JP2916253B2 - 流体駆動ブレーキにおける無負荷損を削減する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体駆動ブレーキ（リターダー）に関し、
特に、送風損失を避けるために、可変式の流れ阻止部材
を回転子と固定子の間に設け、該流れ阻止部材は、ブレ
ーキのオイルを抜いた無負荷運転時に両方のトーラス空
間の外径領域において環状の隔壁として働き、半径方向
の外側から共同のトーラス空間を縮小し、ブレーキにオ
イルを充たした制動時にはトーラス外郭の上または後ろ
へ後退する流体駆動ブレーキに係るものである。

ドイツ連邦共和国特許第26 05 229号明細書に記載さ
れた無充填のブレーキにおける送風損失を回避する装置
が公知である。上記明細書に記載された概ね矩形の断面
を有する弾性ばねリングは、制動時にはトーラス輪郭の
後ろへ後退し、無負荷運転時には固定子トーラスと回転
子トーラスとの間隙へ突出する。半径方向外側及び半径
方向内側の末端位置への作動は、圧力ピストンにより作
動するトグルリンクを介して実現する。この装置は比較
的構造が簡単であるにも拘わらず、その価値は認められ
なかった。何故ならば、弾性ばねリングの幅が著しく制
限され、したがって、無負荷運転時の損失が十分に低減
されないためである。

したがって、本発明の課題は、請求項１の上位概念に
記載した装置を改良し、簡単な構造の装置において、回
転子と固定子との間の流れ断面を一層妨げ、流れ損失の
低減向上を可能とする装置を提案することにある。

この課題を解決するために本発明は、請求項１に記載
した事項を特徴とするものである。例えば、トーラス空
間の全周に配置した断面角形状の流れ阻止部材、すなわ
ち半径方向の内側へ突出する環状脚部と、軸線方向に延
在する円筒形状の脚部とを備える流れ阻止部材を介し、
半径方向外側からトーラス空間へ突出する環状脚部を半
径方向で一層広く形成することが可能であるため、残さ
れた共同のトーラス空間は著しく縮小する。例えば、流
れの阻止部材を角形に形成することにより、半径方向外
側および半径方向内側の末端位置で良好な案内および正
確な停止が確実となる。周囲に多くの流れ阻止部材を配
した場合の作動装置は、直接的に周囲の空隙に配置する
か、あるいは周囲の空隙に対して平行に配置することが
できる。

特にトーラス空間を減域するための環状脚部が半径方
向へ移動し、流体駆動ブレーキがオイルによって満たさ
れてる負荷運転時にはトーラス空間の半径方向外側に移
動して該トーラス空間から退避するので、負荷運転時に
おいてはトーラス空間を不用意に減域することがない。

周囲に空隙を有し、全周に延在する唯一の流れ阻止部
材を配置するならば、外側末端位置と内側末端位置との
間の弾性は、流れ阻止部材の半径方向に延在する環状脚
部に限定したスリットを介して達成することができる。
その際、前記スリットを全周に亙り均等に配分すること
が可能である。しかしまた、周囲の空隙領域において、
また、この空隙に対していくつかのスリットを省略する
ことにより、前記領域に有効な環状剛性を実現すること
ができる。スリットの形状を最適化することにより、半
径方向の内側位置においては、開放したリングにおける
僅かな周囲の空隙にいたるまで閉鎖される。半径方向内
側へ突出した流れ阻止部材の脚部は、半径方向外側の末
端位置においてトーラス空間の後方に退くため、この位
置におけるスリットは負には作用しない。唯一の流れ阻
止部材は流れ制動の全周に延在することが特に有利であ
る。唯一のピストン−シリンダー−ユニットとする作動
装置を周囲の空隙領域に配置することも有利である。例
えば、角形の開放した流れ阻止部材の両端部が駆動体お
よびピストン内の駆動装置を介して各１個のピストンと
結合するならば、特に簡単な構成が実現し、ピストンの
中間位置はばねを介し、またピストンの外側末端位置は
ピストン間に存在する圧力空間を介して容易に到達可能
である。この簡単な構成により、半径方向の内側位置に
おける損失の低減は、ばねにより生じたピストンの内側
位置を介して達成されるのに対し、流れ阻止部材の半径
方向外側位置と結合した、無負荷損低減のための無効位
置は、ばねの力に抗してピストンを外側へ変位させる圧
力空間内の圧力を介して実現する。

本発明は、請求の範囲に記載した特徴の組み合わせに
限定されるものではない。専門家にとっては、課題設定
により請求の範囲および個々の請求の範囲に記載した特
徴の有意義な組み合わせがさらに可能である。

以下、図示実施例につき本発明を一層具体的に説明す
る。

第１図は単一の流れ阻止部材および作動装置を具える
流体駆動ブレーキを作動位置において示す断面図、 第２図は第１図に示した流体駆動ブレーキの横断面
図、 第３図は第１図に示した埋設した流れ阻止部材を具え
る流体駆動ブレーキを制動位置において示す断面図、 第４図は第３図に示した流体駆動ブレーキの横断面図
である。

第１図に示す流体駆動ブレーキ−リターダー−は、流
れ阻止部材2,20を具える固定子−トーラス空間41が見え
るように破断している。流れ阻止部材20は単一構造であ
り、作用位置におけるトーラス空間の外側全体領域を周
囲の空隙24を除いて覆い隠し、流体駆動ブレーキの無負
荷損は前記作用位置、即ち、オイルが無充填の状態にお
いて低減される。流れ阻止部材20を単一構造として形成
する他に、例えば、それぞれが作動装置を具えるか、ま
たは作動装置と結合した２個ないし４個のセグメントの
ような分割した流れ阻止部材を用いた解決方法も考えら
れる。第１図に示す単一構造として形成した流れ阻止部
材においては、半径方向に延在する環状脚部21がトーラ
ス空間に突出し、この環状脚部21の弾性はスリット23を
介して実現する。スリットは周囲に均等配分することが
可能であり、周囲の空隙24の領域におけるスリットおよ
び多かれ少なかれ一層広い領域に対して半径方向のスリ
ットを不要とすることも可能である。特に、駆動体25と
周囲の空隙24との間にはスリットを設けてはならない。
流体駆動ブレーキ１のケーシング11は、ピストン−シリ
ンダー−ユニット60のための穿孔65を受けるために、流
体駆動ブレーキの周囲側で脚状に拡開する。このピスト
ン−シリンダー−ユニットには二つのピストン61を受け
入れ、該ピストンは、ばね62を介して中間位置へ押し出
される。その際、ばねは締め付けボルト66を介して支持
する。ピストン61または穿孔の中央に設けたストッパー
71の回転固定部材67により、これら両方のピストン間に
は環状空間63（円形領域）が生じ、該環状空間は圧力空
間として作用するとともに溝69を介して圧縮媒体源と結
合する。ピストンは外側へ向けて長めの回転固定部材68
を有し、その部材の上にばね62を受ける。圧縮媒体によ
り作動するピストンの行程は、ストッパー70を介し締め
付けボルト66で限定される。ピストンの長手方向におけ
る延長部のほぼ中央領域には、環状凹所の形状を有する
駆動装置64を設け、一体構造とした流れ阻止部材の駆動
体25が前記駆動装置に嵌合する。本実施例において、駆
動体25は、軸線方向に延在する円筒形状の脚部22の湾曲
脚部27として形成し、補強部材26は湾曲脚部27の流れ阻
止部材20に対する形状安定性を確実なものとする。作動
装置６−ピストン−シリンダー−ユニット60−を具える
流体駆動ブレーキ１の共同ケーシング11は貫通部12を有
し、内側位置（第１図）のみならず、外側位置（第３
図）においても、駆動体25の自由な可動性が保証され
る。

第２図の断面部分は、流体駆動ブレーキのケーシング
11および固定子４のケーシング42を示す。流れ阻止部材
2,20は前述のように半径方向の内側へ突出する環状脚部
21と、軸線方向に延在する円筒形状の脚部22を備えるこ
とによって断面角形状に形成され、環状脚部21と共に半
径方向内側へ突出するとともに、外側領域において固定
子４と回転子３との両トーラス空間41,31を分離する。
軸線方向に延在する第２の円筒形状の脚部22は、第１図
に示す流れ阻止部材2,20の位置において、室５の半径方
向の内側壁52に隣接し、室５は固定子42のケーシングお
よび流体駆動ブレーキ11のケーシングから形成する。第
１図における下方の断面部分は、円筒形状を有する脚部
22で駆動体25の湾曲脚部27を示し、該駆動体は駆動装置
−ピストン61の環状凹所64−に嵌合する。さらに、駆動
体25の補強部材26を示した。第３図は第１図と同一であ
るが、作動装置は圧力空間63の圧力を介し、ピストン61
をばね62のばね力に抗してストッパー70まで外側へ押し
出す。それにより、ピストン61内の駆動装置64は流れ阻
止部材22の駆動体25を半径方向の外側位置へ調整し、該
位置においては周囲の空隙が対応して拡大し、流れ阻止
部材2,20は固定子４回転子３との共同のトーラス空間4
1,31に突出しなくなる。第４図に示すように、流れ阻止
部材20の脚部22は室５の半径方向外側壁51に隣接する。
スリット23は、この流れ阻止部材が拡開した位置におい
て最も大きく開くのに対し、流れ阻止部材の半径方向内
側位置においては、スリット28（第１図）が示すよう
に、殆ど閉鎖する。スリットの形状は、流れ阻止部材の
半径方向内側位置と外側位置との円周差および周囲に配
分して設けたスリットの数に依存する。無負荷損を低減
する装置は次の通りに作用する： 回転子のトーラス空間31および固定子のトーラス空間
41にオイルを充たした制動状態（第３図および第４図）
においては、溝69を介して圧縮媒体を圧力空間63を搬送
し、ピストン61は、ばね62の力に抗して締め付けボルト
66に到るまで外側へ変位するため、ピストン61のストッ
パー70は締め付けボルトに隣接する。流れ阻止部材2,20
の駆動体25は駆動装置64を介して連行され、流れ阻止部
材が拡開することにより、流れ阻止部材20の半径方向内
側へ突出する環状脚部21の前方縁29は、固定子４と回転
子３との共同トーラス空間41,31の後ろに後退する。流
れ阻止部材20の軸線方向に延在する円筒形状脚部22は室
５の半径方向外側壁51に隣接し、そこでも拡開運動を限
定する。回転子と固定子のトーラス空間31,41を排気す
ると（第１図および第２図）、溝69を介して圧力も作用
しないため、ばね62を介して両方のピストン61は内側へ
移動する。駆動体25もまた駆動装置64を介して内側へ移
動するため、第１図に示すように、周囲の空隙24は殆ど
閉鎖する。この位置において、流れ阻止部材は回転子３
と固定子４との共同トーラス空間31,41に突出し、回転
子３と固定子４との間の空気循環はトーラス空間の外側
領域で断絶する。そのため、流体駆動ブレーキ内部の無
負荷損は低減する。半径方向内側でトーラス空間へ突出
する環状脚部の幅により、無負荷損の低減を様々に具体
化することができる。

本発明は、第１図〜第４図に示した実施例に限定され
ない。例えば、多くの流れ阻止部材を周囲に配分して設
けることが可能であり、流れ阻止部材の半径方向作動は
多くの作動装置によって実現可能である。既述のよう
に、作動装置は圧縮媒体および制動作動と無負荷作動と
の間における温度変動を介して作動可能である。流れ阻
止部材は、作用位置において唯一の脚部が両方のトーラ
ス空間の間に突出するならば、いかなる形状の断面を有
することもできる。

両方のピストン61間のリング空間63は、環状ストッパ
ーを介しても穿孔65の中央に形成することができる（第
３図）。

参照符号 １……流体駆動ブレーキ／リターダー 11……ケーシング 12……貫通部 2,20……流れ阻止部材／複数の流れ阻止部材 21……半径方向内側へ突出する環状脚部 22……軸線方向に延在する円筒形状の脚部 23……スリット 24……周囲の空隙 25……駆動体 26……補強部材 27……湾曲脚部 28……スリット 29……脚部21の前方縁 ３……回転子 31……トーラス空間 32……回転子ケーシング ４……固定子 41……トーラス空間 42……固定子ケーシング ５……室 51……半径方向外側壁 52……半径方向内側壁 ６……作動装置 60……ピストン−シリンダー−ユニット 61……ピストン 62……ばね 63……圧力空間／リング空間 64……駆動装置／環状凹所 65……貫通穿孔 66……締め付けボルト 67……回転固定部材 68……長めの回転固定部材 69……溝 70……ストッパー 71……環状ストッパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オエクスル ハンス―ヨーゲン ドイツ国 デー―7750 コンスタンツ, グレネンベルグウェグ 11 (56)参考文献 特開 平１−150031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−124582（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−107529（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−107530（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭38−20510（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭48−4461（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 57/04 B60T 10/02

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送風損失を回避するための調整可能な流れ
   阻止部材（2,20）を備える流体駆動ブレーキ（１）であ
   って、 前記流れ阻止部材（2,20）をトーラス空間（31）を有す
   る回転子（３）とトーラス空間（41）を有する固定子
   （４）の間に設け、前記トーラス空間（31,41）は共同
   のトーラス空間を形成し、前記流れ阻止部材（2,20）は
   作動装置（６）にて位置調整可能であり、 前記流れ阻止部材（2,20）は、ブレーキ（１）のオイル
   を抜いた無負荷運転時には縮径することによって両方の
   トーラス空間（31,41）の外径領域において環状の隔壁
   を形成すると共に前記共同のトーラス空間を減域させる
   ようにその半径方向の内側に向けて突出し、流体駆動ブ
   レーキにオイルを充たした制動時には拡径することによ
   って前記トーラス空間（31,41）の外径領域の半径方向
   の外側に後退する流体駆動ブレーキ（１）において、 前記流れ阻止部材（2,20）は、前記半径方向の内側へ突
   出する環状脚部（21）と、軸線方向に延在する円筒形状
   の脚部（22）とを備え、 前記環状脚部（21）を前記トーラス空間（31,41）の間
   に隔壁として配置し、 前記脚部（22）は、流体駆動ブレーキ（１）にオイルが
   充たされていない状態では前記半径方向の内側位置、流
   体駆動ブレーキ（１）にオイルが充たされている状態で
   は前記半径方向の外側位置に配置可能であると共に、こ
   れらの位置における前記脚部（22）は、回転子（３）と
   固定子（４）のトーラス空間（31,41）の半径方向の外
   側に配置された室（５）の壁（51,52）に隣接すること
   を特徴とする流体駆動ブレーキ。
2. 【請求項２】請求項１記載の流体駆動ブレーキにおい
   て、前記流れ阻止部材（20）を前記半径方向の外側領域
   におけるトーラス空間（31,41）の全周を覆うように配
   置し、前記流れ阻止部材（20）の前記環状脚部（21）に
   スリット（23）を配置したことを特徴とする流体駆動ブ
   レーキ。
3. 【請求項３】請求項２記載の流体駆動ブレーキにおい
   て、前記環状脚部（21）のスリット（23,28）は前記流
   れ阻止部材が半径方向の内側に位置する状態において閉
   鎖するものとして形成し、その結果、両方のトーラス空
   間（31,41）の間に配置した半径方向の内側に突出する
   環状脚部（21）は開口を有しないことを特徴とする流体
   駆動ブレーキ。
4. 【請求項４】請求項３記載の流体駆動ブレーキにおい
   て、前記流れ阻止部材（20）の半径方向の内側及び外側
   の位置は、前記流れ阻止部材（20）を動作させるピスト
   ン−シリンダー−ユニット（60）にて規定されることを
   特徴とする流体駆動ブレーキ。
5. 【請求項５】請求項４記載の流体駆動ブレーキにおい
   て、前記ピストン−シリンダー−ユニット（60）のケー
   シングは、流体駆動ブレーキ（11）のケーシングと結合
   したことを特徴とする流体駆動ブレーキ。
6. 【請求項６】請求項５記載の流体駆動ブレーキにおい
   て、前記ピストン−シリンダー−ユニット（60）には２
   つのピストン（61）を配置し、これら２つのピストンは
   ばね（62）のばね力を介して該２つのピストンの中央に
   押圧され、２つのピストン（61）の間には圧力空間／リ
   ング空間（63）を配置したこと、各ピストン（61）は駆
   動装置（64）を有すること、および、前記流れ阻止部材
   （20）における周囲の空隙（24）には両側に駆動体（2
   5）を配置し、該駆動体はシリンダー−ピストン−装置
   （60）の各ピストン（61）における駆動装置（64）に嵌
   合することを特徴とする流体駆動ブレーキ。
7. 【請求項７】請求項６記載の流体駆動ブレーキにおい
   て、周囲の空隙（24）における駆動体（25）は前記阻止
   部材（20）の脚部（22）が湾曲され前記流れ阻止部材
   （20）が分離されることにより形成されること、およ
   び、湾曲した脚部（27）は補強部材（26）にて固定位置
   に維持されることを特徴とする流体駆動ブレーキ。
8. 【請求項８】請求項７記載の流体駆動ブレーキにおい
   て、ピストン−シリンダー−ユニット（60）には穿孔
   （65）を有するもので脚状のケーシング（11）を設け、
   前記穿孔（65）の両端部を二つの締め付けボルト（66）
   にて閉鎖し、前記穿孔（65）の内側領域に二つのピスト
   ン（61）を配置し、該ピストンは円形領域を各ピストン
   の回転固定部材（67）上に形成し、該円形領域にてピス
   トン間の圧力空間（63）を形成し又は該圧力空間（63）
   を穿孔の中央位置に配置したストッパー（71）にて形成
   し、各ピストン（61）内の駆動装置（64）は環状凹所と
   して形成され、締め付けボルト（66）と長尺の回転固定
   部材（68）を有するピストン（61）との間には各１個の
   圧縮ばね（62）を配置し、該圧縮ばねは両方のピストン
   （61）を中央位置に押圧し又はストッパー（71）を押圧
   することにより前記圧力空間（63）を形成し、前記室
   （５）とピストン−シリンダー−ユニット（60）の前記
   穿孔（65）との間のケーシング（11）には流れ阻止部材
   （20）の駆動体（25）のための各１個の貫通部（12）を
   設け、該貫通部（12）はピストン（61）がその中間位置
   に位置する場合及び圧力空間（63）の作動圧力を介して
   作動する外側位置に位置する場合のいずれかにおいても
   該ピストン（61）によって閉鎖されることを特徴とする
   流体駆動ブレーキ。
9. 【請求項９】請求項８記載の流体駆動ブレーキにおい
   て、前記ばね62が前記ピストン（61）をその内側位置に
   移動させた際、前記流れ阻止部材（20）は前記駆動装置
   （64）及び前記駆動体（25）を介してその脚部（22）を
   前記室（５）の壁（52）に隣接するように移動され、流
   れ阻止部材（20）の半径方向内側に突出する環状脚部
   （21）は半径方向の外側領域でトーラス空間（31,41）
   を分離し、共同トーラス空間（31,41）の直径を縮小す
   る隔壁を形成することを特徴とする流体駆動ブレーキ。
10. 【請求項１０】請求項９記載の流体駆動ブレーキにおい
    て、前記圧力空間（63）内の圧力にて前記ピストン（6
    1）をその外側位置に移動させた際、前記流れ阻止部材
    （20）は前記駆動装置（64）及び前記駆動体（25）を介
    してその脚部（22）を前記室（５）の壁（51）に隣接す
    るように移動され、流れ阻止部材（20）の半径方向内側
    に突出する環状脚部（21）の前方縁（29）は共同トーラ
    ス空間（31,41）の半径方向外側に後退することを特徴
    とする流体駆動ブレーキ。