JP3697492B2 - Magnetic levitation railway brake system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気浮上式鉄道の機械式制動装置(ブレーキ装置)の構造、その取付け構造に関するものである。
【0002】
【従来技術】
磁気浮上式鉄道として知られる吸引式の車両走行システムにおいてのブレーキ手段は、車両の推力手段であるリニヤモータを制御して得る他に、レールを一対の摩擦材で挾持する広義の機械式ブレーキ装置(摩擦材をレールに押しつける方式のブレーキ装置)を併用するのが普通である。この機械式ブレーキ装置は、レール,路面上を転動する車輪の回転を制動する一般的な鉄道や自動車におけるブレーキ装置とはその方式が異なり、車両本体に対して緩衝バネ等で連結されている所謂バネ下構造に設けた摩擦材で地上側レールを挾持することで制動力作用を得るという磁気浮上式鉄道に特有の構造,作用を有する。
【0003】
この磁気浮上式鉄道に用いられる機械式ブレーキ装置には、一般的には、油圧シリンダを用いた油圧作動式のものが用いられ、例えば、レールを挾んで対向配置された一対の摩擦材を両側に配置した油圧ピストンによりそれぞれレールに押しつけるオポーズド型、油圧ピストンを片側の摩擦材に対して配置し反対側は該片側摩擦材の押しつけ反力でシリンダ部材を浮動的に移動させて押しつけるようにしたキャリパフローティング型等が知られている。
【0004】
図8〜図10はこのうちのフローティング型のブレーキ装置の一例を示したものであり、図において100はキャリパであり、これは油圧シリンダ部101がレール200の片側に配置されると共に、車両側固定部(マグネットコア)300に固設の取付金具600(図10参照)に両端固定したガイドピン301に、キャリパ100に形成した貫通孔102が滑合することより、レール200の横方向(レール延設方向に対して直角な水平方向)に摺動(浮動)自在に支持され、レール200の反対側にはこの油圧シリンダ部101から腕部103を延出して反作用部104を形成させた構造に設けられる。この例では、上記のガイドピン301と貫通孔102の滑合部分は、キャリパ1の回り止めを兼ねて2組設けられていると共に、キャリパを非ブレーキ時に中立位置におくためキャリパ1と車両側固定部300の間に中立位置決め用のスプリング400,400が張設される。なお、500はレール200を挾んで対向配置された一対の摩擦材であり、片側(以下「インナー側」という)の摩擦材5001 は油圧ピストン105の先端に組付けられ、反対側(以下「アウター側」という)摩擦材5002 は上記反作用部104に組付けられている。なお、一般の吸引式磁気浮上型の車両走行システムと同様に、逆U字形に設けられているレール200の各腕部2001 ,2002 に対して、U字形の浮上用電磁石のマグネットコア3の各腕部が対向するように設けられるが、図8の位置は、図10のA−A線で示した部分を示すものであるため、外側(図8の右側)はブレーキ装置の取り外しのために切欠き306が形成されて取付金具600により上記ガイドピン301の取り付け部が形成されている。
【0005】
上記構成において、一対の摩擦材500は、これのレール200への押し付け(挾圧)により生ずる制動力を車両側に伝えるために、図10に示すようにマグネットコア300に設けたブラケット302との間にスラストリンク303が架設されている。
【0006】
以上のキャリパフローティング型のブレーキ装置は、油圧シリンダが片側のみにあるため、車両重量の軽減が重視される磁気浮上式鉄道ではオポーズド型に比べて、装置が小型で軽重量な分有利である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図8〜図10で説明されるブレーキ装置にあっても、更に改善すべき課題が指摘される。
【0008】
すなわち、機械式ブレーキ装置は、安全な走行制御を確保するための極めて重要な保安部品,装置であり、定期的な点検,保守整備や摩擦材の交換作業が必要となる。このため装置の分解取り外し、再組付けの作業はできるだけ容易に行えるようにすることが要望される。
【0009】
しかし、磁気浮上式鉄道の吸引式車両走行システムでは、上述のように地上側敷設のレール200に対してブレーキ装置を直接作用させるものであることと、このブレーキ装置を組付けるマグネットコア300等のバネ下構造は吸引磁気浮上するシステムで最も主要な浮上用磁石(図示せず)の組付け部分であって、しかもレールと該浮上用磁石の間は非浮上時であっても10数mm程度の狭い間隙しかないこと、などから、上記したブレーキ装置の分解取り外し、再組付けの作業容易化は構造的に必ずしも簡単でない。また、この作業容易化のためにブレーキ装置組付け部(マグネットコア等)に大きな切欠き(図10で示す306)を形成し、取り付けボルト307で取り付けた取付金具6を外すことでブレーキ装置の本体であるキャリパ100の下方への取りに外しを可能とする必要を招くが、このようにすると同部位の機械的な剛性低下を招き、バネ下構造の強度上適当でない。
【0010】
したがってこのような重要部分の強度,剛性低下を招くことなく、上記したブレーキ装置の分解取り外し、再組付けの作業容易化を実現することが強く望まれている。
【0011】
また、上記ブレーキ装置は走行する車両のバネ下構造部分の一部として、姿勢不動の地上側レールを挾持するものであるから、ブレーキ装置が車両側の揺れなどに追随することでレールとの間に生ずる相対的な姿勢変動で、ブレーキ時の摩擦材とレールの当たりが偏より、いわゆる偏摩耗を生じて通常ブレーキ時の制動不良の原因となったり、摩擦材の早期消耗を招く不具合がある(図9参照)。
【0012】
更に、レール面の不整(表面の凹凸)や敷設精度(通称「通り精度」という)不良等に原因する振動が制動状態のブレーキ装置を介して車両側に減衰せずに伝わると、ブレーキ時の異常振動として車両側の乗り心地を著しく損なうという不具合がある。
【0013】
したがってこのようなレールと車両側との相対的姿勢変動や振動伝達をできるだけ抑制できるブレーキ装置の構造、組付け構造が望まれている。
【0014】
また更に、ブレーキ作動時に車両の浮上,着地を行うと、摩擦材の挾持によりレールに対し実質的に固定関係となっているブレーキ装置(バネ下構造)には車両の上下動による押上げ力あるいは押下げ力が作用し、バネ下構造のブレーキ装置組付け部に荷重が集中的に作用することになって、同構造部分の破損防止や変形抑制等を図るためには同部位の剛性が必要になるため、これに伴い重量増大の問題を招く。しかし、磁気浮上式の走行システムではむしろ車両の重量軽減が最重要課題の一つである。
【0015】
したがってこのような問題に対しても、重量増大をできるだけ抑制した破損防止,変形抑制を可能とするブレーキ装置の構造、組付け構造が望まれている。
【0016】
本発明は以上のような種々の課題を解決できて、磁気浮上式鉄道の吸引式車両走行システムに好適に適用できる構造のブレーキ装置を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成する本発明よりなる磁気浮上式鉄道のブレーキ装置の特徴の一つは、地上側に固定のレールと、このレールに対向されて磁気吸引力作用で車両を浮上させる浮上用電磁石と、上記レールを挾んで制動力を生ずることができるようにレール両側に離間対向配置された一対の摩擦材を有するブレーキ装置と、これら浮上用電磁石及びブレーキ装置を支持する車両側の強度構造体とを備えていて、上記のブレーキ装置は、上記一対の摩擦材の一方をシリンダ装置によりレールに押し付けると共に、この押し付け反力でレール横方向に移動して他方の摩擦材をレールに押し付けるキャリパを有するように構成した磁気浮上式鉄道において、上記ブレーキ装置は、上記強度構造体を間にして離間配置した分割体を着脱可能の締結手段で一体化することで上記キャリパを形成すると共に、このキャリパ及び強度構造体のいずれか一方に形成した滑合孔に嵌挿滑合し、かつキャリパ及び強度構造体のいずれか他方に固定したガイドピンによって、該キャリパの上記レール横方向の移動案内をする移動案内手段を構成させたというところにある。
【0018】
本発明においてかかる構成を採用した理由の一つは次のことにある。すなわち、吸引式磁気浮上型の車両走行システムでは、レールが逆U字形であってもそれ以外の形であっても、車両側の浮上用電磁石のマグネットコアはこのレールに微小な間隙で対向するのが通常であり、またその構成が効率的な磁気吸引力を得るのに望ましい構成となるから、該マグネットコアを車両側の強度構造体として利用する場合にはかかる微小間隙での対向状態を確保しつつブレーキ装置の組付けを可能とする構成が望まれ、かかる要望を満足するために上記構成が適していると理解されたからである。
【0019】
このような構成とすることにより、ブレーキ装置の本体とも言うべき一体化されたキャリパを、締結手段の取り外しによって個々には小さな要素である上記分割体に分けて別々に取出すことができるので、上記強度構造体の構造に制約されずに、あるいは該強度構造体の構造に切り欠きを設ける制約を与えることなしに取出すことができる。より具体的には、例えばボルト−ナットにより上記締結手段を構成させ、そのボルトを車両側の強度構造体を貫通させている場合には、ナットの取り外し,ボルトの引抜きによってキャリパの分割体は相互に分離して取り外すことができるので、ブレーキ装置の分解取り外しや再組付けの作業は極めて容易となる。
【0020】
なお上記構成において、ブレーキ装置の一方の摩擦材をレールに押し付けるシリンダ装置は、油圧式あるいは空圧式のピストン−シリンダが用いられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0021】
本発明において強度構造体というのは、例えば、いわゆるバネ下構造のフレーム,浮上用電磁石のマグネットコア、などを例示することができるがこれに限定されるものではない。
【0022】
また本発明の他の特徴の一つは、上記構成において、移動案内手段を構成しているキャリパ及び強度構造体のいずれか一方に形成した滑合孔と、これに嵌挿滑合するガイドピンとからなる組を少なくとも2組設けると共に、該滑合孔とガイドピン滑合部に、両者軸芯の相対的な平行移動、及び相対的な傾動を許容するように弾性体を介在させたという構成をなすところにある。
【0023】
このように構成することで、ブレーキ時に、摩擦材がこれを強固に挾持し、したがってキャリパがレール側に実質的に固定された関係となった場合でも、移動案内支持手段を介してこのキャリパを支持している車両側のマグネットコア等の強度構造体は、キャリパとの間に介在された移動案内支持手段の弾性体の弾性変形で両者の相対的な径方向移動,傾斜が吸収,緩衝されることになるので、無理な荷重が作用せず、したがってマグネットコア等の強度構造体の設計強度上の負担が軽減される。
【0024】
更に、レール面の不整等に起因するキャリパの振動等もこの弾性体で吸収,緩衝されるので、これが車両本体側に伝わることも抑制される。
【0025】
また本発明において、要するに「滑合孔をキャリパ及び強度構造体のいずれか一方に形成し、他方、この滑合孔に嵌挿滑合するガイドピンをキャリパ及び強度構造体のいずれか他方に固定する」という形式で構成を特定したのは、ガイドピンの両端をキャリパに固定すると共に中間部で強度構造体の滑合孔に滑合させる形式であっても、反対に、ガイドピンの中間部を強度構造体に固定すると共に両端をキャリパの滑合孔に滑合させる形式、のいずれであっても本発明の目的は十分に達成されるからであるが、一般には、ガイドピンをキャリパの分割体の締結手段として兼用できるので、前者のガイドピン両端をキャリパに固定する形式が好ましく採用される。
【0026】
滑合孔とガイドピン滑合部に介在される弾性体は、弾性体が滑合摺動面上を摺動する形式としてもよいが、摺動抵抗をできるだけ小さくするために、滑合面を形成する筒状部材を設けて、この筒状部材の位置,姿勢が変位できるように上記弾性体を裏打材として設けることが好ましい。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づいて更に説明する。
【0028】
図1及び図2は、本発明の吸引式の磁気浮上式鉄道を高架で構築する例として説明する図であり、その概要は次のように説明される。
【0029】
これの図において、1は本例の鉄道システムを高架で構築するために建設されたレール敷設用の桁を示し、該桁1は所定の間隔で構築された橋脚(図示せず)によって支持されている。なお、本発明は軌道台を桁により構成する方式であっても地盛等で軌道台を構成する方式であっても差異はない。
【0030】
2は、上記桁1に敷設されたレールであり、本例の磁気浮上式鉄道の車両走行システムは、跨座型のシステムを例示するものであるからこれに則して説明すると、従来公知のように、該レール2は逆U字形の形状をなしているレール本体部分が上記桁1の両側から左右双方に突出して位置するように図示しない枕木構造等で支持され、車両3の走行方向に連続して延設されている。
【0031】
そして、これらの図で跨座型の車両走行システムとして示されている本例の車両3は、図示しない緩衝バネ等により連結されているバネ上である客室側の車両本体4と、図2に示す浮上用電磁石6やリニヤモータ7,ブレーキ装置8が取り付けられたバネ下側のモジュール5とを有し、車両本体4の下部に設けられた架台9によりモジュール5の前後端の上部がエアバネ10を介して懸架され、またモジュール5の中間上部と架台9の間には推進力伝達用スラストロッド11が連結されている。なお、12(121 ,122 )はブレーキ装置8によりレール2を挾持する摩擦材、13はモジュール5に設けたブラケット5aと摩擦材12の間を連結するスラストリンクである。なお本例の車両3には、モジュール5を両側それぞれに5個づつほとんど隙間なく連設されている。
【0032】
図3、図4は、以上の車両走行システムの車両3に設けられているブレーキ装置8を示したものであり、図3は、レール2及び浮上用電磁石のマグネットコア6a(電磁石鉄芯)のそれぞれ一部を切欠いて示した斜視図、図4は同ブレーキ装置の縦断面図である。
【0033】
これらの図において、81はブレーキ装置のキャリパであって、マグネットコア6aを挾んでその両側に配置された一対の分割体82,83を下記するボルト部材−ナット部材よりなる3組の締結手段で締結することで一体化されてなっている。すなわち、本例における第1,第2の締結手段は、図3に示すようにキャリパ81の上下方向の略中間位置において平行に配置され、マグネットコア6aを貫通するスリーブ84が、その両端を上記一対の分割体の内面82a,83aと係合することで該両者分割体82,83の接近を規制すると共に、該分割体82,83に形成した貫通孔82b,83b及び上記スリーブ84を貫通するボルト部材85とその先端ネジ部に螺合させたナット部材86の締結により、これら分割体82,83がスリーブ84を締め付ける形で締結される。また第3の締結手段は、一対の分割体82,83のマグネットコア6aの下方まで伸びた下端部間において両者間に挾持された長尺のナット部材87の両側ネジ部に、該分割体82,83に形成した貫通孔82c,83cを通して差し込んだボルト部材82d,83dを螺合して締結する。
【0034】
これら第1〜第3の締結手段により、一対の分割体82,83は一体化された一つのキャリパ81となる。なお、83eはシリンダ83fに滑合されたピストンであり、図示しない空圧源からの圧力エアが供給管83gを介して供給されることで摩擦材122 をレール2に押し付けるようになっている。
【0035】
そして本例の特徴は、以上のように構成された第1,第2の締結手段のスリーブ84がマグネットコア6aの貫通孔に対して軸方向に移動可能のガイドピンを兼ねていると共に、スリーブ(以下、その機能に鑑み「ガイドピン」と称する)84が、マグネットコア6aに対して径方向の移動及び軸心の傾動が許容されるように構成されているところにある。
【0036】
すなわち、上記のマグネットコア6aは、上記ガイドピン84が貫通するように形成した貫通孔の内周面6bに例えばゴム製の筒状弾性体88を嵌合し、更にこの筒状弾性体88の内周に金属材等の剛性材からなる短尺の筒状軸受け部材89を嵌合して、この筒状のスライド軸受部材89が上記ガイドピン84の外周に軸方向移動(摺動)可能に滑合する構成とされている。なおゴム製の筒状弾性体88は、マグネットコア6aの貫通孔の両側側壁にそれぞれ係合する円環状の弾性体901 ,902 及びワッシャ911 ,912 を介して、筒状軸受け部材89の外周に形成したネジ部に螺着されるナット921 ,922 により抜け止め固定されるようになっている。
【0037】
なお、931 ,932 は非ブレーキ時にキャリパ81を中立位置に保持するための一対の中立位置保持スプリングであり、マグネットコア6aと一対の分割体82,83の間に張設されている。
【0038】
図5は以上のように構成されたブレーキ装置8のガイドピン(スリーブ84)を支持する部分の構成を更に詳細に示した図であり、ガイドピン84とスライド軸受部材89の滑合面の摺動性を常に良好に維持するために、保護ブーツ941 ,942 がこれらの滑合面を外気から封止するため図示のように架設されている。
【0039】
以上の構成のブレーキ装置にあっては、第1〜第3の締結手段を構成しているボルト−ナットの係合関係を外せば、キャリパ81を構成している分割体82,83はそれぞれ小さなブロック体として分離され、また、バネ下構造の部分である構造部分(本例ではマグネットコア6a)との連結関係も解除されるので、これらの分割体82,83は各独立に容易に取り外すことが可能となる。
【0040】
次に、以上のように構成されたブレーキ装置の作動について説明する。
【0041】
まず、磁気浮上式の車両が、そのバネ下構造部分であるモジュール5と、車両本体3及びレール2とが、上下方向に関する相対移動や姿勢の傾動も実質的に生じない理想的な状態でブレーキを作動させたとすると、図4に示した非ブレーキ時の状態にあるブレーキ装置8は、供給圧力エアによりピストン83eが摩擦材122 をレール2の一面に押し付ける。するとこの押し付け反力によりキャリパ81には図4の右側方向への移動力が作用することになり、このキャリパ81は、ガイドピン(スリーブ)84がマグネットコア6aに対してレール2の横方向(図4の左右方向)に摺動自在に支持されているため同方向(図4の右側方向)に移動され、摩擦材121 を支持している分割体82が反作用部として該摩擦材121 をレール2の他面に押し付ける。したがって、これによる一対の摩擦材121 ,122 のレール挾圧によりブレーキ力が発生し、スラストリンク13を介して、この制動力は、マグネットコア6aを含む車両のバネ下構造部分であるモジュール5に伝えられることになる。なおこの際、ガイドピン84の支持部分には軸方向以外の力が特に作用しないので、円滑なブレーキ作動が行われる。
【0042】
次に、浮上走行中にブレーキをかけて停止した後、このブレーキをかけた状態のまま浮上力が失われた場合を考えると、この場合には、レール2に対して車両が降下し、したがってそのバネ下構造であるモジュール5、及びその構造部分として一体のマグネットコア6aも降下する。
【0043】
しかしながら、ブレーキ装置8は、摩擦材12(121 ,122 )がレール2を強固に挾持しているために、キャリパ81はレール2に固定された状態と略等しい拘束状態にあり、モジュール8と共に降下することが規制される。このように、モジュール5(マグネットコア6a)がブレーキ装置8を降下させようとする力と、これに反してレール挾持によりキャリパ81の降下を拘束する力が相反作用するが、本例の構成においては、マグネットコア6aの貫通孔と筒状軸受け部材89の間に嵌合した筒状弾性体88が径方向に圧縮できるようになっているので、図6に示すように、マグネットコア6aがキャリパ81に対して相対的に下方に降下した分だけ該筒状弾性体88の上側部分が圧縮され、下側部分が伸びてこの相対的なずれを吸収することができ、摺動部分や支持部分の損傷を招くことがない。なお中立位置保持スプリング931 ,932 はコイルスプリングの変形により上記相対的なずれを吸収することができる。
【0044】
また、ブレーキ時に、レール2に対してモジュール5(バネ下構造)が傾斜する状態が生じた場合には、上記筒状弾性体88が図7に示すように傾斜して圧縮されることにより、この傾斜に伴う相対的な姿勢ずれを吸収することができ、この点においても摺動部分や支持部分の損傷を招くことがない。
【0045】
以上のように、本例のブレーキ装置8は、マグネットコア6aとキャリパ81の間の図4の上下方向の軸(y軸)に沿った移動及び紙面に垂直な軸(z軸)に沿った移動を、筒状弾性体88の弾性変形により吸収することで、これらマグネットコア6aとキャリパ81の相対的な位置ずれ(平行移動)を吸収することができ、他方図の左右方向の軸(x軸)に沿った移動はガイドピン84と筒状軸受け部材89の滑合により自由に許容することで、キャリパのフローティング(浮動)によるブレーキ作動を保証することができる。また上記x軸回りのマグネットコア6aとキャリパ81の相対的な傾斜ずれ(回転)は、2本のガイドピン84がマグネットコア6aに貫通嵌合する関係に設けられているので拘束され、他方、y,z軸回りのマグネットコア6aとキャリパ81の相対的な傾斜ずれ(回転)は、筒状弾性体88の弾性変形により吸収することができる。したがって、上記位置ずれ,傾斜ずれとしてガイドピン84と筒状軸受け部材89の間に発生し得る実際量を考慮して、筒状弾性体88の弾性変形可能量を設計することで、図6,図7で説明される場合のブレーキ装置の損傷発生等を防止することができる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気浮上式鉄道の吸引式車両走行システムに好適なブレーキ装置、及びその取付け構造を提供でき、特に以下に示す優れた効果が奏される。
【0047】
▲1▼:安全走行制御の確保のための極めて重要な保安部品であるブレーキ装置についての分解取り外し、再組付けの作業が簡単であり、定期的な点検,保守整備や摩擦材の交換作業が容易となる。
【0048】
▲2▼:上記の装置の分解取り外し、再組付けの作業を容易化しつつ、ブレーキ装置やバネ下構造の強度,剛性低下を招くことがない。
【0049】
▲3▼:摩擦材がレールを挾持した状態でこれらの間の相対的な姿勢変動を吸収する弾性体が設けられているので、車両側の揺れなどがあってもブレーキ装置はレール側に適応した追随姿勢を保つことができ、したがってレールとの間に生ずる相対的な姿勢変動が抑制されて、いわゆる偏摩耗の防止、ひいてはブレーキ時の制動不良の防止、摩擦材の早期消耗の防止が図られる。
【0050】
▲4▼:ブレーキ装置は上述のようにレール側に適応した追随姿勢を保つことができるので、レール面の不整やいわゆる通り精度不良等に原因するブレーキ装置の振動は減衰されて、ブレーキ時の異常振動が車両側に伝わることが抑制でき、乗り心地を著しく損なうことがない。
【0051】
▲5▼:ブレーキ装置が摩擦材の挾持によりレールに対し実質的に固定関係となっている状態で車両の浮上,着地を行っても、両者の上下方向の相対位置変位を弾性体で吸収できるので、無理な押上げ力あるいは押下げ力が作用せず、バネ下構造のブレーキ装置組付け部の剛性要求を軽減でき、重量増を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する吸引式浮上走行側の磁気浮上式鉄道の構成概要全体を示した側面図。
【図2】図1の磁気浮上式鉄道の車両のバネ下構造部分(モジュール)の一部を示した側面図。
【図3】図2のモジュールに組み付けたブレーキ装置の構造と、その組み付け構造を示した一部を破断した斜視図。
【図4】図3のブレーキ装置の縦断正面図。
【図5】図3のブレーキ装置のガイドピン部分の詳細を示した一部断面図。
【図6】図3のブレーキ装置が、ブレーキ時に浮上力を失った場合の状態を示した縦断正面図。
【図7】図3のブレーキ装置を有するバネ下構造が、ブレーキ時にレールに対して傾斜した場合の状態を示した縦断正面図。
【図8】従来のブレーキ装置の構成概要一例を示した一部を断面した正面図。
【図9】同図8のブレーキ装置の摩擦材が偏摩耗を生ずる際のブレーキ装置の姿勢変動状態を示した図。
【図10】図8のブレーキ装置の側面図。
【符号の説明】
1・・・桁 2・・・レール
3・・・車両 4・・・車両本体
5・・・モジュール 5a・・・ブラケット
6・・・浮上用電磁石 6a・・・マグネットコア
7・・・リニアモータ 8・・・ブレーキ装置
9・・・架台 10・・・エアバネ
11・・・推進力伝達用スラストロッド
12(121 ,122 )・・・摩擦材
13・・・スラストリンク
81・・・キャリパ 82,83・・・分割体
82a,83a・・・内面 82b,83b・・・貫通孔
82c,83c・・・貫通孔 83d・・・ボルト部材
83e・・・ピストン 83f・・・シリンダ
83g・・・圧力エアが供給管
84・・・スリーブ(ガイドピン)
85・・・ボルト部材 86・・・ナット部材
87・・・ナット部材 88・・・筒状弾性体
89・・・スライド軸受部材
901 ,902 ・・・円環状の弾性体
911 ,912 ・・・ワッシャ 921 ,922 ・・・ナット
931 ,932 ・・・中立位置保持スプリング
100・・・キャリパ
101・・・油圧シリンダ部 102・・・貫通孔
103・・・腕部 104・・・反作用部
105・・・油圧ピストン
200・・・レール
2001 ,2002 ・・・腕部
300・・・マグネットコア
301・・・ガイドピン 302・・・ブラケット
303・・・スラストリンク
306・・・切欠き 307・・・取り付けボルト
400・・・中立位置決め用のスプリング、
500・・・摩擦材、
5001 ・・・インナー側摩擦材 5002 ・・・アウター側摩擦材
600・・・ブレーキ取付金具。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a mechanical braking device (braking device) of a magnetically levitated railway and a mounting structure thereof.
[0002]
[Prior art]
The brake means in the attraction-type vehicle traveling system known as a magnetically levitated railway is obtained by controlling a linear motor that is a thrust means of the vehicle, and in addition, a broad mechanical brake device that holds the rail with a pair of friction materials ( It is common to use a brake device that presses the friction material against the rail. This mechanical brake device is different in the system from a brake device in a general railway or automobile that brakes rotation of a wheel rolling on a rail or road surface, and is connected to a vehicle body by a buffer spring or the like. It has a structure and action peculiar to a magnetically levitated railway in which a braking force action is obtained by holding the ground-side rail with a friction material provided in a so-called unsprung structure.
[0003]
The mechanical brake device used in this magnetically levitated railway is generally a hydraulically operated type using a hydraulic cylinder. For example, a pair of friction materials disposed opposite to each other with a rail interposed therebetween are arranged on both sides. Opposed type that presses against the rail by the hydraulic piston placed on the one side, the hydraulic piston is placed against the friction material on one side, and the cylinder member is floated and pressed on the opposite side by the pressing reaction force of the one side friction material A caliper floating type is known.
[0004]
8 to 10 show an example of the floating type brake device, in which 100 is a caliper, in which the
[0005]
In the above-described configuration, the pair of
[0006]
The caliper floating type brake device described above has a hydraulic cylinder only on one side, and therefore, the magnetic levitation railway in which reduction of vehicle weight is important is advantageous in that the device is smaller and lighter than the opposed type.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the brake device illustrated in FIGS. 8 to 10, problems to be further improved are pointed out.
[0008]
That is, the mechanical brake device is an extremely important safety part and device for ensuring safe traveling control, and requires periodic inspection, maintenance and replacement work of friction materials. For this reason, it is desired that the work of disassembling and reassembling the apparatus can be performed as easily as possible.
[0009]
However, in the suction type vehicle traveling system of the magnetic levitation railway, the brake device is directly applied to the
[0010]
Therefore, it is strongly desired to realize the above-described work of disassembly / removal and reassembly of the brake device without reducing the strength and rigidity of the important part.
[0011]
In addition, since the brake device holds a ground-side rail that does not move as a part of the unsprung structure portion of the traveling vehicle, the brake device follows the vehicle-side vibration, etc. As a result, the friction between the friction material and the rail at the time of braking is uneven, and so-called uneven wear occurs, causing braking failure at the time of normal braking or causing the friction material to be prematurely consumed. (See FIG. 9).
[0012]
Furthermore, if vibrations caused by irregularities on the rail surface (surface irregularities) or laying accuracy (commonly called “passing accuracy”) are transmitted to the vehicle side without being attenuated via the braking device in the braking state, There is a problem that the ride comfort on the vehicle side is remarkably impaired as abnormal vibration.
[0013]
Accordingly, there is a demand for a brake device structure and an assembly structure that can suppress relative posture fluctuations and vibration transmission between the rail and the vehicle side as much as possible.
[0014]
Furthermore, when the vehicle is lifted and landed when the brake is activated, the brake device (unsprung structure) that is substantially fixed to the rail by holding the friction material has a push-up force caused by the vertical movement of the vehicle. The pressing force acts and the load concentrates on the brake device assembly part of the unsprung structure, so the rigidity of the same part is necessary to prevent damage to the structural part and to suppress deformation. Therefore, this causes a problem of weight increase. However, in the magnetically levitated traveling system, the weight reduction of the vehicle is rather one of the most important issues.
[0015]
Therefore, there is a demand for a structure and an assembly structure of a brake device that can prevent damage and suppress deformation while suppressing an increase in weight as much as possible.
[0016]
The present invention provides a brake device having a structure that can solve various problems as described above and can be suitably applied to a suction vehicle traveling system of a magnetically levitated railway.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
One of the features of the brake system for a magnetically levitated railway according to the present invention that achieves the above object is a rail fixed to the ground side, and a levitating electromagnet that faces the rail and floats the vehicle by the action of magnetic attraction. And a brake device having a pair of friction materials disposed on both sides of the rail so as to be able to generate a braking force by sandwiching the rail, and a vehicle-side strength structure that supports the levitation electromagnet and the brake device The brake device includes a caliper that presses one of the pair of friction materials against the rail by the cylinder device and moves the rail in the lateral direction by the pressing reaction force to press the other friction material against the rail. In the magnetically levitated railway configured to have the brake device, the brake device is a fastening means capable of attaching and detaching the divided body spaced apart with the strength structure therebetween The caliper is formed by integration, and the guide pin is fitted and slid into a sliding hole formed in one of the caliper and the strength structure and fixed to either the caliper or the strength structure. Thus, the movement guide means for guiding the movement of the caliper in the lateral direction of the rail is configured.
[0018]
One of the reasons for adopting such a configuration in the present invention is as follows. That is, in the attraction type magnetic levitation type vehicle traveling system, the magnet core of the levitation electromagnet on the vehicle side faces this rail with a minute gap, regardless of whether the rail is an inverted U shape or any other shape. Therefore, when the magnet core is used as a strength structure on the vehicle side, the facing state in the minute gap is not desirable. This is because a configuration that enables assembly of the brake device while securing it is desired, and it has been understood that the above configuration is suitable for satisfying such a request.
[0019]
By adopting such a configuration, the integrated caliper, which can also be called the main body of the brake device, can be separately taken out into the above-mentioned divided bodies that are small elements by removing the fastening means. The structure can be taken out without being constrained by the structure of the strength structure or without giving a restriction to provide a notch in the structure of the strength structure. More specifically, for example, when the fastening means is constituted by bolts and nuts and the bolts are passed through the strength structure on the vehicle side, the caliper parts are separated by removing the nuts and pulling out the bolts. Therefore, the work of disassembling and reassembling the brake device becomes extremely easy.
[0020]
In the above configuration, a hydraulic or pneumatic piston-cylinder is used as the cylinder device that presses one friction material of the brake device against the rail. However, the present invention is not limited to this.
[0021]
Examples of the strength structure in the present invention include, but are not limited to, a so-called unsprung structure frame and a magnet core of a floating electromagnet.
[0022]
Another feature of the present invention is that, in the above-described configuration, a sliding hole formed in one of the caliper and the strength structure constituting the movement guide means, and a guide pin fitted into and sliding on the sliding hole A configuration in which at least two sets of the above are provided, and an elastic body is interposed in the sliding hole and the guide pin sliding portion so as to allow relative translation and relative tilting of both shaft cores. It is in the place of making.
[0023]
By configuring in this way, the friction material firmly holds it during braking, so that even if the caliper is substantially fixed to the rail side, the caliper is held via the movement guide support means. The strength structure such as a magnet core on the vehicle side that is supported is absorbed and buffered by the relative deformation and inclination of both of them due to the elastic deformation of the elastic body of the moving guide support means interposed between the calipers. Therefore, an unreasonable load does not act, and therefore the burden on the design strength of a strength structure such as a magnet core is reduced.
[0024]
Furthermore, since the caliper vibration and the like due to irregularities in the rail surface are absorbed and buffered by this elastic body, it is also possible to prevent this from being transmitted to the vehicle body side.
[0025]
Further, in the present invention, in short, “a sliding hole is formed in one of the caliper and the strength structure, and on the other hand, a guide pin that fits and slides into the sliding hole is fixed to either the caliper or the strength structure. The configuration is specified in the form of “to do”, even if the guide pin is fixed at both ends to the caliper and is slid into the sliding hole of the strength structure at the intermediate portion. This is because the object of the present invention can be sufficiently achieved by any of the types in which the strength is fixed to the strength structure and both ends are slid into the sliding holes of the caliper. Since it can be used also as a fastening means for the divided body, the former type in which both ends of the guide pin are fixed to the caliper is preferably employed.
[0026]
The elastic body interposed between the sliding hole and the guide pin sliding portion may be of a type in which the elastic body slides on the sliding sliding surface. It is preferable to provide a cylindrical member to be formed and provide the elastic body as a backing material so that the position and posture of the cylindrical member can be displaced.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be further described based on the embodiments shown in the drawings.
[0028]
FIG.1 and FIG.2 is a figure demonstrated as an example which constructs | assembles the attraction | suction type magnetic levitation type railway of this invention by elevated, The outline | summary is demonstrated as follows.
[0029]
In this figure, reference numeral 1 denotes a rail laying girder constructed to construct the railway system of this example with an elevated structure, and the girder 1 is supported by bridge piers (not shown) constructed at a predetermined interval. ing. In the present invention, there is no difference between a method in which the way is constituted by girders and a method in which the way is constituted by a ground or the like.
[0030]
[0031]
And the vehicle 3 of this example shown as a straddle-type vehicle traveling system in these drawings includes a vehicle body 4 on the cabin side that is on a spring connected by a buffer spring or the like (not shown), and FIG. And a
[0032]
3 and 4 show the brake device 8 provided in the vehicle 3 of the vehicle traveling system described above. FIG. 3 shows the
[0033]
In these drawings,
[0034]
By these first to third fastening means, the pair of divided
[0035]
The feature of this example is that the
[0036]
That is, the
[0037]
93 1 , 93 2 Is a pair of neutral position holding springs for holding the
[0038]
FIG. 5 is a diagram showing in more detail the configuration of the portion that supports the guide pin (sleeve 84) of the brake device 8 configured as described above. The sliding surface of the sliding surface between the
[0039]
In the brake device having the above configuration, the divided
[0040]
Next, the operation of the brake device configured as described above will be described.
[0041]
First, the magnetically levitated vehicle is braked in an ideal state in which the
[0042]
Next, consider the case where the suspension force is lost while the brake is applied and then the levitation force is lost while the brake is applied. In this case, the vehicle descends with respect to the
[0043]
However, the brake device 8 has the friction material 12 (12 1 , 12 2 ) Firmly holds the
[0044]
Further, when a state occurs in which the module 5 (unsprung structure) is inclined with respect to the
[0045]
As described above, the brake device 8 of the present example moves along the vertical axis (y axis) in FIG. 4 between the
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a brake device suitable for a suction type vehicle traveling system for a magnetically levitated railway, and its mounting structure, and the following excellent effects can be achieved.
[0047]
(1): It is easy to disassemble, remove, and reassemble the brake device, which is an extremely important safety part for ensuring safe driving control. Regular inspection, maintenance, and replacement of friction materials are also possible. It becomes easy.
[0048]
{Circle around (2)} While disassembling, removing and reassembling the above-mentioned device is facilitated, the strength and rigidity of the brake device and unsprung structure are not reduced.
[0049]
(3): An elastic body that absorbs the relative posture fluctuation between the friction materials while holding the rails is provided, so the brake device adapts to the rail side even if there is shaking on the vehicle side. Therefore, it is possible to maintain the following attitude, and therefore, the relative attitude fluctuation generated between the rail and the rail is suppressed, so that so-called uneven wear can be prevented, in turn, braking failure during braking, and premature wear of the friction material can be prevented. It is done.
[0050]
(4): Since the brake device can maintain the following posture adapted to the rail side as described above, the vibration of the brake device due to irregularity of the rail surface or so-called poor accuracy is attenuated, and the Abnormal vibrations can be prevented from being transmitted to the vehicle side, and riding comfort is not significantly impaired.
[0051]
(5): Even when the vehicle floats and lands in a state where the brake device is substantially fixed to the rail by holding the friction material, the relative displacement in the vertical direction of both can be absorbed by the elastic body. Therefore, an excessive push-up force or push-down force does not act, the rigidity requirement of the unsprung structure of the brake device assembly can be reduced, and the weight increase can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an overall configuration outline of a magnetic levitation railway on a suction levitation traveling side to which the present invention is applied.
2 is a side view showing a part of an unsprung structure portion (module) of the vehicle of the magnetically levitated railway shown in FIG. 1;
3 is a perspective view of a structure of a brake device assembled to the module of FIG. 2 and a part of the structure showing the assembly structure. FIG.
4 is a longitudinal front view of the brake device of FIG. 3;
5 is a partial cross-sectional view showing details of a guide pin portion of the brake device of FIG. 3;
6 is a longitudinal front view showing a state where the brake device of FIG. 3 loses levitation force during braking. FIG.
7 is a longitudinal front view showing a state where the unsprung structure having the brake device of FIG. 3 is inclined with respect to the rail during braking.
FIG. 8 is a partial cross-sectional front view showing an example of a configuration outline of a conventional brake device.
9 is a view showing a posture variation state of the brake device when the friction material of the brake device of FIG. 8 causes uneven wear.
10 is a side view of the brake device of FIG. 8. FIG.
[Explanation of symbols]
1 ...
3 ... Vehicle 4 ... Vehicle body
5 ...
6 ... Electromagnet for
7 ... Linear motor 8 ... Brake device
9 ...
11 ... Thrust rod for propulsion transmission
12 (12 1 , 12 2 ) ・ ・ ・ Friction material
13 ... Thrust link
81 ...
82a, 83a ...
82c, 83c ... through
83e ・ ・ ・ Piston 83f ・ ・ ・ Cylinder
83g ・ ・ ・ Pressure air is supplied pipe
84 ... Sleeve (guide pin)
85 ...
87 ...
89 ... Slide bearing member
90 1 , 90 2 ... An annular elastic body
91 1 , 91 2 ... Washers 92 1 , 92 2 ···nut
93 1 , 93 2 ... Neutral position holding springs
100 ... caliper
101 ...
103 ...
105 ... Hydraulic piston
200 ... Rail
200 1 , 200 2 ... Arms
300 ... Magnetic core
301 ...
303 ... Thrust link
306 ... Notch 307 ... Mounting bolt
400: Spring for neutral positioning,
500 ... friction material,
500 1 ...
600 ... Brake mounting bracket.
Claims (3)
上記ブレーキ装置は、上記強度構造体を間にして離間配置した分割体を着脱可能の締結手段で一体化することで上記キャリパを形成すると共に、このキャリパ及び強度構造体のいずれか一方に形成した滑合孔に嵌挿滑合し、かつキャリパ及び強度構造体のいずれか他方に固定したガイドピンによって、該キャリパの上記レール横方向の移動案内をする移動案内手段を構成させたことを特徴とする磁気浮上式鉄道のブレーキ装置。A fixed rail on the ground side, a levitating electromagnet that faces the rail and floats the vehicle by the action of a magnetic attractive force, and is spaced apart and arranged on both sides of the rail so that a braking force can be generated by sandwiching the rail. A brake device having a pair of friction materials, and a vehicle-side strength structure that supports the levitation electromagnet and the brake device, and the brake device rails one of the pair of friction materials by a cylinder device. In the magnetic levitation railway configured to have a caliper that moves to the rail lateral direction by this pressing reaction force and presses the other friction material against the rail.
The brake device is formed on the caliper or the strength structure by forming the caliper by integrating the divided structures spaced apart with the strength structure therebetween with a detachable fastening means. The movement guide means for guiding the movement of the caliper in the lateral direction of the rail is constituted by a guide pin that is fitted and fitted in the sliding hole and fixed to either the caliper or the strength structure. Magnetic levitation railway brake device.
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