JP2001054277A - 渦電流減速装置の磁石とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁石の周方向寸法を強磁性板とほぼ同寸に
し、かつ磁石からの磁界が磁石の周方向の両端部へ湾曲
して制動ドラムへ達するようにする。 【解決手段】 回転軸１に結合した制動ドラム７と、制
動ドラム７の内部に臨むように車体などの非回転部分に
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１０と、案内筒１０の外筒部１０ａに周方向等
間隔に配設した多数の強磁性板１５と、案内筒１０の内
空部に正逆回動可能に収容した磁石支持筒１４と、磁石
支持筒１４の外周面に各強磁性板１５に対向しかつ強磁
性板１５に対する極性が周方向交互に異なるように結合
した多数の磁石１４Ａとから渦電流減速装置を構成す
る。磁石１４Ａからの磁界により渦電流に基づく制動力
を制動ドラム７に発生させる。磁石１４Ａの内部に内面
１４ａから外面１４ｂの周方向両端部へ湾曲する磁路ｋ
を形成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は大型車両などの摩擦
ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に磁石支持筒に
結合される磁石について、磁石に付与される磁路の向き
を磁石の内面から外面の周方向両端側へ湾曲させて、非
制動時の洩れ磁界を抑えるようにした渦電流減速装置の
磁石とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平5-211761号公報などに開示される
渦電流減速装置では、図８に示すように、非磁性体から
なる断面長方形の内空部を有する案内筒１０の、制動円
板７の内周面に対向する外筒部１０ａに、多数の強磁性
板１５が周方向等間隔に結合され、案内筒１０の内空部
に磁石支持筒１４が収容される。磁石支持筒１４の外周
面には各強磁性板１５に２つの磁石１４Ｂが対向するよ
うに、かつ強磁性板１５に対する極性が周方向に２つご
とに異なるように結合される。磁石支持筒１４の正逆回
動により、案内筒１０の各強磁性板１５に同極性の２つ
の磁石１４Ｂが対向する制動位置と、各強磁性板１５に
異極性の２つの磁石１４Ｂが対向する非制動位置とに切
り換わる。上述の渦電流減速装置は、案内筒１０の内空
部へ単一の磁石支持筒１４を正逆回動可能に支持するだ
けのものであるから、他の形式の渦電流減速装置よりも
軸方向寸法が短縮され、構成が簡単であり、小型の車両
にも搭載できる。しかしながら、上述の渦電流減速装置
では磁石１４Ｂが細分化され、磁石１４Ｂの体積ないし
容量（厳密には周方向の寸法）が他の形式の渦電流減速
装置のそれよりも小さいので、制動能力の点で十分なも
のとは言えない。

【０００３】これに対して、図９に示すように、案内筒
１０の各強磁性板１５に対して１つの磁石１４Ａが全面
的に対向する制動位置と、各強磁性板１５に２つの磁石
１４Ａが部分的に対向する非制動位置とに切り換わる渦
電流減速装置では、各磁石１４Ａの体積ないし容量（厳
密には周方向の寸法）が大きくなり、制動能力が向上す
る。しかし、非制動時、磁石１４Ａから洩れ磁界が強磁
性板１５と強磁性板１５の間の隙間を経て制動ドラム７
へ達し、制動ドラム７に引きずりトルクが発生するとい
う問題がある。

【０００４】

【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、磁石の周方向寸法を強磁性板とほぼ同寸に
し、かつ磁石からの磁界が磁石の周方向の両端部へ湾曲
して制動ドラムへ達するようにした渦電流減速装置の磁
石とその製造方法を提供することにある。

【０００５】

【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臨むように車体などの非回転部分に
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
る案内筒と、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に配設し
た多数の強磁性板と、該案内筒の内空部に正逆回動可能
に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に前記
各強磁性板に対向しかつ強磁性板に対する極性が周方向
交互に異なるように結合した多数の磁石とを有し、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の磁石において、前
記磁石の内部に内面から外面の周方向両端部へ湾曲する
磁路を形成したことを特徴とする。

【０００６】また、本発明の方法は前記磁石を成形する
磁石粉に対して入力する磁力線の方向と圧搾方向とが互
いに直交する直交磁界成形法において、前記磁石粉に対
して磁力線を入力する前記磁石の内面に当接する第１の
型を強磁性体から、前記磁石粉に入力された磁力線が出
力する前記磁石の外面に当接する第２の型を非磁性体か
らそれぞれ形成し、第２の型で前記磁石粉に接する面と
平行な反対側の面の両端部近傍に強磁性体を配設したも
のである。

【０００７】さらに、本発明の方法は前記磁石を成形す
る磁石粉に対して入力する磁力線の方向と圧搾方向とが
互いに平行する平行磁界成形法において、前記磁石粉に
対して磁力線を入力する前記磁石の内面に当接する下パ
ンチと、前記磁石粉に入力された磁力線を出力する前記
磁石の外面に当接する上パンチとを強磁性体からそれぞ
れ形成し、前記上パンチの前記磁石粉に接する面の中央
部に非磁性体を配設したものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明では制動時磁石から制動ド
ラムへ及ぶ磁界の強さないし磁束量を減じることなく、
非制動時の磁石からの洩れ磁束による制動ドラムの引き
ずりトルクを抑える。このため、磁石支持筒の磁石の内
部に、磁石支持筒の外周面に結合される内面から、案内
筒の強磁性板に対向する外面の周方向両端部へ湾曲する
磁路を形成する。具体的には、磁石の成形と着磁のため
に、磁石の内面に全面的に接する強磁性体からなる第１
の型を当てる一方、磁石の外面には非磁性体からなる第
２の型を当て、かつ第２の型の磁石の外面から離れた部
分に、周方向に離隔する２つの強磁性体を配設する。

【０００９】第１の型から第２の型へ磁界をかけると、
磁石の内部には内面から外面の両端側へ湾曲した磁路が
形成される。したがつて、非制動時、各磁石が周方向に
隣接する２つの強磁性板に跨つても、磁石の外面の周方
向中心では磁石の磁路が周方向両端側へ湾曲されている
ので、磁石の外面の周方向中心から強磁性板と強磁性板
との隙間を経て制動ドラムへ達する洩れ磁界は非常に少
くなり、制動ドラムに発生する引きずりトルクは大幅に
削減される。

【００１０】

【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は同側面断面図である。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
非磁性体からなる不動の案内筒１０と、案内筒１０の断
面長方形の内空部に回動可能に支持した磁性体からなる
磁石支持筒１４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支持腕６
に、冷却フイン８を備えた制動ドラム７の右端部が結合
される。

【００１１】案内筒１０は例えば断面Ｃ字形をなす筒体
に環状の端壁１１を結合して構成される。案内筒１０は
適当な手段により例えば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開口
１３に、多数の強磁性板（ポールピース）１５が結合さ
れる。好ましくは、強磁性板１５は案内筒１０の鋳造に
よる成形時鋳ぐるまれる。磁石支持筒１４は案内筒１０
の内空部に収容される。詳しくは、磁石支持筒１４は内
筒部１０ｂに軸受１２により正逆回動可能に支持され
る。

【００１２】案内筒１０の左端壁に、好ましくは複数の
流体圧アクチユエータ２０が周方向等間隔に結合され
る。流体圧アクチユエータ２０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、磁石支持筒１４から案内筒１０の左端壁の
スリツトを経て突出する腕１６に連結される。

【００１３】図２に示すように、磁石支持筒１４は外周
面に各強磁性板１５に対向し、かつ各強磁性板１５に対
する極性が周方向交互に異なるように多数の磁石１４Ａ
を結合される。磁石１４Ａは周方向の両端部に段部２５
が一体に形成され、周方向に並ぶ磁石１４Ａの段部２５
の間へ、断面Ｔ字形の非磁性体からなる固定金具３１を
重ね合せ、ボルト３２により磁石支持筒１４へ締結され
る。

【００１４】本発明は上述したような渦電流減速装置に
おいて、磁石支持筒１４に結合される磁石１４Ａについ
て、周方向の寸法を強磁性板１５とほぼ同寸にし、非制
動時磁石１４Ａから制動ドラム７への洩れ磁界を抑える
ために、図６に示すように、各磁石１４Ａの内部に内面
１４ａから外面１４ｂの周方向両端部へ湾曲する磁路ｋ
を形成したものである。換言すれば、磁石１４Ａの内部
の磁路ｋを、内面１４ａから外面１４ｂへの周方向中心
へ真直ぐに延びる磁路がないように形成したものであ
る。

【００１５】図３，４に示すように、直交磁界成型法に
より磁石１４Ａの内部に上述の磁路ｋを形成するため
に、磁石１４Ａの内面１４ａに当接する型４５は全体が
強磁性体から構成される。一方、磁石１４Ａの外面１４
ｂに当接する型４４は非磁性体から構成され、かつ型４
４の外面１４ｂに当接する部分とは反対側の部分に、磁
石１４Ａの周方向に２分割された１対の強磁性体４３を
配設される。型４５の外面４５ａに対向して電磁コイル
４７により励磁される継鉄（ヨーク）４６が、また型４
４の外面４４ａに対向して電磁コイル４２により励磁さ
れる継鉄４１がそれぞれ配設される。

【００１６】型４４と型４５と前後の型（図示せず）と
上パンチ５２と下パンチ５１とに囲まれる空間へ磁石粉
を充填し、上パンチ５２と下パンチ５１により磁石粉を
圧搾しながら、電磁コイル４２，４７を直流電源または
パルス電源に接続し、継鉄４１と継鉄４６の間に矢印
ａ，ｂ方向の磁界（または逆方向の磁界）をかければ、
磁石１４Ａの内部には磁力線に沿つて図６に示すような
内面１４ａから外面１４ｂの周方向両端部へ湾曲する磁
路ｋが形成される。

【００１７】したがつて、非制動時、各磁石１４Ａが周
方向に隣接する２つの強磁性板１５に跨る時、磁石１４
Ａからの磁界は磁石１４Ａの外面１４ｂの周方向両端部
へ湾曲し、磁石１４Ａの周方向中心から径外方へ真直ぐ
に延び、強磁性板１５と強磁性板１５との隙間を経て、
制動ドラム７へ達する洩れ磁界が非常に弱められ、制動
ドラム７に生じる引きずりトルクは非常に小さなものに
なる。この時、磁石１４Ａを挟む強磁性板１５と磁石支
持筒１４との間に短絡的磁気回路ｗが形成される。

【００１８】制動時、流体圧アクチユエータ２０により
磁石支持筒１４を強磁性板１５の半配列ピツチだけ回動
すると、各磁石１４Ａは各強磁性板１５に全面的に対向
し、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、磁石１４Ａから強磁性板１５、制動ドラム
７、隣りの強磁性板１５、隣りの磁石１４Ａ、磁石支持
筒１４へと磁気回路が生じる。図７に示すように、磁石
１４Ａの外面１４ｂの周方向中心に、断面半円形の軸方
向の溝２６を設けると、磁石１４Ａの周方向中心と制動
ドラム７との隙間が広くなり、洩れ磁界は一層弱くな
り、引きずりトルクを減じることができる。

【００１９】図５は平行磁界成型法による磁石の着磁装
置を示す側面断面図である。円筒形の型６３の相対向す
る内周壁に、磁石１４Ａの段部２５を形成するための突
壁６３ａが設けられ、型６３の内部へ円柱形の上パンチ
６２と下パンチ６４が嵌挿される。型６３に対してパン
チ６２，６４は回転不能かつ昇降可能に嵌挿される。下
パンチ６４の上面は磁石１４Ａの内面１４ａと一致する
ように円筒凸面に形成され、上パンチ６２の下面は磁石
１４Ａの外面１４ｂと一致する円筒凹面に形成される。
下パンチ６４は全体が磁性体からなり、上パンチ６２は
磁性体からなる本体の中心部、すなわち磁石１４Ａの周
方向中心部に対応する部分に、前後方向（紙面と垂直方
向）に延びるブロツク状の非磁性体６２ａが埋め込まれ
る。

【００２０】型６３とパンチ６２，６４との空間へ磁石
粉を充填し、上パンチ６２と下パンチ６４により磁石粉
を圧搾しながら、上パンチ６２を取り囲む電磁コイル６
１と、下パンチ６４を取り囲む電磁コイル６５とに、直
流電流を間欠的に供給すると、上パンチ６２と下パンチ
６４に矢印ａ，ｂで示す方向の磁界（または逆方向の磁
界）が発生し、磁石１４Ａの内面１４ａから外面１４ｂ
の両端側へ湾曲する磁路ｋが形成される。ここで、磁路
とは磁石１４Ａを構成する磁石分子の向きを連続的に表
すものである。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸に結合し
た制動ドラムと、該制動ドラムの内部に臨むように車体
など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と、該案内筒の外筒部に周
方向等間隔に配設した多数の強磁性板と、該案内筒の内
空部に正逆回動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支
持筒の外周面に前記各強磁性板に対向しかつ強磁性板に
対する極性が周方向交互に異なるように結合した多数の
磁石とを有し、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
の磁石において、前記磁石の内部に内面から外面の周方
向両端部へ湾曲する磁路を形成したものであり、非制動
時、磁石支持筒の磁石の外面の周方向中心から、案内筒
の強磁性板と強磁性板の隙間を経て制動ドラムの内周面
へ達する洩れ磁界が抑えられ、制動ドラムに及ぼす引き
ずりトルクが大幅に減じられる。勿論、制動時は磁石支
持筒の磁石が強磁性板に全面的に対向し、磁石からの磁
界が制動ドラムに達し、制動ドラムが制動トルクを発生
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】同渦電流減速装置の磁石の製造に用いる着磁装
置の正面断面図である。

【図４】同着磁装置の平面断面図である。

【図５】同渦電流減速装置の磁石の製造に用いる他の着
磁装置の正面断面図である。

【図６】同渦電流減速装置に用いる磁石の磁路を模式的
に示す側面図である。

【図７】同渦電流減速装置に用いる他の磁石の側面図で
ある。

【図８】従来の渦電流減速装置の非制動状態を示す側面
断面図である。

【図９】従来の他の渦電流減速装置の非制動状態を示す
側面断面図である。

【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 １０：案内筒 １０ａ：外筒部 １０ｂ：内筒部
１２：軸受 １４：磁石支持筒 １４Ａ：磁石１４
ａ：内面 １４ｂ：外面 １５：強磁性板 ２０：アク
チユエータ ２５：段部 ２６：溝 ３１：固定金具
４１：継鉄 ４２：電磁コイル ４３：強磁性体 ４
４：型 ４５：型 ４６：継鉄 ４７：電磁コイル ５
１：下パンチ５２：上パンチ ６１：電磁コイル ６
２：上パンチ ６２ａ：非磁性体 ６３：型 ６４：下
パンチ ６５：電磁コイル

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
   ラムの内部に臨むように車体など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
   筒と、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に配設した多数
   の強磁性板と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に収容
   した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に前記各強磁
   性板に対向しかつ強磁性板に対する極性が周方向交互に
   異なるように結合した多数の磁石とを有し、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の磁石において、前記磁石
   の内部に内面から外面の周方向両端部へ湾曲する磁路を
   形成したことを特徴とする渦電流減速装置の磁石。
2. 【請求項２】前記磁石を成形する磁石粉に対して入力す
   る磁力線の方向と圧搾方向とが互いに直交する直交磁界
   成形法において、前記磁石粉に対して磁力線を入力する
   前記磁石の内面に当接する第１の型を強磁性体から、前
   記磁石粉に入力された磁力線が出力する前記磁石の外面
   に当接する第２の型を非磁性体からそれぞれ形成し、第
   ２の型で前記磁石粉に接する面と平行な反対側の面の両
   端部近傍に強磁性体を配設した、請求項１に記載の磁石
   の製造方法。
3. 【請求項３】前記磁石を成形する磁石粉に対して入力す
   る磁力線の方向と圧搾方向とが互いに平行する平行磁界
   成形法において、前記磁石粉に対して磁力線を入力する
   前記磁石の内面に当接する下パンチと、前記磁石粉に入
   力された磁力線を出力する前記磁石の外面に当接する上
   パンチとを強磁性体からそれぞれ形成し、前記上パンチ
   の前記磁石粉に接する面の中央部に非磁性体を配設し
   た、請求項１に記載の磁石の製造方法。