專利名稱：一種制動(dòng)力矩可分檔的永久磁鐵式緩速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及以永久磁鐵作為磁源的車用緩速器，特指一種制動(dòng)力矩可分檔的永久磁鐵式緩速器。通過改變永久磁鐵工作的磁極組數(shù)，設(shè)置若干制動(dòng)檔位，使永磁式緩速器根據(jù)車輛實(shí)際情況的需要提供大小不同的制動(dòng)力矩。
背景技術(shù)：
緩速器是用以使行駛中車輛(特別是下長(zhǎng)坡的車輛)，速度減低或穩(wěn)定在一定速度范圍，但不是用以使車輛停駛的機(jī)構(gòu)，用于汽車的輔助制動(dòng)，以確保制動(dòng)安全。
典型的永久磁鐵緩速器包括兩個(gè)部分轉(zhuǎn)子和定子。永久磁鐵安裝在定子上，與轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電渦流，從而在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生制動(dòng)力矩。永久磁鐵緩速器的結(jié)構(gòu)按轉(zhuǎn)子的形狀分為鼓式和盤式兩種類型，盤式永磁鐵緩速器的結(jié)構(gòu)和普通電渦流緩速器基本相似，但這種結(jié)構(gòu)存在體積大，難以控制等缺點(diǎn)。鼓式永久磁鐵緩速器結(jié)構(gòu)緊湊，便于布置和控制。
鼓式永久磁鐵緩速器的結(jié)構(gòu)按解除制動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件和運(yùn)動(dòng)方向可分為磁鐵軸向滑動(dòng)式、磁鐵保持架周向轉(zhuǎn)動(dòng)式和磁鐵周向轉(zhuǎn)動(dòng)式。
日本專利1-218499是一種磁鐵軸向滑動(dòng)式永久磁鐵緩速器。通過操縱機(jī)構(gòu)(氣缸)把永久磁鐵推進(jìn)或推出工作位置來使緩速器工作或解除制動(dòng)。
日本專利1-298947是一種磁鐵保持架周向轉(zhuǎn)動(dòng)式永久磁鐵緩速器。磁鐵保持架在一定范圍內(nèi)沿傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。磁鐵保持架中有鐵磁性材料部分和非磁性材料部分，兩者交替排列。通過轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵保持架來改變磁場(chǎng)回路，從而實(shí)現(xiàn)緩速器的工作和非工作狀態(tài)的切換。
美國(guó)專利5145038是一種磁鐵周向轉(zhuǎn)動(dòng)式永久磁鐵緩速器。該專利沿圓周方向并排有兩列永久磁鐵，一列固定，一列沿圓周方向可轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。通過轉(zhuǎn)動(dòng)一列永久磁鐵使磁場(chǎng)的回路改變，從而使緩速器工作或不工作。
上述專利中所描述的緩速器都存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即不論哪種結(jié)構(gòu)的永久磁鐵緩速器都只有兩種工作狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)和解除制動(dòng)狀態(tài)。也就是說上述永磁式緩速器由于不能像電磁鐵那樣可以通過改變電流大小和磁極組數(shù)來控制磁場(chǎng)強(qiáng)弱的產(chǎn)生，因此不能根據(jù)車輛實(shí)際情況的需要提供大小不同的制動(dòng)力矩。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的提出一種制動(dòng)力矩可分檔的永久磁鐵式緩速器。通過改變永久磁鐵工作的磁極組數(shù)，設(shè)置若干制動(dòng)檔位，使永磁式緩速器根據(jù)車輛實(shí)際情況的需要提供大小不同的制動(dòng)力矩。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是設(shè)有一套制動(dòng)裝置，包括一個(gè)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上的鼓形轉(zhuǎn)子，一個(gè)固定在變速箱上的定子。定子部分主要包括磁鐵保持架、固定磁鐵支架、活動(dòng)磁鐵支架、永久磁鐵及操作機(jī)構(gòu)，磁鐵保持架內(nèi)有兩列磁鐵，其特征在于每排磁鐵有若干組永久磁鐵，每一組磁鐵由多塊極性排列相同的磁鐵組成，各組磁鐵之間的磁極交替反向排列，各自固定在磁鐵支架上。
磁鐵保持架是一個(gè)中空的圓環(huán)，與傳動(dòng)軸同軸。固定磁鐵支架通過螺釘與保持架連接。活動(dòng)磁鐵支架連同固定在其上面的磁鐵可在保持架內(nèi)沿圓周方向運(yùn)動(dòng)，即活動(dòng)磁鐵相對(duì)固定磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)。
每一塊磁鐵正上方對(duì)應(yīng)的部分保持架的材料是鐵磁性的(如低碳鋼)，其他部分是非磁性材料(如鋁)。
制動(dòng)時(shí)，活動(dòng)磁鐵支架活動(dòng)磁鐵在氣缸活塞作用下轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使活動(dòng)磁鐵支架上的磁鐵與固定磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)磁鐵的位置。此時(shí)，每組磁鐵中有一半磁鐵的磁力線不經(jīng)過轉(zhuǎn)子鼓內(nèi)壁。而另一半磁鐵的磁力線經(jīng)過轉(zhuǎn)子鼓內(nèi)壁形成閉合回路。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子鼓內(nèi)產(chǎn)生電渦流，從而產(chǎn)生制動(dòng)。此時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力是緩速器能產(chǎn)生最大制動(dòng)力的一半。當(dāng)活動(dòng)磁鐵支架轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)磁鐵的位置時(shí)，每組磁鐵中全部的磁鐵的磁力線都經(jīng)過轉(zhuǎn)子鼓內(nèi)壁形成閉合回路。此時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力是最大的。
解除制動(dòng)時(shí)，活動(dòng)磁鐵支架在氣缸活塞作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到初始位置。此時(shí)，每組活動(dòng)磁鐵與相鄰固定磁鐵的極性相反。磁場(chǎng)回路由于保持架非磁性材料的阻斷，不經(jīng)過轉(zhuǎn)子鼓，其磁力線回路為相鄰永久磁鐵、保持架的鐵磁性材料部分和磁鐵支架，從而對(duì)轉(zhuǎn)子無制動(dòng)作用。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)通過改變永久磁鐵工作的磁極組數(shù)，給永久磁鐵緩速器設(shè)置若干制動(dòng)檔位，改變了以往永久磁鐵緩速器只有一種檔位(即開、關(guān)兩種模式)的缺點(diǎn)，使制動(dòng)力矩可分檔的永磁緩速器設(shè)置若干檔位，根據(jù)車輛實(shí)際情況的需要提供大小不同的制動(dòng)力矩。該結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明的制動(dòng)力矩可分檔的永久磁鐵緩速器主要部分的剖視圖。
圖2是圖1中緩速器磁鐵保持架的局部視圖。
圖3是圖1中緩速器在1/2檔時(shí)制動(dòng)的局部視圖。
圖4是圖1中緩速器在1/2檔時(shí)制動(dòng)時(shí)的IV-IV剖視圖。
圖5是圖1中緩速器在1檔時(shí)制動(dòng)的局部視圖。
圖6是圖1中緩速器在1檔時(shí)制動(dòng)時(shí)的IV-IV剖視圖。
圖7是圖1中緩速器在解除制動(dòng)時(shí)的局部視圖。
圖8是在解除制動(dòng)時(shí)，圖1所示的緩速器主要部分的剖視圖。
附圖中標(biāo)注說明1-駐車制動(dòng)鼓 2-軸承 3-操作機(jī)構(gòu) 4-活塞 5-氣缸 6-轉(zhuǎn)子葉片 7-轉(zhuǎn)子鼓 8-轉(zhuǎn)子臂 9-固定磁鐵 9’-滑動(dòng)磁鐵 10-固定磁鐵支架 11-固定螺釘 12-磁鐵保持架 13-螺栓 14-法蘭盤 15-變速箱輸出軸 16-非磁性材料 17-鐵磁性材料 18-活動(dòng)磁鐵支架 19-磁力線具體實(shí)施方式
參考附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示，制動(dòng)力矩可分檔的永久磁鐵緩速器主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。轉(zhuǎn)子部分包括轉(zhuǎn)子鼓(7)和轉(zhuǎn)子臂(8)。轉(zhuǎn)子通過法蘭盤(14)與變速箱輸出軸(15)相連接，與它一起轉(zhuǎn)動(dòng)。定子部分主要包括磁鐵保持架(12)、固定磁鐵支架(10)、活動(dòng)磁鐵支架(18)、固定磁鐵(9)、滑動(dòng)磁鐵(9’)及操作機(jī)構(gòu)(3)等。固定磁鐵支架(10)通過固定螺釘(11)與磁鐵保持架(12)相連，活動(dòng)磁鐵支架(18)通過軸承(2)并在氣缸(5)、活塞(4)的作用下，可在磁鐵保持架內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。固定磁鐵支架(10)和活動(dòng)磁鐵支架(18)上各自固定有一排永久磁鐵(9、9’)。每排磁鐵有若干組永久磁鐵，每一組磁鐵有兩塊極性排列相同的磁鐵組成，各組磁鐵之間的磁極交替反向排列，各自固定在磁鐵支架(10)、(18)上。
如圖2所示，磁鐵保持架(12)是一個(gè)中空的圓環(huán)，與傳動(dòng)軸同軸。每一塊永久磁鐵(9、9’)正上方對(duì)應(yīng)的部分保持架的材料是鐵磁性的(如低碳鋼)，其他部分是非磁性材料(如鋁)。
氣缸(5)內(nèi)活塞(4)帶動(dòng)與之相連的活動(dòng)磁鐵支架(18)，使之在磁鐵保持架(12)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)位置，每一個(gè)位置相當(dāng)于一塊永久磁鐵的相位。即，當(dāng)活動(dòng)磁鐵支架(18)轉(zhuǎn)動(dòng)到第一個(gè)位置時(shí)，在初始位置時(shí)活動(dòng)磁鐵支架(18)和固定磁鐵支架(10)上相鄰的兩塊永久磁鐵(9、9’)錯(cuò)開一個(gè)磁鐵塊位置。換句話說，相鄰的兩塊永久磁鐵(9、9’)中活動(dòng)磁鐵支架(18)上的那一塊磁鐵(9’)轉(zhuǎn)動(dòng)到與下一塊固定磁鐵支架(10)上的永久磁鐵(9)相鄰。當(dāng)活動(dòng)磁鐵支架(18)轉(zhuǎn)動(dòng)到第二個(gè)位置時(shí)，在初始位置時(shí)活動(dòng)磁鐵支架(18)和固定磁鐵支架(10)上相鄰的兩塊永久磁鐵(9、9’)錯(cuò)開兩個(gè)磁鐵塊位置。
制動(dòng)時(shí)，如圖3和4所示，活動(dòng)磁鐵支架(18)連同固定在上面的永久磁鐵(9)在氣缸活塞(4)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使活動(dòng)磁鐵支架(18)上的磁鐵(9’)與固定磁鐵支架(10)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)磁鐵塊的位置，即轉(zhuǎn)動(dòng)到第一個(gè)位置。此時(shí)，每組磁鐵中有一半永久磁鐵的磁力線，由于磁鐵保持架中非磁性材料(16)的阻隔而不經(jīng)過轉(zhuǎn)子鼓(7)內(nèi)壁，其磁力線回路為相鄰兩永久磁鐵(9、9’)(極性排列相反)、保持架的鐵磁性材料部分(17)和磁鐵支架(10)(18)。而另一半磁鐵的磁力線經(jīng)過轉(zhuǎn)子鼓內(nèi)壁形成閉合回路。其磁力線回路為相鄰兩永久磁鐵(9、9’)(此時(shí)極性排列相反)、磁鐵支架(10)(18)、磁鐵保持架的鐵磁性材料部分(17)以及轉(zhuǎn)子鼓(7)內(nèi)壁。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子鼓內(nèi)產(chǎn)生電渦流，從而產(chǎn)生制動(dòng)。由于此時(shí)參與產(chǎn)生制動(dòng)力的永久磁鐵數(shù)只有一半，故產(chǎn)生的制動(dòng)力是緩速器最大制動(dòng)力的一半。
如圖5和6所示，當(dāng)活動(dòng)磁鐵支架(18)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)磁鐵的位置，即第二位置時(shí)，相鄰兩組磁鐵有四塊磁鐵的極性都相同，可看成是一塊磁鐵。此時(shí)每組磁鐵中全部磁鐵的磁力線都經(jīng)過轉(zhuǎn)子鼓內(nèi)壁形成閉合回路。其磁力線回路為相鄰兩永久磁鐵(9、9’)(極性排列相反)、磁鐵支架(10)(18)、磁鐵保持架的鐵磁性材料部分(17)以及轉(zhuǎn)子鼓(7)內(nèi)壁。此時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，緩速器產(chǎn)生的制動(dòng)力是最大的。
如圖7和8所示，解除制動(dòng)時(shí)，活動(dòng)磁鐵支架(18)在氣缸活塞(4)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到初始位置。此時(shí)，每組活動(dòng)磁鐵(9’)與相鄰固定磁鐵(9)的極性相反。磁場(chǎng)回路由于保持架非磁性材料(16)的阻斷，不經(jīng)過轉(zhuǎn)子鼓(7)，其磁力線回路為相鄰兩永久磁鐵(9、9’)(極性排列相反)，磁鐵保持架的鐵磁性材料部分(17)和磁鐵支架(10)(18)。
按照上述實(shí)施例的方案，每組磁鐵也可以采用二塊、三塊或者多塊永久磁鐵，來實(shí)現(xiàn)所需要的檔位數(shù)，這都在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種制動(dòng)力矩可分檔的永久磁鐵式緩速器主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子部分主要包括磁鐵保持架(12)、固定磁鐵支架(10)、活動(dòng)磁鐵支架(18)、永久磁鐵(9)及操作機(jī)構(gòu)(3)，其特征在于固定磁鐵支架(10)和活動(dòng)磁鐵支架(18)各有一排永久磁鐵(9)，每排磁鐵有若干組永久磁鐵，每一組磁鐵有多塊極性排列相同的磁鐵組成，各組磁鐵之間的磁極交替反向排列，各自固定在磁鐵支架(10)、(18)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)力矩可分檔的永久磁鐵式緩速器，其特征是每組磁鐵采用二塊、三塊或者多塊永久磁鐵。
專利摘要本實(shí)用新型專利涉及以永久磁鐵作為磁源的車用緩速器，特指一種制動(dòng)力矩可分檔的永久磁鐵式緩速器。設(shè)有一套制動(dòng)裝置，包括一個(gè)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上的鼓形轉(zhuǎn)子，一個(gè)固定在變速箱上的定子。定子部分主要包括磁鐵保持架、固定磁鐵支架、活動(dòng)磁鐵支架、永久磁鐵及操作機(jī)構(gòu)，磁鐵保持架內(nèi)有兩列磁鐵，其特征在于每排磁鐵有若干組永久磁鐵，每一組磁鐵由多塊極性排列相同的磁鐵組成，各組磁鐵之間的磁極交替反向排列，各自固定在磁鐵支架上。該結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。通過改變永久磁鐵工作的磁極組數(shù)，設(shè)置若干制動(dòng)檔位，使永磁式緩速器根據(jù)車輛實(shí)際情況的需要提供大小不同的制動(dòng)力矩。
文檔編號(hào)B60L7/28GK2798406SQ200520069459
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者何仁, 胡青訓(xùn), 牛潤(rùn)新 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)