JPH01303100A - 車両用渦電流ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、重両用渦電流ブレーキ装置に係り、特に温度
補償された渦電流ブレーキ装置を有する車両用渦電流ブ
レーキ装置に関する。

（従来の技術） 一般に゛屯気鉄道車両］０は、第３図に示すように駆動
車１］と、この駆動車１］に連結器１２を介して連結さ
れる複数の被駆動車］３とから構成されている。この駆
動車］］には、運転指令室。

１４、主電動機］５、その他の制動抵抗装置１６″、５
か鑞えられている。被駆動車］３には、詳細を後述する
渦電流ブレーキ装置１７やこの渦電流ブレーキ装置１７
に制動用励磁電流を供給する直流励磁電源１８等か備え
られている。

前記駆動１’ｊ　１１の主電動機コ−５は、前記運転指
令室１４の運転指令により図示しない両市等を介して車
輪１つを回転駆動するとともに、速度・ブレーキノッチ
信号を受けると前記主電動機］５が発電機として運転さ
せられ、その電気エネルギを制動抵抗装置］６により熱
エネルギとして消費させ、主電動機］５、即ち駆動車］
］の制動を行う。

また、前記運転指令室］４の速度・ブレーキノッチ信号
か前記直流励磁電源］８に送られると、この速度・ブレ
ーキノッチ信号に対応した励磁電流か渦電流ブレーキ装
置］７に送られ、前記被駆動車１３を前記駆動車］］の
制動動作とともに協調的に制動制御するようになってい
る。

一般に、前記渦電流フレーギ装置］７は、第４図、第５
図および第６図のように構成されている。

この渦電流ブレーキ装置１７は、図示の如く、前記被駆
動車１３の左右の中輪２０．２０を連結する回転軸２１
に円盤状ディスク２２か、この回転軸２］と一体に回転
するように設けられ（第４図参照）、一方被駆動車］３
の台１１枠２６．２６に固定して一対のフレーム２３．
２３か前記円盤状ディスク２２の両側に離間した位置に
対抗配置され、その両側フレーム２３．２３の対抗面内
にそれぞれ磁極Ｖ、心２４に巻装した励磁コイル２５か
複数ずつ円盤状ディスク２２の周す向に間隔を存しかつ
この円盤状ディスク２２の両側で各々対を成すべく所定
のキャップを介して対抗配置して取付けられている（第
５図、第６図参照）。

しかして渦電流ブレーキ装置］７の各励磁コイル２５に
は第３図に示す直流励磁電源］８か接続されており、駆
動屯］１からの制動指令時には、この直流励磁電源１８
から励磁電流か各励磁コイル２５に流れ、この電流によ
り円盤状ディスク２２に渦電流を流し、回転軸２１にブ
レーキ力を与え、被駆動車１３を制動させる。

（発明か解決しようとする課題） ところで、このような渦電流フレーキ装置１７を使用し
て被駆動車１３を制動する場合□、円盤状ディスク２２
には渦電流か流れるので、この円盤状ディスク２２が高
温度になる。即ち、渦電流ブレーキ装置１７は、被駆動
車１３の運動エネルギを円盤状ディスク２２て熱エネル
ギに変換し、被駆動（１ｉ　１　Ｂを制動しようとする
ものであるため、円盤状テ、イスク２２か高温度になる
。いま被駆動中１′３の重量をｍ（各１１１４位渦電流
ブレーキ装置１７ａ、］−７ｂ・・の負担分）とし、速
度かＶ］からＶ２　（Ｖｌ　＞Ｖ２）まて減速さぜられ
たとすると、その減速変化に陣って 運動エネルギＥ−１／２・ｍ・　（Ｖｌ２−Ｖ２２）の
変化分だけの熱を発生し温度か」−昇する。

しかるに前記円盤状ディスク２２は通常ｉ等の磁性導電
材料を用いているため、この円盤状デイスフ２２の温度
により被駆動車１３の速度に対するブレーキ力Ｆか変化
する（第７図参照）。例えば円盤状ディスク２２の温度
か商いと低速時においてはブレーキ力Ｆは弱いか、９速
時には反則にブレーキ力Ｆか増加する。また、円盤状デ
ィスク２２の温度か低いと、低速時においてはブレーキ
力か強くなるか、高速時には逆ににブレーキ力Ｆか弱く
なる。ｉｉ湿温度はこれ等特性の中間の関係にある。こ
れらの関係を円盤状ディスク２２の温度Ｔとブレーキ力
Ｆとの関係によって示すと第８図のようになる。

そのため、円盤状ディスク２２か低’６Ａ　ＩＩｆでは
、低速でブレーキを掛けると被駆動車］３か急速に減速
されるのに＊−ｒ　Ｌ、、高温時では減速か速やかには
進まない。また反対に円盤状ディスクか高速時では、低
温ではブレーキを掛けたとき、なかなか減速されないか
得ｉ温時ては、急速に減速されてしまう）゛の現象か生
じる。

その結果、渦電流ブレーキ装置１７をｈ（準励磁電流で
制動した場合、被駆動車１３か予定の位置の前て停山し
たり、また、予定より先の位置でなけれは停止、Ｌない
ことになる。これは駆動車１］の制動と協同動作をしな
けれはならない被駆動車］３か、ブレーキかききすぎる
と駆動車］コに引摺られ車輪］９か滑走することとなり
、また、ブレーキか掛からないと被駆動車１３か駆動車
］］に衝突し玉突き状態となり、被駆動＝ｌ　１３か客
車の場合には大変乗り心地か悪くなると言う問題かあっ
た。

本発明は、このような渦電流乙レーキ装置１７における
円盤状ディスク２２の７１．′ｉＬ度の変化かあった場
合ても、ｔｌ、″ラミ流ブレーキ装置１７を予定通りに
制動させるようにした車両用渦電流ブレーキ装置］７を
得ることを１」的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、運転指令室、主電動機等を有する駆動車と、
この駆動車に連結され直流励磁電源、制動用渦電流ブレ
ーキ装置等を有する被駆動車と、前記運転指令室の運転
指令により速度・ブレーキノッチ信号を発生する儒号発
生器と、この信号発生器の速度・ブレーキノッチ信号を
受けて前記直流励磁電源に励磁電流指令値を送る基準励
磁電流パターン発生器と、前記信号発生器の速度・ブレ
ーキノッチ信号を受けてその駆動単１の速度に比例する
速度電流を発生する速度比例電流発生器と、この速度比
例電流発生器に接続され前記渦電流フレーキ装置のディ
スク温度を推定する温度換算回路と、この温度換算回路
の換算温度に対応し前記渦電流ブレーキ、装置を温度補
償する補償量を算出する補償量算出回路と、この補償量
算出回路の補償量により前記基準励磁電流パターン発生
器の励磁電流指令値を捕１Ｆする掛算器と、この掛算器
の出力伝号を受けその出力伝号に対応した励磁電流を前
記渦電流ブレーキ装置に送る直流励磁電源とをｆｍｌえ
たものであり、また速度比例電流発生器には、発熱体を
接続し、この発熱体の発熱量から渦電流ブレーキ装置の
ディスク温度を推定するようにしたものである。

（作　用） 運転指令室の運転指令により速度・ブレーキノッチ（５
号を発生させると、この速度・ブレーキノッチ信号によ
り基準励磁電流パターン発生器から直流励磁電源に励磁
電流指令か送られ、また速度比例電流発生器から速度電
流か発生さぜられ渦電流フレ−キ装置の円盤状ディスク
の温度に対応する温度か推定され、その円盤状ディスク
の温度に対する補償値が算出され、この補償値により前
記励磁電流指令値か補正され、その補正信号か前記直流
励磁電源に送られ、渦電流ブレーキ装置における制動力
か温度変化に拘らず常に一定なるように制御される。

（実施例） 以ド図面について本発明の車両用渦電流ブレーキ装置の
一実施例を説明する。

第３図において、駆動車］］の運転指令室］４には渦電
流ブレーキ制御装置３０か備（＝１けられている。この
渦電流ブレーキ制御装置３０には、運転指令により制動
（４号例えば速度・フレーキノソ子信号ｆｏを発生する
信号発生器３］か設けられている。この信号発生器３］
の速度・ブレーキノッチ信号ｆｏは、基準励磁゛覗流パ
ターン発生器３２、速度比例電流発生器３３および補償
量算出回路３４に夫々送られる。

前記基準励磁電流パターン発生器３２か速度・ブレーキ
ノッチ信号ｆｏを受けると基準設定温度θ０において、
円盤状ディスク２２に所定のブレーキ力Ｆを１７える励
磁電流指令値１ｏを発生させる。また速度比例電流発生
器３３か速度・ブレーキノッチ信号ｆｏを受けると、こ
の速度比例電流発生器３３は、駆動車］］等の速度に対
応する所定の電流１ｒか発生させられる。さらにまた、
補償量算出回路３４か速度・ブレーキノッチら号ｆｏを
受けると、詳細を後述する渦電流ブレーキ装置１７の任
意温度θにおける抽償儒号ｌ（か算出されるようになっ
ている。

前記速度比例電流発生器３３には抵抗値Ｒの抵抗体３５
か接続され、この抵抗体３５に前記電流Ｉｒか流れると
、この抵抗体３５にＷ＝Ｉｒ２・Ｒの銅損か生しる。こ
の銅損により発％Ｈ量Ｗは渦電流フレーキ装置１７の前
記円盤状ディスク２２を制動したときに牛しる円盤状デ
ィスク２２の温度と１対１に対応させておく。この抵抗
体３５の電流Ｉｒによる発熱変化は電位Ｖｒの変化とし
て前記速度比例電流発生器３Ｂの速度電流Ｉｒとともに
温度換算回路３６に送られ、電位Ｖｒと速度電流Ｉｒと
から前記渦電流ブレーキ装置］７の円盤状ディスク２２
の温度θか推定される。

この推定された円盤状ディスク２２の温度θと前記信号
発生器３１からの速度・フレーキノッチ信号ｆｏとか補
償量算出回路３４に）えられると第２図にホずような特
性の補償量１（が締出される。

補償量砕１」彊用路３４は円盤状ディスク２２の温度変
化に伴うブ１）−キカＦの過不足を補償する補４’Ｊ：
５　ｆａ　ｋを算出するものあり、例えは高速１１．５
の低１１１！１．１Ｊにはブレーキ力Ｆを大きくするよ
うにし、また高速時の高温ｌ？ｊにはブレーキ力Ｆを小
さくするようにするように補供するものであって第８図
に示す通′畠の作動特性とはほは逆の関係になる補償量
１（か算出される。

第ン図は、この特性をボしたものであって横軸を円盤状
ディスク２２の温度θ、縦軸を励磁電流指令信号■０の
補償Ｑｋとし、各速度即ち低速１１、覧中速時、高速Ｉ
１．１；等における補償特性をｒめパラメータとして表
したものである。

このパラメータ特性は、補償量算出回路３４に記録され
、前記温度換算回路３６から換算推定温度θの信号か送
られてくると、各速度に対する推定温度θて補償量ｋか
連続的に算出される。

このようにして算出された補償信号には基準励磁゛電流
パターン発生器３２の励磁電流指令値ＩＯとともに掛算
器３７に′うえられ、励磁電流指令値１ｏを補正し、補
正信号に−ＩＯか取り出され、この補正信号ｌ（・１０
か前記直流励磁電源］８に送られる。この直流励磁電源
１８ては、前記補正信号ｋ・Ｉｏに基つく励磁電流か前
記渦電流ブレーキ装置コアに送られ、補正された励磁電
流により円盤状ディスク２２に渦電流を流し円盤状ディ
スク２２即ち岐駆動車１′３を制動させる。

−］］− このように渦電流ブレーキ装置］７には、その換算され
た円盤状ディスク２２の温度と速度に関連して直流励磁
電源］８から励磁電流か送られるので、渦電流ブレーキ
装置１７は温度に拘らず一定の制動力を円盤状ディスク
２２に与えることかできる。そのため渦電流ブレーキ装
置］７を取イτｊけた被駆動車１３の制動を運転指令至
の制動指令即ち駆動車１１の制動と協調させることかで
きる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明中両用渦電流ブレーキ装置によれば
、運転指令室の制動信号により基準励磁電流パターン発
生器、速度比例電流発生器および補（Ｂ足算出回路を作
動させ、これら回路装置の作動により制動＋１ニアに生
しる渦電流ブレーキ装置の円盤状ディスクの温度変動に
よるブレーキ力の変動を補償するようにしたから、円盤
状ディスクの温度に変化かあってもブレーキ力か一定と
なり、また温度、速度変化によりブレーキ力の掛かりす
きや不足することかないのて車両の停止位置を正確に停
止し、被駆動車は駆動車の制動指令に追従してバランの
よい制動か行われ、被駆動車と駆動車とのブレーキ力の
違いによる被駆動中と駆動車との工突き（押し引き）現
象や、滑走、フラットの発生が防止され、乗心地や運転
し易い車両制動装置を得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明車両用渦電流ブレーキ装置に採用され
る渦電流ブレーキ制御装置のブロック図、第２図は、第
１図の補償量算出回路を作動させるだめの補償特性図、
第３図は、一般に使用されている駆動車と被駆動車との
概略構成図、第４図は、車輪に渦電流ブレーキ装置を取
（＝１ける場合の概略的斜視図、第５図は、第４図にお
ける渦電流フレーキ装置の側面図、第６図は、第５図を
Ａ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た渦電流ブレーキ
装置の断面図、第７図は、一般の渦電流ブレーキ装置に
任意温度における車両速度とブレーキ力との関係を示す
特性図、第８図は、同渦電流ブレーキ装置の任音速度に
おける４１５．１度とブレーキ力との関係関係を示す特
性図である。 １０　電気鉄道車両、］］　駆動車、］２・・連結器、
］３　被駆動中、］４　主電動機、１６制動抵抗装置、
］７　渦電流フレーキ装置、］８直流励磁電鯨、］９．
２０−中輪、２１　回軸軸、２２０２０円盤状ティスフ
３　フレーム、２４　磁嵌鉄心、２５　界磁コイル、３
０　渦電流フレーキ制御装置、３］　信号発生器、３２
・基準励磁゛小流パターン発ｌＩ器、３′３　速度比例
電流発生器、３４・補償量算出回路、３５・抵抗体、３
６−温度換算回路、３７・掛算器。 出願人代理人　　（左　　藤　　−Ｒ１旨 葦聾ｌ１ｌｌｌｌｌミ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、運転指令室、主電動機等を有する駆動車と、この駆
   動車に連結され直流励磁電源、制動用渦電流ブレーキ装
   置等を有する被駆動車と、前記運転指令室の運転指令に
   より速度・ブレーキノッチ信号を発生する信号発生器と
   、この信号発生器の速度・ブレーキノッチ信号を受けて
   前記直流励磁電源に励磁電流指令値を送る基準励磁電流
   パターン発生器と、前記信号発生器の前記速度・ブレー
   キノッチ信号を受けその駆動車等の速度に比例する速度
   電流を発生する速度比例電流発生器と、この速度比例電
   流発生器に接続され前記渦電流ブレーキ装置のディスク
   温度を推定する温度換算回路と、この温度換算回路の換
   算温度に対応し前記渦電流ブレーキ装置を温度補償する
   補償量を算出する補償量算出回路と、この補償量算出回
   路の補償量により前記基準励磁電流パターン発生器の励
   磁電流指令値を補正する掛算器と、この掛算器の出力信
   号を受けその出力信号に対応した励磁電流を前記渦電流
   ブレーキ装置に送る直流励磁電源とを有する車両用渦電
   流ブレーキ装置。 ２、前記速度比例電流発生器には発熱体を接続し、この
   発熱体の発熱量の変化を前記温度換算回路が検出し前記
   渦電流ブレーキ装置のディスク温度を推定するようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の車両用渦電流ブレー
   キ装置。