TWI521133B - 捲門用可調整平衡系統 - Google Patents

Description

捲門用可調整平衡系統 發明領域

本發明大致有關於構形成捲繞在一鼓輪或鼓輪裝置上及由其展開之捲門。更詳而言之，本發明有關於一提供一可調整反力之捲門用平衡系統。更詳細地，本發明有關於一捲門系統用之可調整平衡系統，其中該反力之大小與方向是可調整的。

發明背景

在此揭露之本發明有關於協助撓性覆蓋物之捲起及解開或捲繞及展開，或增加例如用以覆蓋一門口之捲門之一建築物中開口用之這種撓性覆蓋物的安全操作。本發明應用或可應用於例如用於門口、窗戶、或在建造物或建築物中之其他開口等建造或建築領域，以及在例如船、軌道自動車、航空器、商用車輛、或其中需要一撓性捲起覆蓋物之其他領域中。

例如工廠、倉庫、車庫等工業設施可使用捲門覆蓋門口或其他區域以分開該設施內部與外部，以分開在該設施內之多數區域以便提供安全性以及防止噪音、垃圾及不想要之氣候變化。典型捲門系統包括一捲門及一定位在欲覆蓋之門口上方的鼓輪，以及用以動力驅動該鼓輪旋轉之一驅動馬達。某些門系統可在該門由該鼓輪展開且覆蓋該門口之一關閉位置與該門捲繞在該鼓輪上且該開口露出之一開啟位置之間快速地移動。

大型捲門或快速開啟或關閉之捲門經常配備有一用以抵消因該捲門未捲繞在該鼓輪上之部份之重量而施加於該鼓輪之力的平衡系統。亦可設置平衡系統以確保一撓性覆蓋物之安全操作且例如，在一電力中斷或驅動失效時，可手動操作該覆蓋物。

發明概要

撓性捲起覆蓋物包含可捲繞在一鼓輪(如下所述)之所有覆蓋物，且可包括包含一或多數片狀平板，或一由以使得多數剛性或撓性平板可沿一縱向邊緣旋轉或樞轉或互相相對移動以容許該捲起覆蓋物大體上符合該鼓輪之形狀的方式直接或間接互相連接之平板形成之關節式覆蓋物。如上所述，撓性捲起覆蓋物可覆蓋一門口、一窗戶、或在建築物或其他建造物中之其他開口，或可分開一內部空間與一外部空間，或可互相分開內部空間。對這揭露之目的而該，所有撓性捲起覆蓋物將被稱為門或捲門，且認可在某些情況中，該揭露之捲起覆蓋物可被用來覆蓋一門口以外之開口。

典型捲繞鼓輪包含圓柱形鼓輪，但可預料的是鼓輪具有多數平坦側，或多數彎曲部份。所有構形將總括地被稱為鼓輪。不論鼓輪構形為何，應了解的是該鼓輪將被支持以沿該鼓輪之縱向軸或旋轉軸旋轉。該鼓輪可被一體形成之同軸轂、管或軸桿支持以進行這旋轉，或該鼓輪可被支持在一分開之軸轂、管或具有與該管之軸共用之一縱向軸的軸桿上。

依據本發明之某些實施例，該鼓輪包含多數安裝在一轂、管或軸桿上且沿該轂、管或軸桿之長度分開的同心圓盤，形成一執行如在此所述之一鼓輪之功能的實質鼓輪(“鼓輪裝置”)。

典型捲門系統包括一可操作地附接於該鼓輪之驅動馬達，使得鼓輪在該馬達之動力驅動下朝一第一方向且朝一之第二、相反方向旋轉，控制該馬達之旋轉方向及旋轉速度直接或間接地控制該鼓輪之旋轉方向及旋轉速度。該馬達、馬達控制、及與該鼓輪之操作附接在先前技術中是習知的。

在一典型捲門系統中，該捲起覆蓋物或門之一邊緣、該頂緣、或該頂緣之一部份通常可操作地固定於該鼓輪。該門之頂緣大致沿該鼓輪之表面上之一縱向線固定，或沿該線之一部份或多數部份固定，平行於該鼓輪之旋轉軸，使得該門之左與右緣與該鼓輪之端部平行，但亦可為其他附接方法。該鼓輪可藉該馬達提供朝一第一方向之動力驅動旋轉，使得該門被捲繞在該鼓輪上，露出該開口。該鼓輪藉藉該馬達朝一第二、相反方向之動力驅動旋轉使該門由該鼓輪展開，關閉該開口。

在將該門捲繞在該鼓輪上時，該門被捲繞成連續多層，該第一最內層抵靠該鼓輪，且連續多層各在前一層上地捲繞。在如此做時，對該第一層、或前一層而言、對所有連續層而言，該門之底緣上升一與該鼓輪之圓周緣成正比或大致成正比的量。當該門上升至一所需位置時，選擇性地停止該馬達之旋轉，停止該鼓輪之旋轉。

該鼓輪之旋轉可在其於該開口完全被覆蓋之一最終展開位置與該門未覆蓋該開口之一最終開啟位置之間的旋轉中的任一點停止。該最終開啟位置可對應或不對應該門完全被捲繞在該鼓輪上之一位置，在某些情況中，在該門被完全捲繞在該鼓輪上之前，該鼓輪可能必須停止轉動。

當該門由該鼓輪完全展開，即，該門被完全下降以覆蓋該開口且該門之下緣接觸例如地面或地板等形成該開口底部之一下表面，並且需要開啟該門時，該鼓輪必須朝一第一方向旋轉以藉將該門捲繞在該鼓輪上使該門上升。當該門之下緣不再接觸該下表面時，該鼓輪支持該門之全部重量。該門之重量提供一在距離該旋轉軸一距離處施加在該鼓輪上之力，機械原理顯示在距離一本體之旋轉軸一距離處施加在該本體上之一力產生一圍繞該本體之旋轉軸施加於在此為一鼓輪之該本體之力矩或轉矩。該力施加於該鼓輪之點是上升點，也是下降點，即，當該門被捲起時在該鼓輪上首先接觸該門之點及當它由該鼓輪展開時與該門接觸之最後點。該上升點大致位在該鼓輪加上在該鼓輪上之捲門之任何包含層之水平直徑之一端處，且通常位在最靠近欲覆蓋之開口的該鼓輪之側上。

當該門之捲起由一完全展開位置啟動時，該鼓輪之旋轉必須克服在該上升點處由該門之全部重量所提供之力矩。這會在該驅動馬達上產生一明顯負載，需一大功率馬達來啟動該捲繞。如以下所說明者，該大功率馬達主要在捲繞之早期階段，主要是需要用來啟動該捲繞。

在某些情況中，可能需要或必須手動地開啟該捲門。如同利用在該馬達之動力驅動下動力驅動捲繞該門一般，由該完全開啟位置啟動該捲繞需要克服由於該門展開部份之重量產生之作用在該上升點處的力矩。在許多情況中，該門之重量大到足以使手動開啟在這條件下難以或不可能安全地完成。

當以電力或手動地捲繞一捲門時，在許多情況中，需要或必須具有以一協助該門上升以將它捲繞在該鼓輪上之力的形式施加於該鼓輪的一反力。一直接或透過例如該軸桿等鼓輪支持構件施加於該鼓輪之反力可作為一力矩施加，以平衡或實質上平衡由於該展開門之重量的相對力矩。

該反力之大小隨著該門捲繞在該鼓輪而改變，如上所述，當該門由一完全展開位置被捲起時，被該鼓輪舉起之該門之全部重量貢獻給環繞旋轉軸之力矩。在此時，有時被稱為力臂之在該軸與該負載間之偏移距離是該鼓輪之半徑的大約一半。門材料之任何層或在該鼓輪上之任何材料將增加該力臂之長度，當該門之多數層被捲繞在該鼓輪上時，該鼓輪之每次旋轉，該力臂增加該門之大約一厚度。同時，施加在該上升點處之門之重量隨著該門捲繞在該鼓輪上而減少。

當懸掛於該鼓輪之門之重量減少時，在許多情況中，藉該力臂與該力(該展開門之重量)相乘所得之力矩減少。因此，該驅動馬達或系統之力矩要求在該捲門系統之捲起操作時會改變。在許多情況中，當該捲起程序由一完全展開狀況剛開始時，該驅動系統之力矩要求是最大的，且當該門被實質完全捲繞在該鼓輪上時，該等要求是最小的。在該門系統之完全展開與完全捲繞情況之間，該等力矩要求的大小與方向會變化，且在某些條件下，會是零或接近零。

捲繞在該鼓輪上之門的部份環繞該鼓輪之圓周緣均勻地或實質均勻地分配。均勻地或實質均勻地分配之重量提供環繞旋轉軸之實質相等但相反之力矩力，因此，捲繞在該鼓輪上之門的重量貢獻，如果有的話，少許環繞鼓輪旋轉軸之淨力矩分量。貢獻給環繞該旋轉軸之一淨力矩的一力分量是尚未捲繞在該鼓輪上之該門之部份的重量。

當該門捲繞在該鼓輪上時，該門之較多重量轉移至該鼓輪，且較少重量在該上升點處施加於該鼓輪。在許多情況中，即使所施加負載(該展開之門的重量)之力臂增加，這亦產生一施加於該鼓輪之減少力矩。

因此，在某些應用中，需要具有一可作為一力矩施加之可調整反力，該可調整反力隨著作用在該上升點之該展開之門之重量所產生的力矩變化。該可調整反力可在該捲門之捲繞之全部或一部份或多數部份期間藉一平衡裝置施加，在該門之捲起之一部份或多數部份期間，可不需要反力。

類似地，在由一鼓輪展開一捲門時，透過該下降點(對應於用以使該門上升之上升點)施加之該門的重量隨著該門展開而增加。同時，該力臂隨著該門展開而減少。

當展開該門時，通常遭遇一類似之可變力矩情況。當一完全捲繞之門展開時，該門之大部份重量環繞該鼓輪之圓周緣均勻地或實質均勻地分配。未捲繞在該鼓輪或捲繞在該鼓輪上且未被門之一類似部份平衡之該門的任何部份貢獻給一有助於由該鼓輪展開該門之力矩。有助於由該鼓輪展開該門之力矩是該門之展開部份或未平衡部份與該力臂之乘積，該力臂為由該鼓輪之軸(該鼓輪之旋轉中心)至該負載之施加點，即該下降點之距離。當該門開始展開時，該力矩之力分量為一最小值且該力臂為最大值。當更多之門由該鼓輪展開時，施加於該鼓輪之重量或力增加，且該力臂減少。當該門展開以實質完全覆蓋該開口時，該重量或力分量到達一最大值且該力臂到達一最小值，實質對應於用以捲繞該門之初始情況。

因此，在一捲門展開期間，由該門之重量所施加之力矩隨著該門展開而增加。因為由該門之重量所產生之力矩有助於使該鼓輪朝一第二方向，即該展開方向旋轉，所以該馬達或驅動系統施加一力矩以使該門下降之要求是最小的。動力驅動展開對於提供該門之快速展開或對於克服可在該門之展開部份之重量作用下阻止或防止該門展開之摩擦力可能是必要的。

在該展開時之某些點，可能需要該驅動系統或馬達，或某些其他系統或組件對該展開之門施加一制動力，以控制該門展開之速度。在展開一捲門時之過大及/或不受控制的速度對於可能在該展開之門之路徑或附近的人產生安全的問題。如果該以一高速門接觸一固定物體，則不受控制之速度亦可能使該門系統產生損壞。該制動力可作為一力矩朝一與該展開方向相反之方向直接地施加於該鼓輪或間接地施加於，即，該軸桿。又，亦可提供用以施加一減速力矩或制動力之其他位置。在許多情況中，必須在該展開之至少一部份時施加一連續制動力以便在該門之展開的整個過程中以一受控制方式減緩該門之展開。在許多情況中，一連續可變制動力必須在該門之展開之全部或一部份過程中以一受控制方式連續地減緩該門之展開。

一種提供所需制動力之方式是透過一平衡系統，該平衡可提供一欲施加在距離該鼓輪之旋轉軸一距離處之力，以產生一與由作用通過該下降點之該門重量所形成之力矩相反的力矩。該平衡系統可直接地施力於該鼓輪，或例如透過該軸桿或其他適當組件間接地施力於該鼓輪。

依據本發明各種實施例之平衡裝置可提供一欲直接地或間接地施加於該鼓輪的力。一依據本發明各種實施例所施加之力可以透過該鼓輪之旋轉軸或偏離該鼓輪之旋轉軸施加，依據本發明之某些實施例，由該平衡系統所施加之力朝一第一徑向偏離該旋轉軸。由該平衡系統所施加之力朝一與該第一徑向相反或實質相反之第二徑向偏離該旋轉軸。

依據本發明之某些實施例，由該平衡系統所施加之力可透過該鼓輪之縱軸施加，該縱軸有時被稱為該鼓輪之旋轉中心且垂直於或幾乎垂直於該旋轉軸或中心。當透過該旋轉軸施加一力時，在所施加之力與該旋轉軸之間沒有徑徑偏移。因此，透過該軸所施加之力不環繞該軸產生力矩，或轉矩。透過該旋轉中心所施加之這些力不會使該鼓輪環繞該旋轉中心旋轉。

依據本發明之某些實施例，由該平衡裝置所施加之力可偏離該鼓輪之縱軸或旋轉軸一第一距離施加。由該旋轉軸測量至該第一力之施加點之第一偏離距離提供一徑向偏移或一第一力臂。已確立之機械原理顯示一在距離一物體一軸一距離處施加於該物體之力產生該物體環繞該軸旋轉之一傾向。該旋轉力或力矩之大小是在該力之施加點與該旋轉軸間之定向距離及該力之大小的乘積。因此，一通過一偏離該鼓輪之軸之點所施加的力產生一環繞該鼓輪之軸的力矩或轉矩。環繞該鼓輪之中心所施加之力矩力使該鼓輪環繞該旋轉中心旋轉且將導致缺少一相反力矩或轉矩之鼓輪的旋轉。多數相反力矩被總加起來以決定一施加於該鼓輪之淨力矩，施加於該鼓輪之淨力矩直接影響該鼓輪之大小及旋轉方向。

依據本發明之某些實施例，該平衡系統在所施加之力的大小及該力所施加之該鼓輪上的位置兩者方面是可調整或可變化的。在某些實施例中，所施加之平衡力大小及該平衡力施加於該鼓輪之位置在捲起該門或展開該門之一循環時改變。例如，在開始捲起時施加於該鼓輪之力可為一第一量值且且直接地或間接地施加在該鼓輪上之一第一點處。當該門捲繞在該鼓輪上時，所施加之力之大小改變，該力之施加點改變，或大小與施加點兩者均改變。在本發明之某些實施例中，施加點之改變使該鼓輪旋轉方向改變。

依據本發明之某些實施例，在該門捲起或展開時，所施加之力的大小或施加點、或兩者可連續地改變。在該門捲起或展開時，所施加之力的大小或施加點、或兩者不連續地改變。

依據本發明之某些實施例，該可變力藉一抗張偏壓裝置施加。該抗張偏壓裝置提供一力，該力之大小可在一最小張力與一最大張力之間，隨著施加於其上之張力的大小改變。在某些實施例中，由該抗張偏壓裝置所提供之力的大小與該偏壓裝置之一變形成正比。這些偏壓裝置可包含，例如，彈簧、如液壓或氣壓缸等作用在一工作流體或被一工作流體致動之壓缸、磁性線圈、例如橡膠纜線等彈性構件或結構、配重或配重系統、或此技術中習知之其他適當機械、電子或電機裝置。

依據本發明之某些實施例，由該平衡系統施加於該鼓輪之力矩力使該鼓輪朝一第一或捲起方向旋轉通過該鼓輪之旋轉之至少一部份。

依據本發明之某些實施例，由該平衡系統施加於該鼓輪之力矩力使該鼓輪朝一第二方向旋轉通過該鼓輪之旋轉之至少一部份，該第二方向與該第一方向之方向相反。

由該平衡裝置所施加之力可通過該鼓輪之旋轉軸施加，當如此施加時，在所施加之力與旋轉軸之間沒有徑向偏移。由於一力矩是一力與在該力之施加點及一軸間之定向距離之乘積，所以一通過該軸所施加之力不產生一力矩。因此，由該平衡系統通過該鼓輪之旋轉軸所施加之力不會使該鼓輪環繞其旋轉軸朝一第一或第二方向旋轉。

依據本發明之某些實施例，該抗張偏壓裝置或偏壓裝置固定在一第一端處。在其他實施例中，可圍繞該第一端旋轉。

該偏壓裝置之第二端可操作地附接於適用於傳送一張力且不會或實質不會伸長且抗斷裂或破裂之一撓性長形結構或構造的一第二端。在某些實施例中，該撓性長形結構是一條帶狀構造，即，一帶、一繩索、一纜線、一金屬線、帶狀結構、或一連串帶、繩索、纜線、金屬線或帶狀結構(“帶裝置”)。為了易於說明，在這整個說明書中使用(“帶裝置”)且它是以最廣義之解讀來使用以包含繩索、纜線及金屬線。本發明之該帶之示範性材料包括具有適當負載承載能力之天然或人造纖維、金屬或非金屬束或纖維、或其他適當抗伸長材料。

該帶與該偏壓裝置之操作性附接防止該等兩元件分開同時容許在該帶與偏壓裝置之間的相對旋轉。

該條帶或帶狀結構可與該偏壓裝置一體地形成，即，該條帶或帶狀結構是在一先前之製造步驟、一後來之製造步驟或相同製造步驟中，由與該偏壓裝置相同之材料製成。在另一實施例中，該條帶或帶在一製造步驟中分別地製成且與該偏壓裝置接合。

依據本發明之某些實施例，該帶直接或間接地以一容許該帶捲繞在該鼓輪或與其附接之結構，即，一體形成之同軸轂、管或軸桿或者固定於該鼓輪之分別形成之同軸轂、管、或軸桿上之方式固定於該鼓輪。

該帶固定於該鼓輪使得該鼓輪相對於該帶有該捲起或展開循環之至少一部份之受控制或有限的旋轉。對該鼓輪之被驅動旋轉之一段時間或多段時間而言，當該鼓輪旋轉時該帶未捲繞在該鼓輪上。該鼓輪與該帶分離地旋轉，或相對該帶滑動。在滑動之預定時段結束時，該帶再次捲繞在該鼓輪上。

該帶之第一端可附接於該鼓輪使得當該捲門在一完全關閉位置與一完全開啟位置之間的一選定位置處時，該偏壓裝置通過該鼓輪之旋轉中心施加一力至該鼓輪。依據本發明之某些實施例，該帶對該鼓輪之附接點可以成角度地調整。即，在某些實施例中，該鼓輪圍繞其軸旋轉直到到達一適當角位置以附接該帶之第一端至該鼓輪為止。在某些情況中，在鼓輪旋轉且該捲門多層地捲繞在該鼓輪之圓周緣上，直到到達用以附接之適當位置為止。當該偏壓裝置之偏壓力通過該鼓輪之旋轉中心施加時，該偏壓力為其最小值。即，在某些實施例中，當該門口被該捲門部份地覆蓋時，該偏壓裝置對該鼓輪提供最小張力，且該力通過該鼓輪之旋轉中心施加。

對應於藉該捲門達成之門口之一所需覆蓋的該門底緣位置被用來建立對應於用以將該帶附接於該鼓輪之適當位置之該鼓輪的適當角位置，在依據本發明之某些情況中，當該門口之30%被該捲門覆蓋，即，該門口是大約70%開口或未被該捲門覆蓋時，由該偏壓裝置所提供之偏壓力有時被稱為零力矩位置或無作用位置。

該鼓輪由該無作用位置朝一第一方向之旋轉使該帶朝一第一方向捲繞在該鼓輪上，類似地，該鼓輪由該無作用位置朝一第二方向之旋轉使該帶朝一第二方向捲繞在該鼓輪上。該鼓輪由該無作用位置之旋轉方向決定該帶在該鼓輪上之捲起方向，該捲起方向決定偏離該旋轉軸之方向，且因此決定所施加之偏壓力之方向。當該帶捲繞在該鼓輪上時，多數連續層之帶互相疊上地捲繞。當該偏壓裝置通過該帶施加該偏壓力時，捲繞在該鼓輪上之多數連續層之帶使該施力點更遠離該鼓輪之旋轉軸。因此，該力臂隨著捲繞層數目增加而增加。

該鼓輪由該無作用位置朝一第一方向之旋轉使該門更捲繞在該鼓輪上且使該帶捲繞在與該捲門之自由下端相同的該鼓輪軸之側上。由於該偏壓力透過該帶施加，且因為朝一第一方向旋轉將該帶捲繞在該鼓輪上在與該門之自由端相同的該軸之側上，所以在一距離該旋轉軸一距離處施加之偏壓力有助於使該鼓輪將該捲門展開。即，該偏壓力有助於該門系統返回其無作用位置。

對應地，該鼓輪由該無作用位置朝一第二方向之旋轉使該門再由該鼓輪展開以更完全地覆蓋該門口。該鼓輪之第二方向之旋轉使該帶捲繞在該鼓輪上在與該門之自由下端相反之側上。由於該偏壓力透過該帶施加，且因為朝一第二方向旋轉將該帶捲繞在該鼓輪上在與該門之自由下端相反之該軸之側上，所以在一距離該旋轉軸一距離處施加之偏壓力有助於使該鼓輪將該捲門捲起。即，該偏壓力有助於該門系統返回其無作用位置。

因此，該鼓輪由該無作用位置朝一第一或第二方向之旋轉使該平衡系統之偏壓裝置中產生一彎折，該偏壓裝置之彎折屈服於在距離該鼓輪旋轉軸一距離處由該平衡系統施加至該鼓輪之偏壓力。作用在距離該鼓輪之軸一距離處之偏壓力朝一與該鼓輪旋轉相反之方向產生一力矩。

多數平衡裝置可使用在一單一捲門上。例如，在某些實施例中，一平衡系統位在該門口之各側。各帶操作地附接於該鼓輪之對應端使得各帶捲繞在該鼓輪上，且該反力施加在距離該鼓輪之旋轉軸一距離處，即，該力產生一環繞該鼓輪之旋轉軸的力矩。在某些實施例中，該帶朝相同方向捲繞在該鼓輪上使得各平衡裝置提供一作用在該鼓輪上之力，導致一朝相同方向之旋轉，即，各施加力產生一朝相同方向之力矩。

在使用多數偏壓裝置之本發明之某些實施例中，該等多數帶之至少一者捲繞在該門上，使得由該偏壓裝置施加於該帶之一張力將產生朝一第一方向，例如，朝對應於將該門捲繞在該鼓輪上之方向的一力矩。該等多數帶之至少另一者朝與該第一帶相反之一方向，例如，朝對應於將該門由該鼓輪展開之方向捲繞。

該等多數偏壓裝置之各帶附接於該鼓輪，使得各偏壓裝置在該無作用位置且在該鼓輪之相同角位置處。在本發明之其他實施例中，該等多數偏壓裝置之各偏壓裝置在該無作用位置且在該鼓輪之一不同角位置處。

圖式簡單說明

以舉例方式提供且不欲將本發明限制於所揭露之細節的以下說明係配合添附圖式一起進行，其中類似符號表示類似或相似元件及零件，且其中：第1a圖是一習知平衡系統的端視圖，且該門在一展開位置；第1b圖是一習知平衡系統的端視圖，且該門在一捲繞位置；第2a圖是本發明之一捲門平衡系統的端視圖，且該門口被部份地覆蓋；第2b圖是由類似於第1a圖之一位置之本發明之一捲門平衡系統的端視圖；第2c圖是由類似於第1b圖之一位置之本發明之一捲門平衡系統的端視圖；及第3圖是當由該門口之一側觀看時，具有本發明一平衡系統之在類似於第2a圖之一部份關閉位置中之一捲門的前視圖。

較佳實施例之詳細說明

以下參照顯示捲門平衡系統之添附圖式說明本發明之實施例，但是，在此應了解的是本發明之應用包含在涉及捲起覆蓋物之應用中之本發明的其他用途。此外，本發明不受限於為了說明及非限制之目的所提供之所示實施例及其細節。

本發明之實施例之捲門平衡系統提供一大小及施加點兩者可變化之平衡力，該系統欲提供之一平衡力之特定大小及施加點可視，例如，特殊應用、門構造及/或尺寸、或該捲起系統之應用等而定。

請參閱第1a與1b圖，顯示一操作地連接於轂、管或軸桿2之習知平衡系統1，該轂、管或軸桿2與一鼓輪4一體地形成，一捲門6固定在該鼓輪4上。抗張偏壓裝置8在第一端10處固定而不會平移移動，條帶或帶或帶狀結構14由該偏壓裝置8之一第二端12延伸。一第二端延伸至且環繞或捲繞在該轂2上且與附接於其上。

第1a圖顯示一由該鼓輪4展開之習知門6以覆蓋一門口，第1b圖顯示被捲起使得一門口未被該門6覆蓋之同一門6。

如第1a圖所示，偏壓裝置8對抗其彈力直線地移動，藉此產生一定向成與伸長方向相反，即，在圖中向下之力。由彈性構件8所產生之相反力在偏離該鼓輪之旋轉軸20之中心一距離D1的點P處施加於該轂。距離該旋轉軸20該定向距離D1與該力之施加點的乘積產生一環繞該旋轉中心之順時針轉矩或力矩。

類似地，在點22處由固定於鼓輪4之門6之重量所產生之一向下力產生環繞該旋轉軸20之轉矩，使該鼓輪4逆時針旋轉。由該門之重量所產生之轉矩之大小是由該旋轉軸至施加點22之定向距離D2與該門6之展開部份之重量的乘積，如第1a圖所示，該力將實質上是該門6之總重量。

第1b圖顯示捲繞在該鼓輪4上之第1a圖之門6。當該門6依據該鼓輪4之一順時針旋轉捲繞在該鼓輪上時，帶14由該鼓輪4展開，如第1b圖所示。偏壓裝置8對抗其彈力直線地移動一距離，藉此產生一定向成與伸長方向相反，即在圖中向下之力。如上所述，偏離該旋轉軸20距離D3之偏壓裝置8之偏壓力產生一圍繞該鼓輪4之旋轉軸的順時針方向力矩。由於該門6均勻地捲繞在該鼓輪4上，所以該門6之重量不會產生一淨力矩，且不會由於該門6之重量產生圍繞該鼓輪4之軸20的旋轉。但是，該習知偏壓系統產生一如上述之力矩，傾向於使該鼓輪順時針旋轉及使該門再捲繞在該鼓輪上沒有受到抵抗。這有時被稱為當該偏壓裝置提供一超過該門重量而作用在該平衡上之力矩時的一過度平衡狀況。在許多情況中，需要一制動或門拉緊裝置以抵消該過度平衡之門系統。

如第2a-2c圖所示，依據本發明之某些實施例，本發明之平衡系統包括一在一第一端部10處固定而不會位移之偏壓裝置8。偏壓裝置8之第二端部12包括一與該偏壓裝置8之第二端部12一體地形成或操作地附接之條帶或帶或帶狀結構14，該操作附接防止在偏壓裝置8之第二端部12與該條帶或帶14之第二端部16之間的分離或直線位移。

本發明之偏壓裝置8係顯示為一彈簧8，以易於說明與顯示。該偏壓裝置8可包含，例如，彈簧、如液壓或氣壓缸等作用在一工作流體或被一工作流體致動之壓缸、磁性線圈、例如橡膠纜線等彈性構件或結構、配重或配重系統、或其他適當機械、電子或電機裝置。適當裝置提供一阻止伸長或直線位移之固定或可變阻力，當直線地位移或伸長時，該裝置提供一阻力。在某些情況中，當利用某些彈簧時，該阻力隨著該裝置之位移改變。其他裝置不論位移量為何均產生一致之阻力。任一種裝置，即，可直線變化負載或固定負載，均可適用於本發明之某些實施例。

在某些實施例中，門6對於該鼓輪4之附接是可徑向地調整，即，該門6之頂緣24附接於該鼓輪4處之該鼓輪的徑向位置可徑向地改變。例如，該附接點22可沿著該鼓輪4之圓周緣徑向地位移以調整該門6之底緣26至在該鼓輪4之一特殊徑向位置處之一所需位置。

第2a圖顯示包含本發明一實施例之一可調整平衡系統3的捲門系統。如以下將可了解地，因為所提供之平衡力就大小及/或施加點而言是可變的，所以所請求之平衡系統是可調整的，且可提供一方向及大小均改變之力矩。

如圖所示，條帶14通過該鼓輪4之旋轉軸20附接於鼓輪4或固定於該鼓輪4之轂2，使得在該鼓輪之旋轉中心20與該負載通過其施加之點P之間沒有定向偏移。由於沒有偏移或實質上沒有偏移，所以該偏壓裝置8施加於該鼓輪4之任何力不或實質不產生力矩，且對該鼓輪4之旋轉沒有或實質沒有影響。這位置有實被稱為無作用位置，在如第2a圖所示之位置中，該偏壓裝置8對該鼓輪4或軸6提供一力，但未對該鼓輪4提供任何力矩，且未藉該偏壓裝置8產生旋轉。

依據本發明之某些實施例，該門之頂緣24對該鼓輪4之附接被調整成使該門6之底或自由端26在該門系統在一無作用位置(第2a圖)時可被定位在距離該門口一預定距離Y處。距離Y可設定為使得該門口高度之大約30%被覆蓋且總垂直門口高度之70%是開口的，即，Y是該門口高度之大約70%。依據其他實施例，開口/覆蓋比例之分配可以是30/70以外者，在某些情形下或對某些應用而言，例如25/75、35/65或50/50是合乎需要的。

由第2a圖之無作用位置，該捲門系統之旋轉，如在被一驅動系統(在第3圖中之28)之一動力驅動旋轉，將使該條帶14捲繞在該鼓輪4上。例如，如果該鼓輪由第2a圖之無作用位置朝一逆時針(如圖中所示)方向旋轉，則該門6將由該鼓輪4展開一與該鼓輪之旋轉成正比的量。條帶或帶14之第一端部18將朝一逆時針(如圖中所示)方向移動且開始捲繞在該轂2上，該帶捲繞在該轂2上之量將與該鼓輪4之旋轉成正比，這顯示於第2b圖中。

或者，如果，例如該鼓輪4朝一順時針方向旋轉，則該門6將再捲繞在該鼓輪4上且帶14之第一端部18將朝一順時針方向(如圖中所示)一與該鼓輪4之旋轉成正比之量，這顯示於第2c圖中。

因此，鼓輪4由第2a圖之無作用位置之一逆時針旋轉使帶14之第一端部18捲繞在該鼓輪4之右側(如圖所示)，即，朝一逆時針方向捲繞。類似地，該鼓輪4之一順時針旋轉使帶14之第一端部18捲繞在該轂4之左側，即，朝一順時針方向捲繞。

在第2b圖中，該門之底或自由緣26已由第2a圖之位置Y下降至一門完全地或實質完全地被關閉或覆蓋的一位置。鼓輪4由大致在一水平或接近水平之直徑之左端處之附接點22支持該門6的全部重量。

當該門6依據本發明由第2a圖之無作用位置由該鼓輪4展開時，條帶14朝與該門6相同之方向捲繞在該鼓輪上，但捲繞在與該展開門6之側相反之側上。當該條帶14被捲繞在該鼓輪4上時，該偏壓裝置8之第二端12朝該鼓輪4直線地延伸，當該條帶14被捲繞在該鼓輪4或轂2上時拉伸。當該偏壓裝置8延伸時，由該偏壓裝置8施加一相對或反力，所提供之反力在該裝置之整個伸長過程中可以是一固定力，或者該力可隨著該偏壓裝置8之伸長量改變。

如第2b圖可見，當由第2a圖之無作用位置朝一逆時針方向旋轉時，該條帶14捲繞在該鼓輪4或轂2上在與該門6相反之側上。因此，由該偏壓裝置8所施加之力之施加點P在與該門6相對之鼓輪旋轉軸20之側上。該偏壓裝置提供一施加在距離該鼓輪4之軸20一偏移距離D1處之反力，藉此產生一圍繞該軸20之轉矩或力矩。由該偏壓裝置8在距離D1處產生之力矩的方向使該鼓輪4順時針旋轉。在本發明之某些實施例中，由該平衡系統1所提供之力矩的大小類似於由因該門之重量產生之力所提供的力矩，但方向相反。

第2c圖顯示該鼓輪由第2圖所示之位置朝與第2b圖中之方向相反之一方向，即，朝一順時針旋轉。該順時針旋轉使該門更完全地捲繞在該鼓輪上，使該門口高度之一較大部份露出。當該鼓輪4旋轉時，由於在來自該驅動單元(在第3圖中之28)之驅動下，所以該條帶14朝與該門捲繞在該鼓輪上相同之方向捲繞在該鼓輪上。由第2a圖中所示之位置，該條帶14捲上該轂2之左側，即，在該鼓輪4與該門6相同之側上。偏壓裝置8之第二端12由第2a圖之位置朝該鼓輪延伸一距離，在延伸時，偏壓裝置8提供一在距離該鼓輪之旋轉軸20一距離D4處施加之反力。

如第2a-2c圖中可見，本發明之可調整平衡系統3透過該偏壓裝置8及該條帶14提供一反力至該鼓輪4，該反力之大小及方向兩者是可變的或可調整的。在第2b圖中，該反力被提供在該軸20之右側上(如圖所示)以施加一順時針力矩在該鼓輪4上。該力之大小在兩方面是可變的。由於一力矩之大小是由該旋轉軸20至該力之施加點P之定向距離與該力之大小的乘積，在本發明中，施力點P與所施加之力之大小兩者均改變。依據某些實施例，當該偏壓裝置8隨著該條帶14捲繞在該鼓輪4上而延伸時，由偏壓裝置8所施加之反力增加。在某些實施例中，由於該條帶捲繞在固定於該鼓輪4之轂2上，所以該反力保持一定。當該條帶14捲繞在該鼓輪4上時，各層條帶疊置在先前一層或多層條帶上。因此，當條帶14之各連續層將該負載之施加點P位移而更遠離該旋轉軸20時，該偏移距離增加。依據本發明之某些實施例，當該偏移距離與所施加之力之大小兩者均增加時，該反力之大小增加。

第3圖顯示本發明之一實施例，其中多數可調整平衡系統可使用在一捲門系統上。可調整平衡系統3'與3"設置在該門6之一側(如第3圖中所示之左側)上，且所連接之帶14透過轂2附接於該鼓輪4。可調整平衡系統3'''與3""設置在該門6之另一側(如圖所示之左側)上，且所連接之帶14透過轂2附接於該鼓輪4。如圖所示，各帶14捲繞在該轂2之近側上且繞過該轂頂部，即，當由該驅動馬達28端觀看時朝一順時針方向捲繞。可預期的是在使用多數可調整平衡系統之應用中，至少一平衡系統之帶14必須朝與其他帶相反之一方向捲繞。

在一門系統上使用之多數可調整平衡系統3'-3""不必如在第3圖上所示般對稱地分配在該門6之右與左側上。在某些應用中，可能需要提供該門6之一側比另一側更多數目之平衡系統。

第3圖亦顯示在各平衡系統中實質相同之偏壓裝置8。在某些應用中，將發現需要提供各種偏壓裝置構形以由該平衡系統達成一所需效能。偏壓裝置8可具有不同長度或直徑，或者可具有不同種類、設計或式樣，且可將第一端部10固定在相對該鼓輪之各種不同位置處。為了簡化說明，已省略裝置之多種可能組合及構形。

又，可提供隨著如捲繞或展開速度、或依據該鼓輪角位置預測或預期之該展開門之有效重量等該偏壓裝置之位移以外之因素而改變該反力之偏壓裝置8的各種實施例。

所揭露之發明之實施例已以一示範性與非限制性方式說明與顯示過了，且不受限於上述方法學或構造之精確細節。例如，該抗張偏壓裝置及該裝置對該鼓輪之附接的變化及修改由在此之揭露對發明所屬技術領域中具有通常知識者是顯而易見的且應被此揭露包含。

1．．．習知平衡系統；習知偏壓系統

2．．．轂、管或軸桿

3,3',3",3""．．．可調整平衡系統

4．．．鼓輪

6．．．捲門

8．．．偏壓裝置；彈性構件；彈簧

10．．．第一端；第一端部

12．．．第二端；第二端部

14．．．條帶或帶或帶狀結構

16．．．第二端部

18．．．第一端部

20．．．旋轉軸；旋轉中心

22．．．施加點

24．．．頂緣

26．．．底緣

28．．．驅動系統；驅動馬達

D1,D2,D3．．．距離

P．．．施力點

Y．．．距離

第1a圖是一習知平衡系統的端視圖，且該門在一展開位置；

第1b圖是一習知平衡系統的端視圖，且該門在一捲繞位置；

第2a圖是本發明之一捲門平衡系統的端視圖，且該門口被部份地覆蓋；

第2b圖是由類似於第1a圖之一位置之本發明之一捲門平衡系統的端視圖；

第2c圖是由類似於第1b圖之一位置之本發明之一捲門平衡系統的端視圖；及

第3圖是當由該門口之一側觀看時，具有本發明一平衡系統之在類似於第2a圖之一部份關閉位置中之一捲門的前視圖。

2．．．轂、管或軸桿

3．．．可調整平衡系統

4．．．鼓輪

6．．．捲門

8．．．偏壓裝置；彈性構件；彈簧

10．．．第一端；第一端部

12．．．第二端；第二端部

14．．．條帶或帶或帶狀結構

16．．．第二端部

18．．．第一端部

20．．．旋轉軸；旋轉中心

26．．．底緣

P．．．施力點

Y．．．距離

Claims (16)

1. 一種與一撓性捲起覆蓋物或門系統一起使用之可調整平衡系統，該撓性捲起覆蓋物或門系統包含：一具有一大致水平轂且受其支持之鼓輪裝置；一具有一頂緣、一底緣及相對側緣之撓性捲起覆蓋物或門，該頂緣固定於該鼓輪裝置，且該底緣適配來在一展開位置及一捲繞位置之間垂直循環移動；及至少一可調整平衡系統，其包含：一抗張偏壓裝置，其可對抗一張力延伸，該偏壓裝置具有一固定成抵抗線性位移之第一端，及一第二端；一帶裝置，其具有一第一端及一第二端，其中該帶裝置之該第一端固定於該鼓輪裝置之一部份以供在一第一方向或一第二方向捲繞在該轂或鼓輪裝置之一部份上，且該帶裝置之該第二端與該偏壓裝置之該第二端耦接，其中該帶裝置操作地附接於該轂或鼓輪裝置之該部份，使得該轂或鼓輪裝置於該第一方向之旋轉造成該帶裝置以該轂或鼓輪裝置的一第一旋轉方向捲繞，且於一第二方向之旋轉造成該帶裝置以該轂或鼓輪裝置的一第二旋轉方向捲繞，以及其中該可調整平衡系統透過一第一點施加一第一力至該鼓輪裝置，該力指向實質垂直該鼓輪裝置的一縱軸，該第一點係該鼓輪裝置之一旋轉中心，當該門處於第一位置時，一第二力係當該門至少部份地自該第一位 置展開時透過一第二點施加於該鼓輪裝置的一直徑；以及一第三力係當該門至少部份地自該第一位置捲繞時透過一第三點施加於該鼓輪裝置的一直徑。
2. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中該第二力係透過該轂之一實質水平直徑之一第一端施加。
3. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中該第三力係透過該轂之一實質水平直徑之一第二端施加。
4. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中該第二力及該第三力之一施加點在該捲起覆蓋物或門之捲繞及展開期間從該轂之中心徑向地改變。
5. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中該抗張偏壓裝置提供一防止直線彎折之恆定力。
6. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中該抗張偏壓裝置提供一防止直線彎折之可變力。
7. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中該抗張偏壓裝置，藉由一展開位置進行該覆蓋物或門的捲繞，而透過該第一點、該第二點及該第三點提供一力。
8. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中該抗張偏壓裝置，藉由一捲繞位置進行該覆蓋物或門的展開，而透過該第一點、該第二點及該第三點提供一力。
9. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中當該偏壓裝置透過該鼓輪裝置之旋轉中心施加該力時，該覆蓋物或門裝置係大約70%捲繞在該鼓輪裝置上。
10. 如申請專利範圍第8項之可調整平衡系統，其中該力藉 該抗張偏壓裝置透過該第二點，而被施加於該鼓輪裝置來產生一以一第一方向繞著該鼓輪裝置之旋轉中心的力矩。
11. 如申請專利範圍第8項之可調整平衡系統，其中該力藉該抗張偏壓裝置透過該第三點，而被施加於該鼓輪裝置來產生一以一第二方向繞著該鼓輪裝置之旋轉中心的力矩。
12. 如申請專利範圍第8項之可調整平衡系統，其中該力藉該抗張偏壓裝置透過該第一點，而被施加於該鼓輪裝置來實質不產生任何繞著該鼓輪裝置之旋轉中心的力矩。
13. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中至少一可調整平衡系統位在該轂或鼓輪裝置之一第一側上且另一可調整平衡系統位在該轂或鼓輪裝置之一第二側上，且各可調整平衡系統之帶裝置捲繞在該轂或鼓輪裝置之各端上。
14. 如申請專利範圍第13項之可調整平衡系統，其中該等平衡系統之帶裝置組配來以相同方向捲繞在該轂或鼓輪裝置上。
15. 如申請專利範圍第13項之可調整平衡系統，其中該等可調整平衡系統之其中一者之帶裝置組配來以一第一方向捲繞在該轂或鼓輪上，且其他可調整平衡系統之帶裝置組配來以一第二方向捲繞在該轂或鼓輪裝置上。
16. 如申請專利範圍第1項之可調整平衡系統，其中至少一可調整平衡系統位在該鼓輪裝置之一第一側上且至少 兩可調整平衡系統位在該鼓輪裝置之一第二側上，且各可調整平衡系統之帶裝置捲繞在該轂或鼓輪裝置之各端上。