JP3765290B2 - 渦電流式減速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に減速制動を与える渦電流式減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者は、先に図２４乃至図２６に示す渦電流式減速装置を開発した。図示するように、この渦電流式減速装置ａは、車両の駆動軸ｂ等の動力伝達系に取り付けられたドラム状のロータｃと、変速機等の固定系に取り付けられたステータｄ（磁力源）とを有し、ステータｄからロータｃへ磁気を供給することでロータｃに渦電流を生じさせて車両を減速制動し、磁気をステータｄ内に遮蔽することで減速制動を解除するものである。
【０００３】
ステータｄは、固定系に支持された中空のケーシングｅと、ケーシングｅの内部にブッシュｆを介して回動自在に収容された磁石環ｇと、磁石環ｇを回動させるアクチュエータ（シリンダｈ等）とを有する。図２５および図２６に示すように、磁石環ｇは、非磁性体からなる支持リングｉと、支持リングｉに周方向に所定間隔を隔てて取り付けられた複数の永久磁石ｊと、各永久磁石ｊの間に介設された磁性部材ｋとを有する。各永久磁石ｊは、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。他方、ケーシングｅには、磁石環ｇとロータｃとの間の部分に位置させて、磁性材（軟磁性材）からなるポールピースｌと、それを支持する非磁性材からなる支持部ｍとが、周方向に沿って交互に配置されている。図２６に示すように、ポールピースｌの周長は磁性部材ｋの周長に合わせられている。
【０００４】
この構成によれば、シリンダｈで磁石環ｇを回動させて、図２５に示すように、ポールピースｌの下方に永久磁石ｊを位置させると、永久磁石ｊの磁気がポールピースｌによって遮蔽されて短絡回路ｎが構成されるため、ロータｃに渦電流が生じることはなく、車両に減速制動は生じない。そして、図２６に示すように、ポールピースｌの下方に磁性部材ｋを位置させると、永久磁石ｊとロータｃとの間にＮ極とＳ極とを結ぶ磁気回路ｏが構成されるため、ロータｃに渦電流が生じ、車両が減速制動される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる渦電流式減速装置ａにおいて制動力の向上を図るためには、磁石環ｇの永久磁石ｊの磁力を強めることが重要となる。しかし、図２５および図２６に示すように、各永久磁石ｊをその周方向に向き合う磁極を同極に配置した場合には、それらの間に介設されるポールピースｋの周長をある程度拡大しなければ、各永久磁石ｊを十分に着磁できない。このため、永久磁石ｊの着磁性を優先させると、各永久磁石ｊの間隔をある程度広げざるを得ず、永久磁石ｊの設置数が制限される。他方、永久磁石ｊの設置数を優先させると、それらの間隔が狭まるため、着磁が不十分となる。よって、制動力を高めることが困難であった。
【０００６】
また、図２５に示すように、減速制動をオフするときに、永久磁石ｊの磁気は、その殆どがポールピースｌによってケーシングｅ内に遮蔽されるものの、一部が非磁性材からなる支持部ｍを通過してロータｃ側に漏れて磁気漏れ回路ｐを構成する。このため、ロータｃに弱い渦電流が生じ、引き摺り制動が発生し、車両の燃費悪化の原因となっていた。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、制動力の向上、引き摺り制動の防止を図った渦電流式減速装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明に係る渦電流式減速装置は、回転軸に取り付けられたロータと、該ロータに対向させて配置され、周方向に所定間隔を隔てて且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定された複数の永久磁石およびこれら永久磁石間に介設された磁性部材を有する第１磁石環と、該第１磁石環とロータとの間に配置され、第１磁石環と同様の永久磁石および磁性部材を有する第２磁石環とを備え、それら第１および第２磁石環の少なくとも一方を回動自在としたものである。
【０００９】
第１の発明によれば、第１および第２磁石環の少なくとも一方を回動させ、第１磁石環の永久磁石と第２磁石環の永久磁石とを同極に揃えた位相にすると、各永久磁石とロータとに磁気回路が構成され、ロータに渦電流が生じ、車両が減速制動される。他方、第１磁石環の永久磁石と第２磁石環の永久磁石とを異極に揃えた位相にすると、第１磁石環の永久磁石と第２磁石環の永久磁石とが相互に磁気短絡されて遮蔽磁気回路が構成され、ロータに渦電流が生じることはなく、減速制動が解除される。
【００１０】
そして、制動時に、第１および第２磁石環のそれぞれの永久磁石は、同極で２個並んだ状態となるため、２個が１組となって強い磁力を発揮する。また、第１および第２磁石環のそれぞれの永久磁石は、第１磁石環と第２磁石環とで別々に着磁でき、その際、既述のように２個が１組となった長さの半分の長さの永久磁石を着磁することになるため、周方向に隣接する永久磁石同士の間隔を狭くしても十分に着磁することができる。よって、制動力が向上する。
【００１１】
また、第２の発明に係る渦電流式減速装置は、回転軸に取り付けられたロータと、該ロータに対向させて配置され、周方向に所定間隔が隔てられた複数の永久磁石を有する磁石環と、該磁石環とロータとの間に配置され、磁性体からなる環状体の内部に周方向に所定間隔を隔てて且つ周方向に向き合う磁極が同極になるように複数の永久磁石を埋設した磁性環とを備え、それら磁石環および磁性環の少なくとも一方を回動自在としたものである。
【００１２】
第２の発明によれば、磁石環と磁性環の少なくとも一方を回動させ、磁石環の永久磁石と磁性環の永久磁石とを同極に揃えた位相にすると、各永久磁石とロータとに磁気回路が構成され、ロータに渦電流が生じ、車両が減速制動される。他方、磁石環の永久磁石と磁性環の永久磁石とをずらした位相にすると、磁石環の永久磁石の磁気が磁性環によって遮蔽され、ロータに渦電流が生じることはなく、減速制動が解除される。
【００１３】
そして、制動解除時に、磁性環に埋設された永久磁石は、その近傍の磁性環の一部を磁気飽和させるため、磁石環の永久磁石の磁気が当該一部を通過してロータ側に漏れることを防止する。よって、引き摺り制動を防止できる。また、磁性環に埋設された永久磁石は、磁性環の内部にて磁気的に短絡されるため、ロータ側への磁気漏れが抑制される。よって、この点からも引き摺り制動を防止できる。
【００１４】
なお、上記ロータが回転軸に固設されたドラム体からなっていてもよく、上記ロータが回転軸に固設されたディスク体からなっていてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１の発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１６】
図１に本実施形態に係る渦電流式減速装置の側断面図を示し、図２にその装置の制動オフ状態の横断面図を示し、図３にその装置の制動オン状態の横断面図を示す。
【００１７】
図１に示すように、この渦電流式減速装置１は、車両の動力伝達系の回転軸２に取り付けられたドラム状のロータ３と、変速機等の固定系に取り付けられたステータ４（磁力源）とを有し、ステータ４からロータ３へ磁気を供給することでロータ３に渦電流を生じさせて車両を減速制動し、磁気をステータ４内に遮蔽することで減速制動を解除するものである。
【００１８】
ステータ４は、固定系に支持された中空のケーシング５と、ケーシング５の内部にブッシュ６を介して回動自在に収容された第１磁石環７と、第１磁石環７を回動させるアクチュエータ（流体シリンダ８等）とを有する。図２および図３に示すように、第１磁石環７は、非磁性体（オーステナイト系ステンレス等）からなる支持リング９と、支持リング９に周方向に所定間隔を隔てて取り付けられた複数の永久磁石１０と、各永久磁石１０の間に介設された磁性部材１１（電磁鋼板の積層体や鉄のブロック材等）とを有する。各永久磁石１０は、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。
【００１９】
第１磁石環７は、例えば、図６および図７に示すように、非磁性体からなる支持リング９の外周面に、外周側の周方向の両端部に爪１２を有するブロック状の磁性部材１１をボルトやネジ等１３によって固定し、それら各磁性部材１１の間に永久磁石１０を上記爪１２で押さえるようにして構成される。更に、各磁性部材１１の両側に、周方向に沿って扇状に又はリング状に成形された連結プレート１４をボルトやネジ等１５によって装着し、剛性を高めてもよい。連結プレート１４は、非磁性体からなる。隣接する永久磁石１０を磁気的に短絡しないようにするためである。
【００２０】
図１乃至図３に示すように、ケーシング５には、第１磁石環７とロータ３との間の部分に位置させて、第１磁石環７と同様の永久磁石１６および磁性部材１７を有する第２磁石環１８が、一体的に設けられている。すなわち、第２磁石環１８は、周方向に所定間隔を隔てて取り付けられ周方向に向き合う磁極が同極に設定された複数の永久磁石１６と、各永久磁石１６の間に介設された磁性部材１７（電磁鋼板の積層体や鉄のブロック材等）とを有する。そして、内外の各磁石環７、１８の永久磁石１０、１６および磁性部材１１、１７のピッチ・周長は、内外で略等しく設定されている。各磁性部材１１、１７は、内外の各永久磁石１０、１６のポールピースを、それぞれ構成することになる。
【００２１】
第２磁石環１８は、例えば、図４および図５に示すように、外周側の周方向の両端部に凹部１９を有するブロック状の磁性部材または電磁鋼板の積層体１７同士を、各凹部１９にボルトやネジ等２０によって固定された連結片２１によって永久磁石１６を挟んで連結し、リング状に構成される。更に、各磁性部材１７の両側に、周方向に沿って扇状に又はリング状に成形された連結プレート２２をボルトやネジ等２３によって装着し、剛性を高めてもよい。これら連結プレート２２および連結片２１は、非磁性体からなる。隣接する永久磁石を磁気的に短絡しないようにするためである。なお、連結片２１はロータ３への磁気漏れを防止するために軟磁性材（鉄材）でもよい。
【００２２】
本実施形態の作用を述べる。
【００２３】
この渦電流式減速装置の減速制動をオフするときには、図２に示すように、シリンダ８で第１磁石環７を回動させて、第１磁石環７の永久磁石１０と第２磁石環１８の永久磁石１６とを異極に揃えた位相にする。すると、第１磁石環７の永久磁石１０と第２磁石環１８の永久磁石１６とが相互に磁気短絡されて遮蔽磁気回路２４が構成される。よって、ロータ３に渦電流が生じることはなく、減速制動が生じない。すなわち、このとき第１磁石環７の磁性部材１１とこれに対向する第２磁石環１８の磁性部材１７とは、相互に異極（Ｎ極Ｓ極）のポールピースとなるため、各永久磁石１０、１６がポールピース１１、１７を介して互いに磁気的に短絡されるのである。
【００２４】
他方、減速制動をオンするときには、図３に示すように、第１磁石環７を回動させて、第１磁石環７の永久磁石１０と第２磁石環１８の永久磁石１６とを同極に揃えた位相にする。すると、第１および第２磁石環７、１８の各永久磁石１０、１６とロータ３とに磁気回路２５、２６が構成される。よって、ロータ３に渦電流が生じ、車両が減速制動される。すなわち、このとき第１磁石環７の磁性部材１１とこれに対向する第２磁石環１８の磁性部材１７とは、相互に同極（Ｎ極Ｎ極またはＳ極Ｓ極）のポールピースとなるため、各永久磁石１０、１６はポールピース１１、１７を介して互いに磁気的に短絡されることはなく、それぞれロータ３を介して磁気的に接続されるのである。
【００２５】
そして、図３に示す減速制動時に、第１および第２磁石環７、１８のそれぞれの永久磁石１０、１６は、周方向の磁極面が同極で径方向に２個並んだ状態となるため、２個が１組となって強い磁力を発揮する。よって、実質的には２個分の長さの永久磁石１０、１６の磁力による強い制動力が得られる。また、第１および第２磁石環７、１８のそれぞれの永久磁石１０、１６は、第１磁石環７と第２磁石環１８とで別々に着磁でき、その際、既述のように２個が１組となった長さの半分の長さの永久磁石１０、１６を着磁することになるため、周方向に隣接する永久磁石１０と１０、１６と１６同士の間隔を狭くしても組み付け後に十分に着磁することができる。よって、制動力が向上する。
【００２６】
すなわち、本実施形態によれば、第１および第２磁石環７、１８のそれぞれの永久磁石１０、１６を間隔を狭くしても組み付け後に十分に着磁でき、制動時にはそれら内外の永久磁石１０、１６が２個１組となって実質的には２個分の長さの永久磁石として機能するため、制動力が向上する。
【００２７】
次に、第２の発明の一実施形態を図８および図９を用いて説明する。
【００２８】
図８は本実施形態に係る渦電流式減速装置の制動オン状態の横断面図を示し、図９はその装置の制動オフ状態の横断面図を示す。
【００２９】
図示するように、この実施形態に係る渦電流式減速装置１ａは、前実施形態に係る渦電流式減速装置１と略同様の構成であり、ステータ４のケーシング５に前記第２磁石環１８の代わりに磁性環２７を設けた点のみが異なっているに過ぎない。よって、同様の部品には同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。また、第１磁石環７を単に磁石環７とよぶ。
【００３０】
ケーシング５には、磁石環７とロータ３との間の部分に位置させて、磁性環２７が一体的に設けられている。磁性環２７は、磁性体（軟磁性材：鉄のブロック材、積層電磁鋼板等）からなる環状体２８の内部に周方向に、所定間隔を隔てて複数の永久磁石２９を埋設して構成されている。各永久磁石２９は、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。
【００３１】
磁性環２７は、図１０(a)に示すように各永久磁石２９の間に凸部３０が形成されていてもよく、図１０(b)に示すように凸部３０がなくてもよい。また、図１０(c)に示すように、各永久磁石２９は、磁性体からなる環状体２８に形成された窪み部に嵌め込まれた後、磁性材（軟磁性体：電磁鋼板等）からなる金具３１をボルトやネジ等３２で環状体に固定して押さえてもよい。なお、金具３１は非磁性材（ステンレス等）を使用してもよい。
【００３２】
また、図１１(d)に示すように、磁性環２７は、磁性体（軟磁性材：鉄のブロック材、積層電磁鋼板等）からなるブロック３３同士を、ボルトやネジ等３４によって固定された金具３５によって永久磁石２９を挟んで連結し、リング状に構成してもよい。金具３５は、磁性材（軟磁性体：電磁鋼板等）からなる。なお、非磁性材（ステンレス等）でもよい。また、図１１(e),(f)に示すように、各永久磁石２９は、電磁鋼板２８を積層し、その穴の内部に埋め込んでもよい。
【００３３】
要は、磁性環２７は、磁性材からなる環状体２８の内部に、永久磁石２９が周方向に所定間隔を隔てて複数埋設されていればよい。そして、各永久磁石２９は、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。また、図８に示すように、磁性環２７の各永久磁石２９の周方向のピッチは、その内方に位置する磁石環７の永久磁石１０のピッチと略等しく設定されている。
【００３４】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００３５】
減速制動をオンするときには、図８に示すように、シリンダ８で磁石環７を回動させて、磁石環７の永久磁石１０と磁性環２７の永久磁石２９とを同極に揃えた位相にする。すると、磁石環７および磁性環２７の各永久磁石１０、２９とロータ３とに磁気回路３６、３７が構成される。
【００３６】
このとき、磁性環２７に埋設された永久磁石２９は、そのｎ極とｓ極とが磁性環を構成する磁性体によって短絡３８され、その近傍を磁気飽和させる。このため、磁石環７の永久磁石１０の磁気は、磁性環２７の磁気飽和した永久磁石２９の近傍を周方向に通り抜けて磁石環２７によって磁気遮蔽（破線３９）されることはなく、全てがロータ３を介した磁気回路３６を構成する。よって、ロータ３に渦電流が生じ、車両が減速制動される。
【００３７】
他方、減速制動をオフするときには、図９に示すように、磁石環７を回動させて、磁石環７の永久磁石１０と磁性環２７の永久磁石２９とを、１／２ピッチ〜１ピッチ分だけズレた状態とする。すると、磁石環７の永久磁石１０の磁気が磁性環２７によって遮蔽される。すなわち、磁石環７の永久磁石１０の磁気は、その一部が磁性環２７の各永久磁石２９、２９の間の磁性体を介して短絡４０されて遮蔽され、残りが磁性環２７の各永久磁石２９を介して短絡４１されて遮蔽される。よって、ロータ３に渦電流が生じることはなく、減速制動が解除される。
【００３８】
そして、この制動解除時にも、磁性環２７に埋設された各永久磁石２９は、その近傍の磁性環２７の一部を磁気飽和させる。よって、磁石環７の永久磁石１０の磁気が、磁気飽和した当該一部を径方向に通過してロータ３側に漏れることが防止される。よって、引き摺り制動が防止される。また、磁性環２７に埋設された永久磁石２９は、磁性環２７の内部にて磁気的に短絡されるため、ロータ３側への磁気漏れが抑制される。よって、この点からも引き摺り制動を防止できる。
【００３９】
また、磁石環７の永久磁石１０と磁性環２７の永久磁石２９とを、丁度１／２ピッチずらすのではなく、１／２ピッチから僅かにずらしているので、磁石環７の永久磁石１０の磁気が磁性環２７の近い側の永久磁石２９と短絡４１される。これにより、ロータ３側への磁気漏れを防止できる。すなわち、丁度１／２ピッチのずれとすると、図９に示す遮蔽回路４１が生じ難くなので、約１／３ピッチ（または１／２ピッチ強又は弱）ずらすことで遮蔽回路４１を形成し、磁気漏れを完全に回避しているのである。
【００４０】
また、１ピッチずらす場合と比べると、磁石環７の回動角度（摺動距離）を小さくできるので、アクチュエータ（シリンダ８）を小型化でき、装置全体のコンパクト化を推進できる。なお、磁石環７の永久磁石１０と磁性環２７の永久磁石２９とを１ピッチ分ずらし、前実施形態の図２と同様にして互いに異極に揃えた位相しても、制動力をオフすることができる。但し、この場合、磁石環７の回動角度（摺動距離）が大きくなる。
【００４１】
すなわち、磁石環７を回転方向にずらすピッチは、磁性環２７の磁束量と磁石環７の磁束量が同じときには１ピッチでよく、磁性環２７の磁束量が磁石環７の磁束量より小さいとき（磁石２９の大きさが小さいとき）には、１ピッチより少なくてよいのである。
【００４２】
別の実施形態を図１２および図１３に示す。
【００４３】
図示するように、この実施形態（渦電流式減速装置１ｘ）は、図８に示す実施形態の磁石環７の構成のみを変更し、その他は同様の構成としたものである。本実施形態の磁石環７ｘは、磁性体からなる支持リング９ｘと、支持リング９ｘの外周面に周方向に所定間隔を隔てて取り付けられた複数の永久磁石１０ｘと、各永久磁石１０ｘの間に介設された非磁性体（磁石を固定するボルトやネジ等１１ｘとを有する。各永久磁石１０ｘは、径方向の外側端面及び内側端面に磁極を有し、周方向の隣接する磁石同士が逆極性に配置されている。なお、各永久磁石１０ｘ間に、軸方向に磁石１０ｘと同じ長さに形成された非磁性体からなる固定金具１２ｘを介設し、これを固定するネジ等１１ｘには磁性体を使用してもよい。
【００４４】
この構成によれば、図１２に示すように磁石環７ｘを回動させれば、磁石環７ｘの永久磁石１０ｘとロータ３とが磁気回路２５ｘによって磁気的に接続され、且つ磁性環２７の永久磁石２９とロータ３とが磁気回路２６ｘによって磁気的に接続され、減速制動がオンされる。他方、図１３に示すように磁石環７ｘを回動させれば、磁石環７ｘの永久磁石１０ｘと磁性環２７の永久磁石２９とが磁気的に短絡されるので、減速制動が解除される。
【００４５】
また、この実施形態の磁石環７ｘは、図１４に示す構成７ｙとしてもよい。図１４の磁石環７ｙは、磁性体からなるリング９ｙの内部に永久磁石１０ｙを一体的に埋設し、各永久磁石１０ｙの間に磁気的絶縁体として空隙１１ｙ（孔）を形成したものである。この磁石環７ｙを用いても、図１２および図１３のものと同様の作用効果を奏する。
【００４６】
また、磁石環７ｙは、図１５に示す構成７ｚとしてもよい。この磁石環７ｚは、磁性体からなるリング９ｚの内部に、山型・谷型に配置された２個一組の永久磁石１０ｚを一体的に埋設し、各永久磁石１０ｚの間に磁気的絶縁体として空隙１１ｚ（孔）を形成したものである。
【００４７】
この磁石環７ｚを用いた場合、図１５に示すように磁石環７ｚを回動させれば、磁石環７ｚの永久磁石１０ｚとロータ３とが磁気的に接続され、減速制動がオンされる。なお、実際には、永久磁石１０ｚを図例のものより厚くし、空隙１１ｚも図例のものより大きくする方が好ましい。強い磁力を得るためである。
【００４８】
そして、図１６に示すように磁石環７ｚを回動させれば、磁石環７ｚの永久磁石１０ｚが磁性環２７によって磁気的に遮蔽されるため、磁石環７ｚの磁気はロータ３には接続されず、磁性環２７の永久磁石２９の磁気のみがロータ３と接続される。よって、制動力が弱くなる。すなわち、各永久磁石２９の径方向外側の磁性体の厚さは、磁気遮蔽効果を弱めて磁石２９とロータ３との磁気的接続を得るべく、薄く設定されているのである。
【００４９】
さらに、図１７に示すように磁石環７ｚを回動させると、磁石環７ｚの永久磁石１０ｚと磁性環２７の永久磁石２９とが磁気的に短絡されるので、減速制動が解除される。この場合、磁石環７ｚの永久磁石１０ｚの磁気は、ロータ３よりも接続しやすい磁性環２７の永久磁石２９と短絡するので、ロータ３への磁気漏れが抑制される。
【００５０】
また、この図１５の構成の磁石環７ｚでは、磁性環７ｚの内周面（ロータ３の内周面）に対する永久磁石１０ｚの磁極面積を図１２乃至図１４のタイプよりも大きくできるので、制動力を高めることができる。
【００５１】
別の実施形態を図１８および図１９に示す。
【００５２】
図示するように、この実施形態は、ロータ３をこれまでのドラムタイプと異なりディスクタイプとしたものである。
【００５３】
図１８に示すように、この渦電流式減速装置１ｂは、車両の駆動軸等の動力伝達系の回転軸４２に取り付けられたディスク状のロータ４４と、ロータ４４に対向配置され変速機等の固定系に取り付けられたステータ４５（磁力源）とを有し、ステータ４５からロータ４４へ磁気を供給することでロータ４４に渦電流を生じさせて車両を減速制動し、磁気をステータ４５内に遮蔽することで減速制動を解除するものである。
【００５４】
ステータ４５は、固定系に支持されて回転軸４２に軸支された中空のケーシング４６と、ケーシング４６の内部にブッシュや軸受４７を介して回動自在に収容された第１磁石環４８と、第１磁石環４８を回動させる図示しないアクチュエータ（流体シリンダ等）とを有する。第１磁石環４８は、周方向に所定間隔を隔てて配置された複数の永久磁石４９と、各永久磁石４９の間に介設された磁性部材５０（鉄等）とを有する。各永久磁石４９は、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。
【００５５】
他方、ケーシング４６には、第１磁石環４８とロータ４４との間に位置させて、第１磁石環４８の永久磁石４９および磁性部材５０と同様の永久磁石および磁性部材を有する第２磁石環５１が、一体的に設けられている。すなわち、第２磁石環５１は、周方向に所定間隔を隔てて取り付けられ周方向に向き合う磁極が同極に設定された複数の永久磁石５２と、各永久磁石５２の間に介設された磁性部材５３（鉄等）とを有する。そして、第１および第２磁石環４８、５１の永久磁石４９、５２と磁性部材５０、５３のピッチ・周長は、互いに等しく設定されている。各磁性部材５０、５３は、各永久磁石４９、５２のポールピースを構成する。
【００５６】
第２磁石環５１は、例えば、ブロック状に成形された磁性部材５３、５３同士を、ボルトやネジ等５４で固定された連結片５５によって永久磁石５２を挟んで連結し、リング状に構成される。この連結片５５を、非磁性体から成形すれば第１の発明の実施形態となり、磁性体から成形すれば第２の発明の実施形態となる。後者であれば、第２磁石環５１は、磁性体の内部に永久磁石５２を埋設した状態となるため、第２の発明における磁性環となるからである。
【００５７】
本実施形態の作用を述べる（連結片５５を非磁性体から成形した場合）。
【００５８】
この渦電流式減速装置１ｂの減速制動をオフするときには、図１８に示すように、図示しないアクチュエータで第１磁石環４８を回動させて、第１磁石環４８の永久磁石４９と第２磁石環５１の永久磁石５２とを異極に揃えた位相にする。すると、第１磁石環４８の永久磁石４９と第２磁石環５１の永久磁石５２とが相互に磁気短絡されて遮蔽磁気回路５６が構成され、ロータ４４に渦電流が生じることはなく、減速制動が生じない。
【００５９】
他方、減速制動をオンするときには、図１９に示すように、第１磁石環４８を回動させて、第１磁石環４８の永久磁石４９と第２磁石環５１の永久磁石５２とを同極に揃えた位相にする。すると、第１および第２磁石環４８、５１の各永久磁石４９、５２とロータ４４とに磁気回路５７、５８が構成され、ロータ３に渦電流が生じ、車両が減速制動される。
【００６０】
そして、図１９に示す減速制動時に、第１および第２磁石環４８、５１のそれぞれの永久磁石４９、５２は、径方向に沿って同極で２個並んだ状態となるため、２個が１組となって強い磁力を発揮する。よって、実質的には２個分の長さの永久磁石の磁力による強い制動力が得られる。
【００６１】
また、第１および第２磁石環４８、５１のそれぞれの永久磁石４９、５２は、組み付け後にそれぞれ第１磁石環４８と第２磁石環５１とで別々に着磁でき、その際、既述のように２個が１組となった長さの半分の長さの永久磁石４９、５２を着磁することになるため、周方向に隣接する永久磁石４９と４９、５２と５２同士の間隔を狭くしても十分に着磁することができる。よって、制動力が向上する。
【００６２】
なお、連結片５５を磁性体から成形した場合には、制動のオンオフ時の磁束は図８および図９に準じたものとなる。すなわち、この場合、制動をオフするときには、第１磁石環４８を１ピッチより少なく（例えば１／３ピッチ又は２／３ピッチ）ずらせばよい（図示省略）。
【００６３】
別の実施形態を図２０および図２１に示す。
【００６４】
図示するように、この実施形態に係る渦電流式減速装置１ｃは、前実施形態のロータ４４を２枚とすると共に、その間にステータ４５を配置した点のみが前実施形態と異なるに過ぎない。よって、同様の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
この実施形態においても、第１磁石環４８をアクチュエータによって図２０に示すように回動させると制動がオフされ、図２１に示すように回動させると制動がオンされる。なお、この実施形態においても、連結片５５を、非磁性体から成形すれば第１の発明の実施形態となり、磁性体から成形すれば第２の発明の実施形態となる。
【００６６】
別の実施形態を図２２および図２３に示す。
【００６７】
図示するように、この実施形態に係る渦電流式減速装置１ｄは、図２０および図２１に示す前実施形態に係る渦電流式減速装置１ｃと略同様の構成であり、ステータ４５のケーシング４６内に収容される第１磁石環４８の構成のみが異なっているに過ぎない。よって、同様の部品には同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００６８】
図２２および図２３に示すように、この第１磁石環４８ａは、周方向に所定間隔を隔てて複数の永久磁石４９ａを配置すると共に、各永久磁石４９ａの間に非磁性材５０ａを介設して構成されている。そして、各永久磁石４９ａは、軸方向の両端部に磁極を有し、隣接する磁石同士の極性が逆に設定されている。
【００６９】
この実施形態においても、第１磁石環４８ａをアクチュエータによって図２０に示すように回動させると制動がオフされ、図２１に示すように回動させると制動がオンされる。
【００７０】
なお、例えば図１にて、第２磁石環１８の磁性部材１７をロータ３側に突出させたのは、ロータ３への磁気漏れを少なくし、渦電流により発生したロータ３の熱影響を永久磁石１６に与えるのを少なくするためである。
【００７１】
さらに、以上の各実施形態においては、第２磁石環を動かさずに第１磁石環を回動させるタイプを説明したが、逆に、第１磁石環を動かさずに第２磁石環を回動させてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る渦電流式減速装置によれば、制動力を向上させることができる。また、引き摺り制動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の側断面図である。
【図２】上記装置の制動オフ状態の横断面図である。
【図３】上記装置の制動オン状態の横断面図である。
【図４】上記装置の第２磁石環の横断面図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】上記装置の第１磁石環の横断面図である。
【図７】図４のVII-VII線断面図である。
【図８】第２の発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の横断面図である（制動オン状態）。
【図９】上記装置の横断面図である（制動オフ状態）。
【図１０】上記装置の磁性環の変形例を示す横断面図である。
【図１１】上記磁性環の別の変形例を示す横断面図である。
【図１２】第２の発明の別の実施形態に係る渦電流式減速装置の横断面図である（制動オン状態）。
【図１３】上記渦電流式減速装置の横断面図である（制動オフ状態）。
【図１４】上記装置の磁性環の変形例を示す横断面図である。
【図１５】上記磁性環の別の変形例を備えた渦電流式減速装置の横断面図である（制動オン状態）。
【図１６】上記渦電流式減速装置の横断面図である（制動力弱状態）。
【図１７】上記渦電流式減速装置の横断面図である（制動オフ状態）。
【図１８】上記ロータをディスクタイプとした実施形態を示す説明図であり、図１８(a)は平断面図（制動オフ状態）、図１８(b)は側断面図である。
【図１９】上記装置の制動オン状態の平断面図である。
【図２０】上記ロータをツインディスクタイプとした実施形態を示す説明図であり、図２０(a)は平断面図（制動オフ状態）、図２０(b)は側断面図である。
【図２１】上記装置の制動オン状態の平断面図である。
【図２２】上記装置の第１磁石環の変形例を示す平断面図（制動オフ状態）である。
【図２３】上記装置の制動オン状態の平断面図である。
【図２４】本発明者が先に開発した渦電流式減速装置の側断面図である。
【図２５】上記装置の制動オフ状態の横断面図である。
【図２６】上記装置の制動オン状態の横断面図である。
【符号の説明】
１ 渦電流式減速装置
２ 回転軸
３ ロータ
７ 第１磁石環
１０ 永久磁石
１１ 磁性部材
１６ 永久磁石
１７ 磁性部材
１８ 第２磁石環
２７ 磁性環
２８ 環状体
２９ 永久磁石
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に減速制動を与える渦電流式減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者は、先に図２４乃至図２６に示す渦電流式減速装置を開発した。図示するように、この渦電流式減速装置ａは、車両の駆動軸ｂ等の動力伝達系に取り付けられたドラム状のロータｃと、変速機等の固定系に取り付けられたステータｄ（磁力源）とを有し、ステータｄからロータｃへ磁気を供給することでロータｃに渦電流を生じさせて車両を減速制動し、磁気をステータｄ内に遮蔽することで減速制動を解除するものである。
【０００３】
ステータｄは、固定系に支持された中空のケーシングｅと、ケーシングｅの内部にブッシュｆを介して回動自在に収容された磁石環ｇと、磁石環ｇを回動させるアクチュエータ（シリンダｈ等）とを有する。図２５および図２６に示すように、磁石環ｇは、非磁性体からなる支持リングｉと、支持リングｉに周方向に所定間隔を隔てて取り付けられた複数の永久磁石ｊと、各永久磁石ｊの間に介設された磁性部材ｋとを有する。各永久磁石ｊは、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。他方、ケーシングｅには、磁石環ｇとロータｃとの間の部分に位置させて、磁性材（軟磁性材）からなるポールピースｌと、それを支持する非磁性材からなる支持部ｍとが、周方向に沿って交互に配置されている。図２６に示すように、ポールピースｌの周長は磁性部材ｋの周長に合わせられている。
【０００４】
この構成によれば、シリンダｈで磁石環ｇを回動させて、図２５に示すように、ポールピースｌの下方に永久磁石ｊを位置させると、永久磁石ｊの磁気がポールピースｌによって遮蔽されて短絡回路ｎが構成されるため、ロータｃに渦電流が生じることはなく、車両に減速制動は生じない。そして、図２６に示すように、ポールピースｌの下方に磁性部材ｋを位置させると、永久磁石ｊとロータｃとの間にＮ極とＳ極とを結ぶ磁気回路ｏが構成されるため、ロータｃに渦電流が生じ、車両が減速制動される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる渦電流式減速装置ａにおいて制動力の向上を図るためには、磁石環ｇの永久磁石ｊの磁力を強めることが重要となる。しかし、図２５および図２６に示すように、各永久磁石ｊをその周方向に向き合う磁極を同極に配置した場合には、それらの間に介設されるポールピースｋの周長をある程度拡大しなければ、各永久磁石ｊを十分に着磁できない。このため、永久磁石ｊの着磁性を優先させると、各永久磁石ｊの間隔をある程度広げざるを得ず、永久磁石ｊの設置数が制限される。他方、永久磁石ｊの設置数を優先させると、それらの間隔が狭まるため、着磁が不十分となる。よって、制動力を高めることが困難であった。
【０００６】
また、図２５に示すように、減速制動をオフするときに、永久磁石ｊの磁気は、その殆どがポールピースｌによってケーシングｅ内に遮蔽されるものの、一部が非磁性材からなる支持部ｍを通過してロータｃ側に漏れて磁気漏れ回路ｐを構成する。このため、ロータｃに弱い渦電流が生じ、引き摺り制動が発生し、車両の燃費悪化の原因となっていた。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、制動力の向上、引き摺り制動の防止を図った渦電流式減速装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明に係る渦電流式減速装置は、回転軸に取り付けられたロータと、該ロータに対向させて配置され、周方向に所定間隔を隔てて且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定された複数の永久磁石およびこれら永久磁石間に介設された磁性部材を有する第１磁石環と、該第１磁石環とロータとの間に配置され、第１磁石環と同様の永久磁石および磁性部材を有する第２磁石環とを備え、それら第１および第２磁石環の少なくとも一方を回動自在としたものである。
【０００９】
第１の発明によれば、第１および第２磁石環の少なくとも一方を回動させ、第１磁石環の永久磁石と第２磁石環の永久磁石とを同極に揃えた位相にすると、各永久磁石とロータとに磁気回路が構成され、ロータに渦電流が生じ、車両が減速制動される。他方、第１磁石環の永久磁石と第２磁石環の永久磁石とを異極に揃えた位相にすると、第１磁石環の永久磁石と第２磁石環の永久磁石とが相互に磁気短絡されて遮蔽磁気回路が構成され、ロータに渦電流が生じることはなく、減速制動が解除される。
【００１０】
そして、制動時に、第１および第２磁石環のそれぞれの永久磁石は、同極で２個並んだ状態となるため、２個が１組となって強い磁力を発揮する。また、第１および第２磁石環のそれぞれの永久磁石は、第１磁石環と第２磁石環とで別々に着磁でき、その際、既述のように２個が１組となった長さの半分の長さの永久磁石を着磁することになるため、周方向に隣接する永久磁石同士の間隔を狭くしても十分に着磁することができる。よって、制動力が向上する。
【００１１】
また、第２の発明に係る渦電流式減速装置は、回転軸に取り付けられたロータと、該ロータに対向させて配置され、周方向に所定間隔が隔てられた複数の永久磁石を有する磁石環と、該磁石環とロータとの間に配置され、磁性体からなる環状体の内部に周方向に所定間隔を隔てて且つ周方向に向き合う磁極が同極になるように複数の永久磁石を埋設した磁性環とを備え、それら磁石環および磁性環の少なくとも一方を回動自在としたものである。
【００１２】
第２の発明によれば、磁石環と磁性環の少なくとも一方を回動させ、磁石環の永久磁石と磁性環の永久磁石とを同極に揃えた位相にすると、各永久磁石とロータとに磁気回路が構成され、ロータに渦電流が生じ、車両が減速制動される。他方、磁石環の永久磁石と磁性環の永久磁石とをずらした位相にすると、磁石環の永久磁石の磁気が磁性環によって遮蔽され、ロータに渦電流が生じることはなく、減速制動が解除される。
【００１３】
そして、制動解除時に、磁性環に埋設された永久磁石は、その近傍の磁性環の一部を磁気飽和させるため、磁石環の永久磁石の磁気が当該一部を通過してロータ側に漏れることを防止する。よって、引き摺り制動を防止できる。また、磁性環に埋設された永久磁石は、磁性環の内部にて磁気的に短絡されるため、ロータ側への磁気漏れが抑制される。よって、この点からも引き摺り制動を防止できる。
【００１４】
なお、上記ロータが回転軸に固設されたドラム体からなっていてもよく、上記ロータが回転軸に固設されたディスク体からなっていてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１の発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１６】
図１に本実施形態に係る渦電流式減速装置の側断面図を示し、図２にその装置の制動オフ状態の横断面図を示し、図３にその装置の制動オン状態の横断面図を示す。
【００１７】
図１に示すように、この渦電流式減速装置１は、車両の動力伝達系の回転軸２に取り付けられたドラム状のロータ３と、変速機等の固定系に取り付けられたステータ４（磁力源）とを有し、ステータ４からロータ３へ磁気を供給することでロータ３に渦電流を生じさせて車両を減速制動し、磁気をステータ４内に遮蔽することで減速制動を解除するものである。
【００１８】
ステータ４は、固定系に支持された中空のケーシング５と、ケーシング５の内部にブッシュ６を介して回動自在に収容された第１磁石環７と、第１磁石環７を回動させるアクチュエータ（流体シリンダ８等）とを有する。図２および図３に示すように、第１磁石環７は、非磁性体（オーステナイト系ステンレス等）からなる支持リング９と、支持リング９に周方向に所定間隔を隔てて取り付けられた複数の永久磁石１０と、各永久磁石１０の間に介設された磁性部材１１（電磁鋼板の積層体や鉄のブロック材等）とを有する。各永久磁石１０は、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。
【００１９】
第１磁石環７は、例えば、図６および図７に示すように、非磁性体からなる支持リング９の外周面に、外周側の周方向の両端部に爪１２を有するブロック状の磁性部材１１をボルトやネジ等１３によって固定し、それら各磁性部材１１の間に永久磁石１０を上記爪１２で押さえるようにして構成される。更に、各磁性部材１１の両側に、周方向に沿って扇状に又はリング状に成形された連結プレート１４をボルトやネジ等１５によって装着し、剛性を高めてもよい。連結プレート１４は、非磁性体からなる。隣接する永久磁石１０を磁気的に短絡しないようにするためである。
【００２０】
図１乃至図３に示すように、ケーシング５には、第１磁石環７とロータ３との間の部分に位置させて、第１磁石環７と同様の永久磁石１６および磁性部材１７を有する第２磁石環１８が、一体的に設けられている。すなわち、第２磁石環１８は、周方向に所定間隔を隔てて取り付けられ周方向に向き合う磁極が同極に設定された複数の永久磁石１６と、各永久磁石１６の間に介設された磁性部材１７（電磁鋼板の積層体や鉄のブロック材等）とを有する。そして、内外の各磁石環７、１８の永久磁石１０、１６および磁性部材１１、１７のピッチ・周長は、内外で略等しく設定されている。各磁性部材１１、１７は、内外の各永久磁石１０、１６のポールピースを、それぞれ構成することになる。
【００２１】
第２磁石環１８は、例えば、図４および図５に示すように、外周側の周方向の両端部に凹部１９を有するブロック状の磁性部材または電磁鋼板の積層体１７同士を、各凹部１９にボルトやネジ等２０によって固定された連結片２１によって永久磁石１６を挟んで連結し、リング状に構成される。更に、各磁性部材１７の両側に、周方向に沿って扇状に又はリング状に成形された連結プレート２２をボルトやネジ等２３によって装着し、剛性を高めてもよい。これら連結プレート２２および連結片２１は、非磁性体からなる。隣接する永久磁石を磁気的に短絡しないようにするためである。なお、連結片２１はロータ３への磁気漏れを防止するために軟磁性材（鉄材）でもよい。
【００２２】
本実施形態の作用を述べる。
【００２３】
この渦電流式減速装置の減速制動をオフするときには、図２に示すように、シリンダ８で第１磁石環７を回動させて、第１磁石環７の永久磁石１０と第２磁石環１８の永久磁石１６とを異極に揃えた位相にする。すると、第１磁石環７の永久磁石１０と第２磁石環１８の永久磁石１６とが相互に磁気短絡されて遮蔽磁気回路２４が構成される。よって、ロータ３に渦電流が生じることはなく、減速制動が生じない。すなわち、このとき第１磁石環７の磁性部材１１とこれに対向する第２磁石環１８の磁性部材１７とは、相互に異極（Ｎ極Ｓ極）のポールピースとなるため、各永久磁石１０、１６がポールピース１１、１７を介して互いに磁気的に短絡されるのである。
【００２４】
他方、減速制動をオンするときには、図３に示すように、第１磁石環７を回動させて、第１磁石環７の永久磁石１０と第２磁石環１８の永久磁石１６とを同極に揃えた位相にする。すると、第１および第２磁石環７、１８の各永久磁石１０、１６とロータ３とに磁気回路２５、２６が構成される。よって、ロータ３に渦電流が生じ、車両が減速制動される。すなわち、このとき第１磁石環７の磁性部材１１とこれに対向する第２磁石環１８の磁性部材１７とは、相互に同極（Ｎ極Ｎ極またはＳ極Ｓ極）のポールピースとなるため、各永久磁石１０、１６はポールピース１１、１７を介して互いに磁気的に短絡されることはなく、それぞれロータ３を介して磁気的に接続されるのである。
【００２５】
そして、図３に示す減速制動時に、第１および第２磁石環７、１８のそれぞれの永久磁石１０、１６は、周方向の磁極面が同極で径方向に２個並んだ状態となるため、２個が１組となって強い磁力を発揮する。よって、実質的には２個分の長さの永久磁石１０、１６の磁力による強い制動力が得られる。また、第１および第２磁石環７、１８のそれぞれの永久磁石１０、１６は、第１磁石環７と第２磁石環１８とで別々に着磁でき、その際、既述のように２個が１組となった長さの半分の長さの永久磁石１０、１６を着磁することになるため、周方向に隣接する永久磁石１０と１０、１６と１６同士の間隔を狭くしても組み付け後に十分に着磁することができる。よって、制動力が向上する。
【００２６】
すなわち、本実施形態によれば、第１および第２磁石環７、１８のそれぞれの永久磁石１０、１６を間隔を狭くしても組み付け後に十分に着磁でき、制動時にはそれら内外の永久磁石１０、１６が２個１組となって実質的には２個分の長さの永久磁石として機能するため、制動力が向上する。
【００２７】
次に、第２の発明の一実施形態を図８および図９を用いて説明する。
【００２８】
図８は本実施形態に係る渦電流式減速装置の制動オン状態の横断面図を示し、図９はその装置の制動オフ状態の横断面図を示す。
【００２９】
図示するように、この実施形態に係る渦電流式減速装置１ａは、前実施形態に係る渦電流式減速装置１と略同様の構成であり、ステータ４のケーシング５に前記第２磁石環１８の代わりに磁性環２７を設けた点のみが異なっているに過ぎない。よって、同様の部品には同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。また、第１磁石環７を単に磁石環７とよぶ。
【００３０】
ケーシング５には、磁石環７とロータ３との間の部分に位置させて、磁性環２７が一体的に設けられている。磁性環２７は、磁性体（軟磁性材：鉄のブロック材、積層電磁鋼板等）からなる環状体２８の内部に周方向に、所定間隔を隔てて複数の永久磁石２９を埋設して構成されている。各永久磁石２９は、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。
【００３１】
磁性環２７は、図１０(a)に示すように各永久磁石２９の間に凸部３０が形成されていてもよく、図１０(b)に示すように凸部３０がなくてもよい。また、図１０(c)に示すように、各永久磁石２９は、磁性体からなる環状体２８に形成された窪み部に嵌め込まれた後、磁性材（軟磁性体：電磁鋼板等）からなる金具３１をボルトやネジ等３２で環状体に固定して押さえてもよい。なお、金具３１は非磁性材（ステンレス等）を使用してもよい。
【００３２】
また、図１１(d)に示すように、磁性環２７は、磁性体（軟磁性材：鉄のブロック材、積層電磁鋼板等）からなるブロック３３同士を、ボルトやネジ等３４によって固定された金具３５によって永久磁石２９を挟んで連結し、リング状に構成してもよい。金具３５は、磁性材（軟磁性体：電磁鋼板等）からなる。なお、非磁性材（ステンレス等）でもよい。また、図１１(e),(f)に示すように、各永久磁石２９は、電磁鋼板２８を積層し、その穴の内部に埋め込んでもよい。
【００３３】
要は、磁性環２７は、磁性材からなる環状体２８の内部に、永久磁石２９が周方向に所定間隔を隔てて複数埋設されていればよい。そして、各永久磁石２９は、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。また、図８に示すように、磁性環２７の各永久磁石２９の周方向のピッチは、その内方に位置する磁石環７の永久磁石１０のピッチと略等しく設定されている。
【００３４】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００３５】
減速制動をオンするときには、図８に示すように、シリンダ８で磁石環７を回動させて、磁石環７の永久磁石１０と磁性環２７の永久磁石２９とを同極に揃えた位相にする。すると、磁石環７および磁性環２７の各永久磁石１０、２９とロータ３とに磁気回路３６、３７が構成される。
【００３６】
このとき、磁性環２７に埋設された永久磁石２９は、そのｎ極とｓ極とが磁性環を構成する磁性体によって短絡３８され、その近傍を磁気飽和させる。このため、磁石環７の永久磁石１０の磁気は、磁性環２７の磁気飽和した永久磁石２９の近傍を周方向に通り抜けて磁石環２７によって磁気遮蔽（破線３９）されることはなく、全てがロータ３を介した磁気回路３６を構成する。よって、ロータ３に渦電流が生じ、車両が減速制動される。
【００３７】
他方、減速制動をオフするときには、図９に示すように、磁石環７を回動させて、磁石環７の永久磁石１０と磁性環２７の永久磁石２９とを、１／２ピッチ〜１ピッチ分だけズレた状態とする。すると、磁石環７の永久磁石１０の磁気が磁性環２７によって遮蔽される。すなわち、磁石環７の永久磁石１０の磁気は、その一部が磁性環２７の各永久磁石２９、２９の間の磁性体を介して短絡４０されて遮蔽され、残りが磁性環２７の各永久磁石２９を介して短絡４１されて遮蔽される。よって、ロータ３に渦電流が生じることはなく、減速制動が解除される。
【００３８】
そして、この制動解除時にも、磁性環２７に埋設された各永久磁石２９は、その近傍の磁性環２７の一部を磁気飽和させる。よって、磁石環７の永久磁石１０の磁気が、磁気飽和した当該一部を径方向に通過してロータ３側に漏れることが防止される。よって、引き摺り制動が防止される。また、磁性環２７に埋設された永久磁石２９は、磁性環２７の内部にて磁気的に短絡されるため、ロータ３側への磁気漏れが抑制される。よって、この点からも引き摺り制動を防止できる。
【００３９】
また、磁石環７の永久磁石１０と磁性環２７の永久磁石２９とを、丁度１／２ピッチずらすのではなく、１／２ピッチから僅かにずらしているので、磁石環７の永久磁石１０の磁気が磁性環２７の近い側の永久磁石２９と短絡４１される。これにより、ロータ３側への磁気漏れを防止できる。すなわち、丁度１／２ピッチのずれとすると、図９に示す遮蔽回路４１が生じ難くなので、約１／３ピッチ（または１／２ピッチ強又は弱）ずらすことで遮蔽回路４１を形成し、磁気漏れを完全に回避しているのである。
【００４０】
また、１ピッチずらす場合と比べると、磁石環７の回動角度（摺動距離）を小さくできるので、アクチュエータ（シリンダ８）を小型化でき、装置全体のコンパクト化を推進できる。なお、磁石環７の永久磁石１０と磁性環２７の永久磁石２９とを１ピッチ分ずらし、前実施形態の図２と同様にして互いに異極に揃えた位相しても、制動力をオフすることができる。但し、この場合、磁石環７の回動角度（摺動距離）が大きくなる。
【００４１】
すなわち、磁石環７を回転方向にずらすピッチは、磁性環２７の磁束量と磁石環７の磁束量が同じときには１ピッチでよく、磁性環２７の磁束量が磁石環７の磁束量より小さいとき（磁石２９の大きさが小さいとき）には、１ピッチより少なくてよいのである。
【００４２】
別の実施形態を図１２および図１３に示す。
【００４３】
図示するように、この実施形態（渦電流式減速装置１ｘ）は、図８に示す実施形態の磁石環７の構成のみを変更し、その他は同様の構成としたものである。本実施形態の磁石環７ｘは、磁性体からなる支持リング９ｘと、支持リング９ｘの外周面に周方向に所定間隔を隔てて取り付けられた複数の永久磁石１０ｘと、各永久磁石１０ｘの間に介設された非磁性体（磁石を固定するボルトやネジ等１１ｘとを有する。各永久磁石１０ｘは、径方向の外側端面及び内側端面に磁極を有し、周方向の隣接する磁石同士が逆極性に配置されている。なお、各永久磁石１０ｘ間に、軸方向に磁石１０ｘと同じ長さに形成された非磁性体からなる固定金具１２ｘを介設し、これを固定するネジ等１１ｘには磁性体を使用してもよい。
【００４４】
この構成によれば、図１２に示すように磁石環７ｘを回動させれば、磁石環７ｘの永久磁石１０ｘとロータ３とが磁気回路２５ｘによって磁気的に接続され、且つ磁性環２７の永久磁石２９とロータ３とが磁気回路２６ｘによって磁気的に接続され、減速制動がオンされる。他方、図１３に示すように磁石環７ｘを回動させれば、磁石環７ｘの永久磁石１０ｘと磁性環２７の永久磁石２９とが磁気的に短絡されるので、減速制動が解除される。
【００４５】
また、この実施形態の磁石環７ｘは、図１４に示す構成７ｙとしてもよい。図１４の磁石環７ｙは、磁性体からなるリング９ｙの内部に永久磁石１０ｙを一体的に埋設し、各永久磁石１０ｙの間に磁気的絶縁体として空隙１１ｙ（孔）を形成したものである。この磁石環７ｙを用いても、図１２および図１３のものと同様の作用効果を奏する。
【００４６】
また、磁石環７ｙは、図１５に示す構成７ｚとしてもよい。この磁石環７ｚは、磁性体からなるリング９ｚの内部に、山型・谷型に配置された２個一組の永久磁石１０ｚを一体的に埋設し、各永久磁石１０ｚの間に磁気的絶縁体として空隙１１ｚ（孔）を形成したものである。
【００４７】
この磁石環７ｚを用いた場合、図１５に示すように磁石環７ｚを回動させれば、磁石環７ｚの永久磁石１０ｚとロータ３とが磁気的に接続され、減速制動がオンされる。なお、実際には、永久磁石１０ｚを図例のものより厚くし、空隙１１ｚも図例のものより大きくする方が好ましい。強い磁力を得るためである。
【００４８】
そして、図１６に示すように磁石環７ｚを回動させれば、磁石環７ｚの永久磁石１０ｚが磁性環２７によって磁気的に遮蔽されるため、磁石環７ｚの磁気はロータ３には接続されず、磁性環２７の永久磁石２９の磁気のみがロータ３と接続される。よって、制動力が弱くなる。すなわち、各永久磁石２９の径方向外側の磁性体の厚さは、磁気遮蔽効果を弱めて磁石２９とロータ３との磁気的接続を得るべく、薄く設定されているのである。
【００４９】
さらに、図１７に示すように磁石環７ｚを回動させると、磁石環７ｚの永久磁石１０ｚと磁性環２７の永久磁石２９とが磁気的に短絡されるので、減速制動が解除される。この場合、磁石環７ｚの永久磁石１０ｚの磁気は、ロータ３よりも接続しやすい磁性環２７の永久磁石２９と短絡するので、ロータ３への磁気漏れが抑制される。
【００５０】
また、この図１５の構成の磁石環７ｚでは、磁性環７ｚの内周面（ロータ３の内周面）に対する永久磁石１０ｚの磁極面積を図１２乃至図１４のタイプよりも大きくできるので、制動力を高めることができる。
【００５１】
別の実施形態を図１８および図１９に示す。
【００５２】
図示するように、この実施形態は、ロータ３をこれまでのドラムタイプと異なりディスクタイプとしたものである。
【００５３】
図１８に示すように、この渦電流式減速装置１ｂは、車両の駆動軸等の動力伝達系の回転軸４２に取り付けられたディスク状のロータ４４と、ロータ４４に対向配置され変速機等の固定系に取り付けられたステータ４５（磁力源）とを有し、ステータ４５からロータ４４へ磁気を供給することでロータ４４に渦電流を生じさせて車両を減速制動し、磁気をステータ４５内に遮蔽することで減速制動を解除するものである。
【００５４】
ステータ４５は、固定系に支持されて回転軸４２に軸支された中空のケーシング４６と、ケーシング４６の内部にブッシュや軸受４７を介して回動自在に収容された第１磁石環４８と、第１磁石環４８を回動させる図示しないアクチュエータ（流体シリンダ等）とを有する。第１磁石環４８は、周方向に所定間隔を隔てて配置された複数の永久磁石４９と、各永久磁石４９の間に介設された磁性部材５０（鉄等）とを有する。各永久磁石４９は、周方向の両端面に磁極面を有し、且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定されている。
【００５５】
他方、ケーシング４６には、第１磁石環４８とロータ４４との間に位置させて、第１磁石環４８の永久磁石４９および磁性部材５０と同様の永久磁石および磁性部材を有する第２磁石環５１が、一体的に設けられている。すなわち、第２磁石環５１は、周方向に所定間隔を隔てて取り付けられ周方向に向き合う磁極が同極に設定された複数の永久磁石５２と、各永久磁石５２の間に介設された磁性部材５３（鉄等）とを有する。そして、第１および第２磁石環４８、５１の永久磁石４９、５２と磁性部材５０、５３のピッチ・周長は、互いに等しく設定されている。各磁性部材５０、５３は、各永久磁石４９、５２のポールピースを構成する。
【００５６】
第２磁石環５１は、例えば、ブロック状に成形された磁性部材５３、５３同士を、ボルトやネジ等５４で固定された連結片５５によって永久磁石５２を挟んで連結し、リング状に構成される。この連結片５５を、非磁性体から成形すれば第１の発明の実施形態となり、磁性体から成形すれば第２の発明の実施形態となる。後者であれば、第２磁石環５１は、磁性体の内部に永久磁石５２を埋設した状態となるため、第２の発明における磁性環となるからである。
【００５７】
本実施形態の作用を述べる（連結片５５を非磁性体から成形した場合）。
【００５８】
この渦電流式減速装置１ｂの減速制動をオフするときには、図１８に示すように、図示しないアクチュエータで第１磁石環４８を回動させて、第１磁石環４８の永久磁石４９と第２磁石環５１の永久磁石５２とを異極に揃えた位相にする。すると、第１磁石環４８の永久磁石４９と第２磁石環５１の永久磁石５２とが相互に磁気短絡されて遮蔽磁気回路５６が構成され、ロータ４４に渦電流が生じることはなく、減速制動が生じない。
【００５９】
他方、減速制動をオンするときには、図１９に示すように、第１磁石環４８を回動させて、第１磁石環４８の永久磁石４９と第２磁石環５１の永久磁石５２とを同極に揃えた位相にする。すると、第１および第２磁石環４８、５１の各永久磁石４９、５２とロータ４４とに磁気回路５７、５８が構成され、ロータ３に渦電流が生じ、車両が減速制動される。
【００６０】
そして、図１９に示す減速制動時に、第１および第２磁石環４８、５１のそれぞれの永久磁石４９、５２は、径方向に沿って同極で２個並んだ状態となるため、２個が１組となって強い磁力を発揮する。よって、実質的には２個分の長さの永久磁石の磁力による強い制動力が得られる。
【００６１】
また、第１および第２磁石環４８、５１のそれぞれの永久磁石４９、５２は、組み付け後にそれぞれ第１磁石環４８と第２磁石環５１とで別々に着磁でき、その際、既述のように２個が１組となった長さの半分の長さの永久磁石４９、５２を着磁することになるため、周方向に隣接する永久磁石４９と４９、５２と５２同士の間隔を狭くしても十分に着磁することができる。よって、制動力が向上する。
【００６２】
なお、連結片５５を磁性体から成形した場合には、制動のオンオフ時の磁束は図８および図９に準じたものとなる。すなわち、この場合、制動をオフするときには、第１磁石環４８を１ピッチより少なく（例えば１／３ピッチ又は２／３ピッチ）ずらせばよい（図示省略）。
【００６３】
別の実施形態を図２０および図２１に示す。
【００６４】
図示するように、この実施形態に係る渦電流式減速装置１ｃは、前実施形態のロータ４４を２枚とすると共に、その間にステータ４５を配置した点のみが前実施形態と異なるに過ぎない。よって、同様の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
この実施形態においても、第１磁石環４８をアクチュエータによって図２０に示すように回動させると制動がオフされ、図２１に示すように回動させると制動がオンされる。なお、この実施形態においても、連結片５５を、非磁性体から成形すれば第１の発明の実施形態となり、磁性体から成形すれば第２の発明の実施形態となる。
【００６６】
別の実施形態を図２２および図２３に示す。
【００６７】
図示するように、この実施形態に係る渦電流式減速装置１ｄは、図２０および図２１に示す前実施形態に係る渦電流式減速装置１ｃと略同様の構成であり、ステータ４５のケーシング４６内に収容される第１磁石環４８の構成のみが異なっているに過ぎない。よって、同様の部品には同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００６８】
図２２および図２３に示すように、この第１磁石環４８ａは、周方向に所定間隔を隔てて複数の永久磁石４９ａを配置すると共に、各永久磁石４９ａの間に非磁性材５０ａを介設して構成されている。そして、各永久磁石４９ａは、軸方向の両端部に磁極を有し、隣接する磁石同士の極性が逆に設定されている。
【００６９】
この実施形態においても、第１磁石環４８ａをアクチュエータによって図２０に示すように回動させると制動がオフされ、図２１に示すように回動させると制動がオンされる。
【００７０】
なお、例えば図１にて、第２磁石環１８の磁性部材１７をロータ３側に突出させたのは、ロータ３への磁気漏れを少なくし、渦電流により発生したロータ３の熱影響を永久磁石１６に与えるのを少なくするためである。
【００７１】
さらに、以上の各実施形態においては、第２磁石環を動かさずに第１磁石環を回動させるタイプを説明したが、逆に、第１磁石環を動かさずに第２磁石環を回動させてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る渦電流式減速装置によれば、制動力を向上させることができる。また、引き摺り制動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の側断面図である。
【図２】上記装置の制動オフ状態の横断面図である。
【図３】上記装置の制動オン状態の横断面図である。
【図４】上記装置の第２磁石環の横断面図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】上記装置の第１磁石環の横断面図である。
【図７】図４のVII-VII線断面図である。
【図８】第２の発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の横断面図である（制動オン状態）。
【図９】上記装置の横断面図である（制動オフ状態）。
【図１０】上記装置の磁性環の変形例を示す横断面図である。
【図１１】上記磁性環の別の変形例を示す横断面図である。
【図１２】第２の発明の別の実施形態に係る渦電流式減速装置の横断面図である（制動オン状態）。
【図１３】上記渦電流式減速装置の横断面図である（制動オフ状態）。
【図１４】上記装置の磁性環の変形例を示す横断面図である。
【図１５】上記磁性環の別の変形例を備えた渦電流式減速装置の横断面図である（制動オン状態）。
【図１６】上記渦電流式減速装置の横断面図である（制動力弱状態）。
【図１７】上記渦電流式減速装置の横断面図である（制動オフ状態）。
【図１８】上記ロータをディスクタイプとした実施形態を示す説明図であり、図１８(a)は平断面図（制動オフ状態）、図１８(b)は側断面図である。
【図１９】上記装置の制動オン状態の平断面図である。
【図２０】上記ロータをツインディスクタイプとした実施形態を示す説明図であり、図２０(a)は平断面図（制動オフ状態）、図２０(b)は側断面図である。
【図２１】上記装置の制動オン状態の平断面図である。
【図２２】上記装置の第１磁石環の変形例を示す平断面図（制動オフ状態）である。
【図２３】上記装置の制動オン状態の平断面図である。
【図２４】本発明者が先に開発した渦電流式減速装置の側断面図である。
【図２５】上記装置の制動オフ状態の横断面図である。
【図２６】上記装置の制動オン状態の横断面図である。
【符号の説明】
１ 渦電流式減速装置
２ 回転軸
３ ロータ
７ 第１磁石環
１０ 永久磁石
１１ 磁性部材
１６ 永久磁石
１７ 磁性部材
１８ 第２磁石環
２７ 磁性環
２８ 環状体
２９ 永久磁石
Claims (4)
- 回転軸に取り付けられたロータと、該ロータに対向させて配置され、周方向に所定間隔を隔てて且つ周方向に向き合う磁極が同極に設定された複数の永久磁石およびこれら永久磁石間に介設された磁性部材を有する第１磁石環と、該第１磁石環とロータとの間に配置され、第１磁石環と同様の永久磁石および磁性部材を有する第２磁石環とを備え、それら第１および第２磁石環の少なくとも一方を回動自在としたことを特徴とする渦電流式減速装置。
- 回転軸に取り付けられたロータと、該ロータに対向させて配置され、周方向に所定間隔が隔てられた複数の永久磁石を有する磁石環と、該磁石環とロータとの間に配置され、磁性体からなる環状体の内部に周方向に所定間隔を隔てて且つ周方向に向き合う磁極が同極になるように複数の永久磁石を埋設した磁性環とを備え、それら磁石環および磁性環の少なくとも一方を回動自在としたことを特徴とする渦電流式減速装置。
- 上記ロータが回転軸に固設されたドラム体からなる請求項１乃至２記載の渦電流式減速装置。
- 上記ロータが回転軸に固設されたディスク体からなる請求項１乃至２記載の渦電流式減速装置。
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