JPH04285461A - 渦電流式減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大型車両に搭載されて摩
擦ブレーキを補助する渦電流式減速装置、特に磁石の洩
れ磁束を抑えかつ冷却性能を高めた渦電流式減速装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石を利用した車両用渦電流式減速
装置は特開平１−２９８９４８号公報に開示されている
。図７は制動・非制動の切換え動作が上記公報のものと
異なる車両用渦電流式減速装置の側面断面図である。変
速機の歯車箱２の端壁に軸受３により支持されかつ端壁
から突出する出力回転軸４に、取付フランジ５がスプラ
イン嵌合されかつ外れないようにナツト６により締結さ
れる。取付フランジ５に駐車ブレーキの制動ドラム７の
端壁と、減速装置の制動ドラム１３のボス部９と一体の
フランジ部９ａとが重ね合され、複数のボルト１０とナ
ツト１０ａにより締結される。

【０００３】制動ドラム１３はボス部９から放射方向に
延びる多数のスポーク１２に支持される。このため、ス
ポーク１２の先端は制動ドラム１３の基端部に溶接によ
り結合される。制動ドラム１３の外周壁に周方向等間隔
に、多数のフイン１３ａが備えられる。

【０００４】鉄などの電気導体からなる制動ドラム１３
の内側に、断面箱形の内空部を有する筒形の磁石案内枠
１８が配設される。磁石案内枠１８は歯車箱２の突壁２
ａに外嵌固定した枠板３１に、ボルト３２，３３により
固定される。磁石案内枠１８は外筒と内筒の両端に環状
の端壁板を結合して構成してもよいが、図示の磁石案内
枠１８は普通の鉄などの材料からなる左半部の断面コ字
形をなす筒形の枠部分１８ａと、アルミニウムなどの非
磁性体からなる右半部の断面逆Ｌ字形をなす筒形の枠部
分１８ｂとを、多数のボルト１４により結合して構成さ
れる。

【０００５】制動ドラム１３の内面と対向する磁石案内
枠１８の外筒部すなわち枠部分１８ｂの周壁に、周方向
等間隔に多数の開口が設けられ、各開口に強磁性板（ポ
ールピース）２１が嵌合固定される。実際には、強磁性
板２１は枠部分１８ｂをアルミニウムから鋳造する際に
鋳ぐるまれる。

【０００６】補強リブ３１ａを有する枠板３１に、周方
向等間隔に複数のアクチユエータ（図示せず）が支持さ
れる。アクチユエータはシリンダに嵌合したピストンか
ら磁石案内枠１８の内空部へ突出するロツド１７の端部
に磁石支持環１９を結合される。磁石支持環１９は磁石
案内枠１８の内空部に軸方向移動可能に支持される。磁
石支持環１９の外周壁に、各強磁性板２１と対向する永
久磁石２０が、周方向に極性を交互に異にして結合され
る。

【０００７】制動作用時、磁石支持環１９は図示のよう
に、アクチユエータによりロツド１７を介して制動ドラ
ム１３の内部へ突出される。回転する制動ドラム１３が
永久磁石２０から強磁性板２１を透過して制動ドラム１
３の内面へ及ぶ磁界を横切る時、制動ドラム１３に渦電
流が発生し、制動ドラム１３が制動トルクを受ける。制
動ドラム１３は渦電流により発熱し、直接またはフイン
１３ａで空気により冷却される。

【０００８】上述の渦電流式減速装置では、制動ドラム
１３の内面に周方向等間隔に多数の永久磁石２０が配列
されるので全体として小型になるが、制動ドラム１３は
外周側のフイン１３ａで冷却されるだけで、最も発熱量
の多い制動ドラム１３の永久磁石２０と対向する内面の
通風性が悪く、冷却性に問題がある。

【０００９】そこで、図８に示すように、制動ドラム１
３の外面にも永久磁石２０と対をなす永久磁石３０を配
設し、永久磁石２０，３０の周方向の配列間隔を大きく
すれば、制動ドラム１３の内面の通風性が改善される。 しかし、この構造では、永久磁石２０と永久磁石３０の
間で制動ドラム１３の開放端を迂回する洩れ磁束（矢印
ａで示す）が生じ、永久磁石２０，３０からの磁束を制
動のためにより有効に利用することが望まれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は上述
の問題に鑑み、回転制動体の両面に対向する磁極間で回
転制動体の開放端側を迂回する磁気洩れを抑えて制動能
力を増大し、かつ放熱性を高めた、渦電流式減速装置を
提供することにある。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するた
めに、本発明の構成は回転制動体の開放端側に多数のＣ
字形の磁石を周方向等間隔かつ極性を交互に異にして配
置し、磁石の両端の磁極を回転制動体の開放端側から回
転制動体の両面を挟むように対向させたものである。

【００１２】

【作用】回転制動体の開放端側に多数のＣ字形の磁石を
周方向等間隔かつ極性を交互に異にして配置し、磁石の
両端の磁極を回転制動体の開放端側から回転制動体の両
面を挟むように対向させることにより、回転制動体の壁
部を貫通する磁気回路が形成され、回転制動体の開放端
側を迂回する洩れ磁束が大幅に減じ、制動効率が向上す
る。

【００１３】回転制動体の内部に１対の環状の導線と周
方向等間隔に並ぶ多数の短絡導線とを配設し、１対の環
状の導線の間に短絡導線を接続したから、回転制動体の
渦電流が導線に集中して流れ、制動トルクが増大する。 回転制動体の閉鎖端部に配設した環状の導線の抵抗を他
の導線よりも大きくすることにより、渦電流による発熱
部が回転制動体の閉鎖端壁へ集中され、閉鎖端壁に設け
たフインを通じて外気により効率的に冷却される。

【００１４】

【発明の実施例】図１は本発明による渦電流式減速装置
の側面断面図、図２は図１の線２Ａ−２Ａと線２Ｂ−２
Ｂによる正面断面図、図３は図１の線３Ａ−３Ａによる
周方向展開断面図である。回転軸３５に回転制動体とし
ての制動ドラム３８が結合され、制動ドラム３８の閉鎖
端壁３６に周方向等間隔に、径方向に延びる多数のフイ
ン３７が一体に形成される。制動ドラム３８の内外両面
に対向して、多数対の強磁性体（ポールピース）５３，
５４が配置される。また、制動ドラム３８の開放端側に
おいて周方向に並ぶ各腕５３，５４の間に、強磁性体か
らなるＣ字形の短絡部材５０が配置される。このため、
図２に示すように、各対の強磁性部材５３，５４と短絡
部材５０は周方向等間隔に、不動の磁石案内枠５１の腕
５１ａ，５１ｂに結合される。強磁性部材５３，５４の
左端部すなわち制動ドラム３８の開放端側へ延長する部
分に対向するように、Ｕ字形の永久磁石５２が周回可能
に磁石案内枠５１に支持される。

【００１５】永久磁石５２は磁石案内枠５１に対して強
磁性部材５３，５４の配列間隔の半ピツチ分だけ周回可
能とされる。このため、アルミニウムなどの非磁性体か
らなる磁石案内枠５１の腕５１ａ，５１ｂの間の断面Ｕ
字形の環状溝５５に、多数の永久磁石５２を周方向等間
隔に結合する磁石支持枠５２ａを回動可能に支持する。

【００１６】図１，３に示すように、制動ドラム３８の
開放端部と閉鎖端部に環状の導線３９，４１がそれぞれ
埋め込まれる。また、多数の軸線方向の導線４０が周方
向等間隔に埋め込まれ、かつ導線３９と導線４１に接続
される。実際には導線３９，４０，４１は予め籠形に結
合され、制動ドラム３８に鋳込まれる。導線３９，４０
よりも導線４１の電気抵抗を大きくし、渦電流による発
熱を導線４１に集中させる。導線４１の電気抵抗は例え
ば銅と制動ドラム３８を構成する鉄との中間の抵抗値を
もつように予め設定される。

【００１７】次に、本発明による渦電流式減速装置の作
動について説明する。図１に示すように、永久磁石５２
は強磁性部材５３，５４と協働して制動ドラム３８の外
面と内面に対向し、かつ極性が周方向に交互に逆になる
磁極を形成する。制動時、磁石支持枠５２ａを回動して
永久磁石５２の両磁極を強磁性部材５３，５４の端部に
接近させると、制動ドラム３８の内外面に垂直な磁界を
発生する。回転する制動ドラム３８が磁界を横切る時、
制動ドラム３８に渦電流が発生し、制動力を受ける。こ
の時、図３に矢印で示すように、渦電流は制動ドラム３
８を構成する鉄よりも電気抵抗の低い導線３９，４０，
４１に集中して流れる。導線４１の電気抵抗が高いので
、導線４１が発熱し、この熱はフイン３７を通じて端壁
３６の外側の空気で冷却される。

【００１８】非制動時、適当な回動手段により磁石支持
枠５２ａを磁石案内枠５１の環状溝５５に沿つて、永久
磁石５２の配列間隔の半ピツチ分だけ回動すると、永久
磁石５２は周方向に並ぶ各強磁性部材５３，５４のの短
絡部材に５０に対向し、強磁性部材５３，５４に磁界を
及ぼさなくなり、制動ドラム３８は制動力を受けない。

【００１９】制動ドラム３８が比較的電気抵抗の高い鉄
の場合は、制動ドラム３８の高速回転では問題がないが
、低速回転では渦電流の流れが悪く十分な制動トルクが
得られない。本発明による渦電流式減速装置は、制動ド
ラム３８の内部に渦電流の流れを良くする籠型の導線３
９，４０，４１を埋め込んであるから、常用される走行
速度が比較的低く、大きな制動能力を必要とする、市街
地の配送用トラツクなどに適用して効果的であり、摩擦
ブレーキの負担を軽減できる。

【００２０】制動ドラム３８の閉鎖端側の導線４１の電
気抵抗を他の導線よりも大きくしてあるので、導線４１
に発熱が集中し、導線４１の近傍部分にフイン３７を配
設してあるから、制動ドラム３８が効率的に冷却される
。

【００２１】本発明は永久磁石に限らず、電磁石でも鉄
心をＣ字形とし、鉄心の両端を制動ドラムの内外面また
は制動円板の両面に対向配置することにより、制動ドラ
ムまたは制動円板の開放端側を迂回する磁気洩れを大幅
に低減できる。

【００２２】なお、上述の実施例において、永久磁石３
２と強磁性部材５３，５４を一体に形成し、図７に示す
従来例と同様に制動ドラムの軸方向に移動して、制動と
非制動を切り換えてもよい。

【００２３】図４に示す実施例では、永久磁石５２はＣ
字形をなし、かつ磁極の端面が互いに平行でなく斜面と
される。制動ドラム３８の内外面は円錐面とされる。多
数の永久磁石５２を支持する環状の磁石支持枠を、磁石
案内枠５１に沿つて制動ドラム３８の軸方向すなわち図
において右方へ移動すると、磁極が制動ドラム３８の内
外面に接近し、制動ドラム３８が制動トルクを受ける。 この時、永久磁石５２の右方移動量を加減することによ
り制動トルクを制御できる。

【００２４】非制動時、永久磁石５２を図において左方
へ移動し、制動ドラム３８の内外面から引き離すと、制
動ドラム３８を貫通する磁界の強さが弱くなり、制動ド
ラム３８は制動トルクを受けない。

【００２５】図５，６に示す実施例では、回転軸３５に
結合される円板状の端壁３６に円筒部５７を形成し、円
筒部５７の外周壁に周方向等間隔に多数のフイン５６を
設ける一方、円筒部５７の内周壁に環状の制動円板５８
を結合する。制動円板５８の両面に対向する図１の実施
例と同様の多数対の強磁性部材５３，５４を、磁石案内
枠５１の腕５１ａ，５１ｂに結合し、強磁性部材５３，
５４の軸心側端面に対向可能の多数のＣ字形の永久磁石
５２を、磁石支持枠５２ａに周方向等間隔に結合する。

【００２６】磁石案内枠５１の断面Ｕ字形の環状溝５５
に、磁石支持枠５２ａを回動可能に支持する。周方向に
並ぶ各強磁性部材５３，５４の間に、制動円板５８の開
放周縁部から離して、強磁性体からなるＣ字形の短絡部
材５０を磁石案内枠５１の腕５１ａ，５１ｂに結合する
。制動円板５８の開放周縁部と閉鎖周縁部にそれぞれ環
状の導線５９，６１を埋め込み、周方向等間隔に並ぶ多
数の径方向の導線６０を、導線５９，６１に接続する。 導線６１の抵抗を大きくし、制動円板５８に生じる渦電
流による発熱を導線６１へ集中させ、フイン５６を通じ
て空気により冷却する。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転制動体の開
放端側に多数のＣ字形の磁石を周方向等間隔かつ極性を
交互に異にして配置し、磁石の両端の磁極を回転制動体
の開放端側から回転制動体の両面を挟むように対向させ
たものであるから、磁石からの磁束は回転制動体の壁面
を貫通し、回転制動体の開放端側を迂回する磁束洩れが
極めて少く、磁石が効率的に制動に利用される。

【００２８】本発明によれば、従来例とほぼ同等の磁石
を用いて、洩れ磁束の減少分だけ制動能力を増大でき、
磁石の周方向の配列間隔が大きくなるので、回転制動体
の通風性が改善され、回転制動体の異常な温度上昇が抑
えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による渦電流式減速装置の側面断面図で
ある。

【図２】図１の線２Ａ−２Ａと線２Ｂ−２Ｂによる正面
断面図である。

【図３】図１の線３Ａ−３Ａによる周方向に展開して示
す平面断面図である。

【図４】本発明の一部変更実施例に係る渦電流式減速装
置の要部の側面断面図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る渦電流式減速装置の
側面断面図である。

【図６】図５の線６Ａ−６Ａによる正面断面図である。

【図７】一般的な渦電流式減速装置の側面断面図である
。

【図８】他の渦電流式減速装置の側面断面図である。

【符号の説明】 ３８：制動ドラム　　３９，４１：環状の導線　　４０
：短絡導線　　５２：永久磁石５３，５４：強磁性部材
　　５６：フイン　　５８：制動円板　　５９，６１：
環状の導線　　６０：短絡導線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転制動体の開放端側に多数のＣ字形の磁
   石を周方向等間隔かつ極性を交互に異にして配置し、磁
   石の両端の磁極を回転制動体の開放端側から回転制動体
   の両面を挟むように対向させたことを特徴とする、渦電
   流式減速装置。
2. 【請求項２】回転制動体の開放端部と閉鎖端部に、回転
   制動体の回転中心と同軸の１対の環状の導線を配設し、
   周方向等間隔に並ぶ多数の短絡導線を１対の環状の導線
   に接続し、閉鎖端部の導線の抵抗を大きくし、閉鎖端壁
   外面にフインを設けたことを特徴とする、渦電流式減速
   装置。