CN102273054B - 涡流式减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡流式减速装置。减速装置包括：制动盘，其固定在车辆的旋转轴上；永磁铁，其配置为与制动盘的主面面对且磁极沿圆周方向交替不同；旋转构件，其保持永磁铁且具有开关制动盘，该旋转构件能够旋转地支承于旋转轴；开关制动钳，其固定于车辆的非旋转部，具有用于在中间夹持开关制动盘的制动衬块；行星轮机构的电动式直动驱动器，其将电动机的旋转运动转换成直线运动而直线驱动制动衬块，减速装置通过具有上述构件，能够实现小型化，即使是不格外搭载压缩空气罐等的中小型车辆，也能引入该减速装置。

Description

涡流式减速装置

技术领域

本发明涉及一种使用永磁铁的涡流式减速装置，特别是涉及一种适用于不格外搭载压缩空气罐等的中小型的公共汽车、卡车等的涡流式减速装置。

背景技术

在卡车、公共汽车等的大型车辆中，除了作为主制动器的脚踏式制动器(foot brake)(摩擦制动)以外，还将发动机制动、排气制动用作辅助制动。近年来，随着车辆发动机的小排气量化的进展，发动机制动、排气制动的能力下降，因此多引入涡流式减速装置(以下也简称为“减速装置”)来强化辅助制动器。

减速装置为了产生形成制动力的磁场，大致分为使用电磁铁的方式和使用永磁铁的方式，但最近，在制动时不需要通电的永磁铁方式成为主流。

例如，在专利文献1中公开了一种大型车辆所引入的永磁铁方式的减速装置的通常结构。在该文献公开的减速装置中，在传动轴(propeller shaft)等旋转轴上固定作为制动构件的筒状的转子，在该转子的内侧配置环状构件，该环状构件上环绕设置有多个永磁铁，通过使该环状构件移动到规定的位置，能够进行制动和非制动的切换。

通常，在大型车辆中，使用压缩空气作为驱动各种装备的动力源，所以搭载有用于贮存压缩空气的压缩空气罐。因此，在大型车辆所引入的减速装置中，为了进行制动和非制动的切换，作为让用于保持永磁铁的环状构件移动的驱动装置，采用将来自压缩空气罐的压缩空气充分利用为动力源的气动式驱动器(pneumatic actuator)。

另外，不仅大型车辆，在中小型的卡车、公共汽车等中也希望强化辅助制动器，引入比以往小型且轻型化的永磁铁方式的减速装置的要求日益高涨。

但是，这些中小型车辆多不搭载压缩空气罐。因此，在中小型车辆所引入的减速装置中，当进行制动和非制动的切换时，不能将压缩空气用作使环状构件移动的动力源，无法采用气动式驱动器。

而且，在上述专利文献1公开的减速装置中，使环状构件移动到制动位置和非制动位置的驱动器的行程较大，所需的力也较大，因此不得不将驱动器的尺寸设计得较大，难以实现在向中小型车辆的引入方面所要求的减速装置的小型化。

作为应对上述问题的技术，例如在专利文献2、3中提出了一种以不使通过环绕设置永磁铁形成的环状构件移动的方式进行制动和非制动的切换的减速装置。同文献所提出的减速装置在旋转轴上固定作为制动构件的筒状的转子，在该转子的内侧，借助轴承将支承环以能旋转的方式支承于旋转轴，该支承环在外周面上固着有多个永磁铁，此外该减速装置在支承环上安装有制动盘(brake disc)，相对于该制动盘设置有开关制动器。

采用上述专利文献2、3所提出的减速装置，在非制动时处于未使开关制动器工作的状态，转子与旋转轴一并旋转，与此相伴地，支承环在永磁铁和转子的磁吸引作用的作用下与转子同步地一体旋转，不产生制动力。

另一方面，在制动时，通过使构成开关制动器的驱动器工作，使制动衬块(brake pad)压接于与支承环一体地旋转的制动盘，从而使支承环停止旋转。由此，在来自停止后的支承环中的永磁铁的磁场的作用下，在旋转中的转子的内周面产生涡流，在转子中产生制动力。

在上述专利文献2、3所提出的减速装置中，采用盘式制动器作为切换制动和非制动的开关制动器，因此能够减小驱动器的冲程，可以实现减速装置的小型化。

但是，要求开关制动器有如下性能，即，能够输出比由涡流产生的制动力大的转矩，且能使支承环的旋转快速停止。在上述专利文献2、3所提出的减速装置中，为了满足上述要求，作为构成开关制动器的驱动器，采用将油、压缩空气作为动力源的流体压驱动器。

因此，上述专利文献2、3所提出的减速装置在采用压缩空气作为开关制动器的动力源的情况下，需要设置压缩空气罐，在采用油作为开关制动器的动力源的情况下，需要设置液压设备、配管系统，很难在不格外搭载这些设备的中小型车辆中引入该减速装置。

专利文献1：日本特开平4-12659号公报

专利文献2：日本特开平4-331456号公报

专利文献3：日本实开平5-80178号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述问题而做成的，目的在于提供一种能够实现小型化，并且即使在不格外搭载压缩空气罐等的中小型公共汽车、卡车等中也能引入的涡流式减速装置。

用于解决问题的方案

本发明人为了达到上述目的，反复进行了潜心研究，结果发现为了既能实现小型化，又能引入不格外搭载压缩空气罐等的中小型车辆中，采用使用了电动式直动驱动器的制动盘作为进行制动和非制动的切换的开关制动器，并且采用行星轮机构作为该电动式直动驱动器是有效的，由此完成了本发明。

本发明的涡流式减速装置包括：制动盘，其固定在车辆的旋转轴上；永磁铁，其与上述制动盘的主面面对地遍布圆周方向且磁极交替不同地配置；旋转构件，其用于保持上述永磁铁，并且具有开关制动盘，旋转构件能旋转地支承于上述旋转轴；开关制动钳(switch brake caliper)，其固定于车辆的非旋转部，具有用于在中间夹持上述开关制动盘夹的制动衬块；电动式直动驱动器，其将电动机的旋转运动转换成直线运动而直线驱动上述制动衬块，其特征在于，

上述电动式直动驱动器在与上述电动机的主轴一体旋转的转子轴的外周面和与上述转子轴同轴心状地包围上述转子轴的外环构件的内周面之间夹设多个行星轮，随着上述转子轴的旋转，上述各行星轮绕上述转子轴自转且公转，在上述外环构件的内周面上设置有螺旋凸条，并且在上述各行星轮的外周面上以与上述螺旋凸条相等的间距设置有供上述螺旋凸条啮合的圆周槽，或者在上述各行星轮的外周面上设置有间距与上述螺旋凸条的间距相等、螺纹升角与上述螺旋凸条不同的供上述螺旋凸条啮合的螺旋槽，上述外环构件与随着上述转子轴的旋转而发生的上述各行星轮的自转和公转相对应地沿轴向移动，随着上述外环构件的轴向移动，直线驱动上述制动衬块。

另外，优选在上述减速装置中，上述开关制动钳隔着缓冲件固定在车辆的非旋转部上。

发明的效果

采用本发明的涡流式减速装置，由于采用盘式制动器作为制动和非制动的切换的开关制动器，因此能够减小用于驱动该盘式制动器的驱动器的行程，可以实现装置的小型化。而且，本发明的减速装置使用将电流作为动力源的电动式直动驱动器来进行制动和非制动的切换，因此即使是不格外搭载压缩空气罐等的中小型车辆，也能容易地引入该减速装置。

附图说明

图1是表示本发明的涡流式减速装置的结构例的纵剖视图。

图2是表示本发明的涡流式减速装置中的电动式直动驱动器的结构例的图，图2的(a)表示纵剖视图，图2的(b)表示图2的(a)的A-A剖视图。

图3是表示对于开关制动器引起的冲击的在构造上的缓和对策的一例的示意图。

图4是表示对于开关制动器引起的冲击的在构造上的缓和对策的另一例的示意图。

图5是表示对于开关制动器引起的冲击的在构造上的缓和对策的另一例的示意图。

图6是说明在驱动器具有保持功能的情况下，对于开关制动器引起的冲击的在控制上的缓和对策的一例的时间图。

图7是表示用于把握驱动器的适当的推压力的制动盘和旋转构件的旋转速度差以及转矩的相关关系的示意图。

图8是说明在驱动器没有保持功能的情况下，对于开关制动器引起的冲击的在控制上的缓和对策的一例的时间图。

具体实施方式

下面，详细说明本发明的涡流式减速装置的实施方式。

1.涡流式减速装置的基本结构

图1是表示本发明的涡流式减速装置的结构例的纵剖视图。本发明的涡流式减速装置是永磁铁式的装置，如图1所示包括：制动盘1；旋转构件3，其用于保持永磁铁5，并且具有开关制动盘6；开关制动钳7，其具有用于将开关制动盘6夹持在中间的制动衬块8a、8b；电动式直动驱动器9，其用于驱动开关制动钳7。

制动盘1是作为制动构件的转子，能与传动轴等旋转轴11一体地旋转。具体而言，与旋转轴11同轴地利用螺栓等固定连结轴12，带凸缘的套筒13利用花键与该连结轴12啮合，该连结轴12插入在套筒13中且被螺母14固定。制动盘1利用螺栓等固定在与旋转轴11一体化的套筒13的凸缘上，由此能够与旋转轴11一体地旋转。

在制动盘1的外周设置有散热片2。该散热片2与制动盘1一体地成形。在制动盘1上采用铁等强磁性材料、铁素体类不锈钢等弱磁性材料。

旋转构件3是用于使作为转子的制动盘1产生制动力的定子，其构成为能相对于旋转轴11旋转。具体而言，旋转构件3是与连结轴12同轴心状的环状构件，其借助轴承15a、15b支承于与旋转轴11一体化的套筒13，由此旋转构件3能够相对于旋转轴11自如旋转。在轴承15a、15b中填充有润滑脂，利用安装在旋转构件3的前后两端的环状的密封构件16a、16b防止该润滑脂的漏出。

旋转构件3具有与制动盘1的主面面对且用于保持永磁铁5的磁铁保持盘4。该磁铁保持盘4可以与旋转构件3一体成形，也可以独立地成形而利用螺栓等固定在旋转构件3上。在磁铁保持盘4的与制动盘1的主面面对的面上，遍布圆周方向地固着有多个永磁铁5。使相邻的永磁铁5彼此的磁极(N极、S极)交替不同地配置该永磁铁5。

此外，旋转构件3在磁铁保持盘4的后方具有开关制动盘6。开关制动盘6利用螺栓等安装在旋转构件3上，且与旋转构件3一体化。

开关制动钳7在前后具有一对制动衬块8a、8b，在制动衬块8a、8b之间配置开关制动盘6，在设置了规定的间隙而夹持该开关制动盘6的状态下，开关制动钳7在搭载有弹簧的螺栓等的作用下被施力和支承于托架17。如后详述，该托架17安装在车辆的底盘(chassis)、车架横梁(cross member)等非旋转部上。

另外，图1所示的托架17在开关制动盘6的后方包围旋转构件3，其借助轴承18能旋转地支承于旋转构件3。在该轴承18中也填充有润滑脂，利用安装在托架17的前后两端的环状的密封构件19a、19b防止该润滑脂的漏出。

电动式直动驱动器9利用螺栓等固定在开关制动钳7上。电动式直动驱动器9以施加于电动机10的电流作为动力源，用于将电动机10的旋转运动转换成直线运动，使后侧的制动衬块8b朝向开关制动盘6进行直线驱动。由此，后侧的制动衬块8b推压开关制动盘6，在相应地产生的反作用力的作用下，前侧的制动衬块8a向开关制动盘6移动，结果能够利用前后的制动衬块8a、8b强力地夹持开关制动盘6。

采用该种结构的减速装置，在非制动时，处于不对电动机10通电且不使电动式直动驱动器9工作的状态。此时，随着制动盘1与旋转轴11一体地旋转，旋转构件3在制动盘1和被与旋转构件3一体的磁铁保持盘4保持的永磁铁5的磁吸引作用下与制动盘1同步地一体旋转。此时，在作为转子的制动盘1和作为定子的旋转构件3中的永磁铁5之间不产生相对性的旋转速度差，因此不产生制动力。

另一方面，在制动时，对电动机10通电而使电动式直动驱动器9工作。由此，与旋转构件3一体旋转的开关制动盘6被制动衬块8a、8b夹紧，能够使旋转构件3快速停止旋转。如果在制动盘1旋转时仅使旋转构件3停止旋转，则在作为转子的制动盘1和作为定子的旋转构件3中的永磁铁5之间产生相对旋转速度差，因此在来自永磁铁5的磁场的作用下，在制动盘1的主面产生涡流，能够借助制动盘1在旋转轴11产生制动力。

这样，本发明的减速装置采用盘式制动器作为用于进行制动和非制动的切换的开关制动器(switch brake)，因此能够减小用于驱动该盘式制动器的驱动器的行程，可以实现减速装置的小型化。而且，本发明的减速装置采用将电流作为动力源的电动式直动驱动器来进行制动和非制动的切换，因此即使是不格外搭载压缩空气罐等的中小型车辆，也能容易地引入该减速装置。

此外，在本发明的减速装置中，由于在与旋转构件一体的磁铁保持盘上的与制动盘的主面面对的面上固着有永磁铁，因此与以往的减速装置那样地在支承环的外周面上粘着有永磁铁的结构相比，容易制作永磁铁，能实现低成本化。这是因为，以往的减速装置所用的永磁铁需要加工成沿支承环的外周面的曲面形状，但本发明的减速装置所用的永磁铁是容易加工的平面形状。

2.电动式直动驱动器的结构

通常使用滚珠丝杠机构、滚珠斜道(ball ramp)机构作为电动式直动驱动器。滚珠丝杠机构、滚珠斜道机构的电动式直动驱动器利用使滚珠沿具有螺纹导程(lead)的螺牙、倾斜凸轮面移动的运动转换机构，将电动机的旋转运动转换成直线运动。

但是，滚珠丝杠机构等的电动式直动驱动器虽然具有能在一定程度上增加直线运动的驱动力的功能，但有时不能充分地确保使开关制动盘即旋转构件快速停止旋转的程度的力倍增功能。为了提高力倍增功能，可以减小螺纹的螺纹升角、凸轮面的倾斜角，但在采用滚珠丝杠机构的情况下，当减小螺纹的螺纹升角时，滚珠直径变小，负荷容量降低。另外，在采用滚珠斜道机构的情况下，当减小凸轮面的倾斜角时，不能充分地确保直线运动的行程。

为了应对上述这些不良，优选在本发明的减速装置中，采用能够充分地确保直线运动的驱动力的力倍增功能的电动式直动驱动器来进行制动和非制动的切换，例如可以采用下述图2所示的那样的行星轮机构的电动式直动驱动器。

图2是表示本发明的涡流式减速装置中的电动式直动驱动器的结构例的图，图2的(a)表示纵剖视图，图2的(b)表示图2的(a)的A-A剖视图。电动式直动驱动器9利用圆筒状的壳体21构成其轮廓，在其后端安装有电动机10。

壳体21固定在上述图1所示的开关制动钳7上。圆筒状的外环构件22不能旋转且能沿轴向滑动地插入在壳体21的内侧，在壳体21的中心轴线上配置有相当于电动机10的主轴的转子轴24。该转子轴24也可以与电动机10的主轴分别独立地成形，形成为与该主轴相连结的结构。

在转子轴24的外周面与外环构件22的内周面之间配置有多个圆筒状的行星轮25。在图2中表示的是配置有四个行星轮25的例子。

转子轴24、各行星轮25和外环构件22沿径向具有负间隙地配置，径向的预负荷作用于该转子轴24、各行星轮25和外环构件22。由此，随着电动机10的输出，转子轴24旋转，从而各行星轮25绕转子轴24自转且公转。具体而言，在转子轴24上，带凸缘的支架构件27插嵌于行星轮25的后方，盖构件35插嵌于行星轮25的前方。在壳体21的后端壁与支架构件27之间配置有推力球轴承32，支架构件27能绕转子轴24旋转地被支持。在转子轴24的前端部与盖构件35接触地嵌入有C形环36，支架构件27、行星轮25和盖构件35被该C形环36限制沿轴向的移动。

支承轴28分别插入在各行星轮25中，各支承轴28贯穿盖构件35和支架构件27的凸缘且利用螺栓等固定在支架构件27上。各行星轮25借助滚针轴承29能旋转地支承于各个支承轴28，并且利用配置在各行星轮25与支架构件27的凸缘之间的推力球轴承30以也能相对于支架构件27旋转地方式支承各行星轮25。

采用上述结构，当转子轴24旋转时，各行星轮25能够绕转子轴24自转且公转。

此外，与各行星轮25绕转子轴24自转且公转的结构相对应地，外环构件22构成为沿轴向移动。具体而言，在各行星轮25转动接触的外环构件22的内周面上设置有两条螺旋槽，在各螺旋槽中周向安装有矩形截面的条构件。利用这些条构件在外环构件22的内周面上形成两条螺旋凸条23。另一方面，在各行星轮25的外周面上设置有梯形截面的一条螺旋槽26，该螺旋槽26的间距与外环构件22的螺旋凸条23相等，螺纹升角与螺旋凸条23不同。

采用上述结构，外环构件22的螺旋凸条23与各行星轮25的螺旋槽26啮合，外环构件22在各行星轮25随着转子轴24的旋转而自转且公转的过程中沿轴向移动，从而能够直线运动。此时，根据螺旋凸条23与螺旋槽26的螺纹升角的差决定外环构件22的相对于转子轴24的旋转量的直线移动量，该螺纹升角的差越小，外环构件22的直线移动量越少，结果直线运动的减速率变大，能够增加直线运动的驱动力。

直线驱动部材31与外环构件22的前端相连结，上述图1所示的后侧的制动衬块8b与该直线驱动部材31相连结。由此，外环构件22的直线运动传递给直线驱动部材31，能够使后侧的制动衬块8b朝向开关制动盘6地直线驱动该制动衬块8b。届时，外环构件22借助与壳体21的内周面之间的大泛范围内的滑动被引导，因此外环构件22能够以稳定的姿势沿轴向移动，结果能够顺利地对后侧的制动衬块8b进行直线驱动。

另外，为了确保各行星轮25的外周面、各行星轮25转动接触的外环构件22的内周面和转子轴24的外周面的耐磨损性，对这些转动接触面实施表面硬化处理，在上述转动接触面中填充润滑脂。同样，也对彼此滑动的外环构件22的外周面和壳体21的内周面实施表面硬化处理，填充润滑脂。另外，利用安装在壳体21的前端和外环构件22的前端部的外周上的具有挠性的防尘罩(boots)33密封壳体21的内部，且利用安装在外环构件22的前端部的内侧的膜状密封件34密封壳体21的内部。

在图2所示的电动式直动驱动器9中，设置两条外环构件22的螺旋凸条23，设置一条行星轮25的螺旋槽26，这是因为通过设置多条的螺旋凸条23，能够扩大两者的螺纹升角的差的设定自由度。但是，只要能使两者的间距相等且使两者啮合，可以根据在两者间设定的螺纹升角的差来任意地设定上述条数。

另外，在图2所示的电动式直动驱动器9中，在行星轮25的外周面上设置有螺旋槽26，但也可以改变成如下结构，即，代替螺旋槽26地，设置以与螺旋凸条23相等的间距与螺旋凸条23啮合的圆周槽。

3.用于缓和开关制动器引起的冲击的结构

在本发明的减速装置中，如上所述，作为进行制动和非制动的切换的开关制动器，采用使用了行星轮机构的驱动器的盘式制动器，为了以优异的响应性产生作为辅助制动器的制动力，要求该开关制动器具有能快速地从非制动状态切换到制动状态的功能。根据该要求，与像主制动器采用的盘式制动器那样不锁定轮胎的旋转地在数秒间使轮胎停止旋转的结构不同，开关制动器利用制动衬块强力地夹紧开关制动盘，即使较长也能在1秒左右的瞬间使旋转构件停止旋转。

在该情况下，随着从非制动向制动的切换，旋转构件的旋转急速下降，因此特别是在旋转构件停止的瞬间，在反作用力的作用下，过大的冲击容易施加于开关制动钳。该冲击作用于用于支承开关制动钳的托架，还作用于用于支承托架的车辆的非旋转部，可能影响耐久性。

因此，优选在本发明的减速装置中，谋求用于缓和开关制动器引起的冲击的对策。下面，依次说明能够应用在本发明的减速装置中的构造上的对策和控制上的对策。

3-1.构造上的碰撞缓和对策

图3是表示对于开关制动器引起的冲击在构造上的缓和对策的一例的示意图。在该图中，在自前方轴向观察减速装置的状态下，表示开关制动钳的制动衬块8a、8b，在与该制动衬块8a、8b的配置关系上用点线表示旋转构件(定子)的开关制动盘6，并且用箭头表示该开关制动盘6的旋转方向。后述的图4和图5也用同样的方式表示。

如图3所示，与制动衬块8a、8b一并支承开关制动钳的托架17自左右的侧部分别突出有臂部41。各臂部41隔着防振衬套43和垫圈44被螺栓45和螺母46紧固而固定在与车辆底盘一体的车架横梁42上。防振衬套43是橡胶、聚氨酯等弹性材料。

采用图3所示的结构，在制动时，随着开关制动盘6(旋转构件)的停止而产生的碰撞能够被防振衬套43的弹性变形吸收而缓和。

图4是表示对于开关制动器引起的冲击在构造上的缓和对策的另一例的示意图，图5是表示该对策的另一例的示意图。如图4和图5所示，托架17自左右的侧部中的一方的侧部突出有臂部51。臂部51固定在支柱52上，该支柱52设置在车辆底盘上。

在图4所示的结构中，将带复位功能的减震器(shockabsorber)54安装在支柱52上，臂部51与该减震器54的前端抵接，并且臂部51贴靠在自支柱52突出的钩状的突片53地被保持。减震器54可以采用节流孔式、硅橡胶内置式的装置。

在图5所示的结构中，在臂部51与支柱52之间配置螺旋弹簧55，臂部51被螺栓56和螺母57紧固而固定在支柱52上。

采用图4和图5所示的结构，在制动时，随着开关制动盘6(旋转构件)的停止而产生的冲击能够被减震器54和螺旋弹簧55吸收而缓和。

3-2.控制上的碰撞缓和对策

为了缓和随着开关制动器引起的旋转构件(定子)的停止而产生的冲击，在旋转构件将要停止之前，缓和该旋转构件的旋转速度的急速下降，抑制旋转速度的时间上的变化是有效的。这能够通过控制对电动机施加的电流来实现。根据电动式直动驱动器是否具有保持功能，该电动机的电流控制的方法稍有不同。

驱动器的保持功能是指如下功能，即，在制动时，通过对电动机施加电流，使驱动器工作，制动衬块通过直线运动前进而对开关制动盘产生推压力，随后在停止施加电流时，维持制动衬块的位置而保持该推压力。在电动式直动驱动器具有保持功能的情况下，通过对电动机施加正负相反的电流，制动衬块沿反向进行直线运动而后退，推压力被解除。在电动式直动驱动器不具有保持功能的情况下，当停止向电动机通电时，利用推压力的反作用力使制动衬块自然后退，推压力被解除。

例如在采用上述图2所示的行星轮机构的驱动器的情况下，发现在为了增加直线运动的驱动力而将螺旋凸条23和螺旋槽26的螺纹升角的差较小地设定为0.3°以下时，驱动器具有保持功能。下面，区分成驱动器具有保持功能的情况和不具有保持功能的情况，说明在电动机的控制上的冲击缓和对策。

(1)驱动器具有保持功能的情况

图6是说明在驱动器具有保持功能的情况下的对于开关制动器引起的冲击的在控制上的缓和对策的一例的时间图，图6的(a)表示旋转构件(定子)的旋转速度，图6的(b)表示向电动机施加的外加电流值，图6的(c)表示驱动器的推压力，图6的(d)表示制动力。

如图6的(a)中a点所示，在从旋转构件(定子)与车辆的旋转轴和制动盘(转子)一并旋转的非制动状态切换到制动状态时，如图6的(b)中实线所示，对电动机以规定的电流值I施加电流。此时，根据制动切换时刻的旋转构件的旋转速度，设定对电动机的适当的施加电流值I。由此，驱动器工作而使制动衬块前进，如图6的(c)中实线所示，对开关制动盘产生驱动器的推压力。相应地如图6的(a)中实线所示，旋转构件的旋转速度下降，与此同时在制动盘与旋转构件之间产生旋转速度差，因此如图6的(d)所示，制动盘产生制动力。

另外，在上述图2所示的驱动器中，例如通过在壳体21的后端壁与推力球轴承32之间配置载荷传感器，能够监视驱动器的推压力

当推压力达到规定的推压力P后，如图6的(b)中实线所示，停止向电动机施加电流。此时，由于驱动器具有保持功能，因此如图6的(c)中实线所示，能够原封不动地维持驱动器的推压力。相应地如图6的(a)中实线所示，旋转构件的旋转速度进一步降低，最终如图6的(a)的c点所示，旋转构件停止旋转。制动盘在与停止了的旋转构件间的旋转速度差的作用下，继续产生制动力。

在从该状态切换到非制动状态时，如图6的(b)所示，对电动机施加与制动时的外加电流正负相反的电流。由此，驱动器工作而使制动衬块后退，如图6的(c)所示驱动器的推压力被解除，成为非制动状态。

在进行上述这种对于制动的切换操作时，为了以良好的响应性进行切换，缓和随着旋转构件的停止而产生的冲击，重要的是适当地设定对电动机施加的电流值。

例如如图6的(b)中虚线所示，在比较低地设定对电动机的施加电流值的情况下，如图6的(c)中虚线所示，驱动器的推压力是不充分的。在该情况下，如图6的(a)中虚线所示，旋转构件的旋转下降速度的变化变慢，不能在短时间内使旋转构件停止旋转。

另外，如图6的(b)中点划线所示，在比较高地设定对电动机的施加电流值的情况下，如图6的(c)中点划线所示，驱动器的推压力过度地变大。在该情况下，如图6的(a)中点划线所示，旋转构件的旋转下降速度的变化变大，能够在极短的时间内使旋转构件停止旋转，但另一方面在反作用力的作用下，冲击变得明显。

相对于此，如图6的(b)中实线所示，在将施加于电动机的电流值设定成适当的电流值I的情况下，如图6的(c)中实线所示，驱动器的推压力变成适度的推压力P。在该情况下，如图6的(a)中实线所示，在旋转构件的旋转速度急速下降后，在旋转构件将要停止之前，该旋转构件的旋转下降速度的变化变慢。由此，能够以良好的响应性进行切换，能够缓和随着旋转构件的停止而产生的冲击。

这里，在使旋转构件的旋转速度急速下降的同时，在旋转构件将要停止之前，能够使该旋转构件的旋转下降速度的变化变慢的驱动器的推压力是依赖于制动切换时刻的旋转构件的旋转速度的。因此，在设定对电动机的适当的施加电流值时，需要针对制动切换时刻的旋转构件的各旋转速度，把握适当的推压力。

图7是表示用于把握驱动器的适当的推压力的制动盘与旋转构件的旋转速度差和转矩的关系的示意图。该图所示的制动盘(转子)与旋转构件(定子)的旋转速度差也相当于制动切换时刻的旋转构件的旋转速度。如图7中虚线所示，在制动盘所产生的制动力的基础上产生的制动转矩随着制动盘与旋转构件的相对旋转速度差的变大而增加，当该旋转速度差增大至一定程度时变得饱和而几乎保持恒定。

在使旋转构件停止旋转的情况下，作为由驱动器的推压力产生的开关制动器转矩，至少需要大于制动转矩的转矩，此外需要附加在制动切换时因旋转构件的旋转速度产生的惯性力的基础上产生的惯性转矩。但是，当开关制动器转矩过大时，随着旋转构件停止旋转，发生过大的冲击。

由此得知，优选开关制动器转矩如图7中用斜线表示的范围所示，以与制动切换时与旋转构件的旋转速度对应地产生的制动转矩为基准，在该制动转矩的120％以上且在150％以下的范围内。并且，使驱动器的适当的推压力能够产生该范围内的开关制动器转矩，与该推压力相对应地设定对电动机的施加电流值。

(2)驱动器不具有保持功能的情况

图8是说明在驱动器不具有保持功能的情况下，对于开关制动器引起的冲击在控制上的缓和对策的一例的时间图，该图的(a)表示旋转构件(定子)的旋转速度，该图的(b)表示对电动机的施加电流值，该图的(c)表示驱动器的推压力，该图的(d)表示制动力。

驱动器不具有保持功能的情况下的控制与上述的具有保持功能的情况下控制的不同之处见下述。

当在图8的(a)所示的a点对电动机以规定的电流值I施加电流后，如该图中b点所示，当经过了规定时间后，如图8的(b)所示，减少向电动机施加的外加电流值。由此，由于驱动器不具有保持功能，因此如图8的(c)所示，驱动器的推压力下降。相应地如图8的(a)所示，旋转构件的旋转下降速度的变化变慢，旋转构件在该图的c点停止旋转。

由此，在旋转构件的旋转速度急速下降后，在旋转构件将要停止旋转之前，该旋转构件的旋转下降速度的变化变慢，因此能够以良好的响应性进行切换，能够缓和随着旋转构件的停止而产生的冲击。与图7所示的控制的情况相比，图8所示的控制的情况能够较大地设定制动切换时的外加电流值I。

另外，当在图8的(a)所示的b点降低对电动机的施加电流值时，也可以代替经过规定时间地，在使旋转构件的旋转速度下降到规定的旋转速度时，降低施加电流值。

在驱动器不具有保持功能的情况下，如图8的(b)所示，当停止向电动机施加电流时，驱动器的推压力被解除而马上成为非制动状态，因此即使在旋转构件停止旋转后，在制动过程中继续向电动机施加电流。

产业上的可利用性

采用本发明的涡流式减速装置，能够实现装置的小型化，而且即使是不格外搭载压缩空气罐等的中小型车辆，也能容易地引入本发明。因而，本发明的涡流式减速装置作为各种车辆的辅助制动器是极有用的。

附图标记说明

1、制动盘；2、散热片；3、旋转构件；

4、磁铁保持盘；5、永磁铁；

6、开关制动盘；7、开关制动钳；

8a、8b、制动衬块；9、电动式直动驱动器；

10、电动机；11、旋转轴；12、连结轴；

13、套筒；14、螺母；15a、15b、轴承；

16a、16b、密封构件；17、托架；

18、轴承；19a、19b、密封构件；

21、壳体；22、外环构件；23、螺旋凸条；

24、转子轴；25、行星轮；26、螺旋槽；

27、支架构件；28、支承轴；29、滚针轴承；

30、推力球轴承；31、直线驱动部材；

32、推力球轴承；33、保护罩；34、膜状密封件；

35、盖构件；36、C形环；41、臂部；

42、车架横梁；43、防振衬套；

44、垫圈；45、螺栓；46、螺母；

51、臂部；52、支柱；53、突片；

54、减震器；55、螺旋弹簧；

56、螺栓；57、螺母。

Claims (2)

1.一种涡流式减速装置，包括：

制动盘，其固定在车辆的旋转轴上；

永磁铁，其配置为与上述制动盘的主面面对且磁极沿圆周方向交替不同；

旋转构件，其保持上述永磁铁且具有开关制动盘，该旋转构件能够旋转地支承于上述旋转轴；

开关制动钳，其固定于车辆的非旋转部，具有用于在中间夹持上述开关制动盘的制动衬块；

电动式直动驱动器，其用于将电动机的旋转运动转换成直线运动而直线驱动上述制动衬块，该涡流式减速装置的特征在于，

上述电动式直动驱动器在与上述电动机的主轴一体旋转的转子轴的外周面和与上述转子轴呈同轴心状地包围上述转子轴的外环构件的内周面之间夹设多个行星轮，随着上述转子轴的旋转，上述各行星轮绕上述转子轴自转且公转，在上述外环构件的内周面上设置有螺旋凸条，并且在上述各行星轮的外周面上以与上述螺旋凸条相等的间距设置有供上述螺旋凸条啮合的圆周槽，或者在上述各行星轮的外周面上设置有间距与上述螺旋凸条相等、螺纹升角与上述螺旋凸条不同的供上述螺旋凸条啮合的螺旋槽；

上述外环构件与随着上述转子轴的旋转而产生的上述各行星轮的自转和公转相对应地沿轴向移动，随着上述外环构件的轴向移动，直线驱动上述制动衬块。

2.根据权利要求1所述的涡流式减速装置，其特征在于，

上述开关制动钳隔着缓冲件固定在车辆的非旋转部上。

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