KR20050120710A - 도구 지지체 - Google Patents

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KR20050120710A
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Abstract

지지 조립체 및 방법은 헤어드라이어 및 그와 유사한 것과 같은 무게가 가벼운 도구 또는 다른 물체를 매달기 위해 제공된다. 이 조립체는 지지체를 제공하며 특정 실시예에서 매달린 물체에 전력을 공급한다. 또한, 그 조립체는 코드의 관리를 제공한다. 물체의 높이는 미리 정해진 이동 범위 내에서 조절될 수 있다. 이 조립체는 높이에 따라서 달리 물체에 대한 상승력을 제공한다. 이 변화하는 힘은 물체의 이동 범위를 통하여 물체에 일정하게 무게가 없거나 명목상 무게가 없는 '느낌'을 제공하기 위하여 조절될 수 있다. 이 조립체는 낮은 마찰 및 낮은 관성이 제공되어, 물체는 매우 적은 노력과 항력으로 여러 높이 사이를 빠르고 쉽게 이동할 수 있다. 조립체에 의해 물체에 발휘되는 힘의 양은 조절될 수 있다.

Description

도구 지지체 {TOOL SUPPORT}
본 발명은 신축가능한 오버헤드 도구 지지체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 헤어드라이어와 같은 가벼운 수도구(手道具)를 위한 저-항력 오버헤드 지지체에 관한 것이다.
여러 산업분야에서, 수도구 및 다른 실리적인 장치들이 일상 생활에서 작업자들에 의해 사용된다. 이러한 많은 장치들은 무거워서 들어올리고 위치를 유지하며 작동하기 위하여 상당한 팔 힘이 필요하다. 자동차 조립 라인에서 엔진 블록 및 그와 유사한 것을 지지하는 것처럼, 하중 보상 현가 장치들은 상부로부터 상대적으로 무거운 물체를 지지하기에 바람직할 수 있다. 이러한 장치들은 예를 들어 다른 부품을 결합시키거나 자동차의 엔진 구획과 같은 낮은 구역으로 낮추기 위하여, 무거운 물체들이 제조 라인을 따라 편리하게 움직일 수 있게 하거나, 작업자들이 편리하게 그것들을 회전시킬 수 있게 한다. 이러한 무거운 장치들을 지지하기 위하여, 이러한 현가 장치는 필요한 구조적인 완전성을 제공하기 위하여 비교적 무거운 구성요소로 제조될 수 있다. 이러한 현가 장치는 그 의도된 용도 및 구조적인 요건 때문에 상대적으로 큰 관성 질량을 가진다. 이러한 장치들은 또한 사용 중 상대적으로 강한 마찰력을 나타내는 경향을 가진다.
상기에서 언급한 것처럼, 지지된 물체들은 무겁고 일반적으로 원하는 위치로 천천히 이동하며, 예를 들어 조립 라인 내의 원하는 높이 또는 자동차의 엔진 구획 내에 위치하게 되면 거의 다시는 높이 이동을 하지 않는다. 따라서, 이러한 적용에있어 현가 장치의 질량, 관성 및 마찰은 거의 부작용을 나타내지 않는다.
그러나, 이러한 현가 장치는 상대적으로 적은 질량과 여러 높이를 빠르게 움직이는 헤어드라이어 및 다른 손도구와 같은 가벼운 물체에 사용하기에는 부적합하다. 예를 들어, 헤어 스타일리스트는 손으로 헤어드라이어를 사용하는데, 때때로 건조하거나 모양을 내는 동안 머리빗과 함께 연계하여 종종 오랜 시간 헤어드라이어를 들고 있어야하고 여러 높이 사이를 빠르고 반복적으로 조작하여야 한다.
또한, 이러한 물체의 가벼운 무게에 맞도록 크기를 적절히 줄였을 때, 상기 기술된 형태의 종래 현가 장치는 일반적으로 하나 또는 그 이상의 점에서 부족함이 증명되었다. 예를 들어, 이러한 장치들은 너무 많거나 너무 적은 보상력(예를 들어, 상승력)을 제공하고 이러한 장치들을 지지되는 물체에 부착하기 위해 사용되는 코드는 빠른 높이 변화 중(예컨대, 빠른 상승 및 하강 동안) 엉키는 경향이 있다. 또한, 상기 머리 스타일링/건조 동작과 같은 이러한 빠른 상승 이동 중, 헤어 드라이어의 상승과 코드의 대응하는 반발 사이에 지연이 있을 수 있다. 이러한 지연은 코드가 선택적으로 느슨해지고 엉켜서 비정형적인 도구 지지체를 제공하여 사용자의 불편을 유발할 수 있다. 또한, 순간적인 지연은 과도한 속도의 연속적인 감축을 초래할 수 있고, 장치는 코드에서 '슬랙'을 감김을 시도한다. 선택적으로, 이 장치는 사용자가 물체를 낮추려 시도할 때 코드를 수축하도록 시도할 수 있고, 이는 더 절망적이고 사용자의 손목 및 현가 장치의 여러 가지 구성 요소에 예기치 않은 스트레스를 줄 수 있다. 이러한 지연에 의해 발생된 분균형한 힘의 적용은 장치의 구성 요소에 유리하지 않은 막힘 또는 방해를 초래할 수 있다.
따라서, 헤어 드라이어 및 다른 손 용구와 같은 가벼운 물체를 위한 개선된 현가 장치, 즉 확실하게 또는 실질적으로 무게감이 없게 하며, 반면 그것들이 자유로운 측면 이동을 제공하면서 여러 높이 사이를 빈번히 그리고 빠르게 이동할 수 있게 하는 현가 장치를 제공하는 것이 필요하다.
도 1은 축소 도시된 헤어드라이어와 연결된 본 발명의 일 실시예의 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 측면도;
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 부분 단면도;
도 4는 도 3의 실시예의 분해 단면도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 측면도;
도 6은 도 5에 도시된 실시예의 부분 정면도;
도 7은 도 5에 도시된 실시예의 부분 단면도;
도 8은 도 5의 실시예의 부분적으로 점선으로 도시된 부분 평면도;
도 9는 본 발명의 다른 실시예의 도 8과 유사한 부분 평면도;
도 10은 도 9의 실시예의 측면도;
도 11은 도 10의 실시예의 정면도; 및
도 12A 내지 12G는 본 발명의 여러 실시예에 따라 사용될 수 있는 여러 드럼 형상의 개략적인 측면도이다.
본 발명의 일 면에서, 헤어드라이어의 다중 높이 지지체는 천장에 설치되도록 형성된 프레임과 중심축 둘레를 회전할 수 있도록 상기 프레임에 회전가능하게 연결되는 드럼을 포함하며, 상기 드럼은 원뿔대형 외부면을 가진다. 나선형 채널이 상기 원뿔대형 외부면을 따라 연장되고, 코일 스프링이 상기 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 배치되며, 코드가 그 일단에서 상기 드럼에 연결된다. 헤어드라이어가 상기 코드의 타단에 연결되고, 상기 코드는 상기 헤어드라이어에 전력를 공급하도록 형성된다. 상기 나선형 채널은 파워 코드를 감아 수용하며, 상기 파워 코드는 헤어드라이어가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀릴 수 있다. 상기 드럼은 선택적으로 감거나 푸는 동안 축방향으로 이동하도록 형성된다. 상기 코드는 선택적으로 감기거나 풀리는 동안 축방향으로 고정된 지점을 통하여 나선형 채널을 선택적으로 빠져나가거나 들어온다. 상기 스프링은 상기 축에 대하여 입출 지점과 수직으로 배열되는 축방향으로 고정된 위치에서 드럼에 연결된다. 상기 스프링은 또한 상기 드럼의 축방향 이동 중 축방향으로 고정 유지되도록 형성된다.
본 발명의 다른 면에서, 이동 범위에서 물체에 연결된 지점과 회전축을 한정하는 두 개의 기준점 사이의 무게를 상쇄하는 저-항력 대응-균형 장치가 제공된다. 이 장치는 회전축 둘레를 회전하도록 형성되는 드럼, 상기 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 드럼과 작동가능하게 연결되는 스프링을 포함하며, 상기 드럼의 표면에는 나선형 통로가 제공된다. 코드가 그 일단에서 상기 드럼에 연결되고, 상기 코드의 타단은 무게를 가진 물체에 연결된다. 상기 코드는 상기 드럼이 회전하는 동안 각각 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 상기 나선형 통로를 따라 상기 드럼 둘레에 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성된다. 입출 지점이 제공되고, 코드가 감기거나 풀리는 동안 이를 통하여 상기 드럼에 선택적으로 유입되거나 유출되며, 상기 입출 지점과 스프링은 감거나 푸는 동안 서로에 대하여 축방향으로 고정되도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 일면에서, 헤어드라이어의 저-항력 다중 높이 지지체는 천장에 설치되도록 형성된 프레임, 상기 프레임에 배치되는 축, 상기 축의 첫 번째 부분을 따라 배열된 저-마찰 롤링된 나사산, 상기 축의 다른 부분에 동심으로 배열되는 부드러운 저-마찰 스프링 지지체를 포함하며, 동심으로 배열되는 스프링을 슬라이딩 가능하게 지지하도록 형성된 미끄러운 외부면을 가진다. 드럼에는 완전 자가 윤활하는 내부 나사산이 형성된 구멍이 제공되고, 나사산 구멍은 상기 저-마찰 롤링된 나사산과 회전 결합하도록 배치되며, 상기 드럼은 또한 원뿔대형 외부면을 가진다. 나선형 통로가 상기 원뿔대형 외부면을 따라 연장되며, 코일 스프링이 상기 드럼의 회전을 편향시키도록 배열되며, 상기 스프링은 스프링 지지체와 동심으로 겹쳐지는 첫 번째 수의 코일을 가지고, 상기 코일은 서로에 대해 축방향으로 간격을 두고 배열되어 상기 드럼의 회전 중 상호 결합하지 않는다. 상기 나선형 경로는 상기 드럼 둘레에 두 번째 수의 회전으로 연장되고, 첫 번째 코일수와 두 번째 회전수의 비는 적어도 11:1이다. 코드가 그 일단에서 상기 드럼에 연결되고, 헤어드라이어가 상기 코드의 타단에 연결되며, 상기 코드는 헤어드라이어에 전력을 공급하도록 형성된다. 상기 나선형 경로는 코드를 감아 수용하도록 형성되며, 상기 코드는 상기 헤어드라이어가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성된다. 이 지지체는 헤어드라이어의 상하 이동에 대항하여 0.5 파운드(0.2㎏) 이하의 항력을 가진다.
본 발명의 다른 면은 또한 이동 범위에서 물체에 연결된 지점과 회전축을 한정하는 두 개의 기준점 사이의 무게를 상쇄하는 방법을 포함한다. 이 방법은 드럼을 회전축 둘레를 회전하도록 형성하는 단계, 상기 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 스프링을 상기 드럼에 연결하는 단계, 나선형 통로를 가지는 외부면을 제공하는 단계, 코드의 일단을 상기 드럼에 연결하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 코드의 타단을 물체 연결될 수 있게 형성하는 단계, 코드가 드럼이 회전하는 동안 각각 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 나선형 통로를 따라 드럼에 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성하는 단계, 감거나 푸는 동안 코드가 상기 드럼에 선택적으로 유입되거나 유출되는 입출 지점을 제공하는 단계, 및 상기 입출 지점과 스프링은 감거나 푸는 동안 서로에 대하여 축방향으로 고정되도록 형성하는 단계;을 포함한다.
본 발명의 다른 면에서, 헤어드라이어의 다중 높이 지지체는 중심축 둘레를 회전하도록 배치되는 드럼을 포함한다. 코일 스프링이 상기 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 배열되며, 코드가 그 일단에서 상기 드럼에 연결된다. 헤어드라이어가 상기 코드의 타단에 연결되고, 상기 코드는 상기 헤어드라이어에 전력을 공급하도록 형성된다. 상기 드럼은 파워 코드를 감아 수용하여, 상기 파워 코드는 상기 헤어드라이어가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀릴 수 있다 상기 드럼은 선택적으로 감거나 푸는 동안 축방향으로 이동하도록 형성된다. 상기 코드는 선택적으로 감거나 푸는 동안 코드가 축방향으로 고정된 지점을 통하여 나선형 채널을 선택적으로 빠져나가거나 들어온다. 상기 스프링은 상기 축에 대하여 입출 지점과 수직으로 배열되는 축방향으로 고정된 위치에서 드럼에 연결된다. 상기 스프링은 또한 상기 드럼의 축방향 이동 중 축방향으로 고정 유지되도록 형성된다.
또 다른 측면에서, 이동의 범위에서 헤어드라이어와 코드의 무게를 상쇄하기 위하여 조절할 수 있는 장치가 제공된다. 이 장치는 회전축 둘레를 회전하도록 형성되는 드럼, 상기 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 드럼과 작동가능하게 연결되는 스프링, 상기 드럼에 일단이 연결된 코드;를 포함하고, 상기 코드의 타단은 무게를 가진 헤어드라이어에 연결된다. 상기 코드는 각각 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 상기 드럼 둘레에 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성된다. 상기 스프링에는 장력 조절기가 결합되고, 상기 장력 조절기는 상기 도구와 코드 무게의 0-100%의 범위에서 편향력을 조절하도록 형성된다.
이하, 본 발명의 상기한 특성과 장점 및 또 다른 특성과 장점을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면을 참조하며, 이 도면들은 본 발명의 특정 실시 형태를 예시적으로 나타낸다. 이러한 실시 형태들은 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 실시할 수 있도록 충분히 상세히 기술하였으며, 이에 기초하여 다른 실시 형태로 응용될 수도 있을 것이다. 또한, 본 발명의 범위와 개념을 벗어남이 없이 구조적, 절차적 및 시스템적 변형이 실행될 수도 있을 것이다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 제한적으로 해석되어서는 않되며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 그 균등물에 의해 한정된다. 명확한 개시를 위하여, 첨부된 도면에 도시된 동일한 특징부는 동일한 참조 번호를 사용하였고, 도면에 도시된 다른 실시예의 유사한 특징부는 유사한 참조 번호를 사용하였다.
본 명세서의 기술에 있어, "축방향(axial)"이라는 용어는 여기에 기술된 구성 요소와 연결되어 사용될 때 상기 요소에 대한 방향을 지칭하며, 이는 도 1에 도시된 바와 같이 구성 요소가 설치될 때 회전의 축(a)에 거의 평행한 방향을 말한다. 유사하게, "횡방향(transverse)"이라는 용어는 축방향에 대하여 거의 수직인 방향을 지칭한다. 여기서 "항력(drag)"이라는 용어는 본 발명의 실시예에 의하여 지지되는 물체의 높이 변화에 저항하는 힘을 말한다. 이러한 "항력"은 이러한 실시예의 여러 구성 요소에 의하여 나타나는 마찰 및 관성을 포함할 수 있다.
본 발명은 일면 종래 대응-균형 현가 시스템 사용의 문제점이 이러한 장치의 상대적으로 높은 항력, 예컨대 관성 및 마찰과 관련이 있다는 사실의 이해에 기초하고 있다. 또한, 더 적은 무게(예: 약 1-25 lbs)의 지지 물체를 수용하기 위하여 이러한 시스템의 크기를 줄였을 때, 항력은 특히 이러한 무게 범위에서 더 낮추어진 물체에 대하여 압도적인 요소는 아니더라도 상당히 증가한다는 사실이 밝혀졌다. 사실상, 여러 구성 부품이 더 가벼운 물체를 보상하기 위하여 크기면에서 작아질 수 있지만, 이동하는 구성요소의 관성 및 마찰에 의해 발생하는 항력는 비례적으로 감소하지 않는다. 따라서, 물체의 무게에 대한 항력의 비는 수용할 수 없을 만큼 높아지고, 상기된 빠른 상승 이동과 관련된 '래깅' 문제를 더욱더 악화시키는 효과가 있다.
본 발명의 실시예들은 빠른 상승 이동이 가능하도록 헤어드라이어 및 다른 수도구(手道具)를 포함하여 가벼운 물체(예를 들어, 1 내지 25 파운드, 특히 약 1 내지 5파운드)를 명목상 무게가 없게 지지하도록 형성된 저항력(저관성, 저마찰) 공기 현가 시스템을 제공함으로써 상기한 단점들을 해결한다. 또한, 이러한 실시예들은 현재 위치에서 물체를 지지하기 위해 필요하지 않은 남은 코드(cord)는 자동적으로 감기기 때문에 이러한 도구와 연관된 파워 코드를 제어하는 편리한 시스템을 제공한다. 이러한 코드는 연장될 때 명목상 타래가 제거되고, 축소될 때 엉키지도 않는다. 이러한 실시예들은 또한 코드 연장의 작동 범위에 걸쳐 거의 일정한 보정(상승) 힘을 제공한다. 이러한 실시예들은 또한 편리하게 지지 물체를 저장할 수 있도록 한다. 비전기 물체에서는, 전기 코드는 지지 코드로 교체될 수 있고, 코드에 전력을 공급하는 기구는 필요치 않다.
또한, 물체를 신장하기 위해 필요한 힘의 양은 조절될 수 있다. 물체에 상대적으로 적은 양의 상승력을 제공하면 코드의 수축을 유발할 수 있다. 또한, 코드 수축은 물체에 상승력을 제거함으로써 간단히 어떤 위치에서 멈출 수 있다. 물체는 설정된 "홈(home)" 위치로 수축될 수 있으며, 여기서 물체를 빼내기 위해서는 부가적인 힘이 필요하다. 본 발명의 실시예들은 또한 바람직하게는 6개의 이동 자유도(예: x, y, z, θx, θy, θz )를 제공하는, 헤어드라이어와 같은 도구의 지지체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지지 시스템(200)이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 이 시스템(200)은 중심축(a)를 중심으로 회전하도록 형성된 드럼(1) 및 그 축을 둘레의 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 드럼과 기능적으로 연결되는 스프링(4)을 포함한다. 상기 드럼(1)은 외부면(202)을 포함하며, 이 외부면은 도시된 실시예에서는 거의 원뿔대형이나, 반드시 원뿔대형일 필요는 없다. 상기 외부면(202)에는 나선형 통로(204)가 형성되어 있으며, 특히 이 실시예에서는 외부면(202) 내부에 배치된 나선형 채널 형태로 형성된다. 여러 대안적인 드럼 형상, 예를 들어 외부면 또는 그 일부가 원뿔대형이 아닌 형상 및/또는 통로 또는 그 일부가 나선형이 아니거나 채널로 형성되지 않은 형상은 도 12B 내지 12G의 통로(204B-204G)와 관련하여 이하에서 논의될 것이다.
도시된 바와 같이, 코드(2)의 말단부는 드럼(1)에 고정되고, 드럼이 축(a)을 따라 회전할 때 나선형 통로(204)를 따라 드럼(1) 둘레에 감기거나 풀리도록 형성된다. 이와 같이 감거나 푸는 동안, 코드(2)는 입출 지점(206)에서 통로(204)로 들어가거나 나오며(즉, 코드는 드럼에 감기거나 풀린다), 헤어드라이어와 같은 물체(208)에 직접(또는 연결기(3)를 통하여) 연결된 단부로 이어진다. 특히 도시된 실시예에서, 입출 지점(206) 및 스프링(4)은 코드(2)를 감거나 푸는 동안 서로에 대해 축방향으로 고정적이며, 이러한 특정 실시예에서 지점(206) 및 스프링(4)은 모두 축방향으로 고정되어 있으며, 이하에서 더 상세히 설명하는 바와 같이 예컨대 드럼은 축방향으로 슬라이딩 가능하다. 즉, 드럼이 회전함에 따라 지점(206)은 드럼(1)에 대하여 축방향으로 이동하지만, 지점(206)은 축(a) 및 사용자에 대하여는 정지해 있다. 이러한 축방향 안정성은 바람직하게는 이동하는 부품의 수 및 이런 부품의 이동의 범위를 최소화함으로써 장치(200)의 전체 관성을 줄인다(따라서 항력를 낮춤). 이러한 축 안정성은 또한 장치에 항력를 더욱더 줄이기 위하여 드럼의 상쇄 토크를 명목상 제거한다.
이러한 실시예들의 선택적인 측면은 스프링(4)의 드럼 결합부(210)를 입출 지점(206)에 거의 횡단방향(방사상)으로 배열하는 것을 포함한다. 이러한 배열은 이 위치에서 적용되는 대응하는 상보적인 힘의 적용 사이에 축방향으로 연장되는 모멘트 암의 형성을 효과적으로 배제한다. 관련 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 이러한 형상이 물체의 빠른 상승 운동 중 드럼(1) 및/또는 스프링(4)이 축(a)에 대해 뭉치거나 꼬이는 경향을 효과적으로 줄이거나 거의 제거할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2로 돌아와서 더 상세히 설명하면, 본 실시예의 장치(200)는 굴대(5), 추진판(8), 토크 변환기(9), 얇은 링 조립체(11) 및 스프링 장력 조절기(15)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 모든 요소들은 주 축부(6)에 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 추진판(8)은 그 중심에 너트를 포함할 수 있고, 그곳에 트레드 축부(6)을 수용할 수 있도록 형성된다. 추진판(8)은 드럼(1)에 견고하게 연결되어 드럼은 축부(6)를 중심으로 상기 추진판(8)과 함께 회전한다. 상기한 바와 같이, 드럼(1)은 원뿔대형 외부면(202)을 포함할 수 있고, 선택적으로 이 외부면은 적절한 크기의 코드(2)를 수용하도록 형성된 나선형 채널(204)을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 드럼(1)은 중공 고리로 형성되고, 내부면에는 서로에 대하여 간격을 두고 배치된 축방향으로 연장된 다수의 베어링 막대(12)를 가진다. 역시 도시된 바와 같이, 토크 변환기(9)는 내부에 축부(6)를 슬라이드 가능하게 수용할 수 있는 크기의 중심 슬리브(9B)를 가진다. 변환기(9)는 또한 베어링 막대(12)가 슬라이딩 가능하게 연결될 수 있는 크기와 형태의 일련의 구멍(9A)이 둘레에 소정 간격을 두고 배치된다. 상기 구멍(9A)과 막대(12)의 슬라이딩 가능한 결합은 드럼(1)을 토크 변환기(9)에 회전가능하게 연결하는 역할을 하고, 또한 드럼(1)이 변환기(9)에 대해 축방향으로 슬라이딩할 수 있게 한다. 또한, 슬리브(9B)의 슬라이딩 핏은 토크 변환기(9)가 축부(6)에 대하여 축방향 이동하지 않으면서 축부(6)에 대하여 회전할 수 있게 한다. 축 이동은 예컨대 지지 클립(80)을 사용하여 방지될 수 있다. 토크 변환기(9)는 또한 주 축부(6)와 동심의 원형 리지(9C)를 포함할 수 있다. 원형 리지(9C)의 방사상 내부 가장자리는 굴대(5)의 일단에 결합할 수 있는 크기이고, 반면 원형 리지(9C)의 방사상 외부 가장자리는 스프링(4)의 일단의 내경과 결합할 수 있는 크기를 가질 수 있다(도 2). 리지(9C) 및/또는 스프링(4)은 바람직하게는 적절한 맞춤 배열을 제공하는 크기 및 형태이고, 스프링은 이하에서 설명되는 바와 같이, 작동 중 회전 미끄러짐을 명목상 방지하기에 충분한 임의의 편리한 방법으로 안정적으로 결착된다. 지지 브라켓(10)(도 2에 도시된 바와 같은)이 드럼(1) 및 스프링(4)을 서로에 대하여 바람직한 위치에 고정하기 위하여 사용될 수 있다.
상기에서 논의된 것처럼, 드럼(1)의 원뿔대형 표면(202)에는 도 2에 도시된 것처럼 코드(2)가 감긴 형태로 지지되도록 형성된 나선형 채널(204)이 제공될 수 있다. 도시된 바와 같이, 원뿔대형 표면(202) 및 채널(204)에 의해 형성된 나선의 반경은 드럼의 길이를 따라 점차 증가한다. 관련 분야의 통상의 지식을 가진 자는 채널(204)의 이러한 점진적인 반경은 바람직하게는 스프링(4)이 경사에 대해 이동함에 따라 스프링(4)에 의해 발생한 증가된 토크를 보상하기 위하여 코드가 풀림에 따라 도구(예: 헤어드라이어)(208)의 무게가 드럼(1)에 점진적으로 증가하는 토크를 제공할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 보상은 바람직하게는 이하에서 상세히 논의되는 바와 같이 시스템(200)의 작동 중 도구(208)에 거의 중립 또는 무게가 없는 느낌을 유지하는데 사용될 수 있다. 특히 축방향 위치에서 통로(204)의 반경은 사용되는 특정 스프링(4), 특정 도구(208)의 무게 및 코드(2)가 신장될 때 풀린 부분의 추가된 무게에 의해 결정될 수 있다. 또한, 특정 실시예에서, 반경은 도 7에 가장 잘 도시된 것처럼, 도구를 휴지 위치로 수축시키는 것을 돕기 위하여 드럼의 최저 직경 부분에서 상대적으로 급격히 줄어들 수 있다.
도시된 실시예에서, 드럼(1) 및 입출 지점(206)은 감거나 푸는 동안 서로에 대해 축방향으로 움직인다. 도 1 및 도 2에 도시된 특정 실시예에서, 이는 축부(6)의 나사산과 추진판(8)의 나사결합에 의해 수행되며, 그 결과 드럼은 회전함에 따라 축(6)을 따라 이동한다. 축방향 이동의 크기는 나사산의 피치에 의해 결정되고, 나사산의 피치는 코드(2)가 상단에서 회전이 끝나지 않고 감거나 풀릴 때 명목상 엉키거나 뭉치는 것을 방지할 수 있도록 형성된다. 도시된 특정 실시예에서, 나사산 피치는 나선 통로(204)의 피치와 일치하도록 형성되고, 따라서 입출 지점(206)은 드럼 회전의 범위를 통하여 통로(204)와 방사상으로 배열된다.
특정 실시예에서, 축부(6)의 나사산은 드럼을 지지할 수 있도록 종래의 복수 스타트(예: 5-스타트) 나사산으로 형성될 수 있다.
코드(2)가 전기 코드인 실시예에서, 전기는 110 볼트 교류 전압 공급원(도시되지 않음)과 같은 적절한 공급원으로부터 한 쌍의 슬라이딩 가능하게 연결될 수 있는 링(212, 214)을 가진 종래 얇은 링 조립체(11)로 전달될 수 있다. 도시된 실시예에서, 링(212)은 회전하지 않지만 축방향으로 움직이고 공급원에 연결될 수 있다. 반면, 다른 링(214)은 추진판(8)에 함께 회전하도록 통합될 수 있다. 링(214)은 단자(52)(도 5) 등에 의하여 코드(2)의 말단에 연결될 수 있다. 이런 방식으로, 전기는 정지 공급원으로부터 시스템(200)의 회전가능 부분으로 편리하게 전달될 수 있다. 선택적으로, 상기에서 언급한 것처럼, 코드(2)는 그 단부에 사용자가 도구(208)에 편리하게 연결하고 분리할 수 있게 하는 전기 플러그 형태 연결기(3)가 제공될 수 있다. 또한, 코드(2)는 여기서 전기 코드로 기술되었지만, 당업자는 도구 또는 물체가 멀리 떨어진 전기 공급원에 연결될 필요가 없고 코드는 단지 도구를 지지하는데 사용될 수 있다는 점을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, "코드(cord)"라는 용어는 제한적으로 해석되지 않고, 스트링, 로프, 체인, 철사 또는 여기에 기술된 기능을 충족시키기 위해 충분한 강도 및 크기를 가지는 다른 물질을 포함한다.
도시된 것처럼, 굴대(5)는 스프링(4) 내의 공간에 동심으로 배치된다. 굴대(5)는 시스템(200) 작동 중 스프링(4) 중심을 지지하고 스프링이 그 중심에서 오버세깅(oversagging)되는 것을 방지할 수 있는 크기를 가진다. 이런 점에서, 굴대(5)는 가능한 한 큰 외부 직경을 가질 수 있지만, 스프링(4)이 작동한도까지 감길 때(예를 들어, 코드(2)가 드럼(1)으로부터 완전히 풀린 때) 스프링(4)의 최소 내경보다는 작아야 한다. 상기에서 언급한 것처럼, 굴대는 일단에서 토크 변환기(9)의 리지(9C)에 의해 지지된다. 굴대(5)의 타단은 도시된 바와 같이 나사산이 없는 축부(6A)와 회전가능하게 결합할 수 있도록 형성된 내부 베어링 면을 가진 굴대 스페이서(5A)에 의해 지지된다. 선택적으로, 하나 또는 그 이상의 부가 스페이서(5A')가 굴대(5)를 추가 지지하기 위하여 제공될 수 있다. 스페이서(5A)는 스프링 장력 조절기(15)에 연결된다. 일단 이하에서 설명하는 바와 같이 조절된 조절기(15)는 시스템(200)의 작동 중 정지해 있도록 형성된다. 이는 또한 작동 중 굴대(5)를 효과적으로 정지상에 유지시킨다. 도시된 실시예에서, 스프링(4)은 코일 토션 스프링이다. 조절기(15)는 스페이서(5A)에 연결된 스프링의 단부를 수동으로 또는 자동으로(예를 들어, 적절한 스테핑 모터(stepping motor) 조립체(216)에 의하여) 회전시킴으로써 스프링(4)의 장력을 조절한다. 이러한 회전은 스프링의 경사와 함께 또는 이에 대항하여 사용자가 스프링에 의해 가해지는 힘의 양을 정밀 조절할 수 있도록 미리 정해진 수준의 하중을 효과적으로 적용한다. 이런 식으로, 스프링 장력은 도구(208)의 무게에 따라 조절될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 여기에 기술된 형상은 바람직하게는 조절기(15)가 도구(208) 및 코드(2)의 조합된 무게의 0-100 퍼센트(%)의 범위에서 스프링(4)에 의해 가해지는 힘을 조절할 수 있게 한다. 따라서, 이러한 실시예는 보상(예를 들어, 상승)력이 무보상(사용자는 완전한 도구의 무게를 느낀다)부터 그 무게와 동등한 순수한 상승 경사까지의 범위 내에서 조절될 수 있도록 한다. 스프링(4)의 특징은 지지되는 도구(208)의 무게, 코드(2)가 신장될 때의 무게 및 나선형 통로(204)의 반경과 같은 요소에 기초하여 선택된다. 또한, 스프링(4)의 코일의 수는 바람직하게는 작동 중 각 코일의 회전이 최소화되도록 선택된다. 예를 들어, 적어도 통로(204)의 회전 수의 열 한배, 즉 그 비가 11:1 인 코일수를 가진 스프링이 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 이러한 형상에서, 작동 중 각 코일의 평균 회전은 드럼의 회전의 1/11보다 작다. 특히 바람직한 실시예에서, 약 20:1의 비가 사용될 수 있다. 30:1 또는 이보다 더 높은 비도 또한 사용될 수 있다. 스프링을 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 예를 들어 TEFLON®(DuPont Corporation, Delaware)과 같은 자가 발광 물질로 코팅하거나 및/또는 인접한 코일사이에 서로 공간을 두어 그 사이의 마찰을 명목상 제거하도록 형성하는 것도 바람직한 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 낮은 항력(낮은 관성, 낮은 마찰)에 공헌하는 여러 부가적인 요소들이 이하에서 논의된다.
이하 상기된 본 발명의 실시예들의 작용을 설명한다. 상기에서 언급한 것처럼, 물체(208)는 코드(2)가 완전히 감긴 상부 출발 위치와 코드(2)가 거의 완전히 신장된 최저 위치에 의해 한정된 미리 정해진 이동 범위 내에서 상하로 이동할 수 있다. 출발 위치에서, 물체(208)는 완전히 감긴 코드(2)에 매달려 있다. 물체(208)는 이 위치에서 균형 상태(즉, 상승하거나 하강하지 않는 중립) 또는 상승하는 순편향성(예를 들어, 감소된 반경(도 3-5)을 가진 나선형 통로(204A)가 사용된 경우)을 가진다. 만약 본 장치가 단지 코드 제어기로 사용된다면, 스프링 장력 조절기는 물체가 하강하는 순편향성을 가지고 사용자가 선호된다면 도구의 중량을 느낄 수 있게 설정될 수 있다. 사용자가 물체를 당길 때, 코드(2)는 신장되고 드럼은 주축(6, 6A)을 중심으로 회전한다. 매달린 도구(208)가 시스템(200)으로부터 당겨짐에 따라, 코드(2)는 풀리고 드럼(1)과 이에 결합된 추진판(8)을 회전시킨다. 상기한 바와 같이, 추진판(8)은 나사산이 형성된 축부(6)에 연결되기 때문에, 이러한 회전은 나사산이 형성된 주 축부(6)를 따라 축방향으로 드럼/판 조립체를 이동시킨다. 드럼(1)이 회전하고 이동함에 따라, 그 베어링 막대(12)는 토크 변환기(9)의 구멍(9A)에 대해 축방향으로 미끄러진다. 이는 토크 변환기를 회전시키고, 이어서 스프링(4)을 그 경사에 대항하여 감는다. 상기에서 논의된 것처럼, 풀린 코드(2)의 증가된 무게와 함께 나선형 통로(204)의 증가된 반경은 스프링(4)이 감길 때 발생된 증가된 토크를 효과적으로 보상하는 증가된 토크를 제공하여, 도구(208)가 이동 범위를 움직일 때 거의 무게가 없는 것처럼 사용자가 느낄 수 있도록 한다.
역으로, 매달린 도구(208)를 약간 상승시키면 스프링(4)은 그 편향성 방향으로 풀린다. 이러한 풀림은 토크 변환기(9)의 회전을 효과적으로 역전시키고, 이는 드럼(1) 및 결과적으로 나사산이 형성된 추진판(8)을 회전시켜 코드(2)가 드럼의 통로(204)에 감길 때 드럼이 출발 위치 쪽으로 축방향 뒤로 이동하게 한다. 작동시에, 헤어드라이어와 같은 도구는 선택적으로 연결기(3) 등을 사용하여 코드(2)의 단부에 부착될 수 있다. 상기에 언급한 것처럼, 도구의 무게 및/또는 시스템에 의해 제공되는 저항의 크기에 대한 사용자의 선호도에 따라, 스프링(4)은 축(a)을 중심으로 스프링 장력 조절기(15)를 회전시킴으로써 조절될 수 있다. 선택적으로, 그러한 조절은 모터 조립체(216)를 사용하여 실행될 수도 있다.
이 실시예에서, 드럼, 추진판 및 슬립 링은 명목상 유일한 이동 부품이고 스프링의 (축방향)길이는 일정하다. 이는 이런 형태의 스프링이 감기고(또는 풀리고) 동시에 축방향으로 쭉 펴질때 일반적으로 발생할 수 있는 엉키고 뭉치는 것을 방지하는 것을 돕는다. 또한, 상기에서 논의된 것처럼, 나선형 통로(204)의 피치 및 축부(6)의 나사산은 일치하여, 그 결과 입출 지점(206)은 축방향으로 고정된다. 이는 또한 코드가 감기거나 엉키는 것을 방지한다.
상기에서 언급한 것처럼, 본 실시예의 여러 측면들은 시스템(200)에서 항력(예: 마찰 및 관성)을 최소화하여 0.5 lbs(0.2㎏) 이하로 줄이기 위하여 제공된다. 특정 실시예에서는, 대부분의 사용자들이 사실상 인지하지 못하는 수준의 힘인 3온스(0.08㎏) 만큼 낮게 줄여 상대적으로 가벼운 도구(208), 예를 들어 약 25 lbs(11.4㎏) 보다 적은, 특정 실시예에서는 약 1-5 lbs(0.4-2.3㎏)보다 적은 가벼운 도구와 함께 성공적으로 사용될 수 있게 한다.
나사산이 형성된 축부(6)를 이동하는 부품의 마찰은 이 축부에 기계가공에 의한 나사산이 아니라 롤링된(rolled)에 의한 나사산을 제공함으로써 최소화된다. 이러한 롤링된 나사산은 종래 나사산에 공통적인 날카로운 가장자리와 마이크로범위의 기계가공의 거칠기가 거의 제거되기 때문에 종래 기계가공된 나사산보다 훨씬 적은 저항성을 제공한다. 또한, 롤링된 나사산 및/또는 추진판(8)의 나사산은 마찰을 더 줄이기 위하여 PTFE, 예컨대 TEFLON® 또는 다른 적절한 자가발광물질로 코팅될 수 있다. 구멍(9A) 및 슬리브(9B)와 같은 슬라이딩 구성요소는 또한 자가 발광 또는 DELRIN®(Dupont Corporation)과 같은 미끄럽거나 낮은 마찰재로 제조될 수 있다. 또한, 이동 구성 요소는 바람직하게는 몰드된 ABS와 같은 비교적 가볍고 구조적으로 강한 물질로 제조된다. 이는 바람직하게는 이동하는 부품의 관성 질량을 줄인다. 부가적이고, 선택적인 기능성은 상기에서 언급한 것처럼 스프링(4)의 저항을 원격 조절할 수 있도록 토크-조절 모터 조립체(216)를 부가함으로써 본 발명에 부가될 수 있다. 이러한 조립체(216)의 제어는 매달린 도구 또는 연결기(3)에 배치될 수 있다. 또한, 종래 기어 트레인을 포함하는 신축(stow-away) 모터 조립체(218)는 예를 들어 시스템(200)이 높은 천장에 설치된 경우 도구를 원격으로 상승, 하강시키기 위하여 축부(6, 6A)에 연결될 수 있다.
또한, 도시된 실시예에서, 나사산은 신장된(풀린) 코드(2)가 드럼을 나사산이 형성되지 않은 축부(6A) 쪽으로 축방향 이동시키도록 방향이 형성된다. 그러나, 나사산 방향(및 드럼 자체)는 역전되어, 그 결과 드럼은 풀리는 동안 반대 축 방향으로 이동할 수 있으며, 이는 본 발명의 범위 및 개념을 벗어나지 않는다.
도 3 및 도 4에는 본 발명의 대체 실시예가 시스템(200')으로 도시되어 있다. 시스템(200')은 많은 점에서 상기한 시스템(200)과 비슷하거나 같지만, 이하에서 논의되는 차이점을 가진다. 이 실시예에서, 축부(6, 6A)를 포함하는 주축은 입출 지점(206)(도 1)과 나란히 배열되는 개구(20)를 포함하는 지지 프레임(예: 브라켓)(10)의 반대 단부에 의해 지지된다. 브라켓(10) 및 개구(20)가 시스템(200')에 대하여 도시되었지만, 당업자는 이러한 구성 요소들 및 이 실시예(200')와의 관계에서 기술되고 도시된 하나 이상의 다른 것들은 본 발명의 범위와 개념을 벗어나지 않고 시스템(200)과 같은 다른 실시예에서 호환성 있게 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 당업자는 브라켓(10)의 사용이 바람직하게는 시스템(200, 200' 등)을 예컨대 사용자의 작업장 천장에 편리하게 설치할 수 있게 한다는 것을 알 수 있을 것이다.
시스템(200')과 상기한 시스템(200) 사이의 한 가지 차이는 시스템(200')에서는 토크 변환기(9)를 사용하는 대신에 스프링(4)이 드럼(1A)에 직접 연결된다는 것이다. 따라서, 본 실시예에서, 스프링(4)은 드럼(1A)이 회전함에 따라 축방향으로 이동한다. 도시된 것처럼, 드럼(1A)의 나사산 및 축부(6)는, 코드(2)가 신장되면서(풀리면서) 드럼(1A)이 굴대(5)를 따라 축방향으로 이동하게 하고 코드(2)가 수축되면서 드럼(1A)이 굴대(5)로부터 멀어지게 하도록 방향이 형성된다. 이러한 나사산 방향은 바람직하게는 스프링(4)이 감김에 따라 축방향으로 압축되게 한다. 상기에서 논의된 시스템(200)의 같이, 이러한 나사산 방향은 역전될 수 있으며, 이러한 방향은 스프링이 감김에 따라 축방향으로 신장되게 하며, 이는 어떤 경우에는 바람직하지 않을 수 있다.
또한 도시된 것처럼, 대체 슬립 링 조립체(11')가 사용될 수 있고, 드럼(1A)의 어느 (축)단부에 연결될 수 있다. 슬립 링 조립체(11')는 내부 조립체(11B) 및 외부 조립체(11A)를 포함한다. 내부 슬립 링 조립체(11B)는 종래 슬리 (접촉)링(11G)를 지지하고 드럼(1A)에 견고하게 연결된다. 외부 조립체(11A)는 조립체 11A 및 11B가 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 동심, 내부 맞춤 결합으로 서로 회전 연결될 때 전기적으로 링(11G)과 경합되도록 형성된 종래 브러쉬(14)를 포함한다. 슬립 링(11G)를 포함하는 내부 조립체(11B)는 드럼(1A)과 함께 회전하고, 반면 브러쉬(1A)를 포함하는 다른 부분인 외부 조립체(11A)는 회전하지 않는다. 조립체(11A)는 바(56)와 같은 비회전 구성 요소를 안착시키거나 달리 연결시킬 수 있도록 형성된 노치(notch) 또는 오목부(도시되지 않음)와 같은 어떤 적절한 수단에 의하여 회전이 방지될 수 있다. 자가발광물질(예: TEFLON®) 또는 볼 베어링(59)과 같은 어떤 적절한 베어링은 서로 조립체(11A,11B)의 회전가능한 결합을 실행하기 위하여 사용될 수 있다. 전기는 전기 고정 박스(13)로부터 연장되는 전선(21)에 의해 외부 조립체(11A)의 브러쉬(14)에 공급될 수 있다.
여러 부가적인 실시예들은 상기된 시스템(200, 200')의 개념에 대한 변형 및 대안들을 포함할 수 있다. 도 5 내지 도 11에서, 시스템(200'', 200''')은 (축방향으로 이동하기 보다는)축방향으로 정지한 드럼(1A')과 조합된 코드 추적 기구를 포함하는 대안적인 코드 와인딩(winding) 방법을 활용할 수 있다. 이러한 기구는 기어-구동되거나(도 5-8) 또는 벨트-풀리-구동될 수 있다(도 9-11). 이러한 모든 형상에서 나사산이 형성되지 않은 축(6A')이 사용된다. 나사산이 형성된 추적 스크류 축(39)은 드럼 회전 중 추적 암(38)을 축방향으로 이동시키도록 배치된다(예를 들어, 기어(34, 36)를 포함하는 적절한 기어 트레인에 의하거나(도 5-8) 벨트(42) 및 풀리(40, 41)에 의해서(도 9-11)). 도 8에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 추적암(38)은 코드가 나선형 통로(204A)로부터 감기거나 풀릴 때 코드를 가이드 하기 위하여, 내부에 코드(2)가 연장되고 드럼이 회전하는 동안 입출 지점(206')과 앞뒤로 나란히 배열되어 축방향 이동하는 개구(220)를 포함한다. 개구(220)의 이러한 가이딩은 코드가 드럼(1A')에 감기거나 결합하는 경향을 최소화하는 것을 돕는다.
도 7에 잘 도시된 것처럼, 기어 구동 및 도르래 구동의 모든 실시예에서, 한 쌍의 종래의 지지 클립(80)이 드럼(1A')을 축방향으로 고정된 위치에 유지하기 위하여 사용될 수 있다. 적절한 낮은 저항 베어링(7)이 드럼이 축(6A') 둘레를 자유로이 회전하도록 제공될 수 있다. 굴대(5)는 그 일단이 스프링 장력 조절기(15)의 원형 채널에 맞도록 그 전체 길이를 따라 중심에 유지된다. 드럼(1A')은 자유롭게 회전하지만, 굴대(5)는 회전이 의도된 것은 아니며. 그러나 회전을 방지하는 방식으로 고정될 필요는 없다. 드럼(1A')과 굴대(5) 사이에 배치된 지지 클립(80)은 드럼이 회전할 때 드럼(1A')과 굴대(5)의 단부 사이의 마찰 발생 접촉을 방지하기 위해 스페이서 역할을 한다.
도 5 내지 8에서, 기어 구동 추적 기구가 작동하는 동안, 코드(2)가 드럼(1A')에 잠김에 따라, 주 추적 기어(34)는 그 종축을 중심으로 스크류축(39)을 회전시키는 두 번째 추적 기어(36)를 구동한다. 이러한 회전은 추적암(38)을 축방향으로 이동시킨다. 기어(34, 36)의 직경 및 축(39)의 나사산 피치는, 드럼 회전 중 추적암(38)이 입출 지점(206')과 같은 속도(및 방향)로 축방향으로 이동하고 개구(220)를 통과하는 코드(2)가 상기에서 논의한 것처럼 감거나 풀릴 때 적절히 가이드되도록 형성된다. 당업자들은 도 9-11에 도시된 벨트-풀리-구동 추적 기구는 기어(34, 36) 대신에 주 추적 풀리(40), 두 번째 추적 풀리(41) 및 추적 벨트(42)를 사용하는 것만 제외하면 기어-구동 방법과 상당히 유사하다.
다른 선택으로서, 여기서 개시된 여러 가지 실시예들은 도 5에 도시된 것과 같은 정지부(17)를 가질 수 있다. 상기 정지부는 코드(2)가 '홈' 위치로 정의된 소정 위치를 초과하여 수축하는 것을 방지한다. 다른 선택으로서, 정지부(17)는 자성을 띠고, 거의 입출 위치에서 프레임(10)에 자기 결합될 수 있다. 자성 정지부(17)의 사용은 바람직하게는 도구(208)를 홈 위치에 안정적으로 위치시키는 동안 비교적 상승 편향성이 거의 없는 사용(예를 들어, 사용자가 상보력을 거의 바라지 않는 경우)을 가능하게 한다. 정지부(17)는 명목상 코드를 따라 어느 곳에도 위치할 수 있고 따라서 물체가 '홈' 위치에 있을 때 임의의 여러 높이에서 고정적으로 매달려 있을 수 있도록 조절될 수 있다. 또한 도구(208)가 홈 위치를 떠나거나 돌아올 때 각각 자동적으로 장치(208)의 전원을 켜거나 끌 수 있도록 종래 자기적으로 작동하는 스위치와 같은 스위치(222)(도 2)가 제공될 수 있다. 당업자는 장치에 공급되는 전원은 여기서 논의되는 도구(208) 또는 커플링(3)에 위치한 스위치 등에 의하여 수동으로 및/또는 종래의 리모트 컨트롤(도시되지 않음)에 의하여 달리 또는 부가적으로 제어될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
도 12A-12G에는, 상기된 실시예들에 적절한 부가적인 선택적 드럼이 도시되어 있다. 이러한 도면이 여러 선택적인 드럼 형상을 나타내기는 하지만, 이것들이 전부는 아니다. 즉, 당업자는 코드를 감거나 풀기 위하여 중심축을 중심으로 회전할 수 있는 실질적으로 어떤 형상의 드럼도 본 발명의 범위와 개념을 벗어남이 없이 제공될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 특정 시스템(200, 200' 등)의 실행을 위해 선택되는 드럼 형상은, 코드에 부착된 물체의 요구되는 작동, 드럼이 회전함에 따라 축방향으로 이동하는 것이 바람직한지 여부, 바람직하지 않다면 추적 기구의 사용이 필요한지 여부의 선택에 달려 있다. 명확히 하기 위하여, 도 12A-12G에 도시된 드럼의 실시예들은, 코드의 단부가 각 드럼의 오른편에 위치한 통로(204)에 연결되고 상기 통로(204)가 나선형인 경우, 와인딩은 드럼의 왼편으로 진행되도록 방향이 형성된다.
또한, 통로(204, 204A)는 상기에서 나선형으로 기술되었지만, 그 통로가 나선형이 아니고 오히려 코드가 도 12F 및 도 12G에 도시된 것처럼 감기는 형태로 제공될 수도 있다. 당업자는 이러한 비선형 통로가 본 발명의 범위 및 개념 내에 존재함을 인식할 수 있을 것이다.
도 12A에서, 상기된 드럼(1A)은, 점진적인 반경을 가지고 코드(2)를 수용할 수 있도록 형성된 채널 형태의 나선형 통로(204A)를 포함한다. 상기 드럼은 축방향으로 고정적이고(예를 들어, 상기에서 논의된 드럼(1A')과 같이 형성), 여기서 추적암(38)은 감기/풀기 중 코드(2)를 가이드하는데 사용될 수 있다. 선택적으로, 드럼(1A)은 상기에서 논의된 것처럼 축방향으로 고정된 입출 지점(206)을 제공하기 위하여 회전 중 축방향으로 이동하도록 형성될 수 있다. 당업자는 여기서 도시되고 논의된 모든 드럼은 본 발명의 개념 및 범위를 벗어남이 없이 축방향으로 이동가능하거나 축방향으로 고정되도록 형성될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다.
드럼 1B는 실린더형 표면 내에 드럼의 길이를 따라 일정한 반경으로 배열된 채널에 의해 한정된 나선 통로(204B)를 가진다. 이에 의하여, 상기 드럼 1B는 코드(2)가 신장되고 스프링이 경사에 대항하여 감길 때 토크의 증가를 제공하지 않는다.
드럼 1C는 상기에서 논의한 것처럼 코드가 완전히 감길 때 도구에 상승 편향성을 제공하기 위하여 일단에 반경 감소 부분을 가지는 통로(204C)를 포함하는 것을 제외하고는 드럼 1B와 유사하다.
드럼 1D는 도 1 및 도 2의 통로(204)와 비슷하지만 채널에 의해 한정되지 않는 원뿔대형 나선 통로(204D)를 가진다.
드럼 1E는 드럼 1D와 명목상으로 동일하지만, 외부면이 원뿔대형이 아니라 실린더형이다.
드럼 1F는 코드(2)가 풀릴 때 직경이 줄어들도록 코드(2)가 그 상부에 감기는 형성된다.
드럼 1G는 드럼 1F와 유사하나, 코드가 감기고 풀림에 따라 실질적 반경 변화 속도를 줄이기 위하여 V-형 외부면을 사용한다.
상기 실시예들은 종래 토션 코일 스프링을 사용하여 도시하고 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 개념 및 범위를 벗어남이 없이 일정 장력 스프링, 클락 스프링, 외팔 스프링, 공압 스프링 및 그와 유사한 것과 같은 다른 형태의 스프링을 포함하여 실질적으로 임의의 형태의 편향 장치가 사용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
다음의 예시는 본 발명의 어떤 측면을 묘사하기 위한 것이다. 이 예시는 제한적으로 해석되어서는 안된다.
예시
실질적으로 도 3-4에 도시되고 기술된 지지 조립체(200')는 1-3 파운드 범위의 무게의 물체를 무게가 느껴지지 않게 지지하기 위하여 다음의 변수를 가지도록 제조되었다. 이 조립체는 다음의 변수에 따라 구성되었다:
조절기
20°압력각을 가진 평기어(spur gear)를 사용하는 섬유 강화 ABS 플라스틱
굴대
얇은 벽(.08")ABS 플라스틱. 2.5" O.D.X 8.5" 길이
스프링
3.5" 직경으로 80 Teflon으로 코팅된 코일을 가진 0.08" 피아노선
토크 변환기
8개의 이전 홈(9A) 및 4.55" O.D를 가진 Delrin®
드럼
0.4" 직경 채널(204)을 가진 ABS 플라스틱. 상기 채널은 0.5"리드(즉, 피치, .5"회전당 축 이동에 대응하는 피치) 및 5" 출발 나선형 코일 직경을 가진 10°원뿔형테이퍼를 가짐. O.D. 5.7", I.D. 4.8"로 시작하고 O.D.6.76", I.D. 5.86"로 종료. 길이는 3".
추진판
나사산 막대를 수용하는 나사산를 가진 Delrin®
나사산이 형성된 막대(리드 스크류)
303 스테인리스 스틸로 코팅된 Teflon®. 롤링된 나사산는 0.5" 레드 및 5 스타트를 가짐.
15 내지 20 앰프(amps)를 다를 수 있는 종래 얇은 링 조립체
이 조립체는 0.6 온스 내지 4 lbs 범위 내의 물체(208)를 성공적으로 지지할 수 있는 것이 밝혀졌다. 또한, 약 2 파운드 무게의 헤어드라이어에 맞추어 조절되고 성공적으로 실험할 수 있었으며, 3 온스(0.08 ㎏) 또는 그 이하의 '항력'를 가지는 것으로 밝혀졌다.
상기한 명세서에서는, 본 발명은 특정 실시예를 참조하여 기술되었다. 또한, 이하의 청구항에 기술될 본 발명의 개념 및 범위를 벗어남이 없이 많은 변형 및 변경이 가능함은 명확하다. 따라서 본 명세서 및 도면은 제한적이라기보다는 예시적인 것으로 취급되어야 할 것이다.

Claims (45)

  1. 천장에 설치되도록 형성된 프레임;
    중심축 둘레를 회전할 수 있도록 상기 프레임에 회전가능하게 연결되며, 원뿔대형 외부면을 가지는 드럼;
    상기 원뿔대형 외부면을 따라 연장되는 나선형 채널;
    상기 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 배치되는 코일 스프링;
    상기 드럼에 일단이 연결되는 코드;
    상기 코드의 타단에 연결되는 헤어드라이어;를 포함하고,
    상기 코드는 상기 헤어드라이어에 전력를 공급하도록 형성되며,
    상기 나선형 채널은 파워 코드를 감아 수용하도록 형성되고,
    상기 파워 코드는 상기 헤어드라이어가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성되며,
    상기 드럼은 선택적으로 감거나 푸는 동안 축방향으로 이동하도록 형성되고,
    선택적으로 감거나 푸는 동안 코드가 나선형 채널을 선택적으로 빠져나가거나 들어오는 축방향으로 고정된 입출 지점을 더 포함하며,
    상기 스프링은 상기 축에 대하여 입출 지점과 수직으로 배열되는 축방향으로 고정된 위치에서 드럼에 연결되고,
    상기 스프링은 상기 드럼의 축방향 이동 중 축방향으로 고정적으로 유지되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 헤어드라이어 다중 높이 지지체.
  2. 이동 범위에서 물체에 연결된 지점과 회전축을 한정하는 두 개의 기준점 사이의 무게를 상쇄하는 저-항력 대응-균형 장치로서,
    회전축 둘레를 회전하도록 형성되는 드럼;
    상기 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 드럼과 작동가능하게 연결되는 스프링;
    상기 드럼의 표면에 형성된 나선형 통로;
    상기 드럼에 일단이 연결된 코드;를 포함하고,
    상기 코드의 타단은 무게를 가진 물체에 연결되며,
    상기 코드는 상기 드럼이 회전하는 동안 각각 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 상기 나선형 통로를 따라 상기 드럼 둘레에 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성되고,
    코드가 감기거나 풀리는 동안 상기 드럼에 선택적으로 유입되거나 유출되는 입출 지점을 더 포함하며,
    상기 입출 지점과 스프링은 감거나 푸는 동안 서로에 대하여 축방향으로 고정되도록 형성되는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 물체는 도구를 포함하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 도구는 헤어드라이어인 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 도구는 전기 면도기인 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 드럼의 외부면은 원뿔대형인 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 드럼의 외부면은 실린더형인 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 나선형 통로는 상기 원뿔대형 표면 내에 배치된 채널을 포함하는 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 입출 지점은 감거나 푸는 동안 축방향으로 고정되도록 형성되는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 스프링은 감거나 푸는 동안 축방향으로 고정되도록 형성되는 장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 스프링의 드럼 결합부는 축에 수직인 방향으로 입출 지점과 일렬로 배열되는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 드럼과 상기 스프링의 드럼 결합부 사이에 배열된 토크 변환기를 더 포함하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 토크 변환기는 축방향으로 고정되는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 드럼은 축방향으로 슬라이딩 가능하게 상기 토크 변환기와 결합되는 장치.
  15. 제2항에 있어서, 상기 스프링은 토션 스프링을 포함하는 장치.
  16. 제2항에 있어서, 상기 나선형 통로는 나선형 채널을 포함하는 장치.
  17. 천장에 설치되도록 형성된 프레임;
    상기 프레임에 배치되어 회전축을 한정하는 축;
    상기 축의 첫 번째 부분을 따라 배열된 저-마찰 롤링된 나사산;
    상기 축의 다른 부분에 동심으로 배열되고, 동심으로 배열되는 스프링을 슬라이딩 가능하게 지지하도록 형성된 미끄러운 외부면을 가지는 부드러운 저-마찰 스프링 지지체;
    상기 저-마찰 롤링된 나사산과 회전 결합하도록 배치되는 완전 자가 윤활하는 내부 나사산이 형성된 구멍을 가지며, 원뿔대형 외부면을 가지는 드럼;
    상기 원뿔대형 외부면을 따라 연장되는 나선형 통로;
    상기 드럼의 회전을 편향시키도록 배열되는 코일 스프링;
    상기 드럼에 일단이 연결되는 코드;
    상기 코드의 타단에 연결되는 헤어드라이어;를 포함하며,
    상기 스프링은 스프링 지지체와 동심으로 겹쳐지는 첫 번째 수의 코일을 가지고,
    상기 코일은 서로에 대해 축방향으로 간격을 두고 배열되어 상기 드럼의 회전 중 상호 결합하지 않으며,
    상기 나선형 경로는 상기 드럼 둘레에 두 번째 수의 회전으로 연장되고,
    첫 번째 코일수와 두 번째 회전수의 비는 적어도 11:1이며,
    상기 코드는 헤어드라이어에 전력을 공급하도록 형성되고,
    상기 나선형 경로는 코드를 감아 수용하도록 형성되며,
    상기 코드는 상기 헤어드라이어가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성되며,
    헤어드라이어의 상하 이동에 대항하여 0.5 파운드(0.2㎏) 이하의 항력을 가지는 저-항력 다중 높이 헤어드라이어 지지체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 드럼은 선택적으로 감거나 푸는 동안 축방향으로 이동하도록 형성되는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 선택적으로 감거나 푸는 동안 코드가 나선형 통로를 선택적으로 빠져나가거나 들어오는 축방향으로 고정된 입출 지점을 포함하는 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 나선형 통로는 나선형 채널을 포함하는 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 스프링은 상기 축에 대하여 입출 지점과 수직으로 배열되는 축방향으로 고정된 위치에서 드럼에 연결되는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 스프링은 드럼의 축방향 이동 중 축방향으로 고정 유지되도록 형성되는 장치.
  23. 제17항에 있어서, 상기 스프링은 감거나 푸는 동안 축방향으로 이동하도록 형성되는 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 스프링은 감거나 푸는 동안 축방향으로 신장되거나 수축하도록 형성되는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 스프링은 감는 동안 축방향으로 신장되고, 푸는 동안에 축방향으로 수축하는 장치.
  26. 제17항에 있어서, 상기 첫 번째 코일수와 두 번째 회전수의 비는 30:1인 장치.
  27. 이동 범위에서 물체에 연결된 지점과 회전축을 한정하는 두 개의 기준점 사이의 무게를 상쇄하는 방법으로서,
    (a) 드럼을 회전축 둘레를 회전하도록 형성하는 단계;
    (b) 상기 드럼의 회전을 편향시키기 위하여 스프링을 상기 드럼에 연결하는 단계;
    (c) 나선형 통로를 가지는 외부면을 제공하는 단계;
    (d) 코드의 일단을 상기 드럼에 연결하는 단계;
    (e) 코드의 타단을 물체 연결될 수 있게 형성하는 단계;
    (f) 코드가 드럼이 회전하는 동안 각각 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 나선형 통로를 따라 드럼에 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성하는 단계;
    (g) 감거나 푸는 동안 코드가 상기 드럼에 선택적으로 유입되거나 유출되는 입출 지점을 제공하는 단계; 및
    (h) 상기 입출 지점과 스프링은 감거나 푸는 동안 서로에 대하여 축방향으로 고정되도록 형성하는 단계;을 포함하는 방법.
  28. 중심축 둘레를 회전하도록 배치되는 드럼;
    상기 드럼의 회전을 편향시키도록 배열되는 코일 스프링;
    상기 드럼에 일단이 연결되는 코드;
    상기 코드의 타단에 연결되는 헤어드라이어;를 포함하고,
    상기 코드는 상기 헤어드라이어에 전력을 공급하도록 형성되며,
    상기 드럼은 파워 코드를 감아 수용하도록 형성되고,
    상기 파워 코드는 상기 헤어드라이어가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성되며,
    상기 드럼은 선택적으로 감거나 푸는 동안 축방향으로 이동하도록 형성되고,
    선택적으로 감거나 푸는 동안 코드가 나선형 채널을 선택적으로 빠져나가거나 들어오는 축방향으로 고정된 입출 지점을 더 포함하며,
    상기 스프링은 상기 축에 대하여 입출 지점과 수직으로 배열되는 축방향으로 고정된 위치에서 드럼에 연결되고,
    상기 스프링은 상기 드럼의 축방향 이동 중 축방향으로 고정 유지되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 헤어드라이어의 다중 높이 지지체.
  29. 제28항에 있어서, 상기 드럼을 회전가능하게 지지하도록 형성된 프레임을 더 포함하는 지지체.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 드럼은 원뿔대형 외부면을 포함하고;
    상기 원뿔대형 외부면을 따라 나선형 채널이 연장되며;
    상기 나선형 채널은 파워 코드를 감아 수용할 수 있도록 형성되는 헤어드라이어 지지체.
  31. 제3항에 있어서,
    상기 스프링에는 장력 조절기가 결합되고;
    상기 장력 조절기는:
    상기 도구와 코드 무게의 0%부터
    도구와 코드 무게의 100%까지의 범위에서
    편향력을 조절하도록 형성되는 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 드럼은 사용자가 도구를 당김으로써 수동으로 감기거나 풀리도록 형성되는 장치.
  33. 제31항에 있어서, 상기 드럼을 자동으로 감거나 풀도록 형서된 모터 조립체를 더 포함하는 장치.
  34. 제3항에 있어서, 상기 코드는 도구에 전원을 공급하도록 형성되는 장치.
  35. 제3항에 있어서, 상기 도구는 장치의 동작 중 6 개의 이동 자유도를 가지도록 형성되는 장치.
  36. 제2항에 있어서, 스프링의 장력을 조절하도록 형성된 모터 조립체를 더 포함하는 장치.
  37. 제4항에 있어서, 헤어드라이어를 원격으로 온/오프할 수 있는 스위치를 더 포함하는 장치.
  38. 제2항에 있어서, 코드에 자석 정지부를 더 포함하는 장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 자석 정지부는 코드에서 그 위치에 따라 슬라이딩 조절할 수 있는 장치.
  40. 제34항에 있어서, 자동 전원 스위치를 포함하는 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 자동 전원 스위치는 상기 도구가 이동의 범위 내에서 미리 정해진 위치에서 나오거나 들어갈 때 각각 전원을 온/오프할 수 있도록 형성되는 장치.
  42. 제34항에 있어서, 상기 코드는 도구에 전력을 공급하도록 형성되는 장치.
  43. 중심축 둘레를 회전하도록 배치되는 드럼;
    상기 드럼의 회전을 편향시키도록 배열되는 코일 스프링;
    상기 드럼에 일단이 연결되는 코드;
    상기 코드의 타단에 연결되는 도구;를 포함하고,
    상기 코드는 상기 도구에 전력을 공급하도록 형성되며,
    상기 드럼은 파워 코드를 감아 수용하도록 형성되고,
    상기 코드는 상기 도구가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성되며,
    상기 드럼은 선택적으로 감거나 푸는 동안 축방향으로 이동하도록 형성되고,
    선택적으로 감거나 푸는 동안 상기 코드가 드럼에 선택적으로 유입되거나 유출되는 축방향으로 고정된 입출 지점을 더 포함하며,
    상기 스프링은 상기 축에 대하여 입출 지점과 수직으로 배열되는 축방향으로 고정된 위치에서 드럼에 연결되고,
    상기 스프링은 상기 드럼의 축방향 이동 중 축방향으로 고정 유지되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 도구의 다중 높이 지지체.
  44. 중심축 둘레를 회전하도록 배치되는 드럼;
    상기 드럼의 회전을 편향시키도록 배열되는 코일 스프링;
    상기 드럼에 일단이 연결되는 코드;
    상기 코드의 타단에 연결되는 도구;를 포함하고,
    상기 코드는 상기 도구에 전력을 공급하도록 형성되며,
    상기 드럼은 파워 코드를 감아 수용하도록 형성되고,
    상기 코드는 상기 도구가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성되며,
    상기 드럼은 선택적으로 감거나 푸는 동안 축방향으로 이동하도록 형성되고,
    선택적으로 감거나 푸는 동안 상기 코드가 드럼에 선택적으로 유입되거나 유출되는 축방향으로 고정된 입출 지점을 더 포함하며,
    상기 스프링은 상기 드럼에 연결되고,
    상기 스프링은 상기 드럼의 축방향 이동 중 축방향으로 고정 유지되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 도구의 다중 높이 지지체.
  45. 프레임;
    상기 프레임에 배치되어 회전축을 한정하는 축;
    상기 축의 첫 번째 부분을 따라 배열되는 저-마찰 나사산;
    상기 축의 다른 부분에 동심으로 배열되고, 동심으로 배열되는 스프링을 슬라이딩 가능하게 지지하도록 형성된 미끄러운 외부면을 가지는 스프링 지지체;
    상기 저-마찰 나사산과 회전 결합하도록 배치되는 자가 윤활하는 내부 나사산이 형성된 구멍을 가지며, 외부면에 나선형 통로가 연장되는 드럼;
    상기 드럼의 회전을 편향시키도록 배열되는 코일 스프링;
    상기 드럼에 일단이 연결되는 코드;
    상기 코드의 타단에 연결되는 도구;를 포함하며,
    상기 스프링은 스프링 지지체와 동심으로 겹쳐지는 첫 번째 수의 코일을 가지고,
    상기 나선형 경로는 상기 드럼 둘레에 두 번째 수의 회전으로 연장되며,
    첫 번째 코일수와 두 번째 회전수의 비는 적어도 11:1이고,
    상기 나선형 경로는 코드를 감아 수용하도록 형성되며,
    상기 코드는 상기 도구가 각각 상승 또는 하강할 때 스프링의 편향력과 함께 또는 그에 대항하여 선택적으로 감기거나 풀리도록 형성되며,
    도구의 상하 이동에 대항하여 0.5 파운드(0.2㎏) 이하의 항력을 가지는 저-항력 다중 높이 도구 지지체.
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