(57)【要約】    【課題】  長期間にわたって使用した場合であっても、ディスクの経時変形が小さく安定した制動力が得られ、疲労き裂が生じ難い、耐久性に優れた渦電流式減速装置を提供すること。【解決手段】  渦電流式減速装置は、機関の回転軸に連結された制動ディスクと；制動時に前記制動ディスクの制動面に対して磁界を作用させる磁界発生部と；前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備えている。そして、前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクの中心方向から外周方向に向かって延び、当該ディスクの放射方向に対して当該ディスクの制動時の回転方向とは逆側に傾いて配置される。  【選択図】  図１
2005102490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の回転軸に連結された制動ディスクと；
制動時に前記制動ディスクの制動面に対して磁界を作用させる磁界発生部と；
前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備え、
前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクの中心方向から外周方向に向かって延び、当該ディスクの放射方向に対して当該ディスクの制動時の回転方向とは逆側に傾いて配置されることを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項２】
前記スポーク状支持部材の前記角度は、前記制動ディスクの制動時の回転方向と逆側に向かって３０〜７０度であることを特徴とする請求項１に記載の渦電流式減速装置。
【請求項３】
前記制動ディスクの制動面と反対側の面に形成された複数のフィンを更に備え、
前記フィンの各々は、前記制動ディスクの中心方向から外周方向に向かって延び、当該ディスクの放射方向に対して当該ディスクの制動時の回転方向とは逆側に傾いて配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流式減速装置。
【請求項４】
前記フィンの前記角度は、前記制動ディスクの制動時の回転方向と逆側に向かって３０〜７０度であることを特徴とする請求項３に記載の渦電流式減速装置。
【請求項５】
機関の回転軸に連結された制動ディスクと；
制動時に前記制動ディスクの制動面に対して磁界を作用させる磁界発生部と；
前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備え、
前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクに固定されるスポーク部と前記回転軸の外周部に連結される連結部とを有し、
前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部の中心ラインが前記スポーク部の中心ラインからずれていることを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項６】
前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部が湾曲していることを特徴とする請求項５に記載の渦電流式減速装置。
【請求項７】
前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部は前記制動ディスクの制動面と反対側に向かい、前記スポーク部よりも外側に突出していることを特徴とする請求項５又は６に記載の渦電流式減速装置。
【請求項８】
前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部の前記制動ディスク側が前記制動面と反対の方向に窪んでいることを特徴とする請求項５，６又は７に記載の渦電流式減速装置。
【請求項９】
機関の回転軸に連結された制動ディスクと；
制動時に前記制動部材の制動面に対して磁界を作用させる磁界発生部と；
前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備え、
前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクに固定されるスポーク部と前記回転軸の外周部に連結される連結部とを有し、
前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクの中心方向から外周方向に向かって延び、当該ディスクの放射方向に対して当該ディスクの制動時の回転方向とは逆側に傾いて配置され、
前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部の中心ラインが前記スポーク部の中心ラインからずれていることを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項１０】
前記スポーク状支持部材の前記角度は、前記制動ディスクの制動時の回転方向と逆側に向かって３０〜７０度であることを特徴とする請求項９に記載の渦電流式減速装置。
【請求項１１】
前記制動ディスクの制動面と反対側の面に形成された複数のフィンを更に備え、
前記フィンの各々は、前記制動ディスクの中心方向から外周方向に向かって延び、当該ディスクの放射方向に対して当該ディスクの制動時の回転方向とは逆側に傾いて配置されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の渦電流式減速装置。
【請求項１２】
前記フィンの前記角度は、前記制動ディスクの制動時の回転方向と逆側に向かって３０〜７０度であることを特徴とする請求項１１に記載の渦電流式減速装置。
【請求項１３】
前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部が湾曲していることを特徴とする請求項９，１０，１１又は１２に記載の渦電流式減速装置。
【請求項１４】
前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部は前記制動ディスクの制動面と反対側に向かい、前記スポーク部よりも外側に突出していることを特徴とする請求項９，１０，１１，１２又は１３に記載の渦電流式減速装置。
【請求項１５】
前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部の前記制動ディスク側が前記制動面と反対の方向に窪んでいることを特徴とする請求項９，１０，１１，１２，１３又は１４に記載の渦電流式減速装置。
【請求項１６】
前記支持部材と前記制動ディスクの内周縁とが交差する位置をＸ１；前記支持部材と前記機関の回転軸の外周縁とが交差する位置をＸ２；前記制動ディスクの回転中心をＯ；前記位置Ｘ１と前記制動ディスクの回転中心Ｏを通る直線をＬ１；前記位置Ｘ２と前記制動ディスクの回転中心Ｏを通る直線をＬ２；前記位置Ｘ１において前記支持部材が内側に向かって延びる方向をＬ３；前記位置Ｘ２において前記支持部材が外側に向かって延びる方向をＬ４；前記位置Ｘ１と前記位置Ｘ２とを結ぶ直線をＬ５；Ｌ２とＬ４とが成す角をθ１；Ｌ１とＬ３とが成す角をθ２；Ｌ２とＬ５とが成す角をθ３；Ｌ１とＬ５とが成す角をθ４とした場合に、以下の式を満たすことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５に記載の渦電流式減速装置。
θ１＜θ３・・・・・・・・（１）
θ２＜θ４・・・・・・・・（２）
【請求項１７】
機関の回転軸に連結された制動ディスクと；
制動時に前記制動ディスクの制動面に対して磁界を発生させる磁界発生部と；
前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸の外周部に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備え、
前記支持部材と前記制動ディスクの内周縁とが交差する位置をＸ１；前記支持部材と前記機関の回転軸の外周縁とが交差する位置をＸ２；前記制動ディスクの回転中心をＯ；前記位置Ｘ１と前記制動ディスクの回転中心Ｏを通る直線をＬ１；前記位置Ｘ２と前記制動ディスクの回転中心Ｏを通る直線をＬ２；前記位置Ｘ１において前記支持部材が内側に向かって延びる方向をＬ３；前記位置Ｘ２において前記支持部材が外側に向かって延びる方向をＬ４；前記位置Ｘ１と前記位置Ｘ２とを結ぶ直線をＬ５；Ｌ２とＬ４とが成す角をθ１；Ｌ１とＬ３とが成す角をθ２；Ｌ２とＬ５とが成す角をθ３；Ｌ１とＬ５とが成す角をθ４とした場合に、以下の式を満たすことを特徴とする渦電流式減速装置。
θ１＜θ３・・・・・・・・（１）
θ２＜θ４・・・・・・・・（２）
【請求項１８】
前記角度θ１及びθ２は、０〜６０°であり、前記角度θ３及びθ４は、３０〜１００°であることを特徴とする請求項１６又は１７記載の渦電流減速装置。
【請求項１９】
前記角度θ３は６０°以上、θ４は５０°以上であることを特徴とする請求項１８記載の渦電流減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流式減速装置に関し、特に、機関の回転軸に連結した制動ディスクに対して磁界を作用させるタイプの渦電流式減速装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の大型車両の補助ブレーキ等に使用される渦電流式減速装置には、いくつかのタイプがある。機関の回転軸に連結した制動部材の形状に着目すると、ディスク状の制動部材を採用するタイプ（ディスクタイプ）と、ドラム状の制動部材を採用するタイプに大別される。また、磁気を発生する構成に着目すると、永久磁石を用いたもの、電磁石を用いたもの、更には永久磁石と電磁石の両方を用いた所謂ハイブリッドタイプに大別される。
【０００３】
特開２００３−３３８８２５には、ディスク状制動部材の肉厚を内周側と外周側とで変化させることで、耐久性を向上させ、変形を抑制した渦電流式減速装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３３８２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ディスクタイプの渦電流式減速装置においては、制動時に制動ディスクが発熱して変形（熱膨張）し、制動ディスクに非弾性ひずみ（塑性ひずみ及び、クリープひずみ）が発生して永久変形が生じる場合がある。その結果、制動ディスクの表面に疲労き裂が発生する場合もある。制動ディスクに永久変形が生じると、磁石とディスクとの距離が変化し、制動力を一定に保つことができず、長期間安定した制動力を得ることができなくなる。また、ディスク表面に疲労き裂が発生すると、制動時に発生する渦電流の流れが当該き裂により遮断され、渦電流の流れが悪くなって制動力が低下する事になる。
【０００６】
本発明は、上記のような状況に鑑みて成されたものであり、長期間にわたって使用した場合であっても、ディスクの経時変形が小さく安定した制動力が得られ、疲労き裂が生じ難い、耐久性に優れた渦電流式減速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る渦電流式減速装置は、機関の回転軸に連結された制動ディスクと；制動時に前記制動ディスクの制動面に対して磁界を作用させる磁界発生部と；前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備えている。そして、前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクの中心方向から外周方向に向かって延び、当該ディスクの放射方向に対して当該ディスクの制動時の回転方向とは逆側に傾いて配置される。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る渦電流式減速装置は、機関の回転軸に連結された制動ディスクと；制動時に前記制動ディスクの制動面に対して磁界を作用させる磁界発生部と；前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備える。そして、前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクに固定されるスポーク部と前記回転軸の外周部に連結される連結部とを有する。また、制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部の中心ラインが前記スポーク部の中心ラインからずれている。
【０００９】
本発明の第３の態様に係る渦電流式減速装置は、上述した第１及び第２の態様を組み合わせた構成であり、機関の回転軸に連結された制動ディスクと；制動時に前記制動部材の制動面に対して磁界を作用させる磁界発生部と；前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備える。そして、前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクに固定されるスポーク部と前記回転軸の外周部に連結される連結部とを有する。前記スポーク状支持部材の各々は、前記制動ディスクの中心方向から外周方向に向かって延び、当該ディスクの放射方向に対して当該ディスクの制動時の回転方向とは逆側に傾いて配置される。また、前記制動ディスクの面と垂直で前記スポーク状支持部材の長手方向に沿った断面で当該支持部材を見た場合に、前記連結部の中心ラインが前記スポーク部の中心ラインからずれている。
【００１０】
本発明においては、好ましくは、前記スポーク状支持部材の前記角度は、前記制動ディスクの制動時の回転方向と逆側に向かって３０〜７０度とする。
【００１１】
本発明の第１〜第３の態様によれば、制動ディスクの耐久性を高めるために、制動ディスクの変形を支持部で過度に拘束せず、発生する非弾性ひずみを低減する構造とした。従って、制動時のディスクの半径方向及び、軸方向の変形をスポーク状支持部の弾性変形で吸収することが可能となり、制動ディスク及び当該支持部に非弾性ひずみが生じ難くなる。その結果、制動ディスクに永久変形が生じて制動力が低下したり、疲労き裂が発生することを効果的に抑制することができる。更に、制動ディスクの軽量化等の目的で形状をリング状とした場合には、制動面と逆側にスポーク状支持部を設けることにより、ディスク自体の強度アップを図ることが可能となる。
【００１２】
本発明の第４の態様においては、機関の回転軸に連結された制動ディスクと；
制動時に前記制動ディスクの制動面に対して磁界を発生させる磁界発生部と；前記制動ディスクの制動面と反対側の面において、当該制動ディスクを前記回転軸の外周部に対して支持する複数のスポーク状支持部材とを備え、前記支持部材と前記制動ディスクの内周縁とが交差する位置をＸ１；前記支持部材と前記機関の回転軸の外周縁とが交差する位置をＸ２；前記制動ディスクの回転中心をＯ；前記位置Ｘ１と前記制動ディスクの回転中心Ｏを通る直線をＬ１；前記位置Ｘ２と前記制動ディスクの回転中心Ｏを通る直線をＬ２；前記位置Ｘ１において前記支持部材が内側に向かって延びる方向をＬ３；前記位置Ｘ２において前記支持部材が外側に向かって延びる方向をＬ４；前記位置Ｘ１と前記位置Ｘ２とを結ぶ直線をＬ５；Ｌ２とＬ４とが成す角をθ１；Ｌ１とＬ３とが成す角をθ２；Ｌ２とＬ５とが成す角をθ３；Ｌ１とＬ５とが成す角をθ４とした場合に、以下の式を満たす構造とする。
θ１＜θ３・・・・・・・・（１）
θ２＜θ４・・・・・・・・（２）
【００１３】
上記の条件を満たすように支持部材を湾曲させ、支持部材の傾斜角度θ３とθ４を大きくするとともに、支持部材の結合部角度θ１とθ２を小さくすることにより、制動ディスクの半径方向及び軸方向の変形をこのスポーク状支持部材の弾性変形でさらに吸収させることが可能になるとともに、制動時の支持部材と機関の回転軸の外周縁との結合部及び支持部材と制動ディスクとの結合部に生じる非弾性ひずみを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明についてディスク状の制動部材に対して永久磁石を近接、離間させるタイプの渦電流式減速装置を一例に説明する。なお、本発明の技術的思想は、磁界発生機構として、電磁石式又は電磁石と永久磁石とを組み合わせたハイブリッドタイプを採用した装置にも適用可能である。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施例に係る渦電流式減速装置（リターダ）の要部の構造を示す断面図である。本実施例に係る渦電流式減速装置１０は、機関の回転軸１２に対して連結固定された強磁性体からなる制動ディスク１４と；制動ディスク１４の近傍に配置される制動ユニット（１６，２６，２８，３０，３２，３４）とを備えている。制動ディスク１４は、回転軸１２の外周に固定されたリング状保持部材１８と、保持部材１８のフランジ部に固定された環状の固定リング２０と、スポーク状支持部材２２とによって、回転軸１２に連結されている。
【００１６】
回転軸１２は、例えば、大型車両（トラック）のプロペラシャフトに連結される。制動ディスク１４は円盤（ディスク）状に成形される。
【００１７】
制動ユニットは、制動用の磁界を発生する複数の永久磁石１６と；当該永久磁石１６を保持するリング状又は円弧状の磁石保持部材２６と；これら永久磁石１６及び磁石保持部材２６を収容するケース３０と；磁石保持部材２６に連結され、永久磁石１６を制動ディスク１４に対して近接、離間移動させるための駆動機構としてのエアシリンダー３２，ピストンロッド２８，ピストン３４とを備えている。
【００１８】
ケース３０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、炭素鋼、鋳鉄、ステンレス鋼等の材質によって成形することができる。永久磁石１６は、環状の磁石保持部材２６の円周方向において、制動ディスク１４の表面（制動面＝図の左側）に対向して、隣接する磁極面が互いに逆向きに配した複数の永久磁石ピースからなる。そして、磁石１６を制動ディスク１４の表面に接近して制動状態となり、制動ディスク１４から離れて非制動状態となる。
【００１９】
なお、図１にはケース３０の永久磁石１６と制動ディスク１４の間にポールピースを配置しない「ポールピースレス」構造を示しているが、制動力の低下を防止するため及び、非制動時の磁気漏れを防止するために軟磁性体からなるポールピースを設けた構造を採用することもできる。また、本実施例は、永久磁石１６を使用した構造であるが、永久磁石１６に代えて電磁石を用いた場合には、電磁石のコイルに流す電流の入り・切りにより制動を切り替えるため、磁石をディスク表面に対して移動可能に構成する必要はなくなる。
【００２０】
図２は制動ディスク１４を制動面と反対側（裏面）から見た様子を示す。制動ディスク１４の裏面には、複数（例えば８本）のスポーク状の支持部材２２と、多数の放熱フィン２４が形成されている。なお、図において、符号２１はボルト穴を示し、固定リング２０を保持部材１８（図示せず）のフランジ部に固定する際に用いられる。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面、すなわち、制動ディスク１４の面と垂直でスポーク状支持部材２２の長手方向に沿った断面で当該支持部材２２を見た様子を示す。
【００２１】
制動ディスク１４においては、磁石１６（図示せず）からの磁力を回転する制動ディスク１４に作用させることにより制動トルクを発生する。フィン２４は、制動時に発熱する制動ディスク１４の冷却効率を高めるものである。固定リング２０は、制動ディスク１４を回転軸１２に固定する際に、ボルト等で簡易に固定できるようにしたものであり、固定時の安定性を高める効果がある。スポーク状支持部材２２は、制動ディスク１４と固定リング２０を結合（連結）し、制動ディスク１４に発生した制動トルクを回転軸に伝達する。
【００２２】
なお、ロータ（１４，２０，２２，２４）は、各々の構成部品を個別に成形し、これらを溶接などで一体として製造することができる。或いは、鋳造法や鋼塊からの削りだしなどで一体に製造することもできる。ロータの材質は、例えば機械構造用合金鋼やクロム−モリブデン鋼などとすることができる。また、制動力を向上するために，制動ディスク１４の表面に銅などの電気抵抗の低い材料からなる層を設けてもよい。
【００２３】
スポーク状支持部材２２は、制動ディスク１４の裏面に固定されたスポーク部２２ｂと、固定リング２０に固定された連結部２２ａとを備えている。図３に示すように、本実施例においては、制動ディスク１４の面と垂直でスポーク状支持部材２２の長手方向に沿った断面で当該支持部材２２を見た場合に、連結部２２ａが制動ディスク１４と反対側に向かって湾曲している。すなわち、連結部２２ａの中心ラインＣ１がスポーク部２２ｂの中心ラインＣ２からずれている。
【００２４】
スポーク状支持部材２２の連結部２２ａの中心ラインＣ１をスポーク部２２ｂの中心ラインＣ２からずらすことにより、制動ディスク１４と支持部２２の回転軸方向の位置ずれ（差）が大きくなり、回転軸方向に離れた位置で制動ディスク１４を支持する格好となる。そうすると、近い位置を支持する場合と比べて、制動ディスク１４は半径方向に比較的容易に変形することが可能になり、制動時に熱膨張が拘束されて発生する非弾性ひずみが低減される。また、制動ディスク１４が比較的容易に変形できるようになると、制動ディスク１４の回転軸方向への変形（反り）量が小さくなるため、支持部材２２に生じる非弾性ひずみが低減される。その結果、支持部材２２および制動ディスク１４の耐久性が向上することになる。
【００２５】
また、スポーク状支持部材２２の連結部２２ａを、制動ディスク１４と反対側に突出・湾曲させることにより、制動時における制動ディスク１４の半径方向の変形（熱膨張）を湾曲部（２２ａ）が半径方向に伸縮することにより、弾性変形で吸収することができる。その結果、支持部材２２および制動ディスク１４に発生する非弾性ひずみが低減され、ロータの耐久性が向上する。なお、連結部２２ａの湾曲の方向は、図５に示す例とは逆に制動ディスク１４側とすることも可能である。ただし、この場合には、支持部材２２の直線状のスポーク部２２ｂが、図５の例に比べて下方に延びるようになり、湾曲位置が若干下がることになる。
【００２６】
図４は、図２の一部を拡大した図であり、ディスク支持部材及びフィンの傾斜角を示す。図４に示すように、スポーク状支持部材２２の各々は、制動ディスク１４（固定リング２０）の中心方向から外周方向に向かって延びるが、支持部材２２とディスク１４の内周縁とが交差する位置をＸＳとした場合、ＸＳ及びディスク１４の中心Ｏを通るディスク放射線（一点鎖線）に対して支持部材２２が角度θＳ傾いて配置される。フィン２４の各々は、制動ディスク１４の放射方向に対して角度θＦ傾いて配置される。すなわち、フィン２４とディスク１４の内周縁とが交差する位置をＸＦとした場合、ＸＦ及びディスク１４の中心Ｏを通るディスク放射線（一点鎖線）に対してフィン２４が角度θＦ傾いて配置される。なお、傾斜の方向は、スポーク状支持部材２２及びフィン２４の上端（外周側）が、制動時の回転方向に対して後方に向く（遅れる）、すなわち、当該ディスクの制動時の回転方向とは逆側に傾くようにする。
【００２７】
このように、ロータの回転方向に対してスポーク状支持部材２２を傾斜させると、制動時における制動ディスク１４の半径方向の変形を当該支持部材２２がロータの回転方向に弾性変形することで吸収することが可能になる。その結果、支持部材２２および制動ディスク１４に発生する非弾性ひずみが低減され、ロータの耐久性が向上する。また、スポーク状支持部材２２及びフィン２４の傾斜の方向を回転方向に対して後方に向く（遅れる）ようにすると、ロータの内周側から外周側へ空気（風）が滑らかに流れ、ロータが回転する時にうける空気の抵抗（風損）による非制動時の損失トルクが低減され、車両の燃費向上を図ることが可能となる。
【００２８】
磁石１６（図示せず）が発する磁力を回転する制動ディスク１４に作用させると、制動ディスク１４に渦電流が発生し、この渦電流と磁力の相互作用により制動ディスク１４に制動トルクが発生する。この状態が制動状態である。これに対して、制動ディスク１４に磁力を作用させず、制動トルクが発生しない状態が非制動状態である。
【００２９】
制動時には、渦電流が発生すると同時にジュール熱が発生し、制動ディスク１４は発熱する。この発熱によって、環状の制動ディスク１４が熱膨張し、環の径が大きくなる方向に変形する。この制動ディスク１４の変形（熱膨張）は、支持部材２２によって拘束される。支持部材２２によって、制動ディスク１４の径が大きくなる方向（断面でみると半径方向）の変形が拘束されると、制動ディスク１４は回転軸方向に変形する（磁石１６と反対側に反り上がる）。その際、支持部材２２による拘束力が強いと、制動ディスク１４および支持部材２２に非弾性ひずみ（塑性ひずみ，および，クリープひずみ）が生じやすくなる。
【００３０】
このように，制動時に非弾性ひずみが生じると、非制動状態に切り替え、制動ディスク１４が冷却された後でも永久変形が生じてしまう。永久変形が生じると制動ディスク１４表面と磁石１６間の距離が変化するため、制動ディスク１４に作用する磁力が変化するのに併せて発生する制動トルクが変化する。すなわち、従来のように支持部材による拘束力が過度に強い場合、渦電流減速装置を使用する度に徐々に制動力が低下し、長期間安定した制動力を得ることが困難となる。また、制動と非制動の繰返しで制動ディスクおよび支持部に非弾性ひずみが繰返し負荷されると疲労き裂が発生することがある。
【００３１】
発明者らは、ロータの形状を適正なものとするため、支持部材２２に発生する非弾性ひずみと支持部材形状（ロータ形状）との関係を有限要素法解析（以下、ＦＥＭ解析と呼ぶ）で評価した。評価したロータの形状を表１に示す。表１に示すように、制動ディスク１４の形状、フィン２４の形状及び枚数、固定リング２０の形状は全ての例で共通とした。また、ＦＥＭ解析ではロータの材質をクロム−モリブデン鋼（ＪＩＳ  ＳＣＭ４１５）とし、制動ディスク１４の最高温度を６５０℃、最低温度を１００℃とし、この熱サイクルを負荷したときに支持部材２２に生じる非弾性ひずみ範囲を評価した。また、フィン２４の断面形状は長方形とした。
【表１】
2005102490.tif 000003
【００３２】
表２には、支持部材２２に生じる非弾性ひずみ範囲の評価結果を示す。なお、表２においては発生する非弾性ひずみ範囲が最大となる箇所の値を示した。表中、番号２，３，５〜９の支持部材２２は、連結部２２ａが図５に示すように制動ディスク１４と反対側に湾曲しているため、連結部が湾曲していないもの（番号１）より発生する非弾性ひずみ範囲が小さい。
【００３３】
番号４の例は、支持部材２２の連結部２２ａの外側が突出していない（ｌ２＝０）が、内側が窪んでいる（ｌ１＝３ｍｍ）ため、番号１の比較例（ｌ１＝ｌ２＝０）より発生する非弾性ひずみ範囲が小さい。連結部２２ａを湾曲させると同時に支持部材２２を傾斜させた番号５の例（ｌ１＝ｌ２＝３ｍｍ、θＦ＝θＳ＝３０°）と、番号６の例（ｌ１＝ｌ２＝１０ｍｍ、θＦ＝θＳ＝４５°）及び、番号１０の例（ｌ１＝ｌ２＝５ｍｍ、θＦ＝θＳ＝７０°）は、発生する非弾性ひずみが極めて小さいことが分かった。
【表２】
2005102490.tif 000004
【００３４】
一般に，負荷される非弾性ひずみ範囲が大きいほど疲労き裂の発生寿命は短くなる。従って，本発明例の番号２〜９は比較例に比べて疲労き裂の発生寿命が長く、耐久性に優れることが確認された。さらに，本発明例のロータは支持部材２２の非弾性変形が小さいため、長期間使用しても制動力の低下を招きにくいことが確認された。
【００３５】
図６は、本発明の第２実施例に係るリターダのディスク支持部材１２２の形状を示す側面（断面）図である。本実施例に係る支持部材１２２は、上述した支持部材２２と同様に、制動ディスク１４の裏面に固定されたスポーク部１２２ｂと、固定リング２０に固定された連結部１２２ａとを備えている。本実施例においては、制動ディスク１４の面と垂直でスポーク状支持部材１２２の長手方向に沿った断面で当該支持部材１２２を見た場合に、連結部１２２ａの制動ディスク１４側が窪んだ形状となっているが、制動ディスク１４と反対側（図の右側）はスポーク部１２２ｂから突出しない形状となっている。表１中では、番号４の例に相当する。
【００３６】
図７は、本発明の第３実施例に係るリターダの制動ディスク１４を中心としたロータの構造を示す平面図である。図８は、図７に示す制動ディスク１４、支持部材２２２及び固定リング２０の構成を示す断面図（側面図）である。図９は、第３実施例の要部の構成を示す拡大平面図である。なお、上述した各実施例と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。また、本実施例の特徴である支持部材２２２の形状以外の構造、構成については、上述した第１及び第２実施例と同様とすることができる。固定リング２０と制動ディスク１４とは、放射方向に所定のすき間を持って配置される。固定リング２０は、制動ディスク１４と同心円、且つ、当該制動ディスク１４の内側において回転軸に連結されている。固定リング２０と制動ディスク１４とは、支持部材２２２によって連結される。
【００３７】
本実施例の特徴は、図９に詳細に示されている。支持部材２２２と制動ディスク１４の内周縁とが交差する点をＸ１；支持部材２２２と固定リング２０の外周縁（機関の回転軸の外周縁）とが交差する点をＸ２；前記制動ディスク１４の回転中心をＯ；点Ｘ１と制動ディスク１４の回転中心Ｏを通る直線をＬ１；点Ｘ２と制動ディスク１４の回転中心Ｏを通る直線をＬ２；点Ｘ１において支持部材２２２が内側に向かって延びる方向をＬ３；点Ｘ２において支持部材２２２が外側に向かって延びる方向をＬ４；点Ｘ１と点Ｘ２とを結ぶ直線をＬ５；Ｌ２とＬ４とが成す角をθ１；Ｌ１とＬ３とが成す角をθ２；Ｌ２とＬ５とが成す角をθ３；Ｌ１とＬ５とが成す角をθ４とした場合に、以下の式（１）及び（２）を満たす。
θ１＜θ３・・・・・・・・（１）
θ２＜θ４・・・・・・・・（２）
【００３８】
上記の条件を満たすように支持部材２２２を湾曲させ、支持部材２２２の傾斜角度θ３とθ４を大きくするとともに、支持部材２２２の制動ディスク１４との結合部Ｘ１の角度θ１と固定リング２０との結合部Ｘ２の角度θ２を小さくすることにより、制動ディスク１４の半径方向及び軸方向の変形をこのスポーク状支持部材２２２の弾性変形でさらに吸収させることが可能になるとともに、制動時の支持部材２２２と制動ディスク１４との結合部Ｘ１及び支持部材２２２と固定リング２０との結合部Ｘ２に生じる非弾性ひずみを低減することが可能となる。
【００３９】
図１０は、第３実施例との比較として使用される説明図であり、リターダの制動ディスク付近の平面状態を示す。
【００４０】
発明者らは、ロータの形状を適正なものとするため、支持部材２２２に発生する非弾性ひずみと支持部材形状の関係を有限要素法解析（以下、ＦＥＭ解析と呼ぶ）で評価した。評価したロータの形状を表３に示す。また、図５に示す支持部材の各寸法はすべて同じであり、番号１〜７のディスクともに、ｌ１＝８ｍｍ，ｌ２＝１０ｍｍ，Ｌ＝−９．２ｍｍ，Ｈ＝１０ｍｍ，ｈ＝１０ｍｍである。支持部材２２２は回転軸の軸線方向で磁石と反対側に突出するように湾曲した形状である。実施例１〜３はθ１＝θ３、且つ、θ２=θ４、すなわち、図１０に示すような直線状の支持部材２２を有するディスク１４である。これに対し、実施例４〜７は、θ１＜θ３、θ２＜θ４であり、図７及び図９に示されているように、ディスクを正面から見た状態で支持部材２２２が湾曲している。実施例１〜３および本実施例４〜７のディスクは、制動ディスク１４、固定リング２０、フィン２４の形状・枚数、支持部材（２２，２２２）の厚さ・本数はすべて同じであり、支持部材の形状（角度θ１，θ２，θ３，θ４）と、その支持部材の角度θ２に合わせたフィン２４の角度θＦのみが異なる。
【００４１】
【表３】
2005102490.tif 000005
【００４２】
表４に支持部材に生じる非弾性ひずみ範囲の評価結果を示す。なお、表４は発生する非弾性ひずみ範囲が最大となる箇所の値を示す。
【００４３】
【表４】
2005102490.tif 000006
【００４４】
表４において、番号４，５のディスクは、θ１＜θ３、θ２＜θ４を満たす形状の支持部材を採用しているため、番号１（直線状の支持部材であり、θ１，θ２が番号４，５と同じ）に比べて、支持部材と固定リングの結合部近傍、および支持部材と制動ディスクの結合部近傍に生じる非弾性ひずみ範囲が小さくなる。
【００４５】
番号６，７のディスクは、θ１＜θ３、θ２＜θ４を満たす形状の支持部材を採用しているため、番号２（直線状の支持部材でθ１とθ２が番号６，７と同じ）に比べて、支持部材と固定リングの結合部近傍、および支持部材と制動ディスクの結合部近傍に生じる非弾性ひずみ範囲が小さくなる。
【００４６】
このように、θ１とθ２が同じであっても、θ１＜θ３、θ２＜θ４の条件を満たす支持部材を採用したディスクでは、発生する非弾性ひずみ範囲を小さくできることが確認された。
【００４７】
また、θ３とθ４が等しい番号３と番号６を比較すると、θ１とθ２が小さい番号６の方が発生する非弾性ひずみ範囲が小さくなる。これは、番号６の例では、図７に示した支持部材２２２と固定リング２０がなす角度α（＝９０°−θ１）と、支持部材２２２と制動ディスク１４のなす角度β（＝９０°−θ２）が、番号３の例における図１０に示す支持部材２２と固定リング２０がなす角度α（＝９０°−θ１）と、支持部材２２と制動ディスク１４のなす角度β（＝９０°−θ２）より大きく、そのため支持部材２２２、２２と固定デリング２０および制動ディスク１４との結合部へのひずみの集中が小さいためと考えられる。
【００４８】
一般に、負荷される非弾性ひずみ範囲が大きいほど疲労き裂の発生寿命は短くなる。従って、本実施例の番号４〜７は番号１〜３に比べて疲労き裂の発生寿命が長く、耐久性に優れることがわかる。さらに、本実施例のロータは支持部材（２２２）の非弾性変形が小さいため、長期間使用しても制動力の低下を招きにくいことが確認された。
【００４９】
上記のように、本実施例においては、支持部材２２２と固定リング２０の結合部において、支持部材２２２と固定リング２０の結合部と、支持部材２２２と制動ディスク１４の結合部を結ぶ直線が回転方向となす角度θ３よりも、支持部材２２２と固定リング２０の結合部において支持部材２２２が回転方向となす角度θ１が小さくなるようにし、更に、支持部材２２２と制動ディスク１４の結合部において、支持部材２２２と固定リング２０の結合部と、支持部材２２２と制動ディスク１４の結合部を結ぶ直線が回転方向となす角度θ４よりも、支持部材２２２と制動ディスク１４の結合部において支持部材２２２が回転方向となす角度θ２が小さくなる構成である。このため、支持部材２２２を回転方向に対して十分に傾斜させると同時に、支持部材２２２と固定リング２０及び、支持部材２２２と制動ディスク１４とがなす角度α，βが過度に小さくなることを防止でき、よって、ロータの耐久性を向上させることが可能となる。
【００５０】
本実施例においては、θ１及びθ２は、０°〜６０°であることが望ましい。６０°より大きいと、θ１＜θ３、θ２＜θ４の条件を満たすように支持部材を湾曲させても、図７に示す角度α，βが小さくなるため、支持部材と固定リング２０および制動ディスク１４の結合部へのひずみの集中を十分に抑制することが難しくなる。
【００５１】
また、θ３及びθ４は、３０°〜１００°であることが望ましい。３０°より小さいと、θ１＜θ３、θ２＜θ４の条件を満たすように支持部材を湾曲させても、その湾曲量が小さくなるため、制動ディスクの変形を支持部材で十分に吸収することができなくなる。その結果、制動ディスクおよび支持部材に発生する非弾性ひずみを十分に抑制できなくなる可能性がある。一方、θ３及びθ４が１００°より大きい場合には、固定リングと制動ディスク間の支持部材の長さが過度に長くなるため、支持部材の剛性が不足し、ディスクを回転させたときの振動が過度に大きくなることがある。更に望ましくは、θ３は６０°以上とし、θ４は５０°以上とする。
【００５２】
以上、本発明の実施例（実施形態、実施態様）について説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において変更可能なものである。上述した例においては、スポーク状支持部材２２の連結部２２ａとスポーク部２２ｂとが連続した形状となっているが、連結部２２ａとスポーク部２２ｂとが分離した構造を採用することもできる。また、支持部材２２及びフィン２４の断面形状は、長方形に限らず他の形状を採用することもできる。更に、上述の例では、フィン２４が制動ディスク１４の内周側から外周側まで連続した直線状のものを示したが、曲線状であってもよいし、途中で分割されているものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明の第１実施例に係るリターダの要部の構造を示す断面図であり、制動状態を示す。
【図２】図２は、図１に示すリターダの制動ディスクを中心としたロータの構造を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、図２の一部を拡大した図であり、ディスク支持部材及びフィンの傾斜角を示す。
【図５】図５は、図３に対応した図であり、ディスク支持部材の形状を示す説明図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施例に係るリターダのディスク支持部材の形状を示す側面（断面）図である。
【図７】図７は、本発明の第３実施例に係るリターダの制動ディスクを中心としたロータの構造を示す平面図である。
【図８】図８は、図７に示す制動ディスク、支持部材及び固定リングの構成を示す断面図（側面図）である。
【図９】図９は、第３実施例の要部の構成を示す拡大平面図である。
【図１０】図１０は、第３実施例との比較として使用される説明図であり、リターダの制動ディスク付近の平面状態を示す。
【符号の説明】
【００５４】
１０      渦電流式減速装置
１２      回転軸
１４      制動ディスク
１６      永久磁石
２０      固定リング
２２，１２２，２２２      スポーク状支持部材
２２ａ，１２２ａ，２２２ａ      連結部
２２ｂ，２２２ｂ      スポーク部
２４      放熱フィン
【図１】
2005102490.tif 000007
【図２】
2005102490.tif 000008
【図３】
2005102490.tif 000009
【図４】
2005102490.tif 000010
【図５】
2005102490.tif 000011
【図６】
2005102490.tif 000012
【図７】
2005102490.tif 000013
【図８】
2005102490.tif 000014
【図９】
2005102490.tif 000015
【図１０】
2005102490.tif 000016