JP2000299974A - 渦電流減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 案内筒の加工が容易であり、軽量化とコスト
低減に役立つ、渦電流減速装置を得る。 【解決手段】 回転軸２に結合した１対の制動円板３
と、１対の制動円板３の間に配設した非磁性体からなる
不動の案内筒５と、案内筒５に設けた断面長方形の内空
部に正逆回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪
１０と、磁石支持輪１０に周方向等間隔に結合した多数
の磁石１３と、案内筒５の両側壁６ａの各磁石１３と対
向する部分に結合した強磁性板６とを備え、制動円板３
に磁石１３からの磁界に基づく渦電流により制動力を発
生させる。案内筒５の両側壁６ａを強磁性体のステンレ
ス鋼の薄板で構成し、両側壁６ａの内外面の一方の磁石
１３と対向する部分に強磁性板６を結合し、案内筒５の
強磁性板６と接しない部分６ｂを高温状態から急冷する
ことにより非磁性オーステナイト相にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば車両の摩擦ブ
レーキを補助する渦電流減速装置、特に構成が簡単で製
造が容易な強磁性板（ポールピース）と一体的な案内筒
を備えた渦電流減速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特公平６−１０１９２２号公報に開示さ
れるような回転軸に結合した１対の制動円板の間に、永
久磁石（以下単にこれを磁石という）を有する磁石支持
輪を備えた渦電流減速装置では、非制動時に磁石からの
磁界が外へ洩れないように、磁石を覆う強磁性板をかな
り厚く（一般的には１０〜１６ｍｍ）しなければなら
ず、このためアルミニウム鋳物からなる案内筒に強磁性
板を鋳込んだり、非磁性のステンレスを円板状に金型プ
レスにより成形したうえ周方向等間隔に多数の開口を設
け、該開口に強磁性板を嵌合したうえ溶接していた。前
者の方法は強磁性板のアルミニウム鋳物への鋳込み不良
率が高く、後者の方法は強磁性板の溶接に手数が掛るの
で加工経費の削減が難しい。

【０００３】

【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、案内筒の加工が容易であり、軽量化とコス
ト低減に役立つ、渦電流減速装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【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に結合した１対の制動円板
と、該１対の制動円板の間にあつて車体などの非回転部
分に取り付けられかつ回転軸方向の断面が長方形の内空
部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空
部に正逆回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪
と、該磁石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石
と、前記案内筒の両側壁の前記各磁石と対向する部分に
結合した強磁性板とを有し、前記制動円板に前記磁石か
らの磁界に基づく渦電流により制動力を発生させる渦電
流減速装置において、前記案内筒の両側壁を強磁性体の
ステンレス鋼の薄板で構成し、前記両側壁の内外面の一
方の前記磁石と対向する部分に前記強磁性板を結合し、
前記案内筒の前記強磁性板と接しない部分を高温状態か
ら急冷することにより非磁性オーステナイト相にしたこ
とを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明では非磁性体からなる案内
筒の断面長方形の内空部に、磁石支持輪を正逆回動可能
に支持し、磁石の外面を覆う案内筒の両側壁を強磁性体
のステンレス鋼の薄板から構成し、両側壁の内面または
外面の磁石と対向する部分に、溶接などにより強磁性板
（ポールピース）を結合する。案内筒の側壁の強磁性板
と接しない部分を、高周波加熱などの方法により局部的
に加熱し、温度８００℃以上の高温状態から急冷するこ
とにより非磁性オーステナイト相に形成する。これによ
り、従来の案内筒と同じ機能が得られ、製造に際し不良
品の発生が少く、軽量化にも役立つ。強磁性体のステン
レス鋼は、例えば１３クロム（Cr）系ステンレス鋼など
である。

【０００６】また、制動ドラムの強磁性板と対向しない
部分に、銅などの良伝導体を貼り付け、渦電流が流れや
すくなるようにしてもよい。

【０００７】

【実施例】図１は本発明による渦電流減速装置の正面断
面図、図２は同側面図、図３は同平面展開断面図であ
る。本発明による渦電流減速装置は例えば車両用変速機
の出力回転軸２に結合される１対の導体からなる制動円
板３と、１対の制動円板３の間に配設される非磁性体か
らなる案内筒５と、案内筒５の内空部に相対回動可能に
支持した非磁性体からなる内外１対の磁石支持輪８，１
０とを備えている。制動円板３はボス３ａを回転軸２に
スプライン嵌合して固定され、ボス３ａと、ボス３ａか
ら放射状に延びる複数のスポーク３ｂと、放射状に延び
る複数の通風路３ｃを有する制動円板３とが、例えば鋳
造により一体に形成される。制動円板３の外周縁部と内
周縁部の強磁性板（ポールピース）６と対向しない部分
に、銅などの良伝導体からなる環状体ないし環状板２
３，２４が結合される。各環状板２３，２４は制動円板
３の内部を流れる渦電流に径方向の広がりをもたせ、制
動トルクを増大させる。

【０００８】案内筒５は断面長方形をなす環状の内空部
を備えている。具体的には、非磁性体からなる外筒２１
と内筒２２との端部に、環状板からなる側壁６ａを結合
してなる。側壁６ａは例えば１３クロム（Cr）系ステン
レス鋼などの強磁性体のステンレス鋼の薄板から構成
し、両側壁６ａの内面の磁石１２，１３と対向する部分
に、溶接などにより強磁性板（ポールピース）６が結合
される。案内筒５の側壁６ａの強磁性板６と接しない部
分６ｂを、高周波加熱などの方法により局部的に加熱
し、温度８００℃以上の高温状態から急冷することによ
り非磁性オーステナイト相に形成する。内筒２２はボス
５ａから放射方向に延びる複数のスポーク５ｂと一体に
形成され、ボス５ａが軸受４により回転軸２に支持され
る。案内筒５は適当な手段により例えば車両変速機の歯
車箱に固定される。多数の磁石１２を支持する内側の磁
石支持輪８は、案内筒５の内部に固定されるか、軸受７
により回動可能に支持される。多数の磁石１３を支持す
る外側の磁石支持輪１０は、内側の磁石支持輪８の外周
壁に軸受９により回動可能に支持される。磁石支持輪
８，１０の両側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板１４
が結合され、強磁性板６の内面に摺接可能とされる。

【０００９】図２に示すように、内側の磁石支持輪８は
アルミニウムなどの非磁性体からなり、扇形をなす磁石
１２が、各強磁性板６と対向しかつ強磁性板６に対する
極性が周方向に交互に異なるように配設される。好まし
くは、磁石１２は磁石支持輪８に鋳込まれる。外側の磁
石支持輪１０も同様に多数の磁石１３が各強磁性板６と
対向しかつ強磁性板６に対する極性が周方向に交互に異
なるように配設される。磁石支持輪１０の外周壁に形成
した部分歯車１８に、案内筒５に固定した電動機１６の
ピニオン１５が噛み合され、磁石支持輪１０は磁石１３
の配列ピツチｐだけ正逆回動可能とされる。しかし、磁
石支持輪１０の代りに、磁石支持輪８を磁石１２の配列
ピツチｐだけ正逆回動可能に支持してもよい。各強磁性
板６は内外１対の磁石１２，１３の側面を覆う面積の扇
形のものである。

【００１０】次に、本発明による渦電流減速装置の作動
について説明する。１対の制動円板３が回転軸２と一緒
に回転されるのに対し、図１に示すように、非制動時、
内外の磁石１２，１３の強磁性板６に対する極性が異な
る配列では、左右１対の強磁性板６の間で短絡的磁気回
路ｚが生じ、制動円板３に磁界を及ぼさない。１対の強
磁性板６は磁石１２，１３を両側から全面的に挟む状態
にあるから、制動円板３への洩れ磁束は殆ど生じず、制
動円板３は引きずりトルクを受けない。

【００１１】制動時、電動機１６により外側の磁石支持
輪１０を磁石１３の配列ピツチｐだけ回動すると、図２
に示すように、内外の磁石１２，１３の強磁性板６に対
する極性が同じになる。したがつて、図３に示すよう
に、内側の磁石１２と外側の磁石１３（磁石１２は図２
を参照）が、等しく強磁性板６を経て制動円板３に磁界
を及ぼす。回転する制動円板３が磁界を横切る時、制動
円板３に渦電流が発生し、制動円板３が制動トルクを受
ける。この時、各磁石１３から強磁性板６、制動円板
３、隣りの強磁性板６、隣りの磁石１３、反対側の強磁
性板６、反対側の制動円板３、隣りの強磁性板６へと磁
気回路ｗが生じる。磁石１２も左右１対の制動円板３の
間に同様の磁気回路を発生する。

【００１２】上述のように、案内筒５の両側壁６ａの強
磁性板６は、内外の磁石支持輪８，１０の磁石の配列ピ
ツチの回転差動により、回転軸２を含む面で短絡的磁気
回路ｚを形成する非制動状態と、円周面で案内筒５の側
壁６ａを経て制動円板３に磁界を及ぼす磁気回路ｗを形
成する制動状態とに切り換える。

【００１３】図４〜６に示すように、短絡的磁気回路ｚ
を形成する時、強磁性板６の径方向中央部分の肉厚を、
内外周縁部よりも厚くすれば、径方向中央部分の磁束密
度が他に比べて密になるので、より効率的な短絡的磁気
回路ｚが形成され、制動円板３に及ぶ洩れ磁束を一層効
率的に減じることができる。図４に示す変更実施例で
は、強磁性板６の径方向中央部分の肉厚を厚くし、その
分だけ磁石１２，１３の互いに接する部分（軸受９に隣
接する部分）で薄くなるようテーパ状にしたものであ
る。図５に示す変更実施例では、強磁性板６を中央部分
の肉厚が厚く、内外周縁部の肉厚が薄くなるように階段
状にしたものであり、強磁性板６の内面に対応して磁石
１２，１３は断面Ｔ字形とされる。図６に示す変更実施
例では、強磁性板６の内面が円弧状に突出される。図７
に示す変更実施例では、逆に側壁６ａの外面に強磁性板
６が結合され、かつ強磁性板６の外面が山形に突出さ
れ、強磁性板６の外面に対応して、制動円板３にはＶ形
の環状溝１９が形成される。

【００１４】図８に示すように、１３クロム（Cr）系ス
テンレス鋼などの薄板からなる案内筒５の側壁６ａに結
合される厚肉の強磁性板６は、平面断面が長方形のもの
でもよいが、制動時磁石１２，１３と１対の強磁性板６
との間に生じる磁気回路ｗは、制動円板３の回転数が高
くなるほど、矢印ｘで示す制動円板３の回転方向へ引き
ずられた格好に歪むので、図９，１０に示すような形状
が好ましい。図９に示す実施例では、前端面（制動円板
３の回転方向前方の端面）の外面側を切除して傾斜面２
６ａを形成し、同様に後端面の外面側を切除して傾斜面
２６ｂを形成することにより、磁石１２，１３からの磁
束を絞つて（磁束密度を高めて）制動円板３へ導き、制
動トルクを高めることができる。図１０に示す実施例で
は、強磁性板６の後端面を矢印ｘで示す制動円板３の回
転方向へ一層傾けた傾斜面２６ｂを形成することによ
り、制動円板３の高速回転での磁石１２，１３からの磁
束を強磁性板６の前端部（制動円板３の回転方向）へ絞
り込むことができる。図８〜１０の実施例でも、案内筒
５の側壁６ａの強磁性板６と接しない部分６ｂは、温度
８００℃以上の高温状態から急冷することにより非磁性
オーステナイト相に形成される。

【００１５】図１１，１２に示す実施例では、案内筒５
の１３クロム（Cr）系ステンレス鋼などの薄板からなる
両側壁６ａの内面に、厚肉の強磁性板６が結合される。
両側壁６ａの強磁性板６と接しない部分６ｂは、温度８
００℃以上の高温状態から急冷することにより非磁性オ
ーステナイト相に形成される。強磁性板６と同数の磁石
１２，１２ａを支持する左右１対の磁石支持輪８，８ａ
は、案内筒５の内空部に軸受７，７ａにより正逆回動可
能に支持される。磁石支持輪８，８ａの外面に潤滑油を
含浸させた薄い滑り板１４が結合され、強磁性板６に摺
接可能とされる。右側の磁石支持輪８ａはアルミニウム
などの非磁性体からなり、強磁性板６と同数の扇形をな
す磁石１２ａが、強磁性板６と対向しかつ強磁性板６に
対する極性が周方向に交互に異なるように配設される。
好ましくは、磁石１２ａは磁石支持輪８ａに鋳込まれ
る。左側の磁石支持輪８も同様に、強磁性板６と同数の
磁石１２が強磁性板６と対向しかつ強磁性板６に対する
極性が周方向に交互に異なるように配設される。磁石支
持輪８ａは図２に示したものと同様の手段により、磁石
１２ａの配列ピツチだけ正逆回動可能とされる。図示し
てないが、各強磁性板６は磁石１２，１２ａとほぼ同形
のものである。他の構成は図１の実施例と同様である。

【００１６】非制動時、左側の磁石支持輪８を固定し、
右側の磁石支持輪８ａを磁石１２ａの配列ピツチだけ回
動すると、相対向する磁石１２，１２ａの極性が同じに
なり、磁気回路が相殺されるので、制動円板３に磁界を
及ぼさない。制動時、１対の磁石支持輪８，８ａは相対
向する左右の磁石１２，１２ａの極性が逆になる位置に
保持される。したがつて、左右の磁石１２，１２ａが一
体的に強磁性板６を経て制動円板３に垂直な磁界を及ぼ
す。回転する制動円板３が磁界を横切る時、制動円板３
に渦電流が発生し、制動円板３が制動トルクを受ける。
この時、図１２に示すように、例えば、磁石１２，１２
ａから強磁性板６、制動円板３、隣りの強磁性板６、隣
りの磁石１２ａ，１２、反対側の強磁性板６、反対側の
制動円板３、隣りの強磁性板６へと磁気回路ｗが生じ
る。

【００１７】上述の実施例において、右側の磁石支持輪
８ａを固定し、左側の磁石支持輪８を電動機１６または
流体圧アクチユエータにより磁石１２の配列ピツチだけ
正逆回動するようにしてもよい。

【００１８】図１３〜１５に示す実施例では、案内筒５
の１３クロム（Cr）系ステンレス鋼などの薄板からなる
両側壁６ａの内面に、多数の強磁性板６が周方向等間隔
に結合される。側壁６ａの強磁性板６と接しない部分６
ｂは、温度８００℃以上の高温状態から急冷することに
より非磁性オーステナイト相に形成される。磁石支持輪
８は案内筒５の内空部に軸受７により正逆回動可能に支
持される。磁石支持輪８に磁石１２が周方向等間隔に結
合される。磁石１２は各強磁性板６に２つずつ対向さ
れ、かつ強磁性板６に対する極性が周方向に２つずつ異
なるように配設される。磁石支持輪８の両側面に潤滑油
を含浸させた薄い滑り板１４が支持され、強磁性板６に
摺接かのうとされる。図２に示したものと同様に、磁石
支持輪８の外周壁に形成した部分歯車に、案内筒５に固
定した電動機のピニオン１５が噛み合され、磁石支持輪
８は磁石１２の配列ピツチｐだけ正逆回動可能とされ
る。他の構成は図１の実施例と同様である。

【００１９】非制動時、共通の強磁性板６に対する、周
方向に隣接する２つの磁石１２の極性が互いに異なる関
係になり、図１４に示すように、左右１対の強磁性板６
の間で短絡的磁気回路ｚが生じ、制動円板３に磁界を及
ぼさない。制動時、磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツ
チｐだけ回動すると、共通の強磁性板６に対向する２つ
の磁石１２の極性が同じになる。したがつて、図１５に
示すように、２つの磁石１２が等しく強磁性板６を経て
１対の制動円板３に磁界を及ぼす。回転する１対の制動
円板３が磁界を横切る時、制動円板３に渦電流が発生
し、制動円板３が制動トルクを受ける。この時、磁石１
２から強磁性板６、制動円板３、隣りの強磁性板６、隣
りの磁石１２、反対側の強磁性板６、反対側の制動円板
３、隣りの強磁性板６へと磁気回路ｗが生じる。

【００２０】図１６に示す実施例は、図１３〜１５に示
す実施例において周方向に並ぶ２つの同極性の磁石１２
を１つにしたものである。案内筒５の１３クロム（Cr）
系ステンレス鋼などの薄板からなる両側壁６ａに、厚肉
の強磁性板６が周方向等間隔に結合される。各強磁性板
６に対向して１つの磁石１２が、強磁性板６に対する極
性が周方向に交互に異なるように磁石支持輪８に結合さ
れる。磁石支持輪８を磁石１２の半配列ピツチだけ回動
することにより、周方向に並ぶ２つの磁石１２が案内筒
５の両側壁６ａの強磁性板６に部分的に対向し、短絡的
磁気回路ｚを形成する非制動位置（図１６）と、案内筒
５の強磁性板６に１つの磁石１２が全面的に対向し、１
対の制動円板３の間に磁気回路を形成する制動位置とに
切り換わる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸に結合し
た１対の制動円板と、該１対の制動円板の間にあつて車
体などの非回転部分に取り付けられかつ回転軸方向の断
面が長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒
と、該案内筒の内空部に正逆回動可能に支持した少くと
も１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に
結合した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁の前記各磁
石と対向する部分に結合した強磁性板とを有し、前記制
動円板に前記磁石からの磁界に基づく渦電流により制動
力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の
両側壁を強磁性体のステンレス鋼の薄板で構成し、前記
両側壁の内外面の一方の前記磁石と対向する部分に前記
強磁性板を結合し、前記案内筒の前記強磁性板と接しな
い部分を高温状態から急冷することにより非磁性オース
テナイト相にしたものであるから、案内筒の加工が簡単
になり、強磁性板をアルミニウムなどの外側案内筒へ鋳
込む従来例のものに比べて歩留りが良く、加工経費を節
減でき、軽量化にも役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される渦電流減速装置の正面断面
図である。

【図２】同側面断面図である。

【図３】同渦電流減速装置の平面展開断面図である。

【図４】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要
部を示す正面断面図である。

【図５】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要
部を示す正面断面図である。

【図６】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要
部を示す正面断面図である。

【図７】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要
部を示す正面断面図である。

【図８】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置にお
ける案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図である。

【図９】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置にお
ける案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図である。

【図１０】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置に
おける案内筒の左側壁を展開して示す平面断面図であ
る。

【図１１】本発明が適用される他の渦電流減速装置の正
面断面図である。

【図１２】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図
である。

【図１３】本発明が適用される他の渦電流減速装置の正
面断面図である。

【図１４】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図
である。

【図１５】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図
である。

【図１６】本発明が適用される他の渦電流減速装置を展
開して示す平面断面図である。

【符号の説明】

２：出力回転軸 ３：制動円板 ４：軸受 ５：案内筒
６：強磁性板 ６ａ：側壁 ６ｂ：強磁性板と接しな
い部分 ８：磁石支持輪 ８ａ：磁石支持輪 ９：軸受
１０：磁石支持輪 １２：磁石 １３：磁石 １４：
滑り板 １５：ピニオン １６：電動機 １８：部分歯
車 １９：環状溝 ２１：外筒 ２２：内筒 ２３：良
伝導体の環状体 ２４：良伝導体の環状体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に結合した１対の制動円板と、該１
   対の制動円板の間にあつて車体などの非回転部分に取り
   付けられかつ回転軸方向の断面が長方形の内空部を有す
   る非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に正逆
   回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪と、該磁
   石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記
   案内筒の両側壁の前記各磁石と対向する部分に結合した
   強磁性板とを有し、前記制動円板に前記磁石からの磁界
   に基づく渦電流により制動力を発生させる渦電流減速装
   置において、前記案内筒の両側壁を強磁性体のステンレ
   ス鋼の薄板で構成し、前記両側壁の内外面の一方の前記
   磁石と対向する部分に前記強磁性板を結合し、前記案内
   筒の前記強磁性板と接しない部分を高温状態から急冷す
   ることにより非磁性オーステナイト相にしたことを特徴
   とする渦電流減速装置。
2. 【請求項２】前記制動円板の前記強磁性板に対向しない
   内外周縁部の少くとも一方に、銅などの良伝導体からな
   る環状体を備えた、請求項１に記載の渦電流減速装置。