KR101318739B1 - 선형 모터로 구동되는 놀이기구 및 이의 슬라이딩 면 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선형 유도 모터를 일 부분으로 구비하여 활주 위를 슬라이딩하는 차량(탈것)의 움직임에 효율적이고 효과적으로 영향을 미치는 수상 슬라이드(waterslide) 놀이기구에 관한 것이다. 상기 선형 유도 모터는 슬라이딩 면 아래에 설치된 선형 유도 모터 유닛과 상기 차량 바닥에 설치된 반작용 플레이트를 포함한다. 상기 선형 유도 모터 유닛과 상기 반작용 플레이트의 배치(configuration)에 따라 상기 선형 유도 모터 구동은 상기 차량을 가속 또는 감속하거나 오르막 섹션 위로 올라가는 속도를 유지하거나 회전하는데 사용될 수 있다.

Description

선형 모터로 구동되는 놀이기구 및 이의 슬라이딩 면{LINEAR MOTOR DRIVEN AMUSEMENT RIDE AND SLIDING SURFACE THEREOF}

본 발명은 일반적으로 놀이기구(amusement ride)에 관한 것으로서, 특히 이용객들이 탈것들(vehicles) 위나 안에 타는 놀이기구 및 이의 슬라이딩 면에 관한 것이다.

지난 몇십 년 동안, 물을 기반한 놀이기구들이 점점 인기가 많아지고 있다. 그런 놀이기구들은 물의 시원한 효과와 물이 튀겨짐으로써 얻어지는 흥분을 부가적인 특징으로 하여 롤러코스터와 비슷한 스릴을 제공할 수 있다.

가장 흔한 물을 기반한 놀이기구들은 이용객들이 자신의 몸이나 탈것 위 혹은 안에 타고 수로(channel) 또는 플룸(flume)를 따라 미끄러져 내려오는 플룸 방식의 수상 슬라이딩 장치(flume-style waterslides)이다. 물은 사람의 몸 또는 탈것과 플룸(flume) 표면 사이를 매끄럽게 하고 전술한 시원함과 물 튀김 효과를 제공하기 위하여 플룸(flume)에 공급된다. 전형적으로, 플룸 내에서 이용자의 움직임은 주로 중력과 함께 플룸의 외형(고개, 골, 전환, 급강하 등)에 의하여 제어된다.

이용객들의 스릴에 대한 기대가 증가하면서, 플룸 안에서 이용자들의 움직임을 더 크게 제어하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 중력 이외의 수단들을 이용하여 이용자들을 가속하거나 감속하기 위하여 다양한 기술들이 적용되고 있다. 예를 들어, 이용자는 강력한 워터 제트(water jets)를 사용하여 가속되거나 감속될 수 있다. 다른 놀이기구들은 컨베이어 벨트를 사용하여, 자신의 모멘텀(momentum) 만으로는 물마루를 타지 못할 이용자를 언덕 꼭대기로 운반한다. 안전을 이유로, 그런 기술들은 일반적으로 이용자가 차량 내에서 플룸을 따라 미끄러지는 수상 슬라이딩 장치(waterslides)에만 사용된다.

그러나, 이용자의 움직임을 제어하기 위한 기존의 수단들은 이용자가 탈것(또는 차량, vehicle) 안에 타고 있을 때조차 안전함과 편안함에 대한 걱정을 야기할 수 있다. 예를 들어, 수상 슬라이드 차량(waterslide vehicle)의 움직임에 영향을 끼칠 만큼의 강력한 워터 제트에 의하여 이용자의 얼굴이나 머리 뒤쪽이 부딪친다면 이용객이 크게 다칠 수 있고, 상기 이용자가 장치 밖으로 떨어지는 경우가 생길 수도 있다. 비슷하게, 차량 밖으로 팔다리를 내밀고 있는 이용자는 빠르게 움직이는 컨베이어 벨트에 의해 다칠 수가 있다.

본 발명의 제 1 측면에 따르면, 본 발명은 차량을 슬라이딩 관계로 지탱하는 놀이기구 슬라이딩 면에 있어서, 상기 차량은 적어도 한 명의 승객을 운반하고 적어도 하나의 반작용 구성 요소를 구비하며, 상기 슬라이딩 면은 상기 슬라이딩 면 바로 밑에 위치하고 상기 슬라이딩 면 위에서 상기 차량의 슬라이딩 동작에 영향을 주도록 상기 차량에 부착된 적어도 하나의 반작용 구성요소와 상호 작용하는 복수의 선형 유도 모터 유닛을 구비하는 놀이기구 슬라이딩 면을 제공한다.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 본 발명은 놀이기구 슬라이딩 면 위에서 미끄러지고 적어도 하나의 승객을 운반하도록 구성된 놀이기구 차량을 제안한다. 상기 차량은 상기 슬라이딩 면 위에서 슬라이딩 동작에 영향을 미치게 하기 위하여 상기 슬라이딩 면과 관련된 선형 유도 모터 유닛과 상호 작용을 하기 위한 적어도 하나의 반작용 플레이트(reaction plate)가 부착된다.

상기 슬라이딩 면은 수상 슬라이딩(waterslide)이 될 수 있고, 플룸 방식(flume-style)일 수 있다. 상기 선형 모터는 상기 차량의 바닥에 설치된 반작용 플레이트뿐만 아니라 상기 슬라이딩 면 아래에 설치된 선형 유도 모터 유닛을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 하부 구성 요소들을 나타내기 위해 슬라이딩 면이 제거된 플룸(flume)을 구비하는 플룸의 오르막 섹션의 사시도,
도 2는 차량(또는 탈것, vehicle)을 나타내기 위해 측벽(side walls)이 제거된 플룸(flume)을 구비하는 도 1의 오르막 섹션 부분의 측단면도(side cross-sectional view),
도 3은 그 위를 슬라이딩하는 차량을 구비하는 도 1의 오르막 섹션 부분의 확대 측단면도(side cross-sectional view),
도 4는 그 위를 슬라이딩하는 차량을 구비하는 도 1에 도시된 오르막 섹션 부분의 단면 종단도,
도 5는 도 1의 오르막 플룸 섹션을 위한 대표적인 제어 시스템의 개략도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보울(bowl)의 사시도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 퍼늘(funnel) 외부의 일부를 잘라낸 사시도,
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플룸의 오르막 섹션을 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 단면 종단도(cross-section end view),
도 10은 본 발명의 방법에 따른 플룸 놀이기구(flume ride)의 측면도.

본 발명은 슬라이딩 면 위에서 미끄러지는 차향 내에 이용객들이 탑승하는 놀이기구에 관한 것이다. 놀이기구 산업에서 사용되는 경우, 상기 "슬라이딩(sliding)"이라는 용어는 슬라이딩 면과 실질적으로 접촉을 유지하면서 무게를 지탱하는 슬라이딩 면을 따라 상당히 원활하게 이동하는 동작을 가리킨다. 이것은 휠(wheels), 롤러(rollers), 베어링(bearings) 등의 상대적인 회전에 의해 무게를 지탱하는 표면을 따라 움직이는 동작을 가리키는 "롤링(rolling)"과는 대조를 이룬다.

수상 슬라이드(waterslide) 환경에서, 슬라이딩은 전형적으로 차량(vehicle)과 슬라이딩 면(sliding surface) 사이의 윤활유로 물이 사용된다. 그러한 경우에, 때때로, 수 층(the layer of water)이 충분한 깊이를 가지고 있고, 상기 차량이 충분한 속도 또는 윤활을 가지고 있을 때, 상기 차량과 상기 플룸 사이의 직접적인 접촉은 상기 차량이 매우 얇은 수 층 위에서 미끄러짐으로써 매우 잠시 동안 일시적으로 잃을 수 있다. 그러나, 그러한 일시적인 미끄러짐(skimming)은 여전히 수상 슬라이드(waterslide) 환경에서 슬라이딩의 의미에 포함되는 것으로 간주된다.

이하에서는 본 발명의 실시예들에 대하여 도면을 참조로 상세히 설명한다.

플룸 방식의 수상 슬라이딩 장치(flume-style waterslides)는 물이 공급되는 수로(channel) 혹은 "플룸(flume)"를 포함하고 그 안에서 슬라이딩하는 차량을 수반한다. 상기 플룸(flume)은 이용객이 놀이기구 타는 흥분을 증가시키기 위하여 전형적으로 오르막들(hills)과 내리막들(valleys)뿐만 아니라 방향 전환들(turns)을 가지고 있다. 후술하는 본 발명의 상세한 설명에서는 플룸 방식의 수상 슬라이드(flume-style waterslide)에 대해 설명하고 있지만, 넓은 의미에서 본 발명은 일반적인 놀이기구에 관한 것임은 자명하다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플룸(flume, 10)의 대표적인 오르막 섹션을 도시하고 있고, 여기서 차량은 보통 오른쪽에서 왼쪽으로 움직인다. 상기 도시된 섹션은 입구 부분(12) 및 출구 부분(14) 끝에서 플룸의 다른 섹션들과 연결되어 운행이 시작해서 끝날 때까지 연속적인 플룸을 제공한다. 또한, 상기 도시된 섹션은 일반적으로 적절한 뼈대(frame, 도 1에 도시되지 않음)나 지면에서 경사진 섹션(도 1에 도시되지 않음)에 의해 하부에서 지지 된다. 상기 도면에서 상기 슬라이딩 면(16) 아래에 위치하는 구성 요소들이 보여 질 수 있도록 플룸의 슬라이딩 면(16)이 제거되었다.

또한, 도 2 내지 4에서 도시된 것처럼 상기 플룸(flume, 10) 그 자체는 일반적으로 앞에서 언급한 슬라이딩 면(16, 하부 구성들을 도시하기 위해 도 1에서 제거됨)과 두 개의 측벽(18, 차량(20)을 도시하기 위해 도 2에서 제거됨)으로 구성된다. 상기 슬라이딩 면(16)은 상기 차량(20)이 미끄러지는 표면이고, 상기 측벽(18)은 상기 차량(20)이 상기 플룸(10) 안에 존재하도록 도움을 준다. 상기 슬라이딩 면(16)과 측벽(18)은 충분한 인성(toughness)과 강도(rigidity)를 제공하는 재료로 만들어질 수 있고, 그 위에서 상기 차량(20)이 쉽게 미끄러질 수 있도록 매끄러워야 한다. 본 실시예에서는 상기 슬라이딩 면(16)과 측벽(18)은 섬유 유리(fiberglass)로 만들어지고, 특히 네오-아이소태릭 겔코트(neo-isothalic gelcoat), 촙 스트랜드(chop strand) E-Glass 혹은 S-Glass 섬유와 우븐 로빙(Woven Roving)/아이소태릭(isothalic)/오쏘태릭(orthothalic) 수지(resins)의 결합으로 이루어진다.

본 실시예에서, 상기 차량(20, 혹은 탈것)은 그 위에 한 명 이상의 승객을 운반하도록 구성된 래프트(raft)이고, 정상 운행 동안에 상기 플룸(10)의 슬라이딩 면(16)을 따라 미끄러지도록 구성된 차량 바닥 면(vihicle bottom surface, 22)이 상기 차량의 바닥에 제공된다. 본 실시예에서 상기 차량(20)은 사이드 튜브들(side tubes, 24), 승객의 좌석들(thwarts, 26), 핸들(handles, 28)을 구비하고 있다.

상기 플룸(flume, 10)의 오르막 섹션으로 상기 차량(20)이 올라가도록 미는 힘을 부여하기 위한 수단들이 제공된다. 그러한 힘은 상기 플룸의 다른 섹션들로부터 상기 도시된 섹션의 입구 끝(12)에 도달하는 상기 차량의 속도가 자신의 모멘텀(momentum)만을 기초로 하여 원하는 속도로 상기 도시된 섹션의 출구 끝(14)으로 나아가는 것이 충분하지 않은 경우에 바람직하다. 상기 차량(20)이 상기 플룸 섹션(10)의 출구 끝(14)에서 원하는 속도로 이동하기 위하여 필요한 외부적 힘을 제공받기 위하여 상기 플룸 섹션(10)은 선형 모터를 구비한다.

본 발명에 적당한 선형 유도 모터들(linear induction motors, LIMs)과 선형 동기 모터들(linear synchronous motors)을 포함하는 많은 종류의 선형 모터들이 존재한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 대표적인 선형 모터는 농형 선형 유도 모터(squirrel cage style linear induction motor)이다.

개념상으로, 본 발명의 실시예에 따른 선형 유도 모터는 공간이 있는 직선 형상으로 누워있는 고정자와 상당히 납작한 반작용 플레이트에 의해 교체되는 회전자가 평평하게 전개된 표준 회전 농형 모터(standard rotary squirrel cage motor)이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 회전자는 다른 구성요소들(예를 들어, 곡선 모양의 반작용 플레이트, 전자석 혹은 영구 자석)로 교체될 수 있다. 선형 유도 모터 유닛(linear induction motor units, LIM units)로 알려진 상기 고정자 유닛(the units of the stator)이 평평하게 전개되어 있을 때, 각각은 얇은 판 모양의 철심 주위에 3상 권선(3 phase winding)을 포함한다. 상기 선형 유도 모터 부가 교류 전원을 공급받을 때, 진행파 자기장(travelling wave magnetic field)이 생성된다. 회전 모터가 회전자 내의 회전 운동을 초래하는 동안, 상기 선형 유도 모터의 평평한 고정자는 반작용 플레이트에서의 직선 운동을 초래한다.

그러한 선형 유도 모터들에서 상기 반작용 구성요소 또는 플레이트는 전형적으로 알루미늄이나 구리와 같은 전기 전도성 금속 박판이다. 상기 전도성 박판은 강철의 뒷면에 존재하여 상기 고정자의 자속을 위한 복귀 경로들을 제공한다. 상기 선형 유도 모터 유닛의 이동 자계(travelling field)에 의해 상기 반작용 플레이트에서 유도된 전류는 부수적인 자기장을 생성한다. 그것은 상기 반작용 플레이트에 선형 추력(linear thrust)을 제공하는 두 개의 자기장들 사이의 반작용이다. 상기 반작용 플레이트에 부여된 추력의 크기는 상기 선형 유도 모터 유닛에 공급되는 전압 및 전원 주파수와 상기 반작용 플레이트의 치수(dimensions) 및 재료(materials)에 의해 크게 제어된다. 만약 상기 선형 유도 모터 부들의 극성이 변하면, 상기 선형 유도 모터의 추력은 반대로 될 것이다.

수상 슬라이드(waterside) 놀이기구 환경에서, 선형 유도 모터는 상기 선형 유도 모터 유닛의 배치(configuration)와 상기 반작용 플레이트의 형상에 의존따라, 상기 반작용 플레이트가 부착된 차량의 다양한 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 선형 유도 모터는 상기 차량을 가속하거나 감속할 수 있다. 또한 그것은 상기 차량이 경사진 곳을 올라가는 속도를 유지하거나, 모퉁이들을 회전할 수 있도록 한다. 만약 상기 반작용 플레이트가 원형이라면, 상기 선형 유도 모터는 상기 차량을 회전하게 할 수 있다.

도 1 내지 도 4에 개시된 대표적인 실시예에서, 상기 선형 유도 모터 유닛(30)은 상기 탑승 차량(20)의 이동 방향으로 일정한 간격의 일직선 관계에서 상기 플룸(flume, 10)의 슬라이딩 면(16) 아래에 위치하고, 상기 반작용 플레이트(32)는 상기 차량(20)의 바닥에 설치된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 각각의 선형 유도 모터 유닛(30)은 직사각형 모양이고 상당히 평평하다. 본 실시예에서, 각각의 선형 유도 모터 유닛(30)의 치수는 길이 500mm, 너비 250mm, 높이 85mm이고, 480V, 60Hz 교류 전류원과 20%의 듀티 사이클(duty cycle)에서 600N의 추력을 제공한다. 물론 다른 치수, 전압, 주파수 및 다른 듀티 사이클들이 요구된 추력(thrust)을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.

상기 선형 유도 모터 유닛(30)이 상기 슬라이딩 면(16) 바로 아래에 위치하고, 상기 측벽(18) 중앙에 위치하도록 플룸 프레임(34)에 세로로 설치된다. 상기 선형 유도 모터 유닛(30)의 위쪽 면이 상기 슬라이딩 면(16)의 전부 혹은 일부를 선택적으로 형성한다. 어느 경우에도, 상기 선형 유도 모터 유닛(30)의 기능적인 부분들(functioning portions)은 상기 슬라이딩 면(16) 아래에 위치한다. 비용을 줄이기 위하여 각각의 선형 유도 모터 유닛(30)은 인접한 선형 유도 모터 유닛(30)과 일정한 간격을 두고 있다. 본 실시예에서, 상기 선형 유도 모터 유닛(30)은 571.5mm 이격되어 있다. 상기 선형 유도 모터 유닛(30)은 제어가능한 전원 공급기(36)에 전기적으로 연결된다.

본 실시예에서 상기 반작용 플레이트(32)는 대체로 납작하고 직사각형 모양이다. 다른 실시예들에서는, 예를 들어 타원형, 원형 또는 정사각형 등 다른 모양의 반작용 플레이트들(32)이 사용될 수 있다. 본 실시예에서 상기 반작용 플레이트(32)는 1/8 인치 1050, 1100, 1200 혹은 5005 알루미늄 시트(sheet)와 상기 알루미늄 시트 위에 부착된 3/32 인치 A36 아연 도금된 강철이다. 상기 반작용 플레이트(32)는 길이가 72인치이고 너비가 18인치이고, 상기 강철 시트의 너비가 상기 알루미늄 시트(sheet)의 너비보다 2인치 좁기 때문에 상기 알루미늄 시트가 양쪽에서 2인치까지 강철 시트의 너비를 넘어서 연장할 수 있다. 적당한 반작용 플레이트들의 예시는 본 출원과 동시에 출원되고 참고 자료로써 본 출원과 함께 제출된 발명의 명칭이 "Reaction Component for a Linear Induction Motor"인 공동 소유의 출원에서 상세하게 설명된다.

상기 반작용 플레이트(32)는 상기 차량(20)의 바닥에 부착되고 상기 차량 바닥 면(vehicle bottom surface, 22)과 상기 플룸 슬라이딩 면(16) 사이의 매끄러운 경계면을 제공하기 위하여 상기 차량 바닥 면(22)에 의해 덮여질 수 있다. 상기 반작용 플레이트(32)와 상기 선형 유도 모터 유닛(30) 사이의 거리는 상기 선형 유도 모터 유닛(30)에 의해 상기 차량(20)에 공급되는 힘을 증가하기 위하여 최소화될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 차량의 바닥 면(22)은 비닐 고무로 만들어지고 상기 반작용 플레이트(32)와 상기 선형 유도 모터 유닛(30) 사이의 간격은 운행 중에 약 3/8인치 내지 5/8인치이다. 섬유 유리와 같은 다른 물질들이 상기 차량 바닥 면(22) 용으로 사용될 수 있다. 상기 차량(20)은 상당히 고른 무게 분배를 가지거나 자신의 뒤쪽에 다소 큰 무게를 가지도록 적재되어 상기 차량 바닥 면(22)과 상기 슬라이딩 면(16) 사이의 근접 상태를 유지하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이딩 면(16)이 상기 플룸 프레임(34)에 의해 지지 되도록 상기 플룸(10)은 지지 구조들을 구비한다. 도관(conduit, 38)은 전선들(미도시)을 수용하고 상기 슬라이딩 면(16)과 상기 측벽(18) 사이에 새는 물을 내리막으로 흘려 보내기 위하여 상기 슬라이딩 면(16) 아래에 구비된다. 안전을 보장하기 위하여 모든 전기 부품들은 봉인되어 있고 이중으로 지락(ground faulted) 되어 있다.

또한, 본 실시예에서 상기 플룸(10)은 상기 도시된 섹션의 상부 쪽이나 전체에 걸쳐 있는 근접 센서들(proximity sensors, 40)을 구비하여 상기 차량의 속도 함수로써 상기 선형 유도 모터 유닛(30)에 공급되는 전압 및 전원 주파수가 변화될 수 있도록 함으로써 상기 차량이 원하는 속도로 상기 도시된 섹션의 출구 끝(14)에 도달하도록 보장한다. 그런 근접 센서들은 예를 들어, 유도 근접 검출기들이 될 수 있다. 사용될 수 있는 근접 센서의 일 모델은 Turck Weld Field Immune Proximity Sensor 1646631이다.

작동 중, 상기 도시된 플룸 섹션(10)은 예를 들어, 측벽에 위치한 우묵히 들어간 워터 제트들(water jets)과 상기 플룸의 좀 더 높은 지점에서 흐르는 물 등과 같은 많은 알려진 수단들을 이용하여 물을 공급받는다. 물은 상기 차량의 바닥 면(22)과 상기 플룸의 슬라이딩 면(16) 사이에 미끄럼을 제공하여 상기 차량(20)이 섹션 위로 움직이도록 한다. 본 발명의 실시예에서, 상기 슬라이딩 면(16) 위의 수 층은 깊이가 1 내지 3mm 이지만, 다른 깊이의 수 층이 사용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

운행을 시작할 때, 상기 차량(20)은 상기 플룸의 출발 지점(미도시)으로부터 상기 플룸을 따라 나아가게 된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 선형 유도 모터는 구동 컨트롤러(drive controller)에 의해 제어된다. 특히, 상기 차량(20)이 상기 도시된 섹션에 접근하면 상기 도시된 섹션의 상부에 설치된 근접 센서(40)는 이러한 각각의 근접 센서들(40) 사이에서의 상기 차량(20)의 속도를 측정한다. 상기 속도 정보는 상기 측정된 속도를 기초로 상기 선형 유도 모터 유닛(30)에 공급되는 전압과 주파수를 계산하는 프로세서(42)에 전달된다. 상기 선형 유도 모터 유닛(30)은 상기 차량(20)이 원하는 속도로 상기 도시된 플룸 섹션(10)의 출구 끝(14)에 도착하도록 보장하기 위하여 충분한 힘을 제공한다. 상기 계산의 정확성을 향상시키기 위하여 차량 무게 감지기들(vehicle weight detectors, 도면에 도시되지 않음)이 운행 시작 단계에서 사용될 수 있다. 그때, 상기 프로세서(42)는 상기 전원 공급기(36)를 제어하여 이러한 전압과 주파수를 상기 선형 유도 모터 유닛(30)에 공급한다.

상기 차량(20)이 상기 도시된 플룸 섹션(10)에 오르면, 상기 선형 유도 모터 유닛(30)에 의해 발생 된 자기장이 상기 차량(20)의 바닥에 부착된 반작용 플레이트(32)에 선형 추력을 제공하고, 상기 차량(20)이 자신의 속도를 유지하면서 상기 도시된 섹션(10) 위로 가속하도록 한다. 상기 차량(20)이 상기 도시된 섹션(10) 위로 나아갈 때, 다른 근접 센서들(40)은 상기 차량(20)의 속도를 감시하고 상기 선형 유도 모터 유닛(30)에 공급되는 전원이 그에 따라 조절된다. 본 실시예에서, 상기 차량(20)이 상기 동력이 부여된 선형 유도 모터 유닛(30) 위에 있을 때, 상기 선형 유도 모터 유닛(30)은 순차적으로 동력을 공급받아 상기 차량(20)에 추력을 제공한다.

위에서 언급한 상기 근접 센서들(40)이 상기 차량(20)의 위치를 탐색하는 동안, 다른 센서들은 하나 혹은 그 이상의 위치, 직선 속도(linear speed), 회전 속도와 상기 차량(20)의 이동 방향을 측정하기 위해 사용될 수 있고, 상기 선형 유도 모터 유닛(30)이 상기 차량(20)의 움직임을 원하는 방식(예를 들어 상기 차량(20)을 감속하거나 회전을 천천히 하거나 움직임의 방향을 전환하는 것과 같은)으로 영향을 미치기 위한 동작을 수행하도록 유도할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 상기 차량이 경사를 오르도록 도울 수 있는 직접 접촉하는 외부 힘에 대한 요구를 감소시키고, 승객의 안락과 심미감을 증가시키면서 운행의 안전을 향상시킨다.

본 실시예는 놀이기구 구조물(amusement ride feature)로써 설명되고 있지만, 본 발명이 그런 놀이기구 구조물을 구체화하는 놀이기구, 상기 놀이기구에서 차량의 움직임에 영향을 미치는 선형 유도 모터를 사용하는 방법, 선형 유도 모터가 구비된 놀이기구에서의 사용을 위한 반작용 플레이트를 구비하는 놀이기구 차량과 슬라이딩 면 아래에 설치된 선형 유도 모터 유닛을 구비하는 선형 유도 모터를 이용한 슬라이딩 면 등에 적용 가능하다는 것은 자명하다.

본 실시예에서 놀이기구는 수상 슬라이드(waterslide)를 이용한 놀이기구로써 설명되고 있지만, 본 발명은 소위 드라이 놀이기구(dry rides)를 포함하는 물이 없는 슬라이딩 놀이기구에 적용될 수 있다. 일 예로써, 테플론(TEFLON^TM) 같은 낮은 마찰의 코딩을 구비하는 슬라이딩 면 위에서 차량이 미끄러지는 놀이기구가 될 수 있다.

더욱이, 본 실시예는 플룸 놀이기구 환경에서 상세하게 설명되고 있지만, 본 발명은 다른 종류의 슬라이딩 놀이기구들에도 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 도 6은 놀이기구 차량이 방출돼서 중앙 쪽으로 나사 모양으로 나아가도록 하기 전에 보울(bowl) 주변에서의 차량 움직임을 유지하기 위하여 상기 보울 주위에 선형 유도 모터 유닛(30)을 끼워 넣은 보울 모양의 놀이기구(bowl-style ride) 또는 놀이기구 구조물(ride feature)을 도시하고 있다. 그런 보울 방식의 놀이기구는 2006년 5월 16일에 발행된 미국 디자인 제 521,098호에 상세히 설명되어 있다. 도 7은 놀이기구 차량이 퍼늘을 따라 변동하면서 진폭을 증가하거나 감소하기 위하여 측면들을 따라 선형 유도 모터 유닛(30)을 끼워 넣은 퍼늘 모양의 놀이기구(funnel-style ride) 특징을 도시하고 있다. 이 깔때기(funnel) 모양의 놀이기구는 측면에서 방향 전환되는 완전한 깔때기이고, 도 7에서, 내부 구조를 보이기 위하여 상기 깔때기의 위쪽 부분이 절단되었다. 그런 깔때기 놀이기구는 2005년 2월 22일에 발행된 미국 특허 제 6,857,964호와 2006년 6월 6일에 발행된 미국 특허 제 7,056,220호와 2006년 5월 4일 출원되어 함께 계류중인 미국 출원번호 11/381,557에 상세히 설명되어 있다. 도 8에서 도시하고 있는 본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명은 직선 경사를 지나 커브 경사로 올라가는 놀이기구 차량을 가속하기 위하여 사용될 수 있다.

본 발명은 놀이기구 중간에 있는 오르막 섹션으로써 설명되었지만, 놀이기구의 다른 섹션들에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 상기 선형 유도 모터 유닛(30)은 놀이기구 차량(20)을 가속하면서 운행을 착수하기 위하여 출발 지점에서의 수평한 섹션에 설치될 수 있다. 다른 방법으로, 승객을 태운 놀이기구 차량(20)을 첫 번째 오르막 정상으로 운반하거나 빈 차량(20)을 높은 출발 지점으로 복귀하도록 하기 위해 상기 출발 지점 근처의 오르막 섹션에 선형 유도 모터 유닛(30)이 설치될 수 있다. 더욱이, 놀이기구 차량(20)이 운행이 끝나는 지점이나 출발 지점에 접근할 때 속도를 감소하기 위하여 운행이 끝나는 지점에 선형 유도 모터 유닛(30)이 설치될 수 있다. 실제로 상기 놀이기구 차량(20)의 강하율(the rate of descent)을 제어하기 위하여 내리막 섹션에 선형 유도 모터 유닛(30)이 설치될 수 있다.

다른 변형들이 가능하다. 예를 들어, 하나의 반작용 플레이트(32)만을 가지는 놀이기구 차량(20) 대신에 다중의 반작용 플레이트를 가질 수 있다. 더욱이, 도 9에 도시된 바와 같이, 플룸(10)의 슬라이딩 면(16) 아래에 설치된 선형 유도 모터 유닛(30)과 놀이기구 차량(20) 바닥에 설치된 반작용 플레이트(32) 대신에 상기 선형 유도 모터 유닛(30)은 상기 슬라이딩 면(16) 외부에서 상기 플룸(10)의 측벽(18)과 평행하게 설치될 수 있고, 상기 반작용 플레이트들(32)은 상기 차량(20)이 상기 플룸(10) 안에 있을 때 상기 플룸의 측벽(18)과 평행하도록 상기 차량(10)에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 선형 유도 모터는 상기 차량(20)의 속도를 유지하거나 가속하기 위하여 사용되지만, 또한 상기 차량(20)에 다른 동작 제어를 제공하기 위하여 사용될 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 상기 선형 유도 모터는 상기 차량(20)을 감속하거나 경사 아래로 가속하는 것을 방지하거나 실제로 정지하거나 방향을 전환하는 데 사용될 수 있다. 더욱이, 다른 선형 유도 모터 유닛(30)과 반작용 플레이트(32) 배치에서, 상기 선형 유도 모터는 상기 놀이기구 차량(20)이 회전할 수 있도록 하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어 터닝 모멘트(turning moment)가 상기 반작용 플레이트(32)에서 발생 되도록 상기 선형 전동력(linear motor force)이 중앙에서 벗어나 배열될 수 있다. 선택적으로, 인접한 선형 유도 모터 유닛(30)은 상기 터닝 모멘트를 생성하기 위해 반대 방향으로 밀어낼 수 있다. 선택적으로, 서로 각도 관계에 있는 다중 선형 유도 모터 부 셋(LIM unit sets)의 선택적인 동작이 상기 놀이기구 차량(20)을 각각 서로 다른 궤도들을 따르도록 야기할 수 있다. 또한 상기 선형 유도 모터는 상기 놀이기구 차량(20)이 코너들 주위를 주행하도록 야기하거나 조력할 수 있다. 물론, 이러한 움직임들의 조합 또한 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 8에서 도시한 바와 같이, 선형 유도 모터가 상기 놀이기구 차량이 감속하면서 회전하도록 야기하거나 코너 주위를 주행하면서 가속하도록 야기할 수 있다.

선택적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 선형 유도 모터는 다른 주행 움직임을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 오르막 섹션(52) 이후에 내리막 섹션(50)을 포함하는 주행 특성에서, 상기 차량(20)이 내리막 섹션(50)으로 내려오거나 오르막 섹션(52)으로 올라갈 때 상기 선형 유도 모터는 상기 차량이 특정한 높이에 도달하도록 운용될 수 있다. 상기 선형 유도 모터는 상기 차량(20)이 오르막 섹션(52)의 아래 방향과 내리막 섹션(50)의 윗 방향으로 미끄러지도록 하기 위하여 비활성화될 수 있다. 상기 차량(20)이 원하는 속도로 오르막 섹션(52)의 정상에 도달하도록 상기 선형 유도 모터가 재가동되면 상기 차량(20)은 그때 내리막 섹션(50)의 아래 방향과 오르막 섹션(52)의 윗 방향으로 미끄러질 것이다.

상기 도시된 실시예에서 상기 차량(20)은 바닥이 평평한 래프트(flat-bottomed raft)로써 설명되고 있지만, 본 실시예에 따른 상기 차량(20)은 예를 들어, 튜브 모양의 차량(inner-tube-style vehicle), 다중 승객 차량(multi-rider vehicle), 혹은 플랫폼 차량(platform vehicle)과 같이 슬라이딩 놀이기구에서 적어도 한 명의 승객을 운반하도록 구성된 차량일 수 있다는 것은 자명할 것이다. 상기 선형 유도 모터 구동(linear induction motor drive)이 상기 슬라이딩 면(16) 아래에 설치된 선형 유도 모터 유닛(30)과 상기 놀이기구 차량(20) 바닥에 설치된 반작용 플레이트(32)를 포함하는 것으로서 설명되고 있지만, 다른 적당한 구조 또는 형상들이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 상기 선형 유도 모터 유닛(30)은 배터리에 의해 동력이 공급되고 원격으로 제어되도록 상기 놀이기구 차량(20) 바닥에 설치될 수 있고, 다중 반작용 플레이트들(32)은 상기 슬라이딩 면(16) 아래에 설치될 수 있다.

플룸(10), 선형 유도 모터 유닛(30), 반작용 플레이트(32)와 다른 구조물(feature)이 특정 치수(dimensions)를 가지고 있고, 특정 물질들로 만들어지는 것으로 설명되고 있지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 아니하는 범위에서 당업자가 다른 치수들과 물질들을 사용할 수 있음은 자명하다.

더욱이, 상기 도시된 실시예들의 선형 모터는 선형 유도 모터로써 설명되고 있지만, 선형 동기 모터들(linear synchronous motors)과 같은 다른 종류의 선형 모터들이 사용될 수 있음은 자명하다.

마지막으로, 본 발명의 실시예들에서 사용된 특별한 선형 유도 모터의 구체적인 세부사항들이 몇 가지 경우들에서 제공되었다. 그러나, 다른 구성(configurations), 사양(specifications)와 치수(dimensions)를 갖는 다른 종류의 선형 유도 모터들 또한 본 발명의 범위를 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (6)

1. 차량(20)을 지탱하는 놀이기구의 슬라이딩 면(16)에 있어서,
   상기 차량(20)은 적어도 한 명의 승객을 운반하고 적어도 하나의 반작용 구성 요소를 구비하며,
   상기 슬라이딩 면(16)은 상기 슬라이딩 면(16) 바로 밑에 위치하고, 상기 슬라이딩 면(16) 위에 있는 상기 차량(20)의 슬라이딩 동작을 적어도 부분적으로 제어하도록 상기 차량(20)에 부착된 적어도 하나의 반작용 구성요소와 상호 작용하는 복수의 선형 유도 모터 유닛(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 놀이기구 슬라이딩 면.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬라이딩 면(16)은 수상 슬라이드 플룸의 바닥 면임을 특징으로 하는 놀이기구 슬라이딩 면.
3. 적어도 한 명의 승객을 운반하고 놀이기구 슬라이딩 면(16) 위에서 미끄러지도록 구성된 놀이기구 차량(20)에 있어서,
   상기 차량(20)은 상기 슬라이딩 면(16) 위에 있는 상기 차량(20)의 슬라이딩 동작을 적어도 부분적으로 제어하는 선형 유도 모터 유닛(30)과 상호 작용하는 적어도 하나의 반작용 플레이트(32)를 구비함을 특징으로 하는 놀이기구 차량.
4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 반작용 플레이트(32)는 상기 차량(20)의 바닥 근처에 설치되고, 상기 차량(20)과 평행하게 설치되는 것을 특징으로 하는 놀이기구 차량.
5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 반작용 플레이트(32)는 상기 슬라이딩 면(16)을 따라 미끄러지는 차량 바닥 면에 의해 덮여지는 것을 특징으로 하는 놀이기구 차량.
6. 제5항에 있어서, 상기 놀이기구 차량(20)은 수상 슬라이드 차량(waterslide vehicle)이고, 상기 슬라이딩 면(16)은 플룸의 바닥 면임을 특징으로 하는 놀이기구 차량.

Images