JPH11150937A - 渦電流減速装置のスイッチ板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチ板からロータへの漏洩磁束と、隣合
うスイッチ板間における短絡磁束を防止することができ
る渦電流減速装置のスイッチ板を提供する。 【解決手段】 複数の永久磁石を互いに極性を逆向きに
して周設した固定支持リングと回動支持リングを並列配
置し、これらの永久磁石群の外周磁極面に、互いに磁気
的に絶縁した状態で強磁性体製の複数のスイッチ板を対
向配置した渦電流減速装置のスイッチ板である。平面視
における幅方向の両側部分１１ａをテーパ状に形成す
る。両側部分１１ａの円周方向長さを、中央部分１１ｂ
の円周方向長さよりも短くする。 【効果】 制動がＯＦＦ状態の際には、幅方向の中央部
においてスイッチ板からロータへの磁束の漏れを効果的
に防止できる。また、制動がＯＮ状態の際には、隣合う
スイッチ板間での磁束の短絡を効果的に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制動補助装置とし
てバスやトラック等の大型自動車に取付けられる渦電流
減速装置のスイッチ板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、バスやトラック等の大型自動車に
は、下り勾配路でのフットブレーキの使用回数を減少さ
せて、ライニングの異常摩耗やフェード現象を防止する
と共に、制動停止距離を短縮することを目的として、主
ブレーキであるフットブレーキや補助ブレーキである排
気ブレーキの他に渦電流減速装置が取付けられるように
なってきた。そして、この渦電流減速装置も、最近で
は、磁極として永久磁石を使用し、制動時に通電を必要
としないものが多くなってきている。

【０００３】この永久磁石式渦電流減速装置の制動原理
を、図４及び図５を用いて説明する。図４に示すよう
に、ヨーク用の固定支持リング１ａと回動支持リング１
ｂの２つの磁石支持リングを有する構成の場合、一つの
スイッチ板２に対向する固定側と回動側の二つの永久磁
石３ａ、３ｂの極性が互いに逆となる制動ＯＦＦの状態
にあっては、一つのスイッチ板２とこれに対向する二つ
の永久磁石３ａ、３ｂ間で、図４（ａ）に実線矢印で示
すように、磁気回路が構成され、ロータ４の円筒部４ａ
の内周面には永久磁石３ａ、３ｂから発生する磁束が作
用しないので、渦電流は流れず制動トルクは発生しな
い。

【０００４】この制動ＯＦＦの状態における磁束分布
は、図４（ｃ）に示した概念図からも判るように、スイ
ッチ板２においてＡ部位を通過する磁束数が最も多く、
同一断面積の場合、Ａ部位の磁束密度が最大になる。そ
して、Ａ部位の磁束密度がスイッチ板２の材料の許容限
界を超えると、図４（ｃ）に破線矢印Ｂで示すように、
ロータ４の円筒部４ａに一部の磁束が漏れ出し、制動Ｏ
ＦＦ状態にも拘らず制動力が発生して走行抵抗が増加
し、自動車の燃費悪化の原因となる。

【０００５】また、上記した制動ＯＦＦの位置から、図
５に示すように、一つのスイッチ板２に対向する固定側
と回動側の２つの永久磁石３ａ、３ｂの極性が同一とな
る位置に回動支持リング１ｂを回動させると、円周方向
に隣接する永久磁石３ａ、３ｂ間には、スイッチ板２及
びロータ４の円筒部４ａの内周面を含めて、図５（ｂ）
に実線矢印で示すように、磁気回路が構成されたいわゆ
る制動ＯＮ状態となっているが、円筒部４ａの内周面に
は渦電流に起因する逆方向の磁場が形成されるため、磁
束がロータ４の円筒部４ａに侵入しづらい抵抗となり、
図５（ｃ）に破線矢印Ｃで示すように、隣合うスイッチ
板２の間で短絡磁束が発生する場合がある。この短絡磁
束は制動力に寄与しないので、高価な永久磁石が効率的
に使用されていないことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、制動ＯＦＦ
の状態における問題を解決する手段として、図４（ｂ）
に示すＤ（スイッチ板の円周方向長さ）又はＥ（スイッ
チ板の半径方向長さ）の寸法を大きくすることが考えら
れる。しかしながら、Ｅ寸法を大きくした場合には、装
置の外径が大きくなるので、重量増加を招くことにな
る。

【０００７】一方、制動ＯＮの状態における問題を解決
する手段として、図５（ｃ）に示すＦの間隔（隣合うス
イッチ板間における最短部分の間隔）を確保して磁気的
抵抗を大きくすることが考えられる。しかしながら、Ｆ
の間隔の確保と、前記したＤ寸法を大きくすることは、
相反する要求事項である。

【０００８】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、スイッチ板からロータへの漏洩磁
束と、隣合うスイッチ板間における短絡磁束を防止する
ことができる渦電流減速装置のスイッチ板を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の渦電流減速装置のスイッチ板は、平面
視における幅方向の両側部分をテーパ状に形成し、両側
部分の円周方向長さを、中央部分の円周方向長さよりも
短くしている。そして、このようにすることで、制動が
ＯＦＦ状態の際には、磁束密度が最大となる幅方向の中
央部においてもロータへの磁束の漏れをなくし、また、
制動がＯＮ状態の際には、隣合うスイッチ板間での磁束
の短絡を防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の渦電流減速装置のスイッ
チ板は、複数の永久磁石を互いに極性を逆向きにして周
設した固定支持リングと回動支持リングを並列配置し、
これらの永久磁石群の外周磁極面に、互いに磁気的に絶
縁した状態で強磁性体製の複数のスイッチ板を対向配置
した渦電流減速装置のスイッチ板であって、平面視にお
ける幅方向の両側部分をテーパ状に形成し、両側部分の
円周方向長さを、中央部分の円周方向長さよりも短くし
たものであり、望ましくは、両側部分のテーパを１/ １
０〜３／１０とし、中央部における円周方向長さと、両
端における円周方向長さの差を、２〜６mmとする。

【００１１】本発明の渦電流減速装置のスイッチ板は、
平面視における幅方向の両側部分をテーパ状に形成し、
両側部分の円周方向長さを、中央部分の円周方向長さよ
りも短くしたので、幅方向における両側部分よりも中央
部分の断面積が大きくなる。従って、制動がＯＦＦ状態
の際には、幅方向の中央部においてロータへの磁束の漏
れを防止できる。また、両側部分の円周方向長さが中央
部分の円周方向長さよりも短いので、必然的に、両側部
分においては隣合うスイッチ板との間隔が大きくなる。
従って、制動がＯＮ状態の際には、隣合うスイッチ板間
での磁束の短絡を防止できる。

【００１２】本発明の渦電流減速装置のスイッチ板にお
いて、テーパ部分のテーパが１/ １０以上で、中央部に
おける円周方向長さと両端における円周方向長さの差を
２mm以上としたのは、テーパが１／１０未満で、前記し
た長さの差が２mm未満ではテーパを設けた効果が極めて
少ないからである。また、テーパが３／１０を超し、ま
た、中央部における円周方向長さと両端における円周方
向長さの差を６mm以内としたのは、これらの場合には、
両端部分の断面積が小さくなりすぎて、制動がＯＦＦ状
態の際に、両端部でロータへの磁束の漏れが発生する場
合があり、また、ＯＮ状態の際には効率的に、ロータへ
磁束が導かれない場合が発生するからである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の渦電流減速装置のスイッチ板
を図１及び図２に示す一実施例に基づいて説明する。図
１は本発明の渦電流減速装置のスイッチ板の一実施例を
示す図で、（ａ）は支持体に取付けた状態の平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２は図１に示すスイ
ッチ板を２個、支持体に配設した状態におけるスイッチ
板の幅方向中心部を断面して示す側面図である。

【００１４】図１及び図２において、１１は支持体１３
に埋設状に取付けられた本発明のスイッチ板であり、並
列配置した固定支持リング１ａと回動支持リング１ｂの
外周に、互いに極性を逆向きにして配置した複数の永久
磁石３ａ、３ｂ群の、外周磁極面に対向状に配置されて
いる。このスイッチ板１１は、円周方向に例えば１６個
設置され、隣合うスイッチ板１１は、図２に示すよう
に、非磁性の例えばアルミ合金鋳物１２によって互いに
磁気的に絶縁した状態となされている。

【００１５】本発明では、上記したスイッチ板１１の形
状を図１（ａ）に示すように、平面視における幅方向の
両側部分１１ａをテーパ状に形成し、中央部分１１ｂの
円周方向長さＬ１に対して両側部分１１ａの円周方向長
さを短くしているのである。なお、本実施例では平面視
における四隅にはアールで面取りを設けたものを示して
いるが、この面取りは必ずしも必要なものではない。

【００１６】本発明のスイッチ板１１では、上記したよ
うな形状となすことによって、幅方向における両側部分
１１ａよりも中央部分１１ｂの断面積が大きくなって、
制動がＯＦＦ状態の際には、磁束密度が最大となる中央
部分１１ｂにおいてロータへの磁束の漏れを防止するこ
とができる。また、両側部分１１ａにおける円周方向長
さが中央部分１１ｂの円周方向長さＬ１よりも短いの
で、必然的に、両側部分１１ａにおいては隣合うスイッ
チ板１１との間隔が大きくなり、制動がＯＮ状態の際に
は、隣合うスイッチ板１１間での磁束の短絡を防止する
ことができる。

【００１７】ところで、本発明のスイッチ板１１では、
幅方向における両側部分１１ａをテーパ状に形成するこ
とで、幅方向の中央部分１１ｂに対して両側部分１１ａ
の長さを短く、すなわち、両側部分１１ａよりも中央部
分１１ｂの断面積を大きくすれば良いのであるが、本発
明者の実験によれば、両側部分１１ａのテーパが１/１
０〜３／１０で、中央部分１１ｂにおける円周方向の長
さＬ１と、両端における円周方向長さＬ２の差が、２〜
６mmである時に、最も良好な効果が得られた。

【００１８】図３は両側部分１１ａのテーパを２/ １
０、中央部分１１ｂにおける円周方向の長さＬ１と、両
端における円周方向長さＬ２の差を６mmとした本発明の
スイッチ板１１を、隣合うスイッチ板１１間の最短部分
（スイッチ板１１の幅方向中心部）における間隔Ｌ３
（図２参照）を２７．５mmとした場合と、幅方向両側部
分にテーパを設けない同寸法、同材質の従来のスイッチ
板を配置した場合の、ロータの回転速度と、制動トルク
の関係を示した図である。なお、図３には従来のスイッ
チ板を配置した場合における、隣合うスイッチ板間の最
短部分の間隔Ｌ３を２７．５mmとした場合の他に、２７
mm及び２６mmとした場合の結果も併せて示している。

【００１９】この図３より、本発明のスイッチ板１１を
使用した場合には、隣合うスイッチ板１１間における短
絡磁束を効果的に防止でき、大きな制動トルクが得られ
ていることが判る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の渦電流減
速装置のスイッチ板は、平面視における幅方向の両側部
分をテーパ状に形成し、両側部分の円周方向長さを、中
央部分の円周方向長さよりも短くしたので、制動がＯＦ
Ｆ状態の際には、幅方向の中央部においてスイッチ板か
らロータへの磁束の漏れを効果的に防止できる。また、
両側部分の円周方向長さが中央部分の円周方向長さより
も短いので、必然的に、両側部分においては隣合うスイ
ッチ板との間隔が大きくなり、制動がＯＮ状態の際に
は、隣合うスイッチ板間での磁束の短絡を効果的に防止
できる。これらの効果により、本発明のスイッチ板を設
けた渦電流減速装置は、制動ロスの少ない、軽量でコン
パクトなものとなる。

【００２１】また、本発明の渦電流減速装置のスイッチ
板において、テーパ部分のテーパが１/ １０〜３／１０
で、中央部における円周方向長さと、両端における円周
方向長さの差が、２〜６mmの場合には、上記した効果は
さらに顕著となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の渦電流減速装置のスイッチ板の一実施
例を示す図で、（ａ）は支持体に取付けた状態の平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図２】図１に示すスイッチ板を２個、支持体に配設し
た状態におけるスイッチ板の幅方向中心部を断面して示
す側面図である。

【図３】本発明のスイッチ板を設置した渦電流減速装置
の効果を示す図面である。

【図４】永久磁石式渦電流減速装置における制動ＯＦＦ
状態の制動原理説明図で、（ａ）は縦断面側面図、
（ｂ）は縦断面正面図、（ｃ）は（ａ）の拡大図であ
る。

【図５】永久磁石式渦電流減速装置における制動ＯＮ状
態の制動原理説明図で、（ａ）は縦断面側面図、（ｂ）
は縦断面正面図、（ｃ）は（ｂ）の拡大図である。

【符号の説明】

１１ スイッチ板 １１a 両側部分 １１b 中央部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の永久磁石を互いに極性を逆向きに
   して周設した固定支持リングと回動支持リングを並列配
   置し、これらの永久磁石群の外周磁極面に、互いに磁気
   的に絶縁した状態で強磁性体製の複数のスイッチ板を対
   向配置した渦電流減速装置のスイッチ板であって、平面
   視における幅方向の両側部分をテーパ状に形成し、両側
   部分の円周方向長さを、中央部分の円周方向長さよりも
   短くしたことを特徴とする渦電流減速装置のスイッチ
   板。
2. 【請求項２】 両側部分のテーパが１/ １０〜３／１０
   で、中央部分における円周方向長さと、両端における円
   周方向長さの差が、２〜６mmであることを特徴とする請
   求項１記載の渦電流減速装置のスイッチ板。