(57)【要約】【課題】非制動時への切り換えに要する動力を低減し、機器のコンパクト化を図り、小型、軽量型の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た案内筒と、回転軸の方向に前後進の移動可能な保持リングと、円周方向に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を有する渦電流減速装置であって、永久磁石を載置した磁石支持板を保持リングに傾動可能に取り付けたり、または保持リングを円周方向に複数に分割して、それぞれ回転軸方向に傾動可能に構成されたことを特徴とする小型、軽量型の渦電流減速装置である。【選択図】図３
2004072972.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、前記制動ディスクに近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持体と、前記制動ディスク主面に対してほぼ平行に、かつ前記保持体の円周方向に隣接する磁極が互いに逆向きに配置された複数の永久磁石とを含む渦電流減速装置の制動解除方法であって、制動解除時に、前記永久磁石を前記制動ディスク主面に対して傾けることを特徴とする渦電流減速装置の制動解除方法。
【請求項２】
回転軸に取り付けられた制動ディスクと、前記制動ディスクに近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持体と、前記制動ディスク主面に対してほぼ平行に、かつ前記保持体の円周方向に隣接する磁極が互いに逆向きに配置された複数の永久磁石とを含み、前記永久磁石を前記制動ディスク主面との相対的な平行位置から傾けることができる傾斜手段を備えていることを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項３】
前記傾斜手段は、さらに前記永久磁石を個別に保持する磁石支持板を備え、少なくとも前記磁石支持板の一辺で回転可能に前記保持体と接続されることを特徴とする請求項２に記載の渦電流減速装置。
【請求項４】
前記磁石支持板の一辺が前記制動ディスクの回転軸に対する半径方向に沿った辺であ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】
前記磁石支持板の一辺が前記制動ディスクの回転軸に対する円周方向に沿った辺であ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６】
前記保持体は円周方向に複数に分割され、前記傾斜手段は少なくとも前記永久磁石の主面の幾何学的な中心または前記保持体の外周と内周との幅を二分する中間円周上とは異なる部位に回転可能にロッドと前記保持体とが接続されたことを特徴とする請求項２に記載の渦電流減速装置。
【請求項７】
前記傾斜手段は、制動時に前記保持体または前記磁石支持板を保持する位置に固定溝を備えたケースをさらに含むことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか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、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に関し、さらに詳しくはシンプルな構造設計で簡易構造であり、小型化及び軽量化が図れ、経済性に優れる渦電流減速装置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。
【０００３】
従来からある渦電流減速装置の一つには、永久磁石を用いて回転しながら対向する導体内に渦電流を生じさせ、ローレンツ力により回転に制動をかける方式がある。本方式は一般的なので図示はしないが、通常、永久磁石を納め内部で永久磁石がスイッチング位置に動けるように構成される案内筒と、案内筒の外側で車体の回転軸に接続されているローター部分とから構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
永久磁石を制動ディスクに対向させて配置した渦電流減速装置では、制動時には保持体を制動ディスクに近づける方向に移動させ、永久磁石を制動ディスクに対向して近接させるようにする。一方、非制動時には保持体を離れる方向に移動させて、永久磁石と制動ディスクとの距離をある程度引き離す必要がある。
【０００５】
本発明は、この制動時から非制動時への切り替えに際し、永久磁石を制動ディスクから切り離すために必要とされる動力を低減し、これに要するシリンダー等の機器のコンパクト化を図り、小型、軽量型の渦電流減速装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するため、種々の検討を行った結果、永久磁石の磁極面を強磁性体からなる制動ディスクの制動面に対向させた状態で、永久磁石を垂直方向に引き離すには大きな動力が必要になるが、永久磁石の磁極面を制動ディスク面に対して傾けた状態にして、永久磁石を制動ディスクから垂直方向に引き離すと、引き離しに要する動力を軽減できることに着目した。
【０００７】
本発明は、上記の技術的な着目に基づいて開発されたものであり、次の（１）の渦電流減速装置の制動解除方法および（２）〜（５）の渦電流減速装置を要旨としている。
【０００８】
（１）　回転軸に取り付けられた制動ディスクと、前記制動ディスクに近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持体と、前記制動ディスク主面に対してほぼ平行に、かつ前記保持体の円周方向に隣接する磁極が互いに逆向きに配置された複数の永久磁石とを含む渦電流減速装置の制動解除方法であって、制動解除時に、前記永久磁石を前記制動ディスク主面に対して傾けることを特徴とする渦電流減速装置の制動解除方法である。
【０００９】
（２）　回転軸に取り付けられた制動ディスクと、前記制動ディスクに近づく方向と離れる方向とに移動可能な保持体と、前記制動ディスク主面に対してほぼ平行に、かつ前記保持体の円周方向に隣接する磁極が互いに逆向きに配置された複数の永久磁石とを含み、前記永久磁石を前記制動ディスク主面との相対的な平行位置から傾けることができる傾斜手段を備えていることを特徴とする渦電流減速装置である。
（３）　上記（２）の渦電流減速装置では、前記傾斜手段にさらに前記永久磁石を個別に保持する磁石支持板を備え、少なくとも前記磁石支持板の一辺で回転可能に前記保持体と接続されるようにするのが望ましい。その場合に、前記磁石支持板の一辺が前記制動ディスクの回転軸に対する半径方向に沿った辺とすることも、円周方向に沿った辺にすることもできる。
（４）　上記（２）の渦電流減速装置では、前記保持体は円周方向に複数に分割され、前記傾斜手段は少なくとも前記永久磁石の主面の幾何学的な中心または前記保持体の外周と内周との幅を二分する中間円周上とは異なる部位に回転可能にロッドと前記保持体とが接続されるようにすることができる。
（５）　上記（２）〜（４）の渦電流減速装置では、前記傾斜手段に制動時に前記保持体または前記磁石支持板を保持する位置に固定溝を備えたケースをさらに含むようにするのが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
永久磁石の磁極面を強磁性体からなる制動ディスクの制動面に対向させた状態で、永久磁石を垂直方向に引き離すには大きな動力が必要になる。これは、永久磁石の磁極全面を制動ディスク面から同時に引き離すために、磁石と制動ディスク面との間に作用する磁気吸引力と等価な動力が必要になるからである。
【００１１】
永久磁石の磁極面を制動ディスク面に対向させた状態から、永久磁石の一部を制動ディスク面から引き離すことによって、磁極面を制動ディスク面に対して傾けた状態にして、引き続いて永久磁石を制動ディスクから垂直方向に引き離すと、引き離しに要する動力を軽減することができる。
【００１２】
すなわち、渦電流減速装置の制動時から非制動時の切換に際し、永久磁石を傾動させて制動ディスクから引き離すことによって、これに要する動力は低減する。
【００１３】
上記の要因としては、▲１▼永久磁石の磁極面の一部を制動ディスク面から引き離すことになるので、これに要する動力は、磁極全面を制動ディスク面から同時に引き離すのに比べて小さくなること、及び▲２▼永久磁石から及ぼされる磁束は直進性であることから、磁極面が制動ディスク面に対して傾くと作用する磁束が低下し、永久磁石と制動ディスク面との磁気吸引力が激減することである。
【００１４】
上述の通り、永久磁石を傾動して引き離せば、その動力を低減することができる。したがって、これらの動力をシリンダー等の機器で賄う場合には、所要のシリンダ径も小さくでき、機器の小型化が図れる。この結果、渦電流減速装置の大型車両、または小型車両を問わず、車両への搭載性を著しく向上させることができる。
【００１５】
以下に、本発明の渦電流減速装置の具体的な構成と、その効果を具体的な実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例では、本発明の一例として単に装置の構成例を示すものであり、本発明の渦電流減速装置の内容を限定するものではない。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
図１は、本発明例としての実施例１の渦電流減速装置の断面構成例を示す図である。実施例１の渦電流減速装置では、回転軸１に取り付けられた強磁性体からなる制動ディスク２と、この制動ディスク２の側方に配置された案内筒３から構成される。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の主面たる制動面に対し垂直方向に近づく方向と離れる方向とに移動が可能な強磁性体からなる保持体としての保持リング４が収容され、さらに、案内筒３には保持リング４を前後進させるシリンダー５が設けられている。
【００１７】
保持リング４及び永久磁石７を収容する案内筒３は、アルミニウム、ステンレス鋼（オーステナイト系）、樹脂等非磁性材、または強磁性体を有する部材を含んで構成され、その厚さは特に規定されないが、案内筒の永久磁石と対向する端面は薄い方が望ましい。また、特に図示しないが、案内筒の永久磁石と制動ディスクとに挟まれた領域に強磁性板を設けてもよい。
【００１８】
永久磁石７の駆動機構は案内筒３の外端壁にシリンダー５が配置され、シリンダー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に対し直交する方向に、保持リング４を前後進させることができる。
【００１９】
図２は、この実施例１の渦電流減速装置で用いられている保持リングを示す平面図である。保持リング４の制動ディスク２と対向する面には、永久磁石７が円周方向に溝４ａを挟んで等間隔で配置されている。永久磁石７の磁極方向は制動ディスク２の制動面に対向しており、隣接する磁極が互いに逆向きに配置している。これら複数の永久磁石７は、それぞれ個別に磁石支持板９に載置されており、磁石支持板９の保持リング４への取り付けは固定ピン１０による。
【００２０】
図１に示すように、永久磁石７を載置した磁石支持板９は、保持リング４の制動ディスク２と対向する面を覆うように、保持リング４の外周側に固定ピン１０の軸を支持して取り付けられる。これにより、磁石支持板９が固定ピン１０を基準として回転することにより、保持リング４の半径方向に沿って傾けることが可能となっている。磁石支持板９の傾く方向は、図２において白抜き矢印で示している。
【００２１】
さらに、案内筒３の回転軸１側の内周部に磁石止め３ａを設けて、制動時に永久磁石７が制動可能になるように、かつ制動ディスク２と相対的にほぼ平行に位置決めしている。
【００２２】
図３は、この実施例１の渦電流減速装置での制動時から非制動時に切り換える際の構成を説明する図である。制動時から非制動時に切り換える際には、永久磁石７を制動ディスク２と引き離して非制動となる位置（図示せず）まで後退させるが、引き離しの初期は瞬時の作動となるため、磁石支持板９に作用する慣性力及び永久磁石７と制動ディスク２との磁気吸引力によって、磁石支持板９の固定ピン１０を基準として傾き、永久磁石７が制動ディスク２面に対して相対的な平行から傾いた状態になる。
【００２３】
さらに、永久磁石７を後退させることによって、引き離しに要する動力を低減させたままで、非制動時の状態に切り換えることができる。実施例１の渦電流減速装置では、図３に示すように、磁石支持板９及び永久磁石７の傾き量を調整するため、保持リング４の端部に回転ストッパ４ｂを設けてもよい。
（実施例２）
本発明例として実施例２の渦電流減速装置は、実施例１の装置と同様に、永久磁石を個別に載置した磁石支持板を保持体としての保持リングに傾けることを可能にした取り付け方式である。実施例１の装置との相違は、磁石支持板の回転が保持リングの円周方向に沿って行われることである。
【００２４】
図４は、この実施例２の渦電流減速装置で用いられている保持リングを示す平面図である。複数の永久磁石７は、それぞれ個別に磁石支持板に載置されており、保持リング４の制動ディスク２と対向する面には、その面を覆うように、磁石支持板が保持リング４に固定ピン１０を用いて回転可能に取り付けられている。磁石支持板の傾く方向は、白抜き矢印で示すように、保持リング４の円周方向に沿って行われる。
【００２５】
図５は、この実施例２の渦電流減速装置において磁石支持板を保持リングに取り付ける状況を示す斜視図である。永久磁石７を載置した磁石支持板９は、保持リング４の面を覆うように、固定ピン１０の軸を支持して保持リング４の円周方向に傾くことが可能になるように設置されている。
【００２６】
実施例２の渦電流減速装置では、図５（ａ）に示すように、磁石支持板９を保持リング４の円周方向の１辺で取り付け、その取り付け辺を基準として回転可能としてもよく、さらに、図５（ｂ）に示すように、基準点の他端に他の固定ピン１０を通すスライド穴１１を設けて、磁石支持板９の傾く量を調整できるようにしてもよい。
【００２７】
この実施例２の渦電流減速装置での制動時から非制動時に切り換える際の構成及び動作は、前記図３に示す実施例１の渦電流減速装置の場合と同様である。
（実施例３）
図６は、本発明例としての実施例３の渦電流減速装置の断面構成例を示す図である。実施例３の渦電流減速装置では、永久磁石７は、隣接する永久磁石の極性が互いに逆向きになるように、制動ディスク２に対向して保持リング４の円周方向に配置される。保持リング４は、シリンダ５に嵌合するピストンロッド６と連結しており、シリンダ５の作動により永久磁石７群が回転軸方向に前後進の移動が可能になっている。
【００２８】
このとき、ピストンロッド６は、保持リング４の半径方向幅の中央部、すなわち、保持リングの外周と内周との幅を二分する中間円周上より外周側に設けた接続ピン１０を支持し、これを基準に回転可能に連結されている。さらに、案内筒３の内周部に固定溝３ｂを設けて、制動時に保持リング４の片端部を装入させ、永久磁石７が制動可能になるように位置決めしている。
【００２９】
この場合に、ピストンロッド６と保持リング４は、永久磁石７の幾何学的中心から外れた位置で連結してもよい。なお、幾何学的中心とは、単に対角線として交わる位置を表すほか、永久磁石７の各対辺の中心線を結ぶ線、または重心的な位置も示す。
【００３０】
図７は、この実施例３の渦電流減速装置で用いられている保持リングを示す平面図である。保持体としての保持リング４全体の形状は、円環状（リング状）であって、円周方向に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なるように複数の永久磁石７が配置されている。実施例３の渦電流減速装置では、円環状の保持リング４を４分割して、円弧状の保持リング４を構成している。それぞれの円弧状の保持リング４をピストンロッド６に連結させて、回転軸方向に移動可能としている。
【００３１】
図８は、この実施例３の渦電流減速装置における制動時から非制動時に切り換える際の構成を説明する図である。非制動時への切り換えにともない、永久磁石７を制動ディスク２から引き離すとき、保持リング４の片端部が固定溝３ｂ内にあるため、永久磁石７が制動ディスク２面に対して傾く。さらに保持リング４を後退させると、永久磁石７の傾きが大きくなり、保持リング４の片端部が固定溝３ｂから外れて、永久磁石７が制動ディスクから引き離されて非制動の状態になる。
【００３２】
特に、案内筒３がアルミニウム、ステンレス鋼（オーステナイト系）、樹脂等の非磁性材料て構成され、かつ強磁性板が永久磁石と制動ディスクとの間に使われない方式の渦電流減速装置では、制動ディスクと永久磁石の間隔が大きくなることから、制動ディスクヘ働く磁力が弱まる。このため、制動トルクが確保できるように、磁力が強い磁石を用いたり、磁石の体積を増加させて制動ディスクに作用する磁束密度を高めると、永久磁石と制動ディスクとの間の磁気吸引力が強くなる。これに伴って、制動時から非制動時への切り替えに際し、必要とされる動力を得るために大きなシリンダーを用いたり、シリンダーの設置数を増やすことが必要になるが、本発明の渦電流減速装置を採用することによって、この切り替え動力を大きく低減することができ、これに要するシリンダー等の機器のコンパクト化を図ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の渦電流減速装置によれば、簡易な構造で、制動効率に優れるとともに、制動時から非制動時への切り換えに際し、永久磁石を制動ディスクから切り離すために必要とされる動力を低減し、これに要するシリンダー等の機器のコンパクト化が図れ、小型化及び軽量化に一層有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明例である実施例１の渦電流減速装置の断面構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の渦電流減速装置で用いられている保持リングを示す平面図である。
【図３】本発明例である実施例１の渦電流減速装置での制動時から非制動時に切り換える際の構成を説明する図である。
【図４】本発明例である実施例２の渦電流減速装置で用いられている保持リングを示す平面図である。
【図５】本発明例である実施例２の渦電流減速装置において磁石支持板を保持リングに取り付ける状況を示す斜視図である。
【図６】本発明例である実施例３の渦電流減速装置の断面構成例を示す図である。
【図７】本発明例である実施例３の渦電流減速装置で用いられている保持リングを示す平面図である。
【図８】本発明例である実施例３の渦電流減速装置における制動時から非制動時に切り換える際の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１：回転軸、　２：制動ディスク
３：案内筒、　３ａ：磁石止め
３ｂ：固定溝、　４：保持リング
４ａ：溝、　４ｂ：回転ストッパー
５：シリンダー、　６：ピストンロッド
７：永久磁石、　９：磁石支持板
１０：固定ピン、接続ピン
１１：スライド穴
【図１】
2004072972.tif 000003
【図２】
2004072972.tif 000004
【図３】
2004072972.tif 000005
【図４】
2004072972.tif 000006
【図５】
2004072972.tif 000007
【図６】
2004072972.tif 000008
【図７】
2004072972.tif 000009
【図８】
2004072972.tif 000010