JP2750780B2 - 渦電流式減速装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は主として大型車両に搭載されて摩擦ブレーキ
を補助する渦電流式減速装置、特に長時間の制動に対し
制動ドラムの温度上昇を抑え、安定した制動性能を発揮
する渦電流式減速装置の制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 特開平１−234043号に開示される渦電流式減速装置で
は、制御ドラムの内部へ突出する固定枠に、磁石支持環
が摺動可能に支持され、磁石支持環に制動ドラムの内周
面に対向する多数の永久磁石が、周方向に極性が交互に
異なるよう結合される。

高速道路や山岳道路を多く利用する大型車両の場合
に、長い下り坂で渦電流式減速装置による制動を行う
と、制動ドラムの温度が600℃を超えることがある。

勿論、制動ドラムは冷却フインにより放熱性を高めら
れているが、第２図に等温線で表すように（理解を助け
るために、ハツチングは省略した）、従来の制動ドラム
の内周面の軸方向中央部の温度が非常に高くなり、制動
ドラムが熱変形を起したり、亀裂を生じる恐れがある。
ここで、制動ドラムの最高温度となる部分が、軸方向中
心よりも左端（開放端）側に片寄つているのは、制動ド
ラムの右端側の熱がスポークを経て取付フランジ側へ迅
速に伝達され、温度上昇が抑えられるからである。

制動ドラムの熱に対する強度を確保するために、制動
ドラムの熱容量を大きくすると大形になり、重量増加を
来たし、車両への搭載が難しくなる。また、制動ドラム
の内周面と永久磁石の外面との隙間（通常は1mm程度）
を拡大すれば、制動ドラムの温度は低下するが、永久磁
石が制動ドラムに及ぼす制動トルクも低下し、本来の機
能を果さなくなる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は上述の問題に鑑み、制動ドラムの温度
が所定値を超えた時、アクチユエータによる減速装置の
制動動作を中断させて制動ドラムの高温部の温度上昇を
抑え、熱に対する強度を保つ、渦電流式減速装置の制御
装置を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は制動ドラ
ムの内部へ突出する固定枠に摺動可能に支持した磁石支
持環に、制動ドラムの内周面に対向する多数の永久磁石
を周方向に極性が交互に異なるように配設し、制動ドラ
ムに対向する温度スイツチを固定枠に支持し、磁石支持
環を駆動するアクチユエータの流体圧回路を制御する電
磁切換弁の通電回路に温度スイツチを挿入接続し、制動
ドラムの温度が所定値以上の時磁石支持環を制動ドラム
から引退させるものである。

［作用］ 制動ドラムの温度が所定値（例えば600℃）を超える
と、これを感知する温度スイツチによりアクチユエータ
の流体圧回路の電磁切換弁が切り換わり、磁石支持環が
制動ドラムから外方へ引退し、減速装置の制動動作を中
断する。したがつて、制動ドラムの温度上昇が抑えら
れ、制動ドラムの損傷が防止される。

［発明の実施例］ 第２図は本発明に係る渦電流式減速装置の側面断面図
である。車両用変速機の歯車箱の端壁から突出する出力
回転軸１に、取付フランジ２がスプライン嵌合されかつ
外れないようにナツト1aにより締結される。取付フラン
ジ２に駐車ブレーキの制動ドラム３の端壁と、減速装置
の制動ドラム４のフランジ部4aが重ね合され、複数のボ
ルト５により締結される。

制動ドラム４はフランジ部から放射方向に延びる多数
のスポーク4bに支持される。スポーク4bの外端は、制動
ドラム４の右端縁に設けた切欠4cへ係合され、かつ溶接
により結合される。制動ドラム４の外周面に周方向等間
隔に、多数の冷却フイン７が備えられる。

導体からなる制動ドラム４の内側に、断面箱形の内空
部17を有する固定枠９が配設される。固定枠９は歯車箱
の壁部に適当な手段により固定されるものであり、外筒
と内筒の両端に環状の端壁板を結合して構成してもよい
が、図示の固定枠９は普通の鉄などの材料からなる左半
部の断面コ字形をなす筒形の枠16と、アルミニウムなど
の非磁性体からなる右半部の断面逆Ｌ字形をなす筒形の
枠15とを、多数のボルト18により結合して構成される。

制動ドラム４の内周面と対向する固定枠９の外筒部す
なわち枠15の周壁に、周方向等間隔に多数の開口が設け
られ、これらの開口に強磁性板（ポールピース）14が嵌
合固定される。実際には、枠15をアルミニウムから鋳造
する際に、強磁性板14を鋳ぐるんで構成する。固定枠９
に周方向等間隔に複数（好ましくは３個）のアクチユエ
ータ10が支持される。アクチユエータ10のシリンダ11に
嵌合したピストン12から固定枠９の内空部17へ延びるロ
ツド13の端部に磁石支持環８が結合される。

磁石支持環８は固定枠９の案内壁16aに軸方向移動可
能に支持される。磁石支持環８の外周面に、各強磁性板
14と対向する同数の永久磁石６が、極性を交互に異なら
しめて結合される。

磁石支持環８を駆動するアクチユエータ10は、空気タ
ンクの加圧空気を電磁切換弁39を経て、一方の端部へ供
給され、他方の端室の空気を外部へ排出される。

第１図に示すように、本発明によれば、固定枠９に温
度スイツチ25が取り付けられ、温度スイツチ25の感温部
すなわち端部が制動ドラム４へ近して突出される。具体
的には、枠16の外周側壁部に穴23を、枠15に穴24をそれ
ぞれ設け、固定枠９の左端側から熱電対からなる棒状の
温度スイツチ25を挿通し、温度スイツチ25の端部を制動
ドラム４の開放端へ接近させる。温度スイツチ25の端部
と周面が制動ドラム４に覆われるように、制動ドラム４
の開放端部に切欠20を設けることが好ましい。

温度スイツチ25は弾性シール部材22aと結合され、弾
性シール部材22aをねじ穴23aと穴23の段部へ係合し、中
空ボルト22をねじ穴23aへ螺合して締結される。温度ス
イツチ25の端部と制動ドラム４の切欠20との隙間を調整
後、中空ボルト22の締込みにより弾性シール部材22aが
圧縮され、温度スイツチ25が固定される。

第３図は上述の温度スイツチ25によりアクチユエータ
10を制御する電気回路図である。電源バツテリ27の正極
は正導線34に、負極は負導線41にそれぞれ接続される。
正導線34と負導線41との間に、スイツチ26と、アクセル
ペダル解放状態で閉じるスイツチ28と、クラツチ接続状
態で閉じるスイツチ29と、公知の排気ブレーキ弁30とが
直列に接続される。排気ブレーキ弁30と並列に、排気ブ
レーキ動作中点灯する表示灯31とリレーコイル32がそれ
ぞれ接続される。

正導線34と負導線41との間に、スイツチ26aと、リレ
ーコイル32の励磁時閉じるスイツチ32aと、リレーコイ
ル33の励磁時開くスイツチ33aと、前述の電磁切換弁39
とが直列に接続される。電磁切換弁39は励磁時第２図に
示す位置になり、消磁時ばね力により切り換えられる。
スイツチ26a、スイツチ32aと並列に、リレーコイル35の
励磁時閉じるスイツチ35aが接続される。電磁切換弁39
と並列に減速装置の動作中点灯する表示灯36が接続され
る。

正導線34と負導線41との間に、スイツチ38とリレーコ
イル35と公知の制動灯37の直列回路が接続され、さらに
温度スイツチ25とリレーコイル33の直列回路が接続され
る。

次に、本発明による渦電流式減速装置の制御装置の作
動について説明する。制動時、スイツチ38を閉じると、
電源バツテリ27から正導線34、スイツチ38、リレーコイ
ル35、制動灯37、負導線41へ通電され、制動灯37が点灯
され、同時に、リレーコイル35によりスイツチ35aが閉
じられる。したがつて、電源バツテリ27から正導線34、
スイツチ35a、スイツチ33a、電磁切換弁39、負導線41へ
通電される。表示灯36が点灯され、電磁切換弁39が励磁
されて第３図に示す状態になる。

空気タンク40の加圧空気が電磁切換弁39を経てアクチ
ユエータ10の左端室へ供給され、ピストン12によりロツ
ド13を介して磁石支持環８が制動ドラム４の内部へ突出
される。回転する制動ドラム４が永久磁石６から強磁性
板14を透過して制動ドラム４の内周面へ及ぼす磁界を横
切る時、制動ドラム４に渦電流が発生し、制動トルクを
受ける。

渦電流による発熱により制動ドラム４の温度が所定値
（例えば600℃）を超えると、この時温度スイツチ25の
周囲温度は約250℃になる。温度スイツチ25の抵抗値が
小さくなつて導通し、電源バツテリ27から正導線34、温
度スイツチ25、リレーコイル33、負導線41へ通電され
る。リレーコイル33が励磁されると、スイツチ33aが開
かれ、電磁切換弁39が消磁されて切り換わる。

空気タンク40の加圧空気がアクチユエータ10の右端室
へ入り、ピストン12によりロツド13を介して磁石支持環
８が、制動ドラム４から外方へ引き出され、制動動作が
中断される。したがつて、制動ドラム４の過大な温度上
昇が抑えられ、制動ドラム４の過熱による損傷が回避さ
れる。

温度スイツチ25を構成する熱電対は、ヒステリシス特
性をもつので、制動ドラム４の温度が所定値付近で上下
に変化しても、減速装置が頻繁に動作と非動作を繰り返
して運転者に違和感を与えたり、減速装置の頻繁な動作
による作動部の作動不良を招く恐れがない。

車両が長い下り板を走行する場合に、排気ブレーキと
減速装置を併用する時は、スイツチ26,26aを閉じる。減
速のためにアクセルペダルを解放すると、スイツチ28,2
9が閉じ、排気ブレーキ弁30が閉じて車両に制動力が働
く。この時、表示灯31が点灯し、またリレーコイル32が
励磁され、スイツチ32aが閉じる。電源バツテリ27から
正導線34、スイツチ26a、スイツチ32a、スイツチ33a、
電磁切換弁39、負導線41へ通電され、前述の場合と同様
に減速装置が動作する。

上述の実施例では、制動ドラムの温度を感知するため
に温度スイツチを用いているが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、制動ドラムの温度を感知する温度セ
ンサの信号に基づく電子制御装置の出力信号によりアク
チユエータを制御してもよい。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、制動ドラムの内部へ突出する
固定枠に摺動可能に支持した磁石支持環に、制動ドラム
の内周面に対向する多数の永久磁石を周方向に極性が交
互に異なるよう配設し、制動ドラムに対向する温度スイ
ツチを固定枠に支持し、磁石支持環を駆動するアクチユ
エータの流体圧回路を制御する電磁切換弁の通電回路に
温度スイツチを挿入接続し、制動ドラムの温度が所定値
以上の時磁石支持環を制動ドラムから引退させるもので
あるから、減速装置の制動動作中に制動ドラムの温度が
異常に高くなると、温度スイツチによりアクチユエータ
を制御する電磁切換弁が切り換えられ、減速装置の制動
動作が中断される。したがって、制動ドラムの過大な温
度上昇が避けられ、熱による制動ドラムの変形や破損に
対する安全性が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る渦電流式減速装置の温度スイツチ
取付部の側面断面図、第２図は同減速装置の側面断面
図、第３図は同減速装置の制御装置の電気回路図であ
る。 4:制動ドラム、6:永久磁石、8:磁石支持環、9:固定枠、
10:アクチユエータ、14:強磁性板、25:温度スイツチ、3
8:スイツチ、39:電磁切換弁、40:空気タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 健詞 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109 号 住友金属工業株式会社製鋼所内 (56)参考文献 特開 平３−239199（ＪＰ，Ａ) 特公 平８−29000（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制動ドラムの内部へ突出する固定枠に摺動
   可能に支持した磁石支持環に、制動ドラムの内周面に対
   向する多数の永久磁石を周方向に極性が交互に異なるよ
   うに配設し、制動ドラムに対向する温度スイツチを固定
   枠に支持し、磁石支持環を駆動するアクチユエータの流
   体圧回路を制御する電磁切換弁の通電回路に温度スイツ
   チを挿入接続し、制動ドラムの温度が所定値以上の時磁
   石支持環を制動ドラムから引退させることを特徴とす
   る、渦電流式減速装置の制御装置。