JPH10271799A - 渦電流式減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制動ドラムの端部に良導体からなる環状体を
結合して、制動トルクの向上を図り、環状体を効果的に
冷却する。 【解決手段】 回転軸４に複数の支持腕１２を介して結
合した鉄製の制動ドラム１３と、制動ドラム１３の内部
にあつて制動ドラム１３の内周面１３ｃに対向しかつ周
方向等間隔に多数の磁石２０を有する磁石支持筒１９と
を備える。制動ドラム１３の少くとも一方の端壁面に、
良導体からなる断面コ字形の環状体４１を、環状体４１
の内周面は制動ドラム１３の内周面１３ｃと連続するが
磁石２０に対向しないように結合し、制動ドラム１３の
端壁面１３ｄと環状体４１との間に形成された空部４４
へ空気を導く流入口５１と空部の空気を排出する流出口
５３とを環状体４１に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石または電磁
石を用いた渦電流式減速装置、特に制動ドラムの端部に
良導体からなる環状体を結合することにより、制動力を
大きくするとともに環状体の熱劣化を抑えるようにした
渦電流式減速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】公知のように、渦電流式減速装置は回転
する制動ドラムと磁石支持筒の磁石との間に、磁石−強
磁性板（ポールピース）−制動ドラム−隣の強磁性板−
隣の磁石−磁石支持筒（ヨーク）−磁石を通る磁気回路
が形成され、回転する制動ドラムが磁石からの磁束を横
切る時、制動ドラムに渦電流が流れ、制動トルクを発生
する。

【０００３】ところで、従来の渦電流式減速装置におけ
る鉄製の制動ドラムは、発生する制動トルクの点で必ず
しも十分とはいえない。制動トルクを高めるために、銅
などの良導体を結合してなる複合制動ドラムは公知であ
るが、従来のものは良導体に発熱が集中するので、耐久
性や冷却性能に問題がある。また、鉄製の制動ドラムの
内周面に良導体からなる筒体を嵌合したものは、実験結
果によれば制動トルクの向上は殆ど見られなかつた。こ
の原因の１つは鉄製の制動ドラムに良導体の筒体を嵌合
しただけでは、筒体が制動ドラムに完全に密着せず、両
者の間の電気抵抗が大きいことによる。筒体を制動ドラ
ムに密着させるには、構造が非常に複雑になり、製造経
費が嵩むなど実用化が難しい。

【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良導体からなる環状
体を金属的に結合して、制動トルクの向上を図り、かつ
電流密度が大きくなる環状体を効果的に冷却するように
した渦電流式減速装置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に複数の支持腕を介して結合
した鉄製の制動ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて
制動ドラムの内周面に対向しかつ周方向等間隔に多数の
磁石を有する磁石支持筒とを備えた渦電流式減速装置に
おいて、前記制動ドラムの少くとも一方の端壁面に、良
導体からなる断面コ字形の環状体を、該環状体の内周面
は前記制動ドラムの内周面と連続するが前記磁石に対向
しないように結合し、前記制動ドラムの端壁面と前記環
状体との間に形成された空部へ空気を導く流入口と空部
の空気を排出する流出口とを前記環状体に形成したこと
を特徴とする。

【０００６】また、本発明の構成は回転軸に複数の支持
腕を介して結合した鉄製の制動ドラムと、該制動ドラム
の内部にあつて制動ドラムの内周面に対向しかつ周方向
等間隔に多数の磁石を有する磁石支持筒とを備えた渦電
流式減速装置において、前記制動ドラムの少くとも一方
の端壁面に環状溝を設け、かつ該環状溝を覆う良導体か
らなる断面長方形の環状体を、該環状体の内周面は前記
制動ドラムの内周面と連続するが前記磁石に対向しない
ように結合し、前記制動ドラムの環状溝と前記環状体と
の間に形成された空部へ空気を導く流入口を前記環状体
に形成し、前記空部の空気を排出する流出口を前記環状
体と前記制動ドラムの端壁部との一方に形成したことを
特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では鉄製の制動ドラムの端
部の内周面から端壁面に、銅などの良導体からなる環状
体を溶接などにより結合し、制動ドラムと環状体との結
合部に空部を設け、該空部に空気の流入口と流出口を設
ける。

【０００８】環状体を制動ドラムの端壁部に結合するこ
とにより、渦電流を効果的に整流するとともに、磁束が
外部へ洩れるのを遮断し、制動ドラムへ有効に導入す
る。これにより渦電流の流路が制動ドラムの軸方向へ長
くなり、制動トルクが増大する。環状体自体が発熱し、
また制動ドラムの内周壁部の熱が環状体へ伝達されて
も、外気が空部を貫流するので、制動ドラムと環状体が
効果的に冷却され、環状体の熱劣化を防ぐ。

【０００９】

【実施例】図１は本発明が適用される磁石式渦電流減速
装置の正面断面図、第２図は同側面断面図である。本発
明に係る磁石式渦電流減速装置は、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１
０とナツト１０ａにより締結される。

【００１０】制動ドラム１３は後述するように鉄（鋼）
などの透磁率の大なる材料からなり、基端部をボス部９
から放射状に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１３ａ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１５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３２，３２ａにより固
定される。案内筒１８は外周壁部１８ａと内周壁部１８
ｂ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。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１８ａをアルミニウムから
鋳造する際に鋳ぐるまれる。

【００１２】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１５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。

【００１３】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、
制動トルクを発生する。制動ドラム１３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。

【００１４】上述のように、渦電流式減速装置は磁石２
０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、渦電流と磁界が強いほど
制動トルクは大きくなる。

【００１５】図３，４に示すように、本発明は制動ドラ
ム１３の制動トルクを高めるために、鋼などの透磁率の
大なる材料からなる制動ドラム１３の一端部または両端
部に、銅などの良導体からなる断面コ字形の環状体４１
を、磁石２０または強磁性板２１の側縁よりも寸法ｔだ
け外側に位置せしめて結合し、環状体４１の熱劣化を抑
え、渦電流を増加させ、制動トルクを高める。制動ドラ
ム１３と環状体４１との間で渦電流を流れやすくするた
めに、環状体４１の外周側内端面と内周側内端面とを、
制動ドラム１３の端壁面１３ｄに溶着または溶接により
結合する。環状体４１の内周面は制動ドラム１３の内周
面１３ｃと連続するように構成する。

【００１６】環状体４１と制動ドラム１３の端壁面１３
ｄとの間には断面長方形をなす環状の空部４４が形成さ
れ、空部４４へ空気を導く複数の流入口５１が環状体４
１の外端壁に形成され、空部４４の空気を排出する複数
の流出口５３が環状体４１の外周壁に形成される。流入
口５１と流出口５３とは互いに周方向の位置を異にして
配設される。図３に示す実施例では、支持腕１２の端部
１２ａは制動ドラム１３の外周壁に溶接により結合され
る。

【００１７】上述のように、制動ドラム１３の両端壁面
１３ｄには良導体からなる断面コ字形の環状体４１が、
金属的に完全に結合されるので、制動トルクに最も影響
がある渦電流が一方の環状体４１から他方の環状体４１
へと軸方向に流れる。また、環状体４１の内端面が磁石
２０または強磁性板２１の側縁よりも制動ドラム１３の
外端側へ寸法ｔだけ偏倚され、環状体４１が強磁性板２
１に直接対向しないように配置されるので、磁石２０か
ら制動ドラム１３へ向う磁束が環状体４１により外部と
遮断され、磁束が有効に制動ドラム１３の内部へ入り、
磁束洩れが極めて少くなる。したがつて、環状体４１の
ない制動ドラム１３よりも制動トルクが大幅に向上す
る。

【００１８】環状体４１の電流密度が大きいので、環状
体４１は発熱するだけでなく、制動ドラム１３の内周壁
部からの伝熱を受けるが、制動ドラム１３の回転に伴つ
て外気が空部４４を貫流するので、制動ドラム１３と環
状体４１が効果的に冷却され、環状体４１の熱劣化が抑
止される。

【００１９】図５に示す実施例では、環状体４１と制動
ドラム１３の端壁面１３ｄとの間の空部４４へ空気を導
く流入口５１ａが環状体４１の内周壁に形成され、空部
４４の空気を排出する流出口５３が環状体４１の外周壁
に形成される。

【００２０】図６に示す実施例では、制動ドラム１３の
端壁面１３ｄに環状溝１３ｂを設け、端壁面１３ｄに環
状溝１３ｂを覆う良導体からなる断面長方形の環状体４
１を、環状体４１の内周面は制動ドラム１３の内周面１
３ｃと連続するが磁石２０または強磁性板２１に対向し
ないように結合し、制動ドラム１３の環状溝１３ｂと環
状体４１との間に形成された空部４４へ空気を導く流入
口５１を環状体４１に形成し、空部４４の空気を排出す
る流出口５３ｂを制動ドラム１３の外周壁に形成したも
のである。

【００２１】図７，８は図３，６の環状体４１に適用さ
れる流入口の変更実施例を示す。図７に示す実施例で
は、環状体４１の端壁にプレス成形により、流入口６１
を打ち抜くと同時に導風板７０を切り起したものであ
る。導風板７０は制動ドラム１３の回転方向の上流側か
つ外端側へ突出し、外気を流入口６１から空部４４へ導
いて制動ドラム１３の端壁部を冷却し、流出口６３から
外部へ流出させる。

【００２２】図８に示す実施例では、環状体４１の端壁
にプレス成形により、流入口６１ａを打ち抜くと同時
に、内外周縁が閉鎖された屋根型の導風板７１を切り起
したものである。流入口６１ａは制動ドラム１３の回転
方向の上流側へ開口し、図３，６に示す流出口５３，５
３ｂと併用してもよいが、導風板７１を制動ドラム１３
の回転方向の上流側と下流側へ交互にへ開口すれば、流
入口６１ａと流出口６３ａとを同時にプレス成形でき
る。外気は流入口６１ａから空部４４へ入つて制動ドラ
ム１３の端壁部を冷却し、流出口６３ａから外部へ流出
する。

【００２３】図９に示す実施例では、環状体４１の端壁
にプレス成形により、周方向に延びる断面半円形の導風
板７２を外端側へ打ち出し、導風板７２の周方向の端部
に流入口６１ｂと流出口６３ｂを形成したものである。
外気は流入口６１ｂから空部４４へ入つて制動ドラム１
３の端壁部を冷却し、流出口６３ｂから外部へ流出す
る。

【００２４】本発明は永久磁石を用いた渦電流式減速装
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を用いた渦電流式減速装置の制
動ドラムにも適用できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸に複数の
支持腕を介して結合した鉄製の制動ドラムと、該制動ド
ラムの内部にあつて制動ドラムの内周面に対向しかつ周
方向等間隔に多数の磁石を有する磁石支持筒とを備えた
渦電流式減速装置において、前記制動ドラムの少くとも
一方の端壁面に、良導体からなる環状体を、該環状体の
内周面は前記制動ドラムの内周面と連続するが前記磁石
に対向しないように結合し、前記制動ドラムの端壁面と
前記環状体の内端壁面との一方に設けた環状溝により空
部を形成し、該空部へ空気を導く流入口と空部の空気を
排出する流出口とを前記環状体または制動ドラムの端壁
部に形成したから、次のような効果が得られる。

【００２６】制動ドラムの端部の環状体により、渦電流
が制動ドラムの一端部から他端部へと軸方向へ誘導され
るので、制動トルクが大幅に向上する。

【００２７】環状体が制動ドラムの端部に溶接などによ
り結合されるものであるから、溶接部分が小さく、加工
が簡単であり、製造経費を節減できる。

【００２８】発熱部に近い制動ドラムの端壁部が効率的
に冷却されるので、制動ドラムと環状体の耐久性が向上
する。

【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要部を示す正
面断面図である。

【図４】同渦電流式減速装置の要部を示す斜視図であ
る。

【図５】本発明の第２実施例に係る渦電流式減速装置の
要部を示す正面断面図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る渦電流式減速装置の
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式減速装置の
要部を示す斜視図である。

【図８】本発明の変更実施例に係る渦電流式減速装置の
要部を示す斜視図である。

【図９】本発明の変更実施例に係る渦電流式減速装置の
要部を示す斜視図である。

【符号の説明】

４：回転軸 ５：取付フランジ ９：ボス部 １２：支
持腕 １３：制動ドラム １３ａ：冷却フイン １３ｂ：環状溝 １３ｃ：内周面
１３ｄ：端壁面 １５：内空部 １８：案内筒 １
９：磁石支持筒 ２０：永久磁石 ２１：強磁性板 ４
１：環状体 ４４：空部 ５１，５１ａ，６１，６１
ａ，６１ｂ：流入口 ５３，５３ａ，６３，６３ａ，６３ｂ：流出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 徹 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に複数の支持腕を介して結合した鉄
   製の制動ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて制動ド
   ラムの内周面に対向しかつ周方向等間隔に多数の磁石を
   有する磁石支持筒とを備えた渦電流式減速装置におい
   て、前記制動ドラムの少くとも一方の端壁面に、良導体
   からなる断面コ字形の環状体を、該環状体の内周面は前
   記制動ドラムの内周面と連続するが前記磁石に対向しな
   いように結合し、前記制動ドラムの端壁面と前記環状体
   との間に形成された空部へ空気を導く流入口と空部の空
   気を排出する流出口とを前記環状体に形成したことを特
   徴とする渦電流式減速装置。
2. 【請求項２】回転軸に複数の支持腕を介して結合した鉄
   製の制動ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて制動ド
   ラムの内周面に対向しかつ周方向等間隔に多数の磁石を
   有する磁石支持筒とを備えた渦電流式減速装置におい
   て、前記制動ドラムの少くとも一方の端壁面に環状溝を
   設け、かつ該環状溝を覆う良導体からなる断面長方形の
   環状体を、該環状体の内周面は前記制動ドラムの内周面
   と連続するが前記磁石に対向しないように結合し、前記
   制動ドラムの環状溝と前記環状体との間に形成された空
   部へ空気を導く流入口を前記環状体に形成し、前記空部
   の空気を排出する流出口を前記環状体と前記制動ドラム
   の端壁部との一方に形成したことを特徴とする渦電流式
   減速装置。