专利名称：涡流式减速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用永久磁铁的涡流式减速装置，特别是涉及适合于一种没有特别搭载压缩空气罐等的中小型的巴士、卡车等的涡流式减速装置。
背景技术：
在卡车、巴士等大型车辆中，除了使用作为主制动器的脚踏制动器(摩擦制动器) 之外，还使用作为辅助制动器的发动机制动器、排气制动器。近年来，车辆发动机的小排气量化得到发展，随之，发动机制动器、排气制动器的能力降低，因此，引进涡流式减速装置 (以下也简称作“减速装置”)来强化辅助制动器的情况较多。减速装置为了产生带来制动力的磁场，被大致分为使用电磁铁的方式和使用永久磁铁的方式，但近来，制动时不需要通电的永久磁铁方式成为主流。例如，在专利文献1中公开有引进到大型车辆中的永久磁铁方式的减速装置的通常的构造。在该文献所公开的减速装置中，在传动轴(propeller shaft)等旋转轴上作为制动构件固定鼓(drum)状的转子，在该转子的内侧配置四周设有多个永久磁铁的环构件， 通过使该环构件移动到规定位置来切换制动和非制动。通常，在大型车辆中，用于驱动各种装备的动力源使用压缩空气，因此，搭载用于储存压缩空气的压缩空气罐。因此，在引进到大型车辆的减速装置中，为了切换制动和非制动，作为用于使保持永久磁铁的环构件移动的驱动装置，采用将来自压缩空气罐的压缩空气用作动力源的气动式的驱动器。但是，不仅是大型车辆，在中小型的卡车、巴士等中，也期望强化辅助制动器，越来越要求引进一种比以往小型且轻量化的永久磁铁方式的减速装置。但是，这些中小型车辆大多不搭载压缩空气罐。因此，在引进到中小型车辆中的减速装置中，切换制动和非制动时，无法将压缩空气用作使环构件移动的动力源，无法采用气动式的驱动器。此外，在上述专利文献1所公开的减速装置中，用于使环构件移动到制动位置和非制动位置的驱动器的冲程较大，其所需力也较高，因此，驱动器的尺寸必须较大，难以实现引进到中小型车辆中所要求的减速装置的小型化。作为应对这些问题的技术，例如在专利文献2、3中提出了一种不使四周设有永久磁铁的环构件移动地切换制动和非制动的减速装置。该文献所提出的减速装置是这样的构造，即，在旋转轴上作为制动构件固定鼓状的转子，在该转子的内侧，借助轴承将在外周面固定有多个永久磁铁的支承环能够旋转地支承在旋转轴上，并且，在支承环上上安装制动盘，在该制动盘上设置开关制动器。采用上述专利文献2、3中提出的减速装置，非制动时，处于不使开关制动器工作的状态，随着转子与旋转轴一同旋转，支承环利用永久磁铁和转子的磁吸引作用与转子同步地一体旋转，不产生制动力。另一方面，制动时，通过使构成开关制动器的驱动器工作，而使制动垫压接于与支承环一体旋转的制动盘，使支承环停止旋转。由此，利用来自停止的支承环的永久磁铁的磁场作用，在旋转中的转子的内周面产生涡流，在转子中产生制动力。在上述专利文献2、3中提出的减速装置中，用于切换制动和非制动的开关制动器采用盘式制动器，因此，能够减小驱动器的冲程，从而能够期待减速装置的小型化。但是，要求上述减速装置具有能够向开关制动器输出比涡流的制动力大的转矩， 而且能够使支承环迅速地停止旋转的性能。在上述专利文献2、3中提出的减速装置中，为了满足该要求，作为构成开关制动器的驱动器，采用将油、压缩空气作为动力源的流体压驱动器。因此，上述专利文献2、3中提出的减速装置，在使用压缩空气作为开关制动器的动力源的情况下需要压缩空气罐，在使用油作为开光制动器的动力源的情况下需要油压设备、配管系统，难以引进到没有特别搭载压缩空气罐、油压设备、配管系统的中小型车辆中。专利文献1 日本特开平4-12659号公报专利文献2 日本特开平4-331456号公报专利文献3 日本实开平5-80178号公报
发明内容
本发明即是鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供一种这样的涡流式减速装置，即，能够实现小型化，即使是没有特别搭载压缩空气罐等的中小型的巴士、卡车等也能够引进。本发明人等基于为了达到上述目的而反复深入研究的结果发现，为了谋求使实现小型化和引进到没有特别搭载压缩空气罐等的中小型车辆同时成立，采用使用电动式直动驱动器的制动盘作为用于切换制动和非制动的开关制动器较为有效，从而完成了本发明。本发明的涡流式减速装置的特征在于，该涡流式减速装置包括制动盘，其固定在车辆的旋转轴上；永久磁铁，其与上述制动盘的主面相对，沿圆周方向交替配置不同的磁极；旋转构件，其用于保持上述永久磁铁，并且具有开关制动盘，该旋转构件能够旋转地支承在上述旋转轴上；开关制动卡钳，其固定在车辆的非旋转部，具有制动垫，上述开关制动盘夹在该制动垫之间；电动式直动驱动器，其用于将电动机的旋转运动变换为直线运动，驱动上述制动垫直线运动。在上述减速装置中，优选上述电动式直动驱动器是这样的构造，S卩，多个行星轮介于同心状地包围上述转子轴的外圈构件的内周面以及与上述电动机的主轴一体地旋转的转子轴的外周面之间，随着上述转子轴的旋转，上述各行星轮在上述转子轴的周围一边自转一边公转，在上述转子轴的外周面或者上述外圈构件的内周面设有螺旋凸条，并且，在上述各行星轮的外周面设有间距与上述螺旋凸条的间距相等的供上述螺旋凸条啮合的圆周槽或者间距与上述螺旋凸条的间距相等而导程角不同的供上述螺旋凸条啮合的螺旋槽，随着上述转子轴的旋转，上述各行星轮在上述转子轴的周围一边自转一边公转并沿着轴向移动，随着上述各行星轮的轴向移动，驱动上述制动垫直线运动。另外，在上述减速装置中，优选上述开关制动卡钳隔着缓冲件固定在车辆的非旋转部。采用本发明的涡流式减速装置，由于将盘式制动器用于切换制动和非制动的开关制动器，因此，能够减小用于驱动该盘式制动器的驱动器的冲程，从而能够实现装置的小型化。而且，本发明的减速装置使用将电流作为动力源的电动式直动驱动器来切换制动和非制动，因此，即使是没有特别搭载压缩空气罐等的中小型车辆，也能够容易地引进本发明的涡流式减速装置。
图1是表示本发明的涡流式减速装置的结构例的纵剖视图。图2是表示适合本发明的涡流式减速装置的电动式直动驱动器的结构例的图，图 2的(a)表示纵剖视图，图2的(b)表示图2的(a)的A-A剖视图。图3是表示针对开关制动器的冲击所采用的在构造上的缓和方法的一例子的示意图。图4是表示针对开关制动器的冲击所采用的在构造上的缓和方法的另一例子的示意图。图5是表示针对开关制动器的冲击所采用的在构造上的缓和方法的又一例子的示意图。图6是说明在驱动器具有保持功能的情况下针对开关制动器的冲击所采用的在控制上的缓和方法的一例子的时序图。图7是为了把握驱动器的适当的按压力而表示制动盘和旋转构件的旋转速度差与转矩的相互关系的示意图。图8是对说明驱动器中不具有保持功能的情况下针对开关制动器的冲击所采用的在控制上的缓和方法的一例子的时序图。
具体实施例方式下面，详细说明本发明的涡流式减速装置的实施方式。1.涡流式减速装置的基本构造图1是表示本发明的涡流式减速装置的结构例的纵剖视图。本发明的涡流式减速装置是永久磁铁方式，如该图所示，该涡流式减速装置包括制动盘1、保持永久磁铁5且具有开关制动盘6的旋转构件3、具有将开关制动盘6夹在中间的制动垫8a、8b的开关制动卡钳7、及用于驱动开关制动卡钳7的电动式直动驱动器9。制动盘1是作为制动构件的转子，其与传动轴等旋转轴11呈一体地旋转。具体地讲，在旋转轴11上利用螺栓等同轴地固定连结轴12，在该连结轴12上利用花键啮合带有凸缘的套筒13，且该套筒13插入该连结轴12并用螺母14固定。制动盘1利用螺栓等固定在与旋转轴11 一体化的套筒13的凸缘上，由此，与旋转轴11呈一体地旋转。在制动盘1的外周设有散热片2。该散热片2与制动盘1 一体成形。制动盘1能够使用铁等强磁性材料、铁氧体系不锈钢等弱磁性材料。旋转构件3是用于使作为转子的制动盘1产生制动力的定子，其能够相对于旋转轴11旋转。具体地讲，旋转构件3是与连结轴12同心状的环状构件，其借助轴承15a、15b 支承在与旋转轴11 一体化的套筒13上，由此，能够相对于旋转轴11自由地旋转。在轴承 15a、15b中填充有润滑脂，利用安装在旋转构件3的前后两端的环状的密封构件16a、16b防止该润滑脂漏出。旋转构件3具有与制动盘1的主面相对并用于保持永久磁铁5的磁铁保持盘4。 该磁铁保持盘4可以与旋转构件3 —体成形，也可以单独成形后利用螺栓等固定于旋转构件3。在磁铁保持盘4上，在与制动盘1的主面相对的面上沿圆周方向固定有多个永久磁铁 5。永久磁铁5以相邻的磁铁相互间的不同的磁极(N极、S极)交替的方式配置。另外，旋转构件3在磁铁保持盘4的后方具有开关制动盘6。开关制动盘6利用螺栓等安装于旋转构件3，与旋转构件3 —体化。开关制动卡钳7具有前后一对的制动垫8a、8b，该开关制动卡钳7在将开关制动盘 6配置在制动垫8a、8b之间且制动垫8a、8b之间设置规定间隙地夹入开关制动盘6的状态下，被搭载有弹簧的螺栓等弹力支承在托架17上。详细内容如后所述，该托架17安装在车辆的机架、横梁等非旋转部上。另外，图1所示的托架17在开关制动盘6的后方包围旋转构件3，借助轴承18能够旋转地支承在旋转构件3上。在该轴承18中也填充有润滑脂，利用安装在托架17的前后两端的环状的密封构件19a、19b防止该润滑脂漏出。在开关制动卡钳7上，利用螺栓等固定有电动式直动驱动器9。电动式直动驱动器 9将对电动机10施加的电流作为动力源，将电动机10的旋转运动变换为直线运动，驱动后侧的制动垫8b朝向开关制动盘6直线运动。由此，后侧的制动垫8b按压开关制动盘6，利用随之产生的反作用力的作用，前侧的制动垫8a朝向开关制动盘6移动，结果，能够利用前后的制动垫8a、8b强有力地夹住开关制动盘6。采用该构造的减速装置，非制动时，处于不对电动机10通电而使电动式直动驱动器9不工作的状态。此时，随着制动盘1与旋转轴11 一体地旋转，旋转构件3利用由与其一体的磁铁保持盘4保持的永久磁铁5和制动盘1的磁吸引作用，与制动盘1同步地一体旋转。此时，由于在作为转子的制动盘1与作为定子的旋转构件3的永久磁铁5之间不会产生相对的旋转速度差，因此，不会产生制动力。另一方面，制动时，对电动机10通电，使电动式直动驱动器9工作。由此，与旋转构件3 —体旋转的开关制动盘6被制动垫8a、8b夹住，能够迅速地使旋转构件3停止旋转。 若在制动盘1旋转时仅旋转构件3停止旋转，则会在作为转子的制动盘1与作为定子的旋转构件3的永久磁铁5之间产生相对的旋转速度差，因此，利用来自永久磁铁5的磁场作用在制动盘1的主面产生涡流，能够通过制动盘1使旋转轴11产生制动力。这样，本发明的减速装置由于采用盘式制动器作为用于切换制动和非制动的开关制动器，因此，能够减小用于驱动该盘式制动器的驱动器的冲程，从而能够实现减速装置的小型化。而且，本发明的减速装置使用将电流作为动力源的电动式直动驱动器来切换制动和非制动，因此，即使是没有特别搭载压缩空气罐等的中小型车辆，也能够容易地引进本发明的减速装置。并且，在本发明的减速装置中，是在与旋转构件一体的磁铁保持盘的与制动盘的主面相对的面上固定有永久磁铁的构造，因此，与像以往的减速装置那样在支承环的外周面固定有永久磁铁的构造相比，能够容易地制作永久磁铁，从而能够实现低成本化。其原因在于，以往的减速装置所使用的永久磁铁需要加工成沿着支承环的外周面的曲面形状，但本发明的减速装置所使用的永久磁铁是容易加工的平面形状。
2.电动式盲动驱动器的构造在本发明的减速装置中，作为用于切换制动和非制动的电动式直动驱动器，能够采用滚珠丝杠机构、滚珠坡道(ball ramp)机构的构造。滚珠丝杠机构、滚珠坡道机构的电动式直动驱动器利用使滚珠沿着具有导程的螺牙、倾斜凸轮面的运动变换机构，将电动机的旋转运动变换为直线运动。但是，虽然滚珠丝杠机构等的电动式直动驱动器具有在一定程度上增大直线运动的驱动力的功能，但有时也无法充分地确保使开关制动盘、即旋转构件的旋转迅速停止那样程度的增力功能。为了扩大增力功能，减小丝杠的导程角、凸轮面的倾斜角即可，但在滚珠丝杠机构的情况下，若减小丝杠的导程角，则丝杠直径变小，负荷容量降低。另外，在滚珠坡道机构的情况下，若减小凸轮面的倾斜角，则无法充分地确保直线运动的冲程。为了应对这些不良，在本发明的减速装置中，优选采用能够充分地确保直线运动的驱动力的增力功能的电动式直动驱动器，例如优选采用下述图2所示的行星轮机构的电动式直动驱动器。图2是表示适于本发明的涡流式减速装置的电动式直动驱动器的结构例的图，图 2的(a)表示纵剖视图，图2的(b)表示图2的(a)的A-A剖视图。电动式直动驱动器9由圆筒状的外壳21构成其轮廓，在电动式直动驱动器9的后端安装有电动机10。外壳21固定于上述图1所示的开关制动卡钳7。在外壳21内嵌有圆筒状的外圈构件22，在外圈构件22的中心配置有相当于电动机10的主轴的转子轴24。该转子轴M 也可以做成与电动机10的主轴分别成形，再与该主轴相连结。在转子轴M的外周面与外圈构件22的内周面之间配置有多个圆筒状的行星轮 25。在图2中表示配置有4个行星轮25的例子。通过转子轴M随着电动机10的输出而旋转，各行星轮25 —边在转子轴M的周围自转一边公转。具体地讲，在转子轴M上，在行星轮25的前方外套有带有凸缘的载体构件27，该载体构件27与转子轴M —同旋转，另一方面，容许该载体构件27在转子轴M的轴向上移动。在各行星轮25中分别插入有支承轴观，该支承轴观贯穿载体构件27的凸缘并被载体构件27支承，各行星轮％借助针状滚柱轴承四能够旋转地支承在各个支承轴W 上，并且，利用配置在其与载体构件27的凸缘之间的推力球轴承30也能够旋转地支承在载体构件27上。利用该构造，在转子轴M旋转时，载体构件27和支承轴28以转子轴M为中心地旋转，随之，行星轮25能够在转子轴M的周围一边自转一边公转。并且，各行星轮25随着在转子轴M的周围一边自转一边公转而沿着轴向移动。具体地讲，在外圈构件22的各行星轮25所滚动接触的内周面设有两条螺旋槽，在各螺旋槽上以沿着各螺旋槽的周向的方式固定有方形截面的条构件。利用这些条构件在外圈构件22 的内周面形成有两条螺旋凸条23。另一方面，在各行星轮25的外周面设有间距与外圈构件 22的螺旋凸条23的间距相等而导程角不同的梯形截面的1条螺旋槽26。利用该构造，各行星轮25的螺旋槽沈与外圈构件22的螺旋凸条23啮合，各行星轮25能够在随着转子轴M的旋转一边自转一边公转的过程中沿着轴向移动而进行直线运动。此时，行星轮25相对于转子轴M的旋转量的直线移动量由螺旋凸条23和螺旋槽沈的导程角之差来决定，越减小该导程角之差，行星轮25的直线移动量越小，结果，直线运动的减速率变大，能够增大直线运动的驱动力。随着各行星轮25 —边自转一边公转并沿着轴向移动，载体构件27与各行星轮25 一同沿着轴向移动。在载体构件27上借助推力球轴承32支承有直线驱动构件31，在该直线驱动构件31上连结有上述图1所示的后侧的制动垫Sb。由此，各行星轮25的直线运动通过载体构件27被传递到直线驱动构件31，能够驱动后侧的制动垫8b朝向开关制动盘6 直线运动。另外，各行星轮25的外周面及外圈构件22的各行星轮25所滚动接触的外周面和转子轴M的各行星轮25所滚动接触的外周面为了确保耐磨损性而实施了表面硬化处理， 在上述的滚动接触面中填充有润滑脂。另外，外壳21的内部利用安装在直线驱动构件31 的外周和外圈构件22之间的间隙中的具有挠性的保护罩33来密封，直线驱动构件31的转子轴M所贯穿的内侧利用膜状密封件34来密封。在图2所示的电动式直动驱动器9中，使外圈构件22的螺旋凸条23为两条，使行星轮25的螺旋槽沈为一条，其原因在于，通过使螺旋凸条23为多条，能够扩大两者的导程角之差的设定自由度。但是，只要两者的间距相等且两者能啮合，上述的条数就能够与设定在两者之间的导程角之差相应地任意设定。另外，在图2所示的电动式直动驱动器9中，是与行星轮25的螺旋槽沈相应地在外圈构件22的内周面设置螺旋凸条23的构造，但也能够变更为在转子轴M的外周面设置螺旋凸条的构造。并且，在图2所示的电动式直动驱动器9中，是在行星轮25的外周面设置螺旋槽 26的构造，但也可以替代螺旋槽沈，做成设置间距与螺旋凸条23的间距相等且与螺旋凸条 23啮合的圆周槽的构造。3.用于缓禾Π开关泡丨云力器所产价中τ τ 射勾造在本发明的减速装置中，如上所述，采用盘式制动器作为用于切换制动和非制动的开关制动器，为了使该开关制动器以优良的响应性产生作为辅助制动器的制动力，要求该开关制动器具有从非制动状态迅速地切换到制动状态的功能。鉴于该要求，开关制动器与像主制动器所采用的盘式制动器那样不锁定轮胎的旋转而使其旋转在几秒钟内停止的方式有所不同，其是利用制动垫强有力地夹住开关制动盘，使旋转构件的旋转最长在1秒左右瞬间停止。在这种情况下，随着从非制动切换到制动，旋转构件的旋转急速降低，因此，特别是在旋转构件停止的瞬间，因其反作用容易对开关制动卡钳施加过大的冲击。该冲击也会施加于用于支承开关制动卡钳的托架及用于支承托架的车辆的非旋转部，有可能对耐久性产生妨碍。因此，在本发明的减速装置中，优选采取缓和开关制动器所产生的冲击的方法。下面，依次对能够在本发明的减速装置中应用的构造上的方法和控制上的方法进行说明。3-1.构造上的冲击缓和方法图3是表示针对开关制动器的冲击所采用的在构造上的缓和方法的一例子的示意图。在该图中，表示从前方沿轴向看减速装置的状态下的开关制动卡钳的制动垫8a、8b， 利用与该制动垫8a、8b的配置关系，以虚线表示旋转构件(定子)的开关制动盘6，并且，以箭头表示其旋转方向。在后述的图4及图5中也同样地表示。
如图3所示，自同时支承制动垫8a、8b及开关制动卡钳的托架17从左右侧部分别突出有臂部41。各臂部41隔着防振衬套43和垫圈44并利用螺栓45和螺母46的连结固定在与车辆底盘一体的横梁42上。防振衬套43是橡胶、聚氨酯等弹性件。采用图3所示的构造，在制动时，随着开关制动盘6 (旋转构件)的停止产生的冲击能够利用防振衬套43的弹性变形来吸收并缓和。图4是表示针对开关制动器的冲击所采用的在构造上的缓和方法的另一例子的示意图，图5是表示其又一例子的示意图。如图4及图5所示，自托架17的左右侧部中的一个侧部突出有臂部51。臂部51固定于被设置在车辆底盘上的支架52。在图4所示的构造中，将带有复原功能的吸震器M安装在支架52上，臂部51抵接于该吸震器M的顶端，并且，自支架52突出的钩状的突片53被紧贴地保持。吸震器M 能够采用孔式的构件、硅胶内置的构件。在图5所示的构造中，在臂部51与支架52之间配置螺旋弹簧55，利用螺栓56和螺母57的连结将臂部51固定于支架52。采用图4、图5所示的构造，在制动时，随着开关制动盘6 (旋转构件)的停止产生的冲击能够利用吸震器54、螺旋弹簧55来吸收并缓和。3-2.控制上的冲击缓和方法为了缓和随着由开关制动器使旋转构件(定子)停止产生的冲击，在旋转构件即将停止之前缓和其旋转速度的急剧下降，抑制旋转速度的时间变化是很有效的。这一点能够通过控制对电动机施加的电流来实现。该电动机的电流控制方法因电动式直动驱动器是否具有保持功能而有些许不同。驱动器的保持功能是指这样的功能，S卩，在制动时，通过对电动机施加电流而使驱动器工作，从而制动垫利用直线运动进入而使开关制动盘产生按压力，但在之后停止施加电流时，能维持制动垫的位置，并保持其按压力。在具有保持功能的情况下，通过对电动机施加正负相反的电流，制动垫向反向直线运动而后退，解除按压力。在不具有保持功能的情况下，停止对电动机通电时，制动垫因按压力的反作用力自然后退，解除按压力。例如，在上述图2所示的行星轮机构的驱动器的情况下，驱动器的保持功能在将螺旋凸条23和螺旋槽沈的导程角之差较小地设定为0.3°以下时体现出来。在滚珠丝杠机构、滚珠坡道机构的驱动器的情况下也同样，驱动器的保持功能在将螺纹的导程角、凸轮面的倾斜角设定得较小时体现出来。上述图2所示的驱动器将螺旋凸条23和螺旋槽沈的导程角之差设定得较小来增大直线运动的驱动力，因此具有保持功能。下面，分为驱动器具有保持功能的情况和不具有保持功能的情况来说明电动机在控制上的冲击缓和方法。(1)驱动器具有保持功能的情况图6是说明驱动器具有保持功能的情况下针对开关制动器的冲击所采用的在控制上的缓和方法的一例子的时序图，该图的(a)表示旋转构件(定子)的旋转速度，该图的 (b)表示对电动机施加的电流值，该图的(c)表示驱动器的按压力，该图的(d)表示制动力。如图6的(a)中a点所示，在从旋转构件(定子)与车辆的旋转轴及制动盘(转子)一同旋转的非制动状态切换到制动状态时，如图6的(b)中实线所示，以规定的电流值 I对电动机施加电流。此时，根据制动切换时刻的旋转构件的旋转速度来设定对电动机施加的适当的电流值I。由此，驱动器工作，制动垫进入，如图6的(c)中实线所示，对开关制动盘产生驱动器的按压力。随之，如图6的(d)中实线所示，旋转构件的旋转速度下降，与此同时，在制动盘与旋转构件之间产生旋转速度差，因此，如图6的(d)所示，制动盘产生制动力。在按压力达到规定的按压力P时，如图6的(b)中实线所示，停止对电动机施加电流。此时，由于驱动器具有保持功能，因此，如图6的(c)中实线所示，驱动器的按压力维持原样。随之，如图6的(a)中实线所示，旋转构件的旋转速度进一步下降，最终，如图6的 (a)中c点所示，旋转构件停止。利用与停止的旋转构件之间的旋转速度差，制动盘连续地产生制动力。在从该状态切换到非制动时，如图6的(b)所示，对电动机施加与制动时的施加电流正负相反的电流。由此，驱动器工作，制动垫后退，如图6的(c)所示，解除驱动器的按压力，成为非制动状态。在这样的向制动切换时，响应性较佳地进行切换，为了缓和随着旋转构件的停止产生的冲击，适当地设定对电动机施加的电流值非常重要。例如，如图6的(b)中虚线所示，在将对电动机施加的电流值设定得比较低的情况下，如图6的(c)中虚线所示，驱动器的按压力不充分。在这种情况下，如图6的(a)中虚线所示，旋转构件的旋转下降速度的变化缓慢，无法在短时间内使旋转构件停止。另外，如图6的(b)中单点划线所示，在将对电动机施加的电流值设定得比较高的情况下，如图6的(c)中单点划线所示，驱动器的按压力变得过大。在这种情况下，如图6的 (a)中单点划线所示，旋转构件的旋转下降速度的变化加快，能够在极短时间内使旋转构件停止，相反，因其反作用产生的冲击明显。相对于此，如图6的(b)中实线所示，在将对电动机施加的电流值设定为适当的电流值I的情况下，如图6的(c)中实线所示，驱动器的按压力成为适度的按压力P。在这种情况下，如图6的(a)中实线所示，在旋转构件的旋转速度急速下降之后，旋转构件即将停止之前，其旋转下降速度的变化缓慢。由此，能够响应性较佳地进行切换，从而能够缓和随着旋转构件的停止产生的冲击。在此，在使旋转构件的旋转速度急速下降的同时，在旋转构件即将停止之前能够使该旋转下降速度的变化缓慢的驱动器的按压力依赖于制动切换时刻的旋转构件的旋转速度。因此，在设定对电动机施加的适当的电流值时，对于每个制动切换时刻的旋转构件的旋转速度都需要把握适当的按压力。图7是为了把握驱动器的适当的按压力而表示制动盘和旋转构件的旋转速度差与转矩的相互关系的示意图。该图所示的制动盘(转子)和旋转构件(定子)的旋转速度差也相当于制动切换时刻的旋转构件的旋转速度。如该图中虚线所示，基于制动盘产生的制动力的制动转矩随着制动盘和旋转构件的相对的旋转速度差变大而增加，在该旋转速度差增大一定程度时饱和，成为大致恒定。在使旋转构件停止的情况下，作为利用驱动器的按压力产生的开关制动转矩，需要至少大于制动转矩的转矩，并且，需要施加基于由制动切换时刻的旋转构件的旋转速度产生的惯性力的惯性转矩。但是，在开关制动转矩过大时，随着旋转构件的停止产生过大的冲击。由此，像图7中以斜线表示的范围那样，开关制动转矩优选以与制动切换时刻的旋转构件的旋转速度相对应地产生的制动转矩为基准，处于该制动转矩的120% 150% 的范围内。而且，驱动器的适当的按压力产生该范围内的开关制动转矩，与该按压力相对应地设定对电动机施加的电流值。(2)驱动器不具有保持功能的情况图8是说明驱动器不具有保持功能的情况下针对开关制动器的冲击所采用的在控制上的缓和方法的一例子的时序图，该图的(a)表示旋转构件(定子)的旋转速度，该图的(b)表示对电动机施加的电流值，该图的(c)表示驱动器的按压力，该图的(d)表示制动力。驱动器不具有保持功能的情况下的控制与上述具有保持功能的情况在以下方面有所不同。在图8的(a)所示的a点，以规定的电流值I对电动机施加电流之后，如该图中b 点所示，经过了规定时间时，如图8的(b)所示，降低对电动机施加的电流值。由此，由于驱动器不具有保持功能，因此，如图8的(c)所示，驱动器的按压力下降。随之，如图8的(a) 所示，旋转构件的旋转下降速度的变化缓慢，在该图中的c点旋转构件停止。由此，在旋转构件的旋转速度急速下降之后，旋转构件即将停止之前，该旋转下降速度的变化缓慢，因此，能够响应性较佳地进行切换，从而能够缓和随着旋转构件的停止产生的缓冲。与图7所示的控制的情况相比，在图8所示的控制的情况下，能够将制动切换时的施加电流值I设定得较大。另外，在图8的(a)所示的b点降低对电动机施加的电流值时，也可以替代时间经过，在旋转构件的旋转速度下降到规定的旋转速度时降低施加电流值。在驱动器不具有保持功能的情况下，如图8的(b)所示，停止对电动机施加电流时，解除驱动器的按压力，立即成为非制动状态，因此，即使在旋转构件停止之后，在制动过程中继续对电动机施加电流。工业实用性采用本发明的涡流式减速装置，能够实现装置的小型化，而且，即使是没有特别搭载压缩空气罐等的中小型车辆也能够容易地引进本发明的涡流式减速装置。因而，本发明的涡流式减速装置极为适合用作所有的车辆的辅助制动器。附图标记说明1、制动盘；2、散热片；3、旋转构件；4、磁铁保持盘；5、永久磁铁；6、开关制动盘； 7、开关制动卡钳；8a、8b、制动垫；9、电动式直动驱动器；10、电动机；11、旋转轴；12、连结轴；13、套筒；14、螺母；15a、15b、轴承；16a、16b、密封构件；17、托架；18、轴承；19a、19b、密封构件；21、外壳；22、外圈构件；23、螺旋凸条；24、转子轴；25、行星轮；26、螺旋槽；27、载体构件；28、支承轴；29、针状滚柱轴承；30、推力球轴承；31、直线驱动构件；32、推力球轴承；33、保护罩；34、膜状密封件；41、臂部；42、横梁；43、防振衬套；44、垫圈；45、螺栓；46、 螺母；51、臂部；52、支架；53、突片；54、吸震器；55、螺旋弹簧；56、螺栓；57、螺母。
权利要求
1.一种涡流式减速装置，其特征在于，该涡流式减速装置包括制动盘，其固定在车辆的旋转轴上；永久磁铁，其与上述制动盘的主面相对，沿圆周方向交替配置不同的磁极；旋转构件，其用于保持上述永久磁铁，并具有开关制动盘，该旋转构件能够旋转地支承在上述旋转轴上；开关制动卡钳，其固定在车辆的非旋转部，具有制动垫，上述开关制动盘夹在该制动垫之间；电动式直动驱动器，其用于将电动机的旋转运动变换为直线运动，驱动上述制动垫直线运动。
2.根据权利要求1所述的涡流式减速装置，其特征在于，上述电动式直动驱动器是这样的构造，即，多个行星轮介于与上述电动机的主轴一体地旋转的转子轴的外周面和同心状地包围上述转子轴的外圈构件的内周面之间，随着上述转子轴的旋转，上述各行星轮在上述转子轴的周围一边自转一边公转，在上述转子轴的外周面或者上述外圈构件的内周面设有螺旋凸条，并且，在上述各行星轮的外周面设有间距与上述螺旋凸条的间距相等的供上述螺旋凸条啮合的圆周槽或者间距与上述螺旋凸条的间距相等而导程角不同的供上述螺旋凸条啮合的螺旋槽；随着上述转子轴的旋转，上述各行星轮在上述转子轴的周围一边自转一边公转并沿着轴向移动，随着上述各行星轮的轴向移动，驱动上述制动垫直线运动。
3.根据权利要求1或2所述的涡流式减速装置，其特征在于，上述开关制动卡钳隔着缓冲件固定在车辆的非旋转部。
全文摘要
本发明提供一种涡流式减速装置。该涡流式减速装置包括制动盘，其固定在车辆的旋转轴上；永久磁铁，其与制动盘的主面相对，沿圆周方向交替配置不同的磁极；旋转构件，其用于保持永久磁铁，并且具有开关制动盘，能够旋转地支承在旋转轴上；开关制动卡钳，其固定在车辆的非旋转部，具有制动垫，开关制动盘夹在该制动垫之间；电动式直动驱动器，其用于将电动机的旋转运动变换为直线运动，驱动制动垫直线运动；由此，能够实现小型化，即使是没有特别搭载压缩空气罐等的中小型车辆也能够引进本发明的涡流式减速装置。
文档编号H02K49/10GK102282747SQ201080004528
公开日2011年12月14日 申请日期2010年10月22日 优先权日2009年10月28日
发明者今西宪治, 斋藤晃, 田坂方宏, 野口泰隆 申请人:住友金属工业株式会社