(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に結合した導体からなる制動ドラムの内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する不動の案内筒を同軸に配設し、前記案内筒の制動ドラムと対向する外周壁部に周方向等間隔に多数の強磁性板を結合し、前記案内筒の前記内空部に軸方向移動可能または回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持筒に、前記強磁性板に対する極性が周方向に交互に異なるよう永久磁石を結合し、前記永久磁石が前記強磁性板と全面的に対向する制動位置と前記永久磁石が前記強磁性板と全面的には対向しない非制動位置とに前記磁石支持筒を移動させるアクチユエータを備えてなる永久磁石式渦電流減速装置において、型鍛造される前記強磁性板は型合せ面から制動ドラムに対向する外面に至る周方向端部の壁面を、型合せ面から前記外面へ近づくにつれて周方向の寸法が次第に短くなるように傾斜させ、型合せ面から磁石に対向する内面に至る周方向端部の壁面を、型合せ面から前記内面へ近づくにつれて周方向の寸法が次第に短くなるように傾斜させ、型合せ面の周縁部の少くとも一部に前記強磁性板の内方への抜けを阻止する突条からなる抜止め壁を備えたことを特徴とする、永久磁石式渦電流減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として大型車両の摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に案内筒から強磁性板が脱落しないようにした永久磁石式渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の出願である特願平 8-293,354号に開示される永久磁石式渦電流減速装置によれば、ほぼ長方形の強磁性板（ポールピース）の断面形状を、制動ドラムに対向する外面が内面よりも短辺になる台形にすることにより制動力を向上させることができる。上述の渦電流減速装置では断面長方形の内空部を有する案内筒の内部に、永久磁石（以下これを単に磁石という）を支持する磁石支持筒が封じ込まれ、アルミニウム鋳物などの非磁性体からなる案内筒の外周壁部に、磁石に対向し得る強磁性板が鋳込まれるか、オーステナイト系のステンレスからなる案内筒の外周壁部に強磁性板が溶接される。磁石支持筒を軸方向または周方向へ移動することにより制動と非制動の切換えが達せられる。強磁性板の断面形状を台形にすることにより、磁石から強磁性板を経て回転する制動ドラムへ向う磁束を絞り込んで磁束密度を大きくし、制動ドラムに発生する渦電流量を増大させて制動力を高める。
【０００３】
しかし、強磁性板の面積が磁石の方へ広がつた断面台形であると、強磁性板を案内筒へ鋳込みにくく、強磁性板の内面が磁石に重なる制動時、強磁性板が磁石へ吸引されて案内筒から抜け出すことがある。また修理点検のために制動ドラムを外した時にも強磁性板が案内筒から抜けやすい。
【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、案内筒から強磁性板が脱落しないようにした永久磁石式渦電流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結合した導体からなる制動ドラムの内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する不動の案内筒を同軸に配設し、前記案内筒の制動ドラムと対向する外周壁部に周方向等間隔に多数の強磁性板を結合し、前記案内筒の前記内空部に軸方向移動可能または回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持筒に、前記強磁性板に対する極性が周方向に交互に異なるよう永久磁石を結合し、前記永久磁石が前記強磁性板と全面的に対向する制動位置と前記永久磁石が前記強磁性板と全面的には対向しない非制動位置とに前記磁石支持筒を移動させるアクチユエータを備えてなる永久磁石式渦電流減速装置において、型鍛造される前記強磁性板は型合せ面から制動ドラムに対向する外面に至る周方向端部の壁面を、型合せ面から前記外面へ近づくにつれて周方向の寸法が次第に短くなるように傾斜させ、型合せ面から磁石に対向する内面に至る周方向端部の壁面を、型合せ面から前記内面へ近づくにつれて周方向の寸法が次第に短くなるように傾斜させ、型合せ面の周縁部の少くとも一部に前記強磁性板の内方への抜けを阻止する突条からなる抜止め壁を備えたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では強磁性板（ポールピース）が磁石の吸引力により案内筒から抜けないように、強磁性板に抜止め壁を設ける。強磁性板は中間の厚さつまり型合せ面（パーテイングライン）から外側の部分、すなわち外半部の断面を台形にし、型合せ面の内半部は従来と同様にほぼ長方形にする。換言すれば、強磁性板の型合せ面の外半部の周方向端部または軸方向端部の壁面を傾斜させる。また、強磁性板が磁石の吸引力により案内筒から抜けないように、強磁性板に型合せ面に沿つて突条（リード）を設ける。ここで、型合せ面とは強磁性板の鍛造または鋳造に用いる上型と下型との境界面をいうことにする。
【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、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が一体に備えられる。
【０００９】
制動ドラム１３の内部に、断面箱形の内空部２３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は外周壁部１８ａと内周壁部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、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。
【００１０】
制動ドラム１３の内周面１３ｃ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。
【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。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２３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２３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。
【００１２】
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２０から強磁性板２１を経て制動ドラム１３の内周面１３ｃ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４０が形成される。
【００１３】
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】
本発明は強磁性板２１が案内筒１８から脱落するのを防止するために、厚板を単純に円弧状に湾曲して強磁性板とするものではなく、図３に代表されるように、型合せ面５６の外半部５１と内半部６１とをそれぞれ頭截角錐状に形成し、各角錐の底面を互いに重合せ結合したような立体形状にするものである。詳しくは、型鍛造または鋳造される強磁性板２１の断面形状について、型合せ面５６から制動ドラム１３と対向する外面へ近づくにつれて周方向の寸法が短くなるように、強磁性板２１の周方向端部の壁面を傾斜させてある。これにより、磁石２０から制動ドラム１３への磁束が集中し、磁束密度の低下が抑えられる。しかし、強磁性板２１の周方向端部の壁面の型合せ面５６に対する傾斜角（勾配）が小さすぎると、磁束が飽和してしまう。実験の結果によれば、強磁性板２１の周方向端部の壁面の傾斜角は約７５°が最適である。
【００１５】
図３，４に示す実施例では、型鍛造される強磁性板２１の円弧状に湾曲した型合せ面５６の外半部５１、すなわち制動ドラム１３に対向する外面５１ｂを有する外半部５１の側面断面が台形に形成され、磁石２０に対向する内面６１ｂを有する内半部６１の側面断面が台形に形成される。外半部５１と内半部６１との接続部、すなわち型合せ面５６に突条（ビード）５０が強磁性板２１の全周を囲むように形成される。換言すれば、強磁性板２１の外半部５１は周方向端部の壁面５１ａ，５１ｃを、型合せ面５６から外面５１ｂへ近づくにつれて周方向寸法が次第に短くなるように傾斜される。強磁性板２１の内半部６１も型鍛造の都合から、周方向端部の壁面６１ａ，６１ｃを型合せ面５６から内面６１ｂへ近づくにつれて周方向寸法が次第に短くなるように僅かに傾斜される。
【００１６】
図４に示すように、強磁性板２１の外半部５１の軸方向端部の壁面５１ｄは、型合せ面５６から外面５１ｂへ近づくにつれて軸方向寸法が次第に短くなるように傾斜される。強磁性板２１の内半部６１の軸方向端部の壁面６１ｄも、型合せ面５６から内面６１ｂへ近づくにつれて軸方向寸法が次第に短くなるように僅かに傾斜される。
【００１７】
上述の実施例において、突条（ビード）５０は周方向端部の壁面５１ａ，５１ｃ，６１ａ，６１ｃと軸方向端部の壁面５１ｄ，６１ｄのいずれか一方に設けるだけでもよい。また、強磁性板２１の周方向端部の壁面５１ａ，５１ｃと壁面６１ａ，６１ｃが傾斜されていれば、図５に示すように、強磁性板２１の軸方向端部の壁面５１ｄと壁面６１ｄとが同一平面をなすように、つまり強磁性板２１の正面断面がほぼ長方形をなすように構成してもよい。
【００１８】
図６に示す実施例では、強磁性板２１の側面断面の形状について、外半部５１の周方向端部の壁面５１ａ，５１ｃを単純な傾斜面でなく、型合せ面５６から外面５１ｂへ円弧状に絞つた曲面にして、磁石２０から制動ドラム１３へ向う磁束を絞り込むようにしたものであり、強磁性板２１の正面断面の形状については、図３，５に示すものと同様に構成することができる。
【００１９】
図７〜１０に示す実施例は、型合せ面５６に沿つて突条（ビード）を設けないものである。図７，８に示す実施例では、強磁性板２１の側面断面について、外半部５１の周方向端部の壁面５１ａ，５１ｃが、型合せ面５６から外面５１ｂへ近づくにつれて周方向寸法が次第に短くなるように傾斜される。強磁性板２１の内半部６１の周方向端部の壁面６１ａ，６１ｃは、型合せ面５６から内面６１ｂへ近づくにつれて周方向寸法が次第に短くなるように傾斜される。図８に示すように、強磁性板２１の正面断面については、外半部５１の軸方向端部の壁面５１ｄが、型合せ面５６から外面５１ｂへ近づくにつれて軸方向寸法が次第に短くなるように傾斜される。強磁性板２１の内半部６１の軸方向端部の壁面６１ｄは、型合せ面５６から内面６１ｂへ近づくにつれて軸方向寸法が次第に短くなるように傾斜される。
【００２０】
上述した各実施例では、強磁性板２１の正面断面が左右対称に構成されるが、図９に示すように、制動中の磁束の流れ（磁気回路のループ形状）を考慮して、外半部５１の軸方向端部の一方の壁面５１ｄの傾斜を緩やかに（型合せ面５６に対する傾斜角を小さく）するとか、図１０に示すように、外半部５１の軸方向端部の一方の壁面５１ｄの傾斜角と、内半部６１の軸方向端部の他方の壁面６１ｄの傾斜角とを小さくしてもよい。
【００２１】
本発明は上述のように、強磁性板２１の外面５１ｂと内面６１ｂの面積が、型合せ面５０の面積よりも狭くなつているので、案内筒１８の外周壁１８ａに鋳込まれた強磁性板２１が、磁石２０の吸引力を受けても、くさび効果により案内筒１８からの脱落を防止できる。
【００２２】
上述の実施例は、制動ドラムに対し磁石支持筒を軸方向に往復移動させて、磁石が強磁性板と対向する制動位置と、磁石が強磁性板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、特開平4-88867号公報に開示されるような制動ドラムに対し１つの磁石支持筒を回動させて、極 性が同じ２つの磁石が共通の強磁性板に対向する制動位置と、極性が異なる２つの磁石が共通の強磁性板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や、特開平4-12659 号公報に開示されるような制動ドラムの内部に不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒を配設し、一方の磁石支持筒を回動させて、両方の磁石支持筒の極性が同じ磁石が共通の強磁性板と全面的に対向する制動位置と、両方の磁石支持筒の極性が異なる１対の磁石が共通の強磁性板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。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上述のように、回転軸に結合した導体からなる制動ドラムの内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する不動の案内筒を同軸に配設し、前記案内筒の制動ドラムと対向する外周壁部に周方向等間隔に多数の強磁性板を結合し、前記案内筒の前記内空部に軸方向移動可能または回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持筒に、前記強磁性板に対する極性が周方向に交互に異なるよう永久磁石を結合し、前記永久磁石が前記強磁性板と全面的に対向する制動位置と前記永久磁石が前記強磁性板と全面的には対向しない非制動位置とに前記磁石支持筒を移動させるアクチユエータを備えてなる永久磁石式渦電流減速装置において、型鍛造される前記強磁性板は型合せ面から制動ドラムに対向する外面に至る周方向端部の壁面を、型合せ面から前記外面へ近づくにつれて周方向の寸法が次第に短くなるように傾斜させ、型合せ面から磁石に対向する内面に至る周方向端部の壁面を、型合せ面から前記内面へ近づくにつれて周方向の寸法が次第に短くなるように傾斜させ、型合せ面の周縁部の少くとも一部に前記強磁性板の内方への抜けを阻止する突条からなる抜止め壁を備えたから、強磁性板が磁石に吸引力により案内筒から脱落するのを防止できる。
【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】同渦電流減速装置における強磁性板の側面図である。
【図４】同強磁性板の正面図である。
【図５】同渦電流減速装置における強磁性板の他の実施例を示す正面断面図である。
【図６】同渦電流減速装置における強磁性板の他の実施例を示す側面断面図である。
【図７】同渦電流減速装置における強磁性板の他の実施例を示す側面図である。
【図８】同強磁性板の正面図である。
【図９】同渦電流減速装置における強磁性板の他の実施例を示す正面図である。
【図１０】同渦電流減速装置における強磁性板の他の実施例を示す正面図である。
【符号の説明】
４：回転軸  ５：取付フランジ  ５ａ：スプライン孔  ７：制動ドラム  ９：ボス部  ９ａ：フランジ部  １２：スポーク  １３：制動ドラム  １３ａ：冷却フイン  １３ｃ：内周面  １８：案内筒  １８ａ：外周壁部  １８ｂ：内周壁部  １９：磁石支持筒  ２０：磁石  ２１：強磁性板  ２３：内空部  ５０：抜止め突条  ５１：外半部  ５１ａ：壁面  ５１ｂ：外面  ５１ｃ：壁面  ５１ｄ：壁面  ５６：型合せ面  ６１：内半部  ６１ａ：壁面  ６１ｂ：内面  ６１ｃ：壁面  ６１ｄ：壁面
【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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