(57)【要約】【解決手段】二重使用の導体フィン（４０，６０）を備えた渦電流ブレーキシステムは、間隔を隔てた永久磁石の直線状アレイと、非磁性導体フィンと、を備える。磁石は、フィン内に渦電流を誘導させ、磁石及び該フィンの間でブレーキ力を生じさせるのに十分な距離のところですれ違うことを可能にするようにフィンに対して取り付けられている。機械式ブレーキ（３６、７０）が、フィンと摩擦係合するため設けられ、該フィンの表面処理層は、渦電流ブレーキに変化をもたらすこと無しに該フィンが摩擦の機械的行使に耐えることを可能にする。【選択図】図１
2004504549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキシステムは、
間隔を隔てた永久磁石の直線状アレイと、
非磁性導体フィンと、
前記フィン内に渦電流を誘導させ、前記磁石及び該フィンの間でブレーキ力を生じさせるのに十分な距離のところですれ違うことを可能にするため、該磁石を該フィンに対して取り付ける手段と、
前記フィンと摩擦係合するための機械式ブレーキと、
前記フィンの導電率の変化をもたらすこと無しに該フィンが摩擦の機械的行使に耐えることを可能にするため、該フィン上に施された表面処理層と、
を含む、ブレーキシステム。
【請求項２】
前記表面処理層は、コーティングである、請求項１に記載のブレーキシステム。
【請求項３】
前記コーティングは、硬質クロム、ニッケル、ニッケル−クロム、高速噴霧コーティング及び電気ニッケルコーティングからなるグループから選択される、請求項２に記載のブレーキシステム。
【請求項４】
前記コーティングは、典型的には、約０．０１２７ｃｍ（０．００５インチ）乃至約０．０６３５ｃｍ（０．０２５インチ）の間の厚さを有する、請求項２に記載のブレーキシステム。
【請求項５】
前記フィンは、前記磁石の近傍を通過するように垂直配位で取り付けられている、請求項１に記載のブレーキシステム。
【請求項６】
前記機械式ブレーキは、ピンチ式ブレーキを含む、請求項５に記載のブレーキシステム。
【請求項７】
前記フィンは、前記磁石の近傍を通過するように水平配位で取り付けられている、請求項１に記載のブレーキシステム。
【請求項８】
ブレーキシステムであって、
間隔を隔てた永久磁石の直線状アレイと、
非磁性導体フィンと、
前記フィン内に渦電流を誘導させ、前記磁石及び該フィンの間でブレーキ力を生じさせるのに十分な距離のところですれ違うことを可能にするため、該磁石を該フィンに対して取り付ける手段と、
前記フィンと摩擦係合するための機械式ブレーキと、
誘導された渦電流に変化をもたらすこと無しに該フィンが摩擦の機械的行使に耐えることを可能にするため、該フィン上に施された表面処理層と、
を含む、ブレーキシステム。
【請求項９】
前記表面処理層は、コーティングである、請求項８に記載のブレーキシステム。
【請求項１０】
前記コーティングは、硬質クロム、ニッケル、ニッケル−クロム、高速噴霧コーティング及び電気ニッケルコーティングからなるグループから選択される、請求項９に記載のブレーキシステム。
【請求項１１】
前記コーティングは、典型的には、約０．０１２７ｃｍ（０．００５インチ）乃至約０．０６３５ｃｍ（０．０２５インチ）の間の厚さを有する、請求項９に記載のブレーキシステム。
【請求項１２】
前記フィンは、前記磁石の近傍を通過するように垂直配位で取り付けられている、請求項８に記載のブレーキシステム。
【請求項１３】
前記機械式ブレーキは、ピンチ式ブレーキを含む、請求項１２に記載のブレーキシステム。
【請求項１４】
前記フィンは、前記磁石の近傍を通過するように水平配位で取り付けられている、請求項８に記載のブレーキシステム。
【請求項１５】
ブレーキシステムであって、
間隔を隔てた永久磁石の静止した直線状アレイと、
移動可能車両上に配置された単一の非磁性導体フィンと、
前記フィン内に渦電流を誘導させ、前記磁石及び該フィンの間でブレーキ力を生じさせるのに十分な距離のところですれ違うことを可能にするため、該磁石を取り付ける手段と、
前記フィンと摩擦係合するための機械式ブレーキと、
前記フィンの導電率の変化をもたらすこと無しに該フィンが摩擦の機械的行使に耐えることを可能にするため、該フィン上に施された表面処理層と、
を含む、ブレーキシステム。
【請求項１６】
前記表面処理層は、コーティングである、請求項１５に記載のブレーキシステム。
【請求項１７】
前記コーティングは、硬質クロム、ニッケル、ニッケル−クロム、高速噴霧コーティング及び電気ニッケルコーティングからなるグループから選択される、請求項１６に記載のブレーキシステム。
【請求項１８】
前記コーティングは、典型的には、約０．０６３５ｃｍ（０．０２５インチ）の厚さを有する、請求項１６に記載のブレーキシステム。
【請求項１９】
前記フィンは、前記磁石の近傍を通過するように垂直配位で取り付けられている、請求項１５に記載のブレーキシステム。
【請求項２０】
前記機械式ブレーキは、ピンチ式ブレーキを含む、請求項１９に記載のブレーキシステム。
【請求項２１】
前記フィンは、前記磁石の近傍を通過するように水平配位で取り付けられている、請求項１５に記載のブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、永久磁石直線列ブレーキに係り、より詳しくは、例えば、とりわけレイルで支持された車両、ゴーカート、エレベータ車、コンベア車、及び、ローラーコースター車等の移動可能車両のための渦電流ブレーキシステムに関する。
【０００２】
【従来技術】
特別の例として、例えばローラーコースター等の前述のような娯楽用乗車の大多数は、良く整備された車両の減速及び停車のため摩擦ブレーキに頼ってきた。しかし、摩擦に起因して、そのようなブレーキは、磨耗を受けやすく、適切な作動状態を維持するためには、定期的に監視され、サービス点検されていなければならない。
【０００３】
直線渦電流のブレーキは、誘導法則に基づいている。導体部材が磁場を通って移動されるとき、渦電流は該部材内に発生し、渦電流により引き起こされた２次的な磁場が該部材が通過するところの磁場に対抗する。
【０００４】
その結果、発生した力の成分は該部材の移動方向とは反対方向に作用する。残念ながら、そのような渦電流のブレーキは、運動依存性であり、固定位置で車両若しくは装置を保持することができず、傾斜レール上では全く停止させることができない。かくして、別個の２次的な摩擦ブレーキが渦電流ブレーキを増補するため使用されてきた。この別個のシステムは、全体的なブレーキシステムにコストを追加し、典型的には、摩擦ブレーキにおいて排他的に使用するための第２のブレーキフィンを要求する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、内部での渦電流の誘導及び機械式ブレーキシューのための係合表面を提供するための二重使用形態を有する導体フィンを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るブレーキシステムは、概して間隔を隔てた永久磁石の直線状アレイと、非磁性導体フィンと、を含む。磁石及びフィンは、フィン内に渦電流を誘導させ、磁石及び該フィンの間でブレーキ力を生じさせるのに十分な距離のところですれ違うことを可能にするように取り付けられている。
【０００７】
機械式ブレーキが、同じフィンと摩擦係合するため設けられている。重要なことは、該フィン上に施された表面処理層は、該フィンの導電率の変化をもたらすこと無しに該フィンが摩擦の機械的行使に耐えることを可能にし、かくして、該表面処理層は、該フィンの二重使用を可能にするということである。即ち、該フィンは、渦電流ブレーキ及び摩擦ブレーキの両方を提供するように機能する。
【０００８】
この二重使用は、要求される部品の数を減少させ、より詳細に後述されるように、単一の中心線に沿って渦電流ブレーキ及び機械式ブレーキの両方をタンデム式に配置することによりブレーキのため制限されたスペースのより効率的な使用を可能にする。
【０００９】
フィン上の表面処理層は、該フィンが、渦電流の誘導のための非導体としてその効率を維持することを可能にする。
より実用的には、表面処理層は、例えば、硬質クロム、ニッケル、ニッケル−クロム、高速噴霧コーティング及び非電着性析出ニッケルコーティングを含むコーティングのグループから選択され得る。
【００１０】
本発明の一実施形態では、該フィンは、磁石の近傍を通過するように垂直配位で取り付けられている。この実施形態では、機械式ブレーキは、ピンチ式ブレーキを含んでいてもよい。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、該フィンは、前記磁石の近傍を通過するように水平配位で取り付けられていてもよい。
本発明の利点及び特徴は、添付図面を参照して考慮されるとき次の説明により、より良く理解されるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明に係るブレーキシステム１０が示されている。このブレーキシステムは、間隔を隔てられた永久磁石１６、１８の直線状アレイ１２、１４と、車両又は装置２４に固定され、そこから垂直配位で垂れ下がっている非磁性導体フィン２０と、を備える。
【００１３】
ブラケット２８、３０は、フィン２０に対して、磁石１６、１８を取り付けるための手段を提供する。この手段は、フィン２０に渦電流を誘導させ、磁石１６、１８とフィン２０との間でブレーキ力を生じさせるのに十分な距離のところで、すれ違うことを可能にするためのものである。
【００１４】
そのような渦電流ブレーキシステムは、１９９９年１１月２２日に出願された、「渦電流ブレーキシステムを備えた装置」という標題の米国特許出願シリアル番号０９／４４６，２０６号、及び、２０００年２月１５日に出願された「渦電流ブレーキ装置」という標題の米国特許出願シリアル番号０９／５０４，５７５号に記載されている。これらの出願は、本発明の渦電流ブレーキ構成部品の原理を説明するという目的のために、全ての明細書及び図面を含んで本願に組み込まれるべきである。
【００１５】
機械式ブレーキ３６は、ブレーキシュー３８の手段によりフィン２０と摩擦係合するように設けられ、位置決めされている。従来のピンチブレーキを利用してもよい。
【００１６】
単一の導体フィン２０を、渦電流ブレーキ及び摩擦ブレーキの両方のため利用してもよいので、他の方法で要求される部品の数は、かなり減少される。これは、渦電流ブレーキ磁石１６、１８と、機械式ブレーキ３６との両方を、フィン２０により画成された中心線に沿ってタンデム型に配置することにより、ブレーキのための制限された空間のより効率的な使用法を提供していることを認識するべきである。
【００１７】
本発明のこの構成は、表面処理、即ち図１で斜交平行線陰影模様で示されたコーティング４０の使用により可能となる。
コーティング４０は、導体フィンの材料、所望の磨耗性能及び使用条件の過酷さに従って選択される。形成されたコーティングは、フィン２０の導電率にほとんどか或いは全く影響を及ぼさず、従って、誘導される渦電流は、使用中にブレーキ３６によるコーティングへのいかなる物理的行使をもってしても変化しない。
【００１８】
適切なコーティングは、とりわけ、硬質クロム、ニッケル、ニッケル−クロムの組み合わせ、高速酸素燃料噴霧コーティング（ＨＶＯＦ）、無電解ニッケルコーティングを含むが、これらに限定されるものではない。一例として、フィン２０がクロム銅合金から構成されたとき、０．０１２７ｃｍ（０．００５インチ）乃至０．０６３５ｃｍ（０．０２５インチ）の、好ましくは０．０２５４ｃｍ（０．０１インチ）乃至０．０５０８ｃｍ（０．０２インチ）の厚さを備えた硬質クロムのコーティングが、適切な結果をもたらす。コーティングの表面処理の適用のための技術には、次のものが含まれる。
【００１９】
熱粉末／熱ワイヤ−例えば酸化クロム、酸化アルミニウム及びアルミナ等の金属粉末若しくはワイヤ−チタニア：チタニアのコーティングは、高温で噴霧された高い耐磨耗性用途で使用され、２４．１３ＭＰａ（３，５００ｐｓｉ）までの結合強度で、粉末材料に応じて厚い厚さ（０．０８８９ｃｍ（０．０３５インチ））に被覆させることができる。
【００２０】
アーク−ワイヤ（Ａｒｃ−ｗｉｒｅ）：要求された材料に応じて、ブロンズ、鋼鉄、ニッケル、ステンレス鋼、又は、亜鉛を塗布する。本プロセスは、非常に良好な結合強度（６８．９５Ｍｐａ（１０，０００ｐｓｉ））、非常に良好な再現性、良好な厚さを提供する。
【００２１】
プラズマコーティング：これは、特に、タングステン及びクロムのカーバイド及びセラミックス、金属類、カーバイド、及び、超合金コーティングで利用可能となる幅広い材料の選択を提供する。優れた結合強度（８２．７４Ｍｐａ（１２，０００ｐｓｉ）まで至る）、低い多孔率（１％〜３％）、及び、良好な厚さを提供する。
【００２２】
高速酸素燃料（ＨＶＯＦ）：これは、例えばタングステンカーバイド−コバルトコーティング及び様々なカーバイド等のタングステン及びクロムのカーバイドのコーティング、及び、例えばクロムカーバイド−ニッケルクロム（Ｃｒ３Ｃ２−ＮｉＣｒ）等の他の材料のコーティング上に熱噴霧されたものである。優れた結合強度（優に８２．７４Ｍｐａ（１２，０００ｐｓｉ）を超える）、貫通多孔率（ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｏｒｏｓｉｔｙ）無し、及び、良好な厚さ（０．６３５ｃｍ（０．２５０インチ）＋材料にもよる）が達成される。
【００２３】
適切な機械的及び磁気的性能を提供するものと見出された、他の任意のコーティング又はメッキ材料を使用することもできる。
ここで、図２を参照すると、間隔を隔てた永久磁石５４、５６、５８の直線状アレイと、水平配位で車両６２に配置された非磁性導体フィン６０と、を備えるブレーキシステム５０の代替実施形態が示されている。
【００２４】
基台６６は、渦電流がフィン６０内で誘導され、その結果、磁石５４、５６、５８とフィンとの間でブレーキ力を生じさせる上で十分な距離のところですれ違うことを可能にするためフィン６０に対して磁石を取り付けるための手段を提供する。この種の構成は、上述した米国特許出願シリアル番号０９／５０４，５７５号に開示されており、その開示内容はそれに対するこの特定の参照により本出願に組み込まれる。
【００２５】
本システム５０では、機械式ブレーキ７０は、ブレーキシュー７２をフィン６０の下側７４との係合状態へと押しやる。図２では図示されていないが図１に示されたものと同一であるコーティングは、導体フィンがブレーキ７０により引き起こされる摩擦及び圧力の機械的行使に耐えることができるように形成されている。図１に示された実施形態１０と同様に、磁石５４、５６、５８及びブレーキ７０は、フィン６０により画成された中心線７８に沿って該フィン６０の下方でタンデム式に整列されていてもよい。
【００２６】
本発明を有利に使用することのできる態様を示すという目的のため本発明に係るブレーキシステムを上述したが、本発明は、それに限定されるものではない。従って、全ての変形、変更又は当業者には明らかである均等構成物は、請求の範囲で画成されたものとして本発明の範囲内にあるとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、間隔を隔てられた永久磁石の直線状アレイを概略示す、本発明に係る一実施形態の表現図である。
非磁性導体フィンは、該フィンに作用する直列に並んだ摩擦ブレーキと永久磁石とを通過するように垂直配位で設けられ、取り付けられている。該フィンの表面処理は、誘導された渦電流に変化を生じさせること無しに該フィンが摩擦の機械的行使に耐えることを可能にする。
【図２】図２は、フィンが永久磁石の近傍を通過するように水平配位で取り付けられている、本発明の別の実施形態の表現図である。
【国際公開パンフレット】
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2004504549.tif 000006
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2004504549.tif 000011
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【国際調査報告】
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