永久磁石式リターダー：燃費と安全の両立

永久磁石式リターダー：燃費と安全の両立

仕組み

永久磁石式リターダーは、電気を必要としない永久磁石の力を利用して、ブレーキをかける補助を行う装置です。電磁石を使うものと基本的な仕組みは同じですが、電気を全く使わないという大きな違いがあります。

仕組みを詳しく見ていきましょう。まず、リターダーの中には金属でできた円盤（ローター）が入っていて、これが車輪の回転に合わせて回ります。この回転する円盤に、強力な永久磁石を近づけます。すると、金属の円盤の中に渦を巻くような電流が発生します。これを渦電流と呼びます。この渦電流は磁石の作る磁界と反発し合い、円盤の回転を遅らせようとします。回転を遅らせる力は、ちょうどブレーキをかけた時と同じように、車の速度を落とす力として働きます。

永久磁石を使うことの利点は、電気を必要としないという点です。電磁石を使うタイプのリターダーでは、磁力を発生させるために電気を流す必要がありますが、永久磁石ならその必要がありません。そのため、装置の構造が簡単になり、故障のリスクも低減できます。また、エンジンブレーキのように排気ガスを出すこともなく、環境にも優しい装置と言えます。

永久磁石式リターダーは、主に大型トラックやバスなどの大型車両に搭載されています。これらの車両は重量が大きく、下り坂などでスピードが出やすいため、ブレーキへの負担が大きくなります。そこで、リターダーを使うことでブレーキの負担を軽減し、安全性を高めることができます。特に長時間の坂道走行では、ブレーキの過熱による制動力の低下（フェード現象）を防ぐ効果が大きく、安全性に大きく貢献します。

特徴

永久磁石を使うことで電気を必要としないブレーキについて説明します。このブレーキは、永久磁石式リターダーと呼ばれ、電気を必要とする電磁式リターダーとは大きく違います。電磁式リターダーは電気で磁力を作るので電気を消費しますが、永久磁石式リターダーは磁石そのものを使うので電気を全く使いません。そのため、車の燃費が良くなるという利点があります。

永久磁石は、小さな体積でも強力な磁力を生み出します。この強力な磁力をブレーキの制動力に変換することで、装置全体を小さく作ることができます。小さな装置は車への取り付けが容易なだけでなく、車の軽量化にも繋がります。

永久磁石式リターダーは構造が単純です。複雑な部品をいくつも組み合わせた装置は壊れやすいものですが、永久磁石式リターダーは単純な構造なので壊れにくいのです。また、構造が単純なので部品点数が少なく、修理や交換などの整備も簡単です。部品が少ないということは、それだけ交換費用を抑えることにも繋がります。このように、永久磁石式リターダーは燃費の向上、小型軽量化、整備の容易さといった多くの利点を持つ、優れたブレーキシステムと言えるでしょう。

歴史

車は、私たちの生活に欠かせない移動手段として、常に進化を続けてきました。その歴史の中で、安全性を高めるための様々な技術革新がありました。永久磁石式減速装置はその一つで、1991年に日本のいすゞ自動車と住友金属工業が共同で開発に成功し、大型トラックに初めて搭載されました。

この装置は、摩擦を利用する従来の減速装置とは異なり、強力な磁力を使って車の速度を落とす仕組みです。磁力を発生させるには、ネオジム系の希土類永久磁石が用いられています。この希土類永久磁石は非常に強い磁力を持っています。そのため、装置全体の小型軽量化と高性能化を同時に実現することができました。

従来の減速装置は、主に摩擦を利用して車の速度を落とすため、部品の摩耗や発熱が課題でした。一方、永久磁石式減速装置は、磁力を使うため部品の摩耗が少なく、長寿命であるという利点があります。また、発熱も少ないため、冷却装置の簡素化にも貢献しています。

大型トラックは、積載量が大きく、高速で走行することが多いため、安全な減速が非常に重要です。永久磁石式減速装置は、従来の減速装置よりも制動力が大きく、安定した減速を実現しました。これにより、大型トラックの安全性は飛躍的に向上しました。さらに、ブレーキの負担を軽減することで、燃費の向上にもつながりました。

この画期的な技術は、その後も改良が重ねられ、現在では大型トラックだけでなく、バスや鉄道など、様々な乗り物に搭載されています。永久磁石式減速装置は、安全性と燃費の向上に大きく貢献する技術として、今後もますます発展していくことが期待されています。

効果

永久磁石を使うことで生まれた、減速装置は、速い速度で走っている時や、坂道を下っている時に、ブレーキを踏む回数や負担を軽くしてくれます。いつもと同じようにブレーキを使うよりも、この装置を使うことで、ブレーキのすり減りを少なくし、ブレーキ部品を長く使えるようにします。

ブレーキは、何度も踏むと熱くなりますが、この装置は、ブレーキの熱くなりすぎを防ぎます。ブレーキが熱くなりすぎると、ブレーキがききにくくなる現象（フェード現象）が起こることがありますが、この装置によって、そのような現象が起きにくくなり、ブレーキの効き目が悪くなることを防ぎます。

また、運転する人は、ブレーキを踏む回数が減ることで、足の疲れが軽くなります。そのため、長い時間運転する場合でも、安全に運転しやすくなります。

特に、大きな荷物などを運ぶトラックや、たくさんの人を乗せるバスのような大きな車では、この装置の効果はとても大きく現れます。大きな車は、重たいので、ブレーキへの負担も大きくなります。この装置を使うことで、ブレーキの負担を軽くし、安全な運転に役立ちます。下り坂が多い山道などを走る時にも、ブレーキの負担を減らし、より安全に走行することができます。

このように、永久磁石式減速装置は、車の安全性を高める上で、重要な役割を果たしています。特に、プロのドライバーにとっては、なくてはならない装置の一つと言えるでしょう。

構造

永久磁石式遅延装置は、主に回転する太鼓状の部品（回転子）と、その内側に固定された複数の永久磁石という簡素な構造で成り立っています。この構造こそが、高い信頼性と耐久性を実現する鍵となっています。

回転子は車輪の回転と連動して回転します。回転子の内側には、強力な磁力を帯びた永久磁石が複数配置されており、これらは固定されています。回転子が回転を始めると、その動きに合わせて回転子の内部の磁界も変化します。この磁界の変化が、回転子内部に渦状の電流（渦電流）を発生させるのです。

発生した渦電流は、固定された永久磁石が作り出す磁界と反発し合います。この反発作用こそが、回転子の回転を遅くする力、すなわち制動力となるのです。磁石による制動は、摩擦材を用いたブレーキとは異なり、部品の摩耗が少ないという利点があります。

さらに、この装置は磁石の出し入れを調整することで、制動力の強弱を制御することができます。必要な時に必要なだけ制動力を発揮できるため、様々な運転状況に対応できるのです。

制動時に発生する熱は、回転子の外周から効率的に放熱されます。この優れた放熱設計により、装置の過熱を防ぎ、安定した性能を維持することが可能となっています。このように、シンプルな構造ながら、それぞれの部品が重要な役割を果たし、効率的で信頼性の高い制動を実現しているのです。

将来

車はこれから、ますます省エネルギーで安全であることが求められます。永久磁石を使った減速装置は、そのような時代の要請に応える重要な技術と言えるでしょう。

電気で走る車や、電気と燃料の両方で走る車では、電気をためることで減速する仕組みだけでは、十分なブレーキの効きを得られないことがあります。そのような車にとって、永久磁石式の減速装置は、ブレーキの効きを助ける装置として、大きな期待が寄せられています。

近年、自動で運転する技術が発展していますが、永久磁石式の減速装置は、この技術と連携することで、安全性をさらに高めることができると期待されています。より高度な制御システムと組み合わせることで、より緻密なブレーキ制御が可能になるからです。

永久磁石を作る材料の技術が進歩し、より強力な磁石が開発されれば、装置をもっと小さく軽くすることができるでしょう。装置が小型軽量化されれば、様々な種類の車に搭載できるようになり、活躍の場はさらに広がることが期待されます。

例えば、大型のトラックやバスなどの商用車にも搭載が可能になるでしょう。これらの車は、重い荷物を運んだり、多くの乗客を乗せたりするため、ブレーキへの負担が大きくなります。永久磁石式の減速装置は、ブレーキの負担を軽減し、安全性を向上させるのに役立ちます。

また、将来、空を飛ぶ車が登場するかもしれません。そのような車にも、永久磁石式の減速装置は重要な役割を果たす可能性があります。このように、永久磁石式の減速装置は、未来の様々な乗り物において、安全性と省エネルギー化に貢献することが期待されているのです。