JP7510180B2 - 摺動支持デバイス - Google Patents

Description

本発明は、摺動自在に支持し、かつ対象物を軸に沿って直線的に動かすデバイスに関する。対象物は、例えば家具もしくは冷蔵室のドア、または設備の可動部などであり、以降で主な例として選択される。

冷蔵カウンタまたは冷蔵室は、食品が貯蔵された冷蔵空間を開けるために、一般的に１つまたは複数の摺動ドアを有する。主に垂直カウンタであるため、ドアは大きく重い。全体寸法を最小に抑えるため、かつヒンジを避けるために、ドアは水平に摺動して往復するよう取り付けられるが、常に使用が容易であるとは限らない。それらの大きい重量は、複雑かつ高価な誘導システムを必要とし、任意の使用者が容易にカウンタを使用できるよう、カウンタウェイトによって援助されることが多い。

熱効率を向上させるために、磁気手段を介して仮に閉鎖することによって、ドアが意図せず開くのを防止する。米国特許第２４４６３３６号明細書を参照されたい。しかしこれは、係止解除するために大きい労力を要することがある。ドアを力強く引いて磁気フックを係止解除するとき、及びカウンタウェイトの推力でドアを閉鎖するときの両方において、ストローク端部の制止部に対してドアが激しく閉じられる場合がある。この種の衝撃はカウンタを損傷させるので、減衰デバイスが構造に導入される。

公知の技術分野の別の欠点は、成形された外形に基づく係止／戻りデバイスが、急激な摩耗を受けることである。

ドア構造は非常に高価かつ複雑で、それにも関わらず使用が容易ではないことが多いことを理解されたい。

米国特許第２４４６３３６号明細書

したがって本発明の主な目的は、これらの課題の１つまたは複数を克服し、対象物を摺動自在に支持し、かつ軸に沿って直線的に動かすのを補助するための、例えば構築が容易で信頼性があるデバイスを提案することである。

別の目的は、上述の課題の１つまたは複数を克服するよう、例えば冷蔵カウンタなどの、ドアを摺動自在に支持し、かつ直線的に動かすためのデバイスを提供することである。

本発明の第１の態様は、ドアなどの対象物を、摺動自在に支持し、かつ軸に沿って直線的に動かすための支持デバイスに関し、このデバイスは、
軸に水平に延びる、空きチャネルと、
全て同じ方向を有する磁界線を伴って、空きチャネルのセグメントを横断する磁束を作り出すための、磁束生成器または生成手段と、
磁界に反応し、上記の軸に沿って延びる空きチャネルの中に取り付けられた、第１の要素と
を備え、
第１の要素は、対象物が動く間に、軸に平行にチャネルに対して摺動でき、
上記のセグメントにおける第１の要素は、軸に対して直交する面で見ると、チャネルの幅に沿った寸法（幅）の断面を有し、
上記の寸法は、上記の軸に平行な第１の要素の長さに沿って変化する値を有する。

軸に対して直交する面で見ると、第１の要素における断面サイズの軸に沿った変化は、第１の要素と、チャネルのセグメントに現われる磁界線との間に、復帰磁力を誘発する。

物理的説明としては、断面の上記寸法（または幅）が減少（増加）するというポイントのみにおいて、チャネルに対して軸に沿って第１の要素を相対的に動かす傾向がある力を発現させ、それによって、より小さい（大きい）断面を伴う第１の要素のセグメントは、空きチャネルから出る（空きチャネルに入る）こと、すなわち、より小さい（大きい）断面を伴うセグメントは、磁界線がもはやぶつからない（さらにぶつかる）ということである。

基本的に、磁力はシステムを平衡条件に向けて動かす傾向があり、空きチャネル全体において、第１の要素は、最小の抵抗を伴う構成に対応して、より大きい寸法の断面を有する。

したがって、軸に沿った第１の要素の断面は、第１の要素及びチャネルを特定の相対位置に戻す傾向、詳細にはドアを閉鎖位置に戻す傾向がある、復帰磁力を作り出すよう形状を決めることができる。

一般的に、第１の要素の断面は、チャネルの内側で（反応材料が）完全に存在しなくなるまで、減少させることができる。このような事例において、第１の要素の可変断面を伴うセグメントの軸に沿った長さは、全て同じ方向の磁界線を伴うチャネルのセグメントの長さよりも小さくてよい。

第１の要素の断面は、例えば不連続な段差を伴うか、または円滑なテーパーを付けるなど、様々な方法で減少させることができる。

上記の磁束生成器または生成手段は、一般的に、チャネルの中で均一かつ常に同じ方向の磁束の生成器である。

分散を最小に抑えるために、好ましくは生成器は、磁束を搬送するよう構成された磁気回路内に挿入され、それによって磁束は空きチャネルを横断する。より好ましくは、生成器は上記チャネルを確定するよう構成された磁気回路内、詳細には、Ｕ形状断面の誘導部内に取り付けられる。

上記の磁束生成器または生成手段は、例えば磁気回路の異なるポイントに配置された電磁石、または永久磁石など、異なる実施形態を有し得る。

詳細には、上記の磁束生成器または生成手段は、軸に沿って平行に、均一に配置された２つの列の磁石を備え、２つの列の間に、全て同じ方向で一方の列から出て他方の列に入る磁界線によって横断される、空の空間を確定する。

好ましい変形によると、第１の要素は、軸に沿って延びる第１及び第２の隣接する部分を備え、第１の部分において、上記の断面は、他方の部分それぞれの断面よりも広い。２つの部分の断面間の不連続性に対応して、前述の磁力を発現させる。

変形において、第１の部分は、少なくとも磁束線を伴うチャネルのセグメントと同じだけ、軸に沿って長い。

チャネルに対して第１の要素を維持するための、このような均衡化の構成を実現するために有用である、異なる変形において、第１の部分は、軸に沿った、磁束線を伴うチャネルのセグメントと等しいか、または僅かに短い長さを有する。

好ましくは、デバイスは復帰力を生成するだけではなく、対象物の重量に対抗して対象物を摺動自在に支持する力も生成する。この力を生成するために、上記の磁束生成器を利用することができるか、または補助的な磁気回路が提供され得る。好ましい変形において、デバイスは、
軸に平行に配置された磁石の、同一、平行、かつ離隔された列の第２の対であって、これら２つの列の間に、一方の列から出て他方の列に入る磁界線が横断する空の空間を作り出す、第２の対と、
磁界に反応し、第２の対における２つの列間の軸に平行に延びる第２の要素と
を備え、
第２の対の列及び第２の要素は、軸に対して相対的に平行に摺動でき、対象物を２つの位置間に動かし、
上記の空間における第２の要素の断面は、軸に直交する面で見ると、
軸に沿って均一のままであり、
しかし、２つの列を包含する仮想面に対して直交する、対象物の重量が作用する方向に沿って見ると、この面から離れるほど幅が減少する。

面から離れるほど上記の幅が減少することにより、面に直交しかつ上記の空間に向けて導かれる磁気反力を作り出し、この磁気反力は、例えば対象物の重量などの外力が上記の空間から第２の要素を引き抜く傾向がある場合、第２の要素を上記の空間の中に戻す傾向がある。

例えば、上記の空間における第２の要素は、軸に直交する面で見ると、Ｔ形状、＋形状、またはＨ形状部分を備える断面を呈する。

変形において、第２の要素における上記の断面は、例えばアルミニウム製レール及び鉄製部分などの、異なる透磁性を有する材料の部分を連結することによって、実現することができる。

第２の対の磁石は、第２の空間内で力線が全て同じ方向か、または交互の方向を有するよう、設定され得る。第２の事例において、第２の対の磁石は、第２の要素で誘発された渦電流によって、第２の要素に制動作用も発現させる。

しかし、磁力制動は、（例えばアルミニウムをコーティングした鉄製部分）のレールに包含された、（例えばアルミニウム製の）導電性材料と連結した、同一方向の磁石を使用することによっても、実現することができる。

発現した力を強化するため、及び／または上記の磁束生成器のみを利用して支持力を発現させるために、好ましくは、磁石の２つの列及び／またはチャネルを横断する磁束線を包含する仮想面に対して直交方向に沿った、第１の要素の断面も、この面から離れるほど減少する幅を有する。

第１及び第２の対の列は、好ましくは、平行であるそれぞれの面に載り、それによってデバイスの構築を容易にし、磁力の対称性に有利に働く。同じ理由で、第１の対の列、及び第２の対の列は、好ましくは第１及び第２の対のうちの残りの列が載る面に対して、平行な面に載る。

第１及び第２の要素は、好ましくは例えば鉄などの強磁性材料で作られ、第１及び第２の要素が挿入される回路の磁気抵抗を最小に抑える。

デバイスは、好ましくは第１及び第２の要素が一部である第３の要素を備える。詳細には、第３の要素は、第１及び第２の要素を接合する部分を備え、この部分は、例えばアルミニウムなど、第１及び第２の要素とは異なる材料である。第３の要素は、例えばＨ型断面を有し、Ｈの２本の平行バーが第１及び第２の要素によって形成される。

デバイスは、好ましくは一定のＵ形状断面を有する細長い支持部を備え、第１及び／または第２の対の列は、このＵ型の脚部の対向した内面に取り付けられる。磁石の組立を容易にすること、及び構造体を小型にすることに加え、細長い支持部は、そのＵ形状断面を用いて、磁石が属する磁気回路を閉じるよう作用する。換言すると、細長い支持部は、磁束を低い抵抗経路に沿って閉じるのに好都合である。

本発明の第２の態様は、変形の１つまたは変形の各々におけるようなデバイスを備えた、冷蔵室のドアまたは可動部に関する。

本発明の第３の態様は、変形の１つまたは変形の各々におけるようなデバイスを備えた、建物のドアまたは窓に関する。

本発明の第４の態様は、変形の１つまたは変形の各々におけるようなデバイスを備えた、冷蔵室に関する。

本発明の第５の態様は、変形の１つまたは変形の各々におけるようなデバイスを備えた、車両または客車のドアもしくは窓に関する。

本発明の利点は、添付の図面を参照して、以下の好ましい実施形態の説明から、より明確になる。

デバイスの立体分解図である。 デバイスのいくつかの部品の平面図である。 デバイスのいくつかの部品の平面図である。 組み立てられたデバイスの鉛直断面図である。

図面では、同じ番号は同一または概念的に同様の部品を表わし、記号Ｎ及びＳは、それぞれＮ極及びＳ極の磁極を表わし、矢印は磁束線を表わす。

ＭＣデバイスは、例えばＸ軸に沿ってドア２０（図示せず）を摺動自在に支持するよう機能する。

ＭＣデバイスは、固定された直線状軌道１０、及び軌道１０上で可動のスキッド５０を備え、それらは、ドアが動く間、Ｘ軸に平行に互いに対して相対的に摺動できる。示される例において、ドアはスキッド５０上に取り付けられるが、ＭＣデバイスは、直線状軌道１０が動き、スキッド５０が固定されたままとなるよう、レール１０とスキッド５０との役割を逆にすることも意図される。

スキッド５０は、逆Ｕ型断面を有する本体５２を備え、その内側で、同一、平行、かつ離隔された、磁石５６の２つの列５４が取り付けられる。磁石５６の列５４は、Ｘ軸に均一に沿ってかつ平行に配置される。したがって、列５４の離隔間において、全て同一方向で、一方の列５４から出て他方の列に入る磁界線（図２ａ、図２ｂ参照）によって横断される、空きチャネル５８が作り出される。

固定された軌道１０は、チャネル５８の内側に取り付けられる。

チャネル５８に設置された軌道１０の部分は、Ｘ軸に直交した面において見て、列５４を接合する線上（図３のＰ１面を参照）で測定すると、Ｘ軸に沿った位置に応じて変化する幅Ｌを有する断面を呈する。

軌道１０は、第１の部分６０及び第２の部分６２を備え、断面は第１の部分６０で大きく、第２の部分６２で小さい。

示された例において、第１の部分６０は、列５４の長さと少なくとも等しい、Ｘ軸に沿った長さを有する。一般的に、部分６０の長さは、ドアの完全な開放における平衡条件を保証することが望まれる場合のみ、列５４よりも長くなければならず、そうでなければ一般にこの外形特徴は必要ない。

ポイントＰにおける、部分６０の断面と部分６２の断面との間には、不連続性が存在する。この不連続性は、段差のように切り立っている場合があり、または斜面のように漸進的である場合がある。磁力は、部分６０、６２の断面の間におけるポイントＰにおいて発現し、磁界は磁石の列５４によって発生する。

ポイントＰにおいて、かつポイントＰのみにおいて、小さい断面の軌道１０のセグメント６０は、空きチャネル５８から出るよう、または小さい断面のセグメント６０が、もはや磁界線がぶつからないように、軌道１０及びＸ軸に沿った列５４を相対的にシフトするよう力が発現する。

この状況は、図２ａ、図２ｂに示される。

大きい断面６２（図２ａ）のみがチャネル５８の内側にある場合、復帰力は存在しない。

部分６０の断面（図２ｂ）がチャネル５８の中に（図面において左に向けて）動かされる場合、ポイントＰにおいて復帰力Ｆが作り出され、それは位置の変化に対抗する傾向、及びシステムを図２ａに戻す（図面において右に向けて）傾向がある。

例えば図２ａにおける軌道１０と列５４との間の相対位置が、閉じたドア位置に相当する場合、ドアを開ける際に（図２ｂ）、ＭＣデバイスは、ドアを閉位置に戻す力Ｆを生成する。

力Ｆは、列５４の間におけるポイントＰの位置に関係なく、ほぼ一定の大きさである。

断面の変化は、磁気回路の抵抗の変化を伴う。力の大きさは、やはり一定である抵抗の変化と連動するので、ほぼ一定を保つ。

明らかに全ては、Ｘ軸の他の方向（すなわち図２ａ、図２ｂを１８０°回転した方向）に沿った運動に適用され、軌道１０がＸ軸に直交する面に対して対称形状を有するのに十分である。図１の事例は、スキッド５０を軌道１０の中心に戻す傾向のある磁力Ｆが生成される。なぜなら軌道１０は、少なくともスキッド５０のＸに沿った長さだけ離れた、部分６０、６２の断面において不連続の２つのポイントを有するからである。

好ましくは、ＭＣデバイスは、軌道１０上でスキッド５０を摺動自在に支持するための力も生成する。

荷重Ｗに対抗する、このような力を生成するために、例えば部分６０、６２の断面に相当する軌道１０が、Ｔ形状部分、Ｈまたは＋の形状を伴う部分を備えるか、または２つの列５４を包含する仮想面Ｐ１に直交する方向に沿った断面は、全体的に面から離れるほど幅が減少する。換言すると、好ましくは面Ｐ１に直交する方向に沿った、部分６０、６２の断面は、面Ｐ１から離れるほど減少する幅を有する。このように、ＭＣデバイスのこの部分も、耐荷力も生成する。

支持力を増加させるために、スキッド５０は、好ましくは２つの列７０の間に、一方の列７０から出て他方の列に入る磁界線が横断する空の空間７２を作り出すために、Ｘ軸に平行に配置された磁石の、同一、平行、かつ離隔された列７０の第２の対を備える。空間７２において、軌道１０の第２の要素７４が存在し、それは磁界に反応し、２つの列７０の間でＸ軸に平行に延びる。

空間７２の内側で摺動する軌道１０の断面は、Ｘ軸に直交する面で見ると、Ｘ軸に沿って一定を保つ断面７６を呈するが、２つの列７０を包含する仮想面Ｐ２に直交する方向に沿った面で見ると、面Ｐ２から離れるほど減少する幅を有する。

示される例において、断面７６は＋の形状を有する部分から成る。他の変形は、例えばＴまたはＨ形状の断面７６、及び／または断面７６の様々な部品のための異なる材料の使用が想定される。

示されるように、断面６０、６２、及び断面７６は、例えば構造の簡略化のためにセクションバーか、または任意の事例で同じ面から展開する単一片に属する。

ＰＣＴ／ＩＢ２０１７／０５２５８８に記載されている物理的原則により、断面７６が面Ｐ２から離れるとき、磁気反力が作り出され、面Ｐ２に直交するよう導かれて空間７２に向かう。それは、断面７６を空間７２の内側に戻す傾向がある。したがって、対象物の重量Ｗに対抗する。

常に同じ理由で、荷重の方向に沿った変形は、磁気反力を生成する抵抗の変化を伴う。この磁気反力は、システムを最小の抵抗構成に戻す傾向がある。したがって、磁力が荷重を均衡化する平衡位置に到達する。

Claims (10)

1. 例えば可動部などの対象物を摺動自在に支持し、かつ軸（Ｘ）に沿って直線的に動かすための、支持デバイス（ＭＣ）であって、
   前記軸（Ｘ）に平行に延びる、空きチャネル（５８）と、
   全て同一方向の磁界線を伴い、前記空きチャネルのセグメントを横断する磁束を作り出すための、磁束生成器（５４、５６）と、
   前記磁界に反応し、前記空きチャネルの中に取り付けられ、前記軸（Ｘ）に沿って延びる第１の要素（１０）と、
   を備え、
   前記第１の要素は、前記対象物が動く間に、前記軸（Ｘ）に平行に前記チャネルに対して摺動でき、
   前記チャネルのセグメントに対応する前記第１の要素（１０）は、前記軸（Ｘ）に対して直交する面で見ると、前記チャネル（５８）の幅に沿った寸法（Ｌ）の断面（６２）を有し、
   前記寸法は、前記軸（Ｘ）に平行に、前記第１の要素（１０）の長さに沿って変化する値（Ｌ）を有する、支持デバイス（ＭＣ）であって、
   前記第１の要素（１０）における断面サイズの軸に沿った変化は、前記第１の要素（１０）と、前記チャネルのセグメントに現われる磁界線との間に、復帰磁力を誘発し、
   前記復帰磁力は第１の要素及びチャネルを特定の相対位置に戻す傾向があるように構成されるデバイス（ＭＣ）。
2. 前記生成器（５４、５６）は、磁気回路（５２）の内側に挿入され、前記磁気回路（５２）は、
   前記磁束が前記空きチャネルが通過するために、前記磁束を搬送するよう、及び、
   前記チャネル（５８）を確定するよう
   構成される、請求項１に記載のデバイス（ＭＣ）。
3. 前記生成器は、磁石（５６）の２つの列（５４）を備え、前記磁石（５６）の２つの列（５４）は、前記２つの列の間で空の空間を確定するために、前記軸（Ｘ）に沿って、平行かつ均一に配置され、前記空の空間は、一方の列から出て他方の列に入る全て同一方向の磁界線によって横断される、請求項１または２に記載のデバイス（ＭＣ）。
4. 前記第１の要素（１０）は、前記軸（Ｘ）に沿って延びる第１及び第２の隣接する部分（６０、６２）を備え、前記第１の部分（６０）において、断面は他方の部分（６２）のそれぞれの断面よりも広い、請求項１～３のうちいずれか一項に記載のデバイス（ＭＣ）。
5. 前記第１の部分（６０）は、少なくとも磁束線を伴う前記チャネルのセグメントと同じだけ、前記軸（Ｘ）に沿って長い、請求項４に記載のデバイス（ＭＣ）。
6. 前記第１の部分（６０）は、磁束線を伴う前記チャネルのセグメント（５８）と同じか、または僅かに小さい、前記軸（Ｘ）に沿った長さを有する、請求項４に記載のデバイス（ＭＣ）。
7. 前記２つの列の磁石、及び／または前記チャネルを横断する前記磁束線を包含する仮想面（Ｐ１）に直交する方向に沿った、前記第１の要素（１０）の断面は、前記面（Ｐ１）から離れるほど、前記直交する方向に沿って減少する幅を有する、請求項３又は請求項３を引用する場合の請求項４～６のうちいずれか一項に記載のデバイス（ＭＣ）。
8. 前記軸（Ｘ）と平行に配置された、同一で、離隔され、かつ平行な磁石（７０）の列の第２の対であって、２つの前記列の中間に、一方の列から出て他方の列に入る磁界線が横断する空の空間（７２）を作り出すために、前記軸（Ｘ）に平行に配置される、第２の対と、
   前記磁界に反応し、前記第２の対の２つの列の間で前記軸（Ｘ）に平行に延びる、第２の要素（７４）と、
   を備え、
   前記第２の対の列及び前記第２の要素（７４）は、前記軸（Ｘ）に対して相対的に平行に摺動して、対象物を２つの位置間に動かすことができ、
   前記空間（７２）に相当する前記第２の要素（７４）の断面は、前記軸（Ｘ）に直交する面で見ると、
   前記軸（Ｘ）に沿って均一を保ち、
   しかし、前記２つの列を包含する仮想面（Ｐ２）に直交する、荷重（Ｗ）が作用する方向に沿って見ると、前記面（Ｐ２）から離れるほど前記直交方向に沿って減少する幅を有する、請求項１～７のうちいずれか一項に記載のデバイス（ＭＣ）。
9. 前記第２の対の前記磁石（７０）は、前記第２の空間（７２）の内側において磁界線が交互方向になるよう設定される、請求項８に記載のデバイス（ＭＣ）。
10. 請求項１～９のうちいずれか一項に記載のデバイスを備える、冷蔵ユニットのドアまたは可動部。

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