JPH079085U - 複合リターダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率よく制動トルクを得て、かつ小型軽量で
多方面の用途に使用できる制動効率の高いリターダの提
供。 【構成】 シリンダータイプの回転側の外筒に相当する
渦電流発生部材３の内周面には溝が形成されて蛇行する
如く板状発電用コイル９を配置してあり、渦電流発生部
材３の内周面に空隙４を介して、固定側の磁石保持部材
７の外周面溝に配置したヨーク２に巻回した永久磁石１
が対向配置されており、永久磁石１から発生する磁束の
作用によって渦電流発生部材３内に渦電流が発生し、こ
れを熱エネルギーに変換して制動トルクを得ることがで
き、同時に板状発電用コイル９に磁束が作用して発電
し、得られた電力を抵抗等の負荷に接続して渦電流によ
る制動とともに渦電流発生部材３の回転を制動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、大型自動車の補助ブレーキ、各種工作機械の制動装置、健康器具 の制動装置等、多方面にて使用されているリターダ（渦電流式減速装置）の改良 に係り、特に制動効率の高い複合リターダに関する。

【０００２】

【従来の技術】

リターダの基本的な構成としては、図６に示すようなディスクタイプ及び図７ に示すようなシリンダータイプのものが知られている。 図６は、所謂ディスクタイプのリターダを示すもので、図において１は円板状 のヨーク２の一方主面に配置される偏平環状の永久磁石であり、Ｆｅ合金等の磁 性体からなる円板状の渦電流発生部材３と所定の空隙４を形成して対向配置する 構成からなっている。 なお、永久磁石１の渦電流発生部材３との対向面には、複数の磁極が交互に異 磁極が隣接するよう環状に配置されており、且つ永久磁石１と渦電流発生部材３ とはそれぞれ相対的に回転自在に対向配置している。 図において５は、ヨーク２に固定される軸であり、６は渦電流発生部材３に固 定される軸である。

【０００３】 図７は、所謂シリンダータイプのリターダを示すもので、図において１はリン グ状のヨーク２の外周面に配置されるリング状の永久磁石であり、Ｆｅ合金等の 磁性体からなるリング状（ドラム状）の渦電流発生部材３と所定の空隙４を形成 して対向配置する構成からなっている。 なお、永久磁石１の渦電流発生部材３との対向面には、複数の磁極が交互に異 磁極が隣接するよう、例えば、厚さ方向に着磁された複数の断面弓形状永久磁石 がリング状に配置されており、且つ永久磁石１と渦電流発生部材３とはそれぞれ 相対的に回転自在に対向配置している。 図において５は、永久磁石１及びヨーク２を保持する磁石保持部材７に固定さ れる軸であり、６は渦電流発生部材３を保持する渦電流発生部材保持部材８に固 定される軸である。

【０００４】 図６のディスクタイプ及び図７のシリンダータイプは、いずれも、軸６を介し て渦電流発生部材３が回転側に配置し、永久磁石１を固定側に配置する構成の場 合、永久磁石１から発生する磁束の作用によって渦電流発生部材３内に渦電流が 発生し、この渦電流による運動エネルギーを熱エネルギーに変換して制動トルク を得ることができ、渦電流発生部材３の回転を制動、所謂ブレーキ作用すること となる。

【０００５】 渦電流発生部材３への制動トルクの調整は、図６のディスクタイプの場合、通 常、永久磁石１を図中矢印イ方向に移動させ空隙４の距離Ｌｇを調整することに よって行う。 図７のシリンダータイプの場合は、永久磁石１を図中矢印ロ方向に移動させ渦 電流発生部材３の内周面と永久磁石１の外周面との互いの対向面積を調整するこ とによって行う。すなわち、図示（実線）の状態での制動トルクが最も強く、２ 点鎖線で示すように渦電流発生部材３の内周面と永久磁石１の外周面とが対向し ない位置にまで移動すると制動トルクが発生しないこととなる。 上記ディスクタイプ及びシリンダータイプのリターダにおいて、いずれも渦電 流発生部材３が回転側に配置する構成の場合にて説明したが、永久磁石１が回転 側に配置する構成の場合でも同様に渦電流発生部材３内に渦電流が発生し、永久 磁石１の回転を制動することとなる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記に示すいずれの構成のリターダにおいても、その制動トルクは渦電流発生 部材３内に発生する渦電流によって決定される。 しかし、前記渦電流のみに起因する制動トルクには限度があり、また、発生す る渦電流はすべて熱エネルギーに変換されることから、装置全体としては必ずし も効率的な構成とは言い難く、しかも、現在、当該技術分野で要求される小型軽 量化を実現することができなかった。

【０００７】 この考案は、上述の問題点を解決し、効率よく制動トルクを得て、かつ小型軽 量で多方面の用途に使用できる制動効率の高いリターダの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案は、従来のリターダが有する渦電流発生部材に、所要形状、寸法から なる板状コイルを配置することにより、渦電流発生部材内に発生する渦電流によ る制動トルクと、板状コイルの発電機能によって発生する電力を抵抗等の負荷に 接続することによって得られる制動トルクとを併用することで、リターダ全体と して制動トルクを効率的に向上させることが可能であることを知見し、完成した ものである。 すなわち、この考案は、永久磁石と所定の空隙を形成するとともに、永久磁石 と相対的に回転自在に対向配置し、且つ永久磁石対向面側に板状発電用コイルを 配置する渦電流発生部材を有し、前記渦電流発生部材内に発生する渦電流と板状 発電用コイルに発生する電力への負荷とによって、制動トルクを発生することを 特徴とする複合リターダである。

【０００９】

【作用】

この考案の複合リターダの作用を図１〜図５に示す一実施例に基づいて説明す る。 図１は、所謂ディスクタイプのリターダにこの考案の構成を採用したものであ り、図において１は円板状のヨーク２の一方主面に配置される偏平環状の永久磁 石であり、Ｆｅ合金等の磁性体からなる円板状の渦電流発生部材３と所定の空隙 ４を形成して対向配置する構成からなっている。 図において９は板状発電用コイルであり、渦電流発生部材３の永久磁石１対向 面側に配置されている。

【００１０】 板状発電用コイル９の配置構成を図２によって詳細に説明すると、渦電流発生 部材３の永久磁石対向面側には所定厚さのＣｕ板からなる板状発電用コイル９を 配置する溝１０を形成し、該溝１０によって実質的に複数の磁極１１を形成して いる。 溝１０を深くすると、該溝１０の底部と永久磁石１との距離が大きくなること から、渦電流発生部材３全体としての発生渦電流が低下するため、溝１０の深さ 、すなわち板状発電用コイル９の厚さは極力薄くすることが望ましい。 また、板状発電用コイル９は上記Ｃｕ板等に限定されることなく、導線を偏平 状に巻回した構成等も採用できるが、実施例に示すように所定厚さからなるＣｕ 板をプレス打ち抜き等によって所定形状に形成したものを使用するのが、工業的 規模においては、生産性がよく取扱等においても有効である。 磁極１１の各々永久磁石１対向面には、必要に応じて、渦電流の発生増加のた めに、Ｃｕ板等の電気伝導度の大きな金属層を固着しても良い。

【００１１】 一方、偏平環状の永久磁石１の渦電流発生部材３対向面側には、上記渦電流発 生部材３の永久磁石１対向面側に形成される磁極１１の形状、数に合わせて、該 磁極１１と同数の磁極が交互に異磁極が隣接するよう環状に配置される。 すなわち、一体の偏平環状の永久磁石１の渦電流発生部材３対向面に、磁極１ １の数に合わせて複数の磁極を面着磁したり、磁極１１の形状とほぼ相似形で厚 さ方向に着磁された複数の偏平永久磁石を磁極１１に対応させて円板状のヨーク ２の表面に環状に配置する等、種々の構成が採用できる。 上記構成からなる永久磁石１と渦電流発生部材３とはそれぞれ相対的に回転自 在に対向配置している。また、図において５は、ヨーク２に固定される軸であり 、６は渦電流発生部材３に固定される軸である。

【００１２】 例えば、軸６を介して渦電流発生部材３が回転側に配置し、永久磁石１が固定 側に配置する構成の場合、永久磁石１から発生する磁束の作用によって渦電流発 生部材３内に渦電流が発生し、この渦電流による運動エネルギーを熱エネルギー に変換して制動トルクを得ることができ、渦電流発生部材３の回転を制動、所謂 ブレーキ作用することとなる。 また、同時に板状発電用コイル９に永久磁石１から発生する磁束が作用し、該 板状発電用コイル９にて発電を行うことができる。この電力を抵抗等の負荷に接 続することによって、渦電流による制動とともに渦電流発生部材３の回転を制動 、所謂ブレーキ作用することとができる。 上記発電用コイル９に電気的に接続される抵抗（負荷）としては、例えば、該 リターダに付帯されるバッテリーへの充電や、他の付帯電気機器の作動用電源等 があり、制動トルクを単に熱エネルギーとして消費するだけでなく、装置全体と して効率的な構成であると言える。 渦電流発生部材３への制動トルクの調整は、図６の従来構成と同様に通常、永 久磁石１を図中矢印イ方向に移動させ空隙４の距離Ｌｇを調整することによって 行う。

【００１３】 図３は、所謂シリンダータイプのリターダにこの発明の構成を採用したもので あり、図において１はリング状のヨーク２の外周面に配置されるリング状の永久 磁石であり、Ｆｅ合金等の磁性体からなるリング状（ドラム状）の渦電流発生部 材３と所定の空隙４を形成して対向配置する構成からなっている。 図において９は板状発電用コイルであり、全体としてリング状を形成して渦電 流発生部材３の永久磁石１対向面側に配置されている。

【００１４】 板状発電用コイル９の配置構成を図４によって詳細に説明すると、リング状（ ドラム状）の渦電流発生部材３の永久磁石対向面側、すなわち渦電流発生部材３ の内周面側には所定厚さのＣｕ板からなる板状発電用コイル９を配置する溝１０ を形成し、該溝１０によって実質的に複数の磁極１１を形成している。 溝１０を深くすると、該溝１０の底部と永久磁石１との距離が大きくなること から、渦電流発生部材３全体としての発生渦電流が低下するため、溝１０の深さ 、即ち板状発電用コイル９の厚さは極力薄くすることが望ましい。 また、板状発電用コイル９は上記Ｃｕ板等に限定されることなく導線を偏平状 に巻回した構成等も採用できるが、図２に示す構成と同様に所定厚さからなるＣ ｕ板をプレス打ち抜き等によって所定形状に形成したものを使用するのが、工業 的規模において、生産性がよく取扱等においても有効である。 なお、永久磁石１の渦電流発生部材３との対向面には、上記渦電流発生部材３ の永久磁石１対向面側に形成される磁極１１の形状、数に合わせて、該磁極１１ と同数の磁極が交互に異磁極が隣接するよう、例えば、厚さ方向に着磁された複 数の断面弓形状永久磁石がリング状に配置されている。 上記構成からなる永久磁石１と渦電流発生部材３とはそれぞれ相対的に回転自 在に対向配置している。また、図において５は、永久磁石１及びヨーク２を保持 する磁石保持部材７に固定される軸であり、６は渦電流発生部材３を保持する渦 電流発生部材保持部材８に固定される軸である。

【００１５】 例えば、軸６を介して渦電流発生部材３が回転側に配置し、永久磁石１が固定 側に配置する構成の場合、永久磁石１から発生する磁束の作用によって渦電流発 生部材３内に渦電流が発生し、この渦電流による運動エネルギーを熱エネルギー に変換して制動トルクを得ることができ、渦電流発生部材３の回転を制動、所謂 ブレーキ作用することとなる。 また、同時に板状発電用コイル９に永久磁石１から発生する磁束が作用し、該 発電用コイル９にて発電を行うことができる。この電力を抵抗等の負荷に接続す ることによって、渦電流による制動とともに渦電流発生部材３の回転を制動、所 謂ブレーキ作用することとができる。 上記発電用コイル９に電気的に接続される抵抗（負荷）としては、図１の構成 と同様な手段が採用できる。 渦電流発生部材３への制動トルクの調整は、図７の従来構成と同様に通常、永 久磁石１を図中矢印ロ方向に移動させ渦電流発生部材３の内周面と永久磁石１の 外周面との互いの対向面積を調整することによって行う。すなわち、図示（実線 ）の状態での制動トルクが最も強く、２点鎖線で示すように渦電流発生部材３の 内周面と永久磁石１の外周面とが対向しない位置にまで移動すると制動トルクが 発生しないこととなる。

【００１６】 上記ディスクタイプ及びシリンダータイプのリターダにおいて、いずれも渦電 流発生部材３が回転側に配置する構成の場合にて説明したが、永久磁石１が回転 側に配置する構成の場合でも同様に渦電流発生部材３内に渦電流が発生し、また 、各々の板状発電コイル９に電力を発生することになり、永久磁石１の回転を制 動することとなる。 特に、渦電流発生部材３が回転する場合には、該永久磁石１対向面に発電コイ ル９が配置されることから、板状発電コイル９に発生する電力の取り出し及び所 定の抵抗（負荷）との電気的な接続は、例えば、公知のブラシ等を所定箇所に配 置することによって実施する。

【００１７】 図５に示すこの考案の他の実施例は、図３に示すこの考案の実施例の構成にお ける、永久磁石１と渦電流発生部材３との配置を反対としたもので、特に軸５が 回転する場合、他の構成部材と比較して重量が大きな永久磁石１が回転せずに固 定されているため該永久磁石１の飛散等を防止することができる。制動に際して は、図３の構成と同様な作用効果を得ることができる。 この考案のリターダは、図１〜図５に示す実施例に限定されるものでなく、特 に、図１の構成における空隙４間距離の調整手段、図３及び図５における永久磁 石１と渦電流発生部材３との対向面積の調整手段、各軸５、６と永久磁石１およ び渦電流発生部材３との接続、保持、固定手段等、使用する用途に応じて適宜選 定することが望ましい。

【００１８】

【実施例】

図１に示すこの考案の複合リターダを作成した。渦電流発生部材３の永久磁石 １と対向する位置の寸法を外径Ｄ₁１３０ｍｍ×内径Ｄ₂８２ｍｍとし、深さ８ｍ ｍの溝１０にて、磁極１１を１２極形成するとともに、該溝１０内に、厚さ１． ６ｍｍのＣｕ板をプレス打ち抜きにて幅５ｍｍの所定形状（図２参照）に形成し た板状発電コイル９を配置した。さらに、板状発電コイル９に負荷として５Ωの 抵抗を接続した。 また、図６に示す従来のリターダとして、上記渦電流発生部材３の永久磁石１ と対向する位置に溝１０を形成することなく平面とし、板状発電コイル９を配置 しない構成のリターダを作成した。 上記の互いのリターダにおいて、渦電流発生部材３の２０００ｒｐｍにおける 制動トルクを測定したところ、この考案の複合リターダは従来のリターダに比べ 、約１０％以上の制動トルクの向上を可能とすることが確認できた。 なお、上記渦電流発生部材３の１５００ｒｐｍにおける板状発電コイル９の電 力は約１２Ｖであった。 図３に示すこの考案の複合リターダにおいても、同様な効果を得ることを確認 した。

【００１９】

【考案の効果】

以上に示すように、この考案は、渦電流発生部材の永久磁石対向面側に板状発 電用コイルを配置することにより、渦電流による制動トルクだけでなく、板状発 電用コイルに発生する電力を抵抗等に接続することにより発生する制動トルクと を併用することによって、効率的に制動トルクを作用させることができ、多方面 の用途に使用できる制動効率の高い小型軽量なリターダの提供を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスクタイプのリターダにこの考案の構成を
採用した一例を示す縦断説明図である。

【図２】図１における板状発電用コイルの詳細を示す説
明図である。

【図３】シリンダータイプのリターダにこの考案の構成
を採用した一例を示す縦断説明図である。

【図４】図３における板状発電用コイルの詳細を示す説
明図である。

【図５】シリンダータイプのリターダにこの考案の構成
を採用した他の例を示す縦断説明図である。

【図６】従来のディスクタイプのリターダの構成例を示
す縦断説明図である。

【図７】従来のシリンダタイプのリターダの構成例を示
す縦断説明図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石 ２ ヨーク ３ 渦電流発生部材 ４ 空隙 ５，６ 軸 ７ 磁石保持部材 ８ 渦電流発生部材保持部材 ９ 板状発電用コイル １０ 溝 １１ 磁極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石と所定の空隙を形成するととも
   に、永久磁石と相対的に回転自在に対向配置し、且つ永
   久磁石対向面側に板状発電用コイルを配置する渦電流発
   生部材を有し、前記渦電流発生部材内に発生する渦電流
   と板状発電用コイルに発生する電力への負荷とによっ
   て、制動トルクを発生することを特徴とする複合リター
   ダ。