KR20140095494A - 적재 및 리프트 루프랙 - Google Patents

적재 및 리프트 루프랙 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는, 자동차의 지붕에 화물을 적재하거나 지붕으로부터 화물을 하역하기 위한 루프랙이 기술된다. 상기 루프랙은 화물이 접근가능한 높이에 적재될 수 있게 하고 화물이 고정 위치에 유지되면서도 화물을 자동차의 지붕 위에 올릴 수 있게 하는 것을 특징으로 한다. 또 다른 실시예에서, 화물은 적재 공정 및 하역 공정 동안 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재배열된다.

Description

적재 및 리프트 루프랙{LOAD AND LIFT ROOF RACK}
본 발명은 자동차 등의 지붕에 화물을 적재하거나 지붕으로부터 화물을 하역하기 위한 루프랙에 관한 것이다. 특히, 상기 루프랙은 적재 공정 및 하역 공정에 걸쳐 화물이 고정 위치에 유지될 수 있게 하는 것을 특징으로 한다. 또 다른 실시예에서, 화물은 적재 공정 및 하역 공정 동안 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재배열될 수도 있다.
레크리에이션 및 비즈니스 용도로 여행할 때, 화물 이송은 공통적인 요구조건이다. 잘 알려져 있는 것과 같이, 자동차로 여행하는 사람들에 의해 이송되는 일반 화물들은 여행용 가방, 스키, 자전거, 카누, 카약 등을 포함한다. 이러한 물품들을 이송하는데 일반적으로 필요한 요건임에도 불구하고, 루프랙이 없는 자동차의 이송 용량(carrying capacity)은 통상적으로 자동차의 활용가능한 내부 공간에 한정된다. 이에 따라, 다양한 화물의 형태 및 크기로 인해, 다수의 화물이 자동차의 허용 내부 공간보다 더 크거나 및/또는 더 많은 물품을 이송하기 위해 독립적인 이송 장치를 필요로 한다.
과거에는, 자동차의 외부에 화물을 적재하여 이송하기 위한 다양한 수단을 제공하기 위해 다양한 타입의 루프랙이 개발되어 왔다. 통상, 루프랙은 자동차에 함께 구성된 구조 요소(structural element)들에 의해 자동차의 지붕에 결부된다(attach). 구조 요소들은 자동차의 폭을 가로질러 연장되는 2개 또는 그 이상의 크로스바(crossbar)를 포함할 수 있는 자동차 지붕의 길이를 따라 연장되는 지지 레일 또는 바를 포함할 수 있다. 적재물을 루프랙에 연결하도록 특별히 구성된 크로스바 및/또는 지지 레일에 다양한 부속물(attachment)들이 구성될 수 있다. 또한, 크로스바는 자동차의 폭을 초과하도록 구성되거나 혹은 자동차의 폭에 조절되도록 구성될 수도 있다.
화물은 일반적으로 크로스바 및/또는 레일 위에 화물을 고정하는 스트랩 및/또는 위에서 언급한 액세서리를 이용하여 루프랙에 고정된다. 화물의 위치는 화물 또는 루프랙 위의 사용가능한 결부 지점(attachment point)에 따라 특정 형상에 제한될 수 있지만 통상적으로 사용자에 의해 선택된다.
다수의 자동차, 특히, SUV 및 미니밴은 상당히 큰 높이를 가진다. 이에 따라, 자동차 지붕의 높이는 화물을 적재하거나 하역하는 평균 또는 작은 키의 사람들이 닿는 높이를 초과한다. 그 결과, 무겁거나 및/또는 다루기 힘든 화물을 자동차의 지붕에 올리거나 자동차의 지붕으로부터 내릴 때 사용자가 부상당할 수도 있다. 이와 유사하게, 자동차 또는 화물도 파손될 수 있다. 사람들은 종종 화물을 적절하게 배치하거나 치우기 위하여 자동차의 트렁크 또는 후드 및/또는 범퍼에 균형을 맞추려고 시도함으로써 이러한 자동차의 높이 문제를 해결하려 한다. 몇몇 사람들은 자동차 내에 소형 스테핑 시스템(stepping system)을 장착하도록 선택하지만, 이러한 스테핑 시스템은 자동차에서 불필요하게 공간을 차지하며 무겁고 다루기 힘든 적재물을 든 채로 사람들이 이러한 시스템 위로 올라가거나 내려올 때 사람들에게 위험할 수도 있다. 이에 따라, 화물이 보다 접근가능한 높이에 적재될 수 있게 하고 위에서 언급한 문제점들을 해결하는 장치에 대한 필요성이 존재한다.
종래 기술은 사용자에게 사용하기 쉬운 방식으로 다양한 장치를 이용하고 안락한 기능을 제공하는 디자인을 고려하고자 하는 여러 가지 시스템을 예시하고 있다. 일반적인 디자인은, 사용자에게 화물을 적재하고 하역하도록 보조하기 위해 화물을 내리고 자동차의 측면으로 회전시킬 수 있게 하는 형상을 포함한다. 예를 들어, 국제 특허공보 WO 89/03324는 화물을 자동차의 지붕에 적재하고 자동차의 지붕으로부터 내리기 위해 지지 베이스 중앙에 장착된 중앙 스태프 위에 장착된 2개의 레버 암을 포함하는 장치를 기술하고 있으며, 미국 특허공보 2007/0007316는 자전거를 자동차에 적재하고 자동차로부터 하역하기 위해 접힘식 지지 암이 구비된 회전 빔에 대해 기술하고 있다. 그 밖의 디자인은, 화물이 수평 위치에서 자동차의 측면에 적재될 수 있게 하고, 그 후에, 상기 수평 위치에서 화물이 자동차 위에 올려질 수 있게 함으로써, 이러한 기능들이 개선된다. 예를 들어, 미국 특허공보 5,360,150은 작동 동안 화물이 수평 위치에 유지될 수 있게 하는 정지식 종방향 요소(stationary longitudinal element)를 사용하는 루프랙을 기술하고 있으며; 미국 특허공보 5,544,796은 보조 섹션이 자동차 지붕의 단부로부터 밑으로 연장되고 외부 방향으로 연장되도록 위치되는 보조 섹션(auxiliary section) 및 지붕 섹션(roof section)을 가진 2개의 평행 트랙을 포함하는 루프랙을 기술하고 있고; 미국 특허공보 5,988,470은 작동 동안 화물이 수평 방향으로 유지되는 평행사변형 메커니즘 및 텔레스코프식 메커니즘을 사용하는 랙을 기술하고 있으며; 미국 특허공보 6,634,529는 자동차의 지붕 위에 자전거 및 그 밖의 화물을 적재하기 위해 피벗회전식 암 위에 배열된 케이블에 대해 기술하고 있고; 미국 특허공보 6,638,000은 자동차의 지붕에 자전거를 올리거나 지붕으로부터 자전거를 내리기 위한 시스템을 기술하고 있는데 상기 시스템은 자동차의 지붕 위에 위치된 회전식 샤프트 부재에 자전거를 고정하기 위해 지지 브래킷이 있는 리프트 암을 포함하며; 미국 특허공보 7,513,730은 수평의 프레임 부재, 화물 이송 랙 및 상기 프레임 부재에 슬라이딩 이동가능하고 피벗회전 가능하게 결부된 화물 이송 암들을 사용하여 화물을 적재하기 위한 장치에 대해 기술하고 있다.
이러한 다양한 디자인 영향에도 불구하고, 화물을 루프랙에 적재하거나 하역하기 위해 사람들에게 요구하는 힘을 줄여서, 자동차가 파손되는 위험 및 사람이 다칠 위험을 최소화시키는 루프랙 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 자동차에 장착하는 공정이 상대적으로 간단한 루프랙 시스템에 대한 필요성도 존재한다.
제1 실시예에 따르면, 본 발명은 자동차에 화물을 적재하고 자동차로부터 화물을 하역하기 위한 적재 및 리프트 루프랙을 제공하며, 상기 루프랙은: 자동차에 결부하기 위한 베이스 레일을 포함하고, 상기 베이스 레일은 제1 베이스 레일 단부 및 제2 베이스 레일 단부를 가지며; 제1 레버 바 단부 및 제2 레버 바 단부를 가진 레버 바를 포함하고, 상기 제1 레버 바 단부는 한 피벗 지점에서 제1 베이스 레일 단부에 작동 가능하고 피벗회전 가능하게 연결되며; 제1 암 바 단부 및 제2 암 바 단부를 가진 암 바를 포함하고, 상기 제1 암 바 단부는 제2 레버 바 단부에 작동 가능하고 피벗회전 가능하게 연결되며; 제1 베이스 레일 단부에 고정된 베이스 기어를 포함하고; 제1 암 바 단부에 고정된 암 기어를 포함하며; 상기 베이스 기어와 암 기어를 작동 가능하게 연결하는 연결 수단을 포함하고, 레버 암이 베이스 레일에 대해 피벗회전 운동함으로써, 레버 암이 적재 위치와 이송 위치 사이에서 운동하는 동안, 암 바가 베이스 레일에 대해 고정된 방향에 배열된 상태를 유지한다.
추가적인 실시예들에서, 레버 암은 적재 위치로부터 이송 위치로 이동할 때 하부를 향하는 방향으로부터 수직 방향을 거쳐 수평 방향으로 피벗회전된다.
또 다른 실시예에서, 레버 암이 적재 위치로부터 이송 위치로 운동하고, 반대로, 이송 위치로부터 적재 위치로 운동하도록 보조하기 위하여, 작동 수단이 베이스 레일에 작동 가능하게 연결된다.
또 다른 실시예에서, 작동 수단은 베이스 레일에 결부된 제1 단부 및 레버 암을 이동시키도록 보조하기 위해 레버 암에 작동 가능하게 연결된 레버에 결부된 제2 단부를 가진 유압 또는 공압 실린더이다.
또 다른 실시예에서, 작동 수단은 레버 암에 작동 가능하게 연결된 웜 기어 및 베이스 레일에 작동 가능하게 연결된 웜 샤프트를 포함한다.
추가적인 실시예들에서, 작동 수단은 수동으로 작동될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 작동 수단은 전기적으로 작동될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 연결 수단은 암 기어와 베이스 기어를 연결하는 연속 체인(continuous chain)이다.
추가적인 실시예들에서, 적재 및 리프트 루프랙은 2개 또는 그 이상의 작동 가능하고 상호연결된 베이스 레일, 레버 암 및 암 바 세트를 포함한다.
추가적인 실시예들에서, 암 기어와 베이스 기어는 상이한 크기를 가지며, 레버 암이 적재 위치와 이송 위치 사이에서 운동하는 동안, 레버 암은 베이스 레일에 대해 피벗회전 운동하여 암 바가 베이스 레일에 대해 배열되는 방향이 변경될 수 있게 한다.
추가적인 실시예들에서, 암 바는 하나 이상의 적재물 이송 레일(load carrying rail)을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 레버는 적재 위치와 이송 위치 사이에서 총 대략 270°만큼 운동하며, 레버 암이 실질적으로 수평 방향으로 배열될 때 최대 토크(maximum torque)가 레버에 제공된다.
또 다른 실시예에서, 연결 수단은 벨트(belt)이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 기술된다:
도 1은 적재 위치에 있는 적재 및 리프트 루프랙을 보여주는 본 발명의 한 실시예의 투시도이며;
도 2는 중간 위치에 있는 적재 및 리프트 루프랙을 보여주는 본 발명의 한 실시예의 투시도이고;
도 3은 이송 위치에 있는 적재 및 리프트 루프랙을 보여주는 본 발명의 한 실시예의 투시도이며;
도 4a는 적재 위치에 있는 적재 및 리프트 루프랙을 보여주는 본 발명의 한 실시예의 투시도로서, 화물은 수평 방향으로 배열되고;
도 4b는 부분적으로 연장된 위치에 있는 적재 및 리프트 루프랙을 보여주는 본 발명의 한 실시예의 투시도이며;
도 4c는 이송 위치에 있는 적재 및 리프트 루프랙을 보여주는 본 발명의 한 실시예의 투시도로서, 화물은 수직 방향으로 배열되고;
도 5는 부분적으로 연장된 위치에 있는 본 발명의 한 실시예의 등축도로서, 베이스 레일, 레버 바 및 암 바를 보여주며;
도 6은 이송 위치 및 완전히 접혀진 위치에 있는 본 발명의 한 실시예의 등축도이고;
도 7은 완전히 접혀진 위치에 있는 본 발명의 한 실시예의 등축도로서, 작동 수단을 보여주며;
도 8은 이송 위치에 있는 본 발명의 한 실시예의 등축도로서, 베이스 기어와 암 기어를 개략적으로 도시한 연결 수단을 보여주고;
도 9는 중간 위치에 있는 본 발명의 한 실시예를 개략적으로 도시한 도면으로서, 베이스 기어와 웜 기어를 보여주며;
도 10은 중간 위치에 있는 본 발명의 한 실시예를 개략적으로 도시한 도면으로서, 베벨 기어와 구동 모터를 보여주고;
도 11은 베벨 기어와 구동 모터를 개략적으로 도시한 도면이며;
도 12는 고정 바를 보여주는 본 발명의 한 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도면에 도시된 것과 같이, 본 발명은 자동차(11)의 지붕으로 화물을 이송하거나 지붕으로부터 화물을 이송하기 위한 루프랙(10)에 관한 것으로서, 적재물(load)(예컨대, 자전거)은 적재 위치(도 1 참조)로부터 중간 위치(도 2 참조)를 통해 이송 위치(도 3 참조)로 이송된다. 본 발명을 기술할 때, 본 명세서에 정의된 모든 용어들이 일반적으로 종래 기술에서 인식되는 의미를 가지는 것은 아니다. 하기 기술된 설명 내용이 본 발명의 특정 실시예 또는 특정 사용 방법에 관한 것이지만, 이것은 본 발명을 예시하기 위한 것이지 제한하기 위한 것이 아니다. 하기 내용은 본 발명의 사상과 범위에 포함되고 청구범위에 정의된 것과 같이 모든 변형예, 대안예 및 균등예들을 다루기 위한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따르면, 자동차(11)의 지붕으로 화물을 이송하거나 지붕으로부터 화물을 이송하기 위한 루프랙(10)이 제공된다(도 1-3). 도 4-8에 도시된 것과 같이, 루프랙(10)은 자동차에 결부하기 위한 베이스 레일(12a, 12b), 피벗 지점(30a, 30b)에 의해 상기 베이스 레일에 피벗회전 가능하게 결합된 레버 바(14a, 14b), 및 상기 레버 바에 피벗회전 가능하게 결부된 암 바(16a, 16b)를 포함한다. 본 발명에서는 각각 한 쌍의 베이스 레일, 레버 바 및 암 바가 기술되지만, 2개 이상의 베이스 레일, 레버 바 및 암 바를 가진 상이한 실시예들도 고려될 수 있다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 단일의 베이스 레일, 레버 바 및 암 바를 가진 실시예들도 고려된다.
도 12에 도시된 것과 같이, 루프랙(10)은 루프랙(10)을 강화시키고 고정시키기 위해 레버 바(14a, 14b) 또는 암 바(16a, 16b)에 고정된 하나 이상의 고정 바(36)를 포함할 수 있다.
암 바(16a, 16b)는 도 3에 도시된 것과 같이 이송 위치로 이동되거나 이송 위치로부터 이동되며 도 1에 도시된 것과 같이 적재 위치로 이동되거나 적재 위치로부터 이동된다. 중요하게는, 바람직한 한 실시예에서, 암 바는 베이스 레일에 대해 루프랙을 적재하고 하역하는 전체 공정 동안 고정된 방향에 유지된다. 예를 들어, 루프랙(10)이 적재 위치에 있을 때(도 1) 화물의 방향은 루프랙이 이송 위치에 있을 때(도 3)의 화물의 방향과 동일하다. 달리 말하면, 암 바는 일반적으로 적재 또는 하역하는 공정 동안 베이스 레일에 대해 평행한 상태로 유지된다.
화물의 방향은 루프랙(10)의 다양한 구성 요소들에 결부된 고정 기어, 및 이 고정 기어들 사이에 배열된 연결 수단 세트를 포함하는 장치의 특정 형상에 의해 유지된다. 보다 구체적으로, 레버 바(14a, 14b)는 베이스 레일(12a, 12b)에 작동 가능하게 결부된 피벗 지점(30a, 30b) 주위로 회전하며 작동 수단(28a, 28b)에 의해 구동된다(밑에서 더욱 상세하게 기술됨). 한 세트의 베이스 기어(26a, 26b)가 베이스 레일(12a, 12b)에 대해 고정되며 이에 따라 베이스 기어들은 루프랙(10)의 작동 동안에는 회전되지 않는다. 한 세트의 암 기어(22a, 22b)가 암 바(16a, 16b)에 고정되어, 지면에 대한 암 바의 각도가 암 기어들의 방향에 의해 결정된다. 암 기어들의 방향은 연결 수단(24a, 24b), 가령, 각각의 암 기어와 베이스 기어들을 상호연결하는 벨트 또는 체인에 의해 유지된다. 중요하게는, 이송 위치 및 적재 위치로 이동하거나 이송 위치 및 적재 위치로부터 이동하는 동안, 암 기어(22a, 22b)는 암 기어들이 회전하게 하는 연결 수단(24a, 24b)에 의해 레버 바(14a, 14b)에 대해 회전할 것이다. 암 바(16a, 16b)들이 암 기어(22a, 22b)에 고정되기 때문에, 암 바의 방향은 루프랙(10)의 전체 적재 또는 하역 공정에 걸쳐 고정 위치(바람직하게는, 수평 위치)에 유지된다.
본 발명의 다양한 실시예들에서, 베이스 기어의 운동(movement)은 베이스 기어의 운동을 시작하거나 및/또는 조절하는 작동 시스템에 의해 조절되거나 보조되어 적재 및 하역 공정에 영향을 끼친다.
한 실시예에서, 레버 바(14a, 14b)가 베이스 레일(12a, 12b)에 대해 회전하도록 컨트롤 레버(30a, 30b)를 구동시키는 작동 수단으로서 유압 피스톤(28a, 28b)이 사용된다. 크로스바(18) 주위로 회전하면, 레버 바(14a, 14b)는 루프랙(10)이 작동 중에 있을 때 자동차의 지붕 위로 이동하게 된다. 도 1, 4 및 5에 가장 잘 도시된 것과 같이, 컨트롤 레버가 작동되어 적재 위치(도 1)로부터 거의 270°만큼 레버 암의 270°에 상응하는 이송 위치(도 6)로 회전된다. 컨트롤 레버가 레버 바/크로스바에 대해 배열되는 방향은, 적재물이 레버 바/크로스바에 올려지기 때문에 최대 토크가 제공되는 위치에서 유압 피스톤이 레버 바/크로스바에 최대 토크를 전달하도록 배열되는 것이 바람직하다. 통상, 최대 토크 지점에서, 레버 바는 지면에 대해 수평 방향으로 연장된다. 이에 따라, 컨트롤 레버는 작동 실린더가 최대 토크 지점에서 컨트롤 레버에 대해 90°로 효율적으로 힘을 제공하도록 위치되는 것이 바람직하다.
한 실시예에서, 롤러 체인이 연결 수단(24a, 24b)으로서 작동하고 베이스 기어(26a, 26b) 및 암 기어(22a, 22b) 위에서 치형부(teeth)와 작동 가능하게 맞물린다(operatively engage). 상기 실시예에서, 레버 바(14a, 14b)가 크로스바(18) 주위로 회전하기 때문에, 상기 롤러 체인들은 롤러 체인 내의 인장력(tension)이 균일하여 암 기어(22a, 22b) 및 암 바(16a, 16b)가 고정되어 배열되도록 기어와 맞물린다.
그 밖의 작동 수단, 가령, 수동 크랭크 및/또는 전기-구동 모터를 포함할 수 있는 웜 기어 조립체가 사용될 수 있다. 여러 가지 타입의 기어가 다양하게 조합되어 사용될 수 있으며, 가령, 당업자에게 잘 알려져 있는 웜, 랙-피니언, 링, 헬리컬, 페이스(face), 하이포이드(hypoid), 베벨, 스파이럴(spiral) 및 스크루 기어도 가능하다. 또한, 다양한 타입의 연결 수단, 가령, 케이블 및 풀리 시스템도 가능하다. 한 예로서, 도 10 및 11은 베이스 레일(12a, 12b) 중 한 레일에 고정된 구동 모터(34)가 있는 베벨 기어(32)를 도시한다. 구동 모터가 작동되면, 베벨 기어가 회전하게 되고, 이에 따라 크로스바(18)도 회전하게 된다.
이제, 본 시스템이 적재 위치로부터 이송 위치로 작동하는 과정이 상세하게 기술될 것이다. 일반적인 자동차에서, 루프랙(10)은 도 1에 도시된 적재 위치에서 시작한다. 화물을 용이하게 적재하기 위해 암 바(16a, 16b)가 대략 허리 또는 가슴 높이에 정지된다. 화물은 홀딩 바(20a, 20b) 또는 암 바(16a, 16b)에 결부된 그 외의 다른 몇몇 부착 수단에 고정된다. 예시를 위해, 도 5에서는 관형 구조(tubular structure)로서 암 바가 도시되지만, 화물을 더 쉽고 안정적으로 결부하기 위해 당업자에게 알려져 있는 것과 같이 다양한 형태와 크기도 가능하다. 화물이 원하는 방향으로 적재되고 나면, 사용자가 보조하거나 사용자의 보조 없이도, 작동 수단(28a, 28b)이 컨트롤 레버를 움직이기 시작하여 암 바(16a, 16b)가 화물을 자동차의 지붕을 향해 들어올리게 한다. 연결 수단(24a, 24b)은 암 기어(22a, 22b) 및 암 바(16a, 16b)가 화물이 수평 방향으로 배열될 수 있도록 유지하고, 화물의 이송 위치가 화물의 적재 위치와 똑같은 방향을 가질 수 있게 한다. 작동 시스템이 유압 실린더인 예에서, 유압 실린더는, 레버 암이 수직 방향으로 배열되어 화물을 이송 위치로 내리는 과정의 속도를 늦추거나 조절할 때까지, 화물을 올리는 과정을 보조하거나 조절할 것이다.
본 시스템은 이송 위치로부터 적재 위치로, 반대로도, 작동된다. 이 경우, 작동 수단(28a, 28b)은 컨트롤 레버를 구동시켜 암 바(16a, 16b)를 자동차의 지붕 위로 들어올리게 하여 화물이 사용자에 의해 하역될 수도 있는 적재 위치로 이동하게 한다. 이와 같은 적재 과정 시에, 화물의 방향은 루프랙(10)의 전체 하역 공정에 걸쳐 고정된다(preserved).
그 외의 실시예들에서, 베이스 기어와 암 기어 사이의 기어비(gear ratio)는 변경될 수 있으며, 여기서 화물의 방향은 적재 위치와 이송 위치 사이에서 변경된다. 예를 들어, 화물이 수평 방향으로 적재되나 사용되는 자동차의 폭 크기를 최소로 할 수 있도록 하기 위해 사직 위치에서 이송되는 것이 보다 용이할 수 있다. 이 경우, 적재하여 이송 위치를 향해 이동시킨 후에, 암 바는 수평 위치와 수직 위치 사이에서 이동된다. 예를 들어, 도 4a, 4b 및 4c는 베이스 기어(26a, 26b)와 암 기어(22a, 22b) 사이에 가변 기어비를 가진 루프랙을 도시한다. 도 4a에서, 루프랙은 적재 위치에 있으며 화물은 수평 방향으로 배열된다. 루프랙이 작동되면, 가변 기어비로 인해 암 바가 레버 바 주위로 회전된다. 예를 들어, 도 4a, 4b 및 4c는 암 기어보다 더 작은 직경을 가진 베이스 기어를 도시한다. 크기에 있어서의 이와 같은 차이는, 베이스 기어와 암 기어가 작은 직경을 가질 때의 경우에서와 같이 고정된 상태로 정지되어 있는 것과는 반대로, 암 기어가 레버 암에 대해 회전하게 한다. 루프랙이 이송 위치에 도달하면, 화물은 수직 방향으로 배열된다(도 4c 참조).
루프랙에는 외부 물체(예컨대, 헐거운 옷 또는 손가락)가 다양한 이동 요소(moving component)에 끼이게 되는 위험을 최소화시키기 위하여 기어 및 체인(혹은 그 밖의 연결 시스템) 주위에 보호 덮개가 제공될 수도 있다.
하중( load )
작동 시에, 하중(load)은 암 기어에 제공되는 토크와 본 장치에 안내되는(directed) 수직방향 하중(vertical load)의 조합에 의해 루프랙(10)의 암 기어(22a, 22b) 및 레버 바(14a, 14b)로 전달된다. 토크는 암 기어(22a, 22b)를 통해 베이스 레일(12a, 12b)까지 전달된다. 레버 반응 힘(FR)은 루프랙(10)에 제공되는 하중(L)이다(공식 1). 암 기어에 제공되는 토크는 레버 바(14a, 14b)를 통해 베이스 레일(12a, 12b)까지 전달되는 기어 반응 모멘트(MR)로서 계산될 수 있다. 루프랙(10)의 단일 암 바에 제공되는 하중은 무게중심까지의 길이(l)(여기서는, 암 중 한 암의 길이로서 근사화됨)과 루프랙(10)에 제공된 하중(L)의 곱(product)으로서 계산된다(공식 2).
Figure pct00001
하중의 무게중심은 암 바(16a, 16b)와 레버 바(14a, 14b)가 연결되는 지점에 대해 원위 위치에 배열되어(distal), 상기 연결 지점 전체에 모멘트가 제공되게 한다. 커넥터 하중(LC)은 하중에 의해 제공된 기어 반응 모멘트(MR), 및 암 바(16a, 16b) 중 하나 위에 있는 단일 암 기어의 반경(RG)의 함수이다(공식 3).
Figure pct00002
크로스바(18)는 레버 바(14a, 14b)들 사이에 하중을 분배한다(distribute). 수직 방향에서의 베이스 반응 힘(FB)은 수직 방향에서의 레버 반응 힘(FR)과 똑같다(공식 4). 드라이버 반응 모멘트(MDR)는 본 장치의 한 쪽에 대해 레버 반응 힘(FR), 단일 레버 바의 길이(l2), 및 회전 각도의 곱(product)으로서 계산될 수 있다(공식 5). 하중이 항상 수직 방향으로 작용하기 때문에, 작동 수단(28a, 28b)에 작용하는 모멘트는 회전 각도(φ)가 변함에 따라 변경된다. 하중은 최종적으로 베이스 레일(12a, 12b)을 자동차에 결부하는 자동차 지붕 위의 결부 지점으로 전달된다.
Figure pct00003
모멘트의 합(MS)은 도시된 것과 같이 공식 6으로서 계산되는데, 여기서 FB는 베이스 반응 힘이고, L2는 단일 레버의 길이, MDR은 드라이버 반응 모멘트, 그리고, MR은 기어 반응 모멘트이다. 결부 지점(1 및 2)에 작용하는 반응 힘(각각, FP1 및 FP2)은 도시된 것과 같이 공식 7 및 8로서 계산된다.
Figure pct00004
결부 지점들은 제작자-설치 레일이거나 부품 시장(aftermarket) 부속물일 수 있다.
당업자에게 자명한 것처럼, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도, 하기 청구범위에서 정의된 것과 같이, 본 발명에 대해 위에서 기술한 특정 실시예의 다양한 변형예, 적용예 및 개선예들도 가능하다.

Claims (18)

  1. 자동차에 화물을 적재하고 자동차로부터 화물을 하역하기 위한 적재 및 리프트 루프랙에 있어서,
    상기 루프랙은:
    - 자동차에 결부하기 위한 베이스 레일을 포함하고, 상기 베이스 레일은 제1 베이스 레일 단부 및 제2 베이스 레일 단부를 가지며;
    - 제1 레버 바 단부 및 제2 레버 바 단부를 가진 레버 바를 포함하고, 상기 제1 레버 바 단부는 한 피벗 지점에서 제1 베이스 레일 단부에 작동 가능하고 피벗회전 가능하게 연결되며;
    - 제1 암 바 단부 및 제2 암 바 단부를 가진 암 바를 포함하고, 상기 제1 암 바 단부는 제2 레버 바 단부에 작동 가능하고 피벗회전 가능하게 연결되며;
    - 제1 베이스 레일 단부에 고정된 베이스 기어를 포함하고;
    - 제1 암 바 단부에 고정된 암 기어를 포함하며;
    - 상기 베이스 기어와 암 기어를 작동 가능하게 연결하는 연결 수단을 포함하고,
    레버 암이 베이스 레일에 대해 피벗회전 운동함으로써, 레버 암이 적재 위치와 이송 위치 사이에서 운동하는 동안, 암 바가 베이스 레일에 대해 고정된 방향에 배열된 상태를 유지하는 적재 및 리프트 루프랙.
  2. 제1항에 있어서,
    레버 암은 적재 위치로부터 이송 위치로 이동할 때 하부를 향하는 방향으로부터 수직 방향을 거쳐 수평 방향으로 피벗회전되는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 루프랙은 레버 암이 적재 위치로부터 이송 위치로 운동하고, 반대로, 이송 위치로부터 적재 위치로 운동하도록 보조하기 위하여 베이스 레일에 작동 가능하게 연결된 작동 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  4. 제3항에 있어서,
    작동 수단은 베이스 레일에 결부된 제1 단부 및 레버 암을 이동시키도록 보조하기 위해 레버 암에 작동 가능하게 연결된 레버에 결부된 제2 단부를 가진 유압 또는 공압 실린더 중 하나이거나 혹은 상기 유압 또는 공압 실린더의 조합인 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  5. 제3항에 있어서,
    작동 수단은 레버 암에 작동 가능하게 연결된 웜 기어 및 베이스 레일에 작동 가능하게 연결된 웜 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  6. 제5항에 있어서,
    작동 수단은 수동으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  7. 제5항에 있어서,
    작동 수단은 전기적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    연결 수단은 암 기어와 베이스 기어를 연결하는 연속 체인(continuous chain)인 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    적재 및 리프트 루프랙은 2개 또는 그 이상의 작동 가능하고 상호연결된 베이스 레일, 레버 암 및 암 바 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    암 기어와 베이스 기어는 상이한 크기를 가지며, 레버 암이 적재 위치와 이송 위치 사이에서 운동하는 동안, 레버 암은 베이스 레일에 대해 피벗회전 운동하여 암 바가 베이스 레일에 대해 배열되는 방향이 변경될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    암 바는 하나 이상의 적재물 이송 레일(load carrying rail)을 포함하는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  12. 제4항에 있어서,
    레버는 적재 위치와 이송 위치 사이에서 총 대략 270°만큼 운동하며, 레버 암이 실질적으로 수평 방향으로 배열될 때 최대 토크가 레버에 제공되는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    연결 수단은 벨트인 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루프랙은 연결 수단 구성요소들을 적어도 부분적으로 가리기 위해 연결 수단에 작동 가능하게 연결된 보호 가드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    베이스 기어의 중심은 레버 암의 피벗 축과 동축 배열되는(coaxial) 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    암 기어의 중심은 암 바의 피벗 축과 동축 배열되는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루프랙은 레버 바에 연결된 고정 바를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루프랙은 암 바에 연결된 고정 바를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 적재 및 리프트 루프랙.
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