(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と共に回転するロータに対し、そのロータの回転方向と反対の方向に、磁石からの磁界と、磁石とロータの相互運動により生じる渦電流との相互作用により発生する制動力を作用させる渦電流減速装置用ロータにおいて、ロータ部材の表面にＮｉ又はＮｉ合金によるＮｉメッキ被膜を形成し、かつ、そのＮｉメッキ被膜の表面に無機系セラミック被膜を形成してなることを特徴とする渦電流減速装置用ロータ。
【請求項２】
上記ロータ部材が制動ドラムである請求項１記載の渦電流減速装置用ロータ。
【請求項３】
上記ロータ部材が制動ディスクである請求項１記載の渦電流減速装置用ロータ。
【請求項４】
上記ロータ部材を、鋼からなるロータ本体部と、銅などの良導電体からなる環状体で構成した請求項１から３いずれかに記載の渦電流減速装置用ロータ。
【請求項５】
請求項１、２、又は４記載の渦電流減速装置用ロータを用いて構成したことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項６】
請求項１、３、又は４記載の渦電流減速装置用ロータを用いて構成し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、渦電流減速装置用ロータ及びそれを用いた渦電流減速装置に係り、特に、車両に減速制動を与えるリターダのための渦電流減速装置用ロータ及びそれを用いた渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両が長い坂等を下る時には、車両に生じる加速を低減すると共に、車両に安定した連続的な減速制動を与え、メインブレーキであるフットブレーキの焼損を防止するために、図５に示すリターダ（渦電流減速装置）５０が用いられる。
【０００３】
渦電流減速装置５０は、主に、回転軸（図示せず）と同軸に取り付けられるロータ５１と、そのロータ５１の内周面に対向して設けられる円筒状（又はリング状）のポールピース５２と、ポールピース５２の内周面に対向して設けられ、その外周面に磁石体５３ａ，５３ｂを有するヨーク５４ａ，５４ｂで構成される。ヨーク５４ａは固定されていると共に、ヨーク５４ｂはシリンダ５５により周方向に回転可能となっていることから、ヨーク５４ｂを回転させることで、ロータ５１に対して作用させる制動力（後述）のオン／オフを切り換えている。ここで、図５中における渦電流減速装置５０においては、ドラムタイプのロータ５１を用いているが、ディスクタイプのロータを用いた渦電流減速装置もある。
【０００４】
渦電流減速装置の制動原理を図６（ａ），（ｂ）に示すように、磁石（永久磁石又は電磁石）６１ａ，６１ｂ間の磁界Ｍ中を、磁界Ｍと直交する方向（図６
（ａ）中では左右方向）に導体（ロータ）６２が移動すると、磁石６１とロータ６２の相互運動により生じる渦電流Ｅと、磁界Ｍの相互作用により力（制動力）Ｆが発生するため、渦電流減速装置においては、この制動力Ｆをフットブレーキの補助ブレーキとして用いている。
【０００５】
また、渦電流減速装置において、より制動力の高いロータ（制動ドラム）５１として、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、鋼からなるロータ本体部７２と銅などの良導電体からなる環状体７３を複合させ（組み合わせ）てなる複合制動ドラム（又は複合制動ディスク）７１が挙げられる。
【０００６】
渦電流減速装置による制動時においては、制動により吸収したエネルギーは熱に変換されるため、導体である制動ドラムが約７００℃の高温に達することもある。また、非制動時においては、制動ドラムは空冷により常温に冷却される。その結果、制動ドラムは常温〜約７００℃の間の熱サイクルに晒されることになるため、制動ドラムの表面における酸化や剥離の防止が重要となってくる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、制動ドラムの表面処理として、制動ドラムの表面に、Ｎｉ又はＮｉ合金によるＮｉメッキ被膜や耐熱塗料による耐熱被膜などを形成していた。
【０００８】
しかしながら、これらの被膜を制動ドラムの表面に形成しても、数年に亘って使用すると、被膜が酸化して剥離し、母材である鋼も酸化されてしまうことから、制動トルクが低下するという問題があった。また、図７に示した複合制動ドラム７１においても、被膜が剥離すると、環状体７３における銅の酸化・剥離が顕著となり、制動トルクが大幅に低下するという問題があった。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、高温耐酸化性が良好な渦電流減速装置用ロータを提供することにある。また、本発明の他の目的は、長期間に亘って使用した後も制動トルク低下のおそれがない渦電流減速装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る渦電流減速装置用ロータは、回転軸と共に回転するロータに対し、そのロータの回転方向と反対の方向に、磁石からの磁界と、磁石とロータの相互運動により生じる渦電流との相互作用により発生する制動力を作用させる渦電流減速装置用ロータにおいて、ロータ部材の表面にＮｉ又はＮｉ合金によるＮｉメッキ被膜を形成し、かつ、そのＮｉメッキ被膜の表面に無機系セラミック被膜を形成してなるものである。
【００１１】
以上の構成によれば、Ｎｉメッキ被膜を高温耐酸化性が良好な無機系セラミック被膜で被覆することで、ロータ自体の高温耐酸化性が良好となる。
【００１２】
一方、本発明に係る渦電流減速装置は、ロータ部材の表面にＮｉ又はＮｉ合金によるＮｉメッキ被膜を形成し、かつ、そのＮｉメッキ被膜の表面に無機系セラミック被膜を形成してなるロータを用いて構成したものである。
【００１３】
以上の構成によれば、高温耐酸化性が良好なロータを用いて渦電流減速装置を構成することで、渦電流減速装置を長期間に亘って使用した後も制動トルクが低下するおそれがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
本発明に係る渦電流減速装置用ロータの断面拡大図を図１に示す。尚、図７と同様の部材には同じ符号を付している。
【００１６】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明に係る渦電流減速装置用ロータ１１は、鋼からなるリング状のロータ本体部７２と銅からなる環状体７３（又は７３ｂ，７３ｂ或いは７３ｃ，７３ｃ）を複合させて（組み合わせて）なるロータ部材１３の全面に、Ｎｉ又はＮｉ合金によるＮｉメッキ被膜１４を被覆形成し、かつ、そのＮｉメッキ被膜１４の表面に無機系セラミック被膜１５を被覆形成してなるものである。
【００１７】
ここで、ロータ１１におけるロータ本体部７２と環状体７３の複合構造としては、図１（ａ）に示すように、ロータ本体部７２の内周側面（図１（ａ）中では上面）全面に環状体７３を複合させた構造、図１（ｂ）に示すように、ロータ本体部７２の両端面（図１（ｂ）中では左右面）にそれぞれ環状体７３ｂ，７３ｂを複合させた構造、又は図１（ｃ）に示すように、ロータ本体部７２の両端における内周側面（図１（ｃ）中では左右端における上面）に形成された各段差部１６，１６に環状体７３ｃ，７３ｃを複合させた構造などが挙げられる。図１（ａ）〜（ｃ）に示したロータ本体部７２と環状体７３の複合構造は一例にすぎず、その他の複合構造であってもよいことは言うまでもない。
【００１８】
また、Ｎｉメッキ被膜１４及び無機系セラミック被膜１５は、図１（ａ）〜
（ｃ）に示したようにロータ部材１３の全面、即ちロータ本体部７２及び環状体７３の露出面全面を被覆している必要はなく、少なくとも環状体７３の露出面全面及びその近傍におけるロータ本体部７２の表面を被覆していればよい。
【００１９】
ロータ本体部７２を構成する鋼材としては、特に限定するものではなく、ロータに用いられる慣用の鋼材が全て適用可能である。また、環状体７３を構成する銅は、純ＣｕおよびＣｕ合金の総称である。
【００２０】
Ｎｉメッキ被膜１４の膜厚は、１〜１００μｍが好ましく、特に５〜５０μｍが好ましい。ここで、Ｎｉメッキ被膜１４の膜厚範囲を規定したのは、膜厚が１μｍ未満だと耐酸化性・耐剥離性の向上効果が小さく、また、膜厚が１００μｍを超えると耐酸化性・耐剥離性の向上効果が飽和すると共に、コスト上昇を招くためである。また、Ｎｉ合金メッキの種類は特に限定されるものではなく、例えば、Ｎｉ−Ｐメッキ、Ｎｉ−Ｃｏメッキ、Ｎｉ−Ｃｒメッキ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｗメッキ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐメッキなどが好ましい。
【００２１】
Ｎｉメッキ被膜１４の形成方法は、特に限定するものではなく、一般的な電気メッキや無電解メッキなどが挙げられる。
【００２２】
無機系セラミック被膜１５の構成材としては、高温耐酸化性が良好で、かつ、Ｎｉメッキ被膜１４及び母材（ロータ本体部１１の鋼、環状体７３の銅）との熱膨張率の差が小さいセラミック材であれば特に限定するものではなく、例えば、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等が挙げられる。
【００２３】
無機系セラミック被膜１５の膜厚は、０．１〜１０μｍが好ましく、特に１〜５μｍが好ましい。ここで、無機系セラミック被膜１５の膜厚範囲を規定したのは、膜厚が０．１μｍ未満だとＮｉメッキ被膜１４の酸化防止の効果が小さく、また、膜厚が１０μｍよりも厚いとＮｉメッキ被膜１４及び母材との熱膨張率の差が大きくなり、剥離しやすくなるためである。
【００２４】
無機系セラミック被膜１５の形成方法は、特に限定するものではなく、慣用のセラミックコーティング法が全て適用可能であり、例えば、プラズマ溶射やイオンプレーティング等が挙げられる。
【００２５】
ロータ本体部７２と環状体７３の複合方法は、特に限定するものではなく、接着や圧接などが挙げられる。
【００２６】
次に、本発明の作用を説明する。
【００２７】
ロータ部材１３の表面にＮｉメッキ被膜１４を被覆形成することで、ロータ部材１３の耐熱性が大幅に向上する。また、Ｎｉメッキ被膜１４の表面に、高温耐酸化性が良好な無機系セラミック被膜１５を被覆形成することで、温度差の大きい熱サイクル、例えば常温〜約７００℃の間の熱サイクルに対するＮｉメッキ被膜１４の耐久性が向上する。これによって、ロータ１１自体における温度差の大きい熱サイクルに対する耐久性が向上する。
【００２８】
その結果、本発明のロータ１１に、温度差の大きい熱サイクルを、長期間、例えば数年に亘って負荷したとしても、ロータ１１の表面において、無機系セラミック被膜１５及びＮｉメッキ被膜１４が酸化したり剥離するということはない。このため、ロータ１１の母材、即ちロータ本体部７２の鋼および環状体７３の銅が酸化されることはない。
【００２９】
また、Ｎｉメッキ被膜１４の表面に無機系セラミック被膜１５を被覆形成することで、従来のロータにおけるＮｉメッキ被膜の膜厚と比較して、本発明のロータ１１におけるＮｉメッキ被膜１４の膜厚を薄くすることが可能となり、延いては、ロータ１１の製造時間の短縮および製造コストの低減を図ることができる。
【００３０】
さらに、ロータ本体部７２及び環状体７３からなるロータ部材１３の表面に、Ｎｉメッキ被膜１４及び無機系セラミック被膜１５を被覆形成することで、ロータ本体部７２に複合させた環状体７３が剥離し難くなるということは言うまでもない。
【００３１】
また、本発明においては、ロータ部材１３として複合制動ドラムを用いた場合について説明を行なったが、一般的な制動ドラム（又は制動ディスク）、即ち鋼単体で構成される制動ドラム（又は制動ディスク）や複合制動ディスクを用いてもよいことは言うまでもない。これらの場合においても、本発明のロータ１１と同様の作用効果を得ることができる。
【００３２】
次に、本発明に係る渦電流減速装置を添付図面に基いて説明する。
【００３３】
第１〜第３の実施の形態に係る渦電流減速装置の正面断面図を図２〜図４に示す。尚、図１及び図５と同様の部材には同じ符号を付している。
【００３４】
前述した本発明に係るロータ１１は、様々なタイプの渦電流減速装置に適用可能であり、例えば、制動ドラムタイプのロータ２１を備え、ポールピース５２を用いる第１の実施の形態の渦電流減速装置２０（図２参照）、制動ドラムタイプのロータ３１を備え、ポールピースを用いない（薄肉の筒体３２を用いる）第２の実施の形態の渦電流減速装置３０（図３参照）、制動ディスクタイプのロータ４１ａ，４１ｂを備え、ポールピース４２ａ，４２ｂを用いる第３の実施の形態の渦電流減速装置４０（図４参照）等が挙げられる。
【００３５】
これらの実施の形態における渦電流減速装置２０、３０、又は４０は、ロータ部材の表面にＮｉ又はＮｉ合金によるＮｉメッキ被膜を形成し、かつ、そのＮｉメッキ被膜の表面に無機系セラミック被膜を形成してなる高温耐酸化性が良好なロータ２１、３１、又は４１ａ，４１ｂを用いているため、これらの渦電流減速装置２０、３０、又は４０を長期間に亘って使用した後に、ロータ２１、３１、又は４１ａ，４１ｂの表面において、無機系セラミック被膜及びＮｉメッキ被膜が酸化したり剥離するということ、即ちロータ本体部７２の鋼および環状体７３の銅が酸化されることはない。その結果、渦電流減速装置２０、３０、又は４０を長期間に亘って使用しても、それらの制動トルクが低下するおそれがない。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００３７】
【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発揮する。
（１）  ロータ部材の表面をＮｉメッキ被膜で被覆し、そのＮｉメッキ被膜の表面を更に高温耐酸化性が良好な無機系セラミック被膜で被覆することで、高温耐酸化性が良好なロータを得ることができる。
（２）  （１）のロータを用いて渦電流減速装置を構成することで、渦電流減速装置を長期間に亘って使用しても、その制動トルクが低下するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る渦電流減速装置用ロータの断面拡大図である。
【図２】第１の実施の形態に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図４】第３の実施の形態に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図５】ドラムタイプの渦電流減速装置の部分切断斜視図である。
【図６】渦電流減速装置の制動原理の模式図である。
【図７】従来の渦電流減速装置用ロータの断面拡大図である。
【符号の説明】
１１  ロータ
１３  ロータ部材
１４  Ｎｉメッキ被膜
１５  無機系セラミック被膜
２１，３１  制動ドラム（ロータ）
４１ａ，４１ｂ  制動ディスク（ロータ）
７２  ロータ本体部
７３  環状体
【図１】
0003896800.tif 000002
【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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