(57)【要約】【課題】  制動トルクに寄与する渦電流を十分に発生させて、制動トルクを向上させる。【解決手段】  回転軸１に取付けられた制動ドラム４と、固定側に取付けられ制動ドラム４の内方に配置された電磁石６とを備え、電磁石６が、回転軸１と同心的に形成された円筒状の鉄心８と、鉄心８に回転軸１廻りに電線を巻回してなる電磁コイル９と、電磁コイル９を挟んで鉄心８の前後端に取付けられた環状の電磁部材１０、１１と、電磁部材１０、１１の外周面に周方向に所定間隔を隔てて複数設けられ、制動ドラム４の内周面に対向する突出部１３とを有する渦電流式減速装置において、突出部１３を、一方の電磁部材１０の突出部１３と他方の電磁部材１１の突出部１３とが軸方向から見て重ならないように形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取付けられた制動ドラムと、固定側に取付けられ上記制動ドラムの内方に配置された電磁石とを備え、該電磁石が、上記回転軸と同心的に形成された円筒状の鉄心と、該鉄心に上記回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイルと、該電磁コイルを挟んで上記鉄心の前後端に取付けられた環状の電磁部材と、該電磁部材の外周面に周方向に所定間隔を隔てて複数設けられ、上記制動ドラムの内周面に対向する突出部とを有する渦電流式減速装置において、
上記突出部を、一方の電磁部材の突出部と他方の電磁部材の突出部とが軸方向から見て重ならないように形成したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項２】
固定側に取付けられた制動ドラムと、回転軸に取付けられ上記制動ドラムの内方に配置された電磁石とを備え、該電磁石が、上記回転軸と同心的に形成された円筒状の鉄心と、該鉄心に上記回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイルと、該電磁コイルを挟んで上記鉄心の前後端に取付けられた環状の電磁部材と、該電磁部材の外周面に周方向に所定間隔を隔てて複数設けられ、上記制動ドラムの内周面に対向する突出部とを有する渦電流式減速装置において、
上記突出部を、一方の電磁部材の突出部と他方の電磁部材の突出部とが軸方向から見て重ならないように形成したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項３】
上記突出部を、一方の電磁部材の突出部と他方の電磁部材の突出部とが周方向から見て重ならないように形成した請求項１又は２記載の渦電流式減速装置。
【請求項４】
上記突出部は、周方向長さ及び径方向長さが同じで、且つ、周方向等間隔に形成された請求項１〜３いずれかに記載の渦電流式減速装置。
【請求項５】
上記突出部を、一方の電磁部材の突出部と他方の電磁部材の突出部とが周方向に交互に並ぶように形成した請求項１〜４いずれかに記載の渦電流式減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の摩擦ブレーキを補助する渦電流式減速装置に係り、特に、電磁石を用いた渦電流式減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
渦電流式減速装置として、回転軸に取付けられた制動ドラムと、固定側に取付けられ制動ドラムに対向する電磁石とを備え、電磁石を通電することで制動ドラムに渦電流を生起して回転軸を減速制動し、通電を切ることで減速制動を解除するものがある。
【０００３】
従来、この種の渦電流式減速装置の電磁石として、制動ドラムの内方に周方向に所定間隔を隔てて複数の鉄心を配置し、各鉄心に所定方向廻りに電線を巻回して電磁コイルを設けたものが知られている（特許文献１等参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０１６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本出願人は、一個の電磁コイルによって、多数の磁極を得ることのできる渦電流式減速装置を出願している（特開２００４−１７３４７４号公報）。
【０００６】
図６に示すように、この渦電流式減速装置は、回転軸に取付けられた制動ドラム（図示せず）と、固定側に取付けられ制動ドラムの内方に配置された電磁石６１と備える。電磁石６１は、回転軸と同心的に形成された円筒状の鉄心６２と、鉄心６２に回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイル６３と、電磁コイル６３を挟んで鉄心６２の前後端に取付けられた環状の電磁部材６４、６５とを有する。電磁部材６４、６５の外周面には、周方向に所定間隔を隔てて複数設けられ、制動ドラムの内周面に対向する突出部６６が設けられている。一方の電磁部材６４の突出部６６の位相と他方の電磁部材６５の突出部６６の位相とは合わせられている。
【０００７】
回転軸を減速制動するときは、電磁コイル６３を通電する。すると、鉄心６２の前後端に取付けられた電磁部材６４、６５がそれぞれＮ極、Ｓ極となり、一方の電磁部材６４の突出部６６が全てＮ極になると共に他方の電磁部材６５の突出部６６が全てＳ極となる。
【０００８】
このように、図６で示した渦電流式減速装置では、一個の電磁コイルを磁力源として多数の磁極が得られるので、多数の電磁コイルを用いるものと比べて、部品点数が少なくなりコストダウンを図ることができる。
【０００９】
しかし、図６で示した渦電流式減速装置では、Ｎ極からＳ極へと流れる磁極の向きは回転軸の軸方向なので制動トルクに寄与する渦電流はほとんど発生せず、磁極が周方向に断続的に配置されたことによる磁束の変化分だけが渦電流の発生に寄与するので、大きな制動トルクを得ることができないという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、制動トルクに寄与する渦電流を十分に発生させて、制動トルクを向上させることができる渦電流式減速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸に取付けられた制動ドラムと、固定側に取付けられ上記制動ドラムの内方に配置された電磁石とを備え、該電磁石が、上記回転軸と同心的に形成された円筒状の鉄心と、該鉄心に上記回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイルと、該電磁コイルを挟んで上記鉄心の前後端に取付けられた環状の電磁部材と、該電磁部材の外周面に周方向に所定間隔を隔てて複数設けられ、上記制動ドラムの内周面に対向する突出部とを有する渦電流式減速装置において、上記突出部を、一方の電磁部材の突出部と他方の電磁部材の突出部とが軸方向から見て重ならないように形成したものである。
【００１２】
また本発明は、固定側に取付けられた制動ドラムと、回転軸に取付けられ上記制動ドラムの内方に配置された電磁石とを備え、該電磁石が、上記回転軸と同心的に形成された円筒状の鉄心と、該鉄心に上記回転軸廻りに電線を巻回してなる電磁コイルと、該電磁コイルを挟んで上記鉄心の前後端に取付けられた環状の電磁部材と、該電磁部材の外周面に周方向に所定間隔を隔てて複数設けられ、上記制動ドラムの内周面に対向する突出部とを有する渦電流式減速装置において、上記突出部を、一方の電磁部材の突出部と他方の電磁部材の突出部とが軸方向から見て重ならないように形成したものである。
【００１３】
ここで、上記突出部を、一方の電磁部材の突出部と他方の電磁部材の突出部とが周方向から見て重ならないように形成しても良い。
【００１４】
また、上記突出部は、周方向長さ及び径方向長さが同じで、且つ、周方向等間隔に形成されても良い。
【００１５】
さらに、上記突出部を、一方の電磁部材の突出部と他方の電磁部材の突出部とが周方向に交互に並ぶように形成しても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、制動トルクに寄与する渦電流を十分に発生させて、制動トルクを向上させることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の側断面図である。図２は、図１の実施形態に係る電磁石の斜視図である。図３は、図１の実施形態に係る電磁石の正面図である。
【００１９】
図１に示すように、回転軸１（例えば変速機の出力軸）には、アウトプットフランジ２が取付けられている。アウトプットフランジ２には、非磁性体の材料（例えば、アルミ等の低透磁率材料、以下同じ）からなる支持腕３を介して、渦電流が生起される制動ドラム４が取付けられている。
【００２０】
制動ドラム４は、導電体且つ磁性体（強磁性体、軟磁性体等、以下同じ）の材料（例えば低炭素鋼、ステンレス鋼、鋳鉄等、以下同じ）からなり、回転軸１と同心的な円筒状に形成されている。制動ドラム４の外周面には、渦電流によって生じた発熱を放熱するための放熱フィン５が設けられている。
【００２１】
制動ドラム４の内方には、制動ドラム４に渦電流を生起するための電磁石６が配置されている。電磁石６は、非磁性体の材料からなるブラケット７を介して固定側（例えば変速機のケーシング）に取付けられている。
【００２２】
電磁石６は、回転軸１と同心的に形成された円筒状の鉄心８と、鉄心８の外周に回転軸１廻りに電線を巻回してなる電磁コイル９と、電磁コイル９を挟んで鉄心８の前後端に取付けられた環状の電磁部材１０、１１を有している。鉄心８及び電磁部材１０、１１は、磁性体の材料からなる。なお、これら鉄心８及び電磁部材１０、１１は一体形成されていても良い。
【００２３】
図２及び図３に示すように、電磁部材１０、１１の外周面には、周方向に所定間隔を隔て複数の溝１２が設けられ、各溝１２で区切られて突出部１３が凸状に複数形成されている。突出部１３は、電磁部材１０、１１の径方向外側に突出され、制動ドラム４の内周面に対向される。
【００２４】
突出部１３は、一方の電磁部材１０の突出部１３と他方の電磁部材１１の突出部１３とが軸方向から見て重ならないように形成されている（図３参照）。本実施形態では、突出部１３の周方向長さＬ１と溝１２の周方向長さＬ３とが略等しく形成されており、電磁部材１０、１１の位相を一方の電磁部材１０の突出部１３が他方の電磁部材１１の溝１２に対向するように周方向に半ピッチずらすことで、突出部１３を一方の電磁部材１０の突出部１３と他方の電磁部材１１の突出部１３とが軸方向から見て重ならないようにしている。
【００２５】
突出部１３は、一方の電磁部材１０の突出部１３と他方の電磁部材１１の突出部１３とが周方向から見て重ならないように形成される（図１参照）。本実施形態では、突出部１３の軸方向厚さと突出部１３よりも径方向内側の電磁部材１０、１１の軸方向厚さを等しくすることで、突出部１３を一方の電磁部材１０の突出部１３と他方の電磁部材１１の突出部１３とが周方向から見て重ならないようにしている。
【００２６】
また本実施形態では、突出部１３は、全ての突出部１３において周方向長さＬ１及び径方向長さＬ２が同じで、且つ、周方向等間隔に形成される（図３参照）。なお、突出部１３は、突出部１３毎に周方向長さＬ１或いは径方向長さＬ２が異なっていても良い。
【００２７】
さらに本実施形態では、突出部１３は、一方の電磁部材１０の突出部１３と他方の電磁部材１１の突出部１３とが周方向に交互に並ぶように形成される。
【００２８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２９】
図１に示す回転軸１を減速制動するときは、電磁コイル９を通電する。すると、電磁コイル９は鉄心８の外周に回転軸１廻りに電線を巻回して形成されているので、電磁コイル９内方の鉄心８が磁化される。そして、鉄心８の前後端に取付けられた電磁部材１０、１１がそれぞれＮ極、Ｓ極となり、一方の電磁部材１０の突出部１３が全てＮ極になると共に他方の電磁部材１１の突出部１３が全てＳ極となる。
【００３０】
その結果、一方の電磁部材１０、制動ドラム４、他方の電磁部材１１、鉄心８を循環する磁気回路Ｗが形成され、制動ドラム４と電磁石６との相対回転によって制動ドラム４に渦電流が生起され、回転軸１が減速制動される。一方、電磁コイル９の通電を切ることで減速制動が解除される。
【００３１】
本実施形態では、電磁部材１０、１１の突出部１３を、一方の電磁部材１０の突出部１３と他方の電磁部材１１の突出部１３とが軸方向から見て重ならないように形成したため、電磁コイル９を通電した際には、制動ドラム４に進入する磁束の向きが制動ドラム４の回転方向に対して切替わる（Ｎ→Ｓ、Ｓ→Ｎ）ことにより、制動トルク（制動力）に寄与する渦電流を十分に発生させて、制動トルクを向上させることができる。即ち本実施形態では、軸方向に間隔を隔てられたＮ極及びＳ極が周方向に交互に配置されるようになるので、制動トルク（制動力）に寄与する渦電流を十分に発生させて、制動トルクを向上させることができる。
【００３２】
本実施形態に係る渦電流式減速装置及び図６で示した渦電流式減速装置について解析を行った。解析モデルは、本実施形態及び図６で示したもの共に１６分割モデルとした。その結果、図４に示すように、本実施形態（図中○印で示す）では、図６で示したもの（図中△印で示す）に比べて制動トルクが向上することが分かった。
【００３３】
ところで、本出願人は、一個の電磁コイルによって、多数の磁極を得ることができ、且つ、制動ドラムに対向する電磁石の磁極面積を最大限に設定することができる渦電流式減速装置を出願している（特願２００３−３１１２１５）。
【００３４】
図７に示すように、この渦電流式減速装置においては、電磁部材６４、６５の突出部７６は、回転軸の軸方向に突出する爪状（クローポール状）に形成されている。図７に示す渦電流式減速装置では、軸方向に対向する電磁部材６４、６５の突出部７６間で磁気回路を形成し、磁束が制動ドラムに効率よく進入できず、大きな制動トルクを得ることができないという問題点があった。これに対して本実施形態では、電磁部材１０、１１の突出部１３を、一方の電磁部材１０の突出部１３と他方の電磁部材１１の突出部１３とが周方向から見て重ならないように形成したため、軸方向に対向する電磁部材１０、１１の突出部１３間で磁気回路が形成されることはなく、磁束が制動ドラムに効率よく進入し、図７に示す渦電流式減速装置に比べて制動トルクを向上させることができる。
【００３５】
本実施形態に係る渦電流式減速装置及び図７で示した渦電流式減速装置について解析を行った。解析モデルは、本実施形態及び図７で示したもの共に１６分割モデルとした。その結果、図５に示すように、本実施形態（図中○印で示す）では、図７で示したもの（図中□印で示す）に比べて制動トルクが向上することが分かった。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【００３７】
例えば、上述の実施形態とは逆に、制動ドラム４が固定側に取付けられ、電磁石６が回転軸１に取付けられていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の側断面図である。
【図２】図１の実施形態に係る電磁石の斜視図である。
【図３】図１の実施形態に係る電磁石の正面図である。
【図４】回転数−制動トルク線図である。
【図５】回転数−制動トルク線図である。
【図６】従来例を示す渦電流式減速装置に係る電磁石の部分破断斜視図である。
【図７】本出願人が先に出願した渦電流式減速装置に係る電磁石の部分破断斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  回転軸
４  制動ドラム
６  電磁石
８  鉄心
９  電磁コイル
１０  電磁部材
１１  電磁部材
１３  突出部
【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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