(57)【要約】【課題】故障・動作異常を容易に検出可能な渦電流式減速装置を提供すること。【解決手段】ローターを温度計によって直接測温したり、またはローター近傍の非回転部分に設けた温度計によって間接的にローターを測温することによって測温値を得る。そして、その測温値を予め設定した値と比較し、比較結果によって渦電流式減速装置の故障を判断する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦電流式減速装置において、
回転軸に対して制動力を付与・解除する制動部と；
前記制動部あるいは、その近傍の温度を検出する第１の温度センサと；
前記第１の温度センサの出力に基づいて装置の故障の有無を判定する判定部とを備えたことを特徴とする渦電流式減速装置。
【請求項２】
前記判定部による判定の結果、装置の故障が発見された場合に、所定の警告を行う警告部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の渦電流式減速装置。
【請求項３】
前記判定部は、予め定められた基準値と前記第１の温度センサによって検出された温度とを用いて、当該装置の故障の有無を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流式減速装置。
【請求項４】
前記基準値は、前記第１の温度センサによる検出条件及び前記制動部の制動条件に基づいて定められることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の渦電流式減速装置。
【請求項５】
前記判定部は、制動解除指令時の温度Ｔ０と、制動解除指令中（非制動動作中）の前記第１の温度センサの検出値Ｔとの差ΔＴ（Ｔ−Ｔ０）が予め設定された規定温度差ΔＴｃ以上となった場合に、故障と判定することを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の渦電流式減速装置。
【請求項６】
当該渦電流式減速装置が搭載される車両の速度Ｖを検出する車速センサを更に備え、
前記第１の温度センサは、前記制動部近傍の温度を検出する構成であり、
前記判定部は、前記車速センサによって検出された車速Ｖが予め設定された規定車速Ｖｃ以上となった場合のみ、故障と判定することを特徴とする請求項５に記載の渦電流式減速装置。
【請求項７】
当該渦電流式減速装置が搭載される車両の速度Ｖを検出する車速センサを更に備え、
前記規定温度差ΔＴｃは、前記車速センサによって検出される車速Ｖに応じて設定されることを特徴とする請求項５又は６に記載の渦電流式減速装置。
【請求項８】
実質的に前記制動部の発熱の影響を受けない部位の温度Ｔａを検出する第２の温度センサを更に備え、
前記判定部は、制動中に前記第１の温度センサの検出値Ｔと前記第２の温度センサの検出値Ｔａとの差（Ｔ−Ｔａ）が予め定められた基準値α以下となった場合に、故障と判定することを特徴とする請求項１，２，３，又は４に記載の渦電流式減速装置。
【請求項９】
制動指令が入力されてからの時間を検出するタイマーを更に備え、
前記判定部は、前記タイマーの出力に基づき、前記制動指令から所定の時間経過した後に故障判定を行うことを特徴とする請求項８に記載の渦電流式減速装置。
【請求項１０】
当該渦電流式減速装置が搭載される車両の速度Ｖを検出する車速センサを更に備え、
前記第１の温度センサは、前記制動部近傍の温度を検出する構成であり、
前記判定部は、前記車速センサによって検出された車速Ｖが予め設定された規定車速Ｖｃ以上となった場合のみ、故障と判定することを特徴とする請求項８又は９に記載の渦電流式減速装置。
【請求項１１】
当該渦電流式減速装置が搭載される車両の速度Ｖを検出する車速センサを更に備え、
前記基準値αは、前記車速センサによって検出される車速Ｖに応じて設定されることを特徴とする請求項８，９又は１０に記載の渦電流式減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、渦電流式減速装置に関し、詳しくは、永久磁石を強磁性材からなる制動部材に接近、離間することによって、回転軸に制動を与え、又は解除する構造の渦電流式減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
渦電流式減速装置（以下、「リターダ」と言う。）は、例えば、複数の永久磁石を外周に設けた磁石支持リングをステータケース内部に配置し、当該磁石支持リングを移動させることによって制動力を切り替えるようになっている。このようなリターダは、トラック等の大型車両に設置されることが多い。リターダを磁石の移動方向によって分類すると、磁石支持リングをロータの回転軸と平行な方向に進退移動させるタイプ（以下、「軸スライド方式」と言う。）と、磁石支持リングをロータの回転方向に旋回移動させるタイプ（以下、「旋回方式」と言う。）とに分けられる。
【０００３】
ステータケース内において、磁石支持リングはエアシリンダを用いて駆動される。すなわち、エアシリンダ内のピストンに連結されたシリンダロッドが磁石支持リングに連結されており、シリンダロッドの進退動作によって、磁石支持リングが所定の方向に平行移動又は旋回移動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の渦電流式減速装置は、磁石可動部への異物噛み込みや、アクチュエータ作動用流体経路の失陥などが原因で作動不良を起こし、制御装置から制動解除指令が出力されていても制動状態のままとなる場合があった。また、ローターの異常な偏心によって固定部とローターが擦過した場合にも、装置の故障・異常を検知することができなかった。上記のような故障の場合には、直ちに渦電流式減速装置を修理し、或いは、交換する必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、故障・動作異常を容易に検出可能な渦電流式減速装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、ローターを温度計によって直接測温したり、またはローター近傍の非回転部分に設けた温度計によって間接的にローターを測温することによって測温値を得る。そして、その測温値を予め設定した値と比較し、比較結果によって渦電流式減速装置の故障を判断する。
【０００７】
すなわち、本発明に係る渦電流式減速装置は、少なくとも、回転軸に対して制動力を付与・解除する制動部と；前記制動部あるいは、その近傍の温度を検出する第１の温度センサと；前記第１の温度センサの出力に基づいて装置の故障の有無を判定する判定部とを備える。
【０００８】
本発明は、以下のような原理、現象に基づくものである。
【０００９】
渦電流式減速装置において、制動時に磁石から及ぼされる磁力をローター表面に作用させると、ローターに渦電流が発生し、ジュール熱が発生する。この発熱によって、制動中のローターは、温度が上昇し雰囲気温度よりも高くなる。逆に、非制動中には、ローターの温度は雰囲気温度との差がなくなるまで下降する。ここで、ローターの異常な偏心により、ローターと固定部が擦過した場合には、制動解除指令中であっても、摩擦熱が発生しローター及び固定部の温度が上昇する。従って、渦電流式減速装置が正常であれば、制動解除指令によって装置は非制動状態となり、ローター温度は上昇しない。制動解除指令中にローター温度が上昇した場合は、制動状態に入ったまま作動不良を起こしていたり、ローターと固定部が擦過するといった故障が渦電流式減速装置に発生していると判断できる。
【００１０】
一方、渦電流式減速装置が正常であれば、制動指令によって装置は制動状態となり、ローター温度は雰囲気温度よりも高くなる。制動指令中にローター温度が雰囲気温度より高くならない場合は、制動状態に入らない非制動の状態で作動不良となっていると判断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
【００１２】
本発明に係る渦電流式減速装置について、制動解除指令中（車両走行中）の故障検出機能（第１〜第４実施例）と、制動指令中（車両制動中）の故障検出機能（第５〜第８実施例）とに分けて説明する。
【００１３】
第１実施例
図１は、本発明の第１実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。図２は、第１実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。図３は、一般的な渦電流式減速装置のロータ及びロータ近傍の温度の変化を示すグラフである。
【００１４】
本実施例に係る故障検出部は、ロータを含む制動部１０の当該ロータ又はその近傍の温度を検出する第１温度センサ１２と；コントローラ１４と；コントローラから与えられた温度ΔＴと基準温度ΔＴｃとを比較する比較器１８と；蛍光灯の点滅などの所定の警告を行う警告装置１６とを備えている。コントローラ１４は、制動部１０に対して制動指令又は制動指令解除指令を供給する。制動部１０においては、コントローラ１４からの指令信号に基づいて制動動作を開始し又は停止する。
【００１５】
第１温度センサ１２は、常にローター温度Ｔを直接的もしくは間接的に測温する。コントローラ１４では、制動指令から制動解除指令に切替えた時点の測温値Ｔ０を記憶するとともに、制動解除指令中のローター測温値Ｔと切替え時点の測温値Ｔ０の差を温度上昇値ΔＴ（ΔＴ＝Ｔ−Ｔ０）を求める。比較器１８においては、コントローラ１４から与えられた温度上昇値ΔＴを予め設定された上限値ΔＴｃと比較し、比較結果をコントローラ１４に送信する。コントローラ１４においては、ΔＴ≧ΔＴｃとなったときに、それを渦電流式減速装置の故障と判断して、故障発生信号を警告装置１６に送信する。警告装置１６では、車両の運転者や、車両の制御装置へ異常の警告を出力する。これによって、減速装置の制動解除指令中（車両の走行中）における当該減速装置の故障を検出することができる。
【００１６】
ローター温度の測温方法は、直接測温する方法と間接的に測温する方法がある。直接測温する方法は、熱電対や測温抵抗体、サーミスタのような接触温度計をローターへ直接取り付けるか、放射温度計のような非接触温度計にてローター温度を測温する方法がある。間接的に測温する方法は、ローター近傍の固定部に熱電対や測温抵抗体、サーミスタのような接触温度計を取り付け、ローター近傍の雰囲気温度を測定する。実際のローター温度と近傍の雰囲気温度には相関があることから、実際のローター温度のかわりにローター近傍の雰囲気温度の測温値を故障検知用の測温値として用いることができる。
【００１７】
ΔＴｃの値は、ローター温度の測定方法やその位置、さらに渦電流式減速装置の作動応答性を考慮して最適な値を設定する。
【００１８】
図３に示すデータ（実測結果）の測定に際し、ローター温度はローターの発熱部に直接熱電対を埋め込んで測定した。固定部（ロータ近傍）の温度は、ローター発熱部に対向する固定部側にローターに接触しないようにして熱電対を取付けて測定した。図示のとおり、制動指令によって、装置は制動状態になり、ローター温度は上昇する。渦電流式減速装置が故障していなければ、制動解除指令によって、ローター温度は下降するが、故障によって制動解除指令中でも実際の制動を解除できなければ、図の破線で示すようにローターの温度は上昇する。
【００１９】
本実験結果のようにローターを直接測定する場合は、制動解除指令直後にローター温度が低下するが、固定部に取り付けた温度計によって間接的にローター温度を測定する場合は、制動解除指令によって正常に制動を解除した場合でも、温度計の測温値は一時的に上昇するため、一時的な上昇量を考慮して上限値ΔＴｃを設定する必要がある。本実験結果では、正常に制動を解除したときの一時的な上昇量は、４．２℃であったことから、温度上昇の上限値を４．２℃以上に設定する必要がある。間接的にローター温度を測温した場合における制動解除後の一時的な温度上昇値は、同じ渦電流式減速装置であっても、ローター回転数や、制動解除時のローター温度、制動解除時の温度計温度、雰囲気温度などによって変わる。このため、試験条件を変えて、最も温度が上昇するときの上昇値を考慮し、ΔＴｃの値をそれ以上とする必要がある。
【００２０】
第２実施例
図４は、本発明の第２実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。図５は、一般的な渦電流式減速装置のロータ及びロータ近傍の温度の変化を示すグラフであり、車両を急停止させた場合を示す。図６は、第２実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。本実施例の説明において、上述した実施例と同一又は対応する構成要素については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２１】
本実施例は、実施例１の装置に車速による制御を加えたものである。具体的な構成としては、車速センサ２２；比較器２４が付加されている。本実施例に係る渦電流式減速装置が搭載された車両の車速Ｖを車速センサ２２で検出する。比較器２４において、検出した車速Ｖが予め設定した値Ｖｃ以上の場合には、実施例１と同様に機能する。そして、車両の車速が値Ｖｃ未満の場合には、温度上昇値ΔＴがΔＴｃ以上となっても故障と見なさない。すなわち、コントローラ１４は警報装置に警報信号を出力しない。
【００２２】
図５は、ローター温度が高い状態でローターの回転を急停止（車両が急停止した状態に相当）し、制動状態から非制動状態に切替えたときの実測結果である。ローターが高温の状態で回転を急停止すると、ローター自体の温度は徐々に低下するが、固定部（ロータ近傍）に取り付けた温度計は、ローターからの熱によって、非制動中であっても測温値は上昇する。従って、車速が低い場合（特に、車両が停止している場合）は、故障していないのにもかかわらず制動解除指令中に測温値（ロータ近傍）が大幅に上昇する場合がある。そこで、車速がある値Ｖｃ未満では温度上昇値ΔＴがΔＴｃ以上となっても故障警報を出さないようにする。
【００２３】
第３実施例
図７は、本発明の第３実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。図８は、第３実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。本実施例の説明において、上述した各実施例と同一又は対応する構成要素については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２４】
本実施例の装置は、第１実施例１に対し、車速による制御を加え、車速に応じて上限値ΔＴｃが異なる値をとるようしたものである。具体的構成としては、車速センサ２２を追加している。コントローラ２９には、車速Ｖと上限値ΔＴｃとの関係が予め記憶されており、その時の車速Ｖに応じた上限値ΔＴｃを選択する。そして、比較器１８において、選択したΔＴｃとΔＴを比較し、故障判断をする。これにより、第１実施例や第２実施例よりもより的確に故障を検知することが可能となる。
【００２５】
第４実施例
図９は、本発明の第４実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。図１０は、第４実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。本実施例の説明において、上述した各実施例と同一又は対応する構成要素については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２６】
第４実施例は、第２実施例と第３実施例とを組み合わせることによって構成される。すなわち、コントローラ３４は、車速Ｖに応じて上限値ΔＴｃとして異なる値を採用する。更に、車速Ｖがある値Ｖｃ未満では、故障警報を出さない。
【００２７】
第５実施例
図１１は、本発明の第５実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。図１２は、第５実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。本実施例の説明において、上述した各実施例と同一又は対応する構成要素については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２８】
本実施例においては、第１温度センサ１２ａによって常にローター温度を直接的もしくは間接的に測温すると同時に、第２温度センサ１２ｂによって、ローターの発熱による影響を受けない部位の雰囲気温度を測定する。第１温度センサ１２ａの出力は、コントローラ４４を介して、又は直接比較器４８に入力される。第２温度センサ１２ｂの出力は、コントローラ４４に入力される。コントローラ４４では、第２温度センサ１２ｂによって検出される雰囲気温度Ｔａに基づいて、基準値Ｔｃ（＝Ｔａ＋α）を算出する。
【００２９】
一般に、雰囲気温度の測定位置やローター温度の測定方法及び位置によって、非制動の状態であっても雰囲気温度とローター温度が必ずしも同じ値とならないため、補正量αを採用する。これらを考慮して最適な値を選択する。
【００３０】
比較器４８においては、ロータ温度Ｔと基準値Ｔｃとを比較し、その結果をコントローラ４４に戻す。コントローラ４４では、Ｔ≦Ｔｃとなったときに、それを渦電流式減速装置の故障と判断し、警告信号を警告装置１６に送信する。警告装置１６は、運転席や、車両の制御装置へ異常の警告を出力する。これにより、制動指令にもかかわらず非制動の状態のまま作動不良を起こした場合の故障を検出することができる。
【００３１】
なお、非制動状態（走行時）から制動状態への切替え直後は、測温値ＴがＴａ＋αを超えていないため、故障の判断は、制動を切替えてから設定時間ｔｓ経過後に行う。具体的構成としては、コントローラ４４から出力される制動指令信号を制動部１０の他にタイマー４６に送信する。タイマー４６では、制動指令信号が入力されてから時間を測定し、予め定められた時間ｔｓ経過後に所定の信号をコントローラ４４に対して出力する。制動指令信号が出力されてから設定時間ｔｓに達してない場合は、Ｔ≦Ｔｃであっても、故障と判断しない。
【００３２】
第６実施例
図１３は、本発明の第６実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。図１４は、第６実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。本実施例の説明において、上述した各実施例と同一又は対応する構成要素については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３３】
本実施例は、制動中の故障検出において、第２の実施例と同様に、車速Ｖに基づく制御を行うものである。具体的な構成としては、車速センサ２２；比較器２４が付加されている。本実施例に係る渦電流式減速装置が搭載された車両の車速Ｖを車速センサ２２で検出する。比較器２４において、検出した車速Ｖが予め設定した値Ｖｃ以上の場合には、実施例５と同様に機能する。そして、車両の車速が値Ｖｃ未満の場合には、温度上昇値ΔＴがΔＴｃ以上となっても故障と見なさない。すなわち、コントローラ５４は警報装置に警報信号を出力しない。
【００３４】
一般に、車速Ｖが低い場合、制動指令によって装置が正常に制動状態となっても、ローター自体の温度はほとんど上昇することがない。ローターの回転が停止している場合を例にとれば、ローターが回転しないために、ローターに渦電流が発生せず、ローターが発熱しない。このため、温度計の値も雰囲気温度と同じ値をとる。従って、車速が低い場合は、故障していないのにもかかわらず制動指令中でも測温値が雰囲気温度と大差無い状態となる。そこで、車速がある値Ｖｃ未満では測温値がＴ≦Ｔｃとなっても故障警報を出さない。
【００３５】
第７実施例
図１５は、本発明の第７実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。図１６は、第７実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。本実施例の説明において、上述した各実施例と同一又は対応する構成要素については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３６】
本実施例は、制動中の故障検出において、第３実施例と同様に、車速Ｖに基づく制御を行うものである。すなわち、車速Ｖに応じて補正量αが異なる値をとるようしたものである。具体的構成としては、車速センサ２２を追加している。コントローラ６４には、車速Ｖと補正量αとの関係が予め記憶されており、その時の車速Ｖに応じた補正量αを選択する。これにより、第５実施例や第６実施例よりもより的確に故障を検知することが可能となる。
【００３７】
第８実施例
図１７は、本発明の第８実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。図１８は、第８実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。本実施例の説明において、上述した各実施例と同一又は対応する構成要素については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３８】
第８実施例は、第６実施例と第７実施例とを組み合わせることによって構成される。すなわち、コントローラ７４は、車速Ｖに応じて補正量αとして異なる値を採用する。更に、車速Ｖがある値Ｖｃ未満では、故障警報を出さない。
【００３９】
以上、本発明の実施例（実施形態、実施態様）について説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において変更可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、一般的な渦電流式減速装置のロータ及びロータ近傍の温度の変化を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の第２実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、一般的な渦電流式減速装置のロータ及びロータ近傍の温度の変化を示すグラフであり、車両を急停止させた場合を示す。
【図６】図６は、第２実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の第３実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、第３実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第４実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第４実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の第５実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第５実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第６実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第６実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第７実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、第７実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の第８実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出部の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、第８実施例に係る渦電流式減速装置の故障検出手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　　　制動部（ロータ）
１２　　　第１温度センサ
１４　　　コントローラ
１６　　　警告装置
１８　　　比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004135418.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004135418.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2004135418.tif 000015
【図１４】
2004135418.tif 000016
【図１５】
2004135418.tif 000017
【図１６】
2004135418.tif 000018
【図１７】
2004135418.tif 000019
【図１８】
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