JP6515346B2 - Method of manufacturing eddy current type reduction gear - Google Patents

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Description

本発明は、トラック、バス等の車両に補助ブレーキとして搭載される減速装置に関し、特に、制動力を発生させるために永久磁石(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)の製造方法に関する。   The present invention relates to a reduction gear mounted on a vehicle such as a truck or bus as an auxiliary brake, and in particular, an eddy current reduction gear using permanent magnets (hereinafter, also simply referred to as "magnets") to generate a braking force. The present invention relates to a method of manufacturing (hereinafter, also simply referred to as "speed reduction gear").

市場に出回る渦電流式減速装置の多くは、円筒状の制動部材を備える。この制動部材は、車両の回転軸に固定されるロータである。磁石は、ロータの内側で回転軸回りに配列され、ステータによって支持される。制動時、磁石からの磁束がロータに達し、ロータの内周面に渦電流が発生する。これにより、回転軸と一体で回転するロータに制動トルクが発生し、回転軸の回転速度が次第に減少する。   Many of the eddy current reducers marketed have a cylindrical braking member. The braking member is a rotor fixed to the rotation shaft of the vehicle. The magnets are arranged around the rotation axis inside the rotor and supported by the stator. At the time of braking, the magnetic flux from the magnet reaches the rotor and an eddy current is generated on the inner circumferential surface of the rotor. As a result, a braking torque is generated on the rotor that rotates integrally with the rotation shaft, and the rotation speed of the rotation shaft is gradually reduced.

制動と非制動の切替えは、エアシリンダによって行われる。ここで、厳密には、磁石は、ロータと同心状の磁石保持リングに保持される。磁石保持リングは、車両の非回転部に固定されるステータに支持される。磁石保持リングは回転軸回りに回転可能である。磁石保持リングの側面からはレバーが突出する。そのレバーに、リンク機構を介して、エアシリンダのピストンロッドが接続される。エアシリンダはステータに取り付けられる。また、ロータの内周面と磁石との隙間には、ポールピースが回転軸回りに配列される。ポールピースはステータに支持される。エアシリンダの作動により、ピストンロッドが進退し、磁石保持リングが回転する。これにより、ポールピースに対する磁石の位置が切り替わり、制動と非制動が切り替わる。   Switching between braking and non-braking is performed by an air cylinder. Here, strictly speaking, the magnet is held by a magnet holding ring which is concentric with the rotor. The magnet holding ring is supported by a stator fixed to the non-rotating part of the vehicle. The magnet holding ring is rotatable about the rotation axis. A lever projects from the side of the magnet holding ring. The piston rod of the air cylinder is connected to the lever via a link mechanism. The air cylinder is attached to the stator. Further, in the gap between the inner circumferential surface of the rotor and the magnet, the pole pieces are arranged around the rotation axis. The pole piece is supported by the stator. The operation of the air cylinder advances and retracts the piston rod and rotates the magnet holding ring. This switches the position of the magnet relative to the pole piece and switches between braking and non-braking.

制動トルクの向上を図る場合、ロータの内周面に銅めっき層を形成する。ロータの内周面に発生する渦電流が大きくなるからである。また、磁石自体の磁力を増すことによっても、制動トルクが向上する。   In order to improve the braking torque, a copper plating layer is formed on the inner peripheral surface of the rotor. This is because the eddy current generated on the inner circumferential surface of the rotor is increased. The braking torque is also improved by increasing the magnetic force of the magnet itself.

制動トルクの発生に伴い、ロータは発熱する。そのため、長時間にわたって制動が継続すると、ロータの温度が著しく上昇する。ロータの過剰な温度上昇は、ロータの熱変形を招くため、回避する必要がある。   The rotor generates heat as the braking torque is generated. Therefore, when the braking continues for a long time, the temperature of the rotor rises significantly. Excessive temperature rise of the rotor leads to thermal deformation of the rotor and must be avoided.

ロータの過剰な温度上昇の回避を図る場合、ロータの厚みを厚くする。ロータ自体の熱容量が大きくなり、制動持続時間が長くても、ロータの温度上昇が抑制されるからである。また、磁石自体の磁力を減らすことによっても、ロータの過剰な温度上昇を回避できる。制動トルクが抑えられる反面、それに伴ってロータの発熱が抑えられるからである。   In order to avoid excessive temperature rise of the rotor, the thickness of the rotor is increased. This is because the heat capacity of the rotor itself is increased, and the temperature rise of the rotor is suppressed even if the braking duration is long. In addition, excessive temperature rise of the rotor can be avoided by reducing the magnetic force of the magnet itself. While the braking torque can be suppressed, the heat generation of the rotor can be suppressed accordingly.

また、エアシリンダの種別を変更することによっても、ロータの過剰な温度上昇を回避できる。例えば、エアシリンダとして、ピストンロッドの進退を2段階で行える2段エアシリンダを採用する。2段エアシリンダの採用により、制動時、ポールピースに対する磁石の位置を、最大制動トルクが発生する位置と、その約半分の制動トルクが発生する位置に切り替えることができる。必要に応じ、ポールピースに対する磁石の位置を、最大制動トルクの約半分の制動トルクが発生する位置に切り替えれば、制動持続時間が長くても、ロータの温度上昇が抑制される。   Also, by changing the type of air cylinder, excessive temperature rise of the rotor can be avoided. For example, as an air cylinder, a two-stage air cylinder which can advance and retract the piston rod in two steps is adopted. By employing a two-stage air cylinder, the position of the magnet relative to the pole piece can be switched between the position at which the maximum braking torque is generated and the position at which approximately half the braking torque is generated. If necessary, by switching the position of the magnet relative to the pole piece to a position where a braking torque of about half the maximum braking torque is generated, the temperature rise of the rotor is suppressed even if the braking duration is long.

以上の減速装置の構成は、例えば、国際公開WO2014/126087号パンフレット(特許文献1)、特開平9−172770号公報(特許文献2)等に開示される。   The configuration of the above-described reduction gear is disclosed, for example, in International Publication WO 2014/126087 pamphlet (Patent Document 1), JP-A-9-172770 (Patent Document 2), and the like.

国際公開WO2014/126087号パンフレットInternational Publication WO 2014/126087 Brochure 特開平9−172770号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-172770

従来、減速装置を受注して生産するにあたり、減速装置の設計は、要求される仕様(例:制動トルク、制動持続時間等)に応じ、都度、数多くの設計パラメータを考慮しながら、専用品として行っている。そのため、受注の度に過大な設計負担を強いられるばかりか、設計に要する時間が長くなり、コストの上昇が避けられない。   Conventionally, in order to manufacture an order for a reduction gear, the reduction gear is designed as an exclusive product, taking into consideration many design parameters each time according to the required specifications (eg, braking torque, braking duration, etc.) Is going. As a result, not only can an excessive design burden be imposed each time an order is received, but also the time required for design increases, and an increase in cost can not be avoided.

本発明の目的は、設計時間を大幅に削減でき、コストを低減できる渦電流式減速装置の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an eddy current speed reducer which can greatly reduce design time and cost.

本発明の実施形態による製造方法は、下記の渦電流式減速装置を製造対象とする。減速装置は、ロータと、複数の永久磁石と、複数のポールピースと、磁石保持リングと、ステータと、エアシリンダと、を備える。ロータは円筒状であり、回転軸に固定される。磁石は、ロータの内周面と隙間を空けて対向し、回転軸回りに配列される。ポールピースは、ロータの内周面と磁石との隙間に設けられ、回転軸回りに配列される。磁石保持リングは、磁石を保持する。ステータは、磁石保持リングを回転軸回りに回転可能に支持するとともに、ポールピースを支持する。エアシリンダは、ステータに取り付けられ、磁石保持リングを駆動してポールピースに対する磁石の位置を切り替える。   The manufacturing method according to the embodiment of the present invention manufactures the following eddy current reduction gear. The reduction gear includes a rotor, a plurality of permanent magnets, a plurality of pole pieces, a magnet holding ring, a stator, and an air cylinder. The rotor is cylindrical and fixed to the rotational shaft. The magnets face the inner circumferential surface of the rotor with a gap, and are arranged around the rotation axis. The pole pieces are provided in the gap between the inner circumferential surface of the rotor and the magnet, and are arranged around the rotation axis. The magnet holding ring holds the magnet. The stator supports the magnet holding ring rotatably about the rotation axis and supports the pole piece. An air cylinder is attached to the stator and drives the magnet holding ring to switch the position of the magnet relative to the pole piece.

上記減速装置の製造方法は、下記の工程を含む:
ロータの内周面に形成する銅めっき層の厚みについて、制動トルクの大きさに応じた複数の銅めっき厚みを設定する工程と、
ロータの厚み及びエアシリンダの種別について、制動持続時間の長さに応じた複数のロータ厚み及びシリンダ種別を設定する工程と、
減速装置に要求される制動トルク及び制動持続時間に基づき、銅めっき厚み、ロータ厚み及びシリンダ種別の組み合わせを選定する工程と、
選定した組み合わせに適合するロータ及びエアシリンダを準備し、減速装置を組み立てる工程。
The method of manufacturing the reduction gear includes the following steps:
Setting a plurality of copper plating thicknesses according to the magnitude of the braking torque for the thickness of the copper plating layer formed on the inner peripheral surface of the rotor;
Setting a plurality of rotor thicknesses and cylinder types according to the length of the braking duration for the rotor thickness and the air cylinder type;
Selecting a combination of copper plating thickness, rotor thickness and cylinder type on the basis of the braking torque and the braking duration required for the reduction gear;
Preparing a rotor and an air cylinder that match the selected combination, and assembling a reduction gear.

上記の製造方法は以下の構成を採用することができる。設定される複数の銅めっき厚みはゼロを含む3種類である。設定される複数のロータ厚みは2種類である。設定される複数のシリンダ種別は1段エアシリンダ及び2段エアシリンダの2種類である。   The above-described manufacturing method can adopt the following configuration. The plurality of copper plating thicknesses set are three types including zero. The plurality of rotor thicknesses to be set are two types. The plurality of cylinder types to be set are two types, a first-stage air cylinder and a two-stage air cylinder.

本発明の減速装置の製造方法によれば、設計時間を大幅に短縮でき、製造コストを低減できる。   According to the method of manufacturing a reduction gear of the present invention, the design time can be significantly shortened, and the manufacturing cost can be reduced.

図1は、本実施形態の製造方法において製造対象とする減速装置を模式的に示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a reduction gear to be manufactured in the manufacturing method of the present embodiment. 図2は、図1に示す減速装置における磁石の配列を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of magnets in the reduction gear shown in FIG. 図3は、図1に示す減速装置による非制動時の磁気回路を示す横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a magnetic circuit at the time of non-braking by the reduction gear shown in FIG. 図4は、図1に示す減速装置による制動時の磁気回路を示す横断面図であって、最大制動トルクが発生する状態を示す。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a magnetic circuit at the time of braking by the reduction gear shown in FIG. 1, and shows a state in which a maximum braking torque is generated. 図5は、図1に示す減速装置による制動時の磁気回路を示す横断面図であって、最大制動トルクの約半分の制動トルクが発生する状態を示す。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a magnetic circuit at the time of braking by the reduction gear shown in FIG. 1, and shows a state where a braking torque of about half the maximum braking torque is generated. 図6は、本実施形態の製造方法によって製造される減速装置の特性をまとめた図である。FIG. 6 is a diagram summarizing the characteristics of the reduction gear manufactured by the manufacturing method of the present embodiment.

以下に、本発明の渦電流式減速装置の製造方法について、その実施形態を詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the method for manufacturing the eddy current reduction gear according to the present invention will be described in detail.

[渦電流式減速装置の構成]
図1は、本実施形態の製造方法において製造対象とする減速装置を模式的に示す縦断面図である。図2は、図1に示す減速装置における磁石の配列を示す斜視図である。図3は、図1に示す減速装置による非制動時の磁気回路を示す横断面図である。図4及び図5は、図1に示す減速装置による制動時の磁気回路を示す横断面図である。これらの図のうち、図4は、最大制動トルクが発生する状態を示し、図5は、最大制動トルクの約半分の制動トルクが発生する状態を示す。図3〜図5に示す状態のうち、図5に示す状態は、制動と非制動を切り替えるエアシリンダとして2段エアシリンダを用いた場合に現れる。ここで、縦断面とは回転軸に沿った断面である。横断面とは回転軸に直交した断面である。
[Configuration of Eddy Current Type Reduction Gear]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a reduction gear to be manufactured in the manufacturing method of the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of magnets in the reduction gear shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a magnetic circuit at the time of non-braking by the reduction gear shown in FIG. 4 and 5 are cross sectional views showing a magnetic circuit at the time of braking by the reduction gear shown in FIG. Of these figures, FIG. 4 shows a state in which the maximum braking torque is generated, and FIG. 5 shows a state in which a braking torque approximately half the maximum braking torque is generated. Among the states shown in FIGS. 3 to 5, the state shown in FIG. 5 appears when a two-stage air cylinder is used as an air cylinder for switching between braking and non-braking. Here, the longitudinal cross section is a cross section along the rotation axis. The cross section is a cross section orthogonal to the rotation axis.

図1に示すように、減速装置は、円筒状のロータ1と、このロータ1の内側に配設された円筒状の磁石保持リング2と、を備える。ロータ1は、制動トルクが付与される制動部材に相当する。ロータ1は、車両の回転軸10(例:プロペラシャフト、ドライブシャフト等)にロータ支持部材6を介して固定される。これにより、ロータ1は回転軸10と一体で回転する。ロータ1の外周面には、放熱フィン1aが設けられる。この放熱フィン1aは、ロータ1自体を冷却する役割を担う。   As shown in FIG. 1, the reduction gear includes a cylindrical rotor 1 and a cylindrical magnet holding ring 2 disposed inside the rotor 1. The rotor 1 corresponds to a braking member to which a braking torque is applied. The rotor 1 is fixed to a rotation shaft 10 (for example, a propeller shaft, a drive shaft, etc.) of a vehicle via a rotor support member 6. Thereby, the rotor 1 rotates integrally with the rotating shaft 10. A radiation fin 1 a is provided on the outer peripheral surface of the rotor 1. The heat dissipating fins 1a serve to cool the rotor 1 itself.

磁石保持リング2は、ロータ1と対を成し、ロータ1と同心状に配設される。磁石保持リング2は、ステータ7を介し、回転軸10回りに回転可能に支持される。ステータ7は、車両の非回転部11(例:トランスミッションカバー)に固定される。   The magnet holding ring 2 is paired with the rotor 1 and disposed concentrically with the rotor 1. The magnet holding ring 2 is rotatably supported around the rotation axis 10 via the stator 7. The stator 7 is fixed to a non-rotating portion 11 (for example, a transmission cover) of the vehicle.

図1及び図2に示すように、磁石保持リング2の外周面には、複数の永久磁石3が固定される。磁石3は、ロータ1の内周面1bと隙間を空けて対向し、回転軸10を中心とする円周方向にわたり配列される。つまり、磁石3は、磁石保持リング2に保持されて、回転軸10回りに配列される。これらの磁石3の磁極(N極、S極)の配置は、回転軸10を中心とする径方向であって、円周方向に隣接する磁石3同士で交互に異なる(図2参照)。磁石保持リング2の材質は、強磁性材料(例:炭素鋼、鋳鉄等)である。   As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of permanent magnets 3 are fixed to the outer peripheral surface of the magnet holding ring 2. The magnets 3 are opposed to the inner circumferential surface 1 b of the rotor 1 with a gap, and are arranged in the circumferential direction around the rotation axis 10. That is, the magnets 3 are held by the magnet holding ring 2 and arranged around the rotation axis 10. The arrangement of the magnetic poles (N pole, S pole) of these magnets 3 in the radial direction centering on the rotation axis 10 is alternately different between magnets 3 adjacent in the circumferential direction (see FIG. 2). The material of the magnet holding ring 2 is a ferromagnetic material (eg, carbon steel, cast iron, etc.).

図1、及び図3〜図5に示すように、ロータ1の内周面1bと磁石3との隙間には、複数の強磁性体のポールピース4が設けられる。ポールピース4は、回転軸10を中心とする円周方向にわたり配列される。これらのポールピース4の配置角度は、磁石3の配置角度と一致する。ポールピース4は、各々の両側部をポールピース保持リング5によって保持される。ポールピース保持リング5は、ステータ7に固定される。つまり、ポールピース4は、ステータ7に支持されて、回転軸10回りに配列される。   As shown in FIGS. 1 and 3 to 5, a plurality of ferromagnetic pole pieces 4 are provided in the gap between the inner circumferential surface 1 b of the rotor 1 and the magnet 3. The pole pieces 4 are arranged circumferentially around the rotation axis 10. The arrangement angle of these pole pieces 4 matches the arrangement angle of the magnet 3. The pole pieces 4 are held by the pole piece holding ring 5 on both sides. The pole piece holding ring 5 is fixed to the stator 7. That is, the pole pieces 4 are supported by the stator 7 and arranged around the rotation axis 10.

図1に示すように、磁石保持リング2の側面からはレバー2aが突出する。そのレバー2aに、図示しないリンク機構を介して、図示しないエアシリンダのピストンロッドが接続される。エアシリンダはステータ7に取り付けられる。エアシリンダは圧縮空気を駆動源とし、制動と非制動を切り替える役割を担う。エアシリンダとしては1段エアシリンダ又は2段エアシリンダが用いられる。1段エアシリンダは、ピストンロッドの進退を単に1段階で行うものである。2段エアシリンダは、ピストンロッドの進退を2段階で行えるものである。つまり、2段エアシリンダでは、ピストンロッドの進退を途中で止めることができる。   As shown in FIG. 1, the lever 2 a protrudes from the side surface of the magnet holding ring 2. A piston rod of an air cylinder (not shown) is connected to the lever 2a via a link mechanism (not shown). The air cylinder is attached to the stator 7. The air cylinder uses compressed air as a driving source and plays a role of switching between braking and non-braking. As the air cylinder, a one-stage air cylinder or a two-stage air cylinder is used. The one-stage air cylinder simply advances and retracts the piston rod in one step. The two-stage air cylinder is capable of advancing and retracting the piston rod in two stages. That is, in the two-stage air cylinder, advancing and retreating of the piston rod can be stopped halfway.

制動と非制動の切替えの際、エアシリンダの作動により、ピストンロッドが進退し、磁石保持リング2及び磁石3が一体で回転軸10回りに回転する。これにより、ポールピース4に対する磁石3の位置は、以下の状態を取る。非制動時、図3に示すように、ポールピース4が隣接する磁石3同士を均等に跨ぐ。制動時、図4に示すように、ポールピース4が磁石3に完全に重なる。これらの状態は、1段エアシリンダを採用した場合と、2段エアシリンダを採用した場合に共通である。図4に示す制動時の状態では、最大制動トルクが発生する。以下、この状態を「完全制動」ともいう。更に、2段エアシリンダを採用した場合の制動時、図5に示すように、ポールピース4が隣接する磁石3同士を不均等に跨ぎつつ、ポールピース4が一方の磁石3に広範に重なる。図5に示す制動時の状態では、最大制動トルクの約半分の制動トルクが発生する。以下、この状態を「抑制制動」ともいう。   At the time of switching between braking and non-braking, the piston rod is advanced and retracted by the operation of the air cylinder, and the magnet holding ring 2 and the magnet 3 integrally rotate around the rotating shaft 10. Thereby, the position of the magnet 3 with respect to the pole piece 4 takes the following states. At the time of non-braking, as shown in FIG. 3, the pole piece 4 straddles the adjacent magnets 3 equally. During braking, as shown in FIG. 4, the pole piece 4 completely overlaps the magnet 3. These states are common to the case where a one-stage air cylinder is adopted and the case where a two-stage air cylinder is adopted. In the braking state shown in FIG. 4, the maximum braking torque is generated. Hereinafter, this state is also referred to as "complete braking". Furthermore, at the time of braking in the case of employing a two-stage air cylinder, as shown in FIG. 5, the pole piece 4 widely overlaps one magnet 3 while unevenly straddling the magnets 3 adjacent to each other. In the braking state shown in FIG. 5, a braking torque that is about half the maximum braking torque is generated. Hereinafter, this state is also referred to as "suppression braking".

具体的には、非制動時、図3に示すように、磁石3からの磁束は、次のような状況になる。互いに隣接する磁石3のうちの一方の磁石3のN極から出た磁束は、ポールピース4を通じた後、他方の磁石3のS極に達する。他方の磁石3のN極から出た磁束は、磁石保持リング2を通じて一方の磁石3のS極に達する。つまり、磁石3とロータ1との間に磁気回路は発生しない。この場合、回転軸10と一体で回転するロータ1に制動トルクは発生しない。   Specifically, as shown in FIG. 3, the magnetic flux from the magnet 3 is in the following situation when braking is not performed. The magnetic flux emitted from the N pole of one of the magnets 3 adjacent to each other passes through the pole piece 4 and reaches the S pole of the other magnet 3. The magnetic flux emitted from the north pole of the other magnet 3 reaches the south pole of one magnet 3 through the magnet holding ring 2. That is, no magnetic circuit is generated between the magnet 3 and the rotor 1. In this case, no braking torque is generated on the rotor 1 that rotates integrally with the rotating shaft 10.

完全制動時には、非制動時の状態から磁石保持リング2を磁石3の配置角度の半分ほど回転させる。これにより、図4に示すように、ポールピース4が磁石3に完全に重なる。この場合、磁石3からの磁束は、次のような状況になる。   At the time of full braking, the magnet holding ring 2 is rotated about half the arrangement angle of the magnet 3 from the non-braking state. Thereby, as shown in FIG. 4, the pole piece 4 completely overlaps the magnet 3. In this case, the magnetic flux from the magnet 3 is as follows.

互いに隣接する磁石3のうちの一方の磁石3のN極から出た磁束は、ポールピース4を貫き、ロータ1に達する。ロータ1に達した磁束は、他方の磁石3のS極にポールピース4を通じて達する。他方の磁石3のN極から出た磁束は、磁石保持リング2を通じて一方の磁石3のS極に達する。つまり、円周方向に隣接する磁石3同士、磁石保持リング2、ポールピース4、及びロータ1との間に、磁石3による磁気回路が形成される。このような磁気回路が、円周方向の全域にわたり、交互にその磁束の向きを逆向きにして形成される。この場合、回転軸10と一体で回転するロータ1に回転方向と逆向きの最大制動トルクが発生する。   The magnetic flux emitted from the N pole of one of the magnets 3 adjacent to each other passes through the pole piece 4 and reaches the rotor 1. The magnetic flux reaching the rotor 1 reaches the south pole of the other magnet 3 through the pole piece 4. The magnetic flux emitted from the north pole of the other magnet 3 reaches the south pole of one magnet 3 through the magnet holding ring 2. That is, between the magnets 3 adjacent in the circumferential direction, the magnet holding ring 2, the pole piece 4, and the rotor 1, a magnetic circuit by the magnets 3 is formed. Such magnetic circuits are formed alternately in the opposite direction of the magnetic flux over the entire circumferential direction. In this case, the maximum braking torque in the direction opposite to the rotational direction is generated on the rotor 1 that rotates integrally with the rotating shaft 10.

抑制制動時には、非制動時の状態から磁石保持リング2を磁石3の配置角度の約1/4ほど回転させる。これにより、図5に示すように、ポールピース4が隣接する磁石3同士を不均等に跨ぎつつ、ポールピース4が一方の磁石3に広範に重なる。この場合、磁石3による磁気回路の大半は、完全制動時と同様になる。ただし、磁石3からの磁束の一部は、非制動時と同様に、ロータ1に達しない。そのため、磁石3からロータ1に達する磁束は、完全制動時よりも少なくなる。したがって、抑制制動時に発生する制動トルクは、完全制動時に発生する最大制動トルクの約半分になる。   At the time of restraining braking, the magnet holding ring 2 is rotated by about 1⁄4 of the disposition angle of the magnet 3 from the non-braking state. As a result, as shown in FIG. 5, the pole piece 4 widely overlaps one magnet 3 while unevenly straddling the magnets 3 adjacent to each other. In this case, most of the magnetic circuit by the magnet 3 is the same as at full braking. However, part of the magnetic flux from the magnet 3 does not reach the rotor 1 as in the non-braking state. Therefore, the magnetic flux reaching the rotor 1 from the magnet 3 is smaller than that at the time of complete braking. Therefore, the braking torque generated during the restraining braking is approximately half of the maximum braking torque generated during the full braking.

ロータ1の材質は、強磁性材料(例:炭素鋼、鋳鉄等)である。ロータ1の内周面1bに導電率の高い銅めっき層が形成されてもよい。ロータ1の内周面1bに銅めっき層が形成されると、制動時に、ロータ1の内周面1bに発生する渦電流が大きくなる。これにより、制動トルクの向上を図ることができる。   The material of the rotor 1 is a ferromagnetic material (eg, carbon steel, cast iron, etc.). A copper plating layer having high conductivity may be formed on the inner circumferential surface 1 b of the rotor 1. When the copper plating layer is formed on the inner peripheral surface 1 b of the rotor 1, the eddy current generated on the inner peripheral surface 1 b of the rotor 1 becomes large at the time of braking. Thereby, the braking torque can be improved.

[渦電流式減速装置の製造方法]
本実施形態による上記減速装置の製造方法は、第1設定工程、第2設定工程、選定工程及び組立工程を含む。第1設定工程は、ロータの内周面に形成する銅めっき層の厚みについて、制動トルクの大きさに応じた複数の銅めっき厚みを設定する。第2設定工程は、ロータの厚み及びエアシリンダの種別について、制動持続時間の長さに応じた複数のロータ厚み及びシリンダ種別を設定する。選定工程は、減速装置に要求される制動トルク及び制動持続時間に基づき、第1設定工程及び第2設定工程で設定した銅めっき厚み、ロータ厚み及びシリンダ種別の組み合わせを選定する。組立工程は、選定工程で選定した組み合わせに適合するロータ及びエアシリンダを準備し、減速装置を組み立てる。
[Method of Manufacturing Eddy Current Type Reduction Gear]
The method of manufacturing the reduction gear transmission according to the present embodiment includes a first setting step, a second setting step, a selection step, and an assembly step. In the first setting step, with respect to the thickness of the copper plating layer formed on the inner peripheral surface of the rotor, a plurality of copper plating thicknesses corresponding to the magnitude of the braking torque are set. The second setting step sets, for the thickness of the rotor and the type of the air cylinder, a plurality of rotor thicknesses and cylinder types according to the length of the braking duration. In the selection step, a combination of the copper plating thickness, the rotor thickness and the cylinder type set in the first setting step and the second setting step is selected based on the braking torque and the braking duration required of the reduction gear. The assembling process prepares the rotor and the air cylinder conforming to the combination selected in the selecting process, and assembles the reduction gear.

要するに、本実施形態の製造方法では、いわゆるモジュール化を導入して上記の減速装置を製造する。つまり、減速装置を幾つかのモジュールに要素分割し、要求される仕様に応じた減速装置を製造する。モジュールは、ステータ7(磁石3、磁石保持リング2、ポールピース4、及びポールピース保持リング5を含む)、ロータ1、及びエアシリンダの3つである。   In short, in the manufacturing method of the present embodiment, so-called modularization is introduced to manufacture the above-described reduction gear. That is, the reduction gear is divided into several modules, and the reduction gear is manufactured according to the required specifications. There are three modules: stator 7 (including magnet 3, magnet holding ring 2, pole piece 4 and pole piece holding ring 5), rotor 1 and air cylinder.

図6は、本実施形態の製造方法によって製造される減速装置の特性をまとめた図である。本実施形態では、図6に示すように、減速装置は、性能の異なる12のモデルにクラス分けされる。これらのモデル1〜モデル12は、制動トルク(最大制動トルク)の大きさによって3つのランクに分けられる。つまり、モデル1〜モデル4の4つは、低位の制動トルクを発現する。モデル5〜モデル8の4つは、中位の制動トルクを発現する。モデル9〜モデル12の4つは、高位の制動トルクを発現する。更に、モデル1〜モデル4の4つ、モデル5〜モデル8の4つ、及びモデル9〜モデル12の4つは、それぞれ、制動持続時間によって分類される。例えば、モデル1〜モデル4のうち、モデル1の制動持続時間が最も短く、モデル4の制動持続時間が最も長い。これらのモデル1〜モデル12は、要求される仕様に応じ、モジュールとしてのステータ、ロータ及びエアシリンダを組み合わせて製造される。   FIG. 6 is a diagram summarizing the characteristics of the reduction gear manufactured by the manufacturing method of the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the reduction gear is classified into 12 models having different performances. These models 1 to 12 are divided into three ranks according to the magnitude of the braking torque (maximum braking torque). That is, four models 1 to 4 express low braking torque. Four of Model 5 to Model 8 exhibit moderate braking torque. Four of models 9 to 12 express high braking torque. Furthermore, four of Model 1 to Model 4, four of Model 5 to Model 8, and four of Model 9 to Model 12 are classified by the braking duration, respectively. For example, among the models 1 to 4, the braking duration of the model 1 is the shortest, and the braking duration of the model 4 is the longest. These models 1 to 12 are manufactured by combining a stator, a rotor and an air cylinder as modules according to the required specifications.

ステータモジュールは1種類に標準化されたものである。つまり、ステータ本体、磁石、磁石保持リング、ポールピース、及びポールピース保持リングの構成は共通する。   The stator module is standardized to one type. That is, the configurations of the stator body, the magnet, the magnet holding ring, the pole piece, and the pole piece holding ring are common.

ロータモジュールは、ロータの内周面に形成される銅めっき層の厚み、及びロータの厚みによって、モデル1〜モデル12に対応する12種類に標準化されたものである。ここで、その銅めっき厚みは、ゼロを含む3種類である。つまり、銅めっき厚みは、銅めっき層が形成されないゼロのもの、薄いもの及び厚いものの3種類である。そのロータ厚みは、ロータの径方向の厚みであり、2種類である。つまり、ロータ厚みは、標準のもの及び標準より厚いものの2種類である。   The rotor module is standardized into 12 types corresponding to the models 1 to 12 by the thickness of the copper plating layer formed on the inner peripheral surface of the rotor and the thickness of the rotor. Here, the copper plating thickness is three types including zero. That is, the copper plating thickness is of three types: zero, thin and thick, in which the copper plating layer is not formed. The rotor thickness is a thickness in the radial direction of the rotor, and is of two types. That is, there are two types of rotor thickness: standard and thicker than standard.

エアシリンダモジュールは、エアシリンダの種別によって2種類に標準化されたものである。そのシリンダ種別は、1段シリンダ及び2段シリンダの2種類である。   The air cylinder module is standardized into two types according to the type of air cylinder. There are two types of cylinders, one-stage cylinder and two-stage cylinder.

3種類の銅めっき厚みは、第1設定工程において設定される。その設定は制動トルクの大きさによる。例えば、銅めっき層が形成されたロータによる制動トルクは、銅めっき層が形成されないロータによる制動トルクよりも高くなる。また、銅めっき厚みが厚くなるほど、制動トルクは高くなり、ピークトルクの発生回転数も低回転域に移動する。   Three types of copper plating thickness are set in the first setting step. The setting depends on the magnitude of the braking torque. For example, the braking torque by the rotor in which the copper plating layer is formed is higher than the braking torque by the rotor in which the copper plating layer is not formed. In addition, as the copper plating thickness increases, the braking torque increases, and the number of revolutions at which the peak torque is generated also moves to the low revolution range.

2種類のロータ厚み、及び2種類のシリンダ種別は、第2設定工程において設定される。それらの設定は制動持続時間の長さによる。例えば、ロータ厚みが厚くなるほど、ロータ自体の熱容量が大きくなる。ロータ自体の熱容量が大きくなるほど、制動時にロータの温度上昇が小さくなる。要するに、ロータ厚みが厚くなるほど、ロータの温度上昇が抑制されるため、制動持続時間を長くすることができる。また、2段シリンダを採用すると、例えば最大制動トルクの約半分の制動トルクが発生する抑制制動に切り替えることができる。つまり、2段シリンダを採用すると、抑制制動への切替えに伴ってロータの温度上昇が抑制されるため、制動持続時間を長くすることができる。   The two types of rotor thickness and the two types of cylinder types are set in the second setting step. Their setting depends on the length of the braking duration. For example, as the thickness of the rotor increases, the heat capacity of the rotor itself increases. The greater the heat capacity of the rotor itself, the smaller the temperature rise of the rotor during braking. In short, as the rotor thickness is increased, the temperature rise of the rotor is suppressed, so that the braking duration can be extended. Further, when a two-stage cylinder is adopted, for example, it is possible to switch to restraining braking in which a braking torque of about half the maximum braking torque is generated. That is, when the two-stage cylinder is adopted, the temperature rise of the rotor is suppressed along with the switching to the suppression braking, so that the braking duration can be extended.

このように、第1及び第2設定工程において、複数の銅めっき厚み、ロータ厚み及びシリンダ種別をそれぞれ設定する。減速装置を受注した際、選定工程において、第1及び第2設定工程で設定した銅めっき厚み、ロータ厚み及びシリンダ種別の組み合わせを選定する。その選定は、減速装置に要求される制動トルク及び制動持続時間に基づく。これにより、要求される仕様に見合ったロータモジュールとエアシリンダモジュールを選定することができる。   Thus, in the first and second setting steps, the plurality of copper plating thicknesses, the rotor thickness and the cylinder type are respectively set. When the reduction gear is ordered, a combination of the copper plating thickness, the rotor thickness and the cylinder type set in the first and second setting steps is selected in the selection step. The choice is based on the braking torque and the braking duration required of the reduction gear. Thus, it is possible to select a rotor module and an air cylinder module that meet the required specifications.

そして、組立工程において、選定工程で選定した組み合わせに適合するロータモジュール及びエアシリンダモジュールを準備し、減速装置を組み立てる。これにより、要求される仕様に見合った減速装置を製造することができる。   Then, in the assembly process, the rotor module and the air cylinder module that match the combination selected in the selection process are prepared, and the reduction gear is assembled. This makes it possible to manufacture a reduction gear that meets the required specifications.

このように本実施形態の製造方法によれば、モジュール化を導入するにより、受注ごとの過大な設計負担を強いられない。したがって、設計時間を大幅に短縮でき、製造コストを低減できる。   As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the introduction of modularization does not impose an excessive design burden on each order received. Therefore, the design time can be significantly reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

その他本発明は上記の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。例えば、銅めっき厚み、ロータ厚み及びシリンダ種別それぞれの種類の数は、複数である限り、特に限定しない。ただし、その数が多すぎると、管理が煩雑になる。そのため、上記の実施形態で設定した数が適切である。   Others The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the number of types of each of the copper plating thickness, the rotor thickness, and the cylinder type is not particularly limited as long as it is plural. However, if the number is too large, management becomes complicated. Therefore, the number set in the above embodiment is appropriate.

本発明の製造方法は渦電流式減速装置の製造に有用である。   The manufacturing method of the present invention is useful for manufacturing an eddy current reduction gear.

1:ロータ、 1a:放熱フィン、 1b:ロータの内周面、
2:磁石保持リング、 2a:レバー、 3:永久磁石、
4:ポールピース、 5:ポールピース保持リング、
6:ロータ支持部材、 7:ステータ、
10:回転軸、 11:非回転部
1: Rotor, 1a: Radiation fin, 1b: Inner circumferential surface of rotor,
2: Magnet holding ring, 2a: Lever, 3: Permanent magnet,
4: Pole piece, 5: Pole piece holding ring,
6: Rotor support member, 7: Stator,
10: rotation axis, 11: non-rotation part

Claims (2)

渦電流式減速装置の製造方法であって、
前記減速装置は、
回転軸に固定される円筒状のロータと、
前記ロータの内周面と隙間を空けて対向し、前記回転軸回りに配列される複数の永久磁石と、
前記隙間に設けられ、前記回転軸回りに配列される複数のポールピースと、
前記永久磁石を保持する磁石保持リングと、
前記磁石保持リングを前記回転軸回りに回転可能に支持するとともに、前記ポールピースを支持するステータと、
前記ステータに取り付けられ、前記磁石保持リングを駆動して前記ポールピースに対する前記永久磁石の位置を切り替えるエアシリンダと、を備え、
前記製造方法は、
前記ロータの内周面に形成する銅めっき層の厚みについて、制動トルクの大きさに応じた複数の銅めっき厚みを設定する工程と、
前記ロータの厚み及び前記エアシリンダの種別について、制動持続時間の長さに応じた複数のロータ厚み及びシリンダ種別を設定する工程と、
前記減速装置に要求される制動トルク及び制動持続時間に基づき、前記銅めっき厚み、前記ロータ厚み及び前記シリンダ種別の組み合わせを選定する工程と、
選定した組み合わせに適合するロータ及びエアシリンダを準備し、前記減速装置を組み立てる工程と、を含む、渦電流式減速装置の製造方法。
A manufacturing method of an eddy current type reduction gear, which
The reduction gear is
A cylindrical rotor fixed to the rotation shaft,
A plurality of permanent magnets which are opposed to the inner circumferential surface of the rotor with a gap and arranged around the rotation axis;
A plurality of pole pieces provided in the gap and arranged around the rotation axis;
A magnet holding ring for holding the permanent magnet;
A stator which supports the magnet holding ring rotatably about the rotation axis and supports the pole piece;
An air cylinder attached to the stator and driving the magnet holding ring to switch the position of the permanent magnet relative to the pole piece;
The manufacturing method is
Setting a plurality of copper plating thicknesses according to the magnitude of the braking torque for the thickness of the copper plating layer formed on the inner peripheral surface of the rotor;
Setting a plurality of rotor thicknesses and cylinder types according to the length of the braking duration for the thickness of the rotor and the type of the air cylinder;
Selecting a combination of the copper plating thickness, the rotor thickness, and the cylinder type based on a braking torque and a braking duration required for the reduction gear;
Preparing a rotor and an air cylinder suitable for the selected combination, and assembling the reduction gear.
請求項1に記載の渦電流式減速装置の製造方法であって、
設定される複数の銅めっき厚みはゼロを含む3種類であり、
設定される複数のロータ厚みは2種類であり、
設定される複数のシリンダ種別は1段エアシリンダ及び2段エアシリンダの2種類である、渦電流式減速装置の製造方法。
The method of manufacturing an eddy current reduction gear according to claim 1,
There are three types of copper plating thickness set, including zero.
There are two types of rotor thickness to be set,
The manufacturing method of the eddy current reduction gear according to the present invention, wherein the plurality of cylinder types to be set are two types of one-stage air cylinder and two-stage air cylinder.
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