(57)【要約】【課題】シンプルな構造設計で軽量化およびコンパクト化が容易であり、優れた制動効率を発揮する渦電流減速装置を提供する。【解決手段】回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、前記制動ディスクの主面に、制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率を有する高導電率領域を設けたり、この高導電率領域にカバー層を形成したり、凸部を構成することにより、制動ディスクでの磁束密度を大きくすることを特徴とする制動効率に優れた渦電流減速装置、およびその製造方法である。【選択図】図１
2004007973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられた制動ディスクと、
非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、
前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、
前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、
前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、
前記制動ディスクの主面に、制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率を有する高導電率領域を設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
前記高導電率領域は、銅または銅合金からなる層で構成されており、前記制動ディスクの主面から順に、ニッケル合金からなる第１層、前記高導電率領域を構成する銅または銅合金からなる第２層、ニッケル合金からなる第３層、およびニッケルからなる第４層を備えるカバー層を有すること特徴とする請求項１に記載の渦電流減速装置。
【請求項３】
回転軸に取り付けられた制動ディスクと、
非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、
前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、
前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、
前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、
前記制動ディスクの主面に凸部を設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記永久磁石の前記制動ディスク主面上へ垂直に投影された部分を少なくとも含むように構成されることを特徴とする請求項３に記載の渦電流減速装置。
【請求項５】
前記凸部は、前記制動ディスクの回転に対してさらに外周方向に延長して設けられていることを特徴とする請求項４に記載の渦電流減速装置。
【請求項６】
前記凸部のコーナー部分がＲ形状であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の渦電流減速装置。
【請求項７】
前記凸部に前記制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率を有する高導電率領域を設けたことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の渦電流減速装置。
【請求項８】
前記高導電率領域は銅または銅合金からなる層で構成されており、前記制動ディスクの主面から近い順に、ニッケル合金からなる第１層、前記高導電率領域を構成する銅または銅合金からなる第２層、ニッケル合金からなる第３層、およびニッケルからなる第４層を備えるカバー層を有すること特徴とする請求項７に記載の渦電流減速装置。
【請求項９】
回転軸に取り付けられた制動ディスクと、
非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、
前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、
前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、
前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、
前記強磁性材は、前記永久磁石と対向する面の面積よりも前記制動ディスクと対向する面の面積が小さくされていることを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の高導電率層、請求項２に記載のカバー層、または請求項３〜７のいずれかに記載の凸部のうち、少なくとも１種を前記制動ディスクに備えたことを特徴とする請求項９に記載の渦電流減速装置。
【請求項１１】
回転軸に取り付けられた制動ディスクと、
非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、
前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、
前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、
前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、
前記強磁性材は、前記制動ディスクに対向する面での半径方向の断面中心が、前記永久磁石と対向する面での半径方向の断面中心よりも、前記回転軸から離れていることを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の高導電率層、請求項２に記載のカバー層、または請求項３〜７のいずれかに記載の凸部のうち、少なくとも１種を前記制動ディスクに備えたことを特徴とする請求項１１に記載の渦電流減速装置。
【請求項１３】
請求項２または８に記載の前記カバー層をめっき処理により形成することを特徴とする渦電流減速装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に用いられる主ブレーキを補助するディスクタイプの渦電流減速装置および製造方法に関し、さらに詳しくはシンプルな構造設計からなり、軽量化およびコンパクト化が容易であるとともに、優れた制動効率を発揮する渦電流減速装置および、それを効率的に製造することができる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラックやバス等の自動車用の制動装置には、主ブレーキであるフットブレーキ、補助ブレーキである排気ブレーキの他に長い坂道の降坂等において安定した減速を行い、さらにフットブレーキのベーパーロック現象や焼損を防止するために、渦電流減速装置が使用されている。この渦電流減速装置には、多数の永久磁石を周方向に配置した磁石群を移動させ、永久磁石を回転ドラム（円筒型）または回転ディスクに対向させるように接近させて、回転ドラムまたは回転ディスクに制動トルクを発生させる方式が用いられている。
【０００３】
上記の方式のうち、回転ドラムを採用した渦電流式減速装置では、その構造上、制動時の放熱に関する問題がある。具体的には、制動時に回転ドラムが発熱すると外周部が膨張するので、これを吸収するために、複雑なドラム支持の設計が必要となりドラム構造が複雑となる。さらに、回転重量が半径方向の外周側に集中するため、回転バランスの調整が難しくなる。
【０００４】
さらに、エアギャップの調整、すなわち、全ての永久磁石とドラム間の距離を等間隔に調整し、この間隔を増減することによって、制動トルクの調整が可能になるが、回転ドラムを採用した場合には、エアギャップを調整するためには回転ドラムの内径を拡大および縮小する必要があることから、回転ドラム構成部品の共通化が充分に図れない。
【０００５】
このため、近年では、特許文献１および２に示すように、回転ドラムを用いたドラムタイプに替え、ディスクタイプの渦電流減速装置が多数提案されている。
【０００６】
図７は、特許文献２で提案されたディスクタイプ渦電流減速装置の実施例を示す図である。同図に示すように、この減速装置では、回転軸１に結合された制動ディスク２を制動するため、磁石支持輪４の側面に配した永久磁石７を備え、その磁極の方向が円形のディスクに対して径方向になつており、永久磁石７の外面の極性は、周方向に交互に異なるように配設される。各永久磁石７の外面と内面に１対の磁極部材８の基端面が対向しており、磁極部材８の先端は斜めに屈曲され、側面が制動ディスク２に対向している。これにより、制動ディスク２に永久磁石７からの磁界による渦電流を発生させ制動トルクを生じる。一方、非制動時には、永久磁石７は後退し、永久磁石７を挟む短絡筒１０の間に短絡的磁気回路が生じ、制動ディスク２には磁気回路が形成されない構造である。
【０００７】
しかしながら、図７に示す渦電流減速装置では、永久磁石の磁極面が制動部材に対向していないので、制動時の磁気回路を斜めに屈曲した磁極部材８で構成させ、磁気方向を変える必要がある。このため、磁気回路が長くなり、磁気の短絡も生じ易くなるので、磁気効率が悪化する。また、永久磁石７の両極面と対向する磁極部材８との間に所定の隙間が必要であり、磁気回路上のエアギャップが大きくなると同時に、制動ディスクに作用する磁気が半径方向に分散され、これらの要因によっても磁気効率が悪化する。
【０００８】
さらに、図７に示す渦電流減速装置では、非制動時には、永久磁石７を短絡筒１０まで後退して、磁極部材８から完全に離脱しなければならない。このため、制動時から非制動時への切換に際し、特に大きな制動トルクを得るために永久磁石の寸法を大きくした場合は、永久磁石を後退させるストローク（以下、単に「切換ストローク」という）を大きくする必要があり、減速装置が大きくなるとともに、制動の切換時間も増加する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３５８３５３号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８８７６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、ディスクタイプの渦電流減速装置を採用する場合には、永久磁石の磁極面を制動ディスクに対向させて接近させ、ディスク自体に制動トルクを発生させる方式（以下、「磁石極面対向方式」という場合がある）が有効であることに着目した。この方式であれば、永久磁石の磁力線を短い磁路長さで制動ディスクに付加できるので、磁気回路の磁気抵抗が小さくなり、制動効率が向上するからである。
【００１１】
このように、「磁石極面対向方式」を採用して制動効率を向上させることができれば、その結果として、比較的、小型の永久磁石が適用できるようになる。さらに、制動時から非制動時への切換ストロークを小さくしてやれば、高速切換が可能となり、軽量化およびコンパクト化が一層容易になる。
【００１２】
図１は、磁石極面対向方式からなるディスクタイプの渦電流減速装置の構成例を説明する図である。同図に示される構成例では、回転軸１に取り付けられた導体からなる制動ディスク２と、この制動ディスク２の主面に対向して配置された案内筒案内筒３から構成される。
【００１３】
案内筒３は車両等の非回転部分に支持されており、その内部には、制動ディスク２に対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材（保持リング）４が収容され、さらに、案内筒３には保持部材（保持リング）４を前後進させるシリンダー５が設けられている。一方、案内筒３の制動ディスク２の主面と対向する端面には、強磁性体８が配置される。
【００１４】
保持部材（保持リング）４の制動ディスク２の主面と対向する面には、複数の永久磁石７が周方向に等間隔で配置されている。永久磁石７の磁極の方向は制動ディスク２の主面に対向しており、隣接する永久磁極が互いに逆向きに配置されている。各永久磁石７の磁極面に対向する強磁性体８は、周方向に永久磁石と対をなすように複数配置される。
【００１５】
永久磁石７の駆動機構としては、案内筒３の外端壁にはシリンダ５が配置され、シリンダ５に嵌合するピストンロッド６が案内筒３の外端壁を貫通して保持部材（保持リング）４に結合している。このように構成することによって、シリンダー５の作動により制動ディスク２に対し垂直方向に、保持部材（保持リング）４を前後進させることができる。
【００１６】
図１は制動時の状態を示しているが、制動時には、シリンダー５のピストンロッド６が右方へ移動し、保持部材（保持リング）４が制動ディスク２に対し垂直方向に前進し、永久磁石７が制動ディスクに対向して接近する。このとき、各永久磁石７が強磁性体８を経て制動ディスク２の制動面に垂直に及ぼす磁力線を、回転する制動ディスク２が横切る時、制動ディスク内の磁束の変化から制動ディスク２に渦電流が流れ、制動トルクが発生する。
【００１７】
非制動に切り換える際には、シリンダー５の作動を切り換えて、ピストンロッド６に直結された保持部材（保持リング）４を左方へ移動させるので、永久磁石７が強磁性体８から離れ、永久磁石７が制動ディスク２へ及ぼす磁力線は弱いものとなる。
【００１８】
上述の通り、前記図１に示すディスクタイプの構成例であれば、磁気回路の磁気抵抗を小さくできるので、所定の制動効率を確保することができる。ところが、近年においては、渦電流式減速装置を搭載する大型車両が増加しており、従来よりも積載量の大きなトラックやトレーラーへの搭載が進められている。このため、渦電流式減速装置に要求される制動能力は増大する傾向にある。
【００１９】
また、渦電流式減速装置に対する要求も多様化し、製造コストの低減を図って、小型車への搭載も可能にするような要請もある。この要請に対応するためには、渦電流減速装置における制動効率の更なる向上を図り、結果として、より小型の永久磁石を適用することにより、減速装置の軽量化およびコンパクト化を達成する必要がある。
【００２０】
本発明は、上述した渦電流減速装置の制動効率の向上に関する要請に対応してなされたものであり、ディスクタイプの減速装置を対象にした「磁石極面対向方式」の採用を前提として、一層の制動効率の向上が図れる渦電流減速装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前述の課題を達成するため、ディスクタイプの減速装置で、かつ「磁石極面対向方式」を前提として、種々の制動効率の改善策に関し検討を重ねた結果、制動効率の向上には、（ａ）制動ディスクの永久磁石と対向する面を導電率の良い材料で構成することによって、電気抵抗を低減すること、および（ｂ）永久磁石から制動ディスクの制動面に及ぼされる磁束密度を高めることが有効であることを知見した。
【００２２】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、下記（１）〜（４）の渦電流減速装置および（５）の渦電流減速装置の製造方法を要旨としている。
（１）　本発明に基づく渦電流減速装置は、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、前記制動ディスクの主面に、制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率を有する高導電率領域を設けたことを特徴としている（以下、「第１の装置」という）。
【００２３】
上記第１の装置の構成例を、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの側方に配置された案内筒と、この案内筒の内部に収容され、回転軸方向に移動可能な保持リングと、この保持リングの周方向に前記制動ディスクに対向して、隣接する磁極が互いに逆向きに配した複数の永久磁石と、この永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に配設された強磁性材とを設け、前記永久磁石を制動ディスクに対向させて移動自在とした渦電流減速装置であって、前記制動ディスクの永久磁石と対向する面を制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い材料で構成したことを特徴とする渦電流減速装置と規定することができる。
【００２４】
上記第１の装置の構成において、制動ディスクの永久磁石と対向する面のうち、少なくとも永久磁石と対向する部分の一部を、制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率の材料で構成した場合も包含するものである。
【００２５】
第１の装置の高導電率領域は、銅または銅合金からなる層で構成されており、前記制動ディスクの主面から順に、ニッケル合金からなる第１層、前記高導電率領域を構成する銅または銅合金からなる第２層、ニッケル合金からなる第３層、およびニッケルからなる第４層を備えるカバー層を有することが望ましい。
（２）　本発明に基づく、他の渦電流減速装置は、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、前記制動ディスクの主面に凸部を設けたことを特徴としている（以下、「第２の装置」という）。
【００２６】
上記第２の装置の構成例を、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの側方に配置された案内筒と、この案内筒の内部に収容され、回転軸方向に移動可能な保持リングと、この保持リングの周方向に前記制動ディスクに対向して、隣接する磁極が互いに逆向きに配した複数の永久磁石と、この永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に配設された強磁性材とを設け、前記永久磁石を制動ディスクに対向させて移動自在とした渦電流減速装置であって、前記制動ディスク面のうち永久磁石と対向する部分を凸設させたことを特徴とする渦電流減速装置と規定することができる。
【００２７】
この規定において、制動ディスク面のうち永久磁石と対向する部分とは、永久磁石の磁束が作用する部分をいい、必ずしも永久磁石の磁極面の半径方向寸法と同じであることを要しない。
【００２８】
上記第２の装置の構成において、制動ディスクの主面に設けた凸部は、永久磁石の制動ディスク主面上へ垂直に投影された部分を少なくとも含むように構成されていればよく、さらに、制動ディスクの回転に対してさらに外周方向に延長して設けることができる。また、凸部のコーナー部分をＲ形状にすることができる。
【００２９】
上記第２の装置では、前記凸部に制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率を有する高導電率領域を設けることが望ましい。
（３）　本発明に基づく、別の渦電流減速装置は、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、前記強磁性材は、前記永久磁石と対向する面の面積よりも前記制動ディスクと対向する面の面積が小さくされていることを特徴としている（以下、「第３の装置」という）。
【００３０】
上記第３の装置の構成例を、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの側方に配置された案内筒と、この案内筒の内部に収容され、回転軸方向に移動可能な保持リングと、この保持リングの周方向に前記制動ディスクに対向して、隣接する磁極が互いに逆向きに配した複数の永久磁石と、この永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に配設された強磁性材とを設け、前記永久磁石を制動ディスクに対向させて移動自在とした渦電流減速装置であって、前記強磁性材の永久磁石と対向する面の面積に比べ制動ディスクに対向する面の面積を小さくしたことを特徴とする渦電流減速装置と規定することができる。
【００３１】
上記第３の装置では、上記（１）に記載の高導電率層、若しくはカバー層、または上記（２）記載のいずれかの凸部のうち、少なくとも１種を前記制動ディスクに備えることが望ましい。
（４）　本発明に基づく、さらに他の渦電流減速装置は、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの主面に対向して配置された案内筒と、前記案内筒の内部に収容され前記制動ディスクに対して近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持部材と、前記保持部材の前記制動ディスクの主面に対向する面に、隣接する磁極面の磁極が互いに逆向きに、かつ当該磁極面が前記制動ディスクの主面と向き合って配された複数の永久磁石と、前記永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に設けられた強磁性材とを備え、前記強磁性材は、前記制動ディスクに対向する面での半径方向の断面中心が、前記永久磁石と対向する面での半径方向の断面中心よりも、前記回転軸から離れていることを特徴としている（以下、「第４の装置」という）。
【００３２】
上記第４の装置の構成例を、回転軸に取り付けられた制動ディスクと、非回転部分に支持されて前記制動ディスクの側方に配置された案内筒と、この案内筒の内部に収容され、回転軸方向に移動可能な保持リングと、この保持リングの周方向に前記制動ディスクに対向して、隣接する磁極が互いに逆向きに配した複数の永久磁石と、この永久磁石と対向するように前記案内筒の端面に配設された強磁性材とを設け、前記永久磁石を制動ディスクに対向させて移動自在とした渦電流減速装置であって、前記強磁性材の制動ディスクに対向する面での半径方向の断面中心が永久磁石と対向する面での半径方向の断面中心より回転軸から離れていることを特徴とする渦電流減速装置と規定することができる。
【００３３】
上記第４の装置では、上記（１）に記載の高導電率層、若しくはカバー層、または上記（２）記載のいずれかの凸部のうち、少なくとも１種を前記制動ディスクに備えることが望ましい。
（５）　上記（１）に記載のカバー層をめっき処理により形成することを特徴とする渦電流減速装置の製造方法である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明に基づく渦電流減速装置の構成例として、具体的な装置構成を、以下の実施形態に基づいて説明する。ここで、示される実施の形態は、全て本発明の具体的な構成の例示であり、本発明に基づく渦電流減速装置はこれに限定されるものではない。したがって、以下に例示するそれぞれの実施の形態を相互に、またはすべて含むような実施形態も本発明に基づく渦電流減速装置に包含される。
【００３５】
本発明の第１の装置では、制動ディスクの主面に、制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率を有する高導電率領域を設けたことを特徴としている。これにより、制動ディスク面の電気抵抗を低減することが可能となり、制動効率を向上させることができる。
【００３６】
ここで、「制動ディスクの主面」とは、制動ディスクが有する３つの面、すなわち、表裏円形の面および外周面のうち、案内筒と向き合っている円形の面をいう。また、「導電率」は、導体中の定常電流の密度をｉとし、電場をＥとしたとき、局所的なオームの法則ｉ＝σＥに現れる定数σを示している。言い換えると、「導電率」とは、比電気伝導率のことであり比抵抗ρの逆数でもある。
【００３７】
第１の装置の規定において、「高導電率領域」とは高導電率の部分を示すが、「領域を設けた」とすることにより、少なくとも任意の一部分にそれを設けたという意味から、対象となる「制動ディスクの主面」などに対して、その全面に「高導電率領域」を設けたという意味まで包含するものである。
【００３８】
制動ディスクの主面に、それを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率を有する高導電率領域を設ける場合には、銅、アルミニウムおよびそれらの合金で導電体のカバー層を形成するのが望ましい。カバー層を形成する方式には、水系めっき、溶射およびライニング等が考えられるが、得られる皮膜の電気的物性や溶融点の面から水系の銅めっき法がより好ましい。
【００３９】
また、渦電流式減速装置の制動時には、ディスク表面の温度が５００℃程度以上に達する。この結果、カバー層には酸化、金属の拡散による損傷が生じ、さらに、熱応力が繰返し作用することにより熱疲労き裂が生じるため、密着力と同時に高温耐久性に優れた多層構造のめっきが好ましい。
【００４０】
すなわち、最外層に耐酸化性に優れたニッケル層を設け、銅めっき層の前後層には銅金属の拡散防止用にニッケル合金層を設けて、４層構造のめっき皮膜を備えるカバー層を形成する。第１層はニッケル合金、第２層は高導電率領域を構成する銅、第３層はニッケル合金、第４層はニッケルとし、このうちニッケル合金層は拡散防止以外に熱膨張で発生する応力の緩衝体としての機能を合わせ持たせる。拡散防止はニッケル合金中のリン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）などが銅（Ｃｕ）の拡散を阻止する機能を有している。
【００４１】
本発明の第２の装置では、制動ディスクの主面に凸部を設けたことを特徴としている。永久磁石と対向する主面に凸部を設けることによって、該当部分に磁力線を集中させることが可能になり、磁束密度を高め、制動効率を高めることができる。
【００４２】
第２の装置の「凸部」とは、少なくとも、人の手または指先で触れたときに段差を感じる程度以上に、前記制動ディスク主面から盛り上がっている部分を指す。
【００４３】
第２の装置の凸部は、永久磁石の制動ディスク主面上へ垂直に投影された部分を少なくとも含むように構成されていればよい。ここで、「永久磁石の制動ディスク主面上へ垂直に投影された部分」とは、制動ディスク主面から垂直に伸びる仮想的な直線上の、はるか遠方から平行光を制動ディスクに向かって照射したときに、この永久磁石によって制動ディスクの主面上にできる影の部分を「垂直に投影された部分」という。
【００４４】
さらに、この凸部は、制動ディスクの回転に対してさらに外周方向に延長して設けることができる。ここで、制動ディスクは回転軸を中心に回転しており、制動ディスク上の任意の場所を選んだときに、この場所に対して制動ディスクの回転軸の中心方向を内周方向とし、その反対方向を外周方向とする。
【００４５】
また、第２の装置では、凸部のコーナー部分をＲ形状にすることができる。ここで、「凸部のコーナー部分」とは、凸部の盛り上がり部分におけるコーナー部分であって、制動ディスク主面と平行な断面の断面積が急激に変化するような断面積の周囲の部分をいい、例えば、制動ディスク主面と凸部との境界における凸部断面の周囲付近などを指す。そして、「Ｒ形状」とは、凸部の段差に応じてその適正値があり、前記の急激な断面積の変化を滑らかにするようにコーナー部分をつなぐ曲線をＲ形状という。
【００４６】
本発明の第２の装置では、凸部に制動ディスクを主に構成する部材の導電率よりも高い導電率を有する高導電率領域を設けることが望ましい。この凸部は、制動ディスクの主面上で制動ディスクと同じ材質で肉盛りさせてもよく、高導電率領域を含むカバー層自体であってもよい。勿論、制動ディスクの主面でディスクと同じ材質で肉盛りしている凸部の場合は、その凸部のさらに上面に、カバー層を形成してもよい。
【００４７】
本発明の第３の装置では、強磁性材は、永久磁石と対向する面の面積よりも前記制動ディスクと対向する面の面積が小さくされていることを特徴としている。すなわち、永久磁石を保護すると同時に、磁束の磁路となる強磁性材の制動ディスクに対向する面積を永久磁石に対向する面積よりも小さくすることにより、制動ディスクに作用する磁束を集中させることができ、制動面での磁束密度を高めて、制動トルクの発生を促進できる。
【００４８】
上記第３の装置では、第１の装置で具備する高導電率層、若しくはカバー層、または第２の装置が具備するいずれかの凸部うちのうち、少なくとも１種を制動ディスクに備えることが望ましい。
【００４９】
本発明の第４の装置では、強磁性材は、制動ディスクに対向する面での半径方向の断面中心が、前記永久磁石と対向する面での半径方向の断面中心よりも、前記回転軸から離れていることを特徴としている。これにより、永久磁石から発生した磁力は、強磁性体を介して、磁極面の中心よりも外側で制動ディスクに磁力を及ぼし、ローレンツ力の発生位置が制動ディスクの外周側へ移動することになるので、高い制動トルクを得ることができる。
【００５０】
上記第４の装置では、第１の装置で具備する高導電率層、若しくはカバー層、または第２の装置が具備するいずれかの凸部のうち、少なくとも１種を制動ディスクに備えることが望ましい。
【００５１】
【実施例】
本発明の第１〜第４の装置の具体的な構成例を、以下の実施例に基づいて説明する。ここで、示される実施例は、本発明の具体的な装置構成の例示であり、本発明に基づく渦電流減速装置はこれに限定されるものではない。したがって、以下に例示するそれぞれの実施例を相互に、またはすべて含むような実施例も本発明に基づく渦電流減速装置に包含される。
【００５２】
図２は、第１の装置の高導電率領域を有するカバー層の構成例を説明する図であり、前記図１のＡ部の拡大図である。本発明の第１の装置の構成例としては、図２に示すように、第１層はニッケル合金層としてＮｉＰめっき層を形成し、第２層のＣｕめっき層と制動ディスク２面との緩衝層の働きをしている。このような緩衝層を設けたのは、Ｃｕの拡散を防止するとともに、強磁性体の制動ディスク２と第２層のＣｕめっき層との熱膨張率の差によって生じるせん断応力を緩衝するためである。
【００５３】
第２層のＣｕめっき層は高導電率領域を構成し、電気抵抗が小さく、強磁性体の制動ディスク２より電気抵抗が小さいため渦電流の発生を促進し、制動トルクを増大させることができる。第２層の材料としては、電気抵抗の小さいＣｕ、またはＣｕ合金を用いることができるが、Ｃｕは非磁性であり、Ｃｕめっき層が過度に厚いと、制動ディスク２に達する磁束密度が小さくなる。このため、Ｃｕめっき層は０．２〜１．０ｍｍ程度にするのが望ましい。
【００５４】
第４層は、強磁性材８に対面する最外層であり、Ｎｉめっき層とした。Ｎｉは６００〜７００℃の温度範囲で耐酸化性に優れていること、また軟質で延性に富んでいるため、熱サイクルや熱衝撃に対しても亀裂の発生が少ないため、銅層の酸化防止に寄与する。Ｎｉめっき層の形成に際しては、ワット浴からとスルファミン酸浴からの電気Ｎｉめっきが一般に使用されているが、めっき皮膜中の残留応力が少なくて、表面欠陥の発生が少ないことから、スルファミン酸浴からのＮｉめっきが望ましい。
【００５５】
第３層と第１層にはニッケル合金としてＮｉＰめっき層を形成して、第２層のＣｕが最外層のＮｉおよびディスク側の鉄へ拡散することを防止する。拡散が生じると、境界付近のＣｕがＮｉおよび鉄側に移行して、Ｃｕ側に空孔（カーケンダールボイド）が生じ、めっき層が剥離する。
【００５６】
ＮｉＰめっきは、電気めっきおよび無電解めっきが可能で、めっき皮膜中のＰ管理が容易な無電解めっきが望ましく、Ｎｉ中のＰ濃度も２〜１２％の範囲が有効である。したがって、本発明の渦電流減速装置の製造方法では、上述したカバー層をめっき処理により形成するのが効率的であり、望ましい。
【００５７】
図３は、本発明の第２の装置の構成例として、制動ディスク面の主面に凸部を設けた構成を例示する図である。同図に示したように、制動ディスク２面のうち永久磁石と対向する部分に凸部２ａを設けたため、該当部分に磁力線を集中させることが可能になり、磁束密度を高めることにより制動力を高めて、制動効率を向上させることができる。凸部２ａは、よりディスクの外周部に位置するのが望ましい。また、応力を緩和するため、ディスク平面と凸部２ａとの境界などは、図４に示すように、Ｒ形状にするのが望ましい。
【００５８】
図５は、本発明の第３の装置の構成例であり、強磁性体の永久磁石と対向する面（以下、「内面」という）の面積に比べ制動ディスクに対向する面（以下、「外面」という）の面積を小さくした構成を説明する図である。図５（ａ）では、内面から外面に向かうにしたがい強磁性体の円周方向の寸法を小さくして面積を減少させ、図５（ｂ）では、同様に、半径方向の寸法を小さくして面積を減少させいる。
【００５９】
図５（ａ）に示す構成例では、強磁性体８の制動ディスク２に対する磁束密度を高めるために、強磁性材の断面形状を、内面から外面に向けて円周方向寸法Ｌ１が円周方向寸法Ｌ２へと小さくなるように構成している。これにより、強磁性体８の内面の面積に比べ、外面の面積を小さくするようにしている。
【００６０】
図５（ｂ）では、強磁性体８の制動ディスク２に対する磁束密度を高めるために、強磁性材の断面形状を、内面から外面に向けて半径方向寸法Ｈ１が半径方向寸法Ｈ２へと小さくなるように構成している。これにより、同様に、強磁性体８の面積を内面から外面に向かうにしたがって減少させることができる。
【００６１】
さらに、本発明の第３の装置では、強磁性材８の断面形状を、内面から外面に向けて円周寸法および半径寸法をともに減少させる構成にしてもよい。また、内面から外面に向けて不連続に、例えば、断面を階段状として面積を変化させるようにしてもよい。
【００６２】
図６は、本発明の第４の装置の構成例として、強磁性材の制動ディスクに対向する面での半径方向の断面中心が永久磁石と対向する面での半径方向の断面中心より回転軸から離れている構成を示す図である。図６の構成により、永久磁石７から発生した磁力は、強磁性体８を介して、磁極面の中心よりも外側で制動ディスク２に磁力を及ぼすことになる。
【００６３】
すなわち、回転軸から永久磁石７の磁極面の中心までの距離Ｍ１よりも、回転軸から制動ディスクに渦電流を発生させる中心までの距離Ｍ２を大きくすることにより、制動ディスクの外側に渦電流を発生させることができ、高い制動トルクを確保することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の渦電流減速装置によれば、ディスクタイプの減速装置を対象として「磁石極面対向方式」を採用するので、直接、磁石から制動ディスクに磁力線を与えることができ、制動効率に優れるが、さらに、制動ディスクの主面により高い導電率を有する高導電率領域を設けたり、さらにカバー層や凸部を設けて、制動ディスクでの磁束密度が大きくなるように構成するので、一層の制動効率の向上が図れる。
【００６５】
しかも、高導電率領域を設ける際に、カバー層をメッキ処理により形成するので、渦電流減速装置を効率的に製造できる。これらにより、近年、渦電流減速装置要求される、制動能力の増大や、小型車に搭載が可能になるような軽量化およびコンパクト化への要請に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁石極面対向方式からなるディスクタイプの渦電流減速装置の構成例を説明する図である。
【図２】第１の装置の高導電率領域が有するカバー層の構成例を説明する図である。
【図３】本発明の第２の装置の構成例として、制動ディスク面の主面に凸部を設けた構成を例示する図である。
【図４】凸部のコーナー部分のＲ形状を例示する図である。
【図５】本発明の第３の装置の構成例であり、強磁性体の永久磁石と対向する面の面積に比べ制動ディスクに対向する面の面積を小さくした構成を説明する図である。
【図６】本発明の第４の装置の構成例として、強磁性材の制動ディスクに対向する面での半径方向の断面中心が永久磁石と対向する面での半径方向の断面中心より回転軸から離れている構成を示す図である。
【図７】先願の公報で提案されたディスクタイプ渦電流減速装置の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１：回転軸、　２：制動ディスク、　２ａ：凸部
３：案内筒、４：保持部材、保持リング、磁石支持輪
５：シリンダー、駆動装置、　６：ピストンロッド
７：永久磁石、　８：強磁性材
１０：短絡筒
【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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