JPH11192316A - 制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の緊急脱出手段としての、高所から低所
への滑り棒は、滑り過速度の危険性、また非常階段は所
要時間のかかり過ぎ、さらに動輪の制動手段はその摩耗
による障碍などの隘路があり、これらを払拭する。 【解決手段】 導電性材料から成る棒状のバー４と、こ
のバー４と僅かの空隙を保持して設けた中空筒状磁性導
体の動体２と、その中空筒状磁性導体の動体２の内周面
に埋設した永久磁石１とを備え、バー４の両端を高所か
ら低所へ連絡させてそれぞれを固定する手段と、中空筒
状磁性導体の動体２は、その外周部に人が把持する取っ
手７と、高所１３ａから低所１３ｂへ移動後再び高所１
３ａへ戻る巻上装置１１とを具え、また通常は高所１３
ａに待機する中空筒状磁性導体の動体２とバー４との間
にストッパー９と、中空筒状磁性導体の動体２の下部内
周面にガイド１０と、中空筒状磁性導体の動体２の外周
面に人体をを支えるカバー５とを設けて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の運動を磁
気誘導によりその運動速度を制動させる制動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来例として例えば消防署にある緊急用
の滑り棒は、図６(a) に側断面図で示す形状の構成であ
る。建物外部の側壁面に滑り棒６１が高所１３ａから低
所１３ｂへ連絡するように、支持部材１８に支持されて
設置される。緊急時には署員が滑り棒６１を伝わって滑
り降りる。また、図６(b) は非常用の階段を表す斜視図
である。建物の高所１３ａから低所１３ｂへ緊急時の脱
出等に供される。さらにまた、図６(c) は動輪を制動す
る摩擦ブレーキの一部を示す側面図である。回転軸２６
で自在に回転支持され駆動されている動輪２５が、動輪
２５の外周面に制動用シリンダ２３の摺動によって、摩
擦ブレーキパッド６３の外周面で押圧されて、その時の
摩擦力で動輪２３に制動をかけるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
の手段では、適切に対処することが困難であった。つま
り、図６(a) の滑り棒装置では、万一滑り過ぎた場合は
高所１３ａから低所１３ｂへ転落したときと同じように
怪我をする。従って長い滑り距離は安全上使用できな
い。また、図６(b) の非常用階段は所要時間がかかり過
ぎ、火災箇所ではその非常用階段を瞬時に通過すること
は不可能という不具合がある。さらにまた、図６(c) の
動輪を押圧する摩擦ブレーキは、摺動押圧面の摩耗や発
熱による材質の劣化から、性能が低下する問題点があ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の請求項１の発明は、導電性材料から成る棒
状のバーと、このバーに接触するかまたは僅かの空隙を
保持して設けた中空筒状磁性導体の動体と、その中空筒
状磁性導体の動体の内周面に埋設した永久磁石とを備
え、前記バーの両端を高所から低所へ連絡させてそれぞ
れを固定する手段と、前記中空筒状磁性導体の動体は、
その外周部に人が把持する取っ手と、前記高所から低所
へ移動後再び高所へ戻る巻上装置とを具えることを特徴
とする制動装置であり、これによって軌道である導電性
材料のバーに対してほぼ非接触に中空筒状磁性導体の動
体を相対向させ、動体のバーとの相対面に永久磁石を設
置し、動体の移動でバーとの間に生じる電磁誘導作用に
より、動体を制動できるという特段の効果を奏する。

【０００５】請求項２の発明は、通常は前記高所に待機
する前記中空筒状磁性導体の動体と前記バーとの間にス
トッパーと、前記中空筒状磁性導体の動体の下部内周面
にガイドと、前記中空筒状磁性導体の動体の外周面に人
体をを支えるカバーとをそれぞれ設けたことを特徴とす
る請求項１記載の制動装置であり、それによってストッ
パーを解錠により使用でき、さらに移動時の人体をを支
えるカバーと相俟って、緊急時の保安上に顕著な効果を
もたらす。

【０００６】請求項３の発明は、前記中空筒状磁性導体
の動体の長さ方向の一部を切り欠き前記バーの中間部に
設置して前記バーを支持する支持部材を通過可能にした
ことを特徴とする請求項１記載の制動装置であり、これ
によりバーの設置の制約が無くなり、比較的長い距離の
バーにも本発明が適用可能のなる。

【０００７】請求項４の発明は、前記バーと僅かの空隙
を介して保持される前記中空筒状磁性導体の動体の内周
面に、埋設した前記永久磁石の磁気誘導作用を阻害しな
い厚みの固体摺動部材を備えことを特徴とする請求項１
記載の制動装置であり、それにより滑り速度の最適値の
調整が容易になる。

【０００８】請求項５の発明は、導電性材料から成る動
輪の外周部に磁性体で近接した円弧状のブレーキシュー
を設け、そのブレーキシューの前記動輪に対向する面に
前記永久磁石を埋設し、必要に応じ前記ブレーキシュー
を前記動輪に近づけあるいは遠ざけて、前記動輪の回転
力を制動することを特徴とする制動装置であって、非接
触に制動するため、摩擦現象で生じる問題点を解消でき
る。

【０００９】請求項６の発明は、導電性材料から成る軌
条の上面部に磁性体で近接した平板状のブレーキシュー
を設け、そのブレーキシューの前記軌条に対向する面に
前記永久磁石を埋設し、必要に応じ前記ブレーキシュー
を前記軌条に近づけあるいは遠ざけて、前記動輪の回転
力を制動することを特徴とする制動装置であり、これも
非接触に制動であるから動輪とブレーキシュー双方に摩
耗が起こらず、長い寿命が得られる。

【００１０】請求項７の発明は、架設されたロープの全
長又は随所にそのロープの外周面を被覆する導電性スリ
ーブを添付固着する手段と、それらロープ及び導電性ス
リーブを中空内周面に挿通させ運搬物体を懸架して移動
するリフターとから成るリフター装置において、前記リ
フターの中空内周面に永久磁石を埋設し、前記リフター
の移動速度が前記導電性スリーブを通過する際に抑制さ
れるように構成したことを特徴とする制動装置であり、
例えば高所から低所への山間部での木材・鉱物等の運搬
設備におけるリフターの暴走抑止手段として適当であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の具体的例を図面に基
づいて説明する。 ［実施の形態１］図１は、本発明の実施の形態１を示
し、図１(a) は側断面図、図１(b) は図１(a) における
Ｓ−Ｓ’の矢印の方向に見た切断面図、図１(c) は中空
動体とバーの関連を表す斜視図、図１(d) は図１(c) の
側断面図である。

【００１２】図１において、導電性材料から成る棒状の
バー４は高所１３ａから低所１３ｂへ人が緊急脱出する
ときの軌道を固定して構成する。このバー４と僅かの空
隙を保持した筒状磁性導体の中空動体２を、バー４の内
周部に挿入する。中空動体２外周部には取っ手７が人手
で把持し易いような楕円形状に取り付けられており、さ
らにバー４の外周部には中空動体２の移動動作に直接人
体が触れないように、カバー５が支柱８の頂部から底部
まで中空動体２の移動範囲を囲繞し、このカバー５の側
面は中空動体２の動静と保守点検のために窓６が開設さ
れている。

【００１３】そして、中空動体２の内周面には永久磁石
［以下、単に『磁石』と称呼する］１が適当個数埋設さ
れている。また、中空動体２の下部側には、通常は高所
１３ａに待機する中空動体２とバー４との間にストッパ
ー９を備え、緊急時にその鎖錠を解いて中空動体２の落
下を許すことにしている。さらにまた、中空動体２の下
部に中空動体２のバー４の外周面の滑りを円滑にするた
め、ガイド１０を具備している。高所１３ａから低所１
３ｂへ中空動体２が移動後再び高所１３ａへ戻る搬送手
段として落下後の巻き上げ装置１１を具え、人体が中空
動体２と共に低所１３ｂへ搬送された際に急激なショッ
クを抑制するクッション１５を低所１３ｂの表面に敷設
し、また中空動体２の緩衝用にダンパー１４を設ける。

【００１４】このような構成において、人体を伴った中
空動体２がバー４の外周面を滑り落ちると、磁石１から
発生している強力な磁界からの第１次的磁束が導電性バ
ー４と鎖交し、導電性バー４に渦電流を誘導発生させ、
それによる第２次的磁束と先の第１次的磁束との相互作
用に基づいて、中空動体２の落下速度は軽減される。こ
の電磁誘導作用は速度に依存するため、速度が大きいほ
ど制動力がより大きく発生する。仮に、例えば制動力が
中空動体２の重量に等しくなれば、速度は零で中空動体
２は停止するとみなせるが、実際は速度が低下すると制
動力も低下するため、中空動体２の運動エネルギーと電
磁誘導作用で発生する制動エネルギーがバランスする一
定速度で、中空動体２は移動落下する。

【００１５】かくして、中空動体２の落下速度を一定に
保ち、落下物体の安全性を保つことができる。すなわ
ち、軌道である導電性材料のバー４に対して接触するか
または僅かな空隙を保持して、筒状磁性導体の中空動体
２を相対向させ、動体のバーとの相対面に永久磁石１を
設置し、動体２の移動でバー４との間に生じる電磁誘導
作用により、動体２を制動できるという特段の効果を奏
するのである。さらに、中空動体２の回りにカバー５を
設置し、人が取っ手７に掴まって降下するときに、滑り
易くし人の体勢を安定させ、ストッパー９を解錠により
使用させ、着地時に脚を挟まないメリットがあり、しか
も移動時の人体をを支えるカバー５と相俟って、緊急時
の保安上の顕著な効果をもたらしている。

【００１６】導電性材料としては、アルミニュームが適
当であり、他に鉄等も適宜使用可能であり、例えば導電
性バー４を鉄材で形成し、その表面をアルミニューム膜
で被覆することは、強度と磁性と渦電流損失［電気抵
抗］を考えるとき最適な構成と言える。そして近年にお
ける強磁性体への磁化技術の急速な発展は、永久磁石の
磁束密度の著しい向上と、その寿命の持続性の長期化を
招来していること等は、本発明の実現の一要因である。
例えば、本発明の各実施の形態において適用した永久磁
石は、ネオマックス［商品名、住友特殊金属株式会社製
造、大気中での磁束密度は約３０００〜１５０００ガウ
ス］であって、従来からのフェライト磁石に対して、同
じ大きさで約１００倍の磁気エネルギーを保有するに至
っている。

【００１７】［実施の形態２］図２は、本発明の実施の
形態２を示し、図２(a) は比較的高層なビルディングに
おける設置箇所全体の斜視図、図２(b) は図１(a) で図
示した中空動体の拡大斜視図、図２(c) はバーと中空動
体一つの形状を示す断面図、図２(d) はバーと中空動体
の他の形状を示す断面図である。この実施の形態は、中
空動体２には人が載るための踏台１７を設置し、立った
まま乗れるように取っ手７を中空動体２の上部に取付
け、ダンパー１４に中空動体２が当接したときの衝撃防
止のために、バー４の終端にダンパー１４を設け、かつ
中空動体２の底部には緩衝部材１６を備える。

【００１８】そして、筒状磁性導体の中空動体２の長さ
方向の一部を切り欠きバー４の中間部に設置してバー４
を支持する支持部材１８を通過可能にしている。これに
よりバー４の設置の制約が無くなり、比較的長い距離の
バー４にも本発明が適用可能になる。また、バー４と中
空動体２の断面形状は特定するものでは無く、必要に応
じて図２(c) のように、壁２０から支持体１７で支持固
定されたバー４と中空動体２の一つの断面形状が長方形
であることを示し、または図２(d) のようにバー４と中
空動体２の他の断面形状が三角形を示すように構成して
もよい。

【００１９】それから、中空動体２の内周面に埋設する
磁石１の形態も種々変形され得ると共に、磁石１の貼付
されない内周面に固体摺動部材（例えばカーボン系プラ
スチック等）２１を敷設して、制動と滑りの適当な平衡
を取るようにしてもよい。つまり、バー４と僅かの空隙
を介して保持される筒状磁性導体の中空動体２の内周面
に、埋設した磁石１の磁気誘導作用を阻害しないように
した厚みの固体摺動部材２１を備え、それにより中空動
体２の滑り速度の最適地の調整が容易になる。

【００２０】［実施の形態３］図３は、本発明の実施の
形態３を示し、図３(a) は磁石内蔵物体（ブレーキシュ
ー）を導電性の動輪に近づけてその動輪を制動させる手
段を示す図、図３(b)は磁石内蔵物体のブレーキシュー
を導電性の軌道に近づけてキャリアを制動する手段を示
す図である。図３(a) において、回転軸２６を中心にし
て回転する動輪２５を、ベース２４に具える制動用シリ
ンダ２３が伸長したり短縮したりして、磁石内蔵物体
（ブレーキシュー）２２の磁石１からの電磁誘導作用に
基づいて、動輪２５の制動を行うようにしている。図３
(b) は、キャリア２７の動輪が軌道２８上を走行すると
きに、磁石内蔵物体（ブレーキシュー）２２を軌道２８
に近づけて、キャリア２７を制動させる手段である。本
発明は、エレベータ等の昇降措置の非常用としても応用
可能である。

【００２１】このように、導電性材料から成る動輪２５
の外周部に磁性体で近接した円弧状のブレーキシュー２
２を設け、そのブレーキシュー２２の動輪２５に対向す
る面に磁石１を埋設し、必要に応じブレーキシュー２２
を動輪２５に近づけあるいは遠ざけて、動輪２５の回転
力を制動する制動装置を構成している。これから、非接
触に制動するため、摩擦現象で生じる問題点を解消でき
る。

【００２２】さらに、導電性材料から成る軌条２８の上
面部に磁性体で近接した平板状のブレーキシュー２２を
設け、そのブレーキシュー２２の軌条２８に対向する面
に磁石１を埋設し、必要に応じブレーキシュー２２を軌
条２８に近づけあるいは遠ざけて、動輪２５の回転力を
制動する制動装置を形成している。これから非接触の制
動であるから動輪２５とブレーキシュー２２双方に摩耗
が起こらず、長い寿命が得られる。

【００２３】［実施の形態４］図４は、本発明の実施の
形態３としての暴走抑止リフターの構成を示す斜視図で
ある。運搬物体３１が吊り具３０を介しリフター３５に
よって右側から左側へ、ロープ３３に沿って搬送される
ときに、ロープ３３の途中に設けられた導電性スリーブ
３２に差し架かると、リフター３５が具える磁石内蔵中
空動体２と導電性スリーブ３２との電磁誘導作用によっ
て、支持固定軸３４に支承された滑車２９の回転を抑止
することになる。

【００２４】このようにして、非金属製ロープ３３の所
々に導電性スリーブ３２を設置し、リフター３５の下降
速度を導電性スリーブ３２の通過時に軽減する手段であ
る。つまり、架設されたロープ３３の随所にそのロープ
３３の外周面を被覆する導電性スリーブ３２を添付固着
すると共に、それらロープ３３及び導電性スリーブ３２
を中空内周面に挿通させ、運搬物体を懸架して移動する
リフター３５とから成るリフター装置において、リフタ
ー３５の中空内周面に磁石１を埋設しておき、リフター
３５の移動速度が導電性スリーブ３２を通過する際に、
抑制されるように構成された制動装置であって、例えば
山間部での高所から低所への急斜面での木材・鉱物等の
運搬設備におけるリフターの暴走抑止手段として適当で
ある。

【００２５】［実施の形態５］図５は本発明の実施の形
態５を示し、図５(a) は制動を加えながら搬送物体を降
下移動させる装置の側面図、図５(b) は搬送物体の正断
面図である。先ず、長さＳ＝２ｍのアルミニューム板５
２を支柱５５ａ，５５ｂで支えて傾斜角度約６０°に設
置する。そして、下部表面のアルミニューム板５２との
接触面をテフロンシート５６で被覆し、このテフロンシ
ート５６に接して磁石１を長方形木材５１に埋設して搬
送動体５７を形成する。

【００２６】このような状況において、搬送動体５７が
その上部始点５３から下部終点５４へ向かって落下する
ときの、搬送動体５７へ及ぶ電磁誘導作用に基づく制動
力の実際的数値を説明する。 本発明を使用しない通常の物体を上部始点５３から
下部終点５４へ向かって落下する場合は、 落下速度Ｖ＝Ｇ・sin θ・ｔ ………………………………………（１式） 距離 Ｓ＝０．５・Ｇ・sin θ・ｔ² ………………………………（２式） ∴Ｖ＝Ｇ・sin θ｛（２Ｓ／Ｇ・sin θ）｝^1/2 ……………（３式） ここで、傾斜角度θは６０°、ｔは時間(sec) であり、 重力の加速度Ｇは９．８ｍ／ｓ 距離Ｓは２ｍとしているので、 （３式）から、 ∴Ｖ＝５．８ｍ／ｓとなる。 ところで、本発明になる搬送動体５７を同じ条件で
落下させた場合は、Ｖ＝０．１ｍ／ｓ（実測値）の一定
速度で降下した。このときの搬送動体５７の全重量は２
５ｇ、磁力７．５Ｋｇ force、摺動面に張り付けたテフ
ロンシートにおける摩擦は微小であるから便宜上これを
無視した。なお、磁力について細かく説明すれば、直径
１３mm厚さ５mmのネオマックスの磁石で引っついた鉄か
ら磁石を引き離す力を、引っ張り秤で実測した。さら
に、このとき鉄と磁石の間に0.5mm の厚さの紙を挟んで
計った結果は、平均２．５Ｋｇ forceであった。そして
実験から、この磁石の隙間Ｈと磁力Ｆの関係［実測値］
は Ｆ＝−０．５・Ｈ＋磁力（最大引力） Ｋｇ force……………（４式） となり、磁石は必要に応じて、各種サイズのもの磁力の
ものを選定可能である。かくして、本発明における導電
性の軌道と磁石を具えた搬送物体の走行時に発生する相
互の電磁誘導作用が、如何に産業上有用であるか実証さ
れた。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、軌
道である導電性材料のバーに対してほぼ非接触に動体を
相対させ、動体のバーとの相対面に磁石を設置し、動体
の移動でバーとの間に生じる電磁誘導作用により、動体
を制動するという特段の効果を奏することができる。こ
の電磁誘導作用は速度に依存するため、速度が大きいほ
ど制動力が大きく発生する。仮に例えば制動力が動体系
の重量に等しくなければ速度は停止するとみなせるが、
実際は速度が低下すると制動力も低下するため、動体の
運動エネルギーと電磁誘導作用で発生する制動エネルギ
ーがバランスする一定速度で動体は移動することにな
り、従って落下途中における速度を一定に保持して、落
下物体の安全性を確保できる顕著な効果が認められる。
さらには、非接触での制動が可能であるから、摩擦現象
で生じる摩耗等の問題点を完全に払拭できる著しい副次
的効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示し、(a) は側断面
図、(b) は図１(a) におけるＳ−Ｓ’の矢印の方向に見
た切断面図、(c) は中空動体とバーの関連を表す斜視
図、(d) は図１(c) の側断面図

【図２】本発明の実施の形態２を示し、(a) は比較的高
層なビルディングにおける設置箇所全体の斜視図、(b)
は図１(a) で図示した中空動体の拡大斜視図、(c) はバ
ーと中空動体一つの形状を示す断面図、(d) はバーと中
空動体の他の形状を示す断面図

【図３】本発明の実施の形態３を示し、(a) は磁石内蔵
物体（ブレーキシュー）を導電性の動輪に近づけてその
動輪を制動させる手段を示す図、(b) は磁石内蔵物体の
ブレーキシューを導電性の軌道に近づけてキャリアを制
動する手段を示す図

【図４】本発明の実施の形態３としての暴走抑止リフタ
ーを示す斜視図

【図５】本発明の実施の形態５を示し、(a) は制動を加
えながら搬送物体を降下移動させる装置の側面図、(b)
は搬送物体の正断面図

【図６】従来例の説明図を示し、(a) は例えば消防署に
ある緊急用の滑り棒の形状とその構成を表す側断面図、
(b) は非常用の階段を表す斜視図、(c) は動輪を制動す
る摩擦ブレーキの一部を示す側面図

【符号の説明】

１ 永久磁石［単に、『磁石』として称呼している］ ２ 中空動体 ３ 空隙 ４ バー［導電性部材たとえばアルミニューム等］ ５ カバー ６ 窓 ７ 取っ手 ８ 支柱 ９ ストッパー １０ ガイド １１ 巻上装置 １２ ビルディング １３ａ 高所 １３ｂ 低所 １４ ダンパー １５ クッション １６ 緩衝部材 １７ 踏台 １８ 支持部材 １９ 屋上 ２０ 壁 ２１ 固体摺動部材［カーボン系プラスティク等］ ２２ 磁石内蔵動体［ブレーキシュー］ ２３ 制御用シリンダ ２４ ベース ２５ 動輪 ２６ 回転軸 ２７ キャリアー ２８ 軌道 ２９ 滑車 ３０ 吊り具 ３１ 運搬物体 ３２ 導電性スリーブ ３３ ロープ ３４ 滑車支持軸 ３５ リフター ５１ 木材 ５２ アルミニューム板 ５３ 始点 ５４ 終点 ５５ａ，５５ｂ 支柱 ５６ テフロンシート ５７ 搬送動体 ６１ 滑り棒 ６２ 非常用階段 ６３ 摩擦ブレーキパッド

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性材料から成る棒状のバーと、この
   バーに接触するかまたは僅かの空隙を保持して設けた中
   空筒状磁性導体の動体と、その中空筒状磁性導体の動体
   の内周面に埋設した永久磁石とを備え、 前記バーの両端を高所から低所へ連絡させてそれぞれを
   固定する手段と、 前記中空筒状磁性導体の動体は、その外周部に人が把持
   する取っ手と、前記高所から低所へ移動後再び高所へ戻
   る巻上装置とを具えることを特徴とする制動装置。
2. 【請求項２】 通常は前記高所に待機する前記中空筒状
   磁性導体の動体と前記バーとの間にストッパーと、前記
   中空筒状磁性導体の動体の下部内周面にガイドと、前記
   中空筒状磁性導体の動体の外周面に人体をを支えるカバ
   ーとをそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１記載の
   制動装置。
3. 【請求項３】 前記中空筒状磁性導体の動体の長さ方向
   の一部を切り欠き前記バーの中間部に設置して前記バー
   を支持する支持部材を通過可能にしたことを特徴とする
   請求項１記載の制動装置。
4. 【請求項４】 前記バーと僅かの空隙を介して保持され
   る前記中空筒状磁性導体の動体の内周面に、埋設した前
   記永久磁石の磁気誘導作用を阻害しない厚みの固体摺動
   部材を備えことを特徴とする請求項１記載の制動装置。
5. 【請求項５】 導電性材料から成る動輪の外周部に磁性
   体で近接した円弧状のブレーキシューを設け、そのブレ
   ーキシューの前記動輪に対向する面に前記永久磁石を埋
   設し、必要に応じ前記ブレーキシューを前記動輪に近づ
   けあるいは遠ざけて、前記動輪の回転力を制動すること
   を特徴とする制動装置。
6. 【請求項６】 導電性材料から成る軌条の上面部に磁性
   体で近接した平板状のブレーキシューを設け、そのブレ
   ーキシューの前記軌条に対向する面に前記永久磁石を埋
   設し、必要に応じ前記ブレーキシューを前記軌条に近づ
   けあるいは遠ざけて、前記動輪の回転力を制動すること
   を特徴とする制動装置。
7. 【請求項７】架設されたロープの全長又は随所にそのロ
   ープの外周面を被覆する導電性スリーブを添付固着する
   手段と、それらロープ及び導電性スリーブを中空内周面
   に挿通させ運搬物体を懸架して移動するリフターとから
   成るリフター装置において、 前記リフターの中空内周面に永久磁石を埋設し、前記リ
   フターの移動速度が前記導電性スリーブを通過する際に
   抑制されるように構成したことを特徴とする制動装置。