JP2000299976A - 渦電流減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟磁性体または強磁性体からなる案内筒に従
来の強磁性板に相当する厚肉部分を一体に形成し、厚肉
部分の間の薄肉部分を非磁性化する。 【解決手段】 回転軸２に結合した１対の制動円板３
と、制動円板３の間の非回転部分に取り付けた断面長方
形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒５と、案内
筒５の内空部に正逆回動可能に支持した少くとも１つの
磁石支持輪８と、磁石支持輪８に周方向等間隔に結合し
た多数の磁石１２と、案内筒５の両側壁の磁石１２と対
向する部分に備えた磁性板とを有し、制動円板３に磁石
１２からの磁界に基づく渦電流により制動力を発生させ
る。軟磁性体からなる案内筒５の両側壁の内面と外面の
少くとも一方の磁石１２と対向する厚肉部分６を磁性板
とし、磁石１２と対向しない部分を薄肉部分６ａとし、
薄肉部分６ａにニツケルを加熱拡散させて非磁性オース
テナイト相にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば車両の摩擦ブ
レーキを補助する渦電流減速装置、特に構成が簡単で製
造が容易な磁性板と一体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】特公平６−１０１９２２号公報に開示さ
れるような回転軸に結合した１対の制動円板の間に、永
久磁石（以下これを単に磁石という）を有する磁石支持
輪を備えた渦電流減速装置では、非制動時に磁石からの
磁界が外部へ洩れないように、磁石を覆う強磁性板（ポ
ールピース）をかなり厚く（一般的には１０〜１６ｍ
ｍ）しなければならない。このため、アルミニウム鋳物
からなる案内筒に強磁性板を鋳込んだり、非磁性のステ
ンレスを円板状に金型プレスにより成形したうえ周方向
等間隔に多数の開口を設け、該開口に強磁性板を嵌合し
たうえ溶接していた。前者の方法はアルミニウム鋳物へ
の強磁性板の鋳込み不良率が高く、後者の方法は強磁性
板の溶接に手数が掛るので加工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、軟磁性体または強磁性体からなる案内筒に
従来の強磁性板に相当する厚肉部分を一体に形成し、厚
肉部分の間の薄肉部分を非磁性化した、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１対の制動円板
と、該制動円板の間の非回転部分に取り付けられかつ回
転軸方向の断面が長方形の内空部を有する非磁性体から
なる案内筒と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に支持
した少くとも１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方
向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁
の前記磁石と対向する部分に備えた磁性板とを有し、前
記制動円板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、前記案内
筒の両側壁を軟磁性体から構成し、両側壁の内面と外面
の少くとも一方の前記磁石と対向する厚肉部分により前
記磁性板を形成し、両側壁の内面と外面の少くとも一方
の前記磁石と対向しない部分に薄肉部分を形成し、該薄
肉部分にニツケルを加熱拡散させて非磁性オーステナイ
ト相にしたことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明では磁石の側面を覆う案内
筒の両側壁を軟磁性体である厚肉の環状の鋼板から構成
し、磁性板（ポールピース）に相当する肉厚部分をその
ままとし、薄肉部分を削り出して形成する。厚肉部分は
案内筒の側壁の内面または外面に突出するように構成す
る。そして、薄肉部分にニツケル（Ni）を加熱拡散させ
て非磁性のオーステナイト相にする。

【０００６】

【実施例】図１は本発明による渦電流減速装置の正面断
面図、図２は同側面図、図３は同平面展開断面図であ
る。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に結合される１対の導体からなる制動円
板３と、制動円板３の間に配設される軟磁性体からなる
案内筒５と、案内筒５の内空部に相対回動可能に支持し
た非磁性体からなる内外１対の磁石支持輪８，１０とを
備えている。制動円板３はボス３ａと、ボス３ａから放
射状に延びる複数のスポーク３ｂと、放射状に延びる複
数の通風路３ｃとを、例えば鋳造により一体に形成され
る。制動円板３はボス３ａを回転軸２にスプライン嵌合
して固定される。制動円板３の外周縁部と内周縁部の厚
肉部分６つまり磁性板（ポールピース）と対向しない部
分に、銅などの良伝導体からなる環状体ないし環状板２
３，２４が結合される。各環状板２３，２４は制動円板
３の内部を流れる渦電流に径方向の広がりをもたせ、制
動トルクを増大させる。

【０００７】案内筒５は軸方向の断面が長方形の内空部
を備えている。具体的には、左右１対の環状の側壁に外
筒２１と内筒２２とを結合して構成される。内筒２２は
ボス５ａから放射方向に延びる複数のスポーク５ｂと一
体に形成され、ボス５ａが軸受４により回転軸２に支持
される。案内筒５は適当な手段により例えば車両変速機
の歯車箱に固定される。案内筒５の両側壁に多数の厚肉
部分６つまり磁性板が周方向等間隔に形成される。多数
の磁石１２を支持する内側の磁石支持輪８は、案内筒５
の内部に軸受７により正逆回動可能に支持される。多数
の磁石１３を支持する外側の磁石支持輪１０は、内側の
磁石支持輪８の外周壁に軸受９により正逆回動可能に支
持される。磁石支持輪８，１０の両側面に潤滑油を含浸
させた薄い滑り板１４が支持され、かつ厚肉部分６の内
面に摺接可能とされる。

【０００８】図２に示すように、内側の磁石支持輪８は
アルミニウムなどの非磁性体からなり、多数の扇形をな
す磁石１２が、厚肉部分６と対向しかつ厚肉部分６に対
する極性が周方向に交互に異なるように配設される。好
ましくは、磁石１２は磁石支持輪８に鋳込まれる。外側
の磁石支持輪１０も同様に多数の磁石１３が各厚肉部分
６と対向して配設される。磁石支持輪１０の外周壁に形
成した部分歯車１８に、案内筒５に固定した電動機１６
のピニオン１５が噛み合され、磁石支持輪１０は磁石１
３の配列ピツチｐだけ正逆回動可能とされる。しかし、
磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツチｐだけ正逆回動可
能に支持してもよい。

【０００９】厚肉部分６は内外１対の磁石１２，１３の
側面を覆う面積の扇形のものであり、図３に示すよう
に、案内筒５の両側壁を軟磁性体から構成し、両側壁の
内面の磁石１２，１３と対向する部分に厚肉部分６を形
成し、磁石１２，１３と対向しない部分には薄肉部分６
ａを形成する。具体的には、案内筒５の側壁を軟磁性体
である厚肉の環状の鋼板から削り出して薄肉部分６ａを
形成する。案内筒５の側壁を軟磁性体からなる環状の鋼
板に鍛造加工を施して、磁性板に相当する厚肉部分６
と、厚肉部分６と厚肉部分６の間に薄肉部分６ａを形成
してもよい。さらに、鋳造により厚肉部分６と薄肉部分
６ａを形成してもよい。そして、薄肉部分６ａにニツケ
ル（Ni）を加熱拡散させて非磁性のオーステナイト相に
する。具体的には、薄肉部分６ａにニツケル（Ni）板を
載せ、薄肉部分６ａのみを温度１０００℃以上（好まし
くは、鋼板が溶融する直前の温度１４６０℃）に高周波
加熱装置により加熱して、薄肉部分６ａにニツケル（N
i）を拡散させて非磁性のオーステナイト相にする。図
４の下半部に示すように、ニツケル（Ni）板３３を薄肉
部分６ａに載せるか、図４の上半部に示すように、薄肉
部分６ａに予め設けた通孔３１へ、ニツケル製のリベツ
ト３２を嵌合したうえ、高周波加熱装置により加熱して
薄肉部分６ａを非磁性のオーステナイト相にする。

【００１０】次に、本発明による渦電流減速装置の作動
について説明する。１対の制動円板３が回転軸２と一緒
に回転されるのに対し、図１に示すように、非制動時、
内外の磁石１２，１３の厚肉部分６に対する極性が異な
る配列では、左右２対の厚肉部分６の間で短絡的磁気回
路ｚが生じ、制動円板３に磁界を及ぼさない。１対の厚
肉部分６は磁石１２，１３を両側から全面的に挟む状態
にあるから、制動円板３への洩れ磁束は殆ど生じず、制
動円板３は引きずりトルクを受けない。

【００１１】制動時、電動機１６により外側の磁石支持
輪１０を磁石１３の配列ピツチｐだけ回動すると、図２
に示すように、内外の磁石１２と磁石１３の厚肉部分６
に対する極性が同じになる。したがつて、図３に示すよ
うに、内外の磁石１２（磁石１２は図２を参照）と磁石
１３が等しく厚肉部分６を経て制動円板３に磁界を及ぼ
す。回転する制動円板３が磁界を横切る時、制動円板３
に渦電流が発生し、制動円板３が制動トルクを受ける。
この時、各磁石１３から厚肉部分６、制動円板３、隣り
の厚肉部分６、隣りの磁石１３、反対側の厚肉部分６、
反対側の制動円板３、隣りの厚肉部分６へと磁気回路ｗ
が生じる。磁石１２も左右１対の制動円板３の間に同様
の磁気回路を発生する。

【００１２】上述のように、案内筒５の両側壁の厚肉部
分６は、内外の磁石支持輪８，１０の磁石の配列ピツチ
の回転差動により、回転軸２を含む面で左右１対の厚肉
部分６の間に短絡的磁気回路ｚを形成する非制動状態
と、周方向に拡がる面で左右１対の制動円板３の間に磁
気回路ｗを形成する制動状態とに切り換える。

【００１３】図５〜８に示すように、短絡的磁気回路ｚ
を形成する時、厚肉部分６の径方向中央部の肉厚を、内
外周縁部よりも厚くすれば、径方向中央部の磁束密度が
他に比べて密になるので、より効率的な短絡的磁気回路
ｚが形成され、制動円板３へ及ぶ洩れ磁束を一層効率的
に減じることができる。図５に示す変更実施例では、厚
肉部分６の径方向中央部の肉厚を厚くし、その分だけ磁
石１２，１３の互いに接する部分（軸受９に隣接する部
分）で薄くなるようテーパ状にしたものである。図６に
示す変更実施例では、厚肉部分６を中央部の肉厚が厚
く、内外周縁部の肉厚が薄くなるように階段状にしたも
のであり、厚肉部分６の内面に対応して磁石１２，１３
は断面Ｔ字形とされる。図７に示す変更実施例では、厚
肉部分６の内面が円弧状に突出される。図８に示す変更
実施例では、逆に厚肉部分６の外面が山形に突出され、
厚肉部分６の外面に対応して、制動円板３にはＶ形の環
状溝１９が形成される。

【００１４】図９〜１１に示すように、鋼材などの軟磁
性体からなる案内筒５の側壁は、厚肉部分６が内外両面
に突出し、ニツケルを加熱拡散させて非磁性オーステナ
イト相にした薄肉部分６ａが中間位置に存するように構
成してもよい。また、制動時磁石１２，１３と１対の制
動円板３との間に生じる磁気回路ｗ（図３を参照）は、
制動円板３の回転数が高くなるほど、制動円板３の矢印
ｘで示す回転方向へ引きずられた格好に歪むので、厚肉
部分６の平面断面の形状は図９に示す長方形にするより
も、図１０，１１に示すような形状が好ましい。図１０
に示す実施例では、前端面（制動円板３の回転方向前方
の端面）の外面側を切除して傾斜面２６ａを形成し、同
様に後端面の外面側を切除して傾斜面２６ｂを形成する
ことにより、磁石１２，１３からの磁束を絞つて（磁束
密度を高めて）制動円板３へ導き、制動トルクを高める
ことができる。図１１に示す実施例では、後端面を制動
円板３の矢印ｘで示す回転方向へ一層傾けて傾斜面２６
ｂを形成することにより、制動円板３の高速回転での磁
石１２，１３からの磁束を厚肉部分６の前端部（制動円
板３の回転方向）へ絞り込むことができる。

【００１５】図１２，１３に示す実施例では、案内筒５
の軟磁性体からなる両側壁に多数の厚肉部分６と、ニツ
ケルを加熱拡散させて非磁性オーステナイト相にした薄
肉部分６ａとが周方向に交互にかつ周方向等間隔に形成
される。厚肉部分６と同数の磁石１２，１２ａを支持す
る左右１対の磁石支持輪８，８ａは、案内筒５の内空部
に軸受７，７ａにより回動可能に支持される。磁石支持
輪８，８ａの外側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板１
４が結合され、厚肉部分６に摺接可能とされる。右側の
磁石支持輪８ａはアルミニウムなどの非磁性体からな
り、厚肉部分６と同数の扇形をなす磁石１２ａが、厚肉
部分６と対向しかつ厚肉部分６に対する極性が周方向に
交互に異なるように配設される。好ましくは、磁石１２
ａは磁石支持輪８ａに鋳込まれる。左側の磁石支持輪８
も同様に、厚肉部分６と同数の磁石１２が厚肉部分６に
対向して配設される。磁石支持輪８ａは図２に示したも
のと同様の手段により、磁石１２ａの配列ピツチだけ正
逆回動可能とされる。図示してないが、各厚肉部分６は
磁石１２，１２ａとほぼ同形のものである。他の構成は
図１の実施例と同様である。

【００１６】非制動時、図１２に示すように、相対向す
る磁石１２，１２ａの極性が同じ状態にあり、磁気回路
が相殺されるので、制動円板３に磁界を及ぼさない。制
動時、左側の磁石支持輪８を固定し、右側の磁石支持輪
８ａを磁石１２ａの配列ピツチだけ回動すると、左右１
対の磁石支持輪８，８ａの相対向する磁石１２，１２ａ
の極性が逆の状態になる。したがつて、左右の磁石１
２，１２ａが一体的に厚肉部分６を経て制動円板３に垂
直な磁界を及ぼす。回転する制動円板３が磁界を横切る
時、制動円板３に渦電流が発生し、制動円板３が制動ト
ルクを受ける。この時、図１３に示すように、例えば、
磁石１２，１２ａから厚肉部分６、制動円板３、隣りの
厚肉部分６、隣りの磁石１２ａ，１２、反対側の厚肉部
分６、反対側の制動円板３、隣りの厚肉部分６へと磁気
回路ｗが生じる。

【００１７】上述の実施例において、右側の磁石支持輪
８ａを固定し、左側の磁石支持輪８を電動機１６または
流体圧アクチユエータにより磁石１２の配列ピツチだけ
正逆回動するようにしてもよい。

【００１８】図１４〜１６に示す実施例では、案内筒５
の軟磁性体からなる両側壁に多数の厚肉部分６と、ニツ
ケルを加熱拡散させて非磁性オーステナイト相にした薄
肉部分６ａとが周方向交互にかつ周方向等間隔に形成さ
れる。磁石支持輪８は案内筒５の内空部に軸受７により
回動可能に支持される。磁石支持輪８に多数の磁石１２
が周方向等間隔に結合される。磁石１２は各厚肉部分６
に２つずつ対向され、かつ厚肉部分６に対する極性が周
方向に２つずつ異なるように配設される。磁石支持輪８
の両側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板１４が挟ま
れ、厚肉部分６に摺接可能とされる。図２に示したもの
と同様に、磁石支持輪８の外周壁に形成した部分歯車
に、案内筒５に固定した電動機のピニオン１５が噛み合
され、磁石支持輪８は磁石１２の配列ピツチｐだけ正逆
回動可能とされる。他の構成は図１の実施例と同様であ
る。

【００１９】非制動時、周方向に隣接する２つの磁石１
２の共通の厚肉部分６に対する極性が互いに異なる配列
では、図１５に示すように、１対の厚肉部分６の間で短
絡的磁気回路ｚが生じ、制動円板３に磁界を及ぼさな
い。制動時、磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツチｐだ
け回動すると、共通の厚肉部分６に対向する２つの磁石
１２の極性が同じになる。したがつて、図１６に示すよ
うに、２つの磁石１２が等しく厚肉部分６を経て制動円
板３に磁界を及ぼす。回転する制動円板３が磁界を横切
る時、制動円板３に渦電流が発生し、制動円板３が制動
トルクを受ける。この時、磁石１２から厚肉部分６、制
動円板３、隣りの厚肉部分６、隣りの磁石１２、反対側
の厚肉部分６、反対側の制動円板３、隣りの厚肉部分６
へと磁気回路ｗが生じる。

【００２０】図１７に示す実施例は、図１４〜１６に示
す実施例において周方向に並ぶ２つの同極性の磁石１２
を１つにしたものである。案内筒５の軟磁性体からなる
両側壁に多数の厚肉部分６と、ニツケルを加熱拡散させ
て非磁性オーステナイト相にした薄肉部分６ａとが、周
方向交互にかつ周方向等間隔に形成される。各厚肉部分
６に対向して１つの磁石１２が、厚肉部分６に対する極
性が周方向に交互に異なるように磁石支持輪８に結合さ
れる。磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツチだけ正逆回
動することにより、案内筒５の厚肉部分６に周方向に並
ぶ２つの磁石１２が部分的に対向し左右１対の厚肉部分
６の間に短絡的磁気回路ｚを形成する非制動位置（図１
７）と、案内筒５の厚肉部分６に１つの磁石１２が全面
的に対向し左右１対の制動円板３の間に磁気回路を形成
する制動位置とに切り換わる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸に結合し
た１対の制動円板と、該制動円板の間の非回転部分に取
り付けられかつ回転軸方向の断面が長方形の内空部を有
する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に正
逆回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪と、該
磁石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前
記案内筒の両側壁の前記磁石と対向する部分に備えた磁
性板とを有し、前記制動円板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、前記案内筒の両側壁を軟磁性体から構成し、両
側壁の内面と外面の少くとも一方の前記磁石と対向する
厚肉部分により前記磁性板を形成し、両側壁の内面と外
面の少くとも一方の前記磁石と対向しない部分に薄肉部
分を形成し、該薄肉部分にニツケルを加熱拡散させて非
磁性オーステナイト相にしたものであるから、従来構造
のものとほぼ同様の制動性能が得られ、案内筒の製造が
容易であり、製造経費の節減に役立つ。

【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上半部を
示す正面断面図である。

【図２】同渦電流減速装置の側面断面図である。

【図３】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図で
ある。

【図４】同渦電流減速装置の案内筒の右側壁の熱処理過
程を展開して示す平面断面図である。

【図５】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要
部を示す正面断面図である。

【図６】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要
部を示す正面断面図である。

【図７】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要
部を示す正面断面図である。

【図８】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要
部を示す正面断面図である。

【図９】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置にお
ける案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図である。

【図１０】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置に
おける案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図であ
る。

【図１１】本発明の第４実施例に係る渦電流減速装置に
おける案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図であ
る。

【図１２】本発明が適用される他の渦電流減速装置の上
半部を示す正面断面図である。

【図１３】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図
である。

【図１４】本発明が適用される他の渦電流減速装置の上
半部を示す正面断面図である。

【図１５】同渦電流減速装置の非制動状態を展開して示
す平面断面図である。

【図１６】同渦電流減速装置の制動状態を展開して示す
平面断面図である。

【図１７】本発明が適用される他の渦電流減速装置を展
開して示す平面断面図である。

【符号の説明】

２：出力回転軸 ３：制動円板 ４：軸受 ５：案内筒
６：厚肉部分 ６ａ：薄肉部分 ８：磁石支持輪 ８
ａ：磁石支持輪 ９：軸受 １０：磁石支持輪 １２：磁石 １３：磁石 １４：滑り板 １５：ピニオ
ン １６：電動機 １８：部分歯車 １９：環状溝 ２
１：外筒 ２２：内筒 ２３：良伝導体の環状体 ２４：良伝導体の環状体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に結合した１対の制動円板と、該制
   動円板の間の非回転部分に取り付けられかつ回転軸方向
   の断面が長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内
   筒と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に支持した少く
   とも１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔
   に結合した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁の前記磁
   石と対向する部分に備えた磁性板とを有し、前記制動円
   板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、前記案内筒の両側
   壁を軟磁性体から構成し、両側壁の内面と外面の少くと
   も一方の前記磁石と対向する厚肉部分により前記磁性板
   を形成し、両側壁の内面と外面の少くとも一方の前記磁
   石と対向しない部分に薄肉部分を形成し、該薄肉部分に
   ニツケルを加熱拡散させて非磁性オーステナイト相にし
   たことを特徴とする渦電流減速装置。
2. 【請求項２】前記制動円板の前記磁性板に対向しない内
   外周縁部の少くとも一方に、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。