(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に結合した制動ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて車体などの非回転部分に支持したアルミニウムからなる案内筒と、該案内筒の断面長方形の内空部に回動可能に支持した磁石支持筒と、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各磁石と相対向する部分に配設した強磁性体とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動ドラムに制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記磁石支持筒に樹脂系のドライブツシユを嵌合支持し、前記案内筒の内筒部の外周面のドライブツシユと対向する部分に、アルマイト処理を施した部分とアルマイト処理を施さない部分とを備えたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
前記アルマイト処理を施した部分が周方向に延びる環状の部分である、請求項１に記載の渦電流減速装置。
【請求項３】
前記アルマイト処理を施した部分が周方向等間隔に分断されたものである、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、特に磁石支持筒の正逆回動により非制動と制動との切換えを行う渦電流減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
案内筒の内空部に回動可能の磁石支持筒が収容される渦電流減速装置では、磁石支持筒の内周面（軸孔）に、銅などの焼結金属に弗素樹脂（P.T.F.E.）と鉛を含浸してなるドライブツシユ（軸受ブツシユ）を圧入し、アルミニウムからなる案内筒の内筒部（軸部）の外周面のアルマイト処理を施した部分にドライブツシユを外挿し、磁石支持筒を回転しやすくしている。磁石支持筒は流体圧アクチユエータのロツドと連結され、制動位置と非制動位置とに正逆回動される。
【０００３】
ドライブツシユはテフロン（登録商標）などの弗素樹脂を主成分とする材料を使用しているので、摩擦面の面圧が低かつたり高温になると摩擦係数が増大し、磁石支持筒が作動不良を起こすことがあつた。つまり、弗素樹脂系のドライブツシユは摩擦面の面圧が低いと摩擦係数が大きくなり、摩擦面の微小な範囲で摩擦係数が大きいと摩擦面の温度も上昇する。さらに、制動時の制動ドラムからの渦電流による熱の影響を受けて、雰囲気温度が一層高くなると、摩擦面の摩擦係数が大きくなり、磁石支持筒の円滑な作動を妨げる。
【０００４】
磁石支持筒の固着についての実験結果によれば、制動中の高温下でアルミニウムなどからなる内筒部が熱膨張すると、ドライブツシユとの隙間が狭くなり、局部的な摩耗部分でドライブツシユはプラスチツクフロー（軟化溶融）を生じて周方向へ押し出され、狭い隙間へ押し込まれる。やがて制動ドラムの回転速度が減じると、プラスチツクフローの凝固が始まり、摩擦係数が異常に大きくなり、プラスチツクフローが凝固したままになると、磁石支持筒が固着するに至ると考えられる。ここで重要なことは、銅などの焼結金属に弗素樹脂（P.T.F.E.）と鉛を含浸してなるドライブツシユは、摩擦面圧が低い摩擦領域では、弗素樹脂が弾性体として働き、弾性的摩擦特性を示すが、摩擦面圧が高い摩擦領域では、下地の焼結金属の塑性的摩擦特性に移行するものと考えられる。
【０００５】
【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、ドライブツシユの摩擦特性を考慮し、案内筒の内筒部の外周面に対する、磁石支持筒の内周面に圧入したドライブツシユの摩擦面圧を高くするとともに、摩擦面付近の熱負荷を軽減するようにした渦電流減速装置を提供することにある。
【０００６】
【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ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて車体などの非回転部分に支持したアルミニウムからなる案内筒と、該案内筒の断面長方形の内空部に回動可能に支持した磁石支持筒と、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各磁石と相対向する部分に配設した強磁性体とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動ドラムに制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記磁石支持筒に樹脂系のドライブツシユを嵌合支持し、前記案内筒の内筒部の外周面のドライブツシユと対向する部分に、アルマイト処理を施した部分とアルマイト処理を施さない部分とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では案内筒の内筒部の外周面に、部分的にアルマイト処理を施して表面を硬化させて、ドライブツシユがアルマイト処理層のみで摩擦係合するようにし、摩擦面圧を高くすることにより、摩擦係合部の摩擦係数を低くし発熱を抑える。ドライブツシユは案内筒の内筒部の外周面のアルマイト処理層と摩擦係合し、ドライブツシユとアルマイト非処理層との間には、アルマイト処理層分だけ隙間が生じるので、摩擦係合の度合が低くなり、しかもアルマイト非処理層はアルマイト処理層よりも熱伝導率が大きいので、摩擦熱が外部へ円滑に放出される。
【０００８】
要するに、本発明はドライブツシユの摩擦面の面圧を高くすると摩擦係数が小さくなることに着目し、案内筒の内筒部の外周面にアルマイト処理層を部分的に設けることにより、ドライブツシユとの摩擦面積を減じ、摩擦面の面圧を所定のレベルにまで高め、摩擦係合部の摩擦係数を低くし発熱を抑えるものである。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明による渦電流減速装置の正面断面図、図２は同側面断面図である。本発明による渦電流減速装置は、例えば車両用変速機の出力回転軸１に結合される導体からなる制動ドラム７と、制動ドラム７の内部に配設される非磁性体からなる案内筒１０と、案内筒１０の断面長方形の内空部に収容した可動の磁石支持筒１４と回止めピン１３により固定された不動の磁石支持筒１４Ａとを備えている。制動ドラム７はボス５のフランジ部５ａを、駐車ブレーキの制動ドラム３の端壁と一緒に、回転軸１にスプライン嵌合した取付フランジ２に重ね合され、かつ複数のボルト４とナツトにより締結される。ボス５から放射状に延びる多数のスポーク６に、冷却フイン８を備えた制動ドラム７の基端が結合される。
【００１０】
断面長方形をなす案内筒１０は例えば断面Ｃ字形の筒体に、環状板からなる端壁１１を結合して構成される。案内筒１０は適当な手段により例えば車両用変速機の歯車箱に固定される。案内筒１０の外筒部１０ａに周方向等間隔に設けた多数の開口２５に、抜止め突条１５ｃを備えた長方形の強磁性板（ポールピース）１５が結合される。好ましくは、強磁性板１５は案内筒１０の成形時鋳込まれる。
【００１１】
磁性体からなる磁石支持筒１４は案内筒１０の内空部３７にあつて、ドライブツシユ２６により正逆回動可能に内筒部１０ｂに支持される。図示してないが、磁石支持筒１４の左端壁から軸方向へ突出する突壁部が内空部３７において、案内筒１０の左端壁と一体のアクチユエータ２０の、シリンダ１８に嵌合するピストンから突出するロツドに連結される。磁石支持筒１４は外周面に各強磁性板１５に対向する磁石２４を、強磁性板１５に対する極性が周方向に交互に異なるように結合される。
【００１２】
図２に示すように、磁石２４から制動ドラム７へ向う（この逆も同じ）磁束密度が、強磁性板１５の中央部分（制動ドラム７の回転方向（矢印ｙ）の中央部分）で最大になるように、制動ドラム７の内周面に対向する強磁性板１５の外面の面積が、磁石２４に対向する内面の面積よりも狭く構成される。このため、強磁性板１５の前面１５ａは途中から外面に向つて制動ドラム７の回転方向（矢印ｙ）後方へ傾斜される。同様に、強磁性板１５の後面１５ｂは途中から外面に向つて制動ドラム７の回転方向前方へ傾斜される。
【００１３】
本発明ではドライブツシユ２６の摩擦面の面圧を所定のレベルまで高くするために、磁石支持筒１４に樹脂系のドライブツシユ２６を圧入支持し、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７、つまり樹脂系のドライブツシユ２６と対向する部分に、アルマイト処理を施した部分２８とアルマイト処理を施さない部分２９とを備えたものである。
【００１４】
図３に示す実施例では、格子模様で示すように、可動の磁石支持筒１４のドライブツシユ２６を支持する、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７に、周方向に延びる２つの環状のアルマイト処理を施した部分２８が設けられ、２つのアルマイト処理を施した部分２８の間にアルマイト処理を施さない部分２９が設けられる。不動の磁石支持筒１４Ａを支持する、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７には、アルマイト処理を施さなくてもよいが、アルマイト処理を施してもよい。
【００１５】
図４に示す実施例では、格子模様で示すように、可動の磁石支持筒１４のドライブツシユ２６を支持する、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７に、周方向に間隔を存して複数の軸方向（制動ドラム７の回転軸方向）に延びる帯状のアルマイト処理を施した部分２８と、アルマイト処理を施さない部分２９とが交互に設けられる。不動の磁石支持筒１４Ａを支持する、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７には、アルマイト処理を施さなくてもよいが、アルマイト処理を施してもよい。
【００１６】
図５に示すように、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７に周方向に間隔を存して交互に並ぶ、複数の帯状のアルマイト処理を施した部分２８と、帯状のアルマイト処理を施さない部分２９とは、制動ドラム７の回転軸に対し傾斜させてもよい。
【００１７】
さらに、図６，７に格子模様で示すように、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７に設けるアルマイト処理を施した部分２８は、複数の円形、長方形などの所要の形状のものを、周方向と軸方向に間隔を存して配設してもよい。
【００１８】
図３〜７に示すような形状のアルマイト処理部分２８を、案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７に形成するには、予めアルマイト処理を施さない部分２９に、所要の材料からなる被覆紙または被覆フイルムを貼り付け、案内筒１０にアルマイト処理を施してから、案内筒１０から被覆紙または被覆フイルムを剥離する。また、案内筒１０の全面にアルマイト処理を施してから、アルマイト処理層２８を機械加工により除去して、アルマイト処理を施さない部分２９を形成してもよい。
【００１９】
上述した渦電流減速装置は非制動時、図１に示すように、磁石支持筒１４，１４Ａの軸方向に並ぶ２つの磁石２４，２４Ａは、共通の強磁性板１５に全面的に対向する極性が互いに逆になつている。この時、２つの磁石２４，２４Ａは各強磁性板１５と磁石支持筒１４，１４Ａとの間に、短絡的磁気回路ｗを形成し、制動ドラム７に磁界を及ぼさない。制動時、図２に示すように、軸方向に並ぶ磁石２４，２４Ａ（磁石２４Ａは図１を参照）は強磁性板１５に対向する極性が同じになり、強磁性板１５を経て制動ドラム７に磁界を及ぼす。この時、各磁石２４，２４Ａは制動ドラム７と磁石支持筒１４，１４Ａとの間に、磁気回路ｚを形成する。回転する制動ドラム７が磁界を横切る時、制動ドラム７に渦電流が流れ、制動ドラム７は制動トルクを受ける。
【００２０】
図１３に示すように、銅などの焼結金属に弗素樹脂（P.T.F.E.）と鉛を含浸してなるドライブツシユ２６は、摩擦面圧が低い摩擦領域では、弗素樹脂が弾性体として働き、弾性的摩擦特性を示し、摩擦係数が大きいが、摩擦面圧が高い摩擦領域では、下地の焼結金属の塑性的摩擦特性に移行し、摩擦係数は小さく、ほぼ一定の値を示す。本発明では案内筒１０の内筒部１０ｂのドライブツシユ２６と対向する外周面２７に、アルマイト処理を施した部分２８とアルマイト処理を施さない部分２９とを設けたから、アルマイト処理を施した部分２８だけがドライブツシユ２６を支持する摩擦面を形成し、摩擦面積が狭くなるので、内筒部１０ｂに対するドライブツシユ２６の摩擦面圧が高くなつて摩擦係数が小さくなり、発熱が抑えられるとともに、アルマイト処理を施した部分２８よりも熱伝導率が高いアルマイト処理を施さない部分２９により摩擦面付近の熱負荷が軽減され、磁石支持筒１４の円滑な動作が保証される。
【００２１】
上述の実施例では、可動の磁石支持筒と不動の磁石支持筒を備え、両者の回転差動により制動と非制動の切り換えを行う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なく、案内筒の内部に単一の磁石支持筒を回動可能に支持し、磁石支持筒の周方向に並ぶ２つの磁石が共通の強磁性板に部分的に対向する非制動位置と、１つの磁石が強磁性板に全面的に対向する制動位置とに切り換える形式の渦電流減速装置にも適用できる。
【００２２】
図８に示す実施例では、単一の磁石支持筒１４の外周面に、周方向の端部に磁極を有する多数の磁石２４を周方向等間隔に、かつ各磁石２４の磁極が互いに対向して同極となるように支持したものである。他の構成は図１に示す実施例と同様である。図８に示す制動位置では、周方向に隣接する１対の磁石２４の相対向する磁極から磁界が磁石支持筒１４、強磁性板１５を経て制動ドラム７に磁界を及ぼし、制動ドラム７と各磁石２４との間に磁気回路ｗが生じる。非制動時、磁石２４の半配列ピツチだけ回動すると、各磁石２４と強磁性板１５との間に短絡的磁気回路ｗが生じ、制動ドラム７には磁界を及ぼさない。
【００２３】
図９，１０に示す実施例では、回転軸に結合した制動ドラム７の内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する案内筒１０を配設し、案内筒１０の外筒部１０ａに周方向等間隔に多数の強磁性板１５を配設し、案内筒１０の内筒部１０ｂに正逆回動可能に支持した磁性体からなる磁石支持筒１４の外周面に、各強磁性板１５に対向する極性が周方向に交互に異なるように磁石２４を結合し、周方向に隣接する２つの磁石２４が各強磁性板１５に部分的に対向する非制動位置（図９に示す状態）と、１つの磁石２４が各強磁性板１５に全面的に対向する制動位置（図２に示す状態と同じ）とに、磁石支持筒１４をアクチユエータ２０により正逆回動して切り換えるものである。図示してないが、磁石支持筒１４には樹脂系のドライブツシユ２６が嵌合支持され、アルミニウムからなる案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７のドライブツシユ２６と対向する部分に、図３〜７に示すようなアルマイト処理を施した部分２８と、アルマイト処理を施さない部分２９とが備えられる。
【００２４】
図１１，１２に示す実施例では、回転軸に結合した制動ドラム７の内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する案内筒１０を配設し、案内筒１０の外筒部１０ａに周方向等間隔に多数の強磁性板１５を配設し、案内筒１０の内筒部１０ｂに正逆回動可能に支持した磁性体からなる磁石支持筒１４の外周面に、各強磁性板１５に２つずつ対向しかつ強磁性板１５に対する極性が周方向に２つごとに異なるように磁石２４を結合し、異極性の２つの磁石２４が各強磁性板１５に全面的に対向する非制動位置と、同極性の２つの磁石２４が各強磁性板１５に全面的に対向する制動位置とに、磁石支持筒１４をアクチユエータ２０により正逆回動して切り換えるものである。図示してないが、磁石支持筒１４には樹脂系のドライブツシユ２６が嵌合支持され、アルミニウムからなる案内筒１０の内筒部１０ｂの外周面２７のドライブツシユ２６と対向する部分に、図３〜７に示すようなアルマイト処理を施した部分２８と、アルマイト処理を施さない部分２９とが備えられる。
【００２５】
【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ドラムと、該制動ドラムの内部にあつて車体などの非回転部分に支持したアルミニウムからなる案内筒と、該案内筒の断面長方形の内空部に回動可能に支持した磁石支持筒と、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各磁石と相対向する部分に配設した強磁性体とを有し、前記磁石からの磁界に基づく渦電流により前記制動ドラムに制動力を発生させる渦電流減速装置において、前記磁石支持筒に樹脂系のドライブツシユを嵌合支持し、前記案内筒の内筒部の外周面のドライブツシユと対向する部分に、アルマイト処理を施した部分とアルマイト処理を施さない部分とを備えたから、内筒部に対するドライブツシユの摩擦面圧が高くなつて摩擦係数が低くなり、発熱が抑えられるとともに、摩擦面付近の熱負荷が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される渦電流減速装置の非制動時の正面断面図である。
【図２】同渦電流減速装置の制動時の側面断面図である。
【図３】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部を示す斜視図である。
【図４】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の変更実施例を示す斜視図である。
【図５】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の変更実施例を示す斜視図である。
【図６】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の変更実施例を示す斜視図である。
【図７】同渦電流減速装置の案内筒の内筒部の変更実施例を示す斜視図である。
【図８】本発明が適用される他の渦電流減速装置の側面断面図である。
【図９】本発明が適用される他の渦電流減速装置の正面断面図である。
【図１０】同渦電流減速装置の非制動時の側面断面図である。
【図１１】本発明が適用される他の渦電流減速装置の非制動時の側面断面図である。
【図１２】同渦電流減速装置の制動時の側面断面図である。
【図１３】渦電流減速装置の磁石支持筒の回転支持部の摩擦特性を表す線図である。
【符号の説明】
１：回転軸  ６：スポーク  ７：制動ドラム  １０：案内筒  １０ａ：外筒部  １０ｂ：内筒部  １４：磁石支持筒  １４Ａ：磁石支持筒  １５：強磁性板  ２０：アクチユエータ  ２４：磁石  ２４Ａ：磁石  ２６：ドライブツシユ  ２７：外周面  ２８：アルマイト処理を施した部分  ２９：アルマイト処理を施さない部分
【図１】
0003760723.tif 000002
【図２】
0003760723.tif 000003
【図３】
0003760723.tif 000004
【図４】
0003760723.tif 000005
【図５】
0003760723.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003760723.tif 000008
【図８】
0003760723.tif 000009
【図９】
0003760723.tif 000010
【図１０】
0003760723.tif 000011
【図１１】
0003760723.tif 000012
【図１２】
0003760723.tif 000013
【図１３】
0003760723.tif 000014