KR20150137029A - 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 장치가 다른 물체에 대해 물체를 위치설정시키기 위해 제공된다. 본 장치는 펼침 상태 및 접힘 상태를 가지는 연동장치를 포함하며, 연동장치는 피봇 회전 축선을 중심으로 서로에 커플링되는 한 쌍 이상의 링크들을 포함한다. 본 장치는 또한 연동장치의 한 쌍 이상의 링크들의 피봇 회전 축선에 위치설정되는 마찰 요소를 포함한다. 본 장치의 스프링은 연동장치의 한 쌍 이상의 링크들의 링크들에 편향력을 가하도록 위치설정된다. 본 장치는 사용자 조정 위치로부터 경로에 따른 물체의 비의도적인 운동을 방지하고 다른 물체를 향하여 근접하거나 다른 물체로부터 멀어지는 물체의 의도적인 운동을 용이하게 하도록 구성된다.

Description

사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치 {DEVICE FOR POSITIONING AN OBJECT AT A USER-ADJUSTED POSITION}
본 출원은 2014년 5월 28일자로 출원된 미국 가 출원 번호 62/003,749호의 이득을 주장하며, 그 모든 내용들은 그 전체가 인용에 의해 본 출원에 포함된다.
사용자 조정 위치에 물체를 위치시키기 위한 장치들이 과거에 제안되었다. 그와 같은 몇몇 장치들은 상대적으로 낮은 수명을 가지며 너무 빠르게 고장날 수 있다. 다른 장치들은 상이한 중량들의 물체들과 함께 사용하도록 구성되기 위해서 사용자에 의한 조정을 필요로 할 수 있다. 또 다른 장치들은 사용자 조정 위치에 물체를 고정시키기 위해서 레버 기구 또는 제동 기구를 필요로 한다.
이들 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들이 몇몇 환경들에서 허용될 수 있거나 훨씬 바람직할 수 있지만, 이들 특징들 중의 하나 또는 그 초과의 특징을 선택적으로 제거할 수 있는, 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키기 위한 개선된 장치들에 대한 필요성이 남아 있다. 또한, 성능, 비용-효율성, 신뢰성, 및 내구성 중의 하나 이상의 측면에서 개선된 장치에 대한 필요성이 남아 있다.
일 양태에 따라서, 본 발명들은 다른 물체에 대해 물체를 위치설정시키는 장치를 제공한다. 상기 장치는 펼침 상태와 접힘 상태를 갖는 연동장치(linkage)를 포함하며, 상기 연동장치는 회전 축선을 중심으로 서로에 커플링되는 한 쌍 이상의 링크들을 포함한다. 상기 장치는 연동장치의 한 쌍 이상의 링크들의 회전 축선에 위치설정되는 마찰 요소를 또한 포함한다. 상기 장치의 스프링은 연동장치의 한 쌍 이상의 링크들의 링크들에 편향력을 가하도록 위치설정된다. 상기 장치는 경로에 따른 사용자 조정 위치로부터 물체의 비의도적 운동을 방지하며 다른 물체를 향해 가까워지거나 다른 물체의 반대쪽으로 멀어지는 물체의 의도적 운동을 용이하게 하도록 구성된다.
상기 장치는 물체가 사용자 조정 위치로 경로를 따라 사용자에 의해 이동가능하며 물체가 사용자에 의해 해제된 이후에 물체가 사용자 조정 위치에 남아 있도록 구성될 수 있으며, 상기 연동장치는 물체들 중의 하나의 중량을 적어도 부분적으로 평형시키기에 충분한 힘을 발생시키도록 구성될 수 있다. 상기 연동장치는 펼침 위치와 접힘 위치 사이에서 연동장치의 모션 범위 전반에 걸친 힘의 변동들을 감소시키도록 선택적으로 구성된다.
다른 양태에 따라서, 본 발명은 사용자 조정가능한 위치설정 시스템을 또한 제공한다. 상기 시스템은 시스템의 사용자에 의해 이동가능한 제 1 물체 및 제 2 물체를 포함하며, 제 2 물체에 대해서 제 1 물체는 제 2 물체로부터 근접하거나 멀어지는 경로를 따라 이동할 수 있다. 상기 시스템은 제 1 물체에 커플링되는 말단부 및 제 2 물체에 커플링되는 기단부를 갖는 연동장치를 또한 포함하며, 상기 연동장치는 펼침 상태와 접힘 상태를 또한 가진다. 상기 연동장치는 회전 축선을 중심으로 서로에 커플링되는 한 쌍 이상의 링크들을 포함하며, 마찰 요소는 연동장치의 한 쌍 이상의 링크들의 회전 축선에 위치설정된다. 스프링은 연동장치의 한 쌍 이상의 링크들의 링크들에 편향력을 가하도록 위치설정된다. 상기 연동장치는 경로를 따른 사용자 조정 위치로부터 제 1 물체의 비의도적 운동을 방지하며 제 1 물체로부터 근접하거나 멀어지는 제 1 물체의 의도적 운동을 용이하게 하도록 구성된다.
사용자 조정가능한 위치설정 시스템의 연동장치의 말단부는 경로를 따라 선택적으로 이동가능하며 연동장치의 기단부는 선택적으로 고정적이거나 이동가능하다. 제 1 물체는 모니터를 선택적으로 포함하며 제 2 물체는 데스크 톱(desk top) 또는 카트 톱을 선택적으로 포함한다. 경로는 수직으로 지향될 수 있으며, 연동장치는 제 1 물체의 중량에 대한 제 1 물체를 이동하는데 필요한 힘의 비율이 1보다 더 작도록 구성될 수 있다.
마찰 요소에 의해 발생된 마찰은 바람직하게, 스프링에 의해 발생된 펼침 상태를 향한 연동장치의 편향력이 제 1 물체의 중량보다 더 작을 때 펼침 위치로부터 접힘 위치로의 연동장치의 운동을 방지하기에 충분하며, 마찰 요소에 의해 발생된 마찰은 바람직하게, 스프링에 의해 발생된 펼침 상태를 향한 연동장치의 편향력이 제 1 물체의 중량보다 더 클 때 접힘 위치로부터 펼침 위치로의 연동장치의 운동을 방지하기에 충분하다.
도 1a 및 도 1b는 다른 물체에 대해 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정하기 위한 장치의 실시예를 포함하는 본 발명의 일 양태에 따른 시스템의 예에 대한 사시도들이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에서 두 개의 상이한 위치들에 도시된 시스템의 장치에 대한 사시도들이다.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 장치에 대한 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2a 및 도 2b 장치의 미끄럼 조립체의 실시예에 대한 사시도들이다.
도 5a는 장치의 내부를 드러내기 위해 정면 커버가 제거된 도 2a 및 도 2b의 장치에 대한 정면도이며, 도 5b는 펼침 상태의 장치의 가위 기구(scissors mechanism)를 갖춘 도 2a 및 도 2b의 장치에 대한 측면 횡단면도이다.
도 6a는 장치의 내부를 드러내기 위해 정면 커버가 제거된 도 2a 및 도 2b의 장치에 대한 정면도이며, 도 6b는 접힘 상태의 장치의 가위 기구(scissors mechanism)를 갖춘 도 2a 및 도 2b의 장치에 대한 측면 횡단면도이다.
도 7은 도 2a 및 도 2b의 장치의 가위 기구의 실시예에 대한 분해 사시도이다.
도 8a 내지 도 8f는 펼침 상태의 도 7의 가위 기구를 예시하며, 특히 도 8a는 펼침 상태로 도 7에 예시된 가위 기구의 사시도이며, 도 8b는 가위 기구의 측면도이며, 도 8c는 가위 기구의 저면도이며, 도 8d는 하부 링크들이 제거된 가위 기구의 저면도이며, 도 8e는 가위 기구의 평면도이며, 도 8f는 상부 링크들이 제거된 가위 기구의 평면도이다.
도 9a 내지 도 9f는 접힘 상태의 도 7의 가위 기구를 예시하며, 특히 도 9a는 접힘 상태로 도 7에 예시된 가위 기구의 사시도이며, 도 9b는 가위 기구의 측면도이며, 도 9c는 가위 기구의 저면도이며, 도 9d는 하부 링크들이 제거된 가위 기구의 저면도이며, 도 9e는 가위 기구의 평면도이며, 도 9f는 상부 링크들이 제거된 가위 기구의 평면도이다.
도 10a 내지 도 10e는 가위 기구의 다른 실시예에 대한 사시도, 평면도, 측면도, 저면도, 및 정면도이다.
도 11a 및 도 11b는 도 10a 내지 도 10e에 도시된 가위 기구의 상단부 링크들에 대한 사시도들이다.
도 12a 및 도 12b는 도 10a 내지 도 10e에 도시된 가위 기구의 하단부 링크들에 대한 사시도들이다.
도 13a 및 도 13b는 도 10a 내지 도 10e에 도시된 가위 기구의 상부 가위 링크에 대한 사시도들이다.
도 14a 및 도 14b는 도 10a 내지 도 10e에 도시된 가위 기구의 하부 가위 링크에 대한 사시도들이다.
도 15는 도 7에 예시된 가위 기구에 사용될 수 있는 스프링의 실시예에 대한 사시도이다.
도 16은 도 7에 예시된 가위 기구에 사용될 수 있는 샤프트의 실시예에 대한 사시도이다.
도 17은 도 7에 예시된 가위 기구에 사용될 수 있는 마찰 요소의 실시예에 대한 사시도이다.
본 발명이 특정 실시예들을 참조하여 본 발명에서 예시되고 설명되지만, 본 발명은 도시된 세부사항들로 제한하려는 것이 아니다. 오히려, 특허청구범위와 균등한 범주와 범위 내에 있는 그리고 본 발명으로부터 이탈함이 없는 다양한 변형들이 세부사항들에서 이루어질 수 있다.
일 양태에 따라서, 본 발명은 고정적인 기저부에 대해서 이동가능한 물체를 사용자 조종 위치에 위치설정시키는데 사용될 수 있으며 사용자가 이동가능한 물체를 재조종할 때까지 이동가능한 물체가 그 위치에 남아있게 할 수 있는 수직 리프트 기구를 제공한다. 수직 리프트 기구는 또한, 이동가능한 물체를 위치설정시키기 위한 사용자 투입 힘(user force input)이 이동가능한 물체의 자체 중량보다 더 작은 정도의 상쇄 효과를 제공한다. 이러한 사용자 투입 힘은 기구의 모션 범위 전반에 걸쳐서 거의 일정하다.
이러한 기구에 대한 하나의 특정 적용 예는 데스크 톱 또는 카트 톱에 대해서 모니터를 수직으로 위치 설정시키는 것이다. 이후에 설명되듯이, 상기 기구의 많은 다른 적용 예들 및 방위들이 본 발명의 범주 내에서 고려된다.
예시적인 양태들에 따라서, 본 발명은 상기 기구의 모션 범위 전반에 걸쳐 거의 일정한 상쇄력(counterbalancing force), 제동이 필요하지 않을 정도의 기구 내의 마찰, 이동가능한 물체 중량들의 특정 범위에서 작동하도록 구성된 기구, 및 합당한 크기의 물리적 패키지로 피팅될 수 있는 기구를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따라서, 가위 기구는 비틀림 스프링들에 의해 펼침 방위로 편향되며, 마찰을 상기 기구에 부가하기 위해서 마찰 요소들을 또한 사용한다. 가위의 한 단부는 고정적인 기저부에 부착되며, 다른 단부는 이동가능한 물체에 부착된다. 비틀림 스프링들은 가위 링크들의 외부 피봇 축선들에 위치되며, 마찰 요소들은 중앙 피봇 축선들에 위치설정된다. 펼침 방위에서, 비틀림 스프링들로부터의 합력은 거의 수평 방향으로 가해진다. 가위의 형상으로 인해서, 작은 수평 합력이 훨씬 더 큰 수직력과 평형을 이룰 수 있다. 가위 기구가 접힐 때 비틀림 스프링들이 감기며 비틀림 스프링들이 발생하는 힘이 증가한다. 동시에, 스프링 합력의 방향은 거의 수평으로부터 거의 수직으로 변경된다. 가위의 형상으로 인해서, 가위 기구가 접힐 때 비틀림 스프링들로부터의 상쇄 합력은 이동가능한 물체의 중량에 대해 1 : 1에 더 가깝게 된다.
중앙 가위 회전 축선들에서 마찰 요소들은 기구에 마찰을 부가한다. 이러한 마찰은 기구가 이동가능한 물체 중량들 범위에 대해 사용되는 것을 허용하도록 적용된다. 상쇄력이 이동가능한 물체 중량보다 작은 경우, 마찰 요소들은 이동가능한 물체의 중량에 의해 가위가 접혀지는 것을 방지할 것이다. 상쇄력이 이동가능한 물체 중량을 초과하는 경우, 마찰 요소들은 가위 기구가 이동가능한 물체를 상승시키는 것을 방지할 것이다. 마찰 요소들은 또한 제동 효과(brake action)를 제공하여, 이동가능한 물체를 이의 의도된 위치에 유지하는 것을 돕는다.
이러한 가위의 3개의 예시적인 요소들-링크들, 비틀림 스프링들, 및 마찰 요소들은 다양한 이동가능한 물체 중량들 및 운동의 범위들을 지지하도록 매우 다양하게 조합될 수 있다. 운동의 주어진 범위에 대한 더 작은 이동가능한 물체 중량들은 비틀림 스프링들을 제거하거나 스프링 상수(rate)들을 조정함으로써 수용될 수 있다. 운동의 더 작거나 더 큰 범위들은 가위 링크들을 제거하거나 부가함으로써 성취될 수 있다. 더 작은 가위 기구는 예를 들면 두 개의 비틀림 스프링들을 구비한 한 쌍의 짧은 상부 링크들 및 짧은 저부 링크들을 포함할 수 있다.
비틀림 스프링들은 가위 기구의 외측 피벗 축선들 사이에서 작용하는 인장 코일 스프링(extension spring)들로 대체될 수 있으며, 이에 의해 가위 기구가 접혀질 때 신장되고(힘이 증가함) 가위 기구가 펼쳐질 때 수축한다(힘이 감소함).
이 같은 수직 리프트 기구의 나머지 구성요소들은 가위 기구의 운동을 제어하고 이동가능한 물체에 대한 안내 및 지지를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 상부 및 하부 마찰 판들에는 긴 슬롯이 제공될 수 있는데, 이 긴 슬롯은 직선으로 이동하도록 가위 기구의 중앙 회전 축선들을 안내하기 위해 사용된다. 또한, 마찰 판들은 맞닿아 미끌어지도록 가위 기구에 매끄러운 저 마찰 표면을 제공한다. 미끄럼 조립체는 이동가능한 물체가 부착되는 브래킷을 안내하기 위해 상업적으로 이용가능한 볼 슬라이드(ball slide)들을 사용할 수 있다. 미끄럼 조립체는 이동가능한 물체의 중량 및 미끄럼 조립체의 중앙으로부터의 이동가능한 물체의 거리에 의해 유발된, 이동가능한 물체의 모멘트를 지지하기 위한 저 마찰 수단을 제공한다.
가위 기구의 이동가능한 단부는 브래킷에 부착한다. 기부 커버 및 상부 커버는 가위 기구의 고정 단부에 부착을 제공한다. 이 커버들은 또한 사용자가 가위 기구의 핀치 지점(pinch point)들에 접근하는 것을 방지하도록 가위 기구를 둘러싼다. 단부 캡 및 기부는 커버들의 개방 단부들을 폐쇄하는데 사용된 장식용 부분들이다. 와셔(washer)들은 가위 조립체의 부분으로서 사용될 수 있다; 즉, 와셔들은 상부 및 저부 링크들을 서로 고정하고 피벗 축선들이 자유롭게 회전하는 것을 보장하는 피닝 작동(peening operation)을 위한 포지티브 스톱부(positive stop)를 제공할 수 있다. 토크 샤프트들은 마찰 요소를 파지하기 위한 고 강도 표면을 제공한다. 팝 리벳(pop rivet)들은 미끄럼 조립체를 기부 커버로 고정하고 나사들은 단부 캡 및 기부를 커버들에 유지할 수 있다.
매우 다양한 재료들이 선택될 수 있지만, 구성요소들을 위한 바람직한 재료들은 기부 및 상부 커버들을 위한 알루미늄 시트; 링크들, 단부 캡, 및 기부를 위한 다이 캐스트 아연; 미끄럼 조립체 및 와셔들을 위한 저 탄소 강; 마찰 판들을 위한 아세탈과 같은 플라스틱; 비틀림 스프링들을 위한 피아노 선; 및 토크 샤프트들 및 마찰 요소들을 위한 고 탄소 강을 포함한다.
몇몇 기구들은 선택적으로 평형 기능을 제공하기 위해 일정 하중 스프링들을 사용하지만, 일정 하중 스프링들의 설계는 주어진 부하에 대해 상당한 횟수의 사이클(한 번의 사이클은 스프링의 연장 및 수축임)을 달성하도록 대직경 스프링을 요구한다. 최고 8 kg의 중량을 가지는 이동가능한 물체들에 대해, 예를 들면, 일정 하중 스프링은 직경이 약 75 mm이어야 해서 25000 사이클들의 사이클 수명을 달성한다. 이는 기구의 큰 물리적 크기, 또는 타당한 물리적 패키지 크기를 달성하기 위한 바람직한 제품 매개변수들의 감소(적은 상쇄력 또는 더 적은 사이클)를 초래한다. 따라서, 일정 하중 스프링들의 사용은 본 발명에 따라 바람직하지 않으며, 본 발명의 실시예들은 이 같은 일정 하중 스프링들을 제거하는 것을 가능하게 한다.
다른 기구들이 이의 조정된 위치에 이동가능한 물체를 유지하기 위해 레버 또는 제동 장치를 선택적으로 사용하지만, 이는 이동가능한 물체를 바람직한 위치로 이동하면서 동시에 제동 장치를 해제 위치에 유지해야 하는 사용자에게 인체 공학적 어려움을 일으킬 수 있다. 브레이크는 이어서 이동가능한 물체를 제 위치에 유지하도록 재설정된다. 이러한 접근은 또한 제조 비용 및 복잡성을 증가시킨다. 따라서, 이 같은 제동 장치의 사용은 본 발명에 따라 바람직하지 않고, 본 발명의 실시예들은 이 같은 제동 장치들을 제거하는 것을 가능하게 한다.
또한, 사용자가 이동하는 특별한 이동가능한 물체의 중량에 상쇄력을 일치시킬 수 있도록, 조정 능력이 선택적으로 사용된다. 이는 (구체적인 사용자 작동력을 제공하기 위한) 바람직한 특징일 수 있지만, 이는 기구에 비용을 부가하고 적절하게 조정하기 위한 제조자 또는 사용자에 의한 간섭을 요구한다. 따라서, 이 같은 조정 능력의 사용은 본 발명에 따라 바람직하지 않으며, 본 발명의 실시예들은 이 같은 조정 능력을 제거하는 것을 가능하게 한다.
전체적으로 도면들을 참조하면, 본 발명의 하나의 양태는 다른 물체(24)에 대한 경로를 따라, 예를 들면 모니터와 같은, 사용자 조정 위치에 물체(22)를 위치설정시키는 장치(20)를 제공한다. 장치(20)는 사용자 조정 위치로부터 경로를 따라 물체의 의도되지 않은 이동을 방지하고(resist) 다른 물체(24)를 향하여 가까이 또는 다른 물체(24)로부터 떨어져 멀리 물체(22)의 의도된 운동을 용이하게 하도록 구성된다. 장치는 연동장치(38), 마찰 요소(68), 및 스프링(65)을 포함한다.
연동장치(38)는 물체(22)가 다른 물체(24)로부터 떨어져 멀리 위치 설정될 수 있는 펼쳐진 상태 및 물체(22)가 다른 물체(24)를 향하여 가까이 위치 설정될 수 있는 접힘 상태를 갖는다. 연동장치(38)의 말단부는 물체(22)에 커플링되도록 구성되고 연동장치(38)의 기단부는 예를 들면 데스크 톱(desk top) 또는 카트 톱(cart top)과 같은 다른 물체(24)에 커플링되도록 구성된다.
연동장치(38)의 말단부는 경로를 따라 가동되고 연동장치(38)의 기단부는 고정되거나 가동된다. 장치(20) 및/또는 경로는 수직으로 지향될 수 있고 물체(22)는 경로를 따라 다른 물체(24)에 대해 수직으로 가동된다. 연동장치(38)는 경로를 따라 위치 설정되는 회전 축선을 중심으로 서로에 대한 회전을 위해 서로 커플링되는 하나 이상의 쌍의 링크들(예를 들면, 링크(64a, 66a)들)을 포함한다. 연동장치(38)는 또한 두 개 또는 그 초과의 쌍들의 링크들(예를 들면, 링크(64/66a 및 64/66b)들을 포함할 수 있고, 각각의 링크는 회전 축선을 중심으로한 회전을 위해 인접한 링크에 커플링되며, 링크는 하나의 쌍의 링크들 중의 링크를 인접한 쌍의 링크들 중의 링크에 연결하는 샤프트(63b)를 더 포함할 수 있다.
마찰 요소(68)가 연동장치(38)의 한 쌍 이상의 링크들의 회전 축선에 위치되며, 마찰 요소(68)는 회전 축선을 중심으로 서로에 대한 링크들의 회전을 방지하는 마찰을 발생시킨다. 별도의 브레이크가 장치(20)에 포함될 필요가 없도록 마찰 요소(68)는 경로를 따라 물체(22)의 운동을 제동시키도록 구성된다.
예를 들어 회전 축선을 따라 배향되는 비틀림 스프링과 같은, 하나 또는 그 초과의 스프링(65)들은 연동장치(38)의 하나 이상의 쌍의 링크들 중의 링크들에 편향력(bias)을 인가하도록 위치 설정되며 펼침 상태를 향하여 연동장치를 편향하도록 지향된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 앞에서 언급된 바와 같이, 스프링은 연동장치가 접힘 상태를 향하여 이동할 때 증가된 힘 그리고 연동장치가 펼침 상태를 향하여 이동할 때 감소된 힘을 발생시키도록 구성된 인장 코일 스프링이다.
이동가능한 물체의 경로의 방향은 수직일 필요가 없지만, 대신 수평 방향으로 또는 수평에 대해 임의의 각도로 지향될 수 있다. 경로의 방향과 관계없이, 비틀림 스프링들과 같은 하나 또는 그 초과의 스프링들은 이에 따라 선택적으로 배향되어 연동장치가 접힘 상태에 있을 때 스프링들에 의해 발생된 결과적인 힘이 경로의 방향에 대해 평행하고/평행하거나 연동장치가 펼침 상태에 있을 때 경로의 방향에 대해 평행하지 않다. 상기 방향은 연동장치가 접힘 상태와 펼침 상태 사이에서 이동할 때 변화한다.
스프링(65)들에 의해 발생된 펼침 상태를 향하는 연동장치(38)의 편향력이 물체의 중량보다 작을 때 마찰 요소(68)에 의해 발생된 마찰은 펼쳐진 위치로부터 접힘 상태로 및/또는 그 반대 방향으로(즉, 접힘 상태로부터 펼침 상태로) 연동장치(38)의 이동을 방지하기에 충분하다. 전반적으로 장치(20)의 평형 효과는 물체(22)를 이동시키기 위해 요구된 힘 대 물체(22)의 중량의 비율이 1 보다 작게 되도록 하는 것이다. 이러한 비율은 또한 물체(22)에 의해 이동되는 경로를 따라 일정하거나 거의 일정할 수 있다, 즉 물체를 이동시키기 위해 요구된 힘은 경로를 물체(22)의 시작 지점과 관계없이 대략적으로 동일하다.
상기 장치(20)는 또한 변화하는 중량들의 물체들을 수용하도록 구성될 수 있다. 마찰 요소, 스프링, 및/또는 링크들은 장치가 중량들의 범위 내에서 물체(22)의 비의도적인 운동을 방지하도록 구성되도록 선택될 수 있다. 특히, 마찰 요소들은 물체들에 대한 사용자 선택 위치에 있는 물체를 미리 결정된 범위의 중량들 내에 유지하도록 구성될 수 있다.
상기 장치(20)는 하나 이상의 마찰 판(36), 미끄럼 조립체(33), 및 하우징을 더 포함한다. 상기 연동장치(38)는 펼침 상태와 접힘 상태 사이에서 하나 이상의 마찰 판(36)을 따라 이동한다. 하나 이상의 마찰 판(36)은 경로를 따라 연장하는 슬롯을 형성하고 경로부터 멀어지는 하나 이상의 쌍의 링크(64a/66a)들의 회전 축선의 운동을 제한하도록 구성된다. 상기 미끄럼 조립체(33)는 물체(22) 및 연동장치(38)가 커플링되는 브래킷(34) 및 경로를 따라 브래킷(34)을 안내하기 위한 볼 슬라이드를 포함한다. 하우징은 연동장치(38)를 둘러싸고 커버(32), 커버(32)의 기단부에 기단 캡(46), 및 커버(32)의 말단부에 말단 캡(44)을 포함한다.
본 발명의 다른 양태에서, 사용자-조정 가능 위치 설정 시스템은 시스템의 사용자에 의해 가동되는 제 1 물체(22), 제 2 물체(24), 연동장치(38), 및 마찰 요소(68)를 포함하며 제 2 물체(22)에 대해 제 1 물체(22)가 경로를 따라 제 2 물체(24)를 향하여 가까이 또는 제 2 물체로부터 떨어져 멀리 가동된다. 연동장치(38)는 사용자 조정 위치로부터 경로를 따라 제 1 물체(22)의 의도되지 않은 이동을 방지하고 제 2 물체(24)를 향하여 가까이 또는 제 2 물체로부터 떨어져 멀리 제 1 물체(22)의 의도된 운동을 용이하게 하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 하나의 물체(22)를 다른 물체(24)에 대해서 경로를 따라 사용자에 의해 조절된 위치에 위치시키는 장치는, 펼침 상태(extended condition)로부터 접힘 상태(collapsed condition)로의 연동장치의 운동에 저항하는 마찰을 발생시키는 수단, 및 펼침 상태를 향해 연동장치를 편향시키는 수단을 포함한다.
마찰 발생 수단은, 연동장치에 커플링되는 마찰 요소를 포함할 수 있다. 다른 마찰 발생 수단은 연동장치에 적용될 때의 운동에 저항할 수 있는 구성요소들 또는 재료들을 포함한다. 예컨대, 완충기(dampener)들, 비틀림 와셔(torsion washer)들, 또는 회전하는 마찰 디스크들이 선회축선들 또는 회전축선들 중 하나 이상의 축에 적용될 수 있다. 대안으로, 점성 유체, 이를테면 그리스(grease)가 운동을 제한하거나 운동에 저항하기 위해서 선회축선 또는 회전축선에 도포될 수 있다. 또한, 선회축선 및/또는 회전축선이 위치되는 샤프트들의 원주 형상은, 닮지않은(dissimilarly) 형상의 보어 또는 슬리브 내에서 회전될 때 가변 마찰력들을 발생시키는 그러한 방식으로 형성될 수 있다.
편향 수단은 연동장치에 커플링되는 스프링을 포함할 수 있다. 편향 수단은 또한 연동장치에 커플링되는 물체의 중량에 대한 상쇄력(counterbalancing force)에 기여할 수 있는 임의의 에너지 저장 장치를 포함할 수 있다. 이들은, 비틀림 스프링들, 인장 스프링(extension spring)들, 또는 캠들을 포함할 수 있다.
이제, 도면들 각각을 보다 자세히 언급하면, 여기서 도면들에서 사용된 유사한 도면 부호들은 다양한 도면들 도처에서 유사한 부품들을 나타내며, 도 1a 및 도 1b는 사용자에 의해 조절가능한 위치설정 시스템의 구성요소로서 설치된 상태에서 본 발명에 따른 장치의 일 실시예의 예시들이다. 제 1 물체(22), 이를 테면 모니터가 수직 리프트 기구(20)에 부착된다. 수직 리프프 기구(20)의 저부는, 제 2 물체(24), 이를테면 데스크탑 또는 이동가능한 카트에 부착된다. 양방향 수직 화살표(double-headed vertical arrow)에 의해 나타내는 바와 같이, 수직 리프트 기구(20)는 제 2 물체(24)가 고정되어 있는 동안 제 2 물체(24)에 대해 경로를 따라 일반적으로 수직한 운동으로 제 1 물체(22)가 움직이는 것을 허용한다. 하기에 상세히 설명되는 바와 같이, 수직 리프트 기구(20)는 수직 경로를 따라 임의의 위치로 제 1 물체(22)가 움직이는 것을 허용하며, 기구의 운동 범위에 걸쳐 거의 일정한 상쇄력을 제공한다. 제 1 물체(22)는 별개의 잠금 또는 제동 기구를 필요로 하지 않으면서 수직 경로를 따라 사용자에 의해 선택되는 위치를 유지할 것이다.
수직 리프트 기구(20)는, 수직으로 조절가능한 물체가 요망되는 다양한 적용분야들, 예컨대, 모니터, 프로젝션 스크린, 선반(shelf), 보관용 랙(storage rack), 칠판(chalkboard) 또는 작업면(work surface) 내로 포함될 수 있다. 추가로, 리프트 기구(20)는, 선택적으로 수평 또는 다른 수직하지 않은 배향들로 배향된다.
제 2 물체(24)의 위치 및 형태는, 수직 리프트 기구(20)의 적용에 의존한다. 예컨대, 도 1a 및 도 1b에 예시된 실시예에서, 제 2 물체(24)는 기부 또는 수평방향 표면의 형태이고, 한쪽에서 보고/보거나 접근하면, 제 1 물체(22)는 모니터의 형태이다. 그러나, 벽걸이식 모니터(wall-mounted monitor)를 갖고자 한다면, 예컨대, 수직 리프트 기구(20)가 수직 표면, 이를 테면 벽에 직접 고정될 것이며, 이에 의해 수직 리프트 기구(20)에 부착된 기부 또는 수평 표면에 대한 요구를 제거한다. 이후, 제 1 물체(22)의 수직 변위에 대한 기준 점은, 몇몇 다른 고정 위치, 이를 테면 플로어, 벽 상의 한 지점, 또는 수직 리프트 기구의 단부들일 것이다. 또한, 리프트 기구(20)가, 위로 기울어지거나(inclined) 아래로 기울어지거나(declined) 수평한 경로를 따라 제 1 물체의 위치를 제어하도록 임의의 각도로 설치될 수 있음이 예측된다. 수직 리프트 기구(20)는, 이상적으로 제 1 물체의 중량에 대해 상쇄력을 제공하는데 적합하여, 제 1 물체가 수직 리프트 기구(20)의 배향에 관계없이 다양한 높이들에서 부여된 위치를 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수직 리프트 기구(20)는 도 2a 내지 도 9f에 예시된다. 도 2a 및 도 2b는 제각기 펼침 상태 및 접힘 상태에서 수직 리프트 기구(20)를 설명한다. 수직 리프트 기구(20) 내에는 수직방향으로 미끄러지게 하는 브래킷이 있다. 브래킷은 2 개의 아암(30a, 30b)들을 포함한다. 아암들은 제 1 물체 및 제 2 수직 리프트 기구(20) 사이에 하나의 부착 지점을 제공한다. 다양한 인자들, 이를 테면 제 1 물체의 중량 및 형상에 따라, 브래킷은 하나 또는 그 초과의 아암들을 포함할 수 있어, 제 1 물체가 수직 리프트 기구(20)에 확실히 부착될 수 있다. 그러나, 브래킷이 2 이상의 아암들을 갖는 것이 바람직하다. 2 개의 아암(30a, 30b)들 각각은, 수직 리프트 기구(20)의 전방 커버(32)에서 각각의 기다란 개구 또는 슬롯(28a, 28b)을 통해 확장한다. 도 2a에서,아암(30a, 30b)들은 기다란 개구(28a, 28b)들의 말단 단부에 위치되며, 이 말단 단부는 제 1 물체(22)가 제 2 물체(24)로부터 비교적 훨씬 말단에 있는 펼침 상태에 대응한다. 도 2b에서, 아암(30a, 30b)들은 기다란 개구(28a, 28b)들의 기단부에 위치되며, 이 기단부는 제 1 물체(22)가 제 2 물체(24)로부터 비교적 훨씬 기단에 있는 접힘 상태에 대응한다.
이제 도 3을 참조하면, 수직 리프트 기구(20)의 분해도가 제공된다. 수직 리프트 기구(20)는 제 1 패스너 세트(50a, 50b, 50c, 50d)들, 이를 테면 스레디드 스터드(threaded stud)들을 이용하여 함께 유지될 수 있는 전방 커버(32), 후방 커버(42), 단부 캡(44), 및 기부 캡(46)을 포함하는 하우징을 갖는다. 하우징을 조립하는데 요구되는 패스너들의 개수를 제한하기 위해서, 하나 또는 그 초과의 일체형 돌기들(integral projections)(29a, 29b)이 전방 커버(32) 및/또는 후방 커버(42)의 단부 부분(39a, 39b)들에서 대응하는 구멍에 정합하는 단부 캡(44) 및/또는 기부 캡(46)의 면 상에 제공될 수 있다. 또한, 제 1 패스너 세트(50a, 50b, 50c, 50d)들은, 전방 커버(32), 후방 커버(42), 단부 캡(44), 및 기부 캡(46) 중 2 또는 그 초과를 통해 삽입될 수 있다. 하우징은, 기구의 내부를 이동하는 부품들로부터 사용자를 차단하며, 조작 중 사용자에 대한 부상 또는 부품들에 대한 손상을 방지한다.
이전에 설명된 바와 같이, 전방 커버(32)는 브래킷(34)의 아암(30a, 30b)들을 수용하는 2 개의 기다란 개구들 또는 슬롯(28a, 28b)들을 포함할 수 있다. 아암(30a, 30b)들은 브래킷(34)의 미끄럼 판(51)의 표면으로부터 일반적으로 수직으로 연장한다. 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이, 브래킷(34)은 미끄럼 조립체(33)의 일부이며, 그의 추가적인 세부사항들은 추후 설명될 것이다.
미끄럼 조립체(33)와 후방 커버(42) 사이에는 상부 마찰 판(36)과 하부 마찰 판(40) 사이에 개재된(sandwiched) 가위 기구(scissor mechanism)(38)가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가위 기구(38)는 나중에 설명될 도 7의 분해도에서 예시된다.
아직 도 3을 참조하면, 수직 리프트 기구(20)의 구성요소들 중 하나 또는 그 초과의 구성요소는 대칭인 것이 바람직하다. 이는, 개별 부품들의 제조의 복잡성을 감소시키며 조립 중 에러들을 회피함에 따라 유리하다. 예컨대, 도 3에서 보는 바와 같이, 미끄럼 조립체(33), 상부 마찰 판(36), 및 하부 마찰 판(40)은 수평방향으로 180° 회전될 수 있으며, 여전히 적절하게 설치될 수 있다.
수직 리프트 기구(20)의 예시적인 조립 방법은, 먼저 하부 마찰 판(40)을 후방 커버(42) 상에 배치시키는 단계를 포함할 수 있다. 하부 마찰 판(40)을 적절하게 정렬하기 위해서, 후방 커버(42)는 하부 마찰 판(40)에서 대응하는 구멍(81)과 정합하는 하나 또는 그 초과의 상승된 부분(80)들을 포함할 수 있다.
이후, 가위 기구(38)는 하부 마찰 판(40) 상에 배치될 수 있다. 하부 마찰 판(40)은 가위 기구(38)의 링크들의 저부 표면 상에서 일련의 러그(lug)들, 이를 테면 도 12b 및 도 14b에 예시된 가위 기구(38)의 링크들의 저부 표면 상에서의 러그(76a)들을 위한 트랙(track)으로서 기능하는 기다란 슬롯을 포함할 수 있다. 예컨대, 가위 기구(38)의 기단부에서 하부 단부 링크(62a)의 기단부 포스트(63a) 아래에 위치된 러그(76a)들 중 하나는, 하부 마찰 판(40) 및 후방 커버(42)의 개구를 통해 동축으로 삽입된다.
상부 마찰 판(36)은 가위 기구(38)의 상부에 배치되며, 유사하게 가위 기구(38)의 링크들의 상부 표면 상에 러그들, 이를테면 도 13a에 예시된 가위 기구(38)의 링크들의 상부 표면 상에서의 러그(76b)들을 위한 슬롯을 포함한다. 상부 마찰 판은 또한 상부 단부 링크(60a) 위를 연장하는 기단부 포스트(63a)의 팁을 수용하도록 기단부에 구멍을 포함한다. 가위 기구(38)의 말단 단부에서 말단 단부 포스트(63c)의 팁은, 상부 마찰 판(36)의 슬롯에 삽입된다.
가위 기구(38)는, 상부 및 하부 마찰 판(36, 40)들 사이에서 프레스되며, 이 플레이트들은 수직 리프트 기구(20)의 작동 중 함께 올려지게 링크들의 외부표면들을 위한 마찰 표면들을 제공한다. 나중에 설명되는 마찰 요소(68)들과 같은 플레이트들에 대한 마찰력은, 다양한 위치들에서 가위 기구(38)를 제동하는데 기여할 수 있다.
미끄럼 조립체(33)의 레일(35a, 35b)들의 폭이, 상부 및 하부 마찰 판(36, 40)들의 폭보다 더 커서, 미끄럼 조립체(33)가 후방 커버(42) 상에 배치될 수 있음이 바람직하다. 이후, 가위 기구(38)의 말단 단부에서 말단 단부 포스트(63c)는, 미끄럼 판(51)의 중앙 보어(52) 내로 삽입될 수 있고, 레일(35a, 35b)들은 바람직하게는 리벳결합에 의해서 후방 커버(42)의 내부 측벽들에 부착될 수 있다. 수직 리프트 기구의 기단부에서 기단부 포스트(63a)에 미끄럼 판이 간섭될 경향이 있다면, 도 6a에 도시된 바와 같이 접힘 상태에서 2 개의 부품들 사이 접촉을 회피하도록 노치(53)가 미끄럼 판으로부터 절취될 수 있다.
하우징을 완성하기 위해서, 단부 캡(44) 및 기부 캡(46)이 후방 커버(42)의 어느 하나의 단부 상에서 적절한 위치 내로 배치될 수 있다. 이후, 전방 커버(32)는, 전방 커버(32)의 기다란 개구들을 통해 브래킷의 아암들이 연장하는 것을 보장하는 미끄럼 조립체(33) 상에 배치될 수 있다. 또한, 전방 커버(32)는 가위 기구(38)의 기단부에서 기단부 포스트(63a)에 동축으로 정렬하도록 그의 기단부에 구멍을 포함할 수 있다. 전방 커버(32)가 제 위치에 있을 때, 하우징은 이어서 하우징의 각각의 코너에서 패스너들, 이를 테면 제 1 패스너 세트들(50a, 50b, 50c, 50d)의 형태인 스레디드 스터드들 또는 스크류들을 이용함으로써 보유될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이, 브래킷(34)은 미끄럼 조립체(33)의 일부이며, 이는 2 개의 레일(35a, 35b)들 및 이 레일(35a, 35b)들을 따라 브래킷(34)을 미끄러지게 하는 미끄럼 기구를 더 포함할 수 있다. 미끄럼 기구는, 바람직하게는 브래킷(34)이 레일(35a, 35b)들을 따라 이동함에 따라 작은 마찰 접촉을 제공하는 임의의 기구, 예컨대 볼 슬라이드이다.
미끄럼 조립체(33)는 바람직하게는 하우징에 부착된다. 보다 바람직하게는, 각각의 레일(35a, 35b)은 전방 커버(32) 또는 후방 커버(42) 중 하나 이상의 커버에 인접한 내부 측벽에 부착된다. 가장 바람직하게는, 레일(35a, 35b)들은 후방 커버(42)의 내부 측벽들에 부착된다. 레일(35a, 35b)들은 도 3에 도시된 팝 리벳(pop rivet)들과 같은 제 2 패스너 세트(48a, 48b, 48c, 48d)들을 이용하여 부착될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가위 기구(38)가 분해도로 예시된다. 가위 기구(38)는 상부 단부 링크(60a, 60b)들, 하부 단부 링크(62a, 62b)들, 하나 또는 그 초과의 상부 가위 링크(64a, 64b)들 및 하나 또는 그 초과의 하부 가위 링크(66a, 66b)들을 포함한다. 이러한 링크들은 서로에 대하여 회전을 위해 커플링되는 링크들의 쌍들을 함께 형성한다. 예컨대, 링크(60a, 62a)들은 링크(64a 및 66a)들, 링크(64b 및 66b)들 그리고 링크(60b 및 62b)들이 그러한 것과 같이 쌍을 형성한다.
가위 기구(38)의 전체 길이는 가위 기구(38)의 링크들의 개수와 길이 및 이러한 링크들의 쌍들의 개수에 의해 좌우된다. 예컨대, 가위 기구(38)은 링크(64b 및 66b)들 또는 링크(60b 및 62b)들과 같은 링크들의 단일 상을 포함할 수 있다. 4 개의 쌍들이 도 7에 예시된 실시예에 제공되지만, 더 적은 또는 더 많은 쌍들이 결합부(linkage)에 커플링되는 물체(들)의 중량, 물체(들)이 따라서 이동 가능하도록 의도되는 경로의 길이 및 다른 디자인 고려사항들을 포함하는 요인들에 의존하여 사용될 수 있다.
도 7에 예시된 가위 기구(38)의 제 1 실시예의 예시적인 조립 방법은 먼저, 토크 요소들을 포함할 수 있거나 또는 토크 요소들로서 지칭되는 하나 또는 그 초과의 마찰 요소(68)들을 일반적으로 원통 형상의 샤프트(69)에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 마찰 요소(68)들은 바람직하게는 낫 형상(도 17을 참조하여 이후에 설명될 것과 같이)이고, 마찰 요소(68)의 곡선 부분은 샤프트(69)의 외경과 동일한 또는 바람직하게는 외경보다 더 작은 내경을 갖고, 이에 의해 2 개의 부분들 사이에 마찰 맞물림을 제공한다. 마찰 요소(68)들은, 샤프트(69)의 단부가 하부 가위 링크(66a, 66b)의 중앙 리세스(71) 안으로 삽입될 때, 마찰 요소(68)들의 꼬리 부분들이 U-형상 탭(72) 내에 잔류되도록 정렬되어 샤프트(69)의 단부에 위치된다. U-형상 탭(72)은 마찰 요소(68)들의 배향을 유지하여서, 마찰 요소(68)들은 가위 기구(38)의 작동 동안 샤프트(69)에 의해 회전하지 않는다.
도 11a 내지 도 14b를 참조하면, 하부 가위 링크(66a, 66b)들의 대향 단부들 및 하부 단부 링크(62a, 62b)들의 일 단부는, 조립될 때 비틀림 스프링(65)을 통하여 연장하는 스프링 포스트(63b)와 같은 일반적으로 원통형 스프링 포스트를 갖는다. 하부 단부 링크(62a, 62b)는 또한 스프링 포스트(63b)에 대향하는 단부 상에 기단부 포스트(63a)를 포함한다. 하부 가위 링크(66a, 66b)들 및 하부 단부 링크(62a, 62b)들은 비틀림 스프링(65)들의 하부 스프링 레그(67a)를 위한 지지(bearing) 표면을 제공하기 위해 하나 또는 그 초과의 탭(64a, 64b)들을 포함할 수 있다.
도 7을 다시 참조하면, 하부 스프링 레그(67a)가 탭(64)에 맞닿아 놓이도록 각각의 스프링 포스트(63b) 위에 비틀림 스프링(65)들을 로딩한 후에, 상부 단부 링크(60a, 60b)들 및 상부 가위 링크(64a, 64b)들은 하부 단부 링크(62a, 62b)들 및 하부 가위 링크(66a, 66b)들 상에 놓인다. 상부 가위 링크(64a, 64b)들의 대향 단부들 및 상부 단부 링크(60a, 60b)들의 일 단부는 각각 원통형 스프링 튜브(61b)를 갖고, 각각의 스프링 튜브(61b)의 외경은 비틀림 스프링(65)의 내경보다 더 작고, 각각의 스프링 튜브(61b)의 내경은 스프링 포스트(63b)의 외경보다 더 크다. 상부 단부 링크(60a, 60b)들은 스프링 튜브(61b)로부터 대향하는 단부에 원통형 단부 튜브(61a)를 포함하며, 이는 하부 단부 링크(62a, 62b)들의 기단부 포스트(63a) 또는 말단부 포스트(63c)와 정합한다.
상부 가위 링크(64)들의 각각은, 예컨대 샤프트(69)에 의해 형성되는 중앙 회전 축선을 공유하는 링크(64a 및 66a)들인, 가위 링크들의 한 쌍을 형성하기 위해 샤프트(69)를 수용하는 원통형 중앙 튜브(73)를 더 포함한다. 작동 동안, 상부 가위 링크(64a, 64b)들은 하부 가위 링크(66a, 66b)와 대향하는 회전 방향으로 샤프트(69)에 의해 회전한다. 샤프트(69)는 바람직하게는 피쳐(도 16에 예시된 바와 같은 편평한 지지 표면과 같은)를 포함하고, 중앙 튜브(73)의 내부 보어는 일반적으로 샤프트(69)의 형상과 매칭되어서, 상부 가위 링크(64a, 64b)들과 샤프트(69)는 함께 회전한다.
조립될 때, 각각의 상부 가위 링크(64a, 64b)의 스프링 튜브(61b)들은, 상부 가위 링크(64a, 64b)와 중앙 회전 축선을 공유하는 하부 가위 링크(66a, 66b)에 인접한 하부 링크들의 스프링 포스트(63b)들 상으로 로딩된다. 상기 설명된 것과 같이, 하부 단부 링크(62a, 62b)들의 기단부 포스트(63a) 및 말단부 포스트(63c)는 상부 단부 링크(60a, 60b)의 단부 튜브(61a)와 정합될 것이다. 또한, 상부 단부 링크(60a, 60b)들의 스프링 튜브(61b)들은, 상부 단부 링크(60a, 60b)와 정합하는 하부 단부 링크(62a, 62b)에 인접한 하부 가위 링크(66a, 66b)의 스프링 포스트(63b)들 상으로 로딩되어야 한다.
가위 기구(38)은 바람직하게는 구성요소들을 함께 보유하기 위한 수단을 포함한다. 도 7에 예시된 실시예에서, 각각의 스프링 튜브(61b)는 2 개의 개방 단부들을 포함하여서, 각각의 스프링 포스트(63b)의 단부가 일단 스프링 튜브(61b)를 통하여 삽입되면 노출된다. 와셔(70)가 스프링 포스트(63b)의 노출 단부 주위의 환형 공간을 채우는데 사용될 수 있고, 노출 단부는, 예컨대 링크들이 자유롭게 회전하는 것을 동시에 가능하게 하면서 가위 기구(38)의 링크들을 함께 보유하기 위해 두들겨질 수 있다(peened). 와셔(70)는 스프링 포스트(63b)의 팁에서 두들겨진 재료에 맞닿는 포지티브 멈춤부를 제공할 것이다. 최종 조립 단계는 상부 가위 링크(64a, 64b)들 및 상부 단부 링크(60a, 60b)들에 위치된 웨지(74) 위의 각각의 비틀림 스프링(65)의 상부 스프링 레그(67b)들을 회전시키는 단계를 포함한다. 웨지(74)들은 비틀림 스프링(65)을 위한 제 2 지지 표면을 제공한다.
가위 기구의 요소들, 링크들, 스프링들 및 마찰 요소들은 제 1 물체의 중량을 균형맞춤하기 위해 필요한 힘 및 모션의 바람직한 범위에 의존하여 다양한 구성들로 배열될 수 있다. 예컨대, 가위 기구의 대안적인 실시예는 도 10a 내지 도 10e에 예시된다. 경량 제 1 물체 및/또는 동작의 짧은 범위를 수용하기 위해, 가위 기구은 단지 상부 단부 링크(60a, 60b)들 및 하부 단부 링크(62a, 62b)들의 단일 쌍을 포함할 수 있으며, 즉 임의의 가위 링크들을 포함하지 않는다. 상부 및 하부 단부 링크들은 도 10b 및 도 10d에 예시된 것과 같이, 일반적으로 마름모 형상으로 배열될 것이다. 이러한 대안적인 실시예에서, 마찰 요소(68)들은 단부 포스트(63a, 63c)들에 부착되고, 이는 도 10a에서 가장 잘 볼 수 있다.
다른 실시예(예시되지 않음)에서, 가위 기구은 임의의 단부 링크들 없이, 링크(64b 및 66b)들과 같은 가위 링크들의 쌍을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 가위 링크들은 일반적으로 X-형상을 형성할 것이다. X-형상의 가위 기구이 브래킷들이 커플링될 수 있는 단일 기단부 및 말단부를 제공하지 않을 것이기 때문에, 아치 형상의 캠 개구가 링크들이 서로에 대하여 회전될 때 경로를 향하는 또는 경로로부터 멀어지는 링크 단부들의 이동을 캡쳐 및 안내하기 위해 브래킷 구성요소에 제공될 수 있다.
일단 조립되면, 비틀림 스프링(65)들이, 도 5a, 도 5b 및 도 8a 내지 도 8f에서 보이는 바와 같이, 연장된 위치로 가위 기구(38)을 편향할 것이다. 구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따르면, 가위 기구은, 예컨대 도 8c에서 보이는 바와 같이 비틀림 스프링들에 의해 연장된 배향을 향하여 편향된다. 이는, 예컨대 도 8d 및 도 8f에서 보이는 바와 같이, 각각 하부 및 상부 링크들의 탭 및 웨지에 맞닿아 힘을 가하는 비틀림 스프링들의 스프링 레그들의 결과이다. 도 8c 및 도 8d는, 도 8d에서 하부 단부 링크(62a, 62b)들 및 하부 가위 링크(66a, 66b)들이 비틀림 스프링(65)들 및 마찰 요소(68)들을 노출시키기 위해 제거된 것을 제외하고 모두 가위 기구(38)의 저면도이다. 유사하게, 도 8e 및 도 8f는, 도 8f에서 상부 단부 링크(60a, 60b)들 및 상부 가위 링크(64a, 64b)들이 제거된 것을 제외하고 모두 가위 기구(38)의 평면도(top view)이다.
도 7 내지 도 14b에서, 링크들의 상부 및 하부 표면들이 링크들의 길이에 걸친 분할 라인들에 의해 예시된다. 이러한 라인들은, 부분들이 하나의 가능한 제작 기법을 따라 사출 성형된다면 발생할 수 있는 파팅(parting) 라인이 필수적으로 존재하는 것을 제안하려는 것은 아니다. 라인들은 단지 다양한 부분들의 면들 및 선택적인 표면 구분(definition)을 식별하고/가시화하는 것을 보조하려는 것이다.
비틀림 스프링들의 중앙 축선들은 가위 기구이 연장된 및 절첩된(collapsed) 상태들 사이에서 가동될 때 수평으로 변위된다. 예컨대, 도 8d 및 도 9d는 각각 연장된 및 절첩된 상태의 가위 기구(38)의 저면도를 제공한다. 양쪽 도면들에서, 하부 단부 링크(62a, 62b)들 및 하부 가위 링크(66a, 66b)들은 제거되었다. 도 9d에서, 비틀림 스프링들의 레그들은 함께 힘을 받아서 비틀림 스프링들이 변형되는 것을 야기한다. 비틀림 스프링들의 중앙 축선들은 도 8d 및 도 9d에서 보이는 바와 같이 가위 기구(38)의 수평 중앙 라인으로부터 떨어져 변위되는 외부 피봇 축선들을 형성한다. 이는 적은 수평 변위 또는 수평 변위가 없는 가위 링크들 및 단부 포스트들의 회전 축선들에 대조적이다.
연장된 배향에서, 비틀림 스프링들에 의해 발생된 결과적인 힘은 도 8d 및 도 8f에 예시된 바와 같이, 탭들 및 웨지들의 지지 표면들에 맞닿아 거의 수평 방향으로 가해진다. 도 9a 내지 도 9f에 예시된 바와 같이, 가위 기구이 절첩된 상태로 수축될 때, 비틀림 스프링들은 감겨지고 비틀림 스프링의 변형은 증가한다. 따라서, 스프링들에 의한 결과적인 힘 출력은 제 1 물체가 수직 경로 아래로 이동될 때 증가한다. 웨지들 및 탭들이, 도 9d 및 도 9f에 예시된 바와 같이 연장된 상태에서 절첩된 상태로 대략 90도 회전할 때, 스프링 결과적인 힘의 방향은 거의 수평에서 거의 수직으로, 즉 절첩된 상태로 바뀌고 스프링들의 힘 벡터는 본질적으로는 중력의 힘의 대향 방향이고, 수직 리프트 기구은 수직 배향으로 가정한다.
상기 언급된 바와 같이, 비틀림 스프링들은 가위 기구의 외부 피봇 축선들 사이에 연결되는 인장 스프링들에 의해 교체될 수 있다. 가위 기구이 절첩될 때, 인장 스프링들은 신장되고 스프링의 변형은 증가한다. 연장된 상태로 제 1 물체를 들어올리는 것은 스프링을 이완시킬 것이고 이는 스프링에 의해 발생되는 힘을 감소시킨다.
스프링, 샤프트 및 마찰 요소들의 상세도들은 도 15 내지 도 17에 각각 도시된다. 이전에 언급된 바와 같이, 마찰 요소(68)들은 바람직하게는 낫 형상(도 17에서와 같이)이고 마찰 요소(68)의 곡선 부분은 샤프트(69)의 외경과 동일한 또는 바람직하게는 외경보다 더 작은 내경을 가지며, 이에 의해 두 개의 부품들 사이에 마찰 결합을 제공한다. 샤프트(69) 상의 마찰 요소(68)들의 개수는 결합부 내에 발생되는 마찰을 제어하기 위해 변할 수 있다. 이러한 방식으로, 결합부는 다양한 중량 범위들을 갖는 물체들과 사용하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 특별한 개수의 마찰 요소(68)들에 의해 발생되는 특별한 마찰은 중량 범위 내의 물체들과 연관된 사용을 위해 적절할 것이다. 따라서, 단일 결합부 디자인이 사용자에 의한 조정 없이 다양한 물체들을 수용할 것이다. 마찰 요소(68)들의 개수를 감소 또는 증가시킴으로써, 결합부는 각각 더 무거운 또는 더 가벼운 물체들과 사용하기에 적절하게 된다.
예시하기 위하여, 하나의 연동장치 디자인은 무게가 A 내지 C lbs인 물체와의 사용을 위해 구성될 수 있으며, 다른 연동장치 디자인은 무게가 B 내지 E lbs인물체와의 사용을 위해 구성될 수 있으며, 다른 연동장치 디자인은 무게가 D 내지 F lbs인물체와의 사용을 위해 구성될 수 있다. 이러한 예에서, A 내지 F lbs의 범위인 물체들은 세 개(3)의 연동장치 디자인들에 의해서만 수용된다. 또한, 중량들의 범위들은 중첩될 필요가 없다. 예를 들어, 하나의 연동장치 디자인은 무게가 A 내지 B lbs인 물체와의 사용을 위해 구성될 수 있으며, 다른 연동장치 디자인은 무게가 B 내지 C lbs인 물체와의 사용을 위해 구성될 수 있으며, 다른 연동장치 디자인은 무게가 C 내지 D lbs인 물체와의 사용을 위해 구성될 수 있다. 세 개의 범위들이 이 예들에서 제공되지만, 그러나 세 개보다 더 적거나 더 큰 범위들의 임의의 수가 선택될 수 있다는 것이 고려된다.
예시 목적을 위하여 선택된 하나의 비-제한적인 특정 예에서, 하나의 연동장치 디자인 "I"는 6.4 내지 10.2 lbs인 물체들과의 사용을 위하여 제공될 수 있으며, 다른 연동장치 디자인 "II"는 10.2로부터 14.0 lbs까지인 물체들과의 사용을 위하여 구성될 수 있으며, 다른 연동장치 디자인 "III"는 14.0로부터 17.8 lbs까지인 물체들과의 사용을 위해 구성될 수 있다. 이러한 특정 예에서, 6.4 내지 17.8 lbs인 물체들은 세 개의 연동장치 디자인(I 내지 III)에 의해 수용된다. 연동장치 디자인(I 내지 III)들 중 하나는 이어서 사용될 이동가능한 물체의 중량에 의존하는 사용을 위해 선택될 수 있다. 13.5 lb의 중량을 가지는 모니터가 연동장치를 사용하여 장착되려한다면, 예를 들어 연동장치 디자인 II가 선택될 것이다.
가위 링크들의 중앙 축선들 상에 위치되는 마찰 요소들이 마찰력을 샤프트들의 표면에 가한다는 것이 이전의 설명으로부터 이해될 것이다. 마찰 요소들의 수 및 두 개의 요소들 사이의 마찰 피트가 제 1 물체가 의도하지 않게 사용자에 의한 작용 없이 수직 경로로 상향으로 또는 하향으로 이동되어지는(drift) 것을 방지하기 위해 선택된다. 따라서, 마찰 요소들은 상쇄력을 달성하는 것을 보장하기 위해 저항으로서 작용한다. 마찰 요소들은 제 1 물체를 사용자가 선택한 높이에 남아 있도록 본질적으로 브레이크로서 작용한다.
가위 기구의 전체 길이는 이전에 나타낸 바와 같이 가위 기구에서의 링크들의 수 및 길이에 의해 결정된다. 따라서, 제 1 물체의 운동의 범위가 가위 기구에 대한 약간의 변형들에 의해 용이하게 수용될 수 있다. 수직 리프트 기구는 이전에 나타낸 바와 같이 제 1 물체의 중량의 범위 전반에 걸쳐 상쇄력을 제공하는데 또한 사용될 수 있다. 이것은 비틀림 스프링들 및 마찰 요소들에 대한 적합한 수 및 비율(rating)을 간단히 선택함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 장치는 작동, 신뢰성, 내구성, 및 비용-효율성의 측면에서 개선된 성능을 가질 수 있다. 이것은 또한 더 작은 차지공간(footprint)을 가짐으로써 공간을 절약할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 장치는 수명(cycle life)의 측면에서 개선된 성능을 가질 수 있다. 예를 들어 본 발명의 실시예들에 따른 장치는 고장 전에 사용에 대한 20,000 사이클에 가깝거나 또는 훨씬 초과하는 수명을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 장치는 상이한 중량들의 물체들과의 사용을 수용하기 위한 조정에 대한 필요를 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 장치는 다양한 범위들의 중량을 가지는 물체들과의 사용을 위해 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하나의 버전(version)의 장치가 제 1 중량 범위를 가지는 물체들과의 사용을 위해 제조될 수 있으며, 두번째 버전의 장치가 제 2 중량 범위 등 내의 물체들과 사용을 위해 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들의 장치들은 사용자가 물체를 해제한 후에 선택된 위치에 물체를 유지시키기 위한 레버들 또는 브레이크들에 대한 요구를 제거할 수 있다. 장치가 이러한 레버 또는 브레이크 없이 사용될 때, 사용자는 물체를 간단히 이동시킬수 있으며, 상기 물체는 사용자 선택 위치에 남아있게 될 것이다. 레버들 및 브레이크들의 바람직한 제거는 비용 감소, 개선된 사용자 체험, 및 사용자가 의도하지 않게 물체를 이동시키는 경우의 "비상안전(failsafe)" 상태의 측면에서 유리하다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 본원에서 도시되었고 설명되었지만, 이러한 실시예들은 단지 예로서 제공된 것이 이해될 것이다. 다수의 변형예를, 변경들 및 대체예들은 본 발명의 사싱에 벗어남 없이 당업자에게 발생될 것이다. 따라서, 청구범위(appended claim)들이 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 것과 같이 모든 이러한 변경예들을 커버하는 것이 의도된다.

Claims (27)

  1. 다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치로서,
    물체가 다른 물체로부터 멀어지는 말단에 위치설정될 수 있는 펼친 상태 및 물체가 다른 물체쪽으로 기단에 위치설정될 수 있는 접힘 상태를 가지는 연동장치;
    연동장치에 커플링되고 펼침 상태로부터 접힘 상태로의 연동장치의 운동을 방지하는 마찰을 발생시키도록 구성되는 마찰 요소; 및
    연동장치에 커플링되고 펼침 상태쪽으로 연동장치를 편향시키도록 구성되는 스프링을 포함하며,
    연동장치의 말단부는 물체에 커플링되도록 구성되며, 연동장치의 기단부는 다른 물체에 커플링되도록 구성되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    연동장치의 기단부는 경로를 따라 이동가능하며, 연동장치의 말단부는 정지하거나 이동가능한,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    연동장치의 말단부는 모니터에 커플링되도록 구성되며, 연동장치의 기단부는 데스크 탑 또는 카트 탑에 커플링되도록 구성되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    물체의 중량에 대한 물체를 이동시키는데 요구되는 힘의 비율이 1 미만인,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    연동장치는 두 쌍 이상의 링크들을 포함하며, 각각의 링크는 회전 축선을 중심으로 회전을 위해 인접한 링크에 커플링되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    연동장치는 인접한 쌍의 링크들 중의 링크에 한 쌍의 링크들 중의 링크를 연결시키는 샤프트를 포함하는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    스프링은 회전 축선에 따라 배향되는 비틀림 스프링인,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    연동장치가 펼침 상태일 때 비틀림 스프링에 의해 발생되는 합력이 경로의 방향에 평행하지 않도록 비틀림 스프링이 배향되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치가 중량의 범위 전반에 걸친 물체의 비의도적인 운동을 방지하게 구성되도록 마찰 요소, 스프링, 및 연동 장치 중 하나 이상이 선택되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    경로가 수직으로 배향되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    스프링에 의해 발생되는 펼침 상태쪽으로의 연동장치의 편향력이 물체의 중량보다 더 적을 때 마찰 요소에 의해 발생되는 마찰은 펼침 상태로부터 접힘 상태로의 연동장치의 운동을 방지하는데 충분한,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    스프링에 의해 발생되는 펼침 상태쪽으로의 연동장치의 편향력이 물체의 중량보다 더 클 때 마찰 요소에 의해 발생되는 마찰은 접힘 상태로부터 펼침 상태로의 연동장치의 운동을 방지하는데 충분한,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    마찰 요소는 별도의 브레이크가 장치 내에 포함될 필요가 없도록 경로에 따른 물체의 운동을 제동시키도록 구성되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    연동 장치가 접힘 상태일 때 스프링은 스프링에 의해 발생되는 합력이 경로의 방향에 평행하도록 배향되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    비틀림 스프링에 의해 발생되는 합력의 방향은 연동장치가 접힘 상태와 펼침 상태 사이에서 이동할 때 변하는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    물체의 중량에 대한 물체를 이동시키는데 요구되는 힘의 비율은 경로를 따라 실질적으로 일정한,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    마찰 요소들은 중량들의 미리 결정된 범위 내에서 물체에 대한 사용자 선택 위치에 물체를 유지하도록 구성되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    복수의 스프링들을 포함하는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    스프링은 연동장치가 접힘 상태쪽으로 이동할 때 증가되는 힘을 그리고 연동장치가 펼힘 상태쪽으로 이동할 때 감소되는 힘을 발생시키도록 구성되는 인장 스프링인,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 마찰 판을 더 포함하며, 상기 마찰 판을 따라 연동장치가 펼침 상태와 접힘 상태 사이에서 이동하는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    하나 이상의 마찰 판은 경로를 따라 연장하는 슬롯을 형성하고 경로로부터 멀어지는 한 쌍 이상의 링크들의 회전 축선의 운동을 제한하도록 구성되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    물체와 연동장치가 커플링되는 브라켓 및 경로에 따라 브라켓을 안내하는 볼 슬라이드를 포함하는 미끄럼 조립체를 더 포함하는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  23. 제 1 항에 있어서,
    연동장치를 둘러싸는 하우징을 더 포함하며, 하우징은 커버, 커버의 기단부에 있는 기단 캡 및 커버의 말단부에 있는 말단 캡을 포함하는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 경로에 따른 사용자 조정 위치로부터 물체의 비의도적인 운동을 방지하고 다른 물체를 향해 가까워지거나 다른 물체의 반대쪽으로 멀어지는 물체의 의도적인 운동을 용이하게 하도록 구성되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  25. 제 1 항에 있어서,
    연동장치는 경로에 따라 위치설정된 회전 축선을 중심으로 서로에 대한 회전을 위해 서로에 커플링되는 한 쌍 이상의 링크들을 포함하는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    마찰 요소는 연동장치의 한 쌍 이상의 링크들의 회전 축선에 위치설정되며, 상기 마찰 요소는 회전 축선을 중심으로 서로에 대한 링크들의 회전을 방지하는 마찰을 발생시키는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
  27. 제 25 항에 있어서,
    스프링은 연동장치의 하나 이상의 쌍의 링크들 중의 링크들에 편향력을 가하도록 위치설정되며, 상기 스프링은 펼침 상태쪽으로 연동장치를 편향시키도록 배향되는,
    다른 물체에 대한 경로에 따른 사용자 조정 위치에 물체를 위치설정시키는 장치.
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