JP2601177Y2 - 渦電流式リターダのポールピース構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両に減速制動を与え
る渦電流式リターダに係り、特に、ロータとステータと
の間に介設されるポールピース本体に改良を加えた渦電
流式リターダのポールピース構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は先に図８〜図１１に示す渦電
流式リターダを開発した（特開平4-12659 号公報参
照）。図示するようにこの渦電流式リターダは、車両の
ドライブシャフト等の回転軸１に取り付けられたドラム
状のロータ２と、ロータ２の内周面に対向してミッショ
ンケース等の固定側から支持されその周方向に沿って所
定間隔でＮ極Ｓ極が交互に配置された永久磁石３群を有
する固定ステータ４と、固定ステータ４に隣接すると共
に上記ロータ２に対向して設けられ上記固定ステータ４
と同様の永久磁石５群を有し且つ固定ステータ４に対し
て自在に回動する可動ステータ６と、これら可動及び固
定ステータ４，６とロータ２との間に介設され固定ステ
ータ４の各磁石３上方から可動ステータ６上方へ延出さ
れた強磁性体からなる板状のポールピース本体７とを備
えている。

【０００３】このリターダを用いて車両に減速制動を与
える場合には、図１０に示すように固定ステータ４に対
して可動ステータ６を回動させ、固定ステータ４の永久
磁石３とこれと隣接する可動ステータ６の永久磁石５と
を同極にする。すると、各ステータ４，６の永久磁石
３，５がロータ２の周方向に沿ってＮ極Ｓ極が交互に配
置されていることから、ロータ２の周方向に隣接する永
久磁石３，５相互が強磁性体からなるポールピース本体
７を磁気通路としてロータ２と磁気的に接続される。こ
の結果、固定側であるステータ４，６と回転側であるロ
ータ２との回転速度差によってロータ２に渦電流が生
じ、回転軸１がすなわち車両が減速制動される。

【０００４】減速制動を解除する場合には、図１１に示
すように固定ステータ４に対して可動ステータ６を回動
させ、固定ステータ４の永久磁石３とこれと隣接する可
動ステータ６の永久磁石５とを異極にする。すると、固
定ステータ４の磁石３とこれと隣接する可動ステータ６
の磁石５とが、互いに異極になっていることから、強磁
性体からなるポールピース本体７及び各磁石３，５を支
持するヨーク８，９を介して磁気的に接続され、磁気遮
蔽される。この結果、固定側であるステータ４，６から
回転側であるロータ２へステータ２の磁気が漏れること
はなく、ステータ４，６とロータ２とは磁気的に切断さ
れ、減速制動が解除される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかし、ここでポール
ピース本体７の厚さＴが十分でないと、ステータ４，６
の磁気が完全に磁気遮蔽されずに一部ロータ２側に漏れ
てしまい、引き摺り制動が発生し、燃費の悪化やロータ
２の加熱を招く。このステータ４，６からロータ２への
磁気漏れを完全に防止するためには、ポールピース本体
７の厚さＴを厚くして磁気シールド性を高めればよい
が、ポールピース本体７は比重が大きな強磁性体（低カ
ーボンの純鉄に近い材料たとえばフェライト等）からな
っているので、闇雲にポールピース本体７の厚さを厚く
することは軽量化の観点から好ましくない。

【０００６】以上の事情を考慮して創案された本考案の
目的は、ポールピース本体の軽量化を図りつつ引き摺り
制動を解消するようにした渦電流式リターダのポールピ
ース構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案は、回転軸に取り付けられたロータと、該ロー
タに対向して固定側から支持されその周方向にそって所
定間隔でＮ極Ｓ極が交互に配置された固定ステータと、
該固定ステータに隣接すると共に上記ロータに対向して
設けられ上記固定ステータと同様のＮ極Ｓ極を有し且つ
固定ステータに介して自在に回動する可動ステータと、
該可動及び上記固定ステータとロータとの間に介設され
固定ステータの各磁極上方から可動ステータ上方へ延出
された板状のポールピース本体とを備えた渦電流式リタ
ーダのポールピース構造において、上記ポールピース本
体に、固定及び可動ステータの隣接方向の両端部に位置
させて、固定及び可動ステータの周方向の両端部の少な
くとも中央を除いて、ポールピース本体の肉厚を薄くす
る切欠部を設けたものである。

【０００８】

【作用】通常時（減速制動を解除するとき）には、可動
ステータを回動させて固定ステータの磁極とこれと隣接
する可動ステータの磁極とを異極にし、これら磁極をポ
ールピース本体を介して磁気的に接続し、ロータに対し
て磁気遮蔽する。ここで、ポールピース本体には、固定
及び可動ステータの隣接方向の両端部に位置させてその
肉厚を薄くする切欠部が設けられているので、ポールピ
ースは磁束密度の小さい部分の肉厚が薄くなる。

【０００９】また減速制動時には、固定ステータの磁極
とこれと隣接する可動ステータの磁極とを同極にし、ロ
ータの周方向に隣接する各ステータの磁極をポールピー
ス本体を磁気通路としてロータと磁気的に接続する。こ
こで、ポールピース本体に設けられる上記切欠部は、各
ステータの周方向の両端部の少なくとも中央を除いて設
けられているので、ポールピースは磁束密度が大きな部
分は十分な肉厚が確保される。

【００１０】すなわち、このポールピース構造によれ
ば、磁束密度の小さい部分が薄肉化され、磁束密度の大
きい部分は十分な厚さが確保されることとなり、ポール
ピース内の磁束分布が均一化される。

【００１１】

【実施例】以下に本考案の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１２】図１に本実施例に係るポールピース１０の
斜視図を示す。このポールピース１０は、図８〜図１１
を用いて前述した渦電流式リターダに組み込まれるもの
である。

【００１３】渦電流式リターダについて説明する。車両
のドライブシャフト又はトランスミッションの出力軸等
の回転軸１にドラム状のロータ２が設けられている。ロ
ータ２は、Ｆｅ材等の磁性材料からなっており、その外
周に放熱フィン１１が設けられている。このロータ２の
内周面に対向させて、ミッションケース等の固定側に支
持された固定ステータ４が設けられている。固定ステー
タ４は、ロータ２の周方向に沿って回転軸１と同芯的に
環状に形成された固定ヨーク８と、固定ヨーク８上にロ
ータ２に対向するように周設された固定永久磁石３群と
からなっている。固定永久磁石３群は、ロータ２の内周
面に臨む極性がＮ極Ｓ極が交互になるように、所定の間
隔を隔てて固定ヨーク８上に配置されている。

【００１４】固定ステータ４の隣りには、同様の構成か
らなる可動ステータ６がロータ２の内周面に対向するよ
うにして設けられている。すなわち、可動ステータ６
は、ロータ２の周方向に沿って環状に形成された可動ヨ
ーク９と、可動ヨーク９上に周設されロータ２の内周面
に臨む極性がＮ極Ｓ極が交互に配置された可動永久磁石
５群とからなっている。上記固定及び可動ヨーク８，９
の材質はＦｅ材等の磁性体からなり、固定及び可動永久
磁石３，５群の材質は軽量コンパクトで且つ強力な磁力
を発揮するネオジム等の希土類元素からなっている。

【００１５】固定及び可動ステータ４，６は、固定側と
してのミッションケースに支持されたケーシング１１に
よって覆われている。ケーシング１１は、回転軸１と同
芯的な中空円環状に形成されており、ロータ２の内周面
と所定のエアギャップ１２が隔てられている。ケーシン
グ１１内の固定ステータ４は、その固定ヨーク８がビス
１３によってケーシング１１に固定され、ケーシング１
１内で動かないようになっている。他方、ケーシング１
１内の可動ステータ６は、その可動ヨーク６がベアリン
グ１４を介してケーシング１１内壁に支持されており、
中空円環状のケーシング１１内を周方向に自在に回動す
るようになっている。

【００１６】可動ステータ６は、ケーシング１１に設け
られたアクチュエータ１５によって回動される。アクチ
ュエータ１５は、図８中紙面垂直方向に往復動するエア
シリンダからなっており、シリンダ室１６内に高圧空気
を注入注出することによってピストン１７を紙面垂直方
向に往復動させ、ピストン１７に自在継手を介して連結
されたアーム１８により可動ステータを回動させるもの
である。

【００１７】ケーシング１１には、図９に示すように可
動及び固定ステータ４，６とロータ２との間に挟まれた
部分に位置されて、固定ステータ４の各磁石３上方から
可動ステータ６上方へ延出された板状のポールピース本
体７が組み込まれている。ポールピース本体７は、低カ
ーボンの純鉄に近い材料例えばフェライト等の強磁性体
からなっている。このポールピース本体７以外のケーシ
ング１１のその他の部分は、磁気的絶縁材料であるアル
ミニウム等の非磁性体１９（図中ドットで示す）からな
っている。

【００１８】ポールピース本体７の上面には、図１に示
すように、固定及び可動ステータ４，６の隣接方向２４
の両端部２０に位置させて、固定及び可動ステータ４，
６の周方向２３の両端部２１を除いて、ポールピース本
体７の肉厚を薄くする切欠部２２が設けられている。こ
の切欠部２２によりポールピース本体７の上面はＩ字型
状になっている。かかる構成からなるポールピース１０
を渦電流式リターダに組み込んだ様子を図２、図３及び
図４に示す。図示するように、ポールピース１０のポー
ルピース本体７には、固定及び可動ステータ４，６の隣
接方向２４の両端部２０に位置して切欠部２２が設けら
れており、その部分の肉厚が薄くなっている。

【００１９】切欠部２２は、ポールピース本体７の周方
向３で約60％、ステータ４，６の隣接方向２４で約30
％、厚さ方向２５で約50％の大きさを有しており、下に
凸の滑らかな曲線で前後左右対称に座ぐり形成されてい
る。なお、本実施例では上記切欠部２２をそのまま空隙
としたが、低カーボン鉄材であるポールピース本体７を
アルミニウム等の非磁性体１９に鋳込むときに、除肉さ
れた切欠部２２にアルミニウム等の非磁性体１９を埋め
込んでもよい。

【００２０】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００２１】減速制動時には、図１０に示すように固定
ステータ４の磁石３とこれと隣接する可動ステータ６の
磁石５とを同極にし、図３に示すようにロータ２の周方
向に隣接する各ステータ４，６の磁石３，５をポールピ
ース１０を磁気通路としてロータ２と磁気的に接続す
る。すなわち、ステータ４，６の周方向に隣接する磁石
３，５は、各ポールピース１０が非磁性体１９で磁気的
に絶縁されていることから、ポールピース１０，ロータ
２，ヨーク８，９を通る磁気回路で接続される。このと
きポールピース１０の周方向２３の両端部２１から磁束
が出ることになる。ここで、上記切欠部２２は、各ステ
ータ４，６の周方向２３の両端部２１を除いて設けられ
ているので、周方向両端部２１は本来の厚さのままとな
っているため、磁束密度の大きな部分は十分な肉厚が確
保される。

【００２２】他方、減速制動を解除するときには、図１
１に示すように固定ステータ４の磁石３とこれと隣接す
る可動ステータ６の磁石５とを異極にし、図４に示すよ
うにこれら磁石３，５をポールピース１０を介して磁気
的に接続し、ロータ２に対して磁気遮蔽する。すなわ
ち、ステータ４，６の軸方向に隣接する磁石３，５は、
ポールピース１０，ヨーク８，９を通る磁気回路で接続
され、ロータ２に対して磁気遮蔽される。このとき磁束
は急角度で曲げられるため、ポールピース１０の上部に
おけるステータ４，６の隣接方向２４の両端部２０での
磁束密度は低くくなる。ここで、これら両端部２０に
は、その肉厚を薄くする切欠部２２が設けられているの
で、磁束密度の小さい部分の肉厚が薄くなる。

【００２３】すなわち、このポールピース構造によれ
ば、磁束密度の小さい部分（両端部２０）が薄肉化さ
れ、磁束密度の大きい部分（両端部２１）は十分な厚さ
が確保されることとなる。よって、磁気シールド効果を
低下させることなくポールピース１０の軽量化を図るこ
とができ、ポールピース１０の軽量化と引き摺り制動の
防止を両立できる。ポールピース１０は比重の大きな低
カーボンの純鉄に近い材料例えばフェライト等からなっ
ているため、本実施例のような切欠部２２であっても全
体としては相当の軽量化になる。また、ポールピース１
０内の磁束密度が均一化されるので、ポールピース本体
７をより薄くしても磁気漏れを抑制できる。また、上記
切欠部２２によって磁束が絞られてより高密度になるの
で、制動力が向上する。

【００２４】ところで、図３において、ポールピース１
０のロータ２回転方向２６の後側端部２１ａから出る磁
束は、ロータ２が回転するためその回転に引き摺られ、
磁束が多少ばらける。これに対し、ポールピース１０の
ロータ２回転方向２６の前側端部２１ｂに入る磁束は、
集中しやすい。従って、ポールピース１０の周方向の両
端部２１から出る磁束は、ロータ回転方向２６の後側端
部１０ａよりも前側端部１０ｂの方が磁束密度が高くな
る。この点を考慮した変形実施例を図５〜図７に示す。

【００２５】図５に示すポールピース１０は、磁束密度
が高いロータ回転方向２６の前側端部２１ｂは前実施例
と同様の構成とし、磁束密度が低いロータ回転方向２６
の後側端部２１ａを第二切欠部２２ａによりさらに削っ
て上面から見て略Ｔ字型にしたものである。図５のVI-V
I 線断面図を図６に示す。図示するように切欠部２２の
形状は、直線でもよく上に凸の曲線でもよく直角線でも
よい。つまり、磁束密度の小さい部分が薄肉化されてい
ればよい。また、ポールピース１０を上面からみた場
合、図７に示すように、磁束密度が高いロータ回転方向
２６の前側端部２１ｂをより大きくし、磁束密度が低い
ロータ回転方向２６の後側端部２１ａを小さくするよう
にしてもよい。

【００２６】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係るポール
ピース構造によれば、磁束密度の小さい部分は薄肉化さ
れ、磁束密度の大きい部分は十分な厚さが確保されるの
で、磁気シールド効果を低下させることなくポールピー
ス本体の軽量化を図ることができる。よって、ポールピ
ース本体の軽量化を図りつつ引き摺り制動を解消でき
る。また、磁束密度が均一化されるので、ポールピース
本体をより薄くしても磁気漏れを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す渦電流式リターダのポ
ールピース構造の斜視図である。

【図２】上記ポールピースを渦電流式リターダに組み込
んだ様子を示す側断面図（軸方向断面図）である。

【図３】上記ポールピースを渦電流式リターダに組み込
んだ様子を示す横断面図（径方向断面図）であり、制動
状態を示す図である。

【図４】制動を解除した状態を示すポールピースの軸方
向断面図である。

【図５】変形実施例を示すポールピースの斜視図であ
る。

【図６】図５の VI-VI線断面図であり、(a)(b)(c) はそ
れぞれ変形例を示す。

【図７】別の変形例を示すポールピースの平面図であ
る。

【図８】渦電流式リターダの側断面図（軸方向断面図）
である。

【図９】渦電流式リターダに備えられるポールピースの
配置を示す斜視図である。

【図１０】渦電流式リターダの制動状態を示す説明図で
ある。

【図１１】渦電流式リターダの制動を解除した状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ ロータ ３ 固定永久磁石 ４ 固定ステータ ５ 可動永久磁石 ６ 可動ステータ ７ ポールピース本体 ２０ 隣接方向の両端部 ２１ 周方向の両端部 ２２ 切欠部 ２３ 周方向 ２４ 隣接方向

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に取り付けられたロータと、該ロ
   ータに対向して固定側から支持されその周方向にそって
   所定間隔でＮ極Ｓ極が交互に配置された固定ステータ
   と、該固定ステータに隣接すると共に上記ロータに対向
   して設けられ上記固定ステータと同様のＮ極Ｓ極を有し
   且つ固定ステータに介して自在に回動する可動ステータ
   と、該可動及び上記固定ステータとロータとの間に介設
   され固定ステータの各磁極上方から可動ステータ上方へ
   延出された板状のポールピース本体とを備えた渦電流式
   リターダのポールピース構造において、上記ポールピー
   ス本体に、固定及び可動ステータの隣接方向の両端部に
   位置させて、固定及び可動ステータの周方向の両端部の
   少なくとも中央を除いて、ポールピース本体の肉厚を薄
   くする切欠部を設けたことを特徴とする渦電流式リター
   ダのポールピース構造。