JP3800309B2 - 渦電流減速装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両などの摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に磁石支持筒の正逆回動により非制動と制動との切換えを行う渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
案内筒の内空部に回動可能の磁石支持筒が収容される渦電流減速装置では、磁石支持筒の内周面（軸孔）に、銅などの焼結金属筒に弗素樹脂（P.T.F.E.）と鉛を含浸してなるドライブツシユ（軸受）を圧入したうえ、アルミニウムなどの非磁性体からなる案内筒に外挿して、磁石支持筒を回転しやすくしている。磁石支持筒は流体圧アクチユエータのロツドと連結され、制動位置と非制動位置とに正逆回動される。
【０００３】
ドライブツシユはテフロン（登録商標）などの弗素樹脂を主成分とする材料を使用しているので、接触面圧が低かつたり高温になると摩擦係数が増大し、磁石支持筒が作動不良を起こすことがあつた。つまり、弗素樹脂系のドライブツシユは接触面圧が低いと摩擦係数が大きくなり、接触面の微小な範囲で摩擦係数が大きいと接触面の温度も上昇する。さらに、制動時の制動ドラムからの渦電流による熱の影響を受けて、雰囲気温度が一層高くなると、接触面の摩擦係数が大きくなり、磁石支持筒の円滑な作動を妨げる。
【０００４】
磁石支持筒の固着についての実験結果によれば、制動中の高温下で非磁性体からなる内筒部が熱膨張すると、ドライブツシユとの隙間が狭くなり、局部的な摩耗部分はプラスチツクフロー（軟化溶融）になつて周方向へ押し出され、狭い隙間へ押し込まれる。やがて制動ドラムの回転速度が減じると、プラスチツクフローの凝固が始まり、摩擦係数が異常に大きくなり、プラスチツクフローが凝固したままになると、磁石支持筒が固着するに至る。
【０００５】
【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、ドライブツシユの摩擦特性を考慮し、案内筒の内筒部の外周面に対する、磁石支持筒の内周面の摩擦面圧を高くするとともに、摩擦面付近の熱負荷を軽減するようにした渦電流減速装置を提供することにある。
【０００６】
【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と、該制動ドラムの内部にあつて車体などの固定部分に取り付られ断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内筒部に弗素樹脂を主成分とするドライブツシユを介して支持した少くとも１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の前記磁石と対向する位置に鋳込んだ強磁性部材とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により制動力を前記制動ドラムに発生する渦電流減速装置において、前記可動の磁石支持筒の内周面と対向する前記案内筒の内筒部の外周面に軸方向の溝を設けたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明では非磁性体からなる断面長方形の内空部を有する案内筒の内筒部に対し、樹脂系のドライブツシユを介して可動の磁石支持筒を回動可能に支持する。樹脂系のドライブツシユは摩擦面圧がある程度高くないと、摩擦係数が高い状態にあり、局部的な摩擦部分の熱により高温（２５０℃）になると、急激に摩擦係数が高くなり、磁石支持筒の正逆回動による制動と非制動との切換えが困難になる。特に、非磁性体としてアルミニウムを用いた案内筒の内筒部の外周面にアルマイト処理を施すと断熱効果が高められ、温度の上昇を抑えにくい。
【０００９】
そこで、本発明では非磁性体からなる案内筒の内筒部の外周面に多数の軸方向の溝または多数の凹部を設け、磁石支持筒の内周面に圧入した樹脂系のドライブツシユとの摩擦面圧を高くする。
【００１０】
【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の断面長方形の内空部３７に収容した可動の磁石支持筒１４と回止めピン１３により固定された不動の磁石支持筒１４Ａ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の端壁と一緒に、回転軸１にスプライン嵌合した取付フランジ２に重ね合され、かつ複数のボルト４とナツトにより締結される。ボス５から放射状に延びる多数のスポーク６に、冷却フイン８を備えた制動ドラム７の基端が結合される。
【００１１】
断面長方形の内空部を有する案内筒１０は例えば断面Ｃ字形の筒体に、環状板からなる端壁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車両用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２５に、周縁に抜止め突条１５ｃを備えた長方形の強磁性部材ないし強磁性板（ポールピース）１５が結合される。好ましくは、強磁性板１５は案内筒１０の成形時鋳込まれる。
【００１２】
磁性体からなる磁石支持筒１４は、案内筒１０の内空部３７にあつてドライブツシユ２６により正逆回動可能に内筒部１０ｂに支持される。磁石支持筒１４は外周面に各強磁性板１５に対向する磁石２４を、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結合される。磁性体からなる磁石支持筒１４Ａは案内筒１０の内空部３７にあつて内筒部１０ｂに固定され、磁石支持筒１４と同様に、磁石支持筒１４は外周面に各強磁性板１５に対向する磁石２４を、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結合される。図示してないが、磁石支持筒１４の左端壁から軸方向へ突出する腕（図示せず）が内空部３７において、案内筒１０の左端壁と一体のアクチユエータ２０の、シリンダ１８に嵌合するピストンから突出するロツドに連結される。
【００１３】
図２に示すように、磁石２４から制動ドラム７へ向う（この逆も同じ）磁束密度が、強磁性板１５の中央部分（制動ドラム７の回転方向（矢印ｙ）の中央部分）で最大になるように、制動ドラム７の内周面に対向する強磁性板１５の外面の面積が、磁石２４に対向する内面の面積よりも狭く構成される。このため、強磁性板１５の前面１５ａは途中から外面に向つて制動ドラム７の回転方向（矢印ｙ）後方へ傾斜される。同様に、強磁性板１５の後面１５ｂは途中から外面に向つて制動ドラム７の回転方向前方へ傾斜される。
【００１４】
図２，３に示すように、本発明によれば案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面に多数の軸方向の溝３９を、好ましくは周方向等間隔に設け、磁石支持筒１４に圧入した樹脂系のドライブツシユ２６が内筒部１０ｂの外周面に支持される。内筒部１０ｂの軸方向の溝３９は、案内筒１０の鋳造時一体に成形するのが好ましく、鋳型を軸方向に抜き易いように、図４に示すように、軸方向の溝３９の深さは内筒部１０ｂの左端部から右端部へ次第に深くなるように構成される。図５〜７に示すように、案内筒１０の内筒部１０ｂの溝３９は、制動ドラム７の回転軸線に対して傾斜させてもよい。また、案内筒１０の内筒部１０ｂの軸方向の溝３９は、可動の磁石支持筒１４が支持される部分だけに設けるようにしてもよい。図６，７に示すように、アクチユエータ２０（図１参照）を案内筒１０の一端部に配設すると、アクチユエータ２０に近い方のドライブツシユ２６の面圧が高く、アクチユエータ２０から離れるに従つてドライブツシユ２６の面圧が低くなるので、内筒部１０ｂの溝３９の溝幅（周方向の寸法）をアクチユエータ２０から離れるに従つて広く（長く）することにより面圧の均一化を図る。
【００１５】
図８，９に示す実施例では、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面の、可動の磁石支持筒１４が支持される部分に、外形が方形、台形、３角形、円形などの多数の凹部３９ａ，３９ｂを設けたものである。
【００１６】
上述のように、内筒部１０ｂの外周面に多数の軸方向の溝３９または凹部３９ａを設けたことにより、案内筒１０の樹脂系のドライブツシユ２６を支持する支持面積が狭くなるので接触面圧が高くなり、内筒部１０ｂの外周面に対する樹脂系のドライブツシユ２６の摩擦係数が小さくなり、磁石支持筒１４の円滑な正逆回動による制動と非制動との切換動作が得られる。
【００１７】
図１０に示す実施例では、可動と不動の各磁石支持筒１４，１４Ａ（磁石支持筒１４Ａは図１を参照）の外周面に、周方向の端部に磁極を有する多数の磁石２４，２４Ａを周方向等間隔に、かつ各磁石２４，２４Ａの磁極が互いに対向して同極となるように支持したものである。他の構成は図１に示す実施例と同様である。図１０に示す制動位置では、各磁石支持筒１４，１４Ａの周方向に隣接する１対の磁石２４，２４Ａの相対向する磁極から磁界が磁石支持筒１４，１４Ａ、強磁性板１５を経て制動ドラム７に磁界を及ぼし、制動ドラム７と各磁石２４，２４Ａとの間に磁気回路ｚが生じる。非制動時、可動の各磁石支持筒１４を磁石２４の配列ピツチだけ回動すると、各磁石２４，２４Ａと強磁性板１５との間に短絡的磁気回路ｗが生じ、制動ドラム７に磁界を及ぼさない（図１を参照）。
【００１８】
図１４に示すように、銅などの焼結金属に弗素樹脂（P.T.F.E.）と鉛を含浸してなるドライブツシユ２６は、接触面圧が低い摩擦領域では、弗素樹脂が弾性体として働き、弾性的摩擦特性を示し、摩擦係数が大きいが、接触面圧が高い摩擦領域では、下地の焼結金属筒の塑性的摩擦特性に移行し、摩擦係数は小さく、ほぼ一定の値を示す。本発明では案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面に、軸方向の溝３９または凹部３９ａ，３９ｂを設けることにより、ドライブツシユ２６との接触面積が狭くなるので、内筒部１０ｂに対するドライブツシユ２６の接触面圧が高くなり、摩擦係数が小さくなり、発熱が抑えられるとともに、軸方向の溝３９または凹部３９ａ，３９ｂの存在により接触面付近の熱負荷が軽減され、磁石支持筒１４の円滑な動作が保証される。
【００１９】
上述の実施例では、可動の磁石支持筒と不動の磁石支持筒を備え、両者の回転差動により制動と非制動の切り換えを行う形式の渦電流減速装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、単一の磁石支持筒の正逆回動により制動と非制動の切り換えを行う形式の渦電流減速装置にも適用できる。
【００２０】
図１１，１２に示す実施例では、案内筒１０の内空部に単一の磁石支持筒１４を正逆回動可能に支持し、磁石支持筒１４の周方向に並ぶ２つの磁石２４が共通の強磁性板１５に部分的に対向する非制動位置と、１つの磁石２４が強磁性板１５に全面的に対向する制動位置とに切り換えるものである。案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面に、図３〜９に示すような、多数の軸方向の溝３９または凹部３９ａ，３９ｂが設けられる。他の構成は図１，２に示すものと同様である。
【００２１】
図１３に示す実施例では、回転軸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の内空部に正逆回動可能に配設した磁性体からなる磁石支持筒１４の外周面に、各強磁性板１５に２つずつ対向しかつ強磁性板１５に対する極性が周方向に２つごとに異なるように磁石２４を結合し、異極性の２つの磁石２４が各強磁性板１５に全面的に対向する非制動位置と、同極性の２つの磁石２４が各強磁性板１５に全面的に対向する制動位置とに、磁石支持筒１４をアクチユエータにより正逆回動して切り換えるものである。磁石支持筒１４の内周面に樹脂系のドライブツシユが結合される。一方、磁石支持筒１４を支持する内筒部１０ｂの外周面には、図３〜６に示すような、多数の軸方向の溝３９または凹部３９ａ，３９ｂが設けられる。他の構成は図１，２に示すものと同様である。
【００２２】
【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と、該制動ドラムの内部にあつて車体などの固定部分に取り付られ断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内筒部に弗素樹脂を主成分とするドライブツシユを介して支持した少くとも１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の前記磁石と対向する位置に鋳込んだ強磁性部材とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により制動力を前記制動ドラムに発生する渦電流減速装置において、前記可動の磁石支持筒の内周面と対向する前記案内筒の内筒部の外周面に軸方向の溝を設けたので、案内筒の外周面の樹脂系ドライブツシユと摩擦接触する面積が狭くなり、それだけ摩擦面の面圧が高くなり、摩擦面の摩擦係数を低くすることができる。その結果、摩擦面の発熱が抑えられ、磁石支持筒の正逆回動による制動と非制動の円滑な切換操作が得られる。
【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非制動時の正面断面図である。
【図２】同渦電流減速装置の制動時の側面断面図である。
【図３】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部を示す斜視図である。
【図４】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部を示す正面断面図である。
【図５】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の他の実施例を示す平面図である。
【図６】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の他の実施例を示す平面図である。
【図７】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の他の実施例を示す平面図である。
【図８】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の他の実施例を示す斜視図である。
【図９】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の他の実施例を示す斜視図である。
【図１０】本発明が適用される他の渦電流減速装置の側面断面図である。
【図１１】本発明が適用される他の渦電流減速装置の正面断面図である。
【図１２】同渦電流減速装置の非制動時の側面断面図である。
【図１３】本発明が適用される他の渦電流減速装置の側面断面図である。
【図１４】渦電流減速装置の磁石支持筒の回転支持部の摩擦特性を表す線図である。
【符号の説明】
１：回転軸 ６：スポーク ７：制動ドラム １０：案内筒 １０ａ：外筒部 １０ｂ：内筒部 １４：磁石支持筒 １４Ａ：磁石支持筒 １５：強磁性板 ２０：アクチユエータ ２４：磁石 ２４Ａ：磁石 ２６：ドライブツシユ ３９：軸方向の溝 ３９ａ，３９ｂ：凹部

Claims (2)

1. 回転軸に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて車体などの固定部分に取り付られ断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内筒部に弗素樹脂を主成分とするドライブツシユを介して支持した少くとも１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の前記磁石と対向する位置に鋳込んだ強磁性部材とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により制動力を前記制動ドラムに発生する渦電流減速装置において、前記可動の磁石支持筒の内周面と対向する前記案内筒の内筒部の外周面に軸方向の溝を設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
2. 前記案内筒の外周面に設けた軸方向の溝について、アクチユエータが配設される案内筒の端部側の前記溝の周方向の寸法よりも、反対端部側の前記溝の周方向の寸法を長くした、請求項１に記載の渦電流減速装置。

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