渦電流減速装置
【課題】外部からの電力供給を低減することができる渦電流減速装置を提供する。
【解決手段】 回転軸２に設けられた導電体ロータ３１と、その導電体ロータ３１の径方向外側に設けられた制動側環状体７と、その制動側環状体７に設けられた電磁石８とを備えた渦電流減速装置１であって、上記回転軸２に設けられた非磁性体ロータ３２と、その非磁性体ロータ３２に設けられた複数のポールピース３３と、上記非磁性体ロータ３２の径方向内側に設けられたヨーク４と、そのヨーク４に設けられた複数の永久磁石４１と、上記ヨーク４の反対側に設けられた発電側環状体５と、その発電側環状体５に設けられた複数の鉄心５１および導電性コイル５２と、その発電側環状体５の導電性コイル５２を上記制動側環状体７の電磁石８の導電性コイル８２に電気的に接続する制動モードと遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段９とを備えたものである。
【解決手段】 回転軸２に設けられた導電体ロータ３１と、その導電体ロータ３１の径方向外側に設けられた制動側環状体７と、その制動側環状体７に設けられた電磁石８とを備えた渦電流減速装置１であって、上記回転軸２に設けられた非磁性体ロータ３２と、その非磁性体ロータ３２に設けられた複数のポールピース３３と、上記非磁性体ロータ３２の径方向内側に設けられたヨーク４と、そのヨーク４に設けられた複数の永久磁石４１と、上記ヨーク４の反対側に設けられた発電側環状体５と、その発電側環状体５に設けられた複数の鉄心５１および導電性コイル５２と、その発電側環状体５の導電性コイル５２を上記制動側環状体７の電磁石８の導電性コイル８２に電気的に接続する制動モードと遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段９とを備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流により回転軸を制動可能でかつ、その回転軸の回転による発電が可能な渦電流減速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、渦電流を用いた渦電流ブレーキ（渦電流減速装置）が知られている。
【０００３】
図１１に示すように、渦電流ブレーキは、磁石１３１および導体（ロータ）１３２の相互運動により発生する渦電流１３３と、磁石１３１からの磁界１３４との相互作用により発生する制動力１３５を利用して、導体１３２を減速するようにしている。ここで、磁界１３４を発生するための磁石１３１には、永久磁石と電磁石とがある（特許文献１参照）。
【０００４】
例えば、電磁石式リターダでは、電磁石への通電・非通電を切り替えることで、リターダの制動・非制動を切り替えるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９１２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電磁石式リターダには、大きな制動力を得るために、大電流を電磁石のコイルに流す必要があり、そのため、車両に、電磁石式リターダを装着すると、バッテリ容量や発電能力の増強が必要となってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、外部からの電力供給を低減することができる渦電流減速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸に同芯的に設けられた導電体からなるリング状の導電体ロータと、その導電体ロータの径方向内側または外側に位置させて、固定側に設けられたリング状の制動側環状体と、その制動側環状体に周方向に沿って間隔を隔てて設けられた複数の鉄心およびこれら鉄心に巻回された導電性コイルで構成された電磁石とを備えた渦電流減速装置であって、上記回転軸に同芯的に、かつ上記導電体ロータに対して軸方向に並べて上記回転軸に設けられた非磁性体からなるリング状の非磁性体ロータと、その非磁性体ロータに周方向に沿って間隔を隔てて設けられた磁性体からなる複数のポールピースと、上記非磁性体ロータの径方向内側または外側に位置させて固定側に設けられたリング状のヨークと、そのヨークに周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極を上記非磁性体ロータに対向させて設けられた複数の永久磁石と、上記ヨークに対して上記非磁性体ロータを挟んで径方向に反対側に位置させて上記固定側に設けられた発電側環状体と、その発電側環状体に周方向に沿って所定の間隔を隔てて、かつ上記非磁性体ロータに対向させて設けられた複数の鉄心と、これら鉄心に巻回された導電性コイルと、上記発電側環状体の導電性コイルを上記制動側環状体の導電性コイルに電気的に接続する制動モードとそれら導電性コイルの接続を遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段とを備えたものである。
【０００９】
好ましくは、上記導電体ロータと非磁性体ロータとが軸方向に接合されて一体的に形成されたものである。
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸に同芯的に設けられたディスク状のロータと、そのロータに周方向に沿って設けられた導電体部と、上記ロータに対して軸方向に並べて固定側に設けられたリング状のステータと、そのステータに周方向に沿って間隔を隔てて、かつ上記ロータの導電体部に対向するよう設けられた複数の鉄心およびこれら鉄心に巻回された導電性コイルで構成された電磁石とを備えた渦電流減速装置であって、上記ロータにおける上記導電体部の径方向内側または外側に周方向に沿って間隔を隔てて設けられた磁性体からなる複数のポールピースと、隣り合うポールピースの間に各々設けられた非磁性体部と、上記ステータに周方向に沿って間隔を隔てて、かつ上記ロータのポールピースに対向するよう設けられた複数の発電用鉄心と、これら発電用鉄心に巻回された発電用導電性コイルと、上記ステータに対して上記ロータを挟んで軸方向に反対側に位置させて上記固定側に設けられたヨークと、そのヨークに周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極を上記ロータのポールピースに対向させて設けられた複数の永久磁石と、上記発電用導電性コイルを上記電磁石の導電性コイルに電気的に接続する制動モードとそれら導電性コイルの接続を遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外部からの電力供給を低減することができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
［第一の実施形態］
本実施形態の渦電流減速装置（リターダ）は、例えば、車両の補助ブレーキに適用され、変速機の出力軸（回転軸）に制動力を付与する。
【００１４】
まず、図１から図７に基づき本実施形態の渦電流減速装置の概略構造を説明する。
【００１５】
図１および図２に示すように、渦電流減速装置１は、回転軸２（図５参照）と、その回転軸２に同芯的に設けられたリング状の導電体ロータ３１と、その導電体ロータ３１の径方向外側に位置させて固定側に設けられたリング状の制動側環状体７と、導電体ロータ３１に対して軸方向に並べて設けられたリング状の非磁性体ロータ３２と、その非磁性体ロータ３２の径方向内側に位置させて固定側に設けられたリング状のヨーク４と、それらヨーク４および非磁性体ロータ３２の径方向外側に設けられた発電側環状体５と、制動モードおよび非制動モードを切り替えるための切替手段９とを備える。
【００１６】
図３および図４に示すように、本実施形態では、導電体ロータ３１と非磁性体ロータ３２とが軸方向に接合されて一体的に形成され、一体型のロータ３をなす。すなわち、ロータ３は、良導電材料（磁性・非磁性を問わず）からなる良導電体部３１（導電体ロータ）と、非磁性材料（非金属・金属を問わず）からなる非磁性体部３２（非磁性体ロータ）とを接合した複合材で構成される。
【００１７】
そのロータ３は、回転軸２の軸方向に延出する円筒形状を有し、図示しない支持材（例えば、スポーク状の支持材）にて、回転軸２に同芯的に取り付けられる。
【００１８】
良導電体部３１を構成する良導電材料（導電体）としては、回転に耐えうる強度を持ち、かつ渦電流が発生しやすいように電気抵抗の小さい材料が使用され、例えば、銅、アルミ、低炭素鋼などが考えられる。
【００１９】
非磁性体部３２を構成する非磁性材料（非磁性体）としては、回転に耐えうる強度を持ち、かつ渦電流が発生しにくい電気抵抗の大きい材料が使用され、例えば、ステンレスや真ちゅうなどが考えられる。
【００２０】
非磁性体部３２には、磁性材料（磁性体）（例えば、鉄など）からなる複数のポールピース３３が設けられる。
【００２１】
具体的には、ポールピース３３は、非磁性体部３２に、周方向に等間隔でかつ非磁性体部３２の外周面および内周面から露出させて埋め込まれる。本実施形態では、非磁性体部３２のポールピース３３が、後述するヨーク４の永久磁石４１（および発電側環状体５のコイル鉄心５１）と同数設けられる。また、それらポールピース３３間には、非磁性体部３２自身を構成する非磁性材料からなる磁気遮蔽部３４が位置する。
【００２２】
ポールピース３３の磁性材料は、できるだけヨーク４の永久磁石４１の磁束が、発電側環状体５のコイル鉄心５１を通過するよう透磁率の高い材料が望ましく、かつ渦電流が発生しにくいように電気抵抗の大きな材料（絶縁体や半導体など）が好ましい。例えば、ポールピース３３の磁性材料としては、積層鋼板などが考えられる。
【００２３】
制動側環状体７は、回転軸２に対して同芯的に位置させて、図示しないケースに取り付けられる。本実施形態の制動側環状体７は、発電側環状体５と略同径に形成され、磁性体からなる。
【００２４】
その制動側環状体には、周方向に沿って間隔を隔てて複数の電磁石８が設けられる。
【００２５】
図５に示すように、その電磁石８は、制動側環状体７に周方向に沿って所定の間隔で設けられた複数のコイル鉄心８１と、これらコイル鉄心８１に巻回された導電性コイル（以下、リターダ用コイルという）８２とで構成される。
【００２６】
コイル鉄心８１は、制動側環状体７の内周面に沿って等間隔で形成され、内周面から径方向内側に突出する。リターダ用コイル８２は、各コイル鉄心８１に電線を各々巻回してなる。各リターダ用コイル８２は、後述する切替手段９の接続ライン９１に接続される。
【００２７】
以上のように構成された電磁石８には、通電時に、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう電力が供給される。
【００２８】
図１および図２に戻り、リング状のヨーク４は、回転軸２に対して同芯的に図示しないケースに取り付けられる。本実施形態のヨーク４は、後述するヨーク支持材６１（図６参照）により、回転軸２の軸方向に沿って、移動可能に支持される。ヨーク４は、磁性体からなる。
【００２９】
そのヨーク４には、複数の永久磁石４１が、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極をロータ３の内周面に対向させて設けられる。
【００３０】
具体的には、永久磁石４１は、一方の磁極を径方向外側（ロータ３側）に向けて突出するよう、かつ他方の磁極がヨーク４の外周面に当接するよう、ヨーク４に等間隔で取り付けられる。
【００３１】
発電側環状体５は、回転軸２に対して同芯的に位置させて、図示しないケースに取り付けられる。発電側環状体５は、磁性体からなる。
【００３２】
発電側環状体５には、周方向に沿って所定の間隔で複数のコイル鉄心５１（鉄心）と、これらコイル鉄心５１に巻回された導電性コイル（以下、発電用コイルという）５２とが設けられる。
【００３３】
具体的には、コイル鉄心５１は、発電側環状体５の内周面に沿って等間隔で形成され、内周面から径方向内側に突出する。本実施形態では、コイル鉄心５１が、ヨーク４の永久磁石４１と同数設けられ、各永久磁石４１に対応する周方向位置に各々配置される。
【００３４】
発電用コイル５２は、例えば、一本の電線にて全てのコイル鉄心５１を巻回してなり、その発電用コイル５２は、車両のバッテリなどに接続される。
【００３５】
本実施形態では、ヨーク４を回転軸２の軸方向に沿って往復動させるためのヨーク移動手段６が設けられる。
【００３６】
そのヨーク移動手段６は、ヨーク４の内周面に摺接してヨーク４を軸方向移動可能に支持するヨーク支持材６１と、ヨーク４の軸方向の一端部に取り付けられ、軸方向に伸縮可能なエアシリンダ（図示せず）とを備える。
【００３７】
ヨーク移動手段６は、エアシリンダを伸縮させてヨーク４を軸方向（図１および図２において左右方向）に沿って往復動させることで、ヨーク４を、ヨーク４の永久磁石４１がロータ３の非磁性体部３２の内周面に対向する発電位置（制動位置）と、ロータ３全体に対して軸方向に（図１においてロータ３の右方に）離間した非発電位置（非制動位置）とで切り替える。
【００３８】
切替手段９は、発電側環状体５の発電用コイル５２を制動側環状体７のリターダ用コイル８２に電気的に接続する接続ライン（電気回路）９１と、その接続ライン９１を流れる電流量を調整するための電流調整装置９２とを備える。また、接続ライン９１は、余剰の電力を回収するべく、バッテリなど接続される。
【００３９】
本実施形態では、ロータ３の良導電体部３１と制動側環状体７の電磁石８により回転軸２に減速力を付与する制動部（図１において左側）が構成され、ヨーク４の永久磁石４１とロータ３の非磁性体部３２と発電側環状体５の発電用コイル５２およびコイル鉄心５１とにより発電部（図１において右側）が構成される。
【００４０】
次に、本実施形態の渦電流減速装置１の作用を説明する。
【００４１】
本実施形態の渦電流減速装置１は、制動時に、ロータ３の非磁性体部３２と発電側環状体５の発電用コイル５２およびコイル鉄心５１とにより発電を行うと共に、その発電された電力を切替手段９を介して制動側環状体７の電磁石８に供給して、電磁石８の磁束により良導電体部３１に渦電流を発生させ回転軸２の回転を減速させるものである。
【００４２】
まず、図１に基づき制動時の渦電流減速装置１について説明する。
【００４３】
制動時、回転軸２が回転すると、発電側環状体５のコイル鉄心５１を通る磁束が増減して、発電用コイル５２に起電力が発生し、発電が行われる。
【００４４】
より詳細には、図１に示すように、ヨーク移動手段６によりヨーク４が発電位置に配置されると、ヨーク４の永久磁石４１は、非磁性体部３２（および発電側環状体５）の内周側に位置され、各磁極が非磁性体部３２の内周面（ポールピース３３および磁気遮蔽部３４）と対向する。
【００４５】
図６に示すように、ロータ３のポールピース３３が、環状体のコイル鉄心５１およびヨーク４の永久磁石４１と同じ周方向位置に位置するときは、永久磁石４１のＮ極からポールピース３３、コイル鉄心５１を通り、さらにヨーク４、隣接するコイル鉄心５１、ポールピース３３、永久磁石４１のＳ極に至る磁気回路Ｃ２が形成される。このとき、コイル鉄心５１を通る磁束は最大となる。
【００４６】
この図６の位置からロータ３が回転すると、ポールピース３３を通過してコイル鉄心５１を通る磁束の量が徐々に減少する。
【００４７】
図７に示すように、ロータ３の磁気遮蔽部３４が、環状体のコイル鉄心５１およびヨーク４の永久磁石４１と同じ周方向位置に位置するときは、その磁気遮蔽部３４により、永久磁石４１からコイル鉄心５１への磁束が遮断され、永久磁石４１のＮ極から、ポールピース３３を通り隣接する永久磁石４１のＳ極に至る磁気回路Ｃ３が形成される。このとき、コイル鉄心５１を通る磁束は最小（ほぼ０）となる。
【００４８】
この図７の位置からロータ３が回転すると、ポールピース３３を通過してコイル鉄心５１を通る磁束の量が徐々に増大する。
【００４９】
以上のように本実施形態では、ロータ３の回転によりコイル鉄心５１を通る磁束が増減することで、発電用コイル５２に起電力が発生し、発電が行われる。
【００５０】
次に、図８に基づき、回転軸２（ロータ３）の回転角と、発電用コイル５２の電圧およびコイル鉄心５１内の磁束との関係を説明する。
【００５１】
図８は、一例として、極数が１２の渦電流減速装置１におけるロータ３の回転角によるコイル鉄心５１内の磁束（図８において、破線Ｍで示す）および起電力（電圧）（図８において、実線Ｅで示す）の変化を示す。ここで、ポールピース３３が、コイル鉄心５１および永久磁石４１と同じ周方向位置に位置するときの回転角を、０度とし、６０度までを示す。
【００５２】
図８に示すように、ポールピース３３が、コイル鉄心５１および永久磁石４１と同じ周方向位置に位置する回転角０、３０および６０度（図８において、符号Ｈで示す）では、コイル鉄心５１内の磁束が最大となる。
【００５３】
一方、ポールピース３３が、極（永久磁石４１）の中間位置に位置する回転角１５、４５度（図８において、符号Ｌで示す）では、コイル鉄心５１内の磁束が最小となる。
【００５４】
以上のように、ロータ３の回転角によりコイル鉄心５１内の磁束が変化し、その変化量に見合った起電力が発電用コイル５２に発生して発電が行われる。
【００５５】
この発電側環状体５の発電用コイル５２で発生した交流電流は、切替手段９の電流調整装置９２内のダイオードなどにより、直列電流（直流電流）に整流されて、リターダ用コイル８２に供給される（制動モード）。
【００５６】
これにより、図５に示すように、制動側環状体７の電磁石８が通電されて、その電磁石８とロータ３の良導電体部３１との間に磁気回路Ｃ１が形成される。
【００５７】
この磁気回路Ｃ１の磁束と良導電体部３１の回転とにより、良導電体部３１に渦電流が発生し、その渦電流と磁気回路Ｃ１により、良導電体部３１に回転軸２の回転を減速する制動力が付与される。
【００５８】
本実施形態では、電流調整装置９２が、電磁石８に供給される電流量を調整することで、ロータ３に付与される制動力を制御する。例えば、大きな制動力が必要でない場合は、切替手段９の電流調整装置９２により、電磁石８への電流量が減少されるようになっている。
【００５９】
次に、非制動時の渦電流減速装置１について説明する。
【００６０】
非制動時は、切替手段９の接続ライン９１がスイッチなどにより開放されて、電磁石８への電力の供給が遮断される（非制動モード）。したがって、ロータ３の良導電体部３１には渦電流が生起されず、回転軸２に制動力が働くことはない。
【００６１】
また、接続ライン９１が開放されることにより、発電側環状体５の発電用コイル５２での発電が停止する。本実施形態では、さらに、引き摺りトルクの発生を防止すべく、ヨーク４が非発電位置に位置される。
【００６２】
このように、本実施形態では、外部から電力を供給することなく電磁石式リターダ８０にて制動力を得ることが可能となる。
【００６３】
また、大きな制動力を必要としない場合に、発電部側で発電させる電力をバッテリなどに蓄えることも可能なため、制動回生装置としても利用可能となる。
【００６４】
また、本実施形態の渦電流減速装置１の発電部は、通常の発電機と異なり、永久磁石４１を回転させることなく発電を行うため、その永久磁石４１（発電側環状体５）を回転軸２の軸方向に移動させコイル鉄心５１より遠ざけて、コイル鉄心５１へ進入する磁束を減らす構造を容易に構成でき、発電不要時のコギングトルクや損失の低減が可能となる。
【００６５】
［第二の実施形態］
次に、図９および図１０に基づき第二の実施形態を説明する。本実施形態では、発電部と制動部とが径方向に並べて配置される点が、第一の実施形態と異なり、それ以外は、第一の実施形態と同様となっている。したがって、第一の実施形態と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図９および図１０に示すように、本実施形態の渦電流減速装置１０は、回転軸２に同芯的に設けられたディスク状のロータ１３０と、そのロータ１３０に対して軸方向に並べて固定側に設けられたリング状のステータ１５０と、そのステータ１５０に対してロータ１３０を挟んで軸方向に反対側に位置させて固定側に設けられたヨーク１４０と、制動モードおよび非制動モードを切り替えるための切替手段９とを備える。
【００６７】
ロータ１３０は、回転軸２に固定されたロータ本体１３１と、そのロータ本体１３１の外周部に周方向に沿って設けられたリング状の導電体部３１（以下、良導電体部）とで構成される。
【００６８】
ロータ本体１３１は、中心部に、回転軸２が挿通する挿通穴１３２が形成され、その挿通穴１３２に回転軸２を嵌め込んでロータ１３０が回転軸２に固定される。
【００６９】
ロータ本体１３１には、磁性材料（磁性体）からなる複数のポールピース３３が、周方向に沿って所定の間隔（図例では等間隔）を隔てて設けられ、隣り合うポールピース３３、３３の間には、非磁性体部（磁気遮蔽部）３４（図１０参照）が各々設けられる。
【００７０】
ポールピース３３は、良導電体部３１の径方向内側に位置し、ロータ本体１３１の軸方向両側面から露出させてロータ本体１３１に埋め込まれる。本実施形態では、ポールピース３３は、後述するヨーク１４０の永久磁石４１（およびステータ１５０の発電用鉄心５１）と同数設けられる。
【００７１】
ステータ１５０は、中央部に回転軸２が貫通する貫通穴１５１が形成されたリング形状を有し、ロータ１３０（良導電体部３１）と略同じ外径を有する。
【００７２】
そのステータ１５０の外周部には複数の電磁石８が周方向に所定の間隔（図例では等間隔）で設けられ、それら電磁石８の径方向内側には、複数のコイル鉄心５１（以下、発電用鉄心という）およびそれら発電用鉄心５１に巻回された発電用導電性コイル５２（以下、発電用コイルという）が設けられる。
【００７３】
電磁石８は、ステータ１５０におけるロータ１３０の対向面（図９では、右側面）に形成された鉄心８１（以下、コイル鉄心という）と、そのコイル鉄心８１に巻回された導電性コイル８２（以下、リターダ用コイルという）とで構成される。コイル鉄心８１は、ステータ１５０からロータ１３０側に突出し、その先端部がロータ１３０の良導電部３１と対向する。
【００７４】
以上のように構成された電磁石８には、通電時に、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう電力が供給される。
【００７５】
発電用鉄心５１は、電磁石８のコイル鉄心８１と同様に、周方向に等間隔で形成され、ステータ１５０からロータ１３０側に突出し、その先端部が、ロータ１３０のポールピース３３と対向する。
【００７６】
本実施形態では、電磁石８のコイル鉄心８１と発電用鉄心５１とが同数、かつ同じ周方向位置に形成される。また、リターダ用コイル８２と発電用コイル５２とは、切替手段９の接続ライン９１を介して電気的に接続される。
【００７７】
ヨーク１４０は、中央部に回転軸２が貫通する貫通穴１４１が形成されたリング形状を有する。
【００７８】
ヨーク１４０の外周部には、複数の永久磁石４１が、周方向に沿って所定の間隔（図例では、等間隔）で設けられる。本実施形態の永久磁石４１は、ロータ１３０のポールピース３３（およびステータ１５０の発電用鉄心５１）と同数設けられる。
【００７９】
それら永久磁石４１は、一方の磁極がロータ１３０のポールピース３３に対向するよう、かつそれら対向する磁極が、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるように設けられる。
【００８０】
また、本実施形態では、ヨーク１４０を軸方向に、ヨーク１４０をロータ１３０に近接した発電位置と離間した非発電位置との間で、往復動させるためのヨーク移動手段（図示せず）が設けられる。ヨーク移動手段は、例えば、軸方向に伸縮可能なシリンダなどが考えられる。
【００８１】
本実施形態でも、上述の第一の実施形態と同様に、制動時、回転軸２の回転により、発電用鉄心５１を通る磁束が増減して、発電用コイル５２に起電力が発生すると共に、その電力がリターダ用コイル８１に供給されて、回転軸２に渦電流による制動力が付与される。一方、非制動時は、ヨーク１４０がロータ１３０から離間されて、コギングトルクなどの損失が低減される。
【００８２】
このように、本実施形態でも、第一の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００８４】
例えば、上述の第一の実施形態では、ロータ３に対して径方向の外周側に発電側環状体５および制動側環状体７、内周側にヨーク４を各々配置したが、発電側環状体５および制動側環状体７とヨーク４の配置は内外周を反対にしてもよい。
【００８５】
また、第二の実施形態では、制動部を外周側、発電部を内周側に各々配置したが、これらは内外周を反対にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】図１は、本発明に係る一実施形態による渦電流減速装置の断面図である。
【図２】図２は、本実施形態の渦電流減速装置の斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態のロータの斜視図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ方向矢視図である。
【図５】図５は、図１のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図６は、図１のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図７は、図６からロータが所定角度回転した状態を示す。
【図８】図８は、ロータの回転角と、鉄心内の磁束およびコイルの電圧の関係を説明するための図である。
【図９】図９は、他の実施形態の渦電流減速装置の断面図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ方向矢視図である。
【図１１】図１１は、渦電流による制動力を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 渦電流減速装置
２ 回転軸
４ ヨーク
５ 発電側環状体
７ 制動側環状体
８ 電磁石
９ 切替手段
３１ 導電体ロータ
３２ 非磁性体ロータ
３３ ポールピース
４１ 永久磁石
５１ 鉄心（発電用鉄心）
５２ 導電性コイル（発電用コイル）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流により回転軸を制動可能でかつ、その回転軸の回転による発電が可能な渦電流減速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、渦電流を用いた渦電流ブレーキ（渦電流減速装置）が知られている。
【０００３】
図１１に示すように、渦電流ブレーキは、磁石１３１および導体（ロータ）１３２の相互運動により発生する渦電流１３３と、磁石１３１からの磁界１３４との相互作用により発生する制動力１３５を利用して、導体１３２を減速するようにしている。ここで、磁界１３４を発生するための磁石１３１には、永久磁石と電磁石とがある（特許文献１参照）。
【０００４】
例えば、電磁石式リターダでは、電磁石への通電・非通電を切り替えることで、リターダの制動・非制動を切り替えるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９１２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電磁石式リターダには、大きな制動力を得るために、大電流を電磁石のコイルに流す必要があり、そのため、車両に、電磁石式リターダを装着すると、バッテリ容量や発電能力の増強が必要となってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、外部からの電力供給を低減することができる渦電流減速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸に同芯的に設けられた導電体からなるリング状の導電体ロータと、その導電体ロータの径方向内側または外側に位置させて、固定側に設けられたリング状の制動側環状体と、その制動側環状体に周方向に沿って間隔を隔てて設けられた複数の鉄心およびこれら鉄心に巻回された導電性コイルで構成された電磁石とを備えた渦電流減速装置であって、上記回転軸に同芯的に、かつ上記導電体ロータに対して軸方向に並べて上記回転軸に設けられた非磁性体からなるリング状の非磁性体ロータと、その非磁性体ロータに周方向に沿って間隔を隔てて設けられた磁性体からなる複数のポールピースと、上記非磁性体ロータの径方向内側または外側に位置させて固定側に設けられたリング状のヨークと、そのヨークに周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極を上記非磁性体ロータに対向させて設けられた複数の永久磁石と、上記ヨークに対して上記非磁性体ロータを挟んで径方向に反対側に位置させて上記固定側に設けられた発電側環状体と、その発電側環状体に周方向に沿って所定の間隔を隔てて、かつ上記非磁性体ロータに対向させて設けられた複数の鉄心と、これら鉄心に巻回された導電性コイルと、上記発電側環状体の導電性コイルを上記制動側環状体の導電性コイルに電気的に接続する制動モードとそれら導電性コイルの接続を遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段とを備えたものである。
【０００９】
好ましくは、上記導電体ロータと非磁性体ロータとが軸方向に接合されて一体的に形成されたものである。
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸に同芯的に設けられたディスク状のロータと、そのロータに周方向に沿って設けられた導電体部と、上記ロータに対して軸方向に並べて固定側に設けられたリング状のステータと、そのステータに周方向に沿って間隔を隔てて、かつ上記ロータの導電体部に対向するよう設けられた複数の鉄心およびこれら鉄心に巻回された導電性コイルで構成された電磁石とを備えた渦電流減速装置であって、上記ロータにおける上記導電体部の径方向内側または外側に周方向に沿って間隔を隔てて設けられた磁性体からなる複数のポールピースと、隣り合うポールピースの間に各々設けられた非磁性体部と、上記ステータに周方向に沿って間隔を隔てて、かつ上記ロータのポールピースに対向するよう設けられた複数の発電用鉄心と、これら発電用鉄心に巻回された発電用導電性コイルと、上記ステータに対して上記ロータを挟んで軸方向に反対側に位置させて上記固定側に設けられたヨークと、そのヨークに周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極を上記ロータのポールピースに対向させて設けられた複数の永久磁石と、上記発電用導電性コイルを上記電磁石の導電性コイルに電気的に接続する制動モードとそれら導電性コイルの接続を遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外部からの電力供給を低減することができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
［第一の実施形態］
本実施形態の渦電流減速装置（リターダ）は、例えば、車両の補助ブレーキに適用され、変速機の出力軸（回転軸）に制動力を付与する。
【００１４】
まず、図１から図７に基づき本実施形態の渦電流減速装置の概略構造を説明する。
【００１５】
図１および図２に示すように、渦電流減速装置１は、回転軸２（図５参照）と、その回転軸２に同芯的に設けられたリング状の導電体ロータ３１と、その導電体ロータ３１の径方向外側に位置させて固定側に設けられたリング状の制動側環状体７と、導電体ロータ３１に対して軸方向に並べて設けられたリング状の非磁性体ロータ３２と、その非磁性体ロータ３２の径方向内側に位置させて固定側に設けられたリング状のヨーク４と、それらヨーク４および非磁性体ロータ３２の径方向外側に設けられた発電側環状体５と、制動モードおよび非制動モードを切り替えるための切替手段９とを備える。
【００１６】
図３および図４に示すように、本実施形態では、導電体ロータ３１と非磁性体ロータ３２とが軸方向に接合されて一体的に形成され、一体型のロータ３をなす。すなわち、ロータ３は、良導電材料（磁性・非磁性を問わず）からなる良導電体部３１（導電体ロータ）と、非磁性材料（非金属・金属を問わず）からなる非磁性体部３２（非磁性体ロータ）とを接合した複合材で構成される。
【００１７】
そのロータ３は、回転軸２の軸方向に延出する円筒形状を有し、図示しない支持材（例えば、スポーク状の支持材）にて、回転軸２に同芯的に取り付けられる。
【００１８】
良導電体部３１を構成する良導電材料（導電体）としては、回転に耐えうる強度を持ち、かつ渦電流が発生しやすいように電気抵抗の小さい材料が使用され、例えば、銅、アルミ、低炭素鋼などが考えられる。
【００１９】
非磁性体部３２を構成する非磁性材料（非磁性体）としては、回転に耐えうる強度を持ち、かつ渦電流が発生しにくい電気抵抗の大きい材料が使用され、例えば、ステンレスや真ちゅうなどが考えられる。
【００２０】
非磁性体部３２には、磁性材料（磁性体）（例えば、鉄など）からなる複数のポールピース３３が設けられる。
【００２１】
具体的には、ポールピース３３は、非磁性体部３２に、周方向に等間隔でかつ非磁性体部３２の外周面および内周面から露出させて埋め込まれる。本実施形態では、非磁性体部３２のポールピース３３が、後述するヨーク４の永久磁石４１（および発電側環状体５のコイル鉄心５１）と同数設けられる。また、それらポールピース３３間には、非磁性体部３２自身を構成する非磁性材料からなる磁気遮蔽部３４が位置する。
【００２２】
ポールピース３３の磁性材料は、できるだけヨーク４の永久磁石４１の磁束が、発電側環状体５のコイル鉄心５１を通過するよう透磁率の高い材料が望ましく、かつ渦電流が発生しにくいように電気抵抗の大きな材料（絶縁体や半導体など）が好ましい。例えば、ポールピース３３の磁性材料としては、積層鋼板などが考えられる。
【００２３】
制動側環状体７は、回転軸２に対して同芯的に位置させて、図示しないケースに取り付けられる。本実施形態の制動側環状体７は、発電側環状体５と略同径に形成され、磁性体からなる。
【００２４】
その制動側環状体には、周方向に沿って間隔を隔てて複数の電磁石８が設けられる。
【００２５】
図５に示すように、その電磁石８は、制動側環状体７に周方向に沿って所定の間隔で設けられた複数のコイル鉄心８１と、これらコイル鉄心８１に巻回された導電性コイル（以下、リターダ用コイルという）８２とで構成される。
【００２６】
コイル鉄心８１は、制動側環状体７の内周面に沿って等間隔で形成され、内周面から径方向内側に突出する。リターダ用コイル８２は、各コイル鉄心８１に電線を各々巻回してなる。各リターダ用コイル８２は、後述する切替手段９の接続ライン９１に接続される。
【００２７】
以上のように構成された電磁石８には、通電時に、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう電力が供給される。
【００２８】
図１および図２に戻り、リング状のヨーク４は、回転軸２に対して同芯的に図示しないケースに取り付けられる。本実施形態のヨーク４は、後述するヨーク支持材６１（図６参照）により、回転軸２の軸方向に沿って、移動可能に支持される。ヨーク４は、磁性体からなる。
【００２９】
そのヨーク４には、複数の永久磁石４１が、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極をロータ３の内周面に対向させて設けられる。
【００３０】
具体的には、永久磁石４１は、一方の磁極を径方向外側（ロータ３側）に向けて突出するよう、かつ他方の磁極がヨーク４の外周面に当接するよう、ヨーク４に等間隔で取り付けられる。
【００３１】
発電側環状体５は、回転軸２に対して同芯的に位置させて、図示しないケースに取り付けられる。発電側環状体５は、磁性体からなる。
【００３２】
発電側環状体５には、周方向に沿って所定の間隔で複数のコイル鉄心５１（鉄心）と、これらコイル鉄心５１に巻回された導電性コイル（以下、発電用コイルという）５２とが設けられる。
【００３３】
具体的には、コイル鉄心５１は、発電側環状体５の内周面に沿って等間隔で形成され、内周面から径方向内側に突出する。本実施形態では、コイル鉄心５１が、ヨーク４の永久磁石４１と同数設けられ、各永久磁石４１に対応する周方向位置に各々配置される。
【００３４】
発電用コイル５２は、例えば、一本の電線にて全てのコイル鉄心５１を巻回してなり、その発電用コイル５２は、車両のバッテリなどに接続される。
【００３５】
本実施形態では、ヨーク４を回転軸２の軸方向に沿って往復動させるためのヨーク移動手段６が設けられる。
【００３６】
そのヨーク移動手段６は、ヨーク４の内周面に摺接してヨーク４を軸方向移動可能に支持するヨーク支持材６１と、ヨーク４の軸方向の一端部に取り付けられ、軸方向に伸縮可能なエアシリンダ（図示せず）とを備える。
【００３７】
ヨーク移動手段６は、エアシリンダを伸縮させてヨーク４を軸方向（図１および図２において左右方向）に沿って往復動させることで、ヨーク４を、ヨーク４の永久磁石４１がロータ３の非磁性体部３２の内周面に対向する発電位置（制動位置）と、ロータ３全体に対して軸方向に（図１においてロータ３の右方に）離間した非発電位置（非制動位置）とで切り替える。
【００３８】
切替手段９は、発電側環状体５の発電用コイル５２を制動側環状体７のリターダ用コイル８２に電気的に接続する接続ライン（電気回路）９１と、その接続ライン９１を流れる電流量を調整するための電流調整装置９２とを備える。また、接続ライン９１は、余剰の電力を回収するべく、バッテリなど接続される。
【００３９】
本実施形態では、ロータ３の良導電体部３１と制動側環状体７の電磁石８により回転軸２に減速力を付与する制動部（図１において左側）が構成され、ヨーク４の永久磁石４１とロータ３の非磁性体部３２と発電側環状体５の発電用コイル５２およびコイル鉄心５１とにより発電部（図１において右側）が構成される。
【００４０】
次に、本実施形態の渦電流減速装置１の作用を説明する。
【００４１】
本実施形態の渦電流減速装置１は、制動時に、ロータ３の非磁性体部３２と発電側環状体５の発電用コイル５２およびコイル鉄心５１とにより発電を行うと共に、その発電された電力を切替手段９を介して制動側環状体７の電磁石８に供給して、電磁石８の磁束により良導電体部３１に渦電流を発生させ回転軸２の回転を減速させるものである。
【００４２】
まず、図１に基づき制動時の渦電流減速装置１について説明する。
【００４３】
制動時、回転軸２が回転すると、発電側環状体５のコイル鉄心５１を通る磁束が増減して、発電用コイル５２に起電力が発生し、発電が行われる。
【００４４】
より詳細には、図１に示すように、ヨーク移動手段６によりヨーク４が発電位置に配置されると、ヨーク４の永久磁石４１は、非磁性体部３２（および発電側環状体５）の内周側に位置され、各磁極が非磁性体部３２の内周面（ポールピース３３および磁気遮蔽部３４）と対向する。
【００４５】
図６に示すように、ロータ３のポールピース３３が、環状体のコイル鉄心５１およびヨーク４の永久磁石４１と同じ周方向位置に位置するときは、永久磁石４１のＮ極からポールピース３３、コイル鉄心５１を通り、さらにヨーク４、隣接するコイル鉄心５１、ポールピース３３、永久磁石４１のＳ極に至る磁気回路Ｃ２が形成される。このとき、コイル鉄心５１を通る磁束は最大となる。
【００４６】
この図６の位置からロータ３が回転すると、ポールピース３３を通過してコイル鉄心５１を通る磁束の量が徐々に減少する。
【００４７】
図７に示すように、ロータ３の磁気遮蔽部３４が、環状体のコイル鉄心５１およびヨーク４の永久磁石４１と同じ周方向位置に位置するときは、その磁気遮蔽部３４により、永久磁石４１からコイル鉄心５１への磁束が遮断され、永久磁石４１のＮ極から、ポールピース３３を通り隣接する永久磁石４１のＳ極に至る磁気回路Ｃ３が形成される。このとき、コイル鉄心５１を通る磁束は最小（ほぼ０）となる。
【００４８】
この図７の位置からロータ３が回転すると、ポールピース３３を通過してコイル鉄心５１を通る磁束の量が徐々に増大する。
【００４９】
以上のように本実施形態では、ロータ３の回転によりコイル鉄心５１を通る磁束が増減することで、発電用コイル５２に起電力が発生し、発電が行われる。
【００５０】
次に、図８に基づき、回転軸２（ロータ３）の回転角と、発電用コイル５２の電圧およびコイル鉄心５１内の磁束との関係を説明する。
【００５１】
図８は、一例として、極数が１２の渦電流減速装置１におけるロータ３の回転角によるコイル鉄心５１内の磁束（図８において、破線Ｍで示す）および起電力（電圧）（図８において、実線Ｅで示す）の変化を示す。ここで、ポールピース３３が、コイル鉄心５１および永久磁石４１と同じ周方向位置に位置するときの回転角を、０度とし、６０度までを示す。
【００５２】
図８に示すように、ポールピース３３が、コイル鉄心５１および永久磁石４１と同じ周方向位置に位置する回転角０、３０および６０度（図８において、符号Ｈで示す）では、コイル鉄心５１内の磁束が最大となる。
【００５３】
一方、ポールピース３３が、極（永久磁石４１）の中間位置に位置する回転角１５、４５度（図８において、符号Ｌで示す）では、コイル鉄心５１内の磁束が最小となる。
【００５４】
以上のように、ロータ３の回転角によりコイル鉄心５１内の磁束が変化し、その変化量に見合った起電力が発電用コイル５２に発生して発電が行われる。
【００５５】
この発電側環状体５の発電用コイル５２で発生した交流電流は、切替手段９の電流調整装置９２内のダイオードなどにより、直列電流（直流電流）に整流されて、リターダ用コイル８２に供給される（制動モード）。
【００５６】
これにより、図５に示すように、制動側環状体７の電磁石８が通電されて、その電磁石８とロータ３の良導電体部３１との間に磁気回路Ｃ１が形成される。
【００５７】
この磁気回路Ｃ１の磁束と良導電体部３１の回転とにより、良導電体部３１に渦電流が発生し、その渦電流と磁気回路Ｃ１により、良導電体部３１に回転軸２の回転を減速する制動力が付与される。
【００５８】
本実施形態では、電流調整装置９２が、電磁石８に供給される電流量を調整することで、ロータ３に付与される制動力を制御する。例えば、大きな制動力が必要でない場合は、切替手段９の電流調整装置９２により、電磁石８への電流量が減少されるようになっている。
【００５９】
次に、非制動時の渦電流減速装置１について説明する。
【００６０】
非制動時は、切替手段９の接続ライン９１がスイッチなどにより開放されて、電磁石８への電力の供給が遮断される（非制動モード）。したがって、ロータ３の良導電体部３１には渦電流が生起されず、回転軸２に制動力が働くことはない。
【００６１】
また、接続ライン９１が開放されることにより、発電側環状体５の発電用コイル５２での発電が停止する。本実施形態では、さらに、引き摺りトルクの発生を防止すべく、ヨーク４が非発電位置に位置される。
【００６２】
このように、本実施形態では、外部から電力を供給することなく電磁石式リターダ８０にて制動力を得ることが可能となる。
【００６３】
また、大きな制動力を必要としない場合に、発電部側で発電させる電力をバッテリなどに蓄えることも可能なため、制動回生装置としても利用可能となる。
【００６４】
また、本実施形態の渦電流減速装置１の発電部は、通常の発電機と異なり、永久磁石４１を回転させることなく発電を行うため、その永久磁石４１（発電側環状体５）を回転軸２の軸方向に移動させコイル鉄心５１より遠ざけて、コイル鉄心５１へ進入する磁束を減らす構造を容易に構成でき、発電不要時のコギングトルクや損失の低減が可能となる。
【００６５】
［第二の実施形態］
次に、図９および図１０に基づき第二の実施形態を説明する。本実施形態では、発電部と制動部とが径方向に並べて配置される点が、第一の実施形態と異なり、それ以外は、第一の実施形態と同様となっている。したがって、第一の実施形態と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図９および図１０に示すように、本実施形態の渦電流減速装置１０は、回転軸２に同芯的に設けられたディスク状のロータ１３０と、そのロータ１３０に対して軸方向に並べて固定側に設けられたリング状のステータ１５０と、そのステータ１５０に対してロータ１３０を挟んで軸方向に反対側に位置させて固定側に設けられたヨーク１４０と、制動モードおよび非制動モードを切り替えるための切替手段９とを備える。
【００６７】
ロータ１３０は、回転軸２に固定されたロータ本体１３１と、そのロータ本体１３１の外周部に周方向に沿って設けられたリング状の導電体部３１（以下、良導電体部）とで構成される。
【００６８】
ロータ本体１３１は、中心部に、回転軸２が挿通する挿通穴１３２が形成され、その挿通穴１３２に回転軸２を嵌め込んでロータ１３０が回転軸２に固定される。
【００６９】
ロータ本体１３１には、磁性材料（磁性体）からなる複数のポールピース３３が、周方向に沿って所定の間隔（図例では等間隔）を隔てて設けられ、隣り合うポールピース３３、３３の間には、非磁性体部（磁気遮蔽部）３４（図１０参照）が各々設けられる。
【００７０】
ポールピース３３は、良導電体部３１の径方向内側に位置し、ロータ本体１３１の軸方向両側面から露出させてロータ本体１３１に埋め込まれる。本実施形態では、ポールピース３３は、後述するヨーク１４０の永久磁石４１（およびステータ１５０の発電用鉄心５１）と同数設けられる。
【００７１】
ステータ１５０は、中央部に回転軸２が貫通する貫通穴１５１が形成されたリング形状を有し、ロータ１３０（良導電体部３１）と略同じ外径を有する。
【００７２】
そのステータ１５０の外周部には複数の電磁石８が周方向に所定の間隔（図例では等間隔）で設けられ、それら電磁石８の径方向内側には、複数のコイル鉄心５１（以下、発電用鉄心という）およびそれら発電用鉄心５１に巻回された発電用導電性コイル５２（以下、発電用コイルという）が設けられる。
【００７３】
電磁石８は、ステータ１５０におけるロータ１３０の対向面（図９では、右側面）に形成された鉄心８１（以下、コイル鉄心という）と、そのコイル鉄心８１に巻回された導電性コイル８２（以下、リターダ用コイルという）とで構成される。コイル鉄心８１は、ステータ１５０からロータ１３０側に突出し、その先端部がロータ１３０の良導電部３１と対向する。
【００７４】
以上のように構成された電磁石８には、通電時に、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう電力が供給される。
【００７５】
発電用鉄心５１は、電磁石８のコイル鉄心８１と同様に、周方向に等間隔で形成され、ステータ１５０からロータ１３０側に突出し、その先端部が、ロータ１３０のポールピース３３と対向する。
【００７６】
本実施形態では、電磁石８のコイル鉄心８１と発電用鉄心５１とが同数、かつ同じ周方向位置に形成される。また、リターダ用コイル８２と発電用コイル５２とは、切替手段９の接続ライン９１を介して電気的に接続される。
【００７７】
ヨーク１４０は、中央部に回転軸２が貫通する貫通穴１４１が形成されたリング形状を有する。
【００７８】
ヨーク１４０の外周部には、複数の永久磁石４１が、周方向に沿って所定の間隔（図例では、等間隔）で設けられる。本実施形態の永久磁石４１は、ロータ１３０のポールピース３３（およびステータ１５０の発電用鉄心５１）と同数設けられる。
【００７９】
それら永久磁石４１は、一方の磁極がロータ１３０のポールピース３３に対向するよう、かつそれら対向する磁極が、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるように設けられる。
【００８０】
また、本実施形態では、ヨーク１４０を軸方向に、ヨーク１４０をロータ１３０に近接した発電位置と離間した非発電位置との間で、往復動させるためのヨーク移動手段（図示せず）が設けられる。ヨーク移動手段は、例えば、軸方向に伸縮可能なシリンダなどが考えられる。
【００８１】
本実施形態でも、上述の第一の実施形態と同様に、制動時、回転軸２の回転により、発電用鉄心５１を通る磁束が増減して、発電用コイル５２に起電力が発生すると共に、その電力がリターダ用コイル８１に供給されて、回転軸２に渦電流による制動力が付与される。一方、非制動時は、ヨーク１４０がロータ１３０から離間されて、コギングトルクなどの損失が低減される。
【００８２】
このように、本実施形態でも、第一の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００８４】
例えば、上述の第一の実施形態では、ロータ３に対して径方向の外周側に発電側環状体５および制動側環状体７、内周側にヨーク４を各々配置したが、発電側環状体５および制動側環状体７とヨーク４の配置は内外周を反対にしてもよい。
【００８５】
また、第二の実施形態では、制動部を外周側、発電部を内周側に各々配置したが、これらは内外周を反対にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】図１は、本発明に係る一実施形態による渦電流減速装置の断面図である。
【図２】図２は、本実施形態の渦電流減速装置の斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態のロータの斜視図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ方向矢視図である。
【図５】図５は、図１のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図６は、図１のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図７は、図６からロータが所定角度回転した状態を示す。
【図８】図８は、ロータの回転角と、鉄心内の磁束およびコイルの電圧の関係を説明するための図である。
【図９】図９は、他の実施形態の渦電流減速装置の断面図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ方向矢視図である。
【図１１】図１１は、渦電流による制動力を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 渦電流減速装置
２ 回転軸
４ ヨーク
５ 発電側環状体
７ 制動側環状体
８ 電磁石
９ 切替手段
３１ 導電体ロータ
３２ 非磁性体ロータ
３３ ポールピース
４１ 永久磁石
５１ 鉄心（発電用鉄心）
５２ 導電性コイル（発電用コイル）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に同芯的に設けられた導電体からなるリング状の導電体ロータと、その導電体ロータの径方向内側または外側に位置させて、固定側に設けられたリング状の制動側環状体と、その制動側環状体に周方向に沿って間隔を隔てて設けられた複数の鉄心およびこれら鉄心に巻回された導電性コイルで構成された電磁石とを備えた渦電流減速装置であって、 上記回転軸に同芯的に、かつ上記導電体ロータに対して軸方向に並べて上記回転軸に設けられた非磁性体からなるリング状の非磁性体ロータと、その非磁性体ロータに周方向に沿って間隔を隔てて設けられた磁性体からなる複数のポールピースと、
上記非磁性体ロータの径方向内側または外側に位置させて固定側に設けられたリング状のヨークと、そのヨークに周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極を上記非磁性体ロータに対向させて設けられた複数の永久磁石と、
上記ヨークに対して上記非磁性体ロータを挟んで径方向に反対側に位置させて上記固定側に設けられた発電側環状体と、その発電側環状体に周方向に沿って所定の間隔を隔てて、かつ上記非磁性体ロータに対向させて設けられた複数の鉄心と、これら鉄心に巻回された導電性コイルと、
上記発電側環状体の導電性コイルを上記制動側環状体の導電性コイルに電気的に接続する制動モードとそれら導電性コイルの接続を遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段とを備えたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
上記導電体ロータと非磁性体ロータとが軸方向に接合されて一体的に形成された請求項１記載の渦電流減速装置。
【請求項３】
回転軸に同芯的に設けられたディスク状のロータと、そのロータに周方向に沿って設けられた導電体部と、上記ロータに対して軸方向に並べて固定側に設けられたリング状のステータと、そのステータに周方向に沿って間隔を隔てて、かつ上記ロータの導電体部に対向するよう設けられた複数の鉄心およびこれら鉄心に巻回された導電性コイルで構成された電磁石とを備えた渦電流減速装置であって、
上記ロータにおける上記導電体部の径方向内側または外側に周方向に沿って間隔を隔てて設けられた磁性体からなる複数のポールピースと、隣り合うポールピースの間に各々設けられた非磁性体部と、
上記ステータに周方向に沿って間隔を隔てて、かつ上記ロータのポールピースに対向するよう設けられた複数の発電用鉄心と、これら発電用鉄心に巻回された発電用導電性コイルと、
上記ステータに対して上記ロータを挟んで軸方向に反対側に位置させて上記固定側に設けられたヨークと、そのヨークに周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極を上記ロータのポールピースに対向させて設けられた複数の永久磁石と、
上記発電用導電性コイルを上記電磁石の導電性コイルに電気的に接続する制動モードとそれら導電性コイルの接続を遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段とを備えたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項１】
回転軸に同芯的に設けられた導電体からなるリング状の導電体ロータと、その導電体ロータの径方向内側または外側に位置させて、固定側に設けられたリング状の制動側環状体と、その制動側環状体に周方向に沿って間隔を隔てて設けられた複数の鉄心およびこれら鉄心に巻回された導電性コイルで構成された電磁石とを備えた渦電流減速装置であって、 上記回転軸に同芯的に、かつ上記導電体ロータに対して軸方向に並べて上記回転軸に設けられた非磁性体からなるリング状の非磁性体ロータと、その非磁性体ロータに周方向に沿って間隔を隔てて設けられた磁性体からなる複数のポールピースと、
上記非磁性体ロータの径方向内側または外側に位置させて固定側に設けられたリング状のヨークと、そのヨークに周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極を上記非磁性体ロータに対向させて設けられた複数の永久磁石と、
上記ヨークに対して上記非磁性体ロータを挟んで径方向に反対側に位置させて上記固定側に設けられた発電側環状体と、その発電側環状体に周方向に沿って所定の間隔を隔てて、かつ上記非磁性体ロータに対向させて設けられた複数の鉄心と、これら鉄心に巻回された導電性コイルと、
上記発電側環状体の導電性コイルを上記制動側環状体の導電性コイルに電気的に接続する制動モードとそれら導電性コイルの接続を遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段とを備えたことを特徴とする渦電流減速装置。
【請求項２】
上記導電体ロータと非磁性体ロータとが軸方向に接合されて一体的に形成された請求項１記載の渦電流減速装置。
【請求項３】
回転軸に同芯的に設けられたディスク状のロータと、そのロータに周方向に沿って設けられた導電体部と、上記ロータに対して軸方向に並べて固定側に設けられたリング状のステータと、そのステータに周方向に沿って間隔を隔てて、かつ上記ロータの導電体部に対向するよう設けられた複数の鉄心およびこれら鉄心に巻回された導電性コイルで構成された電磁石とを備えた渦電流減速装置であって、
上記ロータにおける上記導電体部の径方向内側または外側に周方向に沿って間隔を隔てて設けられた磁性体からなる複数のポールピースと、隣り合うポールピースの間に各々設けられた非磁性体部と、
上記ステータに周方向に沿って間隔を隔てて、かつ上記ロータのポールピースに対向するよう設けられた複数の発電用鉄心と、これら発電用鉄心に巻回された発電用導電性コイルと、
上記ステータに対して上記ロータを挟んで軸方向に反対側に位置させて上記固定側に設けられたヨークと、そのヨークに周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互になるよう、かつ各磁極を上記ロータのポールピースに対向させて設けられた複数の永久磁石と、
上記発電用導電性コイルを上記電磁石の導電性コイルに電気的に接続する制動モードとそれら導電性コイルの接続を遮断する非制動モードとを切り替えるための切替手段とを備えたことを特徴とする渦電流減速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２９１７３（Ｐ２００８−２９１７３Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０２０５９（Ｐ２００６−２０２０５９）
【出願日】平成１８年７月２５日（２００６．７．２５）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２５日（２００６．７．２５）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
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