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KR102774256B1 - 카운터밸런스 조립체 및 시스템 - Google Patents

카운터밸런스 조립체 및 시스템 Download PDF

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KR102774256B1
KR102774256B1 KR1020207033143A KR20207033143A KR102774256B1 KR 102774256 B1 KR102774256 B1 KR 102774256B1 KR 1020207033143 A KR1020207033143 A KR 1020207033143A KR 20207033143 A KR20207033143 A KR 20207033143A KR 102774256 B1 KR102774256 B1 KR 102774256B1
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KR
South Korea
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spring
counterbalance
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force
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데이비드 가에타노 드알레산드로
Original Assignee
사우스코 인코포레이티드
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Abstract

본 발명의 일 양상에 따르면, 조립체는 서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성되며, 조립체는, 구성요소들 중 하나의 구성요소에 커플링되도록 구성된 장착 브래킷; 장착 브래킷 상의 종동부 아암 장착 지점에 선회식으로 커플링된 종동부 아암; 종동부 아암 상의 종동부 장착 지점에 커플링된 종동부; 장착 브래킷 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점과 종동부 아암 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점 사이에 힘을 가하기 위한 수단; 및 캠 － 캠은 종동부가 캠의 캠 프로파일과 접촉하는 그러한 방식으로 구성요소들 중 다른 구성요소에 커플링되도록 구성됨 － 을 포함한다.

Description

카운터밸런스 조립체 및 시스템
본 출원은 "COUNTERBALANCE ASSEMBLY AND SYSTEM"이라는 발명의 명칭으로 2018년 4월 19일자로 출원된 미국 가출원 제 62/660,053호, 및 "COUNTERBALANCE ASSEMBLY AND SYSTEM"이라는 발명의 명칭으로 2018년 11월 15일자로 출원된 미국 가출원 제 62/767,555호에 관한 것이고, 이들을 우선권으로 주장하며, 이들 가출원들의 내용들은 모든 목적들을 위해 그들 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
2개의 구성요소들의 서로에 대한 이동을 관리할 때, 구성요소들을 카운터밸런싱(counterbalance)하기 위한 메커니즘을 이용하는 것이 때때로 유익하다. 본 발명은 서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체 뿐만 아니라 그러한 구성요소들을 포함하는 카운터밸런스 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 조립체는 서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성되며, 조립체는, 구성요소들 중 하나의 구성요소에 커플링되도록 구성된 장착 브래킷; 장착 브래킷 상의 종동부 아암(follwer arm) 장착 지점에 선회식으로(pivotally) 커플링된 종동부 아암; 종동부 아암 상의 종동부 장착 지점에 커플링된 종동부; 장착 브래킷 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점과 종동부 아암 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점 사이에 힘을 가하기 위한 수단; 및 캠(cam) － 캠은 종동부가 캠의 캠 프로파일과 접촉하는 그러한 방식으로 구성요소들 중 다른 구성요소에 커플링되도록 구성됨 － 을 포함한다.
조립체의 선택적인 양상들에 따르면, 힘을 가하기 위한 수단은 기계식 스프링, 공압식 스프링, 및 유압식 스프링으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 각각의 이들 스프링들 중 하나 초과가 사용될 수 있거나, 또는 스프링들의 타입들의 조합이 또한 본 발명의 실시에서 사용될 수 있다. 구체적으로, 힘을 가하기 위한 수단은 하나의 기계식 스프링일 수 있거나, 또는 2개 이상의 그러한 스프링들일 수 있다. 더 구체적으로, 압축 스프링 또는 스프링들과 같은 기계식 스프링은 장착 브래킷 상의 장착 지점과 종동부 아암 상의 장착 지점 사이에 개재될 수 있다. 조립체는 또한, 각각의 스프링과 연관되어, 각각의 스프링을 안내하도록 위치결정되는 스프링 안내부를 포함할 수 있다. 캠 프로파일은 멈춤쇠(detent)를 포함할 수 있고, 종동부는 롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 카운터밸런스 시스템은 서로에 대해 이동가능한 구성요소들, 및 서로에 대해 구성요소들을 카운터밸런싱하는 적어도 하나의 조립체를 포함한다. 적어도 하나의 조립체는, 구성요소들 중 하나의 구성요소에 커플링된 장착 브래킷, 장착 브래킷 상의 종동부 아암 장착 지점에 선회식으로 커플링된 종동부 아암, 종동부 아암 상의 종동부 장착 지점에 커플링된 종동부, 장착 브래킷 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점과 종동부 아암 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점 사이에 힘을 가하기 위한 수단, 및 캠 － 캠은 종동부가 캠의 캠 프로파일과 접촉하는 그러한 방식으로 구성요소들 중 다른 구성요소에 커플링됨 － 을 갖는다. 적어도 하나의 조립체는 구성요소들의 서로에 대한 이동을 용이하게 한다.
카운터밸런스 시스템의 선택적인 양상들에 따르면, 구성요소들 중 하나는 차량 패널일 수 있다. 또한, 차량 패널은 차량 후드를 포함할 수 있다. 부가적으로, 구성요소들 중 하나는, 제1 포지션에서 수평 평면에 대해 제1 각도로 배향될 수 있고, 제2 포지션에서 수평 평면에 대해 상기 제1 각도보다 더 작은 제2 각도로 배향되도록 구성요소들 중 다른 구성요소에 대해 이동가능할 수 있다. 제1 포지션에서 수평 평면에 대해 일정 각도로 배향된 구성요소는 수직으로 배향될 수 있다. 또한, 구성요소들은 적어도 하나의 조립체에 의해 커플링되는 것에 부가하여 서로에 대해 선회식으로 커플링될 수 있다.
카운터밸런스 시스템의 다른 선택적인 양상들에 따르면, 구성요소들 중 하나의 구성요소의 비-제한적인 예들은, 복사기 덮개; 프린터 덮개; 의료용 장비; 진단 장비; 산업 기계용 커버; 사용중이지 않을 때 기계가 멀리 떨어지게(out of the way) 이동될 수 있도록 하는 음식 준비 기계; 위로-접히거나 아래로-접히는 작업대(work surface); 위로 젖히는 카운터, 이를테면 레스토랑들, 바들 및 다른 장소들에서의 위로 젖히는 카운터들; 탱크 상의 해치와 같은 장갑차 해치용 커버; 게이밍 머신들 또는 게이밍 시스템들 또는 다른 비디오 시스템들용 틸팅가능 디스플레이들; 및 하나의 구성요소가 인지된 무게 관리에 따라 제어된 방식으로 다른 구성요소에 대해 이동하도록 커플링되는 임의의 다른 응용예를 포함한다.
도 1은 제1 구성의 본 발명의 예시적인 실시예의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예의 다른 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예의 배면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 본 발명의, 다른 구성의 예시적인 실시예의 측면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예의 다른 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예의 이동을 보여주는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 예시적인 실시예의 다른 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 측면도이다.
도 14는 폐쇄 포지션에 있는 본 발명의 제4 실시예의 단면도이다.
도 15는 부분적으로 개방된 포지션에 있는 본 발명의 제4 실시예의 단면도이다.
도 16은 개방 포지션에 있는 본 발명의 제4 실시예의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제5 실시예의 부분적인 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제5 실시예의 분해도이다.
도 19는 폐쇄 포지션에 있는 본 발명의 제6 실시예의 사시도이다.
도 20은 개방 포지션에 있는 본 발명의 제6 실시예의 사시도이다.
본 발명이 특정 실시예들을 참조하여 본 명세서에서 예시되고 설명되지만, 본 발명은 도시된 세부사항들로 제한되도록 의도되지 않는다. 오히려, 청구항들의 등가물들의 범주 및 범위 내에서 그리고 본 발명을 벗어나지 않으면서 세부사항들에 있어서 다양한 수정들이 이루어질 수 있다.
동일한 참조 번호들이 상이한 실시예들에 적용되면, 참조 번호가 지칭하는 부분 번호는 각각의 실시예에 대해 동일하거나 유사하며, 즉 부분 번호(112)는 아래에서 설명되는 제6 예시적인 실시예들 각각에서 스프링을 지칭한다는 것을 이해해야 한다.
일반적으로, 시스템(예컨대, 트럭 후드, 도어 등)의 무게 중심에 대한 반작용 힘을 생성하는 맞춤화가능 캠 프로파일과 조합하여 종동부 아암에 작용하는 압축 스프링 또는 스프링들(또는 다른 압축력 디바이스, 이를테면 공압식 실린더, 공기 스프링 또는 힘을 가하기 위한 다른 수단)을 이용하는 실시예들을 포함하는 카운터밸런스 메커니즘이 본 발명에 의해 제공된다. 본 발명의 일 양상에서, 수직으로 장착된 메커니즘이 다수의 구성요소들을 갖는 시스템을 카운터밸런싱하고 그리고/또는 그 시스템에 맞춤화가능 개방 프로파일을 제공하기 위해 제공된다. 이것은 시스템과 함께 작동하는 캠 및 종동부에 커플링된 압축력을 이용함으로써 달성되며, 이는 시스템의 회전 지점에 대한 시스템의 무게에 상쇄력을 인가한다.
하나의 옵션으로서, 이러한 시스템을 수직으로 배향하는 전반적인 장점은, 수평 카운터밸런스 로드(rod) 시스템 또는 심지어 단일 토크 로드의 사용에 비해, 카운터밸런스 구성요소들에 의해 더 적은 공간이 점유된다는 것이다. 수직으로 장착된 카운터밸런스 시스템으로 인한 이러한 부가적인 공간은, 본 발명의 디바이스가 사용되는 시스템에 다른 장비 및 구성요소들을 추가하기 위한 틈새(clearance)를 허용할 수 있다. 예컨대, 그러한 구성요소의 일 예는 제설기이다. 시스템이, 예컨대 차량용 후드 상에서 사용되면, 수평으로 장착된 카운터밸런스 시스템에 비해 엔진의 유지보수를 용이하게 하기 위한 부가적인 공간이 또한 존재한다.
압축 디바이스는 설정된 힘으로 미리 로딩된다. 시스템의 이동 전반에 걸친 임의의 무한한 수의 지점들 전반에 걸쳐, 종동부가 캠 프로파일 위에서 병진이동(예컨대, 롤링, 활주 등)함에 따라, 그 힘은 증폭되거나 최소화된다. 캠 프로파일이 종동부에 작용하는 지점과 압축력이 종동부에 작용하는 지점 사이의 관계는 전체 시스템에서 회전 지점에 대한 상쇄력을 생성한다.
본 명세서의 다양한 실시예들에서 도시되고 예시된 바와 같이, 시스템은 시스템의 비-이동 섹션(예컨대, 트럭 프레임, 도어프레임 등)에 부착된 고정된 캠을 이용하고, 압축 스프링 카운터밸런스는 시스템의 회전 부분(예컨대, 트럭 후드, 도어 등)에 부착된다.
시스템은 무한대로 맞춤화가능하며, 이는, 캠 프로파일의 특정한 설계에 의존하여, 트럭 후드(또는 게이밍 머신용 디스플레이와 같은 다른 이동가능 요소)가 자동으로 개방되거나 또는 부분적으로 또는 심지어 완벽하게 카운터밸런싱되도록(운동 전반에 걸쳐 무중력으로 느껴지게 되도록) 설계될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 이동가능 요소는 이동될 때 임의의 가능성의 원하는 무게로 느끼지게 될 수 있다.
시스템은 또한, 압축력 카운터밸런스가 고정될 것이고 캠 프로파일이 시스템의 회전 또는 이동가능 부분에 부착될 역 구성(reverse configuration)으로 장착될 수 있다. 시스템은 또한, 힌지를 포함하도록 설계되거나 외부 힌지 시스템과 함께 사용될 수 있다.
카운터밸런스 조립체는 도면들의 여러가지 예시적인 실시예들에 따라 도시된다. 카운터밸런스 조립체가 다양한 응용예들에서 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 응용예들의 비-제한적인 예들은, 주기적으로 개방 및 폐쇄될 필요가 있는 무거운 도어들 또는 커버들, 이를테면 덤프스터(dumpster) 상의 덮개들, 칸막이 벽(bulkhead) 도어들 등의 사용을 요구하는 차량 또는 다른 응용예들 어느 하나에서, 이를테면 트럭들 또는 자동차들 상의 차량 후드들, 콘테이너들 또는 칸막이들의 무거운 도어들 또는 덮개들이다. 또한, 본 발명은, 구성요소의 인지된 무게가 다른 구성요소에 대한 그의 이동에 따라 임의의 지점에서 수정(감소 또는 증가)되는 임의의 응용예에 대해 사용될 수 있다.
또한, 단일 응용예, 예컨대 트럭 후드가 후드를 개방하거나 폐쇄하는 것을 용이하게 하기 위해 본 명세서에 설명된 카운터밸런스 조립체들 또는 메커니즘들 중 하나 이상을 이용할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
본 예들에서, 카운터밸런스 메커니즘이 차량 후드 상에 통합되며, 여기서 후드의 전면은 폐쇄된 포지션에 있을 때 일반적으로 수직이고, 상단으로부터 개방되게 끌어당겨지거나 또는 그렇지 않으면 개방 포지션을 향해 이동될 때 더 수평 포지션으로 회전되어, 차량의 엔진에 접근가능하게 된다. 이러한 예에서, 압축 디바이스는 압축 스프링이지만, 임의의 그러한 압축 디바이스(예컨대, 압축을 제공하도록 설계된 부재)가 또한, 비-제한적인 예들로서 공압식 실린더 또는 에어 스프링, 또는 유압식 디바이스를 포함할 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인식될 수 있다. 스프링은 나선형 스프링일 수 있다. 또한, 카운터밸런스 메커니즘이 제1 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이 단일 압축 디바이스, 예컨대 하나의 스프링을 이용하거나, 또는 제2 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이 2개의 스프링들과 같은 하나 초과의 압축 디바이스를 이용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 부가적으로, 제4 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 압축 디바이스에 의해 가해진 힘은 조정가능할 수 있다. 그러한 조정기능은, 예컨대 압축 스프링에 대한 예압(preload)이 나사에 의해 조정가능한 제4 실시예에 도시된 압축 스프링으로서 예시된다.
도면들을 일반적으로 참조하면, 그리고 본 발명의 일 양상에 따르면, 카운터밸런스 조립체(100)는 서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성되며, 조립체(100)는, 구성요소들 중 하나의 구성요소에 커플링되도록 구성된 장착 브래킷(118); 장착 브래킷(118) 상의 종동부 아암 장착 지점(122)에 선회식으로 커플링된 종동부 아암(124); 종동부 아암(124) 상의 종동부 장착 지점(130)에 커플링된 종동부(132); 장착 브래킷(118) 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점(120)과 종동부 아암(124) 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점(128) 사이에 힘을 가하기 위한 수단; 및 캠(136) － 캠은 종동부(132)가 캠(136)의 캠 프로파일(134)과 접촉하는 그러한 방식으로 구성요소들 중 다른 구성요소에 커플링되도록 구성됨 － 을 포함한다.
조립체의 선택적인 양상들에 따르면, 힘을 가하기 위한 수단은 기계식 스프링, 공압식 스프링, 및 유압식 스프링으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 하나의 스프링 또는 복수의 스프링들이 힘을 가하기 위한 수단으로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 힘을 가하기 위한 수단은 기계식 스프링일 수 있다. 더 구체적으로, 압축 스프링 또는 스프링들(112)과 같은 기계식 스프링은 장착 브래킷(118) 상의 장착 지점(120)과 종동부 아암(124) 상의 장착 지점(128) 사이에 개재될 수 있다. 조립체(100)는 또한, 스프링(112)을 안내하도록 위치결정되는 스프링 안내부(113)를 포함할 수 있다. 캠 프로파일(134)은 멈춤쇠를 포함할 수 있고, 종동부(132)는 롤러(132)를 포함할 수 있다. 하나 초과의 스프링(112)이 사용되면, 그 각각은 연관된 캠 프로파일(134), 종동부(132), 예컨대 롤러(132)를 가질 수 있거나, 또는 하나 초과의 스프링(112)은 공통 캠 프로파일(134), 종동부(132), 이를테면 롤러(132)와 함께 연관될 수 있다. 캠 프로파일(들)(134) 및 스프링(들)(112)은 특정한 응용예에 대해 필요에 따라 원하는 카운터밸런스 힘을 생성하도록 선택된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 카운터밸런스 시스템은 서로에 대해 이동가능한 구성요소들, 및 서로에 대해 구성요소들을 카운터밸런싱하는 적어도 하나의 조립체(100)를 포함한다. 적어도 하나의 조립체(100)는, 구성요소들 중 하나의 구성요소에 커플링된 장착 브래킷(118), 장착 브래킷(118) 상의 종동부 아암 장착 지점(122)에 선회식으로 커플링된 종동부 아암(124), 종동부 아암(124) 상의 종동부 장착 지점(130)에 커플링된 종동부(132), 장착 브래킷(118) 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점(120)과 종동부 아암(124) 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점(128) 사이에 힘을 가하기 위한 수단, 및 캠(136) － 캠은 종동부(132)가 캠(136)의 캠 프로파일(134)과 접촉하는 그러한 방식으로 구성요소들 중 다른 구성요소에 커플링됨 － 을 갖는다. 적어도 하나의 조립체(100)는 구성요소들의 서로에 대한 이동을 용이하게 한다.
카운터밸런스 시스템의 선택적인 양상들에 따르면, 구성요소들 중 하나는 차량 패널일 수 있다. 또한, 차량 패널은 차량 후드(110)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 구성요소들 중 하나는, 제1 포지션에서 수평 평면에 대해 제1 각도로 배향될 수 있고, 제2 포지션에서 수평 평면에 대해 상기 제1 각도보다 더 작은 제2 각도로 배향되도록 구성요소들 중 다른 구성요소에 대해 이동가능할 수 있다. 제1 포지션에서 수평 평면에 대해 일정 각도로 배향된 구성요소는 수직으로 배향될 수 있다. 또한, 구성요소들은 적어도 하나의 조립체에 의해 커플링되는 것에 부가하여 서로에 대해 선회식으로 커플링될 수 있다.
후드(110)의 전면에 장착된 카운터밸런스 조립체(100)의 측면도를 도시하는 도 1을 구체적으로 참조하면, 도 1은 수직 포지션의 후드(110)를 도시하고, 따라서 후드(110)는 폐쇄되어 있다. 카운터밸런스 조립체(100)는 후드(110)를 트럭 프레임(도시되지 않음)에 선회식으로 연결시키도록 구성 및 배열된다.
카운터밸런스 조립체(100)는 압축 스프링(112)을 포함한다. 조립체(100)가 단일 스프링(112)을 갖는 것으로 도시되지만, 복수의 스프링들(112)이 존재할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스프링(112)은, 압축 스프링(112)이 더 많거나 더 적은 압축력을 받음에 따른 스프링의 변화하는 길이에 따라, 필요에 따라 단축 또는 연장되도록 구성 및 배열되는 선택적인 내부 스프링 안내부(113)를 갖는다. 스프링 안내부(113)는, 스프링 축을 따라 연장되도록 압축 스프링(112)의 형상을 안내하는 동안 팽창 또는 수축될 수 있는 신축성(telescoping) 조립체이다. 압축 스프링(112)은 스프링 상단 단부(114) 및 스프링 하단 단부(116)를 갖는다. 스프링 하단 단부(116)가 너트(117)와 접촉하는 것으로 예시되어 있다는 것을 유의한다. 스프링 안내부(113) 및 너트(117)는 서로 나사결합되어, 너트(117)는 스프링 안내부(113)의 샤프트 위 또는 아래로 이동될 수 있다. 너트(117)의 이러한 이동은 스프링(112)에 대한 압축을 추가하거나 빼는 역할을 하며, 이는 스프링(112) 상의 예압을 조정하고, 그에 의해, 스프링(112)이 중력을 카운터밸런싱하기 위해 가하는 힘에 대한 조정기능을 제공한다.
스프링 상단 단부(114)는 스프링 장착 브래킷(118)에 선회식으로 커플링된다. 스프링 장착 브래킷(118)은 후드(110)의 내부 표면에 고정적으로 장착된다. 스프링 장착 브래킷은 상단 단부(120) 및 하단 단부(122)를 갖는다.
이 도면에 도시되지 않았지만, 와이어는 스프링 안내부(113)에 평행하게, 스프링(112)의 중심을 통해 선택적으로 나사결합될 수 있다. 와이어는, 스프링(112)이 스프링 장착 브래킷(118)으로부터 파손되거나 느슨하게 되는 경우, 부가적인 안전 조치를 제공하기 위해 스프링 장착 브래킷(118)에 부착될 수 있다. 그러한 와이어는 본 명세서에 개시된 실시예들(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 임의의 실시예에 선택적으로 추가될 수 있다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 스프링 상단 단부(114)는 스프링 장착 브래킷 상단 단부(120)에 선회식으로 장착된다. 스프링 하단 단부(116)는 종동부 아암(124)에 선회식으로 커플링된다. 종동부 아암(124)은 3개의 장착 지점들을 갖는다. 이들은 일반적으로, 전면 장착 지점(126), 상단 장착 지점(128), 및 후면 장착 지점(130)으로 설명된다. 방향들은 트럭을 기준으로 이루어지며, 즉 전면은 트럭의 전면을 향하고, 후면은 트럭의 후면을 향하며, 상단은 트럭의 상단을 향한다.
전면 종동부 아암 장착 지점(126)은 스프링 장착 브래킷 하단(122)에 선회식으로 커플링된다. 스프링 하단 단부(116)는 상단 장착 지점(128)에 선회식으로 커플링된다. 후면 장착 지점(130)은 종동부(132)에 회전가능하게 커플링된다. 종동부(132)는 캠(136)의 프로파일(134)과 접촉한다. 도 1에 도시되지 않았지만, 프로파일(134)은 멈춤쇠 또는 다른 표면 윤곽, 이를테면 만입부를 선택적으로 포함할 수 있으며, 이는, 종동부(132)를 고정된 포지션 또는 안정된 포지션으로 유지 또는 강요(urge)하는 역할을 하여, 그에 의해 후드(110)가 완전히 개방된 것과 완전히 폐쇄된 것 사이의 중간 정도의 포지션에 고정 또는 안정적으로 유지되게 허용하면서, 여전히 종동부(132)가 프로파일(134)을 따라 이동하게 허용하여, 후드(110)가 완전히 개방된 것과 완전히 폐쇄된 것 사이의 중간 정도의 포지션으로부터 개방되거나 폐쇄된 포지션을 향해 쉽게 이동되게 허용한다. 부가적으로, 하나 초과의 그러한 표면 윤곽은, 다수의 중간 포지션들에서의 안정된 위치결정을 용이하게 하기 위해 제공될 수 있다.
이러한 실시예에서, 종동부(132)는 회전 디스크 또는 휠, 이를테면 베어링의 외부 표면으로서 도시되지만, 종동부(132)는 마찰-감소 코팅, 또는 다른 형태의 캠 종동부가 선택적으로 제공될 수 있는 단지 활주 요소일 뿐일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 캠(136)은 트럭 프레임(도시되지 않음)에 고정적으로 장착된다. 후드와 선회 지점 사이에서 연장되는 선택적 J-브래킷(140) 및 캠 힌지 지점(138)이 또한 도 1에 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, J-브래킷(140)은 후드(110) 및 캠(136)과 관련하여 더 명확하게 도시된다. J-브래킷(140)은 자신의 전면 단부(142)에서, 캠(136)에 캠 힌지 지점(138)에서 선회식으로 커플링된다. J-브래킷(140)은 자신의 후면 단부(144)에서 장착 플레이트(146)에 고정적으로 커플링된다. 도 2에 도시된 바와 같이, J-브래킷 후면 단부(144)는 볼트들(148)을 사용하여 장착 플레이트(146)에 장착된다. 장착 플레이트(146)는 후드(110)에 고정적으로 부착된다. 부분(110)은, 비-제한적인 예들로서, 복사기 덮개; 프린터 덮개; 의료용 장비; 진단 장비; 산업 기계용 커버; 사용중이지 않을 때 기계가 멀리 떨어지게 이동될 수 있도록 하는 음식 준비 기계; 위로-접히거나 아래로-접히는 작업대; 위로 젖히는 카운터, 이를테면 레스토랑들, 바들 및 다른 장소들에서의 위로 젖히는 카운터들; 탱크 상의 해치와 같은 장갑차 해치용 커버; 게이밍 머신들 또는 게이밍 시스템들 또는 다른 비디오 시스템들용 틸팅가능 디스플레이들; 및 하나의 구성요소가 인지된 무게 관리에 따라 제어된 방식으로 다른 구성요소에 대해 이동하도록 커플링되는 임의의 다른 응용예와 같은, 시스템의 임의의 다른 선회 부분일 수 있다. 후드(110) 또는 비-제한적인 예들의 다른 것으로의 장착 플레이트(146)의 부착은 임의의 적합한 수단, 예컨대 용접 또는 체결구들, 이를테면 볼트들에 의해 달성될 수 있다. J-브래킷(140)이 도시되어 있지만, 임의의 적합한 장착 디바이스가 사용될 수 있으며, 캠(136) 상의 캠 힌지 지점(138)이 스프링 장착 브래킷(118)과 병합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 실시예는 아래에서 논의되는 도 10 및 도 11에 도시되어 있다.
도 3은 카운터밸런스 조립체(100)의 약간 상이한 사시도를 도시하며, 여기서 장착 플레이트(146)에 장착되는 바와 같은 J-브래킷(140)이 더 명확하게 도시되어 있다. 도 4는 후드(110) 상에 장착된 바와 같은 카운터밸런스 조립체(100)의 배면도를 도시한다.
카운터밸런스 조립체(100)의 작용 메커니즘은 도 5 및 도 6 뿐만 아니라 도 7을 검토함으로써 설명된다. 도 6은 폐쇄된 포지션에 있는 카운터밸런스 조립체(100)를 도시하며, 여기서 후드(110)는 수직으로 배치된다.
도 6을 면밀히 살펴보면, 캠 프로파일(134)이 특정한 윤곽 또는 형상을 갖는다는 것을 인식해야 한다. 압축 스프링(112)은, 그것이 종동부 아암(124)에 계속 힘을 가하고, 따라서 종동부(132)가 캠 프로파일(134)에 대해 계속 가압되도록 구성 및 배열된다. 압축 스프링(112)의 길이 및 구조, 및 그에 따른 압축 스프링(112)으로부터의 힘의 양은 종동부(132) 및 종동부 아암(124)의 포지션에 의해 좌우된다. 캠 프로파일(134)의 형상은 종동부(132) 및 종동부 아암(124)의 포지션 및 그에 따른 압축 스프링(112)으로부터의 힘을 결정하며, 이는, 개방된 포지션 또는 폐쇄된 포지션으로부터 후드(110)를 선회시킴으로써 야기되는 모멘트를 상쇄시키고, 이는 따라서, 캠 프로파일(134)의 형상에 의존하여 변경될 수 있다.
폐쇄된 또는 더 수직인 포지션 A 뿐만 아니라 개방된 또는 더 수평인 포지션 B에서 파선들로 후드(110)의 전면을 도시하는 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 종동부(132)가 캠 프로파일(134)을 따라 이동했고, 그것이 이동됨에 따라, 압축 스프링(112)에 의해 인가된 힘이 캠 프로파일(134)의 형상에 의존하여 변경될 수 있다는 것을 알 수 있다.
압축 스프링(112)은 설정된 힘으로 미리 로딩된다. 이러한 상세한 설명에서 언급된 바와 같이, 이러한 미리 로딩된 설정된 힘은 카운터밸런스 시스템의 제조, 조립 또는 사용 중 어느 하나 동안 조정되거나 조정가능하게 될 수 있다. 후드(110)의 이동에 의해 야기되는 카운터밸런스 조립체(100)의 회전 전반에 걸친 임의의 무한한 수의 지점들 전반에 걸쳐, 종동부(132)가 캠 프로파일(134) 위에서 병진이동(예컨대, 롤링, 활주 등)함에 따라, 그 힘은 증폭되거나 최소화된다. 캠 프로파일(134)이 종동부(132)에 작용하는 지점과 압축 스프링(112)으로부터의 압축력이 종동부(132)에 작용하는 지점 사이의 관계는 전체 카운터밸런스 시스템(100)에서 회전 지점(캠(136) 상의 힌지 지점(138)임)에 대한 상쇄력을 생성한다.
도시된 바와 같이, 카운터밸런스 조립체(100)는 시스템의 비-이동 섹션에 부착된 고정된 캠(136)을 이용한다. 예컨대, 비-이동 부분은 위에서 도시된 바와 같이 트럭 프레임일 수 있지만, 또한 도어프레임일 수 있다. 따라서, 위에서 설명된 바와 같이, 압축 스프링 카운터밸런스 조립체(100)는 시스템의 회전 부분(예컨대, 트럭 후드, 도어)에 부착되지만, 당업자는 카운터밸런스 조립체(100)의 동작이 쉽게 반전될 수 있다는 것을 용이하게 인식할 수 있으며, 여기서, 예컨대, 고정된 캠(136)은 회전 부분(예컨대, 후드, 도어 등)에 부착되고, 이동 요소들(압축 스프링(112), 종동부 아암(124) 및 종동부(132))은 트럭 프레임에 부착된다. 당업자는 또한, 본 명세서에 설명된 바와 같은 카운터밸런스 조립체(100)가 외부 힌지 시스템과 함께 사용될 수 있거나 또는 설명된 바와 같은 카운터밸런스 조립체(100) 그 자체가 힌지 요소를 또한 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
카운터밸런스 조립체(100)는 캠 프로파일(134)의 설계에 의존하여 무한하게 맞춤화가능하며, 후드(110) 또는 다른 구성요소는 자동으로 개방되거나 또는 부분적으로 또는 심지어 완벽하게 카운터밸런싱되도록(운동의 전부 또는 일부 전반에 걸쳐 더 가볍게 또는 무중력으로 또는 임의의 가능성의 원하는 무게로 느껴지게 되도록) 설계될 수 있다. 예컨대, 위에서 언급된 바와 같이, 캠 프로파일(134)은 선택적인 멈춤쇠(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 그에 의해, 후드(110)는, 부분적으로 개방된 포지션으로 후드(110)를 유지하기 위해 힘을 가할 필요없이, 부분적으로 개방된 채로 유지될 수 있다.
도 8은, 카운터밸런스 조립체(100)의 제1 실시예와 실질적으로 동일한 방식으로 동작하는 카운터밸런스 조립체(200)의 제2 실시예를 도시한다. 카운터밸런스 조립체(200)는 제2 압축 스프링(112)을 갖는다. 제2 스프링(112)은 다른 압축 스프링(112)과 동일한 종동부 아암(124)에 부착된다. 제2 실시예의 카운터밸런스 조립체(200)의 동작은 그 외에는 제1 실시예(100)와 동일하다.
도 9는 카운터밸런스 조립체(200)의 다른 도면을 도시한다. 이 도면에서, 카운터밸런스 조립체(200)(및 또한 물론, 단일 스프링을 갖는 제1 실시예의 조립체(100))가 임의의 배향으로 장착될 수 있다는 것, 즉 도 9에 도시된 바와 같이, 캠(136)이 스프링들(112) 위에 있다는 것을 인식할 수 있다. 추가로, 선택적인 스프링 안내부(113)가 각각의 스프링(112)으로부터 생략되었다는 것을 도 9에서 더 명확하게 알 수 있다.
도 10은 제1 실시예(100)와 같이 하나의 스프링(112)을 갖는 카운터밸런스 조립체(300)의 제3 실시예의 측면도를 도시한다. 부가적으로, 이러한 실시예에서, 선택적인 J-브래킷(140)이 생략되었다는 것을 알 수 있다. 중요하게, 힌지 지점(138)은 후드(110) 상에 장착된 스프링 장착 브래킷(118)과 병합되었다.
도 11은 카운터밸런스 조립체(300)의 제3 실시예의 사시도를 도시한다. 이 도면에서, 힌지 지점(138)이, 스프링 장착 브래킷(118)을 캠(136)에 회전가능하게 커플링시키도록 구성 및 배열되는 축(150)을 포함한다는 것을 알 수 있다.
도 12는 제4 실시예의 카운터밸런스 조립체(400)의 사시도를 도시한다. 이러한 제4 실시예(400)는 하나의 압축 스프링(112)을 갖는다. 이러한 실시예에서, 힌지 지점(138)은 캠(136)과 병합되었다. 따라서, 이러한 실시예에서, 캠(136)은 이동가능하고 트럭 후드(110)(도시되지 않음)에 장착될 것인 반면, 장착 브래킷(118)은 고정되고 트럭 프레임(도시되지 않음)에 장착될 것이다.
다른 실시예들과 관련하여 이전에 설명된 바와 같이, 스프링(112)은, 예컨대 기계식 스프링(예컨대, 나선형 스프링을 포함함), 공압식 스프링(예컨대, 가스 또는 공기 버팀대(strut) 또는 피스톤을 포함함), 및 유압식 스프링(예컨대, 유압식 버팀대 또는 피스톤을 포함함)을 포함하는 광범위하게 다양한 스프링 타입들로부터 선택될 수 있다. 하나의 스프링 또는 복수의 스프링들이 힘을 가하기 위한 수단으로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 도 12에 예시된 제4 실시예(400)에서, 힘을 가하기 위한 수단은 하나 이상의 기계식 스프링들일 수 있다.
개방된 포지션에 있는 카운터밸런스 조립체(400)의 측면도인 도 13에 도시된 바와 같이, 캠(136)은, 트럭 후드(110)(도시되지 않음)가 개방된 포지션으로 이동될 때 힌지 지점(138) 주위에서 상향으로 회전된다. 소켓 헤드 나사(152) 뿐만 아니라 상부 칼라(collar)(154)가 도 13에 또한 도시되어 있다. 나사(152) 및 상부 칼라(154)는 서로 나사결합되어, 나사(152)가 회전될 때, 상부 칼라(154)가 나사(152)에 대해 이동되게 한다. 상부 칼라(154)는, 그것이 스프링(112)을 가압하도록 구성 및 배열된다. 따라서, 나사(152)가 회전될 때, 칼라(154)는 위 또는 아래로 이동되고, 그에 의해 스프링(112) 상의 예압을 변화시키며, 이는 스프링(112)이 가하는 힘을 변화시킨다. 나사(152)의 헤드(156)가 도 12의 사시도에서 더 명확하게 도시되어 있다는 것을 유의한다. 또한, 나사(152)가 나선형 스프링(112)에 대한 안내부로서 작용한다는 것을 또한 유의한다.
나사 마운트(158)가 도 12 및 도 13 둘 모두에 도시되어 있다. 나사 마운트(158)는 나사 마운트 선회 지점(162)에서 종동부 아암(124)에 선회식으로 장착된다. 자신의 하부 단부에서 브래킷(118)에 대해 선회 관계로 스프링(112)을 유지하는 하부 칼라(164)가 또한 도 12 및 도 13에 도시되어 있다.
다음으로, 카운터밸런스 조립체(400)가 도 14의 폐쇄된 포지션으로부터 도 15의 부분적으로 개방된 포지션으로 도 16의 개방된 포지션까지 이동됨에 따른 카운터밸런스 조립체(400)의 이동을 단면으로 도시하는 도 14, 도 15, 및 도 16의 카운터밸런스 조립체(400)의 일련의 단면도들을 참조한다. 이들 도면들에서 알 수 있는 바와 같이, 캠(136)이 상향으로 회전될 때, 캠 종동부(132)는 캠 프로파일(134)을 따라 이동되고, 종동부 아암(124)에 부착된 상부 칼라(154)와 하부 칼라(166) 사이의 압축 스프링(112)의 힘에 의해 상향으로 강요된다.
도 17 및 도 18은, 각각, 카운터밸런스 조립체(500)의 예시적인 제5 실시예의 부분 분해 사시도 및 분해도를 도시한다.
먼저 부분 분해도인 도 17을 살펴보면, 제2 실시예(도 8은 예시적임)와 유사하게, 2개의 압축 스프링들(112)이 존재한다는 것을 인식할 수 있다. 그러나, 이러한 실시예에서, 2개의 스프링들(112)은, 그들이 제2 실시예에서 이루어진 것과 같이 병렬보다는 직렬로 장착된다. 다시 말하면, 스프링들은 별개의 일반적으로 평행한 축들을 따라 정렬되는 것과는 반대로 공통 축을 따라 일반적으로 정렬된다.
2개의 스프링들(112)은 각각 동일한 압축성 또는 상이한 압축성을 가질 수 있으며, 그에 의해, 이러한 시스템으로 달성될 수 있는 카운터밸런스 힘에 대한 부가적인 조정기능 인자를 유발한다. 이러한 부분 분해도의 도 17에서, 2개의 스프링들(112) 사이에 위치된 스프링 커넥터(168)를 볼 수 있다는 것을 유의한다. 스프링 커넥터(168)는 2개의 스프링들(112)을 서로에 대해 고정된 동축 관계로 유지하도록 구성 및 배열된다. 명확성을 위해, 도 17의 스프링들(112)은 서로 접촉하지 않는 것으로 도시되어 있지만, 실제로, 스프링 커넥터(168)는 환상형 플랜지(172)의 반대 측으로부터 각각 나오는 2개의 돌출부들(170)을 갖는다. 돌출부들(170)은 각각의 스프링(112)의 중심으로 끼워맞춰지도록 구성 및 배열되며, 따라서 플랜지(172)는 2개의 스프링들(112) 사이에 단단히 가압된다. 따라서, 2개의 스프링들(112)은 공통 축을 따라 함께 유지된다. 따라서, 스프링 커넥터(168)는 스프링들(112) 둘 모두로부터의 힘이 그들 사이에 전달될 수 있게 한다.
또한, 도 17의 종동부(132)가 그의 적절한 포지션에서 종동부 아암(124)에 회전가능하게 부착된 바와 같이 도시되어 있지 않다는 것을 유의한다. 캠 힌지 지점(138)에서 스프링 장착 브래킷(118)에 회전가능하게 장착된 캠(136)이 또한 이러한 부분 분해도에서 보여질 수 있다. 또한, 브래킷 스프링 선단(tip)(174) 및 종동부 아암 스프링 선단(176)이 도 17에 도시되어 있다. 이들 스프링 선단들(174 및 176)은 스프링들(112)이 브래킷(118) 및 종동부 아암(124)에 각각 회전가능하게 장착되게 허용한다.
도 18에 도시된 이러한 제5 실시예의 카운터밸런스 시스템(500)의 의 분해도를 다음으로 살펴보면, 스프링 선단들(174 및 176) 각각이, 스프링 커넥터(168) 상의 돌출부들(170)과 유사한 방식으로 스프링들(112)의 중심으로 끼워맞춰지도록 구성 및 배열되는 돌출부(178, 180)를 각각 갖는다는 것을 알 수 있다. 각각의 스프링 선단(174 및 176)은, 각각, 레그(leg)들(182, 184)의 세트를 갖고, 이들 레그들(182, 184) 각각은 관통 구멍들(186, 188)을 각각 갖는다.
도 19를 검토함으로써 알 수 있는 바와 같이, 관통 구멍들(186)은 스프링 장착 브래킷(118)의 관통 구멍들(190)과 일치하도록 배열된다. 따라서, 플랜지식 베어링들(192)의 세트는 관통 구멍들(186 및 190)의 세트들 둘 모두에 장착되도록 구성 및 배열되며, 그에 의해, 브래킷 스프링 선단(174)을 통해 스프링들(112) 및 브래킷(118)을 함께 회전가능하게 커플링시킨다. 유사한 방식으로, 종동부 아암 스프링 선단(176)의 관통 구멍들(186)과 일치하도록 배열되는 종동부 아암(124)의 관통 구멍들(194)의 쌍이 존재한다. 따라서, 플랜지식 베어링들(196)은 관통 구멍들(186 및 194)의 세트들 둘 모두에 장착되도록 구성 및 배열되며, 그에 의해, 브래킷 스프링 선단(176)을 통해 스프링들(112) 및 종동부 아암(124)을 함께 회전가능하게 커플링시킨다.
도 18의 분해도에서 보여지는 바와 같이, 종동부 아암(124)은 관통 구멍들(198)의 제2 세트(오직 하나만 보임)를 갖는다. 이들 관통 구멍들(198)은 브래킷(118)의 관통 구멍들(202)의 세트와 일치한다. 플랜지식 베어링들(204)의 세트는 관통 구멍들(198 및 202)에 끼워맞춰지도록 구성 및 배열되며, 그에 의해, 종동부 아암(124) 및 브래킷(118)을 함께 회전가능하게 커플링시킨다. 이러한 실시예에서, 종동부(132)는 롤러의 형태인 것으로 보여질 수 있다. 도 18의 분해도에 도시된 바와 같이, 종동부(132)는 베어링들(208)의 세트가 끼워맞춰지는 관통 구멍(206)을 갖는다. 종동부 아암(124)은 종동부 관통 구멍(206)에 위치된 베어링들(208)과 일치하도록 구성 및 배열되는 관통 구멍들(210)의 세트를 갖는다. 베어링들(208) 및 관통 구멍들(210)에 위치되고, 그에 따라 종동부(132)를 종동부 아암(124)과 회전가능하게 커플링시키는 축(도시되지 않음)이 제공된다.
도 17의 부분 분해도를 살펴보면, 캠(136)이 힌지 지점(138)에서 브래킷(118)에 회전가능하게 커플링되는 것을 관찰할 수 있다. 캠(136) 상의 힌지 지점(138)은 관통 구멍을 포함한다. 브래킷(118)에는 관통 구멍들(212)의 쌍이 존재한다. 관통 구멍들(212)의 쌍은 캠(136)의 힌지 지점/관통 구멍(138)과 일치하도록 배열된다. 허브(214) 뿐만 아니라 2개의 플랜지식 베어링들(216, 218)이 또한 도 18에 도시되어 있다. 허브(214)는 관통 구멍(220)을 포함한다. 허브(214)는 브래킷(118)의 관통 구멍들(212) 및 힌지 지점/캠 관통 구멍(138)에 끼워맞춰지며, 따라서 캠(136) 및 브래킷(118)을 함께 회전가능하게 커플링시킨다. 2개의 플랜지식 베어링들(216)은 관통 구멍들(212)에 그리고 이어서 허브(214)의 관통 구멍(220)에 끼워맞춰지며, 따라서 허브(214)가 브래킷(118)으로부터 느슨하게 활주하는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 명세서에 개시된 다른 카운터밸런스 조립체 실시예들과 같이, 당업자는, 일 실시예에서, 브래킷(118)이, 비-제한적인 예를 들자면, 시스템의 고정된 요소, 이를테면 탱크의 해치 개구에 장착될 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 브래킷(118)에 대해 회전되는 캠(136)은, 개방 및 폐쇄되게 회전될 해치 개구에 대한 커버에 장착될 수 있다. 대안적으로, 브래킷(118)은 카운터밸런스 시스템의 회전가능 요소에 장착될 수 있는 반면, 캠(136)은 카운터밸런스 시스템의 고정된 요소에 장착될 수 있다.
따라서, 결국 이러한 제5 실시예의 동작 원리는, 스프링들(112)이 카운터밸런싱 힘을, (비-제한적인 예로서) 종동부 아암(124)을 통한 종동부(132)로의 그들의 회전가능 부착을 통해 캠(136)으로, 그리고 이어서 해치 커버로 또는 시스템의 다른 회전가능 요소로 인가하는 것이다. 일 실시예에서, 캠 표면(134)은, 예컨대 적절한 스프링들(112)의 선택과 함께, 해치 커버의 무게가 그의 이동 전반에 걸쳐 무중력으로 느껴지게 될 수 있도록 형상화 및 구성될 수 있다. 이러한 원리는 또한, 브래킷(118)이 회전가능 해치 커버에 부착되고 캠(136)이 해치의 측부와 같은 고정된 요소에 부착될 경우 적용된다.
제6 실시예의 카운터밸런스 조립체(600)가 도 19 및 도 20에서 사시도들로 도시되어 있다. 도 19는 폐쇄된 포지션에 있는 조립체(600)를 도시하고, 도 20은 개방된 포지션에 있는 조립체(600)를 도시한다. 도 20은 또한, 서로에 대해 선회가능하게 이동될 카운터밸런스 시스템의 구성요소들(10, 20)을 개략적으로 도시한다.
도 20에 도시된 바와 같이, 구성요소(10)는 캠(136)에 부착되고, 구성요소(20)는 브래킷에 부착된다. 개요로, 이 제6 실시예의 카운터밸런스 시스템(600)은, 이 제6 실시예(600)가 캠(136), 종동부 아암(124), 및 캠(136) 상에서 캠 프로파일(134)을 따라 이동되는 종동부(132)의 구성요소들을 포함한다는 점에서, 다른 5개의 실시예들(100, 200, 300, 400 및 500)과 매우 유사하다. 캠(136)은 힌지 지점(138)에서 브래킷(118)에 회전가능하게 부착된다.
이러한 제6 실시예(600)에서, 브래킷(118)은 대칭이 아니며, 따라서 캠(136)은 오직 하나의 측부 상에만 부착된다는 것을 유의한다. 이러한 실시예(600)는 또한, 스프링 장착 브래킷(118)의 하단 단부와 종동부 아암(124) 사이에 회전가능하게 장착되는 스프링(112)을 포함한다. 이러한 제6 실시예는 또한, 제1 실시예(100)에서 또한 논의된 신축성 스프링 안내부(113)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 비-제한적인 실시예에서, 브래킷(118)이 게이밍 머신 하우징일 수 있는 구성요소(20)에 고정적으로 장착될 수 있는 반면, 이동하는 캠(136)이 게이밍 머신에 대한 디스플레이일 수 있는 구성요소(10)에 고정적으로 부착될 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 카운터밸런스 조립체(600)는 비교적 무거운 게이밍 머신 디스플레이의 무게를 카운터밸런싱하는 데 사용될 수 있으므로, 디스플레이는 전자기기들 및 게이밍 머신의 내부의 다른 장비의 서비스를 방해하지 않도록 게이밍 머신 하우징에 대해 쉽게 이동될 수 있다.
제6 실시예의 카운터밸런스 조립체(600)는 반대 방식으로 예시적인 게이밍 머신에 장착될 수 있고, 즉 브래킷(118)은 게이밍 머신에 대한 디스플레이(이후 구성요소(20)로 표현됨)에 장착될 수 있는 반면, 캠(136)은 게이밍 머신의 하우징(구성요소(10)로 표현됨)에 장착될 수 있다는 것을 인식할 수 있다.
도 19 및 도 20 둘 모두에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 실시예(600)에서, 스프링 안내부(113)는 나사결합된다. 이러한 실시예는 제1 실시예(100)와 같이 조절 너트(117)를 포함한다. 조절 너트(117)는, 그것이 스프링 안내부(113)의 위 및 아래로 회전 및 이동될 수 있도록 나사결합된다. 도 19 및 도 20을 다시 살펴보면, 와셔(222)가 보인다. 와셔(222)는 스프링(112)과 너트(117) 사이에 배열된다. 따라서, 도 19 및 도 20의 사시도들을 살펴보면, 너트(117)가 스프링 안내부(113) 상에서 위 및 아래로 이동됨에 따라, 스프링(112) 상의 예압이 그에 의해 조절된다는 것을 인식할 수 있다. 따라서, 스프링(112)이 종동부 아암(124)으로의 스프링 안내부(113)의 회전가능 부착을 통해 종동부(132)에 그리고 이어서 캠 프로파일(134)을 통해 캠(136)에 인가할 수 있는 카운터밸런스 힘은, 카운터밸런스 조립체가 게이밍 머신 및 그의 디스플레이에 부착되는 경우에도 원하는 대로 조정될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들 중 임의의 실시예에 대한 특정한 캠 프로파일의 형상은 변수들이 입력되는 알고리즘을 사용하여 선택적으로 생성될 수 있다. 예컨대, 압축 스프링(들) 또는 다른 수단에 의해 인가되는 힘, 이동가능 구성요소의 무게, 이동가능 구성요소의 무게 중심의 위치, 이론적인 또는 실제 회전 지점의 위치, 및 다른 변수들이 캠 프로파일의 형상을 생성하기 위해 알고리즘에 입력될 수 있다.
본 발명의 다양한 예시적인 양상들은 다음과 같이 요약될 수 있다:
양상 1: 서로에 대해 이동가능한 구성요소들(10, 20)을 카운터밸런싱(counterbalance)하도록 구성된 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)로서,
조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)는,
구성요소들(10, 20) 중 하나의 구성요소에 커플링되도록 구성된 장착 브래킷(118);
장착 브래킷(118) 상의 종동부 아암(follower arm) 장착 지점에 선회식으로(pivotally) 커플링된 종동부 아암(124);
종동부 아암(124) 상의 종동부 장착 지점에 커플링된 종동부(132);
장착 브래킷 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점과 종동부 아암 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점 사이에 힘을 가하기 위한 수단(112); 및
캠(136) － 캠은 종동부가 캠(136)의 캠 프로파일(134)과 접촉하는 그러한 방식으로 구성요소들(10, 20) 중 다른 구성요소에 커플링되도록 구성됨 － 을 포함하는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 2: 양상 1의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 힘을 가하기 위한 수단(112)은 적어도 하나의 기계식 스프링, 적어도 하나의 공압식 스프링, 및 적어도 하나의 유압식 스프링을 포함하는 스프링들로부터 선택되는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 3: 양상 2의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 힘을 가하기 위한 수단(112)은 적어도 하나의 기계식 스프링인, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 4: 양상 3의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 적어도 하나의 기계식 스프링은, 장착 브래킷 상의 장착 지점과 종동부 아암 상의 장착 지점 사이에 개재된 압축 스프링 또는 압축 스프링들인, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 5: 양상 3의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 적어도 하나의 스프링(112) 중 적어도 하나를 안내하도록 위치결정된 스프링 안내부(113)를 더 포함하는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 6: 양상 1의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 캠 프로파일(134)은 멈춤쇠(detent)를 더 포함하는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 7: 양상 1의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 종동부(132)는 롤러를 포함하는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 8: 카운터밸런스 시스템으로서,
서로에 대해 이동가능한 구성요소들(10, 20); 및
구성요소들(10, 20)을 서로에 대해 카운터밸런싱하는 적어도 하나의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)를 포함하며,
적어도 하나의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)는,
구성요소들(10, 20) 중 하나의 구성요소에 커플링된 장착 브래킷(118),
장착 브래킷(118) 상의 종동부 아암 장착 지점에 선회식으로 커플링된 종동부 아암(124),
종동부 아암(124) 상의 종동부 장착 지점에 커플링된 종동부(132),
장착 브래킷(118) 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점과 종동부 아암(124) 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점 사이에 힘을 가하기 위한 수단(112), 및
캠(136) － 캠은 종동부(132)가 캠(136)의 캠 프로파일(134)과 접촉하는 그러한 방식으로 구성요소들(10, 20) 중 다른 구성요소에 커플링됨 － 을 갖고;
적어도 하나의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 구성요소들(10, 20)의 서로에 대한 이동을 용이하게 하는, 카운터밸런스 시스템.
양상 9: 양상 8의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 구성요소들(10, 20) 중 하나의 구성요소는 차량 패널이고, 구성요소들(10, 20) 중 다른 구성요소는 차량인, 카운터밸런스 시스템.
양상 10: 양상 9의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 차량 패널은 차량 후드를 포함하는, 카운터밸런스 시스템.
양상 11: 양상 8의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 카운터밸런스 시스템은 게이밍 머신이고, 구성요소들(10, 20) 중 하나의 구성요소는 게이밍 머신 디스플레이이며, 구성요소들(10, 20) 중 다른 구성요소는 게이밍 머신의 하우징인, 카운터밸런스 시스템.
양상 12: 양상 8의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 구성요소들(10, 20) 중 하나는, 제1 포지션에서 수평 평면에 대해 제1 각도로 배향되고, 제2 포지션에서 수평 평면에 대해 상기 제1 각도보다 더 작은 제2 각도로 배향되도록 구성요소들(10, 20) 중 다른 구성요소에 대해 이동가능한, 카운터밸런스 시스템.
양상 13: 양상 12의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 제1 포지션에서 수평 평면에 대해 일정 각도로 배향된 구성요소(10, 20)는 수직으로 배향되는, 카운터밸런스 시스템.
양상 14: 양상 8의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 구성요소들(10, 20)은 적어도 하나의 조립체에 의해 커플링되는 것에 부가하여 서로에 대해 선회식으로 커플링되는, 카운터밸런스 시스템.
양상 15: 양상 1의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 힘을 가하기 위한 수단(112)은 스프링인, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 16: 양상 15의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 스프링은 적어도 하나의 기계식 스프링, 적어도 하나의 공압식 스프링, 및 적어도 하나의 유압식 스프링을 포함하는 스프링들로부터 선택되는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 17: 양상 16의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 기계식 스프링은 나선형 스프링을 포함하는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 18: 양상 17의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 나선형 스프링에 의해 가해진 힘은 조정가능한, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 19: 양상 18의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 나선형 스프링에 의해 가해진 힘은 나사(152)를 이용하여 조정가능한, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 20: 양상 18의 조립체에 있어서, 나선형 스프링에 의해 가해진 힘은 너트(117)를 이용하여 조정가능한, 조립체.
양상 21: 양상 16의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 공압식 스프링은 공압식 실린더 또는 공기 스프링을 포함하는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 22: 양상 16의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 유압식 스프링은 유압식 실린더를 포함하는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 23: 서로에 대해 이동가능한 구성요소들(10, 20)을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)로서,
조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)는,
구성요소들(10, 20) 중 하나의 구성요소에 커플링되도록 구성된 장착 브래킷(118);
장착 브래킷(118) 상의 종동부 아암 장착 지점에 선회식으로 커플링된 종동부 아암(124);
종동부 아암(124) 상의 종동부 장착 지점에 커플링된 종동부(132);
장착 브래킷(118) 상의 스프링 장착 지점과 종동부 아암(124) 상의 스프링 장착 지점 사이에 힘을 가하도록 위치결정된 스프링(112); 및
캠(136) － 캠은 종동부(132)가 캠(136)의 캠 프로파일(134)과 접촉하는 그러한 방식으로 구성요소들(10, 20) 중 다른 구성요소에 커플링되도록 구성됨 － 을 포함하는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 24: 양상 23의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 스프링(112)은 적어도 하나의 기계식 스프링, 적어도 하나의 공압식 스프링, 및 적어도 하나의 유압식 스프링을 포함하는 스프링들로부터 선택되는, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 25: 양상 24의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 적어도 하나의 스프링(112)은 적어도 하나의 기계식 스프링이고, 장착 브래킷 상의 스프링 장착 지점과 종동부 아암 상의 스프링 장착 지점 사이의 힘은 조정가능한, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 26: 양상 25의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 적어도 하나의 기계식 스프링(112)은 적어도 하나의 나선형 스프링이고, 힘은 적어도 하나의 나사(152)를 이용하여 조정가능한, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
양상 27: 양상 25의 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 있어서, 적어도 하나의 기계식 스프링(152)은 적어도 하나의 나선형 스프링이고, 힘은 적어도 하나의 너트(117)를 이용하여 조정가능한, 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 600).
본 발명의 바람직한 실시예들이 본 명세서에서 도시되고 설명되었지만, 그러한 실시예들이 단지 예로서만 제공된다는 것을 이해할 것이다. 다수의 변형들, 변화들 및 대체들은 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 당업자들에게 떠오를 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들이 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 것으로서 그러한 모든 변형들을 커버한다는 것이 의도된다.

Claims (27)

  1. 서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱(counterbalance)하도록 구성된 조립체로서,
    상기 구성요소들 중 하나의 구성요소에 커플링되도록 구성된 장착 브래킷;
    상기 장착 브래킷 상의 종동부 아암(follower arm) 장착 지점에 선회식으로(pivotally) 커플링된 종동부 아암;
    상기 종동부 아암 상의 종동부 장착 지점에 커플링된 종동부;
    상기 장착 브래킷 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점과 상기 종동부 아암 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점 사이에 힘을 가하기 위한 수단; 및
    캠 － 상기 캠은 상기 종동부가 상기 캠의 캠 프로파일과 접촉하는 그러한 방식으로 상기 구성요소들 중 다른 구성요소에 커플링되도록 구성됨 － 을 포함하고,
    상기 힘을 가하기 위한 수단에 의해 가해진 힘은 상기 종동부가 상기 캠 프로파일 위에서 병진이동함에 따라 증폭되거나 최소화되고, 그리고 상기 캠 프로파일이 상기 종동부에 작용하는 지점과 상기 힘을 가하기 위한 수단으로부터의 힘이 상기 종동부에 작용하는 지점 사이의 관계는, 상기 조립체 내의 회전 지점에 대한 상쇄력을 생성하는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 힘을 가하기 위한 수단은 적어도 하나의 기계식 스프링, 적어도 하나의 공압식 스프링, 및 적어도 하나의 유압식 스프링을 포함하는 스프링들로부터 선택되는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 힘을 가하기 위한 수단은 적어도 하나의 기계식 스프링인,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기계식 스프링은, 상기 장착 브래킷 상의 장착 지점과 상기 종동부 아암 상의 장착 지점 사이에 개재된 압축 스프링 또는 압축 스프링들인,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스프링 중 적어도 하나를 안내하도록 위치결정된 스프링 안내부를 더 포함하는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캠 프로파일은 멈춤쇠(detent)를 더 포함하는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 종동부는 롤러를 포함하는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  8. 카운터밸런스 시스템으로서,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들; 및
    상기 구성요소들을 서로에 대해 카운터밸런싱하는 적어도 하나의 조립체를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 조립체는,
    상기 구성요소들 중 하나의 구성요소에 커플링된 장착 브래킷,
    상기 장착 브래킷 상의 종동부 아암 장착 지점에 선회식으로 커플링된 종동부 아암,
    상기 종동부 아암 상의 종동부 장착 지점에 커플링된 종동부,
    상기 장착 브래킷 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점과 상기 종동부 아암 상의 힘을 가하기 위한 수단의 장착 지점 사이에 힘을 가하기 위한 수단, 및
    캠 － 상기 캠은 상기 종동부가 상기 캠의 캠 프로파일과 접촉하는 그러한 방식으로 상기 구성요소들 중 다른 구성요소에 커플링됨 － 을 갖고;
    상기 적어도 하나의 조립체는 상기 구성요소들의 서로에 대한 이동을 용이하게 하고,
    상기 힘을 가하기 위한 수단에 의해 가해진 힘은 상기 종동부가 상기 캠 프로파일 위에서 병진이동함에 따라 증폭되거나 최소화되고, 그리고 상기 캠 프로파일이 상기 종동부에 작용하는 지점과 상기 힘을 가하기 위한 수단으로부터의 힘이 상기 종동부에 작용하는 지점 사이의 관계는, 상기 조립체 내의 회전 지점에 대한 상쇄력을 생성하는,
    카운터밸런스 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구성요소들 중 하나의 구성요소는 차량 패널이고, 상기 구성요소들 중 다른 구성요소는 차량인,
    카운터밸런스 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차량 패널은 차량 후드를 포함하는,
    카운터밸런스 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 카운터밸런스 시스템은 게이밍 머신이고, 상기 구성요소들 중 하나의 구성요소는 게이밍 머신 디스플레이이며, 상기 구성요소들 중 다른 구성요소는 상기 게이밍 머신의 하우징인,
    카운터밸런스 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 구성요소들 중 하나는, 제1 포지션에서 수평 평면에 대해 제1 각도로 배향되고, 제2 포지션에서 상기 수평 평면에 대해 제2 각도로 배향되도록 상기 구성요소들 중 다른 구성요소에 대해 이동가능하고, 상기 제2 각도는 상기 제1 각도보다 작은,
    카운터밸런스 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 포지션에서 상기 수평 평면에 대해 상기 제1 각도로 배향된 상기 구성요소는 수직으로 배향되는,
    카운터밸런스 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 구성요소들은 상기 적어도 하나의 조립체에 의해 커플링되는 것에 부가하여 서로에 대해 선회식으로 커플링되는,
    카운터밸런스 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 힘을 가하기 위한 수단은 스프링인,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스프링은 적어도 하나의 기계식 스프링, 적어도 하나의 공압식 스프링, 및 적어도 하나의 유압식 스프링을 포함하는 스프링들로부터 선택되는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기계식 스프링은 나선형 스프링을 포함하는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 나선형 스프링에 의해 가해진 힘은 조정가능한,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 나선형 스프링에 의해 가해진 힘은 나사를 이용하여 조정가능한,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 나선형 스프링에 의해 가해진 힘은 너트를 이용하여 조정가능한,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 공압식 스프링은 공압식 실린더 또는 공기 스프링을 포함하는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 유압식 스프링은 유압식 실린더를 포함하는,
    서로에 대해 이동가능한 구성요소들을 카운터밸런싱하도록 구성된 조립체.
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