JP6870397B2 - 渦電流式減速装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、永久磁石を用いた渦電流式減速装置およびその製造方法に関する。

従来、トラックおよびバス等の大型自動車において、補助ブレーキとして、渦電流式減速装置が用いられている。図７は、従来の渦電流式減速装置の一例を示す概略断面図である。

図７に示す渦電流式減速装置１００は、ロータ１０およびステータ１２を備えている。ロータ１０は、連結部材１０ａ、連結部材１０ｂ、および制動ドラム１０ｃを備えている。連結部材１０ａは、筒形状を有し、プロペラシャフト等の回転軸５０に固定される。連結部材１０ｂは、例えば中空円板形状を有し、連結部材１０ａに固定される。制動ドラム１０ｃは、円筒形状を有し、連結部材１０ｂの外周縁に固定されている。制動ドラム１０ｃは、強磁性体材料からなる。このような構成により、連結部材１０ａ、連結部材１０ｂおよび制動ドラム１０ｃは、回転軸５０と一体的に回転する。なお、図示は省略しているが、制動ドラム１０ｃの外周面には、例えば、複数のフィンが設けられる。

ステータ１２は、ステータ本体１２ａ、回動ユニット１２ｂ、および固定ユニット１２ｃを備えている。ステータ本体１２ａは、連結部材１０ａに対して相対回転可能に設けられている。したがって、ステータ本体１２ａ（ステータ１２）は、回転軸５０及びロータ１０が回転しても回転しない。ステータ本体１２ａは、例えば、車体（図示せず）に固定される。

回動ユニット１２ｂは、第１支持体１４および複数の永久磁石１６を含む。第１支持体１４は、強磁性体材料（例えば、炭素鋼）からなる。固定ユニット１２ｃは、第２支持体１８および複数のポールピース２０を含む。第２支持体１８は、非磁性体材料からなる。ポールピース２０は、強磁性体材料からなる。

図８は、制動ドラム１０ｃ、回動ユニット１２ｂおよび固定ユニット１２ｃの断面の一部を示す概略図であり、図８（ａ）は、制動時の状態を示し、図８（ｂ）は、非制動時の状態を示す。なお、図８に示した断面は、制動ドラム１０ｃの軸方向Ａ（図７参照）に垂直な断面である。

図７および図８を参照して、第１支持体１４は円筒形状を有し、ステータ本体１２ａに対して相対回転可能にステータ本体１２ａに支持されている。第１支持体１４は、制動ドラム１０ｃの径方向において、制動ドラム１０ｃの内側に配置されている。第１支持体１４は、図示しない駆動装置によって駆動されることによって、周方向に回動する。

図８を参照して、複数の永久磁石１６は、第１支持体１４の周方向に沿って並ぶように、第１支持体１４の外周面に固定されている。永久磁石１６は、例えば、接着材によって第１支持体１４に固定されている。複数の永久磁石１６は、第１支持体１４の周方向において、等間隔に配置されている。各永久磁石１６は、第１支持体１４の径方向における一方側にＮ極を有し、前記径方向における他方側にＳ極を有している。複数の永久磁石１６は、第１支持体１４の周方向において互いに隣り合う永久磁石１６の磁極（Ｎ極およびＳ極）の位置が互いに逆になるように、第１支持体１４に固定されている。すなわち、複数の永久磁石１６は、磁極の向きが交互に異なるように、第１支持体１４の周方向に沿って配置されている。

図８を参照して、第２支持体１８は、第１支持体１４の軸方向に延びる複数の支持部１８ａを有している。第１支持体１４の径方向において、制動ドラム１０ｃと複数の永久磁石１６との間に配置されている。複数の支持部１８ａは、第１支持体１４の周方向に沿って並ぶように、等間隔に配置されている。

複数のポールピース２０はそれぞれ、第１支持体１４の周方向において隣り合う一対の支持部１８ａの間に配置されている。これにより、複数のポールピース２０は、第１支持体１４の径方向において、制動ドラム１０ｃと複数の永久磁石１６との間に配置されている。また、複数のポールピース２０は、第１支持体１４の周方向に沿って並ぶように、等間隔に配置されている。図８に示した例では、複数の永久磁石１６と同数のポールピース２０が、第２支持体１８によって支持されている。

図８（ａ）を参照して、制動ドラム１０ｃの回転中に制動ドラム１０ｃを制動する際には、複数の永久磁石１６と複数のポールピース２０とが、第１支持体１４の径方向においてそれぞれ対向するように、回動ユニット１２ｂが位置付けられる。この場合、第１支持体１４と、複数の永久磁石１６と、複数のポールピース２０と、制動ドラム１０ｃとによって、図８（ａ）に矢印（実線）で示すような複数の磁気回路が形成される。これにより、複数の永久磁石１６からの磁界の作用によって、制動ドラム１０ｃの内周面に渦電流が発生する。この渦電流と、複数の永久磁石１６からの磁界との相互作用により、制動ドラム１０ｃに対して制動力が作用する。その結果、回転軸５０を減速することができる。

一方、図８（ｂ）を参照して、非制動時には、複数の永久磁石１６と複数の支持部１８ａとが、第１支持体１４の径方向においてそれぞれ対向するように、回動ユニット１２ｂが位置付けられる。言い換えると、永久磁石１６が、各ポールピース２０に対して第１支持体１４の周方向にずれるように、回動ユニット１２ｂが位置付けられる。この場合、第１支持体１４と、複数の永久磁石１６と、複数のポールピース２０とによって、矢印（実線）で示すような短絡的磁気回路が形成される。この場合、制動ドラム１０ｃには、複数の永久磁石１６からの磁束が基本的には作用せず、制動ドラム１０ｃに作用する制動トルクは非常に小さくなる。なお、図８（ｂ）に矢印（破線）で示すような漏れ磁束が存在する場合には、制動トルク（引きずりトルク）が弱いながらも発生することになる。

渦電流式減速装置１００においては、制動状態と非制動状態とを切り換える際に、永久磁石１６に慣性力が作用するとともに、永久磁石１６およびポールピース２０の間で吸引力が作用する。このため、複数の永久磁石１６は、第１支持体１４に強固に支持されている必要がある。そこで、本発明者らは、上記のような構成を有する渦電流式減速装置において、複数の永久磁石を適切に支持するための方法について、種々の検討を行ってきた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１８０１７２号公報

特許文献１に開示された渦電流式減速装置では、磁石支持リングに接着された複数の永久磁石の間に、非磁性の弾性固定部材が配置されている。この場合、制動状態と非制動状態とを切り替えた際に永久磁石に慣性力が作用しても、磁石支持リングの周方向において、弾性固定部材によって永久磁石を適切に支持することができる。その結果、永久磁石を、長期に亘って安定して磁石支持リングに固定することができる。

ところで、渦電流式減速装置において本発明者らがさらに研究を進める過程で、永久磁石を支持するための固定部材を、磁石支持リングにさらに安定して固定したいという要望が出てきた。そうすることで、渦電流式減速装置の寿命をさらに向上することができるからである。

本発明は、永久磁石を支持するための固定部材が十分な強度で固定された渦電流式減速装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、下記の渦電流式減速装置および渦電流式減速装置の製造方法を要旨とする。

（１）回転軸の回転を制動するための渦電流式減速装置であって、
前記回転軸と一体的に回転するように設けられた円筒状の制動ドラムと、
前記制動ドラムの径方向において前記制動ドラムの内側に配置され、かつ周方向に回転可能に設けられた、磁性体材料からなる円筒状の第１支持体と、
前記第１支持体の周方向に沿って並ぶように、かつ磁極の向きが交互に異なるように前記第１支持体の外周面に固定された、複数の永久磁石と、
前記複数の永久磁石の間にそれぞれ配置され、底部および前記第１支持体の軸方向に延びる一対の側壁部を有し、かつ前記底部が前記第１支持体の外周面に溶接された、非磁性体材料からなる複数の固定部材と、
前記第１支持体の径方向において、前記複数の永久磁石と前記制動ドラムとの間に設けられ、かつ前記第１支持体の周方向に沿って並ぶように設けられた複数のポールピースと、
前記複数のポールピースを支持する、非磁性体材料からなる第２支持体と、
前記複数の固定部材の前記底部と前記第１支持体との接合部にそれぞれ形成された、複数のナゲットと、を備え、
前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する断面において、前記底部は、前記底部の前記第１支持体とは反対側の面が凹むように、圧縮部を有する、渦電流式減速装置。

（２）前記圧縮部は、前記第１支持体の径方向から見て、前記ナゲットに重なるように設けられる、上記（１）に記載の渦電流式減速装置。

（３）前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する前記断面において、前記圧縮部は、前記ナゲットの一端側および他端側の少なくとも一方に設けられる、上記（１）または（２）に記載の渦電流式減速装置。

（４）前記第１支持体は炭素鋼からなり、
前記固定部材は、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、
当該渦電流式減速装置は、
前記第１支持体の外周面に設けられたニッケル系めっき層と、
前記第１支持体と前記固定部材との間において前記ナゲットの周囲を覆うように形成された、前記ニッケル系めっき層の溶融凝固部とをさらに有し、
前記圧縮部は、前記第１支持体の径方向から見て、前記溶融凝固部に重なるように設けられる、上記（１）から（３）のいずれかに記載の渦電流式減速装置。

（５）前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する前記断面において、前記圧縮部は、前記溶融凝固部の一端側および他端側の少なくとも一方に設けられる、上記（４）に記載の渦電流式減速装置。

（６）上記（１）から（５）のいずれかに記載された渦電流式減速装置の製造方法であって、
前記固定部材の底部を前記第１支持体の外周面にスポット溶接する溶接工程と、
前記第１支持体の径方向において、前記底部の外側から押圧部材によって前記底部を押し込むことによって、前記底部に前記圧縮部を形成する押し込み工程と、
前記底部から前記押圧部材を離す除荷工程と、を備え、
前記溶接工程では、前記固定部材の底部と前記第１支持体の外周面との間に前記ナゲットが形成され、
前記押し込み工程では、前記圧縮部は、前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する前記渦電流式減速装置の断面において、前記底部の前記第１支持体とは反対側の面が凹むように形成される、渦電流式減速装置の製造方法。

本発明によれば、永久磁石を支持するための固定部材が十分な強度で固定された渦電流式減速装置を得ることができる。

図１は、渦電流式減速装置を示す断面図である。 図２は、回動ユニットの一部を示す斜視図である。 図３は、第１支持体の径方向外側から回動ユニットを見た図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明するための図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る渦電流式減速装置を説明するための図である。 図７は、従来の渦電流式減速装置の一例を示す概略断面図である。 図８は、制動ドラム、回動ユニットおよび固定ユニットの断面の一部を示す概略図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る渦電流式減速装置および固定部材の固定方法について説明する。

（渦電流式減速装置の構成）
まず、本発明の第１実施形態に係る渦電流式減速装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る渦電流式減速装置１を示す断面図である。なお、図１に示す渦電流式減速装置１が、図７に示した渦電流式減速装置１００と異なるのは、回動ユニット１２ｂ（図７参照）の代わりに、回動ユニット３０を備えている点である。したがって、以下の渦電流式減速装置１の説明においては、回動ユニット３０以外の構成についての説明は省略する。

図２は、回動ユニット３０の一部を示す斜視図である。回動ユニット３０が、上述の回動ユニット１２ｂと異なるのは、第１支持体１４の周方向に沿って並ぶ複数の固定部材３２をさらに有している点である。固定部材３２は、非磁性体材料からなる。本実施形態では、固定部材３２は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる。複数の固定部材３２はそれぞれ、複数の永久磁石１６の間において、第１支持体１４に固定されている。本実施形態では、後述するように、複数の固定部材３２はそれぞれ、スポット溶接によって第１支持体１４の外周面に固定されている。

図３は、第１支持体１４の径方向外側から回動ユニット３０を見た図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。なお、図４に示す断面は、第１支持体１４の軸方向に直交する断面である。

図２〜４を参照して、固定部材３２は、底部３４および周壁部３６を有している。周壁部３６は、底部３４の外周縁から、第１支持体１４の周方向および軸方向に広がりつつ、第１支持体１４の径方向に延びるように形成されている。すなわち、本実施形態では、固定部材３２は、バスタブ形状を有している。

本実施形態では、周壁部３６は、第１支持体１４の軸方向に延びる一対の側壁部３６ａと、一対の側壁部３６ａを接続するように第１支持体１４の周方向に延びる一対の側壁部３６ｂとを含む。なお、固定部材の形状は、図２〜４に示した例に限定されない。例えば、固定部材が、一対の側壁部３６ｂを有していなくてもよい。

図３および図４を参照して、本実施形態では、固定部材３２の底部３４と第１支持体１４の外周面との接合部には、スポット溶接によってナゲット３８が形成されている。図３を参照して、本実施形態では、固定部材３２ごとに、第１支持体１４の軸方向に並ぶように複数（本実施形態では２つ）のナゲット３８が形成されている。

図４を参照して、ナゲット３８を含みかつ第１支持体１４の軸方向に直交する断面において、底部３４の第１支持体１４とは反対側の面が凹むように、複数の圧縮部４０が形成されている。図３を参照して、本実施形態では、一つのナゲット３８に対して、複数（本実施形態では２つ）の圧縮部４０が形成されている。圧縮部４０は、底部３４のうち、後述する押し込み工程において押圧部材４２によって押し込まれることによって圧縮された部分（圧縮凹部）である。

図３を参照して、本実施形態では、各圧縮部４０は、第１支持体１４の径方向から見て、ナゲット３８に重なるように設けられる。また、図４に示す断面において、圧縮部４０は、ナゲット３８の一端側および他端側（第１支持体１４の周方向における一端側および他端側）に設けられる。具体的には、第１支持体１４の径方向においてナゲット３８の上記一端部および他端部に対向する位置に、それぞれ圧縮部４０が形成されている。なお、圧縮部４０は、図４に示す断面において、ナゲット３８の一端側および他端側のうちの一方のみに設けられていてもよい。また、第１支持体１４の径方向から見た場合に、ナゲット３８の中心に重なるように圧縮部４０が形成されてもよい。

図３を参照して、本実施形態では、圧縮部４０は、第１支持体１４の径方向から見た場合に円形状を有している。ただし、圧縮部４０の形状は図３の例に限定されない。例えば、圧縮部は、第１支持体１４の径方向から見た場合に、第１支持体１４の軸方向に延びる長円形状または楕円形状を有していてもよい。

（渦電流式減速装置の製造方法）
次に、本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る渦電流式減速装置の製造方法を説明するための図であり、図５（ａ）は、溶接工程を示す図であり、図５（ｂ）は、押し込み工程を示す図であり、図５（ｃ）は、除荷工程を示す図である。

本実施形態に係る渦電流式減速装置は、以下に説明する固定部材の固定方法（溶接工程、押し込み工程、および除荷工程）を経て製造された回動ユニットを用いて製造される。渦電流式減速装置を製造するに際して、以下に説明する固定方法以外の工程については、公知の種々の工程を利用できる。したがって、以下においては、渦電流式減速装置の製造工程のうち、固定方法以外の工程についての説明は省略する。

図５（ａ）を参照して、本実施形態に係る固定方法では、まず、公知の方法によって、固定部材３２の底部３４を、第１支持体１４の外周面にスポット溶接する（溶接工程）。この溶接工程によって、底部３４と第１支持体１４の外周面との間に、ナゲット３８が形成される。図３に示した回動ユニット３０を製造する際には、固定部材３２ごとに、２回の溶接工程が行われる。すなわち、固定部材３２ごとに、２つのナゲット３８が形成される。

次に、図５（ｂ）を参照して、第１支持体１４の径方向において底部３４の外側から、押圧部材４２を底部３４に押し込むことによって、底部３４に圧縮部４０を形成する（押し込み工程）。押し込み工程においては、底部３４のうち、押圧部材４２によって押された部分が、塑性変形する。具体的には、押圧部材４２によって押された部分が、第１支持体１４の周方向に延びるように変形する。これにより、押圧部材４２によって押された部分に、上記周方向の引張応力および引張塑性ひずみが生じる。なお、図５（ｂ）においては、図面が煩雑になることを避けるために、引張応力を示す矢印を第１支持体１４上に示しているが、引張応力は、底部３４において発生している。図５（ｃ）における圧縮応力についても同様である。

次に、図５（ｃ）を参照して、底部３４から押圧部材４２を離す（除荷工程）。この除荷工程において、スプリングバック現象によって、圧縮部４０に、第１支持体１４の周方向において圧縮残留応力が生じる。押し込み工程および除荷工程は、形成される圧縮部４０の数に応じて繰り返し実行される。

なお、詳細な説明は省略するが、複数の永久磁石１６は、複数の固定部材３２を第１支持体１４に固定する前に、第１支持体１４に接着してもよく、複数の固定部材３２を第１支持体１４に固定した後に、第１支持体１４に接着してもよい。

（本実施形態の効果）
以上のように、本実施形態においては、圧縮部４０に圧縮残留応力を発生させることができる。これにより、固定部材３２が第１支持体１４から外れることを十分に抑制することができる。具体的には、渦電流式減速装置１を制動状態と非制動状態との間で切り換える際には、固定部材３２に、第１支持体１４の周方向への衝撃荷重が付加される。言い換えると、固定部材３２を第１支持体１４から剥がすように働く力が、固定部材３２に付加される。これにより、固定部材３２の底部３４には、第１支持体１４の周方向において引張荷重が付与される。しかし、上記のように、本実施形態では、圧縮部４０に圧縮残留応力が付与されているので、底部３４に引張荷重が付与されても、底部３４（特に、応力が集中しやすいナゲット３８の周辺部）において大きな引張応力が生じることを防止することができる。これにより、固定部材３２と第１支持体１４との接合強度を十分に向上させることができる。また、底部３４のうちナゲット３８の周辺部において亀裂が生じることを十分に抑制できる。これらの結果、固定部材３２と第１支持体１４との接合部の疲労強度を向上させることができ、渦電流式減速装置１の寿命を向上させることができる。

なお、渦電流式減速装置１においては、制動状態から非制動状態へ切り替える時と、非制動状態から制動状態へ切り替える時とでは、第１支持体１４の回動方向が反対になる。このため、ナゲット３８の周囲において最大の応力が発生する位置は、制動状態から非制動状態へ切り替える時と、非制動状態から制動状態へ切り替える時とで異なる。具体的には、制動状態から非制動状態へ切り替える時と、非制動状態から制動状態へ切り替える時とで、上記最大応力が発生する位置は、円形のナゲット３８の周囲において、１８０度離れた位置になる。

また、永久磁石１６から固定部材３２に加わる衝撃荷重の大きさは、制動状態から非制動状態へ切り替える時と、非制動状態から制動状態へ切り替える時とで異なる。ロータ１０の回転数が低い時は、制動状態から非制動状態へ切り替える時に大きな衝撃荷重が固定部材３２に加わる。一方、ロータ１０の回転数が高い時は、非制動状態から制動状態へ切り替える時に大きな衝撃荷重が固定部材３２に加わる。

したがって、ロータ１０の回転数が低い領域でのみ使用される渦電流式減速装置１では、制動状態から非制動状態へ切り替える時に最大応力が発生する位置のみに圧縮部４０を形成すればよい。一方、ロータ１０の回転数が高い領域まで使用される渦電流式減速装置１では、ナゲット３８の周囲において最大応力が発生する２箇所に圧縮部４０を形成することが好ましい。

（第２実施形態）
第１支持体１４を炭素鋼によって形成する場合、長期間使用すると、第１支持体１４の表面に錆が発生するおそれがある。そこで、本発明者らは、錆の発生を防止するために、第１支持体１４の外周面にニッケル系めっき層を形成することを試みた。しかしながら、この場合、固定部材３２を第１支持体１４にスポット溶接する際に、第１支持体１４と固定部材３２との間において、ナゲット３８の周囲を覆うようにニッケル系めっき層の溶融凝固部が形成されることが分かった。さらに、渦電流式減速装置を制動状態と非制動状態との間で切り換える際に、固定部材３２の底部３４のうち、上記溶融凝固部の周辺において応力集中が発生する場合があることが分かった。以下において説明する渦電流式減速装置は、これらの知見に基づいて発明されたものである。

図６は、本発明の第２実施形態に係る渦電流式減速装置を説明するための図であり、図６（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る渦電流式減速装置の回動ユニットを示す拡大図であり、図６（ｂ）は、回動ユニットの他の例を示す拡大図であり、図６（ｃ）は、回動ユニットのさらに他の例を示す拡大図である。なお、図６においては、回動ユニットのうち、ナゲット３８の周辺のみを示している。

上述の第１実施形態に係る渦電流式減速装置１と、第２実施形態に係る渦電流式減速装置とでは、回動ユニットの構成が異なる。具体的には、図６（ａ）に示すように、本実施形態に係る回動ユニット３０ａでは、第１支持体１４の外周面に、ニッケル系めっき層４４が形成されている。また、第１支持体１４と固定部材３２（より具体的には底部３４）との間において、ナゲット３８の周囲を覆うように、ニッケル系めっき層の溶融凝固部４６が形成されている。

図６（ａ）に示すように、本実施形態では、ナゲット３８を含みかつ第１支持体１４の軸方向に直交する断面において、圧縮部４０は、溶融凝固部４６の一端側および他端側（第１支持体１４の周方向における一端側および他端側）に設けられる。具体的には、第１支持体１４の径方向において、溶融凝固部４６の上記一端部および他端部に対向する位置にそれぞれ圧縮部４０が形成されている。言い換えると、圧縮部４０は、第１支持体１４の径方向においてニッケル系めっき層４４と溶融凝固部４６との境界部に対向する位置に形成されている。本実施形態では、圧縮部４０は、第１支持体１４の径方向から見て、溶融凝固部４６に重なるように設けられている。圧縮部４０は、第１実施形態と同様に形成される。これにより、圧縮部４０近傍には、圧縮残留応力が付与されている。

本実施形態では、底部３４に引張荷重が付与されたとしても、圧縮部４０近傍に圧縮残留応力が付与されているので、底部３４のうちニッケル系めっき層４４と溶融凝固部４６との境界部近傍において大きな引張応力が生じることを防止することができる。これにより、固定部材３２と第１支持体１４との接合強度を十分に向上させることができる。また、底部３４のうち溶融凝固部４６の周辺部において亀裂が生じることを十分に抑制できる。これらの結果、固定部材３２と第１支持体１４との接合部の疲労強度を向上させることができ、渦電流式減速装置の寿命を向上させることができる。

なお、上述の第１実施形態と同様に、一つのナゲット３８に対して複数の圧縮部４０が設けられていてもよく、一つのナゲット３８に対して一つの圧縮部４０が設けられてもよい。

また、圧縮部４０が形成される位置は、上述の例に限定されない。例えば、図６（ｂ）に示す回動ユニット３０ｂのように、第１支持体１４の径方向においてナゲット３８の一端部および他端部（第１支持体１４の周方向における一端部および他端部）に対向する位置に、それぞれ圧縮部４０が形成されてもよい。言い換えると、圧縮部４０は、第１支持体１４の径方向において溶融凝固部４６とナゲット３８との境界部に対向する位置に形成されてもよい。また、図６（ｃ）に示す回動ユニット３０ｃのように、ニッケル系めっき層４４と溶融凝固部４６との境界部およびニッケル系めっき層４４とナゲット３８との境界部に対向する大きさの圧縮部４０を形成してもよい。

（実験）
第２実施形態で説明した回動ユニットの疲労強度を評価するために以下の実験（疲労試験）を行なった。

まず、外径３５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円筒形の第１支持体１４を１１本用意した。各第１支持体１４に、厚さ１０μｍのニッケル系めっきを施した。ニッケル系めっきを施した第１支持体１４の外周面に、図２に示したバスタブ形状を有する固定部材３２をスポット溶接によって固定した。具体的には、図３に示した回動ユニット３０と同様に、底部３４の２箇所をスポット溶接によって第１支持体１４に溶接した。固定部材３２は、厚さ０．３ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼板をプレス成形することにより作製した。

１１本の第１支持体１４のうち、３本の第１支持体１４には、圧縮部４０を形成しなかった。残りの８本の第１支持体１４については、スポット溶接後に、図５で説明した方法によって固定部材３２の底部３４に圧縮部４０を形成した。具体的には、ナゲット３８ごとに、一つの圧縮部４０を形成した。したがって、各固定部材３２において、２つの圧縮部４０を形成した。圧縮部４０は、疲労試験において、荷重が加えられる側壁部３６ａ側に形成した。

疲労試験では，固定部材３２の一方側壁部３６ａ（図４参照）に対して、第１支持体１４の周方向に繰り返しの荷重（４００Ｎ）を負荷した。試験結果および圧縮部の形状を、下記の表１に示す。

表１に示すように、圧縮部４０を形成しなかった試験Ｎｏ．１〜３では、９．８〜１８．５万回の繰り返し荷重により、固定部材３２に亀裂が発生した。一方、圧縮部を形成した試験Ｎｏ．４〜１１では、試験Ｎｏ．１〜３に比べて、疲労寿命が大幅に向上した。特に、試験Ｎｏ．５〜１１では、繰り返し荷重を２００万回負荷しても亀裂が発生しなかった。

以上の結果から、本発明の実施の形態に係る回動ユニットでは、第１支持体１４と固定部材３２との接合部の疲労寿命が十分に向上していることが分かる。

以上のように、本発明によれば、永久磁石を支持するための固定部材が十分な強度で固定された渦電流式減速装置を得ることができる。

１ 渦電流式減速装置
１０ ロータ
１２ ステータ
１４ 第１支持体１４
１６ 永久磁石
１８ 第２支持体
２０ ポールピース
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 回動ユニット
３２ 固定部材
３４ 底部
３６ 周壁部
３８ ナゲット
４０ 圧縮部
４２ 押圧部材
４４ ニッケル系めっき層
４６ 溶融凝固部

Claims (6)

1. 回転軸の回転を制動するための渦電流式減速装置であって、
   前記回転軸と一体的に回転するように設けられた円筒状の制動ドラムと、
   前記制動ドラムの径方向において前記制動ドラムの内側に配置され、かつ周方向に回転可能に設けられた、磁性体材料からなる円筒状の第１支持体と、
   前記第１支持体の周方向に沿って並ぶように、かつ磁極の向きが交互に異なるように前記第１支持体の外周面に固定された、複数の永久磁石と、
   前記複数の永久磁石の間にそれぞれ配置され、底部および前記第１支持体の軸方向に延びる一対の側壁部を有し、かつ前記底部が前記第１支持体の外周面に溶接された、非磁性体材料からなる複数の固定部材と、
   前記第１支持体の径方向において、前記複数の永久磁石と前記制動ドラムとの間に設けられ、かつ前記第１支持体の周方向に沿って並ぶように設けられた複数のポールピースと、
   前記複数のポールピースを支持する、非磁性体材料からなる第２支持体と、
   前記複数の固定部材の前記底部と前記第１支持体との接合部にそれぞれ形成された、複数のナゲットと、を備え、
   前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する断面において、前記底部は、前記底部の前記第１支持体とは反対側の面が凹むように、圧縮部を有し、
   前記圧縮部は、前記第１支持体の径方向から見て、前記ナゲットに重なるように設けられる、渦電流式減速装置。
2. 前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する前記断面において、前記圧縮部は、前記ナゲットの一端側および他端側の少なくとも一方に設けられる、請求項１に記載の渦電流式減速装置。
3. 回転軸の回転を制動するための渦電流式減速装置であって、
   前記回転軸と一体的に回転するように設けられた円筒状の制動ドラムと、
   前記制動ドラムの径方向において前記制動ドラムの内側に配置され、かつ周方向に回転可能に設けられた、磁性体材料からなる円筒状の第１支持体と、
   前記第１支持体の周方向に沿って並ぶように、かつ磁極の向きが交互に異なるように前記第１支持体の外周面に固定された、複数の永久磁石と、
   前記複数の永久磁石の間にそれぞれ配置され、底部および前記第１支持体の軸方向に延びる一対の側壁部を有し、かつ前記底部が前記第１支持体の外周面に溶接された、非磁性体材料からなる複数の固定部材と、
   前記第１支持体の径方向において、前記複数の永久磁石と前記制動ドラムとの間に設けられ、かつ前記第１支持体の周方向に沿って並ぶように設けられた複数のポールピースと、
   前記複数のポールピースを支持する、非磁性体材料からなる第２支持体と、
   前記複数の固定部材の前記底部と前記第１支持体との接合部にそれぞれ形成された、複数のナゲットと、を備え、
   前記第１支持体は炭素鋼からなり、
   前記固定部材は、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、
   前記第１支持体の外周面にニッケル系めっき層が設けられており、
   前記第１支持体と前記固定部材との間において前記ナゲットの周囲を覆うように前記ニッケル系めっき層の溶融凝固部が形成されており、
   前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する断面において、前記底部は、前記底部の前記第１支持体とは反対側の面が凹むように、圧縮部を有し、
   前記圧縮部は、前記第１支持体の径方向から見て、前記溶融凝固部に重なるように設けられる、渦電流式減速装置。
4. 前記圧縮部は、前記第１支持体の径方向から見て、前記ナゲットに重なるように設けられる、請求項３に記載の渦電流式減速装置。
5. 前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する前記断面において、前記圧縮部は、前記溶融凝固部の一端側および他端側の少なくとも一方に設けられる、請求項３または４に記載の渦電流式減速装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載された渦電流式減速装置の製造方法であって、
   前記固定部材の底部を前記第１支持体の外周面にスポット溶接する溶接工程と、
   前記第１支持体の径方向において、前記底部の外側から押圧部材によって前記底部を押し込むことによって、前記底部に前記圧縮部を形成する押し込み工程と、
   前記底部から前記押圧部材を離す除荷工程と、を備え、
   前記溶接工程では、前記固定部材の底部と前記第１支持体の外周面との間に前記ナゲットが形成され、
   前記押し込み工程では、前記圧縮部は、前記ナゲットを含みかつ前記第１支持体の軸方向に直交する前記渦電流式減速装置の断面において、前記底部の前記第１支持体とは反対側の面が凹むように形成される、渦電流式減速装置の製造方法。

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