JP7180277B2 - Rotating body of eddy current reduction gear - Google Patents

Rotating body of eddy current reduction gear Download PDF

Info

Publication number
JP7180277B2
JP7180277B2 JP2018199517A JP2018199517A JP7180277B2 JP 7180277 B2 JP7180277 B2 JP 7180277B2 JP 2018199517 A JP2018199517 A JP 2018199517A JP 2018199517 A JP2018199517 A JP 2018199517A JP 7180277 B2 JP7180277 B2 JP 7180277B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotating body
peripheral surface
dimples
fins
outer peripheral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018199517A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019146470A (en
Inventor
薫平 佐野
裕 野上
憲治 今西
卓也 藤田
亮介 増井
泰隆 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of JP2019146470A publication Critical patent/JP2019146470A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7180277B2 publication Critical patent/JP7180277B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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含まれる回転体に関する。さらに詳しくは、本発明は、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)に含まれる回転体に関する。 The present invention relates to a rotating body included in a reduction gear that is mounted as an auxiliary brake on vehicles such as trucks and buses. More specifically, the present invention relates to a rotating gear included in an eddy current speed reducer (hereinafter also simply referred to as a "speed reducer") using permanent magnets (hereinafter also simply referred to as a "magnet") to generate a braking force. Regarding the body.

一般に、渦電流式減速装置は円筒形状の制動部材を含む。制動部材は、車両の回転軸に取り付けられる回転体である。通常、回転体の内周面に対向する複数の磁石が回転軸回りに配列される。回転体の内周面と磁石との隙間に、複数のポールピースが回転軸回りに配列される。スイッチング機構によって、ポールピースに対する磁石の位置が切り替わり、制動と非制動とが切り替わる。 Generally, an eddy current speed reducer includes a cylindrical damping member. The braking member is a rotating body attached to the rotating shaft of the vehicle. Usually, a plurality of magnets facing the inner peripheral surface of the rotating body are arranged around the rotation axis. A plurality of pole pieces are arranged around the rotation axis in the gap between the inner peripheral surface of the rotor and the magnet. A switching mechanism switches the position of the magnet relative to the pole piece to switch between damping and non-damping.

制動時、磁石からの磁束がポールピースを通じて回転体に達する。つまり、磁石と回転体との間に磁気回路が形成される。これにより、回転軸と一体で回転する回転体の内周面に渦電流が発生する。その結果、回転体に制動トルクが作用し、回転軸の回転速度が減少する。一方、非制動時は、磁石からの磁束が回転体に達しない。つまり、磁石と回転体との間に磁気回路が形成されない。そのため、回転体の内周面に渦電流が発生せず、制動トルクが発生しない。 During braking, the magnetic flux from the magnet reaches the rotating body through the pole piece. That is, a magnetic circuit is formed between the magnet and the rotor. As a result, eddy currents are generated on the inner peripheral surface of the rotating body that rotates integrally with the rotating shaft. As a result, braking torque acts on the rotating body, and the rotational speed of the rotating shaft decreases. On the other hand, during non-braking, the magnetic flux from the magnet does not reach the rotor. That is, no magnetic circuit is formed between the magnet and the rotating body. Therefore, no eddy current is generated on the inner peripheral surface of the rotating body, and no braking torque is generated.

制動時には、渦電流の発生に伴って回転体が発熱する。回転体が発熱すると、回転体からの輻射熱によって磁石が加熱される。回転体が磁石を包囲しているからである。磁石が過度に加熱されると、磁石が保有する磁力が減少し、減速装置の性能が低下する。そのため、減速装置は回転体を冷却する機構を含むのが望ましい。 During braking, the rotating body generates heat as eddy currents are generated. When the rotating body generates heat, the magnet is heated by radiant heat from the rotating body. This is because the rotor surrounds the magnet. If the magnets are overheated, the magnetic force possessed by the magnets is reduced, degrading the performance of the speed reducer. Therefore, it is desirable that the reduction gear includes a mechanism for cooling the rotating body.

回転体を冷却する技術はたとえば、特開平11-113240号公報(特許文献1)に開示されている。 A technique for cooling a rotating body is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-113240 (Patent Document 1).

特許文献1の回転体は、円筒形状の外周面に複数の冷却フィンが設けられる。回転体が回転すると、空気がフィンに当たる。また、フィンが設けられた分、回転体の表面積は大きくなる。これらにより、フィンは回転体に生じた熱を効率よく外部に放出することができる。 The rotating body of Patent Document 1 is provided with a plurality of cooling fins on its cylindrical outer peripheral surface. As the rotating body rotates, air hits the fins. In addition, the surface area of the rotating body is increased by the fins provided. As a result, the fins can efficiently release the heat generated in the rotating body to the outside.

特開平11-113240号公報JP-A-11-113240

フィンが設けられた回転体の冷却性能は向上する。この冷却性能は、フィンの大きさに依存する。フィンが大きいほど回転体の冷却性能は高まる。フィンと空気とが接触する面積が増えるからである。しかしながら、減速装置は車両に搭載されるため、減速装置を配置するスペースには限りがある。また、フィンが大きくなれば、減速装置の質量も重くなる。さらに、フィンは外部に表出しているため、回転体(回転軸)の円滑な回転を妨げる抵抗となる。空気による回転抵抗は風損とも称される。風損が増大すれば、燃費の低下につながる。したがって、減速装置には、フィンによる風損を抑制することも要求される。 The cooling performance of the rotor provided with the fins is improved. This cooling performance depends on the size of the fins. The larger the fins, the higher the cooling performance of the rotor. This is because the contact area between the fins and the air increases. However, since the speed reducer is mounted on the vehicle, the space for arranging the speed reducer is limited. Also, the larger the fins, the heavier the mass of the reduction gear. Furthermore, since the fins are exposed to the outside, they act as a resistance that prevents smooth rotation of the rotating body (rotating shaft). Rotational resistance due to air is also called windage. An increase in windage leads to a decrease in fuel consumption. Therefore, the speed reducer is also required to suppress the windage loss due to the fins.

加えて、フィンが設けられた回転体が高速で回転すれば、流体騒音が生じる。減速装置が搭載される車両では、近年さらなる静音化が求められている。そのため、減速装置には、回転体が回転することによる流体騒音を低減することも要求される。 In addition, if the rotating body provided with fins rotates at high speed, fluid noise is generated. In recent years, there has been a demand for further noise reduction in vehicles equipped with reduction gears. Therefore, the speed reducer is also required to reduce the fluid noise caused by the rotation of the rotating body.

本発明の目的は、大型化を抑制しつつ、冷却性能を高める渦電流式減速装置の回転体を提供することである。本発明の別の目的は、流体騒音を低減できる渦電流式減速装置の回転体を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a rotating body of an eddy current speed reducer that enhances cooling performance while suppressing an increase in size. Another object of the present invention is to provide a rotor for an eddy current reduction gear that can reduce fluid noise.

本実施形態による渦電流式減速装置の回転体は、回転軸に取り付けられる。回転体は、外周面と、フィンと、ディンプルとを含む。外周面は円筒形状である。フィンは、回転体の回転方向側に配置された表面を含み、外周面に設けられ、外周面から回転体の半径方向の外側に突出する。ディンプルは、外周面及び/又は表面に配置される。 The rotating body of the eddy current speed reducer according to this embodiment is attached to the rotating shaft. The rotating body includes an outer peripheral surface, fins, and dimples. The outer peripheral surface is cylindrical. The fin includes a surface arranged on the rotational direction side of the rotor, is provided on the outer peripheral surface, and protrudes radially outward of the rotor from the outer peripheral surface. The dimples are arranged on the outer peripheral surface and/or surface.

本発明による渦電流式減速装置の回転体によれば、大型化を抑制しつつ、冷却性能を高めることができる。 According to the rotating body of the eddy current speed reducer according to the present invention, the cooling performance can be enhanced while suppressing an increase in size.

図1は、渦電流式減速装置を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an eddy current speed reducer. 図2は、磁石保持部材の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a magnet holding member. 図3は、非制動時の磁気回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the magnetic circuit during non-braking. 図4は、制動時の磁気回路を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a magnetic circuit during braking. 図5は、回転体の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the rotor. 図6は、図5中のVI-VI線での断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 図7は、本発明例2の解析モデルを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an analysis model of Example 2 of the present invention. 図8は、本発明例3の解析モデルを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an analysis model of Example 3 of the present invention. 図9は、本発明例4の解析モデルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an analysis model of Example 4 of the present invention. 図10は、本発明例5の解析モデルを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an analysis model of Example 5 of the present invention. 図11は、放熱量比と風損比との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the heat release amount ratio and the windage loss ratio. 図12は、放熱量比と重量比との関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the heat dissipation amount ratio and the weight ratio. 図13は、実施例2での騒音測定位置を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing noise measurement positions in the second embodiment. 図14は、実施例2の騒音試験結果を示す図である。14 is a diagram showing the noise test results of Example 2. FIG.

(1)本実施形態による渦電流式減速装置の回転体は、回転軸に取り付けられる。回転体は、外周面と、フィンと、ディンプルとを含む。外周面は円筒形状である。フィンは、回転体の回転方向側に配置された表面を含み、外周面に設けられ、外周面から回転体の半径方向の外側に突出する。ディンプルは、外周面及び/又は表面に配置される。 (1) The rotating body of the eddy current speed reducer according to this embodiment is attached to the rotating shaft. The rotating body includes an outer peripheral surface, fins, and dimples. The outer peripheral surface is cylindrical. The fin includes a surface arranged on the rotational direction side of the rotor, is provided on the outer peripheral surface, and protrudes radially outward of the rotor from the outer peripheral surface. The dimples are arranged on the outer peripheral surface and/or surface.

渦電流式減速装置の回転体には、永久磁石による渦電流が発生する。これにより回転体に制動トルクが働くと同時に、回転体は発熱する。発熱した回転体の熱を放熱するために、回転体の外周面にはフィンが設けられる。フィンにより回転体の外周面の表面積は増え、また、回転体が回転することでフィンも回転し、フィンは積極的に空気と接する。そのため、フィンが空冷され、回転体の放熱量が高まる。フィンによる回転体の放熱量を高めるためにはフィンを大きくすればよいが、フィンが大きくなれば回転体が大型化し、重量も増加する。そこで、本実施形態の渦電流式減速装置の回転体の外周面及び/又はフィンの表面には、ディンプルが設けられる。フィンにより流される空気がディンプルに入り込むことで、空気がディンプルの球体面に接触する。これにより、ディンプル、すなわち回転体の外周面が積極的に空冷され、フィンを大きくしなくても回転体の放熱量を高めることができる。 Eddy currents are generated by the permanent magnets in the rotating body of the eddy current type speed reducer. As a result, braking torque acts on the rotating body, and at the same time, the rotating body generates heat. Fins are provided on the outer peripheral surface of the rotating body in order to dissipate the heat generated by the rotating body. The fins increase the surface area of the outer peripheral surface of the rotating body, and when the rotating body rotates, the fins also rotate, and the fins positively come into contact with the air. Therefore, the fins are air-cooled, and the amount of heat released from the rotating body is increased. In order to increase the heat radiation amount of the rotating body by the fins, the fins should be made larger, but the larger the fins, the larger the rotating body and the weight thereof. Therefore, dimples are provided on the outer peripheral surface of the rotor and/or the surface of the fins of the eddy current speed reducer of the present embodiment. As the air flowed by the fins enters the dimples, the air comes into contact with the spherical surfaces of the dimples. As a result, the dimples, that is, the outer peripheral surface of the rotating body are positively air-cooled, and the amount of heat released from the rotating body can be increased without enlarging the fins.

また、本実施形態の渦電流式減速装置によれば、ディンプルを設けることでフィンにより流される空気が回転体の外周面及び/又はフィンの表面から剥離しにくくなり、流体騒音が低減される。また、上述したようにディンプルを設けることで放熱量を高くするためにフィンを大きくする必要はない。そのため、本実施形態の渦電流式減速装置によれば放熱量を高くしても風損が増加することを抑制できる。 Further, according to the eddy current speed reducer of the present embodiment, the provision of the dimples makes it difficult for the air flowed by the fins to separate from the outer peripheral surface of the rotor and/or the surface of the fins, thereby reducing fluid noise. In addition, the fins do not need to be enlarged in order to increase the amount of heat dissipation by providing the dimples as described above. Therefore, according to the eddy current reduction gear transmission of the present embodiment, it is possible to suppress an increase in windage loss even if the amount of heat radiation is increased.

(2)上記(1)の回転体において、フィンは、回転軸方向に対して傾斜するのが好ましい。 (2) In the rotating body of (1) above, the fins are preferably inclined with respect to the rotation axis direction.

このような構成により、回転軸方向のフィンの2つの端のうちの一方は、回転体の回転方向において他方の端より先行する。したがって、回転体が回転すれば、フィンの先行する端から他方の端に向かって一方向に空気が流れやすく、回転体の外周面を安定して空冷することができる。 With such a configuration, one of the two ends of the fins in the direction of the axis of rotation leads the other end in the direction of rotation of the rotor. Therefore, when the rotating body rotates, the air tends to flow in one direction from the leading end of the fin to the other end, and the outer peripheral surface of the rotating body can be stably air-cooled.

(3)上記(2)の回転体において、ディンプルは、回転軸方向の中央よりもフィンの回転体の回転方向に先行する端がある側の外周面及び/又は表面に配置されるのが好ましい。 (3) In the rotating body of (2) above, the dimples are preferably arranged on the outer peripheral surface and/or the surface of the rotating body on the side where the end of the fin leading in the rotational direction of the rotating body is located rather than the center in the rotational axis direction. .

後述する実施例1に示すように、フィンの先行する端がある側(空気の流入側)の回転体の外周面等にディンプルが設けられれば、放熱量を維持しつつ、回転体の回転抵抗(風損)を低減することができる。 As shown in Example 1, which will be described later, if dimples are provided on the outer peripheral surface of the rotating body on the side where the leading end of the fin is located (air inflow side), the rotational resistance of the rotating body can be reduced while maintaining the amount of heat dissipation. (windage loss) can be reduced.

(4)上記(1)~(3)のいずれかの回転体において、外周面は、回転体の回転軸方向に2つの端を含み、フィンは、2つの端の一方の端から他方の端まで延びるのが好ましい。 (4) In any one of (1) to (3) above, the outer peripheral surface includes two ends in the rotation axis direction of the rotor, and the fins extend from one of the two ends to the other end. preferably extends to

このような構成により、回転軸方向においてフィンが回転体の外周面の全域に設けられるため、回転体を均一に冷却することができる。 With such a configuration, the fins are provided over the entire outer peripheral surface of the rotating body in the direction of the rotating shaft, so that the rotating body can be uniformly cooled.

[渦電流式減速装置]
渦電流式減速装置について説明する。
[Eddy current speed reducer]
An eddy current speed reducer will be described.

図1は、渦電流式減速装置を示す断面図である。図1は、回転軸10に沿った断面である。減速装置1は、第1永久磁石2と、第2永久磁石3と、磁石保持部材4と、回転体5とを含む。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an eddy current speed reducer. FIG. 1 is a cross section along the axis of rotation 10 . The speed reducer 1 includes a first permanent magnet 2 , a second permanent magnet 3 , a magnet holding member 4 and a rotor 5 .

回転体5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)にアーム11及びホイール12を介して固定される。これにより、回転体5は回転軸10と一体で回転する。回転体5は、渦電流による制動トルクが付与される制動部材に相当する。回転体5の詳細は、後述する。 The rotating body 5 is fixed to a rotating shaft 10 (eg, propeller shaft, drive shaft, etc.) of the vehicle via an arm 11 and a wheel 12 . As a result, the rotating body 5 rotates integrally with the rotating shaft 10 . The rotating body 5 corresponds to a braking member to which braking torque is applied by eddy currents. Details of the rotor 5 will be described later.

磁石保持部材4は、円筒形状であり、回転体と同心状に配設される。磁石保持部材4は、ハウジングによって、回転軸回りに回転可能に支持される。ハウジングは、図示しない車両の非回転部(例:トランスミッションカバー)に固定される。 The magnet holding member 4 has a cylindrical shape and is arranged concentrically with the rotating body. The magnet holding member 4 is rotatably supported around the rotation axis by the housing. The housing is fixed to a non-rotating part (eg, transmission cover) of the vehicle (not shown).

図2は、磁石保持部材の斜視図である。図2を参照して、磁石保持部材4の外周面には、第1永久磁石2及び第2永久磁石3が固定される。第1永久磁石2は、第2永久磁石3に対し回転軸の周方向に隣接して配置される。第1永久磁石2及び第2永久磁石3は、回転体5の内周面15と隙間を空けて対向する(図1参照)。第1永久磁石2及び第2永久磁石3の磁極(N極、S極)の配置は、回転軸を中心とする径方向である。第1永久磁石2の磁極の配置は、第2永久磁石3の磁極の配置と異なる。渦電流式減速装置が複数の第1永久磁石2及び複数の第2永久磁石3を含む場合、第1永久磁石及び第2永久磁石は回転軸回りに交互に配置される。 FIG. 2 is a perspective view of a magnet holding member. Referring to FIG. 2 , a first permanent magnet 2 and a second permanent magnet 3 are fixed to the outer peripheral surface of magnet holding member 4 . The first permanent magnet 2 is arranged adjacent to the second permanent magnet 3 in the circumferential direction of the rotating shaft. The first permanent magnet 2 and the second permanent magnet 3 face the inner peripheral surface 15 of the rotor 5 with a gap therebetween (see FIG. 1). The magnetic poles (N pole, S pole) of the first permanent magnet 2 and the second permanent magnet 3 are arranged radially about the rotation axis. The magnetic pole arrangement of the first permanent magnet 2 is different from the magnetic pole arrangement of the second permanent magnet 3 . When the eddy current speed reducer includes a plurality of first permanent magnets 2 and a plurality of second permanent magnets 3, the first permanent magnets and the second permanent magnets are alternately arranged around the rotation axis.

図3は、非制動時の磁気回路を示す図である。図3を参照して、回転体5の内周面15と第1永久磁石2及び第2永久磁石3との隙間には、強磁性体のポールピース13が配置される。渦電流式減速装置1が複数の第1永久磁石2及び複数の第2永久磁石3を含む場合、複数のポールピース13が、回転軸回りに配列される。この場合、ポールピース13の回転軸回りの配置角度は、第1永久磁石2と第2永久磁石3との回転軸回りの配置角度と一致する。ポールピース13は、両側部をハウジングによって保持される。 FIG. 3 is a diagram showing the magnetic circuit during non-braking. Referring to FIG. 3, a ferromagnetic pole piece 13 is arranged in the gap between the inner peripheral surface 15 of the rotor 5 and the first permanent magnet 2 and the second permanent magnet 3 . When the eddy current reduction gear transmission 1 includes a plurality of first permanent magnets 2 and a plurality of second permanent magnets 3, a plurality of pole pieces 13 are arranged around the rotation axis. In this case, the arrangement angle of the pole piece 13 around the rotation axis matches the arrangement angle of the first permanent magnet 2 and the second permanent magnet 3 around the rotation axis. The pole piece 13 is held by the housing on both sides.

非制動時、ポールピース13が隣接する第1永久磁石2と第2永久磁石3を均等にまたぐ。この状態では、制動トルクは発生しない。隣接する第1永久磁石2及び第2永久磁石3のうちの一方の磁石のN極から出た磁束は、ポールピース13を通じた後、他方の磁石のS極に達する。他方の磁石のN極から出た磁束は、磁石保持部材4を通じて一方の磁石のS極に達する。つまり、第1永久磁石2及び第2永久磁石3と回転体5との間に磁気回路は形成されない。したがって、回転軸と一体で回転する回転体5に制動トルクは発生しない。 During non-braking, the pole piece 13 evenly straddles the adjacent first permanent magnet 2 and second permanent magnet 3 . In this state, no braking torque is generated. The magnetic flux emitted from the north pole of one of the adjacent first permanent magnet 2 and second permanent magnet 3 reaches the south pole of the other magnet after passing through the pole piece 13 . The magnetic flux emitted from the N pole of the other magnet reaches the S pole of one magnet through the magnet holding member 4 . In other words, no magnetic circuit is formed between the first permanent magnet 2 and the second permanent magnet 3 and the rotor 5 . Therefore, no braking torque is generated in the rotating body 5 that rotates integrally with the rotating shaft.

図4は、制動時の磁気回路を示す図である。図4を参照して、制動時、非制動時の状態から磁石保持部材4が第1永久磁石2と第2永久磁石3との配置角度の半分ほど回転する。この場合、ポールピース13は第1永久磁石2又は第2永久磁石3と完全に重なる。 FIG. 4 is a diagram showing a magnetic circuit during braking. Referring to FIG. 4, during braking, the magnet holding member 4 rotates about half the angle between the first permanent magnet 2 and the second permanent magnet 3 from the non-braking state. In this case, the pole piece 13 completely overlaps the first permanent magnet 2 or the second permanent magnet 3 .

隣接する第1永久磁石2及び第2永久磁石3のうちの一方の磁石のN極から出た磁束は、ポールピース13を貫き、回転体5に達する。回転体5に達した磁束は、他方の磁石のS極にポールピース13を通じて達する。他方の磁石のN極から出た磁束は、磁石保持部材4を通じて一方の磁石のS極に達する。つまり、円周方向に隣接する第1永久磁石2、第2永久磁石3、磁石保持部材4、ポールピース13、及び回転体5との間に、磁気回路が形成される。これにより、回転体5の内周面に渦電流が発生する。その結果、回転軸10と一体で回転する回転体5に回転方向と逆向きの制動トルクが発生する。更に、回転体5が発熱する。 A magnetic flux emitted from the N pole of one of the adjacent first permanent magnet 2 and second permanent magnet 3 passes through the pole piece 13 and reaches the rotor 5 . The magnetic flux reaching the rotor 5 reaches the S pole of the other magnet through the pole piece 13 . The magnetic flux emitted from the N pole of the other magnet reaches the S pole of one magnet through the magnet holding member 4 . That is, a magnetic circuit is formed between the first permanent magnet 2, the second permanent magnet 3, the magnet holding member 4, the pole piece 13, and the rotor 5, which are adjacent in the circumferential direction. As a result, an eddy current is generated on the inner peripheral surface of the rotor 5 . As a result, braking torque is generated in the rotating body 5 that rotates integrally with the rotating shaft 10 in the direction opposite to the rotating direction. Furthermore, the rotating body 5 generates heat.

なお、磁石保持部材4からは、図示しないレバーが回転軸と平行に突出する。そのレバーに、図示しない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。エアシリンダは流体圧シリンダに相当する。エアシリンダはハウジングに固定される。 A lever (not shown) protrudes from the magnet holding member 4 in parallel with the rotating shaft. A piston rod of an air cylinder is connected to the lever via a link mechanism (not shown). An air cylinder corresponds to a fluid pressure cylinder. The air cylinder is fixed to the housing.

図示しない制御装置からの指令により、エアシリンダは圧縮空気を動力として作動する。エアシリンダの作動によって、ピストンロッドが進退する。ピストンロッドの進退によって、磁石保持部材4が回転し、ポールピース13に対する第1永久磁石2及び第2永久磁石3の位置が切り替わる。これにより、制動と非制動とが切り替わる。 The air cylinder is powered by compressed air according to a command from a control device (not shown). The operation of the air cylinder advances and retracts the piston rod. As the piston rod advances and retreats, the magnet holding member 4 rotates and the positions of the first permanent magnet 2 and the second permanent magnet 3 with respect to the pole piece 13 are switched. This switches between braking and non-braking.

[回転体]
続いて、本実施形態の渦電流式減速装置の回転体について説明する。
[Rotating body]
Next, the rotor of the eddy current speed reducer according to this embodiment will be described.

図5は、回転体の斜視図である。図5を参照して、回転体5は、外周面6と、フィン7と、ディンプル8とを含む。回転体の外周面6は、円筒形状である。 FIG. 5 is a perspective view of the rotor. Referring to FIG. 5 , rotating body 5 includes outer peripheral surface 6 , fins 7 and dimples 8 . The outer peripheral surface 6 of the rotating body is cylindrical.

回転体5の外周面6には、フィン7が設けられる。フィン7は外周面6に一体で設けられてもよいし、別体であってもよい。フィン7は、外周面6から回転体5の半径方向の外側に突出する。フィン7は回転体5の回転軸方向Cに対して所定の角度(例:30°~60°の範囲)で傾斜しているのが好ましい。フィン7の役割は、回転体5に生じた熱を放熱することである。 Fins 7 are provided on the outer peripheral surface 6 of the rotating body 5 . The fins 7 may be provided integrally with the outer peripheral surface 6 or may be provided separately. The fins 7 protrude radially outward from the rotating body 5 from the outer peripheral surface 6 . The fins 7 are preferably inclined at a predetermined angle (for example, in the range of 30° to 60°) with respect to the rotation axis direction C of the rotor 5 . The role of the fins 7 is to dissipate heat generated in the rotor 5 .

フィン7は、表面9及び裏面14を含む。表面9は、回転体5の回転方向側に配置される。裏面14は、回転体5の回転方向と反対側に配置される。したがって、回転体5が回転すると(図5中の矢印参照)、表面9は裏面14と比べて積極的に空気と接触する。表面9及び裏面14はフィンの傾斜方向に沿う。図5では、フィンが回転軸方向に対し傾斜している場合を説明するが、本実施形態の渦電流式減速装置の回転体は回転軸方向に平行であるフィンを排除するものではない。 Fin 7 includes a front surface 9 and a back surface 14 . The surface 9 is arranged on the rotational direction side of the rotating body 5 . The back surface 14 is arranged on the side opposite to the rotating direction of the rotating body 5 . Therefore, when the rotating body 5 rotates (see the arrow in FIG. 5), the front surface 9 more positively contacts the air than the back surface 14. As shown in FIG. The front surface 9 and back surface 14 are along the direction of inclination of the fin. FIG. 5 illustrates the case where the fins are inclined with respect to the direction of the rotation axis, but the rotating body of the eddy current speed reducer according to this embodiment does not exclude fins parallel to the direction of the rotation axis.

フィン7は、複数設けられてもよい。上述したように、フィンは回転体の熱を放熱する役割を担うため、フィンが複数設けられれば、回転体の熱をより多く放熱できる。複数のフィン7は回転体5の周方向に等間隔に平行に配置されるのが好ましい。 A plurality of fins 7 may be provided. As described above, the fins play a role of dissipating the heat of the rotating body, so if a plurality of fins are provided, more heat of the rotating body can be dissipated. It is preferable that the plurality of fins 7 be arranged in parallel at regular intervals in the circumferential direction of the rotor 5 .

ディンプル8は、回転体の外周面6に配置される。ディンプル8は球体面を含む。ディンプル8の球体面は、外周面6から球体状に窪んでいる。ディンプル8の球体面は、球体の表面(球面)の一部と同じ形状である。このディンプルの役割を説明する。 Dimples 8 are arranged on the outer peripheral surface 6 of the rotor. Dimple 8 includes a spherical surface. A spherical surface of the dimple 8 is recessed from the outer peripheral surface 6 in a spherical shape. The spherical surface of the dimple 8 has the same shape as part of the surface of the sphere (spherical surface). The role of this dimple will be explained.

図6は、図5中のVI-VI線での断面図である。図6を参照して、回転体が回転すると、フィン7に沿って空気が流れる。そうすると、回転体の外周面6上にも空気が流れる。回転体の外周面6にディンプルが無ければ、空気は外周面に沿って、直線的に流れる。一方、回転体の外周面にディンプル8が設けられれば、外周面6に沿って流れる空気がディンプル8上に達すると、空気はディンプル8に入り込む。ディンプルは球体状に凹んでいるため、ディンプルに入り込んだ空気はディンプルの球体面に衝突する。すなわち、ディンプルの球体面が積極的に空冷される。これにより、ディンプルが設けられない回転体と比べて、ディンプルが設けられた回転体の方がより冷却されやすくなる。このように、本実施形態の渦電流式減速装置の回転体では、ディンプルにより回転体の冷却性能が向上する。回転体の冷却性能を向上させるために、フィンのサイズを大きくする必要がない。そのため、渦電流式減速装置の大型化が抑制される。 FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. Referring to FIG. 6, air flows along fins 7 when the rotating body rotates. Then, air also flows over the outer peripheral surface 6 of the rotating body. If there are no dimples on the outer peripheral surface 6 of the rotor, the air will flow linearly along the outer peripheral surface. On the other hand, if the dimples 8 are provided on the outer peripheral surface of the rotor, the air enters the dimples 8 when the air flowing along the outer peripheral surface 6 reaches the dimples 8 . Since the dimples are spherically recessed, the air entering the dimples collides with the spherical surfaces of the dimples. That is, the spherical surface of the dimple is actively air-cooled. As a result, the rotating body provided with dimples is cooled more easily than the rotating body not provided with dimples. As described above, in the rotating body of the eddy current speed reducer according to the present embodiment, the dimples improve the cooling performance of the rotating body. There is no need to increase the size of the fins to improve the cooling performance of the rotor. Therefore, an increase in size of the eddy current speed reducer is suppressed.

また、ディンプルが設けられた回転体の外周面の表面積は、ディンプルが設けられない回転体の外周面の表面積よりも大きい。すなわち、ディンプルが設けられた回転体の外周面の方が、ディンプルが設けられない回転体の外周面よりも空気と接する面積が大きい。そのため、回転体が回転していなくても、ディンプルが設けられた回転体の方が、ディンプルが設けられない回転体よりも放熱性能が高い。 Further, the surface area of the outer peripheral surface of the rotating body provided with dimples is larger than the surface area of the outer peripheral surface of the rotating body not provided with dimples. That is, the outer peripheral surface of the rotating body provided with dimples has a larger area in contact with the air than the outer peripheral surface of the rotating body not provided with dimples. Therefore, even if the rotating body is not rotating, the rotating body provided with dimples has higher heat dissipation performance than the rotating body not provided with dimples.

さらには、ディンプルが設けられた分だけ、回転体の体積が小さくなる。したがって、ディンプルを設けることにより、回転体を軽量化することができる。 Furthermore, the volume of the rotor is reduced by the dimples. Therefore, by providing the dimples, the weight of the rotating body can be reduced.

加えて、回転体が回転すれば回転体の外周面を空気が流れるが、空気が回転体の外周面から剥離すれば、流体騒音が発生する。この点、本実施形態の渦電流式減速装置の回転体では、回転体の外周面にディンプルが設けられるため、空気が回転体の外周面から剥離することを抑制できる。そのため、ディンプルが設けられない回転体と比べて、流体騒音を抑制できる。また、従来では放熱量を高くするために回転体のフィンを大きくする必要があった。しかしながら、上述したように本実施形態の渦電流式減速装置ではディンプルが設けられるため、フィンを大きくしなくても放熱量が高い。したがって、従来、放熱量を確保するために風損を犠牲にしていたが、本実施形態の渦電流式減速装置では放熱量を確保することによる風損の増加を抑制できる。 In addition, when the rotating body rotates, air flows on the outer peripheral surface of the rotating body, and if the air separates from the outer peripheral surface of the rotating body, fluid noise is generated. In this regard, since the rotating body of the eddy current speed reducer according to the present embodiment is provided with dimples on the outer peripheral surface of the rotating body, separation of air from the outer peripheral surface of the rotating body can be suppressed. Therefore, fluid noise can be suppressed compared to a rotating body that is not provided with dimples. Further, conventionally, it has been necessary to increase the size of the fins of the rotating body in order to increase the amount of heat radiation. However, since the dimples are provided in the eddy current speed reducer according to the present embodiment as described above, the amount of heat dissipation is high even if the fins are not enlarged. Therefore, conventionally, windage loss has been sacrificed in order to ensure the amount of heat radiation, but in the eddy current type reduction gear transmission of the present embodiment, it is possible to suppress an increase in windage loss due to ensuring the amount of heat radiation.

続いて、本実施形態の渦電流式減速装置の回転体の好適な態様について説明する。 Next, a preferred aspect of the rotor of the eddy current speed reducer according to the present embodiment will be described.

図5を参照して、上述の説明ではディンプルが回転体の外周面に設けられる場合を説明した。しかしながら、ディンプルの配置はこの場合に限定されない。ディンプルは、フィンの表面9に設けられてもよい。フィンの表面9は回転体の回転方向側に配置されるため、回転体が回転するとフィンの表面9は積極的に空気と接する。したがって、フィンの表面にディンプルが設けられれば、上述と同様に、フィンが冷却されやすくなる。ディンプルは、回転体の外周面6にのみ設けられてもよいし、フィンの表面9にのみ設けられてもよいし、回転体の外周面6及びフィンの表面9の双方に設けられてもよい。さらに、ディンプルはフィンの裏面14に設けられてもよい。 With reference to FIG. 5, the above description describes the case where the dimples are provided on the outer peripheral surface of the rotor. However, the arrangement of dimples is not limited to this case. Dimples may be provided on the surface 9 of the fin. Since the surface 9 of the fins is arranged on the rotational direction side of the rotating body, the surfaces 9 of the fins positively come into contact with the air when the rotating body rotates. Therefore, if dimples are provided on the surface of the fins, the fins can be easily cooled in the same manner as described above. The dimples may be provided only on the outer peripheral surface 6 of the rotor, may be provided only on the fin surfaces 9, or may be provided on both the outer peripheral surface 6 of the rotor and the fin surfaces 9. . Additionally, dimples may be provided on the back surface 14 of the fin.

後述する実施例1に示すように、ディンプル8は、回転軸10方向の中央よりもフィンの回転体の回転方向に先行する端がある側の外周面及び/又は表面に配置されるのが好ましい。上述したように、フィンが回転軸方向に対して傾斜する場合、フィンの回転軸方向の2つの端のうち、一方の端が回転体の回転方向において他方の端に先行する。この場合、回転体が回転すると、空気は先行する端(流入側)から流入し、もう一方の端に向かって流れる。ここで、ディンプル8は、空気の流れの乱流化を促進することで、回転体の外周面及び/又は表面から空気の流れが剥離することを抑制する。回転体の空気の流入側の外周面及び/又は表面にディンプルを配置すれば、空気が回転体に流入した早い段階で流れの乱流化を促進でき、風損も抑制できる。 As shown in Example 1, which will be described later, the dimples 8 are preferably arranged on the outer peripheral surface and/or surface of the fin on the side where the end of the rotating body of the fin precedes in the direction of rotation rather than the center in the direction of the rotation axis 10. . As described above, when the fins are inclined with respect to the rotation axis direction, one of the two ends of the fins in the rotation axis direction precedes the other end in the rotation direction of the rotor. In this case, as the rotating body rotates, air enters from the leading end (inflow side) and flows towards the other end. Here, the dimples 8 promote turbulence of the air flow, thereby suppressing separation of the air flow from the outer peripheral surface and/or surface of the rotating body. By arranging dimples on the outer peripheral surface and/or the surface of the rotor on the air inflow side, it is possible to promote the turbulence of the flow at an early stage when the air flows into the rotor and to suppress the windage loss.

ただし、後述する実施例1に示すように、回転体の空気の流入側にディンプルを設けても、流出側にディンプルを設けた場合に比べて冷却性能はほとんど変わらない。 However, as shown in Example 1 which will be described later, even if dimples are provided on the air inflow side of the rotating body, the cooling performance is almost the same as when dimples are provided on the outflow side.

ディンプルは、角を有さない形状であるのが好ましい。ディンプルが設けられる回転体の外周面には、渦電流が発生する。そのため、ディンプルが角を有する場合、外周面に発生する渦電流に影響を及ぼす可能性があるため、ディンプルは角を有さない滑らかな形状であるのが好ましい。したがって、上述の説明のように、ディンプルは真球形状でなくとも球体形状であればよい。 Preferably, the dimples are non-angular in shape. An eddy current is generated on the outer peripheral surface of the rotating body provided with the dimples. Therefore, if the dimples have corners, they may affect the eddy currents generated on the outer peripheral surface, so it is preferable that the dimples have a smooth shape without corners. Therefore, as described above, the dimples need only have a spherical shape rather than a true spherical shape.

ディンプルの大きさは特に限定されない。しかしながら、ディンプルが大きすぎればディンプルに入り込んだ空気による風損が大きくなる。したがって、ディンプルの大きさは回転体の冷却性能及び回転体の風損の双方を考慮して、適宜設定されるのが好ましい。外周面に設けられるディンプルの数についても同様である。 The dimple size is not particularly limited. However, if the dimples are too large, the windage loss due to the air entering the dimples will increase. Therefore, it is preferable that the size of the dimples is appropriately set in consideration of both the cooling performance of the rotating body and the windage loss of the rotating body. The same applies to the number of dimples provided on the outer peripheral surface.

ディンプルは機械加工によって成形されてもよいし、鋳造等で成形されてもよい。また、フィンを別体で成形する場合、フィンにディンプルを成形した後、フィンを回転体の外周面に取り付けてもよい。 The dimples may be formed by machining or may be formed by casting or the like. Further, when the fins are formed separately, the fins may be attached to the outer peripheral surface of the rotor after the dimples are formed on the fins.

実施例1では、本実施形態の回転体による冷却性能を確認するため、熱流体解析を実施した。計算は定常計算であった。熱流体解析には、汎用のソフトウェア(商品名:ANSYS Fluent 18.1)を用いた。解析では、本発明例としてディンプルの配置が異なる5つの回転体のモデルを用い、比較例として、ディンプルを設けない回転体のモデル、フィンの高さが異なる2つの回転体のモデルを用いた。 In Example 1, thermal fluid analysis was performed in order to confirm the cooling performance of the rotating body of the present embodiment. The calculation was a stationary calculation. A general-purpose software (trade name: ANSYS Fluent 18.1) was used for the thermal fluid analysis. In the analysis, five rotating body models with different dimple arrangements were used as examples of the present invention, and as comparative examples, a rotating body model with no dimples and two rotating body models with different fin heights were used.

[試験条件]
本発明例1では、図5に示すように、回転体の外周面及びフィンの表面の全域に複数のディンプルを設けた解析モデルを用いた。
[Test conditions]
In Example 1 of the present invention, as shown in FIG. 5, an analysis model was used in which a plurality of dimples were provided on the entire surface of the outer peripheral surface of the rotor and the fins.

図7は、本発明例2の解析モデルを示す図である。図7を参照して、本発明例2では、回転体の空気の流出側の外周面6及びフィンの表面9にのみ複数のディンプル8を設けた解析モデルを用いた。 FIG. 7 is a diagram showing an analysis model of Example 2 of the present invention. Referring to FIG. 7, in Example 2 of the present invention, an analysis model was used in which a plurality of dimples 8 were provided only on the outer peripheral surface 6 of the rotor on the air outflow side and on the surface 9 of the fin.

図8は、本発明例3の解析モデルを示す図である。図8を参照して、本発明例3では、回転体の空気の流入側の外周面6及びフィンの表面9にのみ複数のディンプル8を設けた解析モデルを用いた。 FIG. 8 is a diagram showing an analysis model of Example 3 of the present invention. Referring to FIG. 8, in Example 3 of the present invention, an analysis model was used in which a plurality of dimples 8 were provided only on the outer peripheral surface 6 of the rotor on the air inflow side and on the surface 9 of the fin.

図9は、本発明例4の解析モデルを示す図である。図9を参照して、本発明例4では、回転体の空気の流入側の外周面6及びフィンの表面9に複数のディンプル8を設けた解析モデルを用いた。本発明例4の解析モデルでは、複数のディンプル8は、回転体の回転軸方向に3列に配列された。 FIG. 9 is a diagram showing an analysis model of Example 4 of the present invention. Referring to FIG. 9, in Example 4 of the present invention, an analysis model was used in which a plurality of dimples 8 were provided on the outer peripheral surface 6 of the rotating body on the air inflow side and on the surface 9 of the fin. In the analysis model of Inventive Example 4, the plurality of dimples 8 were arranged in three rows in the direction of the rotational axis of the rotating body.

図10は、本発明例5の解析モデルを示す図である。図10を参照して、本発明例5では、回転体の空気の流入側の外周面6及びフィンの表面9に複数のディンプル8を設けた解析モデルを用いた。本発明例5の解析モデルでは、複数のディンプル8は、回転体の回転軸方向に2列に配列された。 FIG. 10 is a diagram showing an analysis model of Example 5 of the present invention. Referring to FIG. 10, in Example 5 of the present invention, an analysis model was used in which a plurality of dimples 8 were provided on the outer peripheral surface 6 of the rotor on the air inflow side and on the surface 9 of the fin. In the analysis model of Inventive Example 5, a plurality of dimples 8 were arranged in two rows in the rotational axis direction of the rotating body.

本発明例1~5において、1つのディンプル8の形状は同じであり、複数のディンプル同士の間隔は同じとした。1つのディンプルの球体面は球体の表面(球面)の一部の形状と同じであった。具体的には、球体面は直径5mmの球体の表面(球面)の一部と同じであり、ディンプルの深さは0.5mmであった。すなわち、ディンプルは、直径5mmの球体の表面(球面)の任意の点から、球体の径方向に0.5mmの位置で径方向に垂直な面で球体を2つに切断した際の当該任意の点を含む方の球体の一部と同じ形状であった。続いて、ディンプルの配置方法を図5を例に説明する。 In Examples 1 to 5 of the present invention, the shape of one dimple 8 was the same, and the intervals between the dimples were the same. The spherical surface of one dimple had the same shape as a part of the surface of the sphere (spherical surface). Specifically, the spherical surface was the same as a portion of the surface (spherical surface) of a sphere with a diameter of 5 mm, and the depth of the dimples was 0.5 mm. That is, the dimples are obtained by cutting the sphere into two along a plane perpendicular to the radial direction at a position 0.5 mm in the radial direction of the sphere from an arbitrary point on the surface (spherical surface) of a sphere with a diameter of 5 mm. It had the same shape as the part of the sphere containing the point. Next, a dimple arrangement method will be described with reference to FIG. 5 as an example.

図5を参照して、まず外周面6に設けられたディンプルについて説明する。2つのフィン7の間の回転体の外周面6を短手方向(図5では回転方向)に2分割し、長手方向(図5ではフィン7の傾斜方向)に11分割した。外周面6の分割された領域の中心にディンプルを配置した。次にフィン7の表面9に設けられたディンプルについて説明する。フィンの表面9を短手方向(図5では回転体の半径方向)に2分割し、長手方向(図5ではフィン7の傾斜方向)に11分割した。フィンの表面9の分割された領域の中心にディンプルを配置した。 First, the dimples provided on the outer peripheral surface 6 will be described with reference to FIG. The outer peripheral surface 6 of the rotor between the two fins 7 is divided into two parts in the lateral direction (rotational direction in FIG. 5) and 11 parts in the longitudinal direction (inclination direction of the fins 7 in FIG. 5). A dimple is arranged in the center of the divided area of the outer peripheral surface 6 . Next, the dimples provided on the surface 9 of the fin 7 will be explained. The surface 9 of the fin was divided into two parts in the lateral direction (the radial direction of the rotating body in FIG. 5) and 11 parts in the longitudinal direction (inclination direction of the fins 7 in FIG. 5). A dimple was placed in the center of the divided area of the surface 9 of the fin.

比較例1では、本発明例1のディンプルが設けられない場合の解析モデルを用いた。比較例2では、比較例1のモデルよりもフィン高さが0.5mm高いモデルを用いた。比較例3では、比較例1のモデルよりもフィン高さが1.0mm高いモデルを用いた。 In Comparative Example 1, an analytical model was used in which the dimples of Inventive Example 1 were not provided. In Comparative Example 2, a model having a fin height higher than that of the model in Comparative Example 1 by 0.5 mm was used. In Comparative Example 3, a model whose fin height is 1.0 mm higher than that of the model in Comparative Example 1 was used.

本発明例1~5及び比較例での共通試験条件について説明する。回転体の回転数は3000rpmであった。回転体の周囲の温度(雰囲気温度)は、20℃であった。回転体の温度は、一様に70℃であった。回転体及びフィンの材質は、密度2719kg/m、定圧比熱871J/(kg・K)及び熱伝達率202.4W/(m・K)を有するアルミニウムであった。本発明例1~5及び比較例1の回転体の諸寸法を表1に示す。 Common test conditions for Examples 1 to 5 of the present invention and Comparative Example will be described. The rotation speed of the rotor was 3000 rpm. The temperature around the rotating body (ambient temperature) was 20°C. The temperature of the rotor was uniformly 70°C. The material of the rotor and fins was aluminum having a density of 2719 kg/m 3 , a constant pressure specific heat of 871 J/(kg·K) and a heat transfer coefficient of 202.4 W/(m 2 ·K). Table 1 shows the dimensions of the rotors of Examples 1 to 5 of the present invention and Comparative Example 1.

Figure 0007180277000001
Figure 0007180277000001

表1中、「外径」は回転体の外周面の直径を意味し、「幅」は回転体の回転軸方向の長さを意味し、「フィン枚数」は設けられたフィンの数を意味し、「フィン角度」はフィンの回転軸に対する傾斜角度を意味し、「フィン高さ」はフィンの回転体の半径方向の長さを意味し、「フィン幅」はフィンの表面と裏面との距離(厚さ)を意味する。なお、本発明例1~5において、40枚のフィンは回転体の周方向に等間隔に配置された。 In Table 1, "outer diameter" means the diameter of the outer peripheral surface of the rotor, "width" means the length in the direction of the rotation axis of the rotor, and "number of fins" means the number of fins provided. "Fin angle" means the inclination angle of the fin with respect to the rotation axis, "Fin height" means the length of the fin in the radial direction of the rotating body, and "Fin width" means the distance between the front surface and the back surface of the fin. Means distance (thickness). In Examples 1 to 5 of the present invention, 40 fins were arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor.

[試験結果]
図11は、放熱量比と風損比との関係を示す図である。縦軸は放熱量比を示し、横軸は風損比を示す。ここで、放熱量比は比較例1の放熱量に対する本発明例1~5及び比較例2~3の放熱量を意味する。放熱量は、計算において解が定常状態に至ったときに、回転体周囲の熱伝達率と回転体の表面積との積により算出した。なお、熱伝達率は、回転体の表面の熱流束密度を回転体の温度とその雰囲気温度との差(実施例1では50℃)で除して算出した。また、風損比は比較例1の風損に対する本発明例1~5及び比較例2~3の風損を意味する。風損は、計算において解が定常状態に至ったときに、回転体に負荷される回転体の回転軸周りのモーメントとした。図11中、黒丸印は本発明例1の結果を示し、黒三角印は本発明例2の結果を示し、黒四角印は本発明例3の結果を示し、黒ひし形印は本発明例4の結果を示し、黒星印は本発明例5の結果を示し、白丸印は比較例1の結果を示し、白三角印は比較例2の結果を示し、白四角印は比較例3の結果を示す。
[Test results]
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the heat release amount ratio and the windage loss ratio. The vertical axis indicates the heat dissipation ratio, and the horizontal axis indicates the windage loss ratio. Here, the heat release ratio means the heat release amount of the present invention examples 1 to 5 and the comparative examples 2 and 3 to the heat release amount of the comparative example 1. The amount of heat release was calculated from the product of the heat transfer coefficient around the rotating body and the surface area of the rotating body when the solution reached a steady state in the calculation. The heat transfer coefficient was calculated by dividing the heat flux density on the surface of the rotating body by the difference between the temperature of the rotating body and the ambient temperature (50° C. in Example 1). Further, the windage ratio means the windage loss of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 and 3 to the windage loss of Comparative Example 1. The windage loss is the moment about the rotation axis of the rotating body that is loaded on the rotating body when the solution reaches a steady state in the calculation. In FIG. 11 , the black circle marks show the results of Invention Example 1, the black triangle marks show the results of Invention Example 2, the black square marks show the results of Invention Example 3, and the black diamond marks show the results of Invention Example 4. Black stars indicate the results of Inventive Example 5, white circles indicate the results of Comparative Example 1, white triangles indicate the results of Comparative Example 2, and white squares indicate the results of Comparative Example 3. show.

図11を参照して、本発明例1~5ではいずれも、比較例1(白丸印)と比べて放熱量が高かった。本発明例1(黒丸印)は、比較例3(白四角印)と比べて放熱量が高く、かつ風損が低かった。また、本発明例2、3(黒三角印、黒四角印)は、比較例2(白三角印)と比べて放熱量が高く、かつ風損が低かった。すなわち、フィンを大きくする対策と比較して、ディンプルを設ける対策は、風損の増加を抑制しつつ、放熱量を向上できることが分かった。また、放熱量は同等であるものの、本発明例2(黒三角印)よりも本発明例3(黒四角印)の方が風損が少なかった。すなわち、回転体の空気の流入側にディンプルを設ければ、冷却性能を維持しつつ、風損を低減できることが分かった。 With reference to FIG. 11, all of Inventive Examples 1 to 5 had a higher heat release amount than Comparative Example 1 (white circles). Inventive Example 1 (black circles) had a higher heat release rate and lower windage loss than Comparative Example 3 (white squares). In addition, Inventive Examples 2 and 3 (black triangles and black squares) had higher heat dissipation and lower windage loss than Comparative Example 2 (white triangles). In other words, it was found that the provision of dimples can improve the amount of heat dissipation while suppressing the increase in windage loss, compared to the measure of enlarging the fins. In addition, although the amount of heat radiation was the same, windage loss was smaller in Invention Example 3 (black squares) than in Invention Example 2 (black triangles). In other words, it has been found that if dimples are provided on the air inflow side of the rotating body, the windage loss can be reduced while maintaining the cooling performance.

図12は、放熱量比と重量比との関係を示す図である。縦軸は放熱量比を示し、横軸は重量比を示す。ここで、重量比は比較例1の回転体の重量に対する本発明例1~5及び比較例2~3の回転体の重量を意味する。図12中の印は、図11と同様である。 FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the heat dissipation amount ratio and the weight ratio. The vertical axis indicates the heat radiation amount ratio, and the horizontal axis indicates the weight ratio. Here, the weight ratio means the weight of the rotor of Examples 1-5 and Comparative Examples 2-3 with respect to the weight of the rotor of Comparative Example 1. The marks in FIG. 12 are the same as in FIG.

図12を参照して、本発明例1~5ではいずれもディンプルが設けられた分回転体の体積が減少したため、比較例1の回転体よりも重量が軽かった。一方、比較例2及び3では放熱量は高くなるものの、フィンが大きくなったため重量が増加した。要するに、本実施形態の回転体によれば、フィンを大きくしなくても、フィンを大きくした場合と同等又はそれ以上に放熱量を高くすることができることが分かった。 Referring to FIG. 12, all of Inventive Examples 1 to 5 were lighter in weight than the rotating body of Comparative Example 1 because the volume of the rotating body was reduced by the amount of dimples provided. On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3, although the amount of heat radiation was high, the fins were large, so the weight was increased. In short, according to the rotating body of the present embodiment, it was found that the amount of heat released can be increased to the same level as or higher than the case of enlarging the fins without enlarging the fins.

実施例2では、本実施形態の回転体による騒音低減効果を確認するため、実機による騒音試験を実施した。騒音試験では、実施例1の本発明例1(図5参照)及び比較例1の二種類の回転体をそれぞれ3体ずつ、三次元プリンタで製作した。回転体の材料はアクリル樹脂であった。 In Example 2, a noise test was conducted using an actual machine in order to confirm the noise reduction effect of the rotating body of this embodiment. In the noise test, three of each of the two types of rotating bodies of Example 1 of the present invention (see FIG. 5) of Example 1 and Comparative Example 1 were produced by a three-dimensional printer. The material of the rotor was acrylic resin.

[試験条件]
実施例2の本発明例1及び比較例1での共通試験条件について説明する。騒音試験では、本発明例1の3体の回転体それぞれについて回転数を3000rpm、3500rpm、4000rpmとして試験を実施した。比較例1の3体の回転体についても同様とした。各騒音測定で得られたデータから、A特性補正を施した音圧レベルのオーバーオール値(周波数範囲:6.25Hz~20kHz)を算出し、同一形状及び同一試験条件でのオーバーオール値を算術平均した。また、騒音の測定には、無指向性マイクロホンを用いた。
[Test conditions]
The common test conditions in Inventive Example 1 and Comparative Example 1 of Example 2 will be described. In the noise test, the three rotors of Inventive Example 1 were tested at 3000 rpm, 3500 rpm and 4000 rpm, respectively. The same was applied to the three rotors of Comparative Example 1. From the data obtained from each noise measurement, the overall value of the sound pressure level (frequency range: 6.25 Hz to 20 kHz) with A-weighting correction was calculated, and the overall value under the same shape and under the same test conditions was arithmetically averaged. . An omnidirectional microphone was used for noise measurement.

図13は、実施例2での騒音測定位置を示す模式図である。図13を参照して、騒音試験では回転体5を回転試験機20に取り付けて回転させた。無指向性マイクロホン21は、回転軸10に対して直線距離で500mm離れた位置に配置した。 FIG. 13 is a schematic diagram showing noise measurement positions in the second embodiment. Referring to FIG. 13, in the noise test, rotating body 5 was attached to rotating tester 20 and rotated. The omnidirectional microphone 21 was arranged at a position separated by a linear distance of 500 mm from the rotation axis 10 .

[試験結果]
図14は、実施例2の騒音試験結果を示す図である。縦軸はA特性音圧レベル(dB(A))を示し、横軸は回転体の回転数(rpm)を示す。図14中、黒丸印は本発明例1の結果を示し、白丸印は比較例1の結果を示す。
[Test results]
14 is a diagram showing the noise test results of Example 2. FIG. The vertical axis indicates the A-weighted sound pressure level (dB(A)), and the horizontal axis indicates the rotation speed (rpm) of the rotor. In FIG. 14 , black circles indicate the results of Inventive Example 1, and white circles indicate the results of Comparative Example 1.

各回転数の騒音試験において、本発明例1では、比較例1と比べてA特性音圧レベルが低かった。すなわち、本実施形態の回転体によればディンプルを設けない回転体よりも騒音を低減することができた。 In the noise test at each rotation speed, the A-weighted sound pressure level of Inventive Example 1 was lower than that of Comparative Example 1. That is, according to the rotating body of this embodiment, the noise could be reduced more than the rotating body without dimples.

以上、本発明の実施形態について説明した。しかしながら、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ことは言うまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

本発明は、永久磁石を用いた渦電流式減速装置に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for eddy current speed reducers using permanent magnets.

1:渦電流式減速装置
2:第1永久磁石
3:第2永久磁石
4:磁石保持部材
5:回転体
6:外周面
7:フィン
8:ディンプル
9:表面
10:回転軸
11:アーム
12:ホイール
13:ポールピース
14:裏面
15:内周面
1: Eddy current speed reducer 2: First permanent magnet 3: Second permanent magnet 4: Magnet holding member 5: Rotating body 6: Outer peripheral surface 7: Fin 8: Dimple 9: Surface 10: Rotating shaft 11: Arm 12: Wheel 13: Pole piece 14: Back surface 15: Inner peripheral surface

Claims (4)

回転軸に取り付けられる渦電流式減速装置の回転体であって、
円筒形状の外周面と、
前記回転体の回転方向側に配置された表面を含み、前記外周面に設けられ、前記外周面から前記回転体の半径方向の外側に突出したフィンと、
前記外周面及び前記表面に配置されたディンプルと、を備える、回転体。
A rotating body of an eddy current reduction gear attached to a rotating shaft,
a cylindrical outer peripheral surface;
fins including a surface disposed on the rotational direction side of the rotating body, provided on the outer peripheral surface, and protruding outward in the radial direction of the rotating body from the outer peripheral surface;
and dimples arranged on the outer peripheral surface and the surface.
請求項1に記載の回転体であって、
前記フィンは、前記回転軸方向に対して傾斜する、回転体。
The rotating body according to claim 1,
The rotating body, wherein the fins are inclined with respect to the rotating shaft direction.
請求項2に記載の回転体であって、
前記ディンプルは、前記回転軸方向の中央よりも前記フィンの前記回転体の回転方向に先行する端がある側の前記外周面及び前記表面にのみ配置される、回転体。
The rotating body according to claim 2,
The rotating body, wherein the dimples are arranged only on the outer peripheral surface and the surface on the side where the ends of the fins leading in the rotating direction of the rotating body are located relative to the center in the rotating shaft direction.
請求項1~3のいずれか1項に記載の回転体であって、
前記外周面は、前記回転体の回転軸方向に2つの端を含み、
前記フィンは、前記2つの端の一方の端から他方の端まで延びる、回転体。
The rotating body according to any one of claims 1 to 3,
The outer peripheral surface includes two ends in the rotation axis direction of the rotating body,
The body of rotation, wherein the fins extend from one of the two ends to the other end.
JP2018199517A 2018-02-19 2018-10-23 Rotating body of eddy current reduction gear Active JP7180277B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018026569 2018-02-19
JP2018026569 2018-02-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019146470A JP2019146470A (en) 2019-08-29
JP7180277B2 true JP7180277B2 (en) 2022-11-30

Family

ID=67771339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018199517A Active JP7180277B2 (en) 2018-02-19 2018-10-23 Rotating body of eddy current reduction gear

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7180277B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000083350A (en) 1998-09-04 2000-03-21 Mitsubishi Electric Corp Alternating-current generator for vehicle
JP2002303343A (en) 2001-04-05 2002-10-18 Sunstar Eng Inc Brake disk
JP2003264975A (en) 2002-03-07 2003-09-19 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd Electromagnetic retarder

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60166793A (en) * 1984-02-10 1985-08-30 Ebara Corp Vane wheel of centrifugal compressor
JPH0338430U (en) * 1989-08-24 1991-04-15
JPH04252097A (en) * 1991-01-28 1992-09-08 Hitachi Ltd Cooling fin
JPH05346127A (en) * 1992-06-12 1993-12-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Brake disc rotor
JPH11113240A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Sumitomo Metal Ind Ltd Rotor for eddy current-type speed reducing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000083350A (en) 1998-09-04 2000-03-21 Mitsubishi Electric Corp Alternating-current generator for vehicle
JP2002303343A (en) 2001-04-05 2002-10-18 Sunstar Eng Inc Brake disk
JP2003264975A (en) 2002-03-07 2003-09-19 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd Electromagnetic retarder

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019146470A (en) 2019-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4969695B1 (en) Drive device for magnetic coupling pump and magnetic coupling pump unit
JP6707954B2 (en) Fan motor
JP7180277B2 (en) Rotating body of eddy current reduction gear
JP2011240882A (en) In-wheel motor cooling structure
US20090180902A1 (en) Fan
WO2020195004A1 (en) Motor, rotary wing device, and unmanned flying body
JP2009287621A (en) Disc rotor for disc brake
KR101407999B1 (en) Motor cooling apparatus for vehicle
JP4894541B2 (en) In-wheel motor
US20070261929A1 (en) Aerodynamic vented rotor
JPWO2019107071A1 (en) Eddy current damper
JP2016125405A (en) fan
JP6737345B2 (en) Eddy current type speed reducer
JP2004297940A (en) Eddy current speed reducer
JP3659054B2 (en) Eddy current reducer
JPH10304648A (en) Rotor of eddy current speed reducer
JP4048829B2 (en) Eddy current reducer
JP6879159B2 (en) Eddy current speed reducer
JP4905148B2 (en) Eddy current reducer
JP6766633B2 (en) Eddy current speed reducer
JP2015224600A (en) Electric supercharger
JP6183108B2 (en) Fluidic speed reducer
JP2001320870A (en) Eddy current type reduction gear
JP4715546B2 (en) Eddy current reducer
JPS59106362A (en) Eddy current brake gear

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210603

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220406

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220412

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220601

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221018

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221031

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7180277

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151