JP3216667B2 - 渦電流式減速装置 - Google Patents

渦電流式減速装置

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/003Dynamic electric braking by short circuiting the motor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主として大型車両の摩擦
ブレーキを補助する渦電流式減速装置、特に周方向等間
隔に並ぶ多数の磁石(ここでは永久磁石をいう。以下同
じ)と該磁石を囲む制動ドラムとの間に介在する強磁性
板の相対的位相を変えることにより制動と非制動の切換
えを行う、渦電流式減速装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開平1-298948号公報に開示される渦電
流式減速装置では、制動ドラムの内部に非磁性体からな
る断面箱形の案内筒を配設し、案内筒の外周壁に周方向
等間隔に多数の強磁性板を結合し、案内筒の内空部に回
動可能に支持した磁石支持輪に、各強磁性板に対向する
磁石を結合し、磁石支持輪の位相を強磁性板の半配列ピ
ツチだけ変えることにより、制動と非制動の切換えを行
うことができる。
【0003】図13に示すように、上述の渦電流式減速
装置では、磁石支持輪14の磁石14Aは、強磁性板1
5と同じ配列ピツチpで、強磁性板15に対する極性が
周方向に交互に異なるように並設されている。非制動
時、強磁性板15に対し磁石14Aを半配列ピツチだけ
ずらすと、強磁性板15は相隣接する異なる極性の磁石
14Aに跨がり、実線で示す短絡的磁気回路yを形成す
る。しかし、磁石14Aは相隣接する強磁性板15の相
互の隙間cを経て制動ドラム7へ洩れ磁気回路zを形成
する。回転する制動ドラム7が洩れ磁界を横切る時、制
動ドラム7は引きずりトルクを受ける。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、各磁石の機械的強度を弱めないで、磁石の
周方向中央部分の磁性を弱めることにより、非制動時磁
石から制動ドラムへ洩れる磁界を弱くし、引きずりトル
クを抑制する、渦電流式減速装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は回転軸に結合した制動ドラムの内部
に非磁性体からなる断面箱形の案内筒を配設し、案内筒
の外周壁に周方向等間隔に多数の強磁性板を結合し、案
内筒の内空部に回動可能に支持した磁石支持輪に、各強
磁性板に対向しかつ極性が周方向に交互に異なる磁石を
結合し、各磁石の内外周面の一方の面の周方向中央部分
に凹部を設け、該凹部に磁石よりも磁性の弱い補強材を
結合したものである。
【0006】
【作用】各磁石の外周面または内周面の周方向中央部分
に凹部を設け、凹部に非磁性体または磁石よりも磁性の
弱い補強材を埋め込むなどして結合する。これにより、
磁石は機械的強度を損わず、周方向中央部分の磁性が他
の部分よりも弱くなり、磁石の周方向中央部分が制動ド
ラムに及ぼす引きずりトルクが抑制される。
【0007】
【実施例】図1は本発明による渦電流式減速装置の側面
断面図、図2は同正面断面図である。渦電流式減速装置
は、例えば車両用変速機の出力回転軸1に結合される導
体からなる制動ドラム7と、制動ドラム7の内部に配設
される非磁性体からなる不動の案内筒10と、案内筒1
0の内空部に回動可能に支持した磁石支持輪14とを備
えている。制動ドラム7はボス5のフランジ部5aを、
駐車ブレーキの制動ドラム3の端壁部と一緒に、回転軸
1にスプライン嵌合固定した取付フランジ2に重ね合さ
れ、かつ複数のボルト4により締結される。ボス5から
放射状に延びるスポーク6に、冷却フイン8を備えた制
動ドラム7が結合される。
【0008】断面箱形の案内筒10は例えば断面C字形
をなす筒体に、環状の蓋板11を結合して構成される。
案内筒10は適当な手段により例えば変速機の歯車箱に
固定される。案内筒10は外周壁10aに周方向等間隔
(図4に示す配列ピツチpを参照)に設けた多数の開口
13に、強磁性板(ポールピース)15を結合される。
好ましくは、強磁性板15は案内筒10の成形時鋳ぐる
まれる。磁石支持輪14は案内筒10の内空部、詳しく
は内周壁10bに、軸受12により回動可能に支持され
る。
【0009】案内筒10は左端壁に、好ましくは3つの
流体圧アクチユエータ20を周方向等間隔に連結され
る。流体圧アクチユエータ20はシリンダ18にピスト
ン17を嵌装してなり、ピストン17から外部へ突出す
るロツドは、磁石支持輪14から案内筒10の左端壁の
スリツトを経て突出する腕16を連結される。流体圧ア
クチユエータ20は磁石支持輪14を強磁性板15の半
配列ピツチ分だけ正逆回動する。しかし、電動機により
磁石支持輪14を回動してもよく、また磁石支持輪14
を固定し、代りに案内筒10を回動してもよい。
【0010】図3に示すように、磁石支持輪14は磁性
体からなり、各強磁性板15に対向する多数の磁石14
Aを、極性が周方向に交互に異なるように結合される。
【0011】図2に示すように、本発明によれば、各磁
石14Aは外周面21の周方向中央部分(制動ドラムの
周方向)に、軸方向(制動ドラムの軸方向)に延びる溝
形の凹部26を設けられ、凹部26に非磁性体または磁
石14Aよりも磁性の弱い補強材24を埋め込むなどし
て結合される。図示の実施例では、補強材24は凹部2
6へ一杯に埋め込まれて、外周面21と連続する外面を
形成するが、軽量化のためには、補強の度合を勘案して
仮想面24aで示すように、凹部26を埋め尽さなくて
もよい。
【0012】具体的には、磁石14Aは磁石材料粉末を
予め凹部26を備える形に予め成形し、凹部26へ銅、
セラミツクス(炭化物、窒化物、ホウ化物)などの非磁
性体からなる補強材料粉末、または非磁性体粉末に磁性
を示す酸化物(フエライト系を含む)粉末を混合して磁
性を弱くした補強材料粉末を充填し、円弧状に湾曲した
ブロツクに焼結して構成される。しかし、凹部26を備
えた形に磁石14Aを製造した後に、凹部26へ銅など
の非磁性金属を鋳込むか、繊維強化樹脂(FRP)また
は繊維強化金属(FRM)を充填し、硬化させて結合し
てもよい。磁石14Aは上述のように、補強材24を結
合した後にまたは磁石支持輪14へ結合した後に着磁
(磁石化)される。
【0013】次に、本発明による渦電流式減速装置の作
動について説明する。凹部26は磁石14Aの周方向中
央部分と制動ドラム7との磁気的隙間を拡げ、磁石14
Aの周方向中央部分が制動ドラム7へ及ぼす磁界を他の
部分よりも弱くなる。凹部26に補強材34を結合した
ことにより、磁石14Aの機械的強度が高くなり、特に
着磁時または着磁後に両端間に発生する磁気反発力によ
り中間部分に割れが生じることはない。図3に示すよう
に、制動時、各磁石14Aはそれぞれ1つの強磁性板1
5に全面的に対向し、強磁性板15を経て制動ドラム7
に磁界を及ぼす。回転する制動ドラム7が磁界を横切る
時、制動ドラム7に渦電流が流れ、制動ドラム7は制動
トルクを受ける。この時、磁石14Aから強磁性板1
5、制動ドラム7、隣りの強磁性板15、隣りの磁石1
4A、磁石支持輪14へと磁気回路xが生じる。磁石1
4Aの周方向中央部分が制動ドラム7へ及ぼす磁界は弱
くても、制動時の制動能力には殆ど影響しない。
【0014】非制動時、流体圧アクチユエータ20によ
り磁石支持輪14を強磁性板15の半配列ピツチp/2
分だけ回動すると、図4に示すように、極性が異なる2
つの磁石14Aが部分的に各強磁性板15に対向する。
各強磁性板15と磁石支持輪14との間に短絡的磁気回
路yが生じ、磁石14Aは磁界を制動ドラム7に及ぼさ
ない。
【0015】非制動時、各磁石14Aの周方向中央部分
が、相隣接する強磁性板15の相互の隙間cへ臨むが、
磁石14Aの周方向中央部分は凹部26の補強材24に
より制動ドラム7へ及ぼす磁界が弱められているので、
磁石14Aから強磁性板15の相互の隙間cを経て制動
ドラム7へ洩れる磁界は極めて弱く、制動ドラム7は引
きずりトルクを殆ど受けない。
【0016】図5に示す実施例では、磁石14Aは内周
面22の周方向中央部分に、軸方向に延びる溝形の凹部
36を設けられ、凹部36の内部に図2の実施例と同様
の補強材34を同様の方法で結合して、全体を円弧状に
湾曲したブロツクに形成される。
【0017】図6,7に示す実施例では、磁石14Aは
周方向中央部分に、凹部の代りに外周面21に対し垂直
に貫通する長方形の開口37を設けられ、開口37に図
2の実施例と同様の補強材35を同様の方法で結合し
て、全体を円弧状に湾曲したブロツクに形成される。厚
い磁石14Aの場合は、側面に対し垂直に貫通する(制
動ドラムの軸方向に延びる)長方形の開口を設け、該開
口に補強材を結合してもよい。
【0018】図8〜10に示す各実施例では、磁石14
Aは凹部または開口に補強材を結合する代りに、磁石1
4Aの外周面21または内周面22に、凹部26,36
または開口37を覆う銅、磁性を示す酸化物(フエライ
ト系を含む)、繊維強化樹脂(FRP)、繊維強化金属
(FRM)などの補強板41〜43を重ね合され、接着
剤、ボルトなどにより結合される。特に、補強板に鉄板
を用いる場合は、組立や機械加工による仕上げが容易に
なる。
【0019】図8に示す実施例では、磁石14Aは外周
面21に凹部36を設けられ、外周面21に凹部36を
覆う補強板41を重合せ結合される。磁石14Aは凹部
26を備えた直方体に予め成形された後に、外周面21
に補強板41としての鉄板を接着剤、ステンレス製のボ
ルトなどにより結合される。磁石14Aは内周面22
を、磁石支持輪14の正多角形をなす外周面23に結合
された後に、補強板41の外表面を円周面に機械研削な
どにより仕上げられる。
【0020】図9に示す実施例では、磁石14Aは内周
面22に凹部36を設けられ、内周面22に凹部36を
覆う補強板42を重合せ結合される。
【0021】図10に示す実施例では、磁石14Aは図
6の実施例と同様に、周方向中央部分に開口37を設け
られ、外周面21に開口37を覆う補強板43を重ね合
せ結合される。
【0022】以上説明した各実施例においても、磁石1
4Aの周方向中央部分に凹部26,36または開口37
を設けたことにより、磁石14Aの周方向中央部分の磁
性が他の部分よりも弱くなり、非制動時に磁石14Aが
制動ドラム7へ及ぼす洩れ磁界が弱くなり、引きずりト
ルクが抑制される。凹部26,36または開口37に補
強材34,35または補強板41〜43を結合したこと
により、磁石14Aの機械的強度が高くなり、磁石14
Aが着磁される時に割れるなどの恐れはなく、長期間に
亘り安定した制動能力が発揮される。
【0023】図11に示す実施例では、磁石14Aは両
端面に凹部ないし切欠38を設けられ、切欠38に銅、
磁性を示す酸化物(フエライト系を含む)、セラミツク
ス、繊維強化樹脂(FRP)、繊維強化金属(FRM)
などの補強材25を結合される。
【0024】図12に示す実施例では、各磁石14Aを
周方向に2分割し、両者の間に非磁性体からなる結合材
46を一体的に結合したものである。具体的には、1対
の磁石材45を磁性粉末から予め成形し、型の内部で両
者の間に、銅、磁性を示す酸化物(フエライト系を含
む)、セラミツクス繊維強化樹脂(FRP)、繊維強化
金属(FRM)などの粉末または予め成形したものを挟
み、全体として厚い円弧状に湾曲した板に加圧成形して
焼結する。磁石14Aは磁石支持輪に結合する前か結合
した後に、1対の磁石材45の各外周面21をN極(ま
たはS極)に、内周面22をS極(またはN極)に着磁
させる。結合材46の周方向の寸法dは、図4で述べた
強磁性板15の相互の隙間(回転角)cよりも小さくす
る。
【0025】1対の磁極材45の各周面の極性を同じに
する方が間隔dを狭くしても、磁気的に問題がなく、強
度上有利である。結合材46を用いないで、磁石材45
を離したまま(2分割したまま)磁石支持輪に結合する
場合に比べて、磁石14Aの表面加工や磁石支持輪に対
する組付が容易になり、組付金具の数を節減できる。
【0026】結合材46として結合強度の大きいものを
用いる場合は、図12に仮想面46aで示すように、結
合材46を薄くしてもよく、結合材46の外周面を磁石
材45の外周面21と一致させる必要はない。
【0027】
【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸に結合し
た制動ドラムの内部に非磁性体からなる断面箱形の案内
筒を配設し、案内筒の外周壁に周方向等間隔に多数の強
磁性板を結合し、案内筒の内空部に回動可能に支持した
磁石支持輪に、各強磁性板に対向しかつ極性が周方向に
交互に異なる磁石を結合し、各磁石の内周面、外周面ま
たは両端面の周方向中央部分に凹部を設け、該凹部に磁
石よりも磁性の弱い補強材を結合するか凹部を覆う補強
板を結合したものであるから、次のような効果を奏す
る。
【0028】非制動時、各磁石の周方向中央部分は相隣
接する強磁性板の相互の隙間へ臨むが、各磁石の周方向
中央部分は凹部を設けられ、該凹部に磁石よりも磁性の
弱い補強材を結合されているので、非制動時、各磁石の
周方向中央部分から相隣接する強磁性板の相互の隙間を
経て制動ドラムへ洩れる磁界の強さは極めて弱く、制動
ドラムに及ぼす引きずりトルクは無視できるものとな
り、動力の損失を防止できる。
【0029】磁石は補強材または補強板を備えているの
で、磁石の凹部を深くしても機械的強度に問題がなく、
磁石を軽量にし、磁石の周方向中央部分の磁性をより弱
くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る渦電流式減速装置の側面断面図で
ある。
【図2】同渦電流式減速装置の磁石を拡大して示す正面
断面図である。
【図3】制動時の強磁性板と磁石支持輪との関係を示す
部分的正面断面図である。
【図4】非制動時の強磁性板と磁石支持輪との関係を示
す部分的正面断面図である。
【図5】本発明の第2実施例に係る磁石を拡大して示す
正面断面図である。
【図6】本発明の第3実施例に係る磁石を拡大して示す
斜視図である。
【図7】同磁石を拡大して示す正面断面図である。
【図8】本発明の第4実施例に係る磁石を拡大して示す
正面断面図である。
【図9】本発明の第5実施例に係る磁石を拡大して示す
正面断面図である。
【図10】本発明の第6実施例に係る磁石を拡大して示
す正面断面図である。
【図11】本発明の第7実施例に係る磁石を拡大して示
す斜視図である。
【図12】本発明の第8実施例に係る磁石を拡大して示
す斜視図である。
【図13】従来の渦電流式減速装置を示す正面断面図で
ある。
【符号の説明】
1:回転軸 7:制動ドラム 10:案内筒 14:磁
石支持輪 14A:磁石 15:強磁性板 24,25,34,35:補強材 2
6,36,38:凹部 37:開口 41〜43:補強板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 49/02 H02K 49/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸に結合した制動ドラムの内部に非磁
    性体からなる断面箱形の案内筒を配設し、案内筒の外周
    壁に周方向等間隔に多数の強磁性板を結合し、案内筒の
    内空部に回動可能に支持した磁石支持輪に、各強磁性板
    に対向しかつ極性が周方向に交互に異なる磁石を結合
    し、各磁石の内外周面の一方の面の周方向中央部分に凹
    部を設け、該凹部に磁石よりも磁性の弱い補強材を結合
    したことを特徴とする、渦電流式減速装置。
  2. 【請求項2】回転軸に結合した制動ドラムの内部に非磁
    性体からなる断面箱形の案内筒を配設し、案内筒の外周
    壁に周方向等間隔に多数の強磁性板を結合し、案内筒の
    内空部に回動可能に支持した磁石支持輪に、各強磁性板
    に対向しかつ極性が周方向に交互に異なる磁石を結合
    し、各磁石の内外周面の一方の面の周方向中央部分に凹
    部を設け、前記一方の面に凹部を覆う補強板を重合せ結
    合したことを特徴とする、渦電流式減速装置。
  3. 【請求項3】回転軸に結合した制動ドラムの内部に非磁
    性体からなる断面箱形の案内筒を配設し、案内筒の外周
    壁に周方向等間隔に多数の強磁性板を結合し、案内筒の
    内空部に回動可能に支持した磁石支持輪に、各強磁性板
    に対向しかつ極性が周方向に交互に異なる磁石を結合
    し、各磁石の両端面の周方向中央部分に凹部を設け、該
    凹部に磁石よりも磁性の弱い補強材を結合したことを特
    徴とする、渦電流式減速装置。
  4. 【請求項4】回転軸に結合した制動ドラムの内部に非磁
    性体からなる断面箱形の案内筒を配設し、案内筒の外周
    壁に周方向等間隔に多数の強磁性板を結合し、案内筒の
    内空部に回動可能に支持した磁石支持輪に、各強磁性板
    に対向しかつ極性が周方向に交互に異なる磁石を結合
    し、各磁石は周方向に2分割し、非磁性体からなる結合
    材を挟むんで結合したことを特徴とする、渦電流式減速
    装置。
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