JP2005501207A - 磁気作動運動制御装置 - Google Patents

Abstract

磁気作動運動制御装置であり、本発明の装置は、（ａ）トロリー線Ｔ又はトロリー線Ｔより上にある懸架線Ｍのどちらかに接続された端を有するとともにハウジング開口５ｄを反対側のハウジング端に有する非磁性円筒形ケーシング５、（ｂ）磁気材料から成り、ケーシング５とハウジング６の垂直軸の心が垂直に合うようにケーシング５の内部にある円筒ハウジング６、（ｃ）垂直軸に沿ってハウジング内を直線的に可動なロッド７ｂと一方のロッド端で一体に作られたピストン７を備えている。ピストン７は、一方のピストン端をハウジング６の一端に置き、他方のピストン端を圧縮スプリング８と当接してハウジング６の内部に配置されている。ピストン７は、磁場発生永久磁石７ｃによって励起される磁極片７ａを含み、磁石、磁極片及び第１の可動部材の組合せによって、磁場はピストンを握持し、少なくとも一つの部材６をピストン７の方へ引くことによって必要な制動力を与えるように形成されている。本発明の運動制御装置によって、必要な制動力は、信頼性が高い、有効な方法で与えられる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気作動制動きなどの磁気作動運動制御装置に関する。例として、本発明の運動制御装置は、懸架線又は補助懸架線の下に電車のパンタグラフにすれるトロリー線をつるす懸架装置として用いられる。トロリー線懸架装置として用いるときに、本発明の磁気作動装置は、パンタグラフが制動器を通過して、トロリー線とパンタグラフの間の接触を維持できるようになるとき、トロリー線の振動を吸収する制動器機能を与える。
【背景技術】
【０００２】
電動機に電流を伝送するトロリー線とそれを支持する耐力カテナリー吊線を備える懸架システムの構成において、トロリー線は、電車のパンタグラフと接触し、トロリー線は耐力カテナリー吊線とトロリー線の間に伸びる複数の懸架装置によって吊られている。そのような懸架装置は、一定の間隔（例えば４．５ｍ（１５．０フィート）おき）に設けられている。そのような懸架装置があるので、トロリー線と懸架線は、それらの所望の位置と方向に維持される。
【０００３】
そのような従来技術の線懸架システムにおいて、トロリー線は、パンタグラフがトロリー線に沿って進むにつれて振動し、そのようなトロリー線の振動は、トロリー線とパンタグラフの望ましくない分離を引き起こす。トロリー線の振動を抑制することは、トロリー線とパンタグラフの間の線分離を減少させ、電車の電流収集能力とトロリー線の有効寿命を長くすることに寄与することは、従来技術で周知である。さらに、そのような振動抑制が線とパンタグラフの間の反復断続接触のために生じる線の摩耗を防ぐことも従来技術で知られている。特に、電車が高速度で走行しているとき、トロリー線の振動を抑制することは、重要である。トロリー線懸架装置は、従来技術で知られている。そのような既知の装置は、摩耗抵抗とばね力に基づいて制動力を生じ、そのような従来技術装置の一例が日本の特開平６−１７１４０２号公報において開示されている。前記文献（特開平 ６−１７１４０２号）では、ピストンとばねが補助懸架線に掛けられた円筒の中に置かれ、ピストンはばねによって圧縮状態にバイアスをかけられている。リングと円筒の摩擦係数に基づいて、振動吸収機能を有するピストンリングもまた、円筒の中に置かれている。リングは、制動力を与える円筒にすれ合う。ピストンロッドは、一つのロッド端でピストンと一体に作られている。補助懸架線の下にかつ平行に置かれているトロリー線は、ピストンロッドの下端に連結されている。この従来技術の装置は、トロリー線と補助懸架線をそれらの所望の位置と方向に維持する働きをしている。
【０００４】
上述のトロリー線懸架装置において、ピストンリングが円筒との摩擦接触で制動力を与えるので、リングが摩耗し、その結果としてリングの摩擦制動強度が磨耗とともに減少し、終にはトロリー線と懸架線を効果的に支持するために充分な制動力を与えることができなくなる。そのような装置が適切な制動力を与えることができることを確実にするために、従来技術の装置は、定期的に点検、調整及び修理をすることが必要である。そのような点検、調整及び修理するプロセスは、どうしても比較的厳しく、構成部品の交換が安全側に行われる。また、円筒とピストンの間に所望の制動力を作り出すのに必要な摩擦抵抗を得るために、構成部品は、構成要素の間の必要な許容誤差を達成するために精密に製作されなければならない。そのような精密を必要とする結果として、このような従来技術の懸架装置の製作は、高価で難しい。
【特許文献１】
特開平６−１７１４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は、一例を挙げると、トロリー線懸架装置として用いられる運動制御装置を提供することを目的とし、本発明の装置は厳しい慎重な点検と部品交換を必要とせず、装置の構造が組み立てられる構成部品の間に高い相対精度を必要としない簡単なものであるために、装置の製作が比較的単純で、比較的低コストで信頼性が高い制動力を与えるものを提供することである。
【０００６】
前述のことは、本運動制御装置において存在すると知られている限界を例示している。したがって、上述の限界の一つ以上を克服することに向けられた代替品を提供することが有益であることは、明らかである。したがって、以下により完全に開示される特徴を含む適当な代替運動制御装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
総括的にいえば、本発明は、従来技術の運動制御装置の欠点を少なくとも一つの第１の可動部材、前記少なくとも一つの第１の可動部材のすぐ近くにあって前記少なくとも一つの第１の可動部材に対して可動である第２の可動部材及び少なくとも一つの第１の可動部材を第２の可動部材に押し付けさせる運動制御力を生じる磁場を与える磁場発生器から成る磁気作動運動制御装置を与えることによって克服する。前記少なくとも一つの第１の可動部材は、離散的な指又はスラットであってもよく、又はハウジングの中に形成されたスロットによって画成されてもよい。本発明の運動制御装置によって、必要な制動力は、信頼性が高い、有効な方法で与えられる。
【０００８】
さらに詳しくいえば、従来技術の装置に伴う欠点を解決するために、本発明の第１実施例の装置（図１及び本発明の運動制御装置１を含む従来の線懸架装置を備える図５の概略図において示されているような）を参照すると、本発明の装置は、（ａ）トロリー線Ｔ又はトロリー線Ｔより上にある懸架線Ｍのどちらかに接続された端を有するとともにハウジング開口５ｄを反対側のハウジング端に有する非磁性円筒形ケーシング５、（ｂ）磁気材料から成り、ケーシング５とハウジング６の垂直軸の心が垂直に合うようにケーシング５の内部にある円筒ハウジング６で、前記ハウジング６には、装置の垂直軸に沿って向きを定められた少なくとも一つの離散的可動部材６ｂ又はスロット６ａを備え、それによって少なくとも一つの第１の可動部材６ｂの形を画成し、可動部材６ｂは、半径方向に収縮できるように構成されており、磁気材料から成り、ケーシング５とハウジング６の垂直軸の心が合うようにケーシング５の内部にあり、半径方向に収縮できるように構成されている少なくとも一つの離散的可動部材６ｂ又はスロット６ａが装置の垂直軸に沿って配向され、それによって少なくとも一つの第１の可動部材６ｂの形を画成する円筒ハウジング６、（ｃ）垂直軸に沿ってハウジング内を直線的に可動なロッド７ｂと一方のロッド端で一体に作られたピストン７を備え、前記ロッドは、ケーシング５の穴５ｄを通って伸び、ロッドの反対端は、懸架線Ｍ又はトロリー線Ｔのどちらかに外側で接続している。ピストン７は、一方のピストン端をハウジング６の一端に置き、他方のピストン端を圧縮スプリング８と当接してハウジング６の内部に配置されている。ピストン７は、磁場発生永久磁石７ｃによって励起される磁極片７ａを含み、磁石、磁極片及び第１の可動部材の組合せによって、磁場はピストンを握持し、少なくとも一つの部材６をピストン７の方へ引くことによって必要な制動力を与えるように形成されている。
【０００９】
本発明の懸架装置において、ばね８は、ロッド７ｂによって定められた力でトロリー線Ｔを絶えず引き上げている。トロリー線Ｔがパンタグラフの通過によって変位させられるとき、ピストン７は、ロッド７ｂによってケーシング・エンド・キャップ５ａの方へ上方へ変位させられる。パンタグラフが通過すると、ピストンの変位は止められ、ばね８によってピストン７がハウジング６内のそれの元の位置に戻される。ピストン、磁石及び磁極片が軸方向に変位させられるのにつれて、第１の可動部材６は、ピストン７の永久磁石ディスク７ｃによって与えられる磁気引力の加わることによって半径方向に押し進められ、部材の内周面がピストン部材７と接触する。従って、ピストン７が上下する間、定められた接触がピストンと部材６の間に生じ、この接触は、トロリー線うねりを制限して線とパンタグラフを接触状態に維持する働きをする制動力を作り出す。
【００１０】
前述及びその他の態様は、添付図面とともに考慮するとき、発明の以下の詳細な説にから明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、磁気力とばね力を用いる構成になっているので、トロリー線Ｔの横方向の変位を誘発する振動がばね力と摩擦抵抗によって十分に吸収され、緩和され、パンタグラフから線が離れるのを少なくし、トロリー線の摩耗を防止できる。又はウジングは、その配置が磁力を受けてピストンに沿って収縮することによって自動的に調整されるので、摩耗を伴う厳しい慎重な点検と部品交換の必要がなく、構造が比較的簡単で、高度な機械的精度が必要ないので、製作が容易になりかつ比較的低コストになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１実例の運動制御装置を図１〜５に関して説明する。図１は本発明の第１の実施例の運動制御装置の断面図であり、図２は図１の第１実施例の運動制御装置の側面図である。図３及び４はそれぞれ本発明の第１実施例の運動制御装置の異なる作動状態の断面図で、図５は本発明の運動制御装置がトロリー線と懸架線の間を支持しているのを例示している略図である。
【００１４】
図５は、本装置に関する電車線の架線構造を例示している。図５において、Ｔは、電車のパンタグラフ（図示なし）にすれるトロリー線、Ｍは、トロリー線Ｔの上に掛けられた懸架線、Ｃは、懸架線に取り付けられた保護カバー及び１は、一定間隔で懸架線Ｍとトロリー線Ｔの間に備え付けられた懸架装置である。懸架装置１は、懸架線Ｍの下でトロリー線Ｔを支持している。
【００１５】
図１及び図２に示すように、懸架装置１は、制動器２、懸架線Ｍに制動器２を接続するハンガー３及び制動器２をトロリー線Ｔに結ぶための積巻きである耳４を備えている。
制動器２を図３及び図４に関して詳細に説明する。円筒形ケーシング５は、ステンレス鋼のような非磁性材料から成り、円筒形ケーシングは、取手５ｂを更に備える単一構造カバー又はエンド・キャップ５ａを備え、エンド・キャップは、ケーシングの一端と一体にされている。ケーシングはまた、中央開口部５ｄを含むカバー又はエンド・キャップ５ｃを備えている。本発明の第１の好ましい実施例の説明のために、ケーシングが円筒形として示され説明されているが、ケーシングは、どんな適当な構成から成っていてもよい。
【００１６】
磁気材料で作られた円筒ハウジング６は、ケーシング５内に置かれている。ハウジング６は、どんな許容範囲内の構成をとってもよく、本願明細書において開示された円筒形の構成に限られない。ハウジング６は、ケーシング５の垂直軸と同心になっている垂直軸を有し、ハウジングは又はウジングボディの中に形成された一つ以上のスロット６ａによって画成される複数の第１の可動部材６ｂを備えている。スロットは、垂直、同心中心軸線と平行に向けられ、半径方向に可動で、半径方向に可動であり、垂直中心軸線の方へ半径方向に収縮できる。
図１、２及び４に示されているように、ハウジング６が円筒形であって、ハウジングを四つの部材６ｂに一様に分けるように配置された四つの等間隔に設置されたスロット６ａを備えている。ハウジング６は円筒形をしたもの以外の筒状部材であってもよく、一つのスロット６ａがあってもよい。スロット6aは、又はウジングの全ての長さに沿って伸びていてもよいし、又は、例示の作業の形で、それはハウジング６の一端に達せずに終わってもよいし、又は、それは、両端に達しずに終わってもよい。スロット６ａがハウジング６の全長わたって伸びているとき、部材６ｂは離散的で個々に独立している。独立部材は、スロットを収容することによって定められる部材６ｂの弾力を備えなくてもよいが、そのような独立部材は、磁場発生器によって作り出される磁気引力の存在に応じて半径方向にわずかな距離変位可能でなければならない。
【００１７】
ピストン７は、図３及び４の７ａで総括的に表され、ハウジング６に挿入された磁性体を有し、磁性体７ａの一端から突出しているロッド７ｂを備えている。
磁性体７ａは、さらに交互の配置に配置された複数の永久磁石ディスク７ｃと磁性部材７ｃの間にある磁極片７から成っている。磁場は、磁石７ｃ、極片７ｄ及び部材６ｂの間に作り出され、磁場のあることによって、部材６ｂは、磁場の磁気引力によってピストン７ａの方へ半径方向に内方へ引かれる。ロッド端に留められたナットは、ナットとロッドの間の適所に磁石及び極片のスタックを締付ける。永久磁石ディスク７ｃは、磁気ディスクの外周が部材６ｂの内周辺と接触しないように、直径が磁気ディスク形の磁極片７ｄより幾分小さい。
【００１８】
ロッド７ｂは磁性部分７ａを通過する小直径部分７ｅ及びこの小直径部分７ｅの両端に取り付けられ、ロッドの長さに沿って単一体として永久磁石ディスク７ｃと磁極片７ｄを維持する木綿ディスク７ｆのような一対の非磁性部材を備えている。ロッド７ｂの他端は、ケーシング５のカバー５ｃの穴５ｄを通ってケーシング５の外側に伸びている。ロッド７ｂのこの他端は、取手要素である耳４に留められている。耳４がトロリー線Ｔを対のイヤー・ピース４ａで握り、トロリー線Ｔは、ボルト４ｂで固定することによって保持されている。対のイヤー・ピース４ａに接続された舌片４ｃは、ロッド７ｂにピン４ｄによって接続されている。
【００１９】
圧縮スプリング８は、ハウジング６の内部に配置されている。圧縮スプリング８の一端は、ばね受け座部を有するハウジングカバー５ａの中に保持され、一方、他端は磁性体７ａの端に保持されている。明確にするため、説明が更に進むにつれて、磁性体はまた、本願明細書において磁場発生器と称することがある。図３に図示されているように、磁性体７ａは、図において上方へ押圧され、その結果、部材７ａは、ばねによって内方へバイアスされ、従って、ロッド７ｂはケーシング５に引き込まれる。ばね８は、トロリー線Ｔと懸架線Ｍの間の距離が固定されるように、トロリー線Ｔがつるされた状態で規定の量に圧縮され（図４に示されるように）、そのような距離は、線に作用する外力が最小であるとき、最小である。
【００２０】
ハンガー３は、ステンレス鋼のような非磁性材料でできているベルトから成り、使用時にはＵ字形をとる。ハンガー３は、ボルトとナットの組合せ３ａによってケーシング５の取手５ｂに接続された両端を有し、懸架線Ｍをそれのカーブ部分を通り越し、懸架線Ｍの直下でハンガー３を通過するピン３ｂによって適所に保持されている。図３を参照。ハンガーがどんな適当な構成をとっていてもよく、本願明細書において開示された構成に限られるべきではないと理解されるべきである。
【００２１】
第１実施例の運動制御装置の動作を次に説明する。電車（例示でない）のパンタグラフが装置１を通過するとき、パンタグラフはトロリー線Ｔを押し上げられてトロリー線Ｔを吊るしているロッド７ｂがさらにハウジング６の中に上向きに圧迫されるようになる。ロッド７ｂが上方へ変位させられると、ピストン部材をロッドとともに変位させ、ピストンとロッドがケーシング５のハウジング６中で移動するにつれてばね８が長くなる。パンタグラフが本装置を通過すると、ロッド７ｂとピストン７ａの変位は止まり、次に、ばねは、圧縮してハウジング６の中へエンド・キャップ５ａに向かってピストン７ａとロッド７ｂを引き入れる。ピストンがハウジングを通って軸方向にエンド・キャップ５ａとエンド・キャップ５ｃの両方へ変位させられるにつれて、可動部材６ｂは、磁場発生器が部材６ｂのすぐ近くにある結果として磁界発生器７ｃによる磁気引力によって半径方向に引かれる。永久磁石ディスク７ｃの磁気引力のために、部材６ｂは磁気発生器７ａの方へ引かれ、指の内周面は、定められた圧力で磁極片７ｄと接触する。従って、ピストン７が上下する間、摩擦抵抗がピストンとハウジング６の間に生じ、これがトロリー線に加わる振動制御力として働いて、振動を減らす。摩耗がピストン７と部材６ｂの反復摩擦のために生じるので、こすれ部分で生じるとしても、ピストン７が磁場の存在から半径方向に縮むから、部材６ｂは常に一定圧力でピストン７と接触しているので、固定摩擦抵抗が装置１を調整又は修理する必要なく得られる。さらに、本装置は周知の方法及び従来の方法を用いて簡単な方法で製作され組立てできる。公知の装置に伴う製作精度は、本発明の第１実施例の装置１に関しては守られる必要はない。
【００２２】
制動器２は、向かい合った軸方向のトロリー線Ｔの振動を吸収し、制動器は、パンタグラフとトロリー線Ｔの間の力を緩和して、トロリー線Ｔと懸架線Ｍの間に用いられる種々の部分に対すると同様にパンタグラフとトロリー線Ｔに対する損傷を減らす。
【００２３】
更に、若し制動器２が逆方向に設置され、ロッド７ｂが懸架線Ｍに接続され、ケーシング５がトロリー線Ｔに取り付けられたとすれば、効果は本願明細書において説明したものと同一になるであろう。ハウジング６の内部からピストン７を除くことが必要な場合、第１の可動部材６ｂは、圧壊すなわち半径方向に内方へ縮むだろう。ピストンがハウジングに元通りに差し込まれるとき、可撓性の部材６ｂはピストンの周辺の周りに自動調心する。第１の可動部材の自動調心特徴は、装置２の組立てを簡単にする。
【００２４】
上述の本装置によって、トロリー線Ｔの横方向の変位を誘発する振動がばね力と摩擦抵抗によって十分に吸収され、緩和され、パンタグラフから線が離れるのを少なくし、トロリー線の摩耗を防止する計画を立てるのを可能にする。また、安全性と電流収集を大きくするように、振動のための金属管継手の疲労と緩みが減少し、パンタグラフが受ける衝撃力を小さくするので、位置を変える抵抗を小さくしてより速い速度で動く軽いパンタグラフを備えることが可能である。ハウジングは、その配置が磁力を受けてピストンに沿って収縮することによって自動的に調整されるので、摩耗を伴う厳しい慎重な点検と部品交換の必要がなく、構造が比較的簡単で、高度な機械的精度が必要ないので、製作が容易になりかつ比較的低コストになる。
【実施例２】
【００２５】
代替実施例の磁気作動運動制御装置１０２が図６〜１１に例示されている。上記の第１実施例の制動器１のように、代替実施例の運動制御装置１０２は、磁気材料から作られた少なくとも一つの離散的な第１の可動部材１０６を備え、そのような少なくとも一つの第１の可動部材は、例えば細長いスラット又は指から成っていてもよく、図６と７に示されるボスのような、例えば突出ボスから成っていてもよい位置決め手段１１１によって、分離した部材１０６は、一定軸方向の向きに保たれる。各離散的な第１の部材は、スロット又は隙間によって隣接部材から切り離されている。
【００２６】
本装置はまた、少なくとも一つの第１の可動部材１０６に対して縦軸１１０に沿って往復運動の形で可動な第２の可動部材１０７ａを備えている。第２の可動部材１０７ａが軸方向に変位させられるにつれて、磁場発生器１４０は、第２の可動部材１０７ａと第１の可動部材１０６の間に磁気引力を作る磁場を発生する。磁気引力は、少なくとも一つの第１の可動部材に対する第２の可動部材の軸方向の変位に対する抵抗として働く。代替装置１０２の好ましい実施例を説明するために、磁場発生器は、磁極片１１３ａ、１１３ｂと組み合わせて永久磁石１１２を備え、その結果、装置１０２によって与えられる抵抗制動力は、事実上一定の大きさのものである。第２の可動部材の磁場発生器と変位を以下にもっと詳細に説明する。装置１０２は、精密に、確実にかつ能率的に必要な制動力を与える。
【００２７】
代替実施例の運動制御装置１０２の制動器が連行される汚洗物質や微粒子物質の事実上ない「きれいな」環境において用いられる場合には、第１及び第２の可動部材１０６、１０７ａと磁場発生器は、ハウジングによって囲まれることを必要としないで、図６に示される開放構成で用いられてもよい。しかし、運動制御装置１０２が第１及び第２の可動部材と磁場発生装置を周囲状態にさらされるままにしておくことが運動制御装置１０２の機能性に悪い影響を及ぼす用途において用いられる場合、第１及び第２の可動部材は、管状のハウジング部材１０５（図７に示された）によって画成される室１１４に入れられてもよい。
【００２８】
図６と７の開放及び密閉装置は、図７の密閉構成において含まれる管状ハウジング１０５とエンド・キャップ１１８ｂを除くと同じである。管状ハウジングは、例えばプラスチック、アルミニウム、ステンレス鋼、青銅又は銅のような任意の適当な非磁性材料から成っていてもよい。本発明の好ましい実施例を説明するために、ハウジングは、第１及び第２の開放端１１６ａ、１１６ｂを備えているが、ハウジングが単独の開放端にあるエンド・キャップでどちらかの端で閉じられてもよいと理解されるべきである。ハウジングがハウジング端の間に伸びている限り、ハウジングは、テーパー又は抜け勾配を含んでいてもよい。例えば、図７に示すように、ハウジングが第１の端１１６ａから第２の端１１６ｂまで伸びるにつれて、ハウジングは内方へ先細になっている。代わりに、ハウジングは、それが第２の端１１６ｂから第１の端１１６ａまで伸びるにつれて、内方へ先細になっていてもよい。テーパーは、ハウジングを作るために用いられる製造工程の間に生じ、そのような製造工程は、例えば従来の成型作業であってもよい。代わりに、ハウジングは、ハウジング端の間で一定の内側寸法のものであってもよい。
【００２９】
図６に示された運動制御装置１０２の開放構成が使用される場合、運動制御装置１０２は、ロッド部材１２０と第１のエンド・キャップ１１８ａの間に必要な許される相対運動を作り出すためにエンド・キャップ部材１１８ａのところで固定されている。エンド・キャップ１１８ａは、ブラケット、留め具又はそれらの任意の組合せによるなどの任意の適当な、周知の手段を用いてもフレーム又は他の構造構成要素に固定されてもよい。図７に示された密閉装置の第２のエンド・キャップ１１８ｂは、今度はフレーム又は他の支持部材と一体に作られた留め具（図示せず）を受けるのに適応している孔１１９を備えている。留め具は、例えばボルトから成っていてもよい。密閉設計が使用される場合、ロッド１２０とエンド・キャップ１１８ａの間の必要な許される相対運動は、穴１１９を通して適当な留め具を伸ばすことによって第２のエンド・キャップ１１８ｂをフレーム又は他の部材に固定することによって、先に説明したようにして、作り出される。図７をっ参照すると、開放ハウジング端１１６ａと１１６ｂは、今度はハウジング端に固定された第１及び第２のエンド・キャップ部材１１８ａ及び１１８ｂによってそれぞれ閉じられ、本発明の第２の好ましい実施例を説明するために、エンド・キャップは、ハウジング端から取り外しできない。エンド・キャップは、例えばエポキシによるなどの当業者に知られている任意の適当な手段によってハウジング端と一体に作られてもよい。キャップがハウジング端でハウジングに固定されているとして図示され説明されているが、エンド・キャップがハウジング端に着脱自在に取り付けられてもよいと理解されるべきである。あるいは、エンド・キャップは、ねじ付き接続によるか又は従来の留め具（例えば止めネジ又はボルトなど）によってハウジング端と一体にされてもよい。このようにして、装置１０２によって与えられる制動力を変更することが必要な場合、磁場発生手段１３０及び／又は第１の可動部材は、容易にアクセスして、エンド・キャップを簡単に取り外し、ロッド１２０、第２の可動部材１０７ａ及び第１の可動部材１０６から成るユニットをハウジングチャンバ１１４から滑らすことによって変更できる。
【００３０】
第１の可動部材１０６は、鋼などの磁性材料から作られた複数の細長い部材から成っている。運動制御装置１０２の第１の可動部材１０６の各々は、第１の端１２３ａ、第２の端１２３ｂ及び円弧状横方向形部を備えているが、第１の部材は、また、事実上平らな横方向の構成を備えていてもよいと理解されるべきである。第１の可動部材は、独立していて離散的であり、隣接している部材１０６の隣接している長手縁部によって画成されるスロット１２４によって、次の隣接第１の可動部材１０６から離されている。本発明の運動制御装置１０２は、少なくとも一つの第１の可動部材を備えるが、所望の制動力作るのに必要な任意の数の第１の可動部材を備えていてもよい。可動部材は、複数の長手方向に伸びている線から成っていてもよい。しかし、第２の本発明の好ましい実施例を説明するために、運動制御装置１０２は、中心縦軸線１１０の周りに円形の配列で隔置された四つの離散的部材１０６を備えている。各部材１０６は、軸１１０から等距離に間隔を置いて配置されて、９０°の角度だけ次の隣接部材１０６からずらされている。その結果、部材１０６は、図６に示された円形の配列又はパターンを形成している。第２の可動部材１０７ａの相対位置を例示するために、四つの第１の可動部材１０６の一つは、装置１０２から除かれており、除かれた第１の可動部材の縁は、図６の破線で表されている。第１の可動部材は、第２の可動部材１０７ａを受けて部材１０６に対してかつ軸線１１０に沿って中を変位させるのに適している事実上円筒形の室１２２を画成する。部材１０６の半径方向に自由な浮動特性によって、第１の可動部材が有効な動作をするために第２の部材と半径方向に位置合わせすることができる。このような自由な半径方向位置合わせがピストン部材の寸法、形又は輪郭に関係なく生じる。さらに、ピストンが部材１０６の自由端にそれらの部材によって画成される室に挿入するために置かれるとき、端１２３ｂはピストンを収容するために半径方向に外方に自由に可動である。
【００３１】
以下に非常に詳細に説明するように、第２の可動部材が軸線１１０に沿って変位させられるにつれて、磁石１１３ａ、１１３ｂによって生成された磁場は、第２の可動部材に対して事実上垂直な第１の可動部材の区分を作る。磁場２００は、図１２に第１及び第２の可動部材の拡大図において、概略的に例示されている。
磁場の存在によって影響を受けた第１の可動部材の区分は、図１２において１０６ｓとして識別されている。磁場２００の存在、そして結果として生じた磁気引力の結果として、区分１０６ｓにある可動部材は、軸線１１０の方へ内方へ小さい半径方向距離だけ引かれる。第２の可動部材を更に変位させると、区分１０６ｓの位置は、それに応じて部材１０７ａに対して垂直な位置に変位させられ、以前に内方へ変位した区分は、軸線１１０から外方に離れて区分が磁気引力の加わる前に区分が軸線１１０に対してとった位置へ変位する。
【００３２】
図６に示された方向に固定されているので、部材１０６は、軸方向にたわまないが、半径方向又は横方向に柔軟であるか又は剛性が少ない。第１の部材の非半径方向に向けられた変位は、位置決め手段１１１によって制限される。図６と７に示すように、位置決め手段は、軸線１１０の周りに隔置されて外方に軸線から離れて伸びる複数の突出ボス部材を備えていてもよい。ボス部材は、エンド・キャップが第１のハウジング端にはめられるとき、第１のエンド・キャップ部材１１８ａのハウジング端１１６ａから内方に位置する部分の周辺部に沿って設けられる。図８と図９に示すように、第１の可動部材は、すぐ近くの穴１２８を含む第１の端１２３ａを備え、穴はそれぞれのボスを受けるために寸法取りされ、各穴は環状スリーブ１２９によって囲まれている。スリーブは、穴１２８を形成するために用いられる従来の打ち抜き作業の間に形成される。スリーブは、図７で示すボスを囲んで、剛性を増やし、それによって、第１の可動部材の非半径方向に向いた変位を更に防いで穴１２８における応力を制限する働きをする。第１の可動部材は、一般的にストリップ鋼から打ち抜き形成される。部材１０６は、軸方向の引力を伝えるために軸方向に固く、本発明の装置が確実かつ精密に必要な大きさの垂直力を作り出せるように半径方向に自由浮動で可撓性である。第１の可動部材のための多くの代替の構成が図８、９、１０及び１１に示されている。
本願明細書において開示された第１の可動部材のための代替構成の各々によって本発明の装置１０２が装置１０２に含まれる特定構成の各第１の可動部材に特有である特性制動を与える。代替実施例はストリップ鋼から作られて、前述のように、半径方向に柔軟で軸方向に固い。図８と９に示された実施例の第１の可動部材１０６ａを参照すると、第１実施例部材１０６ａは、横方向寸法Ｌと軸方向の寸法Ａを備えている。横方向と軸方向の寸法は、部材端１２３ａ、１２３ｂの間で事実上一定のままである。したがって、部材表面積は、部材長さに沿って事実上一定であり、一定表面積の結果として、磁場発生器１３０と部材１０６の間に作り出された磁気引力の大きさは、第２の可動部材が軸線１１０に沿って第１の部材１０６に対して変位する限り、事実上一定のままである。
【００３３】
代替実施例の第１の可動部材１０６ｂを図１０に示す。図１０に示されているように、部材１０６ｂは、最大横方向寸法Ｌｍａｘを部材端１２３ａ、１２３ｂで有し、最小横方向寸法Ｌｍｉｎを部材端の間の縦方向距離（Ｕ２）の約半分の位置で有する砂時計縦形をしている。類似部材１０６ａ、部材１０６ｂは、横方向の形が円弧状になっている。部材の端は最大横方向寸法を有し、次に、最大横方向寸法は部材の中央にある最小領域まで段々細くなっている。最小寸法領域は、部材長さに沿った任意の適当な位置に選んでもよい。代替実施例の部材１０６ｂの可変横方向寸法の結果として、第２の可動部材が部材端１２３ａ、１２３ｂのどちらかのすぐ近くにあるとき、最大磁気引力が作り出され、第２の可動部材がＬｍｉｎの横方向寸法を有する部材長さのすぐ近くにあるとき、最小大きさの磁気引力が作り出される。部材１０６と１０７ａの間の磁気引力の大きさは、磁場発生器が寸法Ｌｍｉｎを有する部材の部分と部材端の間の第１の可動部材に対して変位させられるにつれて、単体長さごとに変化する。磁場は、第２の可動部材がどちらかの端の方へ動かされるにつれて、大きくなり、第２の可動部材が部材１０６ｂの中央の方へ動かされるにつれて減少する。
【００３４】
更なる代替実施例の第１の可動部材１０６ｃが図１１に示されている。関連の磁気引力の大きさが第１と第２の端１２３ａと１２３ｂの間で変えられると、可動部材１０６ｃは可変抵抗力を与える。部材１０６ｃは、第１の端１２３ａの最大横方向寸法Ｌｍａｘを有し、第２の端１２３ｂで最小限の横方向寸法Ｌｍｉｎを有する。部材１０７ａに収容された磁場発生器が端１２３ａから端１２３ｂへ移動するにつれて、磁気引力の大きさは減少し、部材１０７ａに収容された磁場発生器が端１２３ｂから端１２３ａへ移動するにつれて大きくなる。可動部材１０６ｃは、横方向の形が円弧状になっている。
【００３５】
部材１０６ａが用いられる場合、部材は、可変大きさ制動が与えられるように変更できる。図１３と１４は、一定横方向寸法を有する部材１０６内に可変制動力を得るための二つの手段を示している。図１３においては、軸方向に伸びるスロットが部材に設けられている。第２の可動部材と関連の磁場発生器がスロットのすぐ近くにあるとき、最小磁気引力が与えられる。最大磁気引力は、第２の可動部材１０７ａと関連の磁場発生器１３０がいずれかの部材端１２３ａ、１２３ｂに置かれるときに作り出される
【００３６】
代わりに、部材１０６ａは、可変大きさ制動を与えるために図１４に示された方法で変更されてもよい。図１４に示された変更部材１０６ａにおいては、複数の軸方向に一列に配置された穴１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ及び１４２ｄが部材端１２３ａと１２３ｂの間の部材１０６ａに設けられている。最小磁気引力は、第２の可動部材と磁場発生器が最大直径穴１４２ｘのすぐ近くにあるとき生じる。最大磁気引力は、第２の可動部材と関連の磁場発生器が隣接穴の間又は部材端１２３ａ、１２３ｂにあるときに作り出される。部材１０６ａに沿って設けられた各穴に対して、第２の可動部材と関連の磁場発生器が各穴に心を合わせられるとき、結果として生じる磁場は、穴１４２ａのところより穴１４２ｂのところで大きく、穴１４２ｂのところより穴１４２ｃのところで大きく、そして穴１４２ｃのところより穴１４２ｄのところで大きい。可変制動力を与えるための多くの手段は、第１の可動部材１０６の構成を変更することによって開示されている。出願人は、図８、９、１０、１１、１３、１４において例示された部材１０６の別の実施例が事実上一定と可変な磁気引力を与えるのに適当な第１の可動部材の例であると考える。第１の可動部材の変更態様は、所望の磁気引力を作り出すことによって所望の大きさの制動力を与えるようになされてもよい。
【００３７】
第２の可動部材１０７ａは、それぞれ第１及び第２の開放端１５２、１５４を有する外側中空ピストン又はスリーブ部材１５０から成る。部材１５０は、例えばプラスチックのような任意の適当な非磁性体から作られている。シャフト１２０の端１３８は、部材端１５２を通してすべらされて部材１５０の中空内部に置かれている。キャップ１５６は、第１の部材端１５２に配置されて、第１の開放端を閉じる働きをしている。キャップとシャフト端は、ある距離だけ離されている。プレートは、例えば適当な留め具、接着剤又は圧力嵌めなどによる任意の適当な手段によって第１の端に保持されてもよい。磁場発生器１３０は、部材１５０の中空内部に置かれている。磁石１１２と極片１１３ａ、１１３ｂは、磁極片１１３ｂをキャップ１５６に押付けて置き、極片１１３ａをロッド端１３８に押付けて置き、永久磁石部材１１２を磁極片の間に置いた状態でキャップ１５６とシャフト端１３８の間に積み重ね関係で配置されている。磁場２００は、磁石１１２、極片１１３ａ、１１３ｂ及び第１の可動部材１０６の間に作り出される。図１２を参照。図示して説明したように、第２の可動部材は、部材１０６の配列によって画成される室の中で可動であるが、変更態様においては、第２の可動部材は、第１の可動部材を囲み、第２の可動部材が第１の可動部材に対して第１の可動部材から外方に変位させられるにつれて、第１の可動部材が第２の可動部材を通過することができるようにするための穴又は他の手段を備えていてもよいと考えられていることを理解すべきである。
【００３８】
磁場の大きさに影響を与えるために、スペーサ要素１１５を磁場発生部材間に挿入してもよい。図１２に示すように、スペーサ要素１１５は、結果として生じる磁場の強さを減少させるために部材１１２と１１３ｂの間に置かれる。スペーサは、非磁性体から作られている。着脱自在なスペーサ要素は、寸法変化が磁場の強さに影響を及ぼす可能性のある構成要素における寸法変化に適応するために、磁場の強さの容易な調整を簡単にする。従来のスナップリング１６０が端１３８においてロッド１２０に沿って溝の中に置かれ、ワッシャ１６２がスナップリングとスリーブ端１５４の間に挟まれている。当業者には分かるように、スナップリングとワッシャの組合せは、組立体ユニットを維持するとともにロッドと可動部材１０７ａの間での使用中に発生する応力を制限して分散させる。
【００３９】
永久磁石部材１１２は、透磁性コアの中の一定位置にある少なくとも一つの電磁コイル部材と取り替えられことがある。そのような別の実施例においては、一つ以上の電磁コイルをピストン１５４の中にセットしてもよい。従来の電流供給源が選択的に電流を従来の電気接続（例えば線）を通してコイルに加えるためにコイルと組み合わされてもよく、コイルを通って流れる電流が概略的に上述した方法で第１の可動部材を第２の可動部材の方へ引く磁場を発生する。磁場を発生するために電磁コイルと電源を用いることは、当業者に周知の従来の設計のものであり、そのような組合せは、米国特許第６，３７８，６７１号（ペンシルバニア州エリーのロード（Ｌｏｒｄ）社に譲渡されて公布された）において図と共に記載されており、本願明細書に組み込まれれている。電気的に切り替え可能なコイルと電流源は、装置１０２によって与えられる制動レベルを所望の選択的な方法と必要な大きさで電流を加えることによって変えることができるようにする。
【００４０】
例えばコイルばねのようなバイアス部材１７０がスリーブ１５０の第１のエンド・キャップ１１８ａと第２端１５４の間に置かれている。バイアス部材は、第２の可動部材１０７ａを第２の部材端１２３ｂの方へ偏倚させる。バイアス部材は、圧縮に対する抵抗と磁場２００によって与えられる装置１０２の圧縮と伸張に対する抵抗の外に装置１０２の伸張に耐える手段となる。
【００４１】
図１５、１６及び１７は、第１の可動部材を装置１０２の内部の一定軸方向の位置に固定する代わりの実施例の手段を例示している。図１５において、第１の可動部材１０６は、管状の非磁性ハウジング１０５ａと一体に作られている。非磁性ハウジングがエラストマ材料から成るのが好ましい。第１の可動部材１０６は、ハウジングと部材が例えば従来のプロセスの間に製作されたあと、ボンド接着プロセスを介してハウジングと一体に作られてもよい。ハウジングは、複数の長手方向に伸びているチャネル１１１を備え、各チャネルは一対の隣接第１の可動部材１０６の間に置かれている。図１５に示すように、チャネルは９０度の角度だけ次の隣接チャネルから間隔を離されている。チャネルは、ハウジングの長さに沿って伸びて、外側ハウジング周辺を越えて半径方向に外方に伸びている。チャネルは、前述したようにして装置１０２内の部材１０６の半径方向変位を容易にする。逆に、部材は軸方向に事実上固定されている。ハウジング１０５ａは第２の可動部材１０７ａと前述のエンド・キャップ１１８ａ、１１８ｂと組合わせて用いられてもよい。しかし、エンド・キャップ１１８ｂにおいては、ボス部材は、除かれてもよい。
【００４２】
図１６において、第１の可動部材は、部材端１２３ａで非磁性プラグ１８１と一体に可動部材１０６を作ることによって一定軸方向の場所に保持されている。プラグは、エラストマ材料から作られてもよく、部材は、十分に当業者に周知の従来の成型プロセスを通じて部材と一体に作られてもよい。
図１６の実施例において、部材１０６の反対端１２３ｂはのないこと各可動部材が片持ばり方式で支持されるように自由である。
【００４３】
図１７には、第１の可動部材を軸方向に固定するための更なる代わりの構成手段が示されている。図１７の更なる代替構成において、各第１の可動部材は、第１の部材端１２３ａのところに横に伸びているフランジ１２７がある。使用のために向きを定められるように、フランジ部材は、軸線１１０に対して外方に向けられている。各部材１０６のフランジ１２７は、第１の可動部材端に置かれた非磁性カラー１８２の内部に沿って設けられた環状溝１８３の中に据え付けられている。カラーは、フランジ部材を覆い隠す。第２の部材端１２３ｂ（図示せず）は、可動部材が片持ばり式に支持されるように自由である。図１７の別の実施例によって、部材は部材の軸方向の変位がフランジ部材とカラー１８２の相互接続によって制限される一方、半径方向に動かすのは自由である。代わりに、フランジ部材１２７は、半径方向に外方に向けられ、非磁性カラーの中に形成された環状溝部材１８３の中に置いてもよい。
【００４４】
動作について説明すると、振動妨害が装置１０２に与えられるにつれて、第２の可動部材１０７ａは縦軸１１０に沿って軸方向に変位する。離散的な半径方向に可動第１の可動部材１０６は、第１の可動部材及び磁場発生器１３０の間の磁気引力によって、第２の可動部材ハウジング１５４の方へ引かれる。本発明の目的のために、部材は、半径方向に内方へ引かれるか又は移動させられる。磁気引力は、振動妨害を相殺するために必要な制動力を与える。制動力は、部材１０６及び１０７ａの間のすべりインタフェースにおいて加えられて第２の可動部材の変位の方向に垂直である。諸要素は、時間をかけて摩耗するので、垂直力は一定のままである。さらに、垂直力は、構成部品の寸法の変化にもかかわらず一定のままである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、パンタグラフを用いる電車などのトロリー線の懸架などにおけるように運動制御装置の不可欠な用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施例の運動制御装置の長手方向断面図。
【図２】図１のトロリー線懸架装置の側面図。
【図３】図１の装置の第１の作動状態の断面図。
【図４】図１の装置の第２の作動状態の断面図。
【図５】トロリーを例示している略図と本発明の装置によってその間に支持される懸架線。
【図６】本発明の代わりの実施例の制動器の等角図。
【図７】図６に示された本発明の代わりの実施例の制動器の長手方向断面図。
【図８】図６の代わりの実施例の制動器の単一の第１の可動部材の等角図。
【図９】図８の線９−９に沿ってみた長手方向断面図。
【図１０】第１の可動部材の別の実施例の等角図。
【図１１】第１の可動部材のもう一つの別の実施例の等角図。
【図１２】本発明の装置の部分図であり、図７の１３として識別される円によって囲まれた本発明の装置の部分の拡大図を含む。
【図１３】第１実施例の可動部材が可変大きさの磁気引力を与えるための手段を含む図８に示された第１実施例の可動部材の等角図。
【図１４】第１実施例の可動部材が可変大きさの磁気引力を与えるための代わりの手段を含む図８に示される第１実施例可動部材の等角図。
【図１５】本発明の代わりの運動制御装置の別の実施例のハウジングを例示している横方向の断面図。
【図１６】図７の装置の第１の可動部材の端を固定するための代わりの手段を例示している部分断面図。
【図１７】図７の装置の第１の可動部材の端を固定するための更なる代わりの手段を例示している部分断面図。
【符号の説明】
【００４７】
２ 制動器
５ ケーシング
６ ハウジング
７ ピストン
７ａ 磁性体
７ｂ ロッド
８ ばね

Claims (34)

1. （ａ） 少なくとも一つの離散的な第１の可動部材、
   （ｂ） 前記少なくとも一つの第１の可動部材のすぐ近くにあって、前記少なくとも一つの第１の可動部材に対して可動である第２の可動部材
   及び
   （ｃ） 少なくとも一つの第１の可動部材を第２の可動部材に引きつける運動制御力を生じる磁場を与える磁場発生器
   から成る磁気作動運動制御装置。
2. 前記運動制御装置が複数の第１の可動部材を含む請求項１に記載の磁気作動する運動制御装置。
3. 第２の部材が軸に沿って可動であり、離散的な指を備えている第１の可動部材は、前記軸のまわりに円形に並んで隔置されている請求項２に記載の磁気作動運動制御装置。
4. 前記指が室を形成し、前記第２の部材は、前記室内に置かれている請求項３に記載の磁気作動運動制御装置。
5. 前記指の各々が前記第２の可動部材の方へ可動で離れている請求項３に記載の磁気作動運動制御装置。
6. 離散的な第１の可動部材の各々が半径方向に第２の可動部材に磁気的に引きつけられる請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
7. 前記少なくとも一つの第１の可動部材の各々が位置決め手段によって必要な縦方向の位置に保持される請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
8. 前記位置決め手段がボスから成る請求項６に記載の磁気作動運動制御装置。
9. 前記少なくとも一つの第１の可動部材の各々は横方向寸法及び軸方向の寸法を備え、前記少なくとも一つの可動部材の少なくとも一つの横方向寸法は、前記第１の可動部材の単位長さごとに可変である請求項２に記載の磁気作動運動制御装置。
10. 前記少なくとも一つの第１の可動部材の各々は、対向端を有し、前記横方向寸法は、対向端の間の距離のほぼ半分の位置で最小である請求項９に記載の磁気作動運動制御装置。
11. 前記磁気作動運動制御装置は、ハウジングチャンバを画成する外側のハウジング部材を更に含み、少なくとも一つの第１の可動部材及び第２の可動部材が前記ハウジングチャンバの中に置かれている請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
12. 第２の可動部材は二つの磁極から成り、前記磁界発生器は磁極間に置かれている請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
13. 磁極及び磁界発生器が第２の可動部材ハウジングの中に事実上置かれている請求項１２に記載の磁気作動運動制御装置。
14. 第２の可動部材は、少なくとも一つの電磁コイルから成る請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
15. 第２の可動部材ハウジングは、非磁性体から作られている請求項１３に記載の磁気作動運動制御装置。
16. 前記運動制御装置は、ハウジングチャンバを画成している外側ハウジングを更に備え、前記外側ハウジングは、第１の開放端及び第２の密閉端を備え、少なくとも一つの第１の可動部材及び第２の可動部材は、前記ハウジングチャンバ内に置かれ、前記第１及び第２のハウジング端は、第１及び第２のエンド・キャップによって事実上閉じられている請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
17. 装置は、ハウジングチャンバを画成している外側ハウジングを更に備え、前記外側ハウジングは第１の開放端及び第２の密閉端を備え、少なくとも一つの第１の可動部材及び第２の可動部材が前記ハウジングチャンバの中に置かれ、前記第１のハウジング端は、第１のエンド・キャップによって事実上閉じられている請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
18. 前記運動制御装置は、第２の可動部材を第２のハウジング端の方へ偏倚させるためのバイアス手段を更に備える請求項１６に記載の磁気作動運動制御装置。
19. 前記バイアス手段はバネ部材を備え、前記バネ部材は第１のエンド・キャップと第２の可動部材の間に置かれている請求項１８に記載の磁気作動運動制御装置。
20. 少なくとも一つの第１の可動部材は、外側ハウジングと一体に作られている請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
21. 外側ハウジングは非磁性体から成り、隣接第１の可動部材の各対が可撓性リブによって一体に作られている請求項１７に記載の磁気作動運動制御装置。
22. 第２の可動部材は、シャフト部材と一体に作られている請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
23. 磁場発生器は、少なくとも一つの永久磁石を備えている請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
24. 磁場発生器が磁極及び磁石と一方の磁極の間に置かれた非磁性スペーサ要素から更になる請求項２３に記載の磁気作動運動制御装置。
25. 前記スペーサは、磁石と磁極の間に着脱自在に取り付けられている請求項２４に記載の磁気作動運動制御装置。
26. 前記運動制御装置は、事実上一定の制動力を与える請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
27. 前記運動制御装置は、可変制動力を与える請求項１に記載の磁気作動装置。
28. 少なくとも一つの第１の可動部材は、砂時計形を備える請求項２７に記載の磁気作動運動制御装置。
29. 少なくとも一つの第１の可動部材は、一端で最大横方向寸法を有し、反対端で最小横方向寸法を有する請求項２７に記載の磁気作動運動制御装置。
30. 少なくとも一つの第１の可動部材は、第１の可動部材に沿って隔置されている複数の穴を有する請求項２７に記載の磁気作動運動制御装置。
31. 少なくとも一つの第１の可動部材がスロットを含む請求項２７に記載の磁気作動運動制御装置。
32. 前記運動制御装置は、可変制動力を与える請求項１に記載の磁気作動運動制御装置。
33. 少なくとも一つの第１の可動部材は第１の寸法と第２の寸法を有し、第１及び第２の寸法が事実上一定である請求項２６に記載の磁気作動運動制御装置。
34. （ａ）少なくとも一つの第１の可動部材；
    （ｂ）前記少なくとも一つの第１の可動部材のすぐ近くにあって、前記少なくとも一つの第１の可動部材に対して可動である第２の可動部材
    及び
    （ｃ）少なくとも一つの第１の可動部材を第２の可動部材に押し付けさせる運動制御力を生じる磁場を与える磁場発生器
    から成る磁気作動運動制御装置。

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