JP6314399B2 - 渦電流式減速装置 - Google Patents

Description

本発明は、トラックやバスなどの車両に補助ブレーキとして搭載される渦電流式減速装置に関し、特に、制動力を発生させるために永久磁石を用いた渦電流式減速装置に関する。

一般に、永久磁石（以下、単に「磁石」ともいう）を用いた渦電流式減速装置（以下、単に「減速装置」ともいう）は、プロペラシャフトなどの回転軸に固定した制動部材を有し、制動時に、磁石からの磁界の作用で、磁石と対向する制動部材の表面に渦電流を発生させる。これにより、回転軸と一体で回転する制動部材に回転方向と逆向きの制動力が生じ、回転軸の回転が減速させられる。減速装置は、制動力をもたらす渦電流が発生させられる制動部材、及び磁石を保持して制動部材と対をなす磁石保持部材の形状に応じてドラム型とディスク型に大別され、制動と非制動とを切り替える構造も様々ある。

近年、装置の小型化への要請に対応するため、磁石を保持する磁石保持部材を回転軸に回転可能に支持し、制動時にその磁石保持部材を摩擦ブレーキによって静止させる減速装置が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。これらの減速装置は、以下に示すように、非制動時に磁石保持部材と制動部材が同期して一体的に回転することから、同期回転方式の減速装置と称される。

図１は、従来の同期回転方式の減速装置の構成例を示す縦断面図である。同図に示す減速装置はディスク型であり、制動部材としての制動ディスク１０１と、磁石保持部材としてその制動ディスク１０１の主面に対向し永久磁石１０５を保持する磁石保持ディスク１０４とを備える。

図１では、制動ディスク１０１は、プロペラシャフトなどの回転軸１１１と一体で回転するように構成される。具体的には、回転軸１１１と同軸上に連結軸１１２がボルトなどによって固定され、フランジ付きのスリーブ１１３がその連結軸１１２にスプラインで噛み合いながら挿入されてナット１１４で固定されている。制動ディスク１０１は、回転軸１１１と一体化されたスリーブ１１３のフランジにボルトなどで固定され、これにより回転軸１１１と一体で回転するようになる。

制動ディスク１０１には、例えばその外周に放熱フィン１０２が設けられる。この放熱フィン１０２は、制動ディスク１０１と一体成形され、制動ディスク１０１そのものを冷却する役割を担う。制動ディスク１０１の材質は導電性材料であって、その中で鉄などの強磁性材料や、フェライト系ステンレス鋼などの弱磁性材料のほか、アルミニウム合金や銅合金のような非磁性材料でも良い。

磁石保持ディスク１０４は、回転軸１１１に対し回転可能に構成される。磁石保持ディスク１０４は、連結軸１１２と同心状の環状部材１０３と一体成形されたり、個別に成形されてボルトなどで環状部材１０３に固定されたりしたものである。環状部材１０３は回転軸１１１と一体化されたスリーブ１１３に軸受１１５ａ、１１５ｂを介して支持され、これにより磁石保持ディスク１０４は回転軸１１１に対し自由に回転が可能になる。軸受１１５ａ、１１５ｂには潤滑グリスが充填され、この潤滑グリスは、環状部材１０３の前後両端に装着されたリング状のシール部材１１６ａ、１１６ｂにより漏出を防止される。

磁石保持ディスク１０４には、制動ディスク１０１の主面と対向する面に、円周方向にわたり複数の永久磁石１０５が固着される。永久磁石１０５は、磁極（Ｎ極、Ｓ極）の向きが磁石保持ディスク１０４の軸方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なるように配置される。

磁石保持ディスク１０４には、永久磁石１０５の全体を覆うように、薄板からなる磁石カバー１２０が取り付けられる。この磁石カバー１２０は、鉄粉や粉塵から永久磁石１０５を保護する役割を担う。磁石カバー１２０の材質は、永久磁石１０５からの磁界に影響を及ぼさないように、非磁性材料である。

図１に示す減速装置は、制動時に磁石保持ディスク１０４を静止させる摩擦ブレーキとしてディスクブレーキを備える。このディスクブレーキは、磁石保持ディスク１０４の後方で環状部材１０３と一体のブレーキディスク１０６と、このブレーキディスク１０６を間に挟むブレーキパッド１０８ａ、１０８ｂを有するブレーキキャリパ１０７と、このブレーキキャリパ１０７を駆動させる電動式直動アクチュエータ１０９とから構成される。ブレーキディスク１０６は、ボルトなどで環状部材１０３に取り付けられ、環状部材１０３と一体化される。

ブレーキキャリパ１０７は、前後で一対のブレーキパッド１０８ａ、１０８ｂを有しており、ブレーキパッド１０８ａ、１０８ｂの間にブレーキディスク１０６を配置し所定の隙間を設けて挟んだ状態で、バネを搭載したボルトなどによりブラケット１１７に付勢支持される。このブラケット１１７は、車両のシャーシやクロスメンバーなどの非回転部に取り付けられる。また、ブラケット１１７は、ブレーキディスク１０６の後方で環状部材１０３を包囲し、環状部材１０３に軸受１１８を介して回転可能に支持される。この軸受１１８にも潤滑グリスが充填され、この潤滑グリスは、ブラケット１１７の前後両端に装着されたリング状のシール部材１１９ａ、１１９ｂにより漏出を防止される。

ブレーキキャリパ１０７には、アクチュエータ１０９がボルトなどで固定される。アクチュエータ１０９は、電動モータ１１０によって駆動し、電動モータ１１０の回転運動を直線運動に変換して後側のブレーキパッド１０８ｂをブレーキディスク１０６に向け直線移動させる。これにより、後側のブレーキパッド１０８ｂがブレーキディスク１０６を押圧し、これに伴う反力の作用で、前側のブレーキパッド１０８ａがブレーキディスク１０６に向け移動し、その結果、ブレーキディスク１０６を前後のブレーキパッド１０８ａ、１０８ｂで強力に挟み込む。

図１に示す減速装置において、非制動時は、ディスクブレーキ（摩擦ブレーキ）を作動させない状態にある。このとき、制動ディスク１０１が強磁性材や弱磁性材の場合は、回転軸１１１と一体で制動ディスク１０１が回転するのに伴い、環状部材１０３と一体の磁石保持ディスク１０４が、永久磁石１０５と制動ディスク１０１との磁気吸引作用により、制動ディスク１０１と同期して一体的に回転する。このため、制動ディスク１０１と永久磁石１０５との間に相対的な回転速度差が生じないことから、制動力は発生しない。

制動ディスク１０１が非磁性材の場合は、磁石１０５と制動ディスク１０１との間に磁気吸引力は働かないが、磁石１０５が及ぼす磁界中を制動ディスク１０１が回転移動するのに伴って、制動ディスク１０１には渦電流が発生する。渦電流が発生すると、制動ディスク１０１には磁界の作用によって制動力が発生するため、磁石１０５を保持する磁石保持ディスク１０４はその反力を受け、制動ディスク１０１と同じ方向に回転する。すなわち、制動ディスク１０１と磁石１０５との間の相対回転速度差によって生じる制動力と、磁石１０５が回転することによって生じる軸受部の損失や磁石保持ディスク１０４の回転による空気抵抗の抗力とが釣り合うように、磁石１０５は制動ディスク１０１と同じ方向へ僅かな相対回転速度差を生じながら回転する。つまり、制動ディスク１０１が非磁性材の場合は、磁石１０５が制動ディスク１０１に完全同期回転するわけではなく、僅かな回転速度差をもって連れまわりをしているが、実質的には同期して回転しており、非制動状態が保たれている。

一方、制動時は、ディスクブレーキ（摩擦ブレーキ）を作動させ、ブレーキディスク１０６がブレーキパッド１０８ａ、１０８ｂによって挟み込まれ、これにより環状部材１０３と一体の磁石保持ディスク１０４の回転が停止し、磁石保持ディスク１０４が静止する。制動ディスク１０１が回転している際に磁石保持ディスク１０４のみが静止すると、制動ディスク１０１と永久磁石１０５との間に相対的な回転速度差が生じるため、永久磁石１０５からの磁界の作用で、制動ディスク１０１の主面に渦電流が発生し、制動ディスク１０１を介して回転軸１１１に制動力を発生させることができる。なお、制動時の状態は、制動ディスクの材質が磁性材であっても非磁性材であっても、磁界の作用による原理は同じであり、材料の導電率や透磁率の差によって制動効率に差が生じるため、磁気回路設計時に制動ディスクの材質を適宜選定することができる。

上記した同期回転方式の減速装置はディスク型であるが、ドラム型であっても成り立つ。

特開平４−３３１４５６号公報 実開平５−８０１７８号公報 特開２０１１−９７６９６号公報 特開２０１１−１３９５７４号公報 特開２０１１−１８２５７４号公報

上記した従来の同期回転方式の減速装置では、制動部材と磁石保持部材の磁石に挟まれた空隙部は常時強い磁束が出ている状態なので、両者の隙間に、鉄粉などの強磁性体の異物が侵入して付着し、次々と堆積して成長する事態が起こり得る。このような事態が起こった場合、制動時に制動部材や磁石カバー（磁石カバーが無ければ磁石）が異物と擦れ合い、損傷したり、制動部材と磁石との相対的な回転が妨げられたりする。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、制動部材と永久磁石との隙間に異物が付着するのを防止することができる同期回転方式の渦電流式減速装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、永久磁石を用いた同期回転方式の減速装置において、制動部材と永久磁石との隙間への異物の付着を防止するには、磁石保持部材を回転軸に回転可能に支持し、この磁石保持部材の保持する永久磁石の領域を包囲するように制動部材を構成するとともに、この制動部材を回転軸に固定し、その上で、制動時に磁石保持部材に摩擦部材を押し付けて磁石保持部材を静止させる摩擦ブレーキを採用するのが有効であることを知見し、本発明を完成させた。

本発明の渦電流式減速装置は、
車両の回転軸に回転可能に支持され、複数の永久磁石を円周方向にわたり保持した磁石保持部材と、
前記永久磁石の領域を包囲するように一対の円板部及びこれらの円板部同士の外周部を連結する円筒部からなり、前記回転軸に固定された制動部材と、
制動時に前記磁石保持部材に摩擦部材を押し付けて前記磁石保持部材を静止させる摩擦ブレーキと、を備える。

上記の減速装置において、
前記永久磁石は、前記一対の円板部それぞれの内面に対向し、磁極の向きが軸方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なって配置されている構成にすることができる。

上記の減速装置において、
前記永久磁石は、前記円筒部の内周面に対向し、磁極の向きが径方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なって配置されている構成にすることもできる。

上記の減速装置において、
前記永久磁石は、前記円筒部の内周面及び前記一対の円板部それぞれの内面に対向し、磁極の向きが円周方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なって配置されており、
前記磁石保持部材は、円周方向に隣接する前記永久磁石同士の間に強磁性材を有する構成にすることも可能である。

上記の減速装置において、
前記磁石保持部材は、前記制動部材の外部に表出した円筒状のブレーキドラムを有し、
前記摩擦ブレーキは、
前記摩擦部材として前記ブレーキドラムを間に挟む一対のブレーキパッドと、
車両の非回転部に固定され、前記ブレーキパッドを有するブレーキキャリパと、
このブレーキキャリパを駆動させ、前記一対のブレーキパッドを前記ブレーキドラムに向けて移動させるアクチュエータと、から構成されることが好ましい。

上記の減速装置において、
前記磁石保持部材は、前記制動部材の外部に表出した円板状のブレーキディスクを有し、
前記摩擦ブレーキは、
前記摩擦部材として前記ブレーキディスクを間に挟む一対のブレーキパッドと、
車両の非回転部に固定され、前記ブレーキパッドを有するブレーキキャリパと、
このブレーキキャリパを駆動させ、前記一対のブレーキパッドを前記ブレーキディスクに向けて移動させるアクチュエータと、から構成されてもよい。

上記の減速装置において、
前記磁石保持部材は、前記制動部材の外部に表出した円筒状のブレーキドラムを有し、
前記摩擦ブレーキは、
前記摩擦部材として前記ブレーキドラムの内周面に対向するブレーキシューと、
車両の非回転部に固定され、前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムの内周面に向けて移動させるアクチュエータと、から構成されてもよい。

本発明の渦電流式減速装置によれば、磁石保持部材によって保持される永久磁石の領域が制動部材によって包囲されているため、制動部材と磁石との隙間が外部から隔離され、その隙間に外部から異物が侵入するのを防止でき、ひいては、その隙間への異物の付着を防止することが可能となる。

図１は、従来の同期回転方式の減速装置の構成例を示す縦断面図である。 図２は、本発明の第１実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図であり、一部を断面で表した側面図を示す。 図３は、本発明の第１実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図であり、図２のＡ−Ａ断面図を示す。 図４は、本発明の第２実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図である。 図５は、本発明の第３実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図であり、一部を断面で表した側面図を示す。 図６は、本発明の第３実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図であり、図５のＢ−Ｂ断面の展開図を示す。 図７は、本発明の第４実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図である。 図８は、本発明の第５実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図である。

以下に、本発明の渦電流式減速装置の実施形態について詳述する。

＜第１実施形態＞
図２及び図３は、本発明の第１実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図である。それらのうちで、図２は一部を断面で表した側面図を示し、図３は図２のＡ−Ａ断面図を示している。図２及び図３に示す第１実施形態の減速装置はディスク型に相当するものであり、永久磁石５を保持する磁石保持部材４と、この磁石保持部材４の少なくとも磁石５の領域を包囲する制動部材１とを備える。

第１実施形態では、磁石保持部材４はディスク状であり、回転軸１１に対し回転可能に構成される。具体的には、管状の連結軸１２が回転軸１１と同軸上にボルトなどによって固定され、磁石保持部材４は、その連結軸１２に圧入されたスリーブ１３に軸受１４ａを介して支持されている。また、磁石保持部材４は、軸受１４ａによって支持される内周側の部分から後方に向けて環状部４ｃが突出している。この環状部４ｃは、連結軸１２に圧入されたスリーブ１３と同心状であり、スリーブ１３に軸受１４ｂを介して支持されている。これにより、磁石保持部材４は、スリーブ１３と一体化された回転軸１１に対し自由に回転が可能になる。

この磁石保持部材４には、回転軸１１と直交する両面それぞれから表出して、円周方向にわたり複数の永久磁石５が固着されている。永久磁石５は、磁極（Ｎ極、Ｓ極）の向きが回転軸１１に沿った方向、すなわち磁石保持部材４の軸方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なるように配置される（図３参照）。

図２及び図３では、磁石保持部材４には、軸方向に貫通する窓が円周方向にわたり等角度間隔に設けられており、磁石５は、それらの各窓に挿嵌され、接着剤や金具を用いて固着された態様を示している。もっとも、磁石保持部材４の両面それぞれに個々に磁石５を固着しても構わない。

磁石保持部材４の材質は、軸方向に貫通する窓に磁石５を挿嵌する構成の場合には、少なくとも磁石５周辺の窓枠部はアルミニウムやオーステナイト系ステンレスなどの非磁性材料であることが望ましいが、軸受１４ａによって支持される内周側の部分は非磁性材料でも炭素鋼などの強磁性材料であっても良い。一方、磁石保持部材４に窓が無く、両面それぞれに個々に磁石５を固着する構成の場合には、磁石５を固着する部分は炭素鋼、フェライト系ステンレス、鋳鉄などの強磁性材料として、効率よく磁気回路を構成することが望ましいが、軸受１４ａによって支持される内周側の部分は、強磁性材料であっても、アルミニウムなどの非磁性材料であっても良い。

制動部材１は、磁石保持部材４の少なくとも磁石５の領域を包囲しつつ、回転軸１１と一体で回転するように構成される。具体的には、制動部材１は、磁石保持部材４の両面それぞれと対向するように前後に一対からなるドーナツ形の円板部１ａ、１ｂと、円板部１ａ、１ｂ同士の外周部を連結する円筒部１ｃとから構成される。円筒部１ｃは、磁石保持部材４の外周面と対向する。一対の円板部１ａ、１ｂのうちで、一方の円板部１ａ（前側の円板部）は、回転軸１１と一体化されたスリーブ１３に固定されている。他方の円板部１ｂ（後側の円板部）は、磁石保持部材４の環状部４ｃに軸受１５を介して支持されている。これにより制動部材１は、一対の円板部１ａ、１ｂ及び円筒部１ｃが一体で、且つ回転軸１１と一体で回転するようになる。図２では、前側の円板部１ａと円筒部１ｃが一体成形され、これが後側の円板部１ｂとボルトなどによって一体化された態様を示している。

制動部材１、特に円板部１ａ、１ｂの材質は、導電性材料であって、その中でも炭素鋼や鋳鉄などの強磁性材料や、フェライト系ステンレス鋼などの弱磁性材料、又はアルミニウム合金や銅合金などの非磁性材料である。前記材料を制動部材１の母材として採用した場合、さらに制動効率を向上させるため、円板部１ａ、１ｂにおいて、磁石５と対向する内面の表層部は、銅や銅合金などの良導電性材料であるのがより好ましい。

制動部材１には、その外周に円筒部１ｃと一体成形された放熱フィン２が設けられる。この放熱フィン２は、制動時に制動部材１に発生する熱を放出し、制動部材１そのものを冷却する役割を担う。放熱フィンは、制動部材１の円板部１ａ、１ｂの外面に設けてもよい。

第１実施形態の減速装置は、制動時に磁石保持部材４を静止させる摩擦ブレーキを備える。図２に示す第１実施形態の減速装置の場合、摩擦ブレーキの構成要素として、制動部材１の外部に表出した円筒状のブレーキドラム６を備える。このブレーキドラム６は、磁石保持部材４から突出した環状部４ｃにボルトなどで取り付けられ、磁石保持部材４と一体化されている。第１実施形態の摩擦ブレーキは、ブレーキドラム６を間に挟む摩擦部材としてのブレーキパッド８ａ、８ｂと、これらのブレーキパッド８ａ、８ｂを有するブレーキキャリパ７と、このブレーキキャリパ７を駆動させるアクチュエータである電動式直動アクチュエータ９とから構成される。

ブレーキキャリパ７は、上下で一対のブレーキパッド８ａ、８ｂを有しており、ブレーキパッド８ａ、８ｂの間にブレーキドラム６を配置し所定の隙間を設けて挟んだ状態で、バネを搭載したボルトなどにより、図示しないブラケットに付勢支持される。このブラケットは、車両の非回転部に取り付けられて固定される。

ブレーキキャリパ７には、アクチュエータ９がボルトなどで固定される。アクチュエータ９は、電動モータ１０によって駆動し、電動モータ１０の回転運動を直線運動に変換して上側のブレーキパッド８ｂをブレーキドラム６の外周面に向け直線移動させる。これにより、上側のブレーキパッド８ｂがブレーキドラム６の外周面を押圧し、これに伴う反力の作用で、下側のブレーキパッド８ａがブレーキドラム６の内周面に向け移動し、その結果、ブレーキドラム６の内外周面を上下のブレーキパッド８ａ、８ｂで強力に挟み込む。

このような構成の第１実施形態の減速装置では、非制動時は、摩擦ブレーキを作動させない状態にある。このとき、回転軸１１と一体で制動部材１が回転する。これに伴い、磁石保持部材４が、一対の円板部１ａ、１ｂと永久磁石５との磁気吸引作用（制動部材１が磁性材料の場合）又は磁界の作用（制動部材１が非磁性材料の場合）により、制動部材１と同期して一体的に回転する。このため、円板部１ａ、１ｂ（制動部材１）と、磁石保持部材４における永久磁石５との間に相対的な回転速度差が生じないことから、制動力は発生しない。

一方、制動時は、摩擦ブレーキを作動させ、ブレーキドラム６が摩擦部材であるブレーキパッド８ａ、８ｂによって挟み込まれる。これにより、ブレーキドラム６と一体の磁石保持部材４の回転が停止し、磁石保持部材４が静止する。制動部材１が回転している際に磁石保持部材４のみが静止すると、円板部１ａ、１ｂ（制動部材１）と、磁石保持部材４における永久磁石５との間に相対的な回転速度差が生じるため、円板部１ａ、１ｂそれぞれの内面に渦電流が発生する。すると、制動部材１の円板部１ａ、１ｂそれぞれの内面に生じた渦電流と永久磁石５からの磁束密度との相互作用により、回転する円板部１ａ、１ｂ（制動部材１）に回転方向と逆向きの制動力が発生する。これにより、制動部材１を介して回転軸１１の回転を減速させることができる。

第１実施形態の減速装置によれば、磁石保持部材４の少なくとも磁石５の領域が制動部材１によって包囲されているため、制動部材１の円板部１ａ、１ｂと磁石５との隙間が外部から隔離され、その隙間に外部から異物が侵入するのを防止でき、ひいては、その隙間への異物の付着を防止することが可能となる。これにより、異物付着に起因した制動部材１や磁石５の損傷を防止することができ、制動部材１と磁石５との円滑な相対回転を確保することができる。

さらに、第１実施形態では、渦電流が制動部材１の円板部１ａ、１ｂの内面それぞれに発生するため、制動力が２面からもたらされ、制動効率を著しく向上させることもできる。その上、前記図１に示す従来の減速装置における磁石カバー１２０が不要であるため、制動部材１の円板部１ａ、１ｂと永久磁石５の間隔を狭めれば、制動効率を一層向上させることも可能である。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図である。同図は、一部を断面で表した側面図を示している。同図に示す第２実施形態の減速装置は、前記図２に示す第１実施形態の減速装置の構成を基本とするものであるが、前記第１実施形態とは以下の点で相違する。

第２実施形態の減速装置はドラム型に相当するものであり、制動部材１の円筒部１ｃが、前記第１実施形態の場合よりも軸方向に長くなっている。磁石保持部材４は、その外周に制動部材１の円筒部１ｃと同心状で対向する磁石保持リング４ａを有し、この磁石保持リング４ａの外周面に、円周方向にわたり複数の永久磁石５が固着されている。永久磁石５は、制動部材１の円筒部１ｃの内周面に対向し、磁極（Ｎ極、Ｓ極）の向きが磁石保持部材４の径方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なるように配置される。

磁石保持リング４ａの材質は、磁石保持部材４と同様に、強磁性材料や弱磁性材料であり、磁石５の周囲が非磁性材料である。第２実施形態の場合、制動部材１の円筒部１ｃにおいて、磁石５と対向する内周面の表層部は、銅や銅合金などの良導電性材料で構成されるのがより好ましい。

このような構成の第２実施形態の減速装置では、非制動時は、回転軸１１と一体で制動部材１が回転する。これに伴い、磁石保持部材４が、円筒部１ｃと磁石保持部材４（磁石保持リング４ａ）で保持する永久磁石５との磁気吸引作用（制動部材１が磁性材料の場合）又は磁界の作用（制動部材１が非磁性材料の場合）により、制動部材１と同期して一体的に回転する。このため、円筒部１ｃ（制動部材１）と、磁石保持リング４ａにおける永久磁石５との間に相対的な回転速度差が生じないことから、制動力は発生しない。

一方、制動時は、摩擦ブレーキを作動させることにより磁石保持部材４のみが静止する。これに伴い、円筒部１ｃ（制動部材１）と、磁石保持部材４における永久磁石５との間に相対的な回転速度差が生じるため、円筒部１ｃの内周面に渦電流が発生する。すると、制動部材１の円筒部１ｃの内周面に生じた渦電流と永久磁石５からの磁束密度との相互作用により、回転する円筒部１ｃ（制動部材１）に回転方向と逆向きの制動力が発生する。これにより、制動部材１を介して回転軸１１の回転を減速させることができる。

従って、第２実施形態の減速装置でも、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。

さらに、第２実施形態では、制動部材１を構成する円板部１ａ、１ｂ及び円筒部１ｃのうちで回転中心から離れた円筒部１ｃの内周面に渦電流が発生するため、大きい制動トルクがもたらされ、制動効率を著しく向上させることもできる。その上、前記図１に示す従来の減速装置における磁石カバー１２０が不要であるため、制動部材１の円筒部１ｃと永久磁石５の間隔を狭めれば、制動効率を一層向上させることも可能である。

＜第３実施形態＞
図５及び図６は、本発明の第３実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図である。それらのうちで、図５は一部を断面で表した側面図を示し、図６は図５のＢ−Ｂ断面の展開図を示している。図５及び図６に示す第３実施形態の減速装置は、前記図２、図４に示す第１、２実施形態の減速装置の構成を変形したものである。

第３実施形態の減速装置では、前記第２実施形態と同様に、制動部材１の円筒部１ｃが、第１実施形態の場合よりも軸方向に長くなっている。磁石保持部材４は、前記第２実施形態の場合よりも直径が遥かに小さい磁石保持リング４ａを有し、この磁石保持リング４ａの外周面に、円周方向にわたり複数の永久磁石５が固着されている。永久磁石５は、制動部材１における一対の円板部１ａ、１ｂそれぞれの内面、及び円筒部１ｃの内周面に対向し、磁極（Ｎ極、Ｓ極）の向きが磁石保持部材４の円周方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なるように配置される（図６参照）。

また、第３実施形態では、図６に示すように、円周方向に隣接する永久磁石５同士の間に強磁性材４ｂが配置され、この強磁性材４ｂも磁石保持リング４ａに保持されている。図６には、永久磁石５と一対の円板部１ａ、１ｂそれぞれとの間の磁束の流れを点線矢印で示している。

このような構成の第３実施形態の減速装置では、非制動時は、回転軸１１と一体で制動部材１が回転する。これに伴い、磁石保持部材４が、円板部１ａ、１ｂ及び円筒部１ｃと、磁石保持部材４（磁石保持リング４ａ）で保持する永久磁石５との磁気吸引作用（制動部材１が磁性材料の場合）又は磁界の作用（制動部材１が非磁性材料の場合）により、制動部材１と同期して一体的に回転する。このため、制動部材１と、磁石保持リング４ａにおける永久磁石５との間に相対的な回転速度差が生じないことから、制動力は発生しない。

一方、制動時は、摩擦ブレーキを作動させることにより磁石保持部材４のみが静止する。これに伴い、円板部１ａ、１ｂ及び円筒部１ｃ（制動部材１）と、磁石保持部材４における永久磁石５との間に相対的な回転速度差が生じるため、円板部１ａ、１ｂそれぞれの内面及び円筒部１ｃの内周面に渦電流が発生する。すると、制動部材１の円板部１ａ、１ｂそれぞれの内面及び円筒部１ｃの内周面に生じた渦電流と永久磁石５からの磁束密度との相互作用により、回転する制動部材１に回転方向と逆向きの制動力が発生する。これにより、制動部材１を介して回転軸１１の回転を減速させることができる。

従って、第３実施形態の減速装置でも、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。

さらに、第３実施形態では、渦電流が制動部材１の円板部１ａ、１ｂの各内面及び円筒部１ｃの内周面に発生するため、制動力が３面からもたらされ、制動効率をさらに著しく向上させることもできる。その上、前記図１に示す従来の減速装置における磁石カバー１２０が不要であるため、制動部材１の円板部１ａ、１ｂ及び円筒部１ｃと永久磁石５の間隔を狭めれば、制動効率を一層向上させることも可能である。

＜第４実施形態＞
図７は、本発明の第４実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図である。同図は一部を断面で表した側面図を示している。同図に示す第４実施形態の減速装置は、前記図２に示す第１実施形態の減速装置の構成のうちで、摩擦ブレーキの構成を変形したものである。

第４実施形態の減速装置における摩擦ブレーキは、いわゆるディスクブレーキである。図７に示すように、第４実施形態の減速装置は、摩擦ブレーキの構成要素として、制動部材１の外部に表出したドーナツ形円板状のブレーキディスク１６を備える。このブレーキディスク１６は、磁石保持部材４から突出した環状部４ｃにボルトなどで固定され、磁石保持部材４と一体化されている。第４実施形態の摩擦ブレーキは、ブレーキディスク１６を間に挟む摩擦部材としてのブレーキパッド１８ａ、１８ｂと、これらのブレーキパッド１８ａ、１８ｂを有するブレーキキャリパ１７と、このブレーキキャリパ１７を駆動させるアクチュエータである電動式直動アクチュエータ１９とから構成される。

ブレーキキャリパ１７は、前後で一対のブレーキパッド１８ａ、１８ｂを有しており、ブレーキパッド１８ａ、１８ｂの間にブレーキディスク１６を配置し所定の隙間を設けて挟んだ状態で、バネを搭載したボルトなどにより、図示しないブラケットに付勢支持される。このブラケットは、車両の非回転部に取り付けられて固定される。

ブレーキキャリパ１７には、アクチュエータ１９がボルトなどで固定される。アクチュエータ１９は、電動モータ２０によって駆動し、電動モータ２０の回転運動を直線運動に変換して後側のブレーキパッド１８ｂをブレーキディスク１６に向け直線移動させる。これにより、後側のブレーキパッド１８ｂがブレーキディスク１６を押圧し、これに伴う反力の作用で、前側のブレーキパッド１８ａがブレーキディスク１６に向け移動し、その結果、ブレーキディスク１６を前後のブレーキパッド１８ａ、１８ｂで強力に挟み込む。制動時には、このようなブレーキキャリパ１７の駆動により、磁石保持部材４を静止させることができる。

このような構成の摩擦ブレーキは、前記第１実施形態の減速装置のみならず、前記第２、第３実施形態の減速装置に適用することも可能である。

＜第５実施形態＞
図８は、本発明の第５実施形態である同期回転方式の減速装置の全体構成を示す模式図である。同図は一部を断面で表した側面図を示している。同図に示す第５実施形態の減速装置は、前記第４実施形態と同様に、前記図２に示す第１実施形態の減速装置の構成のうちで、摩擦ブレーキの構成を変形したものである。

第５実施形態の減速装置における摩擦ブレーキは、いわゆるドラムブレーキである。図８に示すように、第５実施形態の減速装置は、摩擦ブレーキの構成要素として、制動部材１の外部に表出した円筒状のブレーキドラム２６を備える。このブレーキドラム２６は、磁石保持部材４から突出した環状部４ｃにボルトなどで固定され、磁石保持部材４と一体化されている。第５実施形態の摩擦ブレーキは、ブレーキドラム２６の内周面に対向する摩擦部材としての複数のブレーキシュー２８と、これらのブレーキシュー２８をブレーキドラム２６の内周面に向けて移動させるアクチュエータであるシリンダ２９とから構成される。

シリンダ２９は、ブレーキドラム２６の内側に収容され、車両の非回転部に取り付けられて固定される。シリンダ２９は、油圧又は空気圧によって駆動し、各ブレーキシュー２８をブレーキドラム２６に向け移動させる。これにより、各ブレーキシュー２８がブレーキドラム２６の内周面に押し付けられる。制動時には、このようなシリンダ２９の駆動により、磁石保持部材４を静止させることができる。

なお、このような構成の摩擦ブレーキは、前記第１実施形態の減速装置のみならず、前記第２、第３実施形態の減速装置に適用することも可能である。

その他本発明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

本発明の渦電流式減速装置は、あらゆる車両の補助ブレーキとして有用である。

１：制動部材、 １ａ、１ｂ：円板部、 １ｃ：円筒部、 ２：放熱フィン、
４：磁石保持部材、 ４ａ：磁石保持リング、 ４ｂ：強磁性材、
４ｃ：環状部、 ５：永久磁石、
６：ブレーキドラム、 ７：ブレーキキャリパ、
８ａ、８ｂ：ブレーキパッド、 ９：電動式直動アクチュエータ、
１０：電動モータ、
１１：回転軸、 １２：連結軸、 １３：スリーブ、
１４ａ、１４ｂ：軸受、 １５：軸受、
１６：ブレーキディスク、 １７：ブレーキキャリパ、
１８ａ、１８ｂ：ブレーキパッド、 １９：電動式直動アクチュエータ、
２０：電動モータ、
２６：ブレーキドラム、 ２８：ブレーキシュー、 ２９：シリンダ

Claims (7)

1. 車両の回転軸に回転可能に支持され、複数の永久磁石を円周方向にわたり保持した磁石保持部材と、
   一対の円板部及びこれらの円板部同士の外周部を連結する円筒部からなり、前記一対の円板部のうち、一方の円板部が前記磁石保持部材に回転可能に支持され、他方の円板部が前記回転軸に固定され、前記回転軸とともに前記永久磁石の領域を包囲する制動部材と、
   制動時に前記磁石保持部材に摩擦部材を押し付けて前記磁石保持部材を静止させる摩擦ブレーキと、を備えた、渦電流式減速装置。
2. 請求項１に記載の渦電流式減速装置であって、
   前記永久磁石は、前記一対の円板部それぞれの内面に対向し、磁極の向きが軸方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なって配置されている、渦電流式減速装置。
3. 請求項１に記載の渦電流式減速装置であって、
   前記永久磁石は、前記円筒部の内周面に対向し、磁極の向きが径方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なって配置されている、渦電流式減速装置。
4. 請求項１に記載の渦電流式減速装置であって、
   前記永久磁石は、前記円筒部の内周面及び前記一対の円板部それぞれの内面に対向し、磁極の向きが円周方向であり、円周方向に隣接するもの同士で磁極が交互に異なって配置されており、
   前記磁石保持部材は、円周方向に隣接する前記永久磁石同士の間に強磁性材を有する、渦電流式減速装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の渦電流式減速装置であって、
   前記磁石保持部材は、前記制動部材の外部に表出した円筒状のブレーキドラムを有し、
   前記摩擦ブレーキは、
   前記摩擦部材として前記ブレーキドラムを間に挟む一対のブレーキパッドと、
   車両の非回転部に固定され、前記ブレーキパッドを有するブレーキキャリパと、
   このブレーキキャリパを駆動させ、前記一対のブレーキパッドを前記ブレーキドラムに向けて移動させるアクチュエータと、から構成される、渦電流式減速装置。
6. 請求項１から４のいずれかに記載の渦電流式減速装置であって、
   前記磁石保持部材は、前記制動部材の外部に表出した円板状のブレーキディスクを有し、
   前記摩擦ブレーキは、
   前記摩擦部材として前記ブレーキディスクを間に挟む一対のブレーキパッドと、
   車両の非回転部に固定され、前記ブレーキパッドを有するブレーキキャリパと、
   このブレーキキャリパを駆動させ、前記一対のブレーキパッドを前記ブレーキディスクに向けて移動させるアクチュエータと、から構成される、渦電流式減速装置。
7. 請求項１から４のいずれかに記載の渦電流式減速装置であって、
   前記磁石保持部材は、前記制動部材の外部に表出した円筒状のブレーキドラムを有し、
   前記摩擦ブレーキは、
   前記摩擦部材として前記ブレーキドラムの内周面に対向する複数のブレーキシューと、
   車両の非回転部に固定され、前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムの内周面に向けて移動させるアクチュエータと、から構成される、渦電流式減速装置。

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