JP2007151369A - Eddy current-type reduction gear - Google Patents
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Abstract
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、磁力源に永久磁石を用いた渦電流式減速装置に関する。 The present invention relates to an eddy current type reduction device that assists a friction brake of a vehicle, and more particularly to an eddy current type reduction device that uses a permanent magnet as a magnetic source.
磁力源に永久磁石を用いた渦電流式減速装置としては、特許文献1から4等に記載されたものが知られている。
As an eddy current type speed reducer using a permanent magnet as a magnetic source, those described in
例えば図8及び図9に示すように、磁力源に永久磁石を用いた渦電流式減速装置は、回転軸(図示せず)に取り付けられたドラム状の制動ロータ41と、固定系(図示せず)に取り付けられ、制動ロータ41の内方に配置されたステータ42(磁力源)とを備えている。ステータ42は、周方向に回動自在に設けられた磁石環43と、制動ロータ41と磁石環43との間に介設された磁性環44と、磁石環43を回動させるアクチュエータ(図示せず)とを備えている。
For example, as shown in FIGS. 8 and 9, an eddy current reduction device using a permanent magnet as a magnetic source includes a drum-
磁石環43は、磁性体の材料からなる環状の磁性部材45と、磁性部材45の外周面に周方向に所定間隔を隔てて取り付けられた複数の永久磁石46とからなる。各永久磁石46は、径方向両端に磁極を有し、制動ロータ41側を向く磁極が周方向交互に反転させて整列されている。
The
磁性環44は、磁性体の材料からなる環状の磁性部材47と、磁性部材47の内部に所定間隔を隔てて埋設された複数の永久磁石48とからなる。各永久磁石48は、周方向両端に磁極を有し、周方向に向き合う磁極が同極となるように設定されている。
The
回転軸を減速制動する際(制動ON時)には、図8に示すように、周方向に隣り合う磁性環44の永久磁石48間に、制動ロータ41に向く磁極が磁性環44の永久磁石48の磁極と同極である磁石環43の永久磁石46が位置されるように(制動位置)、アクチュエータにより磁石環43を回動させる。すると、磁石環43の永久磁石46と制動ロータ41との間にN極とS極とを結ぶ磁気回路W31が形成されると共に、磁性環44の永久磁石48と制動ロータ41との間にN極とS極とを結ぶ磁気回路W32が形成される。これら磁気回路W31、W32により、制動ロータ41に渦電流が生起され、回転軸が減速制動される。
When decelerating and braking the rotating shaft (when braking is ON), as shown in FIG. 8, the magnetic poles facing the
一方減速制動を解除する際(制動OFF時)には、図9に示すように、周方向に隣り合う磁性環44の永久磁石48間に、制動ロータ41に向く磁極が磁性環44の永久磁石48の磁極と異極である磁石環43の永久磁石46が位置されるように(非制動位置)、アクチュエータにより磁石環43を回動させる。すると、磁石環43の永久磁石46と磁性環44の永久磁石48との間にN極とS極とを結ぶ短絡的な磁気回路W33(制動ロータ41に対する遮断回路)が形成され、回転軸の減速制動が解除される。
On the other hand, when releasing deceleration braking (when braking is OFF), as shown in FIG. 9, the magnetic poles facing the
ところで、図8及び図9に示す渦電流式減速装置においては、磁石環43の永久磁石46の体積(ボリューム)を小さくすることで、渦電流式減速装置の重量軽減及びコスト低減を図ることが可能である。
By the way, in the eddy current type reduction gear shown in FIG. 8 and FIG. 9, the weight (volume) of the eddy current type reduction gear can be reduced by reducing the volume of the
すなわち、磁石環43の永久磁石46の厚さ(図3の符号T参照)、周方向長さ(図3の符号L参照)或いは幅(図3の符号W参照)を薄く(短く)することで、渦電流式減速装置の重量軽減及びコスト低減を図ることができる。
That is, the thickness (see reference symbol T in FIG. 3), circumferential length (see reference symbol L in FIG. 3) or width (see reference symbol W in FIG. 3) or width (see reference symbol W in FIG. 3) of the
ただし、磁石環43の永久磁石46の周方向長さ或いは幅を短くすると永久磁石46の磁極の面積(すなわち磁束線が出る面積)が小さくなってしまうため、磁束の流れが充分ではなくなってしまい渦電流式減速装置の制動性能の向上(或いは維持)を期待することはできない。
However, if the circumferential length or width of the
そのため、渦電流式減速装置の制動性能の低下を招くことなく重量軽減及びコスト低減を図るためには、磁石環43の永久磁石46の磁極面積、つまり永久磁石46の周方向長さ及び幅を変えることなく、永久磁石46の厚さのみを薄くすることが効果的である。
Therefore, in order to reduce the weight and reduce the cost without degrading the braking performance of the eddy current type speed reducer, the magnetic pole area of the
しかしながら、図10に示すように、単に磁石環43の永久磁石46の厚さを比較的薄くしたとすると、N極とS極との距離が短くなり、N極からS極へ磁気の一部が磁性部材45を通じてショートして(図10の符号S2参照)、渦電流式減速装置の制動性能が低下するおそれがある。
However, as shown in FIG. 10, if the thickness of the
そこで、本発明の目的は、磁石環の永久磁石の厚さを比較的薄く形成した際に、その永久磁石の磁気ショート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にある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an eddy current type speed reducer that can suppress a magnetic short circuit of a permanent magnet when the thickness of the permanent magnet of the magnet ring is relatively thin.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、回転軸に取り付けられた制動ロータと、該制動ロータに対向するように配置された磁石環とを備え、該磁石環が、周方向に所定間隔を隔てて配置され、磁極が上記制動ロータ側と上記制動ロータとは反対側とに形成された複数の永久磁石と、それら永久磁石の磁極のうち上記制動ロータとは反対側に向く磁極同士を連結する磁性部材とを有し、上記永久磁石からの磁気を上記制動ロータに供給することで、その制動ロータに渦電流を生起させて上記回転軸を減速制動する渦電流式減速装置において、上記磁石環の上記制動ロータに対向する対向面に、周方向に隣り合う上記永久磁石間に位置させて溝を設けたことを特徴とする渦電流式減速装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2の発明は、上記溝は、周方向に隣り合う上記永久磁石間に位置する上記対向面全体に設けられる請求項1記載の渦電流式減速装置である。 A second aspect of the present invention is the eddy current reduction device according to the first aspect, wherein the groove is provided on the entire facing surface located between the permanent magnets adjacent in the circumferential direction.
本発明によれば、磁石環の永久磁石の厚さを比較的薄く形成した際に、その永久磁石の磁気ショートを抑制することができるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, when the permanent magnet of the magnet ring is formed to be relatively thin, the magnetic short of the permanent magnet can be suppressed.
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の制動時を示す部分正面断面図である。図2は、図1の実施形態に係る渦電流式減速装置の非制動時を示す部分正面断面図である。 FIG. 1 is a partial front sectional view showing a state of braking of an eddy current reduction device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial front cross-sectional view showing the eddy current type reduction gear according to the embodiment of FIG.
図1及び図2に示すように、変速機の出力軸等の回転軸(図示せず)には、渦電流が生起されるドラム状の制動ロータ(制動ドラム)1が取り付けられている。制動ロータ1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、鋳鉄等、以下同じ)からなる。制動ロータ1の外周面には、渦電流によって生じた発熱を放熱するための放熱フィン2が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a drum-shaped braking rotor (braking drum) 1 in which eddy current is generated is attached to a rotating shaft (not shown) such as an output shaft of the transmission. The
制動ロータ1の内方(径方向内側)には、変速機のケーシング等の固定系(図示せず)に取り付けられたステータ3が配置されている。ステータ3は、固定系に支持され、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)からなる中空環状のケーシング4と、制動ロータ1に対向させて配置され、ケーシング4の内部にブッシュ5を介して回転軸廻り回動自在に収容された磁石環6と、磁石環6と制動ロータ1との間に配置され、ケーシング4の外周部に一体的に設けられた磁性環7と、磁石環6を回動させるアクチュエータ(図示せず)とを有して構成されている。
A stator 3 attached to a stationary system (not shown) such as a casing of the transmission is disposed inside (inward in the radial direction) of the
図1から図3に示すように、磁石環6は、制動ロータ1の周方向に所定間隔を隔てて配置され、磁極が制動ロータ1側(径方向外側)と制動ロータ1とは反対側(径方向内側)とに形成された複数の永久磁石8と、それら永久磁石8の磁極のうち制動ロータ1とは反対側に向く磁極同士を連結し、磁性体の材料からなる磁性部材9とから構成されている。つまり、磁石環6の永久磁石8は、その径方向両端に磁極が形成されている。本実施形態では、磁石環6の磁性部材9は環状に形成されており、その磁性部材9の制動ロータ1に対向する対向面10(本実施形態では外周面)に各永久磁石8が取り付けられている。また本実施形態では、各永久磁石8は、制動ロータ1側を向く磁極が周方向交互に反転されるように設定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
本実施形態の磁石環6の永久磁石8は、その幅W(図3参照)が磁性部材9の幅とほぼ等しくなるように形成されている。
The
ここで、本実施形態の磁石環6の永久磁石8は、その厚さT(図3参照)が図8及び図9で示した渦電流式減速装置に用いた永久磁石46の厚さに比べて薄くなるように形成されている。
Here, the
また、本実施形態の磁石環6の永久磁石8は、その周方向長さL及び幅W(図3参照)が図8及び図9で示した渦電流式減速装置に用いた永久磁石46の周方向長さ及び幅とそれぞれほぼ等しくなるように形成されている。つまり、本実施形態の磁石環6の永久磁石8は、その磁極の面積が図8及び図9で示した渦電流式減速装置に用いた永久磁石46の磁極の面積とほぼ等しくなるように形成されている。
Further, the
さらに、本実施形態の磁石環6の永久磁石8は、その保磁力が図8及び図9で示した渦電流式減速装置に用いた永久磁石46の保磁力に比べて大きくなるように設定されている。永久磁石8の厚さTを比較的薄くする場合には、永久磁石8として保磁力の強いものを用いれば、永久磁石8の厚さTが比較的薄くても強い磁力を得ることができ、渦電流式減速装置の制動性能を向上(或いは維持)することが可能である。
Furthermore, the
磁石環6(磁性部材9)の制動ロータ1に対向する対向面10(外周面)には、周方向に隣り合う磁石環6の永久磁石8間に位置させて、所定深さの溝11が軸方向に沿って設けられている。本実施形態では、各溝11は、周方向に隣り合う磁石環6の対向面10全体に設けられている。また、各溝11は、その側面12が永久磁石8の側面13と面一となるように設定されている。
On a facing surface 10 (outer peripheral surface) of the magnet ring 6 (magnetic member 9) facing the
図1及び図2に示すように、磁性環7は、周方向に所定間隔を隔てて、且つ、周方向に向き合う磁極が同極に設定された複数の永久磁石14と、周方向に隣接するこれら永久磁石14間に介設され、磁性体の材料からなる磁性部材15とを有している。つまり、磁性環7の永久磁石14は、その周方向両端に磁極が形成されている。本実施形態では、磁性環7の磁性部材15は環状に形成されており、その磁性部材15の内部に各永久磁石14が埋設されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態では、磁石環6の永久磁石8と磁性環7の永久磁石14とは、互いに同数に設定されている。また、本実施形態では、磁石環6の永久磁石8及び磁性環7の永久磁石14は、ネオジム等の希土類から形成されている。
In the present embodiment, the
磁性環7(磁性部材15)の磁石環6側(径方向内側)の面、つまり磁性環7の内周面には、磁性環7の各永久磁石14と磁石環6との間に位置させて、溝16が周方向に所定間隔を隔てて且つ軸方向に沿って複数設けられている。つまり、各溝16は、磁性環7の磁性部材15に埋設された永久磁石14の径方向内側に位置させて設けられている。
On the surface of the magnetic ring 7 (magnetic member 15) on the side of the magnet ring 6 (in the radial direction), that is, on the inner peripheral surface of the
磁性環7(磁性部材15)の内周面には、各溝16で区切られ、磁石環6側に延出する突起部17が周方向に所定間隔を隔てて複数設けられる。
On the inner peripheral surface of the magnetic ring 7 (magnetic member 15), a plurality of
アクチュエータは、磁石環6と磁性環7との相対位置を制動位置と非制動位置とに切り換えるものである。本実施形態の制動位置は、周方向に隣接する磁性環7の永久磁石14間の突起部17に、それら永久磁石14の磁極と制動ロータ1に向く径方向外側の磁極が同極である磁石環6の永久磁石8が対向されるものである(図1参照)。また、本実施形態の非制動位置は、制動位置から周方向に所定の回動幅だけ磁石環6と磁性環7との相対位置がずれるものであり、例えば、周方向に隣接する磁性環7の永久磁石14間の突起部17に、それら永久磁石14の磁極と制動ロータ1に向く径方向外側の磁極が異極である磁石環6の永久磁石8が対向されるものである(図2参照)。
The actuator switches the relative position between the
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
制動ON時(回転軸を減速制動する際)には、非制動位置からアクチュエータにより磁石環6を周方向に所定幅だけ回動させて、磁石環6と磁性環7との相対位置を図1に示す制動位置へと切り換える。このとき、磁石環6の永久磁石8と制動ロータ1との間にN極とS極とを結ぶ磁気回路W11が形成されると共に、磁性環7の永久磁石14と制動ロータ1との間にN極とS極とを結ぶ磁気回路W12が形成される。これにより、永久磁石8、14からの磁気が制動ロータ1に供給され、制動ロータ1に渦電流が生起されて回転軸が減速制動される。
When the brake is ON (when the rotating shaft is decelerated and braked), the
ここで本実施形態では、磁石環6の制動ロータ1に対向する対向面10に、周方向に隣り合う永久磁石8間に位置させて溝11を設けている。溝11を設けたことにより、N極からS極へ磁気の一部が磁性部材9を通じてショートする場合の磁気ショート(図4の符号S1参照)の距離が溝11を設けない場合(図10の符号S2参照)に比べて長くなり、磁石環6の永久磁石8の厚さTを比較的薄く形成した際に、磁気ショートを抑制することができる。解析の結果、溝11を設けた場合、磁気ショートの量が溝11を設けない場合に比べて格段の差があることが分かった。
Here, in the present embodiment, the
溝11を設けたことにより、図4の符号18で示すように溝11の側面12に磁束が流れることもあるが、解析の結果、側面12に流れる磁束は渦電流式減速装置の制動性能に影響を及ぼさない程度に微少であることが分かった。
By providing the
また本実施形態では、磁石環6の溝11を、周方向に隣り合う永久磁石8間に位置する磁石環6の対向面10全体に設けたため、永久磁石8の磁気ショートをより効果的に抑制することができる。
Moreover, in this embodiment, since the groove |
一方、制動OFF時(減速制動を解除する際)には、制動位置からアクチュエータにより磁石環6を周方向に所定幅だけ回動させて、磁石環6と磁性環7との相対位置を図2に示す非制動位置へと切り換える。このとき、磁石環6の永久磁石8と磁性環7の永久磁石14との間にN極とS極とを結ぶ短絡的な磁気回路W13(制動ロータ1に対する遮断回路)が形成され、回転軸の減速制動が解除される。
On the other hand, at the time of braking OFF (when releasing deceleration braking), the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various other embodiments can be adopted.
例えば、図5に示すように、周方向に隣接する磁石環6の永久磁石8間に、非磁性体の材料からなる固定部材20をボルト21等を介して設け、これら固定部材20及びボルト21等により各永久磁石8を磁性部材9に対して固定するようにしても良い。
For example, as shown in FIG. 5, a fixing
また、磁性環7の構成は上述の実施形態には限定はされない。例えば図6及び図7に示すように、磁性環30が、弧状に形成され磁性体の材料からなるポールピース31と、非磁性体の材料からなる非磁性部材32とを周方向に交互に連結してなるものであってもよい。
Further, the configuration of the
図6及び図7に示す渦電流式減速装置では、磁石環6を回動させて、永久磁石8とポールピース31の周方向位置を合わせることで、永久磁石8と制動ロータ1との間にN極とS極とを結ぶ磁気回路W21を形成し、制動ロータ1に渦電流を生起させて回転軸を減速制動するようになっている(図6参照)。一方、磁石環6を回動させて、永久磁石8が周方向に隣接するポールピース31間を跨ぐようにすることで、永久磁石8とポールピース31との間にN極とS極とを結ぶ短絡的な磁気回路W22(制動ロータ1に対する遮断回路)を形成し、回転軸の減速制動を解除するようになっている(図7参照)。
In the eddy current reduction device shown in FIGS. 6 and 7, the
また、上述の実施形態では、アクチュエータにより磁石環6を回動させるとしたが、これには限定されず、磁石環6に代えて磁性環7を回動させるようにしても良く、磁石環6及び磁性環7を共に回動させるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では制動ロータ1の内方(径方向内側)にステータ3が配置されるとしたが、これには限定はされず、制動ロータ1の外方(径方向外側)にステータ3が配置されても良い。
In the above-described embodiment, the stator 3 is disposed on the inner side (radially inner side) of the
さらに、上述の実施形態では制動ロータ1がドラム状に形成されるとしたが、これには限定はされず、制動ロータ1がディスク状に形成されても良い。
Furthermore, although the
1 制動ロータ
6 磁石環
8 永久磁石
9 磁性部材
10 対向面
11 溝
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記磁石環の上記制動ロータに対向する対向面に、周方向に隣り合う上記永久磁石間に位置させて溝を設けたことを特徴とする渦電流式減速装置。 A brake rotor attached to the rotating shaft; and a magnet ring disposed so as to face the brake rotor, the magnet ring being disposed at a predetermined interval in the circumferential direction, and a magnetic pole disposed on the brake rotor side. A plurality of permanent magnets formed on the opposite side of the braking rotor, and a magnetic member that connects magnetic poles of the permanent magnets facing toward the opposite side of the braking rotor. In the eddy current type speed reducer that decelerates and brakes the rotating shaft by generating an eddy current in the braking rotor by supplying the magnetism of
An eddy current reduction device, characterized in that a groove is provided on a surface of the magnet ring facing the brake rotor so as to be positioned between the permanent magnets adjacent in the circumferential direction.
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