JP2001037202A - 渦電流減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制動ドラムの両端部、特に先端部に段差を設
けて銅などの良伝導体を結合する部分の表面積を広くし
て放熱性と制動能力を高める。 【解決手段】 回転軸１のボス５から放射方向へ延びる
支持腕６に結合した制動ドラム７と、制動ドラム７の内
部へ突出するよう車体などに取り付けた非磁性体からな
る案内筒１０と、案内筒１０の断面長方形の内空部に収
容した一方が回動可能である磁性体からなる磁石支持筒
１４，１４Ａと、磁石支持筒１４，１４Ａの外周面に周
方向等間隔に結合した多数の磁石２４，２４Ａと、案内
筒１０の外筒部１０ａに磁石１４，１４Ａと相対向する
ように鋳込んだ多数の強磁性板１５と、制動ドラム７の
内周壁の強磁性板１５Ａと対向しない端部に備えた銅な
どの良伝導体からなる環状体４１，５１とから渦電流減
速装置を構成する。支持腕６と結合していない制動ドラ
ム７の内周壁の先端部の表面積を広くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として大型車両の摩擦
ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に制動ドラムの
内周壁に、銅などの良伝導体からなる環状体を結合する
ことにより、放熱性と制動能力の向上を図る渦電流減速
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】渦電流減速装置の制動ドラムの両端部に
銅などの良伝導体からなる環状の板を結合することによ
り、制動ドラムを流れる渦電流が軸方向に広がりを呈す
るので、制動能力が向上することが知られている。しか
し、制動能力の向上に伴つて、磁石と対向する制動ドラ
ムの内周面の温度が高くなり、冷却性能を強化する必要
がある。特に、良伝導体の内側の強磁性板に隣接する部
分の温度が、制動ドラムを構成する低炭素鋼（または低
炭素合金）の温度よりも高くなる。銅からなる良伝導体
は低炭素鋼（または低炭素合金）よりも耐熱性が低く、
亀裂を起したり腐食することがある。

【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、制動ドラムの両端部、特に先端部に段差を
設けて銅などの良伝導体を結合する部分の表面積を広く
して放熱性と制動能力を高めた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のボスから放射方向へ延びる
支持腕に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部へ
突出するよう車体などの非回転部分に取り付けた非磁性
体からなる案内筒と、該案内筒の断面長方形の内空部に
収容した少くとも１つが回動可能である磁性体からなる
磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に
結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部に前記磁石
と相対向するように鋳込んだ多数の強磁性板と、前記制
動ドラムの内周壁の前記強磁性板と対向しない少くとも
一方の端部に備えた銅などの良伝導体からなる環状体と
を有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動
力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置におい
て、前記支持腕と結合していない前記制動ドラムの内周
壁の先端部の表面積を広くしたことを特徴とする。

【０００５】また、本発明の構成は回転軸のボスから放
射方向へ延びる支持腕に結合した制動ドラムと、該制動
ドラムの内部へ突出するよう車体などの非回転部分に取
り付けた非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の断面長
方形の内空部に軸方向移動可能に収容した磁性体からな
る磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔
に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部に前記磁
石と相対向するように鋳込んだ多数の強磁性板と、前記
制動ドラムの内周壁の前記強磁性板と対向しない少くと
も一方の端部に備えた銅などの良伝導体からなる環状体
とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制
動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置にお
いて、前記支持腕と結合していない前記制動ドラムの内
周壁の先端部の表面積を広くしたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】制動ドラムの両端部の内径を階段
状に大きくして表面積を広くした内周壁に銅などの良伝
導体からなる環状体を設ける。良伝導体は制動ドラムの
基端部の支持腕が結合される部分にも設けるのが好まし
いが、設けなくてもよい。段差は複数の内径の異なる円
筒部により形成する。段差を設ける代りに、制動ドラム
の内周面の、強磁性板と対向する部分よりも外端側を円
錐状にしてもよい。また、制動ドラムの端部の断面形状
を先端側ヘ至るにつれて次第に内径が大きくなるラツパ
状にしてもよい。

【０００７】

【実施例】図１は本発明による渦電流減速装置の側面断
面図、図２は同正面断面図である。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１に結合
される導体からなる制動ドラム７と、制動ドラム７の内
部に配設される非磁性体からなる案内筒１０と、案内筒
１０の断面長方形の内空部に収容した可動の磁石支持筒
１４および不動の磁石支持筒１４Ａとを備えている。制
動ドラム７はボス５のフランジ部５ａを、駐車ブレーキ
の制動ドラム３の端壁部と一緒に、回転軸１にスプライ
ン嵌合固定した取付フランジ２に重ね合され、かつ複数
のボルト４とナツトにより締結される。ボス５から放射
状に延びる多数の支持腕６に、冷却フイン７ａを備えた
制動ドラム７の基端が結合される。

【０００８】断面長方形の内空部を有する案内筒１０は
例えば断面Ｃ字形の筒体に、環状板からなる端壁１１を
結合して構成される。案内筒１０は環状の枠板６４（図
１０参照）により例えば車両変速機の歯車箱に固定され
る。案内筒１０の外筒部１０ａに周方向等間隔に設けた
多数の開口２５に、強磁性板１５が埋設して結合され
る。好ましくは、強磁性板１５は案内筒１０の鋳造によ
る成形時鋳込まれる。強磁性板１５は長方形の板状のも
のであつて、板面は円弧状に湾曲される。

【０００９】磁性体からなる可動の磁石支持筒１４は、
案内筒１０の内空部にあつて、軸方向寸法を内空部のそ
れの約半分とされ、滑り軸受またはコロ軸受１２により
正逆回動可能に内筒部１０ｂに支持される。磁石支持筒
１４から軸方向へ延びる腕１６は、案内筒１０の端壁に
設けた円弧状のスリツト１８ａを経て、アクチユエータ
２０のロツドに連結される。磁石支持筒１４は外周面に
各強磁性板１５の左半部に対向する磁石２４を、強磁性
板１５に対する極性が周方向交互に異なるように結合さ
れる。一方、磁性体からなる不動の磁石支持筒１４Ａ
は、磁石２４とほぼ同寸で同数の磁石２４Ａを周方向等
間隔に結合される。磁石支持筒１４Ａは案内筒１０の内
筒部１０ｂに結合される。

【００１０】案内筒１０の左端壁に複数のアクチユエー
タ２０が周方向等間隔に結合される。アクチユエータ２
０はシリンダ１８にピストン１７を嵌装してなり、ピス
トン１７から外部へ突出するロツドは腕１６と連結され
る。

【００１１】非制動時、図１に示すように、磁石支持筒
１４の磁石２４と磁石支持筒１４Ａの磁石２４Ａとは、
強磁性板１５に対向する極性が互いに逆になつている。
この時、磁石２４，２４Ａは各強磁性板１５と磁石支持
筒１４との間に、短絡的磁気回路ｗを形成し、制動ドラ
ム７に磁界を及ぼさない。

【００１２】図２に示すように、制動時、軸方向に並ぶ
磁石２４，２４Ａは各強磁性板１５に対向する極性が同
じになり、強磁性板１５を経て制動ドラム７に磁界を及
ぼす。回転する制動ドラム７が磁界を横切る時、制動ド
ラム７に渦電流が流れ、制動ドラム７は制動トルクを発
生する。この時、各磁石２４，２４Ａは制動ドラム７と
磁石支持筒１４との間に磁気回路ｚを形成する。制動
時、制動ドラム７は渦電流により発熱し、直接または冷
却フイン７ａを介して外気により冷却される。制動トル
クは磁界が強く渦電流が多い（強い）ほど大きくなる。

【００１３】図１に示すように、本発明は炭素鋼などの
透磁率の大なる材料からなる制動ドラム７の放熱性を高
めるとともに、渦電流の分布ないし領域を軸方向に広め
て渦電流を増加させ、制動能力を高めるために、制動ド
ラム７の先端部ないし開放端部の端面と内周面に銅など
の良伝導体からなる環状体４１を階段状に結合し、制動
ドラム７の基端部にも端面と内周面に良伝導体からなる
環状体５１を結合したものである。制動ドラム７の基端
部の環状体５１については、支持腕６の先端部との溶接
部分で分断し、支持腕６が直接制動ドラム７の端面５２
に溶接されるようにしてもよい。環状体４１，５１の制
動ドラム７に対する密着強度を高めるために、環状体４
１，５１は制動ドラム７の両端部に溶着または銅メツキ
により結合してもよい。

【００１４】図１に示す実施例では、制動ドラム７の先
端部の内周面に段差を設け、端面と内周面７ｂよりも大
径の円筒部と段部とに、厚さがほぼ均一の断面クランク
形の環状体４１を結合したものである。図３に示すよう
に、環状体４１は制動ドラム７の端面４２の一部を覆う
ものでもよく、制動ドラム７の先端部に大径の円筒部４
３と小径の円筒部４５とを設け、円筒部４３と段部４４
と円筒部４５と段部４６とに、板厚がほぼ均一な断面ク
ランク形の環状体４１を結合する。段部４６は強磁性板
１５の端縁と一致させるか、端縁よりも隙間ｔだけ外側
に配置するのが好ましい。

【００１５】図４に示す実施例では、制動ドラム７の先
端部に内周面７ｂよりも大径の円筒部４３，４５を形成
し、制動ドラム７の端面４２と円筒部４３と段部４４と
円筒部４５と段部４６とに、肉厚がほぼ均一な環状体４
１を結合したものである。制動ドラム７の基端部につい
ては、内周面７ｂよりも大径の円筒部５３と段部５４を
形成し、制動ドラム７の端面５２と円筒部５３と段部５
４を覆う環状体５１を結合する。図５に示すように、制
動ドラム７の先端部に内周面７ｂよりも大径の円筒部４
３を形成し、円筒部４３と段部４４に、断面逆Ｌ字形の
環状体４１を結合するだけでもよい。

【００１６】図６に示す実施例では、内周面７ｂよりも
大径であり内径が異なる複数の円筒部４３，４５を設
け、制動ドラム７の端面４２、円筒部４３、段部４４、
円筒部４５、段部４６を覆う、肉厚がほぼ均一な環状体
４１を結合したものである。

【００１７】図７〜９に示す実施例では、制動ドラム７
の先端部に先端側へ至るにつれて次第に内径が大きくな
る円錐面またはラツパ状の部分を形成し、円錐面または
ラツパ状の部分に、肉厚がほぼ均一な環状体４１を結合
したものである。図７は制動ドラム７の先端部に円錐面
４８と段部４４を設けて端面４２、円錐面４８、段部４
４に、肉厚がほぼ均一な環状体４１を結合したもの、図
８は制動ドラム７の先端部の段部４４のところから次第
に内径が大きくなる断面円弧状の筒部４９に、肉厚がほ
ぼ均一な環状体４１を結合したもの、図９は制動ドラム
７の内周面７ｂと端面４２との角部に丸み５０を設け
て、段部４４から端面４２までを覆う断面円弧状の肉厚
がほぼ均一な環状体４１を結合したものである。

【００１８】炭素鋼または合金鋼からなる制動ドラム７
に対する環状体４１の結合は、ろうづけまたは溶接によ
り結合するのが好ましいが、他の普通の方法により結合
してもよい。制動ドラム７の内周面７ｂ、特に強磁性板
１５と対向する部分は、磁石２４からの磁界を受けて渦
電流に基づく熱を発生し、外部からの冷却風の流れが妨
げられるので高温になりやすい。銅などの良伝導体から
なる環状体４１は炭素鋼よりも熱伝導率が高く、電気抵
抗が小さいことから、亀裂を生じる恐れがあるが、本発
明では環状体４１が制動ドラム７の端部に配設されるの
で直接外気に触れ、冷却性には問題がない。特に、環状
体４１を単純なＬ字形のものではなく、制動ドラム７の
内周面から外端面へ向かつて内径が大きくなるような断
面形状にしてあるので、環状体４１の外気に触れる表面
積が広くなり、制動ドラム７の放熱性が一層高められ
る。

【００１９】また、制動ドラム７に発生する渦電流の領
域が制動ドラム７の両端部にまでに広められるので、制
動能力が一層向上される。

【００２０】さらに、制動ドラム７の温度が高くなるに
つれて制動ドラム７の制動能力は次第に低下するが、制
動ドラム７の端部に環状体４１，５１を設けたことによ
り制動ドラム７の過熱が抑えられるので制動能力が向上
される。

【００２１】以上の実施例では、案内筒１０の内空部に
可動の磁石支持筒１４と不動の磁石支持筒１４Ａとが収
容される形式の渦電流減速装置について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、案内筒の内空部
に磁石支持筒が正逆回動可能に収容され、案内筒の強磁
性板に周方向に隣接する２つの磁石が部分的に対向して
磁石支持筒と強磁性板との間に短絡的磁気回路を形成す
る非制動位置と、各強磁性板に１つの磁石が全面的に対
向して制動ドラムと磁石支持筒との間に磁気回路を形成
する制動位置とに切り換わる形式の渦電流減速装置にも
適用できる。

【００２２】図１０に示すように、本発明は案内筒の内
空部に磁石支持筒が軸方向往復動可能に収容され、磁石
支持筒の磁石が強磁性板に対向する制動位置と、磁石支
持筒が制動ドラムから引き出されて制動ドラムに磁界を
及ぼさない非制動位置とに切り換わる形式の渦電流減速
装置にも適用できる。渦電流減速装置は例えば車両変速
機の出力回転軸１に結合されるボス５の周縁部から放射
状に延びる多数の支持腕６に、冷却フイン７ａを備えた
制動ドラム７の基端部が溶接などにより結合される。制
動ドラム７の先端部には、制動ドラム７の内部の熱が外
部へ円滑に放散されるように、複数の円筒部が階段状に
形成される。図４の実施例と同様に、円筒部と段部とに
肉厚がほぼ均一な環状体４１が結合される。制動ドラム
７の基端部については、内周面７ｂよりも大径の円筒部
と段部を形成し、制動ドラム７の端面と円筒部と段部と
に肉厚がほぼ均一な環状体５１か結合される。

【００２３】変速機の壁部など非回転部分に固定支持さ
れる案内筒１０は、断面長方形の内空部１９を有し、右
半部を制動ドラム７の内部へ僅かな間隙を存して突出さ
れる。詳しくは、案内筒１０は鉄などの磁性体からなる
断面Ｃ字形をなす筒体と、制動ドラム７の内周面に対向
する非磁性体からなる外筒部１０ａと、環状の端壁１１
とを複数のボルト９により結合される。

【００２４】案内筒１０の内空部には磁石支持筒１４が
収容される。磁石支持筒１４は内筒部１０ｂに軸方向摺
動可能に外嵌され、かつ外周面に多数の磁石２４を周方
向等間隔に結合される。磁石２４は磁石支持筒１４を経
て制動ドラム７の内周面に対向する外面と、磁石支持筒
１４に結合する内面とに磁極を備えており、制動ドラム
７の内周面に対向する磁極の極性が周方向交互に異なる
ように配設される。

【００２５】磁石支持筒１４が制動ドラム７の内部へ引
込んだ制動位置（図１０に示す位置）と、磁石支持筒１
４が制動ドラム７から端壁１１に当るまで突出した非制
動位置とに移動するために、端壁１１に複数のアクチユ
エータのシリンダが結合される。アクチユエータはシリ
ンダにピストンを嵌挿して１対の流体室を区画され、ピ
ストンから端壁１１を貫通して案内筒１０の内空部１９
へ突出するロツド１６ａに磁石支持筒１４が結合され
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸のボスか
ら放射方向へ延びる支持腕に結合した制動ドラムと、該
制動ドラムの内部へ突出するよう車体などの非回転部分
に取り付けた非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の断
面長方形の内空部に収容した少くとも１つが回動可能で
ある磁性体からなる磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周
面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒
の外筒部に前記磁石と相対向するように鋳込んだ多数の
強磁性板と、前記制動ドラムの内周壁の前記強磁性板と
対向しない少くとも一方の端部に備えた銅などの良伝導
体からなる環状体とを有し、前記磁石からの磁界により
渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦
電流減速装置において、前記支持腕と結合していない前
記制動ドラムの内周壁の先端部の表面積を広くしたの
で、制動ドラムの放熱性が向上し、過酷な制動条件にも
耐え得る。

【００２７】制動時、制動ドラムにおける渦電流の分布
ないし発生領域が軸方向に広められるので、制動能力が
向上する。

【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非制動時
の正面断面図である。

【図２】同渦電流減速装置の制動時の側面断面図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例に係る渦電流減速装置の制
動ドラムの要部を示す正面断面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置の制
動ドラムの要部を示す正面断面図である。

【図５】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置の制
動ドラムの要部を示す正面断面図である。

【図６】本発明の第４実施例に係る渦電流減速装置の制
動ドラムの要部を示す正面断面図である。

【図７】本発明の第５実施例に係る渦電流減速装置の制
動ドラムの要部を示す正面断面図である。

【図８】本発明の第６実施例に係る渦電流減速装置の制
動ドラムの要部を示す正面断面図である。

【図９】本発明の第７実施例に係る渦電流減速装置の制
動ドラムの要部を示す正面断面図である。

【図１０】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装
置の制動時の正面断面図である。

【符号の説明】

１：回転軸 ３：制動ドラム ６：支持腕 ７：制動ド
ラム ７ｂ：内周面 １０：案内筒 １０ａ：外筒部
１０ｂ：内筒部 １４：磁石支持筒 １４Ａ：磁石支持
筒 １５：強磁性板 ２０：アクチユエータ ２４：磁
石 ２４Ａ：磁石 ４１：環状体 ４２：端面 ４３：円筒部 ４４：段部
４５：円筒部 ４６：段部 ４７： ４８：円錐面
４９：筒部 ５０：丸み ５１：環状体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸のボスから放射方向へ延びる支持腕
   に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部へ突出す
   るよう車体などの非回転部分に取り付けた非磁性体から
   なる案内筒と、該案内筒の断面長方形の内空部に収容し
   た少くとも１つが回動可能である磁性体からなる磁石支
   持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合し
   た多数の磁石と、前記案内筒の外筒部に前記磁石と相対
   向するように鋳込んだ多数の強磁性板と、前記制動ドラ
   ムの内周壁の前記強磁性板と対向しない少くとも一方の
   端部に備えた銅などの良伝導体からなる環状体とを有
   し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を
   前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置において、
   前記支持腕と結合していない前記制動ドラムの内周壁の
   先端部の表面積を広くしたことを特徴とする渦電流減速
   装置。
2. 【請求項２】回転軸のボスから放射方向へ延びる支持腕
   に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部へ突出す
   るよう車体などの非回転部分に取り付けた非磁性体から
   なる案内筒と、該案内筒の断面長方形の内空部に軸方向
   移動可能に収容した磁性体からなる磁石支持筒と、該磁
   石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石
   と、前記案内筒の外筒部に前記磁石と相対向するように
   鋳込んだ多数の強磁性板と、前記制動ドラムの内周壁の
   前記強磁性板と対向しない少くとも一方の端部に備えた
   銅などの良伝導体からなる環状体とを有し、前記磁石か
   らの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラム
   に発生させる渦電流減速装置において、前記支持腕と結
   合していない前記制動ドラムの内周壁の先端部の表面積
   を広くしたことを特徴とする渦電流減速装置。
3. 【請求項３】前記支持腕と結合していない前記制動ドラ
   ムの内周壁に、前記制動ドラムの内周面よりも大径の円
   筒部を設け、該円筒部に前記環状体を結合した、請求項
   １，２に記載の渦電流減速装置。
4. 【請求項４】前記支持腕と結合していない前記制動ドラ
   ムの内周壁に、前記制動ドラムの内周面よりも大径のラ
   ツパ状の筒部を設け、該筒部に前記環状体を結合した、
   請求項１，２に記載の渦電流減速装置。