JPWO2015132854A1

JPWO2015132854A1 - 多機能付電磁式リターダ

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Publication number: JPWO2015132854A1
Application number: JP2014513836A
Authority: JP
Inventors: 幸祐加藤; 章洋三好; 光義大場
Original assignee: TBK Co Ltd
Current assignee: TBK Co Ltd
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: JP6215198B2; CN104508971A; EP2942861A1; EP2942861A4; KR101638159B1; KR20150118943A; WO2015132854A1; US20150333665A1

Abstract

固定子ヨーク（９）と、電磁コイル（Ｌ１〜Ｌ１２）と、スチール回転体（１０）とより成るリターダ本体部分と、制御装置（５）と、この制御装置により開閉制御される高速回転領域用トランジスタ（Ｔ１〜Ｔ３）を有する高速回転領域用駆動装置（７）とを有し、上記電磁コイルにより多相結線が形成され、各相の電磁コイルが夫々コンデンサ（Ｃ１〜Ｃ１２）と共に共振回路を形成し、上記トランジスタが上記多相結線に直列に介挿される自己発電型電磁式リターダ部と、バッテリ（１３）と、逆流防止用ダイオード（Ｄ１）と、上記制御回路により開閉制御される低速回転領域用トランジスタ（Ｔ４〜Ｔ６）を有する低速回転領域用駆動装置（１４）とを有し、上記低速回転領域用の各トランジスタが夫々上記多相結線の夫々に上記バッテリと、逆流防止用ダイオードを介して直列に介挿される電磁式リターダ部とより成り、低速回転領域では電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型リターダとして機能することを特徴とする電磁式リターダ。

Description

本発明は多機能付電磁式リターダ、特に、発電電力の不足する低速回転領域では、電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型電磁式リターダとして機能する多機能付電磁式リターダに関するものである。

従来の自己発電型リターダは、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、電源を不要ならしめている。

図６〜図８は、従来の自己発電型電磁式リターダを示し、図６において１は車輌のタイヤ、２はエンジン、３は電磁式リターダ本体部分、４は作動信号、５は作動信号４を処理する制御装置、６はこの制御装置５からの駆動パルス、７はこの駆動パルス６によって夫々開閉制御されるトランジスタＴ１〜Ｔ３を有する駆動装置である。

図６及び図７に示すように上記リターダ本体部分３は、固定子８と、この固定子８を囲む固定子ヨーク９と、この固定子ヨーク９の外周に円周方向に互いに離間して配置した、夫々鉄心を有する１２個の電磁コイルＬ１〜Ｌ１２より成る電磁コイルＬと、上記固定子ヨーク９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）１０と、このスチール回転体１０の外周に設けたフィン１１と、より成る。上記各電磁コイルＬ１〜Ｌ１２はＡ相、Ｂ相、Ｃ相の３相結線を形成する。

なお、電磁コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９に対し電磁コイルＬ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ１０、Ｌ１１及びＬ１２の極性は互に逆極性である。また、駆動装置７におけるトランジスタＴ１は、電磁コイルＬ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ１０より成るＡ相結線に直列に介挿され、トランジスタＴ２は、電磁コイルＬ２、Ｌ５、Ｌ８、Ｌ１１より成るＢ相結線に直列に介挿され、トランジスタＴ３は電磁コイルＬ３、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１２より成るＣ相結線に直列に介挿されている。

このような電磁式リターダでは、作動信号４加えると、制御装置５から駆動パルス６が出力され、駆動装置７のトランジスタＴ１〜Ｔ３がＯＮし、コンデンサＣと電磁コイルＬ１〜Ｌ１２の共振回路が形成される。

回転体１０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速くなると、スチール回転体１０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３相交流電圧となる。この時、スチール回転体１０には、３相交流電圧による回転磁界Ｎｓとスチールと回転体１０の回転数Ｎｄの差により、渦電流が流れる。スチール回転体１０に発生する渦電流は電磁コイルの電圧を高めるため、スチール回転体１０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。スチール回転体内部の渦電流はジュール熱を発生しスチール回転体１０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、上記スチール回転体１０の外周に設けたフィン１１より大気に発散される。

従来の電磁式リターダは、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、電源が不要な自己発電型電磁式リターダとしているが、発電電力が少ない低速回転領域では、自己発電型電磁式リターダに比べ制動トルクが低い問題がある。

本発明はこのような欠点を除くようにしたものである。

本発明の多機能付電磁式リターダは、固定子ヨークと、この固定子ヨークの円周方向に互に離間して配置した鉄心を有する複数個の電磁コイルと、上記固定子ヨークを中心として車輌のタイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とより成るリターダ本体部分と、上記スチール回転体の回転数判定部を有する制御装置と、この制御装置からの高速回転領域用駆動パルスにより開閉制御される３個のトランジスタを有する高速回転領域用駆動装置とを有し、上記電磁コイルにより３相結線が形成され、各相の電磁コイルが夫々コンデンサと共に共振回路を形成し、上記各トランジスタが夫々上記３相結線の夫々に直列に介挿される自己発電型電磁式リターダ部と、及びバッテリと、逆流防止用ダイオードと、上記制御回路からの低速回転領域用駆動パルスによって開閉制御される低速回転領域用の３個のトランジスタを有する低速回転領域用駆動装置とを有し、上記低速回転領域用の各トランジスタが夫々上記３相結線の夫々に上記低速回転領域用バッテリと、逆流防止用ダイオードを介して直列に介挿される電磁式リターダ部とより成り、発電電力の不足する低速回転領域では、電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型リターダとして機能することを特徴とする多機能付電磁式リターダとして機能することを特徴とする。

上記電磁コイルの３相結線が３相星型結線であることを特徴とする。

また、上記電磁コイルの３相結線が３相三角結線であることを特徴とする。

また、本発明の多機能付電磁式リターダは、固定子ヨークと、この固定子ヨークの円周方向に互に離間して配置した鉄心を有する複数個の電磁コイルと、上記固定子ヨークを中心として車輌のタイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とより成るリターダ本体部分と、上記スチール回転体の回転数判定部を有する制御装置と、この制御装置からの高速回転領域用駆動パルスにより開閉制御される２個のトランジスタを有する高速回転領域用駆動装置とを有し、上記電磁コイルにより３相結線が形成され、各相の電磁コイルが夫々コンデンサと共に共振回路を形成し、上記２個のトランジスタが夫々上記３相結線のうちの２相結線の夫々に直列に介挿される自己発電型電磁式リターダ部と、及びバッテリと、逆流防止用ダイオードと、上記制御回路からの低速回転領域用駆動パルスによって開閉制御される低速回転領域用の３個のトランジスタを有する低速回転領域用駆動装置とを有し、上記低速回転領域用の各トランジスタが夫々上記３相結線の夫々に上記低速回転領域用バッテリと、逆流防止用ダイオードを介して直列に介挿される電磁式リターダ部とより成り、発電電力の不足する低速回転領域では、電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型リターダとして機能することを特徴とする。

また、本発明の多機能付電磁式リターダは、固定子ヨークと、この固定子ヨークの円周方向に互に離間して配置した鉄心を有する複数個の電磁コイルと、上記固定子ヨークを中心として車輌のタイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とより成るリターダ本体部分と、上記スチール回転体の回転数判定部を有する制御装置と、この制御装置からの高速回転領域用駆動パルスにより開閉制御される１個のトランジスタを有する高速回転領域用駆動装置とを有し、上記電磁コイルにより２相結線が形成され、各相の電磁コイルが夫々コンデンサと共に共振回路を形成し、上記トランジスタが上記２相結線の１つに直列に介挿される自己発電型電磁式リターダ部と、及びバッテリと、逆流防止用ダイオードと、上記制御回路からの低速回転領域用駆動パルスによって開閉制御される低速回転領域用の２個のトランジスタを有する低速回転領域用駆動装置とを有し、上記低速回転領域用の各トランジスタが夫々上記２相結線の夫々に上記低速回転領域用バッテリと、逆流防止用ダイオードを介して直列に介挿される電磁式リターダ部とより成り、発電電力の不足する低速回転領域では、電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型リターダとして機能することを特徴とする。

上記電磁コイルの２相結線が２相Ｖ型結線であることを特徴とする。

以下図面によって本発明の実施例を説明する。

なお、図６〜図８に示す従来の自己発電型電磁式リターダと同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

本発明においては制御装置５にタイヤ１からの回転信号判定部（図示せず）を有せしめ、図１に示すように自己発電型電磁式リターダにオルタネータ１２と、バッテリ１３と、逆流防止用ダイオードＤ１と、トランジスタＴ４〜Ｔ６を有する低速回転領域用駆動装置１４とを加え、トランジスタＴ４は電磁コイルＬ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ１０より成るＡ相結線にバッテリ１３とダイオードＤ１を介して直列に介挿し、トランジスタＴ５は電磁コイルＬ２、Ｌ５、Ｌ８、Ｌ１１より成るＢ相結線にバッテリ１３とダイオードＤ１を介して直列に介挿し、トランジスタＴ６は電磁コイルＬ３、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１２より成るＣ相結線にバッテリ１３とダイオードＤ１を介して直列に介挿せしめ、発電電力が大きい高速回転領域では制御装置５からの駆動パルス６によって駆動装置７のトランジスタＴ１〜Ｔ３を夫々開閉制御して自己発電型リターダとして機能せしめ、発電電力が不足する低速回転領域では制御装置５からの駆動パルス１５によって低速回転領域用駆動装置１４のトランジスタＴ４〜Ｔ６を夫々開閉制御して電磁式リターダとして機能せしめるようにする。

本発明の多機能付電磁式リターダは上記のような構成であるから、高速回転領域では自己発電型リターダとして機能し、この高速回転領域では発電電圧が大きいためオルタネーダ１２とバッテリ１３の増強は不要となる。

また、低速回転領域では制御装置５から駆動パルス１５が出力され駆動装置１４のトランジスタＴ４〜Ｔ６が開閉制御され、逆流防止ダイオードＤ１を介してバッテリ１３から電磁コイルに電流が流され電磁式リターダとして機能し、制御トルクは十分な大きさとなる。

本発明の他の実施例においては図６に示す従来の自己発電型電磁式リターダの駆動装置７からトランジスタＴ３を削除して構成した駆動装置７を有する自己発電型電磁式リターダに図２に示すようにオルタネータ１２とバッテリ１３と、逆流防止用ダイオードＤ１と、トランジスタＴ４〜Ｔ６を有する低速回転領域駆動装置１４とを加え、トランジスタＴ４は電磁コイルＬ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ１０より成るＡ相結線にバッテリ１３とダイオードＤ１を介して直列に介挿し、トランジスタＴ５は電磁コイルＬ２、Ｌ５、Ｌ８、Ｌ１１より成るＢ相結線にバッテリ１３とダイオードＤ１を介して直列に介挿せしめ、トランジスタＴ６は電磁コイルＬ３、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１２より成るＣ相結線にバッテリ１３とダイオードＤ１を介して直列に介挿せしめ、発電電力が大きい高速回転領域では制御装置５からの駆動パルス６によって駆動装置７のトランジスタＴ１、Ｔ２を夫々開閉制御して自己発電型リターダとして機能せしめ、発電電力が不足する低速回転領域では制御装置５からの駆動パルス１５によって低速回転領域用駆動装置１４のトランジスタＴ４〜Ｔ６を夫々開閉制御して電磁式リターダとして機能せしめるようにする。

本発明の更に他の実施例においては電磁コイルＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、Ｌ９及びＬ１１によってＡ相結線を形成し、電磁コイルＬ２、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ８、Ｌ１０及びＬ１２によってＢ相結線を形成し、トランジスタＴ１を上記Ａ相結線に直列に介挿して高速回転領域用駆動装置７を構成し、低速回転領域用駆動装置１４をトランジスタＴ４とＴ５により構成し、トランジスタＴ４を上記Ａ相結線にバッテリ１３とダイオードＤ１を介して直列に介挿し、トランジスタＴ５を上記Ｂ相結線にバッテリ１３とダイオードＤ１を介して直列に介挿せしめる。

なお、上記Ａ相及びＢ相により２相Ｖ型結線を形成せしめる。

図４は本発明の多機能付電磁式リターダのブレーキトルクと回転数の関係説明図、図５は本発明の多機能付電磁式リターダの消費電力と回転数の関係説明図である。

上記のように本発明の多機能付電磁式リターダによれば下記のような効果が得られる。

（１）発電電力の不足する低速回転領域では、電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型電磁式リターダとして機能するので低速回転領域での制動トルク低下の問題を解決できる。

（２）自己発電型リターダにダイオードとトランジスタを追加するのみで良く、重量増加は微小で、低回転領域から高回転領域まで高い制御トルクのリターダが提供可能となる。

（３）従来、リターダ制動トルクの向上のためバッテリ、オルタネータの増強が必要なケースでも、バッテリ、オルタネータの増強が不要となる。

（４）低速回転領域から高い制御トルクを発生する低消費電力のリターダを提供可能となる。

本発明の電磁式リターダの説明図である。本発明の他の実施例を示す電磁式リターダの説明図である。本発明の更に他の実施例を示す電磁式リターダの説明図である。回転体の回転数とブレーキトルクの関係を示す線図である。回転体の回転数と消費電力の関係を示す線図である。従来の自己発電型電磁式リターダの説明図である。図６に示すリターダ本体の縦断正面図である。図６に示すリターダ本体の縦断側面図である。

１タイヤ
２エンジン
３リターダ本体部分
４作動信号
５制御装置
６駆動パルス
７駆動装置
８固定子
９固定子ヨーク
１０スチール回転体
１１フィン
１２オルタネータ
１３バッテリ
１４駆動装置
１５駆動パルス

Claims

固定子ヨークと、この固定子ヨークの円周方向に互に離間して配置した鉄心を有する複数個の電磁コイルと、上記固定子ヨークを中心として車輌のタイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とより成るリターダ本体部分と、上記スチール回転体の回転数判定部を有する制御装置と、この制御装置からの高速回転領域用駆動パルスにより開閉制御される３個のトランジスタを有する高速回転領域用駆動装置とを有し、上記電磁コイルにより３相結線が形成され、各相の電磁コイルが夫々コンデンサと共に共振回路を形成し、上記各トランジスタが夫々上記３相結線の夫々に直列に介挿される自己発電型電磁式リターダ部と、及びバッテリと、逆流防止用ダイオードと、上記制御回路からの低速回転領域用駆動パルスによって開閉制御される低速回転領域用の３個のトランジスタを有する低速回転領域用駆動装置とを有し、上記低速回転領域用の各トランジスタが夫々上記３相結線の夫々に上記低速回転領域用バッテリと、逆流防止用ダイオードを介して直列に介挿される電磁式リターダ部とより成り、発電電力の不足する低速回転領域では、電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型リターダとして機能することを特徴とする多機能付電磁式リターダ。
上記電磁コイルの３相結線が３相星型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。
上記電磁コイルの３相結線が３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。
固定子ヨークと、この固定子ヨークの円周方向に互に離間して配置した鉄心を有する複数個の電磁コイルと、上記固定子ヨークを中心として車輌のタイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とより成るリターダ本体部分と、上記スチール回転体の回転数判定部を有する制御装置と、この制御装置からの高速回転領域用駆動パルスにより開閉制御される２個のトランジスタを有する高速回転領域用駆動装置とを有し、上記電磁コイルにより３相結線が形成され、各相の電磁コイルが夫々コンデンサと共に共振回路を形成し、上記２個のトランジスタが夫々上記３相結線のうちの２相結線の夫々に直列に介挿される自己発電型電磁式リターダ部と、及びバッテリと、逆流防止用ダイオードと、上記制御回路からの低速回転領域用駆動パルスによって開閉制御される低速回転領域用の３個のトランジスタを有する低速回転領域用駆動装置とを有し、上記低速回転領域用の各トランジスタが夫々上記３相結線の夫々に上記低速回転領域用バッテリと、逆流防止用ダイオードを介して直列に介挿される電磁式リターダ部とより成り、発電電力の不足する低速回転領域では、電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型リターダとして機能することを特徴とする多機能付電磁式リターダ。
固定子ヨークと、この固定子ヨークの円周方向に互に離間して配置した鉄心を有する複数個の電磁コイルと、上記固定子ヨークを中心として車輌のタイヤの回転に応じて回転されるスチール回転体とより成るリターダ本体部分と、上記スチール回転体の回転数判定部を有する制御装置と、この制御装置からの高速回転領域用駆動パルスにより開閉制御される１個のトランジスタを有する高速回転領域用駆動装置とを有し、上記電磁コイルにより２相結線が形成され、各相の電磁コイルが夫々コンデンサと共に共振回路を形成し、上記トランジスタが上記２相結線の１つに直列に介挿される自己発電型電磁式リターダ部と、及びバッテリと、逆流防止用ダイオードと、上記制御回路からの低速回転領域用駆動パルスによって開閉制御される低速回転領域用の２個のトランジスタを有する低速回転領域用駆動装置とを有し、上記低速回転領域用の各トランジスタが夫々上記２相結線の夫々に上記低速回転領域用バッテリと、逆流防止用ダイオードを介して直列に介挿される電磁式リターダ部とより成り、発電電力の不足する低速回転領域では、電磁式リターダとして機能し、高速回転領域では自己発電型リターダとして機能することを特徴とする多機能付電磁式リターダ。
上記電磁コイルの２相結線が２相Ｖ型結線であることを特徴とする請求項５記載の電磁式リターダ。