JP2003023765A - 渦電流式減速装置 - Google Patents
渦電流式減速装置Info
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Abstract
で、制動OFF時に発生する引きずりトルクを抑制す
る。 【解決手段】 単列旋回方式の渦電流式減速装置であ
る。少なくともロータ1の回転方向前端側のスイッチ板
4に接触するように、各支持体5の外周面又は外周側内
部にスイッチ板4とは異なる材質の強磁性板11を配置
したり、また、スイッチ板4とは異なる材質の強磁性板
11を、ロータ1の回転方向前端側のスイッチ板4の上
面に、当該前端側のスイッチ板4からロータ1の回転方
向後端側のスイッチ板4に向けて取付けた構成である。 【効果】 制動ON時の制動力を可及的に損なわない
で、制動OFF時に、永久磁石から発生する磁束を抑制
でき、この制動OFF時における永久磁石から発生する
磁束の減少に伴って、必然的にスイッチ板からロータの
円筒部に漏れる磁束が減少し、引きずりトルクを抑制す
ることができる。
Description
てバスやトラック等の大型自動車に取付けられる渦電流
式減速装置に関するものである。
は、長い降坂時等において、安定した減速を行い、フッ
トブレーキの使用回数を減少させて、ライニングの異常
摩耗やフェード現象を防止すると共に、制動停止距離を
短縮することを目的として、主ブレーキであるフットブ
レーキや補助ブレーキである排気ブレーキの他に渦電流
式減速装置が取付けられるようになってきた。この渦電
流式減速装置には、磁石として、電磁石を使用するもの
と、永久磁石を使用するものがあるが、最近では、制動
時に通電を必要としない永久磁石を使用するものが多く
なってきている。
として、例えば本出願人が特願平1−298948号で
提案したものは、図7に示すように、回転軸に一体的に
取り付けられたロータ1と、このロータ1に対向して支
持され、ロータ1の周方向に沿って磁極の向きを互いに
逆向きとなるよう、強磁性体の支持リング2に均等に配
置された永久磁石3群と、この永久磁石3群と前記ロー
タ1との間に、前記永久磁石3と同数だけ均等に介設さ
れた強磁性体のスイッチ板4群と、このスイッチ板4群
の各スイッチ板4の間に介設された非磁性体の支持体5
部分を備えた構成であり、前記永久磁石3の外周面とス
イッチ板4の内周面間は、所定の隙間が保たれている。
なお、図7中の1aはロータ1の円筒部、1bはロータ
1の冷却フィン、6は支持リング2を所定角度往復旋回
する駆動部、7は支持リング2の内周面側及び両側壁側
と支持体5間に夫々介装され、支持リング2を回動自在
に支持する軸受を示す。
た渦電流式減速装置では、図8(a)に示すように、永
久磁石3がスイッチ板4と重なり合うように支持リング
2を回動させると、支持リング2と、隣接する永久磁石
3及び隣接するスイッチ板4と、ロータ1の円筒部1a
で、実線の矢印で示すように磁気回路が形成されて、い
わゆる制動ONの状態となり、前記した円筒部1aには
永久磁石3からの磁束が作用して渦電流が発生し、制動
トルクが発生する。
ング2を旋回させ、図8(b)に示すように、一つの永
久磁石3が隣接するスイッチ板4を跨いで半分ずつ重な
り合った状態となすと、支持リング2と、隣接する永久
磁石3と、一つのスイッチ板4で、実線の矢印で示すよ
うに短絡的磁気回路が形成されて、いわゆる制動OFF
の状態となる。
流が流れず、制動トルクが発生しないのが理想である
が、現実には、永久磁石3の磁力が強力なために、僅か
ではあるが図8(b)に破線で示すように、永久磁石3
は隣接するスイッチ板4,4間に介設した支持体5を経
てロータ1の円筒部1aに漏れ磁界を及ぼして磁気回路
を形成し、回転するロータ1がこの漏れ磁界を横切る時
に引きずりトルクを発生させ、これによる動力ロスが燃
費悪化等の問題を引き起こす。
来の問題点に鑑みてなされたものであり、制動ON時の
制動力を可及的に損なわないで、制動OFF時に、永久
磁石から発生する磁束を抑制し、スイッチ板からロータ
の円筒部に漏れる磁束を抑え、引きずりトルクを抑制す
ることができる渦電流式減速装置を提供することを目的
としている。
ために、本発明に係る渦電流式減速装置は、単列旋回方
式の渦電流式減速装置における、少なくともロータの回
転方向前端側のスイッチ板に接触するように、前記各支
持体部分の外周面又は外周側内部にスイッチ板とは異な
る材質の強磁性板を配置したり、また、スイッチ板とは
異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側のス
イッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロータ
の回転方向後端側のスイッチ板に向けて取付けたことと
している。
制動ON時の制動力を損なわないで、制動OFF時に、
永久磁石から発生する磁束を抑制し、スイッチ板からロ
ータの円筒部に漏れる磁束を抑え、引きずりトルクを抑
制できるようになる。
装置は、回転軸に一体的に取り付けられたロータと、こ
のロータに対向して支持され、ロータの周方向に沿って
磁極の向きを互いに逆向きとなるように、強磁性体の支
持リングに均等に配置された永久磁石群と、この永久磁
石群と前記ロータとの間に、前記永久磁石と同数だけ均
等に介設された強磁性体のスイッチ板群と、このスイッ
チ板群の各スイッチ板の間に介設された非磁性体の支持
体部分を備えた渦電流式減速装置において、少なくとも
ロータの回転方向前端側のスイッチ板に接触するよう
に、前記各支持体部分の外周面又は外周側内部にスイッ
チ板とは異なる材質の強磁性板を配置したものである。
置は、回転軸に一体的に取り付けられたロータと、この
ロータに対向して支持され、ロータの周方向に沿って磁
極の向きを互いに逆向きとなるように、強磁性体の支持
リングに均等に配置された永久磁石群と、この永久磁石
群と前記ロータとの間に、前記永久磁石と同数だけ均等
に介設された強磁性体のスイッチ板群と、このスイッチ
板群の各スイッチ板の間に介設された非磁性体の支持体
部分を備えた渦電流式減速装置において、スイッチ板と
は異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側の
スイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロー
タの回転方向後端側のスイッチ板に向けて取付けたもの
である。
は、少なくともロータの回転方向前端側のスイッチ板に
接触するように、各支持体部分の外周面又は外周側内部
にスイッチ板とは異なる材質の強磁性板を配置したり、
また、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータ
の回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側の
スイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に
向けて取付けたので、制動OFF時、スイッチ板に覆わ
れない永久磁石部から生じる磁束は、前記強磁性板に入
った後、この強磁性板に沿って円周方向に曲がってスイ
ッチ板に導かれるので、結果的に、形成される漏れ磁界
が抑えられ、引きずりトルクが抑制できることになる。
減速装置においては、本発明者らの実験・研究によれ
ば、強磁性板の厚さをt2 、スイッチ板の厚さをt1 、
強磁性板の透磁率をμt、スイッチ板の透磁率をμpと
した場合に、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を鋼
・鋳鉄系とした場合は、図3に示したように、( t2 /
t1 )×( μt/μp)で求められる設計係数範囲が
0.05以上、0.2以下である場合に、また、スイッ
チ板とは異なる材質の強磁性板を純鉄系とした場合は、
図4に示したように、前記設計係数範囲が0.3以上、
0.8以下である場合に良好な結果が得られた。
ば、前記設計係数範囲( t2 /t1)×( μt/μp)
が上記した範囲の場合に、図3及び図4に示したよう
に、○印で示した制動トルク(図3及び図4においては
制動トルク比:980N・m=1)の減少傾向が顕著に
ならず、かつ、△印で示した磁気漏れ損失(図3及び図
4においては磁気漏れ損失トルク比:9.8N・m=
1)が増大しないことが明らかになったからである。
又は外周側内部に配置したり、また、ロータの回転方向
前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板
からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて取付
ける、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板の後端と、
ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2 は、
特に限定するものではないが、発明者らの実験によれ
ば、図5に示したように、前記隙間δ2 の、隣接するス
イッチ板間の間隔δ1 に対する比δ2 /δ1 が0.8以
下とした場合に好ましい結果が得られた。
えると、△印で示した磁気漏れ損失(図5においては磁
気漏れ損失トルク比:9.8N・m=1)が減少せずに
強磁性板を設置した効果が認められないからである。本
発明者らの実験によれば、減少する△印で示した磁気漏
れ損失と、○印で示した制動トルク(図5においては制
動トルク比:980N・m=1)の低下の両者を考慮し
た場合、前記比δ2 /δ1 が0.2〜0.6の範囲の時
により好ましい結果が得られた。
体部分の外周面又は外周側内部に配置したり、また、ロ
ータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端
側のスイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ
板に向けて取付ける、スイッチ板とは異なる材質の強磁
性板の幅w2 についても、特に限定するものではない
が、発明者らの実験によれば、減少する△印で示した磁
気漏れ損失(図6においては磁気漏れ損失トルク比:
9.8N・m=1)と、○印で示した制動トルク(図6
においては制動トルク比:980N・m=1)の低下の
両者を考慮した場合、図6に示したように、前記幅w2
の、スイッチ板の幅w1 に対する比w2 /w 1 が0.1
5以上とした場合に好ましい結果が得られた。
減速装置では、スイッチ板と永久磁石が重なり合ういわ
ゆる制動ON時、永久磁石からの磁束が隣接するスイッ
チ板を通じて少なくともロータの回転方向前端側のスイ
ッチ板に接触するように、各支持体部分の外周面又は外
周側内部に配置したスイッチ板とは異なる材質の強磁性
板や、ロータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、
当該前端側のスイッチ板からロータの回転方向後端側の
スイッチ板に向けて取付けたスイッチ板とは異なる材質
の強磁性板を迂回することになるが、前記強磁性板はそ
の厚さt2 が上記したようにスイッチ板の厚さt1 に比
べて厚すぎないので、磁気的に飽和状態に達するため、
形成される磁気回路は隣接するスイッチ板を通じてロー
タの円筒部内を経由することになり、制動力低下を少な
くすることができる。
図2に示す実施例に基づいて説明する。なお、図1及び
図2中、図7及び図8と同一符号は同一部分或いは相当
部分を示し、詳細な説明を省略する。図1(a)は第1
の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の第1
実施例を示した制動OFFの状態の断面図、(b)は第
1の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の第
2実施例を示した制動OFFの状態の断面図、(c)は
第2の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の
実施例を示した制動OFFの状態の断面図、図2は強磁
性板の各種形状を説明した図である。
例えば単列旋回方式の渦電流式減速装置の、例えばロー
タ1の回転方向前端側のスイッチ板(厚み:15mm、
透磁率:0.00021)4に前端が接触し、後端はロ
ータ1の回転方向後端側のスイッチ板4と例えば10m
mの間隔δ2 を存するように、各支持体5にスイッチ板
4とは異なる材質、例えば純鉄系の厚みが1mmの強磁
性板(透磁率:0.00017)11を配置したもので
ある(設計係数範囲:( t2 /t1 )×( μt/μp)
=0.533)。
に示した実施例では、支持体5の外周面に、また、図1
(b)に示した実施例では、支持体5の外周側内部に配
置したものを示している。
(a)に示したような、スイッチ板4の約1/3の幅を
有する矩形状のものをスイッチ板4の中央部に配置した
ものや、図2(b)に示したような、スイッチ板4と同
じ幅で、後端部を凹凸状に形成したものや、図2(c)
に示したような、台形状に形成したものなどが適宜採用
され、特に限定されるものではない。
少なくともロータ1の回転方向前端側のスイッチ板4に
接触するように、各支持体5の外周面又は外周側内部に
スイッチ板4とは異なる材質の強磁性板11を配置する
ことで、制動ON時の制動力を可及的に損なわないで、
制動OFF時に、永久磁石3から発生する磁束を抑制
し、スイッチ板4からロータ1の円筒部1aに漏れる磁
束を抑え、引きずりトルクを抑制することができるよう
になる。
の本発明に係る渦電流式減速装置のように、少なくとも
ロータ1の回転方向前端側のスイッチ板4に接触するよ
うに、各支持体5の外周面又は外周側内部にスイッチ板
4とは異なる材質の強磁性板11を配置したものに代え
て、スイッチ板4とは異なる材質の強磁性板11を、ロ
ータ1の回転方向前端側のスイッチ板4の上面に、当該
前端側のスイッチ板4からロータ1の回転方向後端側の
スイッチ板4に向けて、当該後端側のスイッチ板4と所
定の間隔を存して取付けた、第2の本発明に係る渦電流
式減速装置の具体的な実施例を示したものである。
強磁性板11をロータ1の回転方向前端側のスイッチ板
4に取付けた構成である。なお、この図1(c)に示し
た実施例においても、強磁性板11の幅や形状はもとよ
り、強磁性板11の作用効果は図1(a)(b)に示し
た実施例と同様である。
後端は、ロータ1の回転方向後端側のスイッチ板4と所
定の間隔を存して配置したものを示したが、強磁性板1
1の後端とロータ1の回転方向後端側のスイッチ板4と
の間隔は0でもよい。
を1枚のみ設けたものを示したが、強磁性板11を複数
枚重ねて設けても良いことは言うまでもない。この場
合、重ね合わせる強磁性板11間に空隙(非磁性材)を
設けても良い。
減速装置によれば、制動ON時の制動力を可及的に損な
わないで、制動OFF時に、永久磁石から発生する磁束
を抑制することができる。従って、この制動OFF時に
おける永久磁石から発生する磁束の減少に伴って、必然
的にスイッチ板からロータの円筒部に漏れる磁束が減少
し、引きずりトルクを抑制することができるようにな
る。
ける回転軸方向の第1実施例を示した制動OFFの状態
の断面図、(b)は第1の本発明の渦電流式減速装置に
おける回転軸方向の第2実施例を示した制動OFFの状
態の断面図、(c)は第2の本発明の渦電流式減速装置
における回転軸方向の実施例を示した制動OFFの状態
の断面図である。
である。
( μt/μp)で求められる設計係数範囲と、制動トル
ク比及び磁気漏れ損失トルク比の関係を示した図であ
る。
t/μp)で求められる設計係数範囲と、制動トルク比
及び磁気漏れ損失トルク比の関係を示した図である。
スイッチ板との隙間δ2 の、隣接するスイッチ板間の間
隔δ1 に対する比δ2 /δ1 と、制動トルク比及び磁気
漏れ損失トルク比の関係を示した図である。
する比w2 /w1 と、制動トルク比及び磁気漏れ損失ト
ルク比の関係を示した図である。
式減速装置の側面図で、上半分を断面して示した図であ
る。
を示す説明図で、(a)は制動ONの状態、(b)は制
動OFFの状態を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 回転軸に一体的に取り付けられたロータ
と、このロータに対向して支持され、ロータの周方向に
沿って磁極の向きを互いに逆向きとなるように、強磁性
体の支持リングに均等に配置された永久磁石群と、この
永久磁石群と前記ロータとの間に、前記永久磁石と同数
だけ均等に介設された強磁性体のスイッチ板群と、この
スイッチ板群の各スイッチ板の間に介設された非磁性体
の支持体部分を備えた渦電流式減速装置において、 少なくともロータの回転方向前端側のスイッチ板に接触
するように、前記各支持体部分の外周面又は外周側内部
にスイッチ板とは異なる材質の強磁性板を配置したこと
を特徴とする渦電流式減速装置。 - 【請求項2】 回転軸に一体的に取り付けられたロータ
と、このロータに対向して支持され、ロータの周方向に
沿って磁極の向きを互いに逆向きとなるように、強磁性
体の支持リングに均等に配置された永久磁石群と、この
永久磁石群と前記ロータとの間に、前記永久磁石と同数
だけ均等に介設された強磁性体のスイッチ板群と、この
スイッチ板群の各スイッチ板の間に介設された非磁性体
の支持体部分を備えた渦電流式減速装置において、 スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータの回転
方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッ
チ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて
取付けたことを特徴とする渦電流式減速装置。 - 【請求項3】 スイッチ板とは異なる材質の強磁性板が
鋼・鋳鉄系の場合、強磁性板の厚さをt2 、スイッチ板
の厚さをt1 、強磁性板の透磁率をμt、スイッチ板の
透磁率をμpとした場合に、( t2 /t1 )×( μt/
μp)で求められる設計係数範囲が0.05以上、0.
2以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の渦
電流式減速装置。 - 【請求項4】 スイッチ板とは異なる材質の強磁性板が
純鉄系の場合、強磁性板の厚さをt2 、スイッチ板の厚
さをt1 、強磁性板の透磁率をμt、スイッチ板の透磁
率をμpとした場合に、( t2 /t1 )×( μt/μ
p)で求められる設計係数範囲が0.3以上、0.8以
下であることを特徴とする請求項1又は2記載の渦電流
式減速装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001203362A JP4042357B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 渦電流式減速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001203362A JP4042357B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 渦電流式減速装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003023765A true JP2003023765A (ja) | 2003-01-24 |
JP4042357B2 JP4042357B2 (ja) | 2008-02-06 |
Family
ID=19040014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001203362A Expired - Fee Related JP4042357B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 渦電流式減速装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4042357B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8736125B2 (en) | 2010-05-17 | 2014-05-27 | Hitachi Metals, Ltd. | Coupling device and method of manufacturing coupling device |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001203362A patent/JP4042357B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8736125B2 (en) | 2010-05-17 | 2014-05-27 | Hitachi Metals, Ltd. | Coupling device and method of manufacturing coupling device |
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