JP3690471B2 - Eddy current reducer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は大形車両などの摩擦ブレーキの負担を軽減する渦電流減速装置、特に永久磁石(以下、これを単に磁石という)の磁束が制動ドラムへ有効に働くようにした渦電流減速装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開平4-88867 号公報に開示される渦電流減速装置では、図2に示すように、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案内筒10と、案内筒10の内空部に回動可能に支持した磁性体からなる磁石支持筒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、放熱フイン8を備えた制動ドラム7が結合される。
【0003】
案内筒10は断面長方形の内空部を備えており、具体的には断面コ字形をなす筒体に、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の外筒部10aに周方向等間隔に設けた多数の開口13に、強磁性板(ポールピース)15がそれぞれ結合される。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。磁石支持筒14は案内筒10の内空部、詳しくは内筒部10bに軸受12により回動可能に支持される。
【0004】
案内筒10の左端壁に、好ましくは3つの流体圧アクチユエータ20が周方向等間隔に結合される。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に、磁石支持筒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が連結される。磁石支持筒14に強磁性板15の約半分の面積で倍数の磁石14aが、強磁性板15の配列ピツチの1/2の配列ピツチで周方向等間隔に結合される。図3に示すように、磁石支持筒14はアルミニウムなどの非磁性体からなり、多数の磁石14aが、強磁性板15と対向しかつ強磁性板15に対する極性が周方向に2つずつ異なるように配設される。
【0005】
図3に示すように、非制動時、共通の強磁性板15に対し、周方向に隣接する2つの磁石14aの極性が互いに異なる状態では、強磁性板15と磁石支持筒14との間に短絡的磁気回路yが生じ、制動ドラム7に磁界を及ぼさない。
【0006】
図4に示すように、制動時、流体圧アクチユエータ20により磁石支持筒14を磁石14aの配列ピツチpだけ回動すると、共通の強磁性板15に対し、隣接する2つの磁石14aの極性が同じになる。したがつて、2つの磁石14aが等しく強磁性板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が制動トルクを受ける。この時、制動ドラム7と磁石支持筒14との間に磁気回路zが生じる。
【0007】
上述したように、磁石支持筒14の外周面に多数の磁石14aを、強磁性板15に対向する極性がN,N,S,S,…というように、2つごとに異なるように結合し、2つの磁石14aの外面を覆うように強磁性板15(強磁性材かつ軟磁性材からなる)を案内筒10に配置し、流体圧アクチエータ20により磁石14aの配列ピツチpだけ磁石支持筒14を正逆回動させて、制動位置と非制動位置との切換えを行う従来の渦電流減速装置では、強磁性板15の断面形状、正確には案内筒10の中心軸線に対して垂直な断面の形状が、ほぼ長方形をなしていたので、磁石支持筒14の磁石14aから制動ドラム7へ向う磁束の集中が得られず、制動力の低下を招いていた。つまり、上述の渦電流減速装置では、磁石14aの外面の面積よりも強磁性板15の外面の面積のほうが広く、強磁性板15から出てくる磁束密度が小さくなり、制動力の低下を招いていたのである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、強磁性板の回転軸に対する断面形状を台形に似た形にし、磁束密度を高めて制動力を向上させる渦電流減速装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、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長方形の内空部を有する案内筒を配設し、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に多数の強磁性板を配設し、案内筒の内部に軸方向移動可能または回動可能に配設した磁性体からなる少くとも1つの磁石支持筒の外周面に、強磁性板に対する極性が周方向に交互に異なるように磁石を結合し、同極性の磁石が各強磁性板に全面的に対向する制動位置と、磁石が各強磁性板に全面的には対向しない非制動位置とに切り換わる渦電流減速装置において、前記強磁性板の磁石に対向する内面に隣接する前後の壁面を内面に対し垂直な第1の壁面とし、前記強磁性板の制動ドラムに対向する外面に隣接する前後の壁面を外面に対し垂直な第2の壁面とし、第1の壁面と第2の壁面との間の前後の壁面を、前後の壁面の周方向の間隔が内面から外面へ向かつて次第に狭くなるように互いに反対方向へ傾斜させたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
強磁性板の周方向寸法を径外方へ向かつて狭めて台形に似た形にし、磁束密度を高めて制動力を向上させる。特に、強磁性板が2つの磁石と磁石の間を覆う部分の肉厚を最大にする。これにより、強磁性板の外面の面積が狭くなり、磁石から強磁性板を経て制動ドラムへ向う磁束密度が高められる。
【0011】
【実施例】
図1に示すように、本発明は強磁性板15の制動ドラム7に対する磁束密度を高めるために、強磁性板15の回転軸(制動ドラム7の中心軸線)に垂直な断面形状を、内面25から外面24に向けて周方向寸法W2が周方向寸法W1へと次第に小さくなるように、ほぼ台形に構成したものである。したがつて、強磁性板15の外面24は内面25よりも狭くなる。制動ドラム7の矢印x方向の回転に関して、強磁性板15の前方の壁面は壁面26a,26,27からなり、強磁性板15の後方の壁面は壁面28a,28,29からなる。強磁性板15の内面25に隣接する壁面27,29は、強磁性板15の体積を確保するために、制動ドラム7の回転中心から径外方へ延びる線と平行にされる。つまり、前方の壁面26と後方の壁面28は、2つの磁石14aの間を通る径方向線に関してほぼ対称に傾斜される。上述の形状に予め成形された磁石14aは、案内筒10をアルミニウムから鋳造する際に、鋳型へ配列されて鋳込まれる。共通の強磁性板15に対向する極性が同じ磁石は1つの連続したものとしてもよい。
【0012】
案内筒10の外筒部10aの壁面26a,28a,26,28と接する部分21が鋭角になり、この部分21から熱などの影響により破損する恐れがあるので、図1に示す実施例では、傾斜した壁面26,28の外面24に隣接する部分を、案内筒10の外周面に対しほぼ垂直な壁面26a,28aに形成し、外面24にほぼ垂直な壁面26a,28aと内面25にほぼ垂直な壁面27,29との間に、内面25から外面24へ向つて周方向寸法が次第に縮小するように互いに反対方向へ傾斜した壁面26,28が形成される。これにより、案内筒10の外筒部10aと強磁性板15との安定な結合が得られる。
【0013】
本発明は図2に示す渦電流減速装置に限定されるものではなく、他の形式の渦電流減速装置にも適用できる。図5に示す実施例では、回転軸1に結合した制動ドラム7の内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する案内筒10を配設し、案内筒10の外筒部10aに周方向等間隔に多数の強磁性板15を配設し、案内筒10の内部に配設した磁性体からなる可動の磁石支持筒14と不動の磁石支持筒34の外周面に、各強磁性板15に対向しかつ強磁性板15に対する極性が周方向に交互に異なるように磁石14a,34aをそれぞれ結合し、同極性の磁石14a,34aが各強磁性板15に全面的に対向する制動位置と、異極性の磁石14a,34aが各強磁性板15に全面的に対向する図示の非制動位置とに、可動の磁石支持筒14をアクチユエータ20により正逆回動して切り換えられるものであり、図1に示したように、強磁性板15の周方向の寸法は内面25から外面24へ向かつて次第に狭められる。
【0014】
図6に示す実施例では、回転軸1に結合した制動ドラム7の内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する案内筒10を配設し、案内筒10の外筒部10aに周方向等間隔に多数の強磁性板15を配設し、案内筒10の内部に軸方向移動可能に配設した磁性体からなる磁石支持筒14の外面に、各強磁性板15に対する極性が周方向に交互に異なるように磁石14aを結合し、磁石支持筒10を制動ドラム7の内部へ突出させて各磁石14aが各強磁性板15に全面的に対向する図示の制動位置と、磁石支持筒14を制動ドラム7から軸方向に引退させて各磁石14aが各強磁性板15に対向しない非制動位置とにアクチユエータ20により切り換えられるものであり、図1に示したように、強磁性板15の周方向の寸法は内面から外面へ向かつて次第に狭められる。
【0015】
以上説明したように、本発明は強磁性板15の回転軸に垂直な断面の形状を、内面25よりも外面24が狭くなつているほぼ台形にされているので、磁石14aから強磁性板15を経て制動ドラム7へ及ぼす磁束が絞られる。つまり、2つの磁石14aの磁束が強磁性板15を透過する時に絞られて制動ドラム7ヘ及ぶので、制動ドラム7の内部で磁束密度が大きくなり、制動ドラム7の内部に発生する渦電流が強くなり、制動力が高められる。
【0016】
【発明の効果】
要するに、本発明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長方形の内空部を有する案内筒を配設し、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に多数の強磁性板を配設し、案内筒の内部に軸方向移動可能または回動可能に配設した磁性体からなる少くとも1つの磁石支持筒の外周面に、前記強磁性板に対する極性が周方向に交互に異なるように1つずつ磁石を結合し、同極性の磁石が各強磁性板に全面的に対向する制動位置と、磁石が各強磁性板に全面的には対向しない非制動位置とに切り換わる渦電流減速装置において、前記強磁性板の磁石に対向する内面に隣接する前後の壁面を内面に対し垂直な第1の壁面とし、前記強磁性板の制動ドラムに対向する外面に隣接する前後の壁面を外面に対し垂直な第2の壁面とし、第1の壁面と第2の壁面との間の前後の壁面を、前後の壁面の周方向の間隔が内面から外面へ向かつて次第に狭くなるように互いに反対方向へ傾斜させたものであり、磁石からの磁束が強磁性板を透過する時に絞られて制動ドラムヘ及ぶので、制動ドラムの内部での磁束密度が大きくなり、制動力が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る渦電流減速装置の要部を示す正面断面図である。
【図2】本発明が適用される渦電流減速装置の上半部を示す側面断面図である。
【図3】同渦電流減速装置の非制動状態を示す正面断面図である。
【図4】同渦電流減速装置の制動状態を示す正面断面図である。
【図5】本発明が適用される他の渦電流減速装置の上半部を示す側面断面図である。
【図6】本発明が適用される他の渦電流減速装置の上半部を示す側面断面図である。
【符号の説明】
W1,W2:周方向寸法 1:回転軸 6:スポーク 7:制動ドラム 8:放熱フイン 10:案内筒 10a:外筒部 10b:内筒部 14,34:磁石支持筒 14a,34a:磁石 15:強磁性板 20:流体圧アクチユエータ 24:外面 25:内面 26:側面 27:側面 28:側面 29:側面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an eddy current reduction device for reducing the burden of a friction brake on a large vehicle or the like, and more particularly to an eddy current reduction device in which a magnetic flux of a permanent magnet (hereinafter simply referred to as a magnet) works effectively on a braking drum. It is.
[0002]
[Prior art]
In the eddy current reduction device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-88867, as shown in FIG. 2, for example, a
[0003]
The
[0004]
Preferably, three
[0005]
As shown in FIG. 3, during non-braking, when the polarities of the two magnets 14a adjacent to each other in the circumferential direction are different from each other with respect to the common
[0006]
As shown in FIG. 4, when braking, when the
[0007]
As described above, a large number of magnets 14a are coupled to the outer peripheral surface of the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an eddy current reduction device in which the cross-sectional shape of a ferromagnetic plate with respect to the rotation axis is similar to a trapezoid, and the magnetic flux density is increased to improve the braking force.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the configuration of the present invention is such that a guide cylinder having an inner space with a rectangular cross section made of a non-magnetic material is disposed inside a brake drum coupled to a rotating shaft, and the outer cylinder of the guide cylinder A large number of ferromagnetic plates are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of at least one magnet support cylinder made of a magnetic body that is axially movable or rotatable inside the guide cylinder. The magnets are coupled so that the polarities with respect to the ferromagnetic plates are alternately different in the circumferential direction, and the braking position where the magnets of the same polarity are opposed to the respective ferromagnetic plates and the magnets are opposed to the respective ferromagnetic plates. In the eddy current reduction device that switches to the non-braking position, the front and rear wall surfaces adjacent to the inner surface facing the magnet of the ferromagnetic plate are first wall surfaces perpendicular to the inner surface, and the braking drum of the ferromagnetic plate is The second wall surface perpendicular to the outer surface on the front and rear wall surfaces adjacent to the opposing outer surface And, characterized in that the front and rear walls, the circumferential spacing of the front and rear walls is inclined in mutually opposite directions such that countercurrent former gradually narrowed to the outer surface from the inner surface between the first and second walls And
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The circumferential dimension of the ferromagnetic plate is once narrowed outward in a radial shape to resemble a trapezoid, and the magnetic flux density is increased to improve the braking force. In particular, the thickness of the portion where the ferromagnetic plate covers between the two magnets is maximized. Thereby, the area of the outer surface of the ferromagnetic plate is reduced, and the magnetic flux density from the magnet to the braking drum through the ferromagnetic plate is increased.
[0011]
【Example】
As shown in FIG. 1, in the present invention, in order to increase the magnetic flux density of the
[0012]
In the embodiment shown in FIG. 1, the portion 21 in contact with the
[0013]
The present invention is not limited to the eddy current reduction device shown in FIG. 2, but can be applied to other types of eddy current reduction devices. In the embodiment shown in FIG. 5, a
[0014]
In the embodiment shown in FIG. 6, a
[0015]
As described above, according to the present invention, the shape of the cross section perpendicular to the rotation axis of the
[0016]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, a guide cylinder having a rectangular cross section made of a non-magnetic material is disposed inside a brake drum coupled to a rotating shaft, and a large number of circumferentially equally spaced outer cylinder parts of the guide cylinder are provided. A ferromagnetic plate is disposed on the outer peripheral surface of at least one magnet support cylinder made of a magnetic body that is axially movable or pivotable inside the guide cylinder. Brake positions where magnets are coupled one by one so that they are alternately different in direction, and the magnets of the same polarity face each ferromagnetic plate, and the non-braking positions where the magnet does not face each ferromagnetic plate In the eddy current reduction device, the front and rear wall surfaces adjacent to the inner surface facing the magnet of the ferromagnetic plate are first wall surfaces perpendicular to the inner surface, and the outer surface of the ferromagnetic plate facing the braking drum is The adjacent front and rear wall surfaces are second wall surfaces perpendicular to the outer surface, and the first Walls and the front and rear wall between the second wall, which circumferential spacing of the front and rear walls is inclined in mutually opposite directions such that countercurrent former gradually narrowed to the outer surface from the inner surface, the magnetic flux from the magnet Is reduced when passing through the ferromagnetic plate and reaches the braking drum, the magnetic flux density inside the braking drum is increased and the braking force is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing a main part of an eddy current reduction device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing an upper half portion of an eddy current reduction device to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a front sectional view showing a non-braking state of the eddy current reduction device.
FIG. 4 is a front sectional view showing a braking state of the eddy current reduction device.
FIG. 5 is a side sectional view showing an upper half portion of another eddy current reduction device to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a side sectional view showing an upper half portion of another eddy current reduction device to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
W1, W2: Circumferential dimensions 1: Rotating shaft 6: Spoke 7: Braking drum 8: Heat radiation fin 10: Guide tube 10a:
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