JP2017532933A - 部材間の運動学的関係の調整 - Google Patents

Abstract

本明細書では、運動学的関係にある部材を備えた装置が説明される。この運動学的関係は、力の閾値を導入する少なくとも１つの磁気誘導力によって少なくとも部分的に支配され、これは、事実上、部分の運動に対する閾値を提供し且つヒステリシス度を与え、十分大きい付勢力が印加されるまで運動を阻止する。この効果は、少なくとも１つの更なる部材との付加的な磁気誘導力相互作用の使用によって更に変更することができ、ひとたび開始した運動を付勢し又は遅くし、及び／又は、ひとたび新たな位置に達すると運動を阻止する。【選択図】 図１

Description

［関連出願］
本出願は、引用により本明細書に組み入れるニュージーランド特許出願番号第６２７６３０号に基づく優先権を有する。
本明細書では、運動学的関係にある部材を備えた装置が説明され、この運動学的関係は、力の閾値を導入する少なくとも１つの磁気誘導力によって少なくとも部分的に支配され、これは、事実上、閾値を提供し且つヒステリシス度を与えることができ、十分大きい付勢力が印加されるまで運動を阻止する。この効果は、少なくとも１つの更なる部材との付加的な磁気誘導力相互作用の使用によって更に変更することができ、ひとたび開始した運動を付勢し又は遅くし、及び／又はひとたび新たな位置に達すると運動を阻止する。

渦電流形成は、部材の回転速度を調節するために種々の方式で用いることができる。種々の装置が存在し、例えば懸垂降下においてクライマーの降下を制御し、又は例えば個人用保護具シナリオにおいて負傷の原因となる落下を防止する。渦電流発生を使用する他の用途は、列車、ケーブルカー、ジップライン装置及びローラコースタのロープの繰出しの制御である。

１つの技術装置は、ＵＳ２０１２／００５５７４０として公開されている。この装置は、ロータに対して運動するアームを有するロータ組立体を利用する。アーム自体が伝導性若しくは磁性である場合もあり、又はアームに取り付けられた伝導性若しくは磁性部材を有する場合もある。ロータに回転力が印加されたとき、アームが遠心力によって中心軸から外方に移動して磁（又は伝導）界に入る。アームが界を通って移動するにつれて渦電流が発生し、その強度は回転速度に依存する。回転速度が低下すると、アームは、ばねにより及び／又はアームに作用する遠心力の低減により、回転軸に向かって引き戻される。この装置は広範に用いられており、部品の相対速度を変更する優れた手段を提供する。

上記装置の１つの態様は、制動効果の作動と非作動との間に最小限のヒステリシスしか存在しないことである。この結果、「チャター」と呼ばれる制動効果の急速なオン−オフ切換えが生じる場合がある。チャターはある種の用途では特に望ましくないものである。例えば、落下安全用途では、落下の危険がある人間が装着するハーネスに自動ビレーを取り付ける場合がある。落下が起こると、装置は、落下を制動し及び／又は停止し、それにより負傷又は人命損失を防止する。チャターは、落下安全用途の障害になる。例えば、使用者が急に（しかし落下ではなく）動いたときに制動効果の不要な作動が起こる場合がある。誤作動は、使用者を疲労させる結果となる場合があり、使用者がバランスを失って落下する場合があり、又は誤作動は単に一般的に迷惑な要因となる。最悪の場合、チャターは、落下安全装置を使用する意欲を失わせ、深刻な負傷又は人命損失に至ることがある。

装置の最終用途によっては、上記装置においてひとたび始動したアームの運動を更なる入力によって付勢し又は遅くすることもまた有用な場合がある。

認識し得るように、意図しない制動を回避するように調整することができ且つ調整可能なヒステリシス度を誘導することができる手段における部品間の相対運動を遅くし及び／又は完全に停止する両方の手段を提供することは、有用な場合があり、又は少なくとも公衆に選択肢を与える。

本装置の更なる態様及び利点は、例示のみの目的で与えられる以下の説明から明らかとなるであろう。

本明細書では、運動学的関係にある部材を備えた装置が説明され、この運動学的関係は、力の閾値を導入する少なくとも１つの磁気誘導力によって少なくとも部分的に支配され、これは、事実上、閾値を提供し且つヒステリシス度を与えることができ、十分大きい付勢力が印加されるまで運動を阻止する。この効果は、少なくとも１つの更なる部材との付加的な磁気誘導力相互作用の使用によって更に変更することができ、ひとたび開始した運動を付勢し又は遅くし、及び／又はひとたび新たな位置に達すると運動を阻止する。

第１の態様において、
少なくとも１つの第１の部材又はその部分及び少なくとも１つの第２の部材又はその部分を備える装置であって、前記第１及び第２の部材は互いにほぼ隣接し且つ互いに制限された運動学的関係にあり、
装置は、少なくとも１つの第１及び第２の部材又はその部分間に磁気誘導力を形成する、部材間における少なくとも１つの磁気引力関係を備え、
磁気誘導力は、部材間の運動を阻止する力閾値をもたらし、付勢力の印加によってこの閾値を超えたときに、少なくとも１つの第１の部材と少なくとも１つの第２の部材との間に運動学的関係に従う動的システムによって相対運動が生じる、
装置が提供される。

第２の態様において、
第２の部材に結合された少なくとも１つの第１の部材又はその部分と、少なくとも１つの第３の部材又はその部分とを備える装置であって、第１及び第３の部材は互いにほぼ隣接し且つ互いに制限された運動学的関係にあり、
装置は、少なくとも１つの第１及び第３の部材又はその部分間に磁気誘導力を形成する、部材間における少なくとも１つの磁気引力関係を備え、
磁気誘導力は、少なくとも前記第１及び第３の部材間の運動に抵抗する力閾値に打ち勝つ相補力をもたらし、その結果、付勢力の印加によってこの閾値を超えたときに、
（ａ）少なくとも１つの第１及び第３の部材間に運動学的関係に従う動的システムによって相対運動が生じ、
（ｂ）誘導力は、第３の部材に対する第１の部材の運動を加速し、
（ｃ）誘導力は、相対運動の反転に抵抗する保持力をもたらす、
装置が提供される。

第３の態様において、
実質的に上で説明したような装置を備えたブレーキであって、
少なくとも１つの第１の部材又はその部分は、少なくとも部分的に電気伝導性であり、且つ独立した磁界と更なる運動学的関係にあり、その結果、
（ａ）十分な付勢力より前には、少なくとも１つの第１の部材と少なくとも１つの第２の部材とが磁気的に結合したままであり、第１の無又は低誘導渦電流制動効果が生じ、
（ｂ）磁気誘導力に打ち勝つのに十分な付勢力が印加されると、少なくとも１つの第１の部材は、磁界内に移動し、それにより磁界に対する少なくとも１つの第１の部材又はその部分の運動に対する渦電流制動効果を誘導する、
ブレーキが提供される。

第４の態様において、実質的に上で説明したような少なくとも１つの装置を組み込んだロープ繰出し装置（line dispensing device）が提供される。

第５の態様において、実質的に上で説明したような少なくとも１つの装置を組み込んだ乗客座席拘束装置が提供される。

第６の態様において、実質的に上で説明したような回転駆動装置に係合する少なくとも１つの装置を組み込んだ変速機駆動装置が提供される。

第７の態様において、実質的に上で説明したような少なくとも１つの装置を組み込んだリニアガイド式命綱（linear guided lifeline）が提供される。

更に以下の説明で概説するように、その他の多くの装置の用途もまた可能であり得る。

上記装置の１つの利点は、運動学的関係によって規定された運動が生じる時点を制御する能力を含むことである。加えて、装置の更なる利点は、ひとたび運動が始まってからも運動力学的関係に影響を及ぼすこととである。慣性効果の大きさは、運動に対する高抵抗から運動に対する低抵抗までの両極端間で調整することができる。加えて、付加的な磁性部材を使用することで、運動学的関係による閾値及び運動速度に、より大きい又は小さい影響を及ぼすこともできる。このようにして調整することは、オン／オフチャターを回避する効果を有することができ、且つ、装置の作用におけるヒステリシス度を与えることができる。第３の部材により、例えばラッチからの偶発的な解放を回避するように非作動を調整することもできる。上記装置の別の更なる利点は、運動学的関係によって運動を制御し且つ変更する広範な能力であり、このことは該装置が、広範な異なる方式及び用途で用いることが可能であること、及び、誤作動の可能性を最小限にすることができることを意味する。

装置の更なる態様は、例示のみの目的で与えられ且つ添付図面を参照する以下の説明から明らかになるであろう。
磁気引力関係にある装置の１つの実施形態の側面図を示す。 磁気引力とつめ又は第１の部材の運動との間の関係を示したグラフを示す。 回転する第２の部材、及び２つの磁気関係を伴う第１の部材を組み込んだ代替的な実施形態の側面図を示す。 回転する第２部材、及び２つの磁気関係を伴う第１の部材を組み込んだ代替的な実施形態の側面図を示す。 図３及び図４で用いられる配置で生じる修正された関係を示したグラフを示す。 ロッド形の第１の部材を組み込んだ代替的な実施形態の側面図を示す。 回転する第３の部材及び固定された第２の部材並びに相対運動する第１の部材を組み込んだ代替的な実施形態の側面図を示す。 ロッド形の第１の部材を組み込んだ、図７に対する代替的な実施形態の側面図を示す。 摺動する第２の部材及び枢動する第１の部材のつめを組み込んだ代替的な実施形態の側面図を示す。 ロッド形の第１の部材を組み込んだ、図９に対する代替的な実施形態の側面図を示す。 固定された第２の部材及び運動する第３の部材を有する更なる代案の側面図を示す。 ロッド形の第１の部材を用いた、図１１に対する更なる代案の側面図を示す。 更なる代替的な形状の装置の斜視図を示す。

上述のように、本明細書では、運動学的関係にある部材を備えた装置が説明され、この運動学的関係は、力の閾値を導入する少なくとも１つの磁気誘導力によって少なくとも部分的に支配され、これは、事実上、閾値を提供し且つヒステリシス度を与えることができ、十分大きい付勢力が印加されるまで運動を阻止する。この効果は、少なくとも１つの更なる部材との付加的な磁気誘導力相互作用の使用によって更に変更することができ、ひとたび開始した運動を付勢し又は遅くし、及び／又はひとたび新たな位置に達すると運動を阻止する。

本明細書の目的に関して、用語「約」又は「ほぼ」及びそれらの文法的変形は、基準の分量、レベル、度、値、数、頻度、百分率、寸法、サイズ、量、重量又は長さに対して高々３０、２５、２０、１５、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、又は１％だけ変動する分量、レベル、度、値、数、頻度、百分率、寸法、サイズ、量、重量又は長さを意味する。

用語「実質的に」又はその文法的変形は、少なくとも約５０％、例えば７５％、８５％、９５％又は９８％を指す。

用語「含む、備える」及びその文法的変形は、包括的な意味を有するものとし、すなわち、それが直接言及する列挙された構成要素のみならず、他の特定されていない構成要素又は要素もまた含むことを意味するものとして解釈される。

用語「付勢力（energizingforce）」及びその文法的変形は、物体に運動速度を与えるように作用する力を指す。

用語「動的」及びその文法的変形は、装置又は装置部分の運動の文脈において、機械的手段によって誘導される力を指し、本明細書の目的に関して、液体流体運動又は圧力から生じ得る力を除外する。

第１の態様において、
少なくとも１つの第１の部材又はその部分及び少なくとも１つの第２の部材又はその部分を備える装置であって、第１及び第２の部材は互いにほぼ隣接し且つ互いに制限された運動学的関係にあり、
装置は、少なくとも１つの第１及び第２の部材又はその部分間に磁気誘導力を形成する、部材間における少なくとも１つの磁気引力関係を備え、
磁気誘導力は、部材間の運動を阻止する力閾値をもたらし、付勢力の印加によってこの閾値を超えたときに、少なくとも１つの第１の部材と少なくとも１つの第２の部材との間の運動学的関係に従う動的システムによって相対運動が生じる、
装置が提供される。

上記態様における少なくとも１つの第１の部材と少なくとも１つの第２の部材との間の相対運動は、上記装置によって初期状態では阻止することができ、装置は、
第３の部材と少なくとも１つの第１の部材及び／又は少なくとも１つの第２の部材との間に少なくとも１つの更なる磁気引力関係をさらに備え、少なくとも１つの第３の部材又はその部分と１つ又は複数の第１及び／又は第２の部材又はその部分との間に第２の磁気誘導力を形成し、
第２の磁気誘導力は、部材間の運動に抵抗する力閾値に打ち勝つ相補力をもたらし、その結果、付勢力の印加によってこの閾値を超えたときに、
（ａ）少なくとも１つの第１及び第２の部材間の運動学的関係によって相対運動が生じ、
（ｂ）第２の誘導力は、１つ又は複数の第３の部材に対する第１及び／又は第２の部材の運動を加速し、
（ｃ）第２の誘導力は、相対運動の反転に抵抗する保持力をもたらす。

第１及び第２の部材は、一緒に結合されることができる。結合は、直接的又は間接的とすることができ、例えばばね又は他の部材を介する。

第２の態様において、
第２の部材に結合された少なくとも１つの第１の部材又はその部分と、少なくとも１つの第３の部材又はその部分とを備える装置であって、第１及び第３の部材は互いにほぼ隣接し且つ互いに制限された運動学的関係にあり、
装置は、少なくとも１つの第１及び第３の部材又はその部分間に磁気誘導力を形成する、部材間における少なくとも１つの磁気引力関係を備え、
磁気誘導力は、少なくとも前記第１及び第３の部材間の運動に抵抗する力閾値に打ち勝つ相補力をもたらし、その結果、付勢力の印加によってこの閾値を超えたときに、
（ａ）少なくとも１つの第１及び第３の部材間の運動学的関係によって相対運動が生じ、
（ｂ）誘導力は、第３の部材に対する第１の部材の運動を加速し、
（ｃ）誘導力は、相対運動の反転に抵抗する保持力をもたらす、
装置が提供される。

上記相補力は、慣性力と共に１つ又は複数の第１の部材に対して作用して初期磁気引力関係に打ち勝つことができ、それにより装置の運動特性を変更する。

上記態様で説明した磁気誘導力は、少なくとも１つの第１の部材上及び／又は内の少なくとも１つの強磁性要素及び／又は領域と、少なくとも１つの第２の部材上及び／又は内の少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域との間に存在することができる。

磁気誘導力は、少なくとも１つの第２の部材上及び／又は内の少なくとも１つの強磁性要素及び／又は領域と、少なくとも１つの第１の部材上及び／又は内の少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域との間に存在することができる。

磁気誘導力は、第１の極性の少なくとも１つの第１の部材上及び／又は内の少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域と、第１の極性とは反対の第２の極性の少なくとも１つの第２の部材上及び／又は内の少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域との間に存在することができる。

上記の例から認識されるように、磁気誘導力が生じる方式は、隣接する磁石の組合せ、又は強磁性要素及び磁性要素とそれぞれの部材との順序若しくは配置に限定されず、変更することができる。そのうえ、磁気引力材料は強磁性材料に限定する必要はなく、常磁性材料に拡張することができること、従って、用語「強磁性」又はその文法的変形は、常磁性材料を含むが限定されない他の磁気引力材料をも包含することを認識されたい。

ひとたび磁気誘導力に打ち勝ったときの第１の部材の運動は、直接的なもの、すなわち第１の部材が付勢力に直接的に起因して運動するものとすることができる。第１の部材は、その代わりに、少なくとも部分的に付勢力に間接的に起因して又は代理で運動することができ、該付勢力は、少なくとも１つの付加的な機械的部分又は動力学的手段に、第１の部材の移動又は第１の部材との相互作用を生じさせ、それにより引き続き第１の部材の運動を生じさせる。間接的手段は、継手又は歯車といった別の部分を介した動的な力伝達、又は別の部分に対する直接的な力によって第１の部材にかかる遠心力とすることができる。間接的な又は代理の力伝達は、付勢力を増幅することができるという利点を有することができる。

磁気誘導力の作用点の静的若しくは動的な位置及び／又は強度の調節はまた、
（ａ）第１の部材又は第２の部材が動くにつれて少なくとも１つの第１の部材又はその部分上の磁性要素又は伝導性領域の位置を調節すること、及び／又は
（ｂ）少なくとも１つの第１の部材又は第２の部材が動くにつれて少なくとも１つの第２の部材上の磁性要素又は伝導性領域の位置を調節すること
によって完成させることができる。

例として、第１の部材は、スロットを備えることができ、磁性要素又は伝導性領域を備えた第１の部材の一部は、付勢力が印加されて第１の部材が全体として動くにつれて該スロット内を移動する。運動を調節するこの付加的手段は、力の動力学を、従って部品が相互作用する方式を更に変更し、従って力閾値を更に変化させるのに有用であり得る。

第１の部材と１つ又は複数の付加的な部材との間の相対運動は、摩擦のない運動とすることができる。上記の誘導力のような磁気力及びそれに続く第１の部材に作用するいずれの力も、摩擦接触を回避することができる。これは、部品に対する機械的摩耗を最小限にするのに有用であり得る。

１つの実施形態において、部品間の運動は、主として動的力によって支配される。装置は、液体流体を伴わないものとすることができ、部品間の全ての運動が動的力に起因する。代替的に、装置は、存在するある程度の液体流体を有することができるが、装置部材に対する主な付勢力は動的力である。磁気学を利用して運動学的関係を変更する液体ベースのシステムも存在するが、これらの装置は、しばしば双安定、すなわち部品が２つの位置でのみ安定である点で、本明細書において説明する装置とは異なる。加えて、運動は、動的力とは対照的に、主として又は完全に液体流体から蓄積される力又は圧力に依拠する。液体ベースの装置はまた、液体の封止に関連した固有の難点を有し、信頼性のある運用を保証するにはより定期的な保守が必要である。

運動学的関係は、回転又は線形とすることができる。

回転関係に関して、
・少なくとも１つの第１の部材は、１つ又は複数のつめ形又はアーム形部材とすることができ、これは付勢力が印加されると回転するロータとすることができる第２の部材に機械的に連結することができる。及び／又は
・少なくとも１つの第１の部材は、ロータに隣接して配置することができ、少なくとも１つの第１の部材の一部は、磁気誘導力に打ち勝つ十分に大きい付勢力が印加されると、ロータによって画定された領域の外部に移動することができる。及び／又は
・少なくとも１つの第１の部材は、ロータ軸からオフセットしたピボット軸の周りでロータに枢動式に取り付けることができる。

線形関係に関して、
・少なくとも１つの第１の部材は、１つ又は複数のつめ形又はアーム形部材とすることができ、これは付勢力が印加されると並進するキャリッジとすることができる第２の部材に機械的に連結することができる。及び／又は
・少なくとも１つの第１の部材は、キャリッジの運動方向からオフセットしたピボット軸の周りでキャリッジに線形に取り付けることができる。

少なくとも１つの第１の部材又はその部分は、付勢力が印加されたときに少なくとも１つの第１の部材及び少なくとも１つの第２の部材が動くと少なくとも１つのラッチ部材に係合するように配置することができる。少なくとも１つの第１の部材と少なくとも１つのラッチ部材との係合の結果として、少なくとも１つの第２の部材と少なくとも１つのラッチ部材との間で相対運動が生じないようにすることができる。

第３の部材は、付勢力が印加されたときに少なくとも１つの第１の部材が動くと少なくとも１つの第１の部材と係合するように配置された、少なくとも１つのラッチ部材とすることができる。

少なくとも１つの第１の部材又はその部分は、電気伝導性とすることができ、閾値に打ち勝った後の相対運動は、少なくとも１つの第１の部材を磁界内に移動させ、そこでは、少なくとも１つの第１の部材が動くと渦電流誘導抗力効果が生じる。

装置は、第１の部材の運動と相互作用する磁界を含むことができ、それにより第１の部材上に渦電流抗力が誘導され、渦電流誘導抗力の作用線からそれぞれ傾いた又はオフセットした線又は点の周りで少なくとも１つの第１の部材の線形及び／又は回転並進を生じさせる。

少なくとも１つの第１の部材は、付勢力が印加されると、運動学的関係によって定められた第２の部材の運動方向に対して少なくとも部分的に直交して運動することができ、及び／又は磁界に対して枢動することができる。

運動学的関係は、運動の範囲を定める少なくとも１つの第１の部材内の開口部、及び開口部の１以上の遠位点を定める止め部の使用によって制限することができる。磁気引力関係は、開口部の各遠位点の近くに存在することができる。

磁界は、少なくとも１つの第１の部材に対して静止し又は異なる相対速度で動くことができる。

少なくとも１つの第１及び第２の部材が互いに相対運動する速度は、
（ａ）磁性表面積、
（ｂ）磁気力強度、
（ｃ）少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域が少なくとも１つの磁気若しくは強磁性要素及び／又は領域に隣接する近接度、
（ｄ）少なくとも１つの磁性要素の幾何学的形状及び／又は磁気特性、
（ｅ）少なくとも１つの強磁性要素及び／又は領域の強磁性含有量、
（ｆ）強磁性材料の磁化率、
のうちの少なくとも１つを変更することによって更に調整することができる。

上記のことから認識されるように、部材は、ひとたび運動が始動した１つ又は複数の部材の作動及び／又は運動速度に影響を及ぼす要因である、種々の形状又は重量を取ることができる。磁気相互作用は、例えば第１の部材の長さにわたって連続的なもの又は離間したもの又は寸法が変化するものとすることができ、それにより磁束発生を調節する。第１の又は他の部材の磁気相互作用部分は、部材全体又はその一部分のみとすることができる。部材の一部分のみが磁気相互作用する場合、部材の外部、内部又は部分上のいずれかにある相互作用部分の位置は、変更することができる。

第３の態様において、
実質的に上で説明したような装置を備えたブレーキであって、
少なくとも１つの第１の部材又はその部分は、少なくとも部分的に電気伝導性であり、且つ独立した磁界と運動学的関係にあり、その結果、
（ａ）付勢力が十分となる以前には、前記少なくとも１つの第１の部材と少なくとも１つの第２の部材とが磁気的に結合したままであり、第１の誘導渦電流制動効果が生じないか又は第１の低い誘導渦電流制動効果が生じ、
（ｂ）磁気誘導力に打ち勝つのに十分な付勢力が印加されると、少なくとも１つの第１の部材は、磁界内に移動し、それにより磁界に対する少なくとも１つの第１の部材又はその部分の運動に対して渦電流制動効果を誘導する、
ブレーキが提供される。

第４の態様において、実質的に上で説明したような少なくとも１つの装置を組み込んだロープ繰出し装置が提供される。自動ビレー装置などのロープ繰出し装置は、レクリエーション用途及び工業的用途の両方で落下を防止するために広範に用いられる。場合によっては、磁気引力関係は、自動ビレー装置の特性を調整するのに有用であり得る。

第５の態様において、引き延ばされ且つ引き込まれる帯ひもを組み込んだ乗客座席拘束装置が提供され、帯ひもは、実質的に上で説明したような少なくとも１つの装置に動作可能に結合される。乗客座席拘束装置の一例は、自動車などの車両に用いられるシートベルトであり得る。シートベルトは極めて重要な安全機能であり、上述の装置は、特に上記の多様な方式で応答を調整する能力を前提として、既存の設計に対する有用な代替手段を提供することができる。

第６の実施形態において、実質的に上で説明したような回転駆動装置に係合する少なくとも１つの装置を組み込んだ変速機駆動装置が提供される。

第７の実施形態において、実質的に上で説明したような少なくとも１つの装置を組み込んだリニアガイド式命綱（linear guided lifeline）が提供される。

説明した装置はその他の多様な用途で用いることができるので、上記の例は限定的なものとみなすべきではなく、非限定的な例は、
・回転式タービンのロータ
・運動器具、例えばローイングマシン、エピサイクリックトレーナー
・ローラコースタ及び他の遊具乗り物
・エレベータ及びエスカレータシステム
・避難用降下装置及び火災避難装置
・コンベヤシステム
・工場生産設備内の回転駆動装置
・コンベヤベルトなどの材料搬送装置又はシュート内の制動装置
・回転式サインの変化速度を制御する動的ディスプレイ看板
・路側安全システム、例えば渦電流ブレーキをシステムに接続して、ブレーキによるエネルギー散逸によって衝突の減衰を提供することができる。
・車両内のシートベルト
・トロリー及びキャリッジ用の制動機構
の速度制御を含む。

上記のように、上記装置の１つの利点は、運動学的関係によって規定された運動が生じる時点を制御する能力を含む。加えて、装置の更なる利点は、ひとたび運動が始まってからも運動力学的関係に影響を及ぼすこととである。慣性効果の大きさは、運動に対する高抵抗から運動に対する低抵抗までの両極端間で調整することができる。加えて、付加的な磁性部材を使用することで、運動学的関係による閾値及び運動速度に、より大きい又は小さい影響を及ぼすこともできる。このようにして調整することは、オン／オフチャターを回避する効果を有することができ、且つ、装置の作用におけるヒステリシス度を与えることができる。第３の部材により、例えばラッチからの偶発的な解放を回避するように非作動を調整することもできる。上記装置の別の更なる利点は、運動学的関係によって運動を制御し且つ変更する広範な能力であり、このことは該装置が、広範な異なる方式及び用途で用いることが可能であること、及び、誤作動の可能性を最小限にすることを意味する。

上述の実施形態は、大まかに言って、本出願の明細書において個別に又は集合的に言及された又は示された部分、要素及び特徴、並びに２以上の該部分、要素又は特徴のいずれか又は全ての組合せに存するものと言うこともでき、また、実施形態が関連する技術分野において既知の均等範囲を有する特定の整数が本明細書において言及される場合、かかる既知の均等範囲は、あたかも個別に述べられているかの如くに本明細書に組み入れられるものとみなされる。

本発明が関連する技術分野において既知の均等範囲を有する特定の整数が本明細書において言及される場合、かかる既知の均等範囲は、あたかも個別に述べられているかの如くに本明細書に組み入れられるものとみなされる。

上述の装置をここで、特定の例を参照して説明する。

例における説明を容易にするために、単一の第１の部材のみを典型的に示すが、複数の第１の部材を用いることができることを認識されたい。

第１の部材がその中を移動する磁界、及び第３の部材又はラッチ部材は、冗長になるので連続領域として概略的に示す。磁界（少しでも存在する場合）は、例えば一連の離散的な磁石とすることができ、又は単に１つの磁石であってもよい。同様に、第３の部材（存在する場合）は、種々の形状又は表面輪郭を呈することができ、分かりやすくするために限られた数の例のみを示す。

例においては、例えば第１の部材の特定の運動を示している場合があるが、存在する場合の磁界、第２の部材及び／又は第３の部材もまた動く場合があり、又は、他の部材が動く一方で第１の部材が固定されたままである場合もあることを認識されたい。

例１
図１の模式図に示すように、図示した実施形態の装置１は、この図示した例では回転軸６の周りで方向Ａに回転するロータである第２の部材５に対して相対運動する第１の部材２を備える。第３の部材４もまた示す。

図示した第１の部材２は、第２の部材５に取り付けられており、第１の部材のピボット軸７、第３の部材４の位置及び第２の部材５の回転速度によって制限された部分間に運動学的関係が存在する。

第１の部材２と第２の部材５との間の所定位置に、第２の部材５に連結したこの図ではブロック形として示される１つ又は複数の磁石８による磁気誘導力が存在する。第１の部材２は、磁石８に磁気的に引き寄せられる部分９を含むか又は全体として引き寄せられる。磁気誘導力は、付勢力Ｅが閾値力Ｆを超えるまで、第１の部材２と第２の部材５との間の相対運動を阻止する。図１の実施形態において、付勢力は十分に速い第２の部材５の回転によって生じ、遠心力及び慣性作用により閾値力Ｆに打ち勝ち、第１の部材２がピボット軸７の周りで回転する。

図２は、この作用を、印加された力Ｆに対して第１の部材２（図２においてつめと呼ぶ）の運動を比較して示す。付勢力に達する（図２中、Ｆ ｔｒｉｇｇｅｒとして示される）まで運動は全く生じないか又は最小限の運動しか生じず、その時点の後、第１の部材２が第２の部材５から遠ざかるにつれて磁気誘導力は急速に消散する。認識されるように、閾値力の入力を導入することで第１の部材２の作動が遅くなり、従って第１の部材２の運動によって起こるその後のあらゆる事象のタイミングが調節される。

部材２、５間の運動学的関係は、種々の方式で変更することができ、一例は、第１の部材２の伝導性を変えることにより、又は磁石８の寸法及び／又は位置を変える（例えば第２の部材５の中に凹ませる）ことにより、閾値力を変更することである。

例２
図３は、例１の装置に対する追加を示す。この例において、第３の部材４が追加され、第３の部材４は、第１の部材２に対して磁気誘導力を印加し、これにより種々の部材２、４、５間の運動学的関係をさらに変化させる。図示した実施形態において、磁石は第３の部材４上に置かれ、これが第１の部材２の部分９又は全体を引き寄せる。第３の部材４に対する誘導力は、閾値力に打ち勝つのに十分な付勢力が印加される（例えば、軸６の周りの第２の部材５の回転による）までは、第１の部材２と第２の部材５との間の誘導力に打ち勝つのに十分なほど強くない。第１の部材２の運動が起こり始めると、第３の部材４上の磁石は、第３の部材４に対する第１の部材２の運動を付勢する。第３の部材４上の磁石８もまた、第１の部材２を第３の部材４に対して保持するのに十分な力をもたらすことができる。磁界３は、第１の部材２に隣接して位置することができ、磁気誘導渦電流効果に起因して第１の部材２の運動に対する制動力を印加することもできる。

図４は、上記相互作用を達成するために用いることができる代替的な実施形態を示す。この場合、第１の部材２は、ジョーを有するように形作られ、第２の部材５に接続された止め部がジョー領域内に位置する。第１の部材２は、第２の部材５と運動学的関係にあり、第２の部材５が回転すると、第１の部材２上に遠心力が生じて、第１の部材をそのピボット軸７の周りで第２の部材５の回転軸に対して外方に動かす。第１の部材２のジョーは、最大運動を定めるように作用する。止め部は、磁石８とすることができ、これは第１の部材２のジョーの側部９又は全部を磁気的に引き寄せる。この実施形態は、第１の部材のジョーが、磁気誘導力が作用する別個の点として作用するにもかかわらず、図３の実施形態と同様の効果を有する。

図５は、図３又は図４のいずれかの実施形態において、第１の部材２が動くにつれて力がこれとどのように相互作用するかのグラフを示す。磁気誘導力は、第１の部材２の運動の両極端で高く且つ中間で低い。ひとたび付勢力がグラフ上で「ｔｒｉｇｇｅｒ」及び「ｈｏｌｄ」という語で示される閾値力に打ち勝つと、磁気誘導力に打ち勝つ。

例３
図６は、第１の部材２がロッドの形態を取る更なる実施形態を示し、ロッド２は、ＸＸで示された並進線に沿って並進して第２の部材５内の開口部（図示せず）に出入りする。軸Ａの周りの第２の部材５の回転は、付勢力を誘導し、これはひとたび磁石８と第２の部材５との間の磁気誘導力に打ち勝つと、ロッド２を並進させて開口部から出し、ロッド２の一端は、更なる磁石（図示せず）を介して第３の部材４と相互作用することができる。この例は、第１の部材２がどのように異なる形状及び形態を呈することができるのかということ、並びに、第１の部材２の運動は、前の例の場合のように回転軸によるもの又はこの例の場合のように並進によるものとすることができることを例証する。

例４
図７は、ラッチ装置１の更なる実施形態を示す。この実施形態において、第２の部材５及び第１の部材２は、回転軸がアイテム６であり且つ運動方向が時計回り方向である、回転する磁界３及び第３の部材４の外周に置かれる。第１の部材２は、付勢力が印加されると、第２の部材５に連結された磁石８と第１の部材２との間の磁気誘導力に打ち勝ち、次いで回転軸７の周りで運動して、第１の部材２の少なくとも一部が磁界３の中へ移動する。図示した実施形態において、渦電流抗力（図示せず）が誘導され、第１の部材２が第３の部材４と係合して第３の部材４及び磁界３の相対回転を停止させるまで第１の部材２の回転を付勢する。第３の部材４は、必ずしも存在する必要はなく、又はその代わりに、第３の部材４は、第１の部材２の更なる回転に対してラッチではなく止め部として単に作用することができる。

例５
図８に示すように、図７に示すのと同じ原理を、上記図３で最初に論じたロッド形の第１の部材２を用いて適用することができる。この例において、第２の部材５及び第１の部材ロッド２は、装置１の周縁の一部の上の所定位置に固定され、磁界３及び第３の部材４は、軸６の周りで方向Ａに回転する。第１の部材ロッド２は回転方向に対して傾斜した方向にオフセットされ、慣性効果の影響下でロッド２が並進運動して第２の部材５から出る（及び中に戻る）ことを可能にするようになっていることに留意されたい。

例６
図９を参照すると、上記実施形態で例証した回転運動とは対照的に線形運動が用いられる代替的な実施形態が示される。

第２の部材５は、方向ＹＹで平面に沿って動く。第１の部材２は、この場合にはピボット軸７に取り付けられた一端が第２の部材５に固定された、つめとして示されている。磁石８は、第２の部材５上に配置され、これが第１の部材２と共に磁気誘導力を作り出す。第２の部材５が線形方向ＹＹに動くと、第１の部材２は、閾値力に打ち勝ち、次いで磁界３内へ移動して渦電流抗力及び慣性力によって付勢され、第１の部材２又はその一部が第３の部材４に当接してこれと係合するまで軸７の周りを回転する。

例７
図１０は、図６の実施形態と類似の実施形態を示し、今回は第１の部材２としてロッドを用い、これは軸の周りで回転する代わりに線ＸＸに沿って並進する。ロッド２は、第２の部材５上に配置された磁石８と相互作用する。第２の部材５が線形方向ＹＹに動くと、第１の部材ロッド２は、磁界３の中でロッド２が運動することに起因する渦電流誘導抗力及び慣性力に起因して、第２の部材５から外へ引き出される。

例８
図１１は、例６で説明した実施形態と類似の実施形態を示すが、図１１では、磁界３及び第３の部材４が線形方向ＹＹに運動し、つめ形の第１の部材２及び第２の部材５は、方向ＹＹの運動に対して静止したままである。磁界３の運動は、磁石８と第１の部材２の側部又は全てとの間の磁気誘導力に打ち勝ち、これにより軸７の周りでの伝導性の第１の部材２の運動を第１の部材２が第３の部材４と係合するまで付勢し、その時点で相対運動が停止される。

例９
図１２は、例８の実施形態を示すが、今回は以前の実施形態で説明したロッド形の第１の部材２を用いる。認識されるように、第１の部材２の形状は、固定された第２の部材５並びに運動する磁界３及びラッチ部材４のこのシナリオにおいても変更することができる。

例１０
図１３は、装置１の更なる変形を示す。この実施形態において、第１の部材２は管として形成される。第１の部材管２は、方向Ｂを巡って回転運動することができ、且つ回転軸に沿って線形方向Ａに並進することができる。第１の部材管２は、並進方向Ａで動かされて、第２の部材の中に入ることができ、これは磁石又は磁化シリンダ３とすることができる。並進運動は、回転軸に連結された磁石８の使用によって抑制することができる。磁石８は、付勢力によって十分な閾値力に達するまで、磁石８と第１の部材２との間で磁気誘導力を形成する。閾値に達すると、第１の部材２は、第２の部材３の中へと並進する。第１の部材２と第２の部材３との間の運動の相対的な変動は、渦電流抗力を誘導し、これが磁化シリンダ３に対する管２の回転を遅くする。随意に、つめ２０が、第３の部材、この場合にはラッチ４と係合することができ、この例において、ラッチ４は、第２の部材３の内部の嵌合凹みとすることができ、そこにつめ２０が噛み合う。更なる磁石（図示せず）を第３の部材４の上又は中に組み入れて部品間に磁気誘導力を作り出すことができる。管２の並進運動は、ねじ付きシャフト３０などの駆動機構によって付勢することができる。

装置の態様を例示のみの目的で説明してきたが、本明細書における請求項の範囲から逸脱することなく修正及び付加を行うことができることを認識されたい。

Claims (28)

1. 少なくとも１つの第１の部材又はその部分及び少なくとも１つの第２の部材又はその部分を備える装置であって、前記第１及び第２の部材は互いにほぼ隣接し且つ互いに制限された運動学的関係にあり、
   前記装置は、前記少なくとも１つの第１及び第２の部材又はその部分間に磁気誘導力を形成する、前記部材間における少なくとも１つの磁気引力関係を備え、
   前記磁気誘導力は、前記部材間の運動を阻止する力閾値をもたらし、付勢力の印加によってこの閾値を超えたときに、前記少なくとも１つの第１の部材と前記少なくとも１つの第２の部材との間に前記運動学的関係に従う動的システムによって相対運動が生じる、
   装置。
2. 前記少なくとも１つの第１の部材と前記少なくとも１つの第２の部材との間の相対運動は、請求項１に記載の装置によって初期状態では阻止され、前記装置は、
   少なくとも１つの第３の部材又はその部分と１つ又は複数の前記第１及び／又は第２の部材又はその部分との間に第２の磁気誘導力を形成する、前記第３の部材と前記少なくとも１つの第１の部材及び／又は前記少なくとも１つの第２の部材との間における少なくとも１つの更なる磁気引力関係を更に備え、
   前記第２の磁気誘導力は、前記部材間の運動に抵抗する力閾値に打ち勝つ相補力をもたらし、その結果、付勢力の印加によってこの閾値を超えたときに、
   （ａ）前記少なくとも１つの第１及び第２の部材間に前記運動学的関係によって相対運動が生じ、
   （ｂ）前記第２の誘導力は、１つ又は複数の前記第３の部材に対する前記第１及び／又は第２の部材の運動を加速し、
   （ｃ）前記第２の誘導力は、前記相対運動の反転に抵抗する保持力をもたらす、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記第１及び第２の部材が一緒に結合された、請求項１又は請求項２に記載の装置。
4. 少なくとも１つの第２の部材又はその部分に結合された少なくとも１つの第１の部材又はその部分と、少なくとも１つの第３の部材又はその部分とを備える装置であって、前記第１及び第３の部材は互いにほぼ隣接し且つ互いに制限された運動学的関係にあり、
   前記装置は、前記少なくとも１つの第１及び第３の部材又はその部分間に磁気誘導力を形成する、前記部材間における少なくとも１つの磁気引力関係を備え、
   前記磁気誘導力は、少なくとも前記第１及び第２の部材間の運動に抵抗する力閾値に打ち勝つ相補力をもたらし、その結果、付勢力の印加によってこの閾値を超えたときに、
   （ａ）前記少なくとも１つの第１及び第３の部材間に前記運動学的関係に従う動的システムによって相対運動が生じ、
   （ｂ）前記誘導力は、前記第３の部材に対する前記第１の部材の運動を加速し、
   （ｃ）前記誘導力は、前記相対運動の反転に抵抗する保持力をもたらす、
   装置。
5. 前記磁気誘導力は、前記少なくとも１つの第１の部材上及び／又は内の少なくとも１つの強磁性要素及び／又は領域と、前記少なくとも１つの第２の部材上及び／又は内の少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域との間に存在する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記磁気誘導力は、前記少なくとも１つの第２の部材上及び／又は内の少なくとも１つの強磁性要素及び／又は領域と、前記少なくとも１つの第１の部材上及び／又は内の少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域との間に存在する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記磁気誘導力は、第１の極性の前記少なくとも１つの第１の部材上及び／又は内の少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域と、前記第１の極性とは反対の第２の極性の前記少なくとも１つの第２の部材上及び／又は内の少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域との間に存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記第１の部材は、前記付勢力に直接的に起因して運動する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記第１の部材は、少なくとも部分的に前記付勢力に間接的に起因して運動し、前記付勢力は、少なくとも１つの付加的な機械的部分又は動力学的手段に、前記第１の部材の移動又は前記第１の部材との相互作用を生じさせ、それにより引き続き前記第１の部材の運動を生じさせる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記磁気誘導力の作用点の静的若しくは動的な位置及び／又は強度の調節はまた、
    （ａ）前記第１の部材又は前記第２の部材が動くにつれて前記少なくとも１つの第１の部材又はその部分上の磁性要素又は伝導性領域の位置を調節すること、及び／又は
    （ｂ）前記少なくとも１つの第１の部材又は第２の部材が動くにつれて前記少なくとも１つの第２の部材上の磁性要素又は伝導性領域の位置を調節すること
    によって完成させることができる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記第１の部材と１つ又は複数の付加的な部材との間の相対運動は、摩擦のない運動である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記部分間の運動は、主として動的力によって支配される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記少なくとも１つの第１の部材は、前記付勢力が印加されると回転するロータである第２の部材に機械的に連結した、１つ又は複数のつめ形又はアーム形部材である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記少なくとも１つの第１の部材は、前記ロータに隣接して配置され、前記少なくとも１つの第１の部材の一部は、前記磁気誘導力に打ち勝つ十分に大きい付勢力が印加されると、前記ロータによって画定された領域の外部に移動する、請求項１３に記載の装置。
15. 前記少なくとも１つの第１の部材は、ロータ軸からオフセットしたピボット軸の周りで前記ロータに枢動式に取り付けられた、請求項１３又は請求項１４に記載の装置。
16. 前記少なくとも１つの第１の部材は、前記付勢力が印加されると並進するキャリッジである第２の部材に機械的に連結した、１つ又は複数のつめ形又はアーム形部材である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
17. 前記少なくとも１つの第１の部材は、前記キャリッジの運動方向からオフセットしたピボット軸の周りで前記キャリッジに線形に取り付けられた、請求項１６に記載の装置。
18. 前記少なくとも１つの第１の部材は、前記付勢力が印加されたときに前記少なくとも１つの第１の部材及び前記少なくとも１つの第２の部材が動くと少なくとも１つのラッチ部材に係合するように配置された、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記少なくとも１つの第１の部材と前記少なくとも１つのラッチ部材との係合の結果として、前記少なくとも１つの第２の部材と少なくとも１つのラッチ部材との間に相対運動が生じない、請求項１８に記載の装置。
20. 前記第３の部材は、前記付勢力が印加されたときに前記少なくとも１つの第１の部材が動くと前記少なくとも１つの第１の部材と係合するように配置された、少なくとも１つのラッチ部材である、請求項２又は請求項４に記載の装置。
21. 前記少なくとも１つの第１の部材又はその部分は、電気伝導性であり、前記閾値に打ち勝った後の相対運動は、前記少なくとも１つの第１の部材を磁界内に移動させ、そこでは、前記少なくとも１つの第１の部材が動くと渦電流誘導抗力効果が生じる、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の装置。
22. 前記磁界は、前記少なくとも１つの第１の部材に対して静止し又は異なる相対速度で動く、請求項２１に記載の装置。
23. 前記少なくとも１つの第１及び第２の部材が互いに相対的に運動する速度は、
    （ａ）磁性表面積、
    （ｂ）磁気力強度、
    （ｃ）前記少なくとも１つの磁性要素及び／又は領域が少なくとも１つの磁性若しくは強磁性要素及び／又は領域に隣接する近接度、
    （ｄ）前記少なくとも１つの磁性要素の幾何学的形状及び／又は磁気特性、
    （ｅ）前記少なくとも１つの強磁性要素及び／又は領域の強磁性含有量、
    （ｆ）強磁性材料の磁化率、
    のうちの少なくとも１つを変更することによって更に調整される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の装置。
24. 請求項１〜２３のいずれか一項に記載の装置を備えたブレーキであって、
    前記少なくとも１つの第１の部材又はその部分は、少なくとも部分的に電気伝導性であり、且つ独立した磁界と更なる運動学的関係にあり、その結果、
    （ａ）付勢力が十分となる以前には、前記少なくとも１つの第１の部材と前記少なくとも１つの第２の部材とが磁気的に結合したままであり、第１の誘導渦電流制動効果が生じないか又は第１の低い誘導渦電流制動効果が生じ、
    （ｂ）前記磁気誘導力に打ち勝つのに十分な付勢力が印加されると、前記少なくとも１つの第１の部材は、前記磁界内に移動し、それにより前記磁界に対する前記少なくとも１つの第１の部材又はその部分の運動に対して渦電流制動効果を誘導する、
    ブレーキ。
25. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの装置を組み込んだロープ繰出し装置。
26. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの装置を組み込んだ乗客座席拘束装置。
27. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の、回転駆動装置に係合する少なくとも１つの装置を組み込んだ変速機駆動装置。
28. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの装置を組み込んだリニアガイド式命綱。
    

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