JP3963082B2 - 渦電流減速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁石と永久磁石とを併用した、比較的軽量で、非制動と制動との切換えに動力を必要としない渦電流減速装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
特願平1-218498号，特願平2-112026号，特願平2-201817号，特願平2-201819号などに係る永久磁石式渦電流減速装置は、非制動と制動との切換えに永久磁石（以下、これを単に磁石という）を支持する磁石支持筒を正逆回動しなくてはならず、強力なアクチユエータを必要とする。また、電磁石式渦電流減速装置は消費電力が大きく、重量が重くなるという問題がある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、電磁石と磁石とを併用した、比較的軽量で、非制動と制動との切換えにアクチユエータを必要としない渦電流減速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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不動の支持枠を配設し、該支持枠に多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を支持し、各電磁石と各永久磁石との間に制動ドラムの内周面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されることを特徴とする。
また、本発明の構成は回転軸に結合した制動円板の側方に、多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を配置し、各電磁石と各永久磁石との間に制動円板の側面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
【０００５】
本発明では電磁石と磁石を交互に環状に繋いで、制動ドラムの内周面または制動円板の側面に対向して配置する。電磁石の電磁コイルに加える電流を加減して制動と非制動とに切り換え、または全制動と非制動と中間の制動トルクを得る。電磁石と磁石は例えば変速機の後部カバーなどに取り付け、制動ドラムまたは制動円板は変速機の出力回転軸に取り付ける。電磁石と磁石は磁極部材の凹部に圧入して環状に固定化を図り、磁極部材を変速機の後部カバーに固定した非磁性体からなる支持枠に複数のボルトにより締結する。
【実施例】
【０００６】
図１は本発明に係る渦電流減速装置の正面断面図、図２は同渦電流減速装置の側面断面図である。本発明による渦電流減速装置は例えば変速機の出力回転軸１４に結合される導体からなる制動ドラム３と、変速機の壁部に固定した環状の支持枠１９に支持される電磁石２１と磁石９とから構成される。冷却フイン２を有する制動ドラム３は基端部を、出力回転軸１４に結合したボス部１３から放射方向に延びる複数のスポーク１２の先端に結合される。環状の支持枠１９に支持される電磁石２１は周方向に延びる多数の電磁鋼板を積層してなる棒状の鉄心７に巻枠５を外嵌し、巻枠５に電磁コイル６を巻装してなる。電磁石２１の鉄心７の両端には磁極が形成され、磁極に制動ドラム３の内周面に対向する板状の磁極部材４が結合される。
【０００７】
図２に示すように、磁石９は外周面を非磁性体からなる保護枠８で覆われる。磁石９の周方向の両端部に磁極が形成され、磁極に径方向に延びる磁極部材４が係合される。好ましくは、電磁石２１の鉄心７と磁極部材４とはＨ型をなす電磁鋼板を多数重ねて構成される。電磁石２１の間に、詳しくは１対の磁極部材４の間に磁石９が挟持される。磁極部材４の相対向する面に磁石９を嵌合するくぼみを構成するのが好ましい。
【０００８】
本発明による渦電流減速装置は電磁石２１と磁石９が周方向に交互に並設され、かつ両者の間に介装した磁極部材４の径方向外端が制動ドラム３の内周面に対向される。磁極部材４は径方向の外端と内端のボルト孔４ａ，４ｂに挿通したボルトを支持枠１９へ締結して結合される。
【０００９】
非制動時、電磁石２１の電磁コイル６への通電を停止すると、図２に示すように、磁石９からの磁界は磁極部材４を経て隣りの電磁石２１の鉄心７へ延び、さらに磁極部材４を経て隣りの磁石９の磁極へと周回し、制動ドラム３には磁界を及ぼさない。
【００１０】
制動時、電磁コイル６に通電すると、図３に示すように、電磁石２１の相対向する磁極と磁石９の磁極とは同じ極性になり、周方向に並ぶ磁極部材４がＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，…と交互に極性を異にするように磁化され、制動ドラム３に磁界を及ぼす。回転する制動ドラム３が磁極部材４からの磁界を横切る時、渦電流に基づく制動トルクを発生する。
【００１１】
図４に示す実施例では、磁石９が制動ドラム３に発生する渦電流に基づく熱に対する悪影響を抑止するために、磁石９の軸心は電磁石２１の鉄心７の軸心よりも径内方へ偏倚して配設される点で異なるだけである。上述の配置により、長時間の制動による磁石９の熱による影響を回避することができる。
【００１２】
図５に示すように、電磁石２１の鉄心７の軸心と磁石９の軸心とを同心円上に配設し、かつ制動ドラム３から遠ざけ、相対的に磁極部材４を径外方に長く延長して制動ドラム３の内周面に対向させれば、電磁石２１と磁石９の熱による悪影響を効果的に回避できる。
【００１３】
本発明は制動円板型の渦電流減速装置にも適用することができる。図６，７に示すように、出力回転軸１４に結合した導体からなる左右１対の制動円板４２の間に、非磁性体からなる環状の支持枠が配置される。支持枠は外筒５１と内筒５２の間に周方向交互に電磁石６０と磁石５７とを配設し、電磁石６０と磁石５７の間にそれぞれ磁極部材５６を挟んで配設し、磁極部材５６を外筒５１と内筒５２の間にボルト５９により固定したものである。各磁極部材５６の周方向の端面には、保護枠５８により覆われた磁石５７の端部を係合するくぼみと、電磁石６０の鉄心５３の端部を係合するくぼみとが備えられる。
【００１４】
電磁石６０は鉄心５３に外嵌した巻枠５４に電磁コイル５５を巻装して構成される。外筒５１は一方の制動円板４２を跨ぐ複数の支持部材４１により車両の非回転部分に固定される。制動円板４２には周方向等間隔に径方向の導風路４３が設けられ、かつ制動円板４２から径内方かつ軸方向へ延びる腕４４を、複数のボルト４６により円板４５に結合される。円板４５の軸心に設けたスプライン孔が、出力回転軸１４に嵌合される。他の構成は図１に示す実施例と同様である。
【００１５】
非制動時、電磁石６０の電磁コイル５５の通電を停止すると、図７に示すように、磁石５７からの磁界は磁極部材５６を経て隣りの電磁石６０の鉄心５３へ延び、さらに磁極部材５６を経て隣りの磁石５７の磁極へと周回し、制動円板４２には磁界を及ぼさない。
【００１６】
制動時、電磁コイル５５に通電すると、相対向する電磁石６０の磁極と磁石５７の磁極とは同じ極性になり、周方向に並ぶ磁極部材５６がＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，…と極性が交互に異なるように磁化され、制動円板４２に磁界を及ぼす。回転する制動円板４２が磁極部材５６からの磁界を横切る時、渦電流に基づく制動トルクを発生する。
【発明の効果】
【００１７】
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不動の支持枠を配設し、該支持枠に多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を支持し、各電磁石と各永久磁石との間に制動ドラムの内周面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されるか、回転軸に結合した制動円板の側方に、多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を配置し、各電磁石と各永久磁石との間に制動円板の側面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されるものであるから、非制動と制動との切換えに電磁石と磁石を支持する支持枠を正逆回動する必要がなく、支持枠を正逆回動するためのアクチユエータも必要がなくなり、渦電流減速装置全体としての重量を軽減できる。
また、本発明の渦電流減速装置は、非制動時、電磁石を消磁するだけでよく、磁石の磁界を打ち消すのに余分のエネルギを消費するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係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】本発明の部分的変更実施例に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【図４】本発明の部分的変更実施例に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【図５】本発明の部分的変更実施例に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【図６】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７】同渦電流減速装置の側面断面図である。
【符号の説明】
２：冷却フイン ３：制動ドラム ４：磁極部材 ４ａ：ボルト孔 ４ｂ：ボルト孔 ５：巻枠 ６：電磁コイル ７：鉄心 ８：保護枠 ９：磁石 １２：スポーク １３：ボス部 １４：出力回転軸 １９：支持枠 ２１：電磁石 ４１：腕 ４２：制動円板 ４３：導風路 ４４：支持部材 ４５：円板 ４６：ボルト ５１：外筒 ５２：内筒 ５３：鉄心 ５４：巻枠 ５５：電磁コイル ５６：磁極部材 ５７：磁石 ５８：保護枠 ５９：ボルト ６０：電磁石
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁石と永久磁石とを併用した、比較的軽量で、非制動と制動との切換えに動力を必要としない渦電流減速装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
特願平1-218498号，特願平2-112026号，特願平2-201817号，特願平2-201819号などに係る永久磁石式渦電流減速装置は、非制動と制動との切換えに永久磁石（以下、これを単に磁石という）を支持する磁石支持筒を正逆回動しなくてはならず、強力なアクチユエータを必要とする。また、電磁石式渦電流減速装置は消費電力が大きく、重量が重くなるという問題がある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、電磁石と磁石とを併用した、比較的軽量で、非制動と制動との切換えにアクチユエータを必要としない渦電流減速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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不動の支持枠を配設し、該支持枠に多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を支持し、各電磁石と各永久磁石との間に制動ドラムの内周面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されることを特徴とする。
また、本発明の構成は回転軸に結合した制動円板の側方に、多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を配置し、各電磁石と各永久磁石との間に制動円板の側面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
【０００５】
本発明では電磁石と磁石を交互に環状に繋いで、制動ドラムの内周面または制動円板の側面に対向して配置する。電磁石の電磁コイルに加える電流を加減して制動と非制動とに切り換え、または全制動と非制動と中間の制動トルクを得る。電磁石と磁石は例えば変速機の後部カバーなどに取り付け、制動ドラムまたは制動円板は変速機の出力回転軸に取り付ける。電磁石と磁石は磁極部材の凹部に圧入して環状に固定化を図り、磁極部材を変速機の後部カバーに固定した非磁性体からなる支持枠に複数のボルトにより締結する。
【実施例】
【０００６】
図１は本発明に係る渦電流減速装置の正面断面図、図２は同渦電流減速装置の側面断面図である。本発明による渦電流減速装置は例えば変速機の出力回転軸１４に結合される導体からなる制動ドラム３と、変速機の壁部に固定した環状の支持枠１９に支持される電磁石２１と磁石９とから構成される。冷却フイン２を有する制動ドラム３は基端部を、出力回転軸１４に結合したボス部１３から放射方向に延びる複数のスポーク１２の先端に結合される。環状の支持枠１９に支持される電磁石２１は周方向に延びる多数の電磁鋼板を積層してなる棒状の鉄心７に巻枠５を外嵌し、巻枠５に電磁コイル６を巻装してなる。電磁石２１の鉄心７の両端には磁極が形成され、磁極に制動ドラム３の内周面に対向する板状の磁極部材４が結合される。
【０００７】
図２に示すように、磁石９は外周面を非磁性体からなる保護枠８で覆われる。磁石９の周方向の両端部に磁極が形成され、磁極に径方向に延びる磁極部材４が係合される。好ましくは、電磁石２１の鉄心７と磁極部材４とはＨ型をなす電磁鋼板を多数重ねて構成される。電磁石２１の間に、詳しくは１対の磁極部材４の間に磁石９が挟持される。磁極部材４の相対向する面に磁石９を嵌合するくぼみを構成するのが好ましい。
【０００８】
本発明による渦電流減速装置は電磁石２１と磁石９が周方向に交互に並設され、かつ両者の間に介装した磁極部材４の径方向外端が制動ドラム３の内周面に対向される。磁極部材４は径方向の外端と内端のボルト孔４ａ，４ｂに挿通したボルトを支持枠１９へ締結して結合される。
【０００９】
非制動時、電磁石２１の電磁コイル６への通電を停止すると、図２に示すように、磁石９からの磁界は磁極部材４を経て隣りの電磁石２１の鉄心７へ延び、さらに磁極部材４を経て隣りの磁石９の磁極へと周回し、制動ドラム３には磁界を及ぼさない。
【００１０】
制動時、電磁コイル６に通電すると、図３に示すように、電磁石２１の相対向する磁極と磁石９の磁極とは同じ極性になり、周方向に並ぶ磁極部材４がＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，…と交互に極性を異にするように磁化され、制動ドラム３に磁界を及ぼす。回転する制動ドラム３が磁極部材４からの磁界を横切る時、渦電流に基づく制動トルクを発生する。
【００１１】
図４に示す実施例では、磁石９が制動ドラム３に発生する渦電流に基づく熱に対する悪影響を抑止するために、磁石９の軸心は電磁石２１の鉄心７の軸心よりも径内方へ偏倚して配設される点で異なるだけである。上述の配置により、長時間の制動による磁石９の熱による影響を回避することができる。
【００１２】
図５に示すように、電磁石２１の鉄心７の軸心と磁石９の軸心とを同心円上に配設し、かつ制動ドラム３から遠ざけ、相対的に磁極部材４を径外方に長く延長して制動ドラム３の内周面に対向させれば、電磁石２１と磁石９の熱による悪影響を効果的に回避できる。
【００１３】
本発明は制動円板型の渦電流減速装置にも適用することができる。図６，７に示すように、出力回転軸１４に結合した導体からなる左右１対の制動円板４２の間に、非磁性体からなる環状の支持枠が配置される。支持枠は外筒５１と内筒５２の間に周方向交互に電磁石６０と磁石５７とを配設し、電磁石６０と磁石５７の間にそれぞれ磁極部材５６を挟んで配設し、磁極部材５６を外筒５１と内筒５２の間にボルト５９により固定したものである。各磁極部材５６の周方向の端面には、保護枠５８により覆われた磁石５７の端部を係合するくぼみと、電磁石６０の鉄心５３の端部を係合するくぼみとが備えられる。
【００１４】
電磁石６０は鉄心５３に外嵌した巻枠５４に電磁コイル５５を巻装して構成される。外筒５１は一方の制動円板４２を跨ぐ複数の支持部材４１により車両の非回転部分に固定される。制動円板４２には周方向等間隔に径方向の導風路４３が設けられ、かつ制動円板４２から径内方かつ軸方向へ延びる腕４４を、複数のボルト４６により円板４５に結合される。円板４５の軸心に設けたスプライン孔が、出力回転軸１４に嵌合される。他の構成は図１に示す実施例と同様である。
【００１５】
非制動時、電磁石６０の電磁コイル５５の通電を停止すると、図７に示すように、磁石５７からの磁界は磁極部材５６を経て隣りの電磁石６０の鉄心５３へ延び、さらに磁極部材５６を経て隣りの磁石５７の磁極へと周回し、制動円板４２には磁界を及ぼさない。
【００１６】
制動時、電磁コイル５５に通電すると、相対向する電磁石６０の磁極と磁石５７の磁極とは同じ極性になり、周方向に並ぶ磁極部材５６がＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，…と極性が交互に異なるように磁化され、制動円板４２に磁界を及ぼす。回転する制動円板４２が磁極部材５６からの磁界を横切る時、渦電流に基づく制動トルクを発生する。
【発明の効果】
【００１７】
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不動の支持枠を配設し、該支持枠に多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を支持し、各電磁石と各永久磁石との間に制動ドラムの内周面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されるか、回転軸に結合した制動円板の側方に、多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を配置し、各電磁石と各永久磁石との間に制動円板の側面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されるものであるから、非制動と制動との切換えに電磁石と磁石を支持する支持枠を正逆回動する必要がなく、支持枠を正逆回動するためのアクチユエータも必要がなくなり、渦電流減速装置全体としての重量を軽減できる。
また、本発明の渦電流減速装置は、非制動時、電磁石を消磁するだけでよく、磁石の磁界を打ち消すのに余分のエネルギを消費するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係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】本発明の部分的変更実施例に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【図４】本発明の部分的変更実施例に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【図５】本発明の部分的変更実施例に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【図６】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７】同渦電流減速装置の側面断面図である。
【符号の説明】
２：冷却フイン ３：制動ドラム ４：磁極部材 ４ａ：ボルト孔 ４ｂ：ボルト孔 ５：巻枠 ６：電磁コイル ７：鉄心 ８：保護枠 ９：磁石 １２：スポーク １３：ボス部 １４：出力回転軸 １９：支持枠 ２１：電磁石 ４１：腕 ４２：制動円板 ４３：導風路 ４４：支持部材 ４５：円板 ４６：ボルト ５１：外筒 ５２：内筒 ５３：鉄心 ５４：巻枠 ５５：電磁コイル ５６：磁極部材 ５７：磁石 ５８：保護枠 ５９：ボルト ６０：電磁石
Claims (2)
- 回転軸に結合した制動ドラムの内部に不動の支持枠を配設し、該支持枠に多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を支持し、各電磁石と各永久磁石との間に制動ドラムの内周面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されることを特徴とする渦電流減速装置。
- 回転軸に結合した制動円板の側方に、多数の電磁石と永久磁石とを交互にかつ周方向等間隔に並設してなる環状体を配置し、各電磁石と各永久磁石との間に制動円板の側面に対向する磁極部材を挟持し、制動時前記磁極部材にそれぞれ接する前記電磁石の磁極と前記永久磁石の磁極とが同極性となるように励磁され、非制動時消磁されることを特徴とする渦電流減速装置。
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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2001
- 2001-05-16 JP JP2001145825A patent/JP3963082B2/ja not_active Expired - Fee Related
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