(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動可能なアクチュエータを用いて磁石を移動することで制動力を切換える渦電流式減速装置において、
アクチュエータの一方の移動限位置では非制動状態となる磁石位置となり、前記の一方の移動限位置と他方の移動限位置との間に最大制動力を発生させる磁石位置を設け、前記他方の移動限位置では最大制動力よりも小さな制動力を発生させる磁石位置となるようにアクチュエータを構成したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記最大制動力を発生する所定の磁石位置に対応するアクチュエータの移動位置から、前記他方の移動限位置までのアクチュエータの移動時に、ばねの反発力をアクチュエータの進行方向反対側に及ぼすばねを備えたものであることを特徴とする請求項１記載の渦電流式減速装置。
【請求項３】
往復動可能なアクチュエータを用いて磁石を移動することで制動力を切換える渦電流式減速装置において、
アクチュエータは、一方の移動限位置では非制動状態となり、他方の移動限位置では最大制動力を発生する磁石位置となるように構成するとともに、前記の他方の移動限位置において、アクチュエータの推進力よりも大きい反発力をアクチュエータの進行方向反対側に及ぼすばねを備えており、
アクチュエータの推進衝撃により前記他方の移動限位置に達した後は、前記ばねの反発力と制動による磁気反力とアクチュエータの推進力とが釣り合う位置まで磁石が移動するように構成したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項４】
往復動可能なアクチュエータを用いて磁石を移動することで制動力を切換える渦電流式減速装置において、
アクチュエータは、一方の移動限位置では非制動状態となり、他方の移動限位置では最大制動力を発生する磁石位置となるように構成するとともに、前記の他方の移動限位置において、アクチュエータへの反発力を及ぼすばねを備えており、
前記アクチュエータの推進力をきった後は、前記ばねの反発力と制動による磁気反力とが釣り合う位置まで磁石が移動するように構成したことを特徴とする渦電流式減速装置。
【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、特に渦電流式減速装置の制動力フェード率を拡大可能とすることによって、短時間制動時の制動効果を損なわず、長時間の連続制動時にもロータの温度上昇を抑制できて制動持続時間を長くすることを可能とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バスやトラック等の大型自動車には、下り勾配路での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。そして、この渦電流式減速装置も、最近では、特開平１−２９８９４８号等のように、磁極として永久磁石を使用し、制動時に通電を必要としないものが多くなってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この永久磁石式の渦電流式減速装置を長時間使用すると、ロータの温度が上昇し、ロータの熱変形や熱亀裂の発生といった損傷により性能低下をきたす虞がある。特に制動力が大きいものについては、制動に伴うロータの発熱量も大きく、急激にロータの温度が上昇することから、短時間でロータが高温になり、降坂途中でも制動の中断を余儀なくされる場合があり、制動持続時間を長くとれないという問題がある。一方、ロータの発熱を抑えるために、制動力を小さくすると、頻繁に行なわれる短時間の制動時における制動トルクが小さくなり、十分な制動効果が得られない。
【０００４】
本発明は、上記した従来の渦電流式減速装置にあった問題点に鑑みてなされたものであり、頻繁に使用される短時間制動時の制動効果を損なわず、長時間の連続制動時にもロータの温度上昇を抑制できて制動持続時間を長くすることが可能な渦電流式減速装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【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、本発明では、例えばアクチュエータの一方の移動限位置では非制動状態となる磁石位置となり、前記の一方の移動限位置と他方の移動限位置との間に最大制動力を発生させる磁石位置を設け、前記他方の移動限位置では最大制動力よりも小さな制動力を発生させる磁石位置となるようにアクチュエータを構成することとしている。そして、このようにすることで、頻繁に使用される短時間制動時の制動効果を損なわず、長時間の連続制動時にもロータの温度上昇を抑制できて制動持続時間を長くすることが可能になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明者らが、非制動位置から制動位置まで磁石を移動させることで制動のＯＮ−ＯＦＦを切換える渦電流式減速装置のアクチュエータのストロークを変化させて、制動経過時間に伴なう制動力の推移と、制動持続時間の延長効果について調査したところ、図７に示したように、アクチュエータのストロークを制動のＯＮ−ＯＦＦを切換えるのに必要なストロークＳｔ１よりもＳｔ２だけ長くして、磁石の停止位置を最も制動力が大きくなる位置よりも更に前方に移動させた場合にも、制動経過時間が短い場合には制動力はあまり変化しないことが判明した。一方、図８に示したように、アクチュエータのストロークを制動のＯＮ−ＯＦＦを切換えるのに必要なストロークＳｔ１よりも長くすればするほど、すなわち、Ｓｔ２が長くなればなるほど、制動持続時間は長くなることが判明した。
【０００７】
本発明に係る第１の渦電流式減速装置は、上記した本発明者らの知見に基づいてなされたものであり、往復動可能なアクチュエータを用いて磁石を移動することで制動力を切換える渦電流式減速装置において、アクチュエータの一方の移動限位置では非制動状態となる磁石位置となり、前記の一方の移動限位置と他方の移動限位置との間に最大制動力を発生させる磁石位置を設け、前記他方の移動限位置では最大制動力よりも小さな制動力を発生させる磁石位置となるようにアクチュエータを構成しているのである。
【０００８】
本発明に係る第１の渦電流式減速装置のように、制動開始直後に最も制動力が大きくなる位置に磁石を移動させ、その後は、磁石を前進動させるようにすることで、先に説明したように、頻繁に使用される短時間制動時の制動効果を損なわず、長時間の連続制動時にもロータの温度上昇を抑制できて制動持続時間を長くすることが可能になる。
【０００９】
本発明に係る第１の渦電流式減速装置の制動力制御方法を実施するに際しては、制動力切換装置を構成するアクチュエータのストロークを制動と非制動を切換えるのに必要なストロークよりも長くしたものを使用する。
【００１０】
そして、この本発明に係る第１の渦電流式減速装置において、前記アクチュエータを、前記最大制動力を発生する所定の磁石位置に対応するアクチュエータの移動位置から、前記他方の移動限位置までのアクチュエータの移動時に、ばねの反発力をアクチュエータの進行方向反対側に及ぼすばねを備えたものとした場合には、最も制動力が大きくなる位置に磁石を移動させた後の磁石の進出移動を容易に行えるようになる。これが本発明に係る第２の渦電流式減速装置である。
【００１１】
また、往復動可能なアクチュエータを用いて磁石を移動することで制動力を切換える渦電流式減速装置において、アクチュエータは、一方の移動限位置では非制動状態となり、他方の移動限位置では最大制動力を発生する磁石位置となるように構成するとともに、
(1) 前記の他方の移動限位置において、アクチュエータの推進力よりも大きい反発力をアクチュエータの進行方向反対側に及ぼすばねを備えており、アクチュエータの推進衝撃により前記他方の移動限位置に達した後は、図９に示したように、前記ばねの反発力と制動による磁気反力とアクチュエータの推進力とが釣り合う位置まで磁石が移動するように構成した場合や、
(2) 前記の他方の移動限位置において、アクチュエータへの反発力を及ぼすばねを備えており、前記アクチュエータの推進力をきった後は、図１０に示したように、前記ばねの反発力と制動による磁気反力とが釣り合う位置まで磁石が移動するように構成した場合
にも、最も制動力が大きくなる位置に磁石を移動させた後の磁石の退入移動を容易に行えるようになる。これが本発明に係る第３，４の渦電流式減速装置である。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明に係る渦電流式減速装置を図１〜図６に示す実施例に基づいて説明する。
図１は単列旋回方式の第１の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの作用を磁石の位置と合わせて説明する図で、（ａ）は非制動時の説明図、（ｂ）は最大制動力発生時の説明図、（ｃ）は最大制動力よりも制動力を抑制した時の説明図、図２は第２の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの作用を説明する図で、（ａ）は非制動時の説明図、（ｂ）は非制動時から制動時へ切換えた時の説明図、（ｃ）は最大制動力発生時の説明図、（ｄ）は最大制動力よりも制動力を抑制した時の説明図、図３及び図４は第３の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの作用を説明する図で、（ａ）は制動ＯＮ時の説明図、（ｂ）は突出限位置（最大制動力発生位置）の説明図、（ｃ）は突出限位置から後退時の説明図、（ｄ）は非制動時の説明図、図５及び図６は第４の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの作用を説明する図で、（ａ）は制動ＯＮ時の説明図、（ｂ）は突出限位置（最大制動力発生位置）の説明図、（ｃ）は突出限位置から後退時の説明図、（ｄ）は非制動時の説明図である。
【００１３】
図１において、１は回転軸に一体的に取付けられた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に逆向きとなるように所要角度旋回可能な強磁性体の支持リング２に一定の間隔を存して配置された永久磁石群であり、この永久磁石１群と前記ロータの円筒部３との間に、前記永久磁石１群の各永久磁石１とは基本的には同じ角度位置に強磁性体のスイッチ板４群が介設されている。
【００１４】
上記したような構成の単列旋回方式の渦電流式減速装置においては、図１（ａ）に示したような、一つの永久磁石１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非制動位置から、図１（ｂ）に示したような、永久磁石１がスイッチ板４と重なり合った制動位置まで、アクチュエータ５のピストンロッド５ａを例えば突出移動させて永久磁石１を旋回移動させることで制動のＯＮ−ＯＦＦを切換えるものである。
【００１５】
そして、第１の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータ５は、そのストロークを、図１（ｂ）に示したように、制動のＯＮ−ＯＦＦを切換えるのに必要なストロークＳｔ１よりもＳｔ２だけストロークを長くした構成としている。
【００１６】
上記したアクチュエータ５を使用し、制動のＯＮ−ＯＦＦを切換えるに際しては、先ず制動開始直後には、図１（ａ）に示した非制動状態から、反ピストンロッド５ａ側のシリンダ５ｂ内に圧縮エアーを供給して、アクチュエータ５のピストンロッド５ａをストロークＳｔ１だけ突出移動させて、図１（ｂ）に示した最も制動力が大きくなる制動位置まで永久磁石１を移動させる。
【００１７】
そして、その後は、反ピストンロッド５ａ側のシリンダ５ｂ内に更に圧縮エアーを供給して、永久磁石１を例えば図１（ｃ）に示したようにストロークＳｔ２の範囲内で進出移動させて制動力を抑制するのである。これが第１の本発明に係る渦電流式減速装置である。
【００１８】
このような本発明の渦電流式減速装置によれば、頻繁に使用される短時間制動時の制動効果を損なうことなく、長時間の連続制動時にもロータの温度上昇を抑制できて制動持続時間を長くすることが可能になる。
【００１９】
しかしながら、ただ単にＳｔ２だけストロークを長くしたアクチュエータ５を使用した場合、制動開始直後に永久磁石１が最大制動力を発生させる図１（ｂ）に示した位置を瞬時に通過してしまうことになり、短時間の制動効果が不十分になる虞がある。
【００２０】
そこで、図２に示したような構成のＳｔ２だけストロークを長くしたアクチュエータ６を採用することで、上記した短時間の制動効果が不十分になるというような虞がなくなる。すなわち、図２において、７はアクチュエータ６のシリンダ６ｂ内におけるピストンロッド６ａの突出側端部に内装されたばね、６ｃはシリンダ６ｂ内におけるばね７の自然長位置（図２（ｂ）、（ｃ）参照）と圧縮限位置（図２（ａ）、（ｂ）参照）間を摺動自在なように設けられた第２のピストンである。
【００２１】
そして、図２に示したアクチュエータ６では、制動のＯＮ−ＯＦＦを切換えるのに必要なストロークＳｔ１を、図２（ａ）に示した、第２のピストン６ｃによりばね７が圧縮された状態のピストンロッド６ａの退入限位置（制動ＯＦＦ位置）から、ばね７の反力により第２のピストン６ｃがばね７の自然長位置まで戻された図２（ｂ）の状態を介して、図２（ｃ）に示す前記ばね７の自然長位置に位置する第２のピストン６ｃ迄、第１のピストン６ｄが移動する長さとし、前記ストロークＳｔ１を超えるピストンロッド５ａの移動を、図２（ｄ）に示したように前記ばね７の圧縮によって得るようしている。これが本発明に係る第２の渦電流式減速装置である。なお、図２中の８は逆止弁、９は流量絞り弁である。
【００２２】
以上図１及び図２を用いて説明した実施例は、最も制動力が大きくなる制動位置まで永久磁石１を移動させた後は、永久磁石１をストロークＳｔ２の範囲内で進出移動させて制動力を抑制するものであるが、永久磁石１をストロークＳｔ２の範囲内で後退移動させることで、制動力を抑制してもよい。これらが図３〜図６に示す実施例である。
【００２３】
すなわち、図３及び図４に示した実施例は、図２に示した本発明に係る第２の渦電流式減速装置のアクチュエータ６に代えて、アクチュエータ１０のストロークを制動のＯＮ−ＯＦＦを切換えるのに必要なストロークのみとなし、かつ、図３に示した実施例は、シリンダ１０ｂ内におけるピストンロッド１０ａの突出側端部に、また、図４に示した実施例は、シリンダ１０ｂの外側におけるピストンロッド１０ａの突出側端部にばね１１を内装している。
【００２４】
そして、このばね１１は、図３や図４の（ｂ）に示したばね１１が圧縮した状態のピストンロッド１０ａの突出限位置で、アクチュエータ１０の推進力よりも大きな力が働き、図３や図４の（ａ）に示したばね１１の自然長から図３や図４の（ｂ）に示した前記圧縮した状態までの間は、ばね１１の付勢力と磁気反力の合力がアクチュエータ１０の推進力と釣り合うようになされたものが使用されている。なお、図３や図４中の１２は２ポート弁を示す。
【００２５】
このように構成したアクチュエータ１０を採用した場合には、制動ＯＮ時の推進衝撃でピストンロッド１０ａが突出限位置（図３や図４の（ｂ）参照）に達したあと、ばね１１の反力分だけ図３や図４の（ｃ）に示したようにピストンロッド１０ａが後退することによって、最も制動力が大きくなる位置に磁石を移動させた後の磁石の後退移動を容易に行えるようになる。これが本発明に係る第３の渦電流式減速装置である。
【００２６】
また、本発明に係る第３の渦電流式減速装置のアクチュエータ１０に代えて、図５に示したアクチュエータ１３は、シリンダ１３ｂ外側のピストンロッド１３ａ突出側に、また、図６に示したアクチュエータ１３は、シリンダ１３ｂ内における反ピストンロッド側端部にばね１４を配置したものである。
【００２７】
そして、このばね１４は、ピストンロッド１３ａの突出時には圧縮力と引張力の両方が作用するようになされ、かつ、ピストンロッド１３ａが突出限に達する前の位置では磁気反力よりも大きな力が作用するものとしたものが使用されている。
【００２８】
このように構成したアクチュエータ１３を採用した場合には、制動ＯＮ時、エアー圧によりピストンロッド１３ａが突出限位置（図５や図６の（ｂ）参照）に達したあと、タイマー等によりアクチュエータ１３の推進力をきると、磁気反力によりピストンロッド１３ａが後退するも、ばね１４により図５や図６の（ｃ）に示したように所定の位置で停止することになる。この停止位置は磁気反力によって異なるが、高回転ほど磁気反力が大きく、後退量は大きくなる。従って、持続時間を稼ぐことができることになる。これが本発明に係る第４の渦電流式減速装置である。
【００２９】
本実施例では単列旋回方式の渦電流式減速装置に適用したものを示したが、本発明は２列旋回方式の渦電流式減速装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、頻繁に使用される短時間制動時の制動効果を損なわず、長時間の連続制動時にもロータの温度上昇を抑制できて制動持続時間を長くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの作用を磁石の位置と合わせて説明する図で、（ａ）は非制動時の説明図、（ｂ）は最大制動力発生時の説明図、（ｃ）は最大制動力よりも制動力を抑制した時の説明図である。
【図２】  第２の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの作用を説明する図で、（ａ）は非制動時の説明図、（ｂ）は非制動時から制動時へ切換えた時の説明図、（ｃ）は最大制動力発生時の説明図、（ｄ）は最大制動力よりも制動力を抑制した時の説明図である。
【図３】  第３の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの作用を説明する図で、（ａ）は制動ＯＮ時の説明図、（ｂ）は突出限位置（最大制動力発生位置）の説明図、（ｃ）は突出限位置から後退時の説明図、（ｄ）は非制動時の説明図である。
【図４】  第３の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの他の実施例の作用を説明する図で、（ａ）は制動ＯＮ時の説明図、（ｂ）は突出限位置（最大制動力発生位置）の説明図、（ｃ）は突出限位置から後退時の説明図、（ｄ）は非制動時の説明図である。
【図５】  第４の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの作用を説明する図で、（ａ）は制動ＯＮ時の説明図、（ｂ）は突出限位置（最大制動力発生位置）の説明図、（ｃ）は突出限位置から後退時の説明図、（ｄ）は非制動時の説明図である。
【図６】  第４の本発明に係る渦電流式減速装置に用いるアクチュエータの他の実施例の作用を説明する図で、（ａ）は制動ＯＮ時の説明図、（ｂ）は突出限位置（最大制動力発生位置）の説明図、（ｃ）は突出限位置から後退時の説明図、（ｄ）は非制動時の説明図である。
【図７】  非制動位置から制動位置まで磁石を移動させることで制動のＯＮ−ＯＦＦを切換える渦電流式減速装置のアクチュエータのストロークを変化させて制動経過時間に伴なう制動力の推移について調査した図である。
【図８】  非制動位置から制動位置まで磁石を移動させることで制動のＯＮ−ＯＦＦを切換える渦電流式減速装置のアクチュエータのストロークを変化させて制動持続時間の延長効果について調査した図である。
【図９】  第３の本発明に係るアクチュエータに内装するばねを説明する図である。
【図１０】  第４の本発明に係るアクチュエータに設置するばねを説明する図である。
【符号の説明】
１    永久磁石
５    アクチュエータ
５ａ    ピストンロッド
５ｂ    シリンダ
６    アクチュエータ
６ａ    ピストンロッド
６ｂ    シリンダ
６ｃ    第２のピストン
７    ばね
１０    アクチュエータ
１０ａ    ピストンロッド
１０ｂ    シリンダ
１１    ばね
１３    アクチュエータ
１３ａ    ピストンロッド
１３ｂ    シリンダ
１４    ばね
【図１】
0003760777.tif 000002
【図２】
0003760777.tif 000003
【図３】
0003760777.tif 000004
【図４】
0003760777.tif 000005
【図５】
0003760777.tif 000006
【図６】
0003760777.tif 000007
【図７】
0003760777.tif 000008
【図８】
0003760777.tif 000009
【図９】
0003760777.tif 000010
【図１０】
0003760777.tif 000011
【図１１】
0003760777.tif 000012