JP4970000B2 - 電磁式リターダ - Google Patents

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Description

本発明は電磁式リターダ、特に、トラックやバスなどの大型車輌の補助制動装置である電磁式リターダに関するものである。
従来、渦電流を利用して制動トルクを得る電磁式リターダは既知である（特許文献１）。
特開平９−８４３２９号公報
図６はこのような従来の電磁式リターダを示し、１はタイヤ、２はエンジン、３はオルタネータ、４はバッテリ、５は電磁式リターダを示し、このリターダ５は、鉄心を有する円周方向に配置した１２個の電磁コイルＬ１〜Ｌ１２と固定子ヨークとより成る固定子と、この固定子を囲む、上記タイヤ１の回転に応じて回転するスチール回転体（ドラム）とより成るリターダ本体部分６と、作動信号７を処理する制御装置８と、この制御装置８からの駆動パルス９によって夫々開閉制御される、上記各電磁コイルＬ１〜Ｌ１２に直列に接続されたトランジスタＴ１〜Ｔ１２より成る駆動装置１０から構成されている。
なお、奇数番号の電磁コイルＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、Ｌ９及びＬ１１に対し偶数番号の電磁コイルＬ２、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ８、Ｌ１０及びＬ１２の極性は互に逆極性である。
このような従来の電磁式リターダにおいては、バッテリ４から電磁コイルＬ１〜Ｌ１２に電流が流れこれによって作られる磁界中を上記回転体が回転すると回転体に渦電流が流れ、制動トルクが発生する。
従来の電磁式リターダは、電磁コイルを励磁するための電源が必要であったため、車輌のバッテリ４の電力容量を追加していた。然しながら性能向上には、電源電力の増加が有効であるが、電力容量追加にも限度があり、励磁電力増加による性能向上に限界があった。また、リターダの作動時に大きな電力を要するため、前照灯が暗くなる場合があった。
本発明は、制動エネルギーから回収した電力で、電磁コイルを励磁することにより、電源が不要な電磁式リターダを提供し、問題点を解決したものである。
本発明の電磁式リターダは、積層鋼板鉄心を有する円周方向に配置した複数個の電磁コイルと積層鋼板固定子ヨークとより成る固定子と、この固定子を囲む、タイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とにより構成されたリターダ本体部分と、作動信号により制御される上記リターダ本体部分の駆動装置とより成り、上記電磁コイルはＡ相、Ｂ相、Ｃ相の三相結線とし、各電磁コイルはコンデンサと共に夫々共振回路を形成し、上記駆動装置には上記各三相結線に直列に接続された、上記作動信号により夫々開閉制御されるトランジスタを有し、上記共振回路を形成する上記電磁コイルに、上記スチール回転体の回転により誘起される三相交流電流を流してこれを励磁し、上記共振回路の共振周波数に基づく回転磁界の回転速度が上記スチール回転体の回転数より小さくなるようにしたことを特徴とする。
上記電磁コイルの三相結線は、三相星型結線にあることを特徴とする。
また、上記電磁コイルの三相結線は、三相三角結線であることを特徴とする 。
また、本発明の電磁式リターダは、積層鋼板鉄心を有する円周方向に配置した複数個の電磁コイルと積層鋼板固定子ヨークとより成る固定子と、この固定子を囲む、タイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とにより構成されたリターダ本体部分と、作動信号により制御される上記リターダ本体部分の駆動装置とより成り、上記電磁コイルは二相Ｖ結線とし、各電磁コイルはコンデンサと共に夫々共振回路を形成し、上記駆動装置には上記二相Ｖ結線に直列に接続された、上記作動信号により夫々開閉制御されるトランジスタを有し、上記共振回路を形成する上記電磁コイルに、上記スチール回転体の回転により誘起される二相交流電流を流してこれを励磁し、上記共振回路の共振周波数に基づく回転磁界の回転速度が上記回転体の回転数より小さくなるようにしたことを特徴とする。
本発明の電磁式リターダによれば、固定ヨークの変更（積層鋼板へ）、コンデンサの追加、結線方法の変更のみで、電力が不要となるので、安価で、軽量、高信頼性リターダの提供が可能となる。
また、制動エネルギーから回収される電力は、従来の励磁電力より大きく、電磁コイルの励磁電力が大きくなり、リターダ制動トルクの向上が容易になる。
また、発電機を内蔵する方法に比較し、発電機分の重量増加なしに、電力を補充でき、小型、軽量にすることができる。
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
本発明においては図１〜図３に示すように電磁式リターダ５を、積層鋼板（鉄板又はケイ素鋼板）より成る鉄心を有する円周方向に配置した１２個の電磁コイルＬ１〜Ｌ１２と積層鋼板（鉄板又はケイ素鋼板）より成る固定子ヨークとより成る固定子と、この固定子を囲む、タイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体（ドラム）とより成るリターダ本体部分６と、作動信号７を処理する制御装置８と、上記電磁コイルＬ１〜Ｌ１２により形成されたＡ相、Ｂ相、Ｃ相の三相結線に夫々並列接続せしめたコンデンサＣと、トランジスタＴ１〜Ｔ３より成る駆動装置１０とにより構成せしめる。
なお、図２及び図３において１１は固定子ヨーク、１２は固定子、１３はスチール回転体（ドラム）、１４は回転体１３の外周に設けたフィンである。
また、上記１２個の電磁コイルＬ１〜Ｌ１２はＡ相、Ｂ相、Ｃ相の三相結線とし、各電磁コイルＬ１〜Ｌ１２にはコンデンサＣを夫々並列接続して夫々共振回路を形成せしめ、上記駆動装置１０のトランジスタＴ１〜Ｔ３は、上記各三相結線に直列に接続せしめ、上記制御装置８からの駆動パルス９によって夫々開閉制御せしめる。
上記電磁コイルＬ１〜Ｌ１２の三相結線は三相星型結線または三角結線とする。
上記電磁コイルＬ１〜Ｌ１２は二相Ｖ結線としても良い。
本発明の電磁式リターダは上記のような構成であるから、作動信号７をＯＮにすると、制御装置８から駆動パルス９が出力され、駆動装置１０のトランジスタＴ１〜Ｔ３がＯＮし、コンデンサと電磁コイルの共振回路が形成される。
回転体１３の回転数が上記コンデンサと電磁コイルの共振周波数で計算された回転磁界より早くなると、回転体１３の残留磁気により発生した電磁コイルの電圧は、上記コンデンサと電磁コイルの共振回路の作用で特定周波数の三相交流電圧となる。この時、回転体１３には、三相交流電圧による回転磁界Ｎｓと回転体１３の回転数Ｎｄの差により、渦電流が流れる。回転体１３に発生する渦電流は電磁コイルの電圧を高めるため、回転体１３には更に大きな渦電流が流れる。この作用の繰り返しは、最終的にコイル電圧が上がっても磁界が増えない点で安定する。回転体内部の渦電流はジュール熱を発生し回転体に従来より大きな制動力が発生する。この制動エネルギーは、熱に変換され、上記回転体１３の外周に設けたフィン１４より大気に発散される。
なお、本発明の電磁式リターダにおいては、回転体１３の回転数Ｎｄよりも上記共振回路により形成される三相交流電圧による回転磁界の回転速度Ｎｓを小さくなるようにする。
ここで電磁コイルのインダクタンスをＬ、コンデンサ容量をＣ、極数をｐとすると回転磁界Ｎｓは、
Figure 0004970000
となる。
図４は回転体の回転数と発生トルクの関係を示す線図で本発明の場合は実線、従来の場合を点線で示し、本発明の電磁式リターダによれば、発生トルクが大きく増加することが明らかである。
図５は回転体の回転数と発生励磁電力の関係を示し、本発明の場合は実線、従来の場合を点線で示し、本発明の電磁式リターダによれば励磁電力が大きく増加することが明らかである。
本発明の電磁式リターダの説明図である。 本発明の電磁式リターダにおけるリターダ本体の縦断正面図である。 図２に示すリターダ本体の縦断側面図である。 回転体の回転数と発生トルクの関係を示す線図である。 回転体の回転数と発生励磁電力の関係を示す線図である。 従来の電磁式リターダの説明図である。
符号の説明
１ タイヤ
２ エンジン
３ オルタネータ
４ バッテリ
５ 電磁式リターダ
６ リターダ本体部分
７ 作動信号
８ 制御装置
９ 駆動パルス
１０ 駆動装置
１１ 固定子ヨーク
１２ 固定子
１３ スチール回転体
１４ フィン

Claims (4)

  1. 積層鋼板鉄心を有する円周方向に配置した複数個の電磁コイルと積層鋼板固定子ヨークとより成る固定子と、この固定子を囲む、タイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とにより構成されたリターダ本体部分と、作動信号により制御される上記リターダ本体部分の駆動装置とより成り、上記電磁コイルはＡ相、Ｂ相、Ｃ相の三相結線とし、各電磁コイルはコンデンサと共に夫々共振回路を形成し、上記駆動装置には上記各三相結線に直列に接続された、上記作動信号により夫々開閉制御されるトランジスタを有し、上記共振回路を形成する上記電磁コイルに、上記スチール回転体の回転により誘起される三相交流電流を流してこれを励磁し、上記共振回路の共振周波数に基づく回転磁界の回転速度が上記スチール回転体の回転数より小さくなるようにしたことを特徴とする電磁式リターダ。
  2. 上記電磁コイルの三相結線が三相星型結線にあることを特徴とする請求項１記載の電磁式リターダ。
  3. 上記電磁コイルの三相結線が三相三角結線であることを特徴とする請求項１記載の電磁式リターダ。
  4. 積層鋼板鉄心を有する円周方向に配置した複数個の電磁コイルと積層鋼板固定子ヨークとより成る固定子と、この固定子を囲む、タイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とにより構成されたリターダ本体部分と、作動信号により制御される上記リターダ本体部分の駆動装置とより成り、上記電磁コイルは二相Ｖ結線とし、各電磁コイルはコンデンサと共に夫々共振回路を形成し、上記駆動装置には上記二相Ｖ結線に直列に接続された、上記作動信号により夫々開閉制御されるトランジスタを有し、上記共振回路を形成する上記電磁コイルに、上記スチール回転体の回転により誘起される二相交流電流を流してこれを励磁し、上記共振回路の共振周波数に基づく回転磁界の回転速度が上記回転体の回転数より小さくなるようにしたことを特徴とする電磁式リターダ。
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