JP2002354781A - 渦電流減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 案内筒の内空部を有効に利用して、最大数の
磁石と磁極片を配設し、磁石支持部材の製造経費が安
く、制動ドラムの最大制動トルクを大きくした渦電流減
速装置を得る。 【解決手段】 回転軸に結合した導体からなる制動ドラ
ム１５の内部へ、断面長方形の内空部２０を有する不動
の案内筒６の過半部が臨むように配置する。案内筒６の
内空部２０に多数の磁石８を有する磁石支持部材５０を
軸方向移動可能に支持し、磁石８から案内筒６の外筒部
６ａを経て制動ドラム１５へ及ぶ磁界により、制動ドラ
ム１５に渦電流に基づく制動トルクを発生させる。磁石
支持部材５０は非磁性体からなる左右１対の環状板３０
の間に、周方向の端部が磁極をなす磁石８と強磁性体か
らなる磁極片１０とを周方向交互に並べて結合する。

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、特に磁石支持筒に
対する磁石と磁極片の配置を改善して制動能力を高めた
渦電流減速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の渦電流減速装置は磁石支持筒の外
周面に、多数の永久磁石（以下これを単に磁石という）
が周方向等間隔に結合され、かつ制動ドラムの内周面に
対向する磁極が周方向交互に異なるように配設される。
制動時、磁石支持筒を制動ドラムの内部へ挿入すると、
磁石からの磁界は強磁性板（ポールピース）を経て制動
ドラムに達し、制動ドラムと磁石支持筒との間に磁気回
路を形成する。回転する制動ドラムは渦電流に基づく制
動トルクを発生する。非制動時は、磁石支持筒を制動ド
ラムから引退させ、磁石支持筒と制動ドラムとの間の磁
気的関係を遮断する。つまり、磁石の外面を強磁性体で
被い、磁界が制動ドラムに達しないようにする。上述の
渦電流減速装置は制動ドラムと強磁性板との干渉を避け
るために、強磁性板が長さや形状の制約を受けていた。
また、磁石の配置は限られた空間を有効に使用していな
い。

【０００３】特願平 11-174552号に係る渦電流減速装置
では、多数の磁石と強磁性板が案内筒の内部に収容さ
れ、非磁性体からなる磁石支持筒の外周面に、強磁性板
の周方向の端部の磁極が径方向へ湾曲される。上述の渦
電流減速装置は非磁性体からなる磁石支持筒の製造経費
が嵩む。

【０００４】図８に示す従来の渦電流減速装置は回転軸
（図示せず）に結合したボス部１７から放射方向に突出
する多数のスポーク１６の先端に、冷却フイン１５ａを
有する制動ドラム１５の基端が結合され、導体からなる
制動ドラム１５の内部に、車両の非回転部分に支持した
断面長方形の内空部２０を有する案内筒６が配置され
る。案内筒６は外筒部６ａ，６１と内筒部６ｃとの両端
に、１対の環状の側壁６ｂ，６ｄを結合してなり、内空
部２０に磁性体からなる磁石支持筒１８が収容される。
詳しくは、磁石支持筒１８は内筒部６ｃに軸方向摺動可
能に外嵌される。磁石支持筒１８の外周面には多数の磁
石８が周方向等間隔に結合される。側壁６ｂの外面に結
合した複数のアクチユエータＡにより、磁石支持筒１８
は各磁石８が非磁性薄板からなる外筒部６１に対向する
図示の制動位置と、磁石８が磁性体からなる厚肉の外筒
部６ａに対向する非制動位置とに往復駆動される。

【０００５】アクチユエータＡはシリンダ２の内部にピ
ストン４を嵌挿して流体室３，５を区画され、ピストン
４から外部へ突出するロツド７が側壁６ｂを貫通して内
空部２０へ延び、磁石支持筒１８に結合される。制動ド
ラム１５の内周面に対向する外筒部６１は、例えば非磁
性の薄いステンレス鋼板から形成され、円錐状をなす左
端部が外筒部６ａの円錐面３６に外嵌され、右端部が側
壁６ｄに外嵌され、それぞれ複数のボルト１２により結
合される。制動時、回転する制動ドラム１５が磁石８か
ら外筒部６１を経て制動ドラム１５に及ぶ磁界を横切る
時、制動ドラム１５は渦電流に基づく制動トルクを発生
する。上述した従来の渦電流減速装置では、多数の磁石
８が周方向に所定の間隔を存して配設されるので、案内
筒６の内空部２０に収容し得る磁石８の数が制限され、
制動ドラム１５が発生する制動トルクも制限されること
となる。

【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、案内筒の内空部を有効に利用して、最大数
の磁石と磁極片を配設し、磁石支持部材の製造経費が安
く、制動ドラムの最大制動トルクを大きくした渦電流減
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導体からなる制動
ドラムの内部へ、断面長方形の内空部を有する不動の案
内筒の過半部が臨むように配置し、該案内筒の内空部に
多数の磁石を有する磁石支持部材を軸方向移動可能に支
持し、前記磁石から前記案内筒の外筒部を経て前記制動
ドラムへ及ぶ磁界により、前記制動ドラムが渦電流に基
づく制動トルクを発生する渦電流減速装置において、前
記案内筒は非制動時の磁石位置に対応する部分の外周側
と内周側とに強磁性体を配置し、前記磁石支持部材は非
磁性体からなる左右１対の環状板の間に、周方向の端部
が磁極をなす磁石と強磁性体からなる磁極片とを周方向
交互に並べて結合したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明では磁石支持部材が非磁性
体からなる左右１対の環状板の間に、磁石と磁極片とが
周方向交互に接するように結合し、磁極片が制動ドラム
の内周面に対向するように構成される。したがつて、制
動ドラムの内周面に対向する磁極片の数が大幅に増加
し、制動ドラムが発生する制動トルクも大きくなる。

【０００９】全体として環状に配列される強磁性体から
なる磁極片は、外面からも内面からも磁界が出る構造の
ものであり、非制動時、磁石からの磁界は磁石の周方向
の両端面に接合する磁極片を介して、案内筒の外筒部と
内筒部との両方で短絡的磁気回路を発生するので、制動
ドラムには磁界を及ぼさない。短絡的磁気回路が案内筒
の内筒部と外筒部の両方で形成されるので、案内筒の外
半部の外筒部の厚さを薄く、制動ドラムの長さを延長し
やすく、案内筒の形状についての自由度が増し、放熱性
が向上される。

【００１０】制動時、磁石支持部材が制動ドラムの内部
へ移動すると、案内筒の磁極片を介して、磁石と制動ド
ラムとの間に磁気回路が生じ、回転する制動ドラムが渦
電流に基づく制動トルクを発生する。磁極片はアルミニ
ウムなどの非磁性体からなる案内筒に鋳込むか、磁極片
を案内筒を構成するステンレス鋼板やアルミニウム板に
設けた開口に嵌合したうえ溶接により結合する。案内筒
は非磁性体であるアルミニウム、ステンレスなどの薄板
から構成する時は、磁極片を結合しないでもよい。

【００１１】

【実施例】図１に示すように、回転軸（図示せず）に結
合したボス部１７から放射方向に突出する多数のスポー
ク１６の先端に、冷却フイン１５ａを有する制動ドラム
１５の基端部が結合され、車両の非回転部分に支持され
かつ断面長方形の内空部２０を有する案内筒６が、制動
ドラム１５の内部へ突出するように配置されるのは従来
例と同様である。好ましくは、導体からなる制動ドラム
１５の内周面の中間部分、詳しくは強磁性板９の左側縁
よりも外側に、断面Ｌ字形をなす銅などの電気抵抗の小
さい環状の良導体１３が、コーテイング、メツキ、貼付
けなどの手段により結合される。同様に、制動ドラム１
５の基端部の強磁性板９の右側縁よりも外側に良導体１
３ａが結合される。良導体１３，１３ａは制動ドラム１
５を流れる渦電流の軸方向の広がりを助ける。

【００１２】案内筒６は外筒部６ａ，６１と内筒部６
ｃ，６２とに、側壁６ｂ，６３を結合して構成される。
詳しくは、案内筒６は制動ドラム１５から外部へ突出す
る磁性体からなる比較的厚肉の左半部ないし基端部と、
制動ドラム１５の内部へ臨むアルミニウムなどの非磁性
体からなる右半部ないし先端部とを結合してなり、先端
部の外筒部６１には多数の強磁性板９が周方向等間隔に
結合される。具体的には、案内筒６の先端部がアルミニ
ウムから鋳造される際に、外筒部６１に強磁性板９が鋳
込まれる。

【００１３】側壁６ｂの外面に結合したアクチユエータ
Ａにより、磁石支持部材１８は図示の非制動位置と、磁
極片１０が強磁性板９に対向する制動位置とに切り換え
られる。アクチユエータＡはシリンダ２の内部にピスト
ン４を嵌挿して両端側に流体室を区画される。ピストン
４に結合したロツド７は側壁６ｂを貫通して磁石支持部
材５０に結合される。

【００１４】本発明によれば、磁石支持部材５０はアル
ミニウムなどの非磁性体からなる左右１対の環状板３０
の間に、側面断面が楔状の磁石８と磁極片１０とを周方
向交互に接するように並べたうえ、磁極片１０を貫通す
る軸方向のボルトとナツトにより締結される。

【００１５】図２に示すように、磁石８と磁極片１０と
はブロツク状のものであるが、好ましくは、磁石８の側
面断面は外面の周方向寸法よりも内面の周方向寸法が短
い楔状に構成される。強磁性体からなる磁極片１０は周
方向寸法が磁石８の周方向寸法よりも厚く、外面は外筒
部６ａの内周面と強磁性板９の内面に接近して対向する
ように、径方向の寸法が磁石８の径方向の寸法よりも大
きくされる。磁極片１０の内面は内筒部６ｃの外周面と
内筒部６２の内面に接近して対向するように構成され
る。

【００１６】図３に示すように、制動時、磁石８は磁界
を、磁極片１０、強磁性板９を経て制動ドラム１５に及
ぼす。回転する制動ドラム１５が磁界を横切る時、制動
ドラム１５の内部に渦電流に基づく制動トルクを発生す
る。非制動時、磁石支持部材５０を外筒部６ａと内筒部
６ｃの内部へ移動すると、図２に示すように、各磁極片
１０の外面は磁石８と外筒部６ａとの間に短絡的磁気回
路ｗを発生し、同時に各磁極片１０の内面は磁石８と内
筒部６ｃとの間に短絡的磁気回路ｗ１を発生する。上述
のように、各磁極片１０は外面と内面とでそれぞれ外筒
部６ａ、内筒部６ｃとの間に短絡的磁気回路ｗ，ｗ１を
発生するので、図８に示す従来例に比べて、外筒部６ａ
の肉厚を薄くしても、磁石８から外部への磁気洩れを防
止することができる。

【００１７】図４に示す実施例では、磁極片１０の外面
に軸方向に延びる断面長方形の溝１０ａを設けたもので
ある。共通の磁極片１０の周方向の両端面に接する１対
の磁石８の極性は、同極性とされる。この実施例では、
磁極片１０の外面から強磁性板９を経て制動ドラム１５
の内周面へ及ぼす磁界は周方向に２分割され、より磁束
密度の大きな磁界を制動ドラム１５の内周面へ及ぼす。
この実施例では、磁極片１０の２分割された外面に対応
して、強磁性板９を周方向に２分割するのが好ましい。

【００１８】図５に示す実施例では、図２の磁極片１０
を周方向に２分割し、分割体と分割体との間に隙間を設
けるか、非磁性体からなるスペーサを配設したものであ
る。したがつて、相対向する１対の磁石８の周方向の端
面の極性が同じになる周方向に並ぶ。しかし、図５に示
すように、全ての磁石８の極性が同方向に並ぶようにす
れば、各磁極片１０の制動ドラム１５の内周面に対向す
る極性はＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，…と周方向交互に異なるよう
に並ぶこととなり、制動ドラム１５の低速回転域でも大
きな制動トルクを発生する。

【００１９】以上の各実施例では、磁極片１０の外面が
環状板３０の外周縁から径外方へ突出され、磁極片１０
の内面が環状板３０の内周縁から径内方へ突出される
が、図６に示すように、磁石８と磁極片１０の各内外面
が、環状板３０の内外周縁と一致するようにしても、相
当の作用効果が得られる。

【００２０】また、以上説明した各実施例では、磁極片
１０が外筒部６１の強磁性板９に対向するように構成さ
れているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
図７に示すように、制動ドラム１５の内周面に対向する
外筒部６１が、非磁性の薄いステンレス鋼板などから形
成されても、同様の作用効果が得られる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述のように、特に磁石支持部
材が非磁性体からなる左右１対の環状板の間に、周方向
の端部が磁極をなす磁石と強磁性体からなる磁極片とを
周方向交互に並べて結合したものであるから、制動ドラ
ムの内周面に対向する磁極片の数が大幅に増加し、制動
ドラムが発生する制動トルクも大きくなる。

【００２２】短絡的磁気回路が案内筒の内筒部と外筒部
の両方に形成されるので、案内筒の外半部の外筒部の厚
さを薄く、制動ドラムの長さを延長しやすく、案内筒の
形状についての自由度が増し、放熱性が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る渦電流減速装置の非制動時の正面
断面図である。

【図２】同渦電流減速装置の非制動時の側面断面図であ
る。

【図３】同渦電流減速装置の制動時の側面断面図であ
る。

【図４】本発明の部分的変更実施例に係る磁石支持部材
の側面断面図である。

【図５】本発明の他の部分的変更実施例に係る磁石支持
部材の側面断面図である。

【図６】本発明の他の部分的変更実施例に係る磁石支持
部材の側面断面図である。

【図７】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の制
動時の側面断面図である。

【図８】従来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】

Ａ：アクチユエータ ２：シリンダ ３：流体室 ４：
ピストン ５：流体室 ６：案内筒 ６ａ：外筒部 ６ｂ：側壁 ６ｃ：内筒部
６ｄ：側壁 ７：ロツド ８：磁石 ９：強磁性板
１０：磁極片 １０ａ：溝 １３：良導体 １３ａ：良
導体 １５：制動ドラム １５ａ：冷却フイン １６：
スポーク １７：ボス部 ２０：内空部 ３０：環状板
５０：磁石支持部材 ５１：ボルト ６１：外筒部
６２：内筒部 ６３：側壁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に結合した導体からなる制動ドラム
   の内部へ、断面長方形の内空部を有する不動の案内筒の
   過半部が臨むように配置し、該案内筒の内空部に多数の
   磁石を有する磁石支持部材を軸方向移動可能に支持し、
   前記磁石から前記案内筒の外筒部を経て前記制動ドラム
   へ及ぶ磁界により、前記制動ドラムが渦電流に基づく制
   動トルクを発生する渦電流減速装置において、前記案内
   筒は非制動時の磁石位置に対応する部分の外周側と内周
   側とに強磁性体を配置し、前記磁石支持部材は非磁性体
   からなる左右１対の環状板の間に、周方向の端部が磁極
   をなす磁石と強磁性体からなる磁極片とを周方向交互に
   並べて結合したことを特徴とする渦電流減速装置。
2. 【請求項２】周方向に並ぶ前記磁石の周方向の端部の極
   性は、周方向交互に異なる、請求項１に記載の渦電流減
   速装置。
3. 【請求項３】前記磁石を挟む１対の磁極片と隣りの磁石
   を挟む１対の磁極片との間に、空隙または非磁性体から
   なるスペーサを備えた、請求項１，２に記載の渦電流減
   速装置。
4. 【請求項４】前記磁極片の前記制動ドラムの内周面に対
   向する外面に、軸方向の溝を設けた、請求項１〜３のい
   ずれかに記載の渦電流減速装置。
5. 【請求項５】前記案内筒の外筒部の制動ドラムの内周面
   と前記磁極片の外面とに対向する部分に強磁性板を備え
   た、請求項１〜４のいずれかに記載の渦電流減速装置。
6. 【請求項６】前記案内筒の外筒部の制動ドラムの内周面
   と前記磁極片の外面とに対向する部分が、前記案内筒の
   他の部分よりも薄い非磁性板からなる、請求項１〜４の
   いずれかに記載の渦電流減速装置。