JP7420832B2 - 安全ブラケットのロック装置、そのようなロック装置を備えた乗客収容装置及びアミューズメント乗り物 - Google Patents

Description

本発明は、磁気粘性流体を有する流体流路とロック部材を備えた、請求項１の特徴を有する安全ブラケットのロック装置、請求項１７の特徴を有する乗客収容装置、および請求項１８の特徴を有するアミューズメント乗り物に関する。

ロック装置を備えた安全ブラケットは、様々な構成のものが従来技術として知られている。そのような乗り物としては、例えば、乗客が強い加速度にさらされるジェットコースタなどがある。アミューズメント乗り物に乗っている間、乗客は安全ブラケットによって乗客収容装置に保持され、安全ブラケットはロックシステムによってロックされる。ＤＩＮ ＥＮ １３８１４規格では、乗員にかかる加速度に応じて、適切なロックシステムが定められている。

乗客の乗り降りのために、安全ブラケットは通常、作動ユニットによって回転軸の周りを旋回する。一方、走行中の安全ブラケットは、機械的ロックによってロックされ、作動ユニットが故障しても閉じた状態を維持することができる。

ＤＥ １０２０１７１２６４８８ Ｂ３

従来の機械式ロックの欠点は、常に使用されて負荷がかかるために摩耗が激しく、そのために多くのメンテナンスを必要とすることである。また、機械式ロックには重量が伴うため、車両重量の増加に伴い、加速時に大きなエネルギが必要になる。

従来の油圧バルブを搭載した油圧ロック装置や作動ユニットは、高い圧力差でバルブの漏れが発生するという欠点があり、ロック装置や作動ユニットのロック力や作動力が低下し、メンテナンスの必要性が高まる。

ここで、本発明の出番である。

したがって、本発明の課題は、先行技術から知られているロック装置を目的に合うように改良し、一方ではフェイルセーフであり、さらには漏れや摩耗の影響を受けない安全ブラケットの改良されたロック装置を提案することである。

これらの課題は、本発明の請求項１の特徴を有する安全ブラケットのロック装置、請求項１７の特徴を有するロック装置を備えた乗客用収容装置、および請求項１８の特徴を有するアミューズメント乗り物によって解決される。

本発明のさらに有利な実施形態は、従属請求項に示されている。

請求項１の特徴を有する安全ブラケットのロック装置は、磁気粘性流体を備えた流体流路と、移動可能なロック部材と、磁気装置とを備え、請求項１の特徴を有する安全ブラケットのロック装置は、磁気粘性流体を備えた流体流路と、移動可能なロック部材と、磁気装置とを備え、ロック部材は、流体を、移動時に流体流路を介するように強制する。したがって、ロック部材は、磁気粘性流体と運動学的に作動可能な関係にあり、したがって、磁気粘性流体と油圧的に結合されており、安全ブラケットの移動または揺動の動きを流体流路内の磁気粘性流体に伝達することができる。さらに、流体流路は、少なくとも１つの流路部分を有し、磁気装置は、磁気装置の磁場の磁力線が流路部分を横切ることができるように、流路部分の少なくとも２つの対向する側壁に配置されている。好ましくは、磁石装置の磁場の磁力線は、流れ方向に対して横方向に流路部分を横断しており、一方では、磁力線の曲率によって自然に、また、好ましいさらなる発展の形として、後で詳しく説明するように、磁力線は、流路部分において流れ方向に対して特別に傾斜または湾曲して整列され得る。磁気粘性流体は磁気装置の磁場で分極されており、それによって磁気粘性流体の粒子は磁気装置の磁場で磁力線に沿って、つまり流れの方向に対して直角方向に整列または分極される。これにより、流路部分の磁気粘性流体の粘度が高くなり、好ましくは耐圧固化し、流体流路、ひいては安全ブラケットが遮断されるか、安全ブラケットの動きが強く減衰する。

ここで、液体流路とは、可能な限り漏れがないように液体を強制的に誘導する開放された又は閉鎖されたシステムであると理解される。流体流路は、好ましくは、閉回路、すなわち流体の循環を形成するか、または、少なくとも１つの第１の端部および少なくとも１つの第２の端部を有するシステムを形成し、少なくとも１つの第１の端部と少なくとも１つの第２の端部との間には、流体が少なくとも１つの第１の端部から少なくとも１つの第２の端部に流れることができる少なくとも１つの接続部が存在する。

本発明のさらなる実施形態では、磁気装置は、第１の状態と第２の状態とを有し、第１の状態では磁力線が流体部分を横断し、第２の状態では磁力線が流体部分から逸らされ、すなわち、方向転換されるか、または流路部分で弱められる。したがって、第２の状態は、流路部分における磁気装置の磁場が弱められるか、または最小化される状態に対応し、それにより、磁気粘性流体の粘度は実質的に変化せず、磁気粘性流体は、流路部分を磁気装置によりほぼ乱されることなく流れることができる。安全ブラケットは第２の状態で解放され、移動や旋回が可能になる。

本発明のさらに有利な実施形態では、磁気装置が流体部分を少なくとも部分的に取り囲んでいる。磁気装置が流路部分を中心に回転対称、特に完全に回転対称に配置されるように、流路部分の断面が円形であることが特に好ましい。特に、好ましくは、磁気装置が周方向に少なくとも２つの領域に分割され、第１の領域が北極を形成し、第２の領域が南極を形成する。したがって、磁束は磁力線に沿って北極から南極へと流れ、液体流路の流路部分を横切る。

本発明のさらに有利な実施形態では、磁気装置を機械的及び／又は電気的に切り替えまたは作動させることができる。機械的に、例えば、磁束を導く部品を使って磁束を方向転換したり、強磁性体を機械的に挿入したりすることで、磁気装置の磁場を弱めることができる。また、磁気装置の磁界を発生させたり、磁界を弱めたりする切り替え可能な電磁石を設けることもできる。

磁気装置が、少なくとも1つの永久磁石と少なくとも1つの電磁石を備えていると、特に有利である。好ましくは、磁気装置は、複数の永久磁石、特にネオジム磁石で形成することができ、これらは、流体流路の流体部分の少なくとも２つの対向する側壁に容易かつ安価に配置することができる。

本発明のさらに有利な実施形態によれば、流路部分は、流体流路の流路部分が局所的に縮小された断面を有する少なくとも１つの絞りを含んでいる。特に好ましいのは、絞りを通る断面積が、絞りを超える流体流路の断面積の最大で１／２、より好ましくは１／４、さらに好ましくは１／８、さらに好ましくは１／１６、さらに好ましくは１／３２以下であることである。絞りでは、流れが通過する断面が局所的に小さくなるため、磁気粘性流体の分極した粒子が流路断面を「詰まらせ」、高圧下でも流路を閉鎖する。

本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも１つの絞りは、カスケード、バッフル、多孔板、ハニカム、スクリーンおよび／またはグリッド構造を有していても良い。特に、絞りが、一方では流れが通過する断面を大幅に縮小し、他方では方向転換によって流れの方向における流路部分の有効長を増加させるカスケードを有していると好ましい。カスケードは、ジグザグ型や蛇行型など任意の形状を有し得る。このカスケードにより、磁気粘性流体の分極した粒子の遮断効果が高まり、大きな圧力に対して流体流路を効果的に遮断することができる。

カスケード又はバッフルは、さらに好ましくは、少なくとも２つの対向する側壁から流路部分に交互に突出し得る複数の偏向プロファイルから形成することができる。バッフルは、磁化可能または非磁化可能な材料で作ることができ、バッフルは、特に好ましくは磁化可能な材料ででき、それによって、磁力線は、少なくとも２つの対向する側壁の間で特に効果的に整列される。

多孔板、ハニカム、スクリーン、又はグリッド構造は、流路部分を多数の個別の流路に分割し、磁気粘性流体の分極した粒子によって特によく閉鎖される。多孔板、ハニカム、スクリーン、グリッド構造は、磁化可能な材料又は磁化不可能な材料で作ることもできるが、この場合、上記の構造が磁化不可能な材料、好ましくは軽金属で作られていると特に好ましい。

本発明のさらなる実施形態によれば、流路部分がディフューザ又はノズルの形態の円錐部を有していても良い。ディフューザは流路部分の流れを減速させる一方、ノズルは流路部分の流れを加速させる。本実施形態では、ディフューザとして構成された流路部分は、流れが通過する断面の広がりに対応し、ノズルは、流れの方向に対して横方向に流れが通過する断面の先細りに対応する。磁気装置の磁力線は、ディフューザ内又はノズル内で、流れ方向に垂直にできるだけ正確に整列させることができる。ディフューザでは減速すると静圧が上昇し、ノズルでは加速すると静圧が低下する。一方向弁又は逆止弁は、ディフューザ又はノズルにより実現することができ、それによって流路部分は、磁場の存在下で、第１の流れ方向にはブロックされ、第２の流れ方向には流れを許容する。第１の流れ方向は、円錐部の先細りの方向を向いた流れ方向に対応している。

さらに、ディフューザやノズルの形状をした円錐部が、流れの方向において流路部分の上流および下流に配置されていると有利である。ノズル及び／又はディフューザは、特に好ましくは、液体が流路部分に入る前の流路内の断面を小さくすることができ、それにより、液体が流れる断面が小さくなる。また、磁場によって生じた流路断面の凝固体は、大きな圧力差に対しても流体の流路を塞ぐ。

また、ロック部材がピストンを有していると有利であり、ピストンは直線的な動きをするように構成されているのが好ましい。ピストンは、ピストンロッドによって安全ブラケットに結合又は接続することができる。さらに、流体流路には、ピストンが配置された円筒形の圧力室があると好ましい。ピストンは、第１の圧力側と第２の圧力側を有し、シリンダの圧力室を第１の領域と第２の領域の２つの領域に分割する。これにより、ピストンにかかる負荷に応じて、一方の領域が圧力側を形成し、他方の領域が吸引側を形成する。シリンダの圧力室の第１の領域と第２の領域は、ピストンシールによって、好ましくは漏れなく分離される。第１の領域と第２の領域は、流体流路によって互いに接続されており、ロック部材が流体流路を移動したときに、圧力空間に封入された磁気粘性流体が圧力側である第１の領域から吸引側である第２の領域へと流れることができるようになっている。

さらに、従来の油圧弁を流体流路に配置してもよい。この弁は追加的に流体流路を確保し、ピストンの２つの圧力側の間の接続を機械的にブロックすることができる。さらに、流路部分は、油圧弁に対して、流路部分内の圧力が極端に高い場合でも油圧弁の加圧が低減され、漏れが防止されるように流体流路内に配置され得る。

さらに、流体流路が環状流路であると有利であり、環状流路は、第１の側壁を形成する円形、好ましくは円柱状の内側シャフトと、反対側の第２の側壁を形成する円形、好ましくは中空円柱状の外側シャフトとの間に配置されている。内側シャフト、外側シャフト、及び環状流路は、長手方向軸に対して同軸的に配置され得る。さらに、磁力線が基本的に半径方向に走り、環状流路を横切るように磁気装置が配置され得る。内側シャフトは、好ましくはロック部材を形成し、外側シャフトに対して長手方向軸を中心に回転可能である。ロック部材、又は安全ブラケットを動かすと、その動きが環状流路内、又は流体流路内の磁気粘性流体に伝わり、磁気粘性流体が強制的に流れる動きをする。

流体流路内に少なくとも1つの転動体が配置されていると有利である。転動体は、内側シャフトと外側シャフトの両方に接触して作用を及びし、内側シャフトが外側シャフトに対して相対的に回転すると、転動運動が強制される。流体流路が一定の幅を持つ環状流として構成され、それによって一種のローラベアリングを形成すると、特に好ましい。磁気装置の磁場の磁力線は、磁気粘性流体の粒子を分極させ、環状流路内で、好ましくは放射状に整列させる。くさび効果により、分極した粒子が転動体の転動運動を妨げ、転動体の回転が阻害される。環状流路内の磁束や磁力線の方向が偏向したり、弱まったりすると、転動体、又は内側シャフトとして構成された調整部材が解放され、内側シャフトが外側シャフト対して相対的に回転可能になる。

本発明のさらなる実施形態によれば、内側シャフトは外側シャフト内に偏心して取り付けられており、これにより、環状流路は円周上で一定の流路断面を有していない。
内側シャフトは、ブロック部材を形成し、外側シャフトの内側に偏心板ポンプの要領で配置され、周方向の位置に狭窄部を形成している。この狭窄部は、内側シャフトの回転に伴って内側シャフトの長手方向軸を中心に移動し、磁気粘性流体を変位させる。磁気粘性流体の分極した粒子は、磁気装置の磁場の磁力線に沿って鎖状の構造を形成し、狭窄部のくさび効果により内側シャフトと外側シャフトの間の相対的な位置関係をロックし、安全ブラケットをロックする。

本発明の別の有利な実施形態によれば、流体流路に、流体流路内の磁気粘性流体を加圧することができ、又は流体流路内を流すことができる搬送手段が設けられている。搬送手段は、好ましくはポンプであり、流体流路内の圧力を調整および維持し、必要に応じて、可動のロック部材に供給するために流体流路内の流量を調整するように構成されている。

また、流体流路に少なくとも1つの圧力補償装置があれば、流体流路内の圧力を維持し、例えば体積変化や温度変化による圧力変動を補償することができ、有利である。圧力補償装置が、流体流路に接続され、その中に磁気粘性流体が比例的に貯蔵されるとともに圧力媒体が貯蔵される補償リザーバを有すると特に有利である。圧力媒体は、好ましくは、圧縮性ガス、特に窒素または窒素混合物とすることができる。これにより、周囲の環境が変化しても、流路内の圧力は常に実質的に一定に保たれる。

圧力補償装置は、さらに好ましくは、エネルギ貯蔵装置とすることができる。安全ブラケットが閉じられると、圧力室の第１の領域と第２の領域の体積が異なるため、第２の領域のピストンロッドにより、エネルギ貯蔵が行われる。したがって、安全ブラケットが閉じられると、磁気粘性流体の圧力が上昇し、この蓄積されたエネルギを利用して、磁気装置の第２の状態において安全ブラケットを開くことができる。

磁気粘性流体は、好ましくは、極性粒子、特にカルボニル鉄粉、および懸濁液、特に鉱油、合成油、エチレングリコールまたは水を含み、磁気粘性流体の成分の上記リストは、網羅的なものでない。むしろ、すべての分極性粒子とすべての懸濁液が使用可能である。上記の組み合わせは、あくまで例示であり、好ましい組み合わせでもある。

安全ブラケットのロック装置において、フェイルセーフで、漏れや摩耗の影響を受けないようにできる。

安全ブラケットを備えたアミューズメント乗り物の乗客収容装置であって、本発明によるロック装置によって安全ブラケットをロックすることができる。 図１に示す、安全ブラケットのロック装置の拡大図であって、ロック装置は、磁気粘性流体を備えた流体流路と、ピストンとして構成された移動可能なロック部材と、磁気装置とを備え、磁気装置が流体流路の少なくとも流路部分の周囲に配置され、流体部分をロックするために、流体部分内の磁気粘性流体が流れ方向に対して横方向に分極され得るように磁気装置の磁力線が流路部分を横切っている。 図１又は図２に示す第１の実施形態をさらに発展させたもので、流体流路内の圧力を一定に保つことができる圧力補償装置が設けられている。 図１又は図２による第１の実施形態例の第２の発展型である。 図１又は図２による第１の実施形態例の第３の発展型である。 図１又は図２による第１の実施形態例の第４の発展型である。 図１又は図２による第１の実施形態例の第５の発展型である。 図１又は図２による第１の実施形態例の第６の発展型である。 安全ブラケットと、第２の実施形態によるロック装置とを備えたアミューズメント乗り物の乗客収容装置であって、流体流路が、内側シャフトと外側シャフトとの間の環状流路として配置されている。 図９のロック装置の詳細図であって、内側シャフトが外側シャフトに対して偏心して配置されている。 図９又は図１０による第２の実施形態例の第１の発展型である。 図１１ａの詳細図である。 図９又は図１０による第２の実施形態例の第２の発展型である。 図１２ａの詳細図である。 磁気装置を備えた流路部分の構成を示す拡大図であって、高度に簡略化した模式図である。 図１３ａの切断線Ｘ－Ｘに沿った流路部分の概略断面図である。 磁気装置を備えた流路部分の第２の構成を示す拡大図であって、高度に簡略化した模式図である。 磁気装置を備えた流路部分の第３の構成を示す拡大図であって、高度に簡略化した模式図であり、流路部分は円錐部を有し、逆止弁のように構成されている。 磁気装置を備えた流路部分の第４の構成を示す拡大図であって、高度に簡略化した模式図である。 図１３ａの流路部分を示す拡大図であって、高度に簡略化された概略図であり、追加の油圧弁が設けられている。

以下では、本発明によるロック装置の２つの実施形態、およびそのさらなる実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

以下では、同一または機能的に同一の部品には同じ参照符号を付している。個々の実施形態だけでなく、それらのさらなる実施形態の特徴は、互いに組み合わせることができ、それぞれの実施形態に限定されない。

図１は、一部のみを示すアミューズメント乗り物２の乗客収容装置３を示している。乗客収容装置３は、シートホルダ４と、シートクッション５と、バッククッション６と、安全ブラケット８と、を有している。安全ブラケット８は、シートホルダ４に回転軸を中心に揺動または回転可能なように保持されている。安全ブラケット８は、アミューズメント乗り物２に乗っている間、乗客（図示せず）を乗客収容装置３に確実に保持するために、開いた位置（図示せず）から閉じた位置まで移動することができる。安全ブラケット８は、手動で、または対応する作動ユニットによって、開位置から閉位置へ、またはその逆に移動させることができ、さらに、一次安全装置としてロックシステムを備え、それによって、安全ブラケット８は、移動中に閉位置に保持されることができる。安全ブラケット８の作動ユニットまたは一次安全装置が故障した場合、安全ブラケット８が閉位置に保持される二次安全装置として、ロック装置１が設けられている。また、代替的に、ロック装置１が、安全ブラケット８の一次安全装置を形成することも可能である。

図２は、図１に示した本発明による、安全ブラケット８のロック装置１の拡大図である。ロック装置１は、流路部分２０を備えた流体流路１０と、磁気装置３０と、移動可能なロック部材４０とを備えている。ロック部材４０は、一端が安全ブラケット８に結合され、安全ブラケット８の動きを流体流路１０内に配置された磁気粘性流体１１に伝達する。

流体流路１０には、磁気粘性流体１１が充填されており、磁気粘性流体１１は、少なくとも２つの成分、すなわち、懸濁液と分極粒子から構成されている。懸濁液は、好ましくは、鉱油、合成油、エチレングリコール、または水であり、分極性粒子およびロック装置１に使用される材料と化学的に反応しないすべての懸濁液を使用することができる。分極性粒子としては、カルボニル鉄粉などが挙げられる。磁気粘性流体は、さらに安定剤を含んでいてもよい。

図示の実施形態では、流体流路１０は、閉じた流体回路であり、ピストン４２として形成されたロック部材４０が配置されたシリンダ１５を有している。シリンダ１５は圧力室１４を取り囲み、ピストン４２はシリンダ１５の圧力室１４を第１の領域１６と第２の領域１７に分けている。圧力室１４の負荷に応じて、領域１６、１７の一方が圧力側を形成し、領域１６、１７の他方が吸引側を形成する。第１の領域１６および第２の領域１７は、流体流路１０のライン１２によって互いに連絡し、磁気粘性流体１１は、ライン１２を介して、圧力側から吸引側へ、図１３ａから図１７に示すように、第１の流れ方向Ａに流れ、再び、第２の流れ方向Ｂに流れ得る。

ロック部材４０は、シリンダ１５に直線移動可能に保持されており、流体流路１０に封入された磁気粘性流体１１に結合されている。安全ブラケット８の動きは、ロック部材４０又はピストン４２によって磁気粘性流体１１に伝達され、磁気粘性流体１１は、ピストン４２の圧力側から流体流路１０又は導管１２を介して、ピストン４２の流れ方向Ａ，Ｂのいずれかに方向に変位する。

なお、ピストン４２は、ピストン４２とシリンダ１５の壁面との間の作動ギャップ４３を密閉するシール部材４４を有し得る。ピストンロッド４５によって、ピストン４２は、乗客収容装置３の安全ブラケット８（図１参照）に接続されている。ピストンロッド４５は、好ましくは、シリンダ１５に同軸的に配置され、ピストンロッド４５の自由端は、シリンダ１５の開口部を介してシリンダ１５の外に案内される。また、シリンダ１５の開口部をシール部材で密閉して漏れを防止しても良い。

さらに、流体流路１０は、流体流路１０内の圧力をほぼ一定に保つことができる圧力補償装置１９を有している。

圧力補償装置１９は、加圧剤と磁気粘性流体１１が貯留されるリザーバを有し得る。加圧媒体は、磁気粘性流体１１を加圧するもので、この目的のために、圧縮可能な媒体、特に気体、より好ましくは窒素または窒素混合物であり得る。シリンダ１５内の圧力側から吸引側への異なる容積、および周囲の条件、特に温度の変動による異なる容積は、圧力補償装置１９によって補償することができる。さらに、圧力補償装置１９は、バネのように圧力の形でエネルギを貯蔵し、必要なときに再び放出するエネルギ貯蔵装置としても使用できる。

この場合、安全ブラケット８を閉じたときに、磁気粘性流体１１が、圧力室１４の第２の領域１７から第１の領域１６に変位し得る。ピストン４２のピストンロッド４５が第１の領域１６に位置することにより、流体流路１１に含まれている体積の減少が起こり、圧力が上昇する。磁気粘性流体１１は、圧力補償装置１９に押し込まれ、圧力媒体、例えば圧縮性気体は、プリロードされる。このプリロードを利用して安全ブラケット８を開くことができるので、乗客は、アミューズメント乗り物２の走行後、より小さな力で安全ブラケット８を振り開くことができる。

図２に示す実施形態では、流路部分２０は、、圧力室１４の第１の領域１６と第２の領域１７との間のライン１２に配置され、図１３ａから図１７に例示的に示すように構成することができる。磁気装置３０の磁界の磁力線３１が流路部分２０を横切ることができるように、磁気装置３０が流路部分２０の少なくとも２つの対向する側壁２１、２２に配置されていることが肝要である。理解し易くするために、図１３ｂでは磁力線３１を矢印の形で理想化して示している。

磁気装置は、第１の状態と第２の状態とを有している。磁気装置３０の第１の状態では、磁気装置３０の磁界の磁力線３１が流路部分２０を横断し、磁気粘性流体１１の粒子を、分極させ、流路部分２０内の流れ方向Ａ、Ｂに対してほぼ横向きに配向させる。

リラクタンス力（マックスウェル力）により、磁気粘性流体１１の分極された粒子は、磁力線３１に沿って走る鎖状の固化体を形成する。この固化体は、剛性又は耐圧性を有する固化体を形成するまで粘度の増加につながり、それによって、流路部分２０は第１の状態でロックされ、可動するロック部材４０又はピストン４２はその位置で固定される。なお、流路部分２０の固化は、１０バール、２５バール、５０バール、１００バール、２００バール以上の圧力に対して耐圧性を有しロックするものであり得る。

磁気装置３０の第２の状態では、磁場の磁束は、流路部分２０を通過しないか、弱く流路部分２０を横切るように偏向される。これは、例えば、軟磁性導体による流路部分２０の周りの偏向によって行うことができる。あるいは、磁気装置３０の磁界を第２の磁気ユニット３２によって弱めることができる（図１３ｂ参照）。これは、磁石装置３０と第２の磁気ユニット３２の磁界が、少なくとも流路部分２０の領域で互いに打ち消し合ったり弱め合ったりすることで可能である。この第２の状態では、磁気粘性流体１１は流路部分２０を妨げられずに流れることができ、安全ブラケット８を開くことができる。乗客は、この状態で乗客収容装置３に着席したり、アミューズメント乗り物２の走行後に降りたりすることができる。

磁気装置３０は、少なくとも１つの永久磁石３５を含むことが好ましく、ネオジム磁石が特に好ましい。さらに、磁気装置３０は、流路部分２０を完全に取り囲むことが好ましい。流路部分２０が円形の対称の断面の場合、磁気装置３０は、直径方向の磁化を有するリング状磁石として構成することができる。永久磁石の磁気装置３０により、ロック装置１は、「通常閉」の弁と同様に構成することができ、これにより、流路部分２０が非作動の第１の状態でロックされ、安全ブラケット８が解放されないことが保証される。

なお、磁気装置３０を作動させるために、第２の磁気ユニット３２を設けてもよい。第２の磁気ユニット３２は、磁気装置３０に隣接して配置され、少なくとも１つの永久磁石３５及び／又は電磁石３６を有し得る。

図示しない実施形態によれば、第２の磁気ユニット３２の少なくとも１つの永久磁石は、その位置に応じて、磁気装置３０の磁界を弱めたり、打ち消したりすることができる。磁気装置３０を作動させる、又は第１の状態から第２の状態に切り換えるために、永久磁石の極性を磁気装置３０に対して相対的に変更しても良いし、その逆となるように変更しても良い。

第２の磁気ユニット３２の少なくとも１つの電磁石３６は、図１３ｂに示すように、通電時に磁界を発生させることができ、この磁界は、流路部分２０内の磁気装置３０の磁界を打ち消すか、弱める。流路部分２０内の磁場は、磁気粘性流体１１が流路部分２０内を自由に流れることができる程度に打ち消され、又は弱められ得る。

図３は、ロック装置１のさらなる発展型を示す図である。図２に示す構成とは対照的に、圧力補償装置１９は、シリンダ１５の圧力室１４の第１の領域１６と第２の領域１７との間のライン１２上に配置されておらず、シリンダ１５の圧力室１４に統合されている。

圧力補償装置１９は、シリンダ１５内、好ましくは第１の領域１６内に移動可能に配置され、シリンダ１５の圧力室１４をさらに第３の領域に分割する補償ピストンを備えている。補償ピストンは、補償ピストンとシリンダ１５との間の作動ギャップを密閉するシールを有していてもよい。このため、シリンダ１５の第３の領域の自由端には、圧力媒体を封入できるリザーバが形成されている。

図４による更なる発展は、圧力補償装置１９が設けられていない点、及びピストン４２が第１の圧力側４６及び第２の圧力側４７に、ピストンロッド４５を有し、このピストンロッド４５が第１の領域１６及び第２の領域１７を介してシリンダ１５の各々の自由端から各々の開口部を通ってシリンダ１５の外に導かれる得る点で、先に提示した構成と異なっている。

図５は、特にコンパクトな構成のロック装置１のさらなる発展形を示しており、流体流路１０は、シリンダ１５又はロック部材４０に統合されている。

流路部分２０は、ピストン４２に、あるいはピストン４２とシリンダ１５との間の作動ギャップに統合されている。さらに、磁気装置３０は、磁気装置３０の磁場の磁力線が作動ギャップ４３を横切るように、かつ、磁気粘性流体１１の粒子が、作動ギャップ４３によって形成される流路部分２０に対して横方向に分極されるようにシリンダ１５に対向する、ピストン４２の外周面に配置されている。磁石装置３０の第１の状態では、作動ギャップ内の磁気粘性流体１１の粘度が上昇し、作動ギャップ内で固化して閉鎖するようになっている。これにより、ピストン４２として構成されているロック部材４０がロックされ、乗客収容装置３の安全ブラケット８がロックされる。

図５による実施形態例と同様に、図６の流体流路１０もシリンダ１５に統合されている。なお、ピストン４２とシリンダ１５との間の作動ギャップ４３は、シールによって密閉されていても良い。流路部分２０は、ピストン４２内に配置され、シリンダ１５の第１の領域１６と第２の領域１７とを接続している。このために、少なくとも１つ、好ましくは複数のライン１２が、シリンダ１５に面するピストン４２の外側側面とピストンロッド４５との間でピストン４２内に配置され、それぞれのライン１２内の流路部分２０は、ピストン４２内に貫通した開口の態様で配置または形成されている。

磁気装置３０は、流路部分２０の少なくとも２つの対向する側壁２１、２２に配置され、磁気装置３０の磁束の磁力線３１が流路部分２０を横断するように、好ましくは流れ方向に対して横向きとなるように構成されている。

図７は、本発明のロック装置１をさらに発展させた装置を示す図である。
ロック装置１は、シリンダ１５内に配置されたピストン４２を備えており、このピストン４２は、これまで説明した実施形態とは異なり、ピストンロッド４５を有しておらず、ピストン４２の外周側面の第１の圧力側４６と第２の圧力側４７との間に形成される歯部４８を有している。

ピストン４２の作動ギャップ４３は、第１の圧力側４６および第２の圧力側４７の領域において、それぞれ、好ましくはシールによって密閉されており、シリンダ１５またはシリンダハウジングは、凹部を有しており、この凹部により歯車４９がシリンダハウジングを通ってシリンダ１５内に突出し、歯部４８に係合する。歯車４９は回転可能に取り付けられており、歯車４９と歯部４８との間の作動的接続により、歯車４９の回転運動がピストン４２の直線運動に変換される。

ピストン４２は、シリンダ１５を第１の圧力側４６と第２の圧力側４７に割り当てられた２つの領域１６、１７に分割し、２つの領域１６、１７はライン１２によって接続され、ライン１２内には磁石装置３０を備えた流路部分２０が配置されている。

歯車４９は、安全ブラケット８の回転軸に結合されてもよく、それにより、安全ブラケット８の回転運動をピストン４２に伝達することができる。磁気装置３０の磁束の磁力線３１が流路部分２０を横切ると、流路部部分２０が遮断され、磁気粘性流体１１がシリンダ１５の第１の領域１６から第２の領域１７へ、またその逆へと流れることができないため、ピストン４２の位置や安全ブラケット８の位置をロックし、安全ブラケット８を所定の位置に保持することができる。

図８は、図６および図７による実施形態の組み合わせを示しており、これにより、流路部分２０を有するライン１２は、ライン１２がピストン４２の第１の圧力側４６と第２の圧力側４７とを接続するように、図６によるピストン４２に組み込まれている。そのため、流体流路１０はシリンダ１５に完全に統合されており、ロック装置１は特にコンパクトで堅牢なものとなっている。

図９は、第２の実施形態によるロック装置１を備えた乗客収容装置３を示している。乗客収容装置３は、シートクッション５と、バッククッション６を備えたシートホルダ４と、シートクッション５の前方に配置された安全ブラケット８とを有しており、アミューズメント乗り物２に乗っている間、乗客を乗客収容装置３に安全に保持するように配置されている。安全ブラケット８は、回転軸の周りに回転または旋回できるように、ホルダ７に配置されている。

図１０は、図９によるロック装置１の詳細図であり、流体流路１０は環状流路５０として構成されている。環状流路５０は、内シャフト５１と外シャフト５２との間で流路部分２０を形成しており、流路部分２０のそれぞれの対向する側壁２１は、内側シャフト５１と外側シャフト５２とによって形成されている。外側シャフト５２は、ホルダ７に設けられた中空シャフトや円筒状の凹部によって形成することができる。

内側シャフト５１は、ロック部材４０を形成し、外側シャフト５２に対して偏心して配置されており、これにより、環状流路５０は、長手方向軸線Ｌを中心とした円周上の幅が可変となっている。内側シャフト５１の偏心軸受により、流体流路１０の流路部分２０は狭隘部５５を有しており、この狭隘部５５は、内側シャフト５１を回転させると一緒に移動する。

環状流路５０には磁気粘性流体１１が充填されており、磁気装置３０の磁場の磁力線３１が流路部分２０または環状流路５０を横切るように、流体流路１０の周囲に磁気装置３０が配置されている。磁力線の存在により、磁気粘性流体１１中の粒子は磁力線に沿って、好ましくは本質的に放射状に伸びる鎖状の固化体を形成する。固化体は、狭隘部５５の領域で楔状となり磁気装置の磁界内での内側シャフト５１の回転を阻止し、内側シャフト５１と外側シャフト５２との間の回転を阻止する。内側シャフト５１は、安全ブラケット８に直接または間接的に結合し得る。

図１１ａおよび図１１ｂは、図９および図１０によるロック装置１の実施形態のさらなる展開を示す図である。内側シャフト５１と外側シャフト５２は、長手方向軸線Ｌにおいて、互いに同軸上に配置されている。環状流路５０は、内側シャフト５１または外側シャフト５２の長手方向軸線Ｌを中心とした円周上で一定の幅を有している。

環状流路５０には、複数の転動体５４が配置されており、これらの転動体５４は、ローラベアリングのように、内側シャフト５１と作用的に接触するとともに、外側シャフト５２とも作用的に接触し、内側シャフト５１が外側シャフト５２に対して相対的に回転したときに転動運動を行うようになっている。

環状流路５０には磁気粘性流体１１が充填されており、磁気装置３０の磁場の磁力線３１が流路部分２０または環状流路５０を横切るように、流体流路１０の周囲に磁気装置３０が配置されている。磁気粘性流体１１中の粒子は、磁力線に沿った磁力線の存在下で固化体を形成する。図１１ｂに示すように、固化体が転動体５４をロックし、内側シャフト５１の回転を阻止している。内側シャフト５１は、安全ブラケット８に直接または間接的に結合することができる。

図１２ａは、ロック装置１の第２の実施形態の第３の展開を示しており、内側シャフト５１および外側シャフト５２は、図１１ａおよび図１１ｂに示す実施形態と同様に、互いに同軸的に整列して取り付けられており、流体流路１０は、内側シャフト５１と外側シャフト５２との間の環状流路５０として形成されている。内側シャフト５１の外周面５３には、複数の絞り２３が内側シャフト５１の外周面５３から外側シャフト５２の方向に突出して配置されている。
それぞれの絞り２３は、バッフル２６として形成されており、それぞれのバッフル２６は、第１の斜面２６ａと第２の斜面２６ｂとから形成されている。第１の斜面２６ａは外周面５３からほぼ接線方向に延び、第２の斜面２６ｂはほぼ半径方向に延びている。第１の斜面２６ａと第２の斜面２６ｂとは、狭隘部５５で接続し、狭隘部５５は、断面において流体流路１０の最も狭い部分である。

磁石装置３０の磁場の磁力線３１に沿って分極された、磁気粘性流体１１の粒子は、図１０ｂに示すように、内側シャフト５１が第１の方向に回転したときに、第２の斜面によって楔のように最も狭い断面に押し込まれ、第１の方向Ａへのさらなる回転を阻止する。一方、流体流路１０内に磁界が存在する場合でも、図１２ｂによる第２の方向Ｂへの回転は完全には阻止されず、単に弱められるだけである。磁石装置３０の磁界が偏向、弱化、又は、消滅すると、内側シャフト５１は、第１の方向Ａ´と第２の方向Ｂ´の両方に支障なく回転させることができる。このように、ロック装置１は、第１の状態でフリーホイールが可能である。フリーホイールは、例えば、第１の方向Ａ´では安全ブラケット８が開き、第２の方向Ｂでは安全ブラケット８が閉じる場合に、安全ブラケット８の第１の方向Ａ´への揺動を阻止するために使用することができる。したがって、アミューズメント乗り物２に乗っている間、乗客は安全ブラケット８を開くことはできないが、安全ブラケット８を調整して、乗客収容装置３にさらにしっかりと保持することができる。

図１３ａ乃至図１７は、流路部分２０の異なる構成を詳細に示す図である。理解を深めるために、詳細図には、流路部分２０の機能を表す回路記号Ｅを部分的に記載している。

図１３ａ、１３ｂは、流路部分２０と磁気装置３０を備えた流体流路１０のライン１２の部分を示している。磁気装置３０は、流路部分２０の周囲の少なくとも２つの対向する側壁２１、２２に配置されており、磁気装置３０の磁界の磁力線３１が流路部分２０を横切るようになっている。

磁気装置３０は、図１３ｂに示すように、エアギャップ３８を有する軟磁性鉄回路３７を有していても良く、流路部分２０は、エアギャップ３８に配置されている。また、磁気装置３０は、鉄回路３７に磁束が導入される少なくとも１つの永久磁石３５をさらに備えていてもよく、その磁力線３１は、エアギャップ３８において流路部分２０を横切っている。さらに、鉄回路３７には、通電可能なコイルを配置することができ、このコイルは、第２の磁気ユニット３２を形成する。

流路部分２０の上流および下流には、断面縮小または断面拡大を形成する絵円錐部２５があり、これにより、流路部分２０は、残りのライン１２と比較して縮小された流れの断面を有し、その断面は、好ましくは１／２以下、より好ましくは１／４以下、さらに好ましくは１／８以下、あるいは１／１６以下である。

図１２に示す流路部分２０の構成では、カスケードによって形成される絞り２３を有している。カスケードを介して、磁気粘性流体１１は、先細りのテーパ状の断面を通過する。複数の偏向により、流路部分２０の有効長が長くなり、流路部分２０内の磁気装置３０の第１の状態での遮断効果がさらに高まる。

図１５は、流路部分２０のさらなる実施形態の構成であり、流路部分２０は、円錐部２５により第１の流れ方向Ａに沿って先細りのテーパ状断面を有している。円錐部２５は、第１の流れ方向Ａの流路を狭め、第２の流れ方向Ｂの流路を広げる。このような構成の流路部分２０は、一種の一方向弁を形成している。流路部２０は、第１の流れ方向Ａでは遮断し、第２の流れ方向Ｂでは弱く解放されるようになっている。この効果は、流路部部分２０のノズルのくさび作用によって、分極した粒子又は粒子によって形成された固着物が、磁界の中で第２の流れ方向Ａで詰まったり、遮断されたりすることに基づいている。

磁気装置３０は、円錐形の径方向に磁化された永久磁石であってもよく、磁力線が流路部分２０をわずかに湾曲して通過することで、フリーホイールの特性を高めることができる。

図１６は、図１５による流路部分２０のさらなる発展を示す図であり、円錐部２５及び／又は磁気装置３０は、第１の流れ方向Ａ又は第２の流れ方向Ｂに変位可能である。円錐部２５と磁気装置３０との間の相対的な位置関係を変化させることで、このようにして形成された流路部分２０の特性または一方向弁の特性を調整することができる。

また、磁気粘性流体１１中には、円錐部２５の内側（流路）領域に、磁気粘性流体１１の流れ方向に応じて円錐部２５を機械的に先細りにするか、円錐部２５から押し出される可動式のコーン部（図示せず）を配置して、遮断効果を低下させてもよい。流路部分２０内に可動式の円錐部を設けることで、一方向弁や逆止弁の特性を向上させることができる。

さらに、流路部分２０は、従来の油圧弁７０を有していてもよい。
流路部分２０と従来の油圧弁７０とを組み合わせることで、流路部分２０を介して油圧弁７０に作用する圧力を下げることで、弁の漏れの防止を実現することができる。これにより、流路部分２０は、油圧弁７０の漏れ防止を形成している。

１…ロック装置
２…アミューズメント乗り物
３…乗客収容装置
４…シートホルダ
５…シートクッション
６…バッククッション
７…ホルダ
８…安全ブラケット
１０…液体流路
１１…流体
１２…ライン
１４…圧力室
１５…シリンダ
１６…第１の領域
１７…第２の領域
１８…輸送媒体
１９…圧力補償装置
２０…流路部分
２１…側壁
２２…側壁
２３…絞り
２５…円錐部
２６…バッフル
３０…磁気装置
３１…磁力線
３２…第２の磁気ユニット
３５…永久磁石
３６…電磁石
３７…鉄回路
３８…エアギャップ
４０…ロック部材
４２…ピストン
４３…作動ギャップ
４４…シール部材
４５…ピストンロッド
４６…第１の圧力側
４７…第２の圧力側
４８…歯部
４９…歯車
５０…環状流路
５１…内側シャフト
５２…外側シャフト
５３…外周面
５４…転動体
５５…狭隘部
７０…油圧弁

Ａ…第１の流れ方向
Ｂ…第２の流れ方向
Ｄ…回転軸
Ｌ…長手方向軸

Claims (17)

1. 安全ブラケット（８）のロック装置（１）であって、
   磁気粘性流体（１１）を含む流体流路（１０）と、
   移動可能なロック部材（４０）と、
   磁気装置（３０）と、
   を有し、
   前記ロック部材（４０）は、前記安全ブラケット（８）に結合され、前記安全ブラケット（８）の動きを前記流体流路（１０）内の前記磁気粘性流体（１１）に伝達し、
   前記流体流路（１０）が、少なくとも１つの流路部分（２０）を有し、
   前記磁気装置（３０）は、前記磁気装置（３０）の磁界の磁力線（３１）が前記流路部分（２０）を横断することが可能なように前記流路部分（２０）の少なくとも対向する側壁（２１）に配置されており、
   前記流体流路（１０）は、少なくとも１つの圧力補償装置（１９）を有していることを特徴とする
   ロック装置（１）。
2. 前記磁気装置（３０）は、第１の状態と第２の状態とを有し、前記第１の状態では前記磁力線（３１）が前記流路部分（２０）を横断し、前記第２の状態では前記磁力線（３１）が前記流路部分（２０）から逸れるように偏向又は方向転換されるか、又は前記流路部分（２０）内で弱められることを特徴とする請求項１に記載のロック装置（１）。
3. 前記磁気装置（３０）は、前記流路部分（２０）を完全に、又は部分的に取り囲んでいることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロック装置（１）。
4. 前記磁気装置（３０）は、機械的及び／又は電気的に切り替え可能又は作動可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のロック装置（１）。
5. 前記磁気装置（３０）は、少なくとも１つの永久磁石（３５）及び／又は少なくとも１つの電磁石（３６）を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のロック装置（１）。
6. 前記流路部分（２０）は、少なくとも１つの絞り（２３）を有し、これにより、前記流体流路（１０）の前記流路部分（２０）は、局所的に縮小された断面を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のロック装置（１）。
7. 前記絞り（２３）は、カスケード、多孔板、ハニカム、スクリーン、及び／又はグリッドの構造を有していることを特徴とする請求項６に記載のロック装置（１）。
8. 前記流路部分（２０）は、ディフューザ及び／又はノズルの形状の少なくとも１つの円錐部（２５）を有しいていることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載のロック装置（１）。
9. 前記ロック部材（４０）は、直線的に移動可能なピストン（４２）を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載のロック装置（１）。
10. 前記流体流路（１０）は、環状流路（５０）であり、前記環状流路（５０）は、内側シャフト（５１）と、外側シャフト（５２）との間に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載のロック装置（１）。
11. 前記内側シャフト（５１）又は前記外側シャフト（５２）は、可動式の前記ロック部材（４０）を形成し、長手方向軸（Ｌ）を中心に回転可能であることを特徴とする請求項１０に記載のロック装置（１）。
12. 前記環状流路（５０）には、少なくとも１つの転動体（５４）が配置されていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のロック装置（１）。
13. 前記流体流路（１０）は、前記磁気粘性流体（１１）が圧力下で前記流体流路（１０）内を循環することができる搬送手段（１８）を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載のロック装置（１）。
14. 前記磁気粘性流体は、分極性粒子、特にカルボニル鉄粉と、懸濁液、特に鉱物油、合成油、エチレングリコール又は水と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載のロック装置（１）。
15. 請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載の、安全ブラケット（８）のロック装置（１）の、アミューズメント乗り物、特にジェットコースタ、回転木馬、ブランコ、又は、水上の乗り物のアトラクションにおける使用。
16. 安全ブラケット（８）と、請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載のロック装置（１）とを備えた乗客収容装置（３）。
17. 請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載のロック装置（１）を有する、特にジェットコースタ、回転木馬、ブランコ、又は水上の乗り物のアトラクションのアミューズメント乗り物（２）。