本发明涉及一种作为辅助制动器而搭载在卡车和公共汽车等车辆中的减速装置，特别是，涉及一种为了产生制动力而使用了永久磁铁的涡流式减速装置。
背景技术：
使用了永久磁铁(以下也简称为“磁铁”)的涡流式减速装置(以下也简称为“减速装置”)具有固定在车辆的旋转轴上的制动构件。在涡流式减速装置中，在制动时，利用来自磁铁的磁场的作用使与磁铁相对的制动构件的表面产生涡流。由此，在与旋转轴一体旋转的制动构件产生与旋转方向反向的制动力矩，旋转轴的转速逐渐降低。依据用于产生涡流的制动构件，以及用于保持磁铁并与制动构件成对的磁铁保持构件的形状，将减速装置的形式区分为筒型和盘型。通常，大多使用筒型的减速装置。例如日本特开2004-48963号公报(专利文献1)公开了一种筒型减速装置。
图1是示意性表示通常的筒型减速装置的纵剖视图。图2是表示以往的筒型减速装置中的磁铁的排列的立体图。图3以及图4是表示由图2所示的以往的减速装置产生的磁路的产生状况的横剖视图。图3和图4中，图3表示制动时的状态，图4表示非制动时的状态。在此，纵截面是沿着旋转轴的截面。横截面是与旋转轴正交的截面。
如图1所示，减速装置包括圆筒状的制动滚筒1和配置在该制动滚筒1的内侧的圆筒状的磁铁保持环2。制动滚筒1相当于施加制动力矩的制动构件，该制动滚筒1借助转子支承构件6固定在车辆的旋转轴10(例如传动轴、驱动轴等)上。由此，制动滚筒1与旋转轴10一体地旋转。图1的箭头表示制动滚筒1的旋转方向的一个例子。在制动滚筒1的外周面设有散热片1a。该散热片1a起到对制动滚筒1本身冷却的作用。另外，在图1以后的图中省略图示散热片1a。
磁铁保持环2相当于与制动滚筒1(制动构件)成对的磁铁保持构件，该磁铁保持环2借助定子支承构件7以能旋转的方式支承在旋转轴10上。定子支承构件7固定在车辆的非旋转部(例如变速器盖)。
如图1以及图2所示，在磁铁保持环2的外周面固定有多个永久磁铁3。磁铁3与制动滚筒1的内周面隔开间隙地相对，并遍布以旋转轴10为中心的圆周方向排列。所述磁铁3的磁极(n极和s极)是沿以旋转轴10为中心的径向配置的，并且沿圆周方向相邻的磁铁3彼此的磁极交替不同。磁铁保持环2的材质为强磁性材料。
如图1、图3以及图4所示，在制动滚筒1与磁铁3的间隙设有多个强磁性体的开关板4。开关板4遍布以旋转轴10为中心的圆周方向排列。所述开关板4的配置角度与磁铁3的配置角度一致。利用开关板保持环5保持各开关板4的两侧部。开关板保持环5固定于定子支承构件7。
未图示的气缸和电动致动器等驱动装置连接于磁铁保持环2。在进行制动与非制动的切换时，利用该驱动装置的工作使磁铁保持环2以及磁铁3一体旋转。由此，获取开关板4与磁铁3重合的制动状态(参照图3)，和开关板4沿圆周方向横跨相邻的磁铁3彼此的非制动状态(参照图4)。也就是说，在图2～图4所示的以往的减速装置中，作为切换成制动状态和非制动状态的开关机构，采用磁铁保持环2能以旋转轴10为中心旋转的结构。以下，也将这种结构的开关机构称为“单列型旋转开关机构”。
在非制动时，利用单列型旋转开关机构的工作，如图4所示地维持成开关板4横跨磁铁3彼此的状态。于是，来自磁铁3的磁通量(磁场)变为以下这种状况。自彼此相邻的磁铁3中的一磁铁3的n极发出的磁通量在经由了开关板4后到达另一磁铁3的s极。自另一磁铁3的n极发出的磁通量经由磁铁保持环2而到达一磁铁3的s极。也就是说，在磁铁3与制动滚筒1之间不产生磁路。在该情况下，在与旋转轴10一体旋转的制动滚筒1不产生制动力矩。
相对于此，在制动时，利用单列型旋转开关机构的工作使磁铁保持环2旋转磁铁3的配置角度一半左右的量。由此，如图3所示，维持成开关板4与磁铁3重合的状态。于是，来自磁铁3的磁通量(磁场)变为以下这种状况。
自彼此相邻的磁铁3中的一磁铁3的n极发出的磁通量穿过开关板4而到达制动滚筒1。到达了制动滚筒1的磁通量经由开关板4而到达另一磁铁3的s极。自另一磁铁3的n极发出的磁通量经由磁铁保持环2而到达一磁铁3的s极。也就是说，在沿圆周方向相邻的磁铁3彼此、磁铁保持环2、开关板4以及制动滚筒1之间形成由磁铁3产生的磁路。这种磁路在整个圆周方向区域中以磁通量的朝向交替相反的方式形成。在该情况下，在与旋转轴10一体旋转的制动滚筒1产生与旋转方向反向的制动力矩。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-48963号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
采用上述的以往的筒型减速装置，能够相应地获得充分的制动力矩。但是，近年来，车辆的性能越来越高。与此相伴地，强烈要求能在减速装置中体现出更大的制动力矩。
本发明的目的在于，提供一种能够获得较大的制动力矩的涡流式减速装置。
用于解决问题的方案
根据本发明的一实施方式的涡流式减速装置包括：制动构件，其为圆筒状且固定于旋转轴；多个永久磁铁，其与所述制动构件的内周面或外周面隔开间隙地相对，并遍布以所述旋转轴为中心的圆周方向排列；磁铁保持构件，其为圆筒状且用于保持所述多个永久磁铁；以及开关机构，其用于切换制动状态和非制动状态。所述多个永久磁铁配置在所述制动构件与所述磁铁保持构件之间。所述多个永久磁铁包括沿所述圆周方向隔开间隔地设置的多个第1磁铁和在沿所述圆周方向相邻的所述第1磁铁彼此之间各设有1个的多个第2磁铁。所述多个第1磁铁的磁极是沿以所述旋转轴为中心的径向配置的，并且沿所述圆周方向相邻的所述第1磁铁彼此的磁极交替不同。所述多个第2磁铁的磁极是沿所述圆周方向配置的。在面向所述制动构件的一侧，所述多个第1磁铁的n极与所述多个第2磁铁的n极沿所述圆周方向相邻，并且所述多个第1磁铁的s极与所述多个第2磁铁的s极沿所述圆周方向相邻。所述磁铁保持构件为强磁性体。
发明的效果
采用本发明的涡流式减速装置，能够获得较高的制动力矩。
附图说明
图1是示意性表示通常的筒型减速装置的纵剖视图。
图2是表示以往的筒型减速装置中的磁铁的排列的立体图。
图3是表示由图2所示的以往的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的横剖视图。
图4是表示由图2所示的以往的减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的横剖视图。
图5是表示第1实施方式的减速装置中的磁铁的排列的立体图。
图6是表示由第1实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的横剖视图。
图7是表示第1实施方式的减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的横剖视图。
图8是表示第2实施方式的减速装置中的磁铁的排列的立体图。
图9a是表示由第2实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的、沿着圆周方向的剖视图。
图9b是表示由第2实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的纵剖视图。
图9c是表示由第2实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的横剖视图。
图10a是表示由第2实施方式的减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的、沿着圆周方向的剖视图。
图10b是表示由第2实施方式的减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的纵剖视图。
图10c是表示由第2实施方式的减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的横剖视图。
图11是表示第3实施方式的减速装置中的磁铁的排列的立体图。
图12a是表示由第3实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的、沿着圆周方向的剖视图。
图12b是表示由第3实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的纵剖视图。
图12c是表示由第3实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的横剖视图。
图13a是表示由第3实施方式的减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的、沿着圆周方向的剖视图。
图13b是表示由第3实施方式的减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的纵剖视图。
图13c是表示由第3实施方式的减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的横剖视图。
图14是表示本发明的减速装置的变形例的剖视图。
图15是表示本发明的减速装置的另一个变形例的剖视图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式。另外，在以下的说明中，举例说明本发明的实施方式，但本发明不限定于以下说明的例子。在以下的说明中，有时例示特定的数值、特定的材料，但本发明不限定于这些例示。
本发明的涡流式减速装置包括开关机构、圆筒状的制动构件、多个永久磁铁以及圆筒状的磁铁保持构件。制动构件固定于旋转轴。多个永久磁铁与制动构件的内周面或外周面隔开间隙地相对，并遍布以旋转轴为中心的圆周方向排列。圆筒状的磁铁保持构件保持多个永久磁铁。开关机构用于切换制动状态和非制动状态。
多个永久磁铁配置在制动构件与磁铁保持构件之间。多个永久磁铁包括沿圆周方向隔开间隔地设置的多个第1磁铁和在沿圆周方向相邻的第1磁铁彼此之间各设有1个的多个第2磁铁。多个第1磁铁的磁极是沿以旋转轴为中心的径向配置的，并且沿圆周方向相邻的第1磁铁彼此的磁极交替不同。多个第2磁铁的磁极是沿圆周方向配置的。在面向制动构件的一侧，多个第1磁铁的n极与多个第2磁铁的n极沿圆周方向相邻，并且多个第1磁铁的s极与多个第2磁铁的s极沿圆周方向相邻。磁铁保持构件为强磁性体。采用该减速装置，能够获得较高的制动力矩。
典型地，在面向磁铁保持构件的一侧，多个第1磁铁的n极和多个第2磁铁的s极沿圆周方向相邻，并且多个第1磁铁的s极和多个第2磁铁的n极沿圆周方向相邻。
在本发明的减速装置中，也可以是，在多个第2磁铁的各个第2磁铁与磁铁保持构件之间配置有非磁性体。采用该结构，能够获得较高的制动力矩。在该结构的一个例子中，第2磁铁借助第1磁铁间接地保持于磁铁保持构件。只要能获得本发明的效果即可，非磁性体没有特别限定。非磁性体的例子包含非磁性的有机材料、非磁性的无机材料以及气体(例如大气)。非磁性体可以是非磁性的金属(例如铝和非磁性的不锈钢等)。
在本发明的减速装置中，也可以是，在多个第2磁铁的各个第2磁铁与磁铁保持构件之间设有间隙。在该情况下，可以是上述的非磁性体为该间隙内的气体(例如大气)。第2磁铁与磁铁保持构件之间的间隙可以是形成在磁铁保持构件中的面向第2磁铁的部分上的凹部。
在具有上述的非磁性体的本发明的减速装置中，非磁性体的角部中的远离制动构件的一侧的角部可以设为圆角。采用该结构，绕过非磁性体的磁通量被非磁性体的角部扰乱的情况能够得到抑制。在该结构的一个例子中，在磁铁保持构件中的面向第2磁铁的部分形成凹部，将该凹部的底部的角部设为圆角。
在本发明的减速装置中，也可以是，第2磁铁在上述圆周方向上的长度随着向制动构件靠近而变短。在该情况下，可以是，第1磁铁在所述圆周方向上的长度随着向制动构件靠近而变长。
本发明的减速装置也可以具有预定的开关机构。在以下的说明中，说明开关机构的第1例以及第2例。在第1例的开关机构中，采用以下的结构。即，多个第1磁铁、多个第2磁铁以及磁铁保持构件沿上述的圆周方向被分割成第1列和第2列。在制动构件与多个第1磁铁的间隙内，以与多个第1磁铁的配置角度一致的方式遍布圆周方向设有多个强磁性体的开关板。第1列的磁铁保持构件和第2列的磁铁保持构件中的任一者能够进行以旋转轴为中心的旋转。利用该旋转来切换制动状态和非制动状态。第1例的开关机构包括开关板和使第1列以及第2列的磁铁保持构件中的任一者旋转的驱动装置。
在第2例的开关机构中，采用以下的结构。即，多个第1磁铁、多个第2磁铁以及磁铁保持构件被沿上述的圆周方向按照第1列、第2列以及第3列的顺序分割。在制动构件与多个第1磁铁的间隙内，以与多个第1磁铁的配置角度一致的方式遍布圆周方向设有多个强磁性体的开关板。第1列以及第3列的磁铁保持构件和第2列的磁铁保持构件中的任一者能够进行以旋转轴为中心的旋转。利用该旋转来切换制动状态和非制动状态。所述这些结构作为开关机构发挥功能。第2例的开关机构包括开关板和使预定的列的磁铁保持构件旋转的驱动装置。另外，使用开关板的结构具有如下优点：利用涡流使在制动构件中产生的热难以传递到永久磁铁。
在具有上述第1例或第2例的开关机构的本发明的减速装置中，也可以是，在非制动状态下，为如下状态：在沿着旋转轴的轴向上相邻的第1磁铁彼此的磁极的配置不同，以及在沿着旋转轴的轴向上相邻的第2磁铁彼此的磁极的配置不同，在制动状态下，为如下状态：在轴向上相邻的第1磁铁彼此的磁极的配置一致、以及在沿着旋转轴的轴向上相邻的第2磁铁彼此的磁极的配置一致。
在本发明的减速装置中，也可以是，在上述的圆周方向上，开关板的长度与第1磁铁的长度相同。
在本发明的减速装置中，也可以是，使磁铁保持构件能在沿着旋转轴的轴向上移动。并且，可以利用该移动来切换制动状态和非制动状态。该情况下的开关机构具有使磁铁保持构件沿轴向移动的驱动装置。
在本发明的减速装置中，也可以是，在上述的圆周方向上，第1磁铁的长度是第2磁铁的长度的1.5倍～9倍。
以下，参照附图详细说明本发明的涡流式减速装置的实施方式。
第1实施方式
图5是表示第1实施方式的减速装置中的磁铁的排列的立体图。图6以及图7是表示由第1实施方式的减速装置产生的磁路的产生状况的横剖视图。图6和图7中，图6表示制动时的状态，图7表示非制动时的状态。第1实施方式的减速装置将所述图1所示的筒型减速装置的结构作为基本。这在后述的第2实施方式以及第3实施方式中也是同样的。关于与图1所示的筒型减速装置相同的部分，有时省略重复的说明。
第1实施方式的减速装置与所述图1所示的减速装置同样，包括制动滚筒(制动构件)1和磁铁保持环(磁铁保持构件)2。制动滚筒1固定于旋转轴，且随着旋转轴的旋转而旋转。磁铁保持环2的材质是强磁性材料。在第1实施方式的减速装置中，如图5～图7所示，多个永久磁铁3包括多个第1磁铁3a和多个第2磁铁3b。这些多个第1磁铁3a和多个第2磁铁3b配置在磁铁保持环2的外周面上。多个第1磁铁3a和多个第2磁铁3b遍布以旋转轴10为中心的圆的圆周方向交替地排列。换言之，在圆周方向上相邻的第1磁铁3a彼此之间各配置有1个第2磁铁3b。另外，也可以用树脂、碳片覆盖永久磁铁3的表面。
利用磁铁保持环2保持的多个永久磁铁3配置在制动滚筒1与磁铁保持环2之间。即，制动滚筒1的内周面和磁铁保持环2的外周面隔着多个永久磁铁3相对。
制动滚筒1、磁铁保持环2、永久磁铁3以及后述的开关板4的各自的材料没有特别限定，可以应用能用在公知的涡流式减速装置中的那些材料。例如，可以在构成磁铁保持环2的强磁性材料中使用后述的强磁性金属材料。
第1磁铁3a沿圆周方向隔开间隔地设置。第2磁铁3b设于在圆周方向上相邻的第1磁铁3a彼此之间。第1磁铁3a的磁极(n极和s极)是沿以旋转轴10为中心的径向配置的。换言之，将1个第1磁铁3a的n极和s极连结的方向沿该径向延伸。而且，对于第1磁铁3a的磁极(n极和s极)的配置来说，沿圆周方向相邻的第1磁铁3a彼此交替不同。第2磁铁3b的磁极(n极和s极)是沿以旋转轴10为中心的圆周方向配置的。换言之，将1个第2磁铁3b的n极和s极连结的方向沿该圆周方向延伸。而且，对于第2磁铁3b的磁极(n极和s极)的配置来说，沿圆周方向相邻的第2磁铁3b彼此交替不同。
第1磁铁3a和第2磁铁3b如图6所示那样配置。即，在面向制动构件1的一侧，第1磁铁3a的n极与第2磁铁3b的n极沿圆周方向相邻，并且第1磁铁3a的s极与第2磁铁3b的s极沿圆周方向相邻。另一方面，在面向磁铁保持环2的一侧，第1磁铁3a的n极与第2磁铁3b的s极沿圆周方向相邻，并且第1磁铁3a的s极与第2磁铁3b的n极沿圆周方向相邻。
在优选的一个例子中，在第1磁铁3a与第2磁铁3b的交界处，在第1磁铁3a的制动构件1侧的表面与第2磁铁3b的制动构件1侧的表面之间不存在高度差，在第1磁铁3a的磁铁保持环2侧的表面与第2磁铁3b的磁铁保持环2侧的表面之间不存在高度差。
第1实施方式的磁铁保持环2借助定子支承构件7支承为能在沿着旋转轴10的轴向上移动。未图示的气缸和电动致动器等驱动装置连接于磁铁保持环2。在进行制动与非制动的切换时，利用该驱动装置的工作使磁铁保持环2、磁铁3a以及磁铁3b一体地沿轴向移动。由此，在第1磁铁3a以及第2磁铁3b与制动滚筒1的内周面相对的制动状态(参照图6)、和第1磁铁3a以及第2磁铁3b被拉出到制动滚筒1的外部的非制动状态(参照图7)之间切换。也就是说，在第1实施方式的减速装置中，作为切换为制动状态和非制动状态的开关机构，采用磁铁保持环2能沿轴向移动的结构。以下，也将这种结构的开关机构称为“轴向移动开关机构”。
制动滚筒1的材质，特别是制动滚筒1的与磁铁3a以及磁铁3b相对的内周面的表层部的材质为导电性材料。作为导电性材料，可以举出强磁性金属材料(例如碳钢和铸铁等)、弱磁性金属材料(例如铁素体系不锈钢等)或非磁性金属材料(例如铝合金、奥氏体系不锈钢以及铜合金等)。
在非制动时，利用轴向移动开关机构的工作，如图7所示，维持为第1磁铁3a以及第2磁铁3b被拉出到制动滚筒1的外部的状态。也就是说，维持为磁铁3a以及磁铁3b大幅偏离了制动滚筒1的内周面的状态。因此，来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量(磁场)不会到达制动滚筒1。因而，在磁铁3a及磁铁3b与制动滚筒1之间不产生磁路。在该情况下，在制动滚筒1的内周面不产生涡流，因此在与旋转轴10一体旋转的制动滚筒1不产生制动力矩。
相对于此，在制动时，利用轴向移动开关机构的工作使磁铁保持环2向制动滚筒1的内侧移动。由此，如图6所示，磁铁3a以及磁铁3b与制动滚筒1呈同心状重合，磁铁3a以及磁铁3b处于与制动滚筒1的内周面相对的状态。于是，来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量(磁场)为如下这种状况。
自彼此相邻的第1磁铁3a中的一第1磁铁3a的n极发出的磁通量到达与该第1磁铁3a相对的制动滚筒1。该磁通量还叠加有来自与该一第1磁铁3a接触的第2磁铁3b的n极的磁通量。到达了制动滚筒1的磁通量到达另一第1磁铁3a的s极。自另一第1磁铁3a的n极发出的磁通量经由磁铁保持环2到达一第1磁铁3a的s极。
也就是说，在沿圆周方向相邻的第1磁铁3a彼此、与第1磁铁3a接触的第2磁铁3b、磁铁保持环2以及制动滚筒1之间，形成有由磁铁3a以及磁铁3b产生的强力的磁路。这种磁路在整个圆周方向区域以磁通量的朝向交替相反的方式形成。在图6中，用粗线示意性表示磁路，用粗线上的箭头表示磁通量的方向。
当在磁铁3a及磁铁3b与制动滚筒1之间产生了相对的转速差的状态下，当磁场自磁铁3a以及磁铁3b作用于制动滚筒1时，在制动滚筒1的内周面产生涡流。利用该涡流与来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量密度的相互作用，依照弗莱明左手定则，在与旋转轴10一体旋转的制动滚筒1产生与旋转方向反向的制动力矩。
如此，采用第1实施方式的减速装置，在制动时，不仅来自第1磁铁3a的主要的磁通量到达制动滚筒1，而且来自第2磁铁3b的磁通量也与该磁通量叠加地到达制动滚筒1，因此在制动滚筒1产生更大的涡流。由此，能够获得较高的制动力矩。
在第1实施方式中，不一定需要如所述图1所示那样的开关板4。可以代替开关板4，而将由强磁性体形成的平板状的磁极片固定在第1磁铁3a的表面。另一方面，在具有开关板4的情况下，在制动时，开关板4配置在第1磁铁3a与制动滚筒1的间隙内，使第1磁铁3a与开关板4重叠即可。
在图5～图7所示的一个例子中，在磁铁保持环2中的面向第2磁铁3b的部分形成有槽(凹部)，该槽成为间隙2a。优选的是，如此在第2磁铁3b与磁铁保持环2之间设有间隙2a。其理由如下所述。当在第2磁铁3b与磁铁保持环2之间设有间隙2a时，间隙2a被大气(非磁性体)填满而作为非磁性体发挥功能。因此，自第2磁铁3b向磁铁保持环2去的磁通量被间隙2a抑制。相应地，与自第1磁铁3a向制动滚筒1去的磁通量叠加的来自第2磁铁3b的磁通量增加。结果，向制动滚筒1去的磁通量的密度增加，能使制动力矩上升。
如图6所示，在优选的一个例子中，在永久磁铁3的表面中的磁铁保持环2侧的表面上，以覆盖第2磁铁3b的整个表面并且不覆盖第1磁铁3a的表面的方式配置有非磁性体(间隙2a)。该结构能够获得由第2磁铁3b产生的较高效果。
如图5～图7所示，非磁性体(间隙2a)可以为大致长方体状。更具体来讲，非磁性体可以是沿着以旋转轴为中心的圆的圆周的方式将长方体弯曲后得到的形状。
优选的是，如图6所示，第1磁铁3a的长度la为第2磁铁3b的长度lb的1.5倍～9倍。其理由如下所述。在与第2磁铁3b的长度lb相比，第1磁铁3a的长度la过小的情况下，来自第1磁铁3a的主要的磁通量变少，制动力矩减小。另一方面，在与第2磁铁3b的长度lb相比，第1磁铁3a的长度la过大的情况下，与来自第1磁铁3a的主要的磁通量叠加的来自第2磁铁3b的磁通量变少，在该情况下，制动力矩也减小。也就是说，与第2磁铁3b的长度lb相比，无论第1磁铁3a的长度la是过小还是过大，制动力矩都减少。更优选的是，第1磁铁3a的长度la为第2磁铁3b的长度la的2倍～4倍。另外，这里所说的磁铁3a以及磁铁3b的长度是沿着以旋转轴为中心的圆周方向的长度。
另外，优选的是，在与磁铁3a以及磁铁3b相对的制动滚筒1的内周面上形成有镀铜层。关于磁铁3a以及磁铁3b的厚度，只要在设计上允许，优选较厚。这是因为，能使因来自磁铁3a以及磁铁3b的磁场的作用而产生的涡流变得更大，获得更高的制动力矩。
第2实施方式
图8是表示第2实施方式的减速装置中的磁铁的排列的立体图。图9a～图9c是表示由第2实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的图。图10a～图10c是表示由该减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的图。图9a～图9c、图10a～图10c中，图9a以及图10a是沿着圆周方向的剖视图。图9b以及图10b是减速装置的纵剖视图。图9c以及图10c是减速装置的横剖视图。第2实施方式的减速装置是将所述第1实施方式变形后得到的装置，与所述第1实施方式相比，开关机构不同。
第2实施方式的减速装置具有双列型旋转开关机构来作为切换为制动状态和非制动状态的开关机构。具体来讲，第1磁铁3a、第2磁铁3b以及磁铁保持环2始终处于被收纳在制动滚筒1的内侧的状态，不在沿着旋转轴10的轴向上移动。磁铁3a、3b以及磁铁保持环2沿旋转轴10的圆周方向分割为第1列(第1列c1)和第2列(第2列c2)。第1列的磁铁3a、3b以及磁铁保持环2与第2列的磁铁3a、3b以及磁铁保持环2之间隔开微小的间隙而彼此独立。第1列的磁铁3a以及磁铁3b在沿着旋转轴10的轴向的长度，与第2列的磁铁3a以及磁铁3b在沿着旋转轴10的轴向的长度大致相同(参照图8、图9a、图9b、图10a以及图10b)。
在制动滚筒1与第1磁铁3a的间隙内，遍布以旋转轴10为中心的圆周方向设有多个强磁性体的开关板4。开关板4并未像磁铁3a、3b以及磁铁保持环2那样被分割。这些开关板4的配置角度与第1磁铁3a的配置角度一致。开关板4的尺寸如下所述。该开关板4在以旋转轴10为中心的圆周方向上的长度与单个的第1磁铁3a的长度大致相同(参照图9c以及图10c)。该开关板4在沿着旋转轴10的轴向上的长度与第1列以及第2列的第1磁铁3a的总长度大致相同(参照图9b以及图10b)。
如所述图1所示，各开关板4的两侧部由开关板保持环5保持。开关板保持环5固定于定子支承构件7。
另外，第1列以及第2列的磁铁保持环2中的第1列的磁铁保持环2固定于定子支承构件7。另一方面，第2列的磁铁保持环2支承于定子支承构件7，并能以旋转轴10为中心进行旋转。未图示的气缸和电动致动器等驱动装置连接于第2列的磁铁保持环2。在进行制动与非制动的切换时，利用驱动装置的工作使第2列的磁铁保持环2、磁铁3a以及磁铁3b一体地旋转。由此，获取制动状态和非制动状态。
在制动状态下，为如下状态：在沿着旋转轴10的轴向上相邻的第1列和第2列的磁铁3a彼此的磁极的配置相互一致，以及在沿着旋转轴10的轴向上相邻的第1列和第2列的磁铁3b彼此的磁极的配置相互一致(参照图9a以及图9b)。另一方面，在非制动状态下，为如下状态：在沿着旋转轴10的轴向上相邻的第1列和第2列的磁铁3a彼此的磁极的配置交替不同，以及在沿着旋转轴10的轴向上相邻的第1列和第2列的磁铁3b彼此的磁极的配置交替不同(参照图10a以及图10b)。在任一状态下，开关板4均与第1磁铁3a重合(参照图9c以及图10c)。
在非制动时，利用双列型旋转开关机构的工作，如图10a～图10c所示，维持为第1列和第2列的磁铁3a彼此的磁极的配置交替不同，以及第1列和第2列的磁铁3b彼此的磁极的配置交替不同的状态。于是，来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量(磁场)为如下这种状况。
如图10b所示，在沿着轴向的纵截面上，自相邻的第1列的第1磁铁3a以及第2列的第1磁铁3a中的一第1磁铁3a的n极发出的磁通量在经由了开关板4后，到达另一第1磁铁3a的s极。该磁通量还与来自与该一第1磁铁3a接触的第2磁铁3b的n极的磁通量叠加。自另一第1磁铁3a的n极发出的磁通量经由磁铁保持环2到达一第1磁铁3a的s极。也就是说，在沿轴向相邻的第1磁铁3a彼此、与第1磁铁3a接触的第2磁铁3b、磁铁保持环2以及开关板4之间，形成由磁铁3a以及磁铁3b产生的强力的磁路。这种磁路遍布整个圆周方向区域以磁通量的朝向交替相反的方式形成。
届时，如图10c所示，在沿着圆周方向的横截面上，不形成磁路。这是因为，在沿着轴向的截面内形成了强力的磁路。
也就是说，在非制动时，在磁铁3a以及磁铁3b与制动滚筒1之间不产生磁路。在该情况下，在制动滚筒1的内周面不产生涡流，因此在与旋转轴10一体旋转的制动滚筒1不产生制动力矩。
相对于此，在制动时，利用双列型旋转开关机构的工作，如图9a～图9c所示，维持为第1列和第2列的磁铁3a彼此的磁极的配置相互一致，以及第1列和第2列的磁铁3b彼此的磁极的配置相互一致的状态。于是，来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量(磁场)为如下这种状况。
如图9c所示，自在圆周方向上相邻的第1磁铁3a中的一第1磁铁3a的n极发出的磁通量穿过开关板4到达制动滚筒1。该磁通量还与来自与该一第1磁铁3a接触的第2磁铁3b的n极的磁通量叠加。到达了制动滚筒1的磁通量经由开关板4到达另一第1磁铁3a的s极。自另一第1磁铁3a的n极发出的磁通量经由磁铁保持环2到达一第1磁铁3a的s极。
也就是说，在沿圆周方向相邻的第1磁铁3a彼此、与第1磁铁3a接触的第2磁铁3b、磁铁保持环2、开关板4以及制动滚筒1之间，形成由磁铁3a以及磁铁3b产生的强力的磁路。这种磁路遍布整个圆周方向区域以磁通量的朝向交替相反的方式形成。
如此，在第2实施方式中，在制动时，也形成与所述第1实施方式大致同样的强力的磁路。因而，采用第2实施方式的减速装置，也起到与所述第1实施方式同样的效果。特别是，在第2实施方式中采用的双列型旋转开关机构与所述第1实施方式那样的轴向移动开关机构相比，能够缩小减速装置的全长，因此在装置的小型化方面是有效的。
在此，在第2实施方式的减速装置中，也能够在不将磁铁3a、3b以及磁铁保持环2分开的前提下，采用上述的单列型旋转开关机构。但是，在采用了单列型旋转开关机构的情况下，制动时的磁路的状况与采用了双列型旋转开关机构的情况大致相同，但非制动时的磁路的状况与采用了双列型旋转开关机构的情况不同。具体来讲，在非制动时，维持为开关板4横跨在圆周方向上相邻的第1磁铁3a彼此的状态。由此，在沿着轴向的纵截面上不形成磁路，只在沿着圆周方向的横截面上形成磁路。在该情况下，来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量集中，因此即使在非制动时，该磁通量的一部分也会自开关板4泄漏到制动滚筒1。因此，在非制动时产生磁漏损失转矩。
对此，在如第2实施方式那样采用了双列型旋转开关机构的情况下，在非制动时，在沿着轴向的纵截面上形成磁路。由此，在非制动时，来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量是分散的，因此自开关板4向制动滚筒1去的磁漏得到抑制。结果，能在非制动时抑制磁漏损失转矩的产生。因而，与采用单列型旋转开关机构相比，优选的是采用双列型旋转开关机构。
第3实施方式
图11是表示第3实施方式的减速装置中的磁铁的排列的立体图。图12a～图12c是表示由第3实施方式的减速装置在制动时产生的磁路的产生状况的图。图13a～图13c是表示由该减速装置在非制动时产生的磁路的产生状况的图。图12a～图12c以及图13a～图13c中，图12a以及图13a是沿着圆周方向的剖视图。图12b以及图13b是减速装置的纵剖视图。图12c以及图13c是减速装置的横剖视图。第3实施方式的减速装置是将所述第2实施方式变形后得到的装置，与所述第2实施方式相比，开关机构不同。
第3实施方式的减速装置具有三列型旋转开关机构来作为切换成制动状态和非制动状态的开关机构。具体来讲，第1磁铁3a、第2磁铁3b以及磁铁保持环2始终处于被收纳在制动滚筒1的内侧的状态，不在沿着旋转轴10的轴向上移动。磁铁3a、3b以及磁铁保持环2沿旋转轴10的圆周方向被分割为3列。具体来讲，磁铁3a、3b以及磁铁保持环2按照第1列(第1列c1)、第2列(第2列c2)以及第3列(第3列c3)的顺序被分割。第1列的磁铁3a、3b和磁铁保持环2、第2列的磁铁3a、3b和磁铁保持环2、以及第3列的磁铁3a、3b和磁铁保持环2之间隔开微小的间隙而彼此独立。第1列以及第3列的磁铁3a以及磁铁3b在沿着旋转轴10的轴向上的长度，分别为第2列的磁铁3a以及磁铁3b在沿着旋转轴10的轴向上的长度的大致一半(参照图11、图12a、图12b、图13a以及图13b)。
第3实施方式的开关板4的尺寸如下所述。该开关板4在以旋转轴10为中心的圆周方向上的长度与单个的第1磁铁3a的长度大致相同(参照图12c以及图13c)。开关板4在沿着旋转轴10的轴向的长度与第1列～第3列的第1磁铁3a的总长度大致相同(参照图12b以及图13b)。
另外，第1列～第3列的磁铁保持环2中的第1列的磁铁保持环2和第3列的磁铁保持环2固定于定子支承构件7。另一方面，第2列的磁铁保持环2支承于定子支承构件7，并且能以旋转轴10为中心进行旋转。未图示的气缸和电动致动器等驱动装置连接于第2列的磁铁保持环2。在进行制动和非制动的切换时，利用驱动装置的工作使第2列的磁铁保持环2、磁铁3a以及磁铁3b一体地旋转。由此，获取制动状态和非制动状态。
在制动状态下，为如下状态：在沿着旋转轴10的轴向上相邻的第1列～第3列的磁铁3a彼此的磁极的配置相互一致，以及在沿着旋转轴10的轴向上相邻的第1列～第3列的磁铁3b彼此的磁极的配置相互一致(参照图12a以及图12b)。另一方面，在非制动状态下，在沿着旋转轴10的轴向上相邻的第1列～第3列的磁铁3a彼此的磁极的配置交替不同，以及在沿着旋转轴10的轴向上相邻的第1列～第3列的磁铁3b彼此的磁极的配置交替不同(参照图13a以及图13b)。在任一状态下，开关板4均与第1磁铁3a重合(参照图12c以及图13c)。
在非制动时，利用三列型旋转开关机构的工作，如图13a～图13c所示，维持为第1列～第3列的磁铁3a彼此的磁极的配置交替不同，以及第1列～第3列的磁铁3b彼此的磁极的配置交替不同的状态。于是，来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量(磁场)为如下这种状况。
如图13b所示，在沿着轴向的纵截面上，自相邻的第1列～第3列的第1磁铁3a中的例如第1列以及第2列的第1磁铁3a中的一第1磁铁3a的n极发出的磁通量，在经由了开关板4后到达另一第1磁铁3a的s极。该磁通量也与来自与该一第1磁铁3a接触的第2磁铁3b的n极的磁通量叠加。自另一第1磁铁3a的n极发出的磁通量经由磁铁保持环2到达一第1磁铁3a的s极。也就是说，在沿轴向相邻的第1磁铁3a彼此、与第1磁铁3a接触的第2磁铁3b、磁铁保持环2以及开关板4之间，形成由磁铁3a以及磁铁3b产生的强力的磁路。这种磁路遍布整个圆周方向区域以磁通量的朝向交替相反的方式形成。这种状况在第2列以及第3列的磁铁3a以及磁铁3b中也是同样的。
届时，如图13c所示，在沿着圆周方向的横截面上，不形成磁路。这是因为，在沿着轴向的截面内形成了强力的磁路。
相对于此，在制动时，利用三列型旋转开关机构的工作，如图12a～图12c所示，维持为第1列～第3列的磁铁3a彼此的磁极的配置相互一致，以及第1列～第3列的磁铁3b彼此的磁极的配置相互一致的状态。于是，来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量(磁场)为如下这种状况。
如图12c所示，自在圆周方向上相邻的第1磁铁3a中的一第1磁铁3a的n极发出的磁通量穿过开关板4而到达制动滚筒1。该磁通量也与来自与该一第1磁铁3a接触的第2磁铁3b的n极的磁通量叠加。到达了制动滚筒1的磁通量经由开关板4而到达另一第1磁铁3a的s极。自另一第1磁铁3a的n极发出的磁通量经由磁铁保持环2到达一第1磁铁3a的s极。
如此，在第3实施方式中，不论是在制动时还是在非制动时，均形成与所述第2实施方式同样的磁路。因而，采用第3实施方式的减速装置，也起到与所述第2实施方式同样的效果。特别是，在如第3实施方式那样采用了三列型旋转开关机构的情况下，与如所述第2实施方式那样采用了双列型旋转开关机构的情况相比，在非制动时来自磁铁3a以及磁铁3b的磁通量进一步分散。因此，能在非制动时进一步抑制磁漏损失转矩的产生。
除此之外，本发明不限定于上述的实施方式，能在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种的变更。例如，上述第2实施方式的双列型旋转开关机构可以如下述这样进行变更。将第1列的磁铁保持环2以能够旋转的方式支承于定子支承构件7，将第2列的磁铁保持环2固定于定子支承构件7。总之，第1列的磁铁保持环2和第2列的磁铁保持环2中的任一者能以旋转轴10为中心进行旋转即可。
同样，上述第3实施方式的三列型旋转开关机构可以如下述这进行变更。将第1列以及第3列的磁铁保持环2以能旋转的方式支承于定子支承构件7，将第2列的磁铁保持环2固定于定子支承构件7。总之，第1列以及第3列的磁铁保持环2和第2列的磁铁保持环2中的任一者能以旋转轴10为中心进行旋转即可。
在上述的实施方式中，为如下结构：磁铁3a、3b以及磁铁保持环2配置在制动滚筒1的内侧，磁铁3a以及磁铁3b与制动滚筒1的内周面相对。也能够与此相反地变更为，磁铁3a、3b以及磁铁保持环2配置在制动滚筒1的外侧，磁铁3a以及磁铁3b与制动滚筒1的外周面相对。在该情况下，磁铁3a以及磁铁3b被保持在磁铁保持环2的内周面上。
在本发明的减速装置中，也可以将配置在多个第2磁铁3b的各第2磁铁3b与磁铁保持环2之间的非磁性体的角部中的远离制动构件1的一侧的角部设为圆角。在图14中表示该种结构的一个例子。图14表示与旋转轴正交的截面。在图14所示的磁铁保持环2上形成有成为间隙2a的凹部(槽)，该凹部的底部的2个角部设为圆角。即，在图14所示的形态中，存在于间隙2a内的非磁性体(大气)的角部中的远离制动构件1的一侧的角部2ac设为圆角。采用该结构，通过磁铁保持环2的磁通量被非磁性体的角部阻断的情况能够得到抑制。
在本发明的减速装置中，第2磁铁3b在圆周方向上的长度可以随着向制动构件1靠近而变短。在图15中表示该种结构的一个例子。图15表示与旋转轴的轴向正交的截面(横截面)。
在图15所示的一个例子中，第2磁铁3b在圆周方向上的长度随着向制动构件1靠近而变短。第2磁铁3b的横截面为靠制动构件1侧的边较短的等腰梯形，并且具有将自旋转轴沿径向延伸的线作为对称轴的线对称的形状。另一方面，第1磁铁3a的横截面为靠制动构件1侧的边较长的等腰梯形，并且具有将自旋转轴沿径向延伸的线作为对称轴的线对称的形状。采用该结构，第2磁铁3b的倾斜的侧壁被第1磁铁3a的倾斜的侧壁按压。结果，能够抑制第2磁铁3b向制动构件1侧飞出。在将固体的非磁性体配置在空隙2a内的情况下，通过使用具有图15所示的形状的第1磁铁3a以及第2磁铁3b，使第2磁铁3b的固定容易进行。
图14以及图15所示的例子是图5～图7所示的结构的变形例。也可以也在本发明的其他减速装置中采用图14以及图15所示的结构。
工业实用性
本发明的涡流式减速装置作为所有车辆的辅助制动器是有用的。
附图标记说明
1、制动滚筒(制动构件)；1a、散热片；2、磁铁保持环(磁铁保持构件)；2a、间隙(非磁性体)；3、永久磁铁；3a、第1磁铁；3b、第2磁铁；4、开关板；5、开关板保持环；6、转子支承构件；7、定子支承构件；10、旋转轴。