JP2005080454A - 渦電流式減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 渦電流式減速装置の制動性能を向上させる。
【解決手段】 回転軸１に取り付けられ渦電流が生起される制動ディスク７と、制動ディスク７に対向して固定側に取り付けられた電磁石８とを備えた渦電流式減速装置であって、電磁石８は、固定側に取り付けられ径方向断面がコ字状であってその両端面１３、１４が制動ディスク７に対向し回転軸１と同芯的に形成された円筒状の磁極部材９と、磁極部材９に回転軸１廻りに電線を巻回してなる電磁コイル１０と、磁極部材９に制動ディスク７に対向させて設けられ且つ回転軸１の径方向に延びて形成された誘導極部材１１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の摩擦ブレーキを補助する渦電流式減速装置に係り、特に、電磁石を用いた渦電流式減速装置に関する。

渦電流式減速装置として、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、制動ディスクに対向させて固定側に取り付けられた電磁石とを備え、電磁石に通電することで制動ディスクに渦電流を生起して回転軸を減速制動し、通電を切ることで減速制動を解除するものがある。

従来、この種の渦電流式減速装置の電磁石として、制動ディスクに対向して、磁極部材を配置し、この磁極部材に、所定方向廻りに電線を巻回して複数（一般的には、八〜十六個程度）の電磁コイルを設けたものが知られている（特許文献１等参照）。

また、本出願人は、一個の電磁コイルによって、多数の磁極を得ることのできる渦電流式減速装置を出願している（特願２００２−３３９４６１号）。図３５に示すように、この渦電流式減速装置は、図示しない回転軸に取り付けられ渦電流が生起される制動ディスク４１と、制動ディスク４１に対向して固定側に取り付けられた電磁石４２とを備えている。

電磁石４２は、固定側に取り付けられ径方向断面がコ字状であってその両端面が制動ディスク４１に対向し回転軸と同芯的に形成された円筒状の磁極部材４３と、磁極部材４３内に回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイル４４とを備えている。

減速制動時においては、電磁石４２を通電する。このとき、図３５に示すように、電磁コイル４４は、回転軸廻りに電線を巻回して形成されているので、その径方向の両側に配置された磁極部材４３の各端面がそれぞれＮ極、Ｓ極となる。

その結果、磁極部材４３と、制動ディスク４１とを循環する磁束回路Ｗ０が形成される。このとき、電磁石４２と制動ディスク４１との相対回転によって、制動ディスク４１の側面に渦電流が生起され、回転軸が減速制動される。

特開２００２−２９１２２２号公報

ところで、図３５に示す渦電流式減速装置においては、制動ディスク４１の側面と対向する電磁石４２側の面は、磁極部材４３の両端面のみであった。この磁極部材４３の両端面の面積は、制動ディスク４１の側面の面積に比べ、小さい。即ち、図３５に示す渦電流式減速装置では、制動ディスク４１の側面に対向する電磁石４２の磁極面積が小さかった。

制動ディスク４１の側面に対向する電磁石４２の磁極面積が小さいと、制動ディスク４１の側面が局所的に発熱して、制動ディスク４１が熱変形してしまう虞がある。また、図３５に示す渦電流式減速装置では、制動ディスク４１に作用する渦電流の発生量が少なく、制動性能的に不利であった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、制動性能を向上することができる渦電流式減速装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第一の発明は、回転軸に取り付けられ渦電流が生起される制動ディスクと、該制動ディスクに対向して固定側に取り付けられた電磁石とを備えた渦電流式減速装置であって、上記電磁石は、上記固定側に取り付けられ径方向断面がコ字状であってその両端面が上記制動ディスクに対向し上記回転軸と同芯的に形成された円筒状の磁極部材と、該磁極部材に上記回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイルと、上記磁極部材に上記制動ディスクに対向させて設けられ且つ上記回転軸の径方向に延びて形成された誘導極部材とを備えたことを特徴とする渦電流式減速装置である。

第二の発明は、固定側に取り付けられ渦電流が生起される制動ディスクと、該制動ディスクに対向して回転軸に取り付けられた電磁石とを備えた渦電流式減速装置であって、上記電磁石は、上記回転軸に取り付けられ径方向断面がコ字状であってその両端面が上記制動ディスクに対向し上記回転軸と同芯的に形成された円筒状の磁極部材と、該磁極部材に上記回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイルと、上記磁極部材に上記制動ディスクに対向させて設けられ且つ上記回転軸の径方向に延びて形成された誘導極部材とを備えたことを特徴とする渦電流式減速装置である。

ここで、上記誘導極部材は、周方向に所定の間隔を隔てて複数の隙間が設けられた櫛状誘導極部材であっても良い。

また、径方向に隣接する上記櫛状誘導極部材同士が、互いに接することなく噛合するように配置されても良い。

また、上記誘導極部材の外側面に、周方向に所定間隔を隔てて複数の溝を設け、各溝で区切られた複数の誘導極片を形成しても良い。

また、上記電磁コイルは、上記回転軸の径方向に所定の間隔を隔てて複数配置され、上記磁極部材は、それら各電磁コイルを挟むように複数配置されても良い。

また、上記磁極部材に、永久磁石を埋設しても良い。

本発明は、渦電流式減速装置の制動性能を向上することができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、一実施の形態に係る渦電流式減速装置の側面断面図である。図２は、図１の実施の形態に係る誘導極部材の正面図である。

図１に示すように、回転軸１には、スプライン２やキー等を介してアウトプットフランジ３が回転不能に被嵌され、ナット４によって固定されている。アウトプットフランジ３には、制動ロータ５が回転不能に取り付けられていると共に、図示しないプロペラシャフトが連結されるヨーク６が取り付けられている。

制動ロータ５は、渦電流が生起される制動ディスク７を備えている。この制動ディスク７は、導電体且つ磁性体（強磁性体、軟磁性体等、以下同じ）の材料（例えば、低炭素鋼、ステンレス鋼、鋳鉄等、以下同じ）からなり、回転軸１と同芯的なリング状に形成されている。

制動ディスク７の一側（図１中の左側）には、制動ディスク７に渦電流を生起するための電磁石８が配置されている。この電磁石８は、固定側に取り付けられ径方向断面がコ字状であってその両端面１３、１４（開放側端面）が制動ディスク７に対向し回転軸１と同芯的に形成された円筒状の磁極部材９と、磁極部材９に回転軸１廻りに電線を巻回してなる電磁コイル１０と、磁極部材９に、制動ディスク７に対向させて設けられ、且つ、回転軸１の径方向に延びて形成された誘導極部材１１とを備えている。

具体的には、電磁石８は、非磁性体の材料（例えば、アルミ等の低透磁率材料、以下同じ）からなる支持腕１２を介して固定側に取り付けられている。支持腕１２が非磁性体の材料からなるのは、磁力が支持腕１２を通って固定側に漏れることを防止するためである。

詳しくは、磁極部材９は、端面１３を有する外筒９ａと、端面１４を有する内筒９ｂと、これら外筒９ａ及び内筒９ｂを接続して磁路を形成するための接続部（リング板等）９ｃとからなる。

具体的には、電磁コイル１０は、内筒９ｂの外周面に電線を巻き付けてなる。電磁コイル１０と、接続部９ｃの側面及び外筒９ａの内周面との間には、電気的な絶縁が施してある。なお、図４に示すように、電磁コイル１０と、接続部９ｃの側面及び外筒９ａの内周面との間に隙間を設け、その隙間を耐熱性樹脂１５によりモールドしても良い。

なお、図示はしないが、電磁コイル１０の側面にシール部材を貼り付けておいても良い。このシール部材は、制動ディスク７に作用する渦電流によって生じた熱が電磁コイル１０側に伝達しないように断熱すると共に、ダストや水分等が電磁コイル１０側に浸入することを防止する。シール部材は、隣接する磁極部材９同士（特に、外筒９ａと内筒９ｂ）が磁気的にショートすることを防止するため、非磁性体の材料からなる。

誘導極部材１１は、磁極部材９（より詳しくは、外筒９ａの内周端部、及び内筒９ｂの外周端部）にそれぞれ設けられると共に、外筒９ａと内筒９ｂとの間の空間に延出している。つまり、両誘導極部材１１は、径方向の互いに異なる方向に延びて形成されている。磁極部材９（外筒９ａ、内筒９ｂ及び接続部９ｃ）、及び誘導極部材１１は、磁性体の材料からなる。また、これらは、一体形成されていても良い。

図２に示すように、誘導極部材１１は、周方向に所定間隔を隔てて形成された複数の隙間１１ａと、各隙間１１ａにより区切られた複数の誘導極片１１ｂとが設けられた櫛状誘導極部材である。本実施の形態の誘導極片１１ｂは、曲線により形成された形状を有している。

櫛状誘導極部材１１は、径方向に隣接する櫛状誘導極部材１１同士が、互いに接することなく噛合するように配置される。即ち、両櫛状誘導極部材１１の誘導極片１１ｂは、周方向に交互に配置される。また、両櫛状誘導極部材１１の誘導極片１１ｂは、その先端部が対向する誘導極片１１ｂの先端部を超えて延出する。このように櫛状誘導極部材１１を配置することにより、制動ディスク７に対向する電磁石８の磁極面積を最大限に設定することができる。

ここで、一方の櫛状誘導極部材１１の誘導極片１１ｂと、他方の櫛状誘導極部材１１の誘導極片１１ｂとの間隔は、制動ディスク７と電磁石８（誘導極片１１ｂの外側面）との間隔より大きくするものとする。このようにすることにより、隣接する櫛状誘導極部材１１（誘導極片１１ｂ）間で、短絡した磁束回路が形成されることはない。

なお、本実施の形態の誘導極片１１ｂは、曲線により形成された形状を有しているとしたが、図３に示すように、誘導極片１１ｂを、直線により形成された形状を有する誘導極片１１ｃとしても良い。

減速制動時においては、電磁石８を通電する。すると、電磁コイル１０は、回転軸１廻りに電線を巻回して形成されているので、その径方向の内側に配置されている内筒９ｂの両端面がそれぞれ、Ｎ極、Ｓ極となる。また、接続部９ｃを介して内筒９ｂに接続されている外筒９ａも磁化される。これにより、内筒９ｂの端面１４がＮ極となると共に、外筒９ａの端面１３がＳ極となる。

このとき、外筒９ａに設けられた櫛状誘導極部材１１の誘導極片１１ｂが全てＳ極となると共に、内筒９ｂに設けられた櫛状誘導極部材１１の誘導極片１１ｂが全てＮ極となる（図２参照）。

その結果、図１に示すように、磁極部材９（内筒９ｂ）と、櫛状誘導極部材１１（誘導極片１１ｂ）と、制動ディスク７と、櫛状誘導極部材１１（誘導極片１１ｂ）と、磁極部材９（外筒９ａ、及び接続部９ｃ）とを循環する磁束回路Ｗ１が形成される。これにより、電磁石８と制動ディスク７との相対回転によって、制動ディスク７の側面に渦電流が生起され、回転軸１が減速制動される。また、電磁石８の通電を切れば、減速制動が解除される。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

本実施の形態においては、磁極部材９に、制動ディスク７に対向させて誘導極部材１１を設けている。この誘導極部材１１は、回転軸１の径方向に延びて形成されると共に、制動ディスク７の側面に対向するように配置される。これにより、制動ディスク７に対向する電磁石８の磁極面積を、図３５に示した渦電流式減速装置に比べ大きくすることができる。そのため、制動ディスク７に作用する渦電流の発生量が、図３５に示した渦電流式減速装置に比べて充分に得られる。

また、誘導極部材１１を、周方向に所定間隔を隔てて形成された複数の隙間１１ａと、各隙間１１ａにより区切られた誘導極片１１ｂとを設けた櫛状誘導極部材とすると共に、これら隣接する櫛状誘導極部材１１同士を互いに接することなく、噛合するように配置している。このような構造とすることにより、制動ディスク７に対向する電磁石８の磁極面積を最大限に設定することができる。

このように、本実施の形態においては、制動ディスク７の側面に対向する電磁石８の磁極面積を最大限に設定している。そのため、制動ディスク７の側面の一部に磁束が集中して作用することはなく、制動ディスク７が局所的に発熱して、熱変形してしまうことはない。

また、本実施の形態では、誘導極部材（櫛状誘導極部材）１１に、上述のような誘導極片１１ｂを設けている。各隙間１１ａにより区切られた誘導極片１１ｂは、制動ディスク７と電磁石８との間の磁気を断続的に遮断して、磁極変化（強弱）を起こさせる。これにより、渦電流が電磁石８内に発生し易くなり、制動力を高めることができる。そのため、制動ディスク７に作用する渦電流の発生量が充分に得られ、図３５に示した渦電流式減速装置に比べて制動性能を向上することができる。

次に、他の実施の形態について説明する。

この実施の形態は、誘導極部材１１の構成のみが図１の実施の形態と異なり、その他は同様となっている。よって、図１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。

図５及び６に示すように、この実施の形態の誘導極部材１２は、周方向に隙間が無く、リング状に形成されている。これら誘導極部材１２は、径方向に所定間隔を隔てて設けられている。また、誘導極部材１２には、図２に示す誘導極片１１ｂが設けられておらず、誘導極部材１２自体が、図２に示す誘導極片１１ｂと同様の役割を果たす。

また、図７及び８に示す実施の形態では、誘導極部材１３を、周方向に所定間隔を隔てて複数の隙間１３ａと、各隙間１３ａにより区切られた誘導極片１３ｂとを設けた櫛状誘導極部材としている。図８に示すように、これら櫛状誘導極部材１３は、径方向に所定間隔を隔てて設けられている。誘導極片１３ｂは、直線により形成された形状を有している。なお、誘導極片１３ｂの形状は、直線又は曲線のいずれにより形成された形状を有していても良い。

櫛状誘導極部材１３と、図１の実施の形態の櫛状誘導極部材１１との相違点は、櫛状誘導極部材１３が、隣接する櫛状誘導極部材１３と噛合するように設けられていない点である。

図８に示すように、径方向に隣接する誘導極片１３ｂ同士は、同位相に配置されている。ここで、図９に示すように、径方向に隣接する誘導極片１３ｂ同士を、異なる位相で（位相をずらして）配置しても良い。

また、図１０及び１１に示す実施の形態では、誘導極部材１４の外側面（制動ディスク７と対向する側面）に、周方向に所定間隔を隔てて複数の溝１４ａを設け、各溝１４ａで区切られた複数の誘導極片１４ｂを形成している。溝１４ａは、誘導極部材１４の側面と並行に形成されている。

図１１に示すように、径方向に隣接する誘導極片１４ｂ同士は、同位相に配置されている。ここで、図１２に示すように、径方向に隣接する誘導極片１４ｂ同士を、異なる位相で（位相をずらして）配置しても良い。

なお、溝１４ａを、誘導極部材１４の側面に対して斜めに形成した溝１４ｃ（図１３参照）、又は、円弧により形成した溝１４ｄ（図１４参照）としても良い。

また、図１５及び１６に示す実施の形態では、磁極部材１５の両端面（より詳しくは、外筒１５ａの外側面、及び内筒１５ｂの外側面）、及び誘導極部材１６の外側面に、周方向に所定間隔を隔てて複数の溝１５ａ、１６ａをそれぞれ設け、これら各溝１５ａ、１６ａで区切られた複数の磁極片１５ｂ、及び誘導極片１６ｂをそれぞれ形成している。ここで、溝１５ａ、１６ａを、図１３及び１４の溝１４ｃ及び溝１４ｄと同様の構成としても良い。

図１６に示すように、径方向に隣接する磁極片１５ｂ同士、及び誘導極片１６ｂ同士は、同位相に配置されている。ここで、図１７に示すように、径方向に隣接する磁極片１５ｂ同士、及び誘導極片１６ｂ同士を、異なる位相で（位相をずらして）配置しても良い。

また、図１８に示す実施の形態では、誘導極部材１７を、径方向の互いに同一の方向に延びるようにそれぞれ設けている。ここで、誘導極部材１７に、図７〜１４と同様の隙間１３ａ、又は溝１４ａ、１４ｃ、１４ｄを形成しても良い。即ち、誘導極部材１７に、図７〜１２と同様の誘導極片１３ｂ、１４ｂを形成しても良い。又は、磁極部材９及び誘導極部材１７に、図１５〜１７と同様の溝１５ａ、１６ａをそれぞれ形成しても良い。即ち、磁極部材９及び誘導極部材１７に、図１５〜１７と同様の磁極片１５ｂ及び誘導極片１６ｂを形成しても良い。

これらの実施の形態によれば、図１の実施の形態と同様に、制動ディスク７と対向する電磁石８の磁極面積を、大きくすることができる。また、これらの実施の形態においても、図１の実施の形態と同様に、制動ディスク７に作用する渦電流の発生量が充分に得られ、制動性能を向上することができる。

次に、更に他の実施の形態について説明する。

この実施の形態は、図１に示す磁極部材９の内部に永久磁石１８を設けた点のみが図１の実施の形態と異なり、その他は同様となっている。よって、図１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。

図１９に示すように、永久磁石１８は、磁極部材９の接続部９ｃの中央部に埋設されている。この永久磁石１８は、リング状に形成されている（図２３参照）。永久磁石１８の両側面には、磁極面が形成されている。この磁極面の極性は、電磁コイル１０の磁極の向きと一致するように形成される。

また、図２１に示すように、永久磁石１８は、磁極部材９の外筒９ａ、及び内筒９ｂに埋設されても良い。ここで、永久磁石１８は、磁極部材９の外筒９ａ、又は内筒９ｂのうちいずれか一方にだけ埋設されても良い。

これらの実施の形態によれば、図１９及び２１に示すように、電磁コイル１０を通電したとき、永久磁石１８が電磁コイル１０の磁力を補助するため、図１の実施の形態と比べて、電磁コイル１０の電線の巻数を減らしても同等の制動性能を確保でき、電磁コイル１０の小型化を図ることができる。

図２０及び２２に示すように、電磁コイル１０の通電を切れば、永久磁石１８は、磁極部材９によって磁気的に短絡されるため、永久磁石１８の磁気が制動ディスク７側に漏れて、引きずりトルクが生じることはない。

なお、図２４に示すように、永久磁石１８は、周方向に複数分割された分割片１８ａを繋げてリング状に形成しても良く、また、分割片１８ａを周方向に間隔を隔てて配置しても良い。また、図２５に示すように、永久磁石１８は、周方向に複数分割された角型の分割片１８ｂを繋げてリング状に形成しても良く、また、分割片１８ｂを周方向に間隔を隔てて配置しても良い。これらのようにすると、永久磁石１８を、一体成形するより、低コストで製造することができる。

次に、更に他の実施の形態について説明する。

この実施の形態は、図１に示す電磁コイル１０を径方向に複数並設した点のみが図１の実施の形態と異なり、その他は同様となっている。よって、図１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。

図２６に示す実施の形態では、電磁コイル１０を径方向に二個並設している。この実施の形態の磁極部材１９は、端面２０を有する外筒１９ａと、端面２１を有する中筒１９ｂと、端面２２を有する内筒１９ｃと、これら外筒１９ａ、中筒１９ｂ及び内筒１９ｃを接続して磁路を形成するための接続部（リング板等）１９ｄとからなる。

図２６に示すように、二個の電磁コイル１０の磁極は、隣接する二個の電磁コイル１０に挟まれた中央の磁極部材１９の中筒１９ｂが同一極（図例ではＳ極）となるように設定される。即ち、隣接する電磁コイル１０では、電線を巻き付ける方向が異なる。

中央に配置される中筒１９ｂは、両側に配置される外筒１９ａ及び内筒１９ｃより径方向に厚く形成している。この理由としては、中央に配置される中筒１９ｂは、二個の電磁コイル１０に挟まれており、磁束が多くなるためである。中央に配置される中筒１９ｂと、両側に配置される外筒１９ａ及び内筒１９ｃとを同一厚さで形成すると、中央に配置される中筒１９ｂの磁束密度が、両側に配置される外筒１９ａ及び内筒１９ｃの磁束密度に比べ高くなってしまう。

中筒１９ｂの外周端部及び内周端部には、図２に示すものと同様の櫛状誘導極部材２３が設けられている。図２７に示すように、この実施の形態においては、中筒１９ｂを挟んで設けられた誘導極片２３ｂは、同位相で形成されている。ここで、図２８に示すように、中筒１９ｂを挟んで設けられた誘導極片２３ｂ同士を、異なる位相で（位相をずらして）配置しても良い。

また、図２９に示すように、中筒１９ｂの外周端部又は内周端部のうち一方にだけ、誘導極部材２３を設けても良い（図例では、外周端部）。また、図３０に示すように、電磁コイル１０を軸方向に三個以上並設しても良い。

また、図２６〜３０に示す実施の形態において、電磁コイル１０を径方向に複数並設するとしたが、独立した電磁石８を径方向に複数並設しても良い。この場合、図３１に示すように、支持腕１２に、各電磁石８が取り付けられる。

図３１に示す実施の形態では、電磁石８を径方向に二個並設している。図３１に示すように、二個の電磁コイル１０の磁極は、間隔を隔てて隣接する磁極部材９の外筒９ａ又は内筒９ｂが同一極（図例では、Ｓ極）となるように設定される。即ち、隣接する電磁コイル１０では、電線を巻き付ける方向が異なる。

また、図３２に示すように、電磁石８を軸方向に三個以上並設しても良い。

これらの実施の形態において、誘導極部材１１を、図５〜１８と同様の構成としても良い。また、図１９〜２２と同様に、永久磁石１８を、磁極部材９に埋設しても良い。

これらの実施の形態によれば、図１の実施の形態よりも磁極数が大幅に増えるので、渦電流式減速装置の制動性能を更に向上することができる。

次に、更に他の実施の形態について説明する。

この実施の形態は、これまでの実施の形態とは逆に、固定側に制動ディスクを設け、回転側に電磁石を設けたものである。

詳しくは、図３３に示すように、固定側には、渦電流が生起される制動ディスク３１が取り付けられている。制動ディスク３１は、導電体且つ磁性体の材料からなり、リング状に形成されている。制動ディスク３１の内方には、回転軸３２が同芯的に配置され、軸受３３によって軸支されている。

回転軸３２には、制動ディスク３１に渦電流を生起するための電磁石３４が取り付けられている。この電磁石３４は、回転軸３２に取り付けられ径方向断面がコ字状であってその両端面３８、３９（開放側端面）が制動ディスク３１に対向し回転軸３２と同芯的に形成された円筒状の磁極部材３５と、磁極部材３５に回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイル３６と、磁極部材３５に、制動ディスク３１に対向させて設けられ、且つ、回転軸３２の径方向に延びて形成された誘導極部材３７とを備えている。

詳しくは、磁極部材３５は、端面３８を有する外筒３５ａと、端面３９を有する内筒３５ｂと、これら外筒３５ａ及び内筒３５ｂを接続して磁路を形成するための接続部（リング板等）３５ｃとからなる。

具体的には、電磁コイル３６は、内筒３５ｂの外周面に電線を巻き付けてなる。電磁コイル３５と、接続部３５ｃの側面及び外筒３５ａの内周面との間には、電気的な絶縁が施してある。なお、図４と同様に、電磁コイル３６と、接続部３５ｃの側面及び外筒３５ａの内周面との間に隙間を設け、その隙間を耐熱性樹脂によりモールドしても良い。

なお、図示はしないが、電磁コイル３６の側面にシール部材を貼り付けておいても良い。このシール部材は、制動ディスク３１に作用する渦電流によって生じた熱が電磁コイル３６側に伝達しないように断熱すると共に、ダストや水分等が電磁コイル３６側に浸入することを防止する。シール部材は、隣接する磁極部材３５同士（特に、外筒３５ａと内筒３５ｂ）が磁気的にショートすることを防止するため、非磁性体の材料からなる。

誘導極部材３７は、磁極部材３５（より詳しくは、外筒３５ａの内周端部、及び内筒３５ｂの外周端部）にそれぞれ設けられると共に、外筒３５ａと内筒３５ｂとの間の空間に延出している。つまり、両誘導極部材３７は、径方向の互いに異なる方向に延びて形成されている。磁極部材３５（外筒３５ａ、内筒３５ｂ及び接続部３５ｃ）、及び誘導極部材３７は、磁性体の材料からなる。また、これらは、一体形成されていても良い。

図３４に示すように、誘導極部材３７は、周方向に所定間隔を隔てて形成された複数の隙間３７ａと、各隙間３７ａにより区切られた複数の誘導極片３７ｂとが設けられた櫛状誘導極部材である。本実施の形態の誘導極片３７ｂは、曲線により形成された形状を有している。

櫛状誘導極部材３７は、軸方向に隣接する櫛状誘導極部材同３７士が、互いに接することなく噛合するように配置される。即ち、両櫛状誘導極部材３７の誘導極片３７ｂは、周方向に交互に配置される。また、両櫛状誘導極部材３７の誘導極片３７ｂは、その先端部が対向する誘導極片３７ｂの先端部を超えて延出する。このように櫛状誘導極部材３７を配置することにより、制動ディスク３１に対向する電磁石３４の磁極面積を最大限に設定することができる。

ここで、一方の櫛状誘導極部材３７の誘導極片３７ｂと、他方の櫛状誘導極部材３７の誘導極片３７ｂとの間隔は、制動ディスク３１と電磁石３４（誘導極片３７ｂの外側面）との間隔より大きくするものとする。このようにすることにより、隣接する櫛状誘導極部材３７（誘導極片３７ｂ）間で、短絡した磁束回路が形成されることはない。

なお、本実施の形態の誘導極片３７ｂは、曲線により形成された形状を有しているとしたが、誘導極片３７ｂは、直線により形成された形状を有していても良い（図３参照）。

減速制動時においては、電磁石３４をブラシやスリップリング等を介して通電する。すると、電磁コイル３６は、回転軸３２廻りに電線を巻回して形成されているので、その径方向の内側に配置されている内筒３５ｂの両端面がそれぞれ、Ｎ極、Ｓ極となる。また、接続部３５ｃを介して内筒３５ｂに接続されている外筒３５ａも磁化される。これにより、内筒３５ｂの端面３９がＮ極となると共に、外筒３５ａの端面３８がＳ極となる。

このとき、外筒３５ａに設けられた櫛状誘導極部材３７の誘導極片３７ｂが全てＳ極となると共に、内筒３５ｂに設けられた櫛状誘導極部材３７の誘導極片３７ｂが全てＮ極となる（図３４参照）。

その結果、図３３に示すように、磁極部材３５（内筒３５ｂ）と、櫛状誘導極部材３７（誘導極片３７ｂ）と、制動ディスク３１と、櫛状誘導極部材３７（誘導極片３７ｂ）と、磁極部材３５（外筒３５ａ、及び接続部３５ｃ）とを循環する磁束回路Ｗ２が形成される。これにより、電磁石３４と制動ディスク３１との相対回転によって、制動ディスク３１の側面に渦電流が生起され、回転軸３２が減速制動される。また、電磁石３４の通電を切れば、減速制動が解除される。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

この実施の形態においては、磁極部材３５に、制動ディスク３１に対向して誘導極部材３７を設けている。この誘導極部材３７は、回転軸３２の軸方向に延びて形成されると共に、制動ディスク３１の側面に対向するように配置される。これにより、制動ディスク３１に対向する電磁石３４の磁極面積を、図３５に示した渦電流式減速装置に比べ大きくすることができる。そのため、制動ディスク３１に作用する渦電流の発生量が、図３５に示した渦電流式減速装置に比べて充分に得られる。

また、誘導極部材３７を、周方向に所定間隔を隔てて形成された複数の隙間３７ａと、各隙間３７ａにより区切られた誘導極片３７ｂとを設けた櫛状誘導極部材とすると共に、これら隣接する櫛状誘導極部材３７同士を互いに接することなく、噛合するように配置している。このような構造とすることにより、制動ディスク３１に対向する電磁石３４の磁極面積を最大限に設定することができる。

このように、この実施の形態においては、制動ディスク３１の側面に対向する電磁石３４の磁極面積を最大限に設定している。そのため、制動ディスク３１の側面の一部に磁束が集中して作用することはなく、制動ディスク３１が局所的に発熱して、熱変形してしまうことはない。

また、本実施の形態では、誘導極部材（櫛状誘導極部材）３７に、上述のような誘導極片３７ｂを設けている。各隙間３７ａにより区切られた誘導極片３７ｂは、制動ディスク３１と電磁石３４との間の磁気を断続的に遮断して、磁極変化（強弱）を起こさせる。これにより、渦電流が電磁石３４内に発生し易くなり、制動力を高めることができる。そのため、制動ディスク３１に作用する渦電流の発生量が充分に得られ、図３５に示した渦電流式減速装置に比べて制動性能を向上することができる。

なお、この実施の形態において、誘導極部材３７を、図５〜１８と同様の構成としても良い。また、図１９〜２２と同様に、永久磁石１８を、磁極部材３５に埋設しても良い。また、図２６〜３２と同様に、電磁コイル３６を径方向に二個以上並設しても良い。

一実施の形態に係る渦電流式減速装置の側面断面図である。 図１の実施の形態に係る誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、誘導極部材の正面図である。 電磁コイルの変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 誘導極部材の変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 図５の実施の形態に係る誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 図７の実施の形態に係る誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 図１０の実施の形態に係る誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 誘導極部材の変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 磁極部材及び誘導極部材の変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 図１５の実施の形態に係る誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 磁極部材の内部に永久磁石を埋設した変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 図１９の実施の形態に係る、非制動時の渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 磁極部材の内部に永久磁石を埋設した変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 図２１の実施の形態に係る、非制動時の渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 永久磁石の正面図である。 永久磁石の変形例を示す、永久磁石の正面図である。 永久磁石の変形例を示す、永久磁石の正面図である。 電磁コイルを二個並設した変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 図２６の実施の形態に係る誘導極部材の正面図である。 誘導極部材の変形例を示す、誘導極部材の正面図である。 電磁コイルを二個並設した変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 電磁コイルを三個並設した変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 電磁石を二個並設した変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 電磁石を三個並設した変形例を示す、渦電流式減速装置の部分側面断面図である。 他の実施の形態に係る渦電流式減速装置の側面断面図である。 図３３の実施の形態に係る誘導極部材の正面図である。 従来の渦電流式減速装置の部分側面断面図である。

符号の説明

１ 回転軸
７ 制動ディスク
８ 電磁石
９ 磁極部材
１０ 電磁コイル
１１ 誘導極部材
１１ａ 隙間
１１ｂ 誘導極片
１４ 誘導極部材
１４ａ 溝
１４ｂ 誘導極片
１８ 永久磁石
３１ 制動ディスク
３２ 回転軸
３４ 電磁石
３５ 磁極部材
３６ 電磁コイル
３７ 誘導極部材
３７ａ 隙間
３７ｂ 誘導極片
Ｗ１ 磁束回路
Ｗ２ 磁束回路

Claims (7)

1. 回転軸に取り付けられ渦電流が生起される制動ディスクと、該制動ディスクに対向して固定側に取り付けられた電磁石とを備えた渦電流式減速装置であって、上記電磁石は、上記固定側に取り付けられ径方向断面がコ字状であってその両端面が上記制動ディスクに対向し上記回転軸と同芯的に形成された円筒状の磁極部材と、該磁極部材に上記回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイルと、上記磁極部材に上記制動ディスクに対向させて設けられ且つ上記回転軸の径方向に延びて形成された誘導極部材とを備えたことを特徴とする渦電流式減速装置。
2. 固定側に取り付けられ渦電流が生起される制動ディスクと、該制動ディスクに対向して回転軸に取り付けられた電磁石とを備えた渦電流式減速装置であって、上記電磁石は、上記回転軸に取り付けられ径方向断面がコ字状であってその両端面が上記制動ディスクに対向し上記回転軸と同芯的に形成された円筒状の磁極部材と、該磁極部材に上記回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイルと、上記磁極部材に上記制動ディスクに対向させて設けられ且つ上記回転軸の径方向に延びて形成された誘導極部材とを備えたことを特徴とする渦電流式減速装置。
3. 上記誘導極部材は、周方向に所定の間隔を隔てて複数の隙間が設けられた櫛状誘導極部材である請求項１又は２いずれか記載の渦電流式減速装置。
4. 径方向に隣接する上記櫛状誘導極部材同士が、互いに接することなく噛合するように配置された請求項３記載の渦電流式減速装置。
5. 上記誘導極部材の外側面に、周方向に所定間隔を隔てて複数の溝を設け、各溝で区切られた複数の誘導極片を形成した請求項１又は２いずれか記載の渦電流式減速装置。
6. 上記電磁コイルは、上記回転軸の径方向に所定の間隔を隔てて複数配置され、上記磁極部材は、それら各電磁コイルを挟むように複数配置された請求項１〜５いずれか記載の渦電流式減速装置。
7. 上記磁極部材に、永久磁石を埋設した請求項１〜６いずれか記載の渦電流式減速装置。
   

Images