(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に結合した制動円板と、内端壁が前記制動円板の制動面と対向するように車体などの非回転部分に固定した非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に軸方向に往復動可能に支持した磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、基端面が前記磁石の周方向の両端面に対向しかつ側面が前記内端壁に埋め込まれた磁極部材とからなり、前記磁石から前記磁極部材を通る磁界を受けて前記制動円板が渦電流に基づく制動力を発生することを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
前記磁極部材の側面を径方向の溝により周方向に分割して前記内端壁に埋め込んだ、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】
本発明は大型車両の摩擦ブレーキを補助する円板型の渦電流減速装置、特に小型で放熱性に優れた渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特願平１０−１０６９６３号などに開示される渦電流減速装置では、磁石支持筒を収容する案内筒が制動ドラムの内部に収容されるので、制動時制動ドラムに発生する熱の放散が十分でなく、制動ドラムが過熱状態になると制動能力が著しく低下するという問題がある。
【０００３】
また、従来の渦電流減速装置では制動円板に到達する磁束の経路の数が少ないので、渦電流の径方向成分が十分でなく、また磁束密度も高くないので、制動円板に発生する制動トルクも十分なものとは言えない。
【０００４】
【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、全体として小形で放熱性に優れ、制動能力が高い渦電流減速装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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制動円板と、内端壁が前記制動円板の制動面と対向するように車体などの非回転部分に固定した非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に軸方向に往復動可能に支持した磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、基端面が前記磁石の周方向の両端面に対向しかつ側面が前記内端壁に埋め込まれた磁極部材とからなり、前記磁石から前記磁極部材を通る磁界を受けて前記制動円板が渦電流に基づく制動力を発生することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明では案内筒の内端壁に各磁極部材の側面に対向するように配設される強磁性板を、径方向の溝により周方向に分割する。強磁性板は径方向に延びる細長いものとなり、磁石からの磁界は磁極部材の側面、溝により分割された強磁性板を経て制動円板に達するので、制動円板に流れる渦電流が径方向に広がりをもつ分布状態になり、制動能力が向上される。つまり、制動円板に達する磁束が周方向に分割されるので、磁束密度の飽和が抑えられて磁束密度が高められるので、制動能力が向上する。
【０００９】
制動を解除するには、磁石支持輪を軸方向に移動して案内筒の内端壁から遠ざける。
【００１１】
【実施例】
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を周方向に展開して示す平面断面図である。渦電流減速装置は回転軸２に結合した導体からなる制動円板３の制動面ないし側面に、内端壁４ｃが対向するように案内筒４が車体などの非回転部分に固定される。非磁性体からなる案内筒４は外筒部４ａと内筒部４ｂの両端に、環状の内端壁４ｃと外端壁（図示せず）を結合して断面長方形の内空部１０を形成される。図２に示すように、内端壁４ｃには径方向に延びる強磁性板８，８ａが周方向に間隔を存して結合される。好ましくは、アルミニウムなどの非磁性体から案内筒４を鋳造する際に、強磁性板８，８ａは内端壁４ｃに鋳込まれる。内空部１０には非磁性体の環状板からなる磁石支持輪５が収容され、磁石支持輪５の側面に多数のブロツク状の磁石６が周方向等間隔に結合され、さらに各磁石６の磁極をなす周方向の両端面に強磁性体からなる１対の磁極部材７が結合される。１対の磁極部材７は内端壁４ｃに対して末広がりに構成され、側面７ａが内端壁４ｃの強磁性板８，８ａに対向されるように構成される。換言すれば、ブロツク状の磁極部材７の周方向の外端面は回転軸２の中心軸線に対して斜めにカツトされる。
【００１２】
図示の実施例では、磁石６の軸方向の長さは磁極部材７よりも短くなつているが、磁極部材７と同寸でもよい。磁石支持輪５にはアクチユエータのロツド９が結合される。図示してないが、アクチユエータはシリンダの端壁を案内筒４の左端壁外面に支持され、シリンダに嵌挿したピストンからロツド９が内空部１０へ突出される。案内筒４の外筒部４ａには、磁石支持輪５が内端壁４ｃから左方へ離れた時に１対の磁極部材７に跨る強磁性板１２が周方向等間隔（磁石６と同じ間隔）に配設される。
【００１３】
上述の実施例では、磁石６の磁極は周方向の端部にあるが、周方向に隣接する磁石６の磁極の向きは、互いに反対であつても同じであつてもよい。
【００１４】
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。制動時、アクチユエータにより磁石支持輪５が内端壁４ｃへ近接され、磁極部材７が内端壁４ｃの強磁性板８，８ａに対向する。この時、図２に示すように、磁石６から磁極部材７、強磁性板８，８ａを経て制動円板３へ及ぶ磁気回路ｚが形成される。回転する制動円板３が磁石６からの磁界を横切ると、制動円板３に渦電流に基づく制動トルクが発生する。非制動時、アクチユエータにより磁石支持輪５を図１に示す位置から左方へ移動すると、各磁石６の周方向端面に接する１対の磁極部材７の外周面が強磁性板１２に対向することとなり、磁石６と強磁性板１２との間に短絡的磁気回路が生じ、制動円板３には磁界を及ぼさない。
【００１５】
本発明によれば、各磁極部材７の側面７ａに対向する強磁性板８，８ａが周方向に分割されているので、図２に磁気回路ｚで示すように、磁極部材７から強磁性板８，８ａを経て制動円板３へ及ぶ磁界が周方向に分断され、制動円板３の径方向に広がりをもつ。つまり、図３に示すように、制動円板３に発生する渦電流ｉは、径方向に細長い流路をもつことになり、制動円板３に発生する制動トルクが強化される。
【００１６】
上述の実施例では、非磁性体からなる磁石支持輪５に磁石６と磁極部材７を結合したが、図４に示すように、磁極部材７と図２に示す強磁性板８，８ａとを案内筒４の内端壁４ｃと一体的に構成し、磁石支持輪５には磁石６だけを結合すれば、可動部分が軽量になる。
【００１７】
図５〜７に示すように、磁極部材７から図２に示す強磁性板８，８ａを経て制動円板３に及ぼす磁界を周方向に分断させるには、図２に示すものに限らず、図５に示すように、磁極部材７の側面７ａに設けた径方向の溝４１により、周方向に分断されかつ径方向へ延びる複数の突条２１，２２を設けるか、図６に示すように、複数の径方向の溝４１により、周方向に分断された複数の突条２１，２２，２３を設けるか、さらには図７に示すように、各突条２１，２２の端面に径方向の浅い溝２１ａを設けるようにしてもよい。
【００１８】
図８，９に示す実施例では、案内筒４の制動円板３の制動面と対向する内端壁を、ステンレス鋼などの非磁性体からなる環状の薄板１４により構成したものである。これにより、磁極部材７と制動円板３との間の隙間が狭くなり、制動円板３に発生する制動トルクが強化される。案内筒４の内空部１０には、アクチユエータのロツド９により軸方向に往復動される磁石支持輪５が収容される。磁石支持輪５の側面に多数の磁石６が周方向等間隔に結合され、さらに磁石支持輪５の側面に、磁石６の周方向の端面に強磁性体からなる磁極部材７の基端面が接し、磁極部材７の側面７ａが薄板１４に対向するように結合される。
【００１９】
制動時、磁極部材７の側面７ａが薄板１４へ近接されると、図９に示すように、磁石６からの磁界が磁極部材７、薄板１４を経て制動円板３へ及ぶ磁気回路ｚが形成される。回転する制動円板３が磁石６からの磁界を横切ると、制動円板３に渦電流に基づく制動トルクが発生する。非制動時、磁石支持輪５を薄板１４から引き離すと、磁石６の周方向の端面に接する１対の磁極部材７の外周面が強磁性板１２に対向して、磁石６と強磁性板１２との間に短絡的磁気回路が生じ、制動円板３には磁界を及ぼさない。
【００２０】
図１０，１１に示す実施例では、回転軸２に結合された制動円板３の側面に対向して、案内筒４が非回転部分に支持される。非磁性体からなる案内筒４は外筒部４ａと内筒部４ｂと内端壁４ｃと外端壁４ｄとからなり、断面長方形の内空部１０が形成される。案内筒４の内空部１０に内外１対の磁石支持輪１５，５が収容される。図示の実施例では、外側の磁石支持輪５が案内筒４と別体に構成され、かつ図示してない電動機により回動可能とされる。例えば、磁石支持輪５は案内筒４の外端壁４ｄのスリツトを経て外部へ突出する軸部に設けた歯車を、案内筒４に配設した電動機の主軸の歯車に噛み合せるなどして、正逆回動可能に構成される。内側の磁石支持輪１５は案内筒４の外端壁４ｄと一体に構成される。各磁石支持輪５，１５の制動円板３と対向する側面には多数の磁石６，１６が周方向等間隔に、かつ周方向の端部が磁極をなすように結合される。磁石６と磁石１６の磁極は互いに同方向に配置される。
【００２１】
図１１に示すように、磁石６の磁極をなす両端面には、１対の磁極部材７が案内筒４の内端壁４ｃに対し末広がりに結合される。磁極部材７は基端面が磁石６の周方向の端面と同様の長方形をなす。磁極部材７の先端部の側面７ａは内端壁４ｃを介して制動円板３の側面に対向するように構成される。内端壁４ｃの磁極部材７の先端側の側面７ａと対向する部分には、強磁性板８，８ａが周方向に分割されて配設される。同様に、磁石支持輪１５の側面にも磁石１６と磁極部材１７が結合され、磁極部材１７の先端側の側面１７ａは内端壁４ｃの共通の強磁性板８，８ａを介して制動円板３の側面に対向するように構成され、磁石支持輪１５の直径が磁石支持輪５よりも小さい点で異なる。好ましくは、各磁石支持輪５，１５を例えばアルミニウムから鋳造する際に、磁石６，１６と磁極部材７，１７とは一体に鋳込まれる。
【００２２】
制動時、磁石支持輪５の磁石６は磁石支持輪１５の磁石１６の外周側に重なる。各磁石６，１６はそれぞれ磁極部材７，１７、強磁性板８，８ａを経て制動円板３に磁界を及ぼし、図２に示すものと同様に、磁気回路ｚを形成する。したがつて、回転する制動円板３が磁石６，１６からの磁界を横切る時、制動円板３の内部に渦電流が流れ、制動トルクを発生する。非制動時、磁石支持輪５を磁石６の半配列ピツチだけ回動すると、図１１に示すように、磁石支持輪５の磁極部材７の先端部だけが、磁極部材１７の先端部の外周側に重なる。磁石６と磁石１６との間に磁極部材７，１７を介して短絡的磁気回路ｗが形成され、制動円板３には磁界を及ぼさない。
【００２３】
以上は永久磁石を用いた円板型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、電磁石を用いた円板型の渦電流減速装置にも適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は上述のように、回転軸に結合した制動円板と、内端壁が前記制動円板の制動面と対向するように車体などの非回転部分に固定した非磁性体からなる案内筒と、該案内筒の内空部に軸方向に往復動可能に支持した磁石支持輪と、該磁石支持輪に周方向等間隔に結合した多数の磁石と、基端面が前記磁石の周方向の両端面に対向しかつ側面が前記内端壁に埋め込まれた磁極部材とからなり、前記磁石から前記磁極部材を通る磁界を受けて前記制動円板が渦電流に基づく制動力を発生するものであるから、案内筒の外筒部と内筒部が外気に曝され、制動円板と案内筒との隙間へ外気が入りやすいので、制動時に制動円板に発生する熱が効率的に放出される。したがつて、制動時の熱による制動能力の低下が抑えられる。
【００２５】
特に、案内筒と制動円板との間へ外気を取り込みやすくなつているので、制動円板の熱歪みは最小限に抑えられる。したがつて、熱に対する構造上の対策が不要になり、構造の単純化と製造経費の低減を図ることができる。
【００２６】
非制動と制動位置との切換え動作を行う切換え機構の構造上の空間（スペース）が小さくなり、装置全体を小形化できる。
【００２７】
案内筒の内端壁に各磁極部材の側面に対向して配される強磁性板を周方向に分割したので、制動円板へ到達する磁束密度が大幅に高められ、制動円板に発生する径方向の渦電流の流れが増加し、制動円板に発生する制動トルクが大幅に向上される。換言すれば、強磁性板が周方向に分割されていない従来の渦電流減速装置と同等の制動能力を得るには、磁石の容量を減じることができ、製造経費の節減、装置の軽量化が可能になる。
【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制動状態を周方向に展開して示す平面断面図である。
【図３】同渦電流減速装置の制動円板の渦電流の流れを説明する側面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置の制動状態を周方向に展開して示す平面断面図である。
【図５】本発明の部分的変更実施例に係る磁極部材の平面図である。
【図６】本発明の部分的変更実施例に係る磁極部材の平面図である。
【図７】本発明の部分的変更実施例に係る磁極部材の平面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図９】同渦電流減速装置の制動状態を周方向に展開して示す平面断面図である。
【図１０】本発明の第４実施例に係る渦電流減速装置の制動時の正面断面図である。
【図１１】同渦電流減速装置の非制動状態を周方向に展開して示す平面断面図である。
【符号の説明】
２：回転軸  ３：制動円板  ４：案内筒  ４ｃ：内端壁  ５，１５：磁石支持輪６，１６：磁石  ７，１７：磁極部材  ７ａ，１７ａ：側面  ８：強磁性板  ８ａ：強磁性板  １０：内空部  １２：強磁性板  １４：薄板  ２１〜２３：突条  ４１：溝
【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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【図１０】
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【図１１】
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