![]() エネルギー吸収命綱システム
专利摘要:
命綱システムは、命綱と、命綱が巻かれるハブとを含む。ハブは、命綱によって加えられる所定レベルの力でエネルギーを吸収するために、変形する。例えば、ハブは、220ポンドの質量を6.56フィートまでの距離で、命綱に取り付けた命綱システムの落下試験での、最高落下停止力が1900ポンドより大きくないように、エネルギーを吸収するために変形できる。いくつかの実施形態では、最高落下停止力が、1500ポンドより大きくなく或いは1349ポンドより大きくない。A 公开号:JP2011512949A 申请号:JP2010548819 申请日:2009-02-24 公开日:2011-04-28 发明作者:トーマス;ダブリュー パーカー;ロス バルクィスト 申请人:スペリアン フォール プロテクション インコーポレイテッド; IPC主号:A62B35-00
专利说明:
[0001] 本発明は、命綱システムに関し、特に、エネルギー吸収機構或いはシステムを含む自動引き込み命綱システムに関する。] 背景技術 [0002] 以下の情報を、読者が下記の発明及び発明が代表的に用いられる環境を理解するのを助けるために提供する。ここに使用された用語は、この文書中で他に明確に言及されない限り、いかなる特定の狭い解釈に制限されるものではない。ここに記載された引用文献は、本発明或いは本発明の背景の理解を容易にする。ここに引用された全ての引用文献の開示を援用する。] [0003] 相当高さから落下する作業者のけがを防ぐ或いは最小にする試みの中で多くの装置が開発されてきた。例えば、作業者の自由落下距離を特定距離に制限し且つ落下止め力を特定の値に制限する、(自動引き込み命綱、自動引き込みランヤード、落下止めブロック等として択一的に知られる)多数の装置が開発されてきた。] [0004] 一般に、最も最近入手できる自動引き込み命綱安全装置或いはシステムは、多数の共通の部品を含んでいる。典型的には、ハウジング或いはカバーは、内部に収容された部品のための包囲体/保護体を提供する。ハウジングは、自動引き込み命綱を使用者か固定アンカーポイントのいずれかに留めるための、ハウジングに取付けられたコネクタを含む。コネクタは、所定質量の落下物体を所定距離内で停止させるのに要求される力に耐えなければならない。] [0005] 命綱が巻かれるドラムは、ハウジング内で回転する。ドラムは、典型的には、使用者の可動性を妨げることなく、過剰に伸張させた命綱を巻き取るのに適当な回転張力下にある。アンカーコネクタ及び伸縮自在の命綱安全装置の他の作動部品のような、ドラムは所定質量の落下物体を所定距離内で停止させるのに必要な力に耐えるように形成される。ランヤードすなわち命綱は、その一端がドラムに取付けられ、ドラムに余分な命綱を巻き取らせる。命綱は、その他端が、使用者か固定点のいずれかに取付けられ、どちらもハウジングにすでに取付けられていない。] [0006] 自動引き込み命綱システムは、また、落下が始まる兆候を示すとき自動引き込み命綱システムのドラム組立体を係止する(すなわち、ドラム組立体の回転を阻止する)機構を含む。例えば、自動引き込み命綱システムから引き出される安ロープ、ケーブル或いはウェブが、ドラム組立体を特定の角速度より早く回転させ或いは特定のレベルより大きい角加速度を経験させるとき、ブレーキ機構によりドラム組立体を急に止めることができる。] [0007] ドラムの回転を急に止めるとき、自動引き込み命綱システムが経験する力を考慮すれば、自動引き込み命綱システムの作動部品は、典型的には、それと関連した応力に耐えながら、回転止めを確実にするためにステンレススチールのような高強度材料で製造される。それに関して、落下は、自動引き込み命綱システムのブレーキ機構の作動時に停止されるが、急な停止は使用者にけがをさせ或いは望ましい応力より大きい応力を安全システムの1つ以上の部品に生じさせる可能性がある。] [0008] フランス(Sperian Protection社の事業部)、Antec of Vierzonから、STOPMAXEVOLUTIONTM(登録商標)という名称のもとに入手できる自動引き込み命綱システムの低価格のものでは、ドラム組立体を含む多数の部品は、低強度高分子材料で製造される。落下の場合にブレーキ機構が急に止まるとき、ドラム組立体は直ちに壊れ或いは作動しなくなり、典型的には命綱を締め、その結果(他の自動引き込み命綱と同様に)命綱の延びを急に停止し且つ相当な応力を生じさせる。] [0009] 落下中に生じることがある相当な応力のために、或る機構或いは方法が、典型的に、落下のエネルギーの少なくともいくらかを吸収するために使用される。例えば、在る自動引き込み命綱では、ウェブ自身が、エネルギーを吸収するために切れるステッチによって、一緒に保持される特別の渦巻き或いは折りたたみを有する。他の自動引き込み命綱は、エネルギーを吸収するために摩擦ブレーキ機構を使用する。現在入手可能な自動引き込み命綱に使用された多くのエネルギー吸収機構及び/或いはエネルギー吸収方法は、製造中に追加の部品或いは組み立てステップを必要とし、この追加の部品或いは組み立てステップは、コスト、かさ高及び/又は複雑さを自動引き込み命綱に加える。] [0010] かくして、現在入手可能な自動引き込み命綱システムと関連した上記及び/又は他の問題を、減じ或いは除去するシステム、装置及び方法を開発することが望ましい。] [0011] 1側面では、本発明は、命綱と、命綱が巻かれるハブと、を含む命綱システムを提供する。ハブは、命綱によって加えられる所定レベルの力でエネルギーを吸収するために、変形する。例えば、ハブは、220ポンドの質量を6.56フィートまでの距離で、命綱に取り付けた命綱システムの落下試験での、最高落下停止力が1900ポンドより大きくないように、エネルギーを吸収するために変形できる。いくつかの実施形態では、最高落下停止力が、1500ポンドより大きくなく或いは1349ポンドより大きくない。] [0012] 命綱システムは、ハブの第1側面でハブに隣接した第1部品と、ハブの第2側面でハブに隣接した第2部品と、をさらに含む。ハブは、第1部品及び第2部品と概ね無関係にエネルギーを吸収するために変形できる。すなわち、ハブの変形は、第1部品及び第2部品の著しい或いはいかなる変形もなしに起きる。いくつかの実施形態では、ハブは、ハブと第1部品を含むドラム組立体の部品であり、第1部品はハブよりも大きい直径を有する第1フランジを含む。ハブは、少なくとも1つのコネクタを介して第1フランジに取り付けられる。ドラム組立体はさらに第2部品を含み、第2部品はハブよりも大きい直径を有する第2フランジを含む。ハブは、少なくとも1つのコネクタを介して第2フランジに取り付けられる。] [0013] いくつかの実施形態では、ハブは、ハブの少なくとも1部にわたって概ね円形断面のものである。ドラム組立体は、軸線を中心に回転できる。] [0014] 命綱システムは、命綱の引き込みを容易にするためにハブ/ドラム組立体と作動的に連結する張力機構をさらに含む。] [0015] 命綱システムは、予め決められた加速度で命綱が延びるときに、ハブ/ドラム組立体の回転を停止させるために、ハブ/ドラム組立体と作動的に関連するブレーキ機構をさらに含む。] [0016] いくつかの実施形態では、エネルギーを吸収するためにハブが変形した後に、ドラム組立体は軸線を中心に回転可能のままである。軸線は、例えば、ハブ/ドラム組立体を貫通するシャフトによって構成される。] [0017] 命綱システムは、ドラム組立体、ブレーキ機構及び張力機構を少なくとも部分的に収容するハウジングをさらに含む。] [0018] 多数実施形態では、第1フランジ及び第2フランジはほぼ変形を受けないハブのほぼ中心部分を介してハブに連結される。ハブは、命綱が巻かれる周囲部材と、周囲部材とほぼ中心部分との間の少なくとも1つの連結部材とを含む。周囲部材及び連結部材の少なくとも一部はエネルギーを吸収するために変形できる。] [0019] 他の側面では、本発明は、ハブと、ハブの第1側面の少なくとも第1フランジとを含む命綱システムに使用するためのドラム組立体を提供する。ハブは、220ポンドの質量を6.56フィートまでの距離で命綱に取り付けた命綱システムの落下試験での、最高落下停止力が1900ポンドより大きくないように、ハブの周りに巻かれた命綱によって加えられる所定レベルの力でエネルギーを吸収するために、第1フランジと無関係に変形できる。ドラム組立体は、また、ハブの第2側面に第2フランジをさらに含む。ハブは、第1フランジ及び第2フランジと無関係に変形できる。] [0020] 第1フランジ及び第2フランジは、例えば、ほぼ変形を受けないハブの半径方向内方すなわちほぼ中心部分を介してハブに連結される。ハブは、たとえば、命綱が巻かれる周囲部材と、周囲部材とほぼ中心部分の間の少なくとも1つの連結部材とを含む。周囲部材及び/又は連結部材の少なくとも一部はエネルギーを吸収するために変形できる。] [0021] 他の側面では、本発明は、命綱が巻かれる命綱システムの第1部品としてハブを準備するステップを含む命綱システムでエネルギーを吸収する方法を提供する。ハブは、命綱によって加えられる所定レベルの力でエネルギーを吸収するために変形できる。命綱システムは、たとえば、ハブの第1側面でハブに隣接した(例えば、すぐ隣りの)少なくとも第2部品と、ハブの第2側面でハブに隣接した(例えば、すぐ隣りの)少なくとも第3部品とを含む。ハブは第2部品及び第3部品と無関係に変形できる。] [0022] 他の側面では、本発明は、命綱と、命綱が巻かれるハブとを含む命綱システムを提供する。ハブは、220ポンドの質量を命綱に取り付けた命綱システムの落下試験での、最高落下停止力が1900ポンドより大きくないように、命綱によって加えられる所定レベルの力でエネルギーを吸収するために、変形できる。最高落下停止力は、また、1500ポンドより大きくなく、1349ポンドより大きくなく、1200ポンドより大きくなく、或いは1200ポンドより大きくない。] [0023] さらなる側面では、本発明は、命綱と、命綱が巻かれるハブと、ハブの第1側面でハブに隣接した第1部品と、ハブの第2側面でハブに隣接した第2部品とを含む。ハブは、命綱によって加えられる所定レベルの力で第1部品及び第2部品と無関係にエネルギーを吸収するために変形できる。] [0024] ハブは、例えば、ハブ、第1部品及び第2部品を含むドラム組立体の部品である。第1部品はハブよりも大きい直径を有する第1フランジを含み、第2部品はハブよりも大きい直径を有する第2フランジを含む。ハブは、少なくとも1つのコネクタを介して第1フランジ及び第2フランジに取り付けられる。いくつかの実施形態では、第1フランジ及び第2フランジは、ほぼ変形を受けないそのほぼ中心部分を介してハブに連結される。] [0025] 上述のように、ハブは、220ポンドの質量を6.56フィートまでの距離で、命綱に取り付けられた命綱システムの落下試験での、最高落下停止力が1900ポンドより大きくないように、エネルギーを吸収するために、変形できる。多数の実施形態では、最高落下停止力が1500ポンドより大きくなく或いは1349ポンドより大きくない。] [0026] いくつかの実施形態では、かくして、本発明の自動引き込み命綱システムは、エネルギーを吸収するために変形できるハブのような部品を含む。特別の部品、特別のパーツ或いは特別の組み立てステップがそのようなエネルギー吸収を達成するために要求されることがない。本発明の自動引き込み命綱システムは、複雑さ、かさ高及び/又はコストを減じながら、現在入手可能な特定の自動引き込み命綱システムと比較して信頼性を増すことができる。] [0027] 本発明は、本発明の特性及び付随する利点に沿って、添付図面と関連してなされる以下の記述を参照して最もよく認識され且つ理解されるだろう。] 図面の簡単な説明 [0028] 外側ハウジングが破線で概略的に示された本発明の自動引き込み命綱システムの実施形態の斜視図を示す。 図1の自動引き込み命綱システムの分解斜視図を示す。 図1の自動引き込み命綱システムの組み立てられたドラム組立体の実施形態の正面図を示す。 組み立てられたドラム組立体の斜視図を示す。 組み立てられたドラム組立体の側面図を示す。 ドラム組立体の分解斜視図を示す。 図3Aのドラム組立体のハブの実施形態の斜視図を示す。 ハブの正面図を示す。 ハブの背面図を示す。 図5Bに開示された断面A−Aに沿うハブの断面図を示す。 ねじ及びハブフランジが隠れている応力がかけられていない状態のドラム組立体の正面図を示す。 ウェブ巻きの締め付け作用がハブを変形させている、ねじ及びハブフランジが隠されているドラム組立体を再び示す。 外側ハウジングが除去された本発明の自動引き込み命綱システムの他の実施形態の斜視図を示す。 図8の自動引き込み命綱システムの分解斜視図を示す。 図8の自動引き込み命綱システムの組み立てられたドラム組立体の実施形態の正面図を示す。 図8の組み立てられたドラム組立体の斜視図を示す。 図8の組み立てられたドラム組立体の側面図を示す。 図8のドラム組立体の分解斜視図を示す。 図10Aのドラム組立体のハブの実施形態の斜視図を示す。 図12Aのハブの正面図を示す。 図12Aのハブの背面図を示す。 図12Bに開示された断面A−Aに沿うハブの断面図を示す。 ねじ及びハブフランジが隠れている応力がかけられていない状態の図8のドラム組立体の正面図を示す。 ウェブ巻きの締め付け作用がハブを変形させている、ねじ及びハブフランジが隠されている図8のドラム組立体を再び示す。 CEN (欧州標準化委員会)標準EN 360: 1992 and 2002 and EN 364: 1991 and 1993に開示される落下試験を示す図である。] 図1 図10A 図12A 図12B 図3A 図5B 図8 実施例 [0029] 図1は、外側カバー又はハウジング20を概略的に点線で示す本発明の自動引き込み命綱システム10の1実施形態を示す。カバー20(カバー20は、例えば、当業者に明らかなように2つの半部で形成されるのがよい)は、自動引き込み命綱システムの内部機構を損傷から保護するために役立つが、他にそのような内部機構の作動に著しく影響を及ぼすことはない。通常の使用では、自動引き込み命綱システム10は、例えば、コネクタ30を介して或る固定物に連結することができる。命綱の遠位端44或いは命綱ウェブ40(例えば、当該技術で知られているように高分子ウェブ材料)は、例えば、使用者5によって着用されたハーネス400に連結することができる(図1参照)。変形例として、コネクタ30は、使用者に(例えば、スナップリング或いはカラビナ500を介してDリング410に)連結することができ、且つ命綱ウェブ40の遠位端44は或る固定物に取付けることができる。] 図1 [0030] 図2は、分解状態で自動引き込み命綱システム10の部品を示す。ハウジング20は、図2では省かれている。多数の部品が、シャフト70を中心にフレーム部材50及び60に対して回転する。いくつかの実施形態では、フレーム部材50及び60及びシャフト70は、例えば、ステンレススチールのような金属で形成することができる。シャフト70は、フレーム部材50及び60の穴52及び62内に着座させられるシャフトブッシュ80内でそれぞれ回転する。スナップリング90のような保持体90が、シャフト70の座部72と共動して、シャフト70をブッシュ80と回転可能に関連して保持する。] 図2 [0031] ハブすなわちドラム組立体100は、第1ハブフランジすなわちプレート110と、命綱ウェブ40が周りに巻きつけられるハブすなわちドラム120と、ウェブスリーブ130(例えば図5参照)ハブ又はドラム組立体100は、第1ハブフランジ又はプレート110と、命綱ウェブ40を周りに巻きつけるハブ又はドラム120と、ウェブスリーブ130と、第2ハブフランジ140と、ねじ150のようなコネクタと、を含む。いくつかの実施形態では、ハブプレート110とハブフランジ140は、アルミニウム或いはステンレススチールのような金属で形成され、ハブ又はドラム120は、下でさらに述べる高分子材料のような変形可能材料で少なくとも部分的に形成される。組み立てられるとき、ハブプレート110、ハブ120、ハブフランジ140及びねじ150が、シャフト70上で回転するハブすなわちドラム組立体100を形成する。命綱ウェブ40のループ端42は、(ウェブスリーブ130はハブ120内に形成された通路123で位置決めされる、例えば図4参照)ウェブスリーブ130及びシャフト70を取り囲み、それによって、ループ端をドラム組立体100内にしっかり留める。いくつかの実施形態では、ループ端42は、例えば、(通路123と関連して或いは連通して、例えば図5A乃至図5D参照)ハブ120に形成されたスロット121の中を通って延び、命綱ウェブ40の一部分はハブ120の周りに巻きつけられ、ハウジング20から延び且つ適当なハードウェアを介して(例えば、コネクタ500及びDリング410と共動する当業者に知られた端コネクタを介して)使用者に取付ける自由な遠位端44を残す。変形例として、自由端44は、或る固定箇所に取付けられてもよく、一方、自動引き込みランヤードシステム10は上述のように使用者に取付けられる。] 図4 図5A 図5D [0032] 自動引き込み命綱と共通のように、命綱ウェブ40の伸長後、命綱ウェブ40を引き込めるためにドラム組立体100に張力を付与することができる。それに関しては、シャフト70は、ハブプレート110のスロット111に係合するシャフトピン74によって、(下述のようにキャッチ又はブレーキベースとしても作用することができる)ハブプレート110を介してハブ又はドラム組立体100に回転止めされる。動力ばね組立体160は、プラスチックハウジングの内側にばね鋼の普通コイルストラップ(図1及び図2で詳細に図示せず)を含む。ばね鋼ストラップの一端はハウジング20に固定される。もう1方の他端は、シャフト70のスロット76に係合する。動力ばね組立体160のハウジングは、例えば、フレーム60の穴64に係合するハウジング上のスタッド164によってフレーム60に回転止めされる。上述のように、命綱ウェブ40は、ハブ120に留められ、そしてハブの周りに巻きつけられる。組み立ての際、動力ばねは、トルクをシャフト70に、かくして、ハブ又はドラム組立体100に付与するために巻き上げられる(wound up)。シャフト70に付与されたトルクは命綱ウェブ40に予め張力をかけ、命綱ウェブ40がそこから巻きが解かれた(すなわち、ハウジング20から引き出され或いは引き伸ばされた)後、命綱ウェブ40をハブ120の周りに巻き取り或いは引き込ませる。] 図1 図2 [0033] 自動引き込み命綱システム10は、また、当業者に知られたようなブレーキ機構を含む。例示の実施形態では、自動引き込み命綱システム10は、2009年2月24日に出願された”自動引き込み命綱システム及びそのシステムのためのブレーキシステム”と題する米国特許出願(弁護士書類番号:07- 019)に記載されているようなブレーキ機構を含み、その開示をここに援用する。それに関して、キャッチピボット170が、ハブプレート/キャッチベース110内に取付けられ且つそれを貫いて延び、(キャッチ190の質量中心の近くの点に或いは質量中心に)キャッチブッシュ180及びキャッチ190のためのピボットをなす。ブレーキ機構は、また、ハブプレート/キャッチベース110の穴に係合する一端と、キャッチ190の穴に係合するもう一つの端と、を有する全体的にV形のキャッチばね200を含む。”自動引き込み命綱システム及びそのシステムのためのブレーキシステム”と題する米国特許出願に記載されているように、キャッチばね200によって加えられる力は、命綱ウェブ40が落下の始まりと対応する加速速度で自動引き込み命綱システム10から引き出されるときにのみキャッチ190が作動してブレーキを効かせるように、キャッチ190の回転慣性に対して釣り合わされている。例えば、キャッチ/キャッチばねが、命綱ウェブが重力加速度の2分の1倍或いは4分の3倍で引き出されるとき、作動するように設計される。より低い加速度の間すなわち使用者が歩いているときのようなウェブを一定速度で延ばしているとき、ハブ組立体100は自由に回転する。] [0034] 図3A乃至図7は、本発明のハブすなわちドラム組立体100の1実施形態の詳細を示す。当業者に明らかであるように、ハブ組立体100は、多くのタイプの自動引き込み命綱システムと関連して使用できる。図1及び図2に示す自動引き込み命綱システム10は、代表的な例としてのみ記載される。図3A乃至図7では、ハブ組立体100の部品は、一般的に開示され且つ自動引き込み命綱システム10と関連して作動するための図1及び図2と関連して記載されたいくつかの特定要素を含まなくてもよい。] 図1 図2 図3A 図7 [0035] 図3A乃至図3Cは、組み立てられた状態のドラム組立体100を例示するが、図4は、ばらばらにされすなわち分解された状態のドラム組立体100を示す。上述のように、ドラム組立体100は、ハブプレート110と、命綱ウェブ40が巻きつけられているハブ又はドラム120と、ウェブスリーブ130(例えば図4参照)と、ハブフランジ140と、ねじ150のようなコネクタを含む。例えば図4に例示するように、1つ或いは2つ以上のコネクタ又はねじ150はハブフランジ140の通路142を貫通し、ハブ120の通路122を貫通し且つハブプレート110の通路112を貫通する。例えば、少なくとも通路122は、該通路と作動的に関連してねじ150を保持する、ねじと協同するねじ部を含むのがよい。また、上述のように、ハブプレート110と、ハブ120と、ハブフランジ140及びねじ150は、シャフト70上を回転するドラム組立体100を形成する。ハブプレート110及びハブフランジ140の各々は、命綱ウェブ40をハブ120の周りに巻きつけることを助け或いは案内するためにハブ120よりも大きい半径/直径を有するのがよい。] 図3A 図3C 図4 [0036] 図4に、ハブ120の周りに命綱ウェブ40の3回巻き又は3回転を示す。しかしながら、本発明のハブすなわちドラム組立体のエネルギー吸収機能は、もっと多くの巻き或いはわずか1回巻きでも作動する。上述のように、ブレーキ機構は、落下の場合に、作動されたとき、ドラム組立体100を止めて、シャフト70上でのドラム組立体の回転を阻止する。ドラム組立体100が止められた後、ハブ120は、下述のように変形してエネルギーを吸収できる。] 図4 [0037] 図5A乃至図5Dは、ハブ120の拡大図を示す。(例えば、共重合体ポリプロピレンのような高分子材料の一体ピースで成形される。)ハブ120は、ハブ120の外面すなわち周囲を形成する周すなわち周囲部材124を含む。命綱ウェブ40は、周又は周囲部材124の周りに、巻きつけられ、周囲部材は、命綱ウェブ40が通常の止められていない使用中、出したり引き込んだりするとき、周囲部材124のまわりの命綱ウェブ140の円滑な巻きとり及び巻きほどきを容易にする。例示の実施形態では、ハブ120は、また、周囲部材124とハブ120のシャフト連結部分すなわちほぼ中心部分との間に(例えば、ハブ120のほぼ中間部で)半径方向に延びる中間コネクタ又は隔壁126を含む。隔壁126の厚みは、下に記載するように、ハブ120によって提供されるエネルギー吸収を、調整し或いは決定するのを助ける。例示の実施形態では、隔壁126は、連続部材として示される。しかしながら、当業者は、隔壁126或いはハブの他の部分に、エネルギー吸収を調整するのを助ける空間が形成されてもよいことがわかる。そのような空間の数、スペース及び/又はサイズを変えて、エネルギー吸収を変動させてもよい。同様に、複数のとびとびの或いは別々の隔壁及び/又は他の部材は、周囲部材124とハブ120のシャフト連結部分又はほぼ中心部分との間に延びる。] 図5A 図5D [0038] いくつかの検討された実施形態では、(その周囲のほとんどにわたって概ね円形/円筒形断面を有していた)ハブ120は、半径約1.18インチを有していた。例示実施形態では、周囲部材124は、ハブ120の周りの命綱40の外巻きがほぼ円形断面形状のものとなるように、命綱自身が2重にされ且つ縫い付けられてループ42を生じる命綱ウェブ40の領域(例えば、図6参照)に順応する非円形断面形状領域を含む。] 図6 [0039] 図6は、ねじ150とハブフランジ140が隠されているドラム組立体100を示す。ドラム組立体100が止まる直前、命綱ウェブ40の自由端44に取り付けられたウェート(例えば、使用者の重量に対応する250ポンド)は、ほぼ自由落下状態にあり且つ蓄積された相当の運動エネルギーを有していたと仮定される。図6に示す瞬間に、ドラム組立体100が係止し、命綱ウェブ40の張力が急速に増大し、命綱ウェブ40の巻きをハブ120の周りに締め付ける。例示の実施形態では、例えば、大部分が隔壁126の厚さ(及び又は他の性質)によって決定された或る張力レベルで、ハブ120は、隔壁126に作用する半径方向力の結果つぶれ始める。] 図6 [0040] 図7は、ねじ150及びハブフランジ140が隠されているドラム組立体100を再び示す。命綱ウェブコイルの締め付け効果の結果、ハブ120が変形される(例えば、外径が減少する)。例示された変形ハブ形状は、推定である。隔壁126に及ぼされる力により、隔壁126を変形(ハブ120の領域に応じて、さまざまにゆがみ、圧縮し或いは延びる)させる。外側周囲部材124は、また、周長の減少の結果、変形して(例えば、ゆがみ及び折れ曲がって)いる。変形の実効果は、落下する重量を徐々に停止に至らせるように運動エネルギーを吸収することである。図6及び図7の比較では、(ウェートが取り付けられている)命綱ウェブ40の自由端44は、ポイントD1(図6参照)からポイントD2(図7参照)まで下降移動した。或る検討では、D1は、おおよそ3.0インチでありD2はおおよそ7.9インチであった。かくして、命綱ウェブ端は、その開始位置よりも7.9マイナス3.0インチすなわち4.9インチ低い。もしウェブ張力に対する自由端変位のグラフを示すならば、ウェブ張力に対する自由端変位のグラフのもとでの範囲は、吸収される全エネルギーと等しくなる。] 図6 図7 [0041] ハブ120の周りの命綱ウェブ40の巻き数が変位及び最大ウェブ張力に影響を及ぼす。それに関して、もしハブ120上により多くのウェブ巻きがあるならば、最大ウェブ張力はより小さくなるが、変位はより大きくなり、おおよそ同じエネルギー吸収を得る。さらに、巻きがより少ないと、おおよそ同じエネルギー吸収で、最大ウェブ張力はより大きくなるが、変位はより小さくなる。] [0042] ハブ120は、もし落下するウェイトが命綱ウェブ40の自由端44に取付けられるならば並びに命綱ウェブ40の自由端44が固定物/アンカーポイントに取り付けられるならば、上述のようなエネルギー吸収を提供する。さらに、エネルギー吸収ハブ120は、また、代表例として本発明に記載されたようなウェブ材料以外の、ロープ、ケーブル或いは他の伸張部材が命綱に使用される場合も、エネルギーを吸収するために作動することが理解される。] [0043] いくつかの実施形態では、ハブ120の少なくとも1部分は、エネルギーを吸収するために変形する変形可能材料で形成される。上述のように、ハブ120は、エネルギー吸収を微調整するために、調整することができる厚みを有する隔壁126を含む。それに関して、特定の場合に関して、もし隔壁126が薄すぎるならば、隔壁を押しつぶすために要求される力が小さすぎ、その結果、エネルギー吸収が小さすぎる。特定の場合に関して、もし隔壁126が厚すぎるならば、押しつぶしに要求される力が大きすぎ、再び、エネルギー吸収が小さすぎる。当業者は、所望のエネルギー吸収を達成するための適切な厚みを、確立された工学原理及び方法論を用いて容易に確立することができる。当業者に明らかであるように、また、多くの他のハブ形態を用いることができる。(例えば、ドラム組立体の高分子或いは金属ハブ部材の押しつぶしを介して)材料の非弾性変形は、エネルギー吸収方法論の1例である。また、弾性変形或いは弾性及び非弾性変形の組合せによってエネルギー吸収をすることが可能である。] [0044] 例示の実施形態では、ハブ120は、例えば、上述のように落下の際ブレーキがかかるときに経験される張力/力により変形する。しかしながら、ハブプレート110(第1横方向フランジ)及びハブフランジ140(第2横方向フランジ)並びにシステム10の他の部品は、そのような張力によりほとんど又は全く変形がしないことを示す。例示の実施形態では、ハブ120がハブプレート110及びハブフランジ140のいかなる変形とも無関係に変形することができるように、ハブ120はハブプレート110及びハブフランジ140に取り付けられている。当業者に明らかであるように、変形実施形態では、ハブプレート110及びハブフランジ140及び/又は自動引き込み命綱システム10の他の部品は、ハブ120に連結されている必要がなく、すなわち、シャフト70と係止した、回転連結状態にある必要はない。万が一ハブ120のいずれかの側でシステム10の或いは変形実施形態の部品の1つ或いは2つ以上が変形するならば、例えば、命綱ウェブ40のシンチングが起り(それによって命綱ウェブ40の伸張を止める)或いは実在化する前に他の相互干渉が生じ、もしくはさらにエネルギー吸収をハブ120の変形によって生じることが可能である。さらに、もしハブ120以外の部品を変形させるならば、水平な命綱システム10の作動に欠陥を生じさせることがある。] [0045] 多数の実施形態では、ANSIZ359.1標準及びカナダ規格協会(CSA) Z259.2.2 標準(ANSI Z359.1 Standard and the Canadian StandardsAssociation (CSA) Z259.2.2 Standard)に従って、落下及びハブ120の関連した変形後でさえ、ドラム組立体100は、シャフト70を中心に回転でき、さらに、例えば、命綱ウェブそこに加えられている伸張力を除去できるときに命綱ウェブ40を依然として引き込むように作動することができ、その開示をここに援用する。例えば、少なくとも隔壁126の一部分及び周囲部材124の一部は変形できるが、通路123の周りのハブ120のほぼ中心部或いはフランジ連結部分は、(ハブプレート110及びハブフランジ120のような隣接した部品を変形させることなく)ハブ120の半径方向外方部分の変形後に、シャフト70とともにハブ又はドラム組立体100の回転を容易にするようにほぼあるいは完全に変形されないままである。ハブ120の中心部は、例えば、材料厚みの増大或いは当業者に知られているような他の構造技術によって強化される。ハブ120の中心部分は、また、ハブ120の変形部分と異なる(例えば、それよりも強固な)材料で形成される。] [0046] 例示の実施形態では、例えば、通路122及び通路123の周囲は、ハブ120の中心部の変形が概ね生じないような増大された厚さを有するように形成される。ハブプレート110及びハブフランジ140は、ハブ120の中心部分と作動的に関連するので、ハブプレート110或いはハブフランジ140を変形させようとする力は、ハブプレート110或いはハブフランジ140にほとんど或いは全く伝達されない。ハブプレート110及びハブフランジ140は、例えば、高分子材料或いは金属材料で形成することができる。] [0047] 図8乃至図13Bは、自動引き込み命綱システム10と同様の方法で作動する本発明の自動引き込み命綱システム10aのもう1つの実施形態を示す。図8乃至図13Bでは、自動引き込み命綱システム10aの似た要素は、システム10の対応する要素に、参照記号"a"を付加して同様に示される。図9に示すように、カバーは、2つのハウジング部材20aの連結によって形成され且つ自動引き込み命綱システム10aの内部機構を損傷から保護するために役立つ。自動引き込み命綱システム10aは、例えば、コネクタ30aを介して或る固定物に連結される。命綱40(例えば、当業者に知られるような重合ウェブ材料)の遠位端44aは、例えば、使用者5によって装着されるハーネス400に連結される(図1参照)。変形例として、コネクタ30aは、使用者に(例えば、スナップリング或いはカラビナ500を介してDリング410に)連結され、命綱40aの遠位端44aは、或る固定物に取付けられる。] 図1 図13B 図8 図9 [0048] 図9は、ばらばらにすなわち分解した状態の自動引き込み命綱システム10aの部品を示す。自動引き込み命綱システム10と関連して記載されるように、自動引き込み命綱システム10aの多数の部品は、シャフト70aを中心にフレーム部材50a及び60aに対して回転する。図8乃至図13Bの実施形態では、フレーム部材50a及び60aは、U形長の金属(例えば、ステンレススチール)の一部として一体的に形成される。(例えば、ステンレススチールのような金属で形成される)シャフト70aは、フレーム部材50a及び60aの通路52a及び62aでそれぞれ位置決めされたブッシュ80a内で回転する。ねじ部材92aのようなフランジリテーナは、シャフト70aの一端に形成されるねじ通路73aと共動し、シャフト70aをフレーム部材50a及び60aと回転可能に連結して保持する。シャフト70aの他端のフランジ71aは、例えば、フレーム部材60aと当接する。] 図13B 図8 図9 [0049] システム10Aのハブすなわちドラム組立体100aは、第1ハブフランジすなわちハブプレート110a、命綱ウェブ40aが巻きつけられるハブすなわちドラム120a、第2ハブフランジ140a及びねじ150a(ねじ150aは、システム10のねじ150と反対方向に向けられている)のようなコネクタを含む。いくつかの実施形態では、ハブプレート110a及びハブフランジ140aは、アルミニウム或いはステンレススチールのような金属で形成されていたが、ハブ120aは上述のような変形可能な重合材料で形成された。組み立てられるとき、ハブプレート110a、ハブ120a、ハブフランジ140a及びねじ150aは、シャフト70a上で回転するハブすなわちドラム組立体100aを形成する。ハブ120aは、おおよそ幅25mmである命綱ウェブを収容するために、ハブ120と比較して小さい直径及び大きい幅のものである(ハブ120aと比較すると、ハブ120はおおよそ幅17mmであるウェブを使用するように設計される)。命綱のループ端42aは、ループ端42aをドラム組立体100a内にしっかり留めるためにシャフト70aの周りのハブ120aに形成された通路123a内に配置される(例えば、図12A乃至図12D参照)。ループ端42aは、ハブ120aに形成されたスロット121aを通って延び、且つ命綱ウェブ40aの一部は、ハブ120aの周りに巻きつけられ、ハウジング20から延びる自由端44aを残している。命綱ウェブ40aは、また、例えば、落下保護技術で知られているように、ある長さの命綱ウェブ40aが、ともに、それ自身の上に折り返され且つ縫い付けられ或いはステッチされるエネルギー吸収部分すなわちエネルギー吸収部46aを含む。落下の場合には、エネルギー吸収部分46aのステッチが切れてエネルギーを吸収する。] 図12A 図12D [0050] シャフト70aは、(例えば、鋳造ステンレススチールのような金属で形成された)キャッチ又はブレーキベース112aを介してハブプレート110に回転止めされ、キャッチ又はブレーキベースは、ねじ150aによってハブプレート110aに連結される。それに関して、ブレーキベース112aは、該ベースに形成され、シャフト70aが通る通路113aと、ハブプレート110のスロット76aの半径方向外方部分に係合する半径方向内方の突出部材114aを含む。命綱40aを、その伸張後、ハウジング部材168aによって形成されるプラスチックハウジングの内側にばね鋼のコイル巻きストラップ162aを含む動力ばね組立体160aを介して引き込むために、張力がドラム組立体100aに加えられる。ばね鋼ストラップの半径方向外方端163aは、フレーム60aに留められる。半径方向内方端163a’は、シャフト70aのスロット76aの半径方向内方狭部分に係合する。動力ばね組立体160の1つのハウジング部材168aは、例えば、フレーム60aの当接部材64aに係合する、ハウジング部材168a上の突出部材すなわちスタッド164aによってフレーム60に回転止めされる。上述のように、命綱ウェブ40aは、ドラム組立体100aのハブ120aに留められ且つハブ120aの周りに巻きつけられる。組み立て時、動力ばね162aは、トルクをシャフト70a及びドラム組立体100aに加えるために”巻き取られる”。シャフト70aに加えられるトルクは、命綱ウェブ40に予め張力をかけ、自動引き込み命綱システム10と関連して上述したように命綱ウェブ40がハブ120aから巻きほどかれた後、命綱ウェブ40を、ハブ120aの周りに巻き取りすなわち引き込みを生じさせる。] [0051] 自動引き込み命綱システム10aは、また、ブレーキ機構を含む。自動引き込み命綱システム10と同様に、自動引き込み命綱システム10aは、米国仮特許出願第61/031,336号及び第61/045,808号に記載されているようにブレーキ機構を含む。それに関して、(例えば、鋳造ステンレススチールのような金属で形成された)キャッチ190aは、キャッチベース110aのねじ通路116aに連結するように、キャッチ190aに形成された通路192aの中を通る部分ねじ付きピボット部材180aを介してキャッチベース112aに(シャフト70aの軸線と偏心して)枢動可能に或いは回転可能に取付けられる。ねじ付きピボット部材180a(及び通路192a)の軸線は、キャッチ190aの質量中心にほぼ対応するのが好ましい。それに関して、ピボット部材は、好ましくはキャッチ190aの質量中心の近くに位置決めされ、さらに好ましくは質量中心とできるだけ近くに位置決めされる。ブレーキ機構は、また、キャッチベース112のコネクタ117a(例えば、ループ或いは通路)に係合する一端及びキャッチ190aのコネクタ194a(例えば、ループ或いは通路)に係合するもう一つの端とを有するキャッチばね200aを含む。キャッチばね200aによって及ぼされる力は、キャッチ190aの回転慣性に対してほぼ釣り合わされ、そのために、システム10と関連して上述したように、例えば命綱ウェブ40aが、自動引き込み命綱システム10aから落下の始まりと対応する加速速度で引き出されるときにのみキャッチ190aがブレーキを効かせるように(遠心力により)作動する。] [0052] 図10A乃至図13は、ハブ又はドラム組立体100aの詳細を示す。ドラム組立体100と同様に、ドラム組立体100aは、多くのタイプの自動引き込み命綱システムと関連して用いることができる。ねじ150aは、キャッチベース112aの通路118a、ハブプレート110aの通路111a、ハブ120aの通路122a及びハブフランジ140aの通路142aを貫通し、ドラム組立体100a及びキャッチベース112aを作動連結状態に保持する。] 図10A [0053] ハブ120と関連して記載したように、ハブ120aは、例えば、共重合体ポリプロピレンのような高分子材料の一体ピースで成形される。ハブ120aは、ハブ120aの外面すなわち周囲を形成する周又は周囲部材124aを含む。命綱ウェブ40aは、周又は周囲部材124aの周りに巻かれ、該周囲部材は、命綱ウェブ40aが通常の止められていない使用中、引き出され及び引き込まれるとき、命綱ウェブ140aを円滑な巻き及び巻きほどきを容易にする。また、ハブ120と関連して記載したように、ハブ120aは、また、周囲部材124aとハブ120aの半径方向内方又は概ね中心部分との間に延びる隔壁126aのような中間コネクタを含む。再び、ハブ120と関連して記載したように、隔壁126aの厚さによって、ハブ120aによって提供されるエネルギー吸収を、調整する或いは決定するのを助ける。] [0054] 図13Aは、ねじ150a及びハブフランジ140aが隠れているドラム組立体100aを示す。ドラム組立体100aを止める直前に、命綱ウェブ40aの自由端44aに取り付けられたウェート(例えば、使用者の重量に対応する250ポンド)が、ほぼ自由落下状態であり且つ相当な運動エネルギーを蓄積したと仮定される。図13Aに示す瞬間に、ドラム組立体100aが止まり、命綱ウェブ40aの張力が急速に増大し、命綱ウェブ40の巻きをハブ120aの周りに締め付ける。例えば、大部分が隔壁126aの厚さによって決定された或る張力レベルで、ハブ120aは、隔壁126aに作用する半径方向力の結果つぶれ始める(図13B参照)。図13A及び図13Bの比較により、ハブ120と関連して記述したものと同様のやり方で、エネルギーを吸収するハブ120aの変形を示す。また、ハブ120と関連して記述したように、通路123の周りのハブ120aのほぼ中心部分あるいはフランジ連結部分は、ハブ120aの少なくとも1部が変形してエネルギーを吸収した後に、ハブすなわちドラム組立体100aの回転を容易にするために、ほぼあるいは完全に変形されないままである。] 図13A 図13B [0055] 本発明の複数の検討では、システム10及び10aは、CEN (欧州標準化委員会)標準EN 360: 1992 and 2002 and EN 364: 1991 and 1993(CEN (European Committee for Standardization) standardsEN 360: 1992 and 2002 and EN 364: 1991 and 1993)に開示されるような落下試験を受け、この開示をここに援用する。試験システムの概略は図14に開示される。図14では、力測定器具1が、100キログラムの質量3の自由落下に起因する力を測定するために用いられる。複数の検討では、自動引き込み命綱システム4は、上記標準で規定されるように100キログラム(ほぼ220ポンド)の質量3を付けて、(質量3を自動引き込み命綱システム4に取り付けるクリップすなわちコネクタ機構2から測定するとき、2m或いはほぼ6.56フィートを超えない)距離H落下させる。最高落下拘束力(PFAF)或いはブレーキ力の結果は、EN364に開示された1,349ポンド(6kN)の制限よりも小さい、ほぼ1,100ポンドであった。] 図14 [0056] 上述説明及び添付図面は、現時点での発明の好ましい実施形態を開示する。もちろん、種々の修正、追加及び設計変更が、本発明の範囲から逸脱することなく、上述の教示に照らして等業者に明らかになる。本発明の範囲は、上述の説明によってではなく請求の範囲によって示される。特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内で行われる全ての変更及び変化は、特許請求の範囲内に包含されるものである。]
权利要求:
請求項1 命綱システムであって、命綱と、前記命綱が巻かれるハブとを含み、前記ハブは、220ポンドの質量を、6.56フィートまでの距離で前記命綱に取り付けられた前記命綱システムの落下試験の、最高落下停止力が1900ポンドより大きくないように、前記命綱によって及ぼされる所定レベルの力でエネルギーを吸収するように変形できる、ことを特徴とする、命綱システム。 請求項2 前記最高落下停止力が1500ポンドより大きくない、請求項1に記載のシステム。 請求項3 前記最高落下停止力が1349ポンドより大きくない、請求項1に記載のシステム。 請求項4 前記ハブの第1側面で前記ハブに隣接した第1部品と、前記ハブの第2側面で前記ハブに隣接した第2部品とをさらに含み、前記ハブは前記第1部品及び前記第2部品と無関係に変形できる、請求項1に記載の命綱システム。 請求項5 前記ハブは、前記ハブと前記第1部品を含むドラム組立体の部品であり、前記第1部品は前記ハブよりも大きい直径を有する第1フランジを含む、請求項4に記載の命綱システム。 請求項6 前記ハブは、少なくとも1つのコネクタを介して前記第1フランジに取り付けられる、請求項5に記載の命綱システム。 請求項7 前記ドラム組立体はさらに前記第2部品を含み、前記第2部品は前記ハブよりも大きい直径を有する第2フランジを含む、請求項6に記載の命綱システム。 請求項8 前記ハブは、少なくとも1つのコネクタを介して前記第2フランジに取り付けられる、請求項7に記載の命綱システム。 請求項9 前記ハブは、前記ハブの少なくとも1部にわたって概ね円形断面のものである、請求項8に記載の命綱システム。 請求項10 前記ドラム組立体は、軸線を中心に回転できる、請求項9に記載の命綱システム。 請求項11 前記命綱の引き込みを容易にするために前記ドラム組立体と作動連結する状態にある張力機構をさらに含む、請求項10に記載の命綱システム。 請求項12 予め決められた加速度で前記命綱が延びるときに、前記ドラム組立体の回転を停止させるために、前記ドラム組立体と作動連結状態にあるブレーキ機構をさらに含む、請求項11に記載の命綱システム。 請求項13 エネルギーを吸収するために前記ハブが変形した後に、前記ドラム組立体は前記軸線を中心に回転可能のままである、請求項10に記載の命綱システム。 請求項14 前記軸線は前記ドラム組立体を貫通するシャフトによって構成される、請求項13に記載の命綱システム。 請求項15 前記ドラム組立体、前記ブレーキ機構及び前記張力機構を少なくとも部分的に収容するハウジングをさらに含む、請求項13に記載の命綱システム。 請求項16 第1フランジ及び第2フランジはほぼ変形を受けない前記ハブのほぼ中心部分を介して前記ハブに連結される、請求項8に記載の命綱システム。 請求項17 前記ハブは、前記命綱が巻かれる周囲部材と、前記周囲部材と前記ほぼ中心部分の間の少なくとも1つの連結部材とを含み、前記周囲部材及び前記連結部材の少なくとも一部はエネルギーを吸収するために変形できる、請求項16に記載の命綱システム。 請求項18 命綱システムで使用するためのドラム組立体であって、ハブと、前記ハブの第1側面の少なくとも第1フランジと、前記ハブは、220ポンドの質量を6.56フィートまでの距離で前記命綱に取り付けられた前記命綱システムの落下試験での、最高落下停止力が1900ポンドより大きくないように、前記ハブに巻きつけられる命綱によって及ぼされた所定レベルの力でエネルギーを吸収するために、前記第1フランジと無関係に変形できる、ことを特徴としている、ドラム組立体。 請求項19 前記ハブの第2側面に第2フランジをさらに含む、請求項18に記載のドラム組立体。 請求項20 前記ハブは、前記第1フランジ及び前記第2フランジと無関係に変形できる、請求項19に記載のドラム組立体。 請求項21 前記第1フランジ及び前記第2フランジは、ほぼ変形を受けない前記ハブのほぼ中心部分を介して前記ハブに連結される、請求項20に記載のドラム組立体。 請求項22 前記ハブは、前記命綱が巻かれる周囲部材と、前記周囲部材と前記ほぼ中心部分の間の少なくとも1つの連結部材とを含み、前記周囲部材及び前記連結部材の少なくとも一部はエネルギーを吸収するために変形できる、請求項21に記載のドラム組立体。 請求項23 命綱システムでエネルギーを吸収する方法であって、前記命綱が巻かれる前記命綱システムの第1部品としてハブを準備するステップとを含み、前記ハブは、前記命綱によって加えられる所定レベルの力でエネルギーを吸収するために変形できる、前記方法。 請求項24 前記命綱システムは、前記ハブの第1側面で前記ハブに隣接した少なくとも第2部品と、前記ハブの第2側面で前記ハブに隣接した少なくとも第3部品とを含み、前記ハブは前記第2部品及び前記第3部品と無関係に変形できる、請求項23に記載の方法。 請求項25 220ポンドの質量を6.56フィートまでの距離で、前記命綱に取り付けた前記命綱システムの落下試験での、最高落下停止力が1900ポンドより大きくない、請求項23に記載の方法。 請求項26 最高落下停止力が1500ポンドより大きくない、請求項25に記載の方法。 請求項27 最高落下停止力が1349ポンドより大きくない、請求項25に記載の方法。 請求項28 命綱システムであって、命綱と、前記命綱が巻かれるハブと、前記ハブの第1側面で前記ハブに隣接した第1部品と、前記ハブの第2側面で前記ハブに隣接した第2部品と、をさらに含み、前記ハブは前記第1部品及び前記第2部品と無関係に前記命綱によって加えられる所定レベルの力でエネルギーを吸収するために変形できる、前記命綱システム。 請求項29 前記ハブは、前記ハブ、前記第1部品及び前記第2部品を含むドラム組立体の部品であり、前記第1部品は前記ハブよりも大きい直径を有する第1フランジを含み、前記第2部品は前記ハブよりも大きい直径を有する第2フランジを含む、請求項28に記載の命綱システム。 請求項30 前記ハブは、少なくとも1つのコネクタを介して前記第1フランジ及び前記第2フランジに取り付けられる、請求項29に記載のシステム。 請求項31 前記第1フランジ及び前記第2フランジは、ほぼ変形を受けないそのほぼ中心部分を介して前記ハブに連結される、請求項30に記載のシステム。
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同族专利:
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