JP3009433B2 - リニアモーターカー用ディスクブレーキ - Google Patents
リニアモーターカー用ディスクブレーキInfo
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- JP3009433B2 JP3009433B2 JP2201793A JP20179390A JP3009433B2 JP 3009433 B2 JP3009433 B2 JP 3009433B2 JP 2201793 A JP2201793 A JP 2201793A JP 20179390 A JP20179390 A JP 20179390A JP 3009433 B2 JP3009433 B2 JP 3009433B2
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- brake
- stator
- rotor
- linear motor
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/78—Features relating to cooling
- F16D2065/781—Features relating to cooling involving phase change of material
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリニアモーターカーに適用されるディスクブ
レーキに関するものである。
レーキに関するものである。
従来は、次に示す各種ブレーキを種々組み合わせるこ
とにより制動を行っている。
とにより制動を行っている。
（１）電気回生ブレーキ 動いている超電導電磁石の磁界が地上コイルに電流を
誘導することにより制動力を得る方法であり、ここで発
生した電力は電源側（変電所）に戻される。また、地上
の推進コイルに加速時と逆向きの極性が発生する様に電
気を流すことでブレーキ力を得るものであり、減速度を
自由に設定することが可能である。
誘導することにより制動力を得る方法であり、ここで発
生した電力は電源側（変電所）に戻される。また、地上
の推進コイルに加速時と逆向きの極性が発生する様に電
気を流すことでブレーキ力を得るものであり、減速度を
自由に設定することが可能である。
（２）推進コイル短絡ブレーキ 動いている超電導電磁石の磁界が地上コイルに電流を
誘導することにより制動力を得る方法であり、通常は発
生した電力を電力側（変電所）へ戻す“電気回生ブレー
キ”を使用し、変電所の故障等により発生した電力を電
力側（変電所）へ戻せない場合に電力を地上施設の外部
抵抗に送り、熱に変換する方法である。
誘導することにより制動力を得る方法であり、通常は発
生した電力を電力側（変電所）へ戻す“電気回生ブレー
キ”を使用し、変電所の故障等により発生した電力を電
力側（変電所）へ戻せない場合に電力を地上施設の外部
抵抗に送り、熱に変換する方法である。
（３）空力ブレーキ 不慮の事故に備えて車両に装備されている非常用バッ
クアップブレーキである。ブレーキは車両の側面３箇所
に設置されたアルミハニカム製の大きな“じゃま板”と
呼ばれるブレーキプレートを油圧シリンダによって開
き、車両の空気抵抗を高めて制動力を得る方法である。
また、“空気抵抗は速度の２乗に比例する。”ため本ブ
レーキシステムは高速度領域での効果が期待されてい
る。
クアップブレーキである。ブレーキは車両の側面３箇所
に設置されたアルミハニカム製の大きな“じゃま板”と
呼ばれるブレーキプレートを油圧シリンダによって開
き、車両の空気抵抗を高めて制動力を得る方法である。
また、“空気抵抗は速度の２乗に比例する。”ため本ブ
レーキシステムは高速度領域での効果が期待されてい
る。
（４）ディスクブレーキ 従来の航空機用ディスクブレーキである。（第５図参
照）本ブレーキシステムは車輌部に装備されており油圧
によりディスクに圧力を加えてロータとステータ間の摩
擦により制動力を得る方法である。また、本ブレーキシ
ステムは主として低速度領域にて使用される。
照）本ブレーキシステムは車輌部に装備されており油圧
によりディスクに圧力を加えてロータとステータ間の摩
擦により制動力を得る方法である。また、本ブレーキシ
ステムは主として低速度領域にて使用される。
（５）着地ブレーキ 本ブレーキシステムは台車下に装備されており、Mo−
Ti（モリブデン−チタン）の複合材で両者を拡散接合
し、接地部に摩耗しにくいMo（モリブデン）を用いたプ
レートをアクチュエータで接地させることにより制動力
を得る方法である。また、本ブレーキシステムは、主と
して低速度領域にて使用される。
Ti（モリブデン−チタン）の複合材で両者を拡散接合
し、接地部に摩耗しにくいMo（モリブデン）を用いたプ
レートをアクチュエータで接地させることにより制動力
を得る方法である。また、本ブレーキシステムは、主と
して低速度領域にて使用される。
ところが、“電気回生ブレーキ”及び“推進コイル短
絡ブレーキ”は列車単独では作動しないためにブレーキ
に対する信頼性の点で問題が生じる。また、両ブレーキ
システム共地上の変電所等の故障が本来は関係のないブ
レーキシステムにまで影響を及ぼす。“空力ブレーキ”
は航空機に用いられている“スポイラー”と同じメカを
使用しているので信頼性は高い。しかし、その反面“じ
ゃま板（スポイラー）”を広げる分だけトンネル等の断
面積を拡大する必要があり、コスト面での問題が生じ
る。“ディスクブレーキ”及び“着地ブレーキ”は、低
速度域ブレーキであり、本来の非常用ブレーキの目的で
ある“速度領域にかかわらず、安全かつ確実に車輌を減
速／停止させる。”という点において問題点が残る。ま
た、後者は着地の際に火花が飛び散り床が削られる等の
問題がある。
絡ブレーキ”は列車単独では作動しないためにブレーキ
に対する信頼性の点で問題が生じる。また、両ブレーキ
システム共地上の変電所等の故障が本来は関係のないブ
レーキシステムにまで影響を及ぼす。“空力ブレーキ”
は航空機に用いられている“スポイラー”と同じメカを
使用しているので信頼性は高い。しかし、その反面“じ
ゃま板（スポイラー）”を広げる分だけトンネル等の断
面積を拡大する必要があり、コスト面での問題が生じ
る。“ディスクブレーキ”及び“着地ブレーキ”は、低
速度域ブレーキであり、本来の非常用ブレーキの目的で
ある“速度領域にかかわらず、安全かつ確実に車輌を減
速／停止させる。”という点において問題点が残る。ま
た、後者は着地の際に火花が飛び散り床が削られる等の
問題がある。
上記の通り従来のブレーキシステムはそれぞれの使用
速度領域、構造、使用条件、用途等によって使用範囲が
拘束される。その結果、単独のブレーキシステムにおい
て速度領域にかかわらず、安全かつ確実に車両を制動す
ることは困難である。
速度領域、構造、使用条件、用途等によって使用範囲が
拘束される。その結果、単独のブレーキシステムにおい
て速度領域にかかわらず、安全かつ確実に車両を制動す
ることは困難である。
リニアモーターカーのブレーキシステムの基本は、
“電気回生ブレーキ”である。これは地上の推進コイル
に加速時と逆向きに極性ができる様に電気を流すことに
よってブレーキ力を得るものであり、減速度が自由に設
定できるところから全速度域に、また、“通常”、“非
常”、“緊急”の全てに対応する。ところがリニアモー
ターカーの列車制御は地上（コイル、変電所等）と一体
になっており、“電気回生ブレーキ”も電気を使う以上
は地上と協調して初めて制動力が得られる。従って、列
車単独では“電気回生ブレーキ”は作動しない。ここに
“電気回生ブレーキ”の不安、ひいてはリニアモーター
カーブレーキシステムの信頼性の問題が生じる。地上に
ある変電所の故障が本来は関係のないブレーキに影響を
及ぼす。また、車両に搭載されている超電導磁石、推進
コイルとき電線の間に介在するき電区分開閉器等のトラ
ブルも即ブレーキの不作動に直結する。その上個々の機
器の信頼性が現在のところ充分ではない。従って、“電
気回生ブレーキ”の信頼性を向上させることが当面の最
重要テーマである。しかし、“電気回生ブレーキ”の信
頼性が向上したとしても不慮の事故に備えて非常用のバ
ックアップブレーキが必要不可欠である。その代表に
“空力ブレーキ”がある。これは各車両の屋根部と側面
に２枚ずつ車両側から“じゃま板”と呼ばれる大きなプ
レートを出し、空気抵抗を利用して制動力を得るもので
あり、航空機に用いられている“スポイラー”と同じメ
カを使用しているので信頼性は高いし、効果も抜群であ
る。『“空力ブレーキ”を時速500〜300Km辺りまでの高
速度域に使用する。それ以下の中速度（時速300〜100K
m）については“推進コイル短絡ブレーキ”を使用し、
低速度域（時速100Km以下）においては車輪に装備した
“ディスクブレーキ”を用いて減速／停止を行う。』と
いうのが現在のところリニアモーターカー制動方法の１
つの案であるが、この方法も中速度域では電気が介在す
るため地上協調型であることに変わりはない。そこで非
常／緊急用ブレーキは車両単独で構成する必要がある。
まず、“空力ブレーキ”を用いてある程度まで減速した
後、台車下に装備した“着地ブレーキ（モリブデン合
金）を油圧で地面に押しつけてさらに減速する。しか
も、この方法は火花が飛び散り床が削られる等イメージ
が良くないことからこの方法はあまり望ましくはない。
また、“空力ブレーキ”も“じゃま板”を広げる分だけ
トンネル等の断面積を拡大する必要があり、コスト面の
問題が残る。
“電気回生ブレーキ”である。これは地上の推進コイル
に加速時と逆向きに極性ができる様に電気を流すことに
よってブレーキ力を得るものであり、減速度が自由に設
定できるところから全速度域に、また、“通常”、“非
常”、“緊急”の全てに対応する。ところがリニアモー
ターカーの列車制御は地上（コイル、変電所等）と一体
になっており、“電気回生ブレーキ”も電気を使う以上
は地上と協調して初めて制動力が得られる。従って、列
車単独では“電気回生ブレーキ”は作動しない。ここに
“電気回生ブレーキ”の不安、ひいてはリニアモーター
カーブレーキシステムの信頼性の問題が生じる。地上に
ある変電所の故障が本来は関係のないブレーキに影響を
及ぼす。また、車両に搭載されている超電導磁石、推進
コイルとき電線の間に介在するき電区分開閉器等のトラ
ブルも即ブレーキの不作動に直結する。その上個々の機
器の信頼性が現在のところ充分ではない。従って、“電
気回生ブレーキ”の信頼性を向上させることが当面の最
重要テーマである。しかし、“電気回生ブレーキ”の信
頼性が向上したとしても不慮の事故に備えて非常用のバ
ックアップブレーキが必要不可欠である。その代表に
“空力ブレーキ”がある。これは各車両の屋根部と側面
に２枚ずつ車両側から“じゃま板”と呼ばれる大きなプ
レートを出し、空気抵抗を利用して制動力を得るもので
あり、航空機に用いられている“スポイラー”と同じメ
カを使用しているので信頼性は高いし、効果も抜群であ
る。『“空力ブレーキ”を時速500〜300Km辺りまでの高
速度域に使用する。それ以下の中速度（時速300〜100K
m）については“推進コイル短絡ブレーキ”を使用し、
低速度域（時速100Km以下）においては車輪に装備した
“ディスクブレーキ”を用いて減速／停止を行う。』と
いうのが現在のところリニアモーターカー制動方法の１
つの案であるが、この方法も中速度域では電気が介在す
るため地上協調型であることに変わりはない。そこで非
常／緊急用ブレーキは車両単独で構成する必要がある。
まず、“空力ブレーキ”を用いてある程度まで減速した
後、台車下に装備した“着地ブレーキ（モリブデン合
金）を油圧で地面に押しつけてさらに減速する。しか
も、この方法は火花が飛び散り床が削られる等イメージ
が良くないことからこの方法はあまり望ましくはない。
また、“空力ブレーキ”も“じゃま板”を広げる分だけ
トンネル等の断面積を拡大する必要があり、コスト面の
問題が残る。
本発明は上記した従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、ロータとステータ間に発生する摩擦熱を大気中に放
出する放熱フィンと、空気の流れを前記放熱フィンに向
け偏向させるエアーインテークと、比熱の大きい水を利
用して前記摩擦熱を吸収し、水を気化させ水蒸気を生成
する蒸発器と、該蒸発器で生成された水蒸気をロータと
ステータに向けて吹き付けるノズルとを備えてなるリニ
アモーターカー用ディスクブレーキである。
で、ロータとステータ間に発生する摩擦熱を大気中に放
出する放熱フィンと、空気の流れを前記放熱フィンに向
け偏向させるエアーインテークと、比熱の大きい水を利
用して前記摩擦熱を吸収し、水を気化させ水蒸気を生成
する蒸発器と、該蒸発器で生成された水蒸気をロータと
ステータに向けて吹き付けるノズルとを備えてなるリニ
アモーターカー用ディスクブレーキである。
本発明は上記のように構成したことにより、オペレー
タがブレーキペダルを踏み込んだ際にディスクブレーキ
のロータとステータ間に発生する摩擦熱を放熱及び冷却
により一定レベル内に納めることができ、該熱がホイー
ル、キャリア、空気等を通してタイヤに伝達されること
を防止し、ひいては同タイヤの破裂も防止するものであ
る。
タがブレーキペダルを踏み込んだ際にディスクブレーキ
のロータとステータ間に発生する摩擦熱を放熱及び冷却
により一定レベル内に納めることができ、該熱がホイー
ル、キャリア、空気等を通してタイヤに伝達されること
を防止し、ひいては同タイヤの破裂も防止するものであ
る。
本発明の実施例を第１図を参照しながら説明する。オ
ペレータがブレーキペダルを踏み込むと、ハイドロリッ
クプレッシャはキャリア１上部に位置するシャトルバル
ブ２を通してピストン３に加わる。ピストン３はフィン
４の穴を通してオグジュアリステータA5に圧力を加え
る。またロータ６及びステータ７はキー８及びトルクチ
ューブ９によって支持されているので図中左右方向に可
動性を持っており、オグジュアリステータA5に加えられ
た圧力は、オグジュアリステータA5→ロータ６→ステー
タ７→ロータ→ステータ……の順で図中右方向に伝達さ
れる。その結果、ロータ６とステータ７の間でそれぞれ
摩擦を生じ、ブレーキ力が発生する。ここで摩擦によっ
て発生した熱は、一方向ではフィン４を経由して大気中
に放出される（空冷）。
ペレータがブレーキペダルを踏み込むと、ハイドロリッ
クプレッシャはキャリア１上部に位置するシャトルバル
ブ２を通してピストン３に加わる。ピストン３はフィン
４の穴を通してオグジュアリステータA5に圧力を加え
る。またロータ６及びステータ７はキー８及びトルクチ
ューブ９によって支持されているので図中左右方向に可
動性を持っており、オグジュアリステータA5に加えられ
た圧力は、オグジュアリステータA5→ロータ６→ステー
タ７→ロータ→ステータ……の順で図中右方向に伝達さ
れる。その結果、ロータ６とステータ７の間でそれぞれ
摩擦を生じ、ブレーキ力が発生する。ここで摩擦によっ
て発生した熱は、一方向ではフィン４を経由して大気中
に放出される（空冷）。
尚、エアインテーク18より流入する空気の流れを効率
的に利用してフィン４の冷却能力を向上している。ま
た、他方向では比熱が大きい水を利用して摩擦熱を吸熱
し、水を気化させ水蒸気を生成する蒸発器10を経由して
放熱される（水冷）。そして、ここで発生した水蒸気を
蒸発器10上部に位置するノズル11からロータ６及びステ
ータ７に直接吹き付けることにより、さらにロータ６及
びステータ７の温度を低下させることが可能である。さ
らに、ホイール12内側（第１図中斜線部分）には断熱材
16及び断熱コーティング17が用いられているため、ロー
タ６とステータ７間に発生した熱がホイール12に伝達す
ることを防止する。また、ロータ６及びステータ７の肉
厚を増加することにより、ブレーキ作動時のロータ６及
びステータ７の温度上昇を低下させる。それに伴いフィ
ン４及び蒸発器10に伝達される熱量を減少する。その
他、ホイール12の通気口13の形状を第２図及び第３図に
示す様に改修し、列車走行速度及びタイヤ回転速度を利
用してブレーキ内部（ロータ６及びステータ７部付近）
を冷却する（空冷）。以上の結果、リニアモーターカー
は、単独のブレーキシステムにおいて速度領域にかかわ
らず安全かつ確実に車両を制動することが可能になる。
的に利用してフィン４の冷却能力を向上している。ま
た、他方向では比熱が大きい水を利用して摩擦熱を吸熱
し、水を気化させ水蒸気を生成する蒸発器10を経由して
放熱される（水冷）。そして、ここで発生した水蒸気を
蒸発器10上部に位置するノズル11からロータ６及びステ
ータ７に直接吹き付けることにより、さらにロータ６及
びステータ７の温度を低下させることが可能である。さ
らに、ホイール12内側（第１図中斜線部分）には断熱材
16及び断熱コーティング17が用いられているため、ロー
タ６とステータ７間に発生した熱がホイール12に伝達す
ることを防止する。また、ロータ６及びステータ７の肉
厚を増加することにより、ブレーキ作動時のロータ６及
びステータ７の温度上昇を低下させる。それに伴いフィ
ン４及び蒸発器10に伝達される熱量を減少する。その
他、ホイール12の通気口13の形状を第２図及び第３図に
示す様に改修し、列車走行速度及びタイヤ回転速度を利
用してブレーキ内部（ロータ６及びステータ７部付近）
を冷却する（空冷）。以上の結果、リニアモーターカー
は、単独のブレーキシステムにおいて速度領域にかかわ
らず安全かつ確実に車両を制動することが可能になる。
本発明は、上記したように地上設備と協調することな
くリニアモーターカーの車両側単独で制動力が得られる
ように構成し、しかも熱対策も十分に施したものである
ので、速度領域にかかわらず安全かつ確実に車両を制動
することができるものである。
くリニアモーターカーの車両側単独で制動力が得られる
ように構成し、しかも熱対策も十分に施したものである
ので、速度領域にかかわらず安全かつ確実に車両を制動
することができるものである。
また、本発明は使用速度領域、構造、使用条件、用途
等に応じて幾つかのブレーキシステムを組み合わせによ
り制動を行うという従来のものとは異なり、単独のブレ
ーキにおいて制動が可能であるため、メンテナンス量が
大幅に削減でき、“メンテナンスフリー”といっても過
言ではないものであり、従来のものに比べコスト面も低
下させ信頼性を一段と向上させることができるという種
々の秀れた効果を奏しうるものである。
等に応じて幾つかのブレーキシステムを組み合わせによ
り制動を行うという従来のものとは異なり、単独のブレ
ーキにおいて制動が可能であるため、メンテナンス量が
大幅に削減でき、“メンテナンスフリー”といっても過
言ではないものであり、従来のものに比べコスト面も低
下させ信頼性を一段と向上させることができるという種
々の秀れた効果を奏しうるものである。
第１図は、本発明の第１実施例に係るディスクブレーキ
を示す要部説明図、第２図は第１図に示すホイール通気
口の断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視図、第４図は
第１図のフィン、エアインテーク部を示す要部説明図、
第５図は従来のディスクブレーキを示す要部説明図、第
６図は従来のリニアモーターカー電力供給を示すシステ
ムブロック図である。 １……キャリア、２……シャトルバルブ、３……ピスト
ン、４……フィン、５……オグジュアリステータＡ、６
……ロータ、７……ステータ、８……キー、９……トル
クチューブ、10……蒸発器、11……ノズル、12……ホイ
ール、13……通気口、14……オグジュアリステータＢ、
15……バッキングパッド、16……断熱材、17……断熱コ
ーティング、18……エアーインテーク。
を示す要部説明図、第２図は第１図に示すホイール通気
口の断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視図、第４図は
第１図のフィン、エアインテーク部を示す要部説明図、
第５図は従来のディスクブレーキを示す要部説明図、第
６図は従来のリニアモーターカー電力供給を示すシステ
ムブロック図である。 １……キャリア、２……シャトルバルブ、３……ピスト
ン、４……フィン、５……オグジュアリステータＡ、６
……ロータ、７……ステータ、８……キー、９……トル
クチューブ、10……蒸発器、11……ノズル、12……ホイ
ール、13……通気口、14……オグジュアリステータＢ、
15……バッキングパッド、16……断熱材、17……断熱コ
ーティング、18……エアーインテーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−3717（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−157841（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−25070（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78329（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−54331（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−73939（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−105812（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B61H 5/00 F16D 65/847
Claims (1)
- 【請求項１】ロータとステータ間に発生する摩擦熱を大
気中に放出する放熱フィンと、空気の流れを前記放熱フ
ィンに向け偏向させるエアーインテークと、比熱が大き
い水を利用して前記摩擦熱を吸収し、水を気化させ水蒸
気を生成する蒸発器と、該蒸発器で生成された水蒸気を
ロータとステータに向けて吹き付けるノズルとを備えて
なることを特徴とするリニアモーターカー用ディスクブ
レーキ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201793A JP3009433B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | リニアモーターカー用ディスクブレーキ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201793A JP3009433B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | リニアモーターカー用ディスクブレーキ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0487875A JPH0487875A (ja) | 1992-03-19 |
| JP3009433B2 true JP3009433B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=16447028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2201793A Expired - Fee Related JP3009433B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | リニアモーターカー用ディスクブレーキ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3009433B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104806664B (zh) * | 2015-05-04 | 2018-05-25 | 山东交通学院 | 一种具有摩擦缓速功能的汽车集成制动器及其控制方法 |
| CN106969064A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-07-21 | 伟攀(上海)机械设备有限公司 | 一种用于离合器径向进气进油装置 |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP2201793A patent/JP3009433B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0487875A (ja) | 1992-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |