JP3941733B2 - 渦電流式減速装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦電流式減速装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本発明者は、図13〜図15に示すような渦電流式減速装置を先に開発した。
【0003】
この渦電流式減速装置1は、車両のプロペラシャフト等の回転軸2に取り付けられたドラム状の制動ロータ3と、制動ロータ3の径方向内側に配置され、ミッションケース等の固定側に取り付けられたステータ4(磁力源)とを備え、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回転軸2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。
【0004】
ステータ4は、固定側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内側磁石環7と、内側磁石環7を回動させるアクチュエータ8(流体シリンダ等)とを有する。図14及び図15に示すように、内側磁石環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(電磁鋼板等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。
【0005】
ケーシング5には、内側磁石環7とロータ3との間の部分に位置させて、内側磁石環7と同様の外側磁石環18が、一体的に取り付けられている。即ち、外側磁石環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(電磁鋼板等の積層体や鉄のブロック材等)とを有する。内側及び外側磁石環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、互いに略等しく設定されている。
【0006】
この渦電流式減速装置の減速制動をオフするときには、シリンダ8で内側磁石環7を回動させて、図14に示すように、内側磁石環7の各永久磁石10と外側磁石環18の各永久磁石16とが異なる磁極で対向する位相にする。すると、内側磁石環7の永久磁石10及び磁性部材11と外側磁石環18の永久磁石16及び磁性部材17との間で短絡的な磁気回路31が形成される。よって、制動ロータ3には磁気が作用せず、渦電流が生じない。つまり、減速制動は生じない。
【0007】
他方、減速制動をオンするときには、内側磁石環7を回動させて、図15に示すように、内側磁石環7の各永久磁石10と外側磁石環18の各永久磁石16とを同極で対向させる。すると、内側及び外側磁石環7、18の永久磁石10、16及び磁性部材11、17と制動ロータ3との間で磁気回路32、33が形成される。よって、制動ロータ3に渦電流が生じ、回転軸2が減速制動される。
【0008】
係る渦電流式減速装置1では、減速制動オン時に、径方向に二列設けられた永久磁石10,16により、制動ロータ3に強い磁気が作用するため高い制動力を得ることができる。
【0009】
ところで、係る渦電流式減速装置1において、通常、ケーシング5は図13に示すように、軸方向に二分割された構造であり、渦電流式減速装置1を製造する場合、まず、二分割ケーシング5の一方5bの側部に、着磁された永久磁石16を備えた外側磁石環18の軸方向一側を固定する。次に、その外側磁石環18の径方向内側に、着磁された永久磁石10を備えた内側磁石環7を治具を用いて挿入する。
【0010】
その後、外側磁石環18の他側および分割ケーシング5bの側部に、分割ケーシング5の他方5a(アクチュエータ8を含む)を取り付ける。これによって、ケーシング5内に内側磁石環7が収容され、ステータ4が組み立てられる。
【0011】
このステータ4をミッションケース等の固定側に取り付けると共に、制動ロータ3をステータ4の外周に位置させて回転軸2に固定することで渦電流式減速装置1が製造される。
【0012】
【特許文献1】
特公平6−83571号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この製造方法では、外側磁石環18の内側に内側磁石環7を挿入するときに、外側磁石環18及びケーシング5bが変形してしまうことがあった。
【0014】
この理由を説明すると、例えば、図16に示すように、内側磁石環7の各永久磁石10と外側磁石環18の各永久磁石16とが同極で対向する位相で内側磁石環7を外側磁石環18内に挿入すると、内側磁石環7の永久磁石10と外側磁石環18の永久磁石16との反発力により外側磁石環18が径方向外側に変形してしまう。また、永久磁石10,16による反発力により外側磁石環18が回転して、ケーシング5bがねじれてしまうこともある。
【0015】
一方、図17に示すように、内側磁石環7の各永久磁石10と外側磁石環18の各永久磁石16とが異極で対向する位相で内側磁石環7を挿入すると、内側磁石環7の永久磁石10と外側磁石環18の永久磁石16との吸引力によって外側磁石環18が径方向内側に変形したり、外側磁石環18と内側磁石環7とが吸着したりしてしまう。
【0016】
内側磁石環7を外側磁石環18内に挿入するときには、外側磁石環18が分割ケーシング5bに片持ち支持されている状態であるため、剛性が低くこのような変形が生じやすい。
【0017】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、外側磁石環及びケーシングの変形を防止した渦電流式減速装置の製造方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸に取り付けられた制動ロータに対向させて配置され、固定側に取り付けられたケーシングと、そのケーシングに取り付けられ、周方向に間隔を隔てて配置された複数の磁石を備えた外側磁石環と、上記外側磁石環の径方向内側に配置され、周方向に間隔を隔てて設けられた複数の磁石を備えた内側磁石環とを備えた渦電流式減速装置の製造方法であって、上記ケーシングに上記外側磁石環を取り付けた後、上記内側磁石環を上記外側磁石環の内側に挿入するに先立って、上記外側磁石環に強磁性体からなる強磁性体部材を取り付けて上記外側磁石環の磁石と上記強磁性体部材との間で磁気回路を形成し、その強磁性体部材が取り付けられた外側磁石環の内側に上記内側磁石環を挿入し、その後、上記強磁性体部材を上記外側磁石環から取り外すようにしたものである。
【0019】
ここで、上記外側磁石環の内側に上記内側磁石環を挿入するときには、上記内側磁石環を、その磁石が上記外側磁石環の磁石と同極で対向する位相で挿入して、上記外側磁石環及び上記内側磁石環の磁石と上記強磁性体部材との間で磁気回路を形成し、上記強磁性体部材を取り外すときには、上記外側磁石環及び/又は内側磁石環を回動させて、上記外側磁石環の磁石と上記内側磁石環の磁石とを異極で対向させて、上記外側磁石環の磁石と上記内側磁石環の磁石との間で磁気回路を形成するようにしても良い。
【0020】
また、上記外側磁石環を、上記複数の磁石と、各磁石の間に介設され、電磁鋼板等の積層体からなる磁性部材とで形成すると共に、上記外側磁石環の外面側及び上記強磁性体部材の内面側に互いに対向する溝をそれぞれ形成し、上記外側磁石環の外周側に上記強磁性体部材を取り付けた後、上記対向する溝内にキー部材を挿入し、その後、上記内側磁石環の挿入及び上記強磁性体部材の取り外しを行うようにしても良い。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0022】
本実施形態は、図13〜図15に示したような渦電流式減速装置1の製造方法であり、渦電流式減速装置1の構成については「従来の技術」の欄で説明したので省略する。
【0023】
図1〜図8を用いて、本実施形態に係る渦電流式減速装置1の製造方法を説明する。
【0024】
まず、図1に示すように、軸方向に二分割されたケーシング5の一方(ここでは、アクチュエータ8と対向する側のケーシング5b)の側部に、着磁された永久磁石16を備えた外側磁石環18の軸方向一側をボルト等を用いて取り付ける。
【0025】
次に、外側磁石環18の径方向内側に内側磁石環7を挿入するのであるが、その作業に先立って、図2に示すように、外側磁石環18の外周に筒状のリング体(強磁性体部材)20を嵌合する。リング体20は鋼鉄や低カーボン材等の強磁性体からなり、その内周面が外側磁石環18の外周面に接触するように嵌合される。
【0026】
リング体20が強磁性体であるため、リング体20を外側磁石環18に嵌合すると、図3に示すように、外側磁石環18の永久磁石16及び磁性部材17とリング体20との間で磁気回路21が形成され、リング体20が外側磁石環18に吸着する。
【0027】
この状態で、図4に示すように、外側磁石環18の径方向内側及びケーシング5b内に、内側磁石環7及びブッシュ6を治具を用いてセンタリングしつつ挿入する。このとき、内側磁石環7を、図5に示すように、各永久磁石10が、外側磁石環18の各永久磁石16と同極で対向する位相(制動オン時の状態)で挿入する。その結果、永久磁石10、磁性部材11、磁性部材17及びリング体20の間で永久磁石10による磁気回路22が形成される。
【0028】
このように、内側磁石環7を外側磁石環18内に挿入するときには、外側磁石環18の永久磁石16の磁束のほとんどがリング体20へと流れると共に、内側磁石環7の永久磁石10の磁束のほとんどがリング体20へと流れる。従って、外側磁石環18の永久磁石16と内側磁石環7の永久磁石10との間で反発力はほとんどあるいは全く発生しない。従って、外側磁石環18及びケーシング5bを変形させるような力が作用することはない。
【0029】
次に、外側磁石環18及び/又は内側磁石環7を治具等により回動させて、図6に示すように、内側磁石環7の各永久磁石10と外側磁石環18の各永久磁石16とが異極で対向するように位置させる(制動オフ時の状態)。すると、外側磁石環18の永久磁石16の磁束が内側磁石環7の永久磁石10へと流れ、内側磁石環7の永久磁石10の磁束が外側磁石環18の永久磁石16へと流れて、永久磁石16、磁性部材17、永久磁石10及び磁性部材11との間で短絡的な磁気回路23が形成される。これによって、永久磁石10及び永久磁石16からの磁束がリング体20にはほとんど作用しなくなる。従って、リング体20を外側磁石環18に吸着していた磁力がなくなる。そこで、図7に示すように、リング体20を外側磁石環18から取り外す。
【0030】
次に、図8に示すように、二分割ケーシング5の他方5a(アクチュエータ8側)を、外側磁石環18の軸方向の他側、及びケーシング5bに対してボルト等により固定する。これによって、ステータ4が形成される。このステータ4をミッションケース等の固定側に取り付けると共に、制動ロータ3をステータ4の外周に位置させて回転軸2に取り付けることで、図13に示すような渦電流式減速装置1が製造される。
【0031】
このように、本実施形態の渦電流式減速装置の製造方法によれば、内側磁石環7を外側磁石環18内に挿入するときに、外側磁石環18の永久磁石16の磁束がリング体20側へと流れているため、外側磁石環18の永久磁石16と内側磁石環7の永久磁石10との間で外側磁石環18及びケーシング5bを変形させるような磁力が発生しない。従って、外側磁石環18及びケーシング5bが変形することはない。
【0032】
なお、上記実施形態では外側磁石環18をケーシング5bに取り付けた後、外側磁石環18の外周にリング体20を嵌合するとして説明したが、予めリング体20を外側磁石環18に嵌合させておき、その状態でケーシング5bに取り付けても良い。
【0033】
また、外側磁石環18の内側に内側磁石環7を挿入した後、ケーシング5a及びアクチュエータ8の取り付けを行い、アクチュエータ8により内側磁石環7を回動させてリング体20を取り外すようにしても良い。
【0034】
本発明は様々な変形例が考えられるものである。
【0035】
例えば、リング体20の内周を外側磁石環18の外周よりも若干大きく形成し、外側磁石環18とリング体20との間にシム(スペーサ)を介在させて、リング体20と外側磁石環18との間に周方向にほぼ均一なエアギャップ(例えば0.4mm〜0.8mm程度)を形成するようにしても良い。こうすれば、外側磁石環18とリング体20との間の摩擦力をなくすことができるので、リング体20の嵌合・取り外し作業を容易に行うことができる。この場合、シムは非磁性体から構成しても良い。なお、エアギャップを極端に大きくしないかぎり、上述した磁気回路21(図3参照)を形成することができ、上記効果を得ることができる。
【0036】
また、図9に示すように、リング体20の内周面において、外側磁石環18の磁性部材17と対向する部分に凹溝25を形成しても良い。この場合でも、リング体20と外側磁石環18との接触面積を低減できるため、摩擦力を小さくでき、リング体20の嵌合・取り外し作業を容易に行うことができる。
【0037】
また、図10に示すように、リング体20の内周面及び外側磁石環18の外周面(より詳しくは、磁性部材17の外周面)に互いに対向する溝26、27をそれぞれ形成し、リング体20を外側磁石環18に嵌合した後、溝26、27内にキー部材28を挿入するようにしても良い。こうすれば、リング体20と外側磁石環18とが相対回転できなくなるため、外側磁石環18及びケーシング5bのねじれをより確実に防止できる。なお、溝26、27及びキー部材28は周方向に複数形成してもよいが、少なくとも一箇所形成すればその効果を得ることができる。また、キー部材28を予めリング体20の溝26に差し込んでおき、その状態でリング体20を外側磁石環18に嵌合させるようにしても良い。
【0038】
また、図10において、外側磁石環18の外周面にのみ溝27を形成し、リング体20の内周面にキー部材28に相当する凸部を形成しても良い。
【0039】
また、図11に示すように、外側磁石環18の外周に、防水用の薄板30(例えば鉄板)を巻き付けたタイプの渦電流式減速装置では、薄板30と外側磁石環18とに上記と同様の溝27を形成すれば良い。
【0040】
なお、溝26、27は、必ずしもリング体20及び外側磁石環18の軸方向全域に渡って形成する必要はなく、軸方向の中間部等、部分的に形成するようにしても良い。
【0041】
更に本発明は、図12に示すように、内側磁石環7の各永久磁石10が径方向の両端部に磁極を有するタイプの渦電流式減速装置の製造方法にも適用できる。図12は、内側磁石環7の永久磁石10と外側磁石環18の永久磁石16とが同極で対向した状態を示している。同様に、外側磁石環18の永久磁石16が径方向両端部に磁極を有するタイプの渦電流式減速装置にも適用できる。
【0042】
また、外側磁石環18をアクチュエータにより回動するタイプの渦電流式減速装置にも適用できる。
【0043】
また、強磁性体部材は必ずしもリング状である必要はなく、周方向に分割された形状であっても良い。
【0044】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、渦電流式減速装置を容易に製造できるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分側面断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分側面断面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分正面断面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分側面断面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分正面断面図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分正面断面図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分側面断面図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分側面断面図である。
【図9】本発明の他の実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分正面断面図である。
【図10】本発明の他の実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分正面断面図である。
【図11】本発明の他の実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分正面断面図である。
【図12】本発明の他の実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明する部分正面断面図である。
【図13】本発明者が先に開発した渦電流式減速装置の部分側面断面図である。
【図14】図13の渦電流式減速装置の部分正面断面図である。
【図15】図13の渦電流式減速装置の部分正面断面図である。
【図16】外側磁石環及びケーシングが変形する理由を説明する図である。
【図17】外側磁石環及びケーシングが変形する理由を説明する図である。
【符号の説明】
1 渦電流式減速装置
2 回転軸
3 制動ロータ
5 ケーシング
7 内側磁石環
10,16 永久磁石
18 外側磁石環
20 リング体(強磁性体部材)
Claims (3)
- 回転軸に取り付けられた制動ロータに対向させて配置され、固定側に取り付けられたケーシングと、該ケーシングに取り付けられ、周方向に間隔を隔てて配置された複数の磁石を備えた外側磁石環と、上記外側磁石環の径方向内側に配置され、周方向に間隔を隔てて設けられた複数の磁石を備えた内側磁石環とを備えた渦電流式減速装置の製造方法であって、
上記ケーシングに上記外側磁石環を取り付けた後、上記内側磁石環を上記外側磁石環の内側に挿入するに先立って、上記外側磁石環の外周側に強磁性体部材を取り付けて上記外側磁石環の磁石と上記強磁性体部材との間で磁気回路を形成し、その強磁性体部材が取り付けられた外側磁石環の内側に上記内側磁石環を挿入し、その後、上記強磁性体部材を上記外側磁石環から取り外すことを特徴とする渦電流式減速装置の製造方法。 - 上記外側磁石環の内側に上記内側磁石環を挿入するときには、上記内側磁石環を、その磁石が上記外側磁石環の磁石と同極で対向する位相で挿入し、
上記強磁性体部材を取り外すときには、上記外側磁石環及び/又は内側磁石環を回動させて、上記外側磁石環の磁石と上記内側磁石環の磁石とを異極で対向させる請求項1記載の渦電流式減速装置の製造方法。 - 上記外側磁石環は、上記複数の磁石と、各磁石の間に介設され、電磁鋼板等の積層体からなる磁性部材とを備え、上記外側磁石環の外面側及び上記強磁性体部材の内面側に互いに対向する溝をそれぞれ形成し、上記外側磁石環の外周側に上記強磁性体部材を取り付けた後、上記対向する溝内にキー部材を挿入し、その後、上記内側磁石環の挿入及び上記強磁性体部材の取り外しを行う請求項1又は2記載の渦電流式減速装置の製造方法。
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