(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に結合した導体からなる制動ドラムと、該制動ドラムの内部へ臨むように車体などの非回転部分に取り付けた断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に収容した少くとも１つが回動可能の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部に前記各磁石と対向して鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置において、前記制動ドラムの内周面の前記強磁性板に対向しない端部と前記制動ドラムの端壁面とに連続して、銅などの良伝導体からなる環状体を結合し、前記制動ドラムの端壁面の環状体の肉厚よりも前記制動ドラムの内周面の環状体の肉厚を厚くし、前記制動ドラムの内周面の環状体に多数の軸方向の溝を周方向等間隔に設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
回転軸に結合した導体からなる制動ドラムと、該制動ドラムの内部へ半部が臨むように車体などの非回転部分に取り付けた断面長方形の内空部を有する案内筒と、該案内筒の内空部に軸方向移動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部の前記制動ドラムの内周面と対向しない磁性体からなる部分と、非磁性体からなる前記案内筒の外筒部の前記制動ドラムの内周面と対向しかつ前記各磁石と対向する部分に鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置において、前記制動ドラムの内周面の前記強磁性板に対向しない端部と前記制動ドラムの端壁面とに連続して、銅などの良伝導体からなる環状体を結合し、前記制動ドラムの端壁面の環状体の肉厚よりも前記制動ドラムの内周面の環状体の肉厚を厚くし、前記制動ドラムの内周面の環状体に多数の軸方向の溝を周方向等間隔に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】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は車両などの摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に制動ドラムの両端部に銅などの良伝導体を結合することにより、渦電流の流れを改善し制動力を向上するようにした渦電流減速装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
従来の渦電流減速装置は、鋼鉄、低炭素鋼などの導体からなる制動ドラムの内部に磁石支持筒を配設し、磁石支持筒の外周面に周方向等間隔かつ制動ドラム内周面に対する極性が周方向交互に異なるように結合した磁石（電磁石を含む）を、制動ドラムの内周面に接近させると、回転する制動ドラムが磁石からの磁界を横切り、渦電流に基づく制動力が制動ドラムに発生する。制動ドラムの両端部にニツケルめっき層を介して、銅などの良伝導体からなる環状体（筒体または環状板）を結合すると、渦電流の流れが改善され、制動能力が向上する。
【０００３】
しかし、制動時、渦電流が良伝導体からなる環状体に集中し、良伝導体からなる環状体の温度は、制動ドラムの内周面の軸方向中央部分の温度との差が殆どなくなる。６００℃を超える高温では、良伝導体からなる環状体を構成する銅よりも、制動ドラムを構成する低炭素鋼の方が耐熱性に優れるので、結局良伝導体からなる環状体の温度により渦電流減速装置の運転域が制限され、良伝導体からなる環状体を備えた制動ドラムの制動性能を十分に発揮できない。つまり、良伝導体からなる環状体が過熱状態になると、環状体が割れたり制動ドラムから剥離するなどの障害が生じるので、制動能力の向上には限度がある。したがつて、制動能力のさらなる向上には、良伝導体からなる環状体の温度上昇を抑えることが要求される。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、良伝導体の体積増大により熱容量を大きくし、かつ外気による冷却性を高めて、良伝導体の温度上昇を抑えるようにした渦電流減速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の構成は回転軸に結合した導体からなる制動ドラムと、該制動ドラムの内部へ臨むように車体などの非回転部分に取り付けた断面長方形の内空部を有する非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に収容した少くとも１つが回動可能の磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部に前記各磁石と対向して鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置において、前記制動ドラムの内周面の前記強磁性板に対向しない端部と前記制動ドラムの端壁面とに連続して、銅などの良伝導体からなる環状体を結合し、前記制動ドラムの端壁面の環状体の肉厚よりも前記制動ドラムの内周面の環状体の肉厚を厚くし、前記制動ドラムの内周面の環状体に多数の軸方向の溝を周方向等間隔に設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の構成は回転軸に結合した導体からなる制動ドラムと、該制動ドラムの内部へ半部が臨むように車体などの非回転部分に取り付けた断面長方形の内空部を有する案内筒と、該案内筒の内空部に軸方向移動可能に収容した磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、前記案内筒の外筒部の前記制動ドラムの内周面と対向しない磁性体からなる部分と、非磁性体からなる前記案内筒の外筒部の前記制動ドラムの内周面と対向しかつ前記各磁石と対向する部分に鋳込んだ強磁性板とを有し、前記磁石からの磁界により渦電流に基づく制動力を前記制動ドラムに発生させる渦電流減速装置において、前記制動ドラムの内周面の前記強磁性板に対向しない端部と前記制動ドラムの端壁面とに連続して、銅などの良伝導体からなる環状体を結合し、前記制動ドラムの端壁面の環状体の肉厚よりも前記制動ドラムの内周面の環状体の肉厚を厚くし、前記制動ドラムの内周面の環状体に多数の軸方向の溝を周方向等間隔に設けたことを特徴とする。
【発明の実施の形態】
【０００７】
本発明では制動ドラムの内周面の両端部と制動ドラムの両端壁面とに、銅などの良伝導体からなる断面Ｌ字形の環状体を結合し、特に放熱性の良くない内周面に結合される環状体の肉厚を、端壁面に結合される環状体のそれよりも厚くすることにより渦電流の密度を小さくし、ジユール熱による環状体の温度上昇を抑える。また、制動ドラムの内周面に結合される環状体の放熱性を高めるために、環状体に多数の軸方向の溝を周方向に間隔を存して設ける。制動ドラムが回転する時、環状体が羽根車として働き、外気を環状体へ導いて冷却する。
【実施例】
【０００８】
図１は本発明に係る渦電流減速装置の正面断面図、図２は同渦電流減速装置の側面断面図である。渦電流減速装置は例えば車両用変速機の出力回転軸２１に結合される鋼鉄などの導体からなる制動ドラム１５と、制動ドラム１５の内部に配設される非磁性体からなる案内筒６と、案内筒６の断面長方形の内空部２０に収容した可動の磁石支持筒９および不動の磁石支持筒９ａとを備えている。制動ドラム１５はボス１９のフランジ部１９ａを、駐車ブレーキの制動ドラム２３の端壁と一緒に、回転軸２１のスプライン２２ａに嵌合されかつナツト２１ａにより締結した取付フランジ２２に重ね合され、かつ複数のボルト２４とナツトにより締結される。ボス１９から放射状に延びる多数の支持腕１６に、冷却フイン１５ａを備えた制動ドラム１５の基端が結合される。制動ドラム１５の内周面１５ｂの両端部には、銅などの良伝導体からなる環状体４１，４２と環状体４３，４４が結合され、制動ドラム１５の渦電流の流れを軸方向に広め制動力を高める。
【０００９】
案内筒６は例えば断面Ｃ字形の非磁性体からなる筒体に、環状板からなる端壁６ｄを結合して構成される。案内筒６は適当な手段により非回転部分、例えば変速機の歯車箱に固定される。案内筒６の外筒部６ａには周方向等間隔に設けた多数の開口３２に、抜止め突条３１ａを有する強磁性板３１を結合される。好ましくは、強磁性板３１は案内筒６の鋳造による成形時鋳込まれる。強磁性板３１は長方形の板状のものであつて、板面は円弧状に湾曲される。
【００１０】
磁性体からなる可動の磁石支持筒９は案内筒６の内空部２０にあつて、滑り軸受またはコロ軸受３５により正逆回動可能に内筒部６ｂに支持される。磁石支持筒９から軸方向へ延びる腕３４は、案内筒６の端壁６ｃに設けた円弧状のスリツト３３を経て、アクチユエータＡのロツドに連結される。磁石支持筒９は外周面に各強磁性板３１の左半部に対向する多数の磁石８を、各強磁性板３１に対する極性が周方向交互に異なるように結合される。一方、磁性体からなる不動の磁石支持筒９ａは案内筒６の内空部２０にあつて内筒部６ｂに固定され、外周面に各強磁性板３１の右半部に対向する磁石８と同数の磁石８ａを、各強磁性板３１に対する極性が周方向交互に異なるように結合される。案内筒６の端壁６ｃに、複数のアクチユエータＡが周方向等間隔に結合される。アクチユエータＡはシリンダ２にピストン４を嵌装してなり、ピストン４から外部へ突出するロツドは腕３４と連結される。
【００１１】
図２に示すように、磁石支持筒９ａの磁石８ａは、内面と外面がそれぞれ円筒面をなし、各磁石８ａの周方向の端部に形成した段部２６の間へ、非磁性体からなる断面Ｔ字形の固定金具２７を係合し、ボルト２８により磁石支持筒９ａへ締結される。
【００１２】
次に、本発明による渦電流減速装置の作動について説明する。非制動時、図１に示すように、磁石支持筒９の磁石８と磁石支持筒９ａの磁石８ａとは、強磁性板３１に対向する極性が互いに逆になつている。この時、磁石８，８ａは各強磁性板３１と磁石支持筒９，９ａとの間に、短絡的磁気回路ｗを形成し、制動ドラム１５に磁界を及ぼさない。制動時、アクチユエータＡにより磁石支持筒９を非制動位置から図２に示す制動位置へ磁石８の配列ピツチだけ回動すると、軸方向に並ぶ磁石８，８ａは各強磁性板３１に対向する極性が同じになり、強磁性板３１を経て制動ドラム１５に磁界を及ぼす。回転する制動ドラム１５が磁界を横切る時、制動ドラム１５に渦電流が流れ、制動ドラム１５は制動トルクを発生する。この時、各磁石８，８ａは制動ドラム１５と磁石支持筒９，９ａとの間に磁気回路ｚを形成する。
【００１３】
図１，３に示すように、本発明は制動ドラム１５の開放端部ないし左端部に断面Ｌ字形の良伝導体からなる環状体４１，４２を、基端部ないし右端部に良伝導体からなる環状体４３，４４をそれぞれ結合したものである。制動ドラム１５に対する環状体４１〜４４の結合の方法は、溶接、溶着、めっきなどによる。特に、予め制動ドラム１５の端壁面と内周面１５ｂにニツケルめっきを施したうえ、めっき層の上に良伝導体からなる環状体４１〜４４をろう付けにより結合するのが好ましい。支持腕１６が結合される制動ドラム１５の端壁面については、良伝導体からなる環状体４３を支持腕１６と制動ドラム１５との間に介装すると、支持腕１６と制動ドラム１５との結合力が弱くなるので、良伝導体からなる環状体４３は支持腕１６と制動ドラム１５との結合部を除くように、周方向に分断して設けるものとし、支持腕１６を直接制動ドラム１５の端壁面に溶接により結合するのが好ましい。良伝導体からなる環状体４２，４４の内端縁は、強磁性板３１の端縁と同じ位置か、強磁性板３１の端縁よりも外方、すなわち端壁面の方へ偏倚させる。
【００１４】
図３，４に示すように、制動ドラム１５の内周面１５ｂに結合される良伝導体からなる環状体４２の方が、端壁面５５に結合される良伝導体からなる環状体４１よりも放熱性が劣るので、内周面１５ｂの良伝導体からなる環状体４２の肉厚t2を、端壁面５５の環状体４１の肉厚t1よりも厚くして熱容量を大きくし、渦電流の密度を小さくして温度上昇を抑える。
【００１５】
良伝導体からなる環状体４２の冷却性を高めるために、多数の軸方向の溝４５を環状体４２に周方向に間隔を存して設ける。溝４５の深さは、制動ドラム１５の内周面１５ｂから端壁面５５へ至るにつれて次第に深くなるように構成する。制動ドラム１５の基端部の環状体４３，４４についても同様に構成するのが好ましい。図５に示すように、溝４５はテーパ状とする代りに、深さが軸方向にほぼ一定のものであつてもよい。
【００１６】
図６，７に示す変更実施例は、良伝導体からなる環状体４２にはテーパ状の溝４５を、良伝導体からなる環状体４１には径方向の比較的浅い溝４６を互いに連続して設けたものである。良伝導体からなる環状体４１，４２に多数の溝４６，４５を周方向に間隔を存して設けたことにより、良伝導体からなる環状体４１，４２の表面積が広くなるばかりでなく、溝４６，４５のない部分が羽根車として働き、外気を制動ドラム１５の内周面１５ｂへ導き、制動ドラム１５の端部の温度上昇、特に環状体４１，４２の温度上昇を抑える。制動ドラム１５の両端部の温度上昇が抑えられるので、制動ドラム１５の両端部の渦電流が増加しても、良伝導体からなる環状体４１〜４４が制動ドラム１５から剥離することがなく、渦電流の増加分だけ制動能力が向上される。
【００１７】
図８に示すように、溝４５，４６は制動ドラム１５の径方向でなく、径方向に対して傾斜させれば、外気が溝４６，４５に沿つて径内方へ吸い寄せられやすくなり、制動ドラム１５の内周面１５ｂを効果的に冷却する。
【００１８】
上述の実施例では、案内筒６の内空部２０に回動可能の磁石支持筒９と不動の磁石支持筒９ａを収容し、磁石８，８ａが制動ドラム１５と磁石支持筒９，９ａとの間に磁気回路ｚを形成する制動位置と、磁石８，８ａが強磁性板３１と磁石支持筒９，９ａとの間に短絡的磁気回路ｗを形成する非制動位置とに切り換わる形式の渦電流減速装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図９に示すような渦電流減速装置にも適用できる。
【００１９】
図９に示す実施例では、案内筒６の右半部が制動ドラム１５の内部へ臨み、案内筒６の左半部が制動ドラム１５の外部へ突出される。案内筒６は磁性体からなる外筒部６ａと端壁６ｃと内筒部６ｂを有する断面Ｃ字形の筒体に、端壁６ｄをボルト１２により結合し、さらに薄板から成形される外筒部１４の左端部に形成した円錐部を、外筒部６ａの円錐面３０に重ね合せ、外筒部１４の右端部を径内方へ折り曲げたうえ端壁６ｄにボルト１２により結合して、断面長方形の内空部２０を構成する。案内筒６の端壁６ｃには、シリンダ２にピストン４を嵌挿して端室３と端室５を区画したアクチユエータＡが結合され、ピストン４から内空部２０へ突出するロツド７が磁石支持筒９に結合される。制動ドラム１５から突出する左半部の外筒部６ａは厚肉の磁性体から構成する。案内筒６の右半部つまり制動ドラム１５の内周面１５ｂに対向する外筒部１４は、非磁性体からなる薄板から構成するか、さらには例えば強磁性体のステンレス鋼の薄板から構成し、外筒部１４の磁石８の外面に対向しない部分だけを、高温状態から急冷することにより非磁性オーステナイト相にする。
【００２０】
本実施例でも図１に示すものと同様に、制動ドラム１５の両端壁面に良伝導体からなる環状体４１，４３が、内周面１５ｂに環状体４１，４３よりも厚肉の良伝導体からなる環状体４２，４４がそれぞれ結合される。良伝導体からなる環状体４２，４４の内端縁は、磁石８の両端縁よりも外方に配置され、磁石８の外面と重ならないように構成する。制動ドラム１５の外部に突出する外筒部６ａの肉厚を厚くする関係上、外筒部６ａの端部には円錐面３０が形成され、円錐面３０に対応して制動ドラム１５の開放端部にも円錐面に形成され、該円錐面に良伝導体からなる環状体４１が結合される。
非制動時、アクチユエータＡにより磁石支持筒９を制動ドラム１５から引き出すと、各磁石８は案内筒６の外筒部６ａに対向して短絡的磁気回路を形成し、制動ドラム１５には磁界を及ぼさない。制動時、磁石支持筒９が制動ドラム１５の内部へ突出されると、各磁石８からの磁界は外筒部１４を通過して制動ドラム１５へ及ぶ。回転する制動ドラム１５が磁石８からの磁界を横切る時、渦電流が制動ドラム１５に流れ、制動ドラム１５が制動トルクを発生する。
【００２１】
図９の実施例では、制動ドラム１５の内周面１５ｂに対向する外筒部１４を、非磁性体からなる薄板から構成しているが、非磁性体からなる外筒部６ａに強磁性板３１を、磁石８の外面に対向するように結合したもの（図１参照）でも、同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上述のように、低炭素鋼などからなる制動ドラムの両端部に、銅などの良伝導体からなる環状体を結合したことにより、制動ドラムに発生する渦電流量が増加し、制動能力が向上する。特に、制動ドラムの内周面に結合される良伝導体からなる環状体を、制動ドラムの端壁面に結合される良伝導体からなる環状体よりも厚くしたことにより、良伝導体からなる環状体の熱容量が増大し、制動時のジユール熱による環状体の温度上昇が抑えられる。
【００２３】
また、良伝導体からなる環状体に多数の軸方向の溝を周方向に間隔を存して設けることにより、良伝導体からなる環状体の表面積が広くなり、また外気が内周面へ導かれるようになり、環状体の冷却性が高められるので、この点でも良伝導体からなる環状体の温度上昇が抑えられ、制動能力が高められ、また環状体の剥離や熱割れに対する耐久性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図２】同渦電流減速装置の側面断面図である。
【図３】同渦電流減速装置の要部を拡大して示す正面断面図である。
【図４】同渦電流減速装置の側面断面図である。
【図５】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要部を示す正面断面図である。
【図６】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要部を示す正面断面図である。
【図７】図６の線７Ａ−７Ａによる側面断面図である。
【図８】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の側面図である。
【図９】本発明が適用される他の形式の渦電流減速装置の正面断面図である。
【符号の説明】
Ａ：アクチユエータ  ２：シリンダ  ４：ピストン  ６：案内筒  ６ａ：外筒部  ６ｂ：内筒部  ６ｃ：端壁  ６ｄ：端壁  ８：磁石  ８ａ：磁石  ９：磁石支持筒  ９ａ：磁石支持筒  １４：外筒部  １５：制動ドラム  １６：支持腕  １５ｂ：内周面  ２０：内空部  ２３：制動ドラム  ３１：強磁性板  ３４：腕  ４１：環状体  ４２：環状体  ４３：環状体  ４４：環状体  ４５：溝  ４６：溝  ５５：端壁面
【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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