JP2002303304A - 動力とトルクを発生させる方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】様々な装置の位置決めに利用できる、動力とト
ルクを発生させる方法及び装置を提供する。 【解決手段】案内部材１８に沿ってモニター装置２が移
動すると、カム１２によってバネ１４が保有するエネル
ギ量を増加もしくは減少させる。そして、カム１２によ
って斯かるエネルギーを、カム従動部材１６を介して、
移動体４への略一定の支持力に変換する。モニター装置
との平衡を取るために必要なバネ１４からのエネルギ量
に直接対応するように、適当なカム面あるいはカムの形
状とする。したがって、モニター装置が運動通路に沿っ
て下降すると、エネルギーがエネルギー保存部材に保存
される。この保存エネルギーはモニター装置が上昇する
際に利用される。バネの圧縮速度を変化させることで、
バネの上昇力特性曲線においてモニター装置の運動方向
に向かう支持力をカムが一定のレベルもしくは予め定め
たレベルに変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】（発明の分野） 本発明は直線力
と回転トルクまたはどちらか一方をもたらす装置に関す
るものである。更に詳しくは、本発明は様々な装置の位
置決めに適した装置に関するものである。いくつかの適
用装置の例としては、バスケットボールのバックボー
ド、コンピューターのモニター装置、抽斗、ドア等々が
含まれる。

【０００２】

【従来の技術】（発明の背景） 本発明は直線力と回転
トルクまたはどちらか一方を供給する装置に関するもの
である。更に詳しくは、本発明は様々な位置決め装置に
適用できる装置に関するものである。斯かる装置の一例
としては、パーソナルコンピュータのディスプレイモニ
ター装置がある。パーソナルコンピュータもしくはディ
スプレイモニター装置は机やコンピュータケースに直接
置かれることがよくあるが、机上のスペースを広げた
り、あるいは、異なった使用者による人間工学的な要求
に対応するために、時として、コンピュータモニター装
置は昇降可能な構成手段に設けられる。別の方法とし
て、机や移動台にモニター装置を置く代わりに、壁など
の平面に取付けることがある。

【０００３】しかしながら、パーソナルコンピュータと
ディスプレイモニター装置またはどちらか一方を複数の
使用者が１日のうちの異なった時間に用いることもよく
あり、いくつかの設置例では、１日のうちに体格および
好みが異なる複数の者が１台のコンピュータとモニター
装置またはどちらか一方を利用できるようになってい
る。体格が異なり好みも異なる者にとっては、一個人の
ために設定調整したモニター装置またはディスプレイは
他人には往々にして不適合であるようで、たとえば、大
人が使用した同じコンピュータとモニター装置を子供が
用いる場合、身体上の空間要求は異なるであろう。加え
て、コンピュータを長時間用いるには快適に操作できる
ことの重要性が増す。先に使った者が自分に適するよう
に設定しモニター装置を後で利用する者にとっては不快
で扱い難く、不便なまま使うこともあり、結果として、
長時間の使用後に疲労を覚えることなる。しかも、モニ
ターが大型重量化するに伴って、モニターの位置調節は
空気バネを備えた腕部材を机や垂直面に回動可能に取付
けて用いられるようになってきた。しかしながら、空気
バネは値段が高く、経時劣化を起す。更に、空気バネ
は、たとえば、腕部材の長さなど、十分な設置空間を必
要とし、病院などにおける或る種の応用機器には特別な
経費が発生する。

【０００４】しかして、コンパクトで、製造・維持が低
廉にでき、信頼性が高く、調節が容易で、異なった大き
さのモニター装置にも適用でき、広い範囲で移動でき、
一定の支持力でモニター装置の位置決めができるモニタ
ー装置支持機構の要望がある。

【０００５】

【発明の実施の形態】（発明の概要） 本発明は直線力
乃至回転トルクを提供する装置に関するもので、更に詳
しくは、様々な装置の位置決めに利用できる装置に関す
るものである。本発明の主たる実施例による装置は、第
１案内面およぶ第２案内面を有するカムと、第１従動面
をカムの第１案内面に係合させる第１ローラを含むカム
従動構造を有する。第１ローラの第１従動面を、少なく
とも第１接点でカムの第１案内面に適当に接触させても
よい。更に、第２従動面をカムの第２案内面に係合させ
る第２ローラをカム従動構造に設けてもよい。この場
合、カムの第１案内面に向かって第１ローラを押圧し、
且つ、第２ローラをカムの第２案内に向かって付勢する
形態のバネ部材をカム従動構造に設けてもよい。たとえ
ば、第１端部を第１ローラに連結し、第２端部を第２ロ
ーラに連結したカム従動構造を備えてもよい。第１ロー
ラの接触角を、第１接点と第１ローラの中心軸を通る第
１仮想線と、第１ローラの中心線と第２ローラの中心線
との間を通る第２仮想線によって定めることができる。
カムの第１案内面に、カム従動構造がカムの長さ方向軸
に沿って移動する際に、第１ローラの接触角が変化する
ように連続的に変化する傾斜および連続的に変化する曲
面あるいはその一方を適当に持たせてもよい。

【０００６】有用な実施形態では、カムの長さ方向軸に
沿うカム従動構造の運動がバネの撓曲と、第１ローラに
作用する反力の軸力成分の強度が所期の応力分布によっ
て変わるような第１ローラの接触角の変化を起すように
カムを形成する。特に有用な実施形態では、カムの長さ
方向軸に沿うカムの従動部材の運動が、バネの撓曲と、
第１ローラの接触角の変化を起すようにカムを形成す
る。カム従動構造の移動中に第１ローラに作用する反力
の軸力成分の強度が略一定になる。たとえば、カム従動
構造の移動中での接触角の三角関数の正接における結合
変数に略反比例するように、バネの撓曲状態が変化する
形にカムを形成する。

【０００７】本発明のいくつかの実施形態では、バネ
は、バネの撓曲とバネ力とが略線形の関係を示すバネ係
数を有する。本発明の他の実施形態では、バネの撓曲と
バネ力とが略非線形の関係を示すバネ係数を有する。

【０００８】本発明の実施例によるカムは、第１案内面
と、第２案内面と、これらの間の長さ方向軸を有するカ
ム本体よりなる。有用な実施形態では、第１案内面は、
連続的に変化する傾斜と連続的に変化する曲面あるいは
どちらか一方を含む弓形状になっている。ある実施形態
では、カムが長さ方向軸に対して略対称になっている。
カム従動構造を、長さ方向軸に沿って少なくとも第１位
置と第２位置との間で適当に移動可能にしてもよい。バ
ネは、カム従動構造が第１位置にある場合に第１の撓曲
をなし、カム従動構造が第２位置にある時に第１の撓曲
をなす。

【０００９】有用な実施形態では、第１接触角を第２接
触角と異なえることができる。有利な実施形態では、第
２の撓曲を第１の撓曲より大きくし、第２接触角を第１
接触角より小さくしている。いくつかの実施形態では、
第２の撓曲を第１の撓曲より大きくして、第２接触角の
三角関数の正接を第１接触角の三角関数の正接より小さ
くしている。これらの実施形態では、第２の撓曲に対す
る第１撓曲の第１比率を第２接触角の三角関数の正接に
対する第１接触角の三角関数の正接の第２比率と略等し
くするとよい。

【００１０】本発明による追加の実施形態は、第１案内
路と、第１案内路に沿って配設された第１従動部材とか
らなる。いくつかの実施形態では、第２案内路と、第２
案内路に沿って配設された第２従動部材を有している。
第１従動部材と第２従動部材が互いに押圧し合うように
バネ部材を配設するとよい。第１案内路が第１弓状通路
を適切に形成し、第２案内路が第２弓状通路を適切に形
成する。ある実施形態では、第１弓状通路が、連続的に
変化する傾斜と連続的に変化する曲面あるいはどちらか
一方を有している。有用な一実施形態では、第２弓状通
路が第１弓状通路と鏡像関係のようになっている。

【００１１】本発明の一実施例による軸回転機構は、第
１従動面を有するカムと、カム従動構造を備えている。
カム従動構造は、少なくとも第１接点で第１従動面をカ
ムの第１案内面に係合させる第１ローラと、カムの第１
案内面に対して第１ローラを押圧する手段を備えてい
る。第１ローラには、第１ローラの中心軸と第１接点を
通る第１想定線と略水平な想定参照線で定まる接触角を
持たせている。特に有用な実施形態では、カムの第１案
内面には、カムの回転軸を中心にカムが回転すると第１
ローラの接触角が変化するように、連続的に変化する傾
斜と連続的に変化する曲面あるいはどちらか一方を持た
せている。

【００１２】ある実施形態では、第１ローラを第１案内
面に押圧させる手段としてバネを用いている。カムに作
用するトルクの大きさがカムの回転移動中に略一定にな
るように、カムの回転軸回り回転がバネを撓ませ、且
つ、第１ローラの接触角を変化させるようにカムを適当
に形成する。たとえば、カムの回転移動中にカムに作用
するトルクの大きさが略一定になるように、カムの回転
軸回りの回転がバネの撓曲と、第１ローラの接触角を変
化させるように構成する。一実施形態では、バネの撓曲
が、カム従動構造の移動中に接触角の三角関数の正接の
結合変数に反比例して変化する。

【００１３】本発明による追加の実施形態における装置
では、第１案内面を定める第１カム部材と第２案内面を
定める第２カム部材を備えている。カムの第１カム部材
とカム構造の第２カム部材は適切に相対的に移動可能に
なっている。本発明の装置には、少なくとも第１接点で
第１従動面をカム構造の第１案内面に係合させる第１ロ
ーラと、第２従動面をカム構造の第２案内面に係合させ
る第２ローラを含むカム従動構造が備えられている。第
１端部を第１ローラに結合させ、且つ、第２端部を第２
ローラに結合させたバネを、第１ローラと第２ローラが
互いに付勢し合うように設けてもよい。ある実施形態で
は、カム構造の第１カム部材とカム構造の第２カム部材
の双方を基部材に回転可能に連結して、カム構造の第１
カム部材とカム構造の第２カム部材が相対的に回転でき
るようにしている。これらの実施態様では、第１ローラ
と第２ローらの接触角を調節できるようにカム構造の第
１カム部材とカム構造の第２カム部材を互いに相対回転
できるようにしている。第１ローラの中心軸と第１接点
を通る第１想定線と、第１ローラの中心線と第２ローラ
の中心線との間を通る想定参照線とで第１ローラの接触
角を定めることができる。

【００１４】別の実施例では、カム構造の第１カム部材
とカム構造の第２カム部材の双方を基部材に摺動可能に
連結して、カム構造の第１カム部材とカム構造の第２カ
ム部材が相対的に調節軸に沿って移動できるようにして
いる。これらの実施形態では、カム構造の第１カム部材
とカム構造の第２カム部材を互いに相対的に調節軸に沿
って移動可能にして、第１ローラと第２ローラとの間に
連結されたバネの付勢力を調節可能にしている。

【００１５】本発明の一実施例による代表的な窓構造
は、カムとカム従動構造を有する機構を備えている。カ
ムは第１案内面と第２案内面を適切に有している。カム
従動構造は、少なくとも第１接点でカムの第１従動面を
第１案内面に係合させる第１ローラと、第２従動面をカ
ムの第２案内面に係合させる第２ローラを備えている。
互いに付勢し合う第１ローラと第２ローラとの間にバネ
を設けることができる。窓構造の窓を、カム従動構造と
カムのいずれか一方に適当に固定し、窓構造の窓枠を他
方のカムかカム従動構造に固定する。

【００１６】本発明の一実施例による一つの家具備品に
は、カムとカム従動構造を含む機構を備えている。この
カムは第１案内面と第２案内面を有する。カム従動構造
には、少なくとも第１接点で第１従動面をカムの第１案
内面に係合させる第１ローラと、第２従動面をカムの第
２案内面に係合させる第２ローラを設けている。第１ロ
ーラと第２ローラの間にローラを互いに向かって付勢し
合うようにバネを設けてもよい。一つの家具としての抽
斗をカムとカム従動構造のいずれか一方に適当に固定
し、家具の枠部材をカムとカム従動構造の他方に固定す
るとよい。

【００１７】本発明の一実施例によるドア締め装置には
カムとカム従動構造を含む機構を持たせる。カムに第１
案内面と第２案内面を適当に設ける。カム従動構造に
は、少なくとも第１接点でカムの第１案内面に第１従動
面を係合させる第１ローラと、第２従動面をカムの第２
案内面に係合させる第２ローラを設ける。第１ローラと
第２ローラの間にローラを互いに向かって付勢し合うよ
うにバネを設けてもよい。扉装置の扉をカムとカム従動
構造のいずれか一方に適当に連結させ、扉枠をカムとカ
ム従動構造のいずれか他方に連結させるとよい。ある実
施形態では、扉をカムとカム従動構造のいずれか一方に
回転可能に連結させており、他の実施形態では、扉をカ
ムとカム従動構造のいずれか一方に固定している。ま
た、ある実施形態では、扉枠をカムとカム従動構造のい
ずれか一方に回転可能に連結させており、他の実施形態
では、扉枠をカムとカム従動構造のいずれか一方に固定
している。

【００１８】本発明の一実施例による椅子構造にはカム
とカム従動構造を含む機構を持たせる。カムに第１案内
面と第２案内面を適当に設ける。カム従動構造には、少
なくとも第１接点でカムの第１案内面に第１従動面を係
合させる第１ローラと、第２従動面をカムの第２案内面
に係合させる第２ローラを設ける。第１ローラと第２ロ
ーラの間にローラを互いに向かって付勢し合うようにバ
ネを設けてもよい。椅子の背凭れをカムとカム従動構造
のいずれか一方に適当に連結させ、椅子枠をカムとカム
従動構造のいずれか他方に連結させるとよい。

【００１９】本発明の一実施例による自動車のドア構造
にはカムとカム従動構造を含む機構を持たせる。カムに
第１案内面と第２案内面を適当に設ける。カム従動構造
には、少なくとも第１接点でカムの第１案内面に第１従
動面を係合させる第１ローラと、第２従動面をカムの第
２案内面に係合させる第２ローラを設ける。第１ローラ
と第２ローラの間にローラを互いに向かって付勢し合う
ようにバネを設けてもよい。自動車のドア構造の窓をカ
ムとカム従動構造のいずれか一方に適当に連結させ、窓
枠をカムとカム従動構造のいずれか他方に連結させると
よい。

【００２０】本発明の一実施例によるバスケットボール
のゴール構造にはカムとカム従動構造を含む機構を持た
せる。カムに第１案内面と第２案内面を適当に設ける。
カム従動構造には、少なくとも第１接点でカムの第１案
内面に第１従動面を係合させる第１ローラと、第２従動
面をカムの第２案内面に係合させる第２ローラを設け
る。第１ローラと第２ローラの間にローラを互いに向か
って付勢し合うようにバネを設けてもよい。バスケット
ボールのゴール構造のポストをカムとカム従動構造のい
ずれか一方に適当に連結させ、バスケットボールのゴー
ル構造のバックボードをカムとカム従動構造のいずれか
他方に連結させるとよい。

【００２１】本発明の一実施例によるホーム・シアター
構成にはカムとカム従動構造を含む機構を持たせる。カ
ムに第１案内面と第２案内面を適当に設ける。カム従動
構造には、少なくとも第１接点でカムの第１案内面に第
１従動面を係合させる第１ローラと、第２従動面をカム
の第２案内面に係合させる第２ローラを設ける。第１ロ
ーラと第２ローラの間にローラを互いに向かって付勢し
合うようにバネを設けてもよい。壁をカムとカム従動構
造のいずれか一方に適当に連結させ、スピーカーをカム
とカム従動構造のいずれか他方に連結させるとよい。本
発明の更なる他の実施例によるホーム・シアター構成に
はカムとカム従動構造を含む機構を持たせる。カムに第
１案内面と第２案内面を適当に設ける。カム従動構造
に、少なくとも第１接点でカムの第１案内面に第１従動
面を係合させる第１ローラと、第２従動面をカムの第２
案内面に係合させる第２ローラを設ける。第１ローラと
第２ローラの間にローラを互いに向かって付勢し合うよ
うにバネを設けてもよい。壁をカムとカム従動構造のい
ずれか一方に適当に連結させ、視覚用ディスプレーをカ
ムとカム従動構造のいずれか他方に連結させるとよい。

【００２２】一実施形態におけるモニター装置の支持方
法では、上昇エネルギー保存部材の動力特性曲線をモニ
ター装置に対する略一定な支持力に変換している。一態
様におけるモニター装置支持方法では、エネルギー保存
部材とカムが協働的に移動通路に沿って相対移動するよ
うに位置づけしている。エネルギー保存部材がカムと相
対して移動すると、カムがエネルギー保存部材を偏位さ
せ、これによって、エネルギー保存部材によるカムにか
かる力を変化させる。ここでは、カムがエネルギー保存
部材による動力をモニター装置への支持力に変換させ
る。

【００２３】一実施形態においてモニター装置支持機構
を提案する。一実施例におけるモニター装置支持機構は
エネルギー保存部材とカムを備えている。エネルギー保
存部材がカムと相対して移動する際にカムがエネルギー
保存部材を偏位させ、これによって、エネルギー保存部
材によるカムにかかる動力を変化させるように、エネル
ギー保存部材とカムを協働的に位置づけしている。ここ
では、カムがエネルギー保存部材による動力をモニター
装置への支持力に変換させる。

【００２４】斯かる機構の使用中に、この機構に取付け
られた要素の高さと位置と水平位置のいずれか一方ある
いは双方を調節することができる。たとえば、モニター
装置を移動させるには、基台もしくはモニター装置の部
分を保持した状態で、取付け要素の摩擦抵抗に抗して、
たとえば１乃至２ポンド程度の小さい力を加える。移動
させる力を解放すると、取付け要素は新たな支持位置に
保持される。このように、相当大きな荷重でも最小の力
で安全、且つ、容易に調節することができる。更に、一
実施例では、一定レベルのエネルギーが移動通路に沿う
運動毎にエネルギー保存部材によって貯えられる（消費
される）。これにより、移動通路に沿う全ての調節が容
易になる。

【００２５】他の利点として、提案のモニター装置支持
システムはコンパクトで、調節可能で、移動範囲が広
く、スリムな外観を備えた機構を備えている。加えて、
このモニター装置支持機構は安価で、軽量である。更な
る利点は、同じ機構を用いて複数のコンポーネントを同
時に固定た場合、設置空間を有効利用しながらも、個々
のコンポーネントを移動させることができる。一実施例
では、様々な重量のコンポーネントを斯かる機構で平衡
に保持するように１台の機構を変化させて調節すること
ができる。

【００２６】本発明によるシステムの上記実施例あるい
は他の実施例、形態、利点、特徴は以下に部分的に開示
するが、添付の図面乃至本発明の実施態様に係わる以下
の開示内容を参考することで当分野の技術者には明らか
になろう。本発明の形態、利点及び特徴は特に特許請求
の範囲の構成および均等構成において解釈できる装置、
方法および組合せ技術によって実施可能である。

【００２７】

【実施例】（詳細な説明） 以下の説明における参照は
図面に示された要素に基づくものであるが、図面は本発
明を実施するための一例である。これらの実施例は当該
分野の技術者が実施するのに十分に詳細に開示してお
り、本発明の概念から逸脱しない範囲で実用化および改
変可能であることは理解できよう。よって、以下の詳細
な説明に限定するものでなく、特許請求の範囲に記載の
要素およびその均等要素によって本発明の範囲を定める
ものとする。本記載において、「垂直」、「水平」、
「側方」、「上」、「下」、「上昇」、「下降」等々は
図面および記載事項におけるモニター装置支持機構の位
置に関しての相対的に意味する用語であって、絶対的な
用語ではない。

【００２８】（システムの概略）１以上の実施例におけ
るモニター装置支持システムは、あらゆる方向または軸
においてモニター装置の運動を制御し、運動範囲におけ
る一定の力を発生させると共に、運動範囲において可変
の動力もしくは予め定めた動力を設定でき、且つ、各種
機器に広く適用でき、サイズおよび能力を高め、様々な
異なった姿勢を取ることができ、自由に調節可能で、直
線方向および三次元あるいは予め定めた他の方向に移動
可能であり、作動領域の大きいバネを利用できることを
特徴とする。

【００２９】通常、本発明のシステムは、バネの撓曲に
よる上昇力特性曲線の態様において拘束されたバネを緩
めることで得られるエネルギーを用いる方法を適用して
いる。動力特性曲線は、移動範囲全体における各運動ユ
ニットのバネの撓曲（あるいは圧縮）の割合を制御可能
な形状を有するカムによって一定の動力か、可変動力
か、予め定めた動力あるいはこれら全ての動力に変換さ
れる。

【００３０】図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の一実施例
によって構成したモニター装置支持機構１０の適用例の
背面図および側面図である。図１Ａに示すように、平面
画面のモニター装置２が、基部６に結合されたモニター
装置支持機構１０の可動台もしくは移動体４の一部に取
付けられている。移動体４は、モニター装置２が基部６
に対して上下に運動できるように基部に対して可動状に
設けられている。この実施例における基部６は固定され
ており、移動体４が上下に運動できるようになってい
る。以下で説明する機構１０および他の機構では、モニ
ター装置が基部に連結され、移動体が壁などに固定され
た場合にモニター装置を支持するようになっている。

【００３１】以下に詳細に説明するが、モニター装置支
持機構１０は通常、カム１２と、バネ１４などのエネル
ギー保存部材と、カム従動部材１６のようなエネルギー
保存部材とカムを繋ぐ部材と、モニター装置２の運動通
路を形成する案内部材１８を備えている。この例では、
案内部材１８が延びる方向が垂直方向の直線運動方向と
なる。後述するが、他の実施例では水平の運動となる。
更に、いくつかの実施例では三次元の湾曲軸方向の運動
となる。

【００３２】通常、モニター装置支持機構１０の構成部
材は、案内部材１８に沿ってモニター装置２が移動する
と、カム１２によってバネ１４が保有するエネルギ量を
増加もしくは減少させる。そして、カム１２によって斯
かるエネルギーを、カム従動部材１６を介して、移動体
４への略一定の支持力に変換する。都合良いことに、カ
ムがバネと相対的に移動してバネを偏位させ、バネのエ
ネルギーを上昇力乃至支持力に変換するので、こうした
形態がコンパクトで簡潔な機構を作り出す。

【００３３】一実施例では、カム１２は、案内部材１８
が形成する通路に対して垂直に傾斜して概ね向かい合う
カム面乃至外形を備えている。この実施例では、カム面
は斯かる通路に交差せず、通路からの間隔を変化させて
いる。１以上の実施例では、図示のようにモニター装置
支持機構は横に広がったり厚みを増すことなく垂直に長
さを伸縮させることができるので、カム面の方向形態の
デザイン性を高めることになる。このことがモニター装
置の運動の有効範囲を広くするので都合よい。また、こ
こで言う垂直な方向性はカムの前面が垂直であるべきと
言う意味ではなく、側方乃至水平な方向に対するもので
あり、カム面が水平より垂直であるだけで、側面形状に
基づく一般的な上下方向の形態を備えていることを意味
している。

【００３４】この実施例おいて、モニター装置との平衡
を取るために必要なバネからのエネルギ量に直接対応す
るようにモニター装置の運動通路に対して適当なカム面
あるいはカムの形状をカム１２に持たせている。したが
って、モニター装置が運動通路に沿って下降すると、エ
ネルギーがエネルギー保存部材に保存される。この保存
エネルギーはモニター装置が上昇する際に利用される。
よって、バネの力が弱いと圧縮速度が早くなり、バネを
強くするとカムに沿って下降する夫々のユニットの下降
速度が緩やかになる。バネの圧縮速度を変化させること
で、バネの上昇力特性曲線においてモニター装置の運動
方向に向かう支持力をカムが一定のレベルもしくは予め
定めたレベルに変換する。ここで言う支持力とは目的対
象の重さに直接的乃至間接的に作用する力である。

【００３５】換言すれば、カム面に対するバネの常時上
昇力は、カム面によってカム従動部材に対する反力に変
換される。この実施例では、この反力には、運動通路の
方向に平行な第１反力成分と、この第１反力成分に略直
交する第２反力成分が含まれる。第１および第２反力成
分はカム面の斜面に応じて変化する。この実施例では、
カム面の斜面は、直交方向の力成分が大きくなったりあ
るいは小さくなる時でさえ垂直な支持力成分を一定に保
つように設計されている。よって、バネとの組合せでカ
ム面の斜面が、移動体４およびモニター装置２の運動中
に移動体４に対して一定の支持力を作り出すことができ
る。

【００３６】後述する他の実施例におけるモニター装置
支持機構を上記モニター装置支持機構１０の代わりに用
いることができ、上述したカムおよびエネルギー保存部
材を下記の説明における本発明のシステムの技術範疇に
含めることができる。図１Ｂに一実施例を示しており、
回転部材３を平面画面のモニター装置２とモニター装置
支持機構１０の移動体との間に設けており、移動体はモ
ニター装置支持機構１０の支持体に相対して垂直方向に
移動する。図１Ｂに図示したように、一実施例では、モ
ニター装置支持機構１０は比較的薄いので、モニター装
置を壁に接近させて設置することができ、机の空間ある
いは作業空間を広くすることができる。

【００３７】（方法とシステム）図２に、本発明のモニ
ター装置支持システムの一実施例による方法２０を図解
している。方法２０には、エネルギー保存部材とカムを
用意する工程２２が含まれている。一実施例では、カム
とエネルギー保存部材が互いに運動通路に沿って移動で
きるように設けている。バネなどのエネルギー保存部材
は、バネがカムに相対して運動通路に沿って移動すると
動力やエネルギーのレベルが大きくなるように設定され
ている。エネルギー保存部材がカムに相対して運動通路
に沿って移動すると、カムはエネルギー保存部材を偏位
させ、これによって、エネルギー保存部材に保存された
エネルギーを大きくし、カムに作用するエネルギー保存
部材による動力を変化させる。一実施例では、上昇バネ
力は運動通路の方向に略直交させて印加される。ある実
施例では、バネ力は運動通路に対して非平行な方向に印
加される。

【００３８】工程２４では、バネエネルギーを第１反力
成分と第２反力成分に変換する。この実施例における第
１反力成分が運動軸の方向に平行してモニター装置の重
量を支持するが、第２反力成分は第１反力成分に直交し
ている。一実施例では、カムの形状が湾曲しており、垂
直姿勢での運動通路に略々並行して延設されている。一
実施例では、カム面は運動通路に交差せず、運動通路と
の間隔を変化させている。ある実施例では、バネ力をカ
ム面に対して直接印加している。

【００３９】方法２０は工程２５で、バネとカムが相対
的に運動する際のバネのエネルギーを変化させており、
バネ力が湾曲するカム面に沿って変化すると、第１反力
成分が少なくとも１以上の予め設定した動力レベルにな
る。一実施例では、この１以上の予め設定した動力レベ
ルは可変である。ある実施例では、工程２６で、負荷が
運動軸方向に移動する際にも第１反力成分を略一定に保
ちながら第２反力成分を変化させている。各種実施例で
は、工程２２〜２６を組み合わせたり、任意の工程を省
略してもよい。実施例の一例として、負荷が運動方向に
沿って移動するような上昇力をもたらす動力部材と、こ
の動力部材と協調して動きモニター装置に一定の支持力
を付勢するように動力をもたらすカムを用いている。

【００４０】いくつかの実施例では、移動体乃至移動台
などの第１部材と、基台や壁などの第２部材を、エネル
ギー保存部材とカムを夫々に結合させている。第１部材
と第２部材は互いに可動状に連結しており、運動方向で
決まる運動通路で一方が他方の運動範囲内で移動するよ
うになっている。第１部材が第２部材に沿って移動する
と、エネルギー保存部材が直接的もしくは間接的にカム
によって圧縮（もしくは伸張）させられ、カムの形状も
しくは外形によって制御される速度で圧縮する。たとえ
ば、一実施例においては、モニター装置に一定の動力を
付勢する方法を採っており、バネによる力が大きくなる
とモニター装置に作用する動力が略一定に保たれるよう
にカムの形状を選択している。

【００４１】図３６Ａおよび図３６Ｂに示す２つの線図
に、本発明のシステムの１以上の実施例によるバネ力を
示している。図３６Ａには従来の圧縮バネの典型的な動
力特性曲線３を示している。図３６Ａにおける垂直軸は
バネ力であり、水平軸はバネの圧縮量である。ここでの
バネは次の特性を備えている：自由長さ４インチ、最大
圧縮量２インチ、力率４４ポンド／インチ、最大力８７
ポンド。このバネは単なる例であって、予め定めた他の
負荷特性を持つものも本発明の範疇である。水平軸に沿
うバネ圧縮量は１／２インチの予め定めた圧縮量を代表
的なバネに印加した後のバネ圧縮量である。

【００４２】図３６Ｂにおいて、垂直軸にバネ圧縮速度
を、水平軸に運動通路方向の距離を示している。一実施
例では、圧縮速度特性曲線５は、特性曲線５に略相似し
た形状で、水平軸に沿う距離の関数としてバネ圧縮速度
を制御できるカム形状を有するカムによって得られたも
のである。この例では、バネは５インチの運動範囲に亙
って１乃至１／２インチ圧縮する。図３６Ａのバネ特性
曲線３に適用した図３６Ｂの圧縮速度を組み合わせる
と、図３６Ａに示した一定の軸力特性曲線４となる。本
発明は設計性に優れ、運動通路に沿うエネルギー保存部
材の運動範囲を更に広げるように図３６Ｂの水平軸を延
ばすことができる。

【００４３】図３７Ａおよび図３７Ｂは、本発明のシス
テムにおける別の実施例による代表的なバネ力のグラフ
である。図３７Ａ、３７Ｂに運動軸に沿う可変動力をも
たらす方法を示している。図３７Ａにバネ特性曲線１４
を示しており、図３７Ｂに可変圧縮速度特性曲線１４を
示している。一実施例では、特性曲線１４は可変斜面を
有する形状を持つカムで得られた特性である。図３７Ａ
のバネ特性曲線１４に適用した図３７Ｂの圧縮速度を組
み合わせて見ると、図３７Ａに示した可変軸力特性曲線
１２となる。

【００４４】（追加の実施例）上記方法及びシステムは
様々なモニター装置位置付け支持機構として実施でき
る。図３Ａに、図１Ａのモニター装置支持機構を更に詳
しく示している。モニター装置支持機構１０は通常、第
１構造３０１と、運動通路を画すモニター装置軸αの方
向に沿って第１構造に摺動可能に連結した第２構造３０
２とを備えている。上述したように、軸αは運動上の垂
直であっても、水平であっても、あるいは、三次元であ
ってもよい。第１構造３０１は、少なくとも１つのカム
３２０を有している。第２構造３０２は、少なくとも１
つのカム従動部材３５５と、伸張バネなどのエネルギー
保存部材１４と、第１構造３０１の軸αに沿って移動可
能な移動体４を備えている。図１Ａに示すように、モニ
ター装置は移動体４に取付け可能である。

【００４５】この実施例では、バネ１４が運動通路に対
して略水平な姿勢をとると、カム３２０は略垂直な姿勢
をとる。バネが側方に比較的小さい間隔を延ばす間にバ
ネが垂直方向に大きく移動できるので、このカムの形状
によって２つの部材を互いに相対して比較的広い範囲で
移動可能になる。しかも、このカムの形状が、運動通路
を下降させるとバネが伸張してエネルギーを保存し、保
存されたエネルギーが運動通路を上昇させる際の上昇力
となるように作用する。

【００４６】この実施例におけるモニター装置支持機構
１０には２つの腕部材３６０、３６２が備えられてい
る。各腕部材３６０、３６２は、基端３５２から末端３
５４へと延設され、カム従動部材３５５が基端３５２と
エネルギー保存部材１４の間に介在する。よって、負荷
がカム３２０と相対して軸αに沿って移動すると、カム
がカム従動部材３５５を押圧してバネ１４を伸張させ、
これによって、バネのエネルギーと動力レベルを強め
る。

【００４７】この実施例では、基端３５２が移動体４と
回転可能に連結されており、２つの腕部材３６０、３６
２の夫々がヒンジ点３５８で基端３５２回りを回転す
る。たとえば、基端３５２に貫通する穴３５３が穿設さ
れており、穴３５３の内部に機械的係止手段を設けてい
る。係止手段と穴３５３を、腕部材３６０、３６２を受
け入れて係止手段の回りを自由回転できる大きさに形成
している。別の構成では、腕部材３６０もしくは腕部材
３６２と摩擦係合する大きさに係止手段と穴３５３を形
成している。摩擦係合の程度は、モニター装置を移動さ
せるのに必要な力の大きさを変化可能に可変になってい
る。摩擦係合によって、構成要素の支持を安定化させる
と共に、構成要素の調節もしくは移動時に制御可能とな
る。摩擦力は機構１０および取付け要素の用途に応じて
変動可能である。

【００４８】移動体４は腕部材３６０、３６２を介して
カム従動部材３５５に結合しており、移動体は、モニタ
ー装置の運動通路を画し軸αとの共線である案内部材３
９２に沿って移動する。ここで言う移動体とは負荷に結
合したモニター装置支持機構部分を含む。いくつかの実
施例では、負荷に結合し案内部材３９２に沿って移動す
る可動台もしくはモニター装置支持機構の一部を含む。

【００４９】一実施例における案内部材３９２は１つの
軌道３９４を備え、この軌道は任意の複数であってもよ
い。一実施例では軌道３９４が抽斗の摺動手段となる。
軌道３９４を支持部材３１０に固定するか、もしくは、
軌道３９４を支持部材３１０と一体に形成する。たとえ
ば、軌道３９４に、支持部材３１０の内部に少なくとも
１つの切り込みを入れ、移動体３９０から延設した部分
が乗り越え可能にする。代わりに別の方法として、軌道
３９４の内側に移動体支持部材を１以上設け、移動体４
を容易に置換可能にできる。更に他の実施例では、案内
部材３９２に、移動体４の一部に支承される突起を設
け、移動体４が案内部材３９２の突起に沿って摺動可能
にしている。

【００５０】２つの腕部材３６０、３６２との間にはバ
ネ１４などのエネルギー保存部材を設けている。一実施
例では、バネ１４に少なくとも１つの張力乃至伸張バネ
あるいは他の上昇力部材で形成している。ここでの上昇
力部材とは、バネを圧縮乃至伸張すると動力（エネルギ
ー）を保存する部材を言う。他の上昇力部材として限定
するものではないが、捩りバネ、空気バネ、あるいは、
圧縮バネなどのようにモニター装置支持機構１０に適用
できるものが好適である。この実施例では、運動通路に
沿ってカムと相対的に下降するとバネの力が強くなり、
且つ、カム面に対して略垂直もしくは直交する方向にバ
ネの力が掛かるようにバネ１４の傾きを設定する。バネ
１４はエネルギーを蓄え、移動体４に設けられるモニタ
ー装置などの荷重構成要素からの負荷を支持する動力を
もたらす。

【００５１】一実施例では、２つの腕部材３６０、３６
２の末端部の近接部にバネ１４を設けている。バネ１４
は、２つの腕部材３６０、３６２に機械的、たとえば、
溶接接合などのような接合タイプの継手あるいは機械要
素などによって保持されている。一実施例では、カム３
２０は支持部材３１０に結合している。カム３２０は、
後述するように、カム従動部材３５５が乗るカム面３２
２を有している。一実施例におけるカム面３２２は通
常、曲線状の外形を有している。図３６Ａ、３６Ｂを参
照しながら上で説明したようにカム面３２２を形成す
る。

【００５２】一実施例におけるモニター装置支持機構１
０は、夫々がカム面３２２有する２つの対向カム３２
４、３２６を備えており、カム３２４、３２６の対向す
るカム面３２４、３２６の夫々と軸αとの間に間隔３２
３ａ、３２３ｂを画している。２つの対向カム３２４、
３２６のカム面３２２は第１上端部３２８から第２下端
部に延びており、カム面３２２は通常、第１上端部３２
８から第２下端部３３０へと湾曲している。一実施例に
おけるカム面３２２は、間隔３２３ａ、３２３ｂが上端
部３２８から下端部３３０に向かって次第に大きくなる
ように形成されている。

【００５３】一実施例におけるカム面３２２は、カムの
上端部３２８では比較的早い速度になり、移動体がカム
の下端部３３０に下降すると徐々に比較的緩慢な速度に
落ちるように間隔３２３ａ、３２３ｂを変化させた形に
形成されている。この速度変化は、移動体上のモニター
装置との平衡を保つために必要なバネがもたらすエネル
ギ量と直接対応している。よって、バネ力が弱くなると
伸張する力が大きくなり、バネ力を強くするとカムに沿
って下降する各ユニットの速度が低下する。バネの伸張
の速度に変化をつけることで、一定な動力あるいは予め
定めた動力を軸αと平行な方向に印加することができ
る。

【００５４】したがって、一実施例におけるカム面３２
２の形が、バネ圧縮（もしくは、伸張）の速度を変化さ
せ、運動方向の平衡力をもたらす。こうして変化する圧
縮（もしくは、伸張）の速度はバネ１４の上昇力特性曲
線を運動方向に印加される一定な動力に変換される。換
言すれば、カム面に対するバネがもたらす動力はカム面
によってカム従動部材３５５に対する反力に変換され
る。この実施例における反力には、運動軸αの方向への
第１力成分（ここでは、軸力成分と称する）と、第１力
成分に略直交する第２力成分（ここでは、垂直力成分と
称する）が含まれる。これら第１および第２反力成分は
カム面の勾配によって変化する。

【００５５】一実施例におけるカム面の形は、垂直力成
分が増加もしくは減少しても軸力成分を一定に保つよう
に設計されている。よって、バネ１４とカム面３２２の
形状との組み合わせによって、移動体とモニターの軸方
向（ここでは垂直方向）の運動中に移動体に対して一定
の軸力が得られる。別の実施例では、バネ１４とカム面
３２２の形状との組み合わせによって、移動体の水平移
動中に一定の水平力が得られる。

【００５６】一実施例における代表的なカム面３２２
は、図３６Ｂにおける圧縮速度特性曲線５をもたらし、
この圧縮速度が図３６Ａの一定の軸力特性曲線４をもた
らす。他の実施例では、図３７Ａ、３７Ｂを参照して上
述したように、変化する移動姿勢に沿って予め定められ
た可変動力を作り出す。たとえば、いくつかの実施例に
おけるカム面は、カムの軸長さ全体に亙って可変軸力を
もたらす。たとえば、カム面３２２の上部３２８で負荷
２０ポンドを、下部３３０で負荷１５ポンドを、あるい
は、その逆の負荷を支持するような形に設計できる。

【００５７】上述したカムを変形することは可能であ
り、本発明の思想の範囲において考察することができ
る。たとえば、対向カム３２４、３２６の傾斜につい
て、上記とは異なった傾斜あるいは反対の傾斜の形態で
傾斜を異なえることができる。いくつかの実施例おいて
は、後述するが、１つのカムのみ備えている。また、い
くつかの実施例では、内向きカムを用いており、エネル
ギー保存部材が圧縮バネである。他の実施例では、捩り
バネと複数の回転カムを用いている。

【００５８】案内部材３９２と移動体１４などの構成要
素の相対的なサイズは、案内部材３９２と移動体１４が
相対的に移動する際に発生する摩擦力に作用するように
変更することができる。摩擦力は移動体１４や他の取付
け要素を運動させるのに必要な動力を変化させる。代表
的な実施例では、「停止」状態時の動力や、使用者に静
止平衡負荷を移動させるために付勢するような設計者が
意図する手動の動力などに見合う最小摩擦力を移動体１
４と案内部材３９２との間で作り出すように構成してい
る。典型的には、負荷を安定させるためには、モニター
装置支持機構における他の構成要素が持つ固有の摩擦だ
けで十分である。

【００５９】以下で説明する本発明の実施例あるいは他
の実施例においても都合の良いことには、モニター装置
支持機構１０の移動要素（たとえば、回転腕部材、バ
ネ、移動体、カム従動部材）は互いに接続されており、
同じ運動平面において運動する。このことは、モニター
装置支持機構１０を比較的薄く製造することができるこ
とを意味している。

【００６０】一実施例では、以下で詳細に説明するが、
バネの位置あるいはカム面間の間隔を変化させること
で、システムがもたらす動力を変化させることができ
る。つまり、使用者は異なったサイズや異なった重さの
モニター装置を、支持機構を交換することなく、支持機
構に取付けすることが可能となる。しかも、製造者は、
単一のサイズの支持機構を作成するだけで、製造ライン
を改めることなく様々なモニター装置に適合する単一の
支持機構を調節するだけで良い。

【００６１】たとえば、一実施例における２つの腕部材
３６０、３６２の夫々に、バネ要素を保持するためのバ
ネ受、もしくは、他の取付手段を備える。調節機構の場
合、予想される最大平衡力を得るようにカム面を湾曲さ
せると共に、移動長さ（バネ力と回転中心３５３との間
の長さ）を増減できるように腕部材３６０、３６２に沿
うバネ要素の位置を変えることで負荷重量調節を行う。
たとえば、一実施例において、バネ受、もしくは、他の
取付手段を腕部材３６０、３６２に沿って上方あるいは
下方に動かせて様々な接続点に移動させることで調節で
きる。

【００６２】別の方法として、詳細は後述するが、一実
施例では、カム面間の空間を変化させることで負荷重量
調節を実行している。たとえば、カム３２４、３２６の
一方もしくは双方を支持部材３１０に連結させて、使用
者がカムを軸αに向かって、あるいは、軸から離れるよ
うに水平方向もしくは側方に移動させることができるよ
うになっている。カム、つまり、バネ１４によってもた
らされる動力を働かすことで、使用者はシステムの幾何
学的位置姿勢を変えることができる。

【００６３】いくつかの実施例おけるカム、移動体、あ
るいは、機構１０の他の要素をモータに連結させて移動
力を得ている。都合の良いことに、本発明のシステム
は、運動通路に沿う下降運動中にバネはエネルギーを蓄
え、そのエネルギーがモニター装置を上昇させる際に上
昇を助けるので、使用者は小さな摩擦力に抗して大きな
モニター装置でも移動させることができる。よって、低
廉な低負荷モータの使用でもモニター装置を容易に動か
すことができる。一実施例では、スイッチボタンを設け
てモータを作動させるようにしている。

【００６４】いくつかの実施例では、モニター装置支持
機構１０に後述する他の機構の１以上の特徴を持たせて
おり、他の実施例について参考説明した詳細および特徴
も包括するものとする。図３Ｂに本発明の一実施例によ
るモニター装置支持機構１０'を示している。このモニ
ター装置支持機構１０'は通常、第１構造３０１'と、運
動通路を形成するように運動方向軸αに沿って第１構造
３０１'に結合している第２構造３０２'とからなる。様
々な実施例について上述したように、軸αを垂直、傾
斜、水平、三次元的に設定することができる。第１構造
３０１'はカム３２０'を有すると共に、第２構造３０
２'はカム従動部材３５５'、張力バネなどのエネルギー
保存部材３７０'、第１構造３０１'の軸αに沿って移動
可能な移動体３９０'を有する。モニター装置支持機構
１０'は前記モニター装置支持機構１０と略同じで、上
記構成を参照できる。モニター装置支持機構１０'は一
対の対向するカムの代わりに１つのカムを用いている。

【００６５】図３Ｃおよび図３Ｄに、一実施例によるモ
ニター装置支持機構３８０の正面図および側面図を示し
ている。１以上の機構３８０の形態は機構１０と同じで
あり、上記説明から理解できる程度に一部説明を省略す
る。一実施例では機構３８０は、第１構造３８１と、カ
ム溝３８２と、カム３８３を一体に備えている。機構３
８０の第２構造３８９には、カム溝３８２に沿って案内
される移動体３８６に取付けた１以上の案内部材３８７
が設けられている。１以上の腕部材３８４は移動体３８
６に結合され、腕部材の末端部に取付けられたカム従動
部材３８５を備えている。張力バネ３８８などのエネル
ギー保存部材を各腕部材３８４に取付けてカム従動部材
３８５をカム面３８３に押圧している。図３Ｄに示すよ
うに、この実施例の腕部材３８５を末端部で二分し、機
構３８０に２つのバネ３８８を用いており、これによっ
て、機構の支持と平衡が達成できる。

【００６６】一実施例における１以上の第１構造３８
１、移動体３８６、腕部材３８４、カム従動部材３８
５、バネ３８８の全てあるいはどれかを非金属材料で形
成する。たとえば、一実施例における第１構造３８１
を、カム溝３８２とカム３８３とを射出成形プラスチッ
ク材料で一体に成形して、一体構造に形成している。同
じように、移動体３６８も射出成形で形成することがで
きる。様々な実施例において、部材を各種プラスチッ
ク、プラスチック配合物、重合体材料、ガラス繊維、あ
るいは、他の非金属材料で形成できる。一実施例では、
バネ３８８をガラス繊維配合材料で形成している。斯か
る非金属材料を用いると軽量化と、低コスト化、大量生
産性の点で好都合である。

【００６７】モニター装置支持機構１０'は通常、第１
構造３０１'と、運動通路を形成するように運動方向軸
αに沿って第１構造に摺動可能に結合している第２構造
３０２'を備えている。上述したように、各種実施例に
おいて軸αを垂直、傾斜、水平、三次元的に形成するこ
とができる。第１構造３０１'はカム３２０'を有し、第
２構造３０２'はカム従動部材３５５'、張力バネなどの
エネルギー保存部材３７０'、第１構造３０１'の軸αに
沿って移動可能な移動体３９０'を有する。モニター装
置支持機構１０'はモニター装置支持機構１０と略同じ
で、上記構成を参照する。モニター装置支持機構１０'
は一対の対向するカムの代わりに１つのカムを用いてい
る。

【００６８】図４Ａに、一実施例によるモニター装置支
持機構４００示している。モニター装置支持機構４００
は通常、第１構造４０１と、第２構造４０２を備えてい
る。第２構造４０２は、運動方向軸αを画す運動通路に
沿って第１構造４０１と摺動可能に結合している。一実
施例における運動は垂直方向の線形運動であり、他の実
施例では水平方向の運動である。垂直から水平までの間
で考えられる態様も本発明のシステムの範疇である。更
には、いくつかの実施例では三次元の運動軸を包括して
いる。第１構造４０１には少なくとも１つのカム４２０
を備えており、第２構造４０２には少なくとも１つの腕
部材４５０と、圧縮バネなどのエネルギー保存部材４７
０と、第１構造の軸αに沿って移動する移動体４９０を
備えている。

【００６９】一実施例におけるカム４２０は、略垂直な
姿勢をとり、エネルギー保存部材４７０が運動通路に対
する略水平な姿勢をとっている際は運動通路に概ね対向
している。このカムの形態によって、バネが側方に比較
的少ない距離だけ圧縮しながら垂直方向に大きく移動す
るので、２つの部材の運動範囲が比較的大きくなる。カ
ム４２０は、腕部材４５０に取付けられたカム従動部材
４５５と協働して作動する。腕部材４５０の末端部４３
４において、軸受けのようなカム従動部材４５５がカム
４２０に乗るように設けられている。各種実施例におけ
るカム従動部材４５５は車輪状になっている。いくつか
の実施例におけるカム従動部材はカム面に直接載置した
腕部材４５０の末端部に位置する。

【００７０】一実施例における少なくとも１つのカム４
２０は支持部材４１０に結合している。少なくとも１つ
のカム４２０には、後述するように、少なくとも１つの
腕部材４５０が乗るカム面４２２を備えている。一実施
例におけるカム面４２２は通常、曲面外形を有してい
る。任意で、カム面４２２に複数のカム外形を持たせて
も良く、また、図３６Ａ、３７Ｂを参考までに上述した
ようなカム面４２２にしてもよい。

【００７１】一実施例におけるモニター装置支持機構４
００は、夫々がカム面４２２を有する２つの対向するカ
ム４２４を有し、対向するカム４２４、４２６の夫々と
軸αとの間に間隔４２３ａ、４２３ｂを形成している。
２つの対向するカム４２４、４２６のカム面４２２は第
１上端４２８から第２下端４３０へと延びており、この
カム面４２２は通常、第１上端４２８から第２下端４３
０へと湾曲している。カム面４２２は通常、軸αに向か
っており、軸とは交差せず、軸からの間隔を変化させて
いる。１以上の実施例では、図示のモニター装置支持機
構を側方に広げたり、本システムに追加すべき補助支持
部材を必要とすることなく軸方向に伸縮可能であるので
優れた設計性をもたらす。

【００７２】一実施例におけるカム面４２２は、間隔４
２３ａ、４２３ｂが上端部４２８から第２下端部４３０
へと次第に狭まるような形状になっている。このカム面
４２２によって、エネルギー保存部材４７０を更に圧縮
させることでエネルギー保存部材４７０に掛かる負荷を
調節できる。一実施例におけるカム面４２２は、間隔４
２３ａ、４２３ｂがカムの上端部４２８で比較的早く変
化し、移動体がカムの下端部４３０に下降する際に比較
的遅い圧縮速度で次第に狭まるように形成されている。

【００７３】よって、一実施例におけるカム面４２２の
形によってバネ圧縮の速度が変化し、これによって、モ
ニター装置の運動方向のモニター平衡力をもたらす。機
構１０と同様に、この実施例におけるカム面の形は、直
交力成分が増加もしくは減少する時でさえ軸力成分（こ
こでは、垂直成分）を一定に保てるように設計されてい
る。よって、エネルギー保存部材４７０と組み合わせた
カム面４２２の形態によって、移動体およびモニター装
置が軸方向に移動する際に移動体４９０に対する一定の
軸力をもたらされる。

【００７４】また、一実施例におけるカム面４２２の形
態は、エネルギー保存部材４７０と組み合わさって、移
動体の水平移動中に一定の水平動力をもたらす。たとえ
ば、本発明の一実施例における代表的なカム面４２２
は、図３６Ｂに示す圧縮速度特性曲線５を有する。この
圧縮速度特性は図３６Ａにおける一定な軸力特性曲線と
なる。他の実施例では、図３７Ａおよび図３７Ｂを参照
に上述したように移動姿勢を変化させるために予め定め
た可変動力を用いている。たとえば、いくつかの実施例
におけるカム面は、カムの軸長さに亙って軸力を変化さ
せている。たとえば、カム面４２２の上部４３２で負荷
２０ポンドを、下部４３４で負荷１５ポンドを、あるい
は、その逆の負荷を支持するように形を設計できる。

【００７５】一実施例におけるモニター装置支持機構４
００は、腕部材４６０、４６２などのような２つの可動
腕部材４５０を備えている。２つの腕部材４６０、４６
２の夫々は、基端部４５２から末端部４５４へと延びて
おり、且つ、基端部４５２を回転中心として回転するよ
うになっている。この場合、基端部４５２は移動体４９
０に回転可能に結合している。たとえば、基端部４５２
には貫通した穴４５３が設けられており、この穴４５３
に機械的係止手段を設けている。

【００７６】係止手段４５６と穴４５３を、各腕部材４
６０、４６２を受け入れて係止手段４５６の回りを自由
回転できる大きさにを形成している。別の構成では、腕
部材４６０、４６２と摩擦係合する大きさに係止手段４
５６と穴４５３を形成している。摩擦係合の程度は、モ
ニター装置を移動させるのに必要な動力の大きさを変化
させ得るように可変である。摩擦係合によって、構成要
素の支持を安定化させると共に、構成要素の調節もしく
は移動時に制御可能となる。代表的な実施例における摩
擦力は約２．５ポンドであり、モニター装置支持機構４
００の使用に応じて、摩擦力を変化させることができ
る。

【００７７】２つの腕部材４６０、４６２の間に動力発
生要素もしくはバネ要素４７０を設けている。一つの選
択におけるバネ要素４７０は２つの腕部材４６０、４６
２に機械的、たとえば、溶接接合などのような接合タイ
プの継手あるいは機械要素などによって保持されてい
る。２つの腕部材４６０、４６２の夫々に、腕部材４６
０、４６２に沿う接続点４６５、４６６、４６７のいず
れかにバネ受４６４を任意で設け、バネ受４６４の上に
バネ要素４７０を保持させる。

【００７８】一実施例におけるモニター装置支持機構４
００は動力調節可能な機構である。動力調節機構の場
合、最大予想平衡を得るようにカム面を湾曲させると共
に、移動長さ（バネ力と回転点４５３との間の長さ）を
増減できるように腕部材４６０、４６２に沿うバネ要素
の位置を変えることで負荷重量調節を行う。たとえば、
一実施例において、バネ受４６４を腕部材３６０、３６
２に沿って上方あるいは下方に動かせて様々な接続点４
６５、４６６、４６７に移動させることで調節できる。
図示の接続点は代表的なもので、２〜３点あるいはそれ
以上を腕部材４６０、４６２に設けることができる。

【００７９】別の方法として、一実施例における負荷重
量調節は、カム面間の空間を変化させることで実行して
いる。よって、カム４２４、４２６の一方もしくは双方
を支持部材４１０に連結させて、使用者がカムを軸αに
向かって、あるいは、軸から離れるように水平方向もし
くは側方に移動させることができるようになっている。
カムを動かすことで、使用者はシステムの幾何学的位置
姿勢を変えることができる。

【００８０】上述したあるいは後述する本発明の実施例
あるいは他の実施例においても都合の良いことには、モ
ニター装置支持機構４００の移動要素（たとえば、回転
腕部材、バネ、移動体、カム従動部材）は互いに接続さ
れており、同じ運動平面において運動する。このこと
は、モニター装置支持機構４００を比較的薄厚に製造す
ることができることを意味している。

【００８１】図４Ａ、４Ｂに示すように、モニター装置
支持機構４００を使用する代表例はモニター装置の位置
を調節することである。この例では、モニター装置を垂
直方向に移動できるが、他の実施例では、後述するよう
に、水平は通路に沿って、あるいは、垂直と水平の間で
角度を付けた通路に沿って、あるいは、曲線通路に沿っ
て、あるいは、１〜３の自由度を有する一次元、二次
元、三次元の空間通路に沿って移動させることができ
る。

【００８２】たとえば、本発明の方法は、回転部材４６
０、４６２を移動体４９０上の回転点４５３で連結させ
てなる。各回転部材４６０、４６２は回転点４５３にお
ける基端部４５２から末端部４５４に延設されている。
圧縮バネ４７０を回転部材４６０、４６２間に設けてお
り、圧縮バネ４７０は回転部材４６０、４６２の夫々の
基端部４５４に隣接させて位置付けている。加えて、カ
ム従動部材４５５は回転部材４６０、４６２の夫々の基
端部４３４に設けている。様々な実施例で、カム従動部
材には軸受や、ホイール、および、たとえば、コーティ
ングなどの摺動手段を備えている。

【００８３】移動体４９０は軸案内部材４９２と可動状
に連結しており、且つ、平面画面のモニター装置などの
負荷にも結合している。モニター装置を移動させるに
は、移動体４９０乃至モニター装置の位置を把握し、モ
ニター装置支持機構の構成に掛かる摩擦抵抗に打ち克つ
ように動力、たとえば、２．５ポンド程度の力を加え
る。（この摩擦は各種構成要素を締め付けたりあるいは
緩めるなどして、または、摩擦運動する別の要素を用い
るなどして調節可能である。）各カム従動部材４５５を
カム面４２２に対して摺動させると、圧縮バネ４７０
は、たとえば、図４Ａのように圧縮するか、あるいは、
図４Ｂのように伸張する。

【００８４】代表的な実施例において、移動体によって
負荷に掛かる力がカムの軸全体に掛かる負荷力と略々等
しくなるようにカム面４２２の形を設定する。これによ
って、負荷が案内部材４９２にかかっても、平衡を保
つ。構成要素などの負荷を移動させるには、摩擦抵抗に
打ち克つ必要があるものの、負荷が最終的に移動したと
しても、再び平衡を保つことができる。したがって、本
発明のシステムによれば、負荷の大小を円滑に調節でき
る。他の実施例では、カムの形状とバネの種類あるいは
その一方を変化させることで予め決めた可変動力に設定
することができる。いくつかの実施例では、モニター装
置支持機構４００に後述する他の機構の１以上の特徴を
持たせており、他の実施例について参考説明した詳細お
よび特徴も包括するものとする。

【００８５】図５Ａおよび図５Ｂに本発明の一実施例に
よるモニター装置支持機構５００を示している。図５Ａ
はモニター支持機構５００の正面図であり、図５Ｂはそ
の側面図である。このモニター支持機構５００は通常、
第１構造５０１と、運動通路を形成するように運動方向
軸αに沿って第１構造５０１に結合している第２構造５
０２とからなる。この実施例では運動軸αは垂直な線形
軸であるが、他の実施例では水平軸もあり、あるいは、
垂直と水平との間の任意の軸をとり、また、いくつかの
実施例では三次元軸もある。ここでは、第１構造５０１
はカム５２０であり、第２構造５０２は腕部材５５０に
連結したカム従動部材５５５と、第１部材５０１の軸α
に沿って移動可能な移動体５９０とからなる。腕部材５
５０は移動体５９０に固定され、腕部材自身が板バネな
どのエネルギー保存部材である。バネ要素の末端部５７
０あるいは腕部材が運動に抵抗を示す。バネ要素がカム
従動部材５５５によって印加されたバネ力をカム５２０
に与える。バネ要素が、移動体に取付けられるモニター
装置などの構成要素からの負荷と平衡を取る力を生み出
す。

【００８６】カム５２０は支持部材５１０に連結してい
る。カム５２０は、腕部材５５０の末端部が乗るカム面
５２２を有している。この実施例におけるカム面５２２
は通常、曲線形状を呈し、上述したように力の平衡をと
る形になっている。カムのカム面５２２は第１上端５２
８から第２下端５３０に延びており、このカム面５２２
は通常、カム面と軸αとの間の間隔５２３が上端５２８
から下端５３０への次第に広くなるように設定されてい
る。一実施例におけるカム面５２２は軸方向軸αに一定
の動力をもたらす。別の実施例では、カム面が軸αに沿
って予め定めた可変動力をもたらす。

【００８７】一実施例におけるカム面５２２は、間隔５
２３がカムの上端部５２８で比較的早く変化し、移動体
がカムの下端部５３０に下降する際に比較的遅い圧縮速
度で次第に狭まるように形成している。この速度変化
は、移動体上のモニター装置との平衡を保つために必要
なバネがもたらすエネルギ量と直接対応している。よっ
て、板バネ力が弱くなると、伸張する力が大きくなり、
バネ力を強くすると、カムに沿って下降する各ユニット
の速度が低下する。バネの伸張の速度に変化をつけるこ
とで、一定な動力あるいは予め定めた動力を軸αと平行
な方向に印加することができる。

【００８８】したがって、カム面５２２の形が板バネの
撓曲速度を変化させ、運動方向の平衡力をもたらす。こ
うして変化するバネの撓曲の速度はバネ要素５５０の上
昇力特性曲線を一実施例における一定な動力に変換され
る。他の実施例においては、可変動力を用いている。よ
って、エネルギー保存部材乃至板バネ腕部材５５０との
組み合わせでカム面５２２は運動方向に沿う移動体の運
動中に予め定めた運動方向の力を設定することができ
る。通常、カム面５２２の外形の特徴は上記のカム面３
２２と同じであり、他の実施例について参考説明した詳
細および特徴も包括するものとする。

【００８９】移動体５９０は案内部材５９２に沿って移
動する。腕部材５５０の末端部５７０には、腕部材の端
部の一部であるカム従動部材と、軸受と、カム５２０に
乗るホイール５５５が設けられている。一実施例におけ
るモニター装置支持機構５００は、夫々がカム面５２２
を有する２つの対向するカムを有している。移動体５２
０は案内部材５９２に沿って移動する。一実施例におけ
る案内部材５９２は支持部材５１０の側部の外周を有す
る。他の実施例では、抽斗の案内部材としての軌道が支
持部材に固定、もしくは、支持部材と一体に形成されて
いる。

【００９０】一実施例におけるモニター支持機構５００
には、バネ要素５５０に掛かる予負荷を変化させるため
に用いる把手５６０もしくは他の押込手段を備えてい
る。把手５６０を締めるとバネに掛かる予負荷を大きく
して、大きい最終重量負荷を与えたり、あるいは、緩め
て小さい重量負荷を作り出すことができる。いくつかの
実施例における機構５００には、上述したあるいは後述
する他の機構のいくつかの機能特徴が備えれられてお
り、他の実施例について参考説明した詳細および特徴も
包括するものとする。

【００９１】図６に本発明の一実施例におけるモニター
装置支持機構６００を示している。モニター支持機構６
００は通常、第１構造６０１と、直線軸αを画す運動通
路に沿って第１構造６０１に結合している第２構造６０
２とからなる。ここでは、第１構造６０１はカムであ
り、第２構造６０２は案内部材６８０に沿う第１構造６
０１の運動方向軸αに沿って移動可能な移動体６９０を
備えている。

【００９２】一実施例におけるカム６２０は、支持部材
６１０に回転可能に連結したカム腕部材６５０を備え、
且つ、カム面６２２を有している。一実施例におけるモ
ニター装置支持機構６００は、夫々がカム面６２２を有
する対向する２つのカム６２４、６２６を備えており、
軸αと対向する２つのカム６２４、６２６の夫々との間
に間隔６２３ａ、６２３ｂを形成している。対向する２
つのカム６２４、６２６のカム面６２２は通常第１上端
部６２８から第２下端部６３０へと湾曲しており、この
実施例におけるカム面６２２は、間隔６２３ａ、６２３
ｂが上端部６２８から第２下端部６３０へと次第に狭ま
るように形成している。張力バネ６７０などの上昇エネ
ルギー保存部材をカム６２０に連結させて、カムを移動
体６９０のホイール６５５などのカム従動部材に接触さ
せている。

【００９３】通常、カム面６２２はモニター装置支持機
構１０のカム面３２２に相似する形状を備えている。モ
ニター装置支持機構６００の張力バネ６７０は、モニタ
ー装置支持機構１０の伸張バネ１４と同様に、カム６２
４、６２６を介して軸力をもたらす。モニター装置支持
機構６００の詳細および機能特徴は既述の他のモニター
装置支持機構と同様であり、同じ原理で動作し、他の実
施例について参考説明した詳細および特徴も包括するも
のとする。

【００９４】この実施例における移動体６９０の軸αに
沿う下降運動によって、カム従動部材６５５がカム６２
４、６２６に押圧され、回転する。カムが回転すると、
エネルギー保存部材乃至バネ６７０は引き伸ばされ、エ
ネルギー保存部材が反対方向の動力をカム従動部材に与
える。バネ力はカム面によって垂直(軸方向)および水平
(直交方向)の成分に変換される。一実施例において、移
動体が案内部材６８０を上下に移動すると、力の直交成
分が変化したとしても、カム従動部材に掛かるカムの軸
方向成分の力が一定になるようにカム面の形を定める。
別の実施例においては、移動体が案内部材６８０を上下
に移動すると、力の直交成分が変化したとしても、カム
従動部材に掛かるカムの軸方向成分の力が可変になるよ
うにカム面の形を定める。いくつかの実施例における機
構６００には、上述した、あるいは、後述する他の機構
のいくつかの機能特徴が備えれられており、他の実施例
について参考説明した詳細および特徴も包括するものと
する。

【００９５】図７に本発明の一実施例によるモニター装
置支持機構７００を示している。モニター装置支持機構
７００は通常、第１構造７０１と、直線軸αを画す運動
通路に沿って第１構造７０１に結合している第２構造７
０２とからなる。上述したように、様々な実施例で軸α
を垂直、傾斜、水平、三次元にすることできる。第２構
造７０２にカム７２０と、第１構造７０１の軸αに沿っ
て移動可能な移動体７９０を備えている。

【００９６】一実施例におけるカム７２０は、夫々が軸
αから変化する間隔７２３ａ、７２３ｂを隔てた位置に
ある一対の外側に向かうカム面７２２ａ、７２２ｂを備
えている。張力バネなどの動力部材７７０をその端部で
ホイールなどの一対のカム従動部材と軸受７５５に結合
させている。カム従動部材を、カム従動案内部材７６０
の範囲内で摺動可能に連結させた可動部材７５６に結合
させている。一実施例における案内部材７６０は通常、
図７に示すように水平に方向付けられている。一実施例
における案内部材は、カム７２０のカム面に略々直交す
る方向に下方に角度を持って傾斜しており、案内部材７
６０'として図示している。動力部材７７０がホイール
７５５を付勢してカム面７２２に接触させている。移動
体７９０が軸αを上下に移動すると、カム面７２２ａ、
７２２ｂがホイール７５５を付勢して案内部材７６０の
範囲内で移動し、動力部材７７０の圧縮あるいは伸張作
用を変化させる。一実施例における軌道などの案内部材
によって、カム７２０は直線的な軸位置に保持される。

【００９７】一実施例において、間隔７２３ａ、７２３
ｂがカムの第１下端部７２８で比較的早く変化し、移動
体がカムの第２上端部７３０に移動すると次第に比較的
遅く速度を落とすようにカム面７２２を湾曲させてい
る。この速度変化は、移動体に掛かる負荷に対して平衡
を取るために必要なバネからのエネルギ量に直接対応し
ている。よって、板バネ力が弱くなると、伸張する力が
大きくなり、バネ力を強くすると、カムに沿って下降す
る各ユニットの速度が低下する。バネの伸張の速度に変
化をつけることで、水平方向（あるいは垂直方向）の力
が増加あるいは減少したとしても、一定また予め定めた
可変レベルの垂直方向（あるいは軸方向）の動力がカム
を介して軸αに沿って印加される。

【００９８】一実施例における機構７００の１以上の部
材要素は各種プラスチック、プラスチック配合物、重合
体材料、非金属材料で形成できる。いくつかの実施例に
おけるカム７９０などは第１構造７０１の後側に取付け
て、複数のカムを合体させている。これにより、カムの
運動が安定する。いくつかの実施例におけるモニター装
置支持機構７００は、上述したあるいは後述する他の機
構のいくつかの機能特徴を備えており、他の実施例につ
いて参考説明した詳細および特徴も包括するものとす
る。

【００９９】図８Ａ、８Ｂは本発明の一実施例によるモ
ニター装置支持機構８００の正面図と側面図である。こ
のモニター装置支持機構８００は通常、第１構造８０１
と第２構造８０２よりなる。第２構造８０２は運動方向
軸αを画す運動通路に沿って第１構造に連結しており、
軸β回りを回転可能になっている。上述したように、様
々な実施例において軸αを垂直、傾斜、水平、三次元に
することができる。第１構造８０１にカム８２０を備
え、第２構造に捩り棒バネ８７０などの動力部材と、軌
道８１０などの案内部材に沿う第１構造８０１の軸αに
沿って移動可能な移動体８９０を備えている。

【０１００】この実施例におけるカム８２０は、ここで
は軸αの運動方向に平行な軸β回りの略円形乃至湾曲位
置に配されたカム面８２２を有する。動力部材８９０が
ホイール８２２などのカム従動部材を押圧してカム面８
２２に接触させる。移動体８９０が軸αを上下すると、
カム面８２２がホイール８５５を軸β回りで回転させ、
これによって、動力部材８７０の伸張を変化させる。

【０１０１】一実施例では、カムの第１下端部８２８で
比較的早く変化し、移動体がカムの第２上端部８３０に
移動すると次第に比較的遅く速度を落とすようにカム面
８２２の形を設定している。この速度変化は、移動体に
掛かる負荷に対して平衡を取るために必要な捩りバネか
らのエネルギ量に直接対応している。よって、板バネ力
が弱くなると、伸張する力が大きくなり、バネ力を強く
すると、カムに沿って下降する各ユニットの速度が低下
する。バネの伸張の速度に変化をつけることで、水平方
向の力が増加あるいは減少したとしても、一定また予め
定めた可変レベルの垂直方向の動力がカムを介して軸β
に沿って印加される。通常、カム面８２２の外形の特徴
およびモニター装置支持機構８００は、上述した機構と
同じであり、他の実施例について参考説明した詳細およ
び特徴も包括するものとする。

【０１０２】図９Ａ、９Ｂ、９Ｃは本発明の一実施例に
よるモニター装置支持機構９００を示した正面図、平面
図、斜視図である。このモニター装置支持機構９００は
通常、第１構造９０１と、線形軸αを画す運動通路に沿
って第１構造に連結している第２部材９０２よりなる。
第１構造９０１にカム９２０を備え、第２構造にコイル
バネ９７０などの動力部材と、第１構造９０１の軸αに
沿って移動可能な移動体９９０を備えている。

【０１０３】この実施例におけるカム９２０は、軸α回
りの略円形乃至湾曲位置に配されたカム面８２２を有す
る。上述したように、様々な実施例において軸αを垂
直、傾斜、水平、三次元にすることできる。動力部材９
９０がカム従動部材９５５を押圧してカム面９２２に接
触させる。移動体９９０が軸αを上下すると、カム面９
２２がカム従動部材９５５を軸α回りで回転させ、これ
によって、動力部材９７０の伸張を変化させる。この実
施例において、バネによる一定な軸成分力を、カム面を
介して、カム従動部材（移動体９９０）に与えるように
カム面９２２の形を設定する。一実施例でのカム面９２
２の形は、バネが予め定めた可変軸成分をカム従動部材
９５５（移動体９９０）にカム面を介して与えるように
なっている。いくつかの実施例におけるモニター装置支
持機構９００は、上述したあるいは後述する他の機構の
いくつかの機能特徴を備えており、他の実施例について
参考説明した詳細および特徴も包括するものとする。

【０１０４】図１０は本発明の一実施例によるモニター
装置支持機構１０００を示している。このモニター装置
支持機構１０００は通常、既述した他の実施例における
モニター装置支持機構の１以上の特徴を備えており、他
の実施例について参考説明した詳細および特徴も包括す
るものとする。この実施例におけるモニター装置支持機
構１０００は、移動体１０９０、腕部材１０６０、カム
１０２０、エネルギー力を保存する空気バネ１０７０を
備えている。

【０１０５】図１１Ａ、図１１Ｂは本発明による一実施
例の機構１１００の概略構成を示している。機構１１０
０は、可動台もしくは移動体１１０２と、エネルギー保
存部材１１０４を備えている。この実施例におけるエネ
ルギー保存部材１１０４は、第１部材１１０４ａと第２
部材１１０４ｂよりなる。エネルギー保存部材１１０４
の部材１１０４ａ、１１０４ｂは基台１１０６に取り付
けられている。

【０１０６】図１１Ａ、１１Ｂに示したように、移動体
１１０２は、エネルギー保存部材１１０４とは相対的に
軸αに画された通路に沿って運動する。移動体が運動す
ると、一定の間隔を隔てて位置するカム従動部材１１０
８、１１１０がエネルギー保存部材１１０４ａ、１１０
４ｂに作用して内側に折曲もしくは撓曲する。この運動
によって、部材１１０４ａ、１１０４ｂがカム従動部材
１１１０、１１０８の夫々に付与する動力を増大させ
る。こうして、カム従動部材が移動体１１０２を支持す
る。腕部材１１０４ａ、１１０４ｂにおいて折曲する度
合によって、腕部材に保存されたエネルギあるいは動力
をどのくらいカム従動部材１１０４ａ、１１０４ｂに与
えられるかが決まる。いくつかの実施例では、カム従動
部材と腕部材１１０４ａ、１１０４ｂを、移動体が軸α
に沿って上下する際に移動体１１０２に一定の支持力を
もたらすように形成している。いくつかの実施例では予
め定めた可変動力を設定している。

【０１０７】一実施例における補助バネ１１２０を腕部
材１１０４ａと部材１１０４ｂとの間に位置付けてお
り、これによって、機構全体の動力能力を高めることが
できる。部材１１０４ａ、１１０４ｂは共に移動体の案
内部材として作用し、かつ、この実施例におけるエネル
ギー保存部材としても作用するので都合よい。これによ
って、機構をコンパクトにできる。

【０１０８】様々な実施例における腕部材１１０４ａ、
１１０４ｂは用途に応じて異なった形になっている。た
とえば、一実施例では各腕部材は約１〜２インチ幅で、
通常、矩形断面を有している。他の実施例における各腕
部材は底が厚く、上に向かって傾斜した台形状の断面を
有している。いくつかの実施例における機構１１００は
通常、上述した機構における１以上の特徴を備えてお
り、他の実施例について参考説明した詳細および特徴も
包括するものとする。

【０１０９】図１２Ａ、１２Ｂは本発明の実施例による
機構１２００の概略図である。機構１２００は、可動台
乃至移動体１２０２と、エネルギー保存部材１２０４
と、基台とカムの酌み合わせ構造１２０６を有してい
る。モニター装置１２０８は、軸αによって画された運
動通路に沿ってカム１２０６と相対的に移動する移動体
１２０２に結合している。一実施例におけるエネルギー
保存部材１２０４は移動体１２０２に取り付けられてお
り、カム面に沿って上下動すると動力乃至エネルギーを
強める１以上の腕部材１２０２を備えている。カム従動
部材１２１２は各腕部材１２１０の一方端に取り付けら
れており、エネルギー保存部材１２０４によってカム１
２０６のカム面に対して押圧される。

【０１１０】移動体１２０２が軸αに沿ってカム１２０
６とは相対的に運動すると、部材１２０４のエネルギー
は強まる。一実施例におけるカム１２０６は、軸αに平
行な方向の一定な支持力をもたらす形になっている。こ
れによって、使用者が各構成要素の摩擦力に抗して軸α
の運動通路に沿ってモニター装置１２０８を容易に上下
動させることができる。いくつかの実施例においては、
予め定めた可変動力を設定している。一実施例における
基台とカムの組み合わせ構造を三次元的な形に形成して
いる。これによって、モニター装置１２０８を回転可能
にして、カム面で安定して支持できる。

【０１１１】図１２Ｂに、腕部材１２１０回りに位置付
けた調節可能なバンド１２１４を有するエネルギー保存
部材１２０４の一実施例を示している。このバンド１２
１４は、腕部材１２１０が相反す方向に広がろうとする
と、その反撥力をもたらす。これによって、使用者は、
重量物乃至負荷に左右される機構１２００の支持力を調
節することができる。一実施例における機構１２００の
カムを逆にできる。つまり、カム面を基台の内側に配し
て、エネルギー保存部材１２０４を基台の内部に設け
て、動力を外側に向けて押圧させる。一実施例における
エネルギー保存部材１２０４に、カム１２０６と相対的
に軸αに沿って運動する回転伸張バネを備える。一実施
例におけるエネルギー保存部材１２０４に、カム回りの
回転運動をもたらす一体構成のボール軸受を設けてい
る。これによって、負荷を回転可能にして、カム面で安
定して支持できる。いくつかの実施例における機構１２
００は通常、上述した機構における１以上の特徴を備え
ており、他の実施例について参考説明した詳細および特
徴も包括するものとする。

【０１１２】図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに本発明の一実
施例による機構１３００を概略図示している。機構１３
００に、板バネ腕部材１３１０などのエネルギー保存部
材１３０４に連結され、且つ、案内ローラ１３０８に連
結された可動台乃至移動体１３０２を備えている。この
機構１３００には更に、鋏カム構造に設けられた一対の
カム１３０６、１３０７を備えている。カム１３０６、
１３０７は略垂直に配されたカム面を有し、これらのカ
ム面は内側に対向して軸αを中心に互いに重なってい
る。これによって、移動体の運動範囲を大きくしながら
も構成をコンパクトにできる。

【０１１３】この実施例における１以上の案内ローラ１
３０８は、運動軸αを画す運動通路に沿って移動体１３
０２を案内する。モニターあるいは他の負荷を移動体１
３０２に連結することができる。移動体１３０２はカム
１３０６、１３０７とは相対的に軸αに沿って移動す
る。この実施例における腕部材１３１０はカム面に沿っ
て移動する際に動力およびエネルギーを増大させる。カ
ム従動部材１３１２は各腕部材１３１０の一方端部に取
り付けられ、エネルギー保存部材１３０４によってカム
１３０６、１３０７のカム面に対して押圧されている。
カム面によってエネルギー保存部材の動力およびエネル
ギーを支持力に変換される。移動体１３０２が軸αに沿
って移動すると（図１３Ｂ参照）、部材１３０４のエネ
ルギーが増大する。一実施例におけるカムの形状によっ
て、軸αに平行な方向の一定な支持力がもたらされる。
いくつかの実施例では予め定めた可変動力がもたらされ
る。図１３Ｃは本発明の一実施例による腕部材１３０
６、１３０７の等角図である。一実施例における機構１
３００は通常、上述した機構における１以上の特徴を備
えており、他の実施例について参考説明した詳細および
特徴も包括するものとする。

【０１１４】図１４Ａ、図１４Ｂは本発明の一実施例に
よる機構１４００を概略図示している。機構１４００
は、可動台乃至移動体１４０２と、板バネ腕部材１４１
０ａ、１４１０ｂなどのエネルギー保存部材１４０４
と、移動体１４０２に取り付けられた２組のカム従動部
材１４１２〜１４１５を有している。カム従動部材は、
移動体１４０２に取り付けられており、軸αを画す運動
通路に沿って移動体が上下する際に互いに一定の間隔離
間している。一実施例における腕部材１４１０ａ、１４
１０ｂは移動体の軸案内部材として、且つ、エネルギー
保存部材として作用する。

【０１１５】腕部材１４１０ａ、１４１０ｂの一方端が
基台１４２０に取り付けられている。図１４Ａ、図１４
Ｂに図示するように、移動体が運動すると、カム従動部
材が腕部材１４１０ａ、１４１０ｂを折曲もしくは撓曲
させる。これによって、腕部材１４１０ａ、１４１０ｂ
がカム従動部材１４１２〜１４１５に印加される動力が
増大する。こうして、カム従動部材は移動体１４２０を
支持する。腕部材１４１０ａ、１４１０ｂの折曲の度合
いによって、腕部材に保存されたエネルギおよび動力を
カム従動部材にどれだけ付与できるかが決まる。いくつ
かの実施例では、移動体が軸αに沿って上下する際に一
定の支持力を移動体１４０２に与えるようにカム従動部
材１４１２〜１４１５および腕部材１４１０ａ、１４１
０ｂの形を定めている。いくつかの実施例では、予め定
めた可変動力を設定している。カム面によって、エネル
ギー保存部材の動力およびエネルギーを支持力に変換し
ている。一実施例における機構１４００は通常、上述し
た機構における１以上の特徴を備えており、他の実施例
について参考説明した詳細および特徴も包括するものと
する。

【０１１６】図１５および図１６は、本発明の一実施例
による機構１５００の概略図である。機構１５００は、
可動台乃至移動体１５０２と、板バネ腕部材１５１０
ａ、１５１０ｂなどのエネルギー保存部材１５０４と、
移動体１５０２に取り付けられたカム従動部材１５０
６、１５０８を有している。カム従動部材は、移動体１
５０２に取り付けられており、軸αを画す運動通路に沿
って移動体が上下する際に互いに一定の間隔離間してい
る。

【０１１７】腕部材１５１０ａ、１５１０ｂは基台１５
２０の一方端部に取り付けられている。図１５、１６に
図示するように、移動体が運動すると、カム従動部材が
腕部材１５１０ａ、１５１０ｂを外側に撓曲させる。こ
れによって、腕部材１５１０ａ、１５１０ｂがカム従動
部材１５０４、１５０６に印加される動力が増大する。
こうして、カム従動部材は移動体１５２０を支持する。
腕部材１５１０ａ、１５１０ｂの折曲の度合いによっ
て、腕部材に保存されたエネルギおよび動力をカム従動
部材にどれだけ付与できるかが決まる。いくつかの実施
例では、移動体が軸αに沿って上下する際に一定の支持
力を移動体１５０２に与えるようにカム従動部材１５０
４、１５０６および腕部材１５１０ａ、１５１０ｂの形
を定めている。更にいくつかの実施例では、予め定めた
可変動力を設定している。カム面によって、エネルギー
保存部材の動力およびエネルギーを支持力に変換する。

【０１１８】図１７は本発明の一実施例による機構１７
００の概略図である。機構１７００は、可動台乃至移動
体１７０２と、第１エネルギー保存部材１７０４と、第
２エネルギー保存部材１７０５と、カム１７０６を有し
ている。移動体１７０２は、カム１７０６とは相対的に
軸αによって画される運動通路に沿って運動する。一実
施例におけるエネルギー保存部材１７０４は圧縮バネで
あって、移動体１７０２の腕部材１７１０の下部に取り
付けられており、一方、エネルギー保存部材１７０５
は、腕部材の上部に取り付けられた伸張バネである。カ
ム従動部材１７１２は腕部材１７１０の各一方端に取り
付けられており、エネルギー保存部材１７０４、１７０
５によってカム１７０６のカム面に押圧されている。

【０１１９】移動体１７０２がカム１７０６と相対的に
軸αに沿って運動すると、カムが部材１７０４のエネル
ギーが増大する。こうして、カム面がこのエネルギーを
支持力に変換する。一実施例におけるカムの形状によっ
て、軸αに平行な方向の一定な支持力がもたらされる。
いくつかの実施例では予め定めた可変動力がもたらされ
る。機構１７００には傾斜腕部材１７１０と一対のバネ
１７０４、１７０５を備えている以外は、図４Ａおよび
図４Ｂに示した機構４００と多くの要素において同じで
ある。いくつかの実施例における機構１７００は通常、
上述した機構における１以上の特徴を備えており、他の
実施例について参考説明した詳細および特徴も包括する
ものとする。

【０１２０】図１８は本発明の一実施例による機構１８
００の概略図である。機構１８００は、腕部材１８１４
を有する可動台乃至移動体１８０２と、エネルギー保存
部材１８０４と、一対の垂直で内側に向かい合う面を有
するカム１８０６とからなる。移動体１８０２はカム１
８０６とは相対的に軸αが画す運動通路に沿って運動す
る。移動体１８０２はエネルギ保持部材１８０４を受け
止めるように形成された上部構造を有する。

【０１２１】この実施例におけるエネルギ保持部材１８
０４は、移動体１８０２の上部構造の内部に位置する略
Ｍ形状（またはＷ形状）のプラスチックバネを備えてい
る。エネルギー保存部材１８０４は、移動体およびバネ
がカム面とは相対的に上下動すると動力およびエネルギ
ーを減少させる１以上の腕部材１８１０を有している。
１以上のカム従動部材１８１２が各腕部材１８１０の一
方端部に取り付けられている。エネルギー保存部材１８
０４が、カム１８０６のカム面に乗っているカム従動部
材１８１２に外向きの動力を加える腕部材１８１４に外
向きの動力を与える。一実施例におけるカム従動部材１
８１２はカム面に沿って摺動する摺動部材である。この
機構を静止させたり移動制御するために摺動部材とカム
面との間の摩擦力を適切に設定する。

【０１２２】移動体１８０２がカム１８０６とは相対的
に軸αに沿って運動すると、部材１８０４のエネルギー
が減少する。ところが、カム１８０６のカム面の形状に
よってエネルギーは、軸に平行な第１支持力と、第１支
持力に直交する第１動力に変換される。一実施例におけ
るカム１８０６の形状によって、軸αに平行な方向の一
定の支持力がもたらされる。これによって、使用者は、
構成要素の摩擦力に抗して軸αの運動通路に沿って簡単
に上下動させることができる。いくつかの実施例では、
予め定めた可変動力がもたらされる。

【０１２３】一実施例におけるエネルギー保存部材１８
０４は、移動体１８０２に形成した切込みに合致する延
設部１８１８を有している。これによって、部材１８０
４を上方向乃至下方向に向けることができる。つまり、
部材１８０４にＷ形状１８０４ｂ、あるいは、Ｍ形状１
８０４ａになる方向性を持たせることができる。異なっ
た方向性を持たせることで、エネルギー保存部材によっ
てもたらされるバネ力を変化させることができ、ユーザ
が機構の調整を行えるようになる。

【０１２４】一実施例における全体の機構１８００を実
質的にプラスチックあるいは重合体材料で形成すること
ができる。たとえば、１以上のカム１８０６、移動体１
８０２、カム従動部材１８１２、バネ１８０４の全てあ
るいはいずれかを非金属で形成することができる。たと
えば、一実施例におけるカムは樹脂射出成形で形成して
いる。同様に、移動体１８０２を射出成形で形成するこ
とができる。様々な実施例では、各部材を各種プラスチ
ック、プラスチック複合材料、重合体材料、ガラス繊
維、あるいは、他の非金属材料で形成することができ
る。一実施例におけるバネ１８０４はガラス繊維配合材
料で形成している。こうした非金属材料を用いると、軽
量で低価格な機構を大量生産することができるので都合
よい。いくつかの実施例における機構１８００は通常、
上述した機構における１以上の特徴を備えており、他の
実施例について参考説明した詳細および特徴も包括する
ものとする。

【０１２５】図１９は、本発明の一実施例による機構１
９００の概略図である。機構１９００は、可動台乃至移
動体１９０２と、エネルギー保存部材１９０４と、一対
のカム１９０６とからなり、一方のカム１９０６は１以
上の外向きのカム面を有し、他方のカム１９０７は１以
上の内向きのカム面を有する。各カム面は運動軸αの方
向に画された運動通路に対して垂直方向に方向付けられ
ている。

【０１２６】一実施例における１以上のカム従動部材１
９１０は移動体１９０２に連結され、カム１９０７に対
して押圧されている。また、１以上のカム従動部材１９
１２は移動体１９０２に取り付けられており、カム１９
０６に載置されている。一実施例におけるカム従動部材
１９１２は移動体の回転腕部材１９１８の一方端部に取
り付けられていると共に、カム従動部材１９１０は腕部
材１９１８の他方端部に取り付けられている。カム従動
部材は、軸αに沿ってカム１９０６、１９０７に相対し
て移動する移動体を案内する。モニター装置あるいは他
の負荷を移動体１９０２に結合させる。この実施例にお
けるエネルギー保存部材１９０４には伸張バネが設けら
れており、且つ、腕部材１９１８の回転点上の腕部材１
９１８間で移動体１９０２に取り付けられている。移動
体およびエネルギー保存部材がカム面に沿って上下動す
る際に、エネルギー保存部材１９０４は動力およびエネ
ルギーを増大させる。カム面がエネルギー保存部材の動
力およびエネルギーを支持力に変換する。一実施例にお
ける圧縮バネ１９０５は腕部材１９１８の間において腕
部材１９１８の回転点の下の位置している。

【０１２７】移動体１９０２が軸αに沿って移動すると
（図１９Ｂ参照）、部材１９０４のエネルギーが増大す
る。そして、カム１９０６、１９０７がエネルギー保存
部材の動力を軸αに平行な方向の第１動力と、第１動力
に直交する第２動力に変換する。一実施例におけるカム
の形状が軸αに平行な方向の一定の第１支持力をもたら
す。いくつかの実施例では予め定めた可変動力をもたら
す。いくつかの実施例における機構１９００は通常、上
述した機構における１以上の特徴を備えており、他の実
施例について参考説明した詳細および特徴も包括するも
のとする。

【０１２８】図２０は本発明の一実施例による機構２０
００の等角図である。一実施例における機構２０００
は、可動台乃至移動体２００２と、鋼バネなどのエネル
ギー保存部材２００４と、カム２００６とからなる。移
動体２００２およびエネルギー保存部材２００４はカム
２００６と相対的に軸αによって画された運動通路に沿
って移動する。この実施例におけるエネルギー保存部材
２００４は移動体２００２と一体に構成されており、カ
ム面に沿って上下動すると動力およびエネルギーを増大
させる。カム従動部材２０１２は各腕部材２０１０の一
方端部に取り付けられ、且つ、エネルギー保存部材２０
０４によってカム２００６のカム面に対して押圧され
る。

【０１２９】移動体２００２がカム２００６と相対的に
軸αに沿って運動すると、部材２００４のエネルギーが
増大する。一実施例におけるカムの形状が軸αに平行な
方向の一定の支持力をもたらす。これによって、使用者
は、構成要素の摩擦力に抗して軸αの運動通路に沿って
簡単に上下動させることができる。いくつかの実施例で
は、予め定めた可変動力がもたらされる。いくつかの実
施例における機構２０００は通常、上述した機構におけ
る１以上の特徴を備えており、他の実施例について参考
説明した詳細および特徴も包括するものとする。

【０１３０】図２１Ａ、２１Ｂは、本発明の一実施例に
よる機構２１００の概略図である。機構２１００は、可
動台乃至移動体２１０２と、エネルギー保存部材２１０
４とからなる。この実施例におけるエネルギー保存部材
２１０４は第１部材２１０４ａと、基台２１０６に連結
された抱位２部材２１０４ｂを有する。図２１Ａ、２１
Ｂに示すように、移動体２１０２はエネルギー保存部材
２１０４と相対的に軸αによって画された運動通路に沿
って移動する。移動体が運動すると、一定の間隔に離間
したカム従動部材２１０８、２１１０がエネルギー保存
部材２１０４ａ、２１０４ｂに作用して内側に折曲乃至
撓曲させる。この運動によって、部材２１０４ａ、２１
０４ｂがカム従動部材２１１０、２１０８の夫々に印加
する動力を増大させ、カム従動部材が移動体２１０２を
支持する。腕部材２１０４ａ、２１０４ｂの折曲の度合
いによって、腕部材に保存されたエネルギおよび動力を
カム従動部材にどれだけ付与できるかが決まる。いくつ
かの実施例では、移動体が軸αに沿って上下する際に一
定の支持力を移動体２１０２に与えるようにカム従動部
材２１０８、２１１０および腕部材２１０４ａ、２１０
４ｂの形を定めている。いくつかの実施例では、予め定
めた可変動力を設定している。様々な実施例では、部材
２１０４ａ、２１０４ｂに用途に応じて異なった形状を
持たせることができる。部材２１０４ａ、２１０４ｂは
図２１Ａに示すように内側に傾斜した側面を有してい
る。

【０１３１】一実施例における全体の機構２１００を実
質的にプラスチックあるいは重合体材料で形成すること
ができる。たとえば、１以上のエネルギー保存部材２１
０４乃至移動体２１０２を非金属で形成することができ
る。たとえば、一実施例におけるエネルギー保存部材２
１０４は樹脂射出成形で形成している。同様に、移動体
２１０２を射出成形で形成することができる。様々な実
施例では、各部材を各種プラスチック、プラスチック複
合材料、重合体材料、ガラス繊維、あるいは、他の非金
属材料で形成することができる。こうした非金属材料を
用いると、軽量で低価格な機構を大量生産することがで
きるので都合よい。いくつかの実施例における機構２１
００は通常、上述した機構における１以上の特徴を備え
ており、他の実施例について参考説明した詳細および特
徴も包括するものとする。

【０１３２】図２２は、本発明の一実施例による機構２
２００の概略図である。機構２２００は、可動台乃至移
動体２２０２と、エネルギー保存部材２２０４と、カム
２２０６とからなる。移動体２２０２は軸αに画された
運動通路に沿って内側の対向カム２２０６の内部で運動
する軸部材を有している。一実施例におけるエネルギー
保存部材２２０４は移動体２２０２に取り付けられてお
り、カム面に沿って上下動すると動力およびエネルギー
を増大させる１以上の腕部材２２１０を有している。カ
ム従動部材２２１２は各腕部材２２１０の一方端部に取
り付けられ、エネルギー保存部材２２０４によってカム
２２０６のカム面に押圧されている。一実施例における
カム従動部材２２１２は球軸受である。

【０１３３】一実施例におけるカム２２０６は約１イン
チの直径２２０６ｄを有する全体が管状の形状をしてい
る。他の実施例では２インチ、３インチあるいはそれ以
上の直径を有している。いくつかの実施例では約４イン
チの長さのカム２２０６を用いている。更に他の実施例
では、６、９、１２、１５、２０あるいは２４インチ以
上の長さを有している。移動体２２０２の軸部材がカム
２２０６と相対的に軸αに沿って移動すると、部材２２
０４のエネルギーが増大する。いくつかの実施例では、
予め定めた可変動力である。 一実施例における軸部材の下部にシールを施し、カム２
２０６の中に気体を入れて緩衝動力乃至補助支持力をも
たらすようにしている。いくつかの実施例における機構
２２００は通常、上述した機構における１以上の特徴を
備えており、他の実施例について参考説明した詳細およ
び特徴も包括するものとする。

【０１３４】図２３Ａおよび図２３Ｂは、本発明の一実
施例による機構２３００の概略図である。機構２３００
は、可動台乃至移動体２３０２と、エネルギー保存部材
２３０４と、カム２３０６、２３０７とからなる。カム
２３０６、２３０７は直線のカム軌道を有する。移動体
２３０２は少なくとも１つの摺動部材２３２０あるいは
２３２１と一体に結合しており、第１摺動部材２３２０
は球軸受乃至線形軸受２３３０であり、カム２３０７に
設けており、第２摺動材２３２１は球軸受乃至線形軸受
２３３０のような軸受であり、カム２３０６に設けてい
る。この実施例におけるエネルギー保存部材２３０４
は、第１端部で第１摺動部材２３２０に連結し、第２端
部で第２摺動部材２３２１に連結している伸張バネを有
している。

【０１３５】移動体２３０２はカム２３０６、２３０７
に相対的に軸αに画された運動通路に沿って移動する。
移動体が運動すると、カム２３０６、２３０７がエネル
ギー保存部材２３０４と伸張させる。一実施例では、エ
ネルギー保存部材は、軸αの方向に一定の平衡力をもた
らすようにカム２３０６、２３０７の形状と組み合わせ
て選択された非線形バネである。いくつかの実施例で
は、予め定めた可変動力がもたらされる。いくつかの実
施例における機構２３００は通常、上述した機構におけ
る１以上の特徴を備えており、他の実施例について参考
説明した詳細および特徴も包括するものとする。

【０１３６】図２４Ａは、本発明の一実施例による機構
２４００の概略図である。機構２４００は、可動台乃至
移動体２４０２と、エネルギー保存部材２４０４と、カ
ム２４０６、２４０７とからなる。カム２４０６、２４
０７は直線のカム軌道を有する。移動体２４０２は少な
くとも１つの摺動部材２４２０あるいは２４２１と結合
もしくは一体に成形されており、第１摺動部材２４２０
は球軸受でありカム２４０７に設けており、第２摺動部
材２３２１は球軸受であり、カム２４０６に設けてい
る。この実施例では第２のバネ２４０４'を追加してい
る。一実施例における機構２４００の全ての構成部材は
鋼製であり、頑丈でコストパーフォーマンスのよい機構
が得られる。

【０１３７】移動体２４０２はカム２４０６、２４０７
と相対的に軸αに画される運動通路に沿って移動する。
移動体が運動すると、カム２４０６、２４０７がエネル
ギー保存部材２４０４（および２４０４'）を圧縮させ
る。一実施例におけるエネルギー保存部材２４０４は、
軸αの方向に一定の平衡力をもたらすようにカム２４０
６、２４０７の形状と組み合わせて選択された非線形バ
ネである。いくつかの実施例では、予め定めた可変動力
がもたらされる。いくつかの実施例における機構２４０
０は通常、上述した機構における１以上の特徴を備えて
おり、他の実施例について参考説明した詳細および特徴
も包括するものとする。

【０１３８】図２４Ｂは、本発明の一実施例による機構
２４００'の概略図である。機構２４００'は概ね、機構
２４００と同じである。一実施例における機構２４０
０'は、平行な軌道２４２０、２４２１と、移動体２４
０２'を案内する軸受２４４０を有している。更に、機
構２４００'には、エネルギー保存部材２４０４から動
力を得るために内側に設けたカム２４０６'、２４０７'
が備えられている。図２４Ｂに示すように、移動体は点
Ａで上方に位置し、点Ｂで下方に位置する。いくつかの
実施例における機構２４００'は通常、上述した機構に
おける１以上の特徴を備えており、他の実施例について
参考説明した詳細および特徴も包括するものとする。

【０１３９】図２４Ｃに本発明の一実施例による軌道２
４５０を示している。軌道２４５０は平行な線形軌道２
４５１、２４５２を有している。底面２４５３は線形軌
道２４５１、２４５２に対して角度を成しており、これ
によって、カム従動部材２４２５およびエネルギー保存
部材２４５５が軌道に沿って移動するカム面を構成す
る。たとえば、移動体乃至可動台をカム従動部材２４５
４に連結させ、第１点Ａから第２点Ｂへと軌道に沿って
移動できるようにする。

【０１４０】図２５は、一実施例によるモニター装置支
持機構を組み合わせたエネルギ保持部材２５００の側面
図である。この例は、いくつかの実施例において、モニ
ター装置２５０１などを移動させるための通路として傾
斜路乃至湾曲路を形成することができる。たとえば、図
１１Ａの部材１１０４ａ、１１０４ｂを図２５に示すよ
うに湾曲させることができる。

【０１４１】図２６は、ここで開示する１以上の支持機
構への可変負荷を調節するための調節機構２６０２を示
している。ここでの機構は回転点２６０５を有する回転
カム２６０４を備えている。調節機構２６０２でカムの
一方乃至両方に動力を与えて、それらを回転させる。一
実施例における機構２６０２は手動調節するためのネジ
を備えている。他の実施例における機構２６０２はバネ
を有しており、これによって、カムの形状を自動的に調
節できる。更に他の実施例では、バネとネジを備えてい
る。

【０１４２】図２７は、ここで記載した１以上の支持機
構にかかる様々な負荷を調節するための調節機構２７０
２を示している。調節機構２７０２は、カム２７０５の
一方乃至両方に動力を与えて、異なったカム面の形態つ
くる軸回りにカムを回転させるようにしている。一実施
例の機構２７０２には、カムを定位固定させるためのラ
チェット機構２７０４を備えている。使用者はこのラチ
ェットを調節してカムの角度および形態を調節すること
ができる。一実施例におけるカムは、回転点の代わりに
リンク溝を備えて別のカム形状を用いるようにしている
（例：カムの上部も移動させることができる）。

【０１４３】図２８に、本発明の一実施例による調節機
構２８０２を有する機構２８００を示している。一実施
例における調節機構２８０２によって、カム２８０６を
一緒に、あるいは、別々に運動させることができる。調
節機構２８０２は、カム間の間隔を調節するネジ付き軸
２８０９を回転させる第１スプロケット２８０８を備え
ている。チェーン２８１４で第１スプロケット２８０８
と第２スプロケット２８２０を連結している。第２スプ
ロケット２８０２はノブ２８１２で駆動する。また、カ
ム間の間隔を調節するためのネジ付き軸２８０９をノブ
２８１２に取り付けている。使用者はノブ２８１２を回
転させて調節機構を操作する。いくつかの実施例では、
調節機構を駆動するモータを備えている。図２７と同様
に、回転点の代わりにリンク溝を備えて別のカム形状を
用いるようにできる。

【０１４４】図２９に、ここに開示の１以上の実施例に
おいて可変負荷を調節するための調節機構を有する機構
２９００を示している。調節機構２９０２は板バネ２９
０４に動力を与えてカム２９０６に対して予め定めた動
力を調節できるようにしている。

【０１４５】（モニター装置および他のコンピュータ機
器を支持する例）上記したいくつかの実施例におけるモ
ニター装置支持機構は各種モニター装置やコンピュータ
関連装置を支持したり昇降させるのに有効である。一例
として、図３０に本発明の一実施例によるコンピュータ
及びモニター装置支持システム３０１０を示している。
このシステム３０１０は、モニター装置３０２０と、キ
ーボード３０５０と、作業台支持体３０３０と、モニタ
ー装置支持機構３０４０よりなる。

【０１４６】支持体３０３０は、基台部３０３２と、上
部構造３０３１よりなる。上部構造３０３１は、基台部
３０３２に摺動可能に結合しており、モニター装置３０
２０とキーボード装置３０５０は上部構造３０３１に取
り付けられている。この実施例における基台部３０３２
の側面は、上部構造３０３１が昇降する際に真直ぐに維
持するための案内部材３０２６として作用する。上記し
た抽斗スライドあるいは他の摺動手段を用いることがで
きる。作業台を別の形態にすることも本発明の範囲であ
る。

【０１４７】モニター装置支持機構３０４０は、下部構
造３０３２と相対的して上部構造３０３１を支持したり
調節できるように上部構造３０３１と下部構造３０３２
との間に取り付けられている。機構３０４０は通常、上
部構造３０３１に取り付けら案内部材に可動状に保持さ
れた可動台あるいは移動体３０４２と、下部構造３０３
２に結合したカム３０４１を備えている。カム３０４１
は外側に面した２つのカム面３０４３、３０４４を有し
ている。

【０１４８】下方の力が上部構造３０３１に掛かると、
力は、バネ３０３５などのエネルギー保存部材によって
カム３０４１に付勢されるカム従動部材３０３４に移動
体を介して伝達される。こうして、移動体３０４２は案
内部材に保持されて移動する。カムは、カム従動部材と
バネ３０３５を介して上部構造３０３１への支持力をも
たらす。一実施例において、カムは、カム従動部材の位
置と独立して一定の平衡力をもたらすような形状を有し
ており、これによって、モニター装置とキーボード装置
の一方あるいは双方の位置を調節して維持するシステム
を簡単にすることができる。都合が良いことに、バネ３
０３５が水平方向の動力をもたらしながらも、カム面３
０４３、３０４４は略垂直の方向になる。これによっ
て、支持部材３０３２に対してモニターを長い距離範囲
で移動させることができる。ある実施例では、３６イン
チ以上の移動距離をそなえている。

【０１４９】別の実施例として、図３１Ａ、３１Ｂにモ
ニター装置支持機構の代表的な別の使用例の正面図およ
び側面図を示している。図３１Ａ、３１Ｂでは、モニタ
ー装置支持機構３１００を、支持部材３１０１に結合し
た平面パネルモニター装置３１０２とキーボード装置３
１０３を有する垂直長さ２０インチの操作台に用いてい
る。他の実施例として、上記した別のモニター支持機構
をこのモニター装置支持機構３１００の代わりに用いる
ことができる。

【０１５０】上述したように、いくつかの実施例では、
これらの機構の全ての動作構成要素（例として、回転腕
部材、バネ、移動体、カム従動部材など）を同じ移動平
面で移動させることができる。これによって、機構を比
較的薄い構造として製作することが可能となる。この利
点を持つ構造は、モニター装置とキーボード装置をどの
様に壁構造に近接させるかを示した図３１Ｂから明らか
である。一実施例における機構によって、モニター装置
を壁から４インチ以下のところに取り付けが可能とな
る。他の実施例によれば様々な距離に設定することがで
きる。

【０１５１】１以上の実施例において、移動体、軸受、
カムなどのいくつかの構成要素を軽量材料で形成するこ
とができる。別の選択肢として、複数の構成要素を合わ
せる面を平滑な材料面に構成することで、構成要素を互
いに相対的に移動させる際に生じる摩擦を少なくでき
る。他の各種構成材料、たとえば、プラスチックなどを
利用することも可能である。

【０１５２】上記した実施例を高機能化することは可能
である。換言すれば、本発明による１以上の実施例は機
構の相対サイズ、応力、重量適用範囲などによって限定
されるものではなく、本発明の実施例における原理は例
として図示した実施例よりも大型あるいは小型化した機
構にも適用可能である。更には、上記した１以上の特徴
を組み合わせたり、あるいは、他の実施例と組み合わせ
ることは任意である。

【０１５３】（追加使用例）いくつかの実施例において
上記したごとき機構を家具システムに支持手段や調節手
段として組み込むことが可能であり、他の実施例として
は、斯かる機構を使用者がつくる負荷の逆の力をもたら
す運動トレーニング装置などに組み込むことができ、更
には、ロボットや、軍事機器、自動車の窓機構、あるい
は、昇降支持力を利用した他の機器に組み込んで適用可
能である。

【０１５４】（家具システム例）図３２に本発明の一実
施例によって構成した作業台３２１０を示している。こ
の特徴機構は、たとえば、子供用学習机などを含む家具
に幅広くて起用可能である。作業台３２１０は、本体３
２２０と機構３２３０を備えている。本体３２２０は第
１部３２２２と第２部位３２２４を有し、部位３２２２
は作業面乃至支持面３２２５を有し、第２部位３２２４
は第１部位３２２２を支持する基台部として用いられ
る。第１部位３２２２は、第２部位３２２４の垂直部３
２２８の内側に形成された案内部材３２２６に沿って第
２部位３２２４と任意で摺動可能に連結されている。第
１部位３２２２を垂直部３２２８の外側に取り付け可能
である。作業台の別の態様も本発明の実施例の範囲であ
る。

【０１５５】機構３２２０は第１部位３２２２と第２部
位３２２４の間に設けられ、第２部位３２２４に対して
第１部位３２２２を調節可能に支持している。機構３２
３０は通常、案内部材３２２６の内側の第１部位３２２
２に取り付けられた移動体３２３１と、第２部位３２２
４に取り付けられたカム３２３２を有する。移動体は第
２部位３２２４に取り付け可能で、且つ、カムを第１部
位３２２２に取り付け可能である。下方の力が第１部位
３２２２に掛かると、その力は移動体３２３１を介して
カム従動部材３２３４に伝達され、移動体３２３１は案
内部材３２２６の範囲内で移動する。カム３２３２によ
って、第１部材３２２２にカム従動部材３２３４を介し
て反対方向の支持力が生じる。

【０１５６】機構３２２０は上記の機構における１以上
の特徴を備えている。一実施例における機構は一定の垂
直力をもたらし、使用者が作業台面の高さを迅速、且
つ、簡単に調節するできるようになる。いくつかの実施
例には上記した調節機構が組み込まれており、使用者が
負荷に応じて機構の全長を調節できるようになってい
る。図３３Ａに一実施例による調節可能な棚３３００を
示している。棚３３００は、機構３３３０と、第１部位
３３２２と、第２部位３３２４を備えている。部位３３
２２は作業面乃至支持面３３２５を有し、第２部位３３
２４は第１部位３３２２を支持する基台部である。第１
部位３３２２は、第２部位３３２４の垂直部３３２８の
内側に形成された案内部材３３２６に沿って第２部位３
３２４と任意で摺動可能に連結されている。

【０１５７】機構３３２０は第１部位３３２２と第２部
位３３２４の間に設けられ、第２部位３３２４に対して
第１部位３３２２を調節可能に支持している。この実施
例では、エネルギー保存部材３３２４は、作業面３３２
５の下降時には、１以上のカム従動部材を介してカムに
よって圧縮されている。機構３３２０は上記の機構にお
ける１以上の特徴を備えている。一実施例における機構
は一定の垂直力をもたらし、使用者が作業台面の高さを
迅速、且つ、簡単に調節するできるようになる。いくつ
かの実施例には上記した調節機構が組み込まれており、
使用者が負荷に応じて機構の全長を調節できるようにな
っている。

【０１５８】図３３Ｂは本発明の他の実施例による図３
３Ａの調節可能な棚を示している。この実施例における
エネルギー保存部材はカムと一体もしくは連結してお
り、作業面３３２５が下降するとカムが撓曲乃至変位す
る。上記した家具の支持システムは、便利で、コストパ
ーフォーマンスがよく、家具要素の位置を調節、あるい
は、支持するのに信頼性の高いなどの特徴を有する。

【０１５９】（運動トレーニング装置のシステム例）図
３４は運動トレーニング装置３４１０を示している。こ
の実施例の運動トレーニング装置３４１０はボート漕ぎ
装置であるが、これに限らず、重量挙げ装置など他の運
動トレーニング装置にも幅広く適用可能である。この運
動トレーニング装置３４１０は、本体３４２０と、連結
部材３４３０と、動力機構３４００を備えている。本体
３４２０は、案内部材３４２３の範囲内で摺動可能に本
体３４２０に連結した着座部３４２２を備えている。ま
た、本体３４２０は、一対の脚３４２４と一対の足載部
３４２５を有している。この本体を本発明の範囲におい
て改変可能である。

【０１６０】連結部材３４３０は、使用者と動力機構３
４００との間の調節可能な接続部分として作用する。こ
の連結部材３４３０は通常、本体３４２０に取り付けら
れた中央部３４３７と、第１端部３４３３で機構３４０
０に連結された結合部３４３１を備えている。また、部
材３４３０には、中央部３４３７に回転可能に連結され
た作動部材３４３５が設けられており、作動部材３４３
５を回転作動させると、作動部材３４３５に取り付けら
れた部材３４３４によって、機構３４００に連結部材を
介して与えられる動力が結合部３４３１の第２端部に伝
達される。運動トレーニング装置３４１０はまた、作動
部材３４３５の端部に一対のハンドル３４３６を備えて
おり、使用者が作動部材を握って引き付け運動可能にな
っている。

【０１６１】機構３４００は本体３４２０に取り付けら
れており、且つ、連結部材３４３１に結合した移動体３
４９０を備えている。使用者がハンドル３４３６を引き
寄せると作動部材３４３５が回転する。これによって、
連結部材３４３１を介して力が移動体３４９０に与えら
れ、上記した機構３４００の案内部材に沿って移動体３
４９０が移動する。機構３４００は使用者がもたらした
力と反対方向の力を発生させる。上述したように、一実
施例における機構３４００は移動体が案内部材に沿って
移動すると一定の抵抗力をもたらす。

【０１６２】上記したように機構３４００によって、運
動トレーニング装置などの運動機器３４１０に、スリム
で簡単な構成で、調節可能な抵抗運動を生み出す機構を
組み込むことができる。上記した１以上の実施例によっ
て各種運動トレーニング装置に反対方向の抵抗力を有効
に働かせることが可能となる。

【０１６３】図３５は一実施例による運動トレーニング
装置３５１０の正面図である。この実施例における運動
トレーニング装置はベンチプレス型のシステムである
が、これに限らず、重量挙げ装置など他の運動トレーニ
ング装置にも幅広く適用可能である。この運動トレーニ
ング装置３５１０は、本体３５２０と、連結部材３５３
０と、動力機構３５００を備えている。本体３５２０
は、本体３５２０に連結したベンチ３５２２を備えてい
る。本体３５２０はまた、支持脚３５２２を有してい
る。本体３３２０は当該技術分野において公知の構成を
利用して改変することも本発明の範囲にある。連結部材
３５３０は、使用者と動力機構３５００との間の調節可
能な接続部分として作用する。この連結部材３５３０は
通常、本体３５２０に支持案内部材３５２５に沿って摺
動可能に取り付けられた中央部３５３７と、機構３５４
０に連結された結合部３５３１を備えている。また、部
材３５３０には、中央部３５３７に連結された作動部材
３５３５が設けられており、使用者が作動部材３５３５
を押すと、結合部３５３１に力が与えられ、これが結合
部を介して機構３５４０に伝達されるようになってい
る。機構３５４０は作動部材３５３５の端部に一対のハ
ンドル３５３６を有しており、使用者が作動部材を握っ
て引き付け運動可能になっている。

【０１６４】機構３５４０は本体３５２４に取り付けら
れており、結合部３５３１に連結した移動体３５９０を
備えている。使用者がハンドル３５３６を押すと、作動
部材３５３５が上昇する。これによって、力が結合部３
５３１を介して移動体３５９０に与えられ、上記したよ
うに、移動体３５９０が機構３５４０の案内部材の範囲
内で運動する。こうして、使用者の力に機構３５４０に
よる反対方向の力が加わる。別の実施例として、この機
構３５４０に代えて前出の機構を採用することができ
る。

【０１６５】上述したように、一実施例のシステムをロ
ボットなどのシステムに適用可能である。たとえば、１
以上の機構を、警察や軍隊用の火器あるいは大砲に用い
る標的人形などに組み込むことができる。一例として、
射撃時に標的人形が起き上がるための起上力を作り出
す。このシステムでは保存したエネルギ力を利用できる
ので、小型のモータで機構を駆動することができ、した
がって、システム全体を小型化でき、コストも低減でき
る。

【０１６６】図３８は本発明の代表的実施例による装置
４０９０の平面図である。この装置４０９０はカム４１
００と、カム従動部材４１２０を備えている。カム４１
００は第１案内面４１０２と第２案内面４１０４を有す
る。本発明の思想および権利主張範囲から逸脱すること
なくカム４１００を様々に改変可能であることは当然で
ある。たとえば、本発明によるカムを１以上、更には、
２つの案内面より多く設けても良い。第２例としては、
本発明による装置に略円錐形のカムを用いてもよい。

【０１６７】カム従動構造４１２０は、第１従動部材４
１２２と、第２従動部材４１２６と、第１従動部材４１
２２に連結した第１端部４１３４と第２従動部材４１２
６に連結した第２端部４１３６を有するバネ４１３２を
備えている。第１従動部材４１２２は、少なくとも第１
接点４１２８でカム４１００の第１案内面４１０２と係
合する第１従動面４１２８を有している。第２従動部材
４１２６はカム４１００の第２案内面４１０４と係合す
る第２従動面４１３０を有する。

【０１６８】本発明の思想および権利主張範囲から逸脱
することなく第１従動部材４１２２および第２従動部材
４１２６を様々に改変可能であることは当然である。た
とえば、第１従動部材４１２２および第２従動部材４１
２６を、回転軸回りを回転するローラで構成するような
実施例も可能である。第２の実施例として、第１従動部
材４１２２および第２従動部材４１２６の夫々が非回転
要素であってもよい。

【０１６９】図３９は、図３８の装置４０９０の追加平
面図である。図３９において、第１従動部材４１２２
は、第１接点４１２４と第１従動部材４１２２の中心軸
４１４４を通る第１の仮想線４１４０と、第１従動部材
４１２２の中心線４１４４から第２従動部材４１２６の
中心軸４１４６に延びる参考仮想線４１４２よって定ま
る一定の角度４１３８を有している。

【０１７０】図４０は、図３８の装置４０９０の追加平
面図である。図４０において、第１従動部材４１２２お
よび第２従動部材に作用する各種の力を図示している。
図４０に示したように、バネ４１３２が、力Ｆｓで第１
従動部材４１２２および第２従動部材４１２６を互いに
向かい合う方向に付勢する。図４０の実施例では、カム
従動構造４１２０が負荷を受け、カム従動構造４１２０
に支持される負荷が各ローラ上に下方に向かう力Ｆｗを
もたらす。

【０１７１】図４０の実施例では、第１従動部材４１２
２が第１接点４１２４でカム４１００の第１案内面４１
０２に接触している。好ましい実施例では、第１従動部
材４１２２の第１従動面４１２８とカム４１００の第１
案内面４１０２が互いに正接しており、図４０に示すよ
うに、カム４１００の第１案内面４１０２は反力Ｆをも
って第１従動部材４１２２の第１従動面４１２８に作用
する。反力Ｆは、カム従動構造４１２０の運動通路に略
平行な第１反力成分と、第１反力成分に略直交する第２
反力成分に変換してもよい。図４０に示す実施例におけ
るカム従動構造４１２０の運動通路はカム４１００の長
さ方向軸４１４８に略平行している。

【０１７２】図４１は、図３８、３９、４０の第１従動
部材４１２２の自由体を表す図解であり、第１従動部材
４１２２を平衡状態と見なすことができる。長さ方向軸
４１４８に直交する方向に第１従動部材２２にかかる力
の平衡は次式で表される。 Ｆｓ＝Ｆ・ｃｏｓΘ 長さ方向軸４１４８に略水平な方向の第１従動部材にか
かる力の平衡は次式で表される。 Ｆｗ＝Ｆ・ｓｉｎΘ 両式でＦの解をとると次式になる。 Ｆ＝Ｆｓ／ｃｏｓΘ＝Ｆｗ／ｓｉｎΘ 多くの適用例において負荷の重量は略一定に保たれるの
で、Ｆｗは次式になる。 Ｆｗ＝ｔａｎΘ（Ｆｓ）

【０１７３】図４２は、図３８の装置４０９０を含む追
加平面図である。図４２において、カム従動構造４１２
０が少なくとも第１位置４１６８と第２位置４１７０と
の間を移動できることが図４２から明らかになる。図４
２に図示の実施例では、第１従動部材４１２２の第１位
置を実線で示しており、第１従動部材４１２２の第２位
置を仮想線で示している。

【０１７４】好ましい実施例におけるカム４１００の第
１案内面には連続的に変化する斜面と連続的に変化する
曲率半径の一方あるいは双方を持たせており、カム従動
構造４１２０がカム４１００の長さ方向軸に沿って移動
すると、第１従動部材４１２２の接触角４１３８が変化
するようになっている。図４２の実施例におけるバネ４
１３２は、カム従動構造４１２０が第１位置４１６８に
ある時には第１の撓曲を起こし、カム従動構造４１２０
が第２位置４１７０にあるときは第２の撓曲を起す。ま
た、図４２の実施例では、第１従動部材４１２２は、カ
ム従動構造４１２０が第１位置にある時は、第１接触角
４１３８をとり、カム従動構造４１２０が第２位置４１
７０にある時には第２接触角４１５８をとる。図４２に
示すように、第１接触角４１３８は第２接触角４１５８
と異なっており、第１の撓曲が第２の撓曲と異なる。

【０１７５】バネによる力（Ｆｓ）はバネの総撓曲量
（２δ）を乗じたバネのＫ因数（ｋ）と等しい。この関
係を上式で置換すると次式になる。 Ｆｗ＝ｔａｎΘ（ｋ）（２δ） 機構がもたらす力は平衡状態において負荷の重量に等し
くなり、第１位置および第２位置にも当てはまる。 ｔａｎΘ１（ｋ１）（２δ１）＝ｔａｎΘ２（ｋ２）
（２δ１） ｔａｎΘ１（ｋ１）（δ１）＝ｔａｎΘ２（ｋ２）（δ
１） ｔａｎΘ１（δ１）＝ｔａｎΘ２（δ２） δ１／δ２＝ｔａｎΘ２／ｔａｎΘ１

【０１７６】好ましい実施例におけるカム４１００の第
１案内面４１０２には連続的に変化する斜面と連続的に
変化する曲率半径のどちらか一方あるいは双方を持たせ
ており、カム従動構造４１２２がカム４１００の長さ方
向軸４１４８に沿って移動すると、第１従動部材４１２
２の接触角が変化するようになっている。第１案内面４
１０２の斜面と曲率半径のどちらか一方あるいは双方を
様々な所要の力形態を作り出すように選択すればよい。

【０１７７】図４２の実施例では、一定の略長さ方向の
力がカム４１００とカム従動構造４１２０との間で発生
するようにできる。この実施例では、カム従動構造４１
２０の運動全体での接触角４１３８の三角関数の正接に
おける結合変数に反比例するようにバネの撓曲が変化す
る形にカムを形成する。

【０１７８】本発明による装置には、本発明の思想と権
利範囲から逸脱しない範囲で様々のタイプのバネを用い
てもよいことは当然である。いくつかの適用例に適した
バネの例としては、コイルバネ、板バネ、弾性樹脂バ
ネ、空気バネなどを用いることができる。また、本発明
の思想と権利範囲から逸脱しない範囲で第１従動部材４
１２２および第２端部に関する様々な実施例は可能であ
る。たとえば、従動部材に低摩擦面を持たせ、カムの案
内面に合致する形状にする。第２例としては、第１従動
部材４１２２と第２従動部材４１２６の夫々を、回転軸
回りを回転するローラで構成することも可能である。

【０１７９】図４３は本発明の代表的な実施例による装
置４６９０の平面図である。本発明による方法は装置４
６９０によって発生する力を調節するために適用でき
る。装置４６９０はカム構成４６００とカム従動構造４
６２０よりなる。カム構成４６００は、第１案内面４６
０２を有する第１カム部材４６７６と、第２案内面４６
０４を有する第２カム部材４６７８を備えている。カム
従動構造４６２０は、少なくとも第１接点でカム構成４
６００の第１案内面４６０２に係合する第１従動面４６
２８を備えている。図４３の実施例におけるカム従動構
造４６２０は、カム構成４６００の第２案内面４６０４
と係合する第２従動面４６３０を有する第２ローラを備
えている。また、図４３の実施例のカム従動構造４６２
０には、第１端部を第１ローラに結合させ第２端部を第
２ローラ４６２６に結合させたバネ４６３２を備えてい
る。

【０１８０】好ましい実施例におけるカム構成４６００
の第１カム部材４６７６とカム構成４６００の第２カム
部材４６７８は互いに相対して運動する。特に好ましい
実施例におけるカム構成４６６０の第１カム部材４６７
６とカム構成４６００の第２カム部材４６７８は共に基
部材４６８０に回転可能に連結しており、カム構成４６
００の第１カム部材４６７６とカム構成４６００の第２
カム部材が互いに相対して回転するようになっている。

【０１８１】図４３に示すように、第１ローラ４６２２
の中心軸と第１接点４６２４を通る第１想定線４６４０
と、第１ローラ４６２２の中心線と第２ローラの中心線
との間を通る想定参照線４６２４とで第１ローラ４６２
２の接触角４６３８を定めることができる。好ましい実
施例におけるカム構成４６００の第１カム部材４６７６
とカム構成４６００の第２カム部材４６７８は互いに相
対して回転可能であり、接触角４６３８を調節できる。

【０１８２】本発明の思想と権利範囲から逸脱しない範
囲で、装置４６９０の更なる実施例も可能である。たと
えば、カム構成４６００の第１カム部材４６７６とカム
構成４６００の第２カム部材４６７８を夫々基部材４６
８０に摺動可能に結合させ、カム構成４６００の第１カ
ム部材４６７６とカム構成４６００の第２カム部材４６
７８を互いに相対して調節軸に沿って移動可能にしてい
る。本発明による一方法によれば、カム構成４６００の
第１カム部材４６７６とカム構成４６００の第２カム部
材４６７８の夫々を互いに相対して調節軸に沿って移動
させることで装置４６９０が発生させる力を調節でき
る。本発明の代表的な方法では、カム構成４６００の第
１カム部材４６７６とカム構成４６００の第２カム部材
４６７８の夫々を互いに相対して調節軸に沿って移動さ
せることで、バネ４６３２の付勢力を調節することがで
きる。いくつかの実施例では、調節軸をカム構成４６０
０の長さ方向の軸に略直交させている。

【０１８３】図４４は本発明の更なる代表的実施例によ
る装置の斜視図である。図４４に示す装置５１００は、
装置５１００の力発生機構５１０４と軸回転機構５１０
２を備えている。一実施例における装置５１００の力発
生機構５１０４は、長さ方向の移動範囲全体に亙って略
均一な力を発生させる。好ましい実施例においては、一
定の力の大きさを力調節機構５１０６で調節することが
できる。

【０１８４】図４４の実施例における力調節機構５１０
６は、ネジ付きロッド５１０８と、第１調節ギア５１８
８と、第１ウォームギア５１２０を備えている。第１調
節ギア５１８８はネジ付きロッド５１０８の先端近傍に
固定されている。図４４に示すように、第１ウォームギ
ア５１２０は第１調節ギア５１８８に噛合するように設
けられている。第１ウォームギアには、たとえば、アレ
ンレンチなどのネジ回しを受けるネジ回しソケットを備
えている。調節ブロック５１２４はネジ付き軸に螺着し
ている。

【０１８５】装置５１００の力発生機構５１０４はカム
５０００と、カム従動構造５０２５を備えている。カム
５０００は、第１案内面５００２と第２案内面５００４
を有している。カム従動構造５０２０は、少なくとも第
１接点でカム５０００の第１案内面５００２と係合する
第１従動面５０２８を有する第１ローラ５０２２と、カ
ム５０００の第２案内面５００４と係合する第２従動面
５０３０を有する第２ローラを備えている。また、カム
従動構造５０２０は、カム５０００の第１案内面５００
２に向かって第１ローラ５０２２を押圧するよう配設さ
れたバネ構成５０３２を有している。好ましくは、第２
ローラ５０２６をカム５０００の第２案内面５００４に
押圧させるようにバネ構成５０３２を配設するとよい。

【０１８６】バネ構成５０３２は、第１板バネ５１２６
Ａと、第２板バネ５１２６Ｂと、調節ブロック５１２４
を備えている。図４４に示すように、第１板バネ５１２
６Ａと第２板バネ５１２６Ｂは共に調節ブロック４１２
４に固定されている。力調節機構５１０６のネジ付き軸
５１０８は調節ブロック５１２４と螺着係合している。
本発明による好ましい方法においては、力調節機構５１
０６は、力発生機構５１０４の長さ方向軸に沿って調節
ブロック５１２４を移動させるために用いている。好ま
しい実施例において、長さ方向軸に沿う調節ブロック５
１２４の運動は、第１板バネ５１２６と第２板バネ５１
２８の実効長さを変化させる。更なる好ましい実施例に
おいては、長さ方向軸に沿う調節ブロック５１２４の運
動は、第１板バネ５１２６と第２板バネ５１２８の実効
長さと予張力を変化させる。

【０１８７】本発明による好ましい実施例における第１
板バネ５１２６と第２板バネ５１２８の予張力は、装置
５１００が様々な重量の負荷を支持できるように変化さ
せるとができる。好ましい方法では、同じ装置を、異な
った重量の様々に異なる装置に適用できる。

【０１８８】図４５は図４４の装置の平面図である。図
４５における軸回転機構５１０２に、軸杆５１３０と、
軸杆５１３０回りに設けられた捻りバネ５１２４０を備
えるとよい。軸回転機構５１０２の取付部材５１３２は
軸杆５１３０に枢着している。捻りバネ５１４０の第１
端部５１３６は取り付け部材５１３２に連結しており、
捻りバネ５１４０の第１端部５１３４は第２調節ギア５
１９４に連結している。第２調節ギア５１９４は、第２
ウォームギア５１９６と噛合する歯を備えている。第２
ウォームギア５１９６には、調節工具を受ける構造を有
し、図示の実施例のように、この調節工具受け構造はア
レンレンチなどのネジ回しを受けるネジ回しソケットを
備えている。第２回転ウォームギア５１９６によって、
捻りバネ５１４０の一端部が回転する。同図における実
施例では、捻りバネ５１４０の他端部と相対した捻りバ
ネ５１４０の一端部の回転は捻りバネ５１４０に予トル
クをつける。

【０１８９】本発明の思想と権利範囲から逸脱しない範
囲で、第１ウォームギア５１２０および第２ウォームギ
ア５１９６を様々に改変することは可能である。たとえ
ば、本発明の基本的実施例では、ウォームギアにアレン
レンチなどの工具を受けるソケットを設けていたが、他
の形態のウォームギアを採用してもよい。たとえば、本
発明の装置に、別のタイプの工具（たとえば、ＴＯＲＸ
工具など）に合致した形状のウォームギアを用いてもよ
く、第２例としては、把持部を有するウォームギアにし
てもよい。

【０１９０】装置５１００において、力調節機構５１０
６とトルク調節機構５１０３を同期作動させることが可
能である。たとえば、いくつかの実施例において、第１
調節ギア５１８８の運動を第２調節ギア５１９４の運動
と同期させることができる。たとえば、第１調節ギア５
１８８と第２調節ギア５１９４を単一のウォームギアを
介して噛合させることができる。

【０１９１】図４６は本発明の実施例によるコンピュー
タモニター装置構造５２８４の平面図である。コンピュ
ータモニター装置構造５２８４は、モニター装置５２８
６とスタンド構造５２０５を備えている。スタンド構造
５２０５は軸回転機構５２０２を有している。図４６の
実施例における軸回転機構５２０２は回転軸５２０７回
りを回転する。モニター装置５２８６は表示画面５２３
７を有している。

【０１９２】図４６の実施例における軸回転機構５２０
２は、第１位置５２３９と第２位置５２８６とを含む様
々な位置間でモニター装置５２８６の回転を許す機能を
有する。図４６における第２位置５２４９は図中、点線
で示している。図４６の実施例における表示画面５２３
７は、モニター装置５２８６が第１位置にあるときに略
垂直な方向に向かうようになっている。また、図４６の
実施例における表示画面５２３７は、モニター装置５２
８６を第２位置につけた時に、垂直に対して約１０度の
角度で下向きに傾斜する。

【０１９３】図４７は図４６のコンピュータモニター装
置構造５２８４の更なる平面図である。図４７におい
て、モニター装置５２８６に、軸回転機構５２０２を用
いてモニター装置５２８６５を回転させることによって
第３位置に位置する。図４７において、第１位置５２３
９を実線で示しており、第３位置を点線で示している。
図４７の実施例における表示画面５２３７は、モニター
装置５２８６が第３位置にある時、垂直に対して約３０
度上向きに傾斜する。

【０１９４】図４６および図４７の実施例では、モニタ
ー装置５２８６の重量は回転軸５２０７回りのトルクに
なる。このトルクは以下の関係式で表せる。 Ｔ=ＷＬ・ｃｏｓΘ この関係式において、Ｗはモニター装置の重量であり、
Ｌはモーメント長さ（例：モニター装置５２８６の回転
軸５２０７から重心点５２０９までの距離）であり、Θ
は水平参照面に対するモニター装置５２８６の傾斜角度
である。モニター装置５２８６の重心点と回転軸５２０
７との間の距離がモニター装置５２８６の回転中に変化
するとモーメント長の実効長さ（Ｌ）も変化する。

【０１９５】図４６および図４７の実施例においてモニ
ター装置５２８６の重量がもたらすトルクは、トルク発
生機構５２２３によって好適に平衡がとられる。たとえ
ば、トルク発生機構５２２３によってもたらされるトル
クは、モニター装置の重量によってもたらされるトルク
とは略等しく、逆方向に働く。図４６，４７の実施例に
おけるトルク発生機構５２２３は、捻りバネ５２４０が
発生させるトルクおよび摩擦トルクを含むトルク反作用
をつくりだす。軸回転機構５２０２には、摩擦発生機構
５２２５が設けられている。捻りバネ５２４０によって
もたらされるトルクは次の関係式で表すことができる。 Ｔ＝Ｋα この関係式において、Ｋは捻りバネの弾性率（例：回転
度当りのインチ・ポンド）であり、αは回転度である。
好ましい実施例において、適切な大きさの予備捻回運動
を捻りバネに与えておくことで、モニター装置重量と平
衡を取るために必要な大きさのバネトルクを得ることが
できる。捻りバネに与える予備捻回運動を変化させるこ
とで８台のモニター装置の夫々がもたらすトルクが平衡
するように捻りバネを調節することができる。

【０１９６】図４８における軸回転機構５２２０の捻り
バネ５２４０が、モニター装置の角度位置と略線形の関
係を有するトルクを発生させる。図４８においてモニタ
ー装置の重量が回転軸回りにもたらすトルクは略非線形
的に変化する。好ましい実施例において、軸回転ブラケ
ットと枠５２２９との間に比較的小さい摩擦が生じる。
本発明における好ましい方法では、機構が円滑な動作を
もたらし、回転軸にもたらされる重量トルクの非線形作
用と捻りバネによるトルクとの間の差を補正するように
摩擦のレベルを選択することができる。この摩擦のレベ
ルについては以下に詳細に説明する。本発明による一方
法では、捻りバネ５２４０を、３０度とー１０度の角度
の間でモニター装置の線形特性から非線形特性のトルク
に適合することだけに設定している。

【０１９７】図４９はモニター装置５２８６の角度位置
と捻りバネ５２４０がもたらすトルクの関係を示すグラ
フである。曲線５２３３はモニター装置によるトルクで
ある。前述したように、軸回転機構５２０２に摩擦発生
部材を持たせてもよい。摩擦発生部材の作用を図４９に
示している。モニター装置の回転中の実効モーメント長
さにおける変化のために、モニター装置重量が非線形の
トルク変化を生み出す。この非線形変化は線形的に変化
するバネのトルクを用いることで相殺することができ
る。捻りバネの弾性率とバネに掛かる予撓曲の大きさを
最適化することによって非線形的に変化するトルクおよ
び線形的に変化するトルクを最適に整合させることがで
きる。軸回転機構の固定ブラケットと軸回転機構の回転
ブラケットとを接触させることで摩擦を生み出すことが
できる。図４９に示したように、摩擦トルクの作用は略
線形であり、好ましい実施例における摩擦トルクは最小
になる。たとえば、円滑な動作をを得るために必要なト
ルクレベルよりも摩擦トルクを大きくせずにすむ。最小
の摩擦トルクによって、使用者がモニター装置の調節を
変えるのに必要な調節力を低減できる。

【０１９８】図５０Ａおよび図５０Ｂは窓構造の平面図
であり、カムとカム従動構造を有する機構４１８２を示
している。カムには第１案内面と第２案内面を備えてい
る。本発明の思想と権利範囲から逸脱しない範囲で、窓
４１８４をカムとカム従動構造のどちらか一方に固定す
ることができる。同様に、窓枠４１８６をカムとカム従
動構造のいずれか他方に固定することができる。図示の
実施例では、窓４１８４はカムに固定し、窓枠４１８６
をカム従動構造に固定している。

【０１９９】図５１Ａおよび図５１Ｂは、カムおよびカ
ム従動構造を有する機構４１８８を含む抽斗閉め構造を
備えた代表的な家具部分の斜視図を示している。カムは
第１案内面と第２案内面を有している。カム従動構造に
は、少なくとも第１接点でカムの第１案内面と係合する
第１従動面を有する第１従動部材と、カムの第２案内面
と係合する第２従動面を有する第２従動部材を備えてい
る。この機構には更に、第１端部を第１従動部材に結合
させ、第２端部を第２従動部材に結合させたバネを設け
ている。

【０２００】図５１Ａおよび図５１Ｂにおける抽斗４１
８９はカムに固定しており、家具部分４１８９の枠４１
８７をカム従動構造に固定している。また、抽斗４１８
９をカム従動構造に固定し、枠４１８７をカムに固定す
ることも可能である。

【０２０１】図５２Ａ乃至図５２Ｄは本発明によるドア
締め構造の平面図である。各ドア締め構造はカムとカム
従動構造よりなる機構４１９０を備えている。カムは第
１案内面と第２案内面を有している。カム従動構造に
は、少なくとも第１接点でカムの第１案内面と係合する
第１従動面を有する第１従動部材と、カムの第２案内面
と係合する第２従動面を有する第２従動部材を備えてい
る。この機構には更に、第１端部を第１従動部材に結合
させ、第２端部を第２従動部材に結合させたバネを設け
ている。

【０２０２】図５２Ａの実施例における機構４１９０は
ドア締め構造のヒンジ部に設けられており、図５２Ｂの
実施例における機構４１９０はドア締め構造のドア４１
９２に設けられている。図５２Ｃの実施例における機構
４１９０はドア締め構造のドア取付部に設けられてお
り、図５２Ｄの実施例における機構４１９０はドア４１
９２とドア枠４１９４の間に延設されている。

【０２０３】図５３は椅子構造の平面図であり、この椅
子構造はカムとカム従動構造を含む機構４１９６よりな
る。カムは第１案内面と第２案内面を有している。カム
従動構造には、少なくとも第１接点でカムの第１案内面
と係合する第１従動面を有する第１従動部材と、カムの
第２案内面と係合する第２従動面を有する第２従動部材
を備えている。この機構には更に、第１端部を第１従動
部材に結合させ、第２端部を第２従動部材に結合させた
バネを設けている。図示の実施例における椅子の背凭れ
４１９７をカム従動構造に連結し、椅子枠４１９８をカ
ムに連結している。椅子の背凭れ４１９７をカムに固定
し、椅子枠４１９８をカム従動構造に固定してもよい。

【０２０４】図５４は自動車ドア構造の平面図であり、
このドア構造はカムとカム従動構造を含む機構４２０３
よりなる。カムは第１案内面と第２案内面を有してい
る。カム従動構造には、少なくとも第１接点でカムの第
１案内面と係合する第１従動面を有する第１従動部材
と、カムの第２案内面と係合する第２従動面を有する第
２従動部材を備えている。この機構には更に、第１端部
を第１従動部材に結合させ、第２端部を第２従動部材に
結合させたバネを設けている。図示の実施例おける自動
車の窓４２０５をカム従動構造４１２０に連結し、ドア
枠４２０７をカム４１００に連結している。自動車の窓
４２０５をカム４１００に固定し、ドア枠４２０７をカ
ム従動構造４１２０に固定してもよい。

【０２０５】図５５はバスケットボールのゴール構造の
斜視図であり、この構造はカム４１００とカム従動構造
４１２０を含む機構４９０３よりなる。カムは第１案内
面と第２案内面を有している。カム従動構造には、少な
くとも第１接点でカムの第１案内面と係合する第１従動
面を有する第１従動部材と、カムの第２案内面と係合す
る第２従動面を有する第２従動部材を備えている。この
機構には更に、第１端部を第１従動部材に結合させ、第
２端部を第２従動部材に結合させたバネを設けている。
図示の実施例におけるゴールポスト４９０５をカム４１
００に連結し、バックボード４９０７をカム従動構造４
１２０に連結している。ゴールポスト４９０５をカム従
動構造４１２０に固定し、バックボード４９０７をカム
４１００に固定してもよい。

【０２０６】図５６は家庭用娯楽設備の斜視図であり、
この構造はカムとカム従動構造を含む機構４９２３より
なる。カムは第１案内面と第２案内面を有している。カ
ム従動構造には、少なくとも第１接点でカムの第１案内
面と係合する第１従動面を有する第１従動部材と、カム
の第２案内面と係合する第２従動面を有する第２従動部
材を備えている。この機構には更に、第１端部を第１従
動部材に結合させ、第２端部を第２従動部材に結合させ
たバネを設けている。

【０２０７】図５６におけるホームシアター構造は複数
のスピーカー４９２７を含み、各スピーカー４９２７は
機構４９２３によって壁４９２５に接続されている。各
機構４９２３によってスピーカー４９２７を任意の位置
に取り付けることができる。たとえば、各スピーカー４
９２７を最適な音響品質の得られるように選択的に位置
付けすることができる。

【０２０８】図５７は家庭用娯楽設備の斜視図であり、
この構造はカムとカム従動構造を含む機構４９２９より
なる。カムは第１案内面と第２案内面を有している。カ
ム従動構造には、少なくとも第１接点でカムの第１案内
面と係合する第１従動面を有する第１従動部材と、カム
の第２案内面と係合する第２従動面を有する第２従動部
材を備えている。この機構には更に、第１端部を第１従
動部材に結合させ、第２端部を第２従動部材に結合させ
たバネを設けている。図５７の家庭用娯楽設備は、機構
４９２９によって壁４９２５に固定された視覚ディスプ
レー装置４９３０を有している。機構４９２９によって
視覚ディスプレー装置４９３０の位置を選択的に決める
ことができる。たとえば、視覚ディスプレー装置を視聴
者が最適な位置に定めることができる。

【０２０９】図５８は本発明の更なる実施例における装
置４４９９の平面図であり、この装置４４９９は、第１
案内路４４６０と、第１案内路４４６０に沿って移動可
能に設けた第１従動部材とからなる。装置４４９９の第
２従動部材４４６６は装置４４９９の第２案内路４４６
２に沿って移動可能に設けられている。好ましい実施例
における装置４４９９は、第１従動部材４４６３４と第
２従動部材４４６６を互いに向かって付勢させる機構を
備えている。図５８の実施例におけるバネ４４６３を第
１従動部材４４６４と第２従動部材４４６６との間に架
設している。

【０２１０】第１案内路４４６０が第１弓状通路を画
し、第２案内路４４５２が第２弓状通路を画している。
好ましい実施例における第１弓状通路は連続的に変化す
る斜面と連続的に変化する曲率半径のどちらか一方ある
いは双方を有している。特に好ましい実施例における第
２弓状通路の半径は実質的に第１弓状通路の鏡像の関係
にある。

【０２１１】図５９は本発明の更なる代表的な実施例に
よる装置５３００の平面図である。この装置５３００は
腕部材５３５０に軸回転可能に連結した取付金具５３３
２を有している。腕部材５３５０は基体５３４８に回転
可能に連結しており、腕部材５３５０はカム面５３５２
を有している。更に、装置５３００は、第１端部５３３
６と第２端部５３３４を有するケーブル５３３８を備え
ている。ケーブル５３３８の第２端部５３３４はバネ５
３４０の一端に接続しており、バネ５３４０の他方端は
調節ネジ５３５６に連結している。図５９の実施例にお
ける調節ネジ５３５６は調節ブロック５３２４によって
バネ５３４０に連結している。この実施例における調節
ネジ５３５６は調節ブロック５３２４に螺着している。

【０２１２】図６０は本発明の更なる代表的な実施例に
よる装置５４００の平面図である。装置５４００は基体
５４４８に回転可能に取り付けられた腕部材５４５０を
有している。カム部材５４５８は腕部材５４５０に固定
されている。また、装置５４００は、第１端部５４３６
と第２端部５４３４を有するケーブル５４３８を有して
おり、ケーブル５４３８の第２端部５４３４は係留部材
５４４６に接続されている。ケーブル５４３８の第１端
部５４３６はバネ５４４０の一方端に接続されている。
バネ５４４０の他方端は腕部材５４５０に接続してい
る。図６０の実施例における腕部材５４５０はピン５４
４４を有し、バネ５４４０はピン５４４４回りに部分的
に設けられたフック５４４２を有する。図６０の実施例
における係留部材５４４６は基体５４４８に対して選択
的に着脱可能である。たとえば、係留部材５４４６を基
体５４４８から選択的に外し、バネ５４４０の予張力を
変化させるよう移動させた上で最後に基体５４４８に係
着させることができる。図６０の装置５４００は更に、
腕部材５４５０に回転可能に連結できる取付金具５４３
２が備えられている。

【０２１３】図６１は本発明の更なる代表的な実施例に
よる軸回転機構の平面図である。軸回転機構４５９９は
カム４５００とカム従動構造４５２０を有している。カ
ム４５００は第１案内面４５０２を有している。カム従
動構造４５２０は、少なくとも第１接点４５２４でカム
４５００の第１案内面４５０２と係合する第１従動面４
５２８を有する第１ローラ４５２２を備えている。ま
た、図６１の実施例におけるカム従動構造４５２０は、
カム４５００の第１案内面４５０２に向かって第１ロー
ラ４５２２を押圧するよう配設された付勢構成を有して
いる。図６１の実施例における付勢構成にはバネ４５３
２が設けられている。

【０２１４】第１ローラ４５２２は、第１接点４５２４
と第１ローラ４５２２の中心軸４５４４を通る第１仮想
線４５４０と、略水平な仮想参照線４５４２によって定
まる接触角４５３８を有している。好ましい実施例にお
けるカム４５００の第１案内面４５０２には連続的に変
化する斜面と連続的に変化する曲率半径のどちらか一方
あるいは双方を持たせており、カム４５００が回転軸４
５５４回りを回転すると、第１ローラ４５２２の接触角
が変化するようになっている。特に好ましい実施例にお
いて、カム４５００の回転軸４５５４回りの回転がバネ
４５３２を撓曲させ、且つ、第１ローラ４５２２の接触
角を変化させるような形にカム４５５０を形成してい
る。カム４５００に作用するトルク４５５６の大きさは
カム４５００の回転移動全体を通して略一定である。良
好な実施例では、バネ４５３２の撓曲が、カム従動構造
４５２０の運動全体での接触角４５３８の三角関数の正
接における結合変数に略反比例する。

【０２１５】図６２は本発明の更なる代表的な実施例に
よる軸回転機構５５００の平面図であり、この軸回転機
構５５００は、案内路５５７４を画す案内部材５５６０
と、ローラ５５６４を有する従動部材５５６８を有す
る。また、従動部材５５６７はロール５５６４を案内路
５５７４の一方縁部に対して押圧するよう構成された付
勢機構５５３５を備えている。図６２の実施例における
付勢機構５５３５は第１のバネ５５４０を有している。
図６２に示すように、従動部材５５６８は第１軸杆５５
８２Ａで案内部材５５６０に回転可能に連結している。

【０２１６】図６２に示すように、案内部材５５６０の
案内路５５７４は概ね弓状の通路を形成する。ローラ５
５６４はこの弓状通路に沿って最適に従動するよう設け
られている。ローラ５５６４は案内部材５５６０と一定
の角度を形成する。好ましい実施例において、案内路５
５７４に画される弓状通路には連続的に変化する斜面と
連続的に変化する曲率半径のどちらか一方あるいは双方
を持たせており、従動部材５５６８が案内部材５５７４
と相対的に第１軸杆５５８２Ａを中心に回転すると第１
ローラ５５６４の接触角が変化するようになっている。
特に好ましい実施例では、従動部材５５６８の軸杆５５
８２Ａ回りの回転がバネ５５４０を撓曲させ、且つ、ロ
ーラ５５６４の接触角を変化させるような形態に案内路
５５７４を形成している。

【０２１７】案内部材５５７４と従動部材５５６８との
間に作用するトルクの大きさは、それの回転移動全体を
通して実質的に一定である。良好な実施例では、バネ５
５４０の撓曲が、案内路５５７４に沿うローラ５５６４
の移動範囲全体での接触角の三角関数の正接における結
合変数に略反比例する。

【０２１８】図６３は図６２の軸回転機構５５００の追
加平面図である。図６３において、軸回転機構５５００
は第１軸杆５５８２Ａと第２軸杆５５８２Ｂを有する。
付勢機構５５３５の第１バネ５５４０は第１軸杆５５８
２Ａと第２軸杆５５８２Ｂとの間に架設されている。図
６３に示すように、付勢機構５５３５は更に、第１軸杆
５５８２Ａと第２軸杆５５８２Ｂとの間に架かる第２バ
ネ５５４０を有している。図６３の実施例における従動
部材５５６８と案内部材５５６０は互いに相対的に軸杆
５５８２Ａを中心に軸回転する。また、図６３の実施例
ではローラ５５６４も軸杆５５８２Ｂを中心に軸回転す
る。

【０２１９】図６４は本発明の更なる代表的な実施例に
よる軸回転機構５６０２の平面図である。軸回転機構５
６０２は、第１案内路を画す第１案内部材５６６０Ａ
と、第２案内路を画す第２案内部材５６６０Ｂと有して
いる。図６４の実施例における軸回転機構５６０２は第
１ローラ５６６４Ａと第２ローラ５６６４Ｂを有する従
動部材５６６８を備えている。図６４に示すように、第
１ローラ５６６４Ａは第１案内部材５６６０Ａが画す案
内路の内部に設けられている。また、図６４に示すよう
に、第２ローラ５６６４Ｂは第２案内部材５６６０Ｂが
画す案内路の内部に設けられている。

【０２２０】従動部材５６６８は第１ローラ５６６４Ａ
と第２ローラ５６６４Ｂとの間に延設された第２軸杆５
６７８を有している。図６４において、軸回転機構５６
０２に第１軸杆５６８２を設けている。図６４の実施例
における第１案内部材５６６０Ａと第２案内部材５６６
０Ｂは第１軸杆５６８２を中心に回転するように設けら
れている。

【０２２１】図６５は図６４の軸回転機構５６０２の追
加平面図である。図６５の実施例における第１案内部材
５６６０Ａと第２案内部材５６６０Ｂは第１軸杆５６８
２Ａを中心に回転する。図６５において、付勢機構に複
数のバネ５６３５を設けている。好ましい実施例におけ
る第１案内部材５６６０Ａと第２案内部材５６６０Ｂは
夫々、弓状通路を形成している。また、好ましい実施例
における第１ローラ５６６４Ａと、第２ローラ５６６４
Ｂと、第２軸杆５６７８は、第１案内部材５６６０Ａと
第２案内部材５６６０Ｂが形成する弓状通路を従動する
ように配設されている。特に好ましい実施例において、
第１案内部材５６６０Ａと第２案内部材５６６０Ｂが第
１軸杆５６８２Ａを中心に回転して、第１ローラ５６６
４Ａ、第２ローラ５６６４Ｂ、第１軸杆５６８２Ａに弓
状通路に沿って移動させると、バネ５６８０の撓曲が変
化する。

【０２２２】ここに開示した本発明による装置は、体力
が劣る人が各種機器を操作する際の補助機構として有用
であり、たとえば、ここに開示した装置を用いた補助機
器は、手の力が弱い老人や、不器用な人でも、窓、自動
車、食器棚、あるいは、他の設備機器や装置をかなり容
易に操作できるようにした。本発明のいくつかの態様を
ここで図示、開示したが、当分野の技術者であれば他の
態様も実施可能である。上で添付図面で示した実施例は
単に図解であって、以下に示す本発明の権利範囲をこれ
らに限定するものではない。

【０２２３】

【発明の効果】（結論）コンパクトで低廉に製造・維持
でき、信頼性が高く、容易に調節可能で、多くの異なっ
たサイズのモニター装置にも適用でき、動作範囲が広
く、モニター装置を位置付ける際に一定の支持力をもた
らすようなモニター装置支持機構が要求されている。し
かして、本発明の発明者らは、モニター装置への力印加
および位置制御ができる方法、システム、機構を発明し
た。一実施例におけるモニター装置の支持方法は、上昇
エネルギー保存部材の力特性曲線を、モニター装置に対
する実質的に一定な支持力に変換するものである。

【０２２４】一態様におけるモニター装置支持方法は、
エネルギー保存部材と、運動通路に沿って互いに相対的
に運動するように位置付けられたカムを用いている。エ
ネルギー保存部材がカムと相対して通路に沿って運動す
ると、カムはエネルギー保存部材を変位させ、エネルギ
ー保存部材がカムに与える力を変化させる。カムが、エ
ネルギー保存部材がもたらす力をモニター装置への支持
力に変換する。

【０２２５】本発明の一態様はモニター装置支持機構で
ある。この実施例におけるモニター装置支持機構は、エ
ネルギー保存部材とカムを備えている。エネルギー保存
部材がカムと相対的に通路に沿って移動すると、カムが
エネルギー保存部材を変位させてエネルギー保存部材の
力を変化させるようにエネルギー保存部材とカムが協働
するように位置付ける。カムによって、エネルギー保存
部材による力は実質的に一定のモニター装置支持力に変
換される。

【０２２６】斯かる機構の使用例において、機構に設け
る構成要素の高さ、場所、水平位置が調節可能になる。
たとえば、移動体乃至モニター装置の一部を把持して、
構成要素の摩擦抵抗に抗して、例として、１乃至２ポン
ド程度の小さい力を加えるとモニター装置を移動でき
る。移動力を解除すると、構成要素は新たな支持位置に
定位する。このように、かなり大きな不可でも最低の負
担で安全、且つ、簡単に調節できる。その上、１以上の
実施例において、運動通路に沿う運動単位当り一定レベ
ルのエネルギーをエネルギー保存部材に保存する（もし
くは、エネルギーを使う）ことができる。

【０２２７】他の利点として、本発明のモニター装置支
持システムは、コンパクトで、汎用性がよく、広い運動
範囲を持ち、スリムな形態の機構を提案できる。加え
て、このモニターそうち支持機構は低廉で、軽量であ
る。更なる利点は、本発明の機構で複数の支持対象構成
を同時に固定し、空間を有効に利用でき、複数の支持対
象を同時に運動させることができることである。一実施
例における１台の機構を様々な重量の支持対象に適用し
て、斯かる機構による平衡作用により調節可能となる。
しかも、本発明は、機構の相対的な大きさに制限される
ことはない。本発明の実施例における原理は例示した実
施例より大型あるいは小型の機構にも適用でき、ここに
記載した１以上の特徴を組み合わせたり、あるいは、他
の実施例のものと置換することは可能である。構成要素
の素材についても様々な材料、たとえば、熱可塑性プラ
スチックなどを適用できる。このことは低価格で大量生
産に好適である。

【０２２８】更に、ここに記載した機構の１以上の実施
例は多くの異なった適用対象に用いることができ、たと
えば、コンピュータ用モニター装置、キーボード装置、
家具、あるいは、運動トレーニング装置に適用可能であ
る。ここで記載し、図解した内容は一例であって、これ
に限定するものではない。ここに開示の内容を理解すれ
ば当分野の技術者にとって更に多くの実施例が可能であ
ることは明らかである。ここで説明の実施例は異なった
記載事項および異なった図面で断片的なものであるが、
これらを組み合わせて本発明の更なる実施例を構成する
ことは可能であり、本発明の範囲である。よって、本発
明の権利範囲は以下に示す特許請求の範囲に記載の要件
と共に、均等要素の全ての範囲を包括するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 図１Ａは一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の背面図を示す。

【図１Ｂ】 図１Ｂは図１Ａのモニター装置支持機構の
側面図を示す。

【図２】 図２は一実施例によるモニター装置の支持方
法のフローチャートを示す。

【図３Ａ】 図３Ａは図１Ａのモニター装置支持機構の
正面図を示す。

【図３Ｂ】 図３Ｂは一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の正面図を示す。

【図３Ｃ】 図３Ｃは一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の正面図を示す。

【図３Ｄ】 図３Ｄは図３Ｃのモニター装置支持機構の
側面図を示す。

【図４Ａ】 図４Ａは一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の斜視図を示す。

【図４Ｂ】 図４Ｂは図４Ａのモニター装置支持機構の
正面図を示す。

【図５Ａ】 図５Ａは一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の正面図を示す。

【図５Ｂ】 図５Ｂは図５Ａのモニター装置支持機構の
側面図を示す。

【図６】 図６は一実施例によって構成したモニター装
置支持機構の正面図を示す。

【図７】 図７は一実施例によって構成したモニター装
置支持機構の正面図を示す。

【図８Ａ】 図８Ａは一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の正面図を示す。

【図８Ｂ】 図８Ｂは図８Ａのモニター支持機構の側面
図を示す。

【図９Ａ】 図９Ａは一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の正面図を示す。

【図９Ｂ】 図９Ｂは図９Ａのモニター支持機構の上面
図を示す。

【図９Ｃ】 図９Ｃは図９Ａのモニター支持機構の斜視
図を示す。

【図１０】 図１０は一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の斜視図を示す。

【図１１Ａ】 図１１Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図１１Ｂ】 図１１Ｂは図１１Ａの機構の別図を示
す。

【図１２Ａ】 図１２Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図１２Ｂ】 図１２Ｂは図１２Ａの機構の側面図を示
す。

【図１３Ａ】 図１３Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図１３Ｂ】 図１３Ｂは図１３Ａの機構の別図を示
す。

【図１３Ｃ】 図１３Ｃは図１３Ａの機構におけるカム
の等角図を示す。

【図１４Ａ】 図１４Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図１４Ｂ】 図１４Ｂは図１４Ａの機構の別図を示
す。

【図１５】 図１５は一実施例によって構成した機構の
概略図を示す。

【図１６】 図１６は図１５の機構の別図を示す。

【図１７】 図１７は一実施例によって構成した機構の
概略図を示す。

【図１８】 図１８は一実施例によって構成した機構の
概略図を示す。

【図１９Ａ】 図１９Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図１９Ｂ】 図１９Ｂは図１９Ａの機構の側面図を示
す。

【図２０】 図２０は一実施例によって構成した機構の
斜視図を示す。

【図２１Ａ】 図２１Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図２１Ｂ】 図２１Ｂは図２１Ａの機構の別図を示
す。

【図２２Ａ】 図２２Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図２２Ｂ】 図２２Ｂは図２２Ａの機構の別図を示
す。

【図２３Ａ】 図２３Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図２３Ｂ】 図２３Ｂは図２３Ａの機構の別図を示
す。

【図２４Ａ】 図２４Ａは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図２４Ｂ】 図２４Ｂは一実施例によって構成した機
構の概略図を示す。

【図２４Ｃ】 図２４Ｃは一実施例によって構成した機
構のためのレールの斜視図を示す。

【図２５】 図２５は一実施例による機構の湾曲支持装
置を示す。

【図２６】 図２６は一実施例による調節機構を有する
装置を示す。

【図２７】 図２７は一実施例による調節機構を有する
装置を示す。

【図２８】 図２８は一実施例による調節機構を有する
装置を示す。

【図２９】 図２９は一実施例による調節機構を有する
装置を示す。

【図３０】 図３０は一実施例によって構成したモニタ
ー装置支持機構の正面図を示す。

【図３１Ａ】 図３１Ａは一実施例によって構成したモ
ニター装置支持機構の正面図を示す。

【図３１Ｂ】 図３１Ｂは図３１Ａの機構の側面図を示
す。

【図３２】 図３２は一実施例によって構成した家具支
持機構の正面図を示す。

【図３３Ａ】 図３３Ａは一実施例によって構成した家
具支持機構の等角図を示す。

【図３３Ｂ】 図３３Ｂは一実施例によって構成した家
具支持機構の等角図を示す。

【図３４】 図３４は一実施例によって構成した機構の
ための運動トレーニング装置の斜視図を示す。

【図３５】 図３５は一実施例によって構成した機構の
ための運動トレーニング装置の斜視図を示す。

【図３６Ａ】 図３６Ａは一実施例によるエネルギー保
存部材の動力特性曲線を描いたグラフを示す。

【図３６Ｂ】 図３６Ｂは一実施例による比較速度特性
曲線を示す。

【図３７Ａ】 図３７Ａは一実施例によるエネルギー保
存部材の動力特性曲線を描いたグラフを示す。

【図３７Ｂ】 図３７Ｂは一実施例による比較速度特性
曲線を示す。

【図３８】 図３８は本発明の実施例による装置の平面
図を示す。

【図３９】 図３９は図３８の装置を示す追加平面図で
ある。

【図４０】 図４０は図３８の装置を示す追加平面図で
ある。

【図４１】 図４１は図３８、３９、４０の第１ローラ
の自由体図である。

【図４２】 図４２は図３８の装置を含む追加平面図で
ある。

【図４３】 図４３は本発明の実施例による装置の平面
図を示す。

【図４４】 図４４は本発明の実施例による装置の斜視
図を示す。

【図４５】 図４５は図４４の装置の平面図。図４５に
おける装置は、軸回りに設けた芯軸と捩りバネよりなる
軸回転機構に適用可能である。

【図４６】 図４６は本発明の実施例によるコンピュー
タのモニター装置の機構の平面図である。

【図４７】 図４７は図４６のコンピュータ及びモニタ
ー装置の機構の追加平面図である。

【図４８】 図４８は回転時の捩りバネが発生する動力
とモニター装置による力の双方を示したグラフである。

【図４９】 図４９はモニター装置の位置角度と捩りバ
ネが発生させたトルクを示したグラフである。

【図５０Ａ】 図５０Ａはカムとカム従動部材を含む機
構よりなる窓構造の斜視図である。

【図５０Ｂ】 図５０Ｂはカムとカム従動部材を含む機
構よりなる窓構造の斜視図である。

【図５１Ａ】 図５１Ａは抽斗閉め構造を有する家具の
斜視図である。

【図５１Ｂ】 図５１Ｂは抽斗閉め構造を有する家具の
斜視図である。

【図５２Ａ】 図５２Ａはカムとカム従動部材を含む機
構よりなるドア締め構造の斜視図である。

【図５２Ｂ】 図５２Ｂはカムとカム従動部材を含む機
構よりなるドア締め構造の斜視図である。

【図５２Ｃ】 図５２Ｃはカムとカム従動部材を含む機
構よりなるドア締め構造の斜視図である。

【図５２Ｄ】 図５２Ｄはカムとカム従動部材を含む機
構よりなるドア締め構造の斜視図である。

【図５３】 図５３はカムとカム従動部材を含む機構よ
りなる椅子構造の斜視図である。

【図５４】 図５４はカムとカム従動部材を含む機構よ
りなる自動車ドア構造の斜視図である。

【図５５】 図５５はカムとカム従動部材を含む機構よ
りなるバスケットボールのゴール構造の斜視図である。

【図５６】 図５６はカムとカム従動部材を含む機構よ
りなるホームシアター構造の斜視図である。

【図５７】 図５７はカムとカム従動部材を含む機構よ
りなるホームシアター構造の斜視図である。

【図５８】 図５８は本発明の他の実施例による装置の
平面図である。

【図５９】 図５９は本発明の他の実施例による装置の
平面図である。

【図６０】 図６０は本発明の他の実施例による装置の
平面図である。

【図６１】 図６１は本発明の他の実施例による軸回転
機構の平面図である。

【図６２】 図６２は本発明の他の実施例による軸回転
機構の平面図である。

【図６３】 図６３は図６２の軸回転機構の追加平面図
である。

【図６４】 図６４は本発明の他の実施例による軸回転
機構の平面図である。

【図６５】 図６５は図６４の軸回転機構の追加平面図
である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月２０日（２００２．３．２
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１Ａ】

【図１Ｂ】

【図２】

【図３Ａ】

【図５Ａ】

【図５Ｂ】

【図１２Ｂ】

【図６４】

【図３Ｂ】

【図４Ａ】

【図４Ｂ】

【図６】

【図８Ａ】

【図７】

【図８Ｂ】

【図９Ａ】

【図９Ｂ】

【図１１Ａ】

【図１１Ｂ】

【図１２Ａ】

【図１３Ａ】

【図１３Ｂ】

【図１４Ｂ】

【図９Ｃ】

【図１０】

【図１３Ｃ】

【図１４Ａ】

【図１５】

【図２２Ｂ】

【図２４Ａ】

【図２４Ｃ】

【図６５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９Ａ】

【図１９Ｂ】

【図２０】

【図２１Ａ】

【図２１Ｂ】

【図２２Ａ】

【図２３Ａ】

【図２３Ｂ】

【図２４Ｂ】

【図２５】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１Ａ】

【図３１Ｂ】

【図３２】

【図３３Ａ】

【図３３Ｂ】

【図３４】

【図３５】

【図３６Ａ】

【図５０Ａ】

【図３６Ｂ】

【図３７Ａ】

【図４１】

【図５０Ｂ】

【図５２Ａ】

【図３７Ｂ】

【図３８】

【図３９】

【図５９】

【図６０】

【図４０】

【図４２】

【図４３】

【図４４】

【図４５】

【図４６】

【図４７】

【図４８】

【図４９】

【図５１Ａ】

【図５１Ｂ】

【図５２Ｂ】

【図５２Ｃ】

【図５２Ｄ】

【図５３】

【図５４】

【図５５】

【図５６】

【図５７】

【図５８】

【図６１】

【図６２】

【図６３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501392419 1181 Ｔｒａｐｐ Ｒｏａｄ，Ｓｕｉｔｅ 150，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏ ｔａ 55121，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ハリー シー、スウィーリー アメリカ合衆国 ミネソタ州 55417 ウ ッドローン ブルバード 5673 (72)発明者 カーリード アイ、アルゼブドゥー アメリカ合衆国 ミネソタ州 55124 ホ リエイジ アベニュー 15601 アパート メント 105 (72)発明者 ジェフリー エム、エリアソン アメリカ合衆国 ミネソタ州 55126 シ ョアービュー ウェストカントリー ロー ド ジェー 4571 (72)発明者 マシュー ジェー、ショワルター アメリカ合衆国 ミネソタ州 55409 ミ ネアポリス プレザント アベニュー 4031 (72)発明者 ショウン シー、リンドブラッド アメリカ合衆国 ミネソタ州 55014 リ ノレイクス リバーバーチ プレイス 612 (72)発明者 ムスタファ エー、アーメトグル アメリカ合衆国 ミネソタ州 55110 ホ ワイト ベア レイク バーチ レイク サークル 4951 Ｆターム(参考） 3B060 PA03 PA04 PB07 PB09 3D127 CB05 CC05 DF04

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１案内面４２０２を有する
   カム４２００と、少なくとも第１接点４２２４において
   カム４２００の第１案内面４２０２と係合する第１従動
   面４２２８と、第１従動面４２２８をカム４２００の第
   １案内面４２０２に付勢する手段を有するカム従動構造
   ４２２０とからなり、第１従動面４２２８が、カム４２
   ２０の第１案内面４２０２と共に接触角４２３８を形成
   し、カム従動構造４１２０がカム４１００の長さ方向軸
   ４１４８に沿って移動すると第１従動部材４１２２の接
   触角４１３８が略連続的に変化するようにカム４１００
   の第１案内面４１０２を形成したことを特徴とする装
   置。
2. 【請求項２】 カム４１００の第１案内面４１０２が略
   連続的に変化する斜面を有することを特徴とする請求項
   １の装置。
3. 【請求項３】 カム４１００の第１案内面４１０２が略
   連続的に変化する曲率半径を有することを特徴とする請
   求項１の装置。
4. 【請求項４】 接触角４２３８が、第１接点４２２４と
   第１従動面４２２８を通る第１仮想線４２４０と、仮想
   参照線４２４２によって画されることを特徴とする請求
   項１の装置。
5. 【請求項５】 第１従動面４２２８を第１案内面４２０
   ２に付勢する手段にバネ４２３２を持たせたことを特徴
   とする請求項１の装置。
6. 【請求項６】 バネ４２３２が板バネであることを特徴
   とする請求項５の装置。
7. 【請求項７】 バネ４２３２がコイルバネであることを
   特徴とする請求項５の装置。
8. 【請求項８】 バネ４２３２が空気バネであることを特
   徴とする請求項５の装置。
9. 【請求項９】 バネ４２３２が弾性樹脂バネであること
   を特徴とする請求項５の装置。
10. 【請求項１０】 バネ４２３２の撓曲が、カム従動構造
    ４２２０の運動全体での接触角４２３８の三角関数の正
    接における結合変数に略反比例するように変化すること
    を特徴とする請求項５の装置。
11. 【請求項１１】 カム４２００の長さ方向軸４２４８に
    沿うカム従動構造４２２０の運動がバネ４２３２の撓曲
    と、第１従動面４２２８の接触角４２３８の変化をもた
    らすようにカム４２２０を形成し、第１従動面４２２８
    に作用する反力の軸方向の力成分４２５２の大きさがカ
    ム従動構造４２２０の運動範囲全体に亙って実質的に一
    定になることを特徴とする請求項５の装置。
12. 【請求項１２】 第１案内面４１０２と第２案内面４１
    ０４を有するカム４１００と、少なくとも第１接点４１
    ２４でカム４１００の第１案内面４１０２と係合する第
    １従動面４１２８を有する第１従動部材４１２２と、カ
    ム４１００の第２案内面４１０４と係合する第２従動面
    ４１３０を有する第２従動部材４１２６と、第１端部４
    １３４を第１従動部材４１２２に連結し第２端部４１３
    ６を第２従動部材４１２６に連結させたバネ４１３２と
    を備えたカム従動構造４１２０とからなり、第１従動部
    材４１２２は、第１接点４１２４と第１従動部材４１２
    ２の中心軸４１４４を通る第１仮想線４１４０と、第１
    従動部材４１２２の中心軸４１４４と第２従動部材４１
    ２２の中心軸４１４６を結ぶ仮想参照線４１４２によっ
    て画される接触角４１３８を有し、カム４１００の第１
    案内面４１０２が、カム従動構造４１２０がカム４１０
    ０の長さ方向軸４１４８に沿って移動すると第１従動部
    材４１２２の接触角４１３８が略連続的に変化するよう
    に形成されたことを特徴とする装置。
13. 【請求項１３】 カム４１００の第１案内面４１０２が
    略連続的に変化する斜面を有することを特徴とする請求
    項１２の装置。
14. 【請求項１４】 カム４１００の第１案内面４１０２が
    略連続的に変化する曲率半径を有することを特徴とする
    請求項１３の装置。
15. 【請求項１５】 カム４１００の長さ方向軸４１４８に
    沿うカム従動構造４１２０の運動がバネ４１３２の撓曲
    と、第１従動部材４１２２の接触角４１３８の変化をも
    たらすようにカム４１２０を形成し、第１従動部材４１
    ２８に作用する反力４１５０の軸方向の力成分４１５２
    の大きさがカム従動構造４１２０の運動範囲全体に亙っ
    て実質的に一定になることを特徴とする請求項１２の装
    置。
16. 【請求項１６】 カム４１００の長さ方向軸４１４８に
    沿うカム従動構造４１２０の運動がバネ４１３２の撓曲
    と、第１従動部材４１２２の接触角４１３８の変化をも
    たらすようにカム４１２０を形成し、第１従動部材４１
    ２８に作用する反力４１５０の軸方向の力成分４１５２
    の大きさがカム従動構造４１２０の運動範囲全体に亙っ
    て実質的に変化することを特徴とする請求項１２の装
    置。
17. 【請求項１７】 バネ４１３２の撓曲が、カム従動構造
    ４１２０の運動全体での接触角４１３８の三角関数の正
    接における結合変数に略反比例するように変化するよう
    にカム４１００を形成したことを特徴とする請求項１２
    の装置。
18. 【請求項１８】 バネ４１３２が、バネの撓曲とバネ力
    との間に略線形の関係を示すバネ定数を有することを特
    徴とする請求項１２の装置。
19. 【請求項１９】 バネ４１３２が、バネの撓曲とバネ力
    との間に略非線形の関係を示すバネ関数を有することを
    特徴とする請求項１２の装置。
20. 【請求項２０】 カム４１００が長さ方向軸４１４８を
    中心に略対称になっていることを特徴とする請求項１２
    の装置。
21. 【請求項２１】 第１案内面４３０２と第２案内面４３
    ０４と、長さ方向軸４３４８を有するカム４３００と、
    少なくとも第１接点４３２４でカム４３００の第１案内
    面４３０２と係合する第１従動面４３２８を有する第１
    ローラ４３２２と、カム４３００の第２案内面４３０４
    と係合する第２従動面４３３０を有する第２ローラ４３
    ２６と、第１端部４３３４を第１ローラ４３２２に連結
    し第２端部４３３６を第２ローラ４３２６に連結させた
    バネ４３３２とを備えたカム従動構造４３２０とからな
    り、第１ローラ４３２２は、第１接点４３２４と第１ロ
    ーラ４３２２の中心軸４３４４を通る第１仮想線４３４
    ０と、第１ローラ４３２２の中心軸４３４４と第２ロー
    ラ４３２２の中心軸４３４６を結ぶ仮想参照線４３４２
    によって画される接触角４３３８を有し、カム従動構成
    ４３２０が、第１位置４３６８と第２位置４３７０との
    間を長さ方向軸４３４８に沿って移動可能であり、バネ
    ４３３０は、カム従動構造４３２０が第１位置４３６８
    に位置した時に第１の撓曲を起し、カム従動構造４３２
    ０が第２位置４３７０に位置した時に第２の撓曲を起
    し、第１ローラ４３２２は、カム従動構造４３２０が第
    １位置４３６８に位置した時に第１接触角４３３８を有
    し、カム従動構造４３２０が第２位置４３７０に位置し
    た時に第２接触角４３５８を有し、第１接触角４３３８
    が第２接触角４３５８と異なることを特徴とする装置。
22. 【請求項２２】 第１撓曲が第２撓曲と異なることを特
    徴とする請求項２１の装置。
23. 【請求項２３】 第２撓曲が第１撓曲より大きく、第２
    接触角４３５８が第１接触角４３３８より小さいことを
    特徴とする請求項２２の装置。
24. 【請求項２４】 第２撓曲が第１撓曲より大きく、第２
    接触角４３５８の三角関数の正接が第１接触角４３３８
    の三角関数の正接より小さいことを特徴とする請求項２
    ２の装置。
25. 【請求項２５】 第２撓曲に対する第１撓曲の第１比率
    が、第２接触角４３５８の三角関数の正接に対する第１
    接触角４３３８の三角関数の正接の第２比率より小さい
    ことを特徴とする請求項２４の装置。