JPH06335300A - 電磁式リターダの電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両搭載電装品を大型化することなく、電磁
式リターダに充分な初期制動トルクを発生させる駆動電
源を確保する。 【構成】 補助ブレーキとして車両に搭載される電磁式
リターダの電源装置において、電磁式リターダ（５）に
電力を供給する電気二重層コンデンサ（１２）を設ける
と共に、当該電気二重層コンデンサ（１２）を充電する
充電手段（３，１１）を備え、電磁式リターダ（５）の
作動の際、上記電気二重層コンデンサ（１２）と充電手
段（３，１１）とを併用して電磁式リターダ（５）の駆
動電源とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁式リターダの電源
装置、特に電磁式リターダ用の充放電が可能な電源を新
たに設け、当該電源と当該電源を充電する充電電源とで
電磁式リターダを駆動するようにした電磁式リターダの
電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、物流の主役をトラック、特にディ
ーゼルエンジンを搭載したトラックが担うようになるに
伴い、そのエンジンの高性能化が進んでいる。

【０００３】エンジンの高性能化のために、例えばター
ボが採用され、エンジンの小型化と軽量化による低燃費
が達成されている。しかしながらこの結果、エンジン
が、馬力あたりで小型軽量となってしまうことで、逆に
エンジンブレーキ、排気ブレーキの効きの低下を招いて
いる。これはサービスブレーキの多用と、それによるラ
イニングの摩耗や煩雑なシフトダウンによる運転者の疲
労等につながり、交通安全上の観点から問題となってい
る。

【０００４】そこで、補助ブレーキとしてリターダ、例
えば渦電流式の電磁式リターダが注目されるようになっ
てきている。電磁式リターダは変速機、すなわちトラン
スミッションの出力シャフト部分に発電機を取付けて、
エネルギー吸収を行うものである。

【０００５】図８は従来の電磁式リターダの電源装置を
示しており、オルタネータ１は整流器２を介して車両用
のバッテリ３を常時充電している。そしてリターダ作動
スイッチ４が投入されると、当該車両用のバッテリ３か
ら補助ブレーキとしての電磁式リターダ５へ電力が供給
される。

【０００６】電磁式リターダ５は渦電流を利用して制動
トルクを得る構成のものであり、複数の磁極に励磁コイ
ル６が巻回された励磁コアと空隙（エアギャップ）を介
して上記複数の各磁極外周面と対向する面を備えた渦流
円筒７とが相対的に自在に回転できるようになってい
る。

【０００７】リターダ作動スイッチ４が投入されると、
励磁コイル６に励磁電流が流れ、図示されていない励磁
コアの各磁極が交互にＮ極Ｓ極に磁化される。当該磁極
コアと相対的に回転運動している渦流円筒７に渦電流が
発生し、当該渦電流と励磁コイル６による磁界との間で
回転運動と逆方向の電磁力、すなわち制動トルクが生
じ、これが磁極コアと渦流円筒７との回転運動に対して
ブレーキ作用を及ぼす。

【０００８】図９は従来の電磁式リターダの他の電源装
置を示しており、個別に設けられたエキサイタ８の交流
電圧は整流器９で直流に変換され、電磁式リターダ５に
その電力を供給するように構成されている。その動作は
前述の図８と同じである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】電磁式リターダ５を補
助ブレーキとして使用するには、十分に大きな制動トル
クを必要とする。従って励磁コイル６に高い起磁力が必
要となり、大きな電力消費を伴う。このため励磁コイル
６に大電力を供給する電源、つまり図８ではオルタネー
タ１やバッテリ３、図９ではエキサイタ８の容量を大き
くしなければならず、電装品が大型化する欠点があっ
た。

【００１０】本発明は、上記の欠点を解決することを目
的としており、補助ブレーキとしてのリターダは、その
使用頻度は余り高くなく、かつその使用時間も短時間で
あることに着目し、充放電が可能な電源を用意してお
き、リターダの作動の際、当該電源と当該電源を充電す
る充電装置との併用で駆動させて短時間での大きな初期
制動トルクを発生させ、車両の電装系の容量増やエキサ
イタの大型化を必要としないで、大きな初期制動トルク
が得られる電磁式リターダの電源装置を提供することを
目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電磁式リターダの電源装置は補助ブレー
キとして車両に搭載される電磁式リターダの電装置にお
いて、電磁式リターダに電力を供給する蓄電手段を設け
ると共に、当該蓄電手段を充電する充電手段を備え、電
磁式リターダの作動の際、上記蓄電手段と充電手段とを
併用して電磁式リターダの駆動電源としたことを特徴と
している。

【００１２】そして上記充電手段はオルタネータで充電
される車両用バッテリと当該車両用バッテリの電圧を昇
圧させるＤＣ−ＤＣコンバータとを備えている構成のも
の、或いは電磁式リターダに内蔵されたエキサイタと当
該エキサイタの交流を直流化する整流器とを備えている
構成のもの、のいずれであってもよい。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に係る電磁式リターダの電源装
置の一実施例構成を示している。同図において、１ない
し７は図８のものに対応し、１１はＤＣ−ＤＣコンバー
タ、１２は電気二重層コンデンサを表わしている。

【００１４】ディーゼルエンジン車に搭載される車両用
のバッテリ３は通常２４Ｖ系であるので、当該２４Ｖの
電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ１１で例えば１００Ｖに昇
圧される。この１００Ｖに昇圧された電圧で電気二重層
コンデンサ１２を充電するようになっている。

【００１５】電気二重層コンデンサ１２は絶縁膜の境界
面を挟んで正電荷と負電荷とが連続的に分布形成する電
気二重層を利用したコンデンサであり、大容量の電力を
蓄積できる点に特徴を有するコンデンサである。

【００１６】リターダ作動スイッチ４がオフのとき、バ
ッテリ３はＤＣ−ＤＣコンバータ１１を介して電気二重
層コンデンサ１２を充電していている。リターダ作動ス
イッチ４が投入されオンにされると、電気二重層コンデ
ンサ１２の充電電力を電源とするものと、車両用のバッ
テリ３及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１の充電回路系を電
源とするものとが、電磁式リターダ５の駆動電源とな
り、その励磁コイル６に励磁電流を流す。図２の実線
（Ａ）がその制動トルク曲線を示しており、電気二重層
コンデンサ１２の放電による電圧の降下のため、初期始
動トルクは高くなる。

【００１７】なお、同図の点線（Ｂ）は図８の制動トル
ク曲線を示しており、その制動トルクの減少は励磁コイ
ル６及び渦流円筒７の温度上昇によるエアギャップの拡
大や起磁力の減少によるものである。

【００１８】図２に示されている様に、実線（Ａ）で示
される本発明の場合、初期制動トルクが点線（Ｂ）で示
される従来の場合に比べ大きいので、使用時間が短期間
である補助ブレーキの電源として充分使用できる。

【００１９】この場合、電気二重層コンデンサ１２、当
該電気二重層コンデンサ１２を充電するＤＣ−ＤＣコン
バータ１１、電磁式リターダ５へ電源を供給するハイヤ
ハーネス等を小規模なもので済すことができ、装置の軽
量化が可能となる。

【００２０】図１において、電気二重層コンデンサ１２
に替え、バッテリを使用することもできる。この時も当
該バッテリの電源とＤＣ−ＤＣコンバータ１１等の充電
系の電源とが電磁式リターダ５の駆動電源となる。図２
の一点鎖線（Ｃ）がその制動トルク曲線を示している。

【００２１】図３は本発明に係る電磁式リターダの電源
装置の他の実施例構成を示している。同図において、１
３は電磁式リターダであり、当該電磁式リターダ１３の
内部にエキサイタ部１４を備えている。当該エキサイタ
部１４は磁石式が用いられており、磁石１６の磁界によ
ってエキサイタ電機子コイル１７に交流電圧が発生す
る。このエキサイタ部１４で発生した交流電圧は整流器
９で直流に変換され、更にＤＣ−ＤＣコンバータ１１で
所定の直流電圧、例えば図１のものと同様に１００Ｖの
直流電圧に昇圧される。そして電気二重層コンデンサ１
２を充電するようになっている。以下リターダ作動スイ
ッチ４が投入される場合の動作等は図１で説明したもの
と同様であるので、その説明は後程簡単に説明される。

【００２２】エキサイタ部１４が内蔵された電磁式リタ
ーダ１３の構造を図６，図７を用いて次に説明する。シ
ャフト１８には渦流円筒７及びコア１９が固定され、当
該コア１９の外周面に複数の磁石１６が取付けられてい
る。当該磁石１６と渦流円筒７の円筒部との間に固定具
２０を用いて、エキサイタ電機子コア２１と界磁コア２
２とが固定部材２３に固着されている。エキサイタ電機
子コア２１の磁石１６側内周面には巻線溝が設けられ、
エキサイタ電機子コイル１７が巻回されており、界磁コ
ア２２の渦流円筒７の円筒部側外周面には巻線溝が設け
られ、複数の磁極２４を形成すると共に当該磁極２４に
励磁コイル６が巻回されている。

【００２３】すなわち、エキサイタ部１４はコア１９に
磁石１６が取付けられたロータと、エキサイタ電機子コ
ア２１にエキサイタ電機子コイル１７が巻回されたステ
ータとで構成され、リターダ部１５は界磁コア２２に励
磁コイル６が巻回されたステータと、渦流円筒７のロー
タとで構成されている。

【００２４】シャフト１８の回転、すなわち磁石１６が
取付けられたコア１９の回転によりエキサイタ電機子コ
イル１７に電圧が発生する。このエキサイタ電機子コイ
ル１７に発生した電圧は、上記説明の如く整流器９で直
流化され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を介して昇圧され
る。そして電気二重層コンデンサ１２を常時充電する。

【００２５】リターダ作動スイッチ４が投入されオンに
されると、電気二重層コンデンサ１２を電源とするもの
と、エキサイタ部１４，整流器９，ＤＣ−ＤＣコンバー
タ１１の充電回路系を電源とするものとが、電磁式リタ
ーダ１３の駆動電源となり、その励磁コイル６に励磁電
流を流す。これにより励磁コイル６が巻回されている磁
極２４は交互にＮ極Ｓ極に磁化される。渦流円筒７はシ
ャフト１８と共に回転運動が行われているので、当該渦
流円筒７の磁極対向面に渦電流が発生し、渦流円筒７の
回転運動を制動する方向の制動トルクが発生する。

【００２６】従って、図５の（Ａ）で示されている様に
エキサイタ部１４の発生電圧は時間の経過に伴って減少
し、励磁コイル６の抵抗線（Ｂ）と（Ｃ）で交わる。図
３では磁石１６及び渦流円筒７側を回転させた構造にな
っているが、当該磁石１６及び渦流円筒７側を固定し、
エキサイタ電機子コア２１及び界磁コア２２側を回転さ
せる構造であってもよい。また電気二重層コンデンサ１
２に替え、バッテリを用いてもよいことは言うまでもな
い。

【００２７】図４は本発明に係る電磁式リターダの電源
装置の他の実施例構成を示している。この場合，エキサ
イタのみで初期制動トルクを電機二重層コンデンサがあ
る場合と同様に得るためには，図９で示される構成で
は，図５に示す（Ａ′）の特性を有するエキサイタが必
要となり，大きさ，重量とも著しく増大する。

【００２８】図４の構成は図３のＤＣ−ＤＣコンバータ
１１が省略されたものであり、エキサイタ部１４の出力
電圧が当該ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を必要としない高
電圧に設定されている。図４の動作は図３のものと同様
であるので、その説明は省略する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、リ
ターダの電源に電気二重層コンデンサやバッテリ等の蓄
電手段を備え、当該蓄電手段の電源と蓄電手段を充電さ
せる充電回路系とをリターダの駆動電源としたので、ブ
レーキ作動の短時間に限っては蓄電手段が供給し得る電
力より大きな電力を供給でき、大きな初期制動トルクを
発生させることができる。当該リターダの作動時間は短
いので蓄電手段は小規模なもので充分であり、充電回路
系のバッテリ、エキサイタ等も小型で済み、軽量小型化
できる。

【００３０】請求項２の場合にはオルタネータ、車両用
のバッテリ、ワイヤハーネスの増強を必要とせず、請求
項３の場合にはＤＣ−ＤＣコンバータ又は高い電圧変動
率をもつ例えば磁石式エキサイタを用いることによりリ
ターダの内部に収納され、より小さなエキサイタで充分
な初期制動トルクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁式リターダの電源装置の一実
施例構成である。

【図２】本発明と従来との初期制動トルク特性比較図で
ある。

【図３】本発明に係る電磁式リターダの電源装置の他の
実施例構成である。

【図４】本発明に係る電磁式リターダの電源装置の他の
実施例構成である。

【図５】エキサイタ部を内蔵したリターダの特性説明図
である。

【図６】エキサイタ部内蔵電磁式リターダの一実施例断
面図である。

【図７】図６のＸＹ矢視図である。

【図８】従来の電磁式リターダの電源装置の構成説明図
である。

【図９】従来の電磁式リターダの電源装置の構成説明図
である。

【符号の説明】

１ オルタネータ ３ バッテリ（車載） ５ 電磁式リターダ ６ 励磁コイル ７ 渦流円筒 ８ エキサイタ ９ 整流器 １１ ＤＣ−ＤＣコンバータ １２ 電気二重層コンデンサ １３ 電磁式リターダ １４ エキサイタ部 １５ リターダ部 １６ 磁石 １７ エキサイタ電機子コイル １８ シャフト １９ コア ２１ エキサイタ電機子コア ２２ 界磁コア ２４ 磁極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補助ブレーキとして車両に搭載される電
   磁式リターダの電源装置において、 電磁式リターダに電力を供給する蓄電手段を設けると共
   に、 当該蓄電手段を充電する充電手段を備え、 電磁式リターダの作動の際、上記蓄電手段と充電手段と
   を併用して電磁式リターダの駆動電源としたことを特徴
   とする電磁式リターダの電源装置。
2. 【請求項２】 上記充電手段は、オルタネータで充電さ
   れる車両用バッテリと当該車両用バッテリの電圧を昇圧
   させるＤＣ−ＤＣコンバータとを備えていることを特徴
   とする請求項１記載の電磁式リターダの電源装置。
3. 【請求項３】 上記充電手段は、電磁式リターダに内蔵
   されたエキサイタと当該エキサイタの交流を直流化する
   整流器とを備えていることを特徴とする請求項１記載の
   電磁式リターダの電源装置。