JP3651255B2 - 渦電流減速装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は多数の永久磁石(以下、これを単に磁石という)が磁極を制動ドラムの周方向に向けて配され、各磁極から延びる強磁性部材(ポールピース)の先端面が制動ドラムの内周面へ対向し、制動時磁石と制動ドラムとの間に効率的な磁気回路が形成されるようにした渦電流減速装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特公平3-86,060号公報などに開示される磁石式渦電流減速装置は、磁石支持筒を軸方向へ往復動させることにより、制動と非制動の切換えを行うものであるので、磁石支持筒の移動空間分だけ軸方向寸法が長くなるという難点がある。
【0003】
特公平7-118901号公報などに開示される磁石式渦電流減速装置では、制動時可動の磁石支持筒を回動して、可動の磁石支持筒の磁石の極性と不動の磁石支持筒の磁石の極性とが同じになるようにすると、磁石から強磁性板(ポールピース)、制動ドラム、磁石支持筒、磁石へと磁気回路が形成され、回転する制動ドラムが磁石支持筒の磁石からの磁束を横切る時、制動ドラムに渦電流に基づく制動力が発生する。
【0004】
しかし、上述の各渦電流減速装置では、磁石のN極とS極は制動ドラムの径方向に向いており、磁石から強磁性板を経て制動ドラムへ有効に磁束が入るように、磁石の外面と内面を円弧面に加工する必要があり、非常に加工経費が嵩む。また、磁石からの磁束を洩らさず制動ドラムへ入れるためには、強磁性板は磁石を覆う大きなものとなり、強磁性板により磁束密度を有効に高めることができず、制動力を十分に発生させることができない。
【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、全体の形状が小さく、ブロツク(直方体など)形の磁石と強磁性部材の組合体により、制動ドラムとの間に効率的な磁気回路が形成され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された制動ドラムの内部に、軸方向に並ぶ不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒とを前記制動ドラムと同軸に配設し、各磁石支持筒の外周壁に多数の永久磁石を周方向等間隔に支持し、前記各永久磁石の周方向の両端部の磁極面に強磁性部材の基端面を結合し、該強磁性部材の先端面を前記制動ドラムの内周面に対向させ、前記可動の磁石支持筒を正逆回動するアクチユエータを備えたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明では磁石支持筒に対し磁石を両端の磁極が周方向に向くように支持し、磁石の両端の磁極面に、磁石の端面から周方向かつ径外方へ延びる強磁性部材(ポールピース)を結合した構造にする。軸方向に並ぶ不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒の外周面は、非磁性体からなる極く薄い外筒部により覆われ、埃や泥水から保護される。
【0008】
制動時、可動の磁石支持筒と不動の磁石支持筒の各磁石は軸方向に並び、各磁石から磁束が制動ドラムへ入る。回転する制動ドラムが各磁石支持筒の磁石からの磁束を横切る時、制動ドラムに渦電流に基づく制動力が発生する。非制動時、可動の磁石支持筒を不動の磁石支持筒に対し磁石の半配列ピツチ分だけ周方向へずらすと、両方の磁石支持筒の磁石と強磁性部材との間に、磁石支持筒を周回する短絡的磁気回路が形成され、制動ドラムに磁束を及ぼさず、制動力は発生しない。
【0009】
【実施例】
図1,2は本発明が適用される渦電流減速装置の正面断面図、図3は同側面断面図である。渦電流減速装置は制動ドラム13を回転軸4に結合される。このため、変速機の歯車箱2の端壁に軸受3により支持されかつ端壁から突出する出力回転軸4に、スプライン孔5aを有する取付フランジ5が嵌合され、かつ抜け出ないようにナツト6により締結される。取付フランジ5に駐車ブレーキの制動ドラム7の端壁と、渦電流減速装置の制動ドラム13を支持するホイール9と一体のフランジ部9aとが重ね合され、複数のボルト10とナツト10aにより締結される。
【0010】
制動ドラム13は鉄などの透磁率の大なる材料からなり、外周壁に多数の冷却フイン13aが周方向等間隔に備えられる。後述するように、制動ドラム13の基端部は、ホイール9に嵌合されかつホイール9から放射方向へ延びる多数の支持腕(スポーク)12に結合される。制動ドラム13の内部に、断面箱形の内空部23(図2)を有する案内筒18が同軸に配設される。アルミニウムなどの非磁性体からなる不動の案内筒18は、歯車箱2の突壁2aに外嵌固定した枠板31に、図示してないボルトにより固定される。案内筒18は外筒部18aと内筒部18bとの両端に環状の端壁板18c,18dを結合して構成される。図示の実施例では、端壁板18cと内筒部18bとは断面逆L字形をなす筒体として一体に構成され、該筒体に端壁板18dがボルトにより結合され、外筒部18aは薄いステンレス鋼板などの非磁性体からなる。
【0011】
案内筒18の内空部23に、軸方向に並ぶ可動の磁石支持筒19と不動の磁石支持筒19Aとが収容される。磁石支持筒19は軸受22により内筒部18bに正逆回動可能に支持され、磁石支持筒19Aは外筒部18aと内筒部18bに結合される。各磁石支持筒19,19Aの外周壁に多数の磁石20,20Aが周方向等間隔に支持される。
【0012】
図3に示すように、磁石支持筒19の各磁石20は、例えばN極が反時計方向へ向くように配列される。磁石20,20Aの周方向の両端部の磁極面に、円弧状の強磁性部材(ポールピース)21,21Aの基端面が結合される。強磁性部材21,21Aは径外方へ湾曲され、先端面を制動ドラム13の内周面13cへ対向される。磁石20と1対の強磁性部材21とはほぼ馬蹄形をなす。図示の実施例では、強磁性部材21,21Aの幅(制動ドラム13の軸方向の寸法)は磁石20,20Aのそれよりも幾分広く、強磁性部材21,21Aの先端部の幅はさらに広くされる。好ましくは、図2に示すように、各強磁性部材21,21Aの先端部には、互いに接近するように軸方向の突部21aが形成される。
【0013】
補強リブ31aを有する枠板31に、周方向等間隔に複数のアクチユエータ33(図2)が支持される。アクチユエータ33はシリンダ34にピストン35を嵌合して1対の流体圧室を区画し、ピストンロツドから案内筒18のスリツトを経て内空部23へ突出する腕36が可動の磁石支持筒19に連結される。
【0014】
図3に示すように、制動時、磁石支持筒19の磁石20は、磁石支持筒19Aの磁石20Aと軸方向に並ぶ。回転する制動ドラム13が磁石20,20Aから強磁性部材21,21Aを経て制動ドラム13の内周面13cへ及ぶ磁束を横切る時、制動ドラム13に渦電流が発生し、制動ドラム13に制動トルクが発生する。この時、図3に示すように、各磁石20と制動ドラム13との間に磁気回路40が形成される。
【0015】
非制動時、アクチユエータ33により磁石支持筒19を磁石20の半配列ピツチ分だけ回動すると、図4に示す状態になり、磁石20,20Aは制動ドラム13へ磁束を及ぼさなくなり、制動ドラム13に制動トルクは発生しない。つまり、図2,4に示すように、磁石20のS極から延びる強磁性部材21が、磁石20AのN極から延びる強磁性部材21Aの横に並び、磁石20のN極から延びる強磁性部材21が、磁石20AのS極から延びる強磁性部材21Aの横に並ぶ。この時、磁石20のN極から強磁性部材21,強磁性部材21A,磁石20AのS極、磁石20AのN極,強磁性部材21A,強磁性部材21,磁石20のS極へと、短絡的磁気回路40aが形成される。
【0016】
図5,6に示す実施例では、可動の磁石支持筒19と磁石20と強磁性部材21とを一緒に、アルミニウムなどの非磁性材料へ鋳込むなどして一体化し、断面長方形の筒体とする。同様に、不動の磁石支持筒19Aも磁石20Aと強磁性部材21Aと案内筒18の端壁板18dと一体化してもよい。また、外筒部18aを廃し、案内筒18の端壁板18cと可動の磁石支持筒19との間に環状のシール部材30を、可動の磁石支持筒19と不動の磁石支持筒19Aとの間にシール部材30aをそれぞれ介装して埃や泥水などの浸入を防止し、可動の磁石支持筒19の動きの円滑さを確保する。しかし、図1〜4に示す実施例と同様に、非磁性体の薄板からなる外筒部18aを案内筒18に結合し、埃や泥水の浸入を防ぐようにしてもよい。
【0017】
上述の実施例では、制動ドラムの内部に不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒を配設し、可動の磁石支持筒を回動させて、両方の磁石支持筒の磁石が軸方向に並ぶ制動位置と、両方の磁石支持筒の磁石が半配列ピツチだけ周方向に偏倚する非制動位置とに切り換える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はなく、特公平3-86,060号公報に開示されるような制動ドラムに対し磁石支持筒を軸方向に往復移動させて、磁石が制動ドラムの内周面に対向する制動位置と、磁石が制動ドラムの内周面に対向しない非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。
【0018】
【発明の効果】
本発明は上述のように、回転軸に結合された制動ドラムの内部に、軸方向に並ぶ不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒とを前記制動ドラムと同軸に配設し、各磁石支持筒の外周壁に多数の永久磁石を周方向等間隔に支持し、前記各永久磁石の周方向の両端部の磁極面に強磁性部材の基端面を結合し、該強磁性部材の先端面を前記制動ドラムの内周面に対向させ、前記可動の磁石支持筒を正逆回動するアクチユエータを備えたものであり、制動と非制動の切換えを行うために、磁石支持筒を軸方向でなく周方向へ往復移動させることにより、軸方向寸法を短縮し、装置全体の小形化を図ることができる。
【0019】
ブロツク状の磁石の両端に円弧状の強磁性部材を結合したほぼ馬蹄形の組合体を磁石支持筒の外周壁に支持し、磁石支持筒を案内筒の内空部に収容するものであるから、従来の渦電流減速装置よりも磁石と磁石支持筒の構成が簡単になり、磁石支持筒が軽量になる。
【0020】
ブロツク状の磁石と強磁性部材との組合体がほぼ馬蹄形をなすので、磁束の洩れが少く、制動ドラムとの間に効率的な磁気回路が形成され。大きな制動力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図2】同渦電流減速装置の要部を示す正面断面図である。
【図3】同渦電流減速装置の制動状態を示す側面断面図である。
【図4】同渦電流減速装置の非制動状態を示す側面断面図である。
【図5】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要部を示す正面断面図である。
【図6】同渦電流減速装置の磁石支持筒の斜視図である。
【符号の説明】
4:回転軸 5:取付フランジ 7:制動ドラム 12:支持腕 13:制動ドラム 13a:冷却フイン 13c:内周面 18:案内筒 18a:外筒部 18b:内筒部 18c,18d:端壁板 19,19A:磁石支持筒 20,20A:永久磁石 21,21A:強磁性部材 21a:突部 22:軸受 23:内空部 30,30a:シール部材 31:枠板 33:アクチユエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は多数の永久磁石(以下、これを単に磁石という)が磁極を制動ドラムの周方向に向けて配され、各磁極から延びる強磁性部材(ポールピース)の先端面が制動ドラムの内周面へ対向し、制動時磁石と制動ドラムとの間に効率的な磁気回路が形成されるようにした渦電流減速装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特公平3-86,060号公報などに開示される磁石式渦電流減速装置は、磁石支持筒を軸方向へ往復動させることにより、制動と非制動の切換えを行うものであるので、磁石支持筒の移動空間分だけ軸方向寸法が長くなるという難点がある。
【0003】
特公平7-118901号公報などに開示される磁石式渦電流減速装置では、制動時可動の磁石支持筒を回動して、可動の磁石支持筒の磁石の極性と不動の磁石支持筒の磁石の極性とが同じになるようにすると、磁石から強磁性板(ポールピース)、制動ドラム、磁石支持筒、磁石へと磁気回路が形成され、回転する制動ドラムが磁石支持筒の磁石からの磁束を横切る時、制動ドラムに渦電流に基づく制動力が発生する。
【0004】
しかし、上述の各渦電流減速装置では、磁石のN極とS極は制動ドラムの径方向に向いており、磁石から強磁性板を経て制動ドラムへ有効に磁束が入るように、磁石の外面と内面を円弧面に加工する必要があり、非常に加工経費が嵩む。また、磁石からの磁束を洩らさず制動ドラムへ入れるためには、強磁性板は磁石を覆う大きなものとなり、強磁性板により磁束密度を有効に高めることができず、制動力を十分に発生させることができない。
【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、全体の形状が小さく、ブロツク(直方体など)形の磁石と強磁性部材の組合体により、制動ドラムとの間に効率的な磁気回路が形成され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された制動ドラムの内部に、軸方向に並ぶ不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒とを前記制動ドラムと同軸に配設し、各磁石支持筒の外周壁に多数の永久磁石を周方向等間隔に支持し、前記各永久磁石の周方向の両端部の磁極面に強磁性部材の基端面を結合し、該強磁性部材の先端面を前記制動ドラムの内周面に対向させ、前記可動の磁石支持筒を正逆回動するアクチユエータを備えたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明では磁石支持筒に対し磁石を両端の磁極が周方向に向くように支持し、磁石の両端の磁極面に、磁石の端面から周方向かつ径外方へ延びる強磁性部材(ポールピース)を結合した構造にする。軸方向に並ぶ不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒の外周面は、非磁性体からなる極く薄い外筒部により覆われ、埃や泥水から保護される。
【0008】
制動時、可動の磁石支持筒と不動の磁石支持筒の各磁石は軸方向に並び、各磁石から磁束が制動ドラムへ入る。回転する制動ドラムが各磁石支持筒の磁石からの磁束を横切る時、制動ドラムに渦電流に基づく制動力が発生する。非制動時、可動の磁石支持筒を不動の磁石支持筒に対し磁石の半配列ピツチ分だけ周方向へずらすと、両方の磁石支持筒の磁石と強磁性部材との間に、磁石支持筒を周回する短絡的磁気回路が形成され、制動ドラムに磁束を及ぼさず、制動力は発生しない。
【0009】
【実施例】
図1,2は本発明が適用される渦電流減速装置の正面断面図、図3は同側面断面図である。渦電流減速装置は制動ドラム13を回転軸4に結合される。このため、変速機の歯車箱2の端壁に軸受3により支持されかつ端壁から突出する出力回転軸4に、スプライン孔5aを有する取付フランジ5が嵌合され、かつ抜け出ないようにナツト6により締結される。取付フランジ5に駐車ブレーキの制動ドラム7の端壁と、渦電流減速装置の制動ドラム13を支持するホイール9と一体のフランジ部9aとが重ね合され、複数のボルト10とナツト10aにより締結される。
【0010】
制動ドラム13は鉄などの透磁率の大なる材料からなり、外周壁に多数の冷却フイン13aが周方向等間隔に備えられる。後述するように、制動ドラム13の基端部は、ホイール9に嵌合されかつホイール9から放射方向へ延びる多数の支持腕(スポーク)12に結合される。制動ドラム13の内部に、断面箱形の内空部23(図2)を有する案内筒18が同軸に配設される。アルミニウムなどの非磁性体からなる不動の案内筒18は、歯車箱2の突壁2aに外嵌固定した枠板31に、図示してないボルトにより固定される。案内筒18は外筒部18aと内筒部18bとの両端に環状の端壁板18c,18dを結合して構成される。図示の実施例では、端壁板18cと内筒部18bとは断面逆L字形をなす筒体として一体に構成され、該筒体に端壁板18dがボルトにより結合され、外筒部18aは薄いステンレス鋼板などの非磁性体からなる。
【0011】
案内筒18の内空部23に、軸方向に並ぶ可動の磁石支持筒19と不動の磁石支持筒19Aとが収容される。磁石支持筒19は軸受22により内筒部18bに正逆回動可能に支持され、磁石支持筒19Aは外筒部18aと内筒部18bに結合される。各磁石支持筒19,19Aの外周壁に多数の磁石20,20Aが周方向等間隔に支持される。
【0012】
図3に示すように、磁石支持筒19の各磁石20は、例えばN極が反時計方向へ向くように配列される。磁石20,20Aの周方向の両端部の磁極面に、円弧状の強磁性部材(ポールピース)21,21Aの基端面が結合される。強磁性部材21,21Aは径外方へ湾曲され、先端面を制動ドラム13の内周面13cへ対向される。磁石20と1対の強磁性部材21とはほぼ馬蹄形をなす。図示の実施例では、強磁性部材21,21Aの幅(制動ドラム13の軸方向の寸法)は磁石20,20Aのそれよりも幾分広く、強磁性部材21,21Aの先端部の幅はさらに広くされる。好ましくは、図2に示すように、各強磁性部材21,21Aの先端部には、互いに接近するように軸方向の突部21aが形成される。
【0013】
補強リブ31aを有する枠板31に、周方向等間隔に複数のアクチユエータ33(図2)が支持される。アクチユエータ33はシリンダ34にピストン35を嵌合して1対の流体圧室を区画し、ピストンロツドから案内筒18のスリツトを経て内空部23へ突出する腕36が可動の磁石支持筒19に連結される。
【0014】
図3に示すように、制動時、磁石支持筒19の磁石20は、磁石支持筒19Aの磁石20Aと軸方向に並ぶ。回転する制動ドラム13が磁石20,20Aから強磁性部材21,21Aを経て制動ドラム13の内周面13cへ及ぶ磁束を横切る時、制動ドラム13に渦電流が発生し、制動ドラム13に制動トルクが発生する。この時、図3に示すように、各磁石20と制動ドラム13との間に磁気回路40が形成される。
【0015】
非制動時、アクチユエータ33により磁石支持筒19を磁石20の半配列ピツチ分だけ回動すると、図4に示す状態になり、磁石20,20Aは制動ドラム13へ磁束を及ぼさなくなり、制動ドラム13に制動トルクは発生しない。つまり、図2,4に示すように、磁石20のS極から延びる強磁性部材21が、磁石20AのN極から延びる強磁性部材21Aの横に並び、磁石20のN極から延びる強磁性部材21が、磁石20AのS極から延びる強磁性部材21Aの横に並ぶ。この時、磁石20のN極から強磁性部材21,強磁性部材21A,磁石20AのS極、磁石20AのN極,強磁性部材21A,強磁性部材21,磁石20のS極へと、短絡的磁気回路40aが形成される。
【0016】
図5,6に示す実施例では、可動の磁石支持筒19と磁石20と強磁性部材21とを一緒に、アルミニウムなどの非磁性材料へ鋳込むなどして一体化し、断面長方形の筒体とする。同様に、不動の磁石支持筒19Aも磁石20Aと強磁性部材21Aと案内筒18の端壁板18dと一体化してもよい。また、外筒部18aを廃し、案内筒18の端壁板18cと可動の磁石支持筒19との間に環状のシール部材30を、可動の磁石支持筒19と不動の磁石支持筒19Aとの間にシール部材30aをそれぞれ介装して埃や泥水などの浸入を防止し、可動の磁石支持筒19の動きの円滑さを確保する。しかし、図1〜4に示す実施例と同様に、非磁性体の薄板からなる外筒部18aを案内筒18に結合し、埃や泥水の浸入を防ぐようにしてもよい。
【0017】
上述の実施例では、制動ドラムの内部に不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒を配設し、可動の磁石支持筒を回動させて、両方の磁石支持筒の磁石が軸方向に並ぶ制動位置と、両方の磁石支持筒の磁石が半配列ピツチだけ周方向に偏倚する非制動位置とに切り換える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はなく、特公平3-86,060号公報に開示されるような制動ドラムに対し磁石支持筒を軸方向に往復移動させて、磁石が制動ドラムの内周面に対向する制動位置と、磁石が制動ドラムの内周面に対向しない非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。
【0018】
【発明の効果】
本発明は上述のように、回転軸に結合された制動ドラムの内部に、軸方向に並ぶ不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒とを前記制動ドラムと同軸に配設し、各磁石支持筒の外周壁に多数の永久磁石を周方向等間隔に支持し、前記各永久磁石の周方向の両端部の磁極面に強磁性部材の基端面を結合し、該強磁性部材の先端面を前記制動ドラムの内周面に対向させ、前記可動の磁石支持筒を正逆回動するアクチユエータを備えたものであり、制動と非制動の切換えを行うために、磁石支持筒を軸方向でなく周方向へ往復移動させることにより、軸方向寸法を短縮し、装置全体の小形化を図ることができる。
【0019】
ブロツク状の磁石の両端に円弧状の強磁性部材を結合したほぼ馬蹄形の組合体を磁石支持筒の外周壁に支持し、磁石支持筒を案内筒の内空部に収容するものであるから、従来の渦電流減速装置よりも磁石と磁石支持筒の構成が簡単になり、磁石支持筒が軽量になる。
【0020】
ブロツク状の磁石と強磁性部材との組合体がほぼ馬蹄形をなすので、磁束の洩れが少く、制動ドラムとの間に効率的な磁気回路が形成され。大きな制動力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る渦電流減速装置の正面断面図である。
【図2】同渦電流減速装置の要部を示す正面断面図である。
【図3】同渦電流減速装置の制動状態を示す側面断面図である。
【図4】同渦電流減速装置の非制動状態を示す側面断面図である。
【図5】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の要部を示す正面断面図である。
【図6】同渦電流減速装置の磁石支持筒の斜視図である。
【符号の説明】
4:回転軸 5:取付フランジ 7:制動ドラム 12:支持腕 13:制動ドラム 13a:冷却フイン 13c:内周面 18:案内筒 18a:外筒部 18b:内筒部 18c,18d:端壁板 19,19A:磁石支持筒 20,20A:永久磁石 21,21A:強磁性部材 21a:突部 22:軸受 23:内空部 30,30a:シール部材 31:枠板 33:アクチユエータ
Claims (2)
- 回転軸に結合された制動ドラムの内部に、軸方向に並ぶ不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒とを前記制動ドラムと同軸に配設し、各磁石支持筒の外周壁に多数の永久磁石を周方向等間隔に支持し、前記各永久磁石の周方向の両端部の磁極面に強磁性部材の基端面を結合し、該強磁性部材の先端面を前記制動ドラムの内周面に対向させ、前記可動の磁石支持筒を正逆回動するアクチユエータを備えたことを特徴とする渦電流減速装置。
- 前記不動の磁石支持筒と可動の磁石支持筒とは、非磁性体からなる案内筒の断面長方形をなす環状の内空部に収容される、請求項1に記載の渦電流減速装置。
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