JP2577810Y2 - 渦電流式減速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、バスやトラックなど
の大型車両に使用される渦電流式減速装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】大型自動車の減速装置ないし制御装置と
しては主ブレーキであるフートブレーキ、補助ブレーキ
である排気ブレーキのほか、長い坂道の降坂時などで安
定した減速を行ない、かつフートブレーキの焼損を防止
するための渦電流式減速装置が使用されている。この渦
電流式減速装置の代表的なものの一つに、電磁コイルに
通電して磁界を発生させ、渦電流現象によって制動力を
得るものがあるが、これは鉄心に電磁コイルを巻着した
電磁石を磁極として使用するため、重量が重く、かつ電
源となるバッテリの能力増強が必要となるなどの問題が
あった。

【０００３】上記電磁石を使用した渦電流式減速装置の
問題点を解決するため、永久磁石を磁極として使用し、
制動時の通電を必要としない渦電流式減速装置が、種々
発明されている（特開平１−２９８９４８号公報等）。
この永久磁石を磁極として使用した渦電流式減速装置
は、電磁石方式の渦電流式減速装置に比べ重量が軽くコ
ンパクトで消費電力が小さいなど多くの利点がある。

【０００４】上記永久磁石方式の渦電流式減速装置は、
回転軸に軸支した支持体に、ヨーク用の磁石支持リング
を回動自在に軸支し、該磁石支持リングに永久磁石の複
数個を互いに極性を逆向きにして周設し、上記永久磁石
群の外周磁極面に互いに磁気的に絶縁した強磁性体の複
数個のスイッチ板を対向せしめ、上記回動自在に軸支し
た磁石支持リングを支持体に対し所定角度回動自在に設
けてなる。

【０００５】また、回転軸に軸支した支持体に、ヨーク
用の２つの磁石支持リングの一方を固定支持し、他方を
回動自在に軸支し、該磁石支持リングに永久磁石の複数
個を互いに極性を逆向きにして周設し、上記永久磁石群
の外周磁極面に互いに磁気的に絶縁して強磁性体の複数
のスイッチ板を対向せしめ、上記回動自在に軸支した磁
石支持リングを支持体に対し所定角度回動自在に設けた
渦電流式減速装置が知られている。

【０００６】上記ヨーク用の２つの磁石支持リングを有
する構成の場合、一つのスイッチ板に対向する固定側と
回動側の２つの永久磁石の極性が同一となる位置に回動
側の磁石支持リングを回動・保持すると、円周方向に隣
接する永久磁石間には隣接するスイッチ板およびロータ
ーの円筒部内周面を含めて磁気回路が構成され、該円筒
部内周面には渦電流現象が起こり、これにより制動トル
クが発生し、その制動トルクに見合って車両は減速され
る。

【０００７】また、上記位置から回動側の支持リングを
回し、一つのスイッチ板に対向する固定側と回動側の２
つの永久磁石の極性が反対となる位置に回動側の磁石支
持リングを回動・保持すると、一つのスイッチ板とこれ
に対向する２つの永久磁石間で磁気回路が構成され、ロ
ーターの円筒部内周面には永久磁石から発生する磁束が
作用しないため、渦電流は流れず制動トルクは発生しな
い。

【０００８】上記回動側の磁石支持リングの回動機構
は、支持リングから突設した腕を介して、油圧シリンダ
ー、エアシリンダー、電動モーターなどの駆動源と連接
したものや、ラック・ピニオンやリンク機構等の他の手
段を利用したものなど多岐に及ぶ。

【０００９】上記回動に必要な駆動力は、回動自在に軸
支した磁石支持リングに周設された永久磁石が対向する
スイッチ板と磁気的に離脱する位置にきたときに最大と
なる。また、上記渦電流式減速装置は永久磁石とスイッ
チ板がそれぞれ円周上に等間隔で周設されているので、
周設されたすべての永久磁石が、それぞれの対向するス
イッチ板と磁気的に離脱する位置に、同時にくるため、
このときの駆動に要する力が大変大きくなり、これに見
合うだけの大容量の駆動源を設けることが必要となり、
コスト増ならびに軽量・コンパクト化を妨げる要因とな
っていた。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】上記のごとく、従来の
永久磁石を使用した渦電流式減速装置は、磁石支持リン
グの回動に大きな力を必要とするため、大型・大容量の
駆動源を設けなくてはならず、減速装置の軽量・コンパ
クト化とコスト低減を果たすことができなかった。

【００１１】この考案は、上記の現状に鑑み、従来の永
久磁石を使用した渦電流式減速装置に見られる欠点を排
除することを目的とし、回動自在に軸支した磁石支持リ
ングに周設支持される永久磁石群の配設位置を変えるこ
とにより、回動に必要な駆動力の低減を図り、軽量・コ
ンパクト化とコスト低減を可能にした渦電流式減速装置
を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この考案の渦電流式減速装置は、回転軸に軸支した
支持体に、ヨーク用の２つの磁石支持リングの一方を固
定支持し、他方を回動自在に軸支し、該磁石支持リング
に永久磁石の複数を互いに極性を逆向きにして周設し、
上記永久磁石群の外周磁極面に互いに磁気的に絶縁して
強磁性体の複数のスイッチ板を対向せしめ、上記回動自
在に軸支した磁石支持リングを支持体に対し所定角度回
動自在に設けた減速装置において、回動自在に軸支した
磁石支持リングに支持される永久磁石が、スイッチ板の
中央に永久磁石の中央が重なり合って対向支持される磁
石群と、永久磁石の中央がスイッチ板の中央より回転方
向に所定角度ずれて支持される磁石群と、永久磁石の中
央がスイッチ板の中央より上記回転方向とは逆向きに所
定角度ずれて支持される磁石群から構成される。

【００１３】

【作用】この考案は、上記の構成により、図９、図１０
に示すように、回動自在に軸支した回動磁石支持リング
５ｂに周設される永久磁石６は、永久磁石６の中央が
スイッチ板７の中央に重なり合って対向支持される磁石
群Ａ、永久磁石６の中央がスイッチ板７の中央より回
転方向に所定角度（＋Δθ）ずれて対向支持される磁石
群Ｂ、永久磁石６の中央がスイッチ板７の中央より回
転方向とは逆向きに所定角度（−Δθ）ずれて対向支持
される磁石群Ｃが、それぞれ１／３円周で配設される。

【００１４】制動ＯＦＦ状態では、図３、図４（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示すように固定磁石支持リング５ａに
周設された永久磁石６と、これに隣接して回動磁石支持
リング５ｂに周設された永久磁石６とは互いに逆極性同
士が対向しており、これらと対向するスイッチ板７との
間で磁気回路（図３に矢印付き破線で示す）を構成す
る。また、制動ＯＦＦ状態での磁気流れを回動磁石支持
リング５ｂの円周断面方向から見た場合を図５（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す。（ａ）は磁石群Ａ、（ｂ）は磁
石群Ｂ、（ｃ）は磁石群Ｃである。このとき、ローター
の円筒部１０へは磁束が作用しないので制動力は発生し
ない。

【００１５】制動ＯＦＦの状態から回動磁石支持リング
５ｂを回すと、磁気回路は徐々に上記制動ＯＦＦの状
態、すなわち図１１（ｂ）から図１１（ｃ）の途中の状
態を経て、図１１（ｄ）及び図６、図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す制
動ＯＮの状態に切り替わるが、このとき１つの永久磁石
を移動させるのに必要な力は図１２に示すように、移動
位置によって変化し、制動ＯＦＦと制動ＯＮの状態の間
で最大となる。

【００１６】制動ＯＮの状態では、図６、図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示すように、固定磁石支持リング５ａ
に周設された永久磁石の１つと、これと重なった位置で
回動磁石支持リング５ｂに周設された永久磁石の１つと
はその極性が同じとなる。この一対の永久磁石６とこれ
と隣接するもう一対の永久磁石６、さらにこれらと対向
する一対のスイッチ板７とローター円筒部１０との間
で、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように磁気回路
（図中に矢印付き破線で示す）が構成され、このときロ
ーターの円筒部１０の内周面には永久磁石から発生する
全ての磁束が作用し、渦電流現象により制動力が発生す
る。

【００１７】回動磁石支持リング５ｂを回動させると
き、上記磁石群Ａ、Ｂ、Ｃの移動に要する力と移動量の
関係は図１３に示すように、それぞれが最大力に到達す
るときの位置がずれることになり、回動磁石支持リング
５ｂを回動するのに必要な最大の力を減少させることが
できる。図１４はすべての永久磁石が磁石支持リングに
均等に配設された従来の構成の回動磁石支持リングと、
１／３円周ごとに永久磁石群の位置を違えた本考案の構
成による回動磁石支持リングとの回動に必要な力と移動
量の関係を示したもので、この図からこの考案の実施に
よれば、回動磁石支持リングを回動させるのに必要な力
の総量を低減できる。

【００１８】

【実施例】この考案の実施例を図１、図２に基づいて説
明する。回転軸１に軸受２を介して軸支したアルミニウ
ム等の非磁性体からなる支持体３に、固定支持された固
定磁石支持リング５ａと軸受４を介して回動自在に軸支
された回動磁石支持リング５ｂの２つの磁石支持リング
を設ける。上記固定磁石支持リング５ａの外周面には、
上下磁極面が回転軸１に対し直角方向の断面において円
弧面をなす永久磁石６の複数個を等間隔に配設する。ま
た、上記回動磁石支持リング５ｂの外周面には、図９、
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、スイッチ
板７の中央に永久磁石６の中央が重なり合って対向支持
される磁石群Ａと、永久磁石６の中央がスイッチ板７の
中央より回転方向に所定角度（＋Δθ）ずれて支持され
る磁石群Ｂと、永久磁石６の中央がスイッチ板７の中央
より上記回転方向とは逆向きに所定角度（−Δθ）ずれ
て支持される磁石群Ｃをそれぞれ１／３外周ごとに配設
する。この実施例では各永久磁石６の両側端に係止段部
１２が設けられており、隣接する永久磁石６のすきまに
磁石支持金具１３を介在し、該磁石支持金具１３を貫通
して止めねじを支持リングに螺着し、支持リングの外周
面に配設した各永久磁石６を固定する。

【００１９】上記固定磁石支持リング５ａと回動磁石支
持リング５ｂに取着した各永久磁石６群の表面に対向し
て、強磁性体からなるスイッチ板７の複数枚を非磁性体
の支持部材８を介して等間隔に円周配置して支持体３に
一体に取着する。そして、ローター９を回転軸１に嵌着
し、その円筒部１０を所定の空隙をもってスイッチ板７
に対向させる。

【００２０】上記支持体３の一方の端には、円筒部１０
より大きく突出した車体への取付部１１が設けられてい
る。また、この取付部１１の内側には永久磁石６を周配
設した回動磁石支持リング５ｂを回動させるための駆動
用の油圧シリンダー２０が設けられる。この油圧シリン
ダー２０の中央部には、回動磁石支持リング５ｂに突設
した腕２１が臨み、該腕２１の両側にピストン１４、１
５が設けられ、それぞれ気密な左室１６と右室１７が形
成され、シリンダ端壁にそれぞれ給油管１８と排油管１
９が接続され、圧油の給排により腕２１を動かし、回動
磁石支持リング５ｂを回動できるように構成する。な
お、上記回動磁石支持リングの回動機構は、油圧シリン
ダー２０を使用した場合を示したが、これに限ることな
く、ラック・ピニオンやリンク機構等の他の手段を利用
することができる。

【００２１】上記装置の作動は、油圧シリンダー２０へ
の圧油の給排による。制動ＯＦＦの状態を図３、図４
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び図５（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示す。この状態では、図３、図４（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示すように固定磁石支持リング５ａに
周設された永久磁石６の極性と、これと隣接して回動磁
石支持リング５ｂに周設された永久磁石６の極性が互い
に逆極性であり、これらと対向するスイッチ板７との間
で図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように磁気回路を
構成する。このときローター１０へは磁束が作用しない
ので制動力は発生しない。

【００２２】上記制動ＯＦＦの状態から回動磁石支持リ
ング５ｂを回すと、磁気回路は徐々に制動ＯＦＦの状態
から制動ＯＮの状態に切り替わるが、このとき永久磁石
６を移動させるのに必要な力は先ず磁石群Ｂが最大の力
に達し、次いで磁石群Ａが、最後に磁石群Ｃが最大の力
に到達する。このように、それぞれ１／３円周上に配設
された磁石群Ａ、Ｂ、Ｃの移動に要する最大の力が同時
に必要となることがないので、回動に必要な最大の力を
減少させることができる。

【００２３】制動ＯＮの状態では、図６、図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）及び図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す
ように、固定磁石支持リング５ａに周設された永久磁石
６の極性と、これと隣接して回動磁石支持リング５ｂに
周設された永久磁石６の極性が同じ極性となり、この一
対の永久磁石６と、これと円周方向に隣接するもう一対
の永久磁石６と、さらにこれらと対向する一対のスイッ
チ板７とローターの円筒部１０との間で図８（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す磁気回路が構成され、このときロ
ーターの円筒部１０の内周面には永久磁石６から発生す
る全ての磁束が作用し、渦電流現象により制動力が発生
する。

【００２４】上記実施例に示す渦電流式減速装置と、図
１に示す装置において永久磁石６を固定磁石支持リング
５ａと回動磁石支持リング５ｂに等間隔に円周配設した
ことを除き、それ以外は同じ構成からなる渦電流式減速
装置（比較例）との磁石支持リングの回動に必要な力を
比較したところ、後者の比較例では最大２７３ｋｇｆを
要したのに対し、前者のこの考案の実施例では最大２４
５ｋｇｆであった（約１０％の省力）。

【００２５】

【考案の効果】この考案の実施によれば、磁石支持リン
グの回動に必要な力を低減することができ、大容量の駆
動源を必要とせず、減速装置の軽量・コンパクト化とコ
スト低減ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施による渦電流式減速装置の側面
図で、上半分は中心断面を示す。

【図２】図１の正面図で、下半分は中心断面を示す。

【図３】 この考案の実施例における制動ＯＦＦ時の磁気
回路構成を示す説明図で装置の上半分中心断面図であ
る。

【図４】 図３の制動ＯＦＦ時における固定磁石支持リン
グ５ａ側と回動磁石支持リング５ｂ側との永久磁石の極
性を示す説明図で、（ａ）は磁石群Ａ、（ｂ）は磁石群
Ｂ、（ｃ）は磁石群Ｃである。

【図５】 この考案の実施例における制動ＯＦＦ時の磁気
回路構成を示す説明図で、（ａ）は磁石群Ａ、（ｂ）は
磁石群Ｂ、（ｃ）は磁石群Ｃである。

【図６】 この考案の実施例における制動ＯＮ時の磁気回
路構成を示す説明図で装置の上半分中心断面図である。

【図７】 図６の制動ＯＮ時における固定磁石支持リング
５ａ側と回動磁石支持リング５ｂ側との永久磁石の極性
を示す説明図で、（ａ）は磁石群Ａ、（ｂ）は磁石群
Ｂ、（ｃ）は磁石群Ｃである。

【図８】 この考案の実施例における制動ＯＮ時の磁気回
路構成を示す説明図で、（ａ）は磁石群Ａ、（ｂ）は磁
石群Ｂ、（ｃ）は磁石群Ｃである。

【図９】 この考案の渦電流式減速装置における磁石群
Ａ、磁石群Ｂ、磁石群Ｃの配置を示す説明図である。

【図１０】 この考案の渦電流式減速装置における３つの
磁石群における永久磁石スイッチ板との相対位置を示す
説明図で、（ａ）は磁石群Ａ、（ｂ）は磁石群Ｂ、
（ｃ）は磁石群Ｃである。

【図１１】 この考案の渦電流式減速装置における回動磁
石支持リングの回動に伴う磁石極性の変化を示す説明図
で、（ａ）は永久磁石とスイッチ板との関係を示す装置
の一部断面図、（ｂ）は制動ＯＦＦ時の磁石配列を、
（ｃ）は制動ＯＦＦから制動ＯＮへの切換え途中の磁石
配列を、（ｄ）は制動ＯＮ時の磁石配列を示す。

【図１２】 この考案の渦電流式減速装置の回動磁石支持
リングを制動ＯＦＦから制動ＯＮへ切換える際に１つの
永久磁石を移動させるのに必要な力を示すグラフであ
る。

【図１３】 この考案の渦電流式減速装置における回動磁
石支持リングを回動させるとき、各磁石群Ａ、Ｂ、Ｃの
移動に必要な力を示すグラフである。

【図１４】 この考案の渦電流式減速装置と従来の渦電流
式減速装置との磁石支持リングの回動に必要な力の総量
を比較して示すグラフである。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 軸受 ３ 支持体 ４ 軸受 ５ａ 固定磁石支持リング ５ｂ 回動磁石支持リング ６ 永久磁石 ７ スイッチ板 ８ 支持部材 ９ ローター １０ 円筒部 １１ 取付部１２ 係止段部 １３ 磁石支持金具 １４ ピストン １５ ピストン １６ 左室 １７ 右室 １８ 給油管 １９ 排油管

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に軸支した支持体に、ヨーク用の
   ２つの磁石支持リングの一方を固定支持し、他方を回動
   自在に軸支し、該磁石支持リングに永久磁石の複数を互
   いに極性を逆向きにして周設し、上記永久磁石群の外周
   磁極面に互いに磁気的に絶縁して強磁性体の複数のスイ
   ッチ板を対向せしめ、上記回動自在に軸支した磁石支持
   リングを支持体に対し所定角度回動自在に設けた減速装
   置において、回動自在に軸支した磁石支持リングに支持
   される永久磁石が、スイッチ板の中央に永久磁石の中央
   が重なり合って対向支持される磁石群と、永久磁石の中
   央がスイッチ板の中央より回転方向に所定角度ずれて支
   持される磁石群と、永久磁石の中央がスイッチ板の中央
   より上記回転方向とは逆向きに所定角度ずれて支持され
   る磁石群からなることを特徴とする渦電流式減速装置。