JPH083716Y2 - ターボリターダのフェールセーフ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、エンジンの駆動軸にエンジンを制動するた
めの空気圧縮機を取付けたターボリターダに係り特に空
気圧縮機と駆動軸との接続を駆動軸に過負荷が作用する
ような場合に断つように形成したターボリターダのフェ
ールセーフ装置に関する。

［従来の技術］ 車両を制動するブレーキ装置として、本出願人は先に
「ターボリターダ」（特願昭63-273021号、他）を提案
している。

このターボリターダは、エンジンのクランク軸に入出
力自在に空気圧縮機を取付けてその空気圧縮機による吸
収エネルギをエンジンの制動力として利用するように構
成し、また、空気圧縮機の吸込口に設けた絞り弁の開度
を小さくすることによって吸収エネルギを小さく、制動
力を小さくするように構成したものである。

しかし、提案にあってはクランク軸から空気圧縮機へ
動力を伝達する伝動用チェーンにチェーンテンショナを
取付けておらず高速回転時の安定性に欠け、また、上記
空気圧縮機をクランク軸と断続するためにクラッチを設
けた場合、そのクラッチの瞬時作動によって吸収エネル
ギが増大してリターダ本体や車両への悪影響を及ぼしシ
ョックが発生する虞があった。このショックはドライバ
の不快感として体感されることからも好ましくない。

一方、リターダやエンジンになんらかの不具合が生じ
吸収トルクが過大になったり制御系の不具合や弁自体の
損傷により絞り弁の制御操作が不能に陥って吸収トルク
の制御ができなくなる虞がある。そこで本出願人は、リ
ターダの急作動によるショックの吸収や、動力伝達系の
異常による過大トルクの発生時にクラッチを切、または
半クラッチにして空気圧縮機の回転数の低下または吸収
トルクを低下させ、エンジン，空気圧縮機及び動力伝達
系の保全を図るために、空気圧縮機にクラッチを介して
出力軸を接続すると共に、この出力軸とエンジンの駆動
軸とに伝動チェーンを巻き掛け、上記チェーンの張力値
が所定値を越えるとき上記クラッチを半クラッチまたは
切とするコントローラを設けた「ターボリターダのフェ
ールセーフ装置」（実願平1-108774号）を提案してい
る。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、本出願人は伝動チェーンによる過大トルクの
監視を行わずとも過大トルクの発生時にクラッチを自動
的に滑るように形成することによってシステムを繁雑化
せずにフェールセーフ装置を安価に構成できることを見
出だした。

本考案の目的は、出力軸と空気圧縮機とを接続するク
ラッチ過大トルクの発生時にクラッチを自動的に滑らせ
て動力伝達系を過大トルクから保護できるターボリター
ダのフェールセーフ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記目的を達成するために、制動用空気圧縮
機と出力軸とを多板式クラッチを介して接続し、該クラ
ッチのクラッチ板の材質を動摩擦及び静摩擦係数の近似
する材質で形成したものである。

［作用］ 多板式クラッチと構成する回転側のクラッチ板及びこ
れに圧接されて動力伝達を可能にする固定側のクラッチ
板の材質を動摩擦係数，静摩擦係数が近似した材質で形
成すると、過大トルクの発生時にこれらクラッチ板相互
に相対滑りが自動的に発生し、過大トルクが自動的に吸
収される。

また動摩擦係数，静摩擦係数が近似する材質でクラッ
チ板相互を形成するとクラッチミート時のショックが軽
減される。

［実施例］ 以下に本考案の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

まずターボリターダの構成を簡単に説明する。ターボ
リターダは、遠心式の空気圧縮機１に増速用のミッショ
ン（図示せず）を取付けて構成され、空気圧縮機２はラ
ジアル形状の翼車ケーシング３内に回転自在に翼車（図
示せず）を収容し、その翼車の背面軸芯にケーシング３
を貫通する翼車軸４を一体的に取付けて構成されてい
る。翼車ケーシング３は、大気を吸入する吸込口５と、
圧縮した空気を吐出する排出口６とを有して形成され、
その吸込口５に、吸入空気量を調節するための絞り弁
（図示せず）が取付けられている。絞り弁は、弁体と支
軸とが一体となって形成され、支軸に取付けたレバをエ
アシリンダ（図示せず）で作動して吸込口５の絞り弁の
開度を調節し、その開度に応じて空気圧縮機１に作用す
る負荷をクランク軸７の制動力として作用させ機関を制
動する。また上記翼車軸４は、クラッチ（後述する）を
介して出力軸13と連結自在に構成され、クラッチの断続
によってクランク軸７からの動力を断続されるようにな
っている。クラッチ８は、翼車ケーシング３と一体に連
結された別のケーシング９内に軸方向に移動自在に且つ
回転を阻止してクラッチケース10を設け、そのクラッチ
ケース10の内面に、軸方向に間隔をおいて軸方向に移動
自在に且つ回転を阻止させて複数のクラッチ板11をスプ
ライン嵌合し、出力軸13に上記クラッチ板11の隣接相互
間にそれぞれ配設される回転クラッチ板12を一体的に固
定し、そしてクラッチケース10に、作動流体の供給によ
って膨張されてクラッチ板11を付勢移動させてクラッチ
板11を出力軸13のクラッチ板12にクラッチミートさせる
ためのエアチューブ14を取付けて構成されている。

ところで上記クラッチケース10に一体のクラッチ板11
及び出力軸13に一体のクラッチ板12の材質は、動摩擦係
数及び静摩擦係数が近似の材質で形成されている。具体
的には、動摩擦係数μs,静摩擦係数μf₁を、 μf₁＝1.2〜1.4としμｓ＝１とする材質を選定してい
る。この条件を満足するような材質としてグラファイト
系の材料がある。

参考として従来検討していたクラッチ板の静摩擦係数
μf₁は1.5〜３、動摩擦係数μｓは1.5〜３、静摩擦係数
μf₁は１としていた。

なお、エアチューブ14の圧力空気導入口15には、エア
タンク19から分岐された空気供給管16が接続されてい
る。空気供給管16には、その途中位置にコントローラ17
によって開閉制御される大気開放ポート付きの三方電磁
弁18が取付けられている。コントローラ17は、基本的
に、三方電磁弁18を開として上記エアチューブ14内にエ
アタンク19の圧気を供給してエアチューブ14を膨張さ
せ、上記出力軸13のクラッチ板12に対してクラッチケー
ス10のクラッチ板11を圧接させるものであるが、この時
の圧接力を調整し、実際の使用時の静摩擦係数μf₂を、 μf₂＝μf₁×（1.1〜1.2） とするようにしている。

つまり、過大トルク発生時の静摩擦係数μf₂は1.3〜
1.7となり、この静摩擦係数μf₂でクラッチ８は完全に
滑ってしまうようにしている。

コントローラ17は基本的に第２図に示される制御内容
を実行するように構成される。

すなわち、翼車軸４と出力軸13の回転数を検出するた
めに設置された回転センサ20,21からの回転数を比較し
てクラッチ８に相対滑りが生じているか否かを判断22で
判定し、相対すべりがある場合は、ステップ23でそのす
べりに相当する回転数差からすべりの程度を判定する。
この判定によってすべりが過大トルクのすべりに相当す
る場合は、ステップ24で上記電磁弁18の大気開放ポート
を開としてクラッチ８を切り離し駆動力伝達系を過負荷
から開放する。そしてステップ25に進み警告灯または警
報等でドライバに異常警告を告知する。つまり、この実
施例では、クラッチ板11,12の静摩擦係数と動摩擦係数
を近似とすることによって過大トルク発生時に、クラッ
チ板11、12相互が自動的に相対すべりを起こすようにし
ているが、発熱によって万が一クラッチ板11,12相互が
焼き付きを起こすような場合の安全対策として、実際に
クラッチ８の相対すべりを監視し対処するようにしてい
る。なお、相対すべりを検出する他の手段として軸のね
じれをトルクとして検出するトルクセンサ26を用いるこ
とも当然可能である。

なお実施例ではクラッチ８を作動するためにエアを使
用する説明をしたが作動油であってもよい。この場合、
上記エアタンクはオイルタンクとして使用後の作動油を
オイルタンクに戻すように構成される。

［考案の効果］ 以上説明したことから明らかなように本考案によれば
次の如き優れた効果を発揮する。

制動用空気圧縮機と出力軸とを多板式クラッチを介し
て接続し、このクラッチのクラッチ板の材質を動摩擦係
数と静摩擦係数とが近似する材質で形成したので、過大
トルクの発生時にクラッチ板相互に自動的に相対すべり
が発生するようになる。この結果、エンジン制動時にリ
ターダ，エンジンを含む動力伝達系の破損を誤作動なく
自動的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適一実施例を示すシステム図、第２
図コントローラの制御例を示すフローチャートである。 図中、１は空気圧縮機、８はクラッチ、13は出力軸であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】制動用空気圧縮機と出力軸とを多板式クラ
   ッチを介して接続し、このクラッチのクラッチ板の材質
   を動摩擦及び静摩擦係数の近似する材質で形成したこと
   を特徴とするターボリターダのフェールセーフ装置。