JPH053665U - 流体式リターダ冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 補助制動装置として用いられる流体式リター
ダ３７の作動流体２１を冷却する水冷装置２７におい
て、水冷装置２７の冷却水をラジェータ５３とリターダ
３７との間で循環させるウォータポンプが、車両の通常
走行時に駆動損失を与えないようにする。 【構成】 流体式リターダ３７は、ロータ９が固定され
たステータ１１に対し回転し、制動時にはロータ９とス
テータ１１との間に作動油２１が送り込まれ、流体継ぎ
手の原理により作動する。サブロータ４３を設け、ロー
タ９と共に流体継ぎ手を形成する。このサブロータ４３
によりウォータポンプ４９を駆動する。制動がなされな
い時は、作動油２１が介在しなくなるので、流体継ぎ手
はその機能を果たせず、エンジンの駆動力に損失を与え
ることはない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、大型の車両などにおいて、制動力を得るための流体式リターダに 関し、さらに詳しくは、この流体、すなわち作動油を冷却する冷却装置に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

一般の車両においては、フットブレーキやエンジンブレーキなどによって制動 力を得ている。しかし、大型車両が長い下り坂を走行するような場合には、フッ トブレーキを長時間使用することによって多量の発熱をするため、フェード現象 が発生する恐れがあった。そこで、吸収すべきエネルギの一部を肩代わりし、フ ットブレーキの負担を低減することによってフェード現象を防ぎ摩擦剤の寿命を 延ばすことのできる補助制動装置としてリターダが考案されている。

【０００３】 従来のリターダは、例えば図７〜図９に示すように、流体継手の原理を利用し たものである。すなわち、エンジン１の回転力はトランスミッション３を通って プロペラシャフト５からアクスル７に伝えられており、この従来例ではプロペラ シャフト５に連結してロータ９が設けられ、固定側のステータ１１に対して回転 するようになっている。図９に示すように制動時に運転席のハンドレバー１３を 操作すると、電子制御箱１５から制御信号が送り出され、空気弁１７が開いてエ アタンク１９の圧縮エアを作動油２１のタンク２３に送り込む。このエア圧によ って押された作動油２１は、タンク２３の底面付近に開口するパイプ内を上昇し 、ロータ９とステータ１１との間に送り込まれる。なお、ロータ９とステータ１ １との間には通気路２５が設けられ、前記空気弁１７につながっている。これに より、流体継ぎ手の原理によりロータ９の回転力は作動油２１を介してステータ １１に伝えられるが、ステータ１１は固定されているので、ロータ９の運動エネ ルギは熱エネルギとなって作動油２１を加熱する。

【０００４】 制動力が必要でない場合には、ハンドレバー１３をもとの状態に戻すことによ り、空気弁１７の開閉状態ももとに戻り、作動油２１を押し上げていたエア圧が なくなって作動油２１はタンク２３内に戻る。これにより、ロータ９とステータ １１との間にはもはや作動油２１は存在せず、流体継ぎ手としての機能はなくな って制動力が得られなくなる。

【０００５】 上述した制動により加熱され高温になった作動油は、水冷装置２７によって冷 却される。

【０００６】 すなわち、ラジエータ２９で熱交換された冷却水は、エンジン１を冷却した後 、さらに水管３１を通って作動油２１のタンク２３に送られてくる。このタンク にはフィン３３を設けた水管３１が挿入され、高温の作動油２１と冷却水との間 で熱交換がおこなわれる。これにより、運動エネルギから変換された熱エネルギ は作動油２１、冷却水を介してラジエータ２９により空気中に放出される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

前述の従来構造によれば、エンジン冷却用のラジエータ２９によって冷却され た冷却水を用いて作動油２１の冷却をおこなうため、ウォータポンプ３５は、冷 却水をエンジン１に送るのみならずリターダ３７へも送水できるだけの大きなキ ャパシティーを備えなければならない。しかしながら、リターダ３７の作動油２ １の冷却が必要となるのは例えば長い下り坂のような特殊な場合だけであり、通 常の走行時にはそのような大きなキャパシティーを必要としていない。従って、 このように大きなキャパシティーを有するウォータポンプ３５をエンジンによっ て常に駆動することは、エンジンの駆動損失が大きくなってしまい不経済であっ た。また、一般にエンジンよりも遠い位置に存在するリターダ３７まで長い水管 ３１が必要となるので圧力損失が大きくなってエンジンの駆動損失の問題はさら に大きくなるものであった。

【０００８】 そこで、本考案の目的は、通常走行時におけるウォータポンプの駆動損失をな くすると共に、冷却系をエンジン冷却系から独立させることでリターダの冷却効 率が向上する流体式リターダ冷却装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、以上の目的を達成するためになされたもので、エンジンの回転が伝 えられる部分に設けられたロータが、固定されたステータに対して回転し、制動 時にはロータとステータとの間に作動油をエア圧によって送り込んで制動力を得 、制動により運動エネルギが熱エネルギとなって加熱された前記作動油を水冷に よって冷却する流体式リターダ冷却装置において、エンジン冷却用のラジエータ とは別に独立したリターダ冷却用のサブラジエータを設けると共に、前記ロータ との間に前記エア圧によって送り込まれる作動油を介して回転するサブロータを 設け、該サブロータによって駆動されるウォータポンプが、前記サブラジエータ の冷却水を強制循環させ、加熱された前記作動油を冷却するように構成したこと を特徴とする流体式リターダ冷却装置である。

【００１０】

【作用】

制動時には、エア圧により作動油をロータとステータとの間に送り込み制動力 を得ると同時に、作動油はロータとサブロータとの間にも送り込まれる。このた めサブロータが回転し、これが駆動力となってウォータポンプが駆動されるので 、冷却水はサブラジエータと作動油の間を強制循環される。

【００１１】 制動が必要でない場合には、作動油はロータとステータとの間に介在しなくな るのみならず、ロータとサブロータとの間にも介在しなくなり、ウォータポンプ が不必要に駆動されることがない。

【００１２】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図１〜図５に基づいて説明する。なお、従来例と 同様の部分については同一の番号を付す。

【００１３】 この実施例のリターダ３７は、ロータ９が従来と同様にプロペラシャフト５に 設けられている。そして、固定されたステータ１１に対し回転するように配置さ れている。このロータ９とステータ１１との間はタンク２３内部の作動油２１と 油管３９によって連通されている。また、タンク２３の上部には空気弁１７を介 してエアタンク１９と連通できるようになっている。この空気弁１７の開閉操作 は、電子制御箱１５からの制御信号を受けて切り換えをおこなう。電子制御箱１ ５は運転席のハンドレバー１３の操作位置によって制御をおこなう。

【００１４】 タンク２３の隣には、冷却タンク４１が設けられ、リターダ３７で使用された 高温の作動油２１が戻されるようになっている。この冷却タンク４１と前記タン ク２３は下方の小さな孔（図示せず）によって連通されているものとする。この 冷却タンク４１には冷却水を通す水管３１の一部が挿入されており、この水管３ １の挿入部分にはフィン３３が設けられ、作動油２１と冷却水との間で効率よく 熱交換ができるようになっている。

【００１５】 前記プロペラシャフト５の回りにはサブロータ４３が回動可能に設けられ、前 記ロータ９の背部と対向して流体継ぎ手を構成している。このサブロータ４３と ロータ９との間は、油管４５によりタンク２３内の作動油２１の部分と連通され ている。なお、図中２５は通気路であり、作動油２１が送り込まれる際に、それ まで存在していた空気が抜けるようになっている。

【００１６】 サブロータ４３に対しウォータポンプ歯車４７が噛み合い（図２）、ウォータ ポンプ４９の羽根５１を回転するようになっている。このウォータポンプ４９は 、エンジン冷却用のラジエータ２９のウォータポンプ３５とは別個に設けられ、 作動油２１の働きにより制動時にのみ駆動される。このウォータポンプ４９によ り、専用に設けられたリターダ冷却用のサブラジエータ５３と前記冷却タンク４ １との間で冷却水が循環される。なお、サブラジエータ５３には電動ファン５５ によって外部の風が取り込まれる。

【００１７】 この実施例において、リターダ３７、サブラジエータ５３及び冷却タンク４１ は、図３及び図４に示すように、ロータ９が設けられるプロペラシャフト５のす ぐ横において車体フレーム５７の外側に配置される。

【００１８】 以下、この実施例の動作を図５のフローチャートを基に説明する。

【００１９】 ハンドレバー１３が操作され、制動をおこなうためのスイッチがＯＮになると （）、電子制御箱１５からの制御信号により空気弁１７が作動し、エアタンク １９の圧縮エアがタンク２３の上部に送り込まれ（）、作動油２１の上表面を 圧し、作動油２１を油管３９，４５を通ってロータ９とステータ１１との間、及 びロータ９とサブロータ４３との間に送り込む（）。これにより、従来と同様 にステータ１１とロータ９の間で制動力が発生する（）。この時、ロータ９の 運動エネルギは熱エネルギとなって作動油２１を加熱する。また、前記作動油２ １が送り込まれることにより、サブロータ４３とロータ９の間に流体継ぎ手の原 理で回転力が伝達され、サブロータ４３はロータと同じ方向に回転する（）。 これによりウォータポンプ４６が駆動され（）、冷却水がサブラジエータ５３ と冷却タンク４１との間を循環することで前記放熱され高温になった作動油２１ が冷却される（）。

【００２０】 以上説明したように、この考案によれば、ロータ９とサブロータ４３は制動時 にのみ流体継ぎ手として作動するので、サブラジエータ５３専用のウォータポン プ４９も制動時にのみ働く。従って、車両の通常走行時は、ロータ９がウォータ ポンプ４９を駆動することはなく、エンジン１にウォータポンプ４９を駆動する ための駆動損失が生じることはない。

【００２１】 また、制動時には、当然エンジン１の回転力は、ロータ９、作動油２１、及び サブロータ４３を介してウォータポンプ４９に伝えられ駆動損失を生じるが、こ の駆動損失はむしろ望ましいものであり、制動力の一部に加算することができる 。

【００２２】 本実施例に係るリターダ３７及び冷却装置２７は、図３、図４に示すようにこ の実施例の車両であるトレーラのエンジンが存在するキャブ５７から離れた部分 に、水管３１を長い距離配置することなく、設けることができる。すなわち、エ ンジン冷却用のラジエータ２９とは別に、リターダ冷却用のサブラジエータ５３ を専用に設けるので、このサブラジエータ５３はエンジンの位置とは関係なくプ ロペラシャフト５、すなわちリターダ３７を設けようとする任意の位置の近くに 設けることができる。このため、冷却水を通すための水管３１を従来に比べ極め て短くすることができ、配管が簡単となる。また、従来のようにエンジン冷却用 のラジエータ２９の冷却水によってリターダ３７を冷却する構造では、長時間の 走行などにより冷却水の温度が上昇すると、水温センサ６１（図９）が作動し、 電子制御によって制動力が制限されてしまうものであったが、この実施例のよう にリターダ冷却用のサブラジエータ５３を別個に設けることで、長時間の走行に よってもサブラジエータ５３の水温は上昇することがなく、制動時には十分な制 動力を確保することができる。

【００２３】 以上の実施例においては、サブラジエータ５３へ風を導くためのファンは電動 ファン５５であったが、他の実施例においては、図６に示すようにサブロータ４ ３により機械的に回転させるファン５７であってもよい。すなわち、図に示すよ うに制動時にのみ回転するサブロータ４３は、ウォータポンプ歯車４７のみなら ずファン歯車５９にも噛み合っている。これにより、制動時にはウォータポンプ ４９のみならずファン５７を駆動させるためのエンジン駆動損失が発生するが、 これらの駆動損失は制動力に加算され、むしろ望ましいものとなる。なお、図６ においても図１と同一の部分は同一の番号を付してある。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の流体式リターダ冷却装置によれば、エンジン 冷却用のラジエータとは別にリターダ冷却用のサブラジエータを設けたので、エ ンジン冷却用のラジエータとエンジンとの間で冷却水を循環させるウォータポン プは通常の走行時に必要なキャパシティーだけを備えればよい。

【００２５】 一方、リターダ冷却用のサブラジエータとリターダとの間で冷却水を循環させ るウォータポンプは、制動時にのみ駆動され、通常走行時には駆動されないので 、通常走行時においてエンジンの駆動損失を大きくすることがない。そして、エ ンジン冷却用のラジエータとは別に設けたサブラジエータは、リターダの近くに 設けることができるので、冷却水を循環するための水管を短くでき、配管が簡単 になる。

【００２６】 また、制動時にはエンジンの回転がロータ、作動油、及びサブロータを介して ウォータポンプに伝えられ駆動がおこなわれるが、この時のエンジンの駆動損失 は制動力に加算されるので、大きな制動力を得ることができる。

【００２７】 なお、近年のエンジン高出力化に伴い、その発熱量は増加する傾向にあるが、 ラジエータの大型化にはスペース等の問題で限界がある。このため、近い将来に はエンジン冷却とリターダ冷却とを一つのラジエータで処理するのが困難になる ことも予想されており、本考案はこの対策としても有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係る流体式リターダ及び
その冷却装置を示す系統図である。

【図２】図１の要部の歯車を示す正面図である。

【図３】図１の流体式リターダ及び冷却装置が備えられ
る位置を示すエンジンの駆動系の側面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】この考案の第１実施例の作用を示すフローチャ
ート図である。

【図６】この考案の第２実施例を示す流体式リターダ及
び冷却装置の要部系統図である。

【図７】従来の流体式リターダをプロペラシャフトに設
けた状態を想定した車両全体の概略側面図である。

【図８】図７の要部を示す平面図である。

【図９】図８の流体式リターダ及び冷却装置の系統図で
ある。

【符号の説明】

１ エンジン ３ トランスミッション ５ プロペラシャフト ７ アクスル ９ ロータ １１ ステータ １９ エアタンク ２１ 作動油 ２９ ラジエータ ３１ 水管 ３３ フィン ３５，４９ ウォータポンプ ３７ 流体リターダ ４３ サブロータ ５３ リターダ冷却用のサブラジエータ ５５ 電動ファン

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】エンジンの回転が伝えられる部分に設けら
   れたロータが、固定されたステータに対して回転し、制
   動時にはロータとステータとの間に作動油をエア圧によ
   って送り込んで制動力を得、制動により運動エネルギが
   熱エネルギとなって加熱された前記作動油を水冷によっ
   て冷却する流体式リターダ冷却装置において、エンジン
   冷却用のラジエータとは別に独立したリターダ冷却用の
   サブラジエータを設けると共に、前記ロータとの間に前
   記エア圧によって送り込まれる作動油を介して回転する
   サブロータを設け、該サブロータによって駆動されるウ
   ォータポンプが、前記サブラジエータの冷却水を強制循
   環させ、加熱された前記作動油を冷却するように構成し
   たことを特徴とする流体式リターダ冷却装置。