JP3755717B2 - 渦電流減速装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば車両の摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に構成が簡単で製造が容易な磁性板と一体の案内筒を備えた渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特公平６−１０１９２２号公報に開示されるような回転軸に結合した１対の制動円板の間に、永久磁石（以下これを単に磁石という）を有する磁石支持輪を備えた渦電流減速装置では、非制動時に磁石からの磁界が外部へ洩れないように、磁石を覆う強磁性板（ポールピース）をかなり厚く（一般的には１０〜１６ｍｍ）しなければならない。このため、アルミニウム鋳物からなる案内筒に強磁性板を鋳込んだり、非磁性のステンレスを円板状に金型プレスにより成形したうえ周方向等間隔に多数の開口を設け、該開口に強磁性板を嵌合したうえ溶接していた。前者の方法はアルミニウム鋳物への強磁性板の鋳込み不良率が高く、後者の方法は強磁性板の溶接に手数が掛るので加工経費の削減が難しい。
【０００３】
【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、軟磁性体または強磁性体からなる案内筒に従来の強磁性板に相当する厚肉部分を一体に形成し、厚肉部分の間の薄肉部分に非磁性材を埋め込んだ、製造が簡単で安価な渦電流減速装置を提供することにある。
【０００４】
【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１対の制動円板と、該制動円板の間の非回転部分に取り付けられかつ回転軸方向の断面が長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁の前記磁石と対向する部分に備えた磁性板とを有し、前記制動円板に前記磁石からの磁界に基づく渦電流により制動力を発生させる渦電流減速装置において、軟磁性材からなる前記案内筒の両側壁に、前記磁性板としての厚肉部分と、前記磁石と対向しない薄肉部分とを形成し、該薄肉部分に設けた通孔に非磁性材を埋め込んだことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では磁石の側面を覆う案内筒の両側壁を、軟磁性体である厚肉の環状の鋼板から構成し、磁性板（ポールピース）に相当する肉厚部分をそのままとし、薄肉部分を削り出して形成するか、鋳造または鍛造により肉厚部分と薄肉部分とを成形する。厚肉部分は案内筒の側壁の内面と外面の一方または両方へ突出するように構成する。薄板部分に設けた楕円形または円形の通孔に、アルミニウムなどの非磁性材をろう付けするか、溶融した非磁性材を埋め込むか、薄板部分と同じ厚さの楕円形または円形の非磁性板を嵌合する。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明による渦電流減速装置の正面断面図、図２は同側面図、図３は同平面展開断面図である。本発明による渦電流減速装置は例えば車両用変速機の出力回転軸２に結合される１対の導体からなる制動円板３と、制動円板３の間に配設される軟磁性体からなる案内筒５と、案内筒５の内空部に相対回動可能に支持した非磁性体からなる内外１対の磁石支持輪８，１０とを備えている。制動円板３はボス３ａと、ボス３ａから放射状に延びる複数のスポーク３ｂと、放射状に延びる複数の通風路３ｃとを、例えば鋳造により一体に形成される。制動円板３はボス３ａを回転軸２にスプライン嵌合して固定される。制動円板３の外周縁部と内周縁部の厚肉部分６つまり磁性板（ポールピース）と対向しない部分に、銅などの良伝導体からなる環状体ないし環状板２３，２４が結合される。各環状板２３，２４は制動円板３の内部を流れる渦電流に径方向の広がりをもたせ、制動トルクを増大させる。
【０００７】
案内筒５は軸方向の断面が長方形の内空部を備えている。具体的には、左右１対の環状の側壁に外筒２１と内筒２２とを結合して構成される。内筒２２はボス５ａから放射方向に延びる複数のスポーク５ｂと一体に形成され、ボス５ａが軸受４により回転軸２に支持される。案内筒５は適当な手段により例えば車両変速機の歯車箱に固定される。案内筒５の両側壁に多数の厚肉部分６つまり磁性板が周方向等間隔に形成される。多数の磁石１２を支持する内側の磁石支持輪８は、案内筒５の内部に軸受７により正逆回動可能に支持される。多数の磁石１３を支持する外側の磁石支持輪１０は、内側の磁石支持輪８の外周壁に軸受９により正逆回動可能に支持される。磁石支持輪８，１０の両側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板１４が支持され、かつ厚肉部分６の内面に摺接可能とされる。
【０００８】
図２に示すように、内側の磁石支持輪８はアルミニウムなどの非磁性体からなり、多数の扇形をなす磁石１２が、厚肉部分６と対向しかつ厚肉部分６に対する極性が周方向に交互に異なるように配設される。好ましくは、磁石１２は磁石支持輪８に鋳込まれる。外側の磁石支持輪１０も同様に多数の磁石１３が各厚肉部分６と対向して配設される。磁石支持輪１０の外周壁に形成した部分歯車１８に、案内筒５に固定した電動機１６のピニオン１５が噛み合され、磁石支持輪１０は磁石１３の配列ピツチｐだけ正逆回動可能とされる。しかし、磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツチｐだけ正逆回動可能に支持してもよい。
【０００９】
図３に示すように、厚肉部分６は内外１対の磁石１２，１３の側面を覆う面積の扇形のものであり、案内筒５の両側壁を軟磁性体から構成し、両側壁の内面の磁石１２，１３と対向する部分に厚肉部分６を形成し、磁石１２，１３と対向しない部分には薄肉部分６ａを形成する。具体的には、案内筒５の側壁を軟磁性体である厚肉の環状の鋼板から削り出して薄肉部分６ａを形成する。案内筒５の側壁を軟磁性体からなる環状の鋼板に鍛造加工を施して、磁性板に相当する厚肉部分６と、厚肉部分６と厚肉部分６の間に薄肉部分６ａを形成してもよい。さらに、鋳造により厚肉部分６と薄肉部分６ａを形成してもよい。図３の右半部に示すように、薄板部分６ａに設けた楕円形の通孔３５に、アルミニウムなどの非磁性材３６をろう付けするか、溶融した非磁性材を埋め込むか、薄板部分６ａと同じ厚さの楕円形の非磁性板を嵌合する。図５に示すように、薄板部分６ａに設けた複数の通孔３５に、非磁性材からなるリベツト３６ａを嵌合してもよい。
【００１０】
次に、本発明による渦電流減速装置の作動について説明する。１対の制動円板３が回転軸２と一緒に回転されるのに対し、図１に示すように、非制動時、内外の磁石１２，１３の厚肉部分６に対する極性が異なる配列では、左右２対の厚肉部分６の間で短絡的磁気回路ｚが生じ、制動円板３に磁界を及ぼさない。１対の厚肉部分６は磁石１２，１３を両側から全面的に挟む状態にあるから、制動円板３への洩れ磁束は殆ど生じず、制動円板３は引きずりトルクを受けない。
【００１１】
制動時、電動機１６により外側の磁石支持輪１０を磁石１３の配列ピツチｐだけ回動すると、図２に示すように、内外の磁石１２と磁石１３の厚肉部分６に対する極性が同じになる。したがつて、図４に示すように、内外の磁石１２（磁石１２は図２を参照）と磁石１３が等しく厚肉部分６を経て制動円板３に磁界を及ぼす。回転する制動円板３が磁界を横切る時、制動円板３に渦電流が発生し、制動円板３が制動トルクを受ける。この時、各磁石１３から厚肉部分６、制動円板３、隣りの厚肉部分６、隣りの磁石１３、反対側の厚肉部分６、反対側の制動円板３、隣りの厚肉部分６へと磁気回路ｗが生じる。磁石１２も左右１対の制動円板３の間に同様の磁気回路を発生する。
【００１２】
上述のように、案内筒５の両側壁の厚肉部分６は、内外の磁石支持輪８，１０の磁石の配列ピツチの回転差動により、回転軸２を含む面で左右１対の厚肉部分６の間に短絡的磁気回路ｚを形成する非制動状態と、周方向に拡がる面で左右１対の制動円板３の間に磁気回路ｗを形成する制動状態とに切り換える。
【００１３】
図６〜９に示すように、短絡的磁気回路ｚを形成する時、厚肉部分６の径方向中央部の肉厚を、内外周縁部よりも厚くすれば、径方向中央部の磁束密度が他に比べて密になるので、より効率的な短絡的磁気回路ｚが形成され、制動円板３へ及ぶ洩れ磁束を一層効率的に減じることができる。図６に示す変更実施例では、厚肉部分６の径方向中央部の肉厚を厚くし、その分だけ磁石１２，１３の互いに接する部分（軸受９に隣接する部分）で薄くなるようテーパ状にしたものである。図７に示す変更実施例では、厚肉部分６を中央部の肉厚が厚く、内外周縁部の肉厚が薄くなるように階段状にしたものであり、厚肉部分６の内面に対応して磁石１２，１３は断面Ｔ字形とされる。図８に示す変更実施例では、厚肉部分６の内面が円弧状に突出される。図９に示す変更実施例では、逆に厚肉部分６の外面が山形に突出され、厚肉部分６の外面に対応して、制動円板３にはＶ形の環状溝１９が形成される。
【００１４】
図１０〜１２に示すように、鋼材などの軟磁性体からなる案内筒５の側壁は、厚肉部分６が内外両面に突出し、非磁性材からなるリベツト３６ａを結合した薄肉部分６ａが中間位置に存するように構成してもよい。また、制動時磁石１２，１３と１対の制動円板３との間に生じる磁気回路ｗ（図４参照）は、制動円板３の回転数が高くなるほど、制動円板３の矢印ｘで示す回転方向へ引きずられた格好に歪むので、厚肉部分６の平面断面の形状は図１０に示す長方形にするよりも、図１１，１２に示すような形状が好ましい。図１１に示す実施例では、前端面（制動円板３の回転方向前方の端面）の外面側を切除して傾斜面２６ａを形成し、同様に後端面の外面側を切除して傾斜面２６ｂを形成することにより、磁石１２，１３からの磁束を絞つて（磁束密度を高めて）制動円板３へ導き、制動トルクを高めることができる。図１２に示す実施例では、後端面を制動円板３の矢印ｘで示す回転方向へ一層傾けて傾斜面２６ｂを形成することにより、制動円板３の高速回転での磁石１２，１３からの磁束を厚肉部分６の前端部（制動円板３の回転方向）へ絞り込むことができる。
【００１５】
図１３，１４に示す実施例では、案内筒５の軟磁性体からなる両側壁に多数の厚肉部分６と、リベツト３６ａなどの非磁性材を埋め込んだ薄肉部分６ａとが周方向に交互にかつ周方向等間隔に形成される。厚肉部分６と同数の磁石１２，１２ａを支持する左右１対の磁石支持輪８，８ａは、案内筒５の内空部に軸受７，７ａにより回動可能に支持される。磁石支持輪８，８ａの外側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板１４が結合され、厚肉部分６に摺接可能とされる。右側の磁石支持輪８ａはアルミニウムなどの非磁性体からなり、厚肉部分６と同数の扇形をなす磁石１２ａが、厚肉部分６と対向しかつ厚肉部分６に対する極性が周方向に交互に異なるように配設される。好ましくは、磁石１２ａは磁石支持輪８ａに鋳込まれる。左側の磁石支持輪８も同様に、厚肉部分６と同数の磁石１２が厚肉部分６に対向して配設される。磁石支持輪８ａは図２に示したものと同様の手段により、磁石１２ａの配列ピツチだけ正逆回動可能とされる。図示してないが、各厚肉部分６は磁石１２，１２ａとほぼ同形のものである。他の構成は図１の実施例と同様である。
【００１６】
非制動時、図１３に示すように、相対向する磁石１２，１２ａの極性が同じ状態にあり、磁気回路が相殺されるので、制動円板３に磁界を及ぼさない。制動時、左側の磁石支持輪８を固定し、右側の磁石支持輪８ａを磁石１２ａの配列ピツチだけ回動すると、左右１対の磁石支持輪８，８ａの相対向する磁石１２，１２ａの極性が逆の状態になる。したがつて、左右の磁石１２，１２ａが一体的に厚肉部分６を経て制動円板３に垂直な磁界を及ぼす。回転する制動円板３が磁界を横切る時、制動円板３に渦電流が発生し、制動円板３が制動トルクを受ける。この時、図１４に示すように、例えば、磁石１２，１２ａから厚肉部分６、制動円板３、隣りの厚肉部分６、隣りの磁石１２ａ，１２、反対側の厚肉部分６、反対側の制動円板３、隣りの厚肉部分６へと磁気回路ｗが生じる。
【００１７】
上述の実施例において、右側の磁石支持輪８ａを固定し、左側の磁石支持輪８を電動機１６または流体圧アクチユエータにより磁石１２の配列ピツチだけ正逆回動するようにしてもよい。
【００１８】
図１５〜１７に示す実施例では、案内筒５の軟磁性体からなる両側壁に多数の厚肉部分６と、リベツト３６ａなどの非磁性材を埋め込んだ薄肉部分６ａとが周方向交互にかつ周方向等間隔に形成される。磁石支持輪８は案内筒５の内空部に軸受７により回動可能に支持される。磁石支持輪８に多数の磁石１２が周方向等間隔に結合される。磁石１２は各厚肉部分６に２つずつ対向され、かつ厚肉部分６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。磁石支持輪８の両側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板１４が挟まれ、厚肉部分６に摺接可能とされる。図２に示したものと同様に、磁石支持輪８の外周壁に形成した部分歯車に、案内筒５に固定した電動機のピニオン１５が噛み合され、磁石支持輪８は磁石１２の配列ピツチｐだけ正逆回動可能とされる。他の構成は図１の実施例と同様である。
【００１９】
非制動時、周方向に隣接する２つの磁石１２の共通の厚肉部分６に対する極性が互いに異なる配列では、図１６に示すように、１対の厚肉部分６の間で短絡的磁気回路ｚが生じ、制動円板３に磁界を及ぼさない。制動時、磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツチｐだけ回動すると、共通の厚肉部分６に対向する２つの磁石１２の極性が同じになる。したがつて、図１７に示すように、２つの磁石１２が等しく厚肉部分６を経て制動円板３に磁界を及ぼす。回転する制動円板３が磁界を横切る時、制動円板３に渦電流が発生し、制動円板３が制動トルクを受ける。この時、磁石１２から厚肉部分６、制動円板３、隣りの厚肉部分６、隣りの磁石１２、反対側の厚肉部分６、反対側の制動円板３、隣りの厚肉部分６へと磁気回路ｗが生じる。
【００２０】
図１８に示す実施例は、図１５〜１７に示す実施例において周方向に並ぶ２つの同極性の磁石１２を１つにしたものである。案内筒５の軟磁性体からなる両側壁に多数の厚肉部分６と、リベツト３６ａなどの非磁性材を埋め込んだ薄肉部分６ａとが、周方向交互にかつ周方向等間隔に形成される。各厚肉部分６に対向して１つの磁石１２が、厚肉部分６に対する極性が周方向に交互に異なるように磁石支持輪８に結合される。磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツチだけ正逆回動することにより、案内筒５の厚肉部分６に周方向に並ぶ２つの磁石１２が部分的に対向し左右１対の厚肉部分６の間に短絡的磁気回路ｚを形成する非制動位置と、案内筒５の厚肉部分６に１つの磁石１２が全面的に対向し左右１対の制動円板３の間に磁気回路を形成する制動位置とに切り換わる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上述のように、回転軸に結合した１対の制動円板と、該制動円板の間の非回転部分に取り付けられかつ回転軸方向の断面が長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁の前記磁石と対向する部分に備えた磁性板とを有し、前記制動円板に前記磁石からの磁界に基づく渦電流により制動力を発生させる渦電流減速装置において、軟磁性材からなる前記案内筒の両側壁に、前記磁性板としての厚肉部分と、前記磁石と対向しない薄肉部分とを形成し、該薄肉部分に設けた通孔に非磁性材を埋め込んだものであるから、従来構造のものとほぼ同様の制動性能が得られ、案内筒の製造が容易であり、製造経費の節減に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される渦電流減速装置の上半部を示す正面断面図である。
【図２】同渦電流減速装置の側面断面図である。
【図３】同渦電流減速装置おける案内筒の左側壁の側面図である。
【図４】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図である。
【図５】同渦電流減速装置の案内筒の右側壁を展開して示す平面断面図である。
【図６】本発明の変更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７】本発明の変更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８】本発明の変更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９】本発明の変更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１０】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置における案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図である。
【図１１】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置における案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図である。
【図１２】本発明の第４実施例に係る渦電流減速装置における案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図である。
【図１３】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正面断面図である。
【図１４】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図である。
【図１５】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正面断面図である。
【図１６】同渦電流減速装置の非制動状態を展開して示す平面断面図である。
【図１７】同渦電流減速装置の制動状態を展開して示す平面断面図である。
【図１８】本発明が適用される他の渦電流減速装置を展開して示す平面断面図である。
【符号の説明】
２：出力回転軸 ３：制動円板 ４：軸受 ５：案内筒 ６：厚肉部分 ６ａ：薄肉部分 ８：磁石支持輪 ８ａ：磁石支持輪 ９：軸受 １０：磁石支持輪 １２：磁石 １３：磁石 １４：滑り板 １５：ピニオン １６：電動機 １８：部分歯車 １９：環状溝 ２１：外筒 ２２：内筒 ２３：良伝導体の環状体２４：良伝導体の環状体 ３５：通孔 ３６：非磁性材 ３６ａ：リベツト

Claims (2)

1. 回転軸に結合した１対の制動円板と、該制動円板の間の非回転部分に取り付けられかつ回転軸方向の断面が長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁の前記磁石と対向する部分に備えた磁性板とを有し、前記制動円板に前記磁石からの磁界に基づく渦電流により制動力を発生させる渦電流減速装置において、軟磁性材からなる前記案内筒の両側壁に、前記磁性板としての厚肉部分と、前記磁石と対向しない薄肉部分とを形成し、該薄肉部分に設けた通孔に非磁性材を埋め込んだことを特徴とする渦電流減速装置。
2. 前記制動円板の前記磁性板に対向しない内外周縁部の少くとも一方に、銅などの良伝導体からなる環状体を備えた、請求項１に記載の渦電流減速装置。

Images