(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に結合した左右１対の制動円板と、左右１対の制動円板の間の非回転部分に配設した断面長方形の内空部を有する案内筒と、該案内筒の内空部に回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に支持した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁に設けた前記各磁石と対向する強磁性部分とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動円板に制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の両側壁を強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、前記両側壁の前記磁石と対向する強磁性部分はそのままとし、前記両側壁の前記磁石と対向しない部分を溶体化して高温状態から急冷することにより非磁性または弱磁性とし、前記両側壁の非磁性または弱磁性部分と強磁性部分との境界に幅の狭い径方向の溝を設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
前記制動円板の前記強磁性部分と対向しない内外周縁部の少くとも一方に、銅などの良伝導体からなる環状体を備えた、請求項１に記載の渦電流減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば車両の摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に構成が簡単で製造が容易な強磁性板と一体をなす案内筒を備えた渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特公平６−１０１９２２号公報に開示されるような、回転軸に結合した左右１対の制動円板の間に永久磁石（以下単にこれを磁石という）を有する磁石支持輪を備えた渦電流減速装置では、非制動時に磁石からの磁界が外部へ洩れないように、磁石を覆う強磁性板（ポールピース）をかなり厚く（一般的には１０〜１６ｍｍ）しなければならい。このため、アルミニウム鋳物からなる案内筒に強磁性板を鋳込んだり、非磁性のステンレス鋼板を円板状に金型プレスにより成形したうえ周方向等間隔に多数の開口を設け、該開口に強磁性板を嵌合したうえ溶接していた。前者の方法はアルミニウム鋳物に対する強磁性板の鋳込み不良率が高く、後者の方法は強磁性板の溶接に手数が掛るので加工経費の削減が難しい。
【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、案内筒の両側壁を強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、磁石と対向する強磁性部分を残し、磁石と対向しない非磁性または弱磁性部分を熱処理により形成し、両者の間の特性を明確にした、製造が簡単で安価な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左右１対の制動円板と、左右１対の制動円板の間の非回転部分に配設した断面長方形の内空部を有する案内筒と、該案内筒の内空部に回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に支持した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁に設けた前記各磁石と対向する強磁性部分とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動円板に制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の両側壁を強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、前記両側壁の前記磁石と対向する強磁性部分はそのままとし、前記両側壁の前記磁石と対向しない部分を溶体化して高温状態から急冷することにより非磁性または弱磁性とし、前記両側壁の非磁性または弱磁性部分と強磁性部分との境界に幅の狭い径方向の溝を設けたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では磁石支持輪の側面を覆う案内筒の両側壁を強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、両側壁の磁石と対向する強磁性部分をそのままとし、磁石と対向しない部分を温度８００〜１３５０℃に加熱して溶体化した後に急冷して非磁性または弱磁性にし、磁石と対向する強磁性部分と磁石と対向しない非磁性または弱磁性部分との境界に少くとも径方向の溝を加工する。つまり、案内筒の両側壁の磁石と対向しない部分は、温度８００〜１３５０℃に加熱して溶体化した後に急冷すると、非磁性または弱磁性のオーステナイト相に変態する。案内筒の両側壁は厚肉のステンレス鋼板から構成し、両側壁に溝加工と熱処理を施すだけであるから、製造が簡単であり、製造単価の低減に役立つ。
【０００６】
また、境界の溝により強磁性部分と非磁性または弱磁性部分との各特性が明瞭に区画され、非制動時の短絡的磁気回路と制動時の磁気回路とが効率的に形成され、洩れ磁束が減じられる。
【０００７】
【実施例】
図１に示すように、本発明による渦電流減速装置は例えば車両用変速機の出力回転軸２に結合される１対の導体からなる制動円板３と、１対の制動円板３の間に配設される不動の案内筒５と、案内筒５の断面長方形の内空部に相対回動可能に支持した非磁性体からなる内外１対の磁石支持輪８，１０とを備えている。制動円板３はボス３ａを回転軸２にスプライン嵌合して固定され、ボス３ａとボス３ａから放射状に延びる複数のスポーク３ｂと放射状に延びる複数の通風路３ｃを有する円板部とを例えば鋳造により一体に形成される。
【０００８】
案内筒５は左右１対の環状の側壁１６の間に、外筒２１と内筒２２とを結合して断面長方形の内空部を形成してもよいが、図示の実施例では断面溝形の筒体に環状板を結合して構成される。内筒２２はボス５ａから放射方向に延びる複数のスポーク５ｂと一体に形成され、ボス５ａが軸受４により回転軸２に支持される。案内筒５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。多数の磁石１２を周方向等間隔に支持する内側の磁石支持輪８は、案内筒５の内部に軸受７により回動可能に支持される。磁石１２と同数の磁石１３を周方向等間隔に支持する外側の磁石支持輪１０は、内側の磁石支持輪８の外周壁に軸受９により回動可能に支持される。軸受７，９は磁石支持輪８，１０の相対回動を得るものであるから、何れか一方だけでもよい。磁石支持輪８，１０の両側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板１４が重ね合され、両側壁１６の内面に摺接可能とされる。
【０００９】
図１〜３に示すように、内側の磁石支持輪８はアルミニウムなどの非磁性体からなり、多数の扇形をなす磁石１２が、側壁１６と対向しかつ側壁１６に対する極性が周方向に交互に異なるように配設される。好ましくは、磁石１２は磁石支持輪８に鋳込まれる。外側の磁石支持輪１０も同様に多数の扇形をなす磁石１３が、側壁１６と対向しかつ側壁１６に対する極性が周方向に交互に異なるように配設される。図示してないが、磁石支持輪１０の外周壁に形成した部分歯車に、案内筒５の外筒２１に固定した電動機のピニオン軸が噛み合され、磁石支持輪１０は磁石１３の配列ピツチｐだけ正逆回動可能とされる。しかし、磁石支持輪１０の代りに、磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツチｐだけ正逆回動可能に支持してもよい。強磁性部分６は内外１対の磁石１２，１３の側面を覆う面積の扇形のものである。
【００１０】
図２，３に示すように、本発明では案内筒５の両側壁１６を、１３クロム（Cr）系ステンレス鋼などの強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、両側壁１６の磁石１２，１３と対向する強磁性部分６と、磁石１２，１３と対向しない部分６ａとの境界に、幅の狭い径方向の溝３０を設ける。両側壁１６の内面の磁石１２，１３と対向しない部分６ａは、温度８００℃以上に加熱して溶体化し、高温状態から急冷することにより非磁性または弱磁性に形成される。つまり、案内筒５の両側壁１６の磁石１２，１３と対向しない部分６ａは、１３クロム（Cr）系ステンレス鋼などの強磁性体である厚肉のステンレス鋼板であるが、温度８００〜１３５０℃に加熱して溶体化した後に急冷することにより、非磁性または弱磁性のオーステナイト相に変態させたものである。好ましくは、両側壁１６の外面にも溝３０を、外周面と内周面にも溝３０ａをそれぞれ設け、１対の溝３０と１対の溝３０ａが、強磁性部分６と非磁性または弱磁性部分６ａとの境界を囲むようにする。側壁１６の溝３０，３０ａは熱処理後に加工してもよいが、熱処理前に溝３０，３０ａを加工し、該溝３０，３０ａに冷却剤を装入するなどして、磁石１２，１３と対向しない部分６ａだけを熱処理するのが好ましい。
【００１１】
図１に示すように、制動円板３の強磁性部分６と対向しない内外周縁部の少くとも一方に、銅などの良伝導体からなる環状体２３，２４が結合される。環状体２３，２４により制動円板３の内部を流れる渦電流が径方向に広がり、制動トルクを増大させる。
【００１２】
次に、本発明による渦電流減速装置の作動について説明する。１対の制動円板３が回転軸２と一緒に回転されるのに対し、図１に示すように、非制動時、内外の磁石１２，１３の強磁性部分６に対する極性が異なる配列では、左右２対の強磁性部分６の間で短絡的磁気回路ｚが生じ、制動円板３に磁界を及ぼさない。左右１対の強磁性部分６は磁石１２，１３を両側から全面的に挟む状態にあるから、制動円板３への洩れ磁束は殆ど生じず、制動円板３は引きずりトルクを受けない。
【００１３】
制動時、電動機により外側の磁石支持輪１０を磁石１３の配列ピツチｐだけ回動すると、図２に示すように、内外の磁石１２，１３の強磁性部分６に対する極性が同じになる。したがつて、内外の磁石１２と磁石１３（図２を参照、以下同じ）が等しく強磁性部分６を経て制動円板３に磁界を及ぼす。回転する制動円板３が磁界を横切る時、制動円板３に渦電流が発生し、制動円板３が制動トルクを受ける。この時、各磁石１２から強磁性部分６、制動円板３、隣りの強磁性部分６、隣りの磁石１２、反対側の強磁性部分６、反対側の制動円板３、隣りの強磁性部分６へと磁気回路ｗが生じる。磁石１３も左右１対の制動円板３の間に同様の磁気回路ｗを発生する。
【００１４】
上述のように、内外の磁石支持輪８，１０の磁石１２，１３の配列ピツチｐの回転差動が、案内筒５の両側壁１６の強磁性部分６は、回転軸２を含む面で短絡的磁気回路ｚを形成する非制動状態と、案内筒５の側壁１６から制動円板３に磁界を及ぼし磁気回路ｗを形成する制動状態とに切り換える。
【００１５】
強磁性部分６と非磁性または弱磁性部分６ａとの境界に溝３０を設けたことにより、各部分６，６ａの磁気特性が明確に区画され、非制動時の短絡的磁気回路と制動時の磁気回路とが効率的に形成され、洩れ磁束が減じられ、非制動時の引摺りトルクが抑えられる。
【００１６】
図４，５に示す実施例では、案内筒５の強磁性体である厚肉のステンレス鋼板からなる両側壁１６に、多数の強磁性部分６と非磁性または弱磁性部分６ａとが周方向に交互に形成される。強磁性部分６と同数の磁石１２，１２ａを支持する左右１対の磁石支持輪８，８ａは、案内筒５の内空部に軸受７，７ａにより回動可能に支持される。磁石支持輪８，８ａの外側面に潤滑油を含浸した薄い滑り板１４が結合され、側壁１６の内面に摺接可能とされる。右側の磁石支持輪８ａはアルミニウムなどの非磁性体からなり、強磁性部分６と同数の扇形をなす磁石１２ａが、右側壁１６の強磁性部分６と対向しかつ強磁性部分６に対する極性が周方向に交互に異なるように配設される。好ましくは、磁石１２ａは磁石支持輪８ａに鋳込まれる。同様に、左側の磁石支持輪８もアルミニウムなどの非磁性体からなり、強磁性部分６と同数の扇形をなす磁石１２が、左側壁１６の強磁性部分６と対向しかつ強磁性部分６に対する極性が周方向に交互に異なるように配設される。磁石支持輪８ａは図１に示したものと同様の手段により磁石１２ａの配列ピツチだけ正逆回動可能とされる。図示してないが、各強磁性部分６は磁石１２，１２ａとほぼ同形のものである。
【００１７】
案内筒５の両側壁１６を、１３クロム（Cr）系ステンレス鋼などの強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、両側壁１６の磁石１２，１２ａと対向する強磁性部分６と対向しない部分６ａとの境界に、幅の狭い径方向の溝３０を設け、両側壁１６の内面の磁石１２，１２ａと対向しない部分６ａを温度８００℃以上に加熱して溶体化し、高温状態から急冷することにより非磁性または弱磁性を形成する。好ましくは、両側壁１６の外面にも溝３０を、外周面と内周面にも溝３０ａをそれぞれ設け、１対の溝３０と１対の溝３０ａが強磁性部分６と非磁性または弱磁性部分６ａとの境界を囲むようにする。他の構成は図１の実施例と同様である。
【００１８】
非制動時、左側の磁石支持輪８を固定し、右側の磁石支持輪８ａを磁石１２の配列ピツチだけ回動すると、相対向する磁石１２，１２ａの極性が同じになり、磁気回路が相殺されるので、制動円板３に磁界を及ぼさない。制動時、１対の磁石支持輪８，８ａは相対向する左右の磁石１２，１２ａの極性が逆になる位置に保持される。したがつて、左右の磁石１２，１２ａが一体的に左右１対の強磁性部分６を経て左右１対の制動円板３に垂直な磁界を及ぼす。回転する左右１対の制動円板３が磁界を横切る時、左右１対の制動円板３に渦電流が発生し、左右１対の制動円板３が制動トルクを受ける。この時、図５に示すように、磁石１２，１２ａから強磁性部分６、制動円板３、隣りの強磁性部分６、隣りの磁石１２ａ，１２、反対側の強磁性部分６、反対側の制動円板３、隣りの強磁性部分６へと磁気回路ｗが生じる。
【００１９】
上述の実施例において、右側の磁石支持輪８ａを固定し、左側の磁石支持輪８を電動機またはアクチユエータにより磁石１２の配列ピツチだけ正逆回動するようにしてもよい。
【００２０】
図６〜８に示す実施例では、案内筒５の強磁性体である厚肉のステンレス鋼板からなる両側壁１６に、多数の強磁性部分６と非磁性または弱磁性部分６ａとが周方向交互に形成される。単一の磁石支持輪８が案内筒５の内空部に軸受７により正逆回動可能に支持される。磁石支持輪８には多数の磁石１２が周方向等間隔に結合される。磁石１２は左右の側壁１６の各強磁性部分６に２つずつ対向され、かつ強磁性部分６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。磁石支持輪８の両側面に潤滑油を含浸させた薄い滑り板１４が結合され、側壁１６の内面に摺接可能とされる。図示してないが、磁石支持輪８の外周壁に形成した部分歯車に、案内筒５に固定した電動機のピニオンが噛み合され、磁石支持輪８は磁石１２の配列ピツチｐだけ正逆回動可能とされる。
【００２１】
案内筒５の両側壁１６を、１３クロム（Cr）系ステンレス鋼などの強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、両側壁１６の磁石１２と対向する強磁性部分６と磁石１２と対向しない非磁性または弱磁性部分６ａとの境界に、幅の狭い径方向の溝３０を設け、両側壁１６の部分６ａを温度８００℃以上に加熱して溶体化し、高温状態から急冷することにより、非磁性または弱磁性のオーステナイト相にする。好ましくは、両側壁１６の外面にも溝３０を、外周面と内周面にも溝３０ａをそれぞれ設け、１対の溝３０と１対の溝３０ａが強磁性部分６と非磁性または弱磁性部分６ａとの境界を囲むようにする。他の構成は図１の実施例と同様である。
【００２２】
非制動時、周方向に隣接する２つの磁石１２の共通の強磁性部分６に対する極性が互いに異なる配列では、図８に示すように、左右１対の強磁性部分６の間で短絡的磁気回路ｚが生じ、制動円板３に磁界を及ぼさない。制動時、磁石支持輪８を磁石１２の配列ピツチｐだけ回動すると、共通の強磁性部分６に対向する２つの磁石１２の極性が同じになる。したがつて、図７に示すように、２つの磁石１２が等しく強磁性部分６を経て左右１対の制動円板３に磁界を及ぼす。回転する左右１対の制動円板３が磁界を横切る時、左右１対の制動円板３に渦電流が発生し、左右１対の制動円板３が制動トルクを受ける。この時、磁石１２から強磁性部分６、制動円板３、隣りの強磁性部分６、隣りの磁石１２、反対側の強磁性部分６、反対側の制動円板３、隣りの強磁性部分６へと磁気回路ｗが生じる。
【００２３】
図９に示す実施例は、図６〜８に示す実施例において周方向に並ぶ２つの同極性の磁石１２を１つにしたものである。案内筒５の両側壁１６を、１３クロム（Cr）系ステンレス鋼などの強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、両側壁１６の磁石１２と対向する強磁性部分６と、磁石１２と対向しない部分６ａとの境界に、幅の狭い径方向の溝３０を設け、両側壁１６の部分６ａを温度８００℃以上に加熱して溶体化し、高温状態から急冷することにより非磁性または弱磁性のオーステナイト相にする。好ましくは、両側壁１６の外面にも溝３０を、外周面と内周面にも溝３０ａをそれぞれ設け、１対の溝３０と１対の溝３０ａが強磁性部分６と非磁性または弱磁性部分６ａとの境界を囲むようにする。他の構成は図１の実施例と同様である。
【００２４】
案内筒５の側壁１６の各強磁性部分６に対向して１つの磁石１２が、強磁性部分６に対する極性が周方向に交互に異なるように磁石支持輪８に結合される。磁石支持輪８を磁石１２の半配列ピツチだけ回動することにより、案内筒５の側壁１６の強磁性部分６に周方向に並ぶ２つの磁石１２が部分的に対向して短絡的磁気回路ｚを形成する非制動位置と、案内筒５の側壁１６の強磁性部分６に１つの磁石１２が全面的に対向して制動円板３との間に磁気回路を形成する制動位置とに切り換わる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上述のように、回転軸に結合した左右１対の制動円板と、左右１対の制動円板の間の非回転部分に配設した断面長方形の内空部を有する案内筒と、該案内筒の内空部に回動可能に支持した少くとも１つの磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に支持した多数の磁石と、前記案内筒の両側壁に設けた前記各磁石と対向する強磁性部分とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動円板に制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記案内筒の両側壁を強磁性体である厚肉のステンレス鋼板から構成し、前記両側壁の前記磁石と対向する強磁性部分はそのままとし、前記両側壁の前記磁石と対向しない部分を溶体化して高温状態から急冷することにより非磁性または弱磁性とし、前記両側壁の非磁性または弱磁性部分と強磁性部分との境界に幅の狭い径方向の溝を設けたものであり、構成が簡単で案内筒の製造が容易であり、従来構造のものとほぼ同様の制動性能が得られるとともに、製造経費を低減できる。
【００２６】
また、強磁性部分と非磁性または弱磁性部分との境界の溝により、両者の各磁気特性が明確に区別され、非制動時の短絡的磁気回路と制動時の磁気回路が効率的に形成され、洩れ磁束が減じられる。
【００２７】
制動円板の強磁性部分と対向しない内外周縁部の少くとも一方に、銅などの良伝導体からなる環状体が結合される。環状体により制動円板の内部を流れる渦電流が径方向に広がり、制動トルクを増大させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図２】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図である。
【図３】同渦電流減速装置の側面断面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図５】同渦電流減速装置を展開して示す平面断面図である。
【図６】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図７】同渦電流減速装置の非制動状態を展開して示す平面断面図である。
【図８】同渦電流減速装置の制動状態を展開して示す平面断面図である。
【図９】本発明の第４実施例に係る渦電流減速装置の非制動状態を展開して示す平面断面図である。
【符号の説明】
２：回転軸  ３：制動円板  ４：軸受  ５：案内筒  ６：強磁性部分  ６ａ：非磁性または弱磁性部分  ８，８ａ：磁石支持輪  ９：軸受  １０，１０ａ：磁石支持輪  １２，１２ａ：磁石  １３：磁石  １４：滑り板  １６：側壁  ２１：外筒  ２２：内筒  ２３：良伝導体の環状体  ２４：良伝導体の環状体  ３０，３０ａ：溝
【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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