JP2003209966A

JP2003209966A - 渦電流減速装置

Info

Publication number: JP2003209966A
Application number: JP2002003611A
Authority: JP
Inventors: Toru Kuwabara; 徹桑原
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】磁石支持筒又は磁石支持環を非制動位置から
制動位置へと回動させる際の回動力が小さく、非制動時
に引き摺りトルクが生じることがない渦電流減速装置を
提供する。【解決手段】回転軸に結合して設けた制動ドラム７
と、その内部に設けられ、断面略矩形の内空部を有する
不動の案内筒と、その内空部に設けた磁石支持筒１４
と、その外周面に周方向等間隔に、かつ、極性が交互に
異なるように設けた多数の磁石２４と、それに対応する
位置に設けた多数の強磁性部とを備えた渦電流減速装置
であって、各強磁性部１２１と連結部１２２とが一体の
強磁性体１５を形成し、上記磁石支持筒１４を、極性が
異なる隣接する２つの磁石２４が共通の強磁性部１２１
に部分的に対向する非制動位置から、それぞれ対向する
制動位置まで、周方向に、かつ、制動ドラム７の通常と
同じ方向に回動させるべく、磁石支持筒１４に接続して
アクチュエータ２０を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦電流減速装置に
係り、特に、自動車の摩擦ブレーキを補助するための永
久磁石式渦電流減速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の摩擦ブレーキを補助するための
従来の電磁石式渦電流減速装置は、装置構成が大きく、
かつ、重いため、自動車に搭載するのが困難である。ま
た、消費電流が多いので、電源バッテリの容量を増強す
る必要がある。

【０００３】そこで、高性能の希土類永久磁石（以下、
単に永久磁石と示す）を渦電流減速装置に適用した永久
磁石式渦電流減速装置が挙げられる。この永久磁石式渦
電流減速装置によれば、装置の小型・軽量化を図ること
ができるため、自動車への搭載が容易であり、また、電
力を消費しないことから、電源バッテリの容量増強が不
要である。

【０００４】永久磁石式渦電流減速装置としては、制動
ドラム型のもの（特開平１−２９８９４８号公報参照）
と、制動円板型のもの（特許登録公報２７０１３９０号
参照）とが挙げられ、磁石を動かすことにより、非制動
と制動との切り換えを行っている。

【０００５】制動ドラム型の渦電流減速装置の場合は、
制動ドラム（ロータ）の内部に配設した磁石支持筒の外
周面に、多数の磁石が、周方向等間隔に、かつ、極性が
周方向交互に異なるように（Ｎ，Ｓ，Ｎ，…のように）
設けられる。制動ドラムの内周面と磁石の外面との間
に、各磁石と対向する位置に強磁性体（ポールピース）
を有する案内筒が配設される。制動時、磁石支持筒を回
動させて各強磁性体と各磁石とを重ね合わせる（制動位
置）ことで、各磁石からの磁界が各強磁性体を通って制
動ドラムへと達し、各磁石と制動ドラムとの間に磁気回
路を形成する。この時、回転する制動ドラムに渦電流が
発生し、制動トルクが発生する。また、制動を解除する
時は、磁石支持筒を回動させて各磁石を強磁性体と強磁
性体との間の位置、即ち非磁性体の位置（非制動位置）
に移動させることで、各磁石からの磁界が各強磁性体と
の間に短絡的磁気回路を形成し、各磁石からの磁界が制
動ドラムに対して殆ど及ばなくなり、制動トルクが消失
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、磁石支持筒
を回動させて各磁石を非制動位置から制動位置へと移動
させる際、磁石支持筒を回動させるのに強力な力を必要
とするため、強力なアクチュエータが必要となる。この
ため、アクチュエータとしてエアシリンダを用いる場
合、強力なエアシリンダ、即ちサイズの大きなエアシリ
ンダが必要となり、トランスミッションの後部や、その
他の場所に搭載するのが困難であった。

【０００７】また、前述した制動ドラム型及び制動円板
型の渦電流減速装置（特開平１−２９８９４８号公報及
び特許登録公報２７０１３９０号）においては、非制動
時に各磁石が強磁性体と強磁性体との間に位置している
が、各強磁性体間の非磁性部材から磁束が若干漏れてし
まうことがあり、その結果、引き摺りトルクが発生し、
燃費の悪化を招くという問題があった。この引き摺りト
ルクの発生を防ぐべく、各強磁性体を周方向に一体に形
成した渦電流減速装置が提案されている（特開２０００
−２３６６５５号公報参照）。しかしながら、この渦電
流減速装置においても、磁石支持筒を回動させるのに強
力な力を必要とするという問題があった。

【０００８】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、磁石支持筒又は磁石支持環を非制動位置から制
動位置へと回動させる際の回動力が小さく、非制動時に
引き摺りトルクが生じることがない渦電流減速装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明に係る渦電流減速装置は、回転軸に結合して設けた
制動ドラムと、該制動ドラムの内部に設けられ、断面略
矩形の内空部を有する不動の案内筒と、該案内筒の内空
部に設けた磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方
向等間隔に、かつ、極性が周方向交互に異なるように設
けた多数の磁石と、案内筒の外筒部周面の、各磁石と対
応する位置に設けた多数の強磁性部とを備えた渦電流減
速装置において、磁性材からなるリング体で各強磁性部
と連結部とが一体に連結された強磁性体を形成し、ま
た、制動時に、上記磁石支持筒を、極性がお互いに異な
る隣接する２つの磁石が共通の強磁性部に部分的に対向
する非制動位置から、各磁石が各強磁性部にそれぞれ対
向する制動位置まで、周方向に、かつ、制動ドラムの通
常の回転方向と同じ方向に回動させるべく、磁石支持筒
に接続してアクチュエータを設けたものである。

【００１０】また、本発明に係る渦電流減速装置は、回
転軸に結合して設けた制動円板と、該制動円板の少なく
とも一方の端面に対向して設けた不動の案内環と、該案
内環の外側方に設けた磁石支持環と、該磁石支持環の制
動円板側端面に周方向等間隔に、かつ、極性が周方向交
互に異なるように設けた多数の磁石と、案内環に固定し
て、かつ、各磁石と対応する位置に設けた多数の強磁性
部とを備えた渦電流減速装置において、磁性材からなる
リング体で各強磁性部と連結部とが一体に連結された強
磁性体を形成し、また、制動時に、上記磁石支持環を、
極性がお互いに異なる隣接する２つの磁石が共通の強磁
性部に部分的に対向する非制動位置から、各磁石が各強
磁性部にそれぞれ対向する制動位置まで、周方向に、か
つ、制動円板の通常の回転方向と同じ方向に回動させる
べく、磁石支持環に接続してアクチュエータを設けたも
のである。

【００１１】さらに、本発明に係る渦電流減速装置は、
回転軸に結合して設けた一対の制動円板と、該制動円板
間に設けられ、断面略矩形の内空部を有する不動の案内
筒と、該案内筒の内空部に設けた磁石支持環と、該磁石
支持環の内周部に周方向等間隔に、かつ、極性が周方向
交互に異なるように設けた多数の磁石と、案内筒に固定
して、かつ、各制動円板と各磁石との間の、各磁石と対
応する位置に設けた一対の多数の強磁性部とを備えた渦
電流減速装置において、磁性材からなるリング体で各強
磁性部と連結部とが一体に連結された強磁性体を形成
し、また、制動時に、上記磁石支持環を、極性がお互い
に異なる隣接する２つの磁石が共通の強磁性部に部分的
に対向する非制動位置から、各磁石が各強磁性部にそれ
ぞれ対向する制動位置まで、周方向に、かつ、制動円板
の通常の回転方向と同じ方向に回動させるべく、磁石支
持筒に接続してアクチュエータを設けたものである。

【００１２】上記強磁性体は周方向交互に強磁性部と連
結部とを備え、強磁性部の径方向又は軸方向の厚さを、
連結部の径方向又は軸方向の厚さより肉厚に形成しても
よい。

【００１３】上記強磁性体を、リング状の薄鋼板を軸方
向に積層して形成してもよい。

【００１４】上記強磁性体の連結部に穴部を形成し、そ
の穴部に非磁性部材を挿入配置してもよい。

【００１５】制動解除時、上記磁石支持筒又は磁石支持
環を制動位置から非制動位置までの行程の約半分の行程
を押し戻すバネを、上記アクチュエータの内部又は上記
案内筒の内空部に収容して設けてもよい。

【００１６】制動解除時、上記磁石支持筒又は磁石支持
環を制動位置から非制動位置までの行程の約半分の行程
を強い力で、残りの約半分の行程を弱い力で押し戻すバ
ネを、上記アクチュエータの内部又は上記案内筒の内空
部に収容して設けてもよい。

【００１７】上記各磁石の制動位置を、各磁石が各強磁
性部にそれぞれ対向する位置から非制動位置側にややオ
フセットした位置としてもよい。

【００１８】以上の構成によれば、磁石支持筒又は磁石
支持環を非制動位置から制動位置へと回動させる際の回
動力が小さく、また、非制動時に引き摺りトルクが生じ
ることがない渦電流減速装置を得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基いて説明する。

【００２０】本発明では制動時、磁石支持筒（または磁
石支持環）を非制動位置から制動位置へ、制動ドラム
（または制動円板）の通常の回転方向（車両の前方走行
時の回転方向）と同じ方向へ回動させる機構にする。

【００２１】（第１の実施の形態）第１の実施の形態に
係る渦電流減速装置の側面断面図を図１に、図１におけ
る渦電流減速装置の非制動時の正面断面図を図２に、図
１における渦電流減速装置の制動時の正面断面図を図３
に示す。

【００２２】図１〜図３に示すように、第１の実施の形
態に係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アルミニウムなどの非磁
性体からなる案内筒１０と、案内筒１０の断面長方形
（断面略矩形）の内空部に収容した可動の磁石支持筒１
４とを備えている。

【００２３】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とナットにより締結され
る。ボス５から放射状に延びる多数の支持腕（スポー
ク）６に、放熱フィン８を備えた制動ドラム７の基端が
結合される。ここで、制動ドラム７の両端面（図１中で
は左側端面のみ）及び内周面におけるポールピース１５
の強磁性部１２１と対向しない部分に、銅などの良伝導
体からなる環状板９ａ〜９ｃを設けてもよい。これによ
って、制動ドラム７の内部を流れる渦電流が軸方向（図
１中では左右方向）に広がり、制動トルクを増大させる
ことができる。

【００２４】断面長方形の内空部を有する案内筒１０
は、非磁性体で構成され、例えば断面Ｌ字形の筒体状を
呈しており、径方向のフランジ部１０ａと軸方向の内側
案内筒１０ｂとを有している。案内筒１０は適当な手段
により、例えば変速機の歯車箱（図示せず）に固定され
る。また、内側案内筒１０ｂの端部１０ｃには、非磁性
体からなる環状の端壁板１１が複数のボルトなどにより
結合される。

【００２５】軟磁性体又は磁性体で構成したリング状の
強磁性体（ポールピース）１５は、図１４に示すよう
に、鋼材などの軟磁性体で、制動ドラム７の内周面に対
向する磁性板に相当する多数の厚肉部分（強磁性部）１
２１と薄肉部分（連結部）１２２とを、周方向交互に、
かつ、周方向等間隔に一体形成したものである。ここ
で、強磁性部１２１の周方向長さは、連結部１２２の周
方向長さよりも長く形成され、即ち、ポールピース１５
の最外周部の面積は、内周部の面積よりも狭く形成され
る。また、ポールピース１５の軸方向両側縁部は、好ま
しくは径方向内側に折り曲げられ、その折曲部が案内筒
１０のフランジ部１０ａと端壁板１１の上端部に嵌合さ
れる。さらに、連結部の外周面に非磁性体からなる補強
板を取付けてもよい。また、連結部１２２に穴部（図示
せず）を形成し、この穴部に非磁性部材（図示せず；例
えば、ステンレス鋼など）を挿入配置するようにしても
よい。これによって、ポールピース１５の強度向上、水
や埃等の浸入防止、及び制動時における隣接する強磁性
部１２１への磁束の漏れ防止を図ることができる。

【００２６】ポールピース１５の製造方法は特に限定す
るものではなく、以下に示す方法などが挙げられる。

【００２７】磁性体で形成したリング部材の外周面
及び／又は内周面に長手方向に沿って周方向等間隔に溝
部を切削形成し、強磁性部１２１と連結部１２２とを一
体に形成する。

【００２８】目的とするポールピースと略同形状の
リング部材を鋳鋼で形成し、適宜、連結部の寸法精度向
上のための切削加工を施し、強磁性部１２１と連結部１
２２とを一体に形成する。

【００２９】磁性体で形成したリング部材の外周面
にロール鍛造を施して、その外周面に長手方向に沿って
周方向等間隔に溝部を形成し、更に溝部の仕上げ加工と
して切削加工を施し、強磁性部１２１と連結部１２２と
を一体に形成する。

【００３０】図２０に示すように、プレス打ち抜き
加工などで作製した断面同一の加工用薄鋼板（薄板材；
例えば、電磁鋼板、一般用リムド鋼板（ＳＰＣＣ）等）
１８０を軸方向に複数枚積層すると共に圧着して、強磁
性部１２１と連結部１２２とを一体に形成する。ここ
で、の製造方法は、ある程度の厚みのある平板をロー
ルしてリング形状（最終的には両端面同士を接続してリ
ング部材とする）に形成した後に、プレス打ち抜き加工
を行い、その後、積層・圧着する又は予め打ち抜き加工
を施したリング部材を積層・圧着することにより、ポー
ルピースを製造可能であるため、製造が容易であり、
〜、特に，の製造方法と比較して製造コストの低
減を図ることができる。また、電磁鋼板でポールピース
を形成した場合、各鋼板間のシール性を確保すべく、各
鋼板間及び／又はポールピースの外周部に耐熱性のシー
ル剤や含浸剤を含浸させるのが好ましい。さらに、の
方法で先ず図２１、図２２に示すポールピース部材１９
１，２０１を形成し、各ポールピース部材１９１，２０
１の周方向一端部（図２１、図２２中では左側端部）１
９２，１９３を、隣接するポールピース部材１９１，２
０１の周方向他端部（図２１、図２２中では右側端部）
１９３，２０３に繋ぎ合わせて（又は嵌め込んで）ポー
ルピース１５を形成するようにしてもよい。この繋ぎ合
わせ（又は嵌め込み）形状は、特に限定するものではな
く、様々な形状のものが適用可能である。

【００３１】案内筒１０の内空部には、磁性体からなる
可動の磁石支持筒１４が収容される。可動の磁石支持筒
１４は軸受１２により内側案内筒１０ｂに対して正逆回
動可能に支持される。磁石支持筒１４から軸方向へ延び
る腕１６は、案内筒１０の端壁に設けた円弧状のスリッ
ト１８ａを経て、アクチュエータ２０のロッドに連結さ
れる。磁石支持筒１４の外周面における各強磁性部１２
１と対向する位置には、磁石２４が、強磁性部１２１に
対向する極性が周方向交互に異なるように設けられる。

【００３２】可動の磁石支持筒１４を正逆回動するため
のアクチュエータ２０は、図２、図３に示すように、フ
ランジ部１０ａ（図１参照）と一体に形成したシリンダ
１８にピストン１７を嵌挿して両端室３１，３２を区画
形成し、ピストン１７に結合したロッド３３が端室３１
から外部へ突出される。磁石支持筒１４ａからフランジ
部１０ａのスリット１８ａを経て外部に突出する腕１６
がロッド３４に連結され、このロッド３４とロッド３３
とが所定の屈曲角を超えないようにピン３６により連結
される。また、端室３１内には、ばね（又は非線形のば
ね定数を有するばね）３５が配置される。

【００３３】本実施の形態の渦電流減速装置において、
非制動時は、図１、図２に示すように、磁石支持筒１４
に設けられた周方向に並ぶ極性が互いに異なる２つの磁
石２４が、ある共通の強磁性部１２１に部分的に対向す
る。この時、磁石支持筒１４と各強磁性部１２１との間
に短絡的磁気回路ｗが生じ、磁石２４の磁界は制動ドラ
ム７に磁界を殆ど及ぼさない。

【００３４】次に、制動時は、図３に示すように、磁石
支持筒１４の各磁石２４は各強磁性部１２１にそれぞれ
に対向する。磁石２４は強磁性部１２１を経て制動ドラ
ム７に磁界を及ぼし、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に
制動トルクＴが発生する。

【００３５】この時、各磁石２４は制動ドラム７と磁石
支持筒１４との間に磁気回路ｚが生じる。また、制動ド
ラム７の回転数が３６００〜６００ｒｐｍでは、磁石支
持筒１４を非制動位置から制動位置へ回動する場合に、
図７に示すように、磁石支持筒１４を制動ドラム７の回
転方向ｙと同じ方向に回動させる際のアクチュエータ２
０の押力（線７３，７３ａで示す）の方が、磁石支持筒
１４を制動ドラム７の回転方向ｙと反対方向に回動させ
る際のアクチュエータ２０の押力（線７２，７２ａで示
す）よりも小さくなる。これは、制動ドラム７に発生す
る渦電流に基づく反抗磁界と磁石２４からの磁界とが反
発しあい、磁石支持筒１４を制動ドラム７の回転方向ｙ
側へ押す力が働くことによるものであり、この現象は、
最近急速に発展したダイナミック電磁界解析技術によ
り、磁石支持筒１４を作動させる力も計算できるように
なったことで明らかになった。よって、磁石支持筒１４
を制動ドラム７の回転方向ｙに回動させることで、磁石
支持筒１４を回動させる回動力を小さくすることがで
き、延いては、アクチュエータ２０の容量（サイズ）を
小さくすることができる。また、アクチュエータ２０と
してエアシリンダを用いる場合、従来のエアシリンダと
比較して、空気消費量を節減することができる。

【００３６】ここで、本実施の形態では、制動時に磁石
支持筒１４を制動ドラム７の回転方向ｙと同じ方向ｘに
回動させていることから、磁石支持筒１４を制動位置か
ら非制動位置へと戻す際（制動解除時）は、磁石支持筒
１４を制動ドラム７の回転方向ｙと反対方向に回動させ
ることになる。この時、制御装置などの故障・失陥によ
り、アクチュエータ（例えば、エアシリンダ等）２０に
よる磁石支持筒１４を非制動位置へ戻す力が働かなくな
るおそれがある。特に、制動ドラム７の回転数が比較的
低い（例えば、２０００ｒｐｍ以下）場合、磁石支持筒
１４を制動位置から非制動位置へ戻すための復帰力は、
制動位置から非制動位置へ到るまでの全行程の内、前半
の約半分の行程で小さい。つまり、制動ドラム７の高速
回転時以外は、磁石支持筒１４が自動復帰しなくなるお
それがあるため、図２、図３に示したように、制動位置
から非制動位置へ戻すためのばね３５を、アクチュエー
タ２０の端室３１（又は案内筒１０の内空部）に収容す
るのが好ましい。

【００３７】この場合、磁石支持筒１４を非制動位置か
ら制動位置へ回動させる時の回動力、特にばね３５の抗
力を極力抑えることが特に好ましい。よって、図４に示
すように、制動位置から非制動位置へ到るまでの全行程
の内の前半の約半分の行程（各磁石２４と各強磁性部１
２１とが一部重ならなくなる位置近傍（正確には、各強
磁性部１２１や各磁石２４の周方向の長さや間隔によっ
て異なる））を押し戻すばね４５や、図５に示すよう
に、制動位置から非制動位置へ到るまでの全行程の内の
前半の約半分の行程を過ぎると、急にばね定数が小さく
なる非線形のばね５５が、アクチュエータ２０の端室３
１（又は案内筒１０の内空部）に収容される。

【００３８】図４に示したばね４５は、ばね巻き径は全
長に亘って等しいが、ばね線径が、シリンダ１８（図
２、図３参照）に当接する側（図４中では右側）の端部
４７より、ピストン１７（図２、図３参照）に当接する
側（図４中では左側）の端部４６の方が小さく形成され
る。これによって、図６中において線６２で示すよう
に、制動位置から非制動位置に到るまでの全行程の内の
前半の約半分の行程までは、アクチュエータ２０のピス
トン１７にばね４５の戻し力が働く。その後の約半分の
行程では、磁石支持筒１４の各磁石２４とポールピース
１５の各強磁性部１２１との間に働く反抗磁界に基づい
て、制動ドラム７の回転方向ｙと反対方向のトルクを、
磁石支持筒１４が受けることにより、磁石支持筒１４が
非制動位置へと戻る。また、図５に示したばね５５は、
ばね線径は全長に亘って等しいが、ばね巻き径が、ピス
トン１７（図２、図３参照）に当接する側（図５中では
左側）の端部５６から、シリンダ１８（図２、図３参
照）に当接する側（図５中では右側）の端部５７へと向
かって徐々に大きく形成される。これによって、図６中
において線６３で示すように、制動位置から非制動位置
に到るまでの全行程の内の前半の約半分の行程までは、
強い戻し力で戻し、その後の約半分の行程では、徐々に
減少する弱い戻し力で戻る。以上、図４及び図５に示し
たばね４５，５５のいずれにおいても、制動ドラム７の
低速回転時、端室３１に加圧空気を供給しないでも、ば
ね４５，５５の戻し力と反抗磁界による戻し力とによっ
て、磁石支持筒１４を非制動位置に戻すことができる。

【００３９】また、制動時における各磁石２４の制動位
置を、非制動位置の方へ若干ずらした位置（各磁石２４
が各強磁性部１２１にそれぞれ対向する位置から非制動
位置側にややオフセットした位置）に設定すれば、制動
ドラム７が高速回転している際においても、磁石支持筒
１４が非制動位置まで戻り易くなる。

【００４０】さらに、ポールピースが、各強磁性部１２
１を連結部１２２で連結した一体構造であるため、各強
磁性部１２１の周方向間隔が等しく、非制動時に、各強
磁性部１２１間から制動ドラム７に磁束が漏れるおそれ
は殆どない。よって、非制動時において引きずりトルク
が発生するということはなく、燃費の向上を図ることが
できる。

【００４１】さらに、ポールピースが、各強磁性部１２
１を連結部１２２で連結した一体構造であり、全体が強
磁性材で構成されている。このため、各強磁性部１２１
の周方向間隔が等しくなり、非制動時に、各強磁性部１
２１間の連結部１２２から制動ドラム７に磁束が漏れる
ことはなく、連結部１２２に入った磁束は全て強磁性部
１２１へと流れて図２に示すように短絡的磁気回路ｗ１
が生じる。よって、非制動時において引き摺りトルクが
発生するということはなく、燃費の向上を図ることがで
きる。

【００４２】また、制動ドラム７が実際に高速回転して
いる時、磁気回路ｚは制動ドラム７の回転方向ｙの方に
引きずられるような状態になるので、後述するように、
ポールピース１５における各強磁性部１２１の横断面形
状は長方形であるよりも、図１５〜図１７に示すような
横断面形状が好ましい。

【００４３】具体的には、図１５に示すように、各強磁
性体１３１における最外周面１３３と周方向両端面１３
４ａ，１３４ｂとの各境界部に面取り加工を施し、傾斜
面１３６ａ，１３６ｂに形成したポールピース１３５で
あってもよい。これによって、磁石２４からの磁束を絞
った状態（磁束密度を高めた状態）で制動ドラム７へと
導くことができるため、特に制動ドラムが中速回転して
いる時の制動トルクを高めることができる。また、図１
６に示すように、各強磁性体１４１における周方向両端
面を、制動ドラム（図示せず）の回転方向ｙの方に傾け
て傾斜面１４３ａ，１４３ｂに形成し、断面平行四辺形
に形成したポールピース１４５であってもよい。これに
よって、制動ドラムが高速回転している時、磁石２４か
らの磁束を、各強磁性体１４１における制動ドラム回転
方向ｙの前方部（図１６中では左側部）に絞り込むこと
ができる。さらに、図１７に示すように、各強磁性体１
５１における制動ドラム回転方向ｙの後方部（図１７中
では右側部）に段差部１５３を形成したポールピース１
５５であってもよい。これによって、制動ドラムが高速
回転している時、磁石２４からの磁束を、各強磁性体１
５１における制動ドラム回転方向ｙの前方部（図１７中
では左側部）に、より一層絞り込むことができる。

【００４４】さらに、ポールピースの各強磁性部を連結
する連結部の形成位置は、図１４〜図１７に示したよう
に、径方向内側だけに限定するものではない。例えば、
図１８に示すように、各強磁性部１６１の径方向外側部
を連結部１６２により連結したポールピース１６１、図
１９に示すように、各強磁性部１７１の径方向中央部を
連結部１７２により連結したポールピース１７１であっ
てもよい。

【００４５】次に、本発明の他の実施の形態を添付図面
に基いて説明する。

【００４６】（第２の実施の形態）第２の実施の形態に
係る渦電流減速装置の側面断面図を図８に、図８におけ
る渦電流減速装置の正面断面図を図９に、図８における
渦電流減速装置の非制動時の展開平面断面図を図１０
に、図８における渦電流減速装置の制動時の展開平面断
面図を図１１に示す。

【００４７】図８〜１１に示すように、第２の実施の形
態に係る渦電流減速装置は、回転軸８２に結合される左
右１対の導体からなる制動円板８３と、制動円板８３の
間に配設される非磁性体からなる不動の案内筒１０１
と、案内筒１０１の内空部に正逆回動可能に支持した磁
石支持環９０と、案内筒１０１の軸方向両側端面に設け
られる強磁性体（ポールピース）８６とを備えている。

【００４８】制動円板８３は、ボス８３ａから放射方向
に延びる複数の支持腕８３ｂと導風路８３ｃとを一体に
形成され、ボス８３ａが回転軸８２にスプライン嵌合さ
れる。

【００４９】案内筒１０１はボス８５ａから放射方向に
延びる支持腕８５ｂと一体に形成され、ボス８５ａが軸
受８８により回転軸８２に支持される。案内筒１０１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。

【００５０】非磁性体からなる磁石支持環９０は、案内
筒１０１の断面長方形の内空部に軸受８７により回動可
能に支持される。磁石支持環９０の内部の、ポールピー
ス８６における強磁性部（後述）２１１と対向する位置
に磁石９２が配設される。磁石支持環９０の軸方向両側
端面には、潤滑油を含浸させた薄い滑り板９４が結合さ
れ、ポールピース８６に摺接可能とされる。

【００５１】図２３に示すように、軟磁性体又は磁性体
で構成した薄板リング状の強磁性体ポールピース８６
は、制動円板８３に対向する磁性板に相当する多数の厚
肉部分（強磁性部）２１１と薄肉部分（連結部）２１２
とを、周方向交互に、かつ、周方向等間隔に一体形成し
たものである。図２３においては、連結部２１２がポー
ルピース８６の下側に形成されている。

【００５２】図９に示すように、磁石支持環９０には扇
形の磁石９２が、ポールピース８６の各強磁性部２１１
に対向し、かつ、強磁性部２１２に対向する極性が周方
向交互に異なるように配設される。磁石支持環９０の外
周壁に形成した部分歯車９８に、案内筒１０１に固定し
たアクチュエータ（電動機）９６の小歯車９５が噛み合
わされており、磁石支持環９０は磁石９２の半配列ピッ
チＰだけ正逆回動可能に設けられる。

【００５３】本実施の形態の渦電流減速装置において、
非制動時は、図１０に示すように、極性が互いに異なる
２つの磁石９２がある共通の強磁性部２１１に部分的に
対向することで、左右１対の強磁性体８６の間で短絡的
磁気回路ｗが生じ、制動円板８３に磁界が及ばない。

【００５４】制動時は、図１１に示すように、アクチュ
エータ９６により磁石支持環９０を磁石９２の半配列ピ
ッチｐだけ矢印ｘの方向に回動させることで、各磁石９
２が各強磁性部２１１にほぼ全面的に対向する。その結
果、各磁石９２が強磁性部２１１を経て制動円板８３に
磁界を及ぼす。この時、回転する制動円板８３が磁界を
横切ることで、制動円板８３に渦電流が発生し、制動円
板８３が制動トルクを受ける。この時、１対の制動円板
８３の問に磁気回路ｚが生じる。

【００５５】本実施の形態でも、磁石支持環９０が非制
動位置から制動位置へ回動する際の回動方向を、制動円
板８３の回転方向ｙと同じ方向としている。さらに、制
動円板８３が低速で回転している際においても、磁石支
持環９０を非制動位置まで自動復帰させるために、制動
位置から非制動位置までの行程の内の約半分の行程をば
ねの力によって戻すようにしてもよい。この時、アクチ
ュエータ９６の小歯車９５と非回転部分との問に渦巻型
の戻しばねを係止する。戻しばねとしては、図４、図５
に示したばね４５，５５が適用可能である。もちろん、
図２、図３に示すようなばね３５を備えたアクチュエー
タ２０により、磁石支持環９０を回動するようにしても
よい。

【００５６】また、制動時における磁石９２の制動位置
を、若干非制動位置の方へずらした位置に設定すれば、
制動円板８３が高速回転している際においても、磁石支
持環９０が非制動位置まで戻り易くなる。

【００５７】さらに、ポールピース８６における各強磁
性部２１１の横断面形状は、図２３に示したように長方
形に限定するものではなく、図１５〜図１７に示したよ
うな横断面形状であってもよい。

【００５８】また、ポールピース８６の各強磁性部２１
１を連結する連結部２１２の形成位置は、図２３に示し
たように、ポールピース８６の下側に限定するものでは
なく、図１８，図１９に示したように、ポールピース８
６の上側又は中央部であってもよい。

【００５９】さらに、本実施の形態では、左右一対の制
動円板８３の間に案内筒１０１と磁石支持環９０とを配
設した渦電流減速装置の場合について説明を行ったが、
これに限定するものではなく、１つの制動円板８３の片
側又は両側に案内筒１０１と磁石支持環９０とを配設し
た渦電流減速装置にも適用可能である。この場合、非磁
性体からなる案内筒１０１の、制動円板８３に対向する
側壁にポールピース８６が設けられ、磁性体からなる磁
石支持環９０の、ポールピース８６の各強磁性部２１１
と対向する位置に、極性が周方向交互に異なるように磁
石９２が設けられる。

【００６０】また、本実施の形態の渦電流減速装置にお
いても、前実施の形態の渦電流減速装置と同様の効果が
得られる。

【００６１】（第３の実施の形態）第３の実施の形態に
係る渦電流減速装置の側面断面図を図１２に示す。尚、
図８〜図１１と同様の部材には同じ符号を付している。

【００６２】図１２に示すように、第３の実施の形態に
係る渦電流減速装置は、回転軸８２に結合した１つの制
動円板８３と、ポールピース８６，８６を支持する案内
環１０１と、磁石９２を支持する一対の磁石支持環９
０，９０とを備えている。

【００６３】横断面門字状の案内環１０１は、連結部１
０１ａとフランジ部１０１ｂ，１０１ｂとを有してお
り、連結部１０１ａが制動円板８３の外周面をフランジ
部１０１ｂ，１０１ｂが制動円板８３の両端面の外周部
を取り囲むように設けられ、連結部１０１ａが車体など
の非回転部分に固定して設けられる。ポールピース８６
は各案内環１０１のフランジ部１０１ｂに形成された穴
１０１ｃに嵌合して設けられる。

【００６４】一対の磁石支持環９０，９０は、案内環１
０１の各フランジ部１０１ｂ，１０１ｂに対向して設け
られ、磁石支持環９０，９０のフランジ部側端面におけ
るポールピース８６の強磁性部２１１に対向する位置
に、磁石９２が、極性が周方向交互に異なるように設け
られる。

【００６５】案内環１０１の連結部１０１ａに形成され
た複数の円弧状のスリット１０１ｄに、軸受８７，８７
ａを介して断面円弧状の連結部材９０ａが設けられる。
この連結部材９０ａの両端面に１対の磁石支持環９０，
９０が結合され、これによって、磁石支持環９０，９０
は周方向に正逆回動可能となる。

【００６６】制動時は、図示していないアクチュエータ
によって、磁石支持環９０が制動円板８３の通常の回転
方向と同じ方向に回動され、周方向に並ぶ極性が互いに
異なる２つの磁石９２が、ある共通の強磁性部２１１に
部分的に対向する非制動位置から、各磁石９２が各強磁
性部２１１にそれぞれ対向する制動位置へ切り換わる。

【００６７】（第４の実施の形態）第４の実施の形態に
係る渦電流減速装置の側面断面図を図１３に示す。尚、
図１２と同様の部材には同じ符号を付している。

【００６８】図１２に示した第３の実施の形態に係る渦
電流減速装置は、案内環１０１を固定し、磁石支持環９
０，９０を周方向に回動させるものであった。

【００６９】これに対して、図１３に示すように、第４
の実施の形態に係る渦電流減速装置は、回転軸８２に結
合した１つの制動円板８３と、ポールピース８６，８６
を支持する案内環１０１と、磁石９２を支持する磁石支
持環１１１とを備えている。

【００７０】横断面門字状の案内環１０１は、連結部１
０１ａとフランジ部１０１ｂ，１０１ｂとを有してお
り、連結部１０１ａが制動円板８３の外周面をフランジ
部１０１ｂ，１０１ｂが制動円板８３の両端面の外周部
を取り囲むように設けられる。ポールピース８６は各案
内環１０１のフランジ部１０１ｂに形成された穴１０１
ｃに嵌合して設けられる。

【００７１】横断面門字状の磁石支持環１１１は、連結
部１１１ａとフランジ部１１１ｂ，１１１ｂとを有して
おり、案内環１０１を取り囲むように設けられ、連結部
１１１ａが車体などの非回転部分に固定して設けられ
る。各フランジ部１１１ｂ，１１１ｂの、案内環１０１
側端面におけるポールピース８６の強磁性部２１１に対
向する位置に、磁石９２が、極性が周方向交互に異なる
ように設けられる。

【００７２】案内環１０１の連結部１０１ａと磁石支持
環１１１の連結部１１１ａとが、軸受８７を介して結合
され、これによって、案内環１０１が周方向に正逆回動
可能となる。

【００７３】制動時は、図示していないアクチュエータ
によって、案内環１０１が制動円板８３の回転方向と逆
方向に回動され、周方向に並ぶ極性が互いに異なる２つ
の磁石９２が、ある共通の強磁性部２１１に部分的に対
向する非制動位置から、各磁石９２が各強磁性部２１１
にそれぞれ対向する制動位置へ切り換わる。

【００７４】第３及び第４の実施の形態に係る渦電流減
速装置において、制動円板８３の一方側の端面だけに対
向して案内環１０１のフランジ部１０１ｂと磁石支持環
９０（又は１１１ｂ）を順に配設しても、渦電流減速装
置としての機能を果す。

【００７５】また、第３及び第４の実施の形態に係る渦
電流減速装置においても、電気系統や流体圧系統が失陥
した時のことを考慮して、磁石支持環９０を非制動位置
から制動位置へ回動する方向を、制動円板４３の回転方
向ｙと同じ方向にする。制動円板８３が低速回転してい
る際において、磁石支持環９０を非制動位置へ自動復帰
させるためには、制動位置から非制動位置までの約半分
の行程を、ばねの力によって戻すようにする。制動時の
磁石９２の位置を若干非制動位置の方へずらした位置に
すれば、制動円板８３が高速回転している際において
も、磁石支持環９０が非制動位置まで戻り易くなる。

【００７６】さらに、第３及び第４の実施の形態の渦電
流減速装置においても、第１及び第２の実施の形態の渦
電流減速装置と同様の効果が得られる。

【００７７】以上、本発明の実施の形態は、上述した実
施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のもの
が想定されることは言うまでもない。具体的には、本願
発明は、特開平１−２９８９４７号公報に開示される制
動円板型の渦電流減速装置や、非制動時、制動体へ磁束
が洩れないようにした特開平６−３８５０４号公報、特
開平２０００−１１６１０６号公報などに開示される渦
電流減速装置、特開２０００−２３６６５５号に開示さ
れるような軸方向に２列の磁石支持筒を備えた渦電流減
速装置、特願平８−２５７５２１号に開示されるような
２列以上の回動可能の磁石支持筒を備えた渦電流減速装
置にも適用できる。また、ポールピースが周方向に連続
一体に形成された渦電流減速装置にも適用できる。さえ
らに、アクチュエータには流体圧アクチュエータに限ら
ず、モータアクチュエータ（電動機、サーボモータ、ボ
イスコイルモータ、リニアモータなど）を用いることが
できる。

【００７８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。（１）制動の際に、磁石支持筒を制動ドラムの回転方
向と同じ方向へ回動させることにより、小さな回動力
で、磁石支持筒を非制動位置から制動位置へと回動させ
ることができる。（２）制動円板に対向して磁石支持環を配置した形式
・構造の渦電流減速装置においても、（１）と同様のこ
とがいえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る渦電流減速装置の側面
断面図である。

【図２】図１における渦電流減速装置の非制動時の正面
断面図である。

【図３】図１における渦電流減速装置の制動時の正面断
面図である。

【図４】図２におけるばねの第１変形例を示す正面図で
ある。

【図５】図２におけるばねの第２変形例を示す正面図で
ある。

【図６】図４及び図５のばね特性を示す図である。

【図７】磁石支持筒を非制動位置から制動位置へ回動さ
せるのに必要な押力を表す線図である。

【図８】第２の実施の形態に係る渦電流減速装置の側面
断面図である。

【図９】図８における渦電流減速装置の正面断面図であ
る。

【図１０】図８における渦電流減速装置の非制動時の展
開平面断面図である。

【図１１】図８における渦電流減速装置の制動時の展開
平面断面図である。

【図１２】第３の実施の形態に係る渦電流減速装置の側
面断面図である。

【図１３】第４の実施の形態に係る渦電流減速装置の側
面断面図である。

【図１４】図１における渦電流減速装置のポールピース
の一例を示す部分正面図である。

【図１５】図１４のポールピースの第１変形例を示す部
分正面図である。

【図１６】図１４のポールピースの第２変形例を示す部
分正面図である。

【図１７】図１４のポールピースの第３変形例を示す部
分正面図である。

【図１８】図１４のポールピースの第４変形例を示す部
分正面図である。

【図１９】図１４のポールピースの第５変形例を示す部
分正面図である。

【図２０】図１４のポールピースの製造方法の一例を示
す部分斜視図である。

【図２１】図１４のポールピースの第６変形例を示す部
分正面図である。

【図２２】図１４のポールピースの第７変形例を示す部
分正面図である。

【図２３】図８における渦電流減速装置のポールピース
の一例を示す部分斜視図である。

【符号の説明】

１、８２回転軸７制動ドラム１０、１０１案内筒１４磁石支持筒１５、８６、１３５、１４５、１５５、１６５、１７５
強磁性体２０、９６アクチュエータ２４、９２磁石３５、４５、５５バネ８３制動円板１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、２
１１強磁性部１２２、１６２、１７２、２１２連結部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸に結合して設けた制動ドラムと、
該制動ドラムの内部に設けられ、断面略矩形の内空部を
有する不動の案内筒と、該案内筒の内空部に設けた磁石
支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に、か
つ、極性が周方向交互に異なるように設けた多数の磁石
と、案内筒の外筒部周面の、各磁石と対応する位置に設
けた多数の強磁性部とを備えた渦電流減速装置におい
て、磁性材からなるリング体で各強磁性部と連結部とが
一体に連結された強磁性体を形成し、また、制動時に、
上記磁石支持筒を、極性がお互いに異なる隣接する２つ
の磁石が共通の強磁性部に部分的に対向する非制動位置
から、各磁石が各強磁性部にそれぞれ対向する制動位置
まで、周方向に、かつ、制動ドラムの通常の回転方向と
同じ方向に回動させるべく、磁石支持筒に接続してアク
チュエータを設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】回転軸に結合して設けた制動円板と、該
制動円板の少なくとも一方の端面に対向して設けた不動
の案内環と、該案内環の外側方に設けた磁石支持環と、
該磁石支持環の制動円板側端面に周方向等間隔に、か
つ、極性が周方向交互に異なるように設けた多数の磁石
と、案内環に固定して、かつ、各磁石と対応する位置に
設けた多数の強磁性部とを備えた渦電流減速装置におい
て、磁性材からなるリング体で各強磁性部と連結部とが
一体に連結された強磁性体を形成し、また、制動時に、
上記磁石支持環を、極性がお互いに異なる隣接する２つ
の磁石が共通の強磁性部に部分的に対向する非制動位置
から、各磁石が各強磁性部にそれぞれ対向する制動位置
まで、周方向に、かつ、制動円板の通常の回転方向と同
じ方向に回動させるべく、磁石支持環に接続してアクチ
ュエータを設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項３】回転軸に結合して設けた一対の制動円板
と、該制動円板間に設けられ、断面略矩形の内空部を有
する不動の案内筒と、該案内筒の内空部に設けた磁石支
持環と、該磁石支持環の内周部に周方向等間隔に、か
つ、極性が周方向交互に異なるように設けた多数の磁石
と、案内筒に固定して、かつ、各制動円板と各磁石との
間の、各磁石と対応する位置に設けた一対の多数の強磁
性部とを備えた渦電流減速装置において、磁性材からな
るリング体で各強磁性部と連結部とが一体に連結された
強磁性体を形成し、また、制動時に、上記磁石支持環
を、極性がお互いに異なる隣接する２つの磁石が共通の
強磁性部に部分的に対向する非制動位置から、各磁石が
各強磁性部にそれぞれ対向する制動位置まで、周方向
に、かつ、制動円板の通常の回転方向と同じ方向に回動
させるべく、磁石支持筒に接続してアクチュエータを設
けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項４】上記強磁性体は周方向交互に強磁性部と
連結部とを備え、強磁性部の径方向又は軸方向の厚さ
を、連結部の径方向又は軸方向の厚さより肉厚に形成し
た請求項１から３いずれかに記載の渦電流減速装置。
【請求項５】上記強磁性体を、リング状の薄鋼板を軸
方向に積層して形成した請求項１から４いずれかに記載
の渦電流減速装置。
【請求項６】上記強磁性体の連結部に穴部を形成し、
その穴部に非磁性部材を挿入配置した請求項４または５
に記載の渦電流減速装置。
【請求項７】制動解除時、上記磁石支持筒又は磁石支
持環を制動位置から非制動位置までの行程の約半分の行
程を押し戻すバネを、上記アクチュエータの内部又は上
記案内筒の内空部に収容して設けた請求項１から６いず
れかに記載の渦電流減速装置。
【請求項８】制動解除時、上記磁石支持筒又は磁石支
持環を制動位置から非制動位置までの行程の約半分の行
程を強い力で、残りの約半分の行程を弱い力で押し戻す
バネを、上記アクチュエータの内部又は上記案内筒の内
空部に収容して設けた請求項１から６いずれかに記載の
渦電流減速装置。
【請求項９】上記各磁石の制動位置を、各磁石が各強
磁性部にそれぞれ対向する位置から非制動位置側にやや
オフセットした位置とする請求項１から８いずれかに記
載の渦電流減速装置。