JP2000287435A - 渦電流減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁性材の鋼板からなる外側案内筒に熱処理によ
り磁性の厚肉部分と非磁性の薄肉部分とを一体に形成し
た、製造が簡単で安価な渦電流減速装置を得る。 【解決手段】 渦電流減速装置として、回転軸２に結合
した制動ドラム８と、制動ドラム８の内部に配設した少
くとも１つの可動の磁石支持筒２５と、磁石支持筒２５
の外周面に周方向等間隔に配置した多数の磁石１５と、
磁石１５の外周側を覆う外側案内筒２２と、外側案内筒
２２に各磁石１５と対向するように備えた磁性板４１と
を具備し、制動ドラム８に磁石１５からの磁界に基づく
渦電流により制動力を発生させる。外側案内筒２２と磁
性板に相当する厚肉部分４１とを軟磁性体から一体に成
形し、外側案内筒２２の磁石１５と対向しない薄肉部分
４１ａにニツケル板を接合したうえ加熱して薄肉部分４
１ａに拡散させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の摩擦ブレーキ
を補助する渦電流減速装置、特に製造が簡単な、磁石を
保護するための案内筒を備えた渦電流減速装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の１つまたは複数の磁石支持筒を備
えた渦電流減速装置では、非制動時に磁石（永久磁石、
以下同じ）の磁束が外へ洩れないようにするために、磁
性板をかなり厚く（約１０〜１６ｍｍ）しなければなら
ない。このため、アルミニウム鋳物の中に磁性板を鋳込
んだり、非磁性体のステンレスから案内筒を金型プレス
により成形し、案内筒に設けた多数の開口に磁性板を嵌
挿しかつ溶接により結合している。前者の方法は製造上
困難な点があり、アルミニウム鋳造品の歩留りが悪く、
製造経費が嵩む。後者の方法も案内筒に各磁性板を溶接
する点で製造経費の削減が難しい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、磁性材の鋼板からなる外側案内筒に熱処理
により磁性の厚肉部分と非磁性の薄肉部分とを一体に形
成した、製造が簡単で安価な渦電流減速装置を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は回転軸に結合した制動ドラムと、該
制動ドラムの内部に配設した少くとも１つの可動の磁石
支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に配置
した多数の磁石と、該磁石の外周側を覆う外側案内筒
と、該外側案内筒に前記各磁石と対向するように備えた
磁性板とを具備し、前記制動ドラムに前記磁石からの磁
界に基づく渦電流により制動力を発生させる渦電流減速
装置において、前記磁性板に相当する厚肉部分と外側案
内筒とを軟磁性体から一体に形成したうえ、磁石と対向
しない薄肉部分にニツケルを加熱拡散して非磁性体にし
たことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明では磁石の外周側を一周す
るように鋼板（JIS S15C）などの軟磁性体から外側案内
筒を形成し、外側案内筒の外周面または内周面に磁石と
対向する厚肉部分を残し、薄肉部分を削り出して一体に
成形する。鋳鉄から鋳造により外周面または内周面に厚
肉部分と薄肉部分とを周方向等間隔に備えた外側案内筒
を一体に成形してもよい。外側案内筒の薄肉部分にニツ
ケル（Ni）の板を載せたうえ、高周波加熱により温度１
０００〜１４６０℃（鉄の融点よりも低い温度）に加熱
してニツケルを鋼板に拡散させ、組織を非磁性のオース
テナイトにする。これにより、外側案内筒の磁性板と磁
性板との間の薄肉部分が非磁性になるので、従来構造の
外側案内筒と同じ機能が得られ、製造に際し不良品の発
生が少く、重量の低減にも役立つ。

【０００６】また、渦電流が流れやすくなるように、制
動ドラムの磁性板と対向しない部分に、銅などの良伝導
体を貼り付けてもよい。

【０００７】

【実施例】図１に示すように、本発明による渦電流減速
装置は、例えば車両用変速機の出力回転軸２にスプライ
ン嵌合した取付フランジ３に、制動ドラム８のボス部５
のフランジ５ａと一緒に、駐車ブレーキの制動ドラム４
の端壁板が複数のボルト６とナツトにより締結される。
ボス部５から径外方へ突出する多数の支持腕７の先端
に、多数の冷却フイン９を外周面に備える制動ドラム８
の基端部ないし右端部が溶接などにより結合される。制
動ドラム８の開放端部ないし左端部の端壁面には銅など
の良伝導体からなる環状体ないし環状板１０が結合さ
れ、制動ドラム８の内周面の磁性板（ポールピース）４
１と対向しない左端部に、環状板１０と一体の環状体な
いし環状板１１が結合される。制動ドラム８の内周面の
磁性板４１と対向しない右端部にも、同様の環状体ない
し環状板１２が結合される。各環状板１０〜１２は制動
ドラム８の内部を流れる渦電流に軸方向の広がりをもた
せ、制動トルクを増大させる。

【０００８】制動ドラム８の内部には、断面長方形の内
空部を有する案内筒２１が配設される。案内筒２１は非
磁性体からなる側壁２４と内側案内筒２３とを有する断
面Ｌ字形の筒部分と、非磁性体の環状板からなる側壁２
４ａとを複数のボルトにより結合し、鋼材などの軟磁性
体から成形した外側案内筒２２の両側縁部２０を、好ま
しくは径内方へ折り曲げたうえ側壁２４，２４ａに結合
される。

【０００９】本発明では外側案内筒２２は鋼板などの軟
磁性体から、制動ドラム８の内周面に対向する磁性板に
相当する多数の厚肉部分４１と薄肉部分４１ａとを周方
向交互に配して一体に成形される。つまり、制動ドラム
８の内周面と対向する外側案内筒２２を、軟磁性体であ
る厚い鋼板から構成し、外側案内筒２２の磁石１５と対
向する厚肉部分４１には何ら加工を加えず、磁石１５と
対向しない削り出して作成した薄肉部分４１ａを非磁性
化するために、薄肉部分４１ａにニツケル（Ni）の薄い
板を載せたうえ高周波加熱するなどして拡散させ、薄肉
部分４１ａの組織を非磁性のオーステナイトにする。高
周波加熱する温度は１０００〜１４６０℃（鉄の融点よ
りも少し低い温度）とする。

【００１０】具体的には、図３，４に示すように、外側
案内筒２２の薄肉部分４１ａに、軸方向に並ぶ複数の円
形の通孔４２を設け、各通孔４２にニツケル（Ni）の円
板４３ａと一体の軸部４３ｂを嵌合したうえ、高周波加
熱により温度１０００℃以上に加熱して、ニツケルを外
側案内筒２２の薄肉部分４１ａへ拡散させる。

【００１１】図５，６に示す実施例では、１つの円形の
通孔４２に、楕円形のニツケルの板４３ａと一体の軸部
４３ｂを嵌合してもよい。上述の加熱処理は外側案内筒
２２を成形する前に、平坦な鋼板の状態で行うのが好ま
しい。

【００１２】好ましくは、外側案内筒２２の薄肉部分４
１ａに非磁性体からなる断面Ｕ字状の補強板５１を取り
付ける（図２参照）。しかし、外側案内筒２２から薄肉
部分４１ａを削り出す代りに、多数の厚肉部分４１と薄
肉部分４１ａを、鋼材などの軟磁性体から一体に鋳造ま
たは鍛造により形成してもよい。周方向等間隔に配され
る厚肉部分４１の周方向寸法は、薄肉部分４１ａの周方
向寸法よりも長くし、かつ厚肉部分４１の外面の面積を
内面の面積よりも狭くするのがよい。

【００１３】案内筒２１の内空部には、磁性体からなる
可動の磁石支持筒２５と不動の磁石支持筒２６とが収容
される。可動の磁石支持筒２５は軸受２５ａにより内側
案内筒２３に正逆回動可能に支持され、磁石支持筒２６
はボルトなどにより内側案内筒２３に固定される。各磁
石支持筒２５，２６の外周面には各厚肉部分４１に対向
する多数の磁石１５，１６が周方向等間隔に、かつ厚肉
部分４１に対向する極性が周方向に交互に異なるように
結合される。

【００１４】可動の磁石支持筒２５を正逆回動するため
の流体圧アクチユエータ３１は、側壁２４と一体に形成
したシリンダ３２にピストン３３を嵌挿して両端室を区
画し、ピストン３３に結合したロツドの外端を、磁石支
持筒２５から側壁２４のスリツト３５を経て外部へ突出
する腕３４に連結される。

【００１５】上述の渦電流減速装置において、非制動
時、軸方向に並ぶ磁石支持筒２５の磁石１５と磁石支持
筒２６の磁石１６との厚肉部分４１に対する極性が互い
に逆の状態にあり、図１に示すように、磁石支持筒２
５，２６と厚肉部分４１との間に短絡的磁気回路ｚが生
じる。したがつて、磁石１５，１６の磁界は制動ドラム
８に及ばないので、制動ドラム８に制動トルクは発生し
ない。制動時、流体圧アクチユエータ３１により磁石支
持筒２５を磁石１５の配列ピツチだけ回動すると、各磁
石支持筒２５，２６の磁石１５，１６の厚肉部分４１に
対する極性が同じになる。したがつて、回転する制動ド
ラム８が磁石１５，１６からの磁界を横切る時、制動ド
ラム８に渦電流に基づく制動トルクが発生する。この
時、図２に示すように、制動ドラム８と磁石支持筒２
５，２６（磁石支持筒２６は図１を参照）との間に磁気
回路ｗが生じる。

【００１６】しかし、実際には制動ドラム８の高速回転
中は、磁気回路ｗは制動ドラム８の矢印ｘで示す回転方
向へ引きずられたような格好になるので、後述するよう
に、厚肉部分４１の側面断面の形状は長方形にするより
も、制動ドラム８の中速回転域では図７に示すような形
状が好ましく、また、制動ドラム８の高速回転域では図
８，９に示すような形状が好ましい。

【００１７】図７に示す実施例では、厚肉部分４１の前
端面（制動ドラム８の回転方向前方の端面）４８の外周
側を切除して傾斜面４８ａを形成し、同様に厚肉部分４
１の後端面４９の外周側を切除して傾斜面４９ａを形成
することにより、磁石１５，１６（磁石１６は図１を参
照）からの磁束を絞つて（磁束密度を高めて）制動ドラ
ム８へ導き、制動トルクを高めることができる。図８に
示す実施例では、厚肉部分４１の前端面４８と後端面４
９を制動ドラム８の矢印ｘで示す回転方向へ傾け、全体
として平行４辺形状に構成することにより、制動ドラム
８の高速回転での磁石１５，１６（磁石１６は図１を参
照）からの磁束を厚肉部分４１の前端部（制動ドラム８
の回転方向）へ絞り込むことができる。図９に示す実施
例では、厚肉部分４１の外面４６の後半部分を切除して
段部４６ａを形成したものであり、制動ドラム８の高速
回転で磁石１５，１６（磁石１６は図１を参照）からの
磁束を厚肉部分４１の前端部へ一層絞り込んで制動ドラ
ム８へ及ぼすことができる。

【００１８】図２に示すように、各磁石１５は磁石支持
筒２５の外周面に重ね合され、かつ周方向に隣接する磁
石１５の間に、非磁性体からなる保持具２９を挟み、か
つ磁石１５の前後端壁に形成した肩部１５ａへ保持具２
９を重ね合せ、ボルト２８により磁石支持筒２５へ締結
される。磁石１６も同様に磁石支持筒２６に結合され
る。

【００１９】図１０に示す実施例では、図７〜９に示す
実施例とは逆に、外側案内筒２２の内周面に厚肉部分４
１を設け、外側案内筒２２薄肉部分４１ａに設けた通孔
にニツケル（Ni）の板を嵌合したうえ、高周波加熱によ
り温度１０００℃以上に加熱して、ニツケルを外側案内
筒２２の薄肉部分４１ａへ拡散させて非磁性化するもの
である。図１１に示す実施例では、外側案内筒２２の外
周面と内周面との中間の位置に薄肉部分４１ａを設けた
ものである。

【００２０】以上の示す実施例では、案内筒２１の内空
部に可動の磁石支持筒２５と不動の磁石支持筒２６とを
収容しているが、本発明は案内筒２１の内空部に可動の
磁石支持筒２５だけを収容する渦電流減速装置にも適用
できる。図１２に示すように、鋼材などの軟磁性体から
なる外側案内筒２２の各薄肉部分４１ａは、高周波加熱
により温度１０００℃以上に加熱してニツケルを拡散さ
れる。磁石支持筒２５の外周面には、各厚肉部分４１に
２つずつ磁石１５が対向し、かつ厚肉部分４１に対向す
る磁石１５の極性が周方向に２つずつ異なるように結合
される。非制動時、周方向に並ぶ極性の異なる２つの磁
石１５が厚肉部分４１に対向し、厚肉部分４１と磁石支
持筒２５との間に短絡的磁気回路ｚが生じ、制動ドラム
８には磁界を及ぼさない。制動時は、磁石支持筒２５を
磁石１５の配列ピツチだけ回動すると、図１３に示すよ
うに、制動ドラム８と磁石支持筒２５との間に磁気回路
ｗが生じ、制動ドラム８に制動トルクが発生する。

【００２１】図１４〜１６に示すように、鋼材などの軟
磁性体からなる外側案内筒２２には、制動ドラム８の常
用される回転数に応じて厚肉部分４１の側面断面形状を
図７〜９の実施例と同様に変更することができる。ま
た、高周波加熱により温度１０００℃以上に加熱して、
ニツケルを外側案内筒２２の薄肉部分４１ａへ拡散させ
て非磁性化される外側案内筒２２の薄肉部分４１ａは、
図１７に示すように外側案内筒２２の外周側に設ける
か、図１８に示すように外周側と内周側との間の中間部
分に設けてもよい。

【００２２】図１９に示す実施例では、案内筒２１（図
１を参照）の内空部に可動の磁石支持筒２５だけが収容
され、磁石支持筒２５の外周面には、各厚肉部分４１の
周方向寸法と同寸で厚肉部分４１に対向する極性が周方
向に交互に異なるように磁石１５が結合される。非制動
時、図２に示すのと同じ関係位置、すなわち各磁石１５
が全面的に厚肉部分４１に対向する制動位置から、磁石
支持筒２５を磁石１５の半配列ピツチだけ回動し、周方
向に並ぶ極性が異なる２つの磁石１５が共通の厚肉部分
４１に部分的に対向するようにすれば、２つの磁石１５
の内外面を挟む磁石支持筒２５と厚肉部分４１との間に
短絡的磁気回路ｚが生じ、制動ドラム８には磁界が及ば
ない。

【００２３】図２０に示すように、本発明は磁石支持筒
２５を流体圧アクチユエータ３１により制動ドラム８の
内部へ押し込んだ制動位置と、制動ドラム８の内部から
引き出した非制動位置とに切り換える形式の渦電流減速
装置にも適用できる。案内筒２１は普通鋼などの軟磁性
体からなる外側案内筒１９と側壁２４とを有する筒部分
と、非磁性体からなる内側案内筒２３と、非磁性体から
なる側壁２４ａと、鋼材などの軟磁性体からなる外側案
内筒２２とを結合して、断面長方形の内空部２１ａを形
成される。外側案内筒２２の内周面に多数の磁性板つま
り厚肉部分４１が周方向等間隔に形成され、厚肉部分４
１と厚肉部分４１との間の薄肉部分４１ａは、高周波加
熱により温度１０００℃以上に加熱して、ニツケルを拡
散させて非磁性化される。各厚肉部分４１に対向する磁
石１５を結合する磁石支持筒２５が内空部２１ａに収容
される。磁石支持筒２５は内側案内筒２３に沿つて往復
動可能に支持される。流体圧アクチユエータ３１のピス
トン３３から側壁２４を貫通して内空部２１ａへ延びる
ロツド３４ａが、磁石支持筒２５に結合される。流体圧
アクチユエータ３１はシリンダ３２が制動ドラム８の軸
方向に配設され、かつ端壁を側壁２４に結合される点で
図１に示すものと異なる。制動ドラム８については図１
に示すものと同様である。非制動時、図２０に示す制動
位置から磁石支持筒２５を制動ドラム８の外部へ引き出
すと、外側案内筒１９と磁石支持筒２５との間に短絡的
磁気回路が形成され、制動ドラム８には磁界が及ばな
い。

【００２４】上述の各実施例では、磁性板に相当する厚
肉部分と外側案内筒とを軟磁性体から一体に形成してい
るが、鋼材などの軟磁性体の薄板に、ニツケルを加熱拡
散させて非磁性化した薄肉部分４１ａと、磁性の薄肉部
分とを形成した後、磁性の薄肉部分に強磁性板を重合せ
結合して厚肉部分４１を形成してもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸に結合し
た制動ドラムと、該制動ドラムの内部に配設した少くと
も１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に
周方向等間隔に配置した多数の磁石と、該磁石の外周側
を覆う外側案内筒と、該外側案内筒に前記各磁石と対向
するように備えた磁性板とを具備し、前記制動ドラムに
前記磁石からの磁界に基づく渦電流により制動力を発生
させる渦電流減速装置において、前記磁性板に相当する
厚肉部分と外側案内筒とを軟磁性体から一体に形成した
うえ、磁石と対向しない薄肉部分にニツケルを加熱拡散
して非磁性体にしたので、案内筒の加工が簡単になり、
磁性板をアルミニウムなどの外側案内筒へ鋳込む従来例
のものに比べて歩留りが良く、加工経費を節減でき、軽
量化にも役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される渦電流減速装置の正面断面
図である。

【図２】同渦電流減速装置の要部を示す側面断面図であ
る。

【図３】同渦電流減速装置の外側案内筒の正面断面図で
ある。

【図４】同外側案内筒の部分的平面図である。

【図５】同渦電流減速装置の部分的変更実施例に係る外
側案内筒の正面断面図である。

【図６】同外側案内筒の部分的平面図である。

【図７】同渦電流減速装置の部分的変更実施例を示す側
面断面図である。

【図８】同渦電流減速装置の部分的変更実施例を示す側
面断面図である。

【図９】同渦電流減速装置の部分的変更実施例を示す側
面断面図である。

【図１０】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置の
側面断面図である。

【図１１】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置の
側面断面図である。

【図１２】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装
置を示す側面断面図である。

【図１３】同渦電流減速装置の制動状態を示す側面断面
図である。

【図１４】同渦電流減速装置の部分的変更実施例を示す
側面断面図である。

【図１５】同渦電流減速装置の部分的変更実施例を示す
側面断面図である。

【図１６】同渦電流減速装置の部分的変更実施例を示す
側面断面図である。

【図１７】同渦電流減速装置の第２変更実施例を示す側
面断面図である。

【図１８】同渦電流減速装置の第３変更実施例を示す側
面断面図である。

【図１９】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装
置を示す側面断面図である。

【図２０】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装
置を示す正面断面図である。

【符号の説明】

２：回転軸 ５：ボス部 ７：支持腕 ８：制動ドラム
１０〜１２：良伝導体の環状体 １５，１６：磁石
２１：案内筒 ２２：外側案内筒 ２３：内側案内筒
２４，２４ａ：側壁 ２５，２６：磁石支持筒 ２９：
保持具 ３１：流体圧アクチユエータ ４１：厚肉部分
４１ａ：薄肉部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に結合した制動ドラムと、該制動ド
   ラムの内部に配設した少くとも１つの可動の磁石支持筒
   と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に配置した多
   数の磁石と、該磁石の外周側を覆う外側案内筒と、該外
   側案内筒に前記各磁石と対向するように備えた磁性板と
   を具備し、前記制動ドラムに前記磁石からの磁界に基づ
   く渦電流により制動力を発生させる渦電流減速装置にお
   いて、前記磁性板に相当する厚肉部分と外側案内筒とを
   軟磁性体から一体に形成したうえ、磁石と対向しない薄
   肉部分にニツケルを加熱拡散して非磁性体にしたことを
   特徴とする渦電流減速装置。
2. 【請求項２】前記磁性板の外周面の面積を内周面の面積
   よりも狭くした、請求項１に記載の渦電流減速装置。
3. 【請求項３】前記制動ドラムの内周面の前記磁性板と対
   向しない少くとも一方の端部に、銅などの良伝導体から
   なる環状体を備えた、請求項１に記載の渦電流減速装
   置。