JPH0715325Y2 - 自動車のリタ−ダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は発電機から構成され、この発電機が発電を行な
う際に外部からなされる仕事を制動力として吸収するよ
うにした自動車のリターダに関する 〔考案の概要〕 本考案は、発電機から成る自動車のリターダにおいて、
この発電機の固定子にペルチェ効果によって冷却を行な
うようにした熱電式冷却装置を取付け、銅損および鉄損
によって生ずる固定子の発熱をこの冷却装置によって冷
却することによって、制動力の低下を防止し、信頼性を
高めるようにしたものである。

〔従来の技術〕

自動車を制動するために従来より広く用いられているリ
ターダは、渦電流を用いるものであって、固定子コイル
によって形成される磁場の中でロータを回転させ、ロー
タに渦電流を発生させることによって、運動エネルギを
熱エネルギに変換するようにしていた。このように従来
の渦電流式のリターダは、その大きさおよび重量が大き
くなるという欠点があった。さらに上記ロータは冷却用
フィンを備えているために、制動を行なわない場合にお
いても、上記フィンによって風損を生じ、燃費を悪化さ
せるという問題があった。

このような問題点に鑑みて、発電機からなるリターダが
提案されている。この発電機を例えば誘導子型発電機か
ら構成することによって、固定子側に電機子コイルと界
磁コイルとを配置することができ、回転部分へ電流を流
したり、あるいは回転部分から電流を取出したりするこ
となく発電を行なうことができ、ブラシやスリップリン
グを省略できる。しかもこの発電機の回転子をエンジン
のフライホイールと兼用することによって、リターダを
コンパクトに構成することができるようになる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところがこのような発電機からなるリターダにおいて
は、制動力を得るために界磁コイルに通電を行なうと、
界磁コイルおよび電機子コイルにそれぞれ電流が流れて
銅損が発生し、コイルの部分が発熱する。また固定子ヨ
ークを磁束が通過するために、これによって鉄損が発生
し、固定子ヨークが発熱する。このような銅損や鉄損に
よる固定子の発熱は、リターダの制動力の低下につなが
り、長時間にわたって連続してリターダを用いると、そ
の制動力が次第に低下するという欠点を生ずる。さらに
上記固定子の発熱によって絶縁破壊等を起こす可能性が
あり、信頼性を低下させ、寿命を短くする可能性があ
る。

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、発電機からなるリターダの固定子の発熱による制動
力の低下を防止し、あるいは信頼性を高めることを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、リターダを発電機から構成し、この発電機が
発電を行なう際に外部からなされる仕事を制動力として
吸収するようにしたリターダにおいて、前記発電機の固
定子ヨーク上に熱電式冷却装置を直接取付け、前記発電
機の出力によってこの熱電式冷却装置を駆動することに
よって前記発電機の出力を消費するようにしたものであ
る。

〔作用〕

従って本考案によれば、このリターダによって制動力を
発生させると、その出力によって固定子に備付けられた
熱電式冷却装置が駆動されることになり、この熱電式冷
却装置によって固定子を冷却することが可能になる。従
って固定子の銅損あるいは鉄損にともなう発熱を吸収
し、その温度上昇を防止することができ、ブレーキ力の
低下を防止し、信頼性を高めることが可能になる。

〔実施例〕

以下本発明を図示の一実施例につき説明する。第２図は
本実施例に係るリターダを備えたエンジン１を示すもの
であって、このエンジン１は例えばトラック用のディー
ゼルエンジンから構成されている。このエンジン１の背
面側にはフライホイールハウジング２が設けられてい
る。このハウジング２の上下には後述する誘導子型発電
機の固定子のケース８が取付けられている。さらにフラ
イホイールハウジング２の背面側にはトランスミッショ
ン５が配されており、エンジン１の回転数を適当な値に
変速し、プロペラシャフト６を介して駆動輪へ伝達する
ようになっている。

つぎにこのエンジン１に設けられているリターダの構造
について述べると、第３図に示すようにハウジング２内
に収納され、クランクシャフト３の端部に固着されたフ
ライホイール４の外周面上には、円周方向に沿って所定
のピッチで誘導子磁極７が設けられている。そしてこの
磁極７を備えたフライホイール４が誘導子型発電機の回
転子を構成しており、この発電機が自動車のリターダを
構成するようになっている。

ハウジング２の上下にはそれぞれケース８が設けられて
おり、これらのケース８内には誘導子型発電機の固定子
が収納されている。この固定子は第４図に示すように、
フライホイール４の円周方向に配列された複数のポール
コア９を備えている。ポールコア９の下端部は上記誘導
子磁極７に微小なエアギャップを介して対向するととも
に、その上端部は固定子ヨーク10を介してケース８に固
着されている。そしてポールコア９には電機子コイル11
と界磁コイル12とがそれぞれ巻装されている。なお電機
子コイル11は２つのポールコア９に跨って巻装されてい
るのに対して、界磁コイル12はそれぞれのポールコア９
に１つずつ巻装されている。

このようにして固定子に設けられている界磁コイル12
は、第２図および第３図に示すコントローラ13を介して
バッテリー14と接続されるようになっている。そしてコ
ントローラ13は、第２図に示すように、リレースイッチ
16を備えており、このリレースイッチ16の開閉をリレー
コイル17によって行なうようになっている。このリレー
コイル17は駆動回路18によって駆動されるようになって
おり、しかも駆動回路18は、例えば運転席に設けられて
いるリターダスイッチ19と接続されている。これに対し
て電機コイル11は負荷抵抗15と接続されるようになって
いる。この負荷抵抗15は第２図に示す冷却箱20内に配さ
れており、この冷却箱20内を還流する水によって冷却さ
れるようになっている。

つぎにこの誘導子型発電機の固定子に設けられている熱
電式冷却装置21の構造について第１図および第４図につ
き説明すると、この冷却装置21はｐ型半導体22とｎ型半
導体23とを交互に固定子ヨーク10の上に配列するように
したものであって、半導体22、23とヨーク10との間には
それぞれ電極24が設けられている。またこれらの半導体
22、23の上部には、電極を兼用する共通の放熱板25が取
付けられている。この放熱板25は多数のフィン26を一体
に備えている。そして上記半導体22、23は、電極24を介
して全波整流器27と接続されている。この全波整流器27
は第１図に示すように、負荷抵抗15と並列に接続されて
おり、従って補償用コンデンサ28とも並列に接続される
ことになる。

つぎに以上のような構成になるこの自動車のリターダの
動作について説明する。例えばこのリターダを備えた自
動車が長い坂を下る場合には、運転席に設けられている
リターダスイッチ31を投入する。すると第２図および第
３図に示すコントローラ13を介して、バッテリ14からこ
の誘導子型発電機の界磁コイル12に電流が流れ、コイル
12が励磁されることになる。界磁コイル12は第４図に示
すように、ポールコア９を２つずつ互に逆向きに磁化す
るとともに、共通の電機子コイル11が巻装された一対の
ポールコア９が互に異極となるように磁化する。

従ってある瞬間においては第４図において点線で示すよ
うな磁気回路35が形成され、これに対してフライホイー
ル４が回転して誘導子磁極７がポールコア９のピッチに
相当する角度だけ移動すると、第４図において鎖線で示
すような磁気回路36が形成される。これらの磁気回路3
5、36を通過する磁束はともに電機子コイル11と鎖交す
るとともに、２つの磁気回路35、36を通過する磁束の向
きは互に反転することになる。従ってこの磁束の変化に
よって電機子コイル11に起電力が誘起され、この誘導子
型発電機が発電を行なうことになる。

このことはエンジン１あるいは車両がフライホイール４
を駆動することになり、このときに外部からなされる仕
事が制動力として吸収されることになる。従ってこの誘
導子型発電機の発電によって車両が制動力を受け、減速
されることになる。そしてこのときの発電出力は第２図
および第３図に示す負荷抵抗15によって消費されるよう
になっている。そしてこのときに生ずる熱は冷却箱20内
を還流する冷却水によって吸収される。

このようにして制動力を発生させるリターダの固定子
は、その電機子コイル11および界磁コイル12にそれぞれ
電流が流れる際に銅損によって発熱する。また上述の制
動動作の際に磁気回路35、36内を通過する磁束によって
鉄損が発生し、これによっても固定子が発熱することに
なる。このような発熱による固定子の温度上昇を防止す
るために、第１図に示すように電機子コイル11によって
得られる発電出力の一部を全波整流器27によって全波整
流とともに、ここで得られた直流を熱電式冷却装置21の
半導体22、23にそれぞれ供給するようにしており、これ
によって固定子の冷却を行なうようにしている。

全波整流器27のプラス側の端子を出た電流は、ｐ型半導
体22の下部に設けられている電極24を通ってｐ型半導体
22に至り、そして放熱板25を通ってｎ型半導体23に流
れ、電極24を通って全波整流器27のマイナス側の端子に
戻るようになる。このような半導体22、23への直流電流
の供給によって、ペルチェ効果が発生し、半導体22、23
は固定子ヨーク10から熱を吸収するとともにこの熱をフ
イン26を備える放熱板25に放出するようにする。従って
このような半導体22、23からなる熱電式冷却装置21の冷
却作用によって、誘導子型発電機の固定子の冷却が行な
われることになる。

このように本実施例に係るリターダを構成する誘導子型
発電においては、その固定子ヨーク10を半導体22、23か
らなる熱電式冷却装置21によって冷却するようにし、銅
損および鉄損に伴う発熱を吸収している。従ってこのよ
うなリターダによれば、長時間にわたって連続してこの
リターダで制動力を得るようにしても、制動力が時間と
とも低下することがなくなる。またこの誘導子型発電機
の固定子の温度上昇が防止されさために、その信頼性が
向上するとともに、長寿命化を図ることが可能になる。
さらにこの熱電式冷却装置21は、リターダを構成する発
電機の発電出力を、全波整流器27によって整流して駆動
するようにしているために、特別な駆動源を設ける必要
がなくなる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案は、リターダを構成する発電機の固
定子ヨーク上に熱電式冷却装置を直接取付け、上記発電
機の出力によってこの熱電式冷却装置を駆動することに
よって発電機の出力を消費するようにしたものである。
従ってこのようなリターダによれば、長時間にわたって
連続してこのリターダで制動力を得るようにしても、発
熱が上記熱電式冷却装置によって吸収されるために、制
動力が時間とともに低下することがなくなる。またリタ
ーダを構成する発電機の固定子の温度上昇が熱電式冷却
装置によって防止されるために、その信頼性が向上する
とともに、長寿命化を図ることが可能になる。しかも熱
電式冷却装置は発電機の固定子ヨーク上に直接取付けら
れているために、銅損および鉄損によって発生した熱を
固定子ヨークを通して熱電式冷却装置によって吸収して
冷却することが可能になり、発電機の固定子を効果的か
つ確実に冷却できるようになる。またこの熱電式冷却装
置は、リターダを構成する発電機の出力によって駆動さ
れ、これによって発電機の出力が消費されるようになっ
ているために、冷却装置を駆動するための特別な駆動源
を必要としなくなる。あるいはまた車両に設けられてい
るオルタネータ等の充電用発電機によって充電されるバ
ッテリを用いてこの熱電式冷却装置を駆動する必要がな
くなるために、バッテリの放電を防止できるようにな
る。そしてリターダを構成する発電機の出力をこの熱電
式冷却装置で消費することにより制動力が発生されると
ともに、その出力によって熱電式冷却装置を駆動するこ
とによって固定子の温度上昇が防止され、制動力の低下
が阻止される。すなわちリターダを構成する発電機と熱
電式冷却装置とを組合わせることによって、その相乗効
果でより高い制動力を生ずるリターダを提供することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る自動車のリターダの固
定子の冷却装置を示す要部正面図、第２図はこのリター
ダを備えるエンジンの側面図、第３図は同要部拡大斜視
図、第４図はこのリターダの要部拡大展開正面図であ
る。 なお図面に用いた符号について、 ２……フライホイールハウジング ４……フライホイール ７……誘導子磁極 ９……ボールコア 10……固定子ヨーク 11……電磁子コイル 12……界磁コイル 21……熱電式冷却装置 22……ｐ型半導体 23……ｎ型半導体 24……電極 25……放熱板 27……全波整流器 である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−201686（ＪＰ，Ａ) 上村、大室、田中共著「熱電発電・熱電 冷却・大陽電池（昭40−７−28）日刊工業 新聞社 Ｐ．89−118

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】リターダを発電機から構成し、この発電機
   が発電を行なう際に外部からなされる仕事を制動力とし
   て吸収するようにしたリターダにおいて、前記発電機の
   固定子ヨーク上に熱電式冷却装置を直接取付け、前記発
   電機の出力によってこの熱電式冷却装置を駆動すること
   によって前記発電機の出力を消費するようにしたことを
   特徴とする自動車のリターダ。