JP2003209965A

JP2003209965A - 渦電流減速装置

Info

Publication number: JP2003209965A
Application number: JP2002003610A
Authority: JP
Inventors: Toru Kuwabara; 徹桑原
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】磁石支持筒を自動的に非制動位置へ戻すため
の機構を備え、非制動時に引き摺りトルクが生じること
がなく、かつ、装置構成が簡易な渦電流減速装置を提供
する。【解決手段】回転軸に結合して設けた制動ドラム７
と、その内部に設けられ、断面略矩形の内空部を有する
不動の案内筒と、その内空部に設けた磁石支持筒１４
と、その外周面に周方向等間隔に、かつ、極性が交互に
異なるように設けた多数の磁石２４と、それに対応する
位置に設けた多数の強磁性部とを備えた渦電流減速装置
であって、各強磁性部１２１と連結部１２２とが一体の
強磁性体１５を形成し、上記磁石支持筒１４を、極性が
異なる隣接する２つの磁石２４が共通の強磁性部１２１
に部分的に対向する非制動位置から、それぞれ対向する
制動位置まで、周方向に、かつ、制動ドラム７の通常と
反対の方向に回動させるべく、磁石支持筒１４に接続し
てアクチュエータ２０を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦電流減速装置に
係り、特に、自動車の摩擦ブレーキを補助するための永
久磁石式渦電流減速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の摩擦ブレーキを補助するための
従来の電磁石式渦電流減速装置は、装置構成が大きく、
かつ、重いため、自動車に搭載するのが困難である。ま
た、消費電流が多いので、電源バッテリの容量を増強す
る必要がある。

【０００３】そこで、高性能の希土類永久磁石（以下、
単に永久磁石と示す）を渦電流減速装置に適用した永久
磁石式渦電流減速装置が挙げられる。この永久磁石式渦
電流減速装置によれば、装置の小型・軽量化を図ること
ができるため、自動車への搭載が容易であり、また、電
力を消費しないことから、電源バッテリの容量増強が不
要である。

【０００４】永久磁石式渦電流減速装置としては、制動
ドラム型のもの（特開平１−２９８９４８号公報参照）
と、制動円板型のもの（特許登録公報２７０１３９０号
参照）とが挙げられ、磁石を動かすことにより、非制動
と制動との切り換えを行っている。

【０００５】制動ドラム型の渦電流減速装置の場合は、
制動ドラム（ロータ）の内部に配設した磁石支持筒の外
周面に、多数の磁石が、周方向等間隔に、かつ、極性が
周方向交互に異なるように（Ｎ，Ｓ，Ｎ，…のように）
設けられる。制動ドラムの内周面と磁石の外面との間
に、各磁石と対向する位置に強磁性体（ポールピース）
を有する案内筒が配設される。制動時、各強磁性体と各
磁石とを重ね合わせる（制動位置）ことで、各磁石から
の磁界が各強磁性体を通って制動ドラムへと達し、各磁
石と制動ドラムとの間に磁気回路を形成する。この時、
回転する制動ドラムに渦電流が発生し、制動トルクが発
生する。また、制動を解除する時は、各磁石を動かし
て、各磁石を強磁性体と強磁性体との間（非磁性部材）
に移動させる（非制動位置）ことで、各磁石からの磁界
が各強磁性体との間に短絡的磁気回路を形成し、各磁石
からの磁界が制動ドラムに対して殆ど及ばなくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この制動ド
ラム型の渦電流減速装置においては、非制動時に各磁石
が強磁性体と強磁性体との間に位置しているが、各強磁
性体間の非磁性部材から磁束が若干漏れてしまうことが
あり、その結果、引き摺りトルクが発生し、燃費の悪化
を招くという問題があった。

【０００７】また、この制動ドラム型の渦電流減速装置
を自動車に搭載する場合、制動中、例えば空圧系統（可
撓性の空気管、電磁弁など）の失陥などにより、磁石支
持筒を制動位置から非制動位置へ戻すための圧縮空気を
空圧アクチュエータに供給できなくなることが考えられ
る。磁石支持筒が制動位置のままで走行を続けると、制
動ドラムが過熱し、制動ドラムが熱変形して激しい振動
が生じたり、バーストするおそれもあるため、安全上、
フェイルセーフの設計が要求される。即ち、磁石支持筒
を制動位置から非制動位置へ戻すための圧縮空気を空圧
アクチュエータに供給できなくなったとしても、磁石支
持筒を自動的に非制動位置へ戻すための機構を備えてい
ることが要求される。この機構を有する渦電流減速装置
として、特願平２−１１２０２６号に開示される制動ド
ラム型のものと、特願平２−２０１８１７号に開示され
る制動円板型のものとが挙げられる。

【０００８】これらの渦電流減速装置は、可動の磁石支
持筒と不動の磁石支持筒とを備えており、制動時、１つ
の強磁性体に同極性の２つの磁石が対向するようになっ
ているため、２つの磁石が反発しあって非制動位置へ戻
ろうとする力が働く。また、非制動時、１つの強磁性体
に極性の異なる２つの磁石が対向するようになっている
ため、２つの磁石は引き合い、非制動位置で安定するよ
うになっている。しかしながら、これらの渦電流減速装
置は、装置を構成する部品数が多いため、装置コスト
（製造コスト）の上昇を招くという問題があった。

【０００９】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、磁石支持筒を自動的に非制動位置へ戻すための
機構を備え、非制動時に引き摺りトルクが生じることが
なく、かつ、装置構成が簡易な渦電流減速装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明に係る渦電流減速装置は、回転軸に結合して設けた
制動ドラムと、該制動ドラムの内部に設けられ、断面略
矩形の内空部を有する不動の案内筒と、該案内筒の内空
部に設けた磁石支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方
向等間隔に、かつ、極性が周方向交互に異なるように設
けた多数の磁石と、案内筒の外筒部周面の、各磁石と対
応する位置に設けた多数の強磁性部とを備えた渦電流減
速装置において、磁性材からなるリング体で各強磁性部
と連結部とが一体に連結された強磁性体を形成し、ま
た、制動時に、上記磁石支持筒を、極性がお互いに異な
る隣接する２つの磁石が共通の強磁性部に部分的に対向
する非制動位置から、各磁石が各強磁性部にそれぞれ対
向する制動位置まで、周方向に、かつ、制動ドラムの通
常の回転方向と反対の方向に回動させるべく、磁石支持
筒に接続してアクチュエータを設けたものである。

【００１１】また、本発明に係る渦電流減速装置は、回
転軸に結合して設けた制動円板と、該制動円板の少なく
とも一方の端面に対向して設けた不動の案内環と、該案
内環の外側方に設けた磁石支持環と、該磁石支持環の制
動円板側端面に周方向等間隔に、かつ、極性が周方向交
互に異なるように設けた多数の磁石と、案内環に固定し
て、かつ、各磁石と対応する位置に設けた多数の強磁性
部とを備えた渦電流減速装置において、磁性材からなる
リング体で各強磁性部と連結部とが一体に連結された強
磁性体を形成し、また、制動時に、上記磁石支持環を、
極性がお互いに異なる隣接する２つの磁石が共通の強磁
性部に部分的に対向する非制動位置から、各磁石が各強
磁性部にそれぞれ対向する制動位置まで、周方向に、か
つ、制動円板の通常の回転方向と反対の方向に回動させ
るべく、磁石支持環に接続してアクチュエータを設けた
ものである。

【００１２】さらに、本発明に係る渦電流減速装置は、
回転軸に結合して設けた一対の制動円板と、該制動円板
間に設けられ、断面略矩形の内空部を有する不動の案内
筒と、該案内筒の内空部に設けた磁石支持環と、該磁石
支持環の内周部に周方向等間隔に、かつ、極性が周方向
交互に異なるように設けた多数の磁石と、案内筒に固定
して、かつ、各制動円板と各磁石との間の、各磁石と対
応する位置に設けた一対の多数の強磁性部とを備えた渦
電流減速装置において、磁性材からなるリング体で各強
磁性部と連結部とが一体に連結された強磁性体を形成
し、また、制動時に、上記磁石支持環を、極性がお互い
に異なる隣接する２つの磁石が共通の強磁性部に部分的
に対向する非制動位置から、各磁石が各強磁性部にそれ
ぞれ対向する制動位置まで、周方向に、かつ、制動円板
の通常の回転方向と反対の方向に回動させるべく、磁石
支持筒に接続してアクチュエータを設けたものである。

【００１３】上記強磁性体は周方向交互に強磁性部と連
結部とを備え、強磁性部の径方向又は軸方向の厚さを、
連結部の径方向又は軸方向の厚さより肉厚に形成しても
よい。

【００１４】上記強磁性体を、リング状の薄鋼板を軸方
向に積層して形成してもよい。

【００１５】上記強磁性体の連結部に穴部を形成し、そ
の穴部に非磁性部材を挿入配置してもよい。

【００１６】制動解除時、上記磁石支持筒又は磁石支持
環を制動位置から非制動位置までの行程の約半分の行程
を押し戻すバネを、上記アクチュエータの内部、上記案
内筒の内空部、又は上記案内環の内周部に収容して設け
てもよい。

【００１７】制動解除時、上記磁石支持筒又は磁石支持
環を制動位置から非制動位置までの行程の約半分の行程
を強い力で、残りの約半分の行程を弱い力で押し戻すバ
ネを、上記アクチュエータの内部、上記案内筒の内空
部、又は上記案内環の内周部に収容して設けてもよい。

【００１８】上記各磁石の制動位置を、各磁石が各強磁
性部にそれぞれ対向する位置から非制動位置側にややオ
フセットした位置としてもよい。

【００１９】以上の構成によれば、磁石支持筒を自動的
に非制動位置へ戻すための機構を備えており、また、各
強磁性部間を同じ部材で連結しているため非制動時に引
き摺りトルクが生じることがなく、さらに、装置構成が
簡易な渦電流減速装置を得ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基いて説明する。

【００２１】本発明では制動時、磁石支持筒（または磁
石支持環）を非制動位置から制動位置へ、制動ドラム
（または制動円板）の通常の回転方向（車両の前方走行
時の回転方向）と反対方向へ回動させる機構にする。制
動ドラムの回転数が８００ｒｐｍ以上では、磁石支持筒
が制動位置から非制動位置へ自動復帰する。磁石支持筒
が制動位置から非制動位置へ自動復帰する事由は、制動
ドラムに発生する渦電流からの反抗磁界が、磁石支持筒
を制動ドラムの回転方向に動かそうとする力を発生させ
ることによる。制動ドラムが低速で回転している（８０
０ｒｐｍ以下）時は、磁石支持筒が非制動位置へ戻りに
くいので、制動位置から非制動位置までの全行程（スト
ローク）又はその約半分の行程を、ばねの力によって戻
すようにする。このため、ばねをアクチュエータの内部
または案内筒の内空部に収容する。第１の実施の形態に
係る渦電流減速装置の側面断面図を図１に、図１におけ
る渦電流減速装置の非制動時の正面断面図を図２に、図
１における渦電流減速装置の制動時の正面断面図を図３
に示す。

【００２２】図１〜図３に示すように、第１の実施の形
態に係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アルミニウムなどの非磁
性体からなる案内筒１０と、案内筒１０の断面長方形
（断面略矩形）の内空部に収容した可動の磁石支持筒１
４とを備えている。

【００２３】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の端壁部と一緒に、回
転軸１にスプライン嵌合固定した取付フランジ２に重ね
合され、かつ複数のボルト４とナットにより締結され
る。ボス５から放射状に延びる多数の支持腕（スポー
ク）６に、放熱フィン８を備えた制動ドラム７の基端が
結合される。ここで、制動ドラム７の両端面（図１中で
は左側端面のみ）及び内周面におけるポールピース１５
の強磁性部１２１と対向しない部分に、銅などの良伝導
体からなる環状板９ａ〜９ｃを設けてもよい。これによ
って、制動ドラム７の内部を流れる渦電流が軸方向（図
１中では左右方向）に広がり、制動トルクを増大させる
ことができる。

【００２４】断面長方形の内空部を有する案内筒１０
は、非磁性体で構成され、例えば断面Ｌ字形の筒体状を
呈しており、径方向のフランジ部１０ａと軸方向の内側
案内筒１０ｂとを有している。案内筒１０は適当な手段
により、例えば変速機の歯車箱（図示せず）に固定され
る。また、内側案内筒１０ｂの端部１０ｃには、非磁性
体からなる環状の端壁板１１が複数のボルトなどにより
結合される。

【００２５】軟磁性体又は磁性体で構成したリング状の
強磁性体（ポールピース）１５は、図１２に示すよう
に、鋼材などの軟磁性体で、制動ドラム７の内周面に対
向する磁性板に相当する多数の厚肉部分（強磁性部）１
２１と薄肉部分（連結部）１２２とを、周方向交互に、
かつ、周方向等間隔に一体形成したものである。ここ
で、強磁性部１２１の周方向長さは、連結部１２２の周
方向長さよりも長く形成され、即ち、ポールピース１５
の最外周部の面積は、内周部の面積よりも狭く形成され
る。また、ポールピース１５の軸方向両側縁部は、好ま
しくは径方向内側に折り曲げられ、その折曲部が案内筒
１０のフランジ部１０ａと端壁板１１の上端部に嵌合さ
れる。さらに、連結部の外周面に非磁性体からなる補強
板を取付けてもよい。また、連結部１２２に穴部（図示
せず）を形成し、この穴部に非磁性部材（図示せず；例
えば、ステンレス鋼など）を挿入配置するようにしても
よい。これによって、ポールピース１５の強度向上、水
や埃等の浸入防止、及び制動時における隣接する強磁性
部１２１への磁束の漏れ防止を図ることができる。

【００２６】ポールピース１５の製造方法は特に限定す
るものではなく、以下に示す方法などが挙げられる。

【００２７】磁性体で形成したリング部材の外周面
及び／又は内周面に長手方向に沿って周方向等間隔に溝
部を切削形成し、強磁性部１２１と連結部１２２とを一
体に形成する。

【００２８】目的とするポールピースと略同形状の
リング部材を鋳鋼で形成し、適宜、連結部の寸法精度向
上のための切削加工を施し、強磁性部１２１と連結部１
２２とを一体に形成する。

【００２９】磁性体で形成したリング部材の外周面
にロール鍛造を施して、その外周面に長手方向に沿って
周方向等間隔に溝部を形成し、更に溝部の仕上げ加工と
して切削加工を施し、強磁性部１２１と連結部１２２と
を一体に形成する。

【００３０】図１８に示すように、プレス打ち抜き
加工などで作製した断面同一の加工用薄鋼板（薄板材；
例えば、電磁鋼板、一般用リムド鋼板（ＳＰＣＣ）等）
１８０を軸方向に複数枚積層すると共に圧着して、強磁
性部１２１と連結部１２２とを一体に形成する。ここ
で、の製造方法は、ある程度の厚みのある平板をロー
ルしてリング形状（最終的には両端面同士を接続してリ
ング部材とする）に形成した後に、プレス打ち抜き加工
を行い、その後、積層・圧着する又は予め打ち抜き加工
を施したリング部材を積層・圧着することにより、ポー
ルピースを製造可能であるため、製造が容易であり、
〜、特に，の製造方法と比較して製造コストの低
減を図ることができる。また、電磁鋼板でポールピース
を形成した場合、各鋼板間のシール性を確保すべく、各
鋼板間及び／又はポールピースの外周部に耐熱性のシー
ル剤や含浸剤を含浸させるのが好ましい。さらに、の
方法で先ず図１９、図２０に示すポールピース部材１９
１，２０１を形成し、各ポールピース部材１９１，２０
１の周方向一端部（図１９、図２０中では左側端部）１
９２，１９３を、隣接するポールピース部材１９１，２
０１の周方向他端部（図１９、図２０中では右側端部）
１９３，２０３に繋ぎ合わせて（又は嵌め込んで）ポー
ルピース１５を形成するようにしてもよい。この繋ぎ合
わせ（又は嵌め込み）形状は、特に限定するものではな
く、様々な形状のものが適用可能である。

【００３１】案内筒１０の内空部には、磁性体からなる
可動の磁石支持筒１４が収容される。可動の磁石支持筒
１４は軸受１２により内側案内筒１０ｂに対して正逆回
動可能に支持される。磁石支持筒１４から軸方向へ延び
る腕１６は、案内筒１０の端壁に設けた円弧状のスリッ
ト１８ａを経て、アクチュエータ２０のロッドに連結さ
れる。磁石支持筒１４の外周面における各強磁性部１２
１と対向する位置には、磁石２４が、強磁性部１２１に
対向する極性が周方向交互に異なるように設けられる。
ここで、図４に示すように、各磁石４４の周方向の両端
部に段部４４ａを形成し、断面Ｔ字形の保持金具２１を
磁石４４の間へ挟むとともに段部４４ａに着座させ、ボ
ルト２２により各磁石４４を磁石支持筒１４に締結・固
定するようにしてもよい。

【００３２】可動の磁石支持筒１４を正逆回動するため
のアクチュエータ２０は、図２、図３に示すように、フ
ランジ部１０ａ（図１参照）と一体に形成したシリンダ
１８にピストン１７を嵌挿して両端室３１，３２を区画
形成し、ピストン１７に結合したロッド３３が端室３１
から外部へ突出される。磁石支持筒１４ａからフランジ
部１０ａのスリット１８ａを経て外部に突出する腕１６
がロッド３４に連結され、このロッド３４とロッド３３
とが所定の屈曲角を超えないようにピン３６により連結
される。また、端室３１内には、ばね（又は非線形のば
ね定数を有するばね）３５が配置される。

【００３３】本実施の形態の渦電流減速装置において、
非制動時は、図１、図２に示すように、磁石支持筒１４
に設けられた周方向に並ぶ極性が互いに異なる２つの磁
石２４が、ある共通の強磁性部１２１に部分的に対向す
る。この時、磁石支持筒１４と各強磁性部１２１との間
に短絡的磁気回路ｗが生じ、磁石２４の磁界は制動ドラ
ム７に磁界を殆ど及ぼさない。

【００３４】次に、制動時は、図３に示すように、磁石
支持筒１４の各磁石２４は各強磁性部１２１にそれぞれ
に対向する。磁石２４は強磁性部１２１を経て制動ドラ
ム７に磁界を及ぼし、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に
制動トルクＴが発生する。この時、各磁石２４は制動ド
ラム７と磁石支持筒１４との間に磁気回路ｚが生じる。
ところで、制動ドラム７の回転数が３６００〜８００ｒ
ｐｍでは、磁石支持筒１４を非制動位置から制動位置へ
回動する場合に、図１１に線３７，３８で示すように、
磁石支持筒１４を制動ドラム７の回転方向ｙと反対方向
へ回動する方が、図１１に線２７，２８で示すように、
磁石支持筒１４を制動ドラム７の回転方向ｙと同じ方向
へ回動するよりも、磁石支持筒１４が非制動位置へ戻り
やすく、制動ドラム７の回転数が８００ｒｐｍ付近でも
磁石支持筒１４が制動位置から非制動位置へ自動復帰す
る。磁石支持筒１４が制動位置から非制動位置へ自動復
帰する事由は、制動ドラム７に発生する渦電流に基づく
反抗磁界が、磁石支持筒１４を制動ドラム７の回転方向
ｙへ動かそうとする力が働くことによる。この現象は最
近急速に発展した動的な電磁界解析の結果明確になり、
磁石支持筒１４を作動させる力も計算できるようになっ
た。

【００３５】本実施の形態では、アクチュエータが空圧
アクチュエータ、油圧アクチュエータ、電動機のいずれ
であっても、流体圧系統や電気系統が失陥した時のこと
を考慮して、磁石支持筒１４が非制動位置から制動位置
へ回動する際の回動方向を、制動ドラム７の回転方向ｙ
と反対の方向としている。さらに、制動ドラム７が低速
で回転している際においても、磁石支持筒１４を非制動
位置まで自動復帰させるには、制動位置から非制動位置
までの行程の内の約半分の行程をばねの力によって戻す
ようにするか、行程の内の約半分の位置まで強い力で戻
し、その後は弱い力でほぼ全行程まで戻すようにする。
このため、全行程の半分の長さのばね（又は非線形のば
ね定数を有するばね）を用いる。具体的には、図２、図
３に示したように、端室３１に制動位置から非制動位置
までの約半分の行程の長さのばね３５を収容する。

【００３６】また、図４に示すように、制動時の磁石４
４の位置を若干非制動位置の方へずらした位置に設定す
れば、制動ドラム７が高速回転している際においても、
磁石支持筒１４が非制動位置まで戻り易くなる。

【００３７】さらに、ポールピースが、各強磁性部１２
１を連結部１２２で連結した一体構造であり、全体が強
磁性材で構成されている。このため、各強磁性部１２１
の周方向間隔が等しくなり、非制動時に、各強磁性部１
２１間の連結部１２２から制動ドラム７に磁束が漏れる
ことはなく、連結部１２２に入った磁束は全て強磁性部
１２１へと流れて図２に示すように短絡的磁気回路ｗ１
が生じる。よって、非制動時において引き摺りトルクが
発生するということはなく、燃費の向上を図ることがで
きる。

【００３８】また、制動ドラム７が実際に高速回転して
いる時、磁気回路ｚは制動ドラム７の回転方向ｙの方に
引き摺られるような状態になるので、後述するように、
ポールピース１５における各強磁性部１２１の横断面形
状は長方形であるよりも、図１３〜図１５に示すような
横断面形状が好ましい。

【００３９】具体的には、図１３に示すように、各強磁
性体１３１における最外周面１３３と周方向両端面１３
４ａ，１３４ｂとの各境界部に面取り加工を施し、傾斜
面１３６ａ，１３６ｂに形成したポールピース１３５で
あってもよい。これによって、磁石２４からの磁束を絞
った状態（磁束密度を高めた状態）で制動ドラム７へと
導くことができるため、特に制動ドラムが中速回転して
いる時の制動トルクを高めることができる。また、図１
４に示すように、各強磁性体１４１における周方向両端
面を、制動ドラム（図示せず）の回転方向ｙの方に傾け
て傾斜面１４３ａ，１４３ｂに形成し、断面平行四辺形
に形成したポールピース１４５であってもよい。これに
よって、制動ドラムが高速回転している時、磁石２４か
らの磁束を、各強磁性体１４１における制動ドラム回転
方向ｙの前方部（図１４中では左側部）に絞り込むこと
ができる。さらに、図１５に示すように、各強磁性体１
５１における制動ドラム回転方向ｙの後方部（図１５中
では右側部）に段差部１５３を形成したポールピース１
５５であってもよい。これによって、制動ドラムが高速
回転している時、磁石２４からの磁束を、各強磁性体１
５１における制動ドラム回転方向ｙの前方部（図１５中
では左側部）に、より一層絞り込むことができる。

【００４０】さらに、ポールピースの各強磁性部を連結
する連結部の形成位置は、図１２〜図１５に示したよう
に、径方向内側だけに限定するものではない。例えば、
図１６に示すように、各強磁性部１６１の径方向外側部
を連結部１６２により連結したポールピース１６１、図
１７に示すように、各強磁性部１７１の径方向中央部を
連結部１７２により連結したポールピース１７１であっ
てもよい。

【００４１】次に、本発明の他の実施の形態を添付図面
に基いて説明する。

【００４２】第２の実施の形態に係る渦電流減速装置の
側面断面図を図５に、図５における渦電流減速装置の正
面断面図を図６に、図５における渦電流減速装置の非制
動時の展開平面断面図を図７に、図５における渦電流減
速装置の制動時の展開平面断面図を図８に示す。

【００４３】図５〜８に示すように、第２の実施の形態
に係る渦電流減速装置は、回転軸４２に結合される左右
１対の導体からなる制動円板４３と、制動円板４３の間
に配設される非磁性体からなる不動の案内筒６１と、案
内筒６１の内空部に正逆回動可能に支持した磁石支持環
５０と、案内筒６１の軸方向両側端面に設けられる強磁
性体（ポールピース）４６とを備えている。

【００４４】制動円板４３は、ボス４３ａから放射方向
に延びる複数の支持腕４３ｂと導風路４３ｃとを一体に
形成され、ボス４３ａが回転軸４２にスプライン嵌合さ
れる。

【００４５】案内筒６１はボス４５ａから放射方向に延
びる支持腕４５ｂと一体に形成され、ボス４５ａが軸受
４８により回転軸４２に支持される。案内筒６１は適当
な手段により、例えば変速機の歯車箱に固定される。

【００４６】非磁性体からなる磁石支持環５０は、案内
筒６１の断面長方形の内空部に軸受４７により回動可能
に支持される。磁石支持環５０の内部の、ポールピース
４６における強磁性部（後述）２１１と対向する位置に
磁石５２が配設される。磁石支持環５０の軸方向両側端
面には、潤滑油を含浸させた薄い滑り板５４が結合さ
れ、ポールピース４６に摺接可能とされる。

【００４７】図２１に示すように、軟磁性体又は磁性体
で構成した薄板リング状の強磁性体ポールピース４６
は、制動円板４３に対向する磁性板に相当する多数の厚
肉部分（強磁性部）２１１と薄肉部分（連結部）２１２
とを、周方向交互に、かつ、周方向等間隔に一体形成し
たものである。図２１においては、連結部２１２がポー
ルピース４６の下側に形成されている。

【００４８】図６に示すように、磁石支持環５０には扇
形の磁石５２が、ポールピース４６の各強磁性部２１１
に対向し、かつ、強磁性部２１２に対向する極性が周方
向交互に異なるように配設される。磁石支持環５０の外
周壁に形成した部分歯車５８に、案内筒６１に固定した
アクチュエータ（電動機）５６の小歯車５５が噛み合わ
されており、磁石支持環５０は磁石５２の半配列ピッチ
ｐだけ正逆回動可能に設けられる。

【００４９】本実施の形態の渦電流減速装置において、
非制動時は、図７に示すように、極性が互いに異なる２
つの磁石５２がある共通の強磁性部２１１に部分的に対
向することで、左右１対の強磁性体４６の間で短絡的磁
気回路ｗが生じ、制動円板４３に磁界が及ばない。

【００５０】制動時は、図８に示すように、アクチュエ
ータ５６により磁石支持環５０を磁石５２の半配列ピッ
チＰだけ回動させることで、各磁石５２が各強磁性部２
１１にほぼ全面的に対向する。その結果、各磁石５２が
強磁性部２１１を経て制動円板４３に磁界を及ぼす。こ
の時、回転する制動円板４３が磁界を横切ることで、制
動円板４３に渦電流が発生し、制動円板４３が制動トル
クを受ける。この時、１対の制動円板４３の問に磁気回
路ｚが生じる。

【００５１】本実施の形態では、電気系統や流体圧系統
が失陥した時のことを考慮して、磁石支持環５０が非制
動位置から制動位置へ回動する際の回動方向を、制動円
板４３の回転方向ｙと反対の方向としている。さらに、
制動円板４３が低速で回転している際においても、磁石
支持環５０を非制動位置まで自動復帰させるには、制動
位置から非制動位置までの行程の内の約半分の行程をば
ねの力によって戻すようにする。このため、アクチュエ
ータ５６の小歯車５５と非回転部分との問に渦巻型の戻
しばねを係止する。戻しばねは、磁石支持環５０を制動
位置から非制動位置までの約半分の行程だけ戻す寸法の
ものでよい（非線形のばね定数を有するばねによって、
ほぼ全行程を戻すようにしてもよい）。もちろん、図２
に示すようなばね３５を備えたアクチュエータ２０によ
り、磁石支持環５０を回動するようにしてもよい。

【００５２】また、制動時の磁石２４の位置を若干非制
動位置の方へずらした位置に設定すれば、制動円板４３
が高速回転している際においても、磁石支持環５０が非
制動位置まで戻り易くなる。

【００５３】さらに、ポールピース４６における各強磁
性部２１１の横断面形状は、図２１に示したように長方
形に限定するものではなく、図１３〜図１５に示したよ
うな横断面形状であってもよい。

【００５４】また、ポールピース４６の各強磁性部２１
１を連結する連結部２１２の形成位置は、図２１に示し
たように、ポールピース４６の下側に限定するものでは
なく、図１６，図１７に示したように、ポールピース４
６の上側又は中央部であってもよい。

【００５５】さらに、本実施の形態の渦電流減速装置に
おいても、前実施の形態の渦電流減速装置と同様の効果
が得られる。

【００５６】第３の実施の形態に係る渦電流減速装置の
側面断面図を図９に示す。尚、図５〜図８と同様の部材
には同じ符号を付している。

【００５７】図９に示すように、第３の実施の形態に係
る渦電流減速装置は、回転軸４２に結合した１つの制動
円板４３と、ポールピース４６，４６を支持する案内環
６１と、磁石５２を支持する一対の磁石支持環５０，５
０とを備えている。

【００５８】横断面門字状の案内環６１は、連結部６１
ａとフランジ部６１ｂ，６１ｂとを有しており、連結部
６１ａが制動円板４３の外周面をフランジ部６１ｂ，６
１ｂが制動円板４３の両端面の外周部を取り囲むように
設けられ、連結部６１ａが車体などの非回転部分に固定
して設けられる。ポールピース４６は各案内環６１のフ
ランジ部６１ｂに形成された穴６１ｃに嵌合して設けら
れる。

【００５９】一対の磁石支持環５０，５０は、案内環６
１の各フランジ部６１ｂ，６１ｂに対向して設けられ、
磁石支持環５０，５０のフランジ部側端面におけるポー
ルピース４６の強磁性部２１１に対向する位置に、磁石
５２が、極性が周方向交互に異なるように設けられる。

【００６０】案内環６１の連結部６１ａに形成された複
数の円弧状のスリット６１ｄに、軸受４７，４７ａを介
して断面円弧状の連結部材５０ａが設けられる。この連
結部材５０ａの両端面に１対の磁石支持環５０，５０が
結合され、これによって、磁石支持環５０，５０は周方
向に正逆回動可能となる。

【００６１】制動時は、図示してないアクチュエータに
よって、磁石支持環５０が制動円板４３の通常の回転方
向と反対の方向に回動され、周方向に並ぶ極性が互いに
異なる２つの磁石５２が、ある共通の強磁性部２１１に
部分的に対向する非制動位置から、各磁石５２が各強磁
性部２１１にそれぞれ対向する制動位置へ切り換わる。

【００６２】第４の実施の形態に係る渦電流減速装置の
側面断面図を図１０に示す。尚、図９と同様の部材には
同じ符号を付している。

【００６３】図９に示した第３の実施の形態に係る渦電
流減速装置は、案内環６１を固定し、磁石支持環５０，
５０を周方向に回動させるものであった。

【００６４】これに対して、図１０に示すように、第４
の実施の形態に係る渦電流減速装置は、回転軸４２に結
合した１つの制動円板４３と、ポールピース４６，４６
を支持する案内環６１と、磁石５２を支持する磁石支持
環１００とを備えている。

【００６５】横断面門字状の案内環６１は、連結部６１
ａとフランジ部６１ｂ，６１ｂとを有しており、連結部
６１ａが制動円板４３の外周面をフランジ部６１ｂ，６
１ｂが制動円板４３の両端面の外周部を取り囲むように
設けられる。ポールピース４６は各案内環６１のフラン
ジ部６１ｂに形成された穴６１ｃに嵌合して設けられ
る。

【００６６】横断面門字状の磁石支持環１００は、連結
部１００ａとフランジ部１００ｂ，１００ｂとを有して
おり、案内環６１を取り囲むように設けられ、連結部１
００ａが車体などの非回転部分に固定して設けられる。
各フランジ部１００ｂ，１００ｂの、案内環６１側端面
におけるポールピース４６の強磁性部２１１に対向する
位置に、磁石５２が、極性が周方向交互に異なるように
設けられる。

【００６７】案内環６１の連結部６１ａと磁石支持環１
００の連結部１００ａとが、軸受４７を介して結合さ
れ、これによって、案内環６１が周方向に正逆回動可能
となる。

【００６８】制動時は、図示してないアクチュエータに
よって、案内環６１が制動円板４３の通常の回転方向に
回動され、周方向に並ぶ極性が互いに異なる２つの磁石
５２が、ある共通の強磁性部２１１に部分的に対向する
非制動位置から、各磁石５２が各強磁性部２１１にそれ
ぞれ対向する制動位置へ切り換わる。

【００６９】第３及び第４の実施の形態に係る渦電流減
速装置において、制動円板４３の一方側の端面だけに対
向して案内環６１のフランジ部６１ｂと磁石支持環５０
（又は１００ｂ）を順に配設しても、渦電流減速装置と
しての機能を果す。

【００７０】また、第３及び第４の実施の形態に係る渦
電流減速装置においても、電気系統や流体圧系統が失陥
した時のことを考慮して、磁石支持環５０を非制動位置
から制動位置へ回動する方向を、制動円板４３の回転方
向ｙと反対の方向にする。制動円板４３が低速回転して
いる際において、磁石支持環５０を非制動位置へ自動復
帰させるためには、制動位置から非制動位置までの約半
分の行程を、ばねの力によって戻すようにする。制動時
の磁石５２の位置を若干非制動位置の方へずらした位置
にすれば、制動円板４３が高速回転している際において
も、磁石支持環５０が非制動位置まで戻り易くなる。

【００７１】さらに、第３及び第４の実施の形態の渦電
流減速装置においても、第１及び第２の実施の形態の渦
電流減速装置と同様の効果が得られる。

【００７２】以上、本発明の実施の形態は、上述した実
施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のもの
が想定されることは言うまでもない。具体的には、本願
発明は、特開平１−２９８９４７号公報に開示される制
動円板型の渦電流減速装置や、非制動時、制動体へ磁束
が洩れないようにした特開平６−３８５０４号公報、特
開平２０００−１１６１０６号公報などに開示される渦
電流減速装置、特開２０００−２３６６５５号に開示さ
れるような軸方向に２列の磁石支持筒を備えた渦電流減
速装置、特願平８−２５７５２１号に開示されるような
２列以上の回動可能の磁石支持筒を備えた渦電流減速装
置にも適用できる。また、ポールピースが周方向に連続
一体に形成された渦電流減速装置にも適用できる。さえ
らに、アクチュエータには流体圧アクチュエータに限ら
ず、モータアクチュエータ（電動機、サーボモータ、ボ
イスコイルモータ、リニアモータなど）を用いることが
できる。

【００７３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。（１）制動の際に、磁石支持筒を制動ドラムと反対方
向へ回動することにより、磁石支持筒を非制動位置へ戻
す場合に、制動ドラムが低速で回転している時や、アク
チュエータの端室に加圧空気を供給しなくても、ばねの
戻し力と反抗磁界による戻し力とにより、磁石支持筒を
非制動位置へ戻すことができる。（２）制動円板に対向して磁石支持環を配置した形式
の渦電流減速装置においても、（１）と同様のことがい
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る渦電流減速装置の側面
断面図である。

【図２】図１における渦電流減速装置の非制動時の正面
断面図である。

【図３】図１における渦電流減速装置の制動時の正面断
面図である。

【図４】図３の変形例を示す正面断面図である。

【図５】第２の実施の形態に係る渦電流減速装置の側面
断面図である。

【図６】図５における渦電流減速装置の正面断面図であ
る。

【図７】図５における渦電流減速装置の非制動時の展開
平面断面図である。

【図８】図５における渦電流減速装置の制動時の展開平
面断面図である。

【図９】第３の実施の形態に係る渦電流減速装置の側面
断面図である。

【図１０】第４の実施の形態に係る渦電流減速装置の側
面断面図である。

【図１１】磁石支持筒が制動位置から非制動位置へ戻ろ
うとする力を表す線図である。

【図１２】図１における渦電流減速装置のポールピース
の一例を示す部分正面図である。

【図１３】図１２のポールピースの第１変形例を示す部
分正面図である。

【図１４】図１２のポールピースの第２変形例を示す部
分正面図である。

【図１５】図１２のポールピースの第３変形例を示す部
分正面図である。

【図１６】図１２のポールピースの第４変形例を示す部
分正面図である。

【図１７】図１２のポールピースの第５変形例を示す部
分正面図である。

【図１８】図１２のポールピースの製造方法の一例を示
す部分斜視図である。

【図１９】図１２のポールピースの第６変形例を示す部
分正面図である。

【図２０】図１２のポールピースの第７変形例を示す部
分正面図である。

【図２１】図５における渦電流減速装置のポールピース
の一例を示す部分斜視図である。

【符号の説明】

１，４２回転軸７制動ドラム１０，６１案内筒１４磁石支持筒１５，４６，１３５，１４５，１５５，１６５，１７５
強磁性体２０，５６アクチュエータ２４，５２磁石３５バネ４３制動円板６１案内環５０，１００磁石支持環１２１，１３１，１４１，１５１，１６１，１７１，２
１１強磁性部１２２，１６２，１７２，２１２連結部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸に結合して設けた制動ドラムと、
該制動ドラムの内部に設けられ、断面略矩形の内空部を
有する不動の案内筒と、該案内筒の内空部に設けた磁石
支持筒と、該磁石支持筒の外周面に周方向等間隔に、か
つ、極性が周方向交互に異なるように設けた多数の磁石
と、案内筒の外筒部周面の、各磁石と対応する位置に設
けた多数の強磁性部とを備えた渦電流減速装置におい
て、磁性材からなるリング体で各強磁性部と連結部とが
一体に連結された強磁性体を形成し、また、制動時に、
上記磁石支持筒を、極性がお互いに異なる隣接する２つ
の磁石が共通の強磁性部に部分的に対向する非制動位置
から、各磁石が各強磁性部にそれぞれ対向する制動位置
まで、周方向に、かつ、制動ドラムの通常の回転方向と
反対の方向に回動させるべく、磁石支持筒に接続してア
クチュエータを設けたことを特徴とする渦電流減速装
置。
【請求項２】回転軸に結合して設けた制動円板と、該
制動円板の少なくとも一方の端面に対向して設けた不動
の案内環と、該案内環の外側方に設けた磁石支持環と、
該磁石支持環の制動円板側端面に周方向等間隔に、か
つ、極性が周方向交互に異なるように設けた多数の磁石
と、案内環に固定して、かつ、各磁石と対応する位置に
設けた多数の強磁性部とを備えた渦電流減速装置におい
て、磁性材からなるリング体で各強磁性部と連結部とが
一体に連結された強磁性体を形成し、また、制動時に、
上記磁石支持環を、極性がお互いに異なる隣接する２つ
の磁石が共通の強磁性部に部分的に対向する非制動位置
から、各磁石が各強磁性部にそれぞれ対向する制動位置
まで、周方向に、かつ、制動円板の通常の回転方向と反
対の方向に回動させるべく、磁石支持環に接続してアク
チュエータを設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項３】回転軸に結合して設けた一対の制動円板
と、該制動円板間に設けられ、断面略矩形の内空部を有
する不動の案内筒と、該案内筒の内空部に設けた磁石支
持環と、該磁石支持環の内周部に周方向等間隔に、か
つ、極性が周方向交互に異なるように設けた多数の磁石
と、案内筒に固定して、かつ、各制動円板と各磁石との
間の、各磁石と対応する位置に設けた一対の多数の強磁
性部とを備えた渦電流減速装置において、磁性材からな
るリング体で各強磁性部と連結部とが一体に連結された
強磁性体を形成し、また、制動時に、上記磁石支持環
を、極性がお互いに異なる隣接する２つの磁石が共通の
強磁性部に部分的に対向する非制動位置から、各磁石が
各強磁性部にそれぞれ対向する制動位置まで、周方向
に、かつ、制動円板の通常の回転方向と反対の方向に回
動させるべく、磁石支持筒に接続してアクチュエータを
設けたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項４】上記強磁性体は周方向交互に強磁性部と
連結部とを備え、強磁性部の径方向又は軸方向の厚さ
を、連結部の径方向又は軸方向の厚さより肉厚に形成し
た請求項１から３いずれかに記載の渦電流減速装置。
【請求項５】上記強磁性体を、リング状の薄鋼板を軸
方向に積層して形成した請求項１から４いずれかに記載
の渦電流減速装置。
【請求項６】上記強磁性体の連結部に穴部を形成し、
その穴部に非磁性部材を挿入配置した請求項４または５
に記載の渦電流減速装置。
【請求項７】制動解除時、上記磁石支持筒又は磁石支
持環を制動位置から非制動位置までの行程の約半分の行
程を押し戻すバネを、上記アクチュエータの内部、上記
案内筒の内空部、又は上記案内環の内周部に収容して設
けた請求項１から６いずれかに記載の渦電流減速装置。
【請求項８】制動解除時、上記磁石支持筒又は磁石支
持環を制動位置から非制動位置までの行程の約半分の行
程を強い力で、残りの約半分の行程を弱い力で押し戻す
バネを、上記アクチュエータの内部、上記案内筒の内空
部、又は上記案内環の内周部に収容して設けた請求項１
から６いずれかに記載の渦電流減速装置。
【請求項９】上記各磁石の制動位置を、各磁石が各強
磁性部にそれぞれ対向する位置から非制動位置側にやや
オフセットした位置とする請求項１から８いずれかに記
載の渦電流減速装置。