JP3711854B2 - 渦電流式減速装置のアクチュエータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動補助装置としてバスやトラック等の大型自動車に取付けられる渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータに係り、特に渦電流式減速装置の制動力を多段階に切り換えることが可能な複数位置動作型のアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バスやトラック等の大型自動車には、下り勾配路でのフットブレーキの使用回数を減少させて、ライニングの異常摩耗やフェード現象を防止すると共に、制動停止距離を短縮することを目的として、主ブレーキであるフットブレーキや補助ブレーキである排気ブレーキの他に渦電流式減速装置が取付けられるようになってきた。そして、この渦電流式減速装置も、最近では、特開平１−２９８９４８号等のように、磁極として永久磁石を使用し、制動時に通電を必要としないものが多くなってきている。
【０００３】
この永久磁石式の渦電流式減速装置は、現在では、単列旋回方式と二列旋回方式のものが考案されている。
このうち、単列旋回方式のものは、例えば図１３に示したように、軸受けケース１に固定支持されたアルミニウム等の非磁性体からなる支持体２に磁石支持リング３を軸受４を介して回動自在に軸支し、この磁石支持リング３の外周面に、上下磁極面が回転軸５に対し直角方向の断面において円弧面をなす複数個の永久磁石６を等間隔に配設すると共に、この磁石支持リング３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複数枚のスイッチ板７を非磁性体の支持部材を介して等間隔に円周配置して支持体２に一体に取着した構成である。そして、ロータ８を回転軸５に嵌着し、その円筒部８ａを所定の空隙をもってスイッチ板７に対向させると共に、支持体２には磁石支持リング３を回動させるための駆動装置を円周上に配設している。
【０００４】
また、二列旋回方式のものは、例えば図１４に示したように、軸受けケース１に固定支持されたアルミニウム等の非磁性体からなる支持体２に２つの磁石支持リングを設け、このうち一方を支持体２に固定支持し、他方を軸受４を介して回転が自在なように軸支して、これら固定支持リング３ａ及び回動支持リング３ｂの外周面に、上下磁極面が回転軸５に対し直角方向の断面において円弧面をなす複数個の永久磁石６ａ，６ｂを等間隔に配設すると共に、これら固定支持リング３ａ及び回動支持リング３ｂに取着した各永久磁石６ａ，６ｂ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を介して等間隔に円周配置して支持体２に一体に取着した構成である。そして、ロータ８を回転軸５に嵌着し、その円筒部８ａを所定の空隙をもってスイッチ板７に対向させると共に、支持体２には回動支持リング３ｂを回動させるための駆動装置を円周上に配設している。
【０００５】
このような永久磁石式の渦電流式減速装置にあっては、磁石支持リング３や回動支持リング３ｂの回動機構は、磁石支持リング３や回動支持リング３ｂの側面から突出したヨークリンク９を介して、油圧シリンダやエアーシリンダといったアクチュエータや電動モータなどの駆動源と連接したものなど多岐にわたるが、既設の圧縮エアー源を保有しているトラックやバスなどでは、上記圧縮エアーを利用するエアーシリンダ駆動の回動機構が多く用いられており、また、駆動用シリンダとしては複動型のものが多く用いられている。
【０００６】
上記したアクチュエータのうち、例えば２段階に制動力を切り換えることが可能な二列旋回方式の渦電流式減速装置駆動用の３位置動作型アクチュエータとして、実開平６−４８３８６号では、図１５に示したように、段付シリンダ１１に段付ピストン１２を嵌挿し、該段付ピストン１２の小径端に開口するシリンダにピストン１３を嵌挿し、該ピストン１３に結合したロツド１４を前記段付ピストン１２の閉鎖端壁と前記段付シリンダ１１の大径端壁を貫通して外部へ突出させた構成となし、段付シリンダ１１の両端室へ圧縮エアーを選択的に供給することで、前記ロツド１４に連結した前記渦電流式減速装置を構成する可動支持リングを制動ＯＦＦ位置、部分制動位置、制動ＯＮ位置の３位置に回動可能なように構成したものを提案している。
【０００７】
ところで、上記した駆動には、ロータと磁石支持リング（又は固定支持リング、回動支持リング）からなる磁気回路により発生する磁気的吸引力よりも大きな力が必要であるが、アクチュエータ駆動では、制動ＯＦＦの状態から磁石支持リング（或いは回動支持リング）を回動させて、制動ＯＮの状態に保持し、その後に制動ＯＮの状態から磁石支持リング（或いは回動支持リング）を回動して制動ＯＦＦの状態に保持するのに必要な所要力は、図１６に示すように、磁石支持リング（或いは回動支持リング）の移動位置によって変化し、０点で示す制動ＯＦＦからＥ点で示す制動ＯＮの状態に至る間で最大（Ａ点）となる。従って、採用するアクチュエータにはＡ点における所要力以上の推力を備えることが必要となる一方、制動を解除するのに必要な推力（Ｂ点における所要力）は、図１６より明らかなように、上記した制動時に必要な推力（Ａ点における所要力）よりも小さくて良い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、渦電流式減速装置の駆動用として図１５に示したような３位置動作型アクチュエータを採用し、図１６のＡ〜Ｅ点の間に部分制動位置Ｍを設定した場合には、この部分制動位置Ｍでのピストン１３の停止保持を、磁石支持リング（或いは回動支持リング）が受ける制動トルク反力と、磁石の重なり状態と極性によって生じる磁気的な反発力（吸引力）を合せた磁石支持リング（或いは回動支持リング）が受ける外力に対し、これより大きな保持力として段付ピストン１２とその中空部に嵌挿したピストン１３を、図１５（ｂ）に示したように押し付けあい、これらの力の差でもって部分制動位置Ｍでの位置保持力としていることから、以下に説明するような問題が発生する。
【０００９】
先ず、図１６における０点で示す制動ＯＦＦの状態から部分制動位置Ｍまで作動させる場合には、Ａ点を超える推力が発生できるだけの径を有するピストン１３が必要であるのみならず、この部分制動位置Ｍでピストン１３を停止保持するためには、ピストン１３の推力を受け止めることができるだけの径を有する段付ピストン１２が必要になる。
【００１０】
すなわち、図１５に示したような３位置動作型アクチュエータを採用した場合、部分制動位置Ｍでの安定性を向上させるためには、段付ピストン１２の径をピストン１３の径より大きくする必要があることから、エアーの消費が過剰になり、また、アクチュエータの径が大きくなって車両への搭載性が悪くなるという問題が発生する。
【００１１】
反対に、図１６におけるＥ点で示す制動ＯＮの状態から部分制動位置Ｍまで作動させる場合にも、ピストン１３の反力に抗して部分制動位置Ｍへ作動させて保持するためには、必要以上に大きな径の段付ピストン１２が必要になり、エアーの消費が過剰になり、また、アクチュエータの径が大きくなって車両への搭載性が悪くなるという問題が発生する。
【００１２】
また、上記した磁石支持リング（或いは回動支持リング）が受ける外力は、制動ドラムの回転速度によって変化するので、中間停止位置での位置保持力が十分に得られないと、低速時或いは高速時といった一部の回転速度域での３位置への移動に際し、応答性が低下したり、移動に支障をきたすことになるという問題もある。
【００１３】
加えて、同じ外径寸法で同じ制動力を発生する渦電流式制動装置の場合、単列旋回方式と二列旋回方式の磁石旋回所要力は図１７に示したようになって、二列旋回方式（図１７に実線で示す）に比べて単列旋回方式（図１７に破線で示す）のほうが制動ＯＦＦから制動ＯＮに作動させた場合のピーク（Ａ点）が１０〜３０％程度高くなる。従って、二列旋回方式用として提案された図１５に示したような３位置動作型アクチュエータを単列旋回方式の渦電流式減速装置に適用した場合には、さらに大きな径のピストン１３や段付ピストン１２を使用しなければならなくなって、エアーの消費量や車両への搭載性の点でさらに不利になる。
【００１４】
本発明は、上記した従来の３位置動作型アクチュエータにあった問題点に鑑みてなされたものであり、過剰なエアーを必要とすることなく部分制動位置での位置保持を良好に行なえるだけの推力を得ることができ、しかも、二列旋回方式はもとより単列旋回方式の渦電流式減速装置であっても搭載が可能なように外径寸法を小さくできる複数位置動作型のアクチュエータを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る渦電流式減速装置のアクチュエータは、
ピストンロッドを共有する第１のアクチュエータと第２のアクチュエータから構成され、第２のアクチュエータにおけるピストンロッドの移動は、第２のアクチュエータのピストンロッド突出側と反対側の端部から、同じくピストンロッド突出側と反対側の端部が突出すべく設けられた第１のアクチュエータ自体が、第２のアクチュエータのシリンダ内を移動することにより行われるよう構成したり、また、一方側がシリンダに内挿され、他方側がシリンダより突出するピストンロッドに２つの自由ピストンを相対移動自在に外嵌させると共に、この２つの自由ピストンを内嵌する前記シリンダの内周面中間位置と前記ピストンロッドの中間における両自由ピストン間には夫々ストッパーを設けた構成としている。そして、このようにすることで、過剰なエアーを必要とすることなく部分制動位置での位置保持に必要な推力を得ることができ、しかも、シリンダの外径寸法を小さくすることができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータは、渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータであって、
ピストンロッドを共有する第１のアクチュエータと第２のアクチュエータから構成され、
第２のアクチュエータにおけるピストンロッドの移動は、第２のアクチュエータのピストンロッド突出側と反対側の端部から、同じくピストンロッド突出側と反対側の端部が突出すべく設けられた第１のアクチュエータ自体が、第２のアクチュエータのシリンダ内を移動することにより行われるよう構成されたものである。
【００１７】
本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータによれば、ピストンロッドが突出限位置で、第１のアクチュエータが第２のアクチュエータのシリンダ内における退入限位置にある部分制動位置では、第１のアクチュエータが独立していることから、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータは互に力を作用させることがなく、第１のアクチュエータに対する第２のアクチュエータの径をさほど大きくしなくても部分制動位置における保持安定性が良くなる。
【００１８】
但し、上記した本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータにおいては、制動ＯＦＦから制動ＯＮへの作動や、制動ＯＮから制動ＯＦＦ迄への作動に要する推力を増加させるには第１のアクチュエータの径を大きくする必要があることから、必然的に第１のアクチュエータを内挿する第２のアクチュエータの径も大きくなって、車両への搭載スペース上問題が発生する場合が起こりえる。
【００１９】
従って、上記した本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータを構成する第１のアクチュエータを複数に分割して直列状に配置することにより、前記推力の増加に関わらず、第１のアクチュエータの径を小さく維持することができるようになる。
【００２０】
また、本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータは、渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータであって、一方側がシリンダに内挿され、他方側がシリンダより突出するピストンロッドに２つの自由ピストンを相対移動自在に外嵌させると共に、この２つの自由ピストンを内嵌する前記シリンダの内周面中間位置と前記ピストンロッドの中間における両自由ピストン間には夫々ストッパーを設けたものである。
【００２１】
本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータによれば、２つの自由ピストンがシリンダの内周面中間位置とピストンロッドの中間に設けた両ストッパーを両側から挟む部分制動位置では、２つの自由ピストンの移動はシリンダの内周面中間位置に設けたストッパーによって拘束され、また、ピストンロッドの移動は前記ストッパーによって拘束された２つの自由ピストンによって拘束されるので、部分制動位置における保持安定性が良くなる。
【００２２】
加えて、本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータによれば、部分制動位置における保持がシリンダ内の圧力差ではなく、シリンダの内周面中間位置に設けたストッパーによってなされるので、両端室のシリンダ径は作動所要力の特性に応じた自由なサイズを個別に選択することができるようになって、過剰なエアーが不要になり、しかも、車両への搭載性が向上する。
【００２３】
上記した本発明に係る第一や第二の渦電流式減速装置のアクチュエータを、対を成す２個のアクチュエータを用いて制動ＯＮ−ＯＦＦの切換を行なうようにしたＯＮ−ＯＦＦ切換装置における一方のアクチュエータとして採用した場合には、対をなすアクチュエータの補助がないと、部分制動位置から制動ＯＦＦや制動ＯＮへの作動を行なうことができない。
【００２４】
従って、上記した本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータにおける第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの両シリンダ間及び第１のアクチュエータにおけるピストンロッド側受圧室にばねを設けた場合や、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの両シリンダ間及び複数に分割した第１のアクチュエータにおける少なくとも何れか一つのピストンロッド側受圧室にばねを設けた場合、或いは、第二の渦電流式減速装置のアクチュエータにおける２つの自由ピストン間にばねを介装した場合には、対を成す２個のアクチュエータを用いて制動ＯＮ−ＯＦＦの切換を行なうようにしたＯＮ−ＯＦＦ切換装置の一方に採用した場合であっても、対をなすアクチュエータの補助を必要とすることなく、部分制動位置から制動ＯＦＦや制動ＯＮへの作動が行なえるようになる。
【００２５】
なお、本発明に係る第一や第二の渦電流式減速装置のアクチュエータを、１つのアクチュエータのみで、制動ＯＮ−ＯＦＦの切換を行なうようにしたＯＮ−ＯＦＦ切換装置に適用した場合には、部分制動位置から制動ＯＮや制動ＯＦＦへの作動は、磁気的な反発力（吸引力）や制動トルク反力、若しくは、その両方を利用して戻すことになる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明に係る渦電流式減速装置のアクチュエータを図１〜図１２に示す実施例に基づいて説明する。
図１は渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本発明に係る第一のアクチュエータを、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合における制動ＯＦＦの説明図、図２は図１の部分制動位置の説明図、図３は図１の制動ＯＮの説明図、図４は本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータの第２実施例の説明図で、（ａ）は制動ＯＦＦの説明図、（ｂ）は部分制動位置の説明図、（ｃ）は制動ＯＮの説明図、図５〜図７は渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本発明に係る第一のアクチュエータの第３実施例を、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合の図１〜図３と同様の説明図、図８は本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータの第４実施例の図４と同様の説明図、図９〜図１１は本発明に係る第二のアクチュエータを採用した場合の図１〜図３と同様の図、図１２は本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータの図４と同様の説明図である。
【００２７】
図１〜図３において、２１は第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３とからなる本発明に係る第一のアクチュエータであり、第１のアクチュエータ２２におけるシリンダ２２ａのピストン２２ｃと反対側の、ピストンロッド２２ｂが突出する側を、第２のアクチュエータ２３を構成するシリンダ２３ａ内に移動が自在なように内装し、第１のアクチュエータ２２のピストンロッド２２ｂを第２のアクチュエータ２３のシリンダ２３ａから突出させた構成、すなわち、本発明に係る第一のアクチュエータでは、第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３は夫々独立しており、かつ、第１のアクチュエータ２２が第２のアクチュエータ２３のピストンの代わりをなすと共に、第１のアクチュエータ２２のピストンロッド２２ｂが第２のアクチュエータ２３のピストンロッドを兼ねているのである。
【００２８】
このような構成の本発明に係る第一のアクチュエータ２１を、先に図１３で説明した単列旋回方式の渦電流式減速装置Ｒや、図１４で説明した二列旋回方式の渦電流減速装置Ｒ’の、磁石支持リング或いは回動支持リングを回動するために、磁石支持リング或いは回動支持リングの対向する位置に配置した対を成す一方のシリンダとして採用し、他方のシリンダとして１段シリンダ１５を配置した渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置の概略構成を示したのが図１〜図３である。
【００２９】
このような構成の本発明に係る第一のアクチュエータ２１を一方のシリンダとして採用し、他方のシリンダとして１段シリンダ１５を配置した渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置では、図３に示した制動ＯＮから図１に示した制動ＯＦＦまで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図１に示したように、第一のアクチュエータ２１と１段シリンダ１５のポート口Ａから例えば圧縮エアーを供給し、ポート口Ｂから圧縮エアーを吐き出させる。
【００３０】
これにより、本発明に係る第一のアクチュエータ２１では、第１のアクチュエータ２２のシリンダ２２ａを図３に示した状態からストロークＬ１だけ図１の紙面右側に移動させる方向に力が働き、Ｌ１以降は１段シリンダ１５のみによって第１のアクチュエータ２２のピストンロッド２２ｂが図３に示した状態から紙面右側に移動することになる。
【００３１】
この図１に示した制動ＯＦＦから図２に示した部分制動位置まで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図２に示したように、第一のアクチュエータ２１と１段シリンダ１５のポート口Ａ及びポート口Ｂから圧縮エアーを供給する。
【００３２】
これにより、本発明に係る第一のアクチュエータ２１では、ピストンロッド２２ｂのみが図１に示した状態から紙面左側にシリンダ２２ａ端まで移動し、図２に示した部分制動位置で保持されることになる。そして、この部分制動位置では、本発明に係る第一のアクチュエータ２１は、第１のアクチュエータ２２が独立していることから、第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３は互に力を作用させることがなく、部分制動位置における保持安定性が良くなる。加えて、第２のアクチュエータ２３の径は第１のアクチュエータ２２を移動が自在なように内装できさえすれば、第１のアクチュエータ２２に対する第２のアクチュエータ２３の径をさほど大きくしなくても良い。
【００３３】
この図２に示した部分制動位置から図３に示した制動ＯＮまで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図３に示したように、第一のアクチュエータ２１と１段シリンダ１５のポート口Ｂから圧縮エアーを供給し、ポート口Ａから圧縮エアーを吐き出させる。
【００３４】
これにより、本発明に係る第一のアクチュエータ２１では、１段シリンダ１５によって第１のアクチュエータ２２のシリンダ２２ａが図２の状態からストロークＬ１だけ図２の紙面左側に移動することになる。
【００３５】
本発明に係る第一のアクチュエータ２１を、図１〜図３に示したように、渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして採用した場合においては、部分制動位置から制動ＯＦＦや制動ＯＮへの作動は、上記したように対をなす１段シリンダ１５の補助によって行なうことになる。しかしながら、図４に示したように、第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３の両シリンダ間及び第１のアクチュエータ２２におけるピストンロッド２２ｂ側受圧室に夫々例えばコイルスプリング２４ａ，２４ｂを設けた場合には、図１〜図３のような構成のＯＮ−ＯＦＦ切換装置であっても、１段シリンダ１５の補助を必要とすることなく、図４（ａ）に示した制動ＯＦＦから図４（ｂ）に示した部分制動位置を経て図４（ｃ）に示した制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようになる。これが本発明に係る第一のアクチュエータ２１の第２実施例である。
【００３６】
本発明に係る第一のアクチュエータ２１やその第２実施例においては、上記したように部分制動位置での保持安定性が優れるとは言うものの、制動ＯＦＦから制動ＯＮへ作動させる場合や、制動ＯＮから制動ＯＦＦへ作動させるのに要する推力を増加させるためには第１のアクチュエータ２２の径を大きくする必要があることから、必然的に第１のアクチュエータ２２を内挿する第２のアクチュエータ２３の径も大きくなる。従って、車両への搭載スペースの点で問題が発生する場合が起こりえる。
【００３７】
そこで、本発明に係る第一のアクチュエータ２２を構成する第１のアクチュエータ２２を、図５〜図７に示したように、例えば２つに分割して直列状に配置することにより、前記推力を増加させた場合にも、第１のアクチュエータの径を可及的に小さくすることができるようになる。これが、本発明に係る第一のアクチュエータ２２の第３実施例である。
【００３８】
この本発明に係る第一のアクチュエータ２２の第３実施例における図５に示した制動ＯＦＦから図６に示した部分制動位置を経て図７に示した制動ＯＮへの作動や、その逆の作動は、２つに分割して直列状に配置した第１のアクチュエータ２２夫々のポート口Ａやポート口Ｂについて同時に圧縮エアーの給排気を行う以外は、上記した図１〜図３に示した本発明に係る第一のアクチュエータ２２の場合と同様である。
【００３９】
この本発明に係る第一のアクチュエータ２１の第３実施例においても、図５〜図７に示したように、渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして採用した場合においては、制動ＯＦＦから制動ＯＮ迄への作動や、制動ＯＮから制動ＯＦＦ迄への作動をこれのみで行なうことができず、対をなす１段シリンダ１５の補助が必要になることは図１〜図３に示した本発明に係る第一のアクチュエータ２１と同様である。
【００４０】
従って、この図５〜図７に示した本発明に係る第一のアクチュエータ２１の第３実施例の場合にも、１段シリンダ１５の補助がなくても、制動ＯＦＦから制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようにするためには、図８に示したように、第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３の両シリンダ間及び複数に分割した第１のアクチュエータ２２における例えば第２のアクチュエータ２３と離反した側のピストンロッド側受圧室にスプリング２４ａ，２４ｂを設ければ良い。
【００４１】
このようにすることで、１段シリンダ１５の補助がなくても、図８（ａ）に示した制動ＯＦＦから図８（ｂ）に示した部分制動位置を経て図８（ｃ）に示した制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようになる。これが本発明に係る第一のアクチュエータ２１の第４実施例である。
【００４２】
本発明に係るアクチュエータは上記した実施例に限らず、図９〜図１１に示したような構成のものでも良い。
すなわち、図９〜図１１において、３１は本発明に係る第二のアクチュエータであり、中間位置にストッパー３２ａを突出状に張り出させたピストンロッド３２と、内周面中間位置にストッパー３３ａを設けたシリンダ３３と、前記ピストンロッド３２におけるシリンダ３３への内挿側に、前記ストッパー３２ａを挟んで、しかも、前記ストッパー３３ａを挟んだシリンダ３３内において夫々相対移動が自在となるように外嵌された２つの自由ピストン３４ａ，３４ｂとで構成されている。なお、３２ｂはピストンロッド３２におけるシリンダ３３への内挿側端部に設けた自由ピストン３４ｂの抜け止め用大径部、３３ｂはシリンダ３３のストッパー３３ａ部に設けた大気開放孔である。
【００４３】
このような構成の本発明に係る第二のアクチュエータ３１を、上記した本発明に係る第一のアクチュエータ２１と同様に、図１３で説明した単列旋回方式の渦電流式減速装置Ｒや、図１４で説明した二列旋回方式の渦電流減速装置Ｒ’の、磁石支持リング或いは回動支持リングを回動するために、磁石支持リング或いは回動支持リングの対向する位置に配置した対を成す一方のシリンダとして採用し、他方のシリンダとして１段シリンダ１５を配置した渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置の概略構成を示したのが図９〜図１１である。
【００４４】
このような構成の本発明に係る第二のアクチュエータ３１を一方のシリンダとして採用し、他方のシリンダとして１段シリンダ１５を配置した渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置では、図１１に示した制動ＯＮから図９に示した制動ＯＦＦまで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図９に示したように、シリンダ３３と１段シリンダ１５のポート口Ａから例えば圧縮エアーを供給し、ポート口Ｂから圧縮エアーを吐き出させる。
【００４５】
これにより、本発明に係る第二のアクチュエータ３１では、自由ピストン３４ａを図１１に示した状態から紙面右側に移動させる方向に力が働き、自由ピストン３４ａとピストンロッド３２は、自由ピストン３４ａがシリンダ３３のストッパー３３ａに当接するまでのストロークＬ１は一緒に移動し、自由ピストン３４ａがシリンダ３３のストッパー３３ａに当接した後は、１段シリンダ１５のみによってピストンロッド３２が自由ピストン３４ｂを押して図９に示した位置まで紙面右側に移動することになる。
【００４６】
この図９に示した制動ＯＦＦから図１０に示した部分制動位置まで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動させる場合には、図１０に示したように、シリンダ３３と１段シリンダ１５のポート口Ａ及びポート口Ｂから圧縮エアーを供給する。
【００４７】
これにより、本発明に係る第二のアクチュエータ３１では、自由ピストン３４ｂに押されたピストンロッド３２は、図９に示した状態から紙面左側に向けて自由ピストン３４ｂがシリンダ３３のストッパー３３ａに当接するまで移動し、図１０に示した部分制動位置で保持されることになる。
【００４８】
そして、この図１０に示した部分制動位置では、本発明に係る第二のアクチュエータ３１は、２つの自由ピストン３４ａ，３４ｂの移動はシリンダ３３の内周面中間位置に設けたストッパー３３ａによって拘束され、また、ピストンロッド３２の移動は前記ストッパー３３ａによって拘束された２つの自由ピストン３４ａ，３４ｂによって拘束されるので、部分制動位置における保持安定性が良くなる。
【００４９】
加えて、本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータ３１によれば、部分制動位置における保持がシリンダ３３内の圧力差ではなく、シリンダ３３の内周面中間位置に設けたストッパー３３ａによってなされるので、両端室のシリンダ径は作動所要力の特性に応じた自由なサイズを個別に選択することができるようになって、過剰なエアーが不要になり、しかも、車両への搭載性が向上する。
【００５０】
この図１０に示した部分制動位置から図１１に示した制動ＯＮまで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図１１に示したように、シリンダ３３と１段シリンダ１５のポート口Ｂから圧縮エアーを供給し、ポート口Ａから圧縮エアーを吐き出させる。
【００５１】
これにより、本発明に係る第二のアクチュエータ３１では、自由ピストン３４ｂによってピストンロッド３２が図１０に示した状態からピストンロッド３２の大径部３２ｂが自由ピストン３４ｂに当接するストロークＬ２だけ図１０の紙面左側に移動し、その後は１段シリンダ１５の力のみによって図１１に示した位置までピストンロッド３２を移動させることになる。
【００５２】
この本発明に係る第二のアクチュエータ３１においても、図９〜図１１に示したように、渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして採用した場合においては、制動ＯＦＦから制動ＯＮ迄への作動や、制動ＯＮから制動ＯＦＦ迄への作動をこれのみで行なうことができず、対をなす１段シリンダ１５の補助が必要になることは図１〜図３や図５〜図７に示した本発明に係る第一のアクチュエータ２１と同様である。
【００５３】
従って、この図９〜図１１に示した本発明に係る第二のアクチュエータ３１の場合にも、１段シリンダ１５の補助がなくても、制動ＯＦＦから制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようにするためには、図１２に示したように、２つの自由ピストン３４ａ，３４ｂ間に例えばコイルスプリング３５を介装すれば良い。
【００５４】
このようにすることで、１段シリンダ１５の補助がなくても、図１２（ａ）に示した制動ＯＦＦから図１２（ｂ）に示した部分制動位置を経て図１２（ｃ）に示した制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようになる。これが本発明に係る第二のアクチュエータ３１の他の実施例である。
【００５５】
以上説明したように、本発明に係るアクチュエータ２１，３１を渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータとして採用した場合には、図１６における０点で示す制動ＯＦＦの状態から部分制動位置Ｍまで作動させる場合には、ピストン２２ｃ（シリンダ２２ａ）やピストン３４ｂ（シリンダ３３）の径は、Ａ点を超える推力が発生できるだけの径があればよく、第２のアクチュエータ２３のシリンダ２３ａの径や自由ピストン３４ａ（シリンダ３３）の径は無関係である。
【００５６】
反対に、図１６におけるＥ点で示す制動ＯＮの状態から部分制動位置Ｍまで作動させる場合にも、第２のアクチュエータ２３のシリンダ２３ａの径や自由ピストン３４ａ（シリンダ３３）の径は、Ｂ点を超える推力が発生できるだけの径があればよく、ピストン２２ｃ（シリンダ２２ａ）や自由ピストン３４ｂ（シリンダ３３）の径は無関係である。
【００５７】
すなわち、本発明に係るアクチュエータ２１，３１を渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータとして採用した場合には、ピストン２２ｃ（シリンダ２２ａ）や自由ピストン３４ｂ（シリンダ３３）の径は、Ａ点を超える推力が、また、第２のアクチュエータ２３のシリンダ２３ａの径や自由ピストン３４ａ（シリンダ３３）の径は、Ｂ点を超える推力が発生できるだけの径があればよいので、エアーの消費が少なくでき、また、アクチュエータの径も小さくできて単列旋回方式に採用した場合であっても、車両への搭載性が良くなる。
【００５８】
本発明に係るアクチュエータ２１，３１を適用するのは上記した構成のＯＮ−ＯＦＦ切換装置に限らないことは言うまでもない。例えばポート口Ａ及びポート口Ｂに圧縮エアーを給排する配管に夫々切換弁を介設した１つのアクチュエータのみで、制動ＯＮ−ＯＦＦの切換を行なうようにしたＯＮ−ＯＦＦ切換装置に適用した場合には、中間位置から制動ＯＮや制動ＯＦＦへの作動は、磁気的な反発力（吸引力）や制動トルク反力、若しくは、その両方を利用して戻すことになるので、上記した図４、図８及び図１２に示したようなコイルスプリング２４ａ，２４ｂ，３５を設けなくても良くなる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るアクチュエータによれば、過剰なエアーを必要とすることなく部分制動位置での位置保持を良好に行なえるだけの推力を得ることができ、しかも、二列旋回方式はもとより大きな推力を必要とする単列旋回方式の渦電流式減速装置であっても、搭載が可能なように外径寸法を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本
発明に係る第一のアクチュエータを、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合
における制動ＯＦＦの説明図である。
【図２】図１の部分制動位置の説明図である。
【図３】図１の制動ＯＮの説明図である。
【図４】本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータの第２実施例の説明図で、（ａ）は制動ＯＦＦの説明図、（ｂ）は部分制動位置の説明図、（ｃ）は制動ＯＮの説明図である。
【図５】渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本発明に係る第一のアクチュエータの第３実施例を、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合における制動ＯＦＦの説明図である。
【図６】図５の部分制動位置の説明図である。
【図７】図５の制動ＯＮの説明図である。
【図８】本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータの第４実施例における図４と同様の説明図である。
【図９】渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本発明に係る第二のアクチュエータを、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合における制動ＯＦＦの説明図である。
【図１０】図９の部分制動位置の説明図である。
【図１１】図９の制動ＯＮの説明図である。
【図１２】本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータの他の実施例における図４と同様の説明図である。
【図１３】単列旋回方式渦電流式減速装置の構造説明図である。
【図１４】二列旋回方式渦電流式減速装置の構造説明図である。
【図１５】実開平６−４８３８６号で提案された３位置動作型アクチュエータの説明図で、（ａ）は渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するシリンダとして採用した場合における制動ＯＦＦの説明図、（ｂ）は同じく部分制動位置の説明図である。
【図１６】渦電流式減速装置における磁石旋回所要力を説明する図である。
【図１７】単列旋回方式と二列旋回方式の渦電流式減速装置における磁石旋回所要力を比較した図である。
【符号の説明】
２１ 第一のアクチュエータ
２２ 第１のアクチュエータ
２２ａ シリンダ
２２ｂ ピストンロッド
２３ 第２のアクチュエータ
２３ａ シリンダ
２４ａ コイルスプリング
２４ｂ コイルスプリング
３１ 第二のアクチュエータ
３２ ピストンロッド
３２ａ ストッパー
３３ シリンダ
３３ａ ストッパー
３４ａ 自由ピストン
３４ｂ 自由ピストン
３５ コイルスプリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動補助装置としてバスやトラック等の大型自動車に取付けられる渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータに係り、特に渦電流式減速装置の制動力を多段階に切り換えることが可能な複数位置動作型のアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バスやトラック等の大型自動車には、下り勾配路でのフットブレーキの使用回数を減少させて、ライニングの異常摩耗やフェード現象を防止すると共に、制動停止距離を短縮することを目的として、主ブレーキであるフットブレーキや補助ブレーキである排気ブレーキの他に渦電流式減速装置が取付けられるようになってきた。そして、この渦電流式減速装置も、最近では、特開平１−２９８９４８号等のように、磁極として永久磁石を使用し、制動時に通電を必要としないものが多くなってきている。
【０００３】
この永久磁石式の渦電流式減速装置は、現在では、単列旋回方式と二列旋回方式のものが考案されている。
このうち、単列旋回方式のものは、例えば図１３に示したように、軸受けケース１に固定支持されたアルミニウム等の非磁性体からなる支持体２に磁石支持リング３を軸受４を介して回動自在に軸支し、この磁石支持リング３の外周面に、上下磁極面が回転軸５に対し直角方向の断面において円弧面をなす複数個の永久磁石６を等間隔に配設すると共に、この磁石支持リング３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複数枚のスイッチ板７を非磁性体の支持部材を介して等間隔に円周配置して支持体２に一体に取着した構成である。そして、ロータ８を回転軸５に嵌着し、その円筒部８ａを所定の空隙をもってスイッチ板７に対向させると共に、支持体２には磁石支持リング３を回動させるための駆動装置を円周上に配設している。
【０００４】
また、二列旋回方式のものは、例えば図１４に示したように、軸受けケース１に固定支持されたアルミニウム等の非磁性体からなる支持体２に２つの磁石支持リングを設け、このうち一方を支持体２に固定支持し、他方を軸受４を介して回転が自在なように軸支して、これら固定支持リング３ａ及び回動支持リング３ｂの外周面に、上下磁極面が回転軸５に対し直角方向の断面において円弧面をなす複数個の永久磁石６ａ，６ｂを等間隔に配設すると共に、これら固定支持リング３ａ及び回動支持リング３ｂに取着した各永久磁石６ａ，６ｂ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を介して等間隔に円周配置して支持体２に一体に取着した構成である。そして、ロータ８を回転軸５に嵌着し、その円筒部８ａを所定の空隙をもってスイッチ板７に対向させると共に、支持体２には回動支持リング３ｂを回動させるための駆動装置を円周上に配設している。
【０００５】
このような永久磁石式の渦電流式減速装置にあっては、磁石支持リング３や回動支持リング３ｂの回動機構は、磁石支持リング３や回動支持リング３ｂの側面から突出したヨークリンク９を介して、油圧シリンダやエアーシリンダといったアクチュエータや電動モータなどの駆動源と連接したものなど多岐にわたるが、既設の圧縮エアー源を保有しているトラックやバスなどでは、上記圧縮エアーを利用するエアーシリンダ駆動の回動機構が多く用いられており、また、駆動用シリンダとしては複動型のものが多く用いられている。
【０００６】
上記したアクチュエータのうち、例えば２段階に制動力を切り換えることが可能な二列旋回方式の渦電流式減速装置駆動用の３位置動作型アクチュエータとして、実開平６−４８３８６号では、図１５に示したように、段付シリンダ１１に段付ピストン１２を嵌挿し、該段付ピストン１２の小径端に開口するシリンダにピストン１３を嵌挿し、該ピストン１３に結合したロツド１４を前記段付ピストン１２の閉鎖端壁と前記段付シリンダ１１の大径端壁を貫通して外部へ突出させた構成となし、段付シリンダ１１の両端室へ圧縮エアーを選択的に供給することで、前記ロツド１４に連結した前記渦電流式減速装置を構成する可動支持リングを制動ＯＦＦ位置、部分制動位置、制動ＯＮ位置の３位置に回動可能なように構成したものを提案している。
【０００７】
ところで、上記した駆動には、ロータと磁石支持リング（又は固定支持リング、回動支持リング）からなる磁気回路により発生する磁気的吸引力よりも大きな力が必要であるが、アクチュエータ駆動では、制動ＯＦＦの状態から磁石支持リング（或いは回動支持リング）を回動させて、制動ＯＮの状態に保持し、その後に制動ＯＮの状態から磁石支持リング（或いは回動支持リング）を回動して制動ＯＦＦの状態に保持するのに必要な所要力は、図１６に示すように、磁石支持リング（或いは回動支持リング）の移動位置によって変化し、０点で示す制動ＯＦＦからＥ点で示す制動ＯＮの状態に至る間で最大（Ａ点）となる。従って、採用するアクチュエータにはＡ点における所要力以上の推力を備えることが必要となる一方、制動を解除するのに必要な推力（Ｂ点における所要力）は、図１６より明らかなように、上記した制動時に必要な推力（Ａ点における所要力）よりも小さくて良い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、渦電流式減速装置の駆動用として図１５に示したような３位置動作型アクチュエータを採用し、図１６のＡ〜Ｅ点の間に部分制動位置Ｍを設定した場合には、この部分制動位置Ｍでのピストン１３の停止保持を、磁石支持リング（或いは回動支持リング）が受ける制動トルク反力と、磁石の重なり状態と極性によって生じる磁気的な反発力（吸引力）を合せた磁石支持リング（或いは回動支持リング）が受ける外力に対し、これより大きな保持力として段付ピストン１２とその中空部に嵌挿したピストン１３を、図１５（ｂ）に示したように押し付けあい、これらの力の差でもって部分制動位置Ｍでの位置保持力としていることから、以下に説明するような問題が発生する。
【０００９】
先ず、図１６における０点で示す制動ＯＦＦの状態から部分制動位置Ｍまで作動させる場合には、Ａ点を超える推力が発生できるだけの径を有するピストン１３が必要であるのみならず、この部分制動位置Ｍでピストン１３を停止保持するためには、ピストン１３の推力を受け止めることができるだけの径を有する段付ピストン１２が必要になる。
【００１０】
すなわち、図１５に示したような３位置動作型アクチュエータを採用した場合、部分制動位置Ｍでの安定性を向上させるためには、段付ピストン１２の径をピストン１３の径より大きくする必要があることから、エアーの消費が過剰になり、また、アクチュエータの径が大きくなって車両への搭載性が悪くなるという問題が発生する。
【００１１】
反対に、図１６におけるＥ点で示す制動ＯＮの状態から部分制動位置Ｍまで作動させる場合にも、ピストン１３の反力に抗して部分制動位置Ｍへ作動させて保持するためには、必要以上に大きな径の段付ピストン１２が必要になり、エアーの消費が過剰になり、また、アクチュエータの径が大きくなって車両への搭載性が悪くなるという問題が発生する。
【００１２】
また、上記した磁石支持リング（或いは回動支持リング）が受ける外力は、制動ドラムの回転速度によって変化するので、中間停止位置での位置保持力が十分に得られないと、低速時或いは高速時といった一部の回転速度域での３位置への移動に際し、応答性が低下したり、移動に支障をきたすことになるという問題もある。
【００１３】
加えて、同じ外径寸法で同じ制動力を発生する渦電流式制動装置の場合、単列旋回方式と二列旋回方式の磁石旋回所要力は図１７に示したようになって、二列旋回方式（図１７に実線で示す）に比べて単列旋回方式（図１７に破線で示す）のほうが制動ＯＦＦから制動ＯＮに作動させた場合のピーク（Ａ点）が１０〜３０％程度高くなる。従って、二列旋回方式用として提案された図１５に示したような３位置動作型アクチュエータを単列旋回方式の渦電流式減速装置に適用した場合には、さらに大きな径のピストン１３や段付ピストン１２を使用しなければならなくなって、エアーの消費量や車両への搭載性の点でさらに不利になる。
【００１４】
本発明は、上記した従来の３位置動作型アクチュエータにあった問題点に鑑みてなされたものであり、過剰なエアーを必要とすることなく部分制動位置での位置保持を良好に行なえるだけの推力を得ることができ、しかも、二列旋回方式はもとより単列旋回方式の渦電流式減速装置であっても搭載が可能なように外径寸法を小さくできる複数位置動作型のアクチュエータを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る渦電流式減速装置のアクチュエータは、
ピストンロッドを共有する第１のアクチュエータと第２のアクチュエータから構成され、第２のアクチュエータにおけるピストンロッドの移動は、第２のアクチュエータのピストンロッド突出側と反対側の端部から、同じくピストンロッド突出側と反対側の端部が突出すべく設けられた第１のアクチュエータ自体が、第２のアクチュエータのシリンダ内を移動することにより行われるよう構成したり、また、一方側がシリンダに内挿され、他方側がシリンダより突出するピストンロッドに２つの自由ピストンを相対移動自在に外嵌させると共に、この２つの自由ピストンを内嵌する前記シリンダの内周面中間位置と前記ピストンロッドの中間における両自由ピストン間には夫々ストッパーを設けた構成としている。そして、このようにすることで、過剰なエアーを必要とすることなく部分制動位置での位置保持に必要な推力を得ることができ、しかも、シリンダの外径寸法を小さくすることができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータは、渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータであって、
ピストンロッドを共有する第１のアクチュエータと第２のアクチュエータから構成され、
第２のアクチュエータにおけるピストンロッドの移動は、第２のアクチュエータのピストンロッド突出側と反対側の端部から、同じくピストンロッド突出側と反対側の端部が突出すべく設けられた第１のアクチュエータ自体が、第２のアクチュエータのシリンダ内を移動することにより行われるよう構成されたものである。
【００１７】
本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータによれば、ピストンロッドが突出限位置で、第１のアクチュエータが第２のアクチュエータのシリンダ内における退入限位置にある部分制動位置では、第１のアクチュエータが独立していることから、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータは互に力を作用させることがなく、第１のアクチュエータに対する第２のアクチュエータの径をさほど大きくしなくても部分制動位置における保持安定性が良くなる。
【００１８】
但し、上記した本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータにおいては、制動ＯＦＦから制動ＯＮへの作動や、制動ＯＮから制動ＯＦＦ迄への作動に要する推力を増加させるには第１のアクチュエータの径を大きくする必要があることから、必然的に第１のアクチュエータを内挿する第２のアクチュエータの径も大きくなって、車両への搭載スペース上問題が発生する場合が起こりえる。
【００１９】
従って、上記した本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータを構成する第１のアクチュエータを複数に分割して直列状に配置することにより、前記推力の増加に関わらず、第１のアクチュエータの径を小さく維持することができるようになる。
【００２０】
また、本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータは、渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータであって、一方側がシリンダに内挿され、他方側がシリンダより突出するピストンロッドに２つの自由ピストンを相対移動自在に外嵌させると共に、この２つの自由ピストンを内嵌する前記シリンダの内周面中間位置と前記ピストンロッドの中間における両自由ピストン間には夫々ストッパーを設けたものである。
【００２１】
本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータによれば、２つの自由ピストンがシリンダの内周面中間位置とピストンロッドの中間に設けた両ストッパーを両側から挟む部分制動位置では、２つの自由ピストンの移動はシリンダの内周面中間位置に設けたストッパーによって拘束され、また、ピストンロッドの移動は前記ストッパーによって拘束された２つの自由ピストンによって拘束されるので、部分制動位置における保持安定性が良くなる。
【００２２】
加えて、本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータによれば、部分制動位置における保持がシリンダ内の圧力差ではなく、シリンダの内周面中間位置に設けたストッパーによってなされるので、両端室のシリンダ径は作動所要力の特性に応じた自由なサイズを個別に選択することができるようになって、過剰なエアーが不要になり、しかも、車両への搭載性が向上する。
【００２３】
上記した本発明に係る第一や第二の渦電流式減速装置のアクチュエータを、対を成す２個のアクチュエータを用いて制動ＯＮ−ＯＦＦの切換を行なうようにしたＯＮ−ＯＦＦ切換装置における一方のアクチュエータとして採用した場合には、対をなすアクチュエータの補助がないと、部分制動位置から制動ＯＦＦや制動ＯＮへの作動を行なうことができない。
【００２４】
従って、上記した本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータにおける第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの両シリンダ間及び第１のアクチュエータにおけるピストンロッド側受圧室にばねを設けた場合や、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの両シリンダ間及び複数に分割した第１のアクチュエータにおける少なくとも何れか一つのピストンロッド側受圧室にばねを設けた場合、或いは、第二の渦電流式減速装置のアクチュエータにおける２つの自由ピストン間にばねを介装した場合には、対を成す２個のアクチュエータを用いて制動ＯＮ−ＯＦＦの切換を行なうようにしたＯＮ−ＯＦＦ切換装置の一方に採用した場合であっても、対をなすアクチュエータの補助を必要とすることなく、部分制動位置から制動ＯＦＦや制動ＯＮへの作動が行なえるようになる。
【００２５】
なお、本発明に係る第一や第二の渦電流式減速装置のアクチュエータを、１つのアクチュエータのみで、制動ＯＮ−ＯＦＦの切換を行なうようにしたＯＮ−ＯＦＦ切換装置に適用した場合には、部分制動位置から制動ＯＮや制動ＯＦＦへの作動は、磁気的な反発力（吸引力）や制動トルク反力、若しくは、その両方を利用して戻すことになる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明に係る渦電流式減速装置のアクチュエータを図１〜図１２に示す実施例に基づいて説明する。
図１は渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本発明に係る第一のアクチュエータを、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合における制動ＯＦＦの説明図、図２は図１の部分制動位置の説明図、図３は図１の制動ＯＮの説明図、図４は本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータの第２実施例の説明図で、（ａ）は制動ＯＦＦの説明図、（ｂ）は部分制動位置の説明図、（ｃ）は制動ＯＮの説明図、図５〜図７は渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本発明に係る第一のアクチュエータの第３実施例を、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合の図１〜図３と同様の説明図、図８は本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータの第４実施例の図４と同様の説明図、図９〜図１１は本発明に係る第二のアクチュエータを採用した場合の図１〜図３と同様の図、図１２は本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータの図４と同様の説明図である。
【００２７】
図１〜図３において、２１は第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３とからなる本発明に係る第一のアクチュエータであり、第１のアクチュエータ２２におけるシリンダ２２ａのピストン２２ｃと反対側の、ピストンロッド２２ｂが突出する側を、第２のアクチュエータ２３を構成するシリンダ２３ａ内に移動が自在なように内装し、第１のアクチュエータ２２のピストンロッド２２ｂを第２のアクチュエータ２３のシリンダ２３ａから突出させた構成、すなわち、本発明に係る第一のアクチュエータでは、第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３は夫々独立しており、かつ、第１のアクチュエータ２２が第２のアクチュエータ２３のピストンの代わりをなすと共に、第１のアクチュエータ２２のピストンロッド２２ｂが第２のアクチュエータ２３のピストンロッドを兼ねているのである。
【００２８】
このような構成の本発明に係る第一のアクチュエータ２１を、先に図１３で説明した単列旋回方式の渦電流式減速装置Ｒや、図１４で説明した二列旋回方式の渦電流減速装置Ｒ’の、磁石支持リング或いは回動支持リングを回動するために、磁石支持リング或いは回動支持リングの対向する位置に配置した対を成す一方のシリンダとして採用し、他方のシリンダとして１段シリンダ１５を配置した渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置の概略構成を示したのが図１〜図３である。
【００２９】
このような構成の本発明に係る第一のアクチュエータ２１を一方のシリンダとして採用し、他方のシリンダとして１段シリンダ１５を配置した渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置では、図３に示した制動ＯＮから図１に示した制動ＯＦＦまで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図１に示したように、第一のアクチュエータ２１と１段シリンダ１５のポート口Ａから例えば圧縮エアーを供給し、ポート口Ｂから圧縮エアーを吐き出させる。
【００３０】
これにより、本発明に係る第一のアクチュエータ２１では、第１のアクチュエータ２２のシリンダ２２ａを図３に示した状態からストロークＬ１だけ図１の紙面右側に移動させる方向に力が働き、Ｌ１以降は１段シリンダ１５のみによって第１のアクチュエータ２２のピストンロッド２２ｂが図３に示した状態から紙面右側に移動することになる。
【００３１】
この図１に示した制動ＯＦＦから図２に示した部分制動位置まで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図２に示したように、第一のアクチュエータ２１と１段シリンダ１５のポート口Ａ及びポート口Ｂから圧縮エアーを供給する。
【００３２】
これにより、本発明に係る第一のアクチュエータ２１では、ピストンロッド２２ｂのみが図１に示した状態から紙面左側にシリンダ２２ａ端まで移動し、図２に示した部分制動位置で保持されることになる。そして、この部分制動位置では、本発明に係る第一のアクチュエータ２１は、第１のアクチュエータ２２が独立していることから、第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３は互に力を作用させることがなく、部分制動位置における保持安定性が良くなる。加えて、第２のアクチュエータ２３の径は第１のアクチュエータ２２を移動が自在なように内装できさえすれば、第１のアクチュエータ２２に対する第２のアクチュエータ２３の径をさほど大きくしなくても良い。
【００３３】
この図２に示した部分制動位置から図３に示した制動ＯＮまで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図３に示したように、第一のアクチュエータ２１と１段シリンダ１５のポート口Ｂから圧縮エアーを供給し、ポート口Ａから圧縮エアーを吐き出させる。
【００３４】
これにより、本発明に係る第一のアクチュエータ２１では、１段シリンダ１５によって第１のアクチュエータ２２のシリンダ２２ａが図２の状態からストロークＬ１だけ図２の紙面左側に移動することになる。
【００３５】
本発明に係る第一のアクチュエータ２１を、図１〜図３に示したように、渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして採用した場合においては、部分制動位置から制動ＯＦＦや制動ＯＮへの作動は、上記したように対をなす１段シリンダ１５の補助によって行なうことになる。しかしながら、図４に示したように、第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３の両シリンダ間及び第１のアクチュエータ２２におけるピストンロッド２２ｂ側受圧室に夫々例えばコイルスプリング２４ａ，２４ｂを設けた場合には、図１〜図３のような構成のＯＮ−ＯＦＦ切換装置であっても、１段シリンダ１５の補助を必要とすることなく、図４（ａ）に示した制動ＯＦＦから図４（ｂ）に示した部分制動位置を経て図４（ｃ）に示した制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようになる。これが本発明に係る第一のアクチュエータ２１の第２実施例である。
【００３６】
本発明に係る第一のアクチュエータ２１やその第２実施例においては、上記したように部分制動位置での保持安定性が優れるとは言うものの、制動ＯＦＦから制動ＯＮへ作動させる場合や、制動ＯＮから制動ＯＦＦへ作動させるのに要する推力を増加させるためには第１のアクチュエータ２２の径を大きくする必要があることから、必然的に第１のアクチュエータ２２を内挿する第２のアクチュエータ２３の径も大きくなる。従って、車両への搭載スペースの点で問題が発生する場合が起こりえる。
【００３７】
そこで、本発明に係る第一のアクチュエータ２２を構成する第１のアクチュエータ２２を、図５〜図７に示したように、例えば２つに分割して直列状に配置することにより、前記推力を増加させた場合にも、第１のアクチュエータの径を可及的に小さくすることができるようになる。これが、本発明に係る第一のアクチュエータ２２の第３実施例である。
【００３８】
この本発明に係る第一のアクチュエータ２２の第３実施例における図５に示した制動ＯＦＦから図６に示した部分制動位置を経て図７に示した制動ＯＮへの作動や、その逆の作動は、２つに分割して直列状に配置した第１のアクチュエータ２２夫々のポート口Ａやポート口Ｂについて同時に圧縮エアーの給排気を行う以外は、上記した図１〜図３に示した本発明に係る第一のアクチュエータ２２の場合と同様である。
【００３９】
この本発明に係る第一のアクチュエータ２１の第３実施例においても、図５〜図７に示したように、渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして採用した場合においては、制動ＯＦＦから制動ＯＮ迄への作動や、制動ＯＮから制動ＯＦＦ迄への作動をこれのみで行なうことができず、対をなす１段シリンダ１５の補助が必要になることは図１〜図３に示した本発明に係る第一のアクチュエータ２１と同様である。
【００４０】
従って、この図５〜図７に示した本発明に係る第一のアクチュエータ２１の第３実施例の場合にも、１段シリンダ１５の補助がなくても、制動ＯＦＦから制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようにするためには、図８に示したように、第１のアクチュエータ２２と第２のアクチュエータ２３の両シリンダ間及び複数に分割した第１のアクチュエータ２２における例えば第２のアクチュエータ２３と離反した側のピストンロッド側受圧室にスプリング２４ａ，２４ｂを設ければ良い。
【００４１】
このようにすることで、１段シリンダ１５の補助がなくても、図８（ａ）に示した制動ＯＦＦから図８（ｂ）に示した部分制動位置を経て図８（ｃ）に示した制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようになる。これが本発明に係る第一のアクチュエータ２１の第４実施例である。
【００４２】
本発明に係るアクチュエータは上記した実施例に限らず、図９〜図１１に示したような構成のものでも良い。
すなわち、図９〜図１１において、３１は本発明に係る第二のアクチュエータであり、中間位置にストッパー３２ａを突出状に張り出させたピストンロッド３２と、内周面中間位置にストッパー３３ａを設けたシリンダ３３と、前記ピストンロッド３２におけるシリンダ３３への内挿側に、前記ストッパー３２ａを挟んで、しかも、前記ストッパー３３ａを挟んだシリンダ３３内において夫々相対移動が自在となるように外嵌された２つの自由ピストン３４ａ，３４ｂとで構成されている。なお、３２ｂはピストンロッド３２におけるシリンダ３３への内挿側端部に設けた自由ピストン３４ｂの抜け止め用大径部、３３ｂはシリンダ３３のストッパー３３ａ部に設けた大気開放孔である。
【００４３】
このような構成の本発明に係る第二のアクチュエータ３１を、上記した本発明に係る第一のアクチュエータ２１と同様に、図１３で説明した単列旋回方式の渦電流式減速装置Ｒや、図１４で説明した二列旋回方式の渦電流減速装置Ｒ’の、磁石支持リング或いは回動支持リングを回動するために、磁石支持リング或いは回動支持リングの対向する位置に配置した対を成す一方のシリンダとして採用し、他方のシリンダとして１段シリンダ１５を配置した渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置の概略構成を示したのが図９〜図１１である。
【００４４】
このような構成の本発明に係る第二のアクチュエータ３１を一方のシリンダとして採用し、他方のシリンダとして１段シリンダ１５を配置した渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置では、図１１に示した制動ＯＮから図９に示した制動ＯＦＦまで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図９に示したように、シリンダ３３と１段シリンダ１５のポート口Ａから例えば圧縮エアーを供給し、ポート口Ｂから圧縮エアーを吐き出させる。
【００４５】
これにより、本発明に係る第二のアクチュエータ３１では、自由ピストン３４ａを図１１に示した状態から紙面右側に移動させる方向に力が働き、自由ピストン３４ａとピストンロッド３２は、自由ピストン３４ａがシリンダ３３のストッパー３３ａに当接するまでのストロークＬ１は一緒に移動し、自由ピストン３４ａがシリンダ３３のストッパー３３ａに当接した後は、１段シリンダ１５のみによってピストンロッド３２が自由ピストン３４ｂを押して図９に示した位置まで紙面右側に移動することになる。
【００４６】
この図９に示した制動ＯＦＦから図１０に示した部分制動位置まで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動させる場合には、図１０に示したように、シリンダ３３と１段シリンダ１５のポート口Ａ及びポート口Ｂから圧縮エアーを供給する。
【００４７】
これにより、本発明に係る第二のアクチュエータ３１では、自由ピストン３４ｂに押されたピストンロッド３２は、図９に示した状態から紙面左側に向けて自由ピストン３４ｂがシリンダ３３のストッパー３３ａに当接するまで移動し、図１０に示した部分制動位置で保持されることになる。
【００４８】
そして、この図１０に示した部分制動位置では、本発明に係る第二のアクチュエータ３１は、２つの自由ピストン３４ａ，３４ｂの移動はシリンダ３３の内周面中間位置に設けたストッパー３３ａによって拘束され、また、ピストンロッド３２の移動は前記ストッパー３３ａによって拘束された２つの自由ピストン３４ａ，３４ｂによって拘束されるので、部分制動位置における保持安定性が良くなる。
【００４９】
加えて、本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータ３１によれば、部分制動位置における保持がシリンダ３３内の圧力差ではなく、シリンダ３３の内周面中間位置に設けたストッパー３３ａによってなされるので、両端室のシリンダ径は作動所要力の特性に応じた自由なサイズを個別に選択することができるようになって、過剰なエアーが不要になり、しかも、車両への搭載性が向上する。
【００５０】
この図１０に示した部分制動位置から図１１に示した制動ＯＮまで磁石支持リング或いは回動支持リングを回動する場合には、図１１に示したように、シリンダ３３と１段シリンダ１５のポート口Ｂから圧縮エアーを供給し、ポート口Ａから圧縮エアーを吐き出させる。
【００５１】
これにより、本発明に係る第二のアクチュエータ３１では、自由ピストン３４ｂによってピストンロッド３２が図１０に示した状態からピストンロッド３２の大径部３２ｂが自由ピストン３４ｂに当接するストロークＬ２だけ図１０の紙面左側に移動し、その後は１段シリンダ１５の力のみによって図１１に示した位置までピストンロッド３２を移動させることになる。
【００５２】
この本発明に係る第二のアクチュエータ３１においても、図９〜図１１に示したように、渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして採用した場合においては、制動ＯＦＦから制動ＯＮ迄への作動や、制動ＯＮから制動ＯＦＦ迄への作動をこれのみで行なうことができず、対をなす１段シリンダ１５の補助が必要になることは図１〜図３や図５〜図７に示した本発明に係る第一のアクチュエータ２１と同様である。
【００５３】
従って、この図９〜図１１に示した本発明に係る第二のアクチュエータ３１の場合にも、１段シリンダ１５の補助がなくても、制動ＯＦＦから制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようにするためには、図１２に示したように、２つの自由ピストン３４ａ，３４ｂ間に例えばコイルスプリング３５を介装すれば良い。
【００５４】
このようにすることで、１段シリンダ１５の補助がなくても、図１２（ａ）に示した制動ＯＦＦから図１２（ｂ）に示した部分制動位置を経て図１２（ｃ）に示した制動ＯＮへの作動や、その逆の作動が行なえるようになる。これが本発明に係る第二のアクチュエータ３１の他の実施例である。
【００５５】
以上説明したように、本発明に係るアクチュエータ２１，３１を渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータとして採用した場合には、図１６における０点で示す制動ＯＦＦの状態から部分制動位置Ｍまで作動させる場合には、ピストン２２ｃ（シリンダ２２ａ）やピストン３４ｂ（シリンダ３３）の径は、Ａ点を超える推力が発生できるだけの径があればよく、第２のアクチュエータ２３のシリンダ２３ａの径や自由ピストン３４ａ（シリンダ３３）の径は無関係である。
【００５６】
反対に、図１６におけるＥ点で示す制動ＯＮの状態から部分制動位置Ｍまで作動させる場合にも、第２のアクチュエータ２３のシリンダ２３ａの径や自由ピストン３４ａ（シリンダ３３）の径は、Ｂ点を超える推力が発生できるだけの径があればよく、ピストン２２ｃ（シリンダ２２ａ）や自由ピストン３４ｂ（シリンダ３３）の径は無関係である。
【００５７】
すなわち、本発明に係るアクチュエータ２１，３１を渦電流式減速装置Ｒ又はＲ’のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータとして採用した場合には、ピストン２２ｃ（シリンダ２２ａ）や自由ピストン３４ｂ（シリンダ３３）の径は、Ａ点を超える推力が、また、第２のアクチュエータ２３のシリンダ２３ａの径や自由ピストン３４ａ（シリンダ３３）の径は、Ｂ点を超える推力が発生できるだけの径があればよいので、エアーの消費が少なくでき、また、アクチュエータの径も小さくできて単列旋回方式に採用した場合であっても、車両への搭載性が良くなる。
【００５８】
本発明に係るアクチュエータ２１，３１を適用するのは上記した構成のＯＮ−ＯＦＦ切換装置に限らないことは言うまでもない。例えばポート口Ａ及びポート口Ｂに圧縮エアーを給排する配管に夫々切換弁を介設した１つのアクチュエータのみで、制動ＯＮ−ＯＦＦの切換を行なうようにしたＯＮ−ＯＦＦ切換装置に適用した場合には、中間位置から制動ＯＮや制動ＯＦＦへの作動は、磁気的な反発力（吸引力）や制動トルク反力、若しくは、その両方を利用して戻すことになるので、上記した図４、図８及び図１２に示したようなコイルスプリング２４ａ，２４ｂ，３５を設けなくても良くなる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るアクチュエータによれば、過剰なエアーを必要とすることなく部分制動位置での位置保持を良好に行なえるだけの推力を得ることができ、しかも、二列旋回方式はもとより大きな推力を必要とする単列旋回方式の渦電流式減速装置であっても、搭載が可能なように外径寸法を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本
発明に係る第一のアクチュエータを、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合
における制動ＯＦＦの説明図である。
【図２】図１の部分制動位置の説明図である。
【図３】図１の制動ＯＮの説明図である。
【図４】本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータの第２実施例の説明図で、（ａ）は制動ＯＦＦの説明図、（ｂ）は部分制動位置の説明図、（ｃ）は制動ＯＮの説明図である。
【図５】渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本発明に係る第一のアクチュエータの第３実施例を、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合における制動ＯＦＦの説明図である。
【図６】図５の部分制動位置の説明図である。
【図７】図５の制動ＯＮの説明図である。
【図８】本発明に係る第一の渦電流式減速装置のアクチュエータの第４実施例における図４と同様の説明図である。
【図９】渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成する対を成す一方のシリンダとして本発明に係る第二のアクチュエータを、他方のシリンダとして１段シリンダを採用した場合における制動ＯＦＦの説明図である。
【図１０】図９の部分制動位置の説明図である。
【図１１】図９の制動ＯＮの説明図である。
【図１２】本発明に係る第二の渦電流式減速装置のアクチュエータの他の実施例における図４と同様の説明図である。
【図１３】単列旋回方式渦電流式減速装置の構造説明図である。
【図１４】二列旋回方式渦電流式減速装置の構造説明図である。
【図１５】実開平６−４８３８６号で提案された３位置動作型アクチュエータの説明図で、（ａ）は渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するシリンダとして採用した場合における制動ＯＦＦの説明図、（ｂ）は同じく部分制動位置の説明図である。
【図１６】渦電流式減速装置における磁石旋回所要力を説明する図である。
【図１７】単列旋回方式と二列旋回方式の渦電流式減速装置における磁石旋回所要力を比較した図である。
【符号の説明】
２１ 第一のアクチュエータ
２２ 第１のアクチュエータ
２２ａ シリンダ
２２ｂ ピストンロッド
２３ 第２のアクチュエータ
２３ａ シリンダ
２４ａ コイルスプリング
２４ｂ コイルスプリング
３１ 第二のアクチュエータ
３２ ピストンロッド
３２ａ ストッパー
３３ シリンダ
３３ａ ストッパー
３４ａ 自由ピストン
３４ｂ 自由ピストン
３５ コイルスプリング
Claims (6)
- 渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータであって、
ピストンロッドを共有する第１のアクチュエータと第２のアクチュエータから構成され、
第２のアクチュエータにおけるピストンロッドの移動は、第２のアクチュエータのピストンロッド突出側と反対側の端部から、同じくピストンロッド突出側と反対側の端部が突出すべく設けられた第１のアクチュエータ自体が、第２のアクチュエータのシリンダ内を移動することにより行われるよう構成されていることを特徴とする渦電流式減速装置のアクチュエータ。 - 請求項１記載のアクチュエータを構成する第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの両シリンダ間及び第１のアクチュエータにおけるピストンロッド側受圧室にばねを設けたことを特徴とする渦電流式減速装置のアクチュエータ。
- 請求項１記載のアクチュエータを構成する第１のアクチュエータを複数に分割して直列状に配置したことを特徴とする渦電流式減速装置のアクチュエータ。
- 請求項３記載のアクチュエータを構成する第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの両シリンダ間及び複数に分割した第１のアクチュエータにおける少なくとも何れか一つのピストンロッド側受圧室にばねを設けたことを特徴とする渦電流式減速装置のアクチュエータ。
- 渦電流式減速装置のＯＮ−ＯＦＦ切換装置を構成するアクチュエータであって、一方側がシリンダに内挿され、他方側がシリンダより突出するピストンロッドに２つの自由ピストンを相対移動自在に外嵌させると共に、この２つの自由ピストンを内嵌する前記シリンダの内周面中間位置と前記ピストンロッドの中間における両自由ピストン間には夫々ストッパーを設けたことを特徴とする渦電流式減速装置のアクチュエータ。
- 請求項５記載のアクチュエータにおける２つの自由ピストン間にばねを介装したことを特徴とする渦電流式減速装置のアクチュエータ。
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