JPH03197271A

JPH03197271A - 車両用制動装置

Info

Publication number: JPH03197271A
Application number: JP33666689A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Yamashiro; 山城　義治
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-28
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JP2704016B2

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、鉄道用車両におけるブレーキングシステムに
改良を施した車両用制動装置に関するものである。

（従来の技術）鉄道車両において最も大切な機能の一つとして。

走行中の緊急時に、車両を安全確実に素早く停止させる
ことである。

一般に、この種の車両用制動装置としては、例えば制輪
子を車輪に押し付ける機械的機構や、運動エネルギを電
気エネルギに変換する電気的機構などがある。

これらの機構は、いずれも車輪の回転を抑えて、車輪と
軌道（レール）との間に発生する摩擦力（粘着力）によ
り制動を得ているもので、通常。

粘着ブレーキと呼ばれているが、このような粘着ブレー
キは、粘着力が両物体間に働く垂直力を超えることが物
理的に不可能なため、ブレーキ力を限り無く大きくする
ことが原理的にはできない。

ところが、近年、鉄道の高速運転化に伴い、必然的にブ
レーキ性能の向上が要望されている。

例えば本邦にあっては、新幹線以外のすべての鉄道車両
において、ブレーキを掛けてから６００メートル以内に
停止しなければならないというブレーキ距離の規則があ
り、上述したような粘着ブレーキのみに頼っていては、
軌道上を走行する車両の最高速度を１２０キロメートル
以上にすることは困難である。

そこで、このようなボトルネックを解消するためには、
非粘着ブレーキを併用したブレーキングシステムが必要
になるが、いずれにしても停止指令を受けてから実際に
ブレーキ力が作動するまでの空走時間を最小にすること
が重要である。

従来、非粘着ブレーキとしては、レールに電磁石を吸着
させることによって発生する摩擦力を利用した低速車両
用のものと、レールに渦電流を発生させることによって
形成される磁界と車両側に取付けた電磁石との相互誘導
作用を利用した高速車両用のものとに分けられる。

そして、この低速車両用の非粘着ブレーキにあっては、
例えば第８図に示すように、軌道（レール）ａ上を車輪
すを介して走行可能な台車Ｃの下部に、制動用電磁石ｄ
を前記レールａの真上に対応位置させ、かつ、この制動
用電磁石ｄを受金ｅを介して上下動可能に設けるととも
に、単にバネ部材ｆを介して吊支してなる構成を有する
ものがある。

この低速車両用の非粘着ブレーキは、走行速度が遅いた
めに、非制動時に、たとえ走行に起因する振動で制動用
電磁石ｄがレールａに接触しても、破損するような問題
が起こらないことから、単に、制動用電磁石ｄをバネ部
材ｆでレールａとの間に磁力がバネの反力に打ち勝つだ
けの隙間を保たせ、制動時に制動用電磁石ｄを励磁する
ことだけでレールａに吸着させている。この場合、ブレ
ーキ力が実際に発生するまでに時間が掛っても、走行速
度が遅いために、ブレーキ距離に問題はない。

一方、高速車両用の非粘着ブレーキにあっては、例えば
第９図及び第１０図に示すように、前記制動用電磁石ｄ
をエアシリンダｇにより昇降駆動させてなる構成を有し
ている。

この高速車両用の非粘着ブレーキは、非制動時に、走行
に起因する振動で制動用電磁石ｄがレールａに衝突しな
いように充分な隙間を確保して台車Ｃの下部に吊支し、
制動時に、エアシリンダｆによる下降動作で、制動用電
磁石ｄをレールａ上に接触させると同時に励磁させるこ
とにより吸着させている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記した非粘着ブレーキ、特に、第９図
及び第１０図に示すような高速車両用のものでは、制動
用電磁石ｄの駆動制御をエアシリンダｆで行なっている
ことから、空気圧縮器、空気タンク、空気配管等が必要
で、機構全体が複雑化してコスト高になる。

また、空気の制御に、エアシリンダ、継電器。

電磁弁等の機器を用いることから、これらの機器の動作
時間の遅れ、空気圧力の伝播などに時間が掛り、素早く
確実に吸着動作させることができず、それだけ空走距離
が延びてブレーキ距離が長くなるという問題があった。

本発明は、上記の事情のもとになされたもので。

その目的とするところは、制動用電磁石を素早く吸着動
作させて、安全確実な制動を行なうことができるように
した車両用制動装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記した課題を解決するために、本発明は、軌道上を走
行可能な台車に設けた保持用磁石と、この保持Ｊｌ電磁
石対して上下動可能に設けられかつ前記軌道の真上に対
応位置する制動用電磁石と。

この制動用電磁石への励磁電流の流れの方向を切換え制
御しかつ前記制動用電磁石を軌道側または保持用磁石側
に吸着させる制御手段とを具備してなる構成としたもの
である。

（作　　用）すなわち１本発明は、軌道上を走行可能な台車に設けた
保持用磁石に対して、制動用電磁石を軌道の真上に対応
位置するように上下動可能に設け、この制動用電磁石へ
の励磁電流の流れの方向をルリ御手段で切換え制御して
、前記制動用電磁石を軌道側または保持用磁石側に吸着
させるようにしてなるために、制動及び制動解除動作が
素早く行なえる。

（実　施　例）以下１本発明の一実施例を第１図から第７図に示す図面
を参照しながら詳細に説明する。

第２図は本発明に係る車両用制動装置を備えた鉄道車両
を示し、図中１は台車で、車輪２を介して軌道（レール
）３上を走行６■能になっている。

そして、図中４は前記台車１に設置した制動装置である
。この制動装置４は、前記台車１の下部に取付けた保持
用電磁石５と、この保持用電磁石５に対して上下動ａ１
能に設けられかつ前記レール３の真上に対応位置するよ
うに配置した制動用電磁石６と、この制動用電磁石６を
吊支するバネ部材７．７とで構成されている。なお、図
中８．８は制動用電磁石６を案内する受金である。

また、図中１０は前記保持用電磁石５及び制動用電磁石
６を励磁する制御回路である。

この制御回路１０は、蓄電池１１を電源とする電源回路
１２と、この電源回路１２に接続された電源スィッチで
ある第１のスイッチＳ０と、前記電源回路１２に直列に
接続されて前記保持用電磁石５を励磁する第１の通電回
路１３と、前記電源回路１２に並列に接続されかつ前記
制動用電磁石６を励磁する第２の通電回＄１４とで構成
され。

第１の通電回路１３は、第２の連動スイッチＳ２を接点
Ａ側またはＢ側にそれぞれ切り換えることにより、前記
制動用電磁石６の励磁方向をそのままにして、保持用電
磁石５への励磁電流の流れの方向を逆向きに切換えるよ
うになっている。

すなわち、前記バネ部材７．７は、第１図に示すように
、制御回路１０の電源回路１２が開成されているとき、
前記保持用電磁石５と制動用電磁石６との間に所定の隙
間δ。を保ち、かつ、前記レール３と制動用電磁石６と
の間にも所定の隙間δが保たれるように、制動用電磁石
６が中立状態を維持するように吊支している。

第３図に示すように、前記第１のスイッチＳ。

の投入による制御回路１０の電源回＃８１２の開成状態
で、第２の連動スイッチＳ２を接点Ａ側に入れると、保
持用電磁石５と制動用電磁石６とに励磁電流１１、工２
が流れて同時に励磁され、互いに吸着し合う。このとき
、制動用電磁石６はレール３をも吸着しようとするが、
制動用電磁石６が保持用電磁石５側に吸着するようにバ
ネ部材７．７を調整しておく。

このようにして、制動用電磁石６が保持用電磁石５側に
吸着することにより、ブレーキは緩められ、所謂「走行
」状態となって、走行に起因する振動を受けても離れる
ことはない。

この状態で、前記電源スィッチＳ０を投入したまま連動
スイッチＳ２を接点Ｂ側に切り換えると、第４図に示す
よう、に、制動用電磁石６の励磁電流Ｉ、の方向は変わ
らず、保持用電磁石５の励磁電流■２の方向のみが変わ
って逆向きとなる。これによって、吸着状態にあった保
持用電磁石５と制動用電磁石６とは瞬時に反発し合って
離れ、制動用電磁石６は、その自重と共に落下してレー
ル３側に吸着する。

このようにして、制動用電磁石６がレール３側に吸着す
ることにより、レール３との間ｔこ摩擦力が発生してブ
レーキ力となる。

そして、このようなブレーキ力で車両が停止した後、ブ
レーキを緩めるには、前記電源スィッチＳ１の開放して
電源回路１２を開成すると、制動用電磁石６は、バネ部
材７．７の付勢力によりレール３上から浮上し、第１図
に示すような元の位置に復帰させることにより行なわれ
る。

ところで、制動用電磁石６が保持用電磁石５側に吸着後
の「走行」状態において、励磁電流を制動用電磁石６が
落下しない程度に弱めれば、電力の節約が図れる。また
、制動用電磁石６を保持用電磁石５側に吸着させて吊り
上げても、レール３と制動用電磁石６との間の隙間δが
小さいと、両型磁石５．６の吸引力よりも、レール３と
制動用電磁石６との吸引力が大きくなって、制動用電磁
石６が吊り上げられずにレール３側に吸着してしまうこ
とがある。

このような電力の節約及び吊り上げ不良を防止する安全
対策としては、第５図に他の実施例として示すように、
前記制御回路ｌＯに第３及び第４のスイッチＳ３．Ｓ４
と抵抗Ｒを付加してなる構成となっている。

すなわち、この場合の動作は、第６図に示すように、リ
セット状態で第２の連動スイッチＳ２を接点ＡまたはＢ
側のいずれかにセットし、他のすべてのスイッチＳ１、
Ｓ３、Ｓ４を開放しておく。

この状態で、制動用電磁石６を吊り上げるあたっては、
保持用電磁石５で吊り上げ易くするために、まず、電源
スィッチＳ０、Ｓ４を閉じ、連動スイッチＳ２を接点Ｂ
側にセットするとともに、スイッチＳ３を閉じて電磁力
を強める。これによって、両電磁石５．６は互いに反発
し合って、レール３と制動用電磁石６との間の隙間δは
減少するが、制動用電磁石６がレール３に接触する瞬間
に、連動スイッチＳ２を接点Ａ側に転換し、かつスイッ
チＳ４を開くと、制動用電磁石６は、磁力を失ってバネ
部材７，７の付勢力と保持用電磁石５の吸引力で吊り上
げられ、レール３と制動用電磁石６との間の隙間が充分
に大きくなった瞬間（δ十δ、）にスイッチＳ４を再び
閉しれば、制動用電磁石６が保持用電磁石５に容易に吸
着し、完全に吊り上げることが可能になる。

また、このような制動用電磁石６の吊り上げ後、スイッ
チＳ３を開けば、両電磁石５．６への励磁電流１１、Ｉ
２が減少して消費電力が節約される。

一方、ブレーキをかけるときは、連動スイッチＳ２を接
点Ｂ側に転換し、かつ、スイッチＳ、を閉しれば、両電
磁石５．６への励磁電流Ｉい　Ｉ２が強められ、瞬時に
反発し合って、制動用電磁石６かレール３側に吸着し、
ブレーキが働く。

なお、上記の実施例において、制動用電磁石６の保持用
磁石５として電磁石を用いたが、第７図に示すように、
保持用磁石５として永久磁石を用い、制御回路１０の連
動スイッチＳ２の切り換えにより、制動用電磁石６の励
磁電流の流れの方向を転換するようにしても良い。

し発明の効果］以上の説明から明らかなように５本発明によれは、制動
用電磁石の保持を磁石で行ない、従来のような空気を用
いずに電気的手段でのみ制御するようになっていること
から、構成が単純となり、コストの低下を図ることがで
きる。

また、これによって継電器の動作以外には、機器の遅れ
の要素がないために、制動及び制動解除動作を素早く行
なうことができ、従来の高速車両用のものと比較して、
空走時間を短縮させることができるとともに、特に、高
速車両用の非常ブレーキとして適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用制動装置の一実施例を示す
概略的断面図、第２図は同じく概略的側面図、第３図は
同じく制動解除動作を示す説明図。第４図は同じく制動状態を示す説明図、第５図は同じく
制御回路に電力節約回路及び制動用電磁石の吊り上げ不
良防止回路を付加した状態を示す説明図、第６図は同じ
く各々のスイッチの開閉、レールと制動用電磁石の隙間
及び励磁電流の関係による電力節約回路及び制動用電磁
石の吊り上げ不良防止回路の動作状態を示す説明図、第
７図は本発明に係る他の実施例を示す概略的断面図、第
８図は従来の車両用制動装置の一例を示す概略的側面図
、第９図は従来の車両用制動装置の他の例を示す概略的
側面図、第１Ｏ図は同じく制動用電磁石の吊支状態を要
部拡大して示す斜視図である。１・・・台車、３・・・軌道（レール）。４・・・制動装置、５・・・保持用電磁石、６・・・制動用電磁石、７．７
・・・バネ部材、１０・・・制御回路、　　　１１・・・電源、１２・・
・電源回路、１３・・・第１の通電回路、１４・・・第
２の通電回路、Ｓ２・・・連動スイッチ、Ｉ１、Ｉ２・・・励磁電流。

Claims

【特許請求の範囲】

　軌道上を走行可能な台車に設けた保持用磁石と、この
保持用磁石に対して上下動可能に設けられかつ前記軌道
の真上に対応位置する制動用電磁石と、この制動用電磁
石への励磁電流の流れの方向を切換え制御しかつ前記制
動用電磁石を軌道側または保持用磁石側に吸着させる制
御手段とを具備したことを特徴とする車両用制動装置。