JP2002101640A - 渦電流減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電磁石を利用した渦電流減速装置より
も小型・軽量であり、磁石支持環を動かすことなく、電
磁コイルの電流を制御するだけで非制動位置と制動位置
とに切り換えできるようにする。 【解決手段】 回転軸に結合した制動ドラム２の内部に
あつて車体などの非回転部分に取り付けた非磁性体から
なる磁石支持環７の外周側に多数の電磁石２０を配設す
る。電磁石２０の周方向両端面に、径外方端部が制動ド
ラム２の内周面と対向するように磁極片８を密着させて
配設する。電磁石２０に通電し、電磁石２０からの磁界
に基づく渦電流により、制動ドラム２に制動力を発生さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として車両の摩擦
ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に電磁石および
／または永久磁石を用いた渦電流減速装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石を用いた渦電流減速装置は、永
久磁石を制動ドラムの内外に移動させるか（特願平１−
２１８４９９号）、制動ドラムの内部で永久磁石を周方
向等間隔に結合する磁石支持筒を正逆回動させる（特願
平２−２０１８２０号）などして、非制動位置と制動位
置とに切り換える構造のものであり、磁石支持筒を動か
すのにアクチユエータを必要とする。アクチユエータに
は空圧シリンダ、油圧シリンダ、回転モータ、リニアモ
ータなどが採用される。一方、電磁石を用いた渦電流減
速装置は電磁石を動かす必要はなく、電磁コイルへ加え
る電流の制御だけで、非制動と制動とに切り換えること
ができるが、永久磁石を用いた渦電流減速装置に比べて
形状が大きく、重くなるなどの問題があつた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は多極化
しやすい構造の電磁石を用いた渦電流減速装置を提供す
ることにある。

【０００４】本発明の他の課題は従来の電磁石を利用し
た渦電流減速装置よりも小型・軽量であり、磁石支持環
を動かすことなく、電磁コイルの電流を制御するだけで
非制動と制動とに切り換えできる渦電流減速装置を提供
することにある。

【０００５】

【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の内
部に配置した非磁性体からなる不動の磁石支持環に、多
数の電磁石を周方向等間隔に支持し、前記電磁石の周方
向の両端面に制動ドラムの内周面と対向する磁極片を密
着させて配設し、前記電磁石に通電することにより電磁
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
動力を発生させることを特徴とする。

【０００６】また、本発明の構成は、回転軸に結合した
制動ドラムの内部に配置した非磁性体からなる不動の磁
石支持環に、中空の鉄心に電磁コイルを巻装してなる多
数の電磁石と、制動ドラムの内周面と対向する磁極片と
を周方向に交互に密着させて配設し、前記鉄心の中空部
に永久磁石を嵌合し、前記電磁石に通電することにより
電磁石と永久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ことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では回転軸に結合した制動
ドラムの内部に、非磁性体からなる不動の磁石支持環を
配設する。磁石支持環に、制動ドラムの内周面と対向す
るように電磁石と磁極片を周方向に交互に密着させて配
設する。電磁石の鉄心の中空部に永久磁石を嵌合する。
電磁石に通電することにより電磁石と永久磁石からの磁
界に基づく渦電流により制動ドラムに制動力を発生させ
る。

【０００８】

【実施例】図１，２に示すように、渦電流減速装置は回
転軸１に結合したボス部から放射状に突出する複数の支
持腕５の先端に、外周面に放熱フイン２ａを有する制動
ドラム２の基端部が溶接などにより結合される。鉄など
からなる制動ドラム２の両端部には銅などの良導体から
なる環状体３，４が結合され、渦電流の軸方向への広が
りを促し、制動能力を高めるようになつている。電磁石
２０は中空の鉄心１２に外嵌した巻枠１０に、電磁コイ
ル９を巻装してなる。鉄心１２は制動ドラム２の周方向
に延び、周方向の両端に磁極片８を密着される。径方向
に延びる磁極片８は前後（軸方向の）両端を、固定板７
ａと一体をなす非磁性体からなる円板状の磁石支持環７
と環状の磁石支持環７との間に挟まれ、磁石支持環７、
磁極片８、磁石支持環７を貫通する複数のボルト６にナ
ツト６ａを螺合して締結される。固定板７ａは車両の非
回転部分に固定される。こうして、多数の電磁石組立体
Ａが磁石支持環７に周方向等間隔に結合され、磁極片８
が制動ドラム２の内周面に接近して対向される。図２に
示す渦電流減速装置では、制動ドラム２の内周面に対向
する磁極片８の極性が、周方向交互に異なるように配設
されるが、図３に示すように、制動ドラム２の内周面に
対向する磁極片８の極性が、周方向に２ずつ異なるよう
に配設されてもよい。

【０００９】図４に電磁石組立体Ａの１つを示すよう
に、磁極片８は径内方部分の周方向寸法よりも、径外方
部分の周方向寸法が長い扇状のものである。相対向する
１対の磁極片８の側面には窪み８ａが設けられ、窪み８
ａに中空の鉄心１２が嵌合するように密着され、電磁コ
イル９の巻枠１０が鉄心１２に外嵌される。鉄心１２の
中空部に好ましくは合成樹脂などの筒状の非磁性材１３
を嵌合し、非磁性材１３の一端部に永久磁石１４が磁極
片８に密着するように嵌合され、中空部の他端部には磁
性体１５が嵌合される。しかし、非磁性材１３はなくて
も相当の作用効果が得られる。

【００１０】永久磁石１４は鉄心１２の軸方向端部が磁
極をなすように着磁されており、電磁コイル９の非通電
時、図４に示すように、永久磁石１４のＮ極からの磁界
は磁極片８、鉄心１２、他方の磁極片８、磁性体１５へ
と短絡的磁気回路ｗを形成し、制動ドラム２には磁界を
及ぼさない。

【００１１】図５に示すように、制動時、電磁コイル９
に通電すると、例えば鉄心１２の左端が永久磁石１４と
同じくＮ極に、右端がＳ極になり、制動ドラム２との間
に磁気回路ｚを形成する。回転する制動ドラム２が電磁
石２０と永久磁石１４からの磁界を横切る時、制動ドラ
ム２の内部に渦電流が発生し、制動ドラム２に制動トル
クを発生する。制動トルクの大きさは電磁コイル９へ加
える電流により加減される。

【００１２】図６，７に示すように、鉄心１２の一端側
（図示の左端側）に中空部を形成し、該中空部に永久磁
石１４だけを嵌合するようにしても、図４，５に示す電
磁石組立体Ａと同様の作用効果が得られる。また、左右
１対の磁極片８は互いに平行な内側面に電磁石２０と永
久磁石１４を挟持するようにし、磁極片８の外側面を内
側面に対して傾斜させて、径内方部分の周方向寸法より
も径外方部分の周方向寸法が大なる扇形に形成してもよ
い。

【００１３】上述の実施例では、円筒体をなす鉄心１２
の中空部の一端側に永久磁石１４が、他端側に磁性体１
５がそれぞれ嵌合されているが、図８に示すように、鉄
心１２を断面長方形をなす中空のものとし、中空部の一
端側に断面長方形の永久磁石１４を嵌合するようにして
もよく、また、図９に示すように、断面長円形の鉄心１
２に複数の断面円形または断面長方形の中空部を構成
し、該中空部に中空断面と同形の永久磁石１４を嵌合し
てもよい。

【００１４】また、図１０に示すように、周方向に並ぶ
１対の磁極片８の間の内周部と外周部とに２つの電磁石
２０を、さらには３つの電磁石２０を挟持するようにし
ても、上述の実施例と同様の作用効果が得られる。さら
に、以上の実施例では、電磁石組立体Ａが磁石支持環７
に周方向等間隔に、かつ互いに所定の間隔を存して配設
されているが、周方向に隣接する磁極片８を互いに密着
させて配設してもよく、この場合には隣接する電磁石２
０の電磁コイル９への通電方向を互いに逆にして、周方
向に密着された１対の磁極片８の制動ドラム２の内周面
に対向する極性が周方向交互に異なるように構成する
（図１１を参照）。

【００１５】図１１，１２に示す実施例では、中空の鉄
心１２に電磁コイル９を巻装して電磁石２０を構成し、
磁極片８と電磁石２０とを周方向交互に密着させて、磁
石支持筒１９Ａの外周面に支持し、磁極片８をボルト１
８により結合したものである。特に、図１２に示す実施
例では、各磁極片８の外周縁に軸方向の溝２３を設けて
多極化したものである。

【００１６】図１３に示す実施例では、電磁石２０と磁
極片８は断面溝形をなす非磁性体からなる磁石支持筒１
９の内部へ収容され、磁石支持筒１９の内筒部ないし底
部からボルト１８を磁極片８に螺合して締結される。電
磁石２０と磁極片８の外周面は、磁極片８と対向する部
分のみが磁性体であり残余の部分が非磁性体である筒形
の覆板２１により覆われ、電磁コイル９の内部へ泥水な
どが浸入するのを防止する。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上述のように、回転軸に結合し
た制動ドラムの内部に非磁性体からなる不動の磁石支持
環を配置し、磁石支持環に周方向の極性を有する多数の
電磁石を配設し、前記電磁石の周方向両端面に制動ドラ
ムの内周面と対向する磁極片を密着させて配設し、前記
電磁石に通電することにより該電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も
のであり、従来の電磁石式渦電流減速装置よりも小型・
軽量になり、永久磁石式渦電流減速装置よりも大きく、
重くなるが、永久磁石を動かす必要がなく、電磁コイル
の電流を制御するだけで、渦電流減速装置の非制動と制
動の切換えが得られ、また制動力を加減することができ
る。

【００１８】周方向に延びる多数の電磁石と、制動ドラ
ムの内周面と対向する磁極片との組合せにより、多極化
（制動ドラムの内周面と対向する極数を多くする）が容
易になり、制動能力を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る渦電流減速装置の部分的側面断面
図である。

【図２】同渦電流減速装置の部分的正面断面図である。

【図３】本発明の変更実施例に係る渦電流減速装置の部
分的正面断面図である。

【図４】図２に示す渦電流減速装置の電磁石組立体の非
制動時の正面断面図である。

【図５】同電磁石組立体の制動時の正面断面図である。

【図６】図３に示す渦電流減速装置の電磁石組立体の非
制動時の正面断面図である。

【図７】同電磁石組立体の制動時の正面断面図である。

【図８】電磁石組立体の変更実施例を示す側面断面図で
ある。

【図９】電磁石組立体の他の変更実施例を示す側面断面
図である。

【図１０】電磁石組立体の他の変更実施例を示す正面断
面図である。

【図１１】本発明の第２実施例に係る渦電流減速装置の
正面断面図である。

【図１２】本発明の第３実施例に係る渦電流減速装置の
正面断面図である。

【図１３】本発明の第４実施例に係る渦電流減速装置の
磁石支持筒の側面断面図である。

【符号の説明】

Ａ：電磁石組立体 ｗ：短絡的磁気回路 ｚ：磁気回路
１：回転軸 ２：制動ドラム ２ａ：放熱フイン
３：良導体の環状体 ４：良導体の環状体 ５：支持腕
６：ボルト ６ａ：ナツト ６ｂ：通孔 ７：磁石支
持環 ７ａ：固定板 ８：磁極片 ８ａ：窪み ９：電磁コイル １０：巻枠
１２：鉄心 １３：非磁性材 １４：永久磁石 １
５：磁性体 １８：ボルト １９，１９Ａ：磁石支持筒
２０：電磁石 ２１：覆板 ２３：溝

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に結合した制動ドラムの内部に配置
   した非磁性体からなる不動の磁石支持環に、多数の電磁
   石を周方向等間隔に支持し、前記電磁石の周方向の両端
   面に制動ドラムの内周面と対向する磁極片を密着させて
   配設し、前記電磁石に通電することにより電磁石からの
   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
   生させることを特徴とする渦電流減速装置。
2. 【請求項２】前記電磁石の両端に密着する１対の磁極片
   は、制動ドラムの内周面に対する極性が互いに異なる、
   請求項１に記載の渦電流減速装置。
3. 【請求項３】前記電磁石の両端に密着する１対の磁極片
   は、制動ドラムの内周面に対する極性が同じである、請
   求項１に記載の渦電流減速装置。
4. 【請求項４】前記電磁石の磁極片の外周縁に軸方向の溝
   を設けた、請求項１に記載の渦電流減速装置。
5. 【請求項５】前記鉄心の中空部に嵌合した永久磁石の周
   方向の一端面を前記磁極片に密着した、請求項１〜４に
   記載の渦電流減速装置。
6. 【請求項６】回転軸に結合した制動ドラムの内部に配置
   した非磁性体からなる不動の磁石支持環に、中空の鉄心
   に電磁コイルを巻装してなる多数の電磁石と、制動ドラ
   ムの内周面と対向する磁極片とを周方向に交互に密着さ
   せて配設し、前記鉄心の中空部に永久磁石を嵌合し、前
   記電磁石に通電することにより電磁石と永久磁石からの
   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
   生させることを特徴とする渦電流減速装置。
7. 【請求項７】前記磁極片は径外方端部の周方向寸法が径
   内方端部の周方向寸法よりも大なる扇形をなす、請求項
   １〜６に記載の渦電流減速装置。
8. 【請求項８】前記磁極片は軸方向の一端面を前記磁石支
   持環に固着され、前記各磁極片の周方向の一端面に設け
   た窪みに、前記電磁石の鉄心を係合する、請求項１〜６
   に記載の渦電流減速装置。
9. 【請求項９】前記電磁石と前記磁極片の外周面は、該磁
   極片と対向する部分のみが磁性体であり残余の部分が非
   磁性体である覆板により覆われる、請求項１〜６に記載
   の渦電流減速装置。
10. 【請求項１０】前記電磁石と前記磁極片は前後２つの非
    磁性板からなる磁石支持環の間に挟んで密着され、前記
    磁極片と前記磁石支持環とを貫通するボルトなどの締結
    手段により締結される、請求項１〜６に記載の渦電流減
    速装置。
11. 【請求項１１】前記電磁石と前記磁極片は前記制動ドラ
    ムの内部に配置した非磁性板からなる不動の磁石支持環
    に重ね合され、前記磁石支持環と前記磁極片とを貫通す
    るボルトなどの締結手段により締結される、請求項１〜
    ６に記載の渦電流減速装置。
12. 【請求項１２】前記鉄心の中空部に非磁性材を介して永
    久磁石を嵌合した、請求項１〜６に記載の渦電流減速装
    置。
13. 【請求項１３】前記制動ドラムの少くとも一方の軸方向
    端部に銅などの良伝導体からなる環状体を結合した、請
    求項１〜１２に記載の渦電流減速装置。