JP3882412B2 - 渦電流減速装置の磁石とその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は大型車両などの摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に磁石支持筒に結合される磁石について、磁石に付与される磁路の向きを磁石の内面から外面の周方向両端側へ湾曲させて、非制動時の洩れ磁界を抑えるようにした渦電流減速装置の磁石とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開平5-211761号公報などに開示される渦電流減速装置では、図8に示すように、非磁性体からなる断面長方形の内空部を有する案内筒10の、制動円板7の内周面に対向する外筒部10aに、多数の強磁性板15が周方向等間隔に結合され、案内筒10の内空部に磁石支持筒14が収容される。磁石支持筒14の外周面には各強磁性板15に2つの磁石14Bが対向するように、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結合される。磁石支持筒14の正逆回動により、案内筒10の各強磁性板15に同極性の2つの磁石14Bが対向する制動位置と、各強磁性板15に異極性の2つの磁石14Bが対向する非制動位置とに切り換わる。上述の渦電流減速装置は、案内筒10の内空部へ単一の磁石支持筒14を正逆回動可能に支持するだけのものであるから、他の形式の渦電流減速装置よりも軸方向寸法が短縮され、構成が簡単であり、小型の車両にも搭載できる。しかしながら、上述の渦電流減速装置では磁石14Bが細分化され、磁石14Bの体積ないし容量(厳密には周方向の寸法)が他の形式の渦電流減速装置のそれよりも小さいので、制動能力の点で十分なものとは言えない。
【0003】
これに対して、図9に示すように、案内筒10の各強磁性板15に対して1つの磁石14Aが全面的に対向する制動位置と、各強磁性板15に2つの磁石14Aが部分的に対向する非制動位置とに切り換わる渦電流減速装置では、各磁石14Aの体積ないし容量(厳密には周方向の寸法)が大きくなり、制動能力が向上する。しかし、非制動時、磁石14Aから洩れ磁界が強磁性板15と強磁性板15の間の隙間を経て制動ドラム7へ達し、制動ドラム7に引きずりトルクが発生するという問題がある。
【0004】
【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、磁石の周方向寸法を強磁性板とほぼ同寸にし、かつ磁石からの磁界が磁石の周方向の両端部へ湾曲して制動ドラムへ達するようにした渦電流減速装置の磁石とその製造方法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と、該制動ドラムの内部に臨むように車体などの非回転部分に取り付けた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、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に配設した多数の強磁性板と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に前記各強磁性板に対向しかつ強磁性板に対する極性が周方向交互に異なるように結合した多数の磁石とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置の磁石において、前記磁石の内面に一方の磁極を形成し、前記磁石の外面に周方向に離隔する他方の磁極を形成し、前記磁石の内部に内面から外面の周方向両端部へ延びる湾曲した磁路が予め形成されているように構成したことを特徴とする。
【0006】
また、本発明の方法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臨むように車体などの非回転部分に取り付けた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、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に配設した多数の強磁性板と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に前記各強磁性板に対向しかつ強磁性板に対する極性が周方向交互に異なるように結合した多数の磁石とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置の磁石の直交磁界成形方法において、前記磁石の内面に当接する強磁性体からなる第1のダイと、前記磁石の外面に当接する非磁性体からなる第2のダイとを含む左右1対のダイと、前記磁石の周方向の端縁部を成形するための上下1対のパンチと、前記磁石の両側面を成形するための前後1対のダイとにより囲まれる空部へ前記磁石を成形する磁石粉を充填し、第2のダイの前記磁石粉に接する面と平行な反対側の面の両端部近傍に強磁性体を配設し、上下1対のパンチにより前記磁石を成形する磁石粉を圧搾し、左右1対のダイの外側に界磁コイルにより励磁されて前記磁石粉を横貫する磁界を発生する磁石を配設することを特徴とする。
【0007】
また、本発明の方法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臨むように車体などの非回転部分に取り付けた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、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に配設した多数の強磁性板と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に前記各強磁性板に対向しかつ強磁性板に対する極性が周方向交互に異なるように結合した多数の磁石とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置の磁石の平行磁界成形方法において、前記磁石の内面に当接する強磁性体からなる第1のパンチと、前記磁石の外面に当接する磁性体からなる第2のパンチとを含む上下1対のパンチと、前記磁石の周方向の端縁部を成形するための左右1対のダイと、前記磁石の両側面を成形するための前後1対のダイとにより囲まれる空部へ前記磁石を成形する磁石粉を充填し、第2のパンチの前記磁石粉に接する面の中央部に非磁性体を配設し、上下1対のパンチにより前記磁石を成形する磁石粉を圧搾し、上下1対のパンチの外側に配した界磁コイルにより励磁されて前記磁石粉を縦貫する磁界を発生する磁石を配設することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明では制動時磁石から制動ドラムへ及ぶ磁界の強さないし磁束量を減じることなく、非制動時の磁石からの洩れ磁束による制動ドラムの引きずりトルクを抑える。このため、磁石支持筒の磁石の内部に、磁石支持筒の外周面に結合される内面から、案内筒の強磁性板に対向する外面の周方向両端部へ湾曲する磁路を形成する。具体的には、磁石の成形と着磁のために、磁石の内面に全面的に接する強磁性体からなる第1の型を当てる一方、磁石の外面には非磁性体からなる第2の型を当て、かつ第2の型の磁石の外面から離れた部分に、周方向に離隔する2つの強磁性体を配設する。
【0009】
第1の型から第2の型へ磁界をかけると、磁石の内部には内面から外面の両端側へ湾曲した磁路が形成される。したがつて、非制動時、各磁石が周方向に隣接する2つの強磁性板に跨つても、磁石の外面の周方向中心では磁石の磁路が周方向両端側へ湾曲されているので、磁石の外面の周方向中心から強磁性板と強磁性板との隙間を経て制動ドラムへ達する洩れ磁界は非常に少くなり、制動ドラムに発生する引きずりトルクは大幅に削減される。
【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。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不動の案内筒10と、案内筒10の断面長方形の内空部に回動可能に支持した磁性体からなる磁石支持筒14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の端壁部と一緒に、回転軸1にスプライン嵌合固定した取付フランジ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支持腕6に、冷却フイン8を備えた制動ドラム7の右端部が結合される。
【0011】
案内筒10は例えば断面C字形をなす筒体に環状の端壁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開口13に、多数の強磁性板(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の鋳造による成形時鋳ぐるまれる。磁石支持筒14は案内筒10の内空部に収容される。詳しくは、磁石支持筒14は内筒部10bに軸受12により正逆回動可能に支持される。
【0012】
案内筒10の左端壁に、好ましくは複数の流体圧アクチユエータ20が周方向等間隔に結合される。流体圧アクチユエータ20はシリンダ18にピストン17を嵌装してなり、ピストン17から外部へ突出するロツドは、磁石支持筒14から案内筒10の左端壁のスリツトを経て突出する腕16に連結される。
【0013】
図2に示すように、磁石支持筒14は外周面に各強磁性板15に対向し、かつ各強磁性板15に対する極性が周方向交互に異なるように多数の磁石14Aを結合される。磁石14Aは周方向の両端部に段部25が一体に形成され、周方向に並ぶ磁石14Aの段部25の間へ、断面T字形の非磁性体からなる固定金具31を重ね合せ、ボルト32により磁石支持筒14へ締結される。
【0014】
本発明は上述したような渦電流減速装置において、磁石支持筒14に結合される磁石14Aについて、周方向の寸法を強磁性板15とほぼ同寸にし、非制動時磁石14Aから制動ドラム7への洩れ磁界を抑えるために、図6に示すように、各磁石14Aの内部に内面14aから外面14bの周方向両端部へ湾曲する磁路kを形成したものである。換言すれば、磁石14Aの内部の磁路kを、内面14aから外面14bへの周方向中心へ真直ぐに延びる磁路がないように形成したものである。
【0015】
図3,4に示すように、直交磁界成型法により磁石14Aの内部に上述の磁路kを形成するために、磁石14Aの内面14aに当接する型45は全体が強磁性体から構成される。一方、磁石14Aの外面14bに当接する型44は非磁性体から構成され、かつ型44の外面14bに当接する部分とは反対側の部分に、磁石14Aの周方向に2分割された1対の強磁性体43を配設される。型45の外面45aに対向して電磁コイル47により励磁される継鉄(ヨーク)46が、また型44の外面44aに対向して電磁コイル42により励磁される継鉄41がそれぞれ配設される。
【0016】
型44と型45と前後の型(図示せず)と上パンチ52と下パンチ51とに囲まれる空間へ磁石粉を充填し、上パンチ52と下パンチ51により磁石粉を圧搾しながら、電磁コイル42,47を直流電源またはパルス電源に接続し、継鉄41と継鉄46の間に矢印a,b方向の磁界(または逆方向の磁界)をかければ、磁石14Aの内部には磁力線に沿つて図6に示すような内面14aから外面14bの周方向両端部へ湾曲する磁路kが形成される。
【0017】
したがつて、非制動時、各磁石14Aが周方向に隣接する2つの強磁性板15に跨る時、磁石14Aからの磁界は磁石14Aの外面14bの周方向両端部へ湾曲し、磁石14Aの周方向中心から径外方へ真直ぐに延び、強磁性板15と強磁性板15との隙間を経て、制動ドラム7へ達する洩れ磁界が非常に弱められ、制動ドラム7に生じる引きずりトルクは非常に小さなものになる。この時、磁石14Aを挟む強磁性板15と磁石支持筒14との間に短絡的磁気回路wが形成される。
【0018】
制動時、流体圧アクチユエータ20により磁石支持筒14を強磁性板15の半配列ピツチだけ回動すると、各磁石14Aは各強磁性板15に全面的に対向し、強磁性板15を経て制動ドラム7に磁界を及ぼす。回転する制動ドラム7が磁界を横切る時、制動ドラム7に渦電流が流れ、制動ドラム7は制動トルクを発生する。この時、磁石14Aから強磁性板15、制動ドラム7、隣りの強磁性板15、隣りの磁石14A、磁石支持筒14へと磁気回路が生じる。図7に示すように、磁石14Aの外面14bの周方向中心に、断面半円形の軸方向の溝26を設けると、磁石14Aの周方向中心と制動ドラム7との隙間が広くなり、洩れ磁界は一層弱くなり、引きずりトルクを減じることができる。
【0019】
図5は平行磁界成型法による磁石の着磁装置を示す側面断面図である。円筒形の型63の相対向する内周壁に、磁石14Aの段部25を形成するための突壁63aが設けられ、型63の内部へ円柱形の上パンチ62と下パンチ64が嵌挿される。型63に対してパンチ62,64は回転不能かつ昇降可能に嵌挿される。下パンチ64の上面は磁石14Aの内面14aと一致するように円筒凸面に形成され、上パンチ62の下面は磁石14Aの外面14bと一致する円筒凹面に形成される。下パンチ64は全体が磁性体からなり、上パンチ62は磁性体からなる本体の中心部、すなわち磁石14Aの周方向中心部に対応する部分に、前後方向(紙面と垂直方向)に延びるブロツク状の非磁性体62aが埋め込まれる。
【0020】
型63とパンチ62,64との空間へ磁石粉を充填し、上パンチ62と下パンチ64により磁石粉を圧搾しながら、上パンチ62を取り囲む電磁コイル61と、下パンチ64を取り囲む電磁コイル65とに、直流電流を間欠的に供給すると、上パンチ62と下パンチ64に矢印a,bで示す方向の磁界(または逆方向の磁界)が発生し、磁石14Aの内面14aから外面14bの両端側へ湾曲する磁路kが形成される。ここで、磁路とは磁石14Aを構成する磁石分子の向きを連続的に表すものである。
【0021】
【発明の効果】
上述のように、本発明は渦電流減速装置の磁石において、前記磁石の内部に内面から外面の周方向両端部へ湾曲する磁路を形成したものであるから、非制動時、磁石支持筒の磁石の外面の周方向中心から、案内筒の強磁性板と強磁性板の隙間を経て制動ドラムの内周面へ達する洩れ磁界が抑えられ、制動ドラムに及ぼす引きずりトルクが大幅に減じられる。勿論、制動時は磁石支持筒の磁石が強磁性板に全面的に対向し、磁石からの磁界が制動ドラムに達し、制動ドラムが制動トルクを発生する。
【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】同渦電流減速装置の磁石の製造に用いる着磁装置の正面断面図である。
【図4】同着磁装置の平面断面図である。
【図5】同渦電流減速装置の磁石の製造に用いる他の着磁装置の正面断面図である。
【図6】同渦電流減速装置に用いる磁石の磁路を模式的に示す側面図である。
【図7】同渦電流減速装置に用いる他の磁石の側面図である。
【図8】従来の渦電流減速装置の非制動状態を示す側面断面図である。
【図9】従来の他の渦電流減速装置の非制動状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
1:回転軸 3:制動ドラム 6:支持腕 7:制動ドラム 10:案内筒 10a:外筒部 10b:内筒部 12:軸受 14:磁石支持筒 14A:磁石14a:内面 14b:外面 15:強磁性板 20:アクチユエータ 25:段部 26:溝 31:固定金具 41:継鉄 42:電磁コイル 43:強磁性体 44:型 45:型 46:継鉄 47:電磁コイル 51:下パンチ52:上パンチ 61:電磁コイル 62:上パンチ 62a:非磁性体 63:型 64:下パンチ 65:電磁コイル
Claims (3)
- 回転軸に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部に臨むように車体などの非回転部分に取り付けた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、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に配設した多数の強磁性板と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に前記各強磁性板に対向しかつ強磁性板に対する極性が周方向交互に異なるように結合した多数の磁石とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置の磁石において、前記磁石の内面に一方の磁極を形成し、前記磁石の外面に周方向に離隔する他方の磁極を形成し、前記磁石の内部に内面から外面の周方向両端部へ延びる湾曲した磁路が予め形成されているように構成したことを特徴とする渦電流減速装置の磁石。
- 回転軸に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部に臨むように車体などの非回転部分に取り付けた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、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に配設した多数の強磁性板と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に前記各強磁性板に対向しかつ強磁性板に対する極性が周方向交互に異なるように結合した多数の磁石とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置の磁石の直交磁界成形方法において、前記磁石の内面に当接する強磁性体からなる第1のダイと、前記磁石の外面に当接する非磁性体からなる第2のダイとを含む左右1対のダイと、前記磁石の周方向の端縁部を成形するための上下1対のパンチと、前記磁石の両側面を成形するための前後1対のダイとにより囲まれる空部へ前記磁石を成形する磁石粉を充填し、第2のダイの前記磁石粉に接する面と平行な反対側の面の両端部近傍に強磁性体を配設し、上下1対のパンチにより前記磁石を成形する磁石粉を圧搾し、左右1対のダイの外側に界磁コイルにより励磁されて前記磁石粉を横貫する磁界を発生する磁石を配設することを特徴とする、渦電流減速装置の磁石の製造方法。
- 回転軸に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部に臨むように車体などの非回転部分に取り付けた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、該案内筒の外筒部に周方向等間隔に配設した多数の強磁性板と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に前記各強磁性板に対向しかつ強磁性板に対する極性が周方向交互に異なるように結合した多数の磁石とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置の磁石の平行磁界成形方法において、前記磁石の内面に当接する強磁性体からなる第1のパンチと、前記磁石の外面に当接する磁性体からなる第2のパンチとを含む上下1対のパンチと、前記磁石の周方向の端縁部を成形するための左右1対のダイと、前記磁石の両側面を成形するための前後1対のダイとにより囲まれる空部へ前記磁石を成形する磁石粉を充填し、第2のパンチの前記磁石粉に接する面の中央部に非磁性体を配設し、上下1対のパンチにより前記磁石を成形する磁石粉を圧搾し、上下1対のパンチの外側に配した界磁コイルにより励磁されて前記磁石粉を縦貫する磁界を発生する磁石を配設することを特徴とする、渦電流減速装置の磁石の製造方法。
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