JP2004343955A

JP2004343955A - 渦電流式減速装置

Info

Publication number: JP2004343955A
Application number: JP2003140349A
Authority: JP
Inventors: Toru Kuwabara; 徹桑原
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】非制動状態において、磁束漏れが発生しない渦電流式減速装置を提供する。
【解決手段】回転軸に設けられた制動ロータ１１と、該制動ロータ１１に隣接するように固定側から支持された環状ケーシング１３と、該環状ケーシング１３内に設けられ、上記回転軸の軸方向に間隔を隔てて配置され、且つ上記回転軸の軸方向に磁極面を有する複数の永久磁石１９を備えた第一磁石環１８と、上記制動ロータ１１と上記第一磁石環１８との間に位置させて上記環状ケーシング１３の外周壁を形成するように取り付けられ、上記回転軸の軸方向に磁極面を有する永久磁石２２を備えた第二磁石環２１とを備え、上記第一磁石環１８及び／又は第二磁石環２１を上記回転軸の軸方向に移動自在に設けた渦電流式減速装置であって、上記第二磁石環２１の永久磁石２２の個数を、上記第一磁石環１８の永久磁石１９の個数よりも一個少なくしたことを特徴とする渦電流式減速装置である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に大型車両において補助ブレーキとして使用される渦電流式減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３を用いて、従来の渦電流式減速装置の構成を説明する。
【０００３】
図３は、従来の渦電流式減速装置の部分側面断面図であり、図３（ａ）は、制動状態を、図３（ｂ）は、非制動状態を示している。
【０００４】
図３に示すように、渦電流式減速装置３０は、図示しない回転軸に設けられた制動ロータ３１を備えている。この制動ロータ３１は、回転軸の軸方向（図において、左右方向）に延びるドラム３２を備えている。このドラム３２の内側には、固定側から支持された非磁性体からなる環状ケーシング３３が、ドラム３２の内周面に隣接するように備えられている。
【０００５】
環状ケーシング３３の外周部には、回転軸の軸方向に所定の間隔を隔てて、強磁性体からなるポールピース３７が複数設けられる。このポールピース３７の間には、環状ケーシング３３の一部である非磁性部材３６が配置される形となる。
【０００６】
環状ケーシング３３の内部には、複数のリング状の永久磁石板３４が、回転軸の軸方向に所定の間隔を隔てて設けられる。各永久磁石板３４は、磁極面を回転軸の軸方向両端部に有すると共に、軸方向に隣り合う永久磁石板３４と同極で向き合うように配置されている。また、環状ケーシング３３の内部には、各永久磁石板３４を、軸方向両側から挟み込むように、複数のリング状の強磁性体板３５が設けられる。
【０００７】
永久磁石板３４および強磁性体板３５と、環状ケーシング３３との間には、スライドブッシュ３９が設けられており、永久磁石板３４および強磁性体板３５は、回転軸の軸方向に移動自在となっている。
【０００８】
環状ケーシング３３の軸方向の一端（図において、左側）には、永久磁石板３４および強磁性体板３５を回転軸の軸方向に移動させるためのアクチュエータ３８が接続されている。
【０００９】
図３（ａ）の制動状態においては、アクチュエータ３８によって、各永久磁石板３４を非磁性部材３６に対向する位置に移動させることで、永久磁石板３４と、強磁性体板３５と、ポールピース３７と、ドラム３２との間で磁束回路Ｗ１０が形成される。この結果、回転するドラム３２に渦電流が発生し、制動ロータ３１に制動力が作用する。
【００１０】
図３（ｂ）の非制動状態においては、アクチュエータ３８によって、各永久磁石板３４をポールピース３７と対向する位置に移動させることで、永久磁石板３４と、強磁性体板３５と、ポールピース３７との間で短絡的な磁束回路Ｗ１１が形成される。この結果、ドラム３２には渦電流が発生せず、制動ロータ３１に制動力は作用しない。
【００１１】
このような渦電流式減速装置は、特許文献１等にも記載されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−１９９６９６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の渦電流式減速装置では、図３（ｂ）の非制動状態において、永久磁石板３４からの磁束の一部が非磁性部材３６を貫通してドラム３２へ達し、磁束漏れ回路Ｗ１２を形成してしまう。その結果、制動ロータ３１に引きずりトルクが生じてしまう。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、非制動状態において磁束漏れの発生しない渦電流式減速装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸に設けられた制動ロータと、該制動ロータに隣接するように固定側から支持された環状ケーシングと、該環状ケーシング内に設けられ、上記回転軸の軸方向に間隔を隔てて配置され、且つ上記回転軸の軸方向に磁極面を有する複数の永久磁石を備えた第一磁石環と、上記制動ロータと上記第一磁石環との間に位置させて上記環状ケーシングの外周壁を形成するように取り付けられ、上記回転軸の軸方向に磁極面を有する永久磁石を備えた第二磁石環とを備え、上記第一磁石環及び／又は第二磁石環を上記回転軸の軸方向に移動自在に設けた渦電流式減速装置であって、上記第二磁石環の永久磁石の個数を、上記第一磁石環の永久磁石の個数よりも一個少なくしたことを特徴とする渦電流式減速装置である。
【００１６】
請求項２の発明は、回転軸に設けられた制動ロータと、該制動ロータに隣接するように固定側から支持された環状ケーシングと、該環状ケーシング内に設けられ、上記回転軸の軸方向に間隔を隔てて配置され、且つ上記回転軸の径方向に磁極面を有する複数の永久磁石を備えた第一磁石環と、上記制動ロータと上記第一磁石環との間に位置させて上記環状ケーシングの外周壁を形成するように取り付けられ、上記回転軸の軸方向に磁極面を有する永久磁石を備えた第二磁石環とを備え、上記第一磁石環及び／又は第二磁石環を上記回転軸の軸方向に移動自在に設けた渦電流式減速装置であって、上記第二磁石環の永久磁石の個数を、上記第一磁石環の永久磁石の個数よりも一個少なくしたことを特徴とする渦電流式減速装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１は、本実施の形態の渦電流式減速装置の部分側面断面図であり、図１（ａ）は、制動状態を、図１（ｂ）は、非制動状態を示している。
【００１９】
図１に示すように、渦電流式減速装置１は、図示しない回転軸（例えば、トラックのプロペラシャフト）に支持部材を介して取り付けられた制動ロータ１１を備えている。この制動ロータ１１は、回転軸の軸方向（図において、左右方向）に延びる、強磁性体（例えば、鉄板）からなるドラム１２を備えている。このドラム１２の内側には、図示しないミッションケース等の固定側から支持された、非磁性体（例えば、アルミニウム、ステンレス）からなる環状ケーシング１３が、ドラム１２の内周面に隣接するように備えられている。
【００２０】
環状ケーシング１３の内部には、第一磁石環１８が設けられている。この第一磁石環１８は、回転軸の軸方向に所定の間隔を隔てて配置された複数（ここでは、３個）のリング状の永久磁石板１９ａ〜１９ｃ（例えば、ネオジム等の希土類元素を用いたもの）と、これらの各永久磁石板１９ａ〜１９ｃを軸方向両側から挟むように配置された複数（ここでは、４個）のリング状の強磁性体板２０ａ〜２０ｄとを備えている。各永久磁石板１９ａ〜１９ｃは、磁極面を回転軸の軸方向両端部に有すると共に、軸方向に隣り合う永久磁石板１９と同極で向き合うように配置されている。なお、本実施の形態においては、最左側の磁極面の極性がＳ極となるように、配置している。
【００２１】
永久磁石板１９ａ〜１９ｃと強磁性体板２０ａ〜２０ｄとは図示しない通しボルトで一体的に固定されている（もしくは、接着剤で接着されている）。
【００２２】
第一磁石環１８と環状ケーシング１３との間には、スライドブッシュ１４が設けられており、第一磁石環１８は、回転軸の軸方向に移動自在となっている。
【００２３】
環状ケーシング１３の軸方向の一端（図において、左側）には、アクチュエータ１５（ここでは、エアシリンダ）が接続されている。エアシリンダ１５は、ピストン１６を有するピストンロッド１７を備えており、このピストンロッド１７は、環状ケーシング１３の内部へ延びて、第一磁石環１８に接続されている。
【００２４】
環状ケーシング１３の外周部であって、第一磁石環１８とドラム１２との間には、第二磁石環２１が設けられている。この第二磁石環２１は、回転軸の軸方向に所定の間隔を隔てて配置された複数（ここでは、２個）のリング状の永久磁石板２２ａ〜２２ｂと、これらの各永久磁石板２２ａ〜２２ｂを軸方向両側から挟むように配置された複数（ここでは、３個）のリング状の強磁性体板２３ａ〜２３ｃとを備えている。各永久磁石板２２ａ〜２２ｂは、磁極面を回転軸の軸方向両端部に有すると共に、軸方向に隣り合う永久磁石板２２と同極で向き合うように配置されている。なお、本実施の形態においては、最左側の磁極面の極性がＳ極となるように、配置している。
【００２５】
ここで大事なことは、第二磁石環２１の永久磁石板２２の個数を、第一磁石環１８の永久磁石板１９の個数よりも、１個少なくすることにある。これによって、非制動状態の磁束漏れを確実に防止できる。
【００２６】
以下、図１の渦電流式減速装置１の動作について説明する。
【００２７】
制動状態および非制動状態の切替は、エアシリンダ１５により第一磁石環１８を移動させて、第一磁石環１８の各永久磁石板１９ａ〜１９ｃを所定の位置に移動させることにより行われる。
【００２８】
図１（ａ）の制動状態においては、第一磁石環１８を、永久磁石板１９ａ、１９ｂが第二磁石環２１の永久磁石板２２ａ、２２ｂにそれぞれ同極で対向すると共に、軸方向の一端（図の右側）の永久磁石板１９ｃが第二磁石環２１の強磁性体板２３ｃと対向する位置に移動させる。すると、第一磁石環１８の永久磁石板１９ａ、１９ｂと、第一磁石環１８の強磁性体板２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、第二磁石環２１の強磁性体板２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、ドラム１２との間で磁束回路Ｗ１が形成され、第二磁石環２１の永久磁石板２２ａ、２２ｂと、第二磁石環２１の強磁性体板２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、ドラム１２との間で磁束回路Ｗ２が形成される。この結果、回転するドラム１２に渦電流が発生し、制動ロータ１１に制動力が作用する。なお、第一磁石環１８の永久磁石板１９ｃからの磁束は、第二磁石環２１の強磁性体板２３ｃを通って、短絡的な磁束回路Ｗ３を形成する。
【００２９】
図１（ｂ）の非制動状態においては、第一磁石環１８を、永久磁石板１９ｂ、１９ｃが第二磁石環２１の永久磁石板２２ａ、２２ｂにそれぞれ異極で対向すると共に、軸方向の他端（図の左側）の永久磁石板１９ａが第二磁石環２１の強磁性体板２３ａと対向する位置に移動させる。すると、第一磁石環１８の永久磁石板１９ｂ、１９ｃと、第一磁石環１８の強磁性体板２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと、第二磁石環２１の永久磁石板２２ａ、２２ｂと、第二磁石環２１の強磁性体板２３ａ、２３ｂ、２３ｃとの間で短絡的な磁束回路Ｗ４が形成される。また、第一磁石環１８の永久磁石板１９ａからの磁束は、第二磁石環２１の強磁性体板２３ａを通って、短絡的な磁束回路Ｗ５を形成する。この結果、ドラム１２には渦電流が発生せず、制動ロータ１１に制動力は作用しない。
【００３０】
次に、本実施の形態の効果を説明する。
【００３１】
図１（ｂ）の非制動状態において、第二磁石環２１の永久磁石板２２ａ、２２ｂの磁束を、第一磁石環１８の永久磁石板１９ｂ、１９ｃにより引き込むことができるため、永久磁石板２２ａ、２２ｂの磁束がドラム１２に漏れることはない。また、第一磁石環１８の永久磁石板１９ａは、短絡的な磁束回路を形成する。
【００３２】
ここで、仮に第一磁石環１８の永久磁石板１９の個数と、第二磁石環２１の永久磁石板２２の個数を同じにすると、第二磁石環２１の永久磁石板２２の磁束を引き込む第一磁石環１８の永久磁石板１９が不足してしまう。すなわち、第一磁石環１８の永久磁石板１９を永久磁石板１９ａ、１９ｂの二個とした場合、非制動状態において、第二磁石環２１の永久磁石板２２ｂの磁束を引き込めない。
【００３３】
次に、変形例について説明する。
【００３４】
図２は、他の実施の形態の渦電流式減速装置の部分側面断面図であり、図２（ａ）は、制動状態を、図２（ｂ）は、非制動状態を示している。
【００３５】
図１との相違点は、第一磁石環と第二磁石環の構成、および制動状態と非制動状態における第一磁石環の移動位置である。図１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
環状ケーシング１３の内部には、第一磁石環２４が設けられている。この第一磁石環２４は、回転軸の軸方向に所定の間隔を隔てて配置された複数（ここでは、４個）のリング状の永久磁石板２５ａ〜２５ｄと、これらの各永久磁石板２５ａ〜２５ｄの内周面に配置されたリング状の強磁性体板２６とを備えている。各永久磁石板２５ａ〜２５ｄは、磁極面を回転軸の径方向（図において、上下方向）に有すると共に、回転軸の外周方向に対する磁極面の極性が交互に異極となるように配置されている。なお、本実施の形態においては、最左側の外周方向に対する磁極面の極性がＳ極となるように、配置している。
【００３７】
永久磁石板２５ａ〜２５ｄと強磁性体板２６とは図示しないボルトで一体的に固定されている（もしくは、接着剤で接着されている）。
【００３８】
環状ケーシング１３の外周部であって、第一磁石環２４とドラム１２との間には、第二磁石環２７が設けられている。この第二磁石環２７は、回転軸の軸方向に所定の間隔を隔てて配置された複数（ここでは、３個）のリング状の永久磁石板２８ａ〜２８ｃと、これらの各永久磁石板２８ａ〜２８ｃを軸方向両側から挟むように配置された複数（ここでは、４個）のリング状の強磁性体板２９ａ〜２９ｄとを備えている。各永久磁石板２８ａ〜２８ｃは、磁極面を回転軸の軸方向両端部に有すると共に、軸方向に隣り合う永久磁石板２８と同極で向き合うように配置されている。なお、本実施の形態においては、最左側の磁極面の極性がＮ極となるように、配置している。
【００３９】
この実施の形態においても、第二磁石環２７の永久磁石板２８の個数を、第一磁石環２４の永久磁石板２５の個数よりも、１個少なくする。これによって、非制動状態の磁束漏れを確実に防止できる。
【００４０】
以下、図２の渦電流式減速装置２の動作について説明する。
【００４１】
制動状態および非制動状態の切替は、エアシリンダ１５により第一磁石環２４を移動させて、第一磁石環２４の各永久磁石板２５ａ〜２５ｄを所定の位置に移動させることにより行われる。
【００４２】
図２（ａ）の制動状態においては、第一磁石環２４を、永久磁石板２５ａ、２５ｂが第二磁石環２７の永久磁石板２８ａ、２８ｂの間、永久磁石板２８ｂ、２８ｃの間にそれぞれ同極で対向すると共に、永久磁石板２５ｃが第二磁石環２７の永久磁石板２８ｃの側面部に対向し、軸方向の一端（図の右側）の永久磁石板２５ｄが第二磁石環２７の強磁性体板２９ｄと対向する位置に移動させる。すると、第一磁石環２４の永久磁石板２５ａ、２５ｂ、２５ｃと、第一磁石環２４の強磁性体板２６と、第二磁石環２７の強磁性体板２９ｂ、２９ｃ、２９ｄと、ドラム１２との間で磁束回路Ｗ６が形成され、第二磁石環２７の永久磁石板２８ａ、２８ｂ、２８ｃと、第二磁石環２７の強磁性体板２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄと、ドラム１２との間で磁束回路Ｗ７が形成される。この結果、回転するドラム１２に渦電流が発生し、制動ロータ１１に制動力が作用する。なお、第一磁石環２４の永久磁石板２５ｄの磁束、および永久磁石板２５ｃの磁束の一部は、第二磁石環２７の強磁性体板２９ｄを通って、短絡的な磁束回路Ｗ８を形成する。
【００４３】
図２（ｂ）の非制動状態においては、第一磁石環２４を、永久磁石板２５ｂ、２５ｃが第二磁石環２７の永久磁石板２８ａ、２８ｂの間、永久磁石板２８ｂ、２８ｃの間にそれぞれ異極で対向すると共に、軸方向の両端（図の左右側）の永久磁石板２５ａ、２５ｄが第二磁石環２７の永久磁石板２８ａ、２８ｃの側面部にそれぞれ対向する位置に移動させる。すると、第一磁石環２４の永久磁石板２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄと、第一磁石環２４の強磁性体板２６と、第二磁石環２７の永久磁石板２８ａ、２８ｂ、２８ｃと、第二磁石環２７の強磁性体板２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄとの間で短絡的な磁束回路Ｗ９が形成される。この結果、ドラム１２には渦電流が発生せず、制動ロータ１１に制動力は作用しない。
【００４４】
次に、本実施の形態の効果を説明する。
【００４５】
図２（ｂ）の非制動状態において、第二磁石環２７の永久磁石板２８ａ、２８ｂ、２８ｃの磁束を、第一磁石環２４の永久磁石板２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄにより引き込むことができるため、永久磁石板２８ａ、２８ｂ、２８ｃの磁束がドラム１２に漏れることはない。
【００４６】
ここで、仮に第一磁石環２４に備えられる永久磁石板２５の個数と、第二磁石環２７の永久磁石板２８の個数を同じにすると、第二磁石環２７の永久磁石板２８の磁束を引き込む第一磁石環２４の永久磁石板２５が不足してしまう。すなわち、第一磁石環２４の永久磁石板２５を永久磁石板２５ａ、２５ｂ、２５ｃの三個とした場合、非制動状態において、第二磁石環２７の永久磁石板２８ｃの磁束を引き込めない。
【００４７】
なお、本発明は、第二磁石環の永久磁石板の個数が、第一磁石環の永久磁石板の個数よりも、１個少なければよく、上述の実施の形態には限定されない。
【００４８】
例えば、永久磁石板はリング状であると説明したが、本発明はこの点において限定されず、周方向に複数分割した構造としてもよい。
【００４９】
また、環状ケーシングの外周面に永久磁石板を保護するための薄板を設けてもよい。
【００５０】
また、各永久磁石板および各強磁性体板の径方向と軸方向の幅は、特に制約はない。
【００５１】
また、上述の実施の形態では第一磁石環を移動自在としたが、第二磁石環を移動自在としてもよいし、第一磁石環と第二磁石環の両方を移動自在としてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、非制動状態において、磁束漏れが発生しないという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の好適な実施の形態の渦電流式減速装置の制動状態を示す部分側面断面図である。（ｂ）は、非制動状態を示す部分側面断面図である。
【図２】（ａ）は、他の実施の形態の渦電流式減速装置の制動状態を示す部分側面断面図である。（ｂ）は、非制動状態を示す部分側面断面図である。
【図３】（ａ）は、従来の渦電流式減速装置の制動状態を示す部分側面断面図である。（ｂ）は、非制動状態を示す部分側面断面図である。
【符号の説明】
１１制動ロータ
１３環状ケーシング
１８、２４第一磁石環
２１、２７第二磁石環
１９、２２、２５、２８永久磁石板

Claims

回転軸に設けられた制動ロータと、該制動ロータに隣接するように固定側から支持された環状ケーシングと、該環状ケーシング内に設けられ、上記回転軸の軸方向に間隔を隔てて配置され、且つ上記回転軸の軸方向に磁極面を有する複数の永久磁石を備えた第一磁石環と、上記制動ロータと上記第一磁石環との間に位置させて上記環状ケーシングの外周壁を形成するように取り付けられ、上記回転軸の軸方向に磁極面を有する永久磁石を備えた第二磁石環とを備え、上記第一磁石環及び／又は第二磁石環を上記回転軸の軸方向に移動自在に設けた渦電流式減速装置であって、上記第二磁石環の永久磁石の個数を、上記第一磁石環の永久磁石の個数よりも一個少なくしたことを特徴とする渦電流式減速装置。
回転軸に設けられた制動ロータと、該制動ロータに隣接するように固定側から支持された環状ケーシングと、該環状ケーシング内に設けられ、上記回転軸の軸方向に間隔を隔てて配置され、且つ上記回転軸の径方向に磁極面を有する複数の永久磁石を備えた第一磁石環と、上記制動ロータと上記第一磁石環との間に位置させて上記環状ケーシングの外周壁を形成するように取り付けられ、上記回転軸の軸方向に磁極面を有する永久磁石を備えた第二磁石環とを備え、上記第一磁石環及び／又は第二磁石環を上記回転軸の軸方向に移動自在に設けた渦電流式減速装置であって、上記第二磁石環の永久磁石の個数を、上記第一磁石環の永久磁石の個数よりも一個少なくしたことを特徴とする渦電流式減速装置。