(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に一体的に取り付けられたロータと、このロータに対向して支持され、ロータの周方向に沿って磁極の向きを互いに逆向きとなるように、強磁性体の支持リングに均等に配置された永久磁石群と、この永久磁石群と前記ロータとの間に、前記永久磁石と同数だけ均等に介設された強磁性体のスイッチ板群と、このスイッチ板群の各スイッチ板の間に介設された非磁性体の支持体部分を備えた渦電流式減速装置において、
前記各支持体部分の外周面又は外周側内部に、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側のスイッチ板に接触し、この強磁性板の後端と、ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2の、隣接するスイッチ板間の間隔δ1に対する比δ2／δ1が０．８以下（０を除く）となるように配置したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項２】
回転軸に一体的に取り付けられたロータと、このロータに対向して支持され、ロータの周方向に沿って磁極の向きを互いに逆向きとなるように、強磁性体の支持リングに均等に配置された永久磁石群と、この永久磁石群と前記ロータとの間に、前記永久磁石と同数だけ均等に介設された強磁性体のスイッチ板群と、このスイッチ板群の各スイッチ板の間に介設された非磁性体の支持体部分を備えた渦電流式減速装置において、
スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて、この強磁性板の後端と、ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2の、隣接するスイッチ板間の間隔δ1に対する比δ2／δ1が０．８以下（０を除く）となるように取付けたことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項３】
スイッチ板とは異なる材質の強磁性板が鋼・鋳鉄系の場合、強磁性板の厚さをｔ2 、スイッチ板の厚さをｔ1 、強磁性板の透磁率をμｔ、スイッチ板の透磁率をμｐとした場合に、( ｔ2 ／ｔ1 ）×( μｔ／μｐ）で求められる設計係数範囲が０．０５以上、０．２以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の渦電流式減速装置。
【請求項４】
スイッチ板とは異なる材質の強磁性板が純鉄系の場合、強磁性板の厚さをｔ2 、スイッチ板の厚さをｔ1 、強磁性板の透磁率をμｔ、スイッチ板の透磁率をμｐとした場合に、( ｔ2 ／ｔ1 ）×( μｔ／μｐ）で求められる設計係数範囲が０．３以上、０．８以下であることを特徴とする請求項１又は２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、制動補助装置としてバスやトラック等の大型自動車に取付けら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】
近年、バスやトラック等の大型自動車には、長い降坂時等において、安定した減速を行い、フットブレーキの使用回数を減少させて、ライニングの異常摩耗やフェード現象を防止すると共に、制動停止距離を短縮することを目的として、主ブレーキであるフットブレーキや補助ブレーキである排気ブレーキの他に渦電流式減速装置が取付けられるようになってきた。この渦電流式減速装置には、磁石として、電磁石を使用するものと、永久磁石を使用するものがあるが、最近では、制動時に通電を必要としない永久磁石を使用するものが多くなってきている。
【０００３】
この永久磁石を使用した渦電流式減速装置として、例えば本出願人が特願平１−２９８９４８号で提案したものは、図７に示すように、回転軸に一体的に取り付けられたロータ１と、このロータ１に対向して支持され、ロータ１の周方向に沿って磁極の向きを互いに逆向きとなるよう、強磁性体の支持リング２に均等に配置された永久磁石３群と、この永久磁石３群と前記ロータ１との間に、前記永久磁石３と同数だけ均等に介設された強磁性体のスイッチ板４群と、このスイッチ板４群の各スイッチ板４の間に介設された非磁性体の支持体５部分を備えた構成であり、前記永久磁石３の外周面とスイッチ板４の内周面間は、所定の隙間が保たれている。なお、図７中の１ａはロータ１の円筒部、１ｂはロータ１の冷却フィン、６は支持リング２を所定角度往復旋回する駆動部、７は支持リング２の内周面側及び両側壁側と支持体５間に夫々介装され、支持リング２を回動自在に支持する軸受を示す。
【０００４】
この特開平１−２９８９４８号で提案された渦電流式減速装置では、図８（ａ）に示すように、永久磁石３がスイッチ板４と重なり合うように支持リング２を回動させると、支持リング２と、隣接する永久磁石３及び隣接するスイッチ板４と、ロータ１の円筒部１ａで、実線の矢印で示すように磁気回路が形成されて、いわゆる制動ＯＮの状態となり、前記した円筒部１ａには永久磁石３からの磁束が作用して渦電流が発生し、制動トルクが発生する。
【０００５】
また、上記した制動ＯＮの位置から支持リング２を旋回させ、図８（ｂ）に示すように、一つの永久磁石３が隣接するスイッチ板４を跨いで半分ずつ重なり合った状態となすと、支持リング２と、隣接する永久磁石３と、一つのスイッチ板４で、実線の矢印で示すように短絡的磁気回路が形成されて、いわゆる制動ＯＦＦの状態となる。
【０００６】
この状態では、前記した円筒部１ａに渦電流が流れず、制動トルクが発生しないのが理想であるが、現実には、永久磁石３の磁力が強力なために、僅かではあるが図８（ｂ）に破線で示すように、永久磁石３は隣接するスイッチ板４，４間に介設した支持体５を経てロータ１の円筒部１ａに漏れ磁界を及ぼして磁気回路を形成し、回転するロータ１がこの漏れ磁界を横切る時に引きずりトルクを発生させ、これによる動力ロスが燃費悪化等の問題を引き起こす。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、制動ＯＮ時の制動力を可及的に損なわないで、制動ＯＦＦ時に、永久磁石から発生する磁束を抑制し、スイッチ板からロータの円筒部に漏れる磁束を抑え、引きずりトルクを抑制することができる渦電流式減速装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る渦電流式減速装置は、単列旋回方式の渦電流式減速装置における、各支持体部分の外周面又は外周側内部に、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側のスイッチ板に接触し、この強磁性板の後端と、ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2の、隣接するスイッチ板間の間隔δ1に対する比δ2／δ1が０．８以下（０を除く）となるように配置したり、また、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて、この強磁性板の後端と、ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2の、隣接するスイッチ板間の間隔δ1に対する比δ2／δ1が０．８以下（０を除く）となるように取付けたこととしている。
【０００９】
そして、このようにすることで、可及的に制動ＯＮ時の制動力を損なわないで、制動ＯＦＦ時に、永久磁石から発生する磁束を抑制し、スイッチ板からロータの円筒部に漏れる磁束を抑え、引きずりトルクを抑制できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の本発明に係る渦電流式減速装置は、回転軸に一体的に取り付けられたロータと、このロータに対向して支持され、ロータの周方向に沿って磁極の向きを互いに逆向きとなるように、強磁性体の支持リングに均等に配置された永久磁石群と、この永久磁石群と前記ロータとの間に、前記永久磁石と同数だけ均等に介設された強磁性体のスイッチ板群と、このスイッチ板群の各スイッチ板の間に介設された非磁性体の支持体部分を備えた渦電流式減速装置において、前記各支持体部分の外周面又は外周側内部に、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側のスイッチ板に接触し、この強磁性板の後端と、ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2の、隣接するスイッチ板間の間隔δ1に対する比δ2／δ1が０．８以下（０を除く）となるように配置したものである。
【００１１】
また、第２の本発明に係る渦電流式減速装置は、回転軸に一体的に取り付けられたロータと、このロータに対向して支持され、ロータの周方向に沿って磁極の向きを互いに逆向きとなるように、強磁性体の支持リングに均等に配置された永久磁石群と、この永久磁石群と前記ロータとの間に、前記永久磁石と同数だけ均等に介設された強磁性体のスイッチ板群と、このスイッチ板群の各スイッチ板の間に介設された非磁性体の支持体部分を備えた渦電流式減速装置において、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて、この強磁性板の後端と、ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2の、隣接するスイッチ板間の間隔δ1に対する比δ2／δ1が０．８以下（０を除く）となるように取付けたものである。
【００１２】
上記した本発明に係る渦電流式減速装置では、少なくともロータの回転方向前端側のスイッチ板に接触するように、各支持体部分の外周面又は外周側内部にスイッチ板とは異なる材質の強磁性板を配置したり、また、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を、ロータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて取付けたので、制動ＯＦＦ時、スイッチ板に覆われない永久磁石部から生じる磁束は、前記強磁性板に入った後、この強磁性板に沿って円周方向に曲がってスイッチ板に導かれるので、結果的に、形成される漏れ磁界が抑えられ、引きずりトルクが抑制できることになる。
【００１３】
ところで、上記した本発明に係る渦電流式減速装置においては、本発明者らの実験・研究によれば、強磁性板の厚さをｔ2 、スイッチ板の厚さをｔ1 、強磁性板の透磁率をμｔ、スイッチ板の透磁率をμｐとした場合に、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を鋼・鋳鉄系とした場合は、図３に示したように、( ｔ2 ／ｔ1 ）×( μｔ／μｐ）で求められる設計係数範囲が０．０５以上、０．２以下である場合に、また、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板を純鉄系とした場合は、図４に示したように、前記設計係数範囲が０．３以上、０．８以下である場合に良好な結果が得られた。
【００１４】
すなわち、本発明者らの実験・研究によれば、前記設計係数範囲( ｔ2 ／ｔ1 ）×( μｔ／μｐ）が上記した範囲の場合に、図３及び図４に示したように、○印で示した制動トルク（図３及び図４においては制動トルク比：９８０Ｎ・ｍ＝１）の減少傾向が顕著にならず、かつ、△印で示した磁気漏れ損失（図３及び図４においては磁気漏れ損失トルク比：９．８Ｎ・ｍ＝１）が増大しないことが明らかになったからである。
【００１５】
本発明においては、各支持体部分の外周面又は外周側内部に配置したり、また、ロータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて取付ける、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板の後端と、ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2 は、特に限定するものではないが、発明者らの実験によれば、図５に示したように、前記隙間δ2 の、隣接するスイッチ板間の間隔δ1 に対する比δ2 ／δ1 が０．８以下（０を除く）とした場合に好ましい結果が得られた。
【００１６】
すなわち、前記比δ2 ／δ1 が０．８を超えると、△印で示した磁気漏れ損失（図５においては磁気漏れ損失トルク比：９．８Ｎ・ｍ＝１）が減少せずに強磁性板を設置した効果が認められないからである。本発明者らの実験によれば、減少する△印で示した磁気漏れ損失と、○印で示した制動トルク（図５においては制動トルク比：９８０Ｎ・ｍ＝１）の低下の両者を考慮した場合、前記比δ2 ／δ1 が０．２〜０．６の範囲の時により好ましい結果が得られた。
【００１７】
また、同様に、本発明においては、各支持体部分の外周面又は外周側内部に配置したり、また、ロータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて取付ける、スイッチ板とは異なる材質の強磁性板の幅ｗ2 についても、特に限定するものではないが、発明者らの実験によれば、減少する△印で示した磁気漏れ損失（図６においては磁気漏れ損失トルク比：９．８Ｎ・ｍ＝１）と、○印で示した制動トルク（図６においては制動トルク比：９８０Ｎ・ｍ＝１）の低下の両者を考慮した場合、図６に示したように、前記幅ｗ2 の、スイッチ板の幅ｗ1 に対する比ｗ2 ／ｗ1 が０．１５以上とした場合に好ましい結果が得られた。
【００１８】
ところで、上記した本発明に係る渦電流式減速装置では、スイッチ板と永久磁石が重なり合ういわゆる制動ＯＮ時、永久磁石からの磁束が隣接するスイッチ板を通じて少なくともロータの回転方向前端側のスイッチ板に接触するように、各支持体部分の外周面又は外周側内部に配置したスイッチ板とは異なる材質の強磁性板や、ロータの回転方向前端側のスイッチ板の上面に、当該前端側のスイッチ板からロータの回転方向後端側のスイッチ板に向けて取付けたスイッチ板とは異なる材質の強磁性板を迂回することになるが、前記強磁性板はその厚さｔ2 が上記したようにスイッチ板の厚さｔ1 に比べて厚すぎないので、磁気的に飽和状態に達するため、形成される磁気回路は隣接するスイッチ板を通じてロータの円筒部内を経由することになり、制動力低下を少なくすることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の渦電流式減速装置を図１及び図２に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１及び図２中、図７及び図８と同一符号は同一部分或いは相当部分を示し、詳細な説明を省略する。
図１（ａ）は第１の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の第１実施例を示した制動ＯＦＦの状態の断面図、（ｂ）は第１の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の第２実施例を示した制動ＯＦＦの状態の断面図、（ｃ）は第２の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の実施例を示した制動ＯＦＦの状態の断面図、図２は強磁性板の各種形状を説明した図である。
【００２０】
第１の本発明に係る渦電流式減速装置は、例えば単列旋回方式の渦電流式減速装置の、例えばロータ１の回転方向前端側のスイッチ板（厚み：１５ｍｍ、透磁率：０．０００２１）４に前端が接触し、後端はロータ１の回転方向後端側のスイッチ板４と例えば１０ｍｍの間隔δ2 を存するように、各支持体５にスイッチ板４とは異なる材質、例えば純鉄系の厚みが１ｍｍの強磁性板（透磁率：０．０００１７）１１を配置したものである（設計係数範囲：( ｔ2 ／ｔ1 ）×( μｔ／μｐ）＝０．５３３）。
【００２１】
そして、この強磁性板１１は、図１（ａ）に示した実施例では、支持体５の外周面に、また、図１（ｂ）に示した実施例では、支持体５の外周側内部に配置したものを示している。
【００２２】
この強磁性板１１の幅や形状は、図２（ａ）に示したような、スイッチ板４の約１／３の幅を有する矩形状のものをスイッチ板４の中央部に配置したものや、図２（ｂ）に示したような、スイッチ板４と同じ幅で、後端部を凹凸状に形成したものや、図２（ｃ）に示したような、台形状に形成したものなどが適宜採用され、特に限定されるものではない。
【００２３】
第１の本発明に係る渦電流式減速装置は、少なくともロータ１の回転方向前端側のスイッチ板４に接触するように、各支持体５の外周面又は外周側内部にスイッチ板４とは異なる材質の強磁性板１１を配置することで、制動ＯＮ時の制動力を可及的に損なわないで、制動ＯＦＦ時に、永久磁石３から発生する磁束を抑制し、スイッチ板４からロータ１の円筒部１ａに漏れる磁束を抑え、引きずりトルクを抑制することができるようになる。
【００２４】
図１（ｃ）に示したものは、上記した第１の本発明に係る渦電流式減速装置のように、少なくともロータ１の回転方向前端側のスイッチ板４に接触するように、各支持体５の外周面又は外周側内部にスイッチ板４とは異なる材質の強磁性板１１を配置したものに代えて、スイッチ板４とは異なる材質の強磁性板１１を、ロータ１の回転方向前端側のスイッチ板４の上面に、当該前端側のスイッチ板４からロータ１の回転方向後端側のスイッチ板４に向けて、当該後端側のスイッチ板４と所定の間隔を存して取付けた、第２の本発明に係る渦電流式減速装置の具体的な実施例を示したものである。
【００２５】
すなわち、図１（ｃ）に示した実施例は、強磁性板１１をロータ１の回転方向前端側のスイッチ板４に取付けた構成である。
なお、この図１（ｃ）に示した実施例においても、強磁性板１１の幅や形状はもとより、強磁性板１１の作用効果は図１（ａ）（ｂ）に示した実施例と同様である。
【００２６】
図１に示した実施例では、強磁性板１１の後端は、ロータ１の回転方向後端側のスイッチ板４と所定の間隔を存して配置している。
【００２７】
また、上記した実施例では、強磁性板１１を１枚のみ設けたものを示したが、強磁性板１１を複数枚重ねて設けても良いことは言うまでもない。この場合、重ね合わせる強磁性板１１間に空隙（非磁性材）を設けても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の渦電流式減速装置によれば、制動ＯＮ時の制動力を可及的に損なわないで、制動ＯＦＦ時に、永久磁石から発生する磁束を抑制することができる。従って、この制動ＯＦＦ時における永久磁石から発生する磁束の減少に伴って、必然的にスイッチ板からロータの円筒部に漏れる磁束が減少し、引きずりトルクを抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第１の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の第１実施例を示した制動ＯＦＦの状態の断面図、（ｂ）は第１の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の第２実施例を示した制動ＯＦＦの状態の断面図、（ｃ）は第２の本発明の渦電流式減速装置における回転軸方向の実施例を示した制動ＯＦＦの状態の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は強磁性板の形状を説明した図である。
【図３】鋼・鋳鉄系の場合における、( ｔ2 ／ｔ1 ）×( μｔ／μｐ）で求められる設計係数範囲と、制動トルク比及び磁気漏れ損失トルク比の関係を示した図である。
【図４】純鉄系の場合における、( ｔ2 ／ｔ1 ）×( μｔ／μｐ）で求められる設計係数範囲と、制動トルク比及び磁気漏れ損失トルク比の関係を示した図である。
【図５】強磁性板の後端と、ロータの回転方向後端側のスイッチ板との隙間δ2 の、隣接するスイッチ板間の間隔δ1 に対する比δ2 ／δ1 と、制動トルク比及び磁気漏れ損失トルク比の関係を示した図である。
【図６】強磁性板の幅ｗ2 の、スイッチ板の幅ｗ1 に対する比ｗ2 ／ｗ1 と、制動トルク比及び磁気漏れ損失トルク比の関係を示した図である。
【図７】特開平１−２９８９４８号で提案された渦電流式減速装置の側面図で、上半分を断面して示した図である。
【図８】図７の渦電流式減速装置における磁気回路構成を示す説明図で、（ａ）は制動ＯＮの状態、（ｂ）は制動ＯＦＦの状態を示す図である。
【符号の説明】
１ａ    ロータの円筒部
３      永久磁石
４      スイッチ板
５      支持体
１１    強磁性板
【図１】
0004042357.tif 000002
【図２】
0004042357.tif 000003
【図３】
0004042357.tif 000004
【図４】
0004042357.tif 000005
【図５】
0004042357.tif 000006
【図６】
0004042357.tif 000007
【図７】
0004042357.tif 000008
【図８】
0004042357.tif 000009