JP2011510228A - 荷重体に力を及ぼす装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、荷重体に力を加える装置に関する。装置は、少なくとも第１のばねシステムと第２のばねシステムを備える。２つのばねシステムは、荷重体に結合され且つそれにかけられるべき力を生成する。装置には、荷重体に結合される調整装置が設けられる。調整装置は、第１のばねシステムおよび／または第２のばねシステムが結合される少なくとも１つの結合部を装備する。調整装置は、荷重体の調整に従って結合部を動かすように設計される。第１のばねシステムは、線形ばね特性を有し且つ荷重体に結合される。第２のばねシステムは、荷重体から離れた結合部側で結合部に結合される。結合部は、荷重体側から見て、結合部と第２のばねシステムの組合せが線形特性を有する力経路図を有するように、第２のばねシステムの所定のばね特性に従って第２のばねシステムを調整するように設計される。

Description

本発明は、荷重体に力を加える装置に関する。かかる装置は、少なくとも第１のばねシステムと第２のばねシステムとを備え、２つのばねシステムは荷重体に結合され且つそれにかけられるべき力を生成する。装置には荷重体に結合される調整装置が設けられる。調整装置は、第１のばねシステムおよび／または第２のばねシステムが結合される少なくとも１つの結合部を装備し、荷重体の調整に従って結合部を動かすように設計される。

そのような装置は、独国特許出願ＤＥ−Ａ−３４０６６６９から既知である。
そのような装置は、英国特許明細書ＧＢ−Ａ−４８９５４７からも既知である。
英国特許明細書ＧＢ−Ａ−４８９５４７から既知の装置は、わずかな力で滑らかに高さを調整できる必要がある画板またはカンバスの形をした荷重体にそれを適用することにより説明される。この目的のため、画板は、一方側が、実質的に垂直の向きを有する第１のばねシステムに結合される。画板は、さらに、第２のばねシステムを形成する実質的に水平に配置される複数のばねに張力をかける千鳥形構造に結合される。第１のばねシステムおよび第２のばねシステムと画板との結合は、調整装置を形成する千鳥形構造に関連して、画板に係合する２つのばねシステムのばねが実質的に自己補償力（ｓｅｌｆ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を生成するように設計される。

英国特許明細書ＧＢ−Ａ−４８９５４７から既知の装置にはいくつかの欠点がある。例えば、この既知の装置は、そのばね力がばねの全長に比例する、いわゆるゼロ自由長（ｚｅｒｏ−ｆｒｅｅ−ｌｅｎｇｔｈ）ばねの使用を要する。そのようなばねは、ばね力がばねの伸長に比例する標準的なばねに比べて比較的高価である。

英国特許明細書ＧＢ−Ａ−４８９５４７から既知の装置のさらなる欠点は、水平に配置されるばねが伸張するための十分な空間を必要とするので、装置がかなり大きな空間を占めることである。

本発明の目的は、これらの欠点が完全にまたは部分的に除かれ且つそれによりさらなる利点が達成され得る、既知の装置の代替を提供することである。これは以下で明らかとなろう。

この目的のため、本発明による装置は、添付の特許請求の範囲の一項またはいくつかの項を特徴とする。
本発明の第１の態様では、装置は、第１のばねシステムが線形ばね特性を有しかつ荷重体に結合されること、第２のばねシステムが荷重体から離れた結合部側で結合部に結合されること、および、結合部が、荷重体側で、結合部と第２のばねシステムの組合せが所定の特性を有する力経路図（ｆｏｒｃｅ ｐａｔｈ ｄｉａｇｒａｍ）を有するように、第２のばねシステムの所定のばね特性に従って第２のばねシステムを調整するように設計されることを特徴とする。上述の所定の特性は、この組合せにより決まる力が、第１のばねシステムにより生成される力および（具体的に）荷重体の重力と相まって、あらゆる動きの間荷重体を釣り合いのとれた状態に保つように、結合部および第２のばねシステムを選択することによって決まる。この結果、荷重体は、任意の位置から非常にたやすく調整可能になる。本発明の重要な利点は、かなりの大きさの空間を節約することができることである。それによって、例えば台所食器棚および引出しの垂直方向における釣り合わせなどの全く新しい用途、ならびに例えばＧＢ−Ａ−４８９５４７に示されるもののような以前から既知の用途に対して、本発明による装置の応用分野が広げられる。

設計に関して、第２のばねシステムと組み合わさった結合部の力経路図の所定の特性に線形特性が使用されることは有利であり得る。
一般的に、荷重体の調整が行われる前に活動化され得るロックを装置にもたらすのが望ましい。荷重体の調整後、そのロックは再び解除され得る。

本発明による装置の次の態様は、第２のばねシステムが連結される結合部の調整の方向および度合いを決める経路決定装置に関する。この経路決定装置は、様々なやりかたで実施され得る。そのうちのいくつかの例が以下で説明される。

本発明による装置の重要な利点は、第１のばねシステムと第２のばねシステムが平行に配置されるばねを備え得ることである。この態様により、具体的に、本発明はかなりの空間の節約をもたらす。

前述のように、調整装置は、少なくとも１つの結合部を装備し、それによって第１のばねシステムおよび／または第２のばねシステムが調整装置に結合される。この結合部は、ＧＢ−Ａ−４８９５４７と同様に、固定結合であってよい。しかし、この結合部を摩擦結合として実施することもできる。後者の場合、好都合な実施形態は、調整装置が自在継手を備えるものである。

前述の実施形態の他のバージョンは、有利には、自在継手が所定のらせん状接触面を有し、その接触面上におよびそれに沿って、第２のばねシステムを自在継手に連結する連結ワイヤが設けられることを特徴とする。この実施形態の利点、また調整装置として平行四辺形構造が使用される以下に述べられる実施形態の利点も、標準的なばねが使用可能であることである。上述のように、調整装置として平行四辺形構造を使用することができる。この実施形態では、平行四辺形構造は、枢動的に連結される腕部を備え、荷重体が第１のヒンジに結合され、第１のばねシステムおよび／または第２のばねシステムが平行四辺形構造の第２のヒンジに結合される。第２のヒンジは、第１のヒンジに対向して隣接することなく配置される。

前述の実施形態の所望の効果は、全体的に、第１および第２のヒンジにそれぞれが隣接し互いに向かい合う第３および第４のヒンジを備えるように平行四辺形構造を実施し、かつ、荷重体の調整の間第３および第４のヒンジが所定の経路をたどることができるように経路決定装置と協働するように平行四辺形構造を設計することによりあらかじめ決められ得る。

本発明による装置の可能な実施形態すべてについて、第１のばねシステムおよび／または第２のばねシステムが、調整装置との結合部とは別方向に向いた側において調整可能であることが利点である。そのような調節によって、荷重体の重量増加または重量減少が簡単に補償可能になり、それによって荷重体の重量が調整されるときの釣り合いの調整という重要な実際的要件が満たされる。これは、例えば、物体を釣り合いがとれた台所食器棚から取り出すまたはそれらを中に置くような場合である。

第１のばねシステムおよび／または第２のばねシステムの調整は、特に、電動化されると実現が容易である。
次に、図面を参照して、いくつかの概略的な例示的実施形態の以下の説明によって、本発明がさらに説明される。これは概略的な例示的実施形態に関するが、それらは添付の特許請求の範囲に対する限定として理解されるべきではなく、むしろ本発明の本質をこれらの例に限定することなく、これらの例が添付の特許請求の範囲の単なる説明であるということが明らかとなろう。本発明による保護範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ決定される。

図は以下の図面に示される。

本発明による装置の第１の概略的実施形態の図である。 本発明による装置の第２の概略的実施形態の図である。 本発明による装置の第３の概略的実施形態の図である。

諸図において使用される同一参照番号は、同様の構成要素を示す。
諸図での参照番号１は、本発明による装置の全体を示す。装置１は、荷重体２、さらにまた第１のばねシステム３および第２のばねシステム４を備える。

両方のばねシステム３、４とも、荷重体２に直接的または間接的に結合される。第１のばねシステム３について、この結合は直接的である一方、第２のシステム４について、それは調整装置５を介しての間接的な結合である。

２つのばねシステム３、４は、荷重体２において実質的に補償力を生成するようなやりかたで荷重体２に係合し、その結果、荷重体２が比較的軽く動かされ得るようになる。
荷重体２の軽い動きを容易にするために、荷重体２は、上述の調整装置５に結合される。調整装置５は、結合部６を備える。図１、２、３に示されるように、第２のばねシステム４は、結合部６によって調整装置５に結合される。調整装置５は、結合部６の位置が荷重体２の動きによって変わるように設計される。

第１のばねシステム３および第２のばねシステム４が、互いに平行に配置されるばねを備えることは、図１、２、３に示される実施形態すべてに適用されている。しかし、第１のばねシステム３を第２のばねシステム４とは異なる向きにさせることも可能である。本発明によれば、調整装置５は、図示の場合では、第２のばねシステム４側の結合部６の動きが実質的に荷重体２の動きの方向に対応する方向に生じるように設計される。しかし、これもやはり不可欠ではない。重要なことは、装置が、第１のばねシステム３が線形ばね特性を有するように設計され、かつ、荷重体２側から見て結合部６と第２のばねシステム４との組合せが所定の特性を有する力経路図（force path diagram）を有するようなやりかたで、結合部６の動きの方向および度合いが、第２のばねシステム４側において、第２のばねシステム４の所定のばね特性に従って生じるように設計されることである。所定の特性は、好ましくは、線形特性である。

この目的のため、図１に示される装置の調整装置５は、所定のらせん状接触面７を有する自在継手として実施される。所定のらせん状接触面７上に沿って、第２のばねシステム４を前記の自在継手９に連結する連結ワイヤ８が設けられる。図１に示されるように、連結ワイヤ８は、荷重体２および第１のばねシステム３にも連結されるようなやりかたで設けられる。

図２、３の実施形態では、２つのばねシステム３、４が、協働ばね（図２）すなわち伸縮が同調するばねとして作用するもの、および、相反（ａｎｔａｇｏｎｉｓｔｉｃ）ばね（図３）すなわち伸縮が相反するばねとして作用するものとしてそれぞれ実施され得るバージョンの装置が示される。

図２、３のいずれの実施形態とも、枢動的に結合される腕部によって形成される平行四辺形構造１０を備える調整装置５を示す。図示の場合、荷重体２が第１のヒンジ１１に結合される一方、第２のばねシステム４が平行四辺形構造１０の第２のヒンジ１２に結合される。第２のヒンジ１２は、第１のヒンジ１１に隣接することなく、第１のヒンジ１１に対向して配置されている。

図２、３に示されるいずれの実施形態でも、平行四辺形構造１０は、第１のヒンジ１１および第２のヒンジ１２にそれぞれが隣接し且つ互いに向かい合う第３のヒンジ１３および第４のヒンジ１４をさらに備える。荷重体２が動く間、第３のヒンジ１３および第４のヒンジ１４が所定の経路を進み続けられるように、第３のヒンジ１３および第４のヒンジ１４が経路決定装置１５と協働することが重要である。これによって、第１のばねシステム３と第２のばねシステム４のばねが、荷重体２におけるこれらのばねの力の適切な補償を得るように、荷重体２が動く間、所定のやりかたでそれらのばね特性を継続することが実現される。説明のうえで、図２、３はともに、図の左には相対的に高い位置に荷重体がある場合を示し、図の右には荷重体が相対的に低い位置にある場合を示す。第１のばねシステム３と第２のばねシステム４との対応する位置も諸図に明確に示される。さらに、どのようにしていつ荷重体２が運動を受け、平行四辺形構造５が経路決定装置１５と協働するかは当業者にはすぐに明らかとなろう。

不可欠のものではおそらくないが、第１のばねシステム３および／または第２のばねシステム４は、調整装置５との結合部とは反対側に面した側において調整可能であり得ることに注目されたい。これは荷重体２における補償力の調整を容易にし、それによって荷重体２の重量調整の補償が簡単になる。例を挙げれば、これは、荷重体２の側とは反対側において、第１のばねシステム３が可動キャリッジ１６を介して静止物体に連結されるということにより、図１、２に概略的に示される。好ましくは、第１のばねシステム３（または、場合によっては第２のばねシステム４）のキャリッジ１６の動きは電動化され、さらに、この調整を自動化するのに測定制御システムがもたらされ得る。

Claims (10)

1. 荷重体（２）に力を加える装置であり、少なくとも第１のばねシステム（３）と第２のばねシステム（４）とを備え、前記２つのばねシステム（３、４）は、前記荷重体（２）に結合され且つ前記荷重体（２）にかけられるべき力を生成するようになされており、さらに、前記荷重体（２）に結合される調整装置（５）を備え、前記調整装置（５）は、前記第１のばねシステム（３）および／または前記第２のばねシステム（４）に結合される少なくとも１つの結合部（６）を装備しており、且つ、前記荷重体（２）の調整に従って前記結合部（６）を動かすように設計されている、装置であって、
   前記第１のばねシステム（３）が、線形ばね特性を有し且つ前記荷重体（２）に結合されていること、前記第２のばねシステム（４）が、前記荷重体（２）から離れた前記結合部側で前記結合部（６）に結合されること、および、前記結合部（６）が、前記荷重体（２）側で、前記結合部（６）と前記第２のばねシステム（４）との組合せが所定の特性を有する力経路図を有するように、前記第２のばねシステム（４）の所定のばね特性に従って前記第２のばねシステム（４）を調整するように設計されていること、を特徴とする、装置。
2. 前記力経路図の前記所定の特性が線形特性であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記調整装置（５）が、前記荷重体（２）側から見て前記結合部（６）と前記第２のばねシステム（４）との前記組合せが線形特性を有する力経路図を有するようなやりかたで、前記第２のばねシステムが連結される前記結合部の調整の方向および度合いを決める少なくとも１つの経路決定装置（１５、９）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記第１のばねシステム（３）および前記第２のばねシステム（４）が、互いに平行に配置されるばねを備えることを特徴とする、請求項１から３の一項に記載の装置。
5. 前記調整装置（５）が自在継手（９）を備えることを特徴とする、請求項１から４の一項に記載の装置。
6. 前記自在継手が所定のらせん状接触面（７）を有し、前記第２のばねシステム（４）を前記自在継手（９）に連結する連結ワイヤ（８）が前記所定のらせん状接触面（７）上に沿って設けられることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記調整装置（５）が、互いに枢動的に連結される腕部からなる平行四辺形構造（１０）を備え、前記荷重体（２）が前記平行四辺形構造（１０）の第１のヒンジ（１１）に結合されており、前記第１のばねシステム（３）および／または前記第２のばねシステム（４）が、前記第１のヒンジ（１１）に隣接せずに前記第１のヒンジ（１１）に対向して配置される前記平行四辺形構造（１０）の第２のヒンジ（１２）に結合されていることを特徴とする、請求項１から４の一項に記載の装置。
8. 前記平行四辺形構造（１０）が、互いに向かい合い且つ前記第１のヒンジ（１１）および前記第２のヒンジ（１２）にそれぞれ隣接する第３のヒンジ（１３）と第４のヒンジ（１４）とを備え、且つ、荷重体（２）の調整の間に前記第３のヒンジ（１３）および前記第４のヒンジ（１４）が所定の経路をたどることができるように経路決定装置（１５）と協働するように設計されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 前記第１のばねシステム（３）および／または前記第２のばねシステム（４）が、前記調整装置（５）との前記結合部とは反対方向に向いた側において調整可能であることを特徴とする、前記請求項の一項に記載の装置。
10. 前記第１のばねシステム（３）および／または前記第２のばねシステム（４）の前記調整が電動化されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。

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