(57)【要約】【課題】特に制動時における制動トルクを向上させること。【解決手段】渦電流式減速装置の永久磁石５，５ａ，５ｂと対向して配置されるポールピース４である。ポールピース４の内外周間、外周部、内周部の何れかに内周面或いは外周面又は外周面の面積よりも小さい断面積を有する絞り部４ａを設ける。制動時、ロータ２ａ，２ｂの回転の進行方向に向かって前方又は後方の外周側を平板状に突出させた前方突出部４ｃ、後方突出部４ｂを形成する。主面上方から見た投影形状が、前記回転の進行方向に向かって前方側又は後方側で広がっている。【効果】永久磁石からポールピースを経てロータに向かう磁力線の密度を絞り、ポールピースの回転後方側からロータに入力する磁力線の密度を高くし、永久磁石からの磁力線がポールピースを経てロータに入り易くし、ロータからの磁力線がポールピースに入り易くして、特に制動時における制動トルクを向上することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦電流式減速装置の永久磁石と対向して配置される強磁性板であって、
強磁性板の内外周間、外周部、内周部の何れかに内周面又は外周面の面積よりも小さい断面積を有する絞り部を設け、
制動時に渦電流を内部に生じる部材の回転の進行方向に向かって前方又は後方の外周側を平板状に突出させた前方突出部又は後方突出部を有することを特徴とする強磁性板。
【請求項２】
渦電流式減速装置の永久磁石と対向して配置される強磁性板であって、
強磁性板の内外周間、外周部、内周部の何れかに内周面又は外周面の面積よりも小さい断面積を有する絞り部を設け、
前記強磁性板におけるその主面上方から見た投影形状或いは外周面の、制動時に渦電流を内部に生じる部材の回転方向と直交する幅が、前記回転の進行方向に向かって前方側又は後方側で広がっていることを特徴とする強磁性板。
【請求項３】
渦電流式減速装置の永久磁石と対向して配置される強磁性板であって、
前記強磁性板は、制動時に渦電流を内部に生じる部材の回転の進行方向に向かって前方又は後方の外周側を平板状に突出させた前方突出部又は後方突出部を有することを特徴とする請求項２記載の強磁性板。
【請求項４】
渦電流式減速装置の永久磁石と対向して配置される強磁性板であって、
制動時に渦電流を内部に生じる部材の回転の進行方向に向かって前方又は後方の外周側を平板状に突出させた前方突出部又は後方突出部を有し、
前記強磁性板におけるその主面上方から見た投影形状或いは外周面の、制動時に渦電流を内部に生じる部材の回転方向と直交する幅が、前記回転の進行方向に向かって前方側又は後方側で広がっていることを特徴とする強磁性板。
【請求項５】
前方突出部を有する前記強磁性板であり、
前記前方突出部の前方端面を、前記渦電流を内部に生じる部材の内周面に対して回転後方側に傾けたことを特徴とする請求項１，３又は４の何れかに記載の強磁性板。
【請求項６】
前記後方突出部の厚さが、制動時における短絡磁気回路形成時に磁気飽和する厚さであることを特徴とする請求項１又は３乃至５の何れかに記載の強磁性板。
【請求項７】
前記前方突出部の厚さが、制動時における短絡磁気回路形成時に磁気飽和しない厚さであることを特徴とする請求項１又は３乃至６の何れかに記載の強磁性板。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の強磁性板を少なくとも備えたことを特徴とする渦電流式減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動補助装置としてバスやトラック等の大型自動車に取付けられ、特に制動トルクの向上を可能とする渦電流式減速装置の強磁性板及びその強磁性板を採用した渦電流式減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、長い降坂時等において安定した減速を行い、フットブレーキの使用回数を減少させて、ライニングの異常摩耗やフェード現象を防止すると共に、制動停止距離の短縮を目的として、バスやトラック等の大型自動車にフットブレーキや排気ブレーキに加えて渦電流式減速装置が取付けられるようになってきた。
【０００３】
この渦電流式減速装置は、現在では制動時に通電を必要としない永久磁石式のものが主流となっており、以下の４つの方式がある。
▲１▼  例えば図１２に示すような、回転軸１に取付けられ、制動時、渦電流を内部に生じるドラム型の部材（以下、「ロータ」という。）２ａの内周面側に、非磁性の支持体３間にその周方向に所定の間隔を存して配置した強磁性板（以下、「ポールピース」という。）４群を介して、前記ポールピース４と同じ間隔でＮ極、Ｓ極を周方向に交互に配置した永久磁石５群をその外周面に取付けた強磁性の磁石支持リング６を配置し、この磁石支持リング６を前記永久磁石５群がポールピース４群と全面対向する位置から全面離脱する位置までアクチュエータ７によってケース８内を進退可能に設けた軸スライド方式（例えば特開平１−２３４０４３号）。
【０００４】
▲２▼  例えば図１３に示すような、ロータ２ａの内周面側にこれと対向して配置した磁石支持リング６を、前記ポールピース４と磁石支持リング６の外周面に取付けた永久磁石５とが重なり合う位置と、一つの永久磁石５が隣接するポールピース４を跨いで半分ずつ重なり合う位置とを、選択できるように旋回移動可能に設けた単列旋回方式（例えば特開平１−２９８９４８号）。
【０００５】
▲３▼  例えば図１４に示すような、外周面にその周方向に沿って所定の間隔でＮ極、Ｓ極を交互に配置した永久磁石群を有する磁石支持リングを２個並列に配置し、一方の磁石支持リングは固定で（以下、「固定支持リング６ａ」という。）、他方の磁石支持リングは所定角度回動可能に構成し（以下、「可動支持リング６ｂ」という。）、可動支持リング６ｂの旋回移動によって、可動支持リング６ｂの永久磁石５ｂと隣合う固定支持リング６ａの永久磁石５ａが同極になる位置と、隣合う可動支持リング６ｂの永久磁石５ｂと固定支持リング６ａの永久磁石５ａが異極になる位置とを選択できるように構成した複列旋回方式（例えば特開平４−１２６５９号）。
【０００６】
▲４▼  例えば図１５に示すような、回転軸１に取付けられたディスク型のロータ２ｂと対向する位置に、非磁性の支持体３の間にその周方向に所定の間隔を存して配置したポールピース４群を介して、前記ポールピース４と同じ間隔でＮ極、Ｓ極を周方向に交互に配置した永久磁石５群を側面に取り付けた強磁性の磁石支持リング６を配置し、この磁石支持リング６を前記永久磁石５群がポールピース４群と全面対向する位置から全面離脱する位置までアクチュエータ７によってケース内を進退可能に設けたディスク型ロータによる軸スライド方式。
【０００７】
ところで、上記したような渦電流式減速装置にあっては、いずれの方式であっても、ポールピース４と永久磁石５，５ａ，５ｂが全面対向する制動時には、磁石支持リング６と、隣接する永久磁石５，５ａ，５ｂ及び隣接するポールピース４と、ロータ２ａ，２ｂ間で磁気回路が形成され、ロータ２ａ，２ｂには永久磁石５，５ａ，５ｂからの磁力線が作用して渦電流が発生し、制動トルクが発生する。
【０００８】
そして、この制動力を効率良く発生させるためには、前記磁気回路を構成する磁力線をロータ面に対して垂直に入力させることが必要である。制動時にロータ面にポールピース４から入力される磁力線の中では、図１６に細線で示したように、ロータ２ａ，２ｂの回転の進行方向に向かって前方（以下、単に「回転前方」という。）の側から入力される磁力線が、前記垂直に入力される成分を多く含んでいる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、ポールピース４の形状は略直方体で、内周側の回転（円周）方向長さは、図１７に示したように、永久磁石５の外周面長さと略同一であった。そのため、前記制動時に形成される磁気回路は、図１７に細線で示したように、ロータ２ａ，２ｂの回転の進行方向に引きずられた形に歪曲する。その結果、ポールピース４の回転前方側から入力する磁力線であっても、ロータ２ａ，２ｂに垂直に入力するものが減少し、制動力が低下するという欠点があった。
【００１０】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、特に制動時における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のポールピース及びそのポールピースを採用した渦電流式減速装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、渦電流式減速装置の永久磁石と対向して配置されるポールピースの、ロータの回転の進行方向に向かって前方又は後方（以下、単に「回転前方」「回転後方」という。）の外周側を、平板状に突出させると共に、ポールピースの内外周間に、例えば内周面の面積よりも小さい断面積を有する絞り部を設けたこととしている。そして、このようにすることで、特に制動時における制動トルクを向上させることができるようになる。
【００１２】
ところで、この「前方又は後方」という記載は、前方と後方のうち何れか一方の場合と、前方と後方の両方との全ての場合を含む。また、「前方側又は後方側」「前方突出部又は後方突出部」という記載も同様とする。更に、「内周面又は外周面」という記載も、内周面と外周面のうち何れか一方の場合と、内周面及び外周面の両方との全ての場合を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において、永久磁石５，５ａ，５ｂと対向するポールピース４の内周面の面積（永久磁石５，５ａ，５ｂの面積と略同じ）又は外周面の面積よりも小さい断面積を有する部分、即ち、前記の面積よりも小さい断面積となるように絞った部分（以下、「絞り部」という。）４ａの設置位置は、図３（ａ）に示したように、ポールピース４の内外周間における中間部分に限らず、図３（ｂ）に示したように、ポールピース４の外周部や、図３（ｃ）に示したように、ポールピース４の内周部であっても良い。また、断面積が絞られていれば良いので、ロータの回転（円周）方向の長さを短くしたものに限らず、それに垂直な方向の回転軸方向の長さを短くしたもの、或いは両方の長さを短くしたものでも良い。
【００１４】
本発明に係る渦電流式減速装置では、絞り部４ａを有する本発明に係るポールピース４を使用するので、図４（ａ）に示したように、制動時、永久磁石５，５ａ，５ｂからポールピース４を経てロータ２ａ，２ｂに向かう磁力線の密度が、内外周間において断面積が一定の従来のポールピース４（図４（ｂ）参照）を使用したものに比べて高くなる。
【００１５】
密度が高められた磁力線はロータ２ａ，２ｂに達すると大きな渦電流を発生させ、大きなローレンツ力が得られるので、前述したように、例えロータ２ａ，２ｂの回転に引きずられて垂直に入力する磁力線が減少しても、全体的な制動力が向上する。
【００１６】
本発明に係る渦電流式減速装置では、前記の絞り部４ａに加えて、回転後方の外周側を永久磁石５，５ａ，５ｂよりも平板状に突出させた本発明に係るポールピース４を使用する。図５（ａ）に示したように、非制動時、永久磁石５，５ａ，５ｂから支持体３を経てロータ２ａ，２ｂに向かう磁気漏れが、前記平板状に突出させた後方突出部４ｂで吸収されるので、後方突出部４ｂのない従来のポールピース４（図５（ｂ）参照）を使用したものに比べて、損失トルクを低減できる。なお、後方突出部４ｂは、制動時における短絡磁気回路形成時に磁気飽和する厚さであると、短絡磁気が流れ難くなり、制動力低下が抑制できるので好ましい。
【００１７】
別の本発明に係る渦電流式減速装置においては、前記の絞り部に加えて、回転前方の外周側に永久磁石５，５ａ，５ｂよりも突出する平板状の前方突出部４ｃを設けたポールピースを使用する。この渦電流式減速装置では、図６（ａ）に示したように、制動時、ポールピース４の回転前方側からロータ２ａ，２ｂに入力する磁力線が、前記前方突出部４ｃの作用により、磁力線の密度が高められて、より制動力が向上する。この際、前記前方突出部４ｃ端面を、図６（ｂ）に示したように、ロータ２ａ，２ｂの内周面に対して回転後方側に傾けた場合には、ロータ２ａ，２ｂに入力する磁力線が垂直に近くなって、より制動力が向上する。なお、前方突出部４ｃは、制動時における短絡磁気回路形成時に磁気飽和しない厚さであると、ロータへ入力する磁束ポールピース４の回転前方にまで達し、より垂直になるので好ましい。
【００１８】
前記図５、図６に示されるポールピース４は、本発明においては、これらが組み合わされた形状となったものでも良い。組み合わせは、１つのポールピース４に両方組み込んでも良いし、交互に、或いは、数個おき等ある規則性を持って並べられても良い。いずれにせよ、これらの組み合わせにより、両方の効果が得られる。
【００１９】
また、更に別の上記の本発明に係る渦電流式減速装置は、図７（ａ）に示したようにその主面上方から見た投影形状４ｄ，４ｅ、或いは、図８（ａ）に示したように外周面４ｅの形状について、ロータの回転方向と直交する幅方向に回転後方側で広がっているポールピース４を採用している。この本発明に係る渦電流式減速装置では、制動時、ロータからの磁力線がポールピースに入り易くなって、より制動力が向上する。この場合、図８（ａ）に示したように外周面形状のみならず、図７（ａ）に示したように回転後方側で広がっている本発明に係るポールピースを採用した方が、より好ましい。なお、ここでポールピース４の主面とは、ポールピース４の表面のうち、最も広い表面積を有する面をいい、例えば蒲鉾型では湾曲した一面が主面である。主面上方とは、この定義に基づく主面の中心から鉛直に伸びた軸上の方向を示す。
【００２０】
また別の、上記の本発明に係る渦電流式減速装置は、図９（ａ）に示したようにその主面上方から見た投影形状４ｅ，４ｄ、或いは図１０（ａ）に示したように外周面４ｅの形状について、ロータの回転方向と直交する幅方向に回転前方側で広がっているポールピース４を採用している。この本発明に係る渦電流式減速装置では、制動時、永久磁石からの磁力線がポールピースを経てロータに入り易くなって、より制動力が向上する。この場合も、図１０（ａ）に示したように外周面形状のみならず、図９（ａ）に示したように回転前方側で広がっている本発明に係るポールピースを採用した方が、より好ましい。
【００２１】
前記図７〜図１０に示されるポールピース４は、本発明においてこれらが組み合わされた形状となったものでも良い。組み合わせは、１つのポールピース４にそれぞれ可能な組み合わせで組み込んでも良いし、交互に、或いは、数個おき等ある規則性を持って並べられても良い。これらの組み合わせにより、それぞれの効果も相乗される。更に、図５、図６に示される形状が図７〜図１０に示される形状と可能な組み合わせで組み合わされた形状となっても良い。組み合わせ方法は、前述と同様になす事ができ、効果も相乗される。
【００２２】
上記の本発明において、回転前方側或いは回転後方側とは、ポールピースの円周方向長さの中心より回転前方側或いは回転後方側をいい、広がっているとは、図７〜１０に示したように、回転前方端部或いは回転後方端部のみが幅方向（回転軸方向）に広がっているもののみならず、図１１（ａ）に示したように、回転前方側に対して回転後方側が広がっているものや、反対に図１１（ｂ）に示したように、回転後方側に対して回転前方側が広がっているものも含む。
【００２３】
また、上記の本発明に係る渦電流式減速装置において、図示省略したが、主面上方から見た投影形状或いは外周面の形状が、回転前方側及び回転後方側の両方に広がっている本発明に係るポールピースを採用した本発明に係る渦電流式減速装置では、上記の相乗効果によってより制動力が向上する。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明に係るポールピースを図１及び図２に示す実施例に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明に係るポールピース４の第１実施例を示した図であり、この第１実施例では、渦電流式減速装置の永久磁石と対向して配置されるポールピース４における回転前方と回転後方の両方共に外周側を例えば厚さが２ｍｍの平板状に突出させた突出部４ｂ，４ｃを形成している。なお、ロータの回転方向は図１（ａ）に示した矢印Ａ方向である。また、その回転軸方向は同様に矢印のＢ方向である。
【００２６】
そして、ポールピース４の回転軸方向の長さを、内周面４ｄと外周面４ｅの中間部で一旦長くした後４ｆ、外周面４ｅで一番短くして、外周面４ｅを内周面４ｄの面積よりも小さい断面積を有する絞り部４ａとなすと共に、外周面４ｅの形状が、ポールピース４における回転前方と回転後方の両端部で広がっているように形成している。
【００２７】
このような形状のポールピース４を使用した本発明に係る渦電流式減速装置にあっては、制動時には、以下に列挙する作用によって制動力が向上する。
▲１▼  永久磁石からポールピース４を経てロータに向かう磁力線の密度が外周面４ｅにおいて絞られて高くなって、ロータに達すると大きな渦電流を発生させ、大きなローレンツ力が得られる。
【００２８】
▲２▼  ポールピース４の回転後方側からロータに入力する磁力線が、前記突出部４ｃの作用により、磁力線の密度が高められる。
▲３▼  永久磁石からの磁力線がポールピースを経てロータに入り易くなる。
▲４▼  ロータからの磁力線がポールピースに入り易くなる。
【００２９】
また、非制動時には、
▲５▼  永久磁石から支持体を経てロータに向かう磁気漏れが、前記平板状に突出させた突出部４ｂ、４ｃで吸収されるので、損失トルクを低減できることになる。
【００３０】
図２は本発明に係るポールピースの第２実施例を示した図であり、この図２に示した第２実施例では、前記第１実施例のように、絞り部４ａを形成していない他は、第１実施例と同じ構成である。
【００３１】
このような構成の第２実施例では、制動時における前記▲１▼の作用がないものの、他の▲２▼〜▲５▼の作用は同じであるので、従来のポールピースを使用した渦電流式減速装置と比べて、制動トルクの向上と損失トルクの低減が図れる。
【００３２】
本発明は上記実施例に限らず、各請求項のみ対応するものでも、制動トルクの向上や損失トルクの低減が図れることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、
▲１▼  永久磁石からポールピースを経てロータに向かう磁力線の密度を高めたり、
▲２▼  ポールピースの回転後方側からロータに入力する磁力線を垂直に近くしたり、
▲３▼  永久磁石からの磁力線がポールピースを経てロータに入り易くしたり、
▲４▼  ロータからの磁力線がポールピースに入り易くしたりして、
特に制動時における制動トルクを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポールピースの第１実施例を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ図、（ｃ）は（ａ）の矢視Ｂ図、（ｄ）は（ａ）の矢視Ｃ図である。
【図２】本発明に係るポールピースの第２実施例を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ図、（ｃ）は（ａ）の矢視Ｂ図、（ｄ）は（ａ）の矢視Ｃ図である。
【図３】本発明に係るポールピースの必須構成要件である絞り部の説明図で、（ａ）は絞り部が内外周間における中間部分に存在する場合、（ｂ）は絞り部が外周部である場合、（ｃ）は絞り部が内周部である場合の図である。
【図４】（ａ）は本発明に係るポールピースの必須構成要件である絞り部を有する場合の磁力線の流れの説明図、（ｂ）は絞り部を有さない従来のポールピースの磁力線の流れの説明図である。
【図５】（ａ）は本発明に係るポールピースの必須構成要件である回転後方の平板状突出部を有する場合の非制動時における磁力線の流れの説明図、（ｂ）は回転後方の平板状突出部を有さない従来のポールピースの非制動時における磁力線の流れの説明図である。
【図６】（ａ）は本発明に係るポールピースの必須構成要件である回転前方の平板状突出部を有する場合の制動時における磁力線の流れの説明図、（ｂ）は前記平板状突出部の端面をロータの内周面に対して回転後方側に傾けた場合の（ａ）と同様の磁力線の流れの説明図である。
【図７】主面上方から見た投影形状がロータの回転方向と直交する幅方向に回転後方で広がる本発明に係るポールピースの一例を示した図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は正面から見た図、（ｃ）は左側面から見た図である。
【図８】外周面形状がロータの回転方向と直交する幅方向に回転後方側で広がる本発明に係るポールピースの一例を示した図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は正面から見た図、（ｃ）は左側面から見た図である。
【図９】主面上方から見た投影形状がロータの回転方向と直交する幅方向に回転前方で広がる本発明に係るポールピースの一例を示した図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は正面から見た図、（ｃ）は左側面から見た図である。
【図１０】外周面形状がロータの回転方向と直交する幅方向に回転前方側で広がる本発明に係るポールピースの一例を示した図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は正面から見た図、（ｃ）は左側面から見た図である。
【図１１】（ａ）は本発明における「回転後方に広がる」の意味を説明する図、（ｂ）は本発明における「回転前方に広がる」の意味を説明する図である。
【図１２】軸スライド方式の渦電流式減速装置の回転軸方向の断面図である。
【図１３】単列旋回方式の渦電流式減速装置の回転軸方向の断面図である。
【図１４】複列旋回方式の渦電流式減速装置の回転軸方向の断面図である。
【図１５】ディスク型ロータによる軸スライド方式の渦電流式減速装置の回転軸方向の断面図である。
【図１６】従来の渦電流式減速装置における制動時のポールピースからロータに入力する磁力線の流れの説明図である。
【図１７】従来の渦電流式減速装置における制動時に形成される磁気回路の説明図である。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ      ロータ
４              ポールピース
４ａ            絞り部
４ｂ            後方突出部
４ｃ            前方突出部
４ｄ            内周面
４ｅ            外周面
５，５ａ，５ｂ  永久磁石
【図１】
2004153925.tif 000003
【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】
2004153925.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004153925.tif 000012
【図１１】
2004153925.tif 000013
【図１２】
2004153925.tif 000014
【図１３】
2004153925.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2004153925.tif 000017
【図１６】
2004153925.tif 000018
【図１７】
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