JPH079086U - 渦電流式減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変換された熱エネルギーにより各種部材が高
温にさらされる問題を解決し、多方面の用途に使用でき
る制動効率の高い渦電流式減速装置の提供。 【構成】 永久磁石１と所定の空隙を形成し且つ永久磁
石２と相対的に回転自在に対向配置する磁性体からなる
渦電流発生部材３の永久磁石１対向面側に配置した非磁
性体からなる高電気伝導度材料４と渦電流発生部材３と
の間に所定の熱放散用空隙８を形成し、例えば、該熱方
散用空隙８に積極的に空気を送風したり冷水を循環した
りすることによって高電気伝導度材料４及び渦電流発生
部材３の温度上昇を抑制し、効率的に制動トルクを向上
させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、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 用されている所謂ディスクタイプの渦電流式減速装置（リターダ）の改良に係り 、特に制動効率の高い渦電流式減速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディスクタイプの渦電流式減速装置の基本的な構成としては、図２に示すよう なものが知られている。 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、該永久磁石１対向面側に渦電流発生の増加を目的とするＣｕ等の非磁性 体からなる高電気伝導度材料４を接着した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（Ｌｇ）５を形成し、且つ前記永久磁石１と渦電 流発生部材３とがそれぞれ相対的に回転自在に対向配置する構成からなっている （特開昭６３−２７４３５９号）。 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いる。図において６は、ヨーク２に固定さ れる軸であり、７は渦電流発生部材３に固定される軸である。

【０００３】 例えば、軸７を介して渦電流発生部材３が回転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高電気伝導度材料４内及び渦電流発生部 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。 渦電流発生部材３への制動トルクの調整は、通常、永久磁石１を図中矢印イ方 向に移動させ、実際に磁路を形成する永久磁石１と磁性体からなる渦電流発生部 材３との距離Ｌｇを調整することによって行う。 上記の渦電流式減速装置においては、渦電流発生部材３が回転側に配置する場 合にて説明したが、永久磁石１が回転側に配置する場合でも同様に高電気伝導度 材料４内及び渦電流発生部材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。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記に示す構成の渦電流式減速装置において、その制動トルクは高電気伝導度 材料４内及び渦電流発生部材３内に発生する渦電流によって決定される。 しかし、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、高電気 伝導度材料４及び渦電流発生部材３はそれぞれ非常に高温となり、各構成部材に 変形を招いたり、電気伝導度材料４及び渦電流発生部材３の近傍に位置する永久 磁石１の温度が上昇して実質的な磁気特性の低下を招いたりして、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。

【０００５】 この考案は、変換された熱エネルギーにより各種部材が高温にさらされる問題 を解決し、多方面の用途に使用できる制動効率の高い渦電流式減速装置の提供を 目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、従来の渦電流式減速装置の高電気伝導度材料と渦電流発生部材と の間に所定の熱放散用空隙を形成し、例えば、該熱方散用空隙に積極的に空気を 送風したり冷水を循環したりすることによって高電気伝導度材料及び渦電流発生 部材の温度上昇を抑制し、効率的に制動トルクを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し且つ永久磁石と相対的 に回転自在に対向配置する磁性体からなる渦電流発生部材の永久磁石対向面側に 非磁性体からなる高電気伝導度材料を配置してなる渦電流式減速装置において、 前記渦電流発生部材と高電気伝導度材料との間に所定の熱放散用空隙を形成した ことを特徴とする渦電流式減速装置である。

【０００７】

【作用】

この考案の渦電流式減速装置の作用を図１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渦電流式減速装置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、該永久磁石１対向面側に所定の熱放散用空隙８を形成して偏 平環状の非磁性体からなる高電気伝導度材料４を配置してなる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（Ｌｇ）５を形成して対向配 置する構成からなっている。なお、９は所定寸法の熱放散用空隙８を形成して渦 電流発生部材３と高電気伝導度材料４とを一体に保持する高電気伝導度材料保持 部材である。 前記偏平環状の永久磁石１の高電気伝導度材料４及び渦電流発生部材３対向面 側には、複数の磁極（通常４極〜３０極程度）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、予め一体品からなる偏平環状の永久磁石１の高電気伝導度材料４及 び渦電流発生部材３対向面に、複数の磁極を面着磁したり、厚さ方向に着磁され た複数の扇状偏平永久磁石を円板状のヨーク２の表面に環状に配置する等、種々 の構成が採用できる。

【０００８】 また、磁路は永久磁石１と磁性体からなる渦電流発生部材３とによって形成さ れ、それらの間に配置される非磁性体からなる高電気伝導度材料４は、この磁路 形成には直接関与しない。 従って、高電気伝導度材料４の配置及び熱放散用空隙８の形成は、上記磁路中 の磁気抵抗を実質的に高めることとなり、磁路形成の観点からは必ずしも好まし くなく、目的とする作用、効果を得るためには永久磁石１として、高磁気特性を 有するＦｅ−Ｂ−Ｒ系焼結磁石等、公知の希土類系永久磁石材料を使用すること が望ましい。

【０００９】 また、制動トルクは永久磁石１から発生される磁束によって高電気伝導度材料 ４内と渦電流発生部材３内とに発生する渦電流の総和によって決定される。上記 の説明のように、熱放散用空隙８を形成することによって永久磁石１との距離が 必然的に大きくなり作用する磁束量が少なくなる渦電流発生部材３内では、発生 する渦電流も減少することから、永久磁石１との距離が小さい高電気伝導度材料 ４内で発生する渦電流を増加させることが望ましい。 従って、高電気伝導度材料４としては、できるだけ電気伝導度が高く、従来構 成に比較して厚い寸法からなるＣｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金等を要求される 制動トルク等に応じて材質、形状、寸法等を選定することが望ましい。

【００１０】 渦電流発生部材３と高電気伝導度材料４とを一体に保持する高電気伝導度材料 保持部材９は、渦電流発生部材３と磁性体高電気伝導度材料４との冷却手段等に 応じて形状、寸法等を選定する。 例えば、空冷の場合、板状の高電気伝導度材料保持部材９を渦電流発生部材３ と高電気伝導度材料４の各々外周面周方向の数ヵ所に架設して一体とし、外部か ら熱放散用空隙８内に空気を送風したり、特に高電気伝導度材料４及び渦電流発 生部材３自体が回転する場合は、高電気伝導度材料４及び渦電流発生部材３の互 いの対向面に直接フィン状の凹凸を形成したり、他のフィン部材を配置すること が望ましい。 また、水冷の場合、高電気伝導度材料４と渦電流発生部材３とを固定側に配置 し、永久磁石１を回転側に配置する構成として、熱方散用空隙８を密封するよう 高電気伝導度材料４と渦電流発生部材３との各々外周面周方向全体を覆うように リング状の高電気伝導度材料保持部材９を配置し、該保持部材９の所定位置に冷 却水の入口と出口を設け、冷却水を循環する構成が採用できる。

【００１１】 上記構成からなる永久磁石１と、高電気伝導度材料４及び渦電流発生部材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６は、ヨー ク２に固定される軸であり、７は磁性体渦電流発生部材３に固定される軸である 。 例えば、軸７を介して高電気伝導度材料４と渦電流発生部材３とが回転側に配 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高電気伝導度材 料４内とともに渦電流発生部材３内に渦電流が発生し、これらの渦電流による運 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、高電気伝 導度材料４と渦電流発生部材３の回転を制動、所謂ブレーキ作用することとなる 。 この際、高電気伝導度材料４と渦電流発生部材３との間に形成される熱放散用 空隙８に空気を送風することによってこれらの温度上昇を抑制し、従来構成の装 置に比べ効率良く大きな制動トルクを得ることができた。 図１の構成において制動トルクの調整は、図２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、実際に磁路を形成する永久磁石１と磁性体 からなる渦電流発生部材３との距離Ｌｇを調整することによって行う。

【００１２】 上記の渦電流式減速装置においては、高電気伝導度材料４と渦電流発生部材３ とが回転側に配置する場合にて説明したが、永久磁石１が回転側に配置する場合 でも同様に高電気伝導度材料４と渦電流発生部材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。 特に、永久磁石１が回転側に配置する場合には、高電気伝導度材料４と渦電流 発生部材３が回転する場合に比べ、熱放散用空隙８を利用する冷却手段として種 々の方法が採用できる。 この考案の渦電流減速装置は、図１に示す実施例に限定されるものでなく、特 に、空隙５間距離Ｌｇの調整手段、各軸６，７と永久磁石１または高電気伝導度 材料４及び渦電流発生部材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。

【００１３】

【実施例】

図１に示すこの考案の渦電流減速装置を作成した。永久磁石１としては、最大 エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが３５ＭＧＯｅからなる複数の扇状偏平Ｆｅ−Ｂ− Ｒ系焼結磁石を環状に配置して外径１３０ｍｍ×内径８２ｍｍ×厚さ４．５ｍｍ の環状偏平磁石を使用し、高電気伝導度材料４及び渦電流発生部材３の対向面に １２極の磁極を形成した。なお、ヨーク２は外径１３０ｍｍ×厚さ１０ｍｍの軟 鋼（ＳＳ４１）を用いた。 高電気伝導度材料４としては外径１３０ｍｍ×内径８２ｍｍ×厚さ４．５ｍｍ のＣｕ板を用い、磁性体渦電流発生部材３として外径１３０ｍｍ×内径８２ｍｍ ×厚さ１０ｍｍの所定組成からなるＦｅ系合金を用い、それぞれの対向間に１ｍ ｍの熱放散用空隙８を形成した。 該熱放散用空隙８に空気を送風するとともに、永久磁石１と渦電流発生部材３ との空隙寸法Ｌｇを７．５ｍｍとし、永久磁石１を７４８ｒｐｍにて回転した時 の高電気伝導度材料４及び磁性体渦電流発生部材３による制動トルクを測定した ところ１３．２ｋｇ・ｃｍであった。なお、この時、高電気伝導度材料４及び磁 性体渦電流発生部材３の表面温度は１００℃であった。

【００１４】 また、比較例として上記構成における熱放散用空隙８を（零）０ｍｍとし、他 は同様な条件にて作成した渦電流減速装置では、僅かの時間で高電気伝導度材料 ４及び磁性体渦電流発生部材３の表面温度が数百℃となり、安定した制動トルク が得られないばかりか、高電気伝導度材料４の熱膨張による変形等が懸念された 。

【００１５】

【考案の効果】

以上に示すように、この考案は、高電気伝導度材料及び渦電流発生部材との間 に熱放散用空隙を形成し、これらの部材を該熱放散用空隙を利用して積極的に冷 却することによって、該部材の温度上昇を抑制し、渦電流減速装置の各構成部材 の熱的変形、永久磁石の温度上昇に伴う磁気特性の低下等を低減し、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 型軽量な渦電流式減速装置の提供を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の渦電流式減速装置の一実施例を示す
説明図である。

【図２】従来の渦電流式減速装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石 ２ ヨーク ３ 高電気伝導度材料 ４ 渦電流発生部材 ５ 空隙 ６，７ 軸 ８ 熱放散用空隙 ９ 高電気伝導度材料保持部材

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し且つ永久
   磁石と相対的に回転自在に対向配置する磁性体からなる
   渦電流発生部材の永久磁石対向面側に非磁性体からなる
   高電気伝導度材料を配置してなる渦電流式減速装置にお
   いて、前記渦電流発生部材と高電気伝導度材料との間に
   所定の熱放散用空隙を形成したことを特徴とする渦電流
   式減速装置。