JPH0756628Y2 - 車両用制動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は車両用制動装置に係り、
とくにパワーラインに発電機を設け、この発電機が発電
を行なう際に外部から吸収する仕事によって制動力を発
生させるようにした車両用制動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両、とくに自動車の制動装置として、
従来よりうず電流式のリターダが用いられている。この
ようなリターダは固定子コイルによって形成される磁場
の中でディスクを回転させ、このディスクに生ずるうず
電流によって運動エネルギを熱エネルギに変換して制動
力を得るようになっていた。しかし従来のこの種のリタ
ーダは、大きさおよび重量が大きいという欠点を有して
いた。さらにこの種のリターダにおいては、うず電流に
よって発生された熱を放散させるためのフィンをディス
クが備えているために、制動力を取出さない場合におい
ても風損を生じて燃費を悪化させるという欠点があっ
た。

【０００３】そこで本願出願人は実公平１−１６３８６
号公報によって、発電機から成るリターダを提案してい
る。この発電機はフライホイールを回転子とするととも
に、フライホイールハウジングに設けられているケース
内に固定子を配するようにしたものである。制動時にこ
の発電機によって発電を行なわせることにより、外部か
ら吸収する仕事によって制動力が発生されるようになっ
ている。そしてこのときに発生される仕事は水冷式の抵
抗によって消費されるようになっていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】リターダを構成する発
電機の出力を水冷式の抵抗によって消費するようにした
場合には、冷却水を循環させるための配管が必要にな
る。また加熱された冷却水を空冷式の冷却装置によって
放熱させる必要があり、これによって放熱の構造が非常
に複雑になる。

【０００５】ディーゼルエンジンの始動補助装置に用い
られているインテークエアヒータのような構造を採用す
ると、矩形の外形形状を有するとともに、向い合った構
造になる。また抵抗帯の寸法変化による短絡を防ぐため
に、ピッチを大きくしなければならず、これによってス
ペースファクタが低下し、全体的に大型になる。またイ
ンテークエアヒータはその容量が約１ＫＷであるのに対
して、リターダ用の抵抗器は一般に１００ＫＷ程度の容
量を必要とするために、上記のような構造は不適当なも
のである。

【０００６】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、コンパクトに構成でき、しかも大きな
容量を有する抵抗帯を備える発電機式の車両用制動装置
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、パワーライン
に発電機を設け、該発電機が発電を行なう際に外部から
吸収する仕事によって制動力を発生するようにした車両
用制動装置において、うず巻状に巻装された複数の抵抗
帯を具備し、該複数の抵抗帯間にセパレータが位置する
ように前記セパレータと交互にケーシング内に軸線方向
に沿って配列し、しかも前記セパレータを滑動可能に支
持しながら前記ケーシングの半径方向に延びるホルダに
よって前記抵抗帯を前記ケーシングに取付け、制動時に
前記発電機が発生する出力を前記抵抗帯によって消費す
るとともに、前記ケーシング内を通過する冷却風によっ
て前記抵抗帯を冷却するようにしたものである。

【０００８】

【作用】従ってパワーラインに設けられている発電機を
励磁して発電を起させると、外部から吸収する仕事によ
って制動力が発生する。そして発電機の出力はうず巻状
に巻装された抵抗帯によって熱に変換されるとともに、
抵抗帯が配されているケーシング内を通過する冷却風に
よって抵抗帯が冷却される。

【０００９】

【実施例】図１は本考案の一実施例に係る車両用制動装
置を備えるディーゼルエンジン１０を示すものであっ
て、このディーゼルエンジン１０はそのシリンダブロッ
クの側面側に燃料噴射ポンプ１１を備えている。燃料噴
射ポンプ１１はカムシャフト１２を介してエンジン１０
の出力の一部によって駆動されるようになっている。そ
してカムシャフト１２にはタイマ１３が設けられてお
り、このタイマ１３によって燃料の噴射のタイミングを
調整するようにしている。またこの燃料噴射ポンプ１１
はメカニカルガバナ１４を備えており、このガバナ１４
によって１回に噴射される燃料の噴射量を調整するよう
にしている。

【００１０】またこのエンジン１０の後側にはフライホ
イールハウジング１５が設けられており、このハウジン
グ１５内にフライホイール１６が収納されている。そし
てフライホイールハウジング１５の後側にトランスミッ
ション１７が配されており、このトランスミッション１
７によってエンジン１０の回転数を適当な値に変速する
ようにしている。

【００１１】つぎにこのエンジン１０に設けられている
リターダの構造について説明すると、図２および図３に
示すように、フライホイールハウジング１５内のフライ
ホイール１６の外周部上には、所定のピッチで誘導子磁
極２０が設けられている。この誘導子磁極２０を備えた
フライホイール１６が誘導子型発電機の回転子を構成し
ており、さらにこの発電機がリターダを構成するように
なっている。さらにハウジング１５の上下にはそれぞれ
ケース２１が設けられており、これらのケース２１内に
は誘導子型発電機の固定子が収納されるようになってい
る。

【００１２】つぎにこの発電機の固定子の構造について
図３につき説明する。ケース２１内には所定のピッチで
フライホイール１６の円周方向にポールコア２２が配さ
れており、このポールコア２２の下端部が微小なエアギ
ャップを介して上記誘導子磁極２０と対向している。ま
たこのポールコア２２の上端側は、固定子ヨーク２３を
介してケース２１の蓋板に固着されるようになってい
る。そしてポールコア２２には電機子コイル２４と界磁
コイル２５とがそれぞれ巻装されている。なお電機子コ
イル２４は２つのポールコア２２に跨って巻装されてい
るのに対して、界磁コイル２５はそれぞれのポールコア
２２に１つずつ巻装されている。

【００１３】さらにこの誘導子型発電機から成るリター
ダにおいては、下側のケース２１の両側のポールコア２
２にはそれぞれ補助電機子コイル２６と補助界磁コイル
２７とが設けられている。これらのコイル２６、２７は
制動力を得るためのものではなく、常時発電を行なうこ
とによってバッテリを充電し、他の電装品を駆動し、あ
るいはまたこのリターダの界磁コイル２５を励磁するた
めに用いられるようになっている。従ってこれらのコイ
ル２６、２７を設けておくことにより、エンジン１０に
オルタネータを取付ける必要がなくなる。

【００１４】さらにこの実施例の誘導子型発電機におい
ては、その側面側であってケース２１が設けられていな
い部分には、内周面に所定のピッチで凸部２８が形成さ
れている。これらの凸部２８のピッチは上記誘導子磁極
２０のピッチの１／２になっており、誘導子磁極２０と
一致したときに凸部２８が微小なエアギャップを介して
この磁極２０と対向するようになっている。

【００１５】またリターダを構成する誘導子型発電機の
界磁コイルは図２に示すコントローラ３１を介してバッ
テリ３２に接続されている。またこのバッテリ３２は上
記補助電機子コイル２６と接続されている。これに対し
て誘導子型発電機の電機子コイル２４は抵抗３３に接続
されており、この抵抗３３によって発電出力が消費され
るようになっている。

【００１６】抵抗３３は図１に示すように筒状のケーシ
ング４１内に配されている。そして抵抗３３は帯状の抵
抗帯から構成されるとともに、図４に示すようにうず巻
状に巻装されている。うず巻状に巻装された抵抗帯３３
の中心部にはカラー４２が配されるとともに、このカラ
ー４２を中心として放射状にホルダ４３が配されてい
る。そしてホルダ４３にはセパレータ４４が取付けられ
ている。またケーシング４１内にはモータ４５が配され
るとともに、このモータ４５の出力軸には送風ファン４
６が取付けられている。

【００１７】つぎに以上のような構成になる誘導子型発
電機から成るリターダの動作について説明する。このリ
ターダを備えた車両が長い坂を下りる場合には、運転席
に設けられているリターダスイッチを投入する。すると
図２に示すバッテリ３２からコントローラ３１を介して
界磁コイル２５に電流が流れ、このコイル２５が励磁さ
れることになる。コイル２５はポールコア２２を図３に
示すように２つずつ互いに異極になるように磁化すると
ともに、共通の電機子コイル２４が巻装された一対のポ
ールコア２２を互い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図３において点線で示す磁気回路
３５が成形される。これに対してフライホイール１６が
ポールコア２２のピッチに相当する角度だけ回転した場
合には、図３において鎖線で示すような磁気回路３６が
形成される。

【００１８】これら２つの磁気回路３５、３６を通過す
る磁束の向きは、共通の電機子コイル２４と鎖交すると
ともに、その向きが完全に反転することになる。従って
このような磁束の変化によって、電機子コイル２４に発
電出力を生じ、この誘導子型発電機が発電を行なうこと
になる。そしてこの発電機の出力は図１および図２に示
す抵抗３３によって消費される。そしてこのときに抵抗
３３に発生する熱はケーシング４１内を通過する冷却風
によって冷却されるようになっている。そしてこの発電
機が発電を行なうときには、エンジン１０あるいは車両
がフライホイール１６を駆動することになり、このとき
に吸収される仕事が制動力として利用されて車両の減速
が行なわれることになる。

【００１９】発電機の出力を消費するためにケーシング
４１内に配されている抵抗帯３３は図４および図５に示
すような構造になっており、抵抗帯３３をうず巻状に巻
装してケーシング４１内に収納するようにしている。従
って小さなスペース内に大きな表面積をもった抵抗帯３
３を収納できるようになる。また冷却用ファン４６によ
る通風冷却に適した円筒状の形状のケーシング４１内に
収納できるようになる。

【００２０】ケーシング４１内において抵抗帯３３は絶
縁体から成るセパレータ４４によって放射状に数箇所支
持する構造を採用するようにしており、しかもセパレー
タ４４とホルダ４３とが互いに滑動可能な状態で組合わ
されている。従って温度変化による抵抗帯３３の寸法変
化をスムーズに吸収できるようになる。またこのような
構造によれば、外部から加えられた振動をセパレータ４
４とホルダ４３との相対運動によって吸収することがで
き、耐振性に優れた抵抗器になる。

【００２１】つぎに上記実施例の変形例に係る抵抗の構
造を図６によって説明する。この変形例は、抵抗帯３３
をうず巻状にして収納するようにした筒状ケーシング４
１の先端側に円錐台状をなす冷却風導入ガイド４９を配
するとともに、その入口部分にエアフィルタ５０を取付
けるようにしたものである。そして冷却風導入口が形成
されているガイド４９を車両の前方に向けて配すること
により、車速風を利用して抵抗３３の冷却を補助するこ
とが可能になる。

【００２２】このように図６の変形例によれば、車速風
を利用するようにしているために、冷却用ファン４６の
パワーが少なくて済み、全体として小型軽量化が可能に
なる。またブレーキ解除後は冷却風だけで十分冷却され
るために、ファンモータ４５を回す必要がなく、騒音お
よびバッテリの消耗を低減できる。

【００２３】図７および図８はさらに別の変形例を示し
ている。この変形例においては、抵抗帯３３をうず巻状
に巻装した筒状ケーシング４１の軸線が垂直になるよう
に配するとともに、上部に冷却風導入ガイド４９を設け
るようにしたものである。このガイド４９はその冷却風
導入用の開口の部分が車両の前方に向くようになってお
り、しかも入口部分にはエアフィルタ５０が取付けられ
ている。これに対してケーシング４１の下端側にはルー
バ５１が配されるようになっている。

【００２４】従って冷却風導入ガイド４９を通して導入
された車速風が垂直に配されたケーシング４１内を通過
する際に、抵抗３３が冷却される。従って車速風が有効
に利用され、冷却用ファン４６のパワーを小さくするこ
とが可能になり、全体としての小型軽量化が達成され
る。またブレーキ解除後は車速風だけで十分冷却される
ために、ファンモータを回す必要がなくなる。従ってこ
の変形例においても、騒音が低減され、バッテリの消耗
が少なくなる。またルーバ５１によって車輪がはね上げ
た水がケーシング４１に侵入するのを防止することが可
能になり、抵抗帯３３の損傷が防止されるようになる。

【００２５】

【応用例】以上本考案を図示の一実施例およびその変形
例につき述べたが、本考案はこれらの実施例および変形
例によって限定されることなく、本考案の技術的思想に
基いて各種の変更が可能である。例えば上記実施例にお
いては抵抗帯３３をうず巻状に巻装して４段に組合わ
せ、直列に接続するようにしている。しかるに抵抗の容
量に応じて、任意に抵抗帯３３の段数を変え、あるいは
またその接続を変更するようにしてもよい。また抵抗帯
３３と放射状のホルダ４３の絶縁は、セラミック材料を
使用することによって絶縁距離を小さくすることが可能
になり、あるいはまた耐高温性を高めることが可能にな
る。

【００２６】

【考案の効果】以上のように本考案は、うず巻状に巻装
された複数の抵抗帯をその中を冷却風が通過するケーシ
ング内に軸線方向に沿って配し、制動時に発電機が発生
する出力を上記抵抗帯によって消費するようにしたもの
である。従ってこのような構成によれば、小さなスペー
ス内に大きな表面積を持った抵抗を収納することがで
き、ケーシング内を通過する冷却風によって効果的に放
熱を図ることが可能になる。また放熱が空冷によって行
なわれるために、冷却水の循環のための特別な装置が必
要でなくなる。しかもうず巻状に巻装された複数の抵抗
帯はケーシング内において軸線方向に沿ってセパレータ
と交互に配されるとともに、このセパレータをケーシン
グの半径方向に延びるホルダによって滑動可能に支持し
てケーシングに取付けるようにしているために、セパレ
ータによって軸線方向に複数の抵抗帯を位置決めすると
ともに、ホルダによって半径方向に抵抗帯を位置決めす
ることが可能になり、抵抗帯が正しく位置決めされた状
態でケーシング内に配されるようになる。また温度変化
による抵抗帯の寸法変化を互いに滑動可能に組合わされ
たセパレータとホルダとによって吸収することが可能に
なる。また外部から加えられた振動がセパレータとホル
ダとの相対運動によって吸収されるようになり、耐振性
に優れた抵抗器になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発電機から成るリターダを備えるエンジンの側
面図である。

【図２】リターダの要部斜視図である。

【図３】リターダの正面図である。

【図４】ケーシング内の抵抗器の縦断面図である。

【図５】抵抗器の側面図である。

【図６】変形例の抵抗器の縦断面図である。

【図７】別の変形例の抵抗器の平面図である。

【図８】同変形例の抵抗器の縦断面図である。

【符号の説明】

１５ フライホイールハウジング １６ フライホイール ２０ 誘導子磁極 ２１ ケース ２２ ポールコア ２３ 固定子ヨーク ２４ 電機子コイル ２５ 界磁コイル ３３ 抵抗（抵抗帯） ４１ 筒状ケーシング ４３ ホルダ ４４ セパレータ ４５ モータ ４６ 送風ファン ４９ 冷却風導入ガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小池 哲夫 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)考案者 小幡 篤臣 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パワーラインに発電機を設け、該発電機が
   発電を行なう際に外部から吸収する仕事によって制動力
   を発生するようにした車両用制動装置において、 うず巻状に巻装された複数の抵抗帯を具備し、該複数の
   抵抗帯間にセパレータが位置するように前記セパレータ
   と交互にケーシング内に軸線方向に沿って配列し、しか
   も前記セパレータを滑動可能に支持しながら前記ケーシ
   ングの半径方向に延びるホルダによって前記抵抗帯を前
   記ケーシングに取付け、 制動時に前記発電機が発生する出力を前記抵抗帯によっ
   て消費するとともに、前記ケーシング内を通過する冷却
   風によって前記抵抗帯を冷却するようにしたことを特徴
   とする車両用制動装置。