特許 7022613 制動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-09

(45)【発行日】2022-02-18

(54)【発明の名称】制動装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 49/10 20060101AFI20220210BHJP

   F16H 25/04 20060101ALI20220210BHJP

   F16H 25/12 20060101ALI20220210BHJP

   H02K 49/02 20060101ALI20220210BHJP

【ＦＩ】

H02K49/10 B

F16H25/04

F16H25/12 D

H02K49/02 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018024453

(22)【出願日】2018-02-14

(65)【公開番号】P2019140851

(43)【公開日】2019-08-22

【審査請求日】2021-01-22

(73)【特許権者】

【識別番号】504163612

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(73)【特許権者】

【識別番号】000110206

【氏名又は名称】株式会社ＴＯＫ

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 淳

(72)【発明者】

【氏名】松田 宏

(72)【発明者】

【氏名】守屋 太久磨

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０８９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３１４６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０９３９８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－０２０５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３１７３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２５２８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３２４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５９９３１２０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ４９／１０

Ｆ１６Ｈ ２５／０４

Ｆ１６Ｈ ２５／１２

Ｈ０２Ｋ ４９／０２

Ｅ０６Ｂ ９／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に収容される第１回転体と、
前記ハウジング内に、前記第１回転体と連れ回り可能に収容される第２回転体と、
前記第１回転体及び前記第２回転体の回転軸方向に対向して配置される導電性部材及び磁石であって、前記導電性部材及び前記磁石の一方は前記第２回転体と一体的に回転可能に設けられ、それらの他方は前記ハウジングに設けられる導電性部材及び磁石と、
前記第２回転体の回転速度が大きくなるほど、前記第２回転体の回転に対して大きな抵抗力を発生する回転抵抗手段と、
前記第２回転体の回転に対する抵抗力が大きくなるほど、前記導電性部材と前記磁石の対向方向での間隔が小さくなるように、前記第２回転体を移動させる移動機構と、
を備え、
前記回転抵抗手段は、前記第２回転体の径方向に対向して配置される第２導電性部材及び第２磁石を備え、
前記導電性部材及び前記第２磁石の一方は前記回転体の周側面に設けられ、それらの他方は前記ハウジングの内壁面に設けられることを特徴とする制動装置。

【請求項2】

ハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に収容される第１回転体と、
前記ハウジング内に、前記第１回転体と連れ回り可能に収容される第２回転体と、
前記第１回転体及び前記第２回転体の回転軸方向に対向して配置される導電性部材及び磁石であって、前記導電性部材及び前記磁石の一方は前記第２回転体と一体的に回転可能に設けられ、それらの他方は前記ハウジングに設けられる導電性部材及び磁石と、
前記第２回転体の回転速度が大きくなるほど、前記第２回転体の回転に対して大きな抵抗力を発生する回転抵抗手段と、
前記第２回転体の回転に対する抵抗力が大きくなるほど、前記導電性部材と前記磁石の対向方向での間隔が小さくなるように、前記第２回転体を移動させる移動機構と、
を備え、
前記移動機構は、
前記第１回転体に設けられる第１カム部と、
前記第２回転体に設けられ、前記第１カム部と係合する第２カム部と、
前記導電性部材と前記磁石とが離間する方向に前記第２回転体を付勢する付勢部材と、
を備えることを特徴とする制動装置。

【請求項3】

前記移動機構は、前記回転抵抗手段により付与される抵抗力が大きくなるほど、前記第１カム部が前記第２カム部を押圧する力が増大し、前記付勢部材による付勢力に抗して前記第２回転体が移動するよう構成されることを特徴とする請求項２に記載の制動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、導電性部材に生じる渦電流を利用して相対回転する固定体及び回転体に制動力を付与可能な制動装置が知られている。この種の制動装置では、通常、導電性部材に渦電流を生じさせるため、回転体の回転に連動して周方向での相対位置が変化するように導電性部材及び永久磁石が設けられる（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－２０５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者は、特許文献１の制動装置に関して検討したところ、次の課題があるとの認識を得た。特許文献１の制動装置では、導電性部材と永久磁石が回転軸方向に対向して配置され、その回転軸方向での間隔が回転体の回転速度によらず一定である。この構造のもとでは、後述のように、制動装置の制動力は、回転体の回転速度の増大に伴い一次関数的に増加する。このような制動力が付与される場合、回転体の高速回転時に十分な制動力を得ようとすると、その低速回転時にも比較的に大きい制動力が付与されてしまう。これに伴い、制動装置による制動対象物を低速で動かすときに操作性の低下を招いてしまう。

【0005】

本発明のある態様は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、回転体の高速回転時には十分な制動力を得つつ、その低速回転時に付与される制動力を小さくできる制動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための本発明の第１態様は、ハウジングと、ハウジング内に回転可能に収容される第１回転体と、ハウジング内に、第１回転体と連れ回り可能に収容される第２回転体と、第１回転体及び第２回転体の回転軸方向に対向して配置される導電性部材及び磁石であって、導電性部材及び磁石の一方は第２回転体と一体的に回転可能に設けられ、それらの他方はハウジングに設けられる導電性部材及び磁石と、第２回転体の回転速度が大きくなるほど、第２回転体の回転に対して大きな抵抗力を発生する回転抵抗手段と、第２回転体の回転に対する抵抗力が大きくなるほど、導電性部材と磁石の対向方向での間隔が小さくなるように、第２回転体を移動させる移動機構とを備える制動装置である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、回転体の高速回転時には十分な制動力を得つつ、その低速回転時に付与される制動力を小さくできる制動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】回転体の回転速度と制動力の関係を示すグラフである。

【図2】第１実施形態に係る制動装置を模式的に示す断面図である。

【図3】第１回転体及び第２回転体の斜視図である。

【図4】第１実施形態に係る制動装置の動作状態を模式的に示す断面図である。

【図5】第２実施形態に係る制動装置を模式的に示す断面図である。

【図6】第２実施形態に係る制動装置の動作状態を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

まず、実施形態の制動装置の概要から説明する。実施形態の制動装置は、回転体の回転速度が大きくなるほど、導電性部材と磁石の対向方向での間隔が小さくなるように構成されている。ここでの「対向方向」とは、回転体の回転軸方向で導電性部材及び磁石が対向して設けられる方向をいう。

【0010】

図１は、回転体の回転速度と制動力の関係を示すグラフである。本グラフでは、特許文献１に記載の制動装置により得られる制動力Ｆｘと、実施形態の制動装置により得られる制動力Ｆｙの一例を示す。特許文献１の制動装置では、回転体の回転速度の増大に伴い一次関数的に制動力が増加する。一方、実施形態の制動装置では、回転体の回転速度の増大に伴い加速度的に制動力が増加する。これらの理由を説明する。

【0011】

ここでは、説明を簡単にするため、導電性部材と磁石が回転軸方向に対向して配置され、回転体と一体的に磁石が回転することで、導電性部材と磁石の周方向での相対位置が変化する場合を例に説明する。これは、後述する図２の例を想定している。

【0012】

導電性部材に対して磁石が相対回転したとき、磁石が作る磁場の影響を受けて、電磁誘導により導電性部材に渦電流が生じ、その渦電流により導電性部材に磁極が生じる。この渦電流により生じる導電性部材の磁極と磁石の磁極の間には、磁荷に関するクーロンの法則に基づき、下記の式（１）で表されるクーロン力Ｆ１［Ｎ］が磁気力として作用する。このクーロン力Ｆ１は、回転体の回転方向とは反対方向に向かう制動力として磁石に作用する。なお、ｋ１は係数、ｍ１は導電性部材に生じる磁極の磁荷［Ｗｂ］、ｍ２は磁石の磁荷［Ｗｂ］、ｒは導電性部材と磁石の間の対向方向（回転軸方向）での間隔［ｍ］である。
Ｆ１＝（ｋ１×ｍ１×ｍ２）／ｒ^２・・・（１）

【0013】

また、導電性部材に生じる渦電流には、電磁誘導によって、次の式（２）で表されるローレンツ力Ｆ２［Ｎ］が作用する。このローレンツ力Ｆ２は、回転体の回転方向とは反対方向に向かう制動力として磁石に付与される。なお、ｑは渦電流の電荷量［Ｃ］、ｖは導電性部材の運動速度［ｍ／ｓ］、Ｂは磁石が作る磁場の対向方向での磁束密度［Ｗｂ／ｍ２］である。
Ｆ２＝ｑ×ｖ×Ｂ ・・・ （２）

【0014】

導電性部材に対して磁石が回転したとき、磁石には前述のクーロン力Ｆ１とローレンツ力Ｆ２の合力Ｆａが作用する。一方、導電性部材には、作用反作用の法則により、この合力Ｆａとは逆向きに大きさの等しい力Ｆｂ（以下、反作用力Ｆｂという）が作用する。かりに、磁石ではなく導電性部材が回転したときも同様である。この合力Ｆａ又は反作用力Ｆｂの何れかは、導電性部材及び磁石の何れかと一体的に回転する回転体に制動力として作用する。

【0015】

ここで、磁荷に関するクーロンの法則から、磁石が作る磁場の磁束密度Ｂは、前述の間隔ｒの二乗に反比例した関係にあることが知られている。このことと、式（２）から、次の式（３）が導き出せる。式（３）のｋ３は係数である。式（１）と式（３）に示すように、クーロン力Ｆ１とローレンツ力Ｆ２の何れも、導電性部材と磁石の間の対向方向での間隔ｒの二乗に反比例した関係にある。
Ｆ２＝（ｋ３×ｖ）／ｒ^２ ・・・ （３）

【0016】

ここで、特許文献１の制動装置では、導電性部材と磁石の間の対向方向での間隔ｒが変動しない。このため、導電性部材には、式（１）に示すように、一定のクーロン力Ｆ１の他に、式（３）に示すように、回転体の回転速度の増大に伴い一次関数的に増大するローレンツ力Ｆ２が付与される。この結果、図１の制動力Ｆｘが得られる。

【0017】

一方、実施形態の制動装置では、回転体の回転速度が大きくなるほど、導電性部材と磁石の間の対向方向での間隔ｒが小さくなる。このため、式（１）、（３）に示すように、回転体の回転速度の増大に伴い間隔ｒが小さくなるほど、クーロン力Ｆ１、ローレンツ力Ｆ２が加速度的に増大し、その合力Ｆａや反作用力Ｆｂを用いた制動力Ｆｙも同様に加速度的に増大する。この結果、図１の制動力Ｆｙが得られる。よって、図１に示すように、回転体の回転速度の増大に伴い一次関数的に制動力が増大する従来の制動装置と比べて、回転体の高速回転時には十分な制動力を得つつ、その低速回転時に付与される制動力を小さくし易くなる。

【0018】

以下、実施形態、変形例では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、構成要素の一部を適宜省略したり、構成要素の寸法を適宜拡大、縮小して示す。

【0019】

（第１の実施の形態）
図２は、第１実施形態に係る制動装置１０を模式的に示す断面図である。制動装置１０は、固定体としてのハウジング１２と、第１回転体１４と、第２回転体１５とを備える。

【0020】

ハウジング１２は、不図示の外部構造体に固定される。ハウジング１２は、制動装置１０の他の構成部品を収容する。ハウジング１２は、筒状部１２ａと、筒状部１２ａの軸線方向の両端部をそれぞれ覆い塞ぐ底部１２ｂ及びキャップ部１２ｃとを有する。

【0021】

図３は、第１回転体１４及び第２回転体１５の斜視図である。第１回転体１４は、ハウジング１２内に、回転中心線Ｌａ周りに回転可能に収容される。第１回転体１４は、棒状の回転軸１４ａを有する。図２に示すように、回転軸１４ａは、ハウジング１２のキャップ部１２ｃに軸受２６を介して回転自在に支持される。軸受２６は、転がり軸受、滑り軸受等であってよい。本明細書では、第１回転体１４および第２回転体１５の回転中心線Ｌａに沿った方向を「回転軸方向Ｘ」、その回転中心線Ｌａを中心とする円の半径方向、円周方向を「径方向」、「周方向」として説明する。

【0022】

第１回転体１４はさらに、回転軸１４ａの中途に設けられたフランジ部１４ｂと、第１回転体１４のフランジ部１４ｂに形成された第１カム部１４ｃとを有する。フランジ部１４ｂは、回転軸１４ａから径方向に張り出しており、第２回転体１５の内部に収容可能な大きさに形成される。第１カム部１４ｃは、後述する第２回転体１５の第２カム部１５ｃと係合するよう形成されたテーパ面を有する。

【0023】

第２回転体１５は、ハウジング１２内に、回転中心線Ｌａ周りに第１回転体１４と連れ回り可能に収容される。図３に示すように、第２回転体１５は、筒状部１５ａと、筒状部１５ａの内部に設けられた、第１回転体１４の回転軸１４ａを挿通支持する回転軸支持部１５ｂと、筒状部１５ａの内壁面に形成された第２カム部１５ｃとを有する。第２カム部１５ｃは、第１回転体１４の第１カム部１４ｃと係合するよう形成されたテーパ面を有する。

【0024】

第１回転体１４の回転軸１４ａが第２回転体１５の回転軸支持部１５ｂに挿通され、フランジ部１４ｂが筒状部１５ａ内に収容されると、第１カム部１４ｃと第２カム部１５ｃが係合する。第１カム部１４ｃと第２カム部１５ｃとが係合することにより、第２回転体１５は第１回転体１４に連れ回りする。回転により第１カム部１４ｃと第２カム部１５ｃのテーパ面間で滑りが生じると、第１回転体１４と第２回転体１５は回転軸方向Ｘで相対移動する。

【0025】

制動装置１０はさらに、導電性部材１６を備える。本実施形態において導電性部材１６は有底筒状であり、底部の第１導電性部材１６ａと、筒状部の第２導電性部材１６ｂとを有する。本実施形態において第１導電性部材１６ａと第２導電性部材１６ｂは一体に形成されているが、第１導電性部材１６ａと第２導電性部材１６ｂは別体であってもよい。導電性部材１６は、第１導電性部材１６ａがハウジング１２の底部１２ｂ上に設けられ、第２導電性部材１６ｂがハウジング１２の筒状部１２ａの内壁面に設けられるように、ハウジング１２内に配置される。

【0026】

導電性部材１６は、導電性を持つ素材であって、好ましくは非磁性体の素材である。非磁性体であれば磁石との間で磁気的吸引力が作用せず、その吸引力に起因する位置ずれを避けられる。このような素材として、たとえば、アルミニウム、銅等が用いられる。

【0027】

制動装置１０はさらに、第１磁石１８を備える。第１磁石１８は、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石であってよい。本実施形態において、第１磁石１８は、第１導電性部材１６ａと回転軸方向Ｘに対向するように、第２回転体１５の筒状部１５ａの端部に設けられる。第１磁石１８は、第２回転体１５と一体的に回転可能である。

【0028】

第１導電性部材１６ａ及び第１磁石１８は、第２回転体１５の回転に連動して周方向での相対位置が変化する。これに伴い、第１磁石１８が作る磁界に対して第１導電性部材１６ａが相対回転することで第１導電性部材１６ａに電磁誘導により渦電流が生じ、その渦電流に起因する制動力が第２回転体１５に付与される。

【0029】

制動装置１０はさらに、第２磁石１９を備える。第２磁石１９は、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石であってよい。本実施形態において、第２磁石１９は、第２導電性部材１６ｂと径方向に対向するように、第２回転体１５の筒状部１５ａの周側面に設けられる。第２磁石１９は、第２回転体１５と一体的に回転可能である。

【0030】

第２導電性部材１６ｂ及び第２磁石１９は、第２回転体１５の回転に連動して周方向での相対位置が変化する。これに伴い、第２磁石１９が作る磁界に対して第２導電性部材１６ｂが相対回転することで第２導電性部材１６ｂに電磁誘導により渦電流が生じ、その渦電流に起因して、第２回転体１５の回転を止めようとする抵抗力が第２回転体１５に付与される。第２回転体１５の回転速度が大きくなるほど、第２回転体１５に付与される抵抗力は大きくなる。このように、本実施形態において第２導電性部材１６ｂ及び第２磁石１９は、第２回転体１５の回転速度が大きくなるほど、第２回転体１５の回転に対して大きな抵抗力を発生する「回転抵抗手段」として機能する。

【0031】

制動装置１０はさらに、付勢部材３４を備える。付勢部材３４は、たとえば、コイルスプリング等の弾性体であってよい。付勢部材３４は、回転軸方向Ｘにおいて第１導電性部材１６ａと第１磁石１８とが離間する方向に第２回転体１５を付勢する。

【0032】

本実施形態において、第１回転体１４の第１カム部１４ｃと、第２回転体１５の第２カム部１５ｃと、付勢部材３４は、回転抵抗手段により付与される第２回転体１５の回転に対する抵抗力が大きくなるほど、第１導電性部材１６ａと第１磁石１８の対向方向での間隔が小さくなるように、第２回転体１５を移動させる移動機構を構成している。この移動機能による第２回転体１５の移動のメカニズムについては後述する。

【0033】

図４は、第１実施形態に係る制動装置１０の動作状態を模式的に示す断面図である。以下、図２及び図４を参照して、制動装置１０の動作について説明する。図２は、第１回転体１４が低速で回転しているときの制動装置１０の状態を示す。図４は、第１回転体１４が高速で回転しているときの制動装置１０の状態を示す。図２及び図４には、第１磁石１８、第２磁石１９が作る磁場の磁束線の一部が図示されている。

【0034】

まず、図２を参照して、第１回転体１４が低速で回転しているときの制動装置１０の動作を説明する。第１回転体１４が低速で回転しているとき、付勢部材３４の付勢力により第２回転体１５が第１回転体１４に押し付けられ、第１回転体１４が第２回転体１５の筒状部１５ａ内に完全に収容された状態となる。このとき、第１回転体１４の第１カム部１４ｃと第２回転体１５の第２カム部１５ｃは完全に係合した状態（言い換えると完全に噛み合った状態）となり、第１カム部１４ｃ及び第２カム部１５ｃを介して、第１回転体１４の回転力が第２回転体１５に伝達される、又は、第２回転体１５が受ける制動力が第１回転体１４に伝達される。なお、第１カム部１４ｃと第２カム部１５ｃが完全に係合した状態とは、第１カム部１４ｃのテーパ面の頂部が第２カム部１５ｃのテーパ面の谷部と係合し、第１カム部１４ｃのテーパ面の谷部が第２カム部１５ｃのテーパ面の頂部と係合する状態である（図３参照）。

【0035】

第１回転体１４の回転が低速のとき、付勢部材３４の付勢力により第１導電性部材１６ａと第１磁石１８の対向方向での間隔Ｌｇが大きいので、図２に示すように、第１導電性部材１６ａには第１磁石１８の磁界が実質的に作用しない。ここでの「実質的に作用しない」とは、第１磁石１８の磁界が第１導電性部材１６ａに全く作用しない、又は、第１磁石１８の磁界が第１導電性部材１６ａに作用しても、第１導電性部材１６ａに生じる渦電流に起因する制動力が第２回転体１５に付与されない程度に僅かな磁界であることをいう。これにより、第１回転体１４の回転速度が小さいときは、第１導電性部材１６ａに生じる渦電流に起因する制動力が第２回転体１５に付与されなくなる。

【0036】

また、第１回転体１４の回転が低速のときには、図２に示すように、第２磁石１９の磁界が第２導電性部材１６ｂに作用する。上述したように、第２導電性部材１６ｂに対して第２磁石１９が回転すると、第２導電性部材１６ｂに電磁誘導により渦電流が生じ、その渦電流に起因して、第２回転体１５の回転を止めようとする抵抗力が第２回転体１５に付与される。しかしながら、この抵抗力は回転速度に比例するため（図１の制動力Ｆｘを参照）、回転速度が小さいときには抵抗力も小さくなる。

【0037】

以上述べたように、第１回転体１４の回転が低速のときには、第２回転体１５が受ける制動力、抵抗力は非常に小さい。したがって、制動装置１０による制動対象物（例えば障子や開き戸など）を低速で動かすとき、渦電流に起因する制動力を受けずに制動対象物を容易に動かせる。

【0038】

次に、図４を参照して、第１回転体１４が高速で回転しているときの制動装置１０の動作を説明する。第１回転体１４の回転速度が大きくなると、第２磁石１９の磁界により第２導電性部材１６ｂに生じる渦電流に起因する抵抗力が大きくなり、第２回転体１５の回転を止めようとする。その結果、回転しようとする第１回転体１４の第１カム部１４ｃが停止しようとする第２回転体１５の第２カム部１５ｃを押圧する力が増大し、付勢部材３４による付勢力に抗して第２回転体１５が第１導電性部材１６ａの方向に移動する。すなわち、第１導電性部材１６ａと第１磁石１８の対向方向での間隔Ｌｇが小さくなる。

【0039】

第１磁石１８が第１導電性部材１６ａに近づく途中で第１導電性部材１６ａには第１磁石１８の磁界が作用する。第１磁石１８の磁界が第１導電性部材１６ａに作用すると、渦電流に起因する制動力が第２回転体１５に付与される。この制動力は、前述の通り、回転速度が大きくなり、それに伴い第１導電性部材１６ａと第１磁石１８の間隔Ｌｇが狭まるにつれて加速度的に増大する（図１の制動力Ｆｙを参照）。この制動力は、第１カム部１４ｃ及び第２カム部１５ｃを介して、第１回転体１４に伝達される。

【0040】

制動力により第２回転体１５の回転速度が小さくなると、第２回転体１５が受ける抵抗力が小さくなる。これに伴い、付勢部材３４の付勢力によって、第２回転体１５は、第１回転体１４の方向に移動し、図２に示す状態に戻る。

【0041】

以上説明したように、第１実施形態に係る制動装置１０によれば、回転体の高速回転時には十分な制動力を得つつ、その低速回転時に付与される制動力を小さくできる。

【0042】

第１実施形態に係る制動装置１０によれば、回転軸方向に対向する第１導電性部材１６ａ及び第１磁石１８により発生する制動力に加えて、径方向に対向する第２導電性部材１６ｂ及び第２磁石１９により発生する抵抗力が第２回転体１５、ひいては第１回転体１４に作用するので、回転軸方向に対向する導電性部材及び磁石により発生する制動力のみの制動装置と比較して、大きな制動力を回転体に作用させることができる。

【0043】

また、第１実施形態に係る制動装置１０では、第１回転体１４に形成した第１カム部１４ｃと第２回転体１５に形成した第２カム部１５ｃから成るカム機構により、第１導電性部材１６ａと第１磁石１８の間隔Ｌｇを調整している。よって、第１導電性部材１６ａと第１磁石１８の間の間隔Ｌｇを調整するにあたり、第１導電性部材１６ａと第１磁石１８を径方向に相対移動させるための空間を確保せずともよくなる。これにより、制動装置１０の径方向寸法の小型化を図れる。

【0044】

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る制動装置１００を模式的に示す断面図である。第２実施形態に係る制動装置１００は、第２回転体１５の回転速度が大きくなるほど、第２回転体１５の回転に対して大きな抵抗力を発生する「回転抵抗手段」として、ハウジング１２内に封入された粘性流体１０２を用いている点が、第１実施形態に係る制動装置１０と異なる。制動装置１００においては、ハウジング１２の底部１２ｂに設けられる導電性部材１１６は板状体であり、第１実施形態に係る制動装置１０における第２導電性部材１６ｂ及び該第２導電性部材１６ｂと径方向に対向配置される第２磁石１９は設けられていない。

【0045】

図６は、第２実施形態に係る制動装置１００の動作状態を模式的に示す断面図である。以下、図５及び図６を参照して、制動装置１００の動作について説明する。図５は、第１回転体１４が低速で回転しているときの制動装置１００の状態を示す。図６は、第１回転体１４が高速で回転しているときの制動装置１００の状態を示す。図５及び図６には、磁石１１８が作る磁場の磁束線の一部が図示されている。

【0046】

まず、図５を参照して、第１回転体１４が低速で回転しているときの制動装置１００の動作を説明する。第１回転体１４が低速で回転しているとき、付勢部材３４の付勢力により第２回転体１５が第１回転体１４に押し付けられ、第１回転体１４が第２回転体１５の筒状部１５ａ内に完全に収容された状態となる。このとき、第１回転体１４の第１カム部１４ｃと第２回転体１５の第２カム部１５ｃは完全に係合した状態となり、第１カム部１４ｃ及び第２カム部１５ｃを介して、第１回転体１４の回転力が第２回転体１５に伝達される、又は、第２回転体１５が受ける制動力が第１回転体１４に伝達される。

【0047】

第１回転体１４の回転が低速のとき、付勢部材３４の付勢力により導電性部材１１６と磁石１１８の対向方向での間隔Ｌｇが大きいので、図５に示すように、導電性部材１１６には第２回転体１５に設けられた磁石１１８の磁界が実質的に作用しない。これにより、第１回転体１４の回転速度が小さいときは、導電性部材１１６に生じる渦電流に起因する制動力が第２回転体１５に付与されなくなる。

【0048】

上述したように、本実施形態に係る制動装置１００では、ハウジング１２内に粘性流体１０２が封入されている。この粘性流体１０２は、第２回転体１５の回転を止めようとする抵抗力を生じる。しかしながら、粘性流体１０２による抵抗力は回転体の回転速度が小さいときには殆ど無視できる程度に小さくなる。したがって、第１回転体１４の回転が低速のときには、第２回転体１５が受ける制動力、抵抗力は非常に小さいので、制動装置１００による制動対象物を低速で動かすとき、渦電流に起因する制動力を受けずに制動対象物を容易に動かせる。

【0049】

次に、図６を参照して、第１回転体１４が高速で回転しているときの制動装置１００の動作を説明する。第１回転体１４の回転速度が大きくなると、粘性流体１０２に起因する抵抗力が大きくなり、第２回転体１５の回転を止めようとする。その結果、回転しようとする第１回転体１４の第１カム部１４ｃが停止しようとする第２回転体１５の第２カム部１５ｃを押圧する力が増大し、付勢部材３４による付勢力に抗して第２回転体１５が導電性部材１１６の方向に移動する。すなわち、導電性部材１１６と磁石１１８の対向方向での間隔Ｌｇが小さくなる。

【0050】

磁石１１８が導電性部材１１６に近づく途中で導電性部材１１６には磁石１１８の磁界が作用する。磁石１１８の磁界が導電性部材１１６に作用すると、渦電流に起因する制動力が第２回転体１５に付与される。この制動力は、前述の通り、回転速度が大きくなり、それに伴い導電性部材１１６と磁石１１８の間隔Ｌｇが狭まるにつれて加速度的に増大する（図１の制動力Ｆｙを参照）。この制動力は、第１カム部１４ｃ及び第２カム部１５ｃを介して、第１回転体１４に伝達される。

【0051】

制動力により第２回転体１５の回転速度が小さくなると、第２回転体１５が粘性流体１０２から受ける抵抗力が小さくなる。これに伴い、付勢部材３４の付勢力によって、第２回転体１５は、第１回転体１４の方向に移動し、図５に示す状態に戻る。

【0052】

以上説明したように、第２実施形態に係る制動装置１００によっても、回転体の高速回転時には十分な制動力を得つつ、その低速回転時に付与される制動力を小さくできる。

【0053】

第２実施形態に係る制動装置１００によれば、回転軸方向に対向する導電性部材１１６及び磁石１１８により発生する制動力に加えて、粘性流体１０２により発生する抵抗力が第２回転体１５、ひいては第１回転体１４に作用するので、回転軸方向に対向する導電性部材及び磁石により発生する制動力のみの制動装置と比較して、大きな制動力を回転体に作用させることができる。

【0054】

以上、本発明の実施形態の例や変形例について詳細に説明した。前述した実施形態や変形例は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態や変形例の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

【0055】

上述の実施形態では、回転軸方向に対向して配置される導電性部材及び磁石のうち、導電性部材をハウジングに設け、磁石を第２回転体に設けた例を説明した。しかしながら、これとは逆に、回転軸方向に対向して配置される導電性部材及び磁石のうち、磁石をハウジングに設け、導電性部材を第２回転体に設けてもよい。

【0056】

また、上述の第１実施形態では、第２回転体の径方向に対向して配置される第２導電性部材及び第２磁石のうち、第２導電性部材をハウジングに設け、第２磁石を第２回転体に設けた例を説明した。しかしながら、これとは逆に、第２回転体の径方向に対向して配置される第２導電性部材及び第２磁石のうち、第２磁石をハウジングに設け、第２導電性部材を第２回転体に設けてもよい。

【0057】

また、上述の実施形態では、第２回転体を移動させる移動機構としてカム機構を用いた例を説明した。しかしながら、移動機構はカム機構に限定されず、他の構成を用いることができる。

【0058】

また、上述の実施形態では、磁石として永久磁石を用いたが、電磁石が用いられてもよい。

【0059】

以上の実施形態、変形例により具体化される発明を一般化すると、以下の技術的思想が導かれる。以下、発明が解決しようとする課題に記載の態様を用いて説明する。

【0060】

第２態様の制動装置は、第１態様において、回転抵抗手段は、第２回転体の径方向に対向して配置される第２導電性部材及び第２磁石を備え、導電性部材及び第２磁石の一方は回転体の周側面に設けられ、それらの他方はハウジングの内壁面に設けられてもよい。

【0061】

第３態様の制動装置は、第１態様において、回転抵抗手段は、ハウジング内に封入された粘性流体を備えてもよい。

【0062】

第４態様の制動装置は、第１～第３態様において、移動機構は、第１回転体に設けられる第１カム部と、第２回転体に設けられ、第１カム部と係合する第２カム部と、導電性部材と磁石とが離間する方向に第２回転体を付勢する付勢部材とを備えてもよい。

【0063】

第５態様の制動装置は、第４態様において、移動機構は、回転抵抗手段により付与される抵抗力が大きくなるほど、第１カム部が第２カム部を押圧する力が増大し、付勢部材による付勢力に抗して第２回転体が移動するよう構成されてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１０，１００ 制動装置、 １２ ハウジング、 １４ 第１回転体、 １４ｃ 第１カム部、 １５ 第２回転体、 １５ｃ 第２カム部、 １６ａ 第１導電性部材、 １６ｂ 第２導電性部材、 １８ 第１磁石、 １９ 第２磁石、 ３４ 付勢部材、 １０２ 粘性流体， １１６ 導電性部材、 １１８ 磁石。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】