(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体からなる環状体と環状のヨークの内の一方を回転軸に、他方を車体の非回転部分にそれぞれ支持し、前記環状のヨークの周縁部に径外方へ突出する多数の鉄心を周方向等間隔に備え、前記鉄心に電磁コイルを巻装して電磁石を形成し、前記環状体に対向する前記鉄心の先端の磁極の極性が周方向交互に異なるように配設し、前記ヨークの周方向に隣接する前記鉄心の周方向中間位置に、径方向の永久磁石を埋め込み、周方向の両側面が磁極をなす前記永久磁石と、周方向に隣接する前記電磁石とが、制動時前記環状体を通る同じ磁気回路を形成することを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
前記環状体が制動ドラムと制動円板のいずれかである、請求項１に記載の渦電流減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として大型車両の摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に制動トルクの制御が容易な渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特願平1-218499号、特願平2-201820号などに提案されているように、渦電流減速装置には永久磁石（以下、これを単に磁石という）を用いるものと電磁石を用いるものとがある。前者は小型（コンパクト）、軽量であるが、制動トルクの制御に磁石（磁石支持筒）を動かさなけばならない。特に、近年、希土類磁石の性能が向上し、磁石式渦電流減速装置の小型・軽量化が進んでいるが、制動トルクの制御には磁石支持筒の移動に大きな駆動力を要し、このため強力なアクチユエータ（空圧、油圧、電動など）が必要とされ、応答性にもやや難がある。後者は電磁石の電流を加減するだけでよく、制動トルクの制御性に優れるが、装置の重量が大であるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、比較的小型軽量で制動と非制動の切換えに動力を必要としない渦電流減速装置を提供することにある。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の構成は導体からなる環状体と環状のヨークの内の一方を回転軸に、他方を車体の非回転部分にそれぞれ支持し、前記環状のヨークの周縁部に径外方へ突出する多数の鉄心を周方向等間隔に備え、前記鉄心に電磁コイルを巻装して電磁石を形成し、前記環状体に対向する前記鉄心の先端の磁極の極性が周方向交互に異なるように配設し、前記ヨークの周方向に隣接する前記鉄心の周方向中間位置に、径方向の永久磁石を埋め込み、周方向の両側面が磁極をなす前記永久磁石と、周方向に隣接する前記電磁石とが、制動時前記環状体を通る同じ磁気回路を形成することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では鉄心と電磁コイルからなる複数の電磁石を周方向に並べ、軟磁性体からなる各鉄心を径内方の端部でヨーク（継鉄）により環状に結合し、鉄心の径外方の端部を導体からなる環状体に対向させ、ヨークの鉄心と鉄心の間の部分に磁石を埋め込む。各電磁石の鉄心の径外方の端部の磁極はＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，・・・というように周方向交互に異なるように並べる。磁石は互いに周方向に対向する磁極が同じであるように、ヨークの内部に配設する。
【０００６】
制動時、電磁コイルに通電して励磁すると、電磁石からの磁界と磁石からの磁界が周方向に並び（一緒になり）、環状体（制動円板ドラムまたは制動円板）との間に磁気回路を形成する。回転する環状体が電磁石と磁石からの磁界を横切る時、環状体に渦電流に基づく制動トルクが発生する。非制動時、電磁コイルへの通電を遮断すると電磁石が消磁され、磁石からの磁界はヨークの内部で短絡的磁気回路を形成し、環状体の内部へは到達しないので、制動トルクを発生しない。
【０００７】
制動トルクを制御するには、電磁コイルの電流を制御する。磁石は鉄心の内部でなく、電磁コイルから離れたヨークの内部に埋め込まれるので、環状体の内部の熱はもちろん電磁コイルの熱の影響を受けにくい。
【０００８】
固定部（ステータ）は外周部の軟磁性体からなる鉄心（磁極片）と内周部の環状のヨークとがそれぞれ一体構造でもよいし、分割体をボルトなどにより締結してもよい。一体構造の場合には電磁鋼板を積層したものとすることができる。外部の泥水などから保護するために、磁石はカバーによりシールするのが好ましい。
【０００９】
なお、環状体を固定し、電磁石と磁石を支持するヨークを回転軸に結合してもよい。この場合は、水冷式環状体を採用することができる。また、磁石を支持する回転子は電動機や発電機の電機子として構成できる。さらに、磁石と電磁石を支持するヨークを外周側に、環状体を内周側にそれぞれ配設してもよい。
【００１０】
【実施例】
図１は本発明に係る渦電流減速装置の制動時の正面断面図、図２は同渦電流減速装置の非制動時の正面断面図である。図１に示すように、回転軸４に結合したボス部１６（別の実施例である図４を参照）から放射方向に延びる多数の支持腕の先端に、外周面に冷却フイン２ａを有する鉄、銅、アルミニウムなどの導体からなる環状体、すなわち制動ドラム２の基端部が溶接などにより結合される一方、制動ドラム２の内部には軟磁性体からなる、好ましくは電磁鋼板を積層してなるヨーク３の周縁から径外方へ多数の鉄心３ａが突出され、制動ドラム２の内周面に対向される。ヨーク３は制動ドラム２と同軸に配設され、かつ例えば車両の非回転部分にボルト８により支持される。鉄心３ａには巻枠５を介して電磁コイル６を巻装して電磁石１０が構成される。ヨーク３の内部には、鉄心３ａと同数の磁石７が埋め込まれる。具体的には、プレス機により電磁鋼板からヨーク３を打ち抜くと同時に長方形の開口を打ち抜き、該開口にブロツク状の磁石７を埋め込む。磁石７は周方向の端面が磁極をなし、かつ周方向に並ぶ磁石７の相対向する磁極が同極となるように配列される。
【００１１】
制動時、電磁コイル６に通電して励磁すると、鉄心３ａは図１に示すように磁化される。すなわち、制動ドラム２の内周面に対向する鉄心３ａの磁極が周方向交互に異なるように磁化される。磁石７は鉄心３ａと鉄心３ａとの間に、すなわち鉄心３ａとは回転位相を半ピツチだけずらして、ヨーク３の内部に配設され、かつ磁石７の磁極と鉄心３ａの内端の磁極との極性が互いに反対になるように構成されているので、１対の鉄心３ａと制動ドラム２との間に磁気回路ｚが形成される。回転する制動ドラム２が各鉄心３ａからの磁界を横切る時、制動ドラム２に渦電流に基づく制動トルクが発生する。非制動時、図２に示すように、電磁コイル６への通電を停止すると、各鉄心３ａは磁化されなくなり、磁石７とヨーク３には図示のような短絡的磁気回路ｗが形成され、制動ドラム２には磁界を及ぼさない。
【００１２】
図３に示す実施例では、回転軸に結合された環状体としての環状のヨーク３の内部に磁石７が埋め込まれ、ヨーク３の内周面から径内方へ突出される鉄心３ａに巻枠５を介して電磁コイル６を巻装して電磁石１０が構成される。電磁石１０は周方向等間隔に配設され、また磁石７は鉄心３ａよりも径外方にあつて、鉄心３ａと鉄心３ａの間に配設されるのは、図１に示す実施例と同様である。ヨーク３の内部に配置される不動の制動ドラム２には、断面長方形をなす環状の水室２０が形成される。つまり、水室２０には冷却水を導入する入口１２と、水室２０の冷却水を外部へ、具体的には放熱器（熱交換器）へ排出する出口１３とが設けられ、放熱器で冷却された水は再び入口１２へ戻るように構成される。図３に示す実施例でも、電磁コイル６へ通電すると、図１に示す実施例と同様に、回転する鉄心３ａからの磁界が、制動ドラム２を横切る時、制動ドラム２に渦電流に基づく制動トルクが発生する。
【００１３】
図４に示す実施例では、水室２０を有する中空の制動ドラム２の一端に形成した環状板２ｂが、複数のボルト１４により例えば車両用変速機の壁部に固定される一方、車両用変速機の出力回転軸４に結合したボス部１６と一体のフランジ１６ａに、ボルト１５により環状のヨーク３が結合される。ヨーク３の内部には周方向等間隔に磁石７が埋め込まれ、ヨーク３から径外方へ突出しかつ周方向等間隔に配設された鉄心３ａが制動ドラム２の内周面に対向される。鉄心３ａには巻枠５を介して電磁コイル６が巻装して電磁石１０が構成される。制動と非制動の切換えは、電磁コイル６へ通電するか遮断することにより達せられるのは図１に示す実施例と同様である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は上述のように、導体からなる環状体と環状のヨークの内の一方を回転軸に、他方を車体の非回転部分にそれぞれ支持し、前記環状のヨークの周縁部に径外方へ突出する多数の鉄心を周方向等間隔に備え、前記鉄心に電磁コイルを巻装して電磁石を形成し、前記環状体に対向する前記鉄心の先端の磁極の極性が周方向交互に異なるように配設し、前記ヨークの周方向に隣接する前記鉄心の周方向中間位置に、径方向の永久磁石を埋め込み、周方向の両側面が磁極をなす前記永久磁石と、周方向に隣接する前記電磁石とが、制動時前記環状体を通る同じ磁気回路を形成するようにしたものであるから、渦電流減速装置を比較的小型軽量に構成でき、制動と非制動の切換えに動力を必要としない。
【００１５】
制動トルクは電磁コイルに加える電流を加減して制御することができる。
【００１６】
磁石はヨークの鉄心から径内方へ離れた部分に配設されるので、制動ドラムに発生する熱はもとより電磁コイルに発生する熱の影響を受けにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る渦電流減速装置の制動時の正面断面図である。
【図２】同渦電流減速装置の非制動時の正面断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【図４】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置の側面断面図である。
【符号の説明】
ｗ：短絡的磁気回路  ｚ：磁気回路  ２：制動ドラム  ２ａ：冷却フイン  ２ｂ：環状板  ３：ヨーク  ３ａ：鉄心  ４：回転軸  ５：巻枠  ６：電磁コイル  ７：磁石  ８：ボルト  １０：電磁石  １２：入口  １３：出口  １４：ボルト１５：ボルト  １６：ボス部  １６ａ：フランジ  ２０：水室
【図１】
0003937743.tif 000002
【図２】
0003937743.tif 000003
【図３】
0003937743.tif 000004
【図４】
0003937743.tif 000005