징의 도면.
제7도는 본 발명의 클러치의 분해도.
제8도는 제3도와 유사한, 제7도의 클러치의 단면도.
제9도는 본 발명의 클러치의 제2실시예의 부분 분해도.
제10도는 본 발명의 다른 실시예의 단면도.
제11도는 스프링 탱틀, 풀리 구동 섹터 및 하우징 키이들의 상호관계를 제시하는, 제10도의 클러치의 단면도.
제12도는 본 발명의 부가의 실시예의 스프링들의 등각도.
제13도는 본 발명의 또다른 실시예의 분해도.
[도면의 상세한 설명]
제1도는 윈도우 세이드들을 제어하기 위해 사용된 종래 기술의 스프링 클러치와 브래킷을 제시하는 단면도이다. 그러한 클러치들은 전형적으로 코드 또는 비드(bead)체인의 제어 루프에 의해 작동된다. 제1도에 도시된 클러치(1)는 벽 또는 천장(ceiling)에 장착되고 클러치(1)의 단면 내의 슬롯(5) 내로 합치되는 브래킷(3) 상으로 장착된다. 세이드를 상승 및 하강 시키기 위해 사용된 제어 루프(7)가 클러치 아래에 걸린다. 제2도는 세이드 로울러 튜브(9)의 세이드 직물을 볼 수 있는 동일한 클러치의 상이한 도면을 제시한다.
제3도는 제1도의 평면 A-A를 따라 취해진, 제1도의 클러치의 단면도이다. 세이드의 브래킷(3)의 스피어(13 ; spear)에 의해 지지된다. 스피어(13)와 슬롯(5)의 형태는 세이드의 클러치 단부는 제1도에 최상으로 도시된, 클러치(1)의 슬롯(5) 내로 합치되는 브래킷(3)의 스피어(13; spear)에 의해 지지된다. 스피어(13)와 슬롯(5)의 형태는 세이드의 하중에 대한 회전 억제 및 지지를 제공한다. 스프링(15)은 풀리(23) 및 하우징(25)상의 표면들에 접촉하기 위한 외향으로 굽은 탱(19 및 21)들을 지닌다.
풀리(23)는, 풀리(23)가 그 근처에서 자유 회전하는 것을 허여하는, 샤프트(17)의 외경 위에 합치하는 유연한 내부 베어링 표면(27)을 지닌다. 하우징(25)은 풀리(23)의 더적은 단부 위에 합치하며, 한단부에서 하우징이 장착되는 유연한 원통형 내측 베어링 표면(29) 및 샤프트(17)상으로 장착하는 폐쇄된 단부에 대한 유사하지만 더적은 표면(31)을 지닌다. 세이드(11)는 하우징(25)위에 가압합치되는 로울러(9)에 대하여 휘감기며, 그 로울러에 부착된다.
제4도는 풀리(23)를 제시한다. 원통형 연장주(23)는 에지(37 및 39)들에 의해 2개의 측들상에 접하는 개구부(35)를 지닌다. 제5도는 제2도의 평면 B-B에서 취해진 클러치(1)의 단면도이다. 세이드 재료(11)는 하우징(25)위에 합치되는 세이드 로울러 튜브(9)상으로 부분적으로 진행될 수 있다. 풀리(23)의 원통형 연장부(33)는 하우징(25)내부에 동심 배치된다. 스프링(15)이 그 주변에 감긴 샤프트(17)가 원통형 풀리 연장부(33)내측에 동축 배치된다. 개구부(35)의 에지(37 및 39)들 사이에 스프링(15)의 탱(19 및 21)들이 존재한다, 방사 내향으로 돌출하는, 하우징(25)의 내측 표면을 따라 측방향으로 연장하는 키이(41)가 스프링(15)의 탱(19 및 21)들 사이에 존재한다.
클러치의 작동은 당업자들에게 잘 알려져 있으며, 다음과 같이 이해될 수 있다. 브래킷(3)상으로 견고하게 장착된 샤프트(17)는 고정 유지된다. 세이드 직물(11)의 하중은 제5도에 제시된 바와 같은 시계방향으로 하우징(25) 및 세이드 로울러(9)상에 토오크를 발생시킨다. 이러한 토오크의 결과로서, 하우징(25)은 시계방향으로 회전하여, 키이(41)를 스프링 탱(19)과 접촉시킨다. 이러한 접촉력은 샤프트(17)에 대하여 스프링(15)을 조여, 그들 사이의 마찰력을 증가시키며, 부가의 이동을 저지한다. 세이드의 위치는 코드루프(7)의 한측 또는 다른 측상에서 잡아당김으로써 변화되는바, 그것은 상응하는 방향으로 풀리(23)를 회전시킨다. 제5도에 제시된 바와 같이, 풀리(23)가 시계방향으로 회전할 때, 에지(39)는 스프링(15)의 탱(21)과 접촉한다. 이것은 샤프트(11)상의 스프링(15)의 그립(grip)을 해제하여, 스프링과 하우징(25)이 세이드를 하강시키도록 회전하는 것을 허여한다. 반대 방향으로 회전중, 에지(37)는 탱(19)과 접촉하여, 샤프트(17)상의 스프링(15)의 그립을 해제하여, 스프링이 샤프트에 대하여 회전하는 것을 허여한다. 하우징(25)은 또한 키이(41)와 탱(19)의 접촉에 의해 회전되며, 그로인해 세이드를 상승시킨다.
세이드가 로울러(9) 상으로 완전히 진행하면, 세이드, 로울러 및 클러치 장치의 하중은 브래킷(3)의 스피어(13)에 의해 지지된 하중이, 로울러의 축상에 집중되는 경우와 같이 작용한다. 세이드가 하강됨에 따라, 그것은 제5도에 제시된 바와같이 로울러의 한측으로부터 걸린다. 지지된 전체 하중은 동일하지만, 모멘트는 세이드(11)의 행잉 부분의 하중에 의해 발생된 토오크에 반동하도록 브래킷에 의해 크러치 상에 가해져야 한다. 세이드(11)의 행잉 부분과 스피어(13)에 의해 가해진 전체 지지력의 동일하지만 대향 부분의 하중에 의해 짝힘이 형성된다. 그 짝힘에 반동하고, 평형을 유지하기 위해, 하우징 키이(41)상에 작용하는 스프링 탱(19)의 힘과 그 힘에 대한 베어링 반동에 의해 다른 대향 짝힘이 형성된다. 키이(41)상의 탱(19)의 힘에대한 반동으로 발생하는 베어링 힘의 존재를 탱(19)에 의해 키이(41)에 가해진 힘이 수평 방향으로 작용하도록 하우징(25)이 회전되는 것을 제어하는 제6도의 고찰에 의해 가장 쉽게 이해될 수 있다. 세이드가 이러한 위치에 고정되면, 키이상의 스프링 탱의 힘은 하우징에 작용하는 수평력으로 될 수 없다는 것이 자명하다. 수평 평형 상태는 부가의 수평력을 필요로 한다. 이러한 부가의 힘은 스프링 탱에 의해 가해진 힘에 대한 베어링 반동이며, 크기가 항상 그것과 동일하고, 반대 방향이다. 키이(41)상의 스프링 탱(19)에 의한 힘과 결과 베어링 반동력의 2가지 힘들은 세이드(11)의 행잉부의 하중으로 인한 짝힘이 대립되는 짝힘(c)를 형성한다.
상기 2가지 힘들의 방향은 세이드가 감기거나 또는 감기지 않음에 따라 키이(41) 및 하우징(25)과 함께 회전한다. 베어링 반동력이 하향으로 향해질 때, 그것은 세이드의 하중에 의한 부하를 내부 베어링에 가한다. 세이드가 이동함에 따라, 상대적으로 이동하는 부품들 사이의 계면들의 마찰력은 세이드가 이동하도록 하기위해 극복되어야하는 토오크의 발생시킨다. 각각의 베어링 표면의 마찰력은 부품들 사이의 반경방향 부하에 비례한다. 베어링 표면(31)과 베어링 표면(27)의 반경방향 부하는 전술된 2가지 힘들이 회전함에 따라 변동하기 때문에, 상기 베어링 표면들에서 발생된 마찰 견인 또는 변화한다. 본 발명이 최소화시키는 것은 이러한 변화이다.
베어링 마찰이 증가함에 따라 세이드를 작동시키기 위해 필요한 작용력이 증가하기 때문에 본 발명은 또한 세이드를 작동시키는데 필요한 작용력을 감소시키기 위한 수단을 제공한다.
후술되는 본 발명의 상세한 설명에서, 마찰 견인이 감소되고 작동력의 서어지가 제거되는 방법이 자명해질 것이다. 설명적인 실시예에 있어서, 윈도우 세이드의 작동에 적용된다. 다른 적용들이 당업자들에게 명백히 될것이다.
본 발명은 클러치 내부에 동일한 각 간격으로 배향된 탱들을 지닌 다수의 스프링들을 사용하는 스프링 클러치로 구성되어, 스프링 탱들에 의해 유도된 반경방향 베어링 부하들의 순수 작용력은 영으로된다. 제7도의 클러치의 몇몇 부품들은 제1-6도의 클러치의 상응하는 부품들과 동일하다. 브래킷 시스템은 단순화를 위해 제7도에서 생략되었다. 브래킷 시스템은 제1도에 도시된 것과 동일하게 될 수 있으며, 다른 많은 시스템들이 그와같이 작동된다. 제7도에 도시된 클러치는 제3도의 샤프트(17)와 동일하게 될 수있는 샤프트(43)를 지닌다. 그러나, 풀리(45), 하우징(47) 및 스프링(49 및 51)들의 배치는 제1-6도에 도시된 실시예와 상이하다. 미합중국 특허 제 4,433,765호의 클러치와 같이, 제7도의 혁신적인 클러치는 1개 이상의 스프링을 합체시킨다. 본 실시예에서는 2개의 스프링들이 이용되지만, 다수의 스프링들이 사용되어, 충분한 축방향 길이가 제공될 필요가 있다.
제1-6도들의 클러치와 제7-8도들의 클러치를 비교하면, 제1-6도의 클러치의 풀리(23)의 원통형 연장부(33)는 스프링(15)의 탱(19 및 21)들을 수용하기 위한 단일 개구부(35)를 지니는 반면, 제7-8도의 풀리(45)는 2개의 구동섹터(53 및 55)들로 구성되는 원통형 연장부를 지닌다. 스프링(49)의 탱(57 및 59)들은 구동 섹터(53 및 55)들 사이의 2개의 아치형 개구부들 중 하나의 내부에 놓이지만, 스프링(51)의 탱(61및63)들은 다른 개구부 내부에 놓인다. 또한 각각의 스프링(49 및 15)들의 탱들을 접촉시키기위한 하우징(47)의 키이(65및67)들을 제7도 및 제8도에서 볼 수 있다. 제1-6도의 클러치에서와 같이, 로울러(69)가 하우징(47)의 외측상의 리브(71)들 위에 견고하게 합치된다.
본 발명의 클러치의 작동은, 클러치의 제어요소들의 상대적 위치를 최상으로 제시하는 제8도의 고찰에 의해 최상으로 이해될 수 있다. 제8도에서, 세이드 재료의 부분(73)의 하중은 클러치가 지지해야하는 토오크를 발생시킨다. 하우징(47)의 회전을 지지함으로써 클러치는 이러한 하중을 지지한다. 지지력들이 2위치에 가해진다. 키이(65)는 스프링(49)의 탱(57)과 접촉하여, 세이드 브래킷에 견고하게 장착되는 샤프트(43)에 대하여 스프링을 조이며, 키이(67)는 스프링(51)의 탱(61)과 접촉하여, 샤프트(43)에 대하여 그것을 조인다. 미합중국 특허 제 4,433,765호의 원리에 따르면, 각각의 스프링은 부하의 일부를 지닌다. 제8도에서, 키이(65 및 67)들과 스프링 탱(57 및 61)들 사이의 접촉의 선은 수직이며, 따라서 키이들과 스프링 탱들 사이의 실질적으로 수평이다. 이러한 힘들은 실질적으로 크기가 동일하며 방향이 반대이기 때문에, 그것들은, 만일 있다고 하더라도, 하우징, 세이드, 및 세이드 로울러를 지지하는 베어링들의 반동을 거의 발생시키지 않는다. 상기 2가지 힘들은 세이드의 행잉 하중으로인한 토오크에 대향하는 토오크를 지니는 짝힘를 형성한다. 풀리(45)의 구동 섹터(53 및 55)들은 스프링 탱(59 및 63)들과 접촉한다. 풀리(45)의 시계방향 회전은 양스프링들을 해제시켜, 세이드가 풀리는 것을 허여한다. 풀리(45)의 반시계방향 회전은 구동 섹터(53 및 55)들을 스프링 탱(57 및 61)들과 접촉시키며, 계속된 반시계방향 운동은 세이드를 감아올리도록 양스프링들을 해제시키고 하우징(47)을 회전시킨다. 비록 세이드가 상승되든지 하강되든지 간에, 하우징(47)의 이동은, 스프링 탱(57 및 61)들의 작용이 짝힘을 형성하도록 제어된다. 세이드가 회전함에 따라, 상기 짝힘은 그것과 함께 회전하며, 단일 스프링의 서어징 효과는 실질적으로 제거된다.
미합중국 특허 제 4,433,765호는 또한 1개 이상의 스프링을 사용하지만, 그 경우, 각각의 스프링들의 탱들은 클러치 샤프트의 한측으로 배향되어, 본 발명의 클러치에는 실질적으로 존재하지 않는 베어링 부하를 발생시킨다.
제8도에 제시된 바와 같이, 스프링 탱(57 및 61)들은 클러치의 측에 대하여 대칭으로 배치된다. 전술한 설명에서, 짝힘을 포함하는 2가지 힘들은 그것들 양자가 클러치의 축에 수직한 단일 평면에 존재하는 것처럼 처리되었다. 그러나, 제7도에서 알수 있는바와같이, 그것들은 축을 따라 상이한 평면들내에 존재한다. 힘들이 작용하는 평면들의 이러한 분리를 모멘트가 클러치의 축에 수직한 구성 요소를 지닌다는 것을 의미한다. 이것은 부가의 바람직하지 않은 베어링 반동력을 발생시킨다. 축에 수직한 모멘트력의 구성요소를 감소시키는 2가지 일반적 방법들이 있는바, 그들중 하나는 중요하지 않은 지점으로 그것들 감소시킬 수 있다.
제1의 방법은 클러치의 축상의 한점에 대하여 힘들을 균형시키는 것을 허여하는 스프링 배치를 사용한다. 제9도는 풀리, 스프링 및 4개의 스프링들을 사용하는 하우징 설계의 분해도를 제시한다. 이러한 설계에서 내측 스프링(75 및 79)들은 풀리 연장부(81)내에서 개구부를 차지하는 탱들을 지니지만, 외측 스프링 (83 및 85)들은 풀리 연산부(81)내에서 개구부를 차지하는 탱들을 지닌다. 스프링(75 및 77)들은 하우징(89)의 키이(91)와 접촉시킴으로써 부하를 지지하도록 작용하지만, 외측 스프링(83 및 85)들은 키이(93)와 접촉한다. 각각의 스프링들과 그것이 접촉하는 키이 사이의 힘들이 동일할 경우, 힘들이 균형인 측상에 한점이 존재하며, 축에 대해 수직한 순수 모멘트들은 발생하지 않는다. 따라서, 스프링 탱들의 축방향 분리로 인한 베어링 부하들은 존재하지 않는다. 클러치축상의 한점에 관하여 스프링력들의 균형을 허여하는 다른 스프링 장치들이 용이하게 구상된다. 명백히, 탱들이 클러치 축을 따라 대칭으로 배치된 8개의 스프링을 사용할 수 있다. 다른, 덜 명백하지만, 가능한 장치는 부하를 불균일하게 분할하는 3개의 스프링들을 지닌다. 그 스프링들 중 2개는 부하의 절반을 지지하고, 클러치의 한측상에 존재하지만, 제3의 스프링은 제1의 전술된 2개에 대향인 측상의 부하중 다른 절반을 지지한다.
제10도에 제시된, 다른 방법은 스프링들의 상응하는 탱들이 상호대향이며 스프링의 축에 수직한 평면들내의 놓이도록 삽입된 2개의 동일 스프링(95 및 97)들을 사용하여, 클러치의 축에 수직한 모멘트들이 발생하지 않는다. 명료를 위해, 제10도에는, 스프링(95)의 터언(turn)들이 단일흑색(solid black)으로 제시된다. 삽입으로인하여, 스프링(91)의 탱(99) 및 스프링(97)의 탱(101)은 클러치의 축에 수직한 평면에 배치된다. 제10도에서, 탱(101)은 하우징의 키이(103)에 의해 부분적으로 은폐되지만, 제11도에서는 명백히 볼 수 있다. 유사하게, 스프링(95)의 탱(105) 및 스프링(97)의 탱(107)은 클러치의 축에 수직한 평면에 배치된다. 삽입된 스프링들의 더 복잡한 배치가 본 발명의 장점들을 제공한다. 예를들면 3개의 스프링들이 삽입되어 120도 이격배치된 3개의 키이들을 지는 하우징과 함께 사용될 수 있다.
스프링 탱들을 스프링 축을 따라 함께 인접시키는 또다른 방법은 2개의 스프링들을 사용하는 것인바, 하나의 스프링은 시계방향 나선으로 감기며, 다른 스프링은 반시계방향 나선으로 감긴다. 제12도는 그러한 클러치에 대한 가능한 스프링형태를 도시한다. 이러한 스프링들은 제10도 및 제11도의 클러치의 스프링(95 및 97)들의 적소에 사용되어, 일방향으로 장정하기위한 본 발명의 장점들을 제공한다. 제12도에서, 스프링(111)은 탱(113 및 115)들을 지니며, 스프링(117)은 탱(119 및 121)들을 지닌다. 본 발명의 클러치에 사용하기 위해, 2개의 스프링들은 클러치의 샤프트 위에 조립될 수 있으며, 탱(115 및 119)들이 서로 대향으로 되고 오우버랩되도록 축방향으로 배치될 수 있다. 2개의 스프링들의 반시계방향 회전을 발생시키는 부하들에 대하여, 하우징 키이들은 스프링 탱(115 및 119)들과 접촉하여, 스프링(117 및 111)들이 조여지고 부하를 지지하도록 한다. 2개의 탱들이 스프링등과 클러치의 축에 수직한 평면에 배치되기 때문에, 클러치상에 발생된 토오크는 축을 따라 배치되며, 축에 수직한 성분을 지니지 않는다. 토오크의 원하지 않는 성분을 제거하는 이러한 방법은, 그것이 부하들에 대해 일방향으로 작용하지만, 부하들에 대해 다른 방향으로는 더 나쁘게 작용하는 단점을 지닌다. 시계방향 회전 중, 부하들은 축방향으로 분리된 스프링 탱(113 및 121)들에 의해 지지되어, 탱들상의 힘들은 클러치 축에 수직한 토오크의 실질적 성분을 발생시킨다. 이것은 바람직하지 않게 베어링에 하중을 가한다.
본 발명의 적용들에서, 구동된 하중이 클러치에 연결되어, 출력 토오크는 순수 짝힘형태로 된다. 그러한 적용들에는, 구동된 부하들로부터 발생하는 베어링 부하가 존재하지 않지만, 본 발명의 부재시, 스프링 탱 부하에 대한 반동으로부터 발생하는 마찰부하가 여전히 존재한다. 더우기, 제어 루프의 작동으로 인한 베어링 반동들이 존재한다. 따라서, 제어루프 유도된 베어링 반동들의 벡터 합의 주기적 변화로부터 발생하는 작동력에 바람직하지 않은 가변성이 계속 존재하며, 스프링 탱은 베어링 반동을 유도한다.
제1-11도에 제시된 구성요소들의 배치는 전형적으로 회전 요소가 최외측에 있지만 접지된(grounded)최외측요소를 지니는 것이 유리한 장치들이다. 이것은 윈도우 세이드들의 작동에 있어서 적절한 실시예인바, 그것은 세이드 브래킷에 의해 샤프트의 편리한 지지를 허여하지만, 클러치 하우징은 세이드 로울러를 지지한다. 본 발명은 상기 역할들이 역전되는 장치들에도 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 클러치에 대한 하우징이 통상적으로 존재하는 최외측 샤프트가 존재한다. 그것의 표면들 중 하나는 스프링들이 마찰 접촉하는 표면으로 된다. 종종, 반드시 필요하지는 않지만, 하우징 또는 샤프트가 작동시 고정된다. 그러한 장치의 중심요소는 통상적으로, 종종 하우징과 중심요소 사이에 반경 방향으로 풀리 또는 제어요소를 지니는 코어로 지시되는 출력 요소일 수 있다. 제13도는 그러한 클러치를 제시한다. 그것의 구조는 제10도 및 제11도의 클러치의 구조와 유사하다. 스프링(123 및 125)들이 마찰 접촉하는 표면은 샤프트(129)의 내측 원통형 표면(127)이다. 제10도 및 제11도의 클러치에서와 같이, 스프링(123 및 125)들이 삽입된다. 이러한 배치는 최상의 균형을 제공하기 때문에 유리하게 사용될수 있다. 종전대로, 풀리(31)의 원통형 연장부는 스프링(123 및 125)들의 탱들을 제어하기 위한 2개의 구동 섹터(133 및 135)들을 지닌다. 코어(137)는 스프링(123 및 125)들의 탱들을 접촉시키기 위한 대향측들상에 배치된 2개의 키이들을 지닌다. 키이(139)는 제13도에서 볼 수 있으며, 대향측상의 키이는 도면에서 은폐되어 있다. 이러한 클러치의 작동은 또한 전술된 클러치들의 작동과 유사한 바, 2개의 스프링들은 축에 대하여 균형잡힌 억제력을 제공하여 순수 베어링 부하들은 발생하지 않는다.
따라서, 선행 명세서로부터 지명해진 본 발명의 목적들이 효과적으로 달성되며, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명의 스프링 클러치의 구조에서 다소의 변형물이 제조될 수 있으므로, 상기 명세서에 포함되고 첨부 도면들에 도시된 모든 내용이 예시적이며, 비제한적 의미로 이해되도록 의도 되어진다.
또한, 첨부된 특허청구의 범위는 본원에 개시된 본 발명의 일반적이고 구체적인 모든 특성들을 포함하도록 의도되면, 사실상, 본 발명의 모든 설명을 특허청구의 범위에 포함된다는 것이 이해된다.

Claims (31)

  1. 샤프트; 상기 샤프트와 마찰 접촉을 이루기 위한 제1 및 제2단부를 지니는 나선식으로 축방 장착된 적어도 제1 및 제2스프링; 상기 샤프트에 대해 회전을 금지시키도록 상기 각각의 스프링의 상기 단부들 중 하나에 조임력을 선택적으로 가하기위해 상기 적어도 각각의 제1 및 제2스프링에 대응하는 제1교합수단; 및 상기 샤프트에 대해 회전을 추진하도록 상기 각각의 스프링의 상기 단부들 중 단부에 해제력을 선택적으로 가하기위한 제2교합수단;을 포함하며, 상기 각각의 교합수단은 상기 스프링 단부에 의해 유도된 반경방향 베어링력을 제거시키도록 상기 샤프트에 대해 반경방향으로 대칭 배치되는, 윈도우 세이드(window shade)를 하강 및 상승 시키기위한 스프링 클러치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샤프트는 원통형 외표면을 지니며 상기 적어도 제1 및 제2스프링은 상기 샤프트와 마찰 접촉을 이루도록 상기 원통형 외표면 둘레에 배치되는 스프링 클러치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 샤프트 둘레에 동축 장착된 하우징을 더 포함하며, 상기 적어도 제1 및 제2스프링은 상기 샤프트와 하우징 사이에 배치되는 스프링 클러치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하우징은 상기 제1교합 수단을 포함하는 스프링 클러치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하우징은 상기 샤프트에 대해 회전 가능하게 장착되는 스프링 클러치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 조임력은 상기 샤프트에 대한 하우징의 상대 회전 운동에 의해 가해지는 스프링 클러치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 각각의 스프링 단부는 샤프트에 대한 하우징의 상대 회전 운동중 하우징 교합 수단에 의한 선택적 작동 교합을 위한 탱요소를 포함하는 스프링 클러치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 각각의 탱요소는 상기 하우징에 형성된 포켓내에 배치되는 스프링 클러치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1교합 수단은, 상기 샤프트에 대해 하우징의 회전 작동중 각각의 적어도 제1 및 제2 스프링의 상기 탱요소들중 하나를 선택적으로 접촉시키기위해 상기 하우징의 적어도 제1 및 제2키이를 포함하는 스프링 클러치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2키이는 상기 하우징에 대해 대칭 배치되는 스프링 클러치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 조임력을 선택적으로 가할 때 상기 샤프트의 축에 수직한 토오크 성분을 감소시키기 위한 수단을 더 포함하는 스프링 클러치.
  12. 제11항에 있어서, 스프링 탱상에 작용하는 힘은 상기 샤프트의 축에 대해 수직한 선 및 상기 축을 따르는 일지점에 대해 대칭배치되는 스프링 클러치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2스프링은 한쌍의 삽입 스프링을 포함하는 스프링 클러치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 스프링 쌍의 상기 탱요소들은 상기 샤프트의 축에 수직한 공동평면에 배치되는 스프링 클러치.
  15. 제7항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2스프링은 시계방향 나선을 지니는 제1스프링 및 반시계방향 나선을 지니는 제2스프링을 포함하는 스프링 클러치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 탱 요소들은 상기 샤프트의 축에 수직한 공통 평면에 배치되는 스프링 클러치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 샤프트는 원통형 내표면을 지니며, 상기 적어도 제1 및 제2스프링은 상기 샤프트와 마찰 접촉을 이루도록 상기 원통형 내표면을 따라 배치되는 스프링 클러치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 샤프트내에 동축 장착된 코어를 더 포함하며, 상기 적어도 제1 및 제2 스프링은 상기 샤프트와 코어 사이에 배치되는 스프링 클러치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 코어는 상기 제1교합 수단을 포함하는 스프링 클러치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 코어는 상기 샤프트 내에 회전 가능하게 장착되는 스프링 클러치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 조임력은 상기 샤프트에 대한 코어의 상대 회전 운동에 듸해 가해지는 스프링 클러치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 각각의 스프링 단부는, 상기 샤프트에 대해 코어의 상대 회전 운동중, 코어 교합수단에 의한 선택적 작동 교합을 위해 탱요소를 포함하는 스프링 클러치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1교합 수단은, 상기 샤프트에 대해 코어의 회전 작동 중 상기 적어도 각각의 제1 및 제2스프링의 상기 탱요소들중 하나를선택적으로 접촉시키기위해 상기 코어의 적어도 제1 및 제2키이를 포함하는 스프링 클러치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2키이는 상기 코어에 대해 대칭 배치되는 스프링 클러치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 적어도 제1 및 제2스프링은 한쌍의 삽입 스프링을 포함하는 스프링 클러치.
  26. 샤프트 : 제1 및 제2단부를 지니며, 상기 샤프트와 마찰접촉을 이루도록 나선식으로 감겨 축방 장착된 적어도 제1 및 제2스프링; 상기 샤프트에 대해 회전을 금지시키도록 상시 각각의 스프링의 상기 단부들중 하나에 조임력을 선택적으로 가하기 위해 상기 각각의 적어도 제1 및 제2 스프링에 대응하는 제1교합수단; 및 상기 샤프트에 대해 회전을 추진하도록 상기 각각의 스프링들의 상기 단부들중 다른 단부에 해제력을 선택적으로 가하기위한 제2교합수단;을 포함하며, 상기 각각의 제1교합수단은 상기 스프링 단부들에 의해 유도된 반경방향 베어링력을 제거시키기위해 상기 샤프트에 대해 반경방향으로 대칭 배치되며, 상기 적어도 제1 및 제2 스프링은, 상기 조임력을 선택적으로 가할 때 샤프트의 축에 수직한 토오크 성분을 감소시키도록 장착되는, 윈도우 세이드를 하강 및 상승시키기위한 스프링 클러치.
  27. 제1항에 있어서, 상기 스프링 클러치는 윈도우 세이드 시스템을 지니는 조립체로 되는 스프링 클러치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 윈도우 세이드 시스템은 로울러에 대해 감겨 부착된 세이드, 및 상기 로울러 내부에 동축배치된 원통형 부재를 지니는 풀리를 포함하는 스프링 클러치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 장착 스프링의 상기 샤프트는 상기 풀리의 원통형 부재에 대해 동축 배치되는 스프링 클러치.
  30. 제7항에 있어서, 상기 제2교합수단은 상기 각각의 적어도 제1 및 제2스프링의 상기 탱요소들중 다른 요소를 선택적으로 접촉시키기위한 적어도 제1 및 제2구동 섹터를 포함하는 스프링 클러치.
  31. 제22항에 있어서, 상기 제2교합수단은 상기 각각의 적어도 제1 및 제2스프링의 상기 탱요소들중 다른 요소를 선택적으로 접촉시키기위한 적어도 제1 및 제2구동 섹터를 포함하는 스프링 클러치.
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