(57)【要約】【課題】磁気洩れによる引きずりトルクの発生や、磁気ショートによる制動力の低下を抑えることができると共に、容易に製造できる渦電流減速装置を提供する。【解決手段】回転自在なロータ３と、ロータ３に対向して配置され、周方向に所定のピッチを隔てて整列された複数の永久磁石８を有する磁石環９と、磁石環９とロータ３との間に配置され、磁石環９との周方向の相対位相が変わることで磁石環９とロータ３との間を磁気的に接続又は切断する磁性環１０とを備え、磁性環１０が周方向に所定のピッチを隔てて整列された複数の強磁性部材１５を有する渦電流減速装置１において、強磁性部材１５の周方向の端部に、ロータ３側を周方向に縮退させつつ永久磁石８側を周方向に延長させ、かつ、ロータ３と略平行に対向する平面部２３を有する段部２０を形成し、周方向に隣り合う平面部２３間に非磁性材からなる連結部材１６を掛け渡して設けたものである。【選択図】        図１
2004166373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在なロータと、該ロータに対向して配置され、周方向に所定のピッチを隔てて整列された複数の永久磁石を有する磁石環と、該磁石環と上記ロータとの間に配置され、上記磁石環との周方向の相対位相が変わることで上記磁石環とロータとの間を磁気的に接続又は切断する磁性環とを備え、該磁性環が周方向に所定のピッチを隔てて整列された複数の強磁性部材を有する渦電流減速装置において、上記強磁性部材の周方向の端部に、上記ロータ側を周方向に縮退させつつ上記永久磁石側を周方向に延長させ、かつ、上記ロータと略平行に対向する平面部を有する段部を形成し、周方向に隣り合う上記平面部間に非磁性材からなる連結部材を掛け渡して設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動軸等の回転体に減速制動を与える渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石を用いた渦電流減速装置としては特許文献１記載のものが知られている。図１２に示すように、この渦電流減速装置７０は、回転自在なロータ７１と、ロータ７１に対向して配置され周方向に所定のピッチを隔てて整列された永久磁石７２を有する磁石環７３と、磁石環７３とロータ７１との間に配置され、磁石環７３との周方向の相対位相が変わることで磁石環７３とロータ７１との間を磁気的に接続又は切断する磁性環７４とを備えて構成されている。
【０００３】
磁性環７４は、周方向に所定のピッチ（永久磁石７２と同じピッチ）を隔てて整列された複数の強磁性部材７５と、強磁性部材７５間にそれぞれ設けられ非磁性材からなる支持部材７６とを有し、周方向に移動可能となっている。
【０００４】
磁性環７４は、各永久磁石７２に強磁性部材７５をそれぞれ一対一に重ね合わせる位置にセットされることでロータ７１の減速制動をオンとし、隣り合う永久磁石７２間にそれぞれの強磁性部材７５を掛け渡す位置にセットされることで減速制動をオフとするようになっている。
【０００５】
また、強磁性部材７５は、周方向に隣り合う端部同士を径方向にラップさせるように端部の外周側または内周側を周方向に延長されており、支持部材７６から磁束が洩れるのを防ぐようになっている。なお、漏れ磁束を防止するために強磁性部材の端部形状を変形させる技術としては、本出願人が特許出願した特願２００１−１１７０５２号に係る発明や、特願２００１−１４０２３９号に係る発明がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２７２０８８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１等に記載された強磁性部材は、いずれも支持部材（非磁性材）に鋳込んで設置するものであるため、製造に手間がかかってしまうという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、磁気洩れによる引きずりトルクの発生や、磁気ショートによる制動力の低下を抑えることができると共に、容易に製造できる渦電流減速装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回転自在なロータと、該ロータに対向して配置され、周方向に所定のピッチを隔てて整列された複数の永久磁石を有する磁石環と、該磁石環と上記ロータとの間に配置され、上記磁石環との周方向の相対位相が変わることで上記磁石環とロータとの間を磁気的に接続又は切断する磁性環とを備え、該磁性環が周方向に所定のピッチを隔てて整列された複数の強磁性部材を有する渦電流減速装置において、上記強磁性部材の周方向の端部に、上記ロータ側を周方向に縮退させつつ上記永久磁石側を周方向に延長させ、かつ、上記ロータと略平行に対向する平面部を有する段部を形成し、周方向に隣り合う上記平面部間に非磁性材からなる連結部材を掛け渡して設けたものである。
【００１０】
周方向に突き合わされる延長部同士の間隔を狭めることができ、隣り合う強磁性部材間からの磁気洩れを抑えることができ、磁気洩れによる引きずりトルクの発生を抑えることができる。また、周方向に突き合わされる縮退部同士の間隔を広げることができ、ロータの回転によって磁束が流されても縮退部間で磁気ショートが発生することはなく、永久磁石側に形成される延長部間でのショートはごく僅かであるため、制動力の低下を抑えることができる。そして、上記強磁性部材同士を容易に連結でき、上記磁性環を容易に形成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図２は本実施形態に係る渦電流式減速装置をロータの軸に沿って径方向に切断した断面図である。図１はロータに磁気を及ぼして減速制動している渦電流式減速装置を駆動軸の軸端側から見た正面断面図である。
【００１３】
図２に示すように、渦電流式減速装置１は、車両の駆動軸等の動力伝達系の回転軸２に取り付けられ回転軸２と一体に回転するドラム状のロータ３と、ロータ３の内周に沿うように配置され変速機等の固定系（図示せず）に取り付けられたステータ（磁力源）４とを有し、ステータ４からロータ３へ磁気を供給することでロータ３に渦電流を生じさせて回転軸２を減速制動し、磁気をステータ４内に遮蔽することで減速制動を解除するようになっている。
【００１４】
ステータ４は、固定系に支持され中空環状に形成されたケーシング５と、ケーシング５の内部にブッシュ６及びスラストワッシャ７を介して同軸回り回動自在に収容され複数の永久磁石８を有する磁石環９と、ケーシング５の外周部を形成し、磁石環９とロータ３との間に位置される磁性環１０と、磁石環９を回動させるアクチュエータ（流体シリンダ等）１１とを備えて構成されている。
【００１５】
図１に示すように、磁石環９は、ブッシュ６の外周側に係合され磁性体（電磁鋼板の積層体や鉄のブロック材等）からなる支持リング（ヨーク）１２と、支持リング１２の外周に周方向に所定の等ピッチ（等間隔）に取り付けられロータ３に対向して配置される複数の永久磁石８とからなる。
【００１６】
具体的には、永久磁石８はそれぞれ磁極（Ｎ極またはＳ極）を径方向に向け、かつ、交互に向きを反転させて周方向に整列されている。すなわち、各永久磁石８は、径方向の外側端と内側端にそれぞれ磁極を有し、周方向に隣り合う磁極同士が互いに逆極性となるように配置されている。
【００１７】
また、周方向に隣り合う永久磁石８同士の間には、それぞれ軸方向に永久磁石８と同じ長さに形成されると共に周方向に永久磁石８より短く形成された非磁性材からなる固定金具１３がネジ１４等を介して設けられており、それぞれの永久磁石８を磁気的に隔絶しつつ支持リング１２に固定するようになっている。
【００１８】
磁性環１０は、磁石環９との周方向の相対位相が変わることで磁石環９とロータ３との間を磁気的に接続又は切断するものである。磁性環１０は、周方向に所定のピッチ（永久磁石８と同じピッチ）を隔てて整列された複数の強磁性部材１５と、周方向に隣り合う強磁性部材１５間に設けられ強磁性部材１５同士を連結するための連結部材１６とを備えて構成されている。
【００１９】
図２に示すように、強磁性部材１５は、それぞれ軟磁性材からなる薄板（電磁鋼板等）１７を軸方向に複数枚重ね合わせて形成されており、軸方向に貫通するボルト１８とナット１９とによりケーシング５の本体部５ａに固定されている。プレス性や成形性が良い軟磁性材からなる薄板１７を軸方向に積層するため、強磁性部材１５を容易に製作できる。
【００２０】
図１に示すように、強磁性部材１５は、それぞれ軸方向から見た断面（軸と直交する断面）を弧状に形成されており、周方向の両端部に強磁性部材１５同士の間隔を外周側（ロータ３側）で広く開けると共に内周側（永久磁石８側）でスリット状に狭くする段部２０を有する。
【００２１】
図１及び図４に示すように、段部２０は、ロータ３側に周方向に縮退する縮退部２１を形成しつつ永久磁石８側に周方向に延長する延長部２２を形成し、縮退部２１と延長部２２との間にロータ３と略平行に対向する平面部２３を形成するように形状を決定されている。
【００２２】
縮退部２１は平面状に形成され周方向に向くロータ側端面２４を有し、延長部２２は平面状に形成され周方向に向く磁石側端面２５を有する。
【００２３】
磁石側端面２５の径方向の高さｔは、強磁性部材１５の周方向の中間位置の径方向の高さＴの半分以下に形成されており、強磁性部材１５同士が近接する面積を小さくすると共に、強磁性部材１５のロータ３側同士をなるべく広い範囲に渡って離間させるようになっている。また、磁石側端面２５同士の間隔ｌは、ロータ側端面２４同士の間隔Ｌよりも十分狭く形成され、かつ、ロータ３と強磁性部材１５との間隔ｌ１の２倍以上に形成されている。これにより強磁性部材１５間からの磁気洩れを抑制しつつ、ロータ側端面２４間で磁気ショートするのを防ぐようになっている。一般に強磁性部材１５の永久磁石８側は、永久磁石８の磁束が隣接する強磁性部材１５間で静的に磁気ショートする範囲が小さくなり、強磁性部材１５間の距離を詰めても磁気ショートは少ない。
【００２４】
連結部材１６は、非磁性材（アルミ、ステンレス、樹脂等）をブロック状に形成してなるものであり、ロータ側端面２４間に収めたときにロータ側端面２４同士を所定の間隔Ｌに離間させると共に、磁石側端面２５同士を所定の間隔ｌに離間させるようになっている。そして、連結部材１６は平面部２３間に掛け渡され、ネジ２６を介してそれぞれの平面部２３に取り付けられるようになっている。連結部材１６は外周面２７を強磁性部材１５の外周面２８に揃える曲面に形成されており、ロータ３と所定の間隔ｌ１を隔てるようになっている。
【００２５】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２６】
図１及び図２に示すように、ロータ３の減速制動をオンするときには、磁石環９を周方向に移動させ、永久磁石８の外周（磁極）がいずれかの強磁性部材１５に一対一に対応して覆われるように永久磁石８と強磁性部材１５との相対位相を決める。
【００２７】
すると、周方向に隣り合う永久磁石８同士と、これら永久磁石８の外周側を覆うそれぞれの強磁性部材１５と、ロータ３と、支持リング１２との間に磁気回路２９が構成され、ロータ３に渦電流が発生して減速制動がオンとなる。このとき、強磁性部材１５とロータ３の間隔ｌ１が磁石側端面２５間の間隔ｌよりも小さく形成されており、かつ、強磁性部材１５の永久磁石８側は静的に磁気ショートする範囲が小さいため、磁石側端面２５間の磁気ショートは十分小さい。また、強磁性部材１５のロータ３側は、ロータ側端面２４同士を互いに後退させて十分離間されているため、図５に示すように磁束３０がロータ３の回転によって回転方向に流されても強磁性部材１５のロータ３側で磁気ショートを引き起こすことはなく、制動力の低下を十分抑えることができる。
【００２８】
また、図３に示すように、ロータ３の減速制動をオフするときには、磁石環９を周方向に移動させ、隣り合う永久磁石８間にそれぞれ強磁性部材１５が跨るように永久磁石８と強磁性部材１５との相対位相を決める。
【００２９】
すると、周方向に隣り合う永久磁石８同士は、これら永久磁石８間に跨る強磁性部材１５と支持リング１２とを介して磁気短絡され、遮蔽磁気回路３１が構成されて減速制動がオフとなる。このとき、強磁性部材１５の永久磁石８側には延長部２２が形成され、磁石側端面２５同士の間隔ｌが十分狭く形成されているため、永久磁石８からの磁気が磁石側端面２５間を通ってロータ３に洩れる磁気はごく僅かであり、引きずりトルク（制動力）を極めて小さなものに抑えることができる。
【００３０】
このように、強磁性部材１５の周方向の端部に、ロータ３側を周方向に縮退させつつ永久磁石８側を周方向に延長させ、かつ、ロータ３と略平行に対向する平面部２３を有する段部２０を形成し、周方向に隣り合う平面部２３間に非磁性材からなる連結部材１６を掛け渡して設けたため、磁気洩れによる引きずりトルクの発生を抑えることができると共に磁気ショートによる制動力の低下を抑えることができ、平面部２３上に連結部材１６を着座させることで強磁性部材１５同士の位置決めを容易にでき、強磁性部材１５同士を容易に連結できる。特に連結部材１６にネジ２６を外周側から貫通させて連結部材１６と平面部２３とを締結するようにしたため、強磁性部材１５同士の連結或いは分解を外周側から容易に行うことができる。
【００３１】
また、強磁性部材１５のそれぞれが周方向の両端に段部２０を有するものとしたため、それぞれの延長部２２の延長長さを短く形成することができ延長部２２を薄く形成することができる。延長部２２を薄く形成することにより、磁石側端面２５間の磁気ショートを更に小さくすることができる。
【００３２】
なお、強磁性部材１５は軟磁性材からなる薄板１７を複数枚重ね合わせて形成するものとしたが、軟磁性材をブロック状に形成したものであってもよい。
【００３３】
また、ステータ４はロータ３の内周に沿うものとしたが、ステータ４はロータ３のいずれの部分に沿っていてもよい。また、連結部材１６は、ケーシング５と一体であってもよい。
【００３４】
そして、連結部材１６は、ネジ２６を介して強磁性部材１５に取り付けられるものとしたが、これに限るものではなく、接着剤等で強磁性部材１５に留められるものとしてもよい。このとき、連結部材１６は平面部２３に接着するとよい。
強磁性部材１５の縮退部２１は平面状に形成され周方向に向くロータ側端面２４を有し、延長部２２は平面状に形成され周方向に向く磁石側端面２５を有するものとしたが、これに限るものではない。図６及び図７に示すように、ロータ側端面３２，３４，３５と磁石側端面３３，３６，３７とはそれぞれ径方向内側又は外側に傾斜するものであってもよい。ただし、ロータ側端面３２，３４，３５同士の間隔はいずれの位置であっても所定の間隔Ｌ以上となるように設定するとよく、磁石側端面３３，３６，３７同士の間隔はいずれの位置でも所定の間隔ｌとなるように設定するとよい。
【００３５】
また、延長部２２は強磁性部材１５の永久磁石８側（径方向内側）の端から径方向の高さｔの範囲に渡って周方向に延長するものとしたが、これに限るものではない。図８に示すように、永久磁石８に臨む一部を周方向に延長して延長部３８を形成すると共に、延長部３８と縮退部２１との間に延長も縮退もされない中間部３９を形成し、強磁性部材１５の端部を多段に形成してもよい。図９に示すように、永久磁石８側であれば永久磁石８から離間する一部を周方向に延長して延長部４０を形成してもよい。
【００３６】
次に他の実施の形態について述べる。
【００３７】
図１０は本発明を適用したディスクタイプの渦電流減速装置の平面展開断面図であり、図１１はディスクタイプの渦電流減速装置の側面断面図である。
【００３８】
図１１に示すように、渦電流減速装置５０は、回転軸５１に軸方向に所定の間隔を隔てて取り付けられ回転軸５１と一体に回転する一対のディスク状のロータ５２と、これらロータ５２間に配置され変速機等の固定系（図示せず）に取り付けられたステータ（磁力源）５３とを有し、ステータ５３からロータ５２へ磁気を供給することでロータ５２に渦電流を生じさせて回転軸５１を減速制動し、磁気をステータ５３内に遮蔽することで減速制動を解除するようになっている。
【００３９】
ステータ５３は、固定系に支持され中空環状に形成されたケーシング５４と、ケーシング５４の内部に軸受５５を介して同軸回り回動自在に収容され複数の永久磁石５６を有する磁石環５７と、ケーシング５４の隔壁を構成しそれぞれのロータ５２と磁石環５７との間に位置される磁性環５８と、磁石環５７を回動させるアクチュエータ（図示せず）とを備えて構成されている。
【００４０】
図１０に示すように、磁石環５７は、中空環状に形成された磁石支持輪５９と、磁石支持輪５９内に周方向に所定の等ピッチ（等間隔）を隔てて設けられる複数の永久磁石５６とからなる。永久磁石５６はそれぞれ磁極（Ｎ極またはＳ極）を軸方向に向け、かつ、交互に向きを反転させて周方向に整列されている。
【００４１】
磁性環５８は、周方向に所定のピッチ（永久磁石５６と同じピッチ）を隔てて整列された複数の強磁性部材６０と、周方向に隣り合う強磁性部材６０間に設けられ強磁性部材６０同士を連結するための連結部材６１とを備えて構成されている。
【００４２】
強磁性部材６０は、それぞれ軟磁性材を平板状に形成してなるものであり、周方向の両端部に強磁性部材６０同士の間隔をロータ５２側で広く開けると共に永久磁石５６側でスリット状に狭くする段部６２を有する。具体的には、段部６２は、ロータ５２側に周方向に縮退する縮退部６３を形成しつつ永久磁石５６側に周方向に延長する延長部６４を形成し、縮退部６３と延長部６４との間にロータ５２と略平行に対向する平面部６５を形成するように形状を決定されている。
【００４３】
縮退部６３は平面状に形成され周方向に向くロータ側端面６６を有し、延長部６４は平面状に形成され周方向に向く磁石側端面６７を有する。
【００４４】
連結部材６１は、非磁性材（アルミ、ステンレス、樹脂等）をブロック状に形成してなるものであり、ロータ側端面６６間に収めたときにロータ側端面６６同士を所定の間隔Ｌに離間させると共に磁石側端面６７同士を所定の間隔ｌに離間させるようになっている。
【００４５】
また、連結部材６１は、上述の実施の形態で述べた連結部材１６と同様にネジ（図示せず）を介して強磁性部材６０に取り付けられるものとしてもよく、接着剤等で強磁性部材６０に留められるものとしてもよい。このとき、連結部材６１は平面部６５にネジ又は接着剤等で留められるとよい。
【００４６】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００４７】
図１０に示すように、永久磁石５６の両極がそれぞれいずれかの強磁性部材６０に一対一に対応して覆われるように永久磁石５６と強磁性部材６０との相対位相を決めると、周方向に隣り合う永久磁石５６同士と、これら永久磁石５６の両極を覆うそれぞれの強磁性部材６０と、それぞれのロータ５２との間に磁気回路６８が構成され、ロータ５２に渦電流が発生して減速制動がオンとなる。
【００４８】
このとき、強磁性部材６０の永久磁石５６側は静的に磁気ショートする範囲が小さいため、磁石側端面６７間の磁気ショートは十分小さい。また、強磁性部材６０のロータ５２側は、ロータ側端面６６同士を互いに後退させて十分離間されているため、磁束がロータ５２の回転によって回転方向に流されても強磁性部材６０のロータ５２側で磁気ショートを引き起こすことはなく、制動力の低下を十分抑えることができる。
【００４９】
また、磁性環５８を周方向に移動させ、隣り合う永久磁石５６間にそれぞれ強磁性部材６０が跨るように永久磁石５６と強磁性部材６０との相対位相を決めると、周方向に隣り合う永久磁石５６同士は、これら永久磁石５６の両極間に跨る一対の強磁性部材６０を介して磁気短絡され、減速制動がオフとなる。このとき、強磁性部材６０の永久磁石５６側には延長部６４が形成され、磁石側端面６７同士の間隔が十分狭く形成されているため、永久磁石５６からの磁気が磁石側端面６７間を通ってロータ５２に洩れる磁気はごく僅かであり、引きずりトルク（制動力）を極めて小さなものに抑えることができる。
【００５０】
このように、ディスクタイプの渦電流減速装置５０において、強磁性部材６０が、周方向の端部のロータ５２側に周方向に縮退する縮退部６３を形成しつつ端部の永久磁石５６側に周方向に延長する延長部６４を形成し、かつ、端部にロータ５２と略平行に対向する平面部６５を形成する段部６２を備えたため、磁気洩れによる引きずりトルクの発生を抑えることができると共に磁気ショートによる制動力の低下を抑えることができ、強磁性部材６０同士を容易に連結できる。
【００５１】
なお、一対のロータ５２間にステータ５３を配置するものとしたが、これに限るものではなく、一枚のロータ５２にステータ（図示せず）を軸方向に向かい合わせるように配置するものであってもよい。この場合、ロータ５２に対向しない側の磁性環５８を、周方向に自由に磁気を通す磁性材からなる板（図示せず）等に替えるとよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を奏する。
（１）磁気洩れによる引きずりトルクの発生や、磁気ショートによる制動力の低下を抑えることができると共に、容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す制動オン状態の渦電流減速装置の正面断面図である。
【図２】図１に係る渦電流式減速装置の側面断面図である。
【図３】制動オフ状態の図１に係る渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図４】図１の要部拡大図である。
【図５】ロータの回転により磁束が流された状態を示す図１に係る渦電流減速の正面断面図である。
【図６】他の実施の形態を示す渦電流減速装置の正面断面図である。
【図７】他の実施の形態を示す渦電流減速装置の正面断面図である。
【図８】他の実施の形態を示す渦電流減速装置の正面断面図である。
【図９】他の実施の形態を示す渦電流減速装置の正面断面図である。
【図１０】他の実施の形態を示すディスクタイプの渦電流減速装置の平面展開断面図である。
【図１１】図１０に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【図１２】従来の渦電流減速装置の説明図である。
【符号の説明】
１  渦電流減速装置
３  ロータ、
８  永久磁石
９  磁石環
１０  磁性環
１５  強磁性部材
１６  連結部材
２０  段部
２３  平面部
【図１】
2004166373.tif 000003
【図２】
2004166373.tif 000004
【図３】
2004166373.tif 000005
【図４】
2004166373.tif 000006
【図５】
2004166373.tif 000007
【図６】
2004166373.tif 000008
【図７】
2004166373.tif 000009
【図８】
2004166373.tif 000010
【図９】
2004166373.tif 000011
【図１０】
2004166373.tif 000012
【図１１】
2004166373.tif 000013
【図１２】
2004166373.tif 000014