JP2001037203A - 渦電流式減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制動トルクの低下を少なくすること。 【解決手段】 静止体側に配設された磁石１４に内周面
が対向するよう配置された制動ドラム７を備えた渦電流
式減速装置。制動ドラム７の外周面にはそれとは別体の
放熱フィン３０が装着されている。放熱フィン３０は、
制動ドラム７の外周面に沿って延在する基部３２と、半
径方向外側に延び出すよう折り曲げ形成されたフィン部
３４とが周方向に交互に配置されるよう薄板から一体成
形されかつ内周面が制動ドラム７の外周面に接合される
よう構成されている。

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、特にトラッ
ク等の大型車両のメインブレーキであるフットブレーキ
を補助するために適用される渦電流式減速装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】渦電流式減速装置は、複数の磁石により
形成される磁界の中で制動ドラムを回転させることによ
り制動ドラムに渦電流を発生させ、該渦電流に基づく制
動トルクによって制動ドラムに制動を作用させ、減速さ
せるよう構成されている。上記のような渦電流式減速装
置において、制動作用時に渦電流が発生すると、制動ド
ラムが加熱される。そして制動ドラムが過剰に加熱され
ると、その電気抵抗が大幅に増大し、しかもそれに加え
て制動ドラムと磁石の各々との間のエアギャップが増大
させられるので、制動トルクを大幅に低下させることに
なる。このような不具合を防止するためには、制動ドラ
ムに発生する熱を効果的に放熱させる必要がある。

【０００３】特開平３−８６０６２号公報には、静止体
側、例えばミッションケース側に設けられた環状のケー
ス内に配設された複数の磁石に内周面が対向するよう配
置された制動ドラムを備え、制動ドラムの外周面にはそ
れとは別体の放熱フィンが装着された渦電流式減速装置
が開示されている。この渦電流式減速装置において、制
動ドラムは鋼製部材により形成され、制動ドラムの外周
部には、アルミニウム製の放熱フィンが互いに断続的に
取り付けられている。放熱フィンの制動ドラムへの取り
付けは、融着結合又は圧入により行なわれるよう構成さ
れている。

【０００４】他方、実開昭５６−７１０８５号公報に
は、入力軸により駆動されるドラムと、出力軸に支持さ
れかつドラムの周部と対向して回転する磁極とからなる
渦電流継手が開示されている。この渦電流継手におい
て、ドラムの周壁部には波形に形成された放熱フィン
（冷却フィン）が装着されている。放熱フィンは波形鉄
板から構成されている。波形をなす放熱フィンは、ドラ
ムの外周部に巻き付けられ、端部が溶接により互いに連
結されることにより筒状にされる。そしてドラムへの取
り付けは、接触する波形の底部を複数箇所、溶接によっ
てドラムの外周部に固定することにより行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平３−８６０６２
号公報に開示された渦電流式減速装置において、アルミ
ニウム製の放熱フィンが、鋼製部材からなる制動ドラム
に対しアルミ融着により結合される場合には、鋼製部材
とアルミニウムとの間に電位差が生成され、電界腐食が
発生する。またアルミ融着の場合、アルミニウムの表面
が酸化皮膜を形成する。アルミニウムの表面に酸化皮膜
が形成された状態で電界が生ずると、粒界腐食を起こす
可能性が著しく高くなる。いずれの場合においても放熱
フィンの耐久性が低下することになる。また、アルミニ
ウム製の放熱フィンが、鋼製部材からなる制動ドラムに
対し圧入により結合される場合には、組付作業性が悪
く、組付作業時間が長くなって生産性が低下し、製造コ
ストが高くなる。

【０００６】他方、実開昭５６−７１０８５号公報に開
示された渦電流式減速装置においては、波形をなす放熱
フィンのドラムへの取り付けは、接触する波形の底部を
複数箇所、溶接によってドラムの外周部に固定する、局
部溶接により行なわれるので、放熱フィンの接合面積は
著しく小さく、また、溶接による熱歪み等から溶接部を
完全に密着させることはできず、接合面積を十分に得る
ことはできない。その結果、ドラムから放熱フィンへの
熱伝達率が低下し、冷却容量が低下し、所望する放熱効
果（冷却性能）が得られず、制動トルクが低下すること
になる。上記のような熱歪み等の発生を防止するために
は、スポット溶接等の溶接手段が考えられるが、上記接
合面積は更に低下し、冷却性能は一層低下することにな
り、制動トルクは一層低下することになる。

【０００７】本発明は上記事実に基づいてなされたもの
であり、その目的は、制動ドラムにおける放熱効果を向
上させることにより制動トルクの低下を少なくすること
を可能にする、新規な渦電流式減速装置を提供すること
である。

【０００８】本発明の他の目的は、電界腐食や粒界腐食
を発生させることなく、制動ドラムに装着される放熱フ
ィンの接合面積を増大させることができ、その結果、放
熱効果を向上させて制動トルクの低下を少なくすること
を可能にする、新規な渦電流式減速装置を提供すること
である。

【０００９】本発明のその他の目的及び特徴は、本発明
に従って構成された渦電流式減速装置の実施形態につい
て添付図面を参照して詳細に説明する後の記載から明ら
かになるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、静止体
側に配設された複数の磁石に内周面が対向するよう配置
された制動ドラムを備え、制動ドラムの外周面にはそれ
とは別体の放熱フィンが装着された渦電流式減速装置に
おいて、放熱フィンは、制動ドラムの外周面に沿って延
在する基部と半径方向外側に延び出すよう折り曲げ形成
されたフィン部とが周方向に交互に配置されるよう薄板
から一体成形されかつ内周面が制動ドラムの外周面に接
合される、ことを特徴とする渦電流式減速装置、が提供
される。

【００１１】放熱フィン部材は制動ドラムの外周面にろ
ー付により接合される、ことが好ましい。また、放熱フ
ィンは、１箇所のみが周方向に分離されるよう、単一の
薄板から形成される、ことが好ましい。更にはまた、放
熱フィンは、少なくとも２箇所が周方向に分離されるよ
う、複数の薄板から形成される、ことが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態を添
付図面を参照して更に詳細に説明する。なお、図１〜図
４において実質上同一部分は同一符号で示されている。
図１を参照して、図示しないトラックにおけるトランス
ミッションの出力軸（回転軸）２には、半径方向外方に
延びるフランジ部４が取り付けられている。フランジ部
４には、パーキングブレーキ用の制動ドラム６と、渦電
流式減速装置用のロータである制動ドラム７とが複数の
ボルト８により共締めされている。以上の構成により制
動ドラム７は出力軸２に連結される。制動ドラム７の外
周面には後述する放熱フィン３０が接合されている。制
動ドラム７の内側（環状空間の内側）には、中空円環状
のケース１０が同軸に配設されている。図示しない静止
体であるミッションケースに装着されたケース１０内に
は、強磁性体からなる支持筒１２が軸方向移動可能に支
持されている。支持筒１２の外周部には、周方向に間隔
をおいて複数の磁石１４が配設されている。磁石１４の
各々は、半径方向両端に磁極面を有すると共に相互に周
方向に間隔をおいて対向する磁極の極性が異極となるよ
うに配列されている。ケース１０の、制動ドラム７の内
周面に近接した外周壁には、磁石１４の各々及び制動ド
ラム７の内周面に対向する強磁性部材が周方向に間隔を
おいて埋め込まれ、該外周壁のその他の部分及びそれと
一体の、制動ドラム７の内側に位置する端壁は非磁性体
から形成されている。ケース１０には、支持筒１２を軸
方向に往復移動させて制動と非制動との切換を行なうア
クチュエータであるエアシリンダ機構２０が付設されて
いる。以上のように構成されたケース１０、支持筒１
２、磁石１４及びエアシリンダ機構２０の詳細は、例え
ば特開平３−８６０６１号公報（出願人は本出願人と同
じいすゞ自動車株式会社である）に開示されているの
で、またこれらの構成自体は本発明の新規な特徴をなす
ものではないので、更なる説明は省略する。

【００１３】図１と共に図２及び図３を参照して、制動
ドラム７の外周面には、それとは別体の放熱フィン３０
が装着されている。なお図２において、番号７１は、制
動ドラム７に備えられた複数の支持アームであって、周
方向に形成された複数の貫通孔７２の各々間に位置付け
られている。図示の実施形態において、放熱フィン３０
は、１箇所Ｐ１のみが周方向に分離されるよう、単一の
薄板から形成され、全体として実質上円環状をなしてい
る。図２に示すように、放熱フィン３０は、制動ドラム
７の外周面に沿って延在する基部３２と、半径方向外側
に延び出すよう折り曲げ形成されたフィン部３４とが周
方向に交互に配置されるよう、上記薄板から一体成形さ
れている。基部３２の各々は制動ドラム７の外周面と実
質上同心の曲率を有する内側面を備えていることが好ま
しいが、その周方向長さが比較的短い場合には、直線で
あってもよい。フィン部３４の各々は、薄板の一部が相
互に周方向に重合・密着された波形をなすように折り曲
げ形成されているが、相互に重合・密着されることな
く、周方向に適宜の隙間が形成されるような波形であっ
てもよい。放熱フィン３０は、上記１箇所Ｐ１におい
て、周方向に分離されているが、この分離部を規定する
周方向の両端は、基部３２の一部により規定されてい
る。制動ドラム７は、強磁性体でありかつ導体で熱強度
の高い部材、例えば、ＳＣＭ４１５（クロムモリブデン
鋼）等から形成することができる。また、放熱フィン３
０は、成型性の面からはＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）やＳ
ＰＨＣ（熱間圧延鋼板）、冷却性の面からは銅もしくは
銅合金（しんちゅう等）やアルミニウムもしくはアルミ
ニウム合金、温度サイクルの面ではＳＵＳ（ステンレ
ス）等からなる薄板により形成することが好ましい。以
上のように構成された放熱フィン３０は、その内周面が
制動ドラム７の外周面を覆うように嵌合される（被せら
れる）と共に耐熱性の接合手段、例えば、それ自体は周
知であるろー付により接合されることにより、制動ドラ
ム７の外周面に一体に装着される。

【００１４】以上のように構成された渦電流式減速装置
を作動させて、走行中のトラックに制動（補助制動）を
作用させる（制動ＯＮとする）場合には、エアシリンダ
機構２０を作動させて支持筒１２を軸方向の一方（図１
において右方）に移動させ、磁石１４の各々がケース１
０の外周壁に配設された強磁性部材の各々に対向する制
動位置に位置付ける。制動ドラム７の内側において、磁
石１４、ケース１０の外周壁に配設されかつ該磁石１４
に対向する強磁性部材、制動ドラム７、該強磁性部材に
対し周方向に隣接する他の強磁性部材、該磁石１４に対
し周方向に隣接する他の磁石１４及び支持筒の間にそれ
ぞれ磁気回路が形成されるので、制動ドラム７には渦電
流が発生し、制動ドラム７に対する制動が作動させられ
る。このとき、制動ドラム７は上記渦電流の発生によっ
て加熱されるが、この熱は、放熱フィン３０に伝達さ
れ、放熱フィン３０から放熱される。

【００１５】放熱フィン３０は、制動ドラム７の外周面
に沿って延在する基部３２と半径方向外側に延び出すよ
う折り曲げ形成されたフィン部３４とが周方向に交互に
配置されるよう薄板から一体成形されかつ内周面が制動
ドラム７の外周面に接合されるよう構成されているの
で、制動ドラム７の外周面に接合される接合面積が比較
的大きくなる。その結果、制動ドラム７から放熱フィン
３０への熱伝達率が向上し、放熱効果を向上させること
ができる。すなわち制動ドラム７の過剰な温度上昇が防
止されるので、制動ドラム７の電気抵抗の大幅な増大が
回避され、制動ドラム７と磁石１４の各々との間のエア
ギャップ（上記実施形態では、制動ドラム７の内周面と
ケース１０の外周壁に配設された強磁性部材の各々の外
周面との間のエアギャップ）の増大も、許容される範囲
に押さえることができる。以上の作用効果により、制動
トルクの低下を少なくすることができる。

【００１６】また、上記放熱フィン３０は、耐熱性接合
手段であるろー付によって、制動ドラム７の外周面に接
合されているので、制動ドラム７と放熱フィン３０が異
種金属同士であっても、電界腐食や粒界腐食は発生しに
くく、放熱フィン３０の耐久性が損なわれることは確実
に防止される。ろう材は、接合される金属（例えば、鉄
材と銅材、アルミ材と鉄材等）に応じて既存のものを適
宜に選定すればよい。更にはまた、放熱フィン３０は、
１箇所Ｐ１のみが周方向に分離されるよう、単一の薄板
から実質上円環状に形成されているので、この分離部を
若干広げることにより、全体の径を容易に拡大できるの
で、制動ドラム７の外周面に容易に嵌合する（被せる）
ことができる。次いで放熱フィン３０と制動ドラム７と
の接触部にろー付を遂行することにより、制動ドラム７
の外周面に容易かつ確実に接合することができる。した
がって放熱フィン３０の制動ドラム７の外周面に対する
組付（装着）は容易にしかも比較的短時間で行なうこと
ができ、高い生産性が確保されると共に比較的低コスト
で制動ドラムユニット（制動ドラム７と放熱フィン３０
との組合せ体）を製造することが可能になる。更にはま
た、放熱フィン３０は薄板から形成されるので、制動ド
ラムユニットを比較的軽量にすることができる。

【００１７】放熱フィン３０は、制動ドラム７とは別体
であるので、放熱性、装着性、生産性、軽量化、コスト
等の様々な観点から、適宜の異種金属同士を選定するこ
とができ、設計上、また実用上有利である。

【００１８】制動を解除させて非制動に切り換える（制
動をＯＦＦに切り換える）場合には、エアシリンダ機構
２０を作動させて支持筒１２を軸方向の他方（図１にお
いて左方）に移動させ、磁石１４の各々がケース１０の
外周壁に配設された強磁性部材の各々から軸方向外側に
退避する非制動位置に位置付ける。その結果、磁石１４
の各々は、制動ドラム７に対し磁気を及ぼさなくなり、
制動ドラム７には渦電流が発生しないので、制動が完全
に解除される。

【００１９】図４には、制動ドラムユニットの他の実施
形態が示されている。図４に示す制動ドラムユニットに
おいて、放熱フィン３０は、少なくとも２箇所が周方向
に分離されるよう、複数の薄板から形成されている。こ
の実施形態においては、放熱フィン３０は、２箇所であ
るＰ１及びＰ２が周方向に分離されるよう、２個の薄板
から実質上半円形状に形成されている。更に具体的に説
明すると、放熱フィン３０は、二つの放熱フィン３０ａ
及び３０ｂから構成され、放熱フィン３０ａ及び３０ｂ
の各々は、それぞれ薄板から実質上半円形状をなすよう
一体に成形されている。このように構成された放熱フィ
ン３０も、制動ドラム７の外周面に耐熱性接合手段であ
るろー付により接合される。放熱フィン３０が上記のよ
うに複数に分割される形態で構成され、それぞれ制動ド
ラム７の外周面にろー付により接合されるよう構成され
ることにより、制動ドラム７に対する装着性を一層向上
させることができる。その他の構成は、図１〜図３を参
照して説明した先の実施形態と実質上同一であり、した
がって実質上同一の作用効果が得られることはいうまで
もない。

【００２０】以上、本発明を実施形態に基づいて添付図
面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱す
ることなく、更に他の種々の変形あるいは修正が可能で
ある。例えば、上記放熱フィン３０におけるフィン部３
４の形状は、図示の実施形態に限定されることなく、放
熱性、風切り音、空気抵抗等の諸条件を考慮して最適な
形状に設計することが容易に可能である。例えば、図示
の実施形態において、フィン部３４の各々は、制動ドラ
ム７の軸線に平行に延在するように形成されているが、
この軸線に対し傾斜して延在するように形成する（例え
ばスパイラル形状に形成する）実施形態もある。また、
図示の実施形態において、フィン部３４の各々は、上記
軸線方向から見て（図２の表裏方向から見て）、制動ド
ラム７の軸心を通って半径方向に延びる直線に沿って半
径方向に延在するように形成されているが、制動ドラム
７の回転方向（車両の前進方向における回転方向）に対
し反対方向に傾斜して延在する（湾曲してあるいは直線
状に傾斜して延在する）ように形成する実施形態もあ
る。

【００２１】また、図１〜図３に示す渦電流式減速装置
において、制動と非制動との切換（ＯＮ−ＯＦＦ）は、
磁石１４の支持筒１２をエアシリンダ機構２０により軸
方向に往復移動させることにより行なうよう構成されて
いるが、これに代えて、ケース内に磁石の静止支持筒及
び可動支持筒を軸方向に並列して配設し、エアシリンダ
機構により可動支持筒を周方向に正逆回動させることに
より、制動と非制動との切換を行なうよう構成する他の
実施形態（例えば、特開平４−１２６５９号公報参
照）、あるいは、ケース内に磁石の可動支持筒のみを配
設し、エアシリンダ機構により可動支持筒を周方向に正
逆回動させることにより、制動と非制動との切換を行な
うよう構成する更に他の実施形態（例えば、特開平６−
３８５０５号公報参照）もある。これらの制動ＯＮ−Ｏ
ＦＦ機構は、例えば、上記公報に開示されているよう
な、それ自体は周知の構成を使用することでよいので、
説明は省略する。また、上記実施形態においてケース１
０の外周壁を薄板により形成する実施形態（例えば、特
開平９−１６３７１７号公報参照）もある。更にはま
た、上記実施形態において、磁石２２の各々は永久磁石
により形成されているが、これに代えて電磁石を使用す
る実施形態もある。電磁石は周知のとおりコイルと鉄心
の組合せ体であるため、電磁石を上記実施形態において
磁石１４に置き換えて使用する場合には、電磁石の各々
は上記した制動位置に常時固定され、制動（ＯＮ）と非
制動（ＯＦＦ）との切り換えは、電磁石の各々を励磁す
るか又は非励磁とするか、により行なわれる。したがっ
て磁石１４の各々を電磁石に置き換えて使用する実施形
態においては、支持筒は全て固定され、支持筒を軸方向
に往復移動させるためのエアシリンダ機構２０あるいは
支持筒を正逆回動させるための図示しないエアシリンダ
機構は不要となる。

【００２２】

【発明の効果】本発明による渦電流式減速装置によれ
ば、制動ドラムにおける放熱効果を向上させることによ
り制動トルクの低下を少なくすることを可能にする。ま
た、電界腐食や粒界腐食を発生させることなく、制動ド
ラムに装着される放熱フィンの接合面積を増大させるこ
とができ、その結果、放熱効果を向上させて制動トルク
の低下を少なくすることを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による渦電流式減速装置の実施形態の要
部を示す縦断面図。

【図２】図１に示す渦電流式減速装置に備えられた制動
ドラムユニットの正面図。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図。

【図４】制動ドラムユニットの他の実施形態を示す正面
図。

【符号の説明】

７ 制動ドラム １０ ケース １４ 磁石 ３０ 放熱フィン ３２ 基部 ３４ フィン部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止体側に配設された複数の磁石に内周
   面が対向するよう配置された制動ドラムを備え、制動ド
   ラムの外周面にはそれとは別体の放熱フィンが装着され
   た渦電流式減速装置において、 放熱フィンは、制動ドラムの外周面に沿って延在する基
   部と半径方向外側に延び出すよう折り曲げ形成されたフ
   ィン部とが周方向に交互に配置されるよう薄板から一体
   成形されかつ内周面が制動ドラムの外周面に接合され
   る、ことを特徴とする渦電流式減速装置。
2. 【請求項２】 放熱フィンは制動ドラムの外周面にろー
   付により接合される、請求項１記載の渦電流式減速装
   置。
3. 【請求項３】 放熱フィンは、１箇所のみが周方向に分
   離されるよう、単一の薄板から形成される、請求項１又
   は請求項２記載の渦電流式減速装置。
4. 【請求項４】 放熱フィンは、少なくとも２箇所が周方
   向に分離されるよう、複数の薄板から形成される、請求
   項１又は請求項２記載の渦電流式減速装置。