JPH11235005A - 渦電流減速装置の制動ドラムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制動ドラムの両端部に銅環と支持腕を強固に
接合する。 【解決手段】 渦電流式減速装置は回転軸４と一体的に
回転しかつ内周面１３ｃの両端部に銅環３７，３６を備
えた制動ドラム１３と、車両の非回転部分に制動ドラム
１３に対向して配設した磁石２０とから構成する。第１
の工程で制動ドラム１３の内周面１３ｃの両端部に円筒
部５７，５６を切削する。第２の工程で切削した円筒部
５７，５６に銅環３７，３６を仮固定する。第３の工程
で制動ドラム１３の端部に支持腕１２を仮固定する。第
４の工程で制動ドラム１３に銅環３７，３６と支持腕１
２を仮固定した状態で接合する。第５の工程で制動ドラ
ム１３の内周面１３ｃを仕上げ加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は渦電流減速装置の制
動ドラムの制動能力を高めるために、制動ドラムの両端
部に銅環を備えた制動ドラムの製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】本出願人の出願に係る特願平9-56,849号
による、磁石を用いて渦電流により制動力を制動ドラム
に発生させる渦電流減速装置では、制動ドラムの制動能
力を高めるために、制動ドラムの両端部に銅などの良導
体からなる環状体（純銅に近い、例えばＣ１０２０無酸
素銅などがよい）を接合している。つまり、透磁率の大
きな鉄製の制動ドラムの端部に導電率の大きな銅環を結
合することにより、渦電流が増加し、制動トルクが向上
する。

【０００３】従来の制動ドラムでは、制動ドラムに銅環
を接合した後に、制動ドラムに支持腕（スポーク）をロ
ウ付け、ＴＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接、拡散接合などの熱を
利用する方法により接合しているので、制動ドラムに支
持腕を接合する時の熱が銅環へ伝わり、銅環が溶融した
り、銅環の表面が酸化して外観が損われたりして、制動
ドラムの耐久性に問題がある。例えば、制動ドラムの両
端部に銅環を接合した後に支持腕を摩擦圧接により接合
する時は、制動ドラムの両端部に表面処理を施す前に制
動ドラムが酸化し外観が悪くなり、また制動ドラムの両
端部に接合した銅が溶けて流れ出すことがある。制動ド
ラムの両端部の銅環を保護しながら接合する時は、接合
温度を高くできないので、十分な接合強度が得られな
い。制動ドラムの両端部に接合した銅環に直接支持腕を
接合すると、銅環と支持腕との熱膨張率の違いから、渦
電流減速装置の作動中に制動ドラムの温度が高くなり、
銅環と支持腕との接合部が破損する恐れがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、制動ドラムの両端部に銅環と支持腕を強固
に接合するようにした、渦電流減速装置の制動ドラムの
製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は回転軸と一体的に回転しかつ内周面
の両端部に銅環を備えた鉄製の制動ドラムと、車両の非
回転部分に前記制動ドラムに対向して配設した磁石とか
らなる渦電流式減速装置の制動ドラムの製造方法におい
て、前記制動ドラムの内周面の両端部に円筒部を切削す
る第１の工程と、第１の工程で切削した円筒部に銅環を
仮固定する第２の工程と、前記制動ドラムの端部に支持
腕を仮固定する第３の工程と、前記制動ドラムに銅環と
支持腕を仮固定した状態で接合する第４の工程と、前記
制動ドラムの内周面を仕上げ加工する第５の工程とから
なることを特徴とする。

【０００６】また、本発明の構成は回転軸と一体的に回
転しかつ内周面の両端部に銅環を備えた鉄製の制動ドラ
ムと、車両の非回転部分に前記制動ドラムに対向して配
設した磁石とからなる渦電流式減速装置の制動ドラムの
製造方法において、前記制動ドラムの内周面の両端部に
円筒部を切削する第１の工程と、前記円筒部に銅材を肉
盛りする第２の工程と、前記制動ドラムの端部に支持腕
を接合する第３の工程と、前記制動ドラムの内周面を仕
上げ加工する第４の工程とからなることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では制動ドラムに対する支
持腕の接合部と銅環の接合部とを別個に設け、制動ドラ
ムに対し支持腕と銅環とを同時にロウ付けにより接合す
る。つまり、制動ドラムに対する銅環の接合と、制動ド
ラムに対する支持腕の接合とを同時に行う。制動ドラム
は支持腕の取付部に余肉を付けた状態に、ＳＣＭ４１５
などの鋳鉄から制動ドラムを遠心鋳造により成形する。
制動ドラムの内周面に、チヤツキング部分と、銅環を結
合する溝ないし円筒部とを加工する。銅環の継手形状は
接合精度を高め、かつロウ付け、拡散接合による熱変形
を防止するために寸法を大きめに製作する。制動ドラム
の内周面に治具と銅環を順に仮固定する。次いで、制動
ドラムに支持腕を仮固定する。制動ドラムに銅環と支持
腕を仮固定した状態で接合する。具体的には、制動ドラ
ムに銅環と支持腕を仮固定したものを、炉内に装入して
ロウ付け、拡散接合を行う。こうして、制動ドラムに銅
環と支持腕を接合した後に、治具を破壊して取り外し、
制動ドラムの内周面を仕上げ加工する。

【０００８】拡散接合に限らず、他の接合方法、つまり
粉体接合、肉盛溶接などにより制動ドラムに対する銅層
の形成と支持腕の結合が可能である。この場合は、まず
制動ドラムに銅を肉盛りする。次いで制動ドラムに支持
腕をＴＩＧ溶接またはＭＡＧ溶接により接合し、最後に
制動ドラムの内周面を平滑に機械加工する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明が適用される渦電流減速装置の
正面断面図、第２図は同側面断面図である。渦電流減速
装置は制動ドラム１３を回転軸４に結合される。このた
め、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、スプライン孔５ａ
を有する取付フランジ５が嵌合され、かつ抜け出ないよ
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、渦電流減速装置の制
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。

【００１０】制動ドラム１３は鉄などの透磁率の大なる
材料からなり、基端部をボス部９から放射方向へ延びる
多数の支持腕（スポーク）１２に結合される。制動ドラ
ム１３の外周壁に周方向等間隔に、多数の冷却フイン１
３ａが一体に備えられる。

【００１１】制動ドラム１３の内部に、断面箱形の内空
部を有する案内筒１８が同軸に配設される。非磁性体か
らなる不動の案内筒１８は、歯車箱２の突壁２ａに外嵌
固定した枠板３１に、ボルト３２，３３により固定され
る。案内筒１８は外周壁部１８ａと内周壁部１８ｂとの
両端に環状の端壁板を結合して構成してもよいが、図示
の案内筒１８は鉄などの磁性体からなる左半部の断面コ
字形をなす筒部分と、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字形をなす筒部分とを、多数のボ
ルト１４により結合して構成される。

【００１２】制動ドラム１３の内周面と対向する案内筒
１８の外周壁部１８ａ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は外周壁部１８
ａをアルミニウムから鋳造する際に鋳ぐるまれる。

【００１３】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ピストンを嵌合して
１対の流体圧室を区画し、ピストンから案内筒１８の内
空部へ突出するロツド１７の端部に磁石支持筒１９を結
合される。磁石支持筒１９は案内筒１８の内空部に軸方
向移動可能に支持される。磁石支持筒１９の外周壁に、
各強磁性板２１と対向する磁石２０が、極性が周方向に
交互に異なるように結合される。

【００１４】制動時、磁石支持筒１９は図１に示すよう
に、アクチユエータのロツド１７により制動ドラム１３
の内部へ突出される。回転する制動ドラム１３が磁石２
０から強磁性板２１を経て制動ドラム１３の内周面へ及
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が制動トルクを発生する。制動ドラム１
３は渦電流により発熱し、直接または冷却フイン１３ａ
を介して外気により冷却される。この時、図２に示すよ
うに、磁石支持筒１９と制動ドラム１３との間に磁気回
路４０が形成される。非制動時、アクチユエータにより
磁石支持筒１９を図１の左方へ移動し、制動ドラム１３
から引退させれば、磁石２０は制動ドラム１３へ磁界を
及ぼさなくなり、制動ドラム１３は制動トルクを発生し
ない。上述のように、渦電流減速装置は磁石２０と制動
ドラム１３の相対回転により発生する渦電流に基づく制
動力を発生するので、渦電流と磁界が大きいほど制動ト
ルクは大きくなる。

【００１５】図３に示すように、本発明は制動ドラム１
３の制動トルクを高めるために、制動ドラム１３の内周
壁の両端部に外径が異なる銅環３６，３７を接合する方
法を提供する。鉄製の制動ドラム１３は例えば遠心鋳造
法により鋳鉄から成形される。制動ドラム１３の両端部
には、内径の異なる円筒部５６と円筒部５７を機械加工
し、また内周面１３ｃを平滑に仕上げる。次いで、制動
ドラム１３の内周面１３ｃに、セラミツクスなどからな
る円筒形の治具５５を嵌合し、断面が長方形をなす銅環
３７を円筒部５７に嵌合しかつ治具５５の端面に当て
る。銅環３６を円筒部５６に嵌合しかつ銅環３７の端面
に当てる。制動ドラム１３の一端面（図示の左端面）と
銅環３６の端面とに、多数の支持腕（スポーク）１２を
周方向等間隔に重ね合せ、支持腕１２に押え型５２を当
接する。好ましくは、押え型５２には多数の溝５２ａが
放射方向に設けられ、各溝５２ａに支持腕１２が係合さ
れる。支持腕１２の径方向の位置は環状の治具５１によ
り規制される。制動ドラム１３の他端面と銅環３６の端
面とに押え型５３を押し付けたうえ、図示してない複数
のボルトとナツトにより押え型５３と押え型５２とを互
いに接近するように締め付ける。銅環３６は円筒部５６
の軸方向寸法よりも僅かに厚いものを用意し、押え型５
３により銅環３６を変形させ、銅環３６を円筒部５６に
強く密着させるのが好ましい。図３の右半部には銅環３
６の変形前の状態を示す。

【００１６】上述のようにして、制動ドラム１３に治具
５５と１対の銅環３７と１対の銅環３６とを嵌合し、制
動ドラム１３の一端面（図示の左端面）と銅環３６の端
面とに多数の支持腕１２を重ね合せ、制動ドラム１３の
両端を左右１対の押え型５２，５３により挟持してなる
組立体を加熱炉へ挿入し、所定時間所定温度で加熱す
る。加熱炉で鉄製の制動ドラム１３に銅環３６，３７が
溶融接合される。加熱炉から組立体を取り出し、押え型
５２，５３を外し、治具５５を破壊して制動ドラム１３
から取り外す。最後に制動ドラム１３の内周面１３ｃと
銅環３６，３７の内周面が同一円筒面をなすように機械
加工により仕上げる。

【００１７】次に、制動ドラム１３に銅環３７，３６を
接合する代りに、粉体接合または肉盛溶接により制動ド
ラム１３の円筒部５７，５６に銅層を形成する場合は、
第１の工程で制動ドラム１３の内周面１３ｃの両端部に
円筒部５７，５６を切削する。第２の工程で円筒部５
７，５６に銅材を肉盛りする。第３の工程で制動ドラム
１３の端部に支持腕１２をＴＩＧ溶接またはＭＡＧ溶接
により接合する。第４の工程で制動ドラム１３の内周面
１３ｃを平滑に機械加工する。

【００１８】上述の実施例は、制動ドラムに対し磁石支
持筒を軸方向に往復移動させて、磁石が強磁性板と対向
する制動位置と、磁石が強磁性板と対向しない非制動位
置とに切り換える形式の渦電流減速装置における制動ド
ラムの製造方法について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、特開平4-88867号公報に開示さ
れるような制動ドラムに対し１つの磁石支持筒を回動さ
せて、極性が同じ２つの磁石が共通の強磁性板に対向す
る制動位置と、極性が異なる２つの磁石が共通の強磁性
板に対向する非制動位置とに切り換える形式の渦電流減
速装置や、特開平4-12659 号公報に開示されるような制
動ドラムの内部に不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒
を配設し、一方の磁石支持筒を回動させて、両方の磁石
支持筒の極性が同じ磁石が共通の強磁性板と全面的に対
向する制動位置と、両方の磁石支持筒の極性が異なる１
対の磁石が共通の強磁性板と全面的に対向する非制動位
置とに切り換える形式の渦電流減速装置における制動ド
ラムのにも適用できる。

【００１９】また、本発明は永久磁石式渦電流減速装置
の制動ドラムだけでなく、特開昭63-274359 号公報に開
示されるような電磁石式渦電流減速装置の制動ドラムに
も適用できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸と一体的
に回転しかつ内周面の両端部に銅環を備えた鉄製の制動
ドラムと、車両の非回転部分に前記制動ドラムに対向し
て配設した磁石とからなる渦電流式減速装置の制動ドラ
ムの製造方法において、前記制動ドラムの内周面の両端
部に円筒部を切削する第１の工程と、第１の工程で切削
した円筒部に銅環を仮固定する第２の工程と、前記制動
ドラムの端部に支持腕を仮固定する第３の工程と、前記
制動ドラムに銅環と支持腕を仮固定した状態で接合する
第４の工程と、前記制動ドラムの内周面を仕上げ加工す
る第５の工程とからなるので、制動ドラムに銅環を接合
中に、熱が銅環へ伝わることがなく、冒頭に述べた問題
が解消される。

【００２１】ロウ付け（ニツケルロウ付けなど）や拡散
接合などの接合工数を削減できるので製造経費を節減で
きる。

【００２２】肉盛に結合する銅環の形状や工法に自由度
があるので、例えば比較的コストの安い肉盛溶接や出力
大のニツケルロウ付けを採用できる。

【００２３】制動ドラムに対する支持腕の接合にＴＩＧ
溶接やＭＡＧ溶接の工程がなくなるので、生産能率の向
上により製造経費を節減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される渦電流式減速装置の正面断
面図である。

【図２】同渦電流式減速装置の側面断面図である。

【図３】本発明に係る渦電流式減速装置の制動ドラムの
製造方法の要部を示す正面断面図である。

【符号の説明】

２：歯車箱 ４：回転軸 ５：取付フランジ ９ａ：フ
ランジ部 ９：ボス部１２：支持腕 １３：制動ドラム
１３ｃ：内周面 １８：案内筒 １８ａ：外周壁部
１８ｂ：内周壁部 １９：磁石支持筒 ２０：磁石 ２
１：強磁性板３６，３７：銅環 ５１：治具 ５２，５
３：押え型 ５５：治具 ５６，５７：円筒部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸と一体的に回転しかつ内周面の両端
   部に銅環を備えた鉄製の制動ドラムと、車両の非回転部
   分に前記制動ドラムに対向して配設した磁石とからなる
   渦電流式減速装置の制動ドラムの製造方法において、前
   記制動ドラムの内周面の両端部に円筒部を切削する第１
   の工程と、第１の工程で切削した円筒部に銅環を仮固定
   する第２の工程と、前記制動ドラムの端部に支持腕を仮
   固定する第３の工程と、前記制動ドラムに銅環と支持腕
   を仮固定した状態で接合する第４の工程と、前記制動ド
   ラムの内周面を仕上げ加工する第５の工程とからなるこ
   とを特徴とする、渦電流減速装置の制動ドラムの製造方
   法。
2. 【請求項２】回転軸と一体的に回転しかつ内周面の両端
   部に銅環を備えた鉄製の制動ドラムと、車両の非回転部
   分に前記制動ドラムに対向して配設した磁石とからなる
   渦電流式減速装置の制動ドラムの製造方法において、前
   記制動ドラムの内周面の両端部に円筒部を切削する第１
   の工程と、前記円筒部に銅材を肉盛りする第２の工程
   と、前記制動ドラムの端部に支持腕を接合する第３の工
   程と、前記制動ドラムの内周面を仕上げ加工する第４の
   工程とからなることを特徴とする、渦電流減速装置の制
   動ドラムの製造方法。