JP2635573B2

JP2635573B2 - 渦電流ブレーキ装置

Info

Publication number: JP2635573B2
Application number: JP62043181A
Authority: JP
Inventors: 俊一川路
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPS63213468A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、車両の制動に用いる渦電流ブレーキ装置
に関する。

（従来の技術）鉄道車両に広く用いられている渦電流ブレーキ装置と
して、従来、第４図及び第５図に示すようなものがあ
る。この従来の渦電流ブレーキ装置では、横方向に開口
する断面Ｕ字状のフレーム１の底板部２を固定ボルト３
により車両の台車枠４に上下固定している。このフレー
ム１の両側板部5,5それぞれに磁極6,6,…が円弧状に並
んで、相対する位置に取付けてある。そして、これら相
対する磁極6,6間に、車軸７に固定されているブレーキ
ディスク８が位置させてある。

この渦電流ブレーキ装置では、車両の走行中にブレー
キをかける場合、磁極6,6…を励磁させることによりブ
レーキディスク８を貫通する方向の磁束を生じさせ、車
軸７と共に回転しているブレーキディスク８に渦電流を
発生させる。そして、このブレーキディスク８に生じた
渦電流は、ブレーキディスク８にその回転方向と逆向き
のブレーキトルクを与え、車軸７を制動することができ
るのである。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、この従来の渦電流ブレーキ装置では、
次のような問題点があった。つまり、台車枠４に固定さ
れているフレーム１の底板部２が１枚の塞ぎ板であるた
め、第４図に実線矢印で示す方向に前進する場合と、破
線矢印で示す方向に後進する場合とで、磁極6,6,…の温
度上昇に大きな差が生じる。何故ならば、前進状態の場
合には、フレーム１の開口部９から走行風がフレーム１
内に流れ込み、比較的よく冷やせるが、後進状態の場合
には、フレーム１の底板部２が障害となって走行風がフ
レーム１内に流れ込まず、十分な冷却ができないからで
ある。

第６図には、車両の走行と磁極の温度上昇との関係を
測定した結果が示されている。鉄道車両が駅に停止する
ためにブレーキをかけて速度を低減させ、ついには停止
する。この時、ブレーキトルクをかけた分だけ、渦電流
ブレーキ装置の磁極6,6,…、ブレーキディスク８が発熱
し、その温度が実線P1に示すように上昇していく（Ａゾ
ーン）。

しばらくの間停止していて（Ｂゾーン）、車両は再び
発車する。ブレーキトルクが解放され、速度が徐々に上
昇していくと、渦電流ブレーキ装置のフレーム１内に走
行風が流れ込み、ブレーキディスク８や磁極6,6,…が冷
却され、温度が次第に低下していく（Ｃゾーン）。

しかしながら、車両が後進する場合には、上述のよう
に走行時にもフレーム１内に走行風が十分に流れ込まな
いために、破線P2で示すように温度上昇が前進の場合よ
りも大きくなり、ピーク時ではα分の差が出る。

そこで、このような渦電流ブレーキ装置を設計する場
合には、後進時の温度上昇を考慮して、磁極6,6,…に大
きな容量のものを用いることが必要となり、大形化して
しまうのである。

この発明は、このような従来の問題点を解決するため
になされたものであって、ブレーキディスクや磁極を効
果的に冷却することができ、小型にして容量増大化が図
れる渦電流ブレーキ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明の渦電流ブレーキ装置は、車両の進行方向に
向かって開口する水平断面Ｕ字状のフレームの底板部を
当該車両の台車枠に固定し、このフレームの左右両側板
部に相対するように磁極を取付け、前記相対する磁極間
に、前記車両の車軸に取付けられたブレーキディスクを
位置させたものであって、前記フレームの底板部に走行
風の通過する通気穴を形成したことを特徴とする。

（作用）この発明の渦電流ブレーキ装置では、フレームの底板
部に形成された通気穴から走行風が内部に流れ込んで磁
極やブレーキディスクを冷却することができる。したが
って、車両が前進している時にも後進している時にも、
ほぼ同じ程度の冷却効果を与えることができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図は、この発明の一実施例を示している。車両の
台車枠11は、その上側支持部12、下側支持部13がそれぞ
れ１枚板となり、両者間を縦の中ばり14により連結した
構造であり、車両の進行方向に対して開放し、走行風が
前後に流通するようになっている。

フレーム15は、進行方向の前方側に開口した水平断面
Ｕ字状のものであり、その底板部16の上端から後方に延
びる固定部17が前記台車枠11の上側支持部12にボルト18
により固定されている。また、この底板部16の下端部が
前記台車枠11の下側支持部13にボルト19にて固定されて
いる。そして、このフレーム15の底板部16の中央部に通
気穴20が形成されている。

フレーム15の両側板部21,21の内側の相対する位置に
は、磁極22,22,…が円弧状に並んで取付けられている。
そして、この両側板部21,21の相対する磁極22,22間に、
車両の車軸23に固定されているブレーキディスク24が位
置させてある。

さらに、前記フレーム15の上面開口部には上カバー25
が、また下面開口部には下カバー26が取付けられてい
る。

上記の構成の渦電流ブレーキ装置の動作について、次
に説明する。

車軸23の回転により車両は走行する。そして、制動が
必要な時には、磁極22,22,…を励磁させる。この磁極2
2,22,…の励磁により、ブレーキディスク24を挾んで相
対する各磁極22,22間にブレーキディスク24を貫通する
磁束が生じ、ブレーキディスク24上に渦電流を発生させ
る。そして、この渦電流は、ブレーキディスク24に回転
方向と逆向きの回転力を生じさせ、これがブレーキトル
クとなって車軸23を制動する。

ここで、車両が第１図に実線矢印で示したような前進
方向に移動している場合、走行風はフレーム15の開口部
27からフレーム15内に流れ込み、磁極22,22,…やブレー
キディスク24を冷却することができる。また、逆に破線
矢印で示すような後進方向に移動している場合には、走
行風が台車枠11側からフレーム15の底板部16の通気穴20
を通ってフレーム15内に流れ込み、同様にして磁極22,2
2,…やブレーキディスク24を冷却することができる。

この実施例の磁極22の温度上昇の測定結果が第２図に
示されている。曲線Q1に示すように、車両が駅に近付き
停車しようとしてブレーキトルクをかけ、速度を低減さ
せるＡゾーンにおいて、磁極22,22,…やブレーキディス
ク24が徐々に温度上昇する。駅では数分間停止し（Ｂゾ
ーン）、その後ブレーキトルクを暖めながら速度を上げ
ていく（Ｃゾーン）。

この走行動作中、各磁極22のコイル部への通電と渦電
流によりブレーキディスク24や磁極22,22,…に熱が発生
し、磁極22の温度はＡゾーンからＢゾーンを経てＣゾー
ンの途中まで徐々に上昇し、ブレーキトルクが完全に解
放された時点から降下し始める。

そして、この実施例の場合、曲線Q2に示すように、後
進の時にも冷却効果が大きいため、温度ピークにおける
差βは、従来例の差αに比較して大幅に低下しているこ
とが分る。

したがって、渦電流ブレーキ装置の設計段階で、特に
後進時の温度上昇を考慮して十分に余裕のある大容量の
磁極を採用する必要がなく、その分小形化が図れるので
ある。また、従来例と同じ大きさの磁極とすると、冷却
能が大きいだけ、その分大容量の通電ができ、制動力を
向上できる。

第３図は、この発明の他の実施例を示している。この
第２実施例では、台車枠28がフレーム29を上下幅に比較
して半分程度のものであり、フレーム29の底板部30の下
半部を開放した構造にして、この開放部分を通気穴31と
している。そして、この通気穴31に侵入する走行風を磁
極22,22,…側に導くため、通風カバー32が両側板部33,3
3間に設けられている。尚、その他の構成部材について
は、第１実施例と同一の部分に同一の符号を付して、そ
の説明を省略している。

この第２実施例にあっては、車両の後進時には通気穴
31を通って走行風がフレーム29内に流れ込み、磁極22,2
2,…とブレーキディスク24を効果的に冷却することがで
きる。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、車両の台車枠に固定
された、車両の進行方向に向かって開口する水平断面Ｕ
字状のフレームの底板部に走行風の通過できる通気穴を
形成しているため、車両が前進している時にも後進して
いる時にも磁極とブレーキディスクの部分に走行風を十
分に取入れて効果的な冷却ができる。したがって、従来
のように前進時には十分の余裕があっても後進時の温度
上昇を考慮するために大容量の磁極を用いるという必要
がなく、比較的小さな容量の磁極を採用して小形化を図
ることができる。また、従来と同様の容量の磁極を採用
するときには、冷却能が大きいだけ、その分大電流を流
すことができ、大きなブレーキトルクで制動できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の一部破断せる正面図、第
２図は上記実施例の動作特性を説明する説明図、第３図
はこの発明の他の実施例の一部破断せる正面図、第４図
は従来例の一部破断せる正面図、第５図は第４図におけ
るＶ−Ｖ線断面図、第６図は従来例の動作特性を説明す
る説明図である。 11……台車枠、15……フレーム 16……底板部、20……通気穴 21……側板部、22……磁極 23……車軸、24……ブレーキディスク 28……台車枠、29……フレーム 30……底板部、31……通気穴

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の進行方向に向かって開口する水平断
面Ｕ字状のフレームの底板部を当該車両の台車枠に固定
し、このフレームの左右両側板部に相対するように磁極
を取付け、前記相対する磁極間に、前記車両の車軸に取
付けられたブレーキディスクを位置させ、前記フレーム
の底板部に前記車両の走行中に走行風が通過するための
通気穴を形成して成る渦電流ブレーキ装置。