JP2002291223A - 渦電流減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単であり、小型で制動能力の高い、
経済的な渦電流減速装置を得る。 【解決手段】 回転軸１に結合した制動円板２と、回転
軸１と同心に配置した強磁性体からなる内外２つの磁石
支持筒５，１４と、内外２つの磁石支持筒５，１４の相
対向する周面に、周方向等間隔かつ径方向の極性が周方
向交互に異なるように結合した多数の磁石１３，１２
と、磁石１３，１２の間に挟まれるように配設された強
磁性体からなるＵ字形の磁極部材１０とからなり、磁極
部材１０の両端部１０ａを磁石１３，１２の間から周方
向へ、さらに軸方向へ延長して制動円板２に対向させ
る。磁石支持筒５，１４の一方を正逆回動することによ
り、磁石１３，１２の磁界が磁極部材１０を経て制動円
板２に及ぶ制動位置と、磁石１３，１２の磁界が磁極部
材１０で短絡する非制動位置とに切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として車両の摩擦
ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に永久磁石を用
いた制動円板型の渦電流減速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の制動ドラム型の渦電流減速装置
は、回転軸に結合した制動ドラムの内周面に、磁石支持
筒の磁石（ここでは永久磁石、以下同様）が対向する構
造であるので、磁石の磁極面積に対応する広さの内周面
が制動ドラムに要求され、重量的に不利であり、大なる
制動トルクを得るには、制動ドラムの軸方向寸法（幅）
の拡大に限度が生じ、磁石支持筒を支持する案内筒も支
持剛性を得るために構造的に大型になる。

【０００３】制動ドラムはドラム本体、スポーク、ボス
部の３部材から構成され、溶接などにより接合する構造
であるので、制動ドラムの冷却フインの加工、熱に対す
るスポークの伸縮機構、制動ドラムとスポークの溶接な
ど、部品点数が多く、加工組立費、製造経費が嵩む。具
体的には、スポークの伸縮機構の摺動面の摩耗、溶接部
の加工精度や強度に問題がある。また、制動ドラムには
冷却フインを設けているので、非制動時に制動ドラムの
回転による空気抵抗は車両走行中の燃費を悪化させる。

【０００４】特公平７−１１８９０５号公報に開示され
る制動円板型の渦電流減速装置では、制動円板の側面に
対向する断面３角形の強磁性体ないし磁極部材が径方向
内側の不動の磁石と、径方向外側の可動の磁石とにより
挟まれ、非制動時磁極部材を挟持する内外の磁石の極性
が異なる場合でも、外側の磁石から磁極部材を経ないで
制動円板を経て内側の磁石へ磁束が洩れ、制動円板に引
ずりトルクを及ぼすことがある。また、磁極部材は制動
円板に強い吸引力を及ぼすので、磁極部材が内側の磁石
と外側の磁石との間から滑り出て制動円板と摩擦接触す
る恐れがある。要するに、磁極部材は内側の磁石と外側
の磁石との間に楔のように係合されるものであるから、
磁極部材を案内筒に安定に支持することが難しい。つま
り、鉄系の磁極部材をアルミニウムからなる断面長方形
の内空部を有する案内筒の側壁と一方の磁石とに一体的
に鋳込むという構成では、制動時の渦電流に基づく熱に
より案内筒と磁極部材との安定な結合が維持されなくな
る。

【０００５】特公平７−１１８９０５号公報の図９に開
示される渦電流減速装置は、図９に示すように、ブロツ
ク状の磁極部材３０の内面に不動の磁石支持筒４３の外
周面に結合した磁石４４を対向し、磁極部材３０の外面
に可動の磁石支持筒４１の内周面に結合した磁石４２を
対向してなり、制動時、磁極部材３０の外面と内面に互
いに同極をなす磁石４２と磁石４４を対向させて磁極部
材３０から制動円板３６へ磁界を及ぼし、回転する制動
円板３６に制動トルクを発生させるようになつている。
ところが、図９に示す非制動時にも、磁石４２，４４の
側面が制動円板３６の側面に対向するので洩れ磁気回路
ｗが生じ、制動円板３６に非常に大きな引きずりトルク
が発生する。引きずりトルクは案内筒４０の側壁の厚さ
を薄くするほど大きくなる。

【０００６】

【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、構成が簡単で熱に対して安定であり、小型
で制動能力が高い、経済的な渦電流減速装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【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円板と、回転
軸と同心に配置された強磁性体からなる内外２つの磁石
支持筒と、前記内外２つの磁石支持筒の相対向する周面
に、周方向等間隔かつ径方向端部の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、前記内外２つの磁
石支持筒の磁石の間に挟まれるように配設された強磁性
体からなる磁極部材とからなり、前記磁極部材の両端部
は前記磁石の間から周方向へ延びさらに前記制動円板へ
垂直に延び、前記磁石支持筒の一方を正逆回動すること
により、前記磁石の磁界が前記磁極部材を経て前記制動
円板に及ぶ制動位置と、前記磁石の磁界が前記磁極部材
で短絡する非制動位置とに切り換えられることを特徴と
する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明では渦電流減速装置を従来
の制動ドラム型から制動円板型へ変更することにより、
回転体が従来の３部材からなる制動ドラムから、構成が
単純な単一の制動円板になり、冷却フインの加工、スポ
ークの溶接構造などを廃止する。磁石からの磁界はＵ字
形の磁極部材の両端部から制動円板へ伝達される。磁極
部材の中央部分の内外面に２個のブロツク状の磁石を重
ね合せ、同極反発による磁界の制動円板への放出と、異
極吸引による磁気短絡とを利用して制動と非制動の切換
えを行う。Ｕ字形の磁極部材の両端部を周方向かつ軸方
向へ突出し、さらに制動円板に沿つて径方向へ折り曲げ
ることにより、制動円板との対向面積を広くし、制動能
力を高める。

【０００９】

【実施例】図１，２に示すように、本発明による渦電流
減速装置は、回転軸１に結合された制動円板２と、制動
円板２の一側または両側に配設される断面長方形の内空
部を有する案内筒２０と、案内筒２０の内空部の内周部
分と外周部分とに周方向等間隔に配設した多数のブロツ
ク状の磁石１２，１３と、各磁石１２，１３の間に挟ま
れた磁性体からなるＵ字形の磁極部材１０とから構成さ
れる。導体からなる制動円板２は複数のボルト孔３を貫
通するボルトにより、回転軸１の取付フランジに結合さ
れる。アルミニウムなどの非磁性体からなる案内筒２０
は、磁石支持筒５と内筒８との両端に側壁６，７を結合
して構成される。側壁７に設けた円弧状のスリツト７ａ
から磁極部材１０の両端部１０ａが制動円板２に対向す
るように突出される。案内筒２０の内部で磁極部材１０
と磁石１２とは図示の実施例では磁石支持筒を兼ねる磁
石支持筒５に重ね合され、かつボルトなどにより互いに
結合される。

【００１０】図２，３に示すように、磁石１２は外面と
内面が磁極をなすように着磁され、かつ磁極部材１０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。
磁極部材１０の内面に対向する磁石１３は、可動の磁石
支持筒１４の外周面に結合され、かつ内筒８に軸受１５
により磁石１３の配列ピツチだけ正逆回動可能に支持さ
れる。各磁石１３は磁石１２と協働して磁極部材１０を
挟むように配設され、外面と内面が磁極をなすように着
磁される。各磁石１３も磁石１２と同様に周方向等間隔
に磁石支持筒１４の外周面にボルトなどにより結合され
る。

【００１１】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。制動時、図１，２に示すように、各
磁極部材１０を挟む磁石１２，１３の相対向する面の極
性が同極をなす。磁石１２，１３から生じる磁束が、磁
極部材１０の内部で反発することにより、磁極部材１０
の端部１０ａの極性は、図２に示すように、磁石１２，
１３の相対向する面の極性と同じになる。周方向に並ぶ
端部１０ａの極性はＳ，Ｓ，Ｎ，Ｎ，Ｓ，Ｓ，…という
ように、周方向に２つずつ交互に極性が異なる。回転す
る制動円板２が各端部１０ａからの磁界を横切る時、制
動円板２に渦電流に基づく制動トルクが発生する。

【００１２】非制動時、図示してないアクチユエータに
より磁石支持筒１４を磁石１３の配列ピツチ分だけ回動
すると、磁極部材１０を挟む磁石１２，１３の相対向す
る面の極性が互いに異なることになり、磁石１２，１３
から生じる磁束が、磁極部材１０の内部で短絡するの
で、磁極部材１０の端部１０ａは磁化されず、制動円板
２には渦電流に基づく制動トルクは発生しない。

【００１３】図４は磁石１２に対する磁極部材１０の結
合構造を周方向に展開して示す側面断面図である。磁石
支持筒１４に結合される磁石１２については図１〜３に
示すものと同様であるが、可動の磁石支持筒５の内周面
に結合される磁石１２は、アルミニウムなどの非磁性体
からなる保持部材１８の外面の開口へ嵌合し、保持部材
１８の内面からＵ字形の磁極部材１０を磁石１２に当接
したうえボルト１７により締結される。一方、保持部材
１８の外面には磁性体からなる磁石支持筒５が重ね合さ
れ、かつ複数のボルト１６により保持部材１８へ結合さ
れる。

【００１４】図５に示すように、磁極部材１０はＵ字形
に打ち抜いた多数の電磁鋼板を積層した構造のものでも
よく、また、図６に示すように、磁極部材１０は環状の
電磁鋼板を積層して形成し、制動円板２に対向する突片
１０ｃを一体に形成してもよい。

【００１５】図７に示す実施例では、Ｕ字形の磁極部材
１０の両端部１０ａを、制動円板２の側面に沿つて径外
方へ折り曲げて延長部１０ｂを形成したものである。他
の構成は図１，２に示すものと同様である。制動円板２
と磁極部材１０の延長部１０ｂとの対向面積が増加し、
より効率的な制動能力が得られる。図１，４に示す渦電
流減速装置の磁極部材１０にも同様の延長部１０ｂを設
けることができる。

【００１６】図８に示す実施例では、回転軸１に結合し
た制動円板２の両側に、制動円板２を跨ぐ連結部材２１
により互いに連結される１対の不動の案内筒２０を配設
し、各案内筒２０の内部に、回転軸１と同心に配置した
強磁性体からなる内外２つの磁石支持筒５，１４と、内
外２つの磁石支持筒５，１４の相対向する周面に、周方
向等間隔かつ径方向の極性が周方向交互に異なるように
結合した多数の磁石１３，１２と、内外２つの磁石１
３，１２の間に挟まれるように配設した強磁性体からな
るＵ字形の磁極部材１０とを備え、磁極部材１０の両端
部１０ａを磁石１３，１２の間から周方向へ突出し、さ
らに制動円板２に対向するように軸方向へ突出したもの
である。磁石支持筒５，１４の一方（図示の実施例では
磁石支持筒１４）を正逆回動することにより、磁石１
３，１２の磁界が磁極部材１０を経て制動円板２に及ぶ
制動位置と、磁石１３，１２の磁界が磁極部材１０で短
絡する非制動位置とに切り換えられる。

【００１７】図８に示す実施例についても、磁極部材１
０を図４〜７に示すように変更することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸に結合し
た制動円板と、回転軸と同心に配置された強磁性体から
なる内外２つの磁石支持筒と、前記内外２つの磁石支持
筒の相対向する周面に、周方向等間隔かつ径方向端部の
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、前記内外２つの磁石支持筒の磁石の間に挟まれるよ
うに配設された強磁性体からなる磁極部材とからなり、
前記磁極部材の両端部は前記磁石の間から周方向へ延び
さらに前記制動円板へ垂直に延び、前記磁石支持筒の一
方を正逆回動することにより、前記磁石の磁界が前記磁
極部材を経て前記制動円板に及ぶ制動位置と、前記磁石
の磁界が前記磁極部材で短絡する非制動位置とに切り換
えられるものであり、渦電流減速装置を制動ドラム型か
ら制動円板型へ変更することにより、従来の３部材から
なる回転体が、構成が単純な単一の制動円板になり、冷
却フインの加工、スポークの溶接構造などがなくなり、
構成が簡単であり、小型で制動能力の高い、経済的な渦
電流減速装置が得られる。

【００１９】全体としてＵ字形をなす磁極部材の両端部
が、アルミニウムからなる案内筒の側壁のスリツトから
制動円板へ向けて突出するものであるから、磁極部材の
案内筒に対する固定が安定であり、内外１対の磁石群は
案内筒の内部でＵ字形をなす磁極部材の内面と外面とを
挟むものであるから、非制動時磁石から制動円板への磁
束洩れがない。

【００２０】磁極部材として透磁率の高い電磁鋼板の積
層構造が可能であり、磁石から高密度の磁束を制動円板
へ及ぼすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る渦電流減速装置の正面断面図であ
る。

【図２】同渦電流減速装置を周方向に展開して示す平面
断面図である。

【図３】同渦電流減速装置の要部を示す側面断面図であ
る。

【図４】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置にお
ける磁石支持筒と磁石との関係を周方向に展開して示す
側面断面図である。

【図５】磁極部材の変更実施例を示す斜視図である。

【図６】磁極部材の他の変更実施例を示す斜視図であ
る。

【図７】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置の正
面断面図である。

【図８】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置の正
面断面図である。

【図９】従来の渦電流減速装置の正面断面図である。

【符号の説明】

１：回転軸 ２：制動円板 ５：磁石支持筒 ６：側壁
７：側壁 ７ａ：スリツト ８：内筒 ９：外筒 １
０：磁極部材 １０ａ：端部 １０ｂ：延長部 １２：磁石 １３：磁石 １４：磁石支持筒 １５：軸
受 ２０：案内筒

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に結合した制動円板と、回転軸と同
   心に配置された強磁性体からなる内外２つの磁石支持筒
   と、前記内外２つの磁石支持筒の相対向する周面に、周
   方向等間隔かつ径方向端部の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、前記内外２つの磁石支持
   筒の磁石の間に挟まれるように配設された強磁性体から
   なる磁極部材とからなり、前記磁極部材の両端部は前記
   磁石の間から周方向へ延びさらに前記制動円板へ垂直に
   延び、前記磁石支持筒の一方を正逆回動することによ
   り、前記磁石の磁界が前記磁極部材を経て前記制動円板
   に及ぶ制動位置と、前記磁石の磁界が前記磁極部材で短
   絡する非制動位置とに切り換えられることを特徴とする
   渦電流減速装置。
2. 【請求項２】前記磁極部材の断面形状が長方形であり、
   前記磁石の対向面が平行である、請求項１に記載の渦電
   流減速装置。
3. 【請求項３】前記磁石支持筒の一方に保持部材を接合
   し、前記保持部材に前記磁極部材と前記磁石とをボルト
   により締結した、請求項２に記載の渦電流減速装置。
4. 【請求項４】前記磁極部材は多数の電磁鋼板を積層した
   構造体である、請求項２に記載の渦電流減速装置。