JPH0345964B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車のリターダに係り、とくにリタ
ーダを発電機から構成し、この発電機が発電を行
なう際に外部から加えられるトルクを吸収して制
動力を得るとともに、上記発電機の電機子コイル
に負荷抵抗を接続し、この負荷抵抗によつて発電
出力を熱に変換するようにした自動車のリターダ
に関する。

自動車を制動するために従来より用いられてい
るリターダは、渦電流を用いるものであつて、固
定子コイルによつ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
よつて、運動エネルギを熱エネルギに変換するよ
うになつていた。このような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
いう欠点があつた。さらに上記ロータは冷却用の
フイ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、上記フインによつて風損を生じ、
燃費を悪化させるという欠点があつた。

このような問題点に鑑みて、発電機から成るリ
ターダが提案されている。この発電機は例えば誘
導子型発電機から構成されており、しかもその回
転子がエンジンのフライホイールと兼用されるよ
うになつているために、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。ところが従来
のこの種のリターダにおいては、このリターダを
構成する発電機の電機子コイルを負荷抵抗と接続
し、この負荷抵抗によつて発電出力を熱に変換す
るようにしていた。従つてこの負荷抵抗を何らか
の冷却手段によつて冷却する必要がある。

そこで従来は、水冷方式で冷却するようにして
いたが、大掛かりな冷却システムが必要なうえ
に、このような水冷方式は信頼性に欠けるという
問題があつた。水冷方式に代えて空冷方式を採用
することも可能だが、このような空冷方式を採用
する場合には、強制冷却用フアンを必要とし、や
はり大掛かりな装置が必要になつてくるという欠
点がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、特別な冷却装置を用いることなく効
果的に電機子コイルと接続された負荷抵抗を冷却
するようにした自動車のリターダを提供すること
を目的とするものである。

以下本発明を図示の実施例につき説明する。第
１図は本発明の第１の実施例に係るリターダを備
えたエンジン１を示すものであつて、このエンジ
ン１は例えばデイーゼルエンジンから構成されて
いる。そしてこのエンジン１の背面側にはフライ
ホイールハウジング２が設けられており、このハ
ウジング２内にはクランクシヤフト３に固着され
たフライホイール４が収納されている（第２図参
照）。さらにフライホイールハウジング２の背面
側にはトランスミツシヨン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
シヤフト６を介して駆動輪へ伝達するようになつ
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２図に示すように
ハウジング２内に収納されたフライホイール４の
外周面には、円周方向に沿つて所定のピツチで誘
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で誘導子型発電機Ａの
回転子Ｂを構成するとともに、この発電機Ａで自
動車のリターダを構成するようになつている。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、このケース８内には誘導子型発電機Ａ
の固定子Ｃを収納している。

この固定子Ｃは第３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に微小なエアギヤツプを介して対
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の蓋板に固着されている。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に跨つて巻装さ
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。

上記固定子Ｃを構成し、ケース８内に収納され
ている電機子コイル１１は第４図に示すように負
荷抵抗１３と接続されている。この負荷抵抗１３
はエンジン１の排気ガスによつて冷却されるよう
になつている。すなわちエンジン１のシリンダヘ
ツドの排気ポートには排気マニホールド１４が接
続されており、さらに排気マニホールド１４には
排気管１５が接続されている。そしてこの排気管
１５の端部側にはマフラ１６が接続されており、
このマフラ１６内に第４図に示すように負荷抵抗
１３が収納されている。なお負荷抵抗１３は第５
図に示すように、マフラ１６内においてコイル状
に巻装された抵抗線から構成されており、この抵
抗線が排気ガスと接触することによつて冷却され
るようになつている。

つぎに以上の構成に成るこの自動車のリターダ
の動作について説明する。例えば自動車が長い坂
を下りる場合には、運転席に設けられているリタ
ーダスイツチを投入する。すると第２図に示すコ
ントローラ２４を介してバツテリ２５からこの誘
導子型発電機Ａ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３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。従つてある瞬間
においては第３図において点線で示すような磁気
回路２２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
ツチに相当する角度だけ移動すると、第３図にお
いて鎖線で示すような磁気回路２３が形成され
る。

これらの磁気回路２２，２３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２２，２３を通過する磁束の向きは
互に反転することになる。従つてこの磁束の変化
によつて電機子コイル１１に起電力が誘起され、
この誘導子型発電機Ａ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トルクを吸収し、制動力が
得られることになる。従つて誘導子型発電機Ａの
発電によつて車両が制動力を受け、減速されるよ
うになる。そしてこのときの発電出力は負荷抵抗
１３によつて熱に交換されて消費される。

この負荷抵抗１３は第４図に示すように排気管
１５の末端側に接続されたマフラ１６内に配され
ており、第５図に示すようにコイル状に巻装され
た抵抗線から構成されている。従つてエンジン１
が排出する排気ガスによつてこの抵抗１３の熱が
奪われ、冷却されることになる。一般にリターダ
を作動させる場合は、アクセルペダルが全く踏込
まれておらず、エンジン１へ供給される燃料は実
質的に零になつている。従つてエンジン１からの
放熱量が少なく、排気ガスの温度は非常に低くな
つている。さらにこの負荷抵抗１３は排気管１５
の末端側に接続されたマフラ１６内に配されてい
る。すなわち負荷抵抗１３は排気系の大気放出部
の近傍に配されているために、このことによつて
も排気ガスの温度がより低くなる。従つてこのよ
うな構成によれば、負荷抵抗１３は排気ガスによ
つて十分に冷却されることになる。

ちなみに、自動車が通常の走行に供されている
状態においては、マフラ１６の内部における排気
ガスの温度は排気系におけるマフラ１６の位置、
エンジン１の負荷の状態によつて異なるが150℃
〜400℃程度であり、エンジン１を全負荷運転し
ている場合にはマフラ１６の内部の排気ガスの温
度が500℃〜600℃に及ぶこともある。従つて、例
えば登坂直後のようにエンジン１の温度がきわめ
て高い状態でアクセルペダルを開放した場合（リ
ターダを作動させた場合）にはマフラ１６の内部
を流れる排気ガスの温度が300℃程度になる場合
もあるが、通常の運転状態の後にアクセルペダル
を開放した場合はマフラ１６に至るまでの冷却作
用により排気ガスの温度は80℃〜40℃程度にまで
低下している。

これに対して、リターダの作動にともなつて負
荷抵抗１３は最高で800℃程度まで上昇するため
に、従来は厳重な耐熱カバーを設けたうえで強制
冷却を行なつていたが、上記のように少なくとも
アクセルペダルの開放時（リターダの作動時）に
おいては排気ガスの温度が負荷抵抗１３の発熱温
度よりも充分に低いために、この負荷抵抗１３が
効率よく冷却されるのである。なお、負荷抵抗１
３と接触する排気ガスの温度は最高でもこの負荷
抵抗１３の発熱温度よりも低いために、排気ガス
との接触によつて負荷抵抗１３が過熱状態に陥る
こともない。

以上のように本実施例に係る自動車のリターダ
は、その回転子がエンジン１のフライホイール４
と兼用される誘導子型発電機Ａから構成されてお
り、この発電機Ａが発電を行なう際に吸収するト
ルクによつて制動力を得るようになつている。そ
して発電を行なうことによつて負荷抵抗１３が電
気エネルギを熱エネルギに変換して発熱するが、
このときの負荷抵抗１３の冷却はエンジン１の排
気ガスによつて行なわれるようになつている。従
つて特別な冷却装置を必要とすることなく、また
負荷抵抗１３の発熱に伴なう熱対策も必要でなく
なる。従つて自動車のリターダをよりコンパクト
に構成することが可能になる。

つぎに本発明の第２の実施例を第６図〜第８図
につき説明する。なおこの実施例において、上記
第１の実施例と対応する部分には同一の符号を付
すとともに、同一の構成の部分についてはその説
明を省略し、上記第１の実施例の説明を援用す
る。

この第２の実施例の特徴は、排気管１５に分岐
管１７を設けるとともに、この分岐管１７に抵抗
箱１８を接続するようにしたことである。そして
この抵抗箱１８内にリターダを構成する誘導子型
発電機Ａの電機子コイル１１と接続された負荷抵
抗１３を配するようにしている。さらにこの実施
例においては、排気管１５および分岐管１７の入
口部分にそれぞれ切換えバルブ１９，２０を取付
けるようにしている。

以上のような構成において、このリターダを使
用せずに通常の走行を行なう場合には、第６図に
示すように切換えバルブ１９を開くとともに、分
岐管１７側の切換えバルブ２０を閉じるようにす
る。するとエンジン１によつて生じた排気ガス
は、分岐管１７を通ることなく排気管１５からマ
フラ１６に導かれ、そして大気中に排出されるこ
とになる。これに対してリターダを作動させて制
動力を得る場合には、第７図に示すように切換え
バルブ１９を閉じるとともに、分岐管１７側の切
換えバルブ２０を開き、エンジン１によつて発生
された排気ガスを分岐管１７を通して抵抗箱１８
に導き、排気ガスによつて抵抗箱１８内の負荷抵
抗１３を冷却するようにしている。なお抵抗箱１
８内において抵抗１３を冷却した排気ガスは、再
び排気管１５を通り、マフラ１６を経て外部に放
出されることになる。

このように本実施例に係る自動車のリターダに
おいては、通常の走行時には負荷抵抗１３が収納
された抵抗箱１８内を排気ガスが通過することが
ないために、負荷抵抗１３にカーボンが堆積した
り、あるいは排気ガスによつて腐蝕したりするこ
とを防止することができる。さらに通常の走行時
においては、分岐管１７が切換えバルブ２０によ
つて閉ざされるとともに、バルブ１９が開かれて
排気管１５から直接排気ガスが排出されるように
なつているために、排気ガスの圧力上昇を防止す
ることができ、エンジン１の負荷を低減すること
が可能になる。さらにこの実施例によれば、第８
図に示すように排気管１５および分岐管１７にそ
れぞれ設けられている一対の切換えバルブ１９，
２０を閉じることによつて、エンジン１の排気系
を閉塞することができ、これによつてエキゾース
トブレーキを作動させることができる。従つてリ
ターダによる制動とエキゾーストブレーキによる
制動とを選択的に使い分けることも可能になる。

つぎに上記第２の実施例の変形例を第９図〜第
１１図につき説明する。なおこの変形例において
も、上記第２の実施例と対応する部分には同一の
符号を付すとともに、同一の構成の部分について
はその説明を省略する。この変形例の特徴は、一
対の切換えバルブ１９，２０に代えて、単一の３
方向切換えバルブ２１を用い、このバルブ２１を
排気管１５と分岐管１７との分岐部分に接続する
ようにしたものである。

このような変形例においても、通常の走行時に
は第９図に示すように、排気管１５と分岐管１７
との連通を断ち、排気ガスを排気管１５からマフ
ラ１６に直接通じるようにしている。これに対し
てリターダを作動させる場合には、３方向切換え
バルブ２１を第１０図に示すように切換え、エン
ジン１によつて生じた排気ガスを排気管１５から
分岐管１７側に流し、抵抗箱１８内の負荷抵抗１
３を冷却するようにしている。またエキゾースト
ブレーキを作動させる場合には、この３方向切換
えバルブ２１を第１１図に示すように切換え、排
気系を閉塞するようにしている。従つてこのよう
な変形例においても、上記第２の実施例とほぼ同
様の作用効果を奏することが可能になる。

以上に述べたように本発明は、負荷抵抗をこの
リターダが取付けられたエンジンの排気系に装着
し、制動時にエンジンの排気ガスによつて負荷抵
抗を冷却するようにした自動車のリターダに関す
るものである。従つて本発明によれば、特別な冷
却システムを必要とせずに、リターダを構成する
電機子コイルに接続された負荷抵抗を効果的に冷
却することが可能になり、リターダをコンパクト
かつ簡潔に構成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るリターダ
を備えたエンジンの側面図、第２図は同リターダ
の斜視図、第３図は同リターダの固定子の展開拡
大縦断面図、第４図は同リターダの冷却装置を示
す側面図、第５図は同要部拡大断面図、第６図は
本発明の第２の実施例に係る自動車のリターダの
冷却装置の正面図、第７図および第８図はこの冷
却装置の作動状態を示す正面図、第９図は上記第
２の実施例の変形例に係る自動車のリターダの冷
却装置の側面図、第１０図および第１１図は同作
動状態の側面図である。 なお図面に用いた符号において、 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……ポールコ
ア、１１……電機子コイル、１２……界磁コイ
ル、１３……負荷抵抗、１５……排気管、１６…
…マフラ、１７……分岐管、１８……抵抗箱、１
９，２０……切換えバルブ、２１……３方向切換
えバルブである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発電機Ａと、負荷抵抗１３とを有する自動車
   のリターダであつて、 発電機Ａは、自動車の走行エネルギを吸収して
   発電し、 負荷抵抗１３は発電機Ａの電機子コイル１１に
   接続され、エンジン１の排気ガスの導管１５，１
   ７内に取付けられて冷却されるものである 自動車のリターダ。