JPH07118901B2 - 渦電流式減速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両に減速制動を与えるリターダとしての渦
電流式減速装置に係り、特に、装置のコンパクト化を図
った渦電流式減速装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、長い坂道の降板時等において、車両に生じる加
速を阻止すべく車両に安定した連続的な減速制動を与
え、メインブレーキであるフットブレーキの焼損を防止
する減速制動装置（リターダ）として渦電流式減速装置
が知られている。

この渦電流式減速装置は、車輪の回転と連動するプロペ
ラシャフト等の回転軸に取り付けられたロータと、この
ロータに近接させて車体フレーム等の固定側に取り付け
られた電磁石や永久磁石等の磁力源とからなっており、
固定側の磁力源と回転側のロータとの相対速度差によっ
てロータにその回転に制動を与える渦電流を生じさせ、
車両に減速制動を与えるものである。

第７図に本出願人が先に開発した磁力源に永久磁石を用
いた渦電流式減速装置ｘ（特願平１−218499号）を示
す。

図示するように、トランスミッション後部の出力軸ａに
ドラム状のロータｂが取付けられており、このロータｂ
の内側に位置させてミッションケースｃに支持された永
久磁石ｄがドラム状のロータｂの軸方向に往復動自在
に、換言すると、ロータｂに対して近接離間移動自在に
設けられている。

上記永久磁石ｄは、ドラム状のロータｂの内周面に臨む
磁極がＮ極,S極交互になるように所定の間隔を隔てて支
持リングｅ上に周設されている。

この渦電流式減速装置ｘを作動させ、車両に減速制動を
与える場合、永久磁石ｄが周設された上記支持リングｅ
をエアシリンダ等のアクチュエータｆによって第７図に
実線で示すように図中右方向にスライド移動させ、支持
リングｅ上の永久磁石ｄをロータｂに近接させる。する
と、固定側である支持リングｅ上の極性の異なる隣接す
る永久磁石ｄと回転側であるロータｂとの間に、Ｎ極と
Ｓ極とを結ぶ磁気回路が構成され、ロータｂの内周面に
ロータｂの回転に制動力を与える渦電流が流れ、ロータ
ｂが接続された出力軸ａに制動力が加わり、車両の減速
移動が達成される。

この減速制動を解除する場合、永久磁石ｄが周設された
上記支持リングｅをアクチュエータｆによって第７図に
破線で示すように図中左方向にスライド移動させて支持
リングｅ上の永久磁石ｄをロータｂから離間させ、永久
磁石ｄとロータｂとを磁気的に切断して減速制動を解除
する。

別の渦電流式減速装置Ｙ（特開平１−298947号）を第８
図に示す。図示するように、回転軸ｇにドラム上のロー
タｈが締結されており、このロータｈの内側に位置させ
て固定側（図示せず）に支持された永久磁石ｉが設けら
れている。上記永久磁石ｉは、ドラム状のロータｈの内
周面に臨む磁極がＮ極,S極交互になるように所定の間隔
を隔てて支持リングｊ上に周設されている。この支持リ
ングｊは、回転軸ｇ廻りに所定の角度で回動自在となっ
ている。

また、これら永久磁石ｉとロータｈとの間には、所定の
間隔を隔てて支持リングｊ上に周設された永久磁石ｉと
対になるべくロータｈの周方向に沿って断続的に設けら
れた強磁性体からなるポールピースｋと、これらポール
ピースｋの間に介在される非磁性体ｌとが、固定側（図
示せず）から支持されて設けられている。

この渦電流式減速装置Ｙを作動させ、回転軸ｇに減速制
動を与える場合、永久磁石ｉが周設された支持リングｊ
を回動させ、第８図に示すように支持リングｊ上の夫々
の永久磁石ｉが夫々のポールピースｋと対になるべく対
向する状態にする。（ピッチが合っている状態）する
と、固定側である支持リングｊ上の極性の異なる隣接す
る永久磁石ｉと回転側であるロータｈとの間に、Ｎ極と
Ｓ極とを結ぶ磁気回路ｍが構成され、ロータｈの内周面
に渦電流が流され回転軸ｇの減速制動が達成される。

この減速制動を解除する場合、永久磁石ｉが周設された
支持リングｊを回動させ、第９図に示すように支持リン
グｊ上の隣接するＮ極とＳ極との永久磁石ｉが同一のポ
ールピースｋに夫々、半分だけ対向する状態にする（ピ
ッチがズレている状態）。すると、固定側である支持リ
ングｊ上の極性の異なる隣接する永久磁石ｉは、同様に
固定側であるポールピースｋによって磁気遮蔽状態ｎに
され、回転側であるロータｈと磁気的に切断され、回転
軸ｊの減速制動が解除される。

［発明が解決しようとする課題］ 第７図に示す渦電流式減速装置ｘにあっては、ドラム状
のロータｂの内側に位置する永久磁石ｄをドラムの軸方
向にスライド移動させて制動力のON−OFFを行っている
ので、装置ｘの取付けスペースとしては「永久磁石ｄの
スライド移動部分」＋「エアシリンダ等のアクチュエー
タｆの長さ」即ち、図中l₁のスペースが必要となる。

このようにドラム状のロータｂの軸方向の取付けスペー
スが長くなることから、図示する如くこの装置Ｘをトラ
ンスミッションの後部の出力軸ａに取付けた場合、この
出力軸ａにはパーキングブレーキｏが取付けられている
こともあって、上記ロータｂがミッションケースｃ後端
部側からプロペラシャフト締結部ｐ側へ大きくオーバー
ハングすることになり、プロペラシャフトの締結が困難
になる。

また、この装置Ｘをトラック等に搭載した場合、フレー
ムのクロスメンバに近くなり、トランスミッションを降
ろすときにクロスメンバと干渉し、整備性が悪化する。

他方、第８図及び第９図に示す渦電流式減速装置Ｙにあ
っては、永久磁石ｉが周設された支持リングｊを回転軸
ｇ廻りに回動させることによって制動力のON−OFFを行
っているので、ドラム状のロータｈの軸方向の取付けス
ペースは第７図に示す渦電流式減速装置Ｘに比べて小さ
くなる。すなわち装置Ｙは装置Ｘに比べてコンパクトに
構成できる。しかしながら、装置Ｙは、その減速制動解
除時には第９図に示すように、支持リングｊ上の隣接す
る永久磁石ｉが同一のポールピースｋに夫々半分だけ対
向する状態となることから、図中破線ｑで示す如く永久
磁石ｉの磁気の一部が、ポールピースｋ（強磁性体）間
に介設された非磁性体ｌを通過して、ロータｈと磁気的
に接続してしまう。

従って、制動解除時にもロータｈには常に微量の渦電流
が流れ、引きずり制動が加わることになる。この制動装
置Ｙを自動車に搭載した場合、リターダ制動OFF時に、
常に（自動車の駆動時にあっても）引きずり制動が発生
するため、燃費の悪化を招く。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、装置
のコンパクト化を図ると共に、制動解除時の磁気洩れに
よる引きずり制動を低減することができる渦電流式減速
装置を提供するものである。

［課題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渦電流式減速装置
は、回転軸に設けられたロータと、このロータに対向し
て固定側から支持され、その周方向に沿って所定間隔で
Ｎ極,S極が交互に配置された永久磁石群を有する固定ス
テータと、この固定ステータに隣接すると共に上記ロー
タに対向して設けられ、上記固定ステータと同様の永久
磁石群を有し、且つ固定ステータに対して回動自在な可
動ステータと、上記ロータと永久磁石群との間に介設さ
れ、固定ステータの各磁石上方から可動ステータ上方へ
延出された強磁性体と、これら強磁性体間に介設された
非磁性体と、を備えたことから構成されている。

［作用］ 回転軸に減速制動を与える場合、可動ステータを固定ス
テータに対して回動させ、可動ステータの永久磁石群の
磁石と、この磁石に隣接する固定ステータの永久磁石群
の磁石とが、同極になるようにする。

すると、これらのステータの永久磁石群は、ロータの周
方向に沿ってＮ極Ｓ極が交互に配置されていることか
ら、ロータの周方向に隣接する永久磁石相互が、非磁性
体で磁気的に絶縁された強磁性体を磁気通路としてロー
タと磁気的に接続される。

この結果、固定側であるステータと回転側であるロータ
との相対速度差によってロータに渦電流が生じ回転軸の
減速制動が達成される。

この減速制動を解除する場合、可動ステータを固定ステ
ータに対して回動させ、可動ステータの永久磁石群の磁
石と、この磁石に隣接する固定ステータの永久磁石群の
磁石とが、異極になるようにする。

すると、可動ステータの磁石とこれに隣接する固定ステ
ータの磁石とは、互いに異極になっていることから、ス
テータとロータとの間に介在する上記強磁性体によって
磁気的に接続されステータとロータとの間は磁気遮蔽状
態となる。

この結果、固定側であるステータから回転側であるロー
タへステータの磁気が洩れることなくステータとロータ
とは磁気的に切断されて回転軸の減速制動が解除され
る。

この際、固定ステータの磁石とこれに隣接する可動ステ
ータの磁石とは、上記強磁性体と全面的に対向する状態
となり、ロータ側への磁気洩れが生じることなく完全に
磁気遮蔽される。よって、引きずり制動が防止される。

また、可動ステータを固定ステータに対して回動させる
ことによって制動力のON−OFFを行っているので、装置
のコンパクト化が図れる。

［実施例］ 本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。第１図
に示すように、自動車のトランスミッションの出力軸１
に、軸１の径方向外方に延出させてフランジ部２が形成
されており、このフランジ部２にパーキングブレーキ用
のブレーキドラム３と渦電流式減速装置Ｚのロータ４と
が取付ボルト５によって共締めされている。

上記ロータ４は導体でかつ磁性体の材料からドラム形状
に形成され、出力軸１と同軸上に取り付けられている。
このドラム状のロータ４の外側には放熱フィン６が設け
られている。

このドラム形状のロータ４の内側に対向させて、固定側
としてのミッションケース（図示せず）から支持された
固定ステータ７が設けられている。

この固定ステータ７は、第４図に示す如く、ロータ４の
周方向に沿って出力軸１と同芯的に形成された円環状の
固定ヨーク８と、この固定ヨーク８上にロータ４に対向
するように周設された第一永久磁石群９とからなってい
る。これらの第一永久磁石群９は、ロータ４の内周面に
臨む極性がＮ極Ｓ極交互になるように所定の間隔を隔て
て固定ヨーク８上に配置されている。

また、第１図に示すように、上記固定ステータ７に隣接
させ且つ上記ロータ４の内周面に対向させて、可動ステ
ータ10が固定ステータ７に対して回動自在に設けられて
いる。

この可動ステータ10は上記固定ステータ７と同様の構成
となっている。すなわち、上記可動ステータ10は、ロー
タ４の周方向に沿って出力軸１と同芯的に形成された円
環状の可動ヨーク11と、この可動ヨーク11上に周設され
ロータ４の内周面に臨む極性がＮ極Ｓ極交互に所定間隔
で配置された第二永久磁石群12と、からなっている。

上記固定及び可動ステータ7,10の材質は、夫々、固定及
び可動ヨーク8,11が強磁性体から例えばFe材から成形さ
れており、上記第一及び第二永久磁石群9,12が軽量・コ
ンパクトで且つ強力な磁力を発揮するネオジム等の希土
類から成形されている。

上記固定及び可動ステータ7,10は、第１図に示すよう
に、固定側としてのミッションケース（図示せず）から
支持されたケース13によって覆われている。このケース
13は、第２図に示すように、出力軸１と同芯的な中空円
環形状に形成され、ロータ４内周面と所定の間隙（エア
ギャップ）を保って設けられている。このケース13内の
固定ステータは、その固定ヨーク８がビス14によってケ
ース13に固定されている。一方、ケース13内の可動ステ
ータ10は、その可動ヨーク11がベアリング15を介してケ
ース13内壁に支持されており、中空円環状のケース13内
をその周方向に回動自在になっている。すなわち、ケー
ス13内の可動ステータ10は、固定ステータ７に対して回
動自在になっている。

また、上記ケース13には、第１図に示すように、可動ヨ
ーク10を固定ヨーク７に対して回動させるためのアクチ
ュエータ16が付設されている。図示するようにこのアク
チュエータ16は、紙面垂直方向に往復動するエアシリン
ダからなっており、シリンダ室内17に高圧空気を注入注
出することによってピストン18を紙面垂直方向に往復動
させ、このピストン18に自在継手を介して連結されたア
ーム19により可動ステータ10を回動させるものである。

また、第１図及び第２図に示すように、上記ケース13
は、ケース13内のステータ7,10の永久磁石群9,12と、ケ
ース13外のロータ４との間の部分が、部位に応じて強磁
性体20（図中斜線で表す）と非磁性体21（図中ドットで
表す）とによって成形されている。図示するように、上
記強磁性体20は、低カーボンの純鉄に近い材料例えばフ
ェライト等から成形されており、固定ステータ７の第一
永久磁石群９の夫々の磁石上方から、可動ステータ10上
方へ延出されている。すなわち、これら強磁性体20は、
第４図に示す如く、所定の間隔を隔てて固定ヨーク８上
に周設された第一永久磁石群９の夫々の磁石と対になる
べく、磁石の間隔に応じてケース13周方向に沿って断続
的に形成されている。このようにロータ４の周方向に沿
って断続的に形成されたこれら強磁性体20の間には、磁
気的絶縁材である例えばアルミニウム等の非磁性体21が
夫々介設されている。

以上の構成からなる本実施例の作用について述べる。車
両に対して減速制動を与える場合、第１図に示すアクチ
ュエータ16によって可動ステータ10を固定ステータ７に
対して回動させ、第３図に示す如く、固定ステータ７の
第一永久磁石群９の磁石と、この磁石に隣接する可動ス
テータ10の第二永久磁石群12の磁石とが、同極になるよ
うにする。

すると、第３図及び第４図に示すように、これらのステ
ータ7,10の永久磁石群9,12の磁石は、ロータ４の周方向
に沿ってＮ極Ｓ極が交互に配置されていることから、ロ
ータ４の周方向に隣接する磁石相互が、ステータ7,10と
ロータ４との間に介設され非磁性体21で磁気的に絶縁さ
れた強磁性体20を磁気通路としてロータ４と磁気的に接
続される。

この結果、固定側であるステータ7,10と回転側であるロ
ータ４とを結ぶ磁気回路22が構成され、ステータ7,10と
ロータ４との相対速度差によってロータ４内周面に渦電
流が生じ、ロータ４が取付けられた出力軸１に制動力が
加わり、車両の減速制動が達成される。

この減速制動を解除する場合、第１図に示すアクチュエ
ータ16によって可動ステータ10を固定ステータ７に対し
て回動させ、第５図に示す如く固定ステータ７の第一永
久磁石群９の磁石と、この磁石に隣接する可動ステータ
10の第二永久磁石群12の磁石とが、異極になるようにす
る。

すると、第５図及び第６図に示すように、固定ステータ
７の磁石とこれに隣接する可動ステータ10の磁石とは、
互いに異極になっていることから、ステータ7,10とロー
タ４との間に介設された上記強磁性体20によって磁気的
に接続され、磁気回路23を、ロータ４と永久磁石9,12と
の間は構成し磁気遮蔽状態となる。

すなわち、固定側であるステータ7,10の磁気は、第５図
に示すように同様に固定側である上記強磁性体20のみを
通過することとなり、回転側であるロータ４とは磁気的
に切断される。よって、ロータ４に渦電流が生じること
はなく、車両の減速制動が解除される。

この際、第５図及び第６図に示すように、固定ステータ
７の永久磁石とこれに隣接する可動ステータ10の永久磁
石とは、上記強磁性体20と全面的に対向する状態とな
り、ロータ４側への磁気洩れが生じることなく完全に磁
気遮蔽される。

従って、第１図に示す本実施例の渦電流式減速装置Ｚ
は、第９図に示す従来の渦電流式減速装置Ｙのように破
線ｑで表す磁気洩れが生じることはなく、磁気洩れに因
る引きずり制動が抑制・防止される。

また、第１図に示す本実施例の渦電流式減速装置Ｚは、
可動ステータ10を固定ステータ７に対して出力軸１廻り
に回動させることによって制動力のON−OFFを行ってい
るので、その全幅l₂を第７図に示す本出願が先に開発し
た渦電流式減速装置Ｘの全幅l₁に比べて、略1/2〜2/3程
度に短縮できる。すなわち、装置Ｚのコンパクト化が達
成される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば次の如く優れた効果
が発揮できる。

制動解除時の磁気洩れによる引きずり制動を抑制・防止
できると共に、装置のコンパクト化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す渦電流式減速装置の要
部側断面図、第２図は第１図に示すケースの部分斜視
図、第３図は制動時の第１図に示す可動ステータと固定
ステータとの部分斜視図、第４図は制動時の第１図のIV
−IV線断面図、第５図は制動解除時の第１図に示す可動
ステータと固定ステータとの部分斜視図、第６図は制動
解除時の第１図に示す渦電流式減速装置の要部側断面
図、第７図は本出願人が先に開発した渦電流式減速装置
の側断面図、第８図は従来例を示す渦電流式減速装置の
部分破断図、第９図は第８図に示す渦電流式減速装置の
制動解除時の要部断面図である。 図中、１は回転軸としての出力軸、４はロータ、７は固
定ステータ、10は可動ステータ、９及び12は永久磁石
群、20は強磁性体、21は非磁性体、Ｚは渦電流式減速装
置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に設けられたロータと、このロータ
   に対向して固定側から支持され、その周方向に沿って所
   定間隔でＮ極,S極が交互に配置された永久磁石群を有す
   る固定ステータと、この固定ステータに隣接すると共に
   上記ロータに対向して設けられ、上記固定ステータと同
   様の永久磁石群を有し、且つ固定ステータに対して回動
   自在な可動ステータと、上記ロータと永久磁石群との間
   に介設され、固定ステータの各磁石上方から可動ステー
   タ上方へ延出された強磁性体と、これら強磁性体間に介
   設された非磁性体と、を備えたことを特徴とする渦電流
   式減速装置。