(57)【要約】【課題】制動性能を落とすことなく軽量化できる渦電流式減速装置を提供する。【解決手段】回転自在なロータ２に対向して非磁性体からなる支持部材３を配置し、該支持部材３のロータ２側に複数の永久磁石４をそれぞれ磁極を周方向に向けると共に向かい合う磁極同士を同極とするように周方向に間隔を隔てて設け、これら隣り合う永久磁石４同士の間にそれぞれ磁性部材５を設けた渦電流式減速装置１において、上記磁性部材５の周方向中間位置であって上記ロータ２から径方向に離間される側に軽量化のための穴１２を形成したものである。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在なロータに対向して非磁性体からなる支持部材を配置し、該支持部材のロータ側に複数の永久磁石をそれぞれ磁極を周方向に向けると共に向かい合う磁極同士を同極とするように周方向に間隔を隔てて設け、これら隣り合う永久磁石同士の間にそれぞれ磁性部材を設けた渦電流式減速装置において、上記磁性部材の周方向中間位置であって上記ロータから径方向に離間される側に軽量化のための穴を形成したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項２】
上記磁性部材の周方向中間位置であって上記ロータから径方向に離間される側の面に軽量化のための溝を形成した請求項１記載の渦電流式減速装置。
【請求項３】
回転自在なロータに対向して非磁性体からなる支持部材を配置し、該支持部材のロータ側に複数の永久磁石をそれぞれ磁極を周方向に向けると共に向かい合う磁極同士を同極とするように周方向に間隔を隔てて設け、これら隣り合う永久磁石同士の間にそれぞれ磁性部材を設けた渦電流式減速装置において、上記磁性部材の周方向中間位置であって上記ロータから径方向に離間される側の面に軽量化のための溝を形成したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項４】
上記穴又は上記溝又は上記穴と溝の両方が軸方向に延びるように形成された請求項１〜３いずれかに記載の渦電流式減速装置。
【請求項５】
上記磁性部材に上記穴又は上記溝又は上記穴と溝の両方を複数形成した請求項１〜４いずれかに記載の渦電流式減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動軸等の回転体に減速制動を与える渦電流式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式減速装置としては、本出願人の特許出願に係る特許文献１記載のものが知られている。
【０００３】
図１９に示すように、この渦電流式減速装置５０は、回転軸（図示せず）に結合されたロータ５１と、ロータ５１の内周側に対向して設けられ非磁性体からなるヨーク５２と、ヨーク５２の外周に磁極を周方向に向けると共に向かい合う磁極同士を同極とするように周方向に間隔を隔てて設けられた永久磁石５３と、隣り合う永久磁石５３同士の間に設けられ磁性体からなる磁性部材５４と、永久磁石５３の外周側に設けられ非磁性体からなるカバー５５とを備えて構成されている。
【０００４】
磁性部材５４はポールピースを構成するようになっており、周方向に対面する磁極からの磁束を径方向に対面するロータ５１に進入させるようになっている。
【０００５】
渦電流式減速装置５０は、永久磁石５３から発せられた磁束を磁性部材５４を介してロータ５１に到達させ、他の磁性部材５４を介するのみで永久磁石５３に戻すため、磁極を径方向に向けるタイプの渦電流式減速装置（図示せず）のようにヨーク５２に磁束を流すことはなく、全磁束を制動に有効活用できるという優れた性能を発揮するものであった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１８４６９０号公報（第３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全く新規な渦電流式減速装置であることから、性能への影響を考慮するとやみくもに軽量化を図ることもできず、軽量化については改良の余地が残されていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、制動性能を落とすことなく軽量化できる渦電流式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、回転自在なロータに対向して非磁性体からなる支持部材を配置し、該支持部材のロータ側に複数の永久磁石をそれぞれ磁極を周方向に向けると共に向かい合う磁極同士を同極とするように周方向に間隔を隔てて設け、これら隣り合う永久磁石同士の間にそれぞれ磁性部材を設けた渦電流式減速装置において、上記磁性部材の周方向中間位置であって上記ロータから径方向に離間される側に軽量化のための穴を形成したものである。
【００１０】
穴が磁性部材内を流れる磁気に干渉しないため、磁気抵抗を高めることがなく、制動性能を落とすことなく軽量化できる。
【００１１】
また、上記磁性部材の周方向中間位置であって上記ロータから径方向に離間される側の面に軽量化のための溝を形成してもよい。
【００１２】
そして、回転自在なロータに対向して非磁性体からなる支持部材を配置し、該支持部材のロータ側に複数の永久磁石をそれぞれ磁極を周方向に向けると共に向かい合う磁極同士を同極とするように周方向に間隔を隔てて設け、これら隣り合う永久磁石同士の間にそれぞれ磁性部材を設けた渦電流式減速装置において、上記磁性部材の周方向中間位置であって上記ロータから径方向に離間される側の面に軽量化のための溝を形成したものであってもよい。
【００１３】
また、上記穴又は上記溝又は上記穴と溝の両方が軸方向に延びるように形成されるとよい。
【００１４】
上記磁性部材に上記穴又は上記溝又は上記穴と溝の両方を複数形成してもよい。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は本実施形態に係る渦電流式減速装置をロータの軸端側から見た正面断面図である。図２は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。
【００１７】
図１及び図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（図示せず）に取り付けられ回転軸と一体に回転するドラム状のロータ２と、ロータ２の内周側に軸方向移動自在に設けられた支持部材たるヨーク３と、ヨーク３の外周側（ロータ２側）に周方向に所定の間隔（等ピッチ）を隔てて複数設けられた永久磁石４と、隣り合う永久磁石４同士の間にそれぞれ設けられた磁性部材５とを備えて構成されている。
【００１８】
ロータ２は、磁気を通す鉄などの磁性体で形成されており、常に一定の微小間隔で永久磁石４に近接されるように内周を真円に形成されている。ロータ２の外周には、放熱用のフィン６が複数形成されている。
【００１９】
ヨーク３は、非磁性体にて筒状に形成されており、軸方向の長さをロータ２より短く形成されている。ヨーク３は、筒状に形成されたガイド７に外接しており、軸方向移動可能に支持されると共に、軸方向に伸縮するエアシリンダ８のシリンダロッド９に取り付けられている。そしてヨーク３は、エアシリンダ８が伸張することでロータ２内に入ってロータ２の内周面１０に磁性部材５の外周面１１を対向させる制動位置に移動され、エアシリンダ８が縮退することでロータ２外に出て磁性部材５をロータ２から軸方向に離間させる非制動位置に移動されるようになっている。
【００２０】
永久磁石４は、全て同じ形状同じ磁力を有するものであり、それぞれ磁極を周方向に向けると共に向かい合う磁極同士を同極（例えばＮ極同士を向かい合わせる）とするように交互に向きを反転させて配置されている。
【００２１】
磁性部材５は、磁性体（例えば、軟磁性材：鉄のブロック材、積層電磁鋼板等）をブロック状に形成してなるものであり、全て同じ形状に形成されている。磁性部材５は、それぞれ周方向の長さを径方向の厚さよりも大きくするように形成されており、ヨーク３に取り付けられたときに外周面１１をロータ２の内周面１０に所定の微小間隔を隔てて沿わせるように円弧状に形成されている。
【００２２】
そして、磁性部材５の周方向中間位置であってロータ２から径方向に離間される内周側には、軽量化のための穴１２がそれぞれ１つづつ形成されている。穴１２は、軸方向に延びるように形成されており、磁性部材５を貫通している。穴１２は加工容易な円形に形成されており、φ７ｍｍ（磁性部材５の軸方向の端面面積（穴の端面面積を含む）の約５．７％）に形成されている。
【００２３】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２４】
エアシリンダ８を伸張させてヨーク３をロータ２の内部に移動させると、ロータ２の内周面１０に磁性部材５の外周面１１が微小間隔を隔てて対向される。永久磁石４から発せられる磁気は、磁性部材５を通じてロータ２へ伝わり、周方向に隣接する他の磁性部材５を経て磁気発生源である永久磁石４に戻る。すなわち、永久磁石４とロータ２との間に磁気回路１３が構成される。そして、永久磁石４に対してロータ２が回転することで発生する渦電流と、永久磁石４からの磁界との相互作用により制動力が発生する。
【００２５】
このとき、磁性部材５の穴１２は、周方向中間位置であってロータ２から径方向に離間される内周側の位置に形成されているため、磁束に干渉して磁気抵抗を大きくすることはなく、制動性能に影響を及ぼすことはない。
【００２６】
エアシリンダ８を縮退させると、ヨーク３はロータ２外に移動され、永久磁石４からの磁気はロータ２に流れなくなる。
【００２７】
このように、磁性部材５の周方向中間位置であってロータ２から径方向に離間される側に軽量化のための穴１２を形成したため、制動性能を保ちつつ渦電流式減速装置１を軽量化することができる。そして、ヨーク３を磁性部材５ごと軸方向に移動させるエアシリンダ８を小型で軽量なものに代えることができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では磁性部材５にφ７ｍｍの丸穴１２を軸方向に貫通して形成するものとしたがこれに限るものではない。
【００２９】
図３に示すように、φ７ｍｍの丸穴１２に代えて磁性部材２０にφ１５ｍｍ（磁性部材の軸方向の端面面積の約２６％）の丸穴２１を形成しても実用可能であることが確認できた。
【００３０】
具体的には、磁性部材に軽量化のための穴を形成しない場合と、φ７ｍｍの丸穴１２を形成した場合と、φ１５ｍｍの丸穴２１を形成した場合とについてロータ２の回転数が１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍの時の制動トルクを電磁界解析した。
【００３１】
結果は図１３に示すトルクカーブとなった。φ７ｍｍの丸穴１２がある場合の各回転数における制動トルク（図中白抜き三角印）は穴が空いていない場合（図中黒丸印）と同じであり、制動性能を落とさずに軽量化できたことが確認できた。そして、φ１５ｍｍの丸穴２１がある場合（図中白抜き丸印）については、１０００ｒｐｍ（低回転）時に若干のトルク低下が認められたが、２０００ｒｐｍ以上（中高回転）の時にトルク低下はなく、ほぼ制動性能を維持しつつ軽量化できることが確認できた。
【００３２】
また、ロータ２の回転数が１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍの各場合において穴径の大小が制動トルクに及ぼす影響について電磁界解析を行った。
【００３３】
結果は図１４に示す通りである。穴径がφ０〜７ｍｍまでは１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍのいずれにおいても制動トルクの低下は認められず、穴径がφ７ｍｍを超えるものについても１０００ｒｐｍ時における制動トルクが穴径の大きさに反比例して若干低下する程度でほぼ制動トルクを維持できることが確認できた。そして、これらの結果から実用上、穴径の最大値はφ１５ｍｍ＋２〜３ｍｍ程度と予想される。すなわち、最大φ１８ｍｍ（磁性部材の軸方向の端面面積の約３８％）までの丸穴を磁性部材に形成できることが解った。ただし、低回転時の性能トルク低下が問題となる場合は、φ１５ｍｍより小さな穴を形成するとよい。
【００３４】
また、図４、図５及び図６に示すように穴２２，２３，２４の形状は断面三角形であっても、矩形であっても、台形であっても構わない。そして、図７に示すように、円形と四角形を組み合わせた形状の穴２５でも他の形状を組み合わせた形状の穴（図示せず）であっても構わない。また、上述した穴１２，２１，２２，２３，２４，２５は磁性部材５，２０，２６，２７，２８，２９を貫通しないものであっても構わない。そして、図８に示すように、磁性部材３０に複数の穴３１，３２を形成してもよい。ただし、磁束への干渉を防ぐため、ロータ２側に比較的近い位置にあってはロータ２に近づくにつれて永久磁石４から離れるように穴の形状等を決定することが好ましい。
【００３５】
またさらに、図９に示すように、磁性部材４０の周方向中間位置であってロータ２から径方向に離間される側（内周側）の周面４１に軽量化のための溝４２を形成してもよい。溝４２は径方向外方（ロータ２側）へ向けて窄む断面三角形状に形成されている。そして、溝４２は、図１０及び図１１に示すように断面半円状の溝４３としても矩形状の溝４４としてもよく、他の形状に形成しても構わない。また、図１２に示すように、磁性部材４５に複数の溝４６を形成したり、溝４６と穴４７との両方を形成してもよい。この場合、溝４６と穴４７をそれぞれ複数形成してもよく、いずれか一方のみを複数形成してもよい。
【００３６】
また、本実施の形態では制動時、磁性部材５がロータ２に直接対向するものとしたがこれに限るものではない。図１５及び図１６に示すように、磁性部材５と永久磁石４をヨーク３ごとケーシング６０で囲繞し、ロータ２に磁性部材５をケーシング６０越しに対向させるようにしたほうがより好ましい。ケーシング６０は、アルミニウムなどの非磁性材で形成するとよい。そして、ケーシング６０は、ヨーク３の軸方向の移動を許容するように軸方向に長く形成されるとよく、エアシリンダ８に設けられるとよい。このように磁性部材５、永久磁石４及びヨーク３をケーシング６０で囲繞したほうが埃や水などの装置内部への侵入を防げるため耐久性を向上でき、実用的である。
【００３７】
そして更にケーシング６０はこれに限るものではなく、図１７及び図１８に示すように、一部（ロータ２と磁性部材５との間に挟まれる部分６２）を低炭素鋼などの磁性材で形成したケーシング６１としてもよい。なお、図３〜図１２に示した全ての渦電流式減速装置が上述のケーシング６０又はケーシング６１を備えてよいのは勿論である。
【００３８】
【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）渦電流式減速装置を制動性能を落とすことなく軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】他の実施の形態を示す渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図４】他の実施の形態を示す渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図５】他の実施の形態を示す渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図６】他の実施の形態を示す渦電流式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式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式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式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渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図１１】他の実施の形態を示す渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図１２】他の実施の形態を示す渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図１３】磁性部材が穴を有しない場合と、φ７ｍｍの穴を有する場合と、φ１５ｍｍの穴を有する場合のロータの回転数と制動トルクの関係を示す線図である。
【図１４】ロータの回転数が１０００ｒｐｍの場合と、２０００ｒｐｍの場合と、３０００ｒｐｍの場合の穴径と制動トルクの関係を示す線図である。
【図１５】他の実施の形態を示す渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視断面図である。
【図１７】他の実施の形態を示す渦電流式減速装置の正面断面図である。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線矢視断面図である。
【図１９】従来の渦電流式減速装置の正面断面図である。
【符号の説明】
１　渦電流式減速装置
２　ロータ
３　ヨーク（支持部材）
４　永久磁石
５　磁性部材
１２　穴
４２　溝
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004096935.tif 000017
【図１６】
2004096935.tif 000018
【図１７】
2004096935.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2004096935.tif 000021