(57)【要約】【課題】製造時間の短縮とコスト削減ができ、さらに、全方向に永久磁石を強固に支持できるようにする。【解決手段】永久磁石３を円周方向に回動させて制動オンと制動オフを切り替えるタイプの渦電流式減速装置において、磁石支持リング４に接着した永久磁石３を、各永久磁石３の間に、バスタブ形状の非磁性の弾性固定部材１１を配置することによって支持する。【効果】制動オンと制動オフを切り替えた際に、永久磁石の固定部材に衝撃荷重が作用した場合でも、固定部材の強度を確保でき、永久磁石を長期に亘って安定して固定することができる。また、製造時間の短縮とコスト削減が図れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に一体的に取り付けた制動ドラムと、
この制動ドラムに対向して支持され、制動ドラムの円周方向に隣接する磁極の向きが互いに逆向きとなるよう、一定の間隔で永久磁石を配置した強磁性体の磁石支持リングと、
前記永久磁石群と前記制動ドラムとの間に、これら永久磁石と基本的には同じ角度位置に配置した強磁性体のポールピース群を、このポールピース群の各ポールピース間に設けた非磁性体の支持部材を介在させて設置した支持体を備え、
前記磁石支持リングを所要角度、回転軸を中心とする円周方向の旋回移動可能に構成して永久磁石の円周方向の回動により制動オンと制動オフを切り替えるタイプの渦電流式減速装置において、
前記磁石支持リングに接着した前記永久磁石を、各永久磁石の間に、バスタブ形状の非磁性の弾性固定部材を配置することによって支持したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項２】
前記バスタブ形状の弾性固定部材は、弾性固定部材を前記回転軸の横断面方向から見た場合に、両側壁が底壁から上端に向けて外方に広がるように立ち上がらせたものであることを特徴とする請求項１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、磁石を円周方向に回動させて制動オンと制動オフを切り替えるタイプの渦電流式減速装置に関するもので、特に磁石固定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１で開示された渦電流式減速装置は、図６（ａ）に示すように、プロペラシャフトなどの回転軸１に制動部材である円筒状の制動ドラム２を固定している。
【０００３】
そして、制動ドラム２の内周側にリング状の磁石支持リング４を回転が自在なように配置し、この磁石支持リング４の外周面に複数の永久磁石３を隣接する極性が互いに逆向きになるように円周方向に設置している。
【０００４】
また、前記永久磁石３群と前記制動ドラム２との間に、永久磁石３と基本的には同じ角度位置に配置した強磁性体のポールピース５を配置している。これらポールピース５は、各ポールピース５の間に非磁性体の支持部材６ａを介在させた支持体６によって支持されている。
【０００５】
前記渦電流式減速装置は、制動オン時には、図６（ｂ）に示すように永久磁石３をポールピース５と対向する位置に保持することで、永久磁石３からの磁界の作用で、永久磁石３と対向する制動ドラム２の内周面に渦電流が発生する。そして、この渦電流と磁界の相互作用により、回転軸とともに回転する制動ドラムに回転方向と逆向きの制動力が生じ、回転軸を減速する。
【０００６】
一方、制動オフ時には、図６（ｃ）に示すように隣接するポールピース５を永久磁石３が跨いで両側のポールピース５に半分ずつ重なり合う状態にすることで、これら永久磁石３とポールピース５と磁石支持リング４で短絡的磁気回路が形成される。この場合、制動ドラム２に発生する制動トルクが非常に小さくなる。
【０００７】
ところで、上記構成の渦電流式減速装置における永久磁石の支持構造として、以下の構造が開示されている。
【０００８】
例えば特許文献２，３では、磁石支持リングの円周方向と回転軸の軸方向への永久磁石のずれを防止する支持構造が開示されている。
【０００９】
この特許文献２で開示された構造は、永久磁石の両側端面に係合リブを形成する一方、永久磁石を磁石支持リングに押さえ付ける押え金物には、前記係合リブに合致する係合段部を形成することで、磁石支持リングの円周方向のずれを防止している。また、磁石支持リングの両側側面に係合段部を設けることで、回転軸の軸方向のずれを防止している。
【００１０】
また、特許文献３で開示された構造は、永久磁石の両側端面に凹状又は凸状の係合段部を設ける一方、前記押え金物には前記係合段部に見合う凸状又は凹状の係合段部を設けることで、磁石支持リングの円周方向と回転軸の軸方向のずれを防止している。
【００１１】
しかしながら、特許文献２，３で開示された構造のように、押え金具とボルトで固定するタイプでは、永久磁石及び押え金具の係合部の加工に時間とコストを要し、さらに、ボルト締結のために製造時間が長くなる。特に、永久磁石の極数を増やして制動効率を高めたタイプの渦電流式減速装置では、押え金具とボルトの数も増えるので、前記問題がより増大することになる。
【００１２】
一方、特許文献４では、弾性固定部材を使用することで、永久磁石や押え金具に係合リブや係合段部を設けることなく、永久磁石を支持する構造が開示されている。特許文献４には、永久磁石は接着剤で保持リングに固定すること、弾性固定部材はカシメ、溶接、リベットなどで固定できることが記載されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献４は、磁石を回転軸の軸方向に移動させて制動オンと制動オフを切り替えるディスク式またはドラム式の渦電流式減速装置における永久磁石の支持構造である。
【００１４】
また、制動状態の切り替え信号を受けた後、制動オンと制動オフが切り替わる時間（ブレーキの反応時間）は短いほうが好ましいため、制動オンと制動オフを切り替える際は磁石支持リングを可能な限り高速で移動させることになる。
【００１５】
その際、特許文献１のような永久磁石を円周方向に回動させるタイプの場合、制動状態の切り替え時に永久磁石を回動させた後に静止させると、永久磁石に作用する慣性力によって永久磁石の固定部材（特許文献２，３の押さえ金物）に衝撃荷重が負荷される。このため、永久磁石を円周方向に回動させて制動状態を切り替えるタイプの装置では、衝撃荷重に耐え得る永久磁石の固定部材が必要である。
【００１６】
一方、特許文献４の、永久磁石を回転軸の軸方向に移動させるタイプの場合、永久磁石に作用する慣性力の方向が永久磁石を固定する弾性固定部材の方向と一致しないので、弾性固定部材には大きな荷重は負荷されない。
【００１７】
つまり、特許文献４で開示された弾性固定部材で固定する構造を、永久磁石を円周方向に回動させて制動オンと制動オフを切り替えるタイプに適用する場合は、弾性固定部材に衝撃荷重が負荷された際に十分な強度を確保できない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平１−２９８９４８号公報
【特許文献２】実開平３−０７４１８５号公報
【特許文献３】特開平８−３３６２７３号公報
【特許文献４】特開２００５−１７６４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明が解決しようとする課題は、特許文献２，３で開示された永久磁石の支持構造は、永久磁石及び押え金具の係合部の加工に時間とコストを要し、さらに、ボルト締結のために製造時間が長くなるという点である。一方、特許文献４で開示された支持構造を、永久磁石を円周方向に回動させて制動オンと制動オフを切り替えるタイプに適用する場合は、弾性固定部材に衝撃荷重が負荷された際に十分な強度を確保できない可能性があるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、永久磁石を円周方向に回動させて制動オンと制動オフを切り替えるタイプの渦電流式減速装置において、製造時間の短縮とコスト削減ができ、さらに、全方向に永久磁石を強固に支持できるようにすることを目的としている。
【００２１】
本発明は、
回転軸に一体的に取り付けた制動ドラムと、
この制動ドラムに対向して支持され、制動ドラムの円周方向に隣接する磁極の向きが互いに逆向きとなるよう、一定の間隔で永久磁石を配置した強磁性体の磁石支持リングと、
前記永久磁石群と前記制動ドラムとの間に、これら永久磁石と基本的には同じ角度位置に配置した強磁性体のポールピース群を、このポールピース群の各ポールピース間に設けた非磁性体の支持部材を介在させて設置した支持体を備え、
前記磁石支持リングを所要角度、回転軸を中心とする円周方向の旋回移動可能に構成して永久磁石の円周方向の回動により制動オンと制動オフを切り替えるタイプの渦電流式減速装置において、
前記磁石支持リングに接着した前記永久磁石を、各永久磁石の間に、バスタブ形状の非磁性の弾性固定部材を配置することによって支持したことを最も主要な特徴としている。
【００２２】
本発明は、各永久磁石の間に非磁性の弾性固定部材を配置することによって永久磁石を支持するので、永久磁石や弾性固定部材に係合段部を加工する必要がなく、加工に要する時間やコストを削減できる。
【００２３】
また、本発明では、バスタブ形状の弾性固定部材を使用しているので、円周方向の強度が向上し、回転軸の軸方向、磁石支持リングの円周方向及び半径方向の何れの方向も、永久磁石を強固に支持することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、永久磁石を円周方向に回動させて制動オンと制動オフを切り替えるタイプの渦電流式減速装置において、制動オンと制動オフを切り替えた際に、永久磁石の固定部材に衝撃荷重が作用した場合でも、固定部材の強度を確保でき、永久磁石を長期に亘って安定して固定することができる。また、製造時間の短縮とコスト削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の渦電流式減速装置における永久磁石を支持するバスタブ形状の異なる実施例を回転軸の横断面方向から見た図、（ｃ）はバスタブ形状の弾性固定部材で永久磁石を支持した状態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の渦電流式減速装置における永久磁石を支持する溝形状の弾性固定部材の斜視図、（ｂ）は溝形状の弾性固定部材で永久磁石を支持した状態を示す斜視図である。
【図３】溝形状の弾性固定部材の第２の例を示す図２と同様の図である。
【図４】溝形状の弾性固定部材の第３の例を示す図２と同様の図である。
【図５】溝形状の弾性固定部材の変形の形態を説明する模式図で、（ａ）は弾性固定部材と磁石支持リング間の摩擦係数が大きい場合、（ｂ）は弾性固定部材と磁石支持リング間の摩擦係数が小さい場合を示した図である。
【図６】本発明の渦電流式減速装置の基本構造を説明する図で、（ａ）は回転軸方向の断面図、（ｂ）は制動オン時の磁気回路構成の説明図、（ｃ）は制動オフ時の磁気回路構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、永久磁石を円周方向に回動させて制動オンと制動オフを切り替えるタイプの渦電流式減速装置において、製造時間の短縮とコスト削減ができ、さらに、全方向に永久磁石を強固に支持するという目的を実現するものである。
【００２７】
そして、前記目的を、磁石支持リングに接着した永久磁石を、各永久磁石の間に、バスタブ形状の非磁性の弾性固定部材を配置して支持することで実現した。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の渦電流式減速装置の特徴構成部分を図１〜図４を用いて説明する。
本発明は、例えば、図６に示す、円周方向に１列にならべた磁石を回動させる単列旋回方式の渦電流式減速装置において、永久磁石３を接着剤で鋼製の磁石支持リング４に固定することで、制動オンと制動オフの切り替え時に磁石支持リング４の円周方向への移動を防止し、さらに、各永久磁石３の間に配置する非磁性体の弾性固定部材１１を、制動オンと制動オフの切り替え時における磁石支持リング４の円周方向の衝撃荷重に強い形状として、前記永久磁石３の磁石支持リング４への固定の耐久性を向上させるものである。
【００２９】
また、弾性固定部材１１の形状によっては、磁石支持リング４の円周方向への永久磁石３の移動だけでなく、回転軸１の軸方向への移動や磁石支持リング４の半径方向への移動も効果的に防止することができる。
【００３０】
その際、本発明では、弾性固定部材１１を、永久磁石３や弾性固定部材１１に係合段部を加工する必要がなく、しかもボルトを使用することなく永久磁石３の固定を可能とする形状とすることで、加工に要する時間やコストの削減を図っている。
【００３１】
図１は弾性固定部材１１の第１実施例を示したもので、磁石支持リング４の外周面上の、隣り合う永久磁石３の間に挿入が可能な大きさ及び形状の底壁１２の外周端全域から側壁１３を立ち上げたバスタブ形状に形成したものである。
【００３２】
この際、弾性固定部材１１は、磁石支持リング４の円周方向側の両側壁１３が隣接する永久磁石３と当接する長さとなるように成形する。この場合、永久磁石３と当接する両側壁１３は、図１（ａ）に示すように、底壁１２から垂直に立ち上がらせても、また、図１（ｂ）に示すように、底壁１２から上端に向けて外方に広がるように立ち上がらせてもよい。
【００３３】
弾性固定部材１１を、図１に示すようなバスタブ形状とした場合、弾性固定部材１１の磁石支持リング４の円周方向の強度が向上するので、永久磁石３の磁石支持リング４への固定の耐久性を向上させることができる。また、板状の素材をプレス成型するだけで製作できるので、製造工数、製造コストの低減が図れる。さらに、板状の素材から成形しているので、例えば生産効率が高い溶接法であるスポット溶接によって磁石支持リング４に固定することが可能となり、生産効率が向上する。板状の素材としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板を用いると、非磁性であるため磁気回路の短絡を防止でき、さらに、鋼製の磁石支持リング４ともスポット溶接が可能になる。
【００３４】
図２〜図４は、弾性固定部材１１を、磁石支持リング４の外周面上の、隣り合う永久磁石３の間に挿入が可能な幅を有する溝形状に形成した第２実施例を示したものである。
【００３５】
このうち、図２に示す第１の例は、両側壁１３の例えば両側に底壁１２につながる波打ち形状部１４を形成したものである。
【００３６】
また、図３に示す第２の例は、溝形状の溝の長手方向両端側に両側壁１３から底壁１２に至るスリット１５を形成し、これらスリット１５よりも両端側に位置する側壁１３を永久磁石３に係合させるようにしたものである。
【００３７】
また、図４に示す第３の例は、図２に示す波打ち形状部１４と、図３に示すスリット１５を共に形成したものである。すなわち、溝形状の溝の長手方向両端側に両側壁１３から底壁１２に至るスリット１５を形成するとともに、これらスリット１５より溝の長手方向中央部側に両側壁１３から底壁１２につながる波打ち形状部１４を形成したものである。
【００３８】
この図２〜図４に示す溝形状に形成した第２実施例の場合も、弾性固定部材１１の、磁石支持リング４の円周方向の長さは、磁石支持リング４の円周方向側の両側壁１３が隣接する永久磁石３と当接する長さに成形する。
【００３９】
また、図２に示す第１の例の場合は、（ａ）図に示すように、永久磁石３と当接する両側壁１３は、底壁１２から上端に向けて溝幅が広がるように立ち上がらせるものに限らず、図示省略したが底壁１２から垂直に立ち上がらせてもよい。
【００４０】
但し、図３及び図４に示す第２，３の例の場合は、それぞれの（ａ）図に示すように、永久磁石３と当接する両側壁１３は、底壁１２から上端に向けて溝幅が広がるように立ち上がらせる。そして、弾性固定部材１１の設置時に、両スリット１５間の中央部分の側壁１３が隣接する永久磁石３を、離反する方向に押すようにする。
【００４１】
この図２〜図４に示す溝形状に形成した第２実施例の場合、波打ち形状部１４が磁石支持リング４の円周方向の強度を向上させる。また、スリット１５が永久磁石３の回転軸１の軸方向への移動を拘束する。
【００４２】
また、図２〜図４に示す溝形状に形成した第２実施例の場合も、板状の素材をプレス成型するだけで製作できるので、前記図１で説明した第１実施例の場合と同様の作用効果を奏する。
【００４３】
本発明の渦電流式減速装置は、例えば、接着剤で永久磁石３と磁石支持リング４を固定した後、これら永久磁石３の間に弾性固定部材１１を配置して磁石支持リング４にスポット溶接するだけで、永久磁石３の固定が完了する。
【００４４】
つまり、本発明では、永久磁石３の固定に要する工数が少なくなるので、永久磁石の極数を増やして制動効率を高めたタイプの渦電流式減速装置であっても、製造に要する時間が短縮できる。
【００４５】
ところで、発明者らが行った耐久試験において、弾性固定部材を磁石支持リングにスポット溶接して接合する際、弾性固定部材と永久磁石間の接触状態が、弾性固定部材と磁石支持リングの接合部の耐久性に影響を及ぼすことが判明した。
【００４６】
すなわち、弾性固定部材と永久磁石間の摩擦係数が大きい程、弾性固定部材と磁石支持リングの接合部の疲労寿命が長くなることが判明した。
【００４７】
つまり、弾性固定部材１１と永久磁石３の接触部が滑り易い場合は、図５（ｂ）に示すように、弾性固定部材１１が滑って弾性固定部材１１と磁石支持リング４の接合部に負荷がかかって、ついには接合が外れることになる。
【００４８】
これに対して、弾性固定部材１１と永久磁石３の接触部が滑り難い場合は、図５（ａ）に示すように、弾性固定部材１１の側壁１３で荷重を受け持つことになって、弾性固定部材１１と磁石支持リング４の接合部Ｗの耐久性が向上する。
【００４９】
弾性固定部材と永久磁石の接触部が滑り難くなるようにする手段としては、例えば以下の方法によって接触部の摩擦係数を大きくすることが考えられる。
【００５０】
・永久磁石の製造後に、弾性固定部材の側壁と接触する永久磁石の側面に加工を施さず、成形・熱処理したままの表面肌で使用する。
・永久磁石の側面、弾性固定部材の側壁の永久磁石の側面との接触面に、例えば砥石加工、ショットブラスト、エッチング、酸化処理を施して表面粗さを大きくする。
【００５１】
また、弾性固定部材と永久磁石の接触部が滑り易くならないようにする手段としては、例えば以下の方法によって接触部の摩擦係数を低下させないようにすることが考えられる。
【００５２】
・永久磁石の側面、弾性固定部材の側壁の永久磁石の側面との接触部に、潤滑油を塗布しない。
・弾性固定部材の表面側に付着した防錆油や加工油を除去洗浄する。
【００５３】
上記何れかの構造を採用すれば、制動オンと制動オフの切り替え時に永久磁石を回動させた際に、弾性固定部材に衝撃荷重が加わった場合でも、弾性固定部材と磁石支持リングの接合部の耐久性を確保することができる。これにより、弾性固定部材の強度を確保でき、永久磁石を長期に亘って安定して固定することができる。
【００５４】
本発明は上記した実施例に限らないことは勿論であり、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００５５】
例えば図２に示した第１実施例では、弾性固定部材１１をバスタブ形状としているが、底壁１２の外周端全域から側壁１３を立ち上げることで、上部が開口して内部に空間を形成するものであれば横断面が長円形でなくても楕円形や円形であってもよい。
【００５６】
また、上記の実施例では、単列旋回方式の渦電流式減速装置について説明したが、永久磁石を、隣接して配置された固定支持リングと所要角度旋回可能な可動支持リングに設置した二列旋回方式の渦電流式減速装置であっても、同様の作用効果を奏することはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５７】
１    回転軸
２    制動ドラム
３    永久磁石
４    磁石支持リング
５    ポールピース
６    支持体
６ａ    支持部材
１１    弾性固定部材
１２    底壁
１３    側壁
１４    波打ち形状部
１５    スリット
【図１】
2018207781.tif 000003
【図２】
2018207781.tif 000004
【図３】
2018207781.tif 000005
【図４】
2018207781.tif 000006
【図５】
2018207781.tif 000007
【図６】
2018207781.tif 000008