JPH0759145B2 - 渦電流式リターダ - 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渦電流式リターダに係
り、特に、渦電流が生じることにより発熱するロータの
放熱性を向上させることができる渦電流式リターダに関
する。

［従来の技術］ 一般に、長い坂道の降坂時等において、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ィットブレーキの焼損を防
止する減速制動装置（リターダ）として渦電流式リター
ダが知られている。

この渦電流式リターダは、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ドラム状のロー
タと、このドラム状のロータの内周側に位置させてロー
タと所定の間隙を隔て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
よってロータの内周面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。

このような渦電流式リターダとして特開昭50−61574号
に開示された「減速装置」等が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記ドラム状のロータは、その減速制動時に
ロータの内周面にエネルギ損としての渦電流が流れるこ
とによって発熱することになる。特に、高速道路におけ
る減速制動時には、ロータが高速回転していると共に、
減速制動時間も長くなるので、ロータの発熱量が増大
し、ロータの温度上昇が著しく早くなる。

ロータが高温度に発熱すると、ロータの電気抵抗が増大
して渦電流が流れずらくなり、制動力の低下を招くこと
になる。また、このロータの発熱は、ロータにその回転
バランスを崩す熱変形を生じさせたり、亀裂を生じさせ
たりして著しい耐久性・信頼性の低下につながる。

そこで、従来の渦電流式リターダでは、発熱するロータ
を放熱冷却すべく、ドラム状のロータの外周面に放熱フ
ィンを設けるようにしたものが一般的であった。放熱面
積を拡大すべく、渦電流が発生するロータの内周面に放
熱フィンを設けると、この放熱フィンの凹凸形状によっ
てロータ内周面に渦電流が流れずらくなり、制動力が低
下してしまう。

よって、従来の渦電流式リターダのロータは、その外周
面にのみ放熱フィンが設けられていた。

しかしながら、このようなロータは、渦電流が生じるそ
の内周面が最も高温度に発熱するので、ロータの外周面
に設けられる上記放熱フィンでは効率よくロータの発熱
を放熱冷却しているとはいえない。

すなわち、従来の渦電流式リターダにあっては、そのロ
ータにおいて、渦電流によって生じる発熱量に比べて放
熱フィンによって放熱される放熱量が充分とはいえず、
ロータを減速制動状態にて長時間高速回転させるとロー
タが高温度に発熱し、制動力及び耐久性・信頼性の低下
を招いてしまう。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、渦電
流が生じることにより発熱するロータの放熱性を向上さ
せることができる渦電流式リターダ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の本発明は、回転軸にドラム状
のロータを設け、該ロータの内側に永久磁石を有するス
テータを軸方向に往復動自在に設け、該ステータとロー
タとの間にステータの永久磁石の磁気をロータに導く透
過部材とその磁気を遮蔽する遮蔽部材とを軸方向に隣接
させて設け、該遮蔽部材が対向するロータの内周面に放
熱フィンを設け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ときには、ステータを透過部
材に対向する位置に移動させる。すると、ステータの永
久磁石の磁気が透過部材を通ってロータに導かれ、ロー
タ内周面の透過部材が対向する部分に渦電流が生じ、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
ときには、ステータを遮蔽部材に対向する位置に移動さ
せる。すると、ステータの永久磁石の磁気が遮蔽部材に
よって磁気遮蔽されるため、ロータに渦電流が生じるこ
とはなく減速制動が解除される。

渦電流が生じることによって発熱するロータは、ロータ
の内周面に設けられた放熱フィンによって放熱冷却され
る。この放熱フィンは、ロータ内周面の透過部材が対向
する部分（渦電流発生ゾーン）に設けられることなく、
ロータ内周面の遮蔽部材が対向する部分（非渦電流発生
ゾーン）に設けられるので、放熱フィンの凹凸形状によ
って渦電流が流れずらくなって制動力が低下してしまう
ことはなく、効率よく放熱性を向上させる。

また、上記放熱フィンは、発熱部である渦電流発生ゾー
ンに隣接して設けられているため、発熱部と放熱部との
距離が近くなり良好な放熱性を発揮する。さらに、上記
放熱フィンは、ロータの内周面に設けられているため、
渦電流により加熱雰囲気となったロータ内周面側の空気
を攪乱し、放熱性を一層高める機能を発揮する。

また、上記放熱フィンは、原則的には渦電流が発生しな
いロータ内周面の遮蔽部材に対向した部分（非渦電流発
生ゾーン）に設けられているが、仮にステータの磁気の
一部が遮蔽部材で遮蔽しきれずにロータ側に漏れても、
その凹凸形状によって減速制動解除時に生じる引摺制動
を防止する。従って、遮蔽部材の厚さを薄くでき、計量
化を推進できる。

［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と渦電流式リターダのロータ
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有底円筒
状にいわゆるドラム形状に形成されており、上記出力軸
１と同軸上に位置させて設けられている。

このドラム形状のロータ４の内側に位置させて、ミッシ
ョンケース６によって支持されたステータ７がドラムの
軸方向に往復動自在に設けられている。

このステータ７は、上記出力軸１と同芯的に配置された
円環状の支持リング８と、この支持リング８上に付設さ
れる永久磁石９とからなっており、支持金具10によって
ミッションケース６に支持されている。ステータ７を構
成するこの永久磁石９は、強力な自力を発揮すべくネオ
ジム等の希土類から軽量コンパクトに成形されており、
ドラム形状のロータ４の内周面に臨んでその周方向にＳ
極,N極が交互になるように所定の間隔を隔てて偶数個
（８個〜12個程度）支持リング８上に周設されている。

これら永久磁石９及び支持リング８からなるステータ７
は、ステータ７がドラム形状のロータ４内を往復動する
ことを許容するケーシング11によって密閉されている。

第１図に示すように、このケーシング11は、上記ドラム
形状のロータ４の内周側にロータ４と所定間隙を保って
設けられており、ステータ７とロータ４との間に位置さ
せて、ステータ７の永久磁石９とロータ４とを磁気的に
接続させてロータ４に制動を与える制動ゾーン12と、ス
テータ７の永久磁石９を磁気シールドして上記制動を解
除する解除ゾーン13とを有している。ここで上記制動ゾ
ーン12はステータ７の永久磁石９の磁気をロータに導く
特許請求の範囲の透過部材に相当し、上記解除ゾーン13
はステータ７の永久磁石９の磁気を遮蔽する特許請求の
範囲の遮蔽部材に相当する。

上記制動ゾーン12は、第２図に示すように、斜線で示す
強磁性体からなるポールピース部分14と、ドットで示す
弱乃至非磁性体からなるポールピース部分14以外の部分
とから形成されている。上記ポールピース部分14は、第
４図に示すように、所定間隔を隔てて支持リング８上に
周設された永久磁石９と対になるべく、永久磁石９の間
隔に応じて周方向に断続的に設けられている。

よって、第１図に実線で示すように、この制動ゾーン12
に、永久磁石９及び支持リング８からなるステータ７を
アクチュエータ15によって移動させると、第４図に示す
ように、固定側であるステータ７の極性の異なる隣接す
る永久磁石９と回転側であるロータ４との間にＳ極とＮ
極とを結ぶ磁気回路が構成され、上記制動ゾーン12と対
向するロータ４の内周面にロータ４の回転に減速制動を
与える渦電流が流れ、ロータ４に締結された出力軸１に
制動力が加わり、車両の減速制動が達成される。

一方、上記解除ゾーン13は、第２図に示すように、その
周方向全周に亘って強磁性体によって成形されている。

よって、第１図に破線で示すように、この解除ゾーン13
にアクチュエータ10によって上記ステータ７を移動させ
ると、第５図に示すように、固定側であるステータ７の
永久磁石９と同様に固定側である上記解除ゾーン13との
間にＳ極とＮ極とを結ぶ磁気回路が構成され、ステータ
７は、磁気シールド状態となる。従って、回転側である
ロータ４へステータ７の磁気が漏洩することはなく、ロ
ータ４に渦電流が発生することはなく、車両の減速制動
が解除される。

このような渦電流式リターダのロータ４は、その減速制
動時、ロータ４にエネルギ損としての渦電流が発生する
ことによって発熱する。そこで発熱するロータ４を放熱
冷却するため、第１図に示すように、ロータの外周面及
び内周面にそれぞれ外側放熱フィン16及び内側放熱フィ
ン17が設けられている。上記外側放熱フィン16は、第３
図及び第４図に示すように、ドラム形状のロータ４の外
周面に放射線に形成されている。一方、上記内側放熱フ
ィン17は第１図及び第５図に示すように解除ゾーン13に
よってステータ７が磁気シールド状態となって渦電流が
生じない解除ゾーン13と対向するロータ４内周面に形成
されている。

すなわち、これら外側放熱フィン16及び内側放熱フィン
17、渦電流が生じる制動ゾーン12と対向するロータ４内
周面を除いて、その他の全てのロータ４部分に形成され
ることになる。

換言すると、上記外側放熱フィン16及び内側放熱フィン
17は、渦電流が生じないロータ４の非渦電流発生ゾーン
に設けられている。

また、上記ロータ４は、第３図に示すように、所定間隔
を隔てて複数形成される外側放熱フィン16のフィン16間
に、ホール18が穿孔形成されている。これらのホール18
は、ロータ４の放熱性の向上及び軽量化のために形成さ
れるものである。

以上の構成からなる本実施例の作用について述べる。

渦電流が生じることによって発熱するロータ４は、ロー
タ４の非渦電流発生ゾーンに設けられた外側放熱フィン
16及び内側放熱フィン17によって放熱冷却される。

これら放熱フィン16,17は、第１図に示すように、ロー
タ４の渦電流発生ゾーンに設けられることなく、渦電流
が生じないロータ４外周面及び解除ゾーン13に対向する
ロータ４内周面に、即ち、非渦電流発生ゾーンに設けら
れているので、放熱フィン16,17の凹凸形状によって渦
電流が流れずらくなって制動力が低下してしまうことは
なく、効率よくロータ４の放熱性を向上させる。

また、第１図に示す上記ロータ４は、渦電流が生じる制
動ゾーン12に対向するロータ４内周面が最も高温度に発
熱することになるが、この発熱源に近接する解除ゾーン
13に対向するロータ４内周面に内側放熱フィン17が設け
られているので、この内側放熱フィン17によって発熱源
からの熱が速やかに放熱され、発熱するロータ４が効率
よく放熱冷却されることになる。

また、第３図に示すように、放熱フィン16,17が設けら
れる上記非渦電流発生ゾーンは渦電流発生ゾーンに比べ
て広面積になっているので、この広面積の非渦電流発生
ゾーンに設けられる外側放熱フィン16及び内側放熱フィ
ン17は広い放熱面積を有することになり、発熱するロー
タ４を充分放熱冷却することができる。

また、第１図に破線で示すように、出力軸１の減速制動
を解除すべくステータ７を解除ゾーン13に移動させた際
に、ステータ７の永久磁石９の磁気の一部が上記解除ゾ
ーン13を貫通してロータ４側へ漏洩しても、この解除ゾ
ーン13と対向するロータ４内周面には内側放熱フィン17
が設けられており、このフィン17の凹凸形状によって渦
電流が流れずらくなっているので、減速制動解除時の引
きずり制動が効果的に低減される。

従って、上記解除ゾーン13は、充分な磁気シールド効果
を発揮する必要はなく、その肉厚を薄く成形することが
でき、装置の軽量化が推進できる。

なお、第１図に示す上記内側放熱フィン17をファン状に
成形し、制動ゾーン12に対向するロータ４内周面におい
て渦電流によって発熱する熱気を積極的にロータ４内周
面からロータ４外方へ吹き出すようにしてもよい。

本発明の変形実施例を第６図に示す。

図示するように、この渦電流式リターダは、そのロータ
４に設けられる外側放熱フィン16と内側放熱フィン17と
を一体的に成形し、加工性の向上を図ったものである。

さらに別の変形実施例を第７図に示す。図示するよう
に、この渦電流式リターダは、そのロータ４に設けられ
る内側放熱フィン17をロータ４の周方向に沿って成形
し、加工性の向上を図ったものである。

これらの変形実施例のその他の構成は、第１図に示す実
施例と同様であり、その作用・効果も基本的に同様とな
ることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば次のごとき優れた効
果を発揮することができる。

減速制動力を低下させることなく、ロータの放熱性を最
大限に向上させることができると共に、減速制動解除時
の引摺制動を防止できる。

【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リターダの部
分側断面図、第２図は第１図に示すケーシングを示す部
分斜視図、第３図は第１図に示すロータの斜視図、第４
図は第１図のIV−IV線断面図、第５図は第１図のＶ−Ｖ
線断面図、第６図及び第７図は変形実施例を示す渦電流
式リターダの部分側断面図である。 図中、１は回転軸である出力軸、４はロータ、７はステ
ータ、９は永久磁石、12は透過部材としての制動ゾー
ン、13は遮蔽部材としての解除ゾーン、16は外側放熱フ
ィン、17は内側放熱フィンである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸にドラム状のロータを設け、該ロー
   タの内側に永久磁石を有するステータを軸方向に往復動
   自在に設け、該ステータとロータとの間にステータの永
   久磁石の磁気をロータに導く透過部材とその磁気を遮蔽
   する遮蔽部材とを軸方向に隣接させて設け、該遮蔽部材
   が対向するロータの内周面に放熱フィンを設けたことを
   特徴とする渦電流式リターダ。