(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる不動の案内筒と、該案内筒の内部にあつて少くとも１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部の前記各磁石と対向する部分に鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石から前記強磁性板を経て前記制動ドラムへ達する磁界により前記制動ドラムに渦電流に基づく制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の外筒部を非磁性のオーステナイト系ダクタイル鋳鉄またはオーステナイト系鋳鋼から構成し、前記外筒部の強磁性板と強磁性板との間の部分の肉厚を前記強磁性板が鋳込まれる部分よりも薄くしたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
回転軸に結合した制動円板と、該制動円板に対向する断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる不動の案内筒と、該案内筒の内部にあつて少くとも１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部の前記各磁石と対向する部分に鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石から前記強磁性板を経て前記制動ドラムへ達する磁界により前記制動ドラムに渦電流に基づく制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の外筒部を非磁性のオーステナイト系ダクタイル鋳鉄またはオーステナイト系鋳鋼から構成し、前記外筒部の強磁性板と強磁性板との間の部分の肉厚を前記強磁性板が鋳込まれる部分よりも薄くしたことを特徴とする渦電流減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は案内筒の外筒部にオーステナイト系ダクタイル鋳鉄またはオーステナイト系鋳鋼を用いた渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の渦電流減速装置では、案内筒の外筒部にアルミニウムを用い、鋼鉄などの軟磁性材からなる強磁性板（ポールピース）を鋳込んでいた。具体的には、強磁性板を温度２００℃以上に加熱してアルミニウムに鋳込むのであるが、熱膨張率の高いアルミニウムの方が温度が高く、冷却時の収縮率も大きく、強磁性板相互間にひけや鋳巣ができたり、強磁性板の縁部とアルミニウムとの間に隙間が生じて十分な結合が得られないことがある。この傾向は冷却の早い内外周部に生じやすい。上述のような欠陥を避けるために、完成品よりも２倍ほど厚い粗形状に鋳造してひけを少くしているが、案内筒の外筒部の内外周面の切削量が多く、加工時間が長くなり、また鋼鉄とアルミニウムの断続旋削になるので切削加工性もよくなかつた。
【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、案内筒の外筒部にアルミニウムに代る非磁性材料を用いることにより、強磁性板との結合が完全で仕上加工量が少い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制動ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる不動の案内筒と、該案内筒の内部にあつて少くとも１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部の前記各磁石と対向する部分に鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石から前記強磁性板を経て前記制動ドラムへ達する磁界により前記制動ドラムに渦電流に基づく制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の外筒部を非磁性のオーステナイト系ダクタイル鋳鉄またはオーステナイト系鋳鋼から構成し、前記外筒部の強磁性板と強磁性板との間の部分の肉厚を前記強磁性板が鋳込まれる部分よりも薄くしたことを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の構成は回転軸に結合した制動円板と、該制動円板に対向する断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる不動の案内筒と、該案内筒の内部にあつて少くとも１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部の前記各磁石と対向する部分に鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石から前記強磁性板を経て前記制動ドラムへ達する磁界により前記制動ドラムに渦電流に基づく制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の外筒部を非磁性のオーステナイト系ダクタイル鋳鉄またはオーステナイト系鋳鋼から構成し、前記外筒部の強磁性板と強磁性板との間の部分の肉厚を前記強磁性板が鋳込まれる部分よりも薄くしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では案内筒の外筒部にアルミニウムの代りに非磁性の鋳物、例えばオーステナイト系鋳鋼（ＳＣＨ１３）や、オーステナイト系ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤＡ−ＮｉＣｒ２Ｏ２相当のダクタイル鋳鉄）を用い、軟磁性材である鋼鉄からなる強磁性板を温度約７００℃（オーステナイト系鋳鋼の方が１００℃高い）に加熱して鋳込む。両者の熱膨張率にアルミニウムほどの差がなく、高温のため溶着し易く、案内筒の外筒部と強磁性板の縁部との間に隙間が生じにくい。
【０００７】
【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、図２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。
【０００８】
制動ドラム１３は鉄、アルミニウムなどの導体からなり、好ましくは、内周面１３ｃに、渦電流の流れをよくするために、薄い銅板を筒形に成形してなる銅製筒体３５を結合される。制動ドラム１３は基端部を、ボス部９から放射方向へ延びる多数のスポーク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が一体的に備えられる。
【０００９】
制動ドラム１３の内部に、断面長方形の内空部１６を有する案内筒１８が同軸に配設される。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は外筒部１８ａと内筒部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は普通の鉄などからなる左半部の断面コ字形をなす筒部分と、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。
【００１０】
制動ドラム１３の内周面１３ｃと対向する案内筒１８の外筒部１８ａに、周方向等間隔に多数の開口２１ａ（図３を参照）が設けられ、各開口２１ａに強磁性板２１が嵌合固定される。実際には、強磁性板２１は外筒部１８ａを鋳造する際に鋳ぐるまれる。
【００１１】
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。図６を参照して、アクチユエータ３４はシリンダ３６にピストン３６ａを嵌合して１対の流体圧室を区画し、ピストン３６ａから案内筒１８の内空部１６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。図１に示すように、磁石支持筒１９は案内筒１８の内空部１６に軸方向移動可能に支持される。磁石支持筒１９の外周面に、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。
【００１２】
制動時、磁石支持筒１９が図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の内部へ突出すると、回転する制動ドラム１３が磁石２０から強磁性板２１を経て制動ドラム１３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。制動時、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ｚ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。
【００１３】
図３に示すように、本発明によれば、周縁に抜止め突状３０を設けた所定形状の鋼製の強磁性板２１を予め鋳造する。強磁性板２１を温度約７００℃に加熱したうえ、円筒形の鋳型の内部に周方向等間隔に配置し、オーステナイト系鋳鋼（ＳＣＨ１３）またはオーステナイト系ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤＡ−ＮｉＣｒ２Ｏ２相当のダクタイル鋳鉄）の溶湯を鋳型へ注入して、強磁性板２１を鋳込んだ案内筒１８の外筒部１８ａを得る。案内筒１８の重量の増加を抑えるために、案内筒１８の外筒部１８ａの強磁性板２１の周囲に接する部分は肉厚を厚くし、他の部分は例えば外周面に溝２１ｂを設けて外筒部１８ａの肉厚を薄くする。案内筒１８の外筒部１８ａの内周面は滑かな円筒面にする。逆に、外筒部１８ａの外周面を円筒面とし、内周面に溝を設けてもよい。
【００１４】
図４に示す実施例では、強磁性板２１の周縁部を除く内外両面に軸方向の溝２１ｂ，２１ｃを設けて案内筒１８の外筒部１８ａの肉厚を薄くしたものである。
【００１５】
本発明によれば、案内筒１８と強磁性板２１との熱膨張率の差が小さいので、強磁性板２１を予め温度７００℃に加熱して鋳型の内部へ配置し、ダクタイル鋳鉄の溶湯を注入すれば、両者の緊密な溶着が得られ、案内筒１８の機械的強度が向上し、肉厚を薄くすることにより重量増加を最小限に抑えることができる。
【００１６】
上述の実施例は、制動ドラム１３に対し磁石支持筒１９を軸方向に往復移動させて、磁石２０が強磁性板２１と対向する制動位置と、磁石２０が強磁性板２１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、磁石支持筒１９の外周面に、各強磁性板２１に対向する磁石２０の極性が周方向に交互に異なるように結合し、磁石支持筒１９を磁石２０の半配列ピツチだけ正逆回動して、強磁性板２１に磁石２０が全面的に対向する制動位置と、強磁性板２１に２つの磁石２０が部分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も適用できる。
【００１７】
また、図５に示すように、磁石支持筒１９の外周面に、各強磁性板２１に２つの磁石２０が対向しかつ強磁性板２１に対する極性が周方向に２つずつ異なるように結合し、磁石支持筒１９を磁石２０Ａの配列ピツチｐだけ正逆回動して強磁性板２１に同極性の磁石２０が対向する制動位置と、強磁性板２１に異極性の磁石２０が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も適用できる。
【００１８】
図６に示すように、制動ドラム１３の内部に強磁性板２１を有する案内筒１８を配設し、案内筒１８の内空部に不動の磁石支持筒１９Ａと可動の磁石支持筒１９を配設し、軸受１５により内筒部１８ｂに支持した磁石支持筒１９をアクチユエータ３４により正逆回動させて、磁石支持筒１９，１９Ａの同極性の磁石２０，２０Ａが共通の強磁性板２１と全面的に対向する制動位置と、磁石支持筒１９，１９Ａの異極性の磁石２０，２０Ａが共通の強磁性板２１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も適用できる。
【００１９】
図７，８に示す実施例では、渦電流減速装置は回転軸４に結合される導体からなりかつ通風路５３ａを有する１対の制動円板５３と、制動円板５３の間に配設される非磁性体からなる不動の案内筒５８と、案内筒５８の内空部に正逆回動可能に支持した磁石支持輪ないし磁石支持筒５９とを備えている。案内筒５８はボス５６から放射方向に延びるスポーク５５と一体に形成され、ボス５６が軸受５７により回転軸４に支持される。案内筒５８は適当な手段により例えば変速機の歯車箱に固定される。案内筒５８の両端壁部に多数の強磁性板６１が周方向等間隔に結合される。磁石支持筒５９は案内筒５８の内空部に軸受５４により、外部から回動できるように支持される。磁石支持筒５９に多数の磁石６０が周方向等間隔に配設される。磁石６０は各強磁性板６１に２つずつ対向される。磁石支持筒５９の両側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板４１ａが結合され、強磁性板６１に摺接される。
【００２０】
図８に示すように、磁石支持筒５９には多数の扇形の磁石６０が、ほぼ２倍の面積の各強磁性板６１に２つずつ対向しかつ強磁性板６１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。磁石支持筒５９の外筒５１に形成した部分歯車に、案内筒５８に固定した電動機の小歯車が噛み合され、磁石支持筒５９は磁石６０の配列ピツチだけ正逆回動可能とされる。
【００２１】
非制動時、周方向に隣接する２つの磁石６０の強磁性板６１に対する極性が互いに異なる配列では、左右１対の強磁性板６１の間で短絡的磁気回路が生じ、制動円板５３に磁界を及ぼさない。左右１対の強磁性板６１は２つの磁石６０を両側から全面的に挟む状態にあるから、制動円板５３への洩れ磁束は殆ど生じない。制動時、磁石支持筒５９を磁石６０の配列ピツチだけ回動すると、２つの磁石６０の強磁性板６１に対する極性が同じになる。したがつて、２つの磁石６０が等しく強磁性板６１を経て制動円板５３に磁界を及ぼす。回転する制動円板５３が磁界を横切る時、制動円板５３に渦電流が発生し、制動円板５３が制動トルクを受ける。この時、１対の制動円板５３の間に磁気回路ｚが生じる。
【００２２】
上述の渦電流減速装置では、案内筒５８は断面Ｃ字形の本体と蓋板５８ａとに分割され、かつオーステナイト系ダクタイル鋳鉄またはオーステナイト系鋳鋼からなる案内筒５８の端壁に周方向等間隔に多数の強磁性板６１が鋳込まれる。この場合、案内筒５８の端壁は強磁性板６１と強磁性板６１との間の部分に径方向の溝を設けて薄肉に形成される。蓋板５８ａも同様に強磁性板６１と強磁性板６１との間の部分に径方向の溝を設けて薄肉に形成される。
【００２３】
本発明は図７，８に示す実施例において、２つの磁石６０の代りに、強磁性板６１と同じ大きさの磁石を強磁性板６１に対する極性が周方向に交互に異なるように磁石支持筒５９に結合し、磁石支持筒５９を磁石の半配列ピツチだけ正逆回動して、強磁性板６１に磁石６０が全面的に対向する制動位置と、強磁性板６１に２つの磁石６０が部分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も適用できる。
【００２４】
図９，１０に示すように、本発明は案内筒５８の内部に内外２つの磁石支持筒５９，５９Ａを支持する渦電流減速装置にも適用できる。渦電流減速装置は車両用変速機の出力回転軸４にスプライン７１により結合される導体からなる制動円板５３と、制動円板５３の両側に配設される非磁性体からなる１対の案内筒５８と、案内筒５８の内空部に支持した内外１対の磁石支持筒５９，５９Ａとを備えている。各案内筒５８は断面長方形の内空部を備えるものであり、ボスを軸受６３により回転軸４に支持され、かつ適当な手段により例えば変速機の歯車箱に固定される。軸受６３はナツト６２により軸方向の移動を抑えられる。オーステナイト系ダクタイル鋳鉄またはオーステナイト系鋳鋼からなる案内筒５８の制動円板５３と対向する壁面に周方向等間隔に多数のくぼみが設けられ、各くぼみにほぼ長方形ないし扇形をなす鋼製の強磁性板（ポールピース）６１が嵌合固定される。強磁性板６１は案内筒５８の成形時鋳ぐるまれる。多数の磁石６０，６０Ａを支持する磁性体からなる内外１対の磁石支持筒５９，５９Ａは、案内筒５８の内空部に相対回動可能に支持される。図示の実施例では、磁石支持筒５９は案内筒５８に固定され、磁石支持筒５９Ａは正逆回動可能に支持される。
【００２５】
磁性体からなる磁石支持筒５９，５９Ａは多数の磁石６０，６０Ａをそれぞれ結合する。詳しくは、磁石６０，６０Ａは各強磁性板６１に１つずつ対向しかつ強磁性板６１に対する極性が周方向に交互に異なるように配列される。磁石６０，６０Ａは磁石支持筒５９，５９Ａに鋳ぐるまれる。磁石支持筒５９Ａの外周壁に形成した部分歯車６４に、案内筒５８に固定した電動機の小歯車（図示せず）が噛み合され、磁石支持筒５９Ａは磁石６０Ａの配列ピツチだけ正逆回動可能とされる。
【００２６】
非制動時、各強磁性板６１に対する内外２つの磁石６０，６０Ａの極性は互いに逆になつている。磁石６０，６０Ａは強磁性板６１と磁石支持筒５９，５９Ａの間で鎖線で示す短絡的磁気回路ｗを形成し、制動円板５３に磁界を及ぼさない。制動時、磁石支持筒５９Ａを電動機により磁石６０Ａの配列ピツチだけ回動すると、各強磁性板６１に対する２組の磁石６０，６０Ａの極性が互いに同じになり、図１０に示すように、各磁石６０，６０Ａ（図示せず）は左右２対の磁石支持筒５９，５９Ａ（図示せず）の間に磁気回路ｚを形成し、回転する制動円板５３が磁界を横切る時、制動円板５３に渦電流が発生し、制動円板５３は制動トルクを受ける。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上述のように、回転軸に結合した制動ドラムまたは制動円板と、該制動ドラムの内部にあるか、制動円板に対向する断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる不動の案内筒と、該案内筒の内部にあつて少くとも１つの可動の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部の前記磁石と対向する部分に鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石から前記制動ドラムへ達する磁界により前記制動ドラムに渦電流に基づく制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の前記強磁性板の周辺をオーステナイト系ダクタイル鋳鉄またはオーステナイト系鋳鋼から構成したことにより、案内筒はやや重くなるが、案内筒と強磁性板と熱膨張率の差が小さいので歪みが小さく、高い結合強度が得られ、また鋳造後の仕上加工量を少くできるので、製造経費を節減できる。
【００２８】
案内筒の外筒部の強磁性板と強磁性板との間の部分の肉厚を、強磁性板が鋳込まれる部分よりも薄くしても強度に問題がなく、案内筒の重量増加を最小限に止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される渦電流減速装置の正面断面図である。
【図２】同渦電流減速装置の側面断面図である。
【図３】同渦電流減速装置の強磁性板を鋳込んだ案内筒の側面断面図である。
【図４】同渦電流減速装置の強磁性板を鋳込んだ他の案内筒の側面断面図である。
【図５】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装置の側面断面図である。
【図６】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装置の正面断面図である。
【図７】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装置の正面断面図である。
【図８】同渦電流減速装置の展開平面断面図である。
【図９】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装置の正面断面図である。
【図１０】同渦電流減速装置の平面展開断面図である。
【符号の説明】
４：回転軸  １２：スポーク  １３：制動ドラム  １８：案内筒  １８ａ：外筒部  １８ｂ：内筒部  １９，１９Ａ：磁石支持筒  ２０，２０Ａ：磁石  ２１：強磁性板  ２１ｂ，２１ｃ：溝  ３０：抜止め突条  ３４：アクチユエータ  ５０：スポーク  ５１：外筒
５２：内筒  ５３：制動円板  ５５：スポーク  ５８：案内筒  ５８ａ：蓋板  ５９，５９Ａ：磁石支持筒  ６０，６０Ａ：磁石  ６１：強磁性板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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