(57)【要約】【課題】制動オフ時の磁気漏れを防止できると共に、制動オン時の制動力を確保できる渦電流式減速装置を提供する。【解決手段】制動対象である回転軸１に結合された制動ドラム２と、制動ドラム２に対向させて配置され、上記制動ドラム２の周方向に間隔を隔てて配置された複数の磁石８を有する磁石環５と、上記磁石環５と上記制動ドラム２との間に配置され、上記制動ドラム２の周方向に交互に配置された厚肉部９ａと薄肉部９ｂとを有するリング状の磁性体部材９と、上記磁石環５と上記磁性体部材９とを相対回転させる駆動手段７と、上記薄肉部９ｂの外周面及び／又は内周面に配置された電磁鋼板からなる磁気漏れ防止部材１１とを備えたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動対象である回転軸に結合された制動ドラムと、
該制動ドラムに対向させて配置され、上記制動ドラムの周方向に間隔を隔てて配置された複数の磁石を有する磁石環と、
上記磁石環と上記制動ドラムとの間に配置され、上記制動ドラムの周方向に交互に配置された厚肉部と薄肉部とを有するリング状の磁性体部材と、
上記磁石環と上記磁性体部材とを相対回転させる駆動手段と、
上記磁性体部材の薄肉部の外周面及び／又は内周面に配置された電磁鋼板からなる磁気漏れ防止部材とを備えたことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項２】
上記磁気漏れ防止部材が、上記制動ドラムの径方向に複数積層された電磁鋼板からなる請求項１記載の渦電流式減速装置。
【請求項３】
上記磁性体部材が、上記制動ドラムの軸方向に複数積層された電磁鋼板からなる請求項１又は２記載の渦電流式減速装置。
【請求項４】
制動対象である回転軸に結合された制動ドラムと、
該制動ドラムに対向させて配置され、上記制動ドラムの周方向に間隔を隔てて配置された複数の磁石を有する磁石環と、
上記磁石環と上記制動ドラムとの間に配置され、上記制動ドラムの周方向に間隔を隔てて配置された磁性体部材と、
上記磁性体部材間に配置され、それら磁性体部材同士を連結する電磁鋼板からなる磁気漏れ防止部材と、
上記磁石環と、上記磁性体部材及び磁気漏れ防止部材とを相対回転させる駆動手段とを備えたことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項５】
上記磁気漏れ防止部材が、上記制動ドラムの径方向に複数積層された電磁鋼板からなる請求項４記載の渦電流式減速装置。
【請求項６】
上記磁性体部材が、上記制動ドラムの軸方向に複数積層された電磁鋼板からなる請求項４又は５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、主に大型車両において補助ブレーキとして使用される渦電流式減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラック等の大型車両では一般に、補助ブレーキとして渦電流式減速装置（リターダ）が使用されている。
【０００３】
渦電流式減速装置の一例を、図８及び図９を用いて説明する。
【０００４】
この渦電流式減速装置は、制動対象である回転軸１（車両のプロペラシャフト等）に相対回転不可に結合され、鉄などの磁性体且つ導体からなる制動ドラム２と、その制動ドラム２の内面に対向させて配置され、ミッションケース等の固定側に取り付けられたステータ４（磁力源）とを備え、ステータ４から制動ドラム２へ磁気を供給することで制動ドラム２に渦電流を生じさせて回転軸１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ものである。
【０００５】
ステータ４は、アルミニウム等の非磁性体からなる環状ケーシング３と、環状ケーシング３の外周壁を形成するリング状の磁性体部材９と、環状ケーシング３内に周方向に回動自在に収容された磁石環５と、磁石環５を環状ケーシング３に対して相対回転させる駆動手段７（例えば、エアシリンダ）とを備える。
【０００６】
磁石環５は、環状ケーシング３内に回動自在に設けられ、磁性体からなる支持リング（ヨーク）６と、支持リング６の外周に周方向に間隔を隔てて配置された複数の永久磁石８とを有する。各永久磁石８はその径方向両端部に磁極面を有し、径方向外側（又は径方向内側）の極性が周方向に隣接する永久磁石８同士で異なるように配置される。
【０００７】
図９に示すように、磁性体部材９は永久磁石８と制動ドラム２との間に配置され、径方向の厚さが比較的厚い厚肉部９ａと、径方向の厚さが厚肉部９ａと比較して薄く、厚肉部９ａの径方向内側端部に連続する薄肉部９ｂとを備えており、それら厚肉部９ａと薄肉部９ｂとが周方向に交互に複数配置されている。厚肉部９ａの周方向長さは、永久磁石８の周方向長さとほぼ等しい。
【０００８】
この渦電流式減速装置の減速制動をオンするときには、エアシリンダ７で磁石環５を回動して、図９（ａ）に示すように、磁石環５の各永久磁石８を磁性体部材９の各厚肉部９ａとそれぞれ対向させる。すると、隣接する二つの永久磁石８，８と、それら永久磁石８，８と対向する二つの厚肉部９ａ，９ａと、支持リング６と、制動ドラム２との間で磁気回路ｗ１が形成される。この磁気回路ｗ１を回転する制動ドラム２が横切ることによって制動ドラム２に渦電流が発生し、その渦電流と磁気回路ｗ１との相互作用により、制動ドラム２及び回転軸１に制動力が作用する。
【０００９】
他方、減速制動をオフするときには、磁石環５を制動オンの状態から永久磁石８の半ピッチ分だけ回動させて、図９（ｂ）に示すように、各永久磁石８を磁性体部材９の薄肉部９ｂと対向させる。言い換えれば、各永久磁石８を二つの厚肉部９ａ，９ａ間に位置させる。すると、隣接する二つの永久磁石８，８と、それら永久磁石８，８の間に位置する厚肉部９ａと、支持リング６との間で短絡的な磁気回路ｗ２が形成される。よって、制動ドラム２には磁気が作用せず、渦電流は生じない。つまり、制動ドラム２及び回転軸１に制動力は作用しない。
【００１０】
このような渦電流式減速装置は、特許文献１等にも記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−２３６６５５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、係る渦電流式減速装置では、図９（ｂ）に示す制動オフ時に、永久磁石８と薄肉部９ｂとが対向するため、永久磁石８の磁束の一部が薄肉部９ｂを貫通して制動ドラム２へと達し、隣接する二つの永久磁石８，８と制動ドラム２との間で磁気漏れ回路ｗ３が形成されてしまう虞れがあった。この結果、制動オフ時に制動ドラム２及び回転軸１に引きずり制動が発生してしまう。
【００１３】
この対策として、薄肉部９ｂの径方向の厚さを比較的厚くして、制動オフ時に薄肉部９ｂを貫通する磁束を少なく（又はなくす）ことが考えられるが、この場合、図１０に示すように、制動オン時に、各永久磁石８の磁束の一部が薄肉部９ｂを通って短絡し、短絡回路ｗ４を形成してしまう虞れがある。この結果、制動オン時の制動力が低下してしまう。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、制動オフ時の磁気漏れによる引きずり制動を防止できると共に、制動オン時の制動力を確保できる渦電流式減速装置を提供することにある。
【００１５】
【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、制動対象である回転軸に結合された制動ドラムと、該制動ドラムに対向させて配置され、上記制動ドラムの周方向に間隔を隔てて配置された複数の磁石を有する磁石環と、上記磁石環と上記制動ドラムとの間に配置され、上記制動ドラムの周方向に交互に配置された厚肉部と薄肉部とを有するリング状の磁性体部材と、上記磁石環と上記磁性体部材とを相対回転させる駆動手段と、上記薄肉部の外周面及び／又は内周面に配置された電磁鋼板からなる磁気漏れ防止部材とを備えたものである。
【００１６】
ここで、上記磁気漏れ防止部材が、上記制動ドラムの径方向に複数積層された電磁鋼板からなっても良い。
【００１７】
また、上記磁性体部材が、上記制動ドラムの軸方向に複数積層された電磁鋼板からなっても良い。
【００１８】
更に本発明は、制動対象である回転軸に結合された制動ドラムと、該制動ドラムに対向させて配置され、上記制動ドラムの周方向に間隔を隔てて配置された複数の磁石を有する磁石環と、上記磁石環と上記制動ドラムとの間に配置され、上記制動ドラムの周方向に間隔を隔てて配置された磁性体部材と、上記磁性体部材間に設けられ、それら磁性体部材同士を連結する電磁鋼板からなる磁気漏れ防止部材と、上記磁石環と、上記磁性体部材及び磁気漏れ防止部材とを相対回転させる駆動手段とを備えたものである。
【００１９】
ここで、上記磁気漏れ防止部材が、上記制動ドラムの径方向に複数積層された電磁鋼板からなっても良い。
【００２０】
また、上記磁性体部材が、上記制動ドラムの軸方向に複数積層された電磁鋼板からなっても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１及び図２は本実施形態に係る渦電流式減速装置の部分正面断面図であり、図１が制動オン時、図２が制動オフ時を示している。本実施形態の渦電流式減速装置は、図８及び図９に示したものと基本的な構成は同一であるので、同一要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
本実施形態の渦電流式減速装置の特徴は、磁性体部材９の各薄肉部９ｂを、制動オン時に、永久磁石８の磁束が薄肉部９ｂを通って短絡することがない程度に薄く形成し、その薄肉部９ｂの外周面に電磁鋼板からなる磁気漏れ防止部材１１をそれぞれ設けた点にある。
【００２４】
磁気漏れ防止部材１１を構成する電磁鋼板は、磁性体部材９の薄肉部９ｂとほぼ同じ曲率で湾曲しており、その周方向両端部に、径方向外方に向かって起立した屈曲部１１ａを有する。磁気漏れ防止部材１１は、その径方向両側に平面部を有し、径方向の厚さが比較的薄く形成されている。
【００２５】
磁気漏れ防止部材１１は、磁性体部材９の薄肉部９ｂに対して径方向外側から圧入され、その径方向内側面が薄肉部９ｂの外周面に当接し、屈曲部１１ａが薄肉部９ｂの両隣に位置する厚肉部９ａの側面に当接する。なお、磁気漏れ防止部材１１と磁性体部材９とをより確実に連結するために、それらを溶接（ロー付けを含む）、接着、ボルト締結などにより接続しても良い。
【００２６】
この渦電流式減速装置の減速制動をオンするときには、エアシリンダ７で磁石環５を回動して、図１に示すように、磁石環５の各永久磁石８を磁性体部材９の厚肉部９ａとそれぞれ対向させる。すると、周方向に隣接する二つの永久磁石８，８と、それら永久磁石８，８と対向する二つの厚肉部９ａ，９ａと、支持リング６と、制動ドラム２との間で磁気回路Ｗ１が形成される。この磁気回路Ｗ１を回転する制動ドラム２が横切ることによって、制動ドラム２に渦電流が発生し、その渦電流と磁気回路Ｗ１との相互作用により、制動ドラム２及び回転軸１に制動力が作用する。このとき、磁性体部材９の薄肉部９ｂ及びその外周面に設けられた磁気漏れ防止部材１１の径方向の厚さが小さいため、各永久磁石８からの磁束が薄肉部９ｂ及び磁気漏れ防止部材１１を周方向へと流れずらく、図１０に示したような短絡回路ｗ４が形成されることはない。従って、高い制動力を確保できる。
【００２７】
次に、減速制動をオフするときには、磁石環５を制動オンの状態から永久磁石８の半ピッチ分だけ回動させて、図２に示すように、磁石環５の各永久磁石８を磁性体部材９の薄肉部９ｂ及び磁気漏れ防止部材１１と対向させる。言い換えれば、各永久磁石８を二つの厚肉部９ａ，９ａ間に位置させる。すると、隣接する二つの永久磁石８，８と、それら永久磁石８，８の間に位置する厚肉部９ａと、支持リング６との間で短絡的な磁気回路Ｗ２が形成される。よって、制動ドラム２には磁気が作用せず、渦電流は生じない。つまり、制動ドラム２及び回転軸１に制動力は作用しない。
【００２８】
このとき、磁性体部材９の各薄肉部９ｂの外周に磁気漏れ防止部材１１が設けられているため、各永久磁石８からの磁束が薄肉部９ｂを貫通して制動ドラム２へと到達することを防止できる。
【００２９】
この理由を説明すると、まず、図３に示すように、電磁鋼板Ｄは一般的に、その平面に沿う方向（実線矢印Ａで示す方向）には磁束が流れ易く、平面部と直交する方向（点線矢印Ｂで示す方向）、つまり、電磁鋼板Ｄを厚さ方向に貫通する方向には磁束が流れにくい特性を有している。従って、図２に示す制動オフ時に、各永久磁石８から薄肉部９ｂを貫通して磁気漏れ防止部材（電磁鋼板）１１へと到達した磁束は、図に矢印Ｗ２’で示すように、磁気漏れ防止部材１１の平面に沿って、磁性体部材９の周方向に積極的に流れて短絡的な磁気回路を形成する。このため、制動オフ時に制動ドラム２へと到達する磁束はほとんどあるいは全くなく、制動ドラム２及び回転軸１に引きずり制動が発生することがない。
【００３０】
このように、本実施形態の渦電流式減速装置は、電磁鋼板の特性を利用することで、制動オン時の制動力を低下させることなく、制動オフ時の磁気漏れを防止したものである。
【００３１】
本発明は、様々な変形例が考えられるものである。
【００３２】
例えば、磁気漏れ防止部材１１を構成する電磁鋼板は、一枚に限定されず、制動ドラム２及び磁性体部材９の径方向に複数枚積層しても良い。
【００３３】
また、磁性体部材９は、鋼などの軟磁性体からなるむく材（一体成形品）でも良いし、厚肉部９ａ及び薄肉部９ｂを有する電磁鋼板を制動ドラム２の軸方向に複数枚積層したものでも良い。磁性体部材９を電磁鋼板の積層体で構成する場合、磁性体部材９を構成する電磁鋼板と、磁気漏れ防止部材１１を構成する電磁鋼板の積層方向とはほぼ９０°異なることになる。なお、磁性体部材９を電磁鋼板の積層体で構成する場合、電磁鋼板の重ね合わせ部の外表面（径方向外側面）に耐熱性を有する防水剤を塗布して、耐浸水性などの向上を図っても良い。
【００３４】
また、図４（ａ）に示すように、磁性体部材９の薄肉部９ｂを厚肉部９ａの径方向中間部に形成し、その薄肉部９ｂの外周面に磁気漏れ防止部材１１を設けても良い。この形態では、磁気漏れ防止部材１１を薄肉部９ｂの内周面に設けたり、外周面と内周面両方に設けることもできる。
【００３５】
また、薄肉部９ｂを厚肉部９ａの径方向外側端部に形成し、薄肉部９ｂの内周面に磁気漏れ防止部材１１を設けても良い。
【００３６】
また、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、磁性体部材９を、周方向に複数分割して形成し、それら各分割部材９’を周方向に連結してリング状とするようにしても良い。
【００３７】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示した例は、各分割部材９’がそれぞれ厚肉部９ａと薄肉部９ｂとを一つずつ有しており、各分割部材９’の周方向両端部に互いに係合可能な凸部又は凹部が形成される。即ち、分割部材９’の周方向一端部（薄肉部９ｂ側端部）には、薄肉部９ｂに連続して形成され、薄肉部９ｂとほぼ同形状で周方向外側に突出した凸部１３が形成され、分割部材９’の周方向他端部には凸部１３とほぼ同形状で窪んだ凹部１５が形成される。各分割部材９’の凸部１３を他の分割部材９’の凹部１５に係合させることで、分割部材９’を周方向に連結して磁性体部材９とすることができる。なお、各分割部材９’の連結は、溶接（ロー付けを含む）、接着、ビス止め、凸部１３の凹部１５に対する圧入など様々な方法が考えられる。
【００３８】
この例においても、各薄肉部９ｂの外周面及び／又は内周面に磁気漏れ防止部材１１を設けることによって、図１に示した形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
なお、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示した例のように、磁性体部材９を周方向に分割して形成することによって、磁性体部材９の製造に用いる型を小さくでき、製造コストを低減できる。
【００４０】
更に本発明は、図５に示すように、上記実施形態における薄肉部９ｂを省略することもできる。つまり、この形態では、磁性体部材９は、制動ドラム２の周方向に間隔を隔てて複数配置された厚肉部９ａからなり、それら各磁性体部材９（厚肉部９ａ）が磁気漏れ防止部材（電磁鋼板）１１により周方向に連結される。言い換えれば、制動ドラム２の周方向に沿って磁性体部材９と磁気漏れ防止部材１１とが交互に配置される。
【００４１】
各磁気漏れ防止部材１１の周方向両端部は、磁性体部材９の周方向両端部に形成された凹部１６内に挿入され、磁気漏れ防止部材１１と磁性体部材９とは溶接（ロー付けを含む）、接着、ボルト締結などにより接続される。
【００４２】
なお図５では、磁気漏れ防止部材１１が、制動ドラム２の径方向に２枚積層された電磁鋼板として示されているが、本発明はこの点において限定されず、１枚でもよいし、３枚以上積層しても良い。
【００４３】
この形態においても、制動オフ時に永久磁石８から磁気漏れ防止部材１１側へと流れた磁束が、磁気漏れ防止部材１１の平面に沿って周方向へと流れるため、制動ドラム２に磁束が漏れることはなく、制動オフ時の引きずり制動を防止できる。
【００４４】
磁性体部材９（厚肉部９ａ）は、鋼などの軟磁性体からなるむく材（一体成形品）でも良いし、電磁鋼板を制動ドラム２の軸方向に複数枚積層したものでも良い。磁性体部材９を電磁鋼板の積層体で構成する場合、図６に示すように、磁性体部材９を構成する電磁鋼板９’の積層方向と、磁気漏れ防止部材１１を構成する電磁鋼板１１’の積層方向とはほぼ９０°異なることになる。
【００４５】
なお、磁気漏れ防止部材１１は、図７（ａ）に示すように、磁性体部材９の径方向中間部に位置させても良いし、図７（ｂ）に示すように、磁性体部材９の径方向外側端部に位置させても良い。
【００４６】
これまで、上記実施形態では、環状ケーシング３の内部に一つの磁石環５を備えたタイプの渦電流式減速装置を説明したが、本発明はこの点において限定されず、環状ケーシング３の内部に二つの磁石環５が収容されたタイプ（特許文献１の図１参照）にも適用可能である。なお、磁石環５を二つ備えたタイプに適用する場合は、上記磁性体部材９を軟磁性体からなるむく材で構成することが好ましく、磁石環５を一つ備えたタイプでは磁性体部材９を電磁鋼板の積層体で構成することが好ましい。
【００４７】
また、磁石環５を固定として、磁性体部材９を周方向に回動させるタイプにも適用可能である。
【００４８】
また、環状ケーシング３、磁性体部材９及び磁石環５が、制動ドラム２の外周面と対向するように配置されたタイプにも適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、制動オフ時の磁気漏れによる引きずり制動を防止できると共に、制動オン時の制動力を確保できるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の部分拡大正面断面図であり、制動オン時の状態を示している。
【図２】本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の部分拡大正面断面図であり、制動オフ時の状態を示している。
【図３】電磁鋼板の特性を説明する図である。
【図４】（ａ）は磁性体部材及び磁気漏れ防止部材の変形例を示す部分正面断面図である。（ｂ）は磁性体部材及び磁気漏れ防止部材の変形例を示す部分正面断面図である。（ｃ）は磁性体部材及び磁気漏れ防止部材の変形例を示す部分正面断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る渦電流式減速装置の部分正面断面図である。
【図６】磁性体部材及び磁気漏れ防止部材の斜視図である。
【図７】（ａ）は磁性体部材及び磁気漏れ防止部材の変形例を示す部分正面断面図である。（ｂ）は磁性体部材及び磁気漏れ防止部材の変形例を示す部分正面断面図である。
【図８】従来の渦電流式減速装置の上半分側面断面図である。
【図９】（ａ）は図８の渦電流式減速装置の部分正面断面図であり、制動オン時を示している。（ｂ）は図８の渦電流式減速装置の部分正面断面図であり、制動オフ時を示している。
【図１０】制動オン時の短絡磁気回路を説明する図である。
【符号の説明】
１  回転軸
２  制動ドラム
３  環状ケーシング
７  駆動手段
８  永久磁石
９  磁性体部材
９ａ  厚肉部
９ｂ  薄肉部
１１  磁気漏れ防止部材（電磁鋼板）
【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】
2005027396.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005027396.tif 000009
【図８】
2005027396.tif 000010
【図９】
2005027396.tif 000011
【図１０】
2005027396.tif 000012