CN101173593B - 窗帘悬吊系统 - Google Patents

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Abstract

一种无需使用拉绳的窗帘悬吊系统，该悬吊系统包含：一顶轨，其中定义有一纵轴；一旋转轮轴，其沿该纵轴配置；至少一控制模组位于该顶轨内，其中该控制模组包含：一支撑结构；一旋转卷绕圆筒及由该支撑结构所支撑的一弹簧；其中该旋转卷绕圆筒及该弹簧约安装于该旋转轮轴上；一摩擦机构，其自该旋转卷绕圆筒隔开设置；一吊绳，其一第一端可操控地连接至该控制模组，且该吊绳卷绕于该旋转卷绕圆筒上，并以可滑动式接触该摩擦机构。由上述可知该悬吊系统包含一控制模组，其中设有旋转卷绕圆筒及弹簧装置于轮轴上。此外亦提供一摩擦机构或应力件，用以抵销在吊绳上由该弹簧施加的作用力对该窗帘机构重量的力差。

Description

窗帘悬吊系统
【技术领域】
本发明是关于一种窗帘悬吊系统。所述悬吊系统提供一种不用使用一拉绳而控制该窗帘的机构。
【背景技术】
习知窗帘，像是风琴帘、百叶帘、罗马帘一般具有一顶轨及一窗帘材料，像是可被吊绳所控制的折状布料、数个百叶板或遮光机构，借由一拉绳连结至这些百叶板、遮光机构或布料而可调整升起或开启窗帘。该拉绳是由一顶轨延伸，以及被使用者操作来调整悬吊绳的位置，从而调整该窗帘材料的位置。此等拉绳的缺点之一是需要周边机构，而该周边机构距离窗帘材料远，同时会降低该窗帘的美观性。此外，拉绳亦存在着一些潜在危险的情况，由于拉绳相对地长度较长，很可能被某些人所误用，特别是小孩，而可能发生意外窒息或吊死的情况。
不使用具有绳锁拉绳的窗帘有许多种形式上的发展。Cusumano在1947年5月13日所核准的美国专利第2,420,301号专利「百叶帘」是使用具有沟槽及一圈状弹簧的圆锥形机构。这样的窗帘设计包含一抵销力可以调整该遮光百叶板至所需的位置而不需要一绳锁。此外，Pratt的美国专利第2,324,536号专利「关闭结构」是使用线带及圈状弹簧来拉升与放下一遮光机构，而该底杠及该百叶板可在轨道上下移动。
所谓的无吊绳窗帘发展上的另一项课题，是当升起窗帘时，增加被该底轨集中和支撑的窗帘材料数量，从而增加被该吊绳所悬吊的重量。Hiller等人的美国专利第5,133,399号专利「无载重操作以平衡水平及垂直遮光机构、折状遮帘、遮帘的装置」是直接针对此等问题。在此装置中，当较低轨道位于其最低操作位置之上时，施加一可变的直接向上作用力至该吊绳结构，而该作用力是实质地随时等于该较低轨道及被该较低轨道所支撑的该遮光机构的合力。该装置用来施加该作用力，并包含一圆锥机构连结至一恒力弹簧或一变力板片弹簧。其他相关专利仍包含Kuhar的美国专利第5,482,100号专利「具有定变力弹簧的无吊绳平衡式百叶帘遮光机构或遮帘」。
在一实施例中，一变力弹簧卷绕在圆筒上，分散弹力至由一圆筒转换到另一圆筒的卷绕弹簧上。当该遮光机构或遮帘完全拉起时，具有此等变力弹簧让该作用力施加至最大，并使得该拉绳支撑该底轨及该窗帘材料的大部分或全部的重量。当该窗帘完全降下时，该弹力是施加在其最低点使得只有该底轨被该吊绳所支撑。在另一实施例中，使用一恒力弹簧与一摩擦分散装置来负荷在升起与降下位置间窗帘的不同重量。
然而，在习知技术的缺点之一是该等设计的复杂度，亦即在该等设计上实质地需要彼此相互连结的数量过高。而本发明则提供一更具效率的无吊绳窗帘。
【发明内容】
本发明的目的是在于提供一种不需使用拉绳的窗帘悬吊系统。
本发明提供一种窗帘悬吊系统，该悬吊系统包含：
一顶轨，其中定义有一纵轴；
一旋转轮轴，其沿该纵轴配置；
至少一控制模组位于该顶轨内，其中该控制模组包含：
一支撑结构；
一旋转卷绕圆筒及由该支撑结构所支撑的一弹簧；其中该旋转卷绕圆筒及该弹簧约安装于该旋转轮轴上；
一旋转纺锤，该旋转纺锤与该旋转卷绕圆筒一体成形，该旋转卷绕圆筒、旋转纺锤及弹簧为同轴安装，该弹簧的一端固定于该旋转纺锤，该旋转轮轴穿过该旋转卷绕圆筒及该旋转纺锤设置，
一摩擦机构，其自该旋转卷绕圆筒隔开设置；
一吊绳，其一第一端可操控地连接至该控制模组，且该吊绳卷绕于该旋转卷绕圆筒上，并以可滑动式接触该摩擦机构。
本发明揭露一种不需使用拉绳的窗帘。本发明包含一窗帘悬吊系统，该系统包含一顶轨、至少一吊绳、一控制模组及一摩擦机构或应力件。该悬吊系统可与一窗帘装置相结合，而该窗帘装置以一窗帘材料及一加重元件(例如底轨)所组成。
该顶轨较佳包含一横向轨道。该轨道内设有一旋转轮轴，其定义出一纵轴。该轨道内定位有至少一控制模组，以供该旋转轮轴延伸穿过。较佳地，该轮轴上设有超过一控制模组，以共同操作控制模组让该窗帘可均衡开启与遮蔽。
该控制模组包含一支撑结构(例如一外罩)，其中设有一旋转卷绕圆筒及一弹簧。该弹簧较佳为一恒力扁状卷涡弹簧。该旋转卷绕圆筒及弹簧是可操控地彼此连结，使该弹簧可对该旋转卷绕圆筒施加一旋转力。较佳地，该旋转卷绕圆筒及弹簧由一旋转纺锤受连结，且旋转卷绕圆筒、旋转纺锤和弹簧等各元件皆定位于该旋转轮轴上。该控制模组的该些元件可同轴地设置。有关摩擦机构或应力件而言，以下提供详述说明。
该吊绳的一第一端是连结至该旋转卷绕圆筒上，以随该旋转卷绕圆筒因该弹簧所施加的旋转力而被转动时，使该吊绳卷绕于其上。如前所述，该弹簧是较佳为一恒力弹簧，在该弹簧的弹性范围内，可提供实质地固定的扭力。先前技术中所熟知的恒力弹簧皆合适使用于本案中。借由使用此弹簧时，由于其弯曲率半径的变化一致，使该弹簧为抵抗伸展所施加的作用力是为固定。
该吊绳的第二端是连结至加重元件(例如该窗帘装置的底轨)，故随该吊绳卷绕在该旋转卷绕圆筒上时升起该底轨会被升起，且窗帘材料将被集中于该底轨上。该吊绳移动的路径是经过并接触该摩擦机构或应力件(其例如为钩子，标准钩子、圆孔眼、马蹄形机构、U形机构或其他可使该吊绳穿透的形状)。此外，亦可借由该支撑结构中的一些相隔开表面形成该摩擦机构或应力件，使得该吊绳移动路径含有数个转折点，较佳地至少包含三个转折点，进而增加为克服该吊绳上的静摩擦力所需的作用力。同样地，借由所述数个转折点，可增加该吊绳上由该应力件所施加的应力。该悬吊系统亦可包含此等摩擦机构或应力件的组合。
使用时，该弹簧是对该旋转卷绕圆筒施加一旋转力。随该窗帘介于较低位置与一升起位置之间移动时，该旋转力是被该旋转卷绕圆筒转换成施加于部分该吊绳上的一升起作用力。举例而言，随该吊绳被卷绕在该旋转卷绕圆筒上时，该旋转卷绕圆筒所受的切线作用力是为该吊绳上的升起作用力。同时，该吊绳是支撑该窗帘材料及底轨的重量。如上所论，随窗帘由一较低位置拉起至一上升位置时，该底轨所支撑的窗帘材料数量将增加，故使该吊绳所支撑的总重增加。此外，吊绳数量亦为总重量的一部分，但其仅占有相当小的部份。抵抗重力的另一额外作用力可为该窗帘材料提供，其材料的设置内(例如风琴帘或格状帘)可含有弹力。举例而言，风琴帘或格状窗帘材料被拉伸时，因其材料本身的记忆效应，会有收缩的倾向。
该吊绳是接受该摩擦机构所施加的静摩擦力，其足以使该窗帘材料的重量与吊绳间的差力，与该窗帘材料弹力和弹簧向升起作用力的总和相互抵销，使该窗帘可维持在所欲的位置上。换言之，当该窗帘静止或未被调整时，该静摩擦力与其他在吊绳的升起及降下作用力是相互抵销，使窗帘不会意外升起或下降。此摩擦机构接触该吊绳，且较佳地位于该旋转卷绕圆筒的下游。换言之，该摩擦机构是位于且接触该吊绳中未被卷绕于旋转卷绕圆筒上的部份。
依据该窗帘装置的重量与吊绳的材质及厚度，摩擦机构(如钩子元件)的安装可以在该悬吊机构移动路径上增加数个转折点，以调整摩擦力量。借由调整转折点之间的距离、转折角度及该摩擦机构与该吊绳间的接触点的数目，可以提供适合特定应用的静摩擦力。借由较高静摩擦力，同一控制模组可以适用在更大的窗帘长度范围。
该钩子亦可为一应力件，其设计可用以避免该底轨意外移动，且确保其在静止位置(亦即在该吊绳与该钩子间无移动)。当底轨位于所欲高度时，由该钩子或其他相隔开的表面对该吊绳上所施加的应力将对该弹簧的作用力产生抵销作用，以保持吊绳的静止状态。
然而，如上所论，该控制模组中的该旋转卷绕圆筒及弹簧较佳地是同轴安装，且与穿过该旋转卷绕圆筒及弹簧的该轮轴接合。因此，可以使用数个相同控制模组配合不同窗帘重量及不同窗帘尺寸。此模组化设计较先前技术提供许多实质上的优点。
在悬吊系统中亦可设有一离合器(clutch mechanism)，以设计上提供更大的弹性。离合器(如一般所熟知使用在滚动窗帘上的离合器)是啮合一旋转轮轴，以可松脱式锁住该轮轴。依据本发明，离合器可与该控制模组结合使用。
【附图说明】
图1是绘示依本发明一实施例的窗帘位于一较低位置的透视图。
图2是绘示图1的窗帘位于一部分升起位置的透视图。
图3是绘示依本发明一实施例的窗帘处于部份升起位置的前视图，其中该顶轨及控制模组的外罩以剖面绘示，吊绳则以阴影线表示。
图4是绘示依本发明一较佳实施例的控制模组的前视图，其中部分以剖面绘示。
图4A是绘示图4控制模组的摩擦机构的放大图。
图5是绘示图4中控制模组的侧视图。
图6是绘示图4中控制模组及该轮轴的分解图。
图7是绘示依本发明另一实施例的摩擦机构的放大图。
图8是绘示依本发明又另一实施例的摩擦机构放大图。
【主要元件符号说明】
10 窗帘                    42 弹簧
12 顶轨                    44 旋转纺锤
14、16 控制模组            50 吊绳第一端
18 沟槽                    52 固定柱
19 离合器                  54、58、154、158、254、258 孔
20 轮轴                    洞
22 窗帘材料                56、156 钩子
24 底轨                    60 盖子
26、28、228 吊绳           62 基座
30 窗帘材料集中部位        65 侧盖
32 窗帘材料未被集中部位    68 分离纺锤
34、36 吊绳的末端          70 侧盖
38、138 外罩               128 悬吊机构
40 旋转卷绕圆筒
【具体实施方式】
本发明在此揭露在多方面适用的实施例。本发明较佳的实施例以图式及下述内容来表示。然而，可理解地是本发明所揭露的实施例是本发明原理的示范，而所述的实施例并不限制本发明。
参考图1，是绘示本发明的一较佳实施例。窗帘10是包含一顶轨12，及在顶轨12的沟槽18内与轮轴20安装的一对控制模组14、16。窗帘10亦设有一帘板，其包含窗帘材料22及加重元件，例如底轨24。如图所示，窗帘10是位于较低位置，窗帘材料22则延伸并遮盖住窗户的空间。于本实施例中，所示的窗帘材料是为双窝槽材料，然而其他材料亦适用，诸如风琴式材料、百叶帘、罗马遮帘、罗马式窗帘或其类似材料。本实施例中亦绘示一离合器19，其啮合轮轴20。任何习知离合器19皆适用。举例而言，离合器19可于啮合时锁定轮轴20。借由轻微地拉下底轨24，离合器19将自轮轴20松开并允许轮轴20转动。当窗帘到达所欲位置时，再次轻微地拉下底轨24以啮合离合器19。
图2是绘示图1窗帘10的部分升起位置。随窗帘10升起时，窗帘材料22由底轨24集中并支撑。为进一步说明，请参考图3。吊绳26、28分别自控制模组14、16延伸，且穿透过窗帘材料22后，再连结至底轨24。在本较佳实施例中，吊绳26、28是直接连结至底轨24，然而其他可操控地连结底轨与吊绳的方法亦适用。举例而言，可以使用扣紧模组让底轨可轻易地被置换。在一些应用中，可将底轨与材料板结合，使吊绳借材料板的固定连接至底轨。虽然先前所述的加重元件为底轨，但其并不限制于直线长形结构；反而，任何加重件亦适用。此外，虽然所示轮轴20是与两个控制模组14、16相啮合，应理解任何控制模组数目亦可适用。
随窗帘10自较低位置移动到升起位置时，吊绳26、28被卷绕于控制模组14、16中，有关其操作方式参考以下详细说明。当底轨24被拉到接近顶轨12时，窗帘材料22会被集中且被底轨24支撑。如图所示，窗帘材料22的集中部分30是安置于底轨24，使得集中部分30加上底轨24的重量被吊绳26、28支撑。窗帘材料22中的未集中部分32是自顶轨垂吊而下，且并未被吊绳26、28支撑。应理解是，随窗帘10被拉起至升起位置，由吊绳26、28支撑的重量将增加。换言之，吊绳26、28的末端34、36上的重量会随着有更多的窗帘材料22被集中并受支撑于底轨24上的而有所增加。虽然未示，就百叶帘而言，由吊绳(其为相对梯绳)支撑的叶片数量将会随百叶帘升起而有所增加。
在本特定实施例中，两个控制模组14、16是安装于该轮轴20上。如前所述，控制模组的数量可视窗帘而定。由于控制模组及轮轴被模组化，可使用该控制模组的数量而不需个别控制模组调整，因而可避免制造成本与复杂度增加。此外，由于窗帘通常会依特定窗户订制，模组化的控制模组可提供具有更大弹性的制程。况且，不同于先前技术，利用共同模组连结该数个控制模组为简易且可靠的组装方式，可同步化且平衡控制模组以助于窗帘平衡升起。
该控制模组将更进一步地揭露于图4至图6。参考图4所示的控制模组16。控制模组16包含一支撑结构，例如外罩38。外罩38内设有一旋转卷绕圆筒40及一弹簧42(以剖面图式显示)。该旋转卷绕圆筒40及弹簧42是可操控地彼此连结，使得该弹簧可施加扭力于该旋转卷绕圆筒40上。在本实施例中，该旋转卷绕圆筒40及弹簧42是被一旋转纺锤44所连结，而该旋转纺锤44是与该旋转卷绕圆筒40一体成形。参考图5，该弹簧42的一端46固定于该纺锤44。较佳地，弹簧42是一恒力弹簧，其在伸展范围内可提供一固定力或扭力。旋转卷绕圆筒40、旋转纺锤44、及弹簧42等各元件均定位在该卷绕轮轴20上，而该卷绕轮轴20定有一纵轴48。较佳地，该旋转卷绕圆筒40、旋转纺锤44、及弹簧42是同轴安装。当该控制模组16设于该轮轴20上时，该轮轴20是插入该圆筒40及纺锤44中。此简易组装可允许多数控制模组的简易且弹性安装，以符合窗帘因其宽度增加而需更多吊绳的需求。
再次参酌图4，吊绳28的第一端50是固定于旋转卷绕圆筒40上的固定柱52。当窗帘10升起时(如图3所示)，由弹簧42的扭力驱动的旋转卷绕圆筒40将吊绳28卷绕于其上。参考图4A，在本实施例中，该吊绳28是穿过外罩38上的孔洞54。随后，吊绳的移动路径将经过钩子56，再透过孔洞58自外罩38伸出。因此，该吊绳28的移动路径是于该旋转卷绕圆筒40与包含窗帘材料22及底轨24的窗帘机构之间，包含三个转折点。吊绳28因穿过孔洞54及58而与该外罩38接触加上该钩子56的接触将产生静摩擦力，以在窗帘10处于静态并未被调整时抵抗移动情况发生。该外罩38及该钩子56亦在该吊绳28上提供一应力。
再次参考图4，该弹簧42施加一旋转力在旋转卷绕圆筒40上因吊绳28的第一端50为固定在该旋转卷绕圆筒40上，故旋转力被转换为于吊绳28上施加的作用力(F1)。当该窗帘10是静止时，施加于吊绳28的另一作用力包括窗帘材料、未被卷绕的吊绳部份及该底轨24的总重量(G)。就总重量(G)而言，未被卷绕于旋转卷绕圆筒40上的吊绳量相对仅占有小部分，底轨则较佳地提供总重量(G)的大部分。此外，如前所讨论，窗帘材料22本身亦可对底轨24提供抵抗重力用的作用力F2(未示)其作用力F2则远小于作用力F1。换言之，对该底轨24的垂直较低位置，施加于该吊绳28的向下重量是较小。在这样的装配下，施加在该弹簧42上的维持力可能超过该向下重量并造成该底轨24之一向上偏向置换。
为了避免前述的意外移动，该摩擦机构与该吊绳是相接触以产生该静摩擦力Fstatic，以适当平衡施加在吊绳28的数个反向作用力间的力差。在本实施例中，该摩擦机构是包含吊绳穿过孔洞54、58而与该外罩38接触的接触部位及该钩子的接触部位。为拉高该窗帘10至一升起位置，该吊绳所接受的作用力包含由该弹簧42的作用力F1以及该窗帘材料22的弹力。而由窗帘材料22及底轨24的重量所产生的向下作用力G加上该吊绳未卷绕部位的微小作用力，是抵销这些升起作用力以及，随着窗帘由一较低位置拉升至一较高位置时，由于被该底轨24所支撑的窗帘材料重量增加，故吊绳28所承受的总重量亦随之增加。
为避免窗帘10的意外移动，该摩擦机构是位于该旋转卷绕圆筒的下游。在本实施例中，该摩擦机构包含吊绳28穿过孔洞54、58与该外罩38的接触部位及与该钩子的接触部位，且无论窗帘10的任何位置，该摩擦机构产生的静摩擦力Fstatic是大于或等于该总重力G与作用力F1及F2总和的力差。
换言之：
Fstatic≥|G-(F1+F2)|
G是包括窗帘材料、底轨、及未被卷绕的吊绳部分的总重量；
F1是在该吊绳上该弹簧施加的线性作用力；
F2是在底轨上该窗帘材料的弹力；以及
Fstatic是该摩擦机构的静摩擦力。
该适合的摩擦力值可由以下因素来决定：像是，窗帘机构的重量、吊绳材质及厚度、底轨重量及该窗帘材料的弹力。在本发明中借由调整一个或多个此等因素可提供该吊绳的足够静摩擦力。
为升起窗帘10，使用者在底轨24上施加抵抗重力用的一作用力，以克服静摩擦力Fstatic。使用者施加的作用力必须足够以克服总重力G与作用力F1加上F2总和的力差。同样，为降下窗帘10，使用者拉下底轨24以克服静摩擦力Fstatic。应理解是，力差应设于适当范围，以让使用者仅需施加适度作用力即可。
本发明的优点之一是该静摩擦力为自动调整以符合窗帘的需求，使其能保持静止状态。随窗帘开启时，吊绳上的重量G将增加并有导致窗帘关闭的倾向。然而，因吊绳抵触摩擦机构所产生的静摩擦力Fstatic是依吊绳应力而变，使得静摩擦力将增加以抵抗重量的增加。。
本案的相关作用力亦可自应力角度作说明，摩擦机构则可视为应力元件。应力件是对吊绳施加一应力，以避免底轨的不必要移动并确保静止位置。吊绳所接受的反作用力是一应力，其平衡吊绳对该些表面所施加的作用力。因此，可理解地是，该应力是最多等于G与F1加上F2的力差。
参考图6，是提供有关控制模组16中各元件的精简说明。外罩38包含一盖子60、一基座62、一侧盖65及钩子56。旋转卷绕圆筒40是与旋转纺锤44一体成形。控制模组16亦包含设有分离纺锤68，用以将旋转卷绕圆筒40与外罩盖子60的侧盖70作连接。轮轴20是穿过控制模组16。
参考图7及图8是绘示一摩擦机构的替代实施例。在图7中，悬吊元件128是透过外罩138的孔洞154伸出。该吊绳亦接触延伸于孔洞158上的钩子156。然而，不同于先前实施例，悬吊元件128并未接触孔洞158。因此，在本实施例中，吊绳的移动路径含有两个转折点。图8所示的实施力并不包含钩子。在该实施例中，吊绳228是穿过孔洞254、258时与其孔缘抵触。
上述所示的说明书是被固定在该顶轨上的控制模组。在一些实施例中，该等控制模组亦可固定在底轨上，或是顶轨及底轨的结合。也可能需要不使用顶轨而将该控制模组直接固定于窗户框架上。
先前叙述及其附图仅为本发明示范之用，并不受其限囿。其它元件的变化或组合皆可能，且不悖于本发明的精神与范围。

Claims (11)

1.一种窗帘悬吊系统，该悬吊系统包含：
一顶轨，其中定义有一纵轴；
一旋转轮轴，其沿该纵轴配置；
至少一控制模组位于该顶轨内，其中该控制模组包含：
一支撑结构；
一旋转卷绕圆筒及由该支撑结构所支撑的一弹簧；其中该旋转卷绕圆筒及该弹簧约安装于该旋转轮轴上；
一旋转纺锤，该旋转纺锤与该旋转卷绕圆筒一体成形，该旋转卷绕圆筒、旋转纺锤及弹簧为同轴安装，该弹簧的一端固定于该旋转纺锤，该旋转轮轴穿过该旋转卷绕圆筒及该旋转纺锤设置，
一摩擦机构，其自该旋转卷绕圆筒隔开设置；
一吊绳，其一第一端可操控地连接至该控制模组，且该吊绳卷绕于该旋转卷绕圆筒上，并以可滑动式接触该摩擦机构。
2.如权利要求1所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：该摩擦机构包含一钩子。
3.如权利要求1所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：该摩擦机构的位置是沿该吊绳设于该旋转卷绕圆筒的下游。
4.如权利要求1所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：该摩擦机构包含位于该旋转卷绕圆筒与该窗帘之间的数个转折点，且该吊绳是沿这些转折点滑动。
5.如权利要求4所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：该摩擦机构的移动路径包含三个转折点。
6.如权利要求1所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：该摩擦机构是以数个相对隔开设置的表面所构成。
7.如权利要求1所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：还包含数个控制模组，其中每一该控制模组是设于该旋转轮轴上。
8.如权利要求1所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：该弹簧是一恒力卷涡弹簧。
9.如权利要求1所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：该吊绳的一第二端是可操控地与一窗帘机构连结，该窗帘机构包含一加重元件及窗帘材料，且该吊绳是可操控地与该加重元件连结。
10.如权利要求1所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：还包含一离合器，其可操控地与该轮轴连结。
11.如权利要求10所述的窗帘悬吊系统，其特征在于：该离合器是可松开地锁住该加重元件在所欲位置上，且借由拉下该底轨可松开该离合器。
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