JPH0652384U - 渦電流式減速装置のローター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた冷却能力を発揮すると共に、回転時の
冷却空気の流入に伴うローターの回転抵抗と騒音の低減
を図った渦電流式減速装置を提供する。 【構成】 回転軸の片側端部にローターを嵌着し、隣接
する磁石の極性が互いに逆向きとなるよう複数の電磁石
あるいは永久磁石を周設した支持リングを、これら磁石
の極面が所要空隙でローターに磁気的に対向するように
設けた渦電流式減速装置において、上記ローターの円筒
部を形成する外筒２の外周面にローターの回転軸方向に
対して所定の食い違い角θを保った多数のファン翼５を
等間隔に設け、さらに隣接するファン翼５の間にファン
翼５と同様の食い違い角θを保った多数の冷却フイン６
を配設してなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、バスやトラックあるいは建設機器など大型車両に使用される渦電 流式減速装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

大型車両の減速装置ないし制動装置としては、主ブレーキであるフートブレー キ、補助ブレーキである排気ブレーキのほか、長い坂道の降坂時などで安定した 減速を行い、かつフートブレーキの焼損を防止するための渦電流式減速装置が使 用されている。

【０００３】 上記渦電流式減速装置は、鉄心に電磁コイルを巻着した電磁石を磁極とするも のと、永久磁石を磁極とするものとがある。前者はその磁極の多数をディスクの 両面に配設してなり、バッテリー電源からの通電により磁界を発生させ、渦電流 現象によりディスクを減速させる方向にトルクを発生させて制動力を得るもので あり、後者は隣接する永久磁石の極性が互いに逆向きとなるよう支持リングに周 設し、この支持リングを所要空隙を介して磁極面がローターと対向する位置から 磁気的に離脱する位置まで進退自在とし、磁極面がローターと対向する位置で永 久磁石から発生する磁界により渦電流現象を生じさせ、ローターを減速させる方 向にトルクを発生させ制動力を得るものである。

【０００４】 上記渦電流式減速装置は、その使用において車両を減速した際に吸収した運動 エネルギーをローターを介して熱放散させるため、使用頻度が増すに従ってロー ターの温度が上昇する。このローターの温度上昇により、減速装置の制動効率が 低下するばかりか、機械的強度も下がるため、ローター外周面に多数の冷却フイ ンを併設し、ローターの表面積を増大することによりローターの冷却能を高め、 ローターの温度上昇を抑制する工夫が従来よりなされていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記のごとく、従来の渦電流式減速装置は、ローターの温度上昇を抑制するた め、ローターにリング状の冷却フインを設けているが、使用条件によっては６０ ０℃以上の高温に達し、ローターが熱変形したり、制動効率が低下していた。

【０００６】 一方、上記問題を解決するため、先に冷却能の増大を図ったローターの考案が なされている（例えば実開平３−５４３７６号公報、実開平４−１１４７８２号 公報を参照）。これらは、ローターの外周面に、回転方向にＶ字型に屈曲した多 数の冷却フインを等間隔で円周配設したもので、冷却空気はフィンの両側端から 内方の屈曲部方向へ強制的に流れ、屈折部から上方に排出され、その間冷却空気 が冷却フインおよびローター円筒部外周面で効率良く熱交換を行い、ローターの 温度上昇を抑制するものである。

【０００７】 しかしながら、上記渦電流式減速装置のローターは、冷却能が優れているが、 回転時の空気抵抗によるエネルギー損失が大きいため、通常走行時において車両 の駆動力が低下し、あるいは燃費が悪化するなどの問題があり、その上、風切り 音が大きく騒音が発生する欠点があった。

【０００８】 この考案は、上記の現状に鑑み、回転時の冷却空気の流れに対し抵抗、騒音の 少ないファン翼を配設して低抵抗、低騒音のもとで冷却空気の必要流量を確保し 、同時に隣接するファン翼の間に冷却フインを設けて十分な冷却能の確保を図っ た渦電流式減速装置のローターを提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案は、回転軸の片側端部にローターを嵌着し、隣接する磁石の極性が互 いに逆向きとなるよう複数の電磁石あるいは永久磁石を周設した支持リングを、 これら磁石の極面が所要空隙でローターに磁気的に対向するように設けた渦電流 式減速装置において、上記ローターの円筒部外周面にローターの回転軸方向に対 して所定の食い違い角を保った多数のファン翼を等間隔に設け、さらに隣接する ファン翼の間にファン翼と同様の食い違い角を保った多数の冷却フインを配設し たことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

この考案は、ローターの円筒部外周面にローターの回転軸方向に対して所定の 食い違い角を保ったファン翼が配設されているため、ローターが回転するとファ ン翼の一方から流入した冷却空気はファン翼の他方から排出される。ファン翼の 間を流れる冷却空気は、ファン翼自体の表面の外にファン翼の間に設けた冷却フ インの表面に接触して流れる間に熱交換が行われ、ローターの温度上昇は阻止さ れる。特に、高温となるローター円筒部の外周面中央に冷却フインを設けた場合 には冷却フインへの熱伝導が著しいため、冷却空気との間で効率の良い熱交換が 行われる。その結果、ローターの回転による損失エネルギーや騒音を低く抑えた 上で、ローターの冷却能を増大することが可能となる。

【００１１】 ローターの回転軸方向に対するファン翼の食い違い角は、ファン翼の回転速度 と冷却空気の流入速度を考慮したファン翼に対する空気の流入方向（相対速度方 向）にファン翼が平行となるように角度を選択するとき、空気抵抗によるエネル ギー損失が最小となるので、その近傍の角度を採用することが好ましい。また、 冷却空気の流入速度を加速する、すなわち流量を増大させるために、最小損失の 角度より若干小さい角度を採用する場合も考えられる。

【００１２】

【実施例】

この考案の実施例を図面に基づいて説明する。 回転軸１２の片側端部に嵌着した支持部材１７にローター１の取付円板７を複 数のボルト１０により取着する。このローター１は、外筒２と内筒３を所要の空 間をもって対向させ円筒部を形成し、外筒２と内筒３との筒端間を多数のアーム ４により接続し、外筒２の外周面にローターの回転軸方向に対し、所要の食い違 い角を保ったフアン翼５の多数を等間隔で円周配設し、これら隣接するフアン翼 ５の間にフアン翼５と平行に冷却フイン６を設け、かつ内筒３の一方の端面に取 付け円板７を設けてなる。

【００１３】 冷却フイン６は、必要とする冷却能力に応じて、大きさや枚数が任意に決めら れる。例えば、図２Ａ、Ｂに示す場合は、ローターの回転軸方向に対し食い違い 角θをもって多数のファン翼５を図２Ａにおいて円筒部２の左半分に配設し、右 半分には隣接するファン翼５の間にあって、かつファン翼に平行して多数の冷却 フイン６を配設したものである。そして、両者は円筒部の中央部で重なり合うよ うに設けられている。この場合の冷却空気は図２Ａ、Ｂに矢印線で示すようにフ アン翼５側から冷却フイン６側へ流れる。なお、円筒部の温度分布は図２Ｂに示 すように表面中央部が高く、左右両側は低い。

【００１４】 図３Ａ、Ｂは、他の実施例におけるフアン翼５と冷却フイン６の配置を示した ものであり、フアン翼５は大きく長く円筒部の両側側面より突出しており、逆に 冷却フイン６は円筒部の最も温度の高い中央部に小さく設けられている。また、 図４Ａ、Ｂに示すものは、図３Ａ、Ｂの変形であり、隣接するファン翼５の間に ある冷却フイン６を２枚づつ配置したことを特徴とする。

【００１５】 上記外筒２と内筒３との間の空間には、その筒長さに見合う幅の支持リング１ ４が介在する。この支持リング１４は、回転軸１２に軸受１５を介して軸支され た支持板１６に取着して回転軸１２の軸線方向に突設された複数の案内棒１８に 支持され、支持リング１４を幅方向に貫通したロッド８をシリンダー１１により 進退させることにより、ローターの円筒部に対向した位置から磁気的に外れた位 置までの長さを進退自在に設ける。そして、支持リング１４の外周面に希土類磁 石からなる永久磁石９の複数個を隣接する磁石の極性が互いに逆向きとなるよう に周設されている。なお、この永久磁石群は、支持板１６に取着されたシールド ケース１３に納められている。

【００１６】 上記減速装置は、例えば支持板１６に設けた取付け金具（図面省略）を車体へ 取着し、回転軸１２をプロペラシャフトに接続して使用される。

【００１７】 上記減速装置において、支持リング１４が後退して永久磁石群がローター１の 円筒部に磁気的に離脱した位置にあるときは、ローター１内には渦電流は流れな いため、ローター１は所定のトルクで回転しており、いわゆる制動ＯＦＦの状態 にある。

【００１８】 この制動ＯＦＦの状態でシリンダー１１を作動すれば、ロッド８の前進に伴っ て支持リング１４が前進し、ローターの外筒２の内周面に所定空隙をもって永久 磁石９が全面対向する。すると、隣接する永久磁石９、外筒２および支持リング １４の間に磁気回路が構成され、いわゆる制動ＯＮの状態となり、最大の制動ト ルクが発生して車両は大きく減速する。

【００１９】 上記の制動操作を繰り返すと減速装置には大きな熱量が発生し、その熱量はロ ーターの外筒２に蓄積されようとするが、ローターの回転によりファン翼５の一 方より冷却空気が流れ込み、ファン翼５の表面と隣接するファン翼５の間に設け られた冷却フイン６の表面で効率良く熱交換が行われ、ローターは十分に冷却さ れる。

【００２０】 図１、図２に示すこの考案の実施による渦電流式減速装置と、比較のため図１ の装置においてファン翼５と冷却フイン６の代わりに従来のＶ字型に屈曲した冷 却フインを設け、他は図１と同じ機構の渦電流式減速装置とを、それぞれ１０ト ントラックに装備して、ローターの円筒部の温度上昇、回転抵抗および騒音を調 べた。その結果を図５、図６および図７に示す。図５より両者の冷却効果は同じ であることがわかる。また、図６よりこの考案の実施例は比較例に比べ回転抵抗 が小さいため回転損失が少なく、さらに図７より騒音レベルも低いことがわかる 。したがって、この考案によるローターは、Ｖ字型屈曲冷却フインを設けたロー ターと同様に優れた冷却能力を有しており、その上回転抵抗および騒音は大きく 抑制されていることがわかる。

【００２１】

【考案の効果】

この考案の渦電流式減速装置は、隣接するファン翼の間に誘導された冷却空気 は制動に伴う発生熱量の蓄積が最も大きい部位に設けられた冷却フインに接触し て効率よく熱交換を行うことができ優れた冷却能力が発揮される。。また、回転 時の冷却空気の流入に伴うローターの回転抵抗と騒音が極めて小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例における縦断面図である。

【図２】図１におけるローターの一部を展開し、ファン
翼と冷却フインの配置および冷却空気の流れを示す説明
図であり、Ａは平面図、Ｂは正面図である。

【図３】この考案の他の実施例におけるローターの一部
を展開し、ファン翼と冷却フインの配置を示す説明図で
あり、Ａは平面図、Ｂは正面図である。

【図４】この考案の第３の実施例におけるローターの一
部を展開し、ファン翼と冷却フインの配置を示す説明図
であり、Ａは平面図、Ｂは正面図である。

【図５】この考案の実施によるローターと比較例のＶ字
型屈曲冷却フインを有するローターの冷却能力を、回転
速度とドラム飽和温度との関係で示すグラフである。

【図６】この考案の実施によるローターと比較例のＶ字
型屈曲冷却フインを有するローターの回転抵抗を回転速
度と回転損失との関係で示すグラフである。

【図７】この考案の実施によるローターと比較例のＶ字
型屈曲冷却フインを有するローターの回転時の騒音を回
転速度と騒音レベルとの関係で示すグラフである。

【符号の説明】

１ ローター ２ 外筒 ３ 内筒 ４ アーム ５ ファン翼 ６ 冷却フイン ７ 取付け円板 ８ ロッド ９ 永久磁石 １０ ボルト １１ シリンダー １２ 回転軸 １３ シールドケース １４ 支持リング １５ 軸受 １６ 支持板 １７ 支持部材 １８ 案内棒 θ 食い違い角

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の片側端部にローターを嵌着し、
   隣接する磁石の極性が互いに逆向きとなるよう複数の電
   磁石あるいは永久磁石を周設した支持リングを、これら
   磁石の極面が所要空隙でローターに磁気的に対向するよ
   うに設けた渦電流式減速装置において、上記ローターの
   円筒部外周面にローターの回転軸方向に対して所定の食
   い違い角を保った多数のファン翼を等間隔に設け、さら
   に隣接するファン翼の間にファン翼と同様の食い違い角
   を保った多数の冷却フインを配設したことを特徴とする
   渦電流式減速装置のローター。