JP3800310B2

JP3800310B2 - 渦電流減速装置

Info

Publication number: JP3800310B2
Application number: JP2000289219A
Authority: JP
Inventors: 徹桑原
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP2002101640A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として車両の摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に電磁石および／または永久磁石を用いた渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石を用いた渦電流減速装置は、永久磁石を制動ドラムの内外に移動させるか（特願平１−２１８４９９号）、制動ドラムの内部で永久磁石を周方向等間隔に結合する磁石支持筒を正逆回動させる（特願平２−２０１８２０号）などして、非制動位置と制動位置とに切り換える構造のものであり、磁石支持筒を動かすのにアクチユエータを必要とする。アクチユエータには空圧シリンダ、油圧シリンダ、回転モータ、リニアモータなどが採用される。一方、電磁石を用いた渦電流減速装置は電磁石を動かす必要はなく、電磁コイルへ加える電流の制御だけで、非制動と制動とに切り換えることができるが、永久磁石を用いた渦電流減速装置に比べて形状が大きく、重くなるなどの問題があつた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は多極化しやすい構造の電磁石を用いた渦電流減速装置を提供することにある。
【０００４】
本発明の他の課題は従来の電磁石を利用した渦電流減速装置よりも小型・軽量であり、磁石支持環を動かすことなく、電磁コイルの電流を制御するだけで非制動と制動とに切り換えできる渦電流減速装置を提供することにある。
【０００５】
【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配置した非磁性体からなる不動の磁石支持環に、多数の電磁石の両端に１対の磁極片を密着させて１つの電磁石組立体を形成したうえ周方向等間隔に支持し、前記磁極片を制動ドラムの内周面と対向させて配設し、前記電磁石に通電することにより電磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動ドラムに制動力を発生させることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の構成は、回転軸に結合した制動ドラムの内部に配置した非磁性体からなる不動の磁石支持環に、中空の鉄心に電磁コイルを巻装してなる多数の電磁石と、制動ドラムの内周面と対向する磁極片とを周方向に交互に密着させて配設し、前記鉄心の中空部に永久磁石を嵌合し、前記電磁石に通電することにより電磁石と永久磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動ドラムに制動力を発生させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では回転軸に結合した制動ドラムの内部に、非磁性体からなる不動の磁石支持環を配設する。磁石支持環に、制動ドラムの内周面と対向するように電磁石と磁極片を周方向に交互に密着させて配設する。電磁石の鉄心の中空部に永久磁石を嵌合する。電磁石に通電することにより電磁石と永久磁石からの磁界に基づく渦電流により制動ドラムに制動力を発生させる。
【０００８】
【実施例】
図１，２に示すように、渦電流減速装置は回転軸１に結合したボス部から放射状に突出する複数の支持腕５の先端に、外周面に放熱フイン２ａを有する制動ドラム２の基端部が溶接などにより結合される。鉄などからなる制動ドラム２の両端部には銅などの良導体からなる環状体３，４が結合され、渦電流の軸方向への広がりを促し、制動能力を高めるようになつている。電磁石２０は中空の鉄心１２に外嵌した巻枠１０に、電磁コイル９を巻装してなる。鉄心１２は制動ドラム２の周方向に延び、周方向の両端に磁極片８を密着される。径方向に延びる磁極片８は前後（軸方向の）両端を、固定板７ａと一体をなす非磁性体からなる円板状の磁石支持環７と環状の磁石支持環７との間に挟まれ、磁石支持環７、磁極片８、磁石支持環７を貫通する複数のボルト６にナツト６ａを螺合して締結される。固定板７ａは車両の非回転部分に固定される。こうして、多数の電磁石組立体Ａが磁石支持環７に周方向等間隔に結合され、磁極片８が制動ドラム２の内周面に接近して対向される。図２に示す渦電流減速装置では、制動ドラム２の内周面に対向する磁極片８の極性が、周方向交互に異なるように配設されるが、図３に示すように、制動ドラム２の内周面に対向する磁極片８の極性が、周方向に２ずつ異なるように配設されてもよい。
【０００９】
図４に電磁石組立体Ａの１つを示すように、磁極片８は径内方部分の周方向寸法よりも、径外方部分の周方向寸法が長い扇状のものである。相対向する１対の磁極片８の側面には窪み８ａが設けられ、窪み８ａに中空の鉄心１２が嵌合するように密着され、電磁コイル９の巻枠１０が鉄心１２に外嵌される。鉄心１２の中空部に好ましくは合成樹脂などの筒状の非磁性材１３を嵌合し、非磁性材１３の一端部に永久磁石１４が磁極片８に密着するように嵌合され、中空部の他端部には磁性体１５が嵌合される。しかし、非磁性材１３はなくても相当の作用効果が得られる。
【００１０】
永久磁石１４は鉄心１２の軸方向端部が磁極をなすように着磁されており、電磁コイル９の非通電時、図４に示すように、永久磁石１４のＮ極からの磁界は磁極片８、鉄心１２、他方の磁極片８、磁性体１５へと短絡的磁気回路ｗを形成し、制動ドラム２には磁界を及ぼさない。
【００１１】
図５に示すように、制動時、電磁コイル９に通電すると、例えば鉄心１２の左端が永久磁石１４と同じくＮ極に、右端がＳ極になり、制動ドラム２との間に磁気回路ｚを形成する。回転する制動ドラム２が電磁石２０と永久磁石１４からの磁界を横切る時、制動ドラム２の内部に渦電流が発生し、制動ドラム２に制動トルクを発生する。制動トルクの大きさは電磁コイル９へ加える電流により加減される。
【００１２】
図６，７に示すように、鉄心１２の一端側（図示の左端側）に中空部を形成し、該中空部に永久磁石１４だけを嵌合するようにしても、図４，５に示す電磁石組立体Ａと同様の作用効果が得られる。また、左右１対の磁極片８は互いに平行な内側面に電磁石２０と永久磁石１４を挟持するようにし、磁極片８の外側面を内側面に対して傾斜させて、径内方部分の周方向寸法よりも径外方部分の周方向寸法が大なる扇形に形成してもよい。
【００１３】
上述の実施例では、円筒体をなす鉄心１２の中空部の一端側に永久磁石１４が、他端側に磁性体１５がそれぞれ嵌合されているが、図８に示すように、鉄心１２を断面長方形をなす中空のものとし、中空部の一端側に断面長方形の永久磁石１４を嵌合するようにしてもよく、また、図９に示すように、断面長円形の鉄心１２に複数の断面円形または断面長方形の中空部を構成し、該中空部に中空断面と同形の永久磁石１４を嵌合してもよい。
【００１４】
また、図１０に示すように、周方向に並ぶ１対の磁極片８の間の内周部と外周部とに２つの電磁石２０を、さらには３つの電磁石２０を挟持するようにしても、上述の実施例と同様の作用効果が得られる。さらに、以上の実施例では、電磁石組立体Ａが磁石支持環７に周方向等間隔に、かつ互いに所定の間隔を存して配設されているが、周方向に隣接する磁極片８を互いに密着させて配設してもよく、この場合には隣接する電磁石２０の電磁コイル９への通電方向を互いに逆にして、周方向に密着された１対の磁極片８の制動ドラム２の内周面に対向する極性が周方向交互に異なるように構成する（図１１を参照）。
【００１５】
図１１，１２に示す実施例では、中空の鉄心１２に電磁コイル９を巻装して電磁石２０を構成し、磁極片８と電磁石２０とを周方向交互に密着させて、磁石支持筒１９Ａの外周面に支持し、磁極片８をボルト１８により結合したものである。特に、図１２に示す実施例では、各磁極片８の外周縁に軸方向の溝２３を設けて多極化したものである。
【００１６】
図１３に示す実施例では、電磁石２０と磁極片８は断面溝形をなす非磁性体からなる磁石支持筒１９の内部へ収容され、磁石支持筒１９の内筒部ないし底部からボルト１８を磁極片８に螺合して締結される。電磁石２０と磁極片８の外周面は、磁極片８と対向する部分のみが磁性体であり残余の部分が非磁性体である筒形の覆板２１により覆われ、電磁コイル９の内部へ泥水などが浸入するのを防止する。
【００１７】
【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の内部に配置した非磁性体からなる不動の磁石支持環に、多数の電磁石の両端に１対の磁極片を密着させて１つの電磁石組立体を形成したうえ周方向等間隔に支持し、前記磁極片を制動ドラムの内周面と対向させて配設し、前記電磁石に通電することにより電磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動ドラムに制動力を発生させるものであるから、従来の電磁石式渦電流減速装置よりも小型・軽量になり、永久磁石式渦電流減速装置よりも大きく、重くなるが、永久磁石を動かす必要がなく、電磁コイルの電流を制御するだけで、渦電流減速装置の非制動と制動の切換えが得られ、また制動力を加減することができる。
【００１８】
周方向に延びる多数の電磁石と、制動ドラムの内周面と対向する磁極片との組合せにより、多極化（制動ドラムの内周面と対向する極数を多くする）が容易になり、制動能力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る渦電流減速装置の部分的側面断面図である。
【図２】同渦電流減速装置の部分的正面断面図である。
【図３】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の部分的正面断面図である。
【図４】図２に示す渦電流減速装置の電磁石組立体の非制動時の正面断面図である。
【図５】同電磁石組立体の制動時の正面断面図である。
【図６】図３に示す渦電流減速装置の電磁石組立体の非制動時の正面断面図である。
【図７】同電磁石組立体の制動時の正面断面図である。
【図８】電磁石組立体の変更実施例を示す側面断面図である。
【図９】電磁石組立体の他の変更実施例を示す側面断面図である。
【図１０】電磁石組立体の他の変更実施例を示す正面断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図１２】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図１３】本発明の第４実施例に係る渦電流減速装置の磁石支持筒の側面断面図である。
【符号の説明】
Ａ：電磁石組立体ｗ：短絡的磁気回路ｚ：磁気回路１：回転軸２：制動ドラム２ａ：放熱フイン３：良導体の環状体４：良導体の環状体５：支持腕６：ボルト６ａ：ナツト６ｂ：通孔７：磁石支持環７ａ：固定板８：磁極片８ａ：窪み９：電磁コイル１０：巻枠１２：鉄心１３：非磁性材１４：永久磁石１５：磁性体１８：ボルト１９，１９Ａ：磁石支持筒２０：電磁石２１：覆板２３：溝

Claims

回転軸に結合した制動ドラムの内部に配置した非磁性体からなる不動の磁石支持環に、多数の電磁石の両端に１対の磁極片を密着させて１つの電磁石組立体を形成したうえ周方向等間隔に支持し、前記磁極片を制動ドラムの内周面と対向させて配設し、前記電磁石に通電することにより電磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動ドラムに制動力を発生させることを特徴とする渦電流減速装置。
前記電磁石組立体における相隣接する磁極片は、制動ドラムの内周面に対する極性が互いに異なる、請求項１に記載の渦電流減速装置。
前記電磁石組立体における相隣接する磁極片は、制動ドラムの内周面に対する極性が同じである、請求項１に記載の渦電流減速装置。
前記電磁石は中空の鉄心に電磁コイルを巻装してなり、前記鉄心の中空部に嵌合した永久磁石の周方向の一端面を前記磁極片に密着した、請求項１〜３に記載の渦電流減速装置。
回転軸に結合した制動ドラムの内部に配置した非磁性体からなる不動の磁石支持環に、中空の鉄心に電磁コイルを巻装してなる多数の電磁石と、制動ドラムの内周面と対向する磁極片とを周方向に交互に密着させて配設し、前記鉄心の中空部に永久磁石を嵌合し、前記電磁石に通電することにより電磁石と永久磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動ドラムに制動力を発生させることを特徴とする渦電流減速装置。
前記磁極片は径外方端部の周方向寸法が径内方端部の周方向寸法よりも大なる扇形をなす、請求項１〜５に記載の渦電流減速装置。
前記磁極片は軸方向の一端面を前記磁石支持環に固着され、前記各磁極片の周方向の一端面に設けた窪みに、前記電磁石の鉄心が係合される、請求項１〜５に記載の渦電流減速装置。
前記電磁石は非磁性体からなる断面溝型の筒状の磁石支持環の内部に収容され、外周部を非磁性体からなる覆板により覆われる、請求項１〜５に記載の渦電流減速装置。
前記電磁石は前記磁極片に密着されて前後２つの非磁性板からなる不動の磁石支持環の間に挟持され、前記磁極片と前記磁石支持環とを貫通するボルトなどの締結手段により締結される、請求項１〜５に記載の渦電流減速装置。
前記電磁石と前記磁極片は前記制動ドラムの内部に配置した非磁性板からなる不動の磁石支持環に重ね合され、前記磁石支持環と前記磁極片とを貫通するボルトなどの締結手段により締結される、請求項１〜５に記載の渦電流減速装置。
前記鉄心の中空部に非磁性材を介して永久磁石を嵌合した、請求項１〜５に記載の渦電流減速装置。