JPH06219275A - 鉄道車両用ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レールとの摺動による反力によって締付用の皿
ボルトが緩むおそれを解消する。 【構成】フレーム５の下面に凹部５ａを形成して、鉄心
４Ａの上部を嵌合させボルト７Ａで固定する。鉄心４Ａ
の下面にも凹部４ａを形成して、ブレーキシュー２Ａの
上部を嵌合し皿ボルト７Ｂで鉄心４Ａに固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両用ブレーキ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、鉄道車両においてブレー
キをかけるときには、従来からブレーキシューを車輪に
押し付けたり、主電動機を発電機として使って車輪に制
動力をかけ、その制動力が車輪とレールの間で期待でき
る粘着力以内となるように抑えて用いられている。

【０００３】その理由は、車輪とレールの間で得られる
最大の粘着力に見合った制動力をかけると、車輪が回転
しなくてレール上を滑るおそれがあり、すると、車輪と
レールとの間の粘着力がなくなるからである。

【０００４】したがって、車両の制動力は、車両の慣性
力との関連において或る限度以上にすることができず、
車両の重量と速度が決まると、ブレーキを作動させて車
両が停止するまでの距離（以下、ブレーキ距離という）
は、速度の関数としてほぼ決ってしまう。したがって、
このようなブレーキを採用した車両では、速度を上げる
と、法律で上限が定められている車両のブレーキ距離
（ 600ｍ）以下に抑えることができない。

【０００５】これに対して、車輪とレールとの間の粘着
力に頼らない、図４，図５及び図６で示す鉄道車両用ブ
レーキ装置がある。図４は、この鉄道車両用ブレーキ装
置と、この鉄道車両用ブレーキ装置が取り付けられた台
車を側面から見た図、図５は、図４のＡ−Ａ断面拡大詳
細図、図６は、図５のＢ−Ｂ断面拡大詳細図である。

【０００６】図４において、図示しない車体の下部に設
けられた台車14の図において左右端には、軸受14ａに車
軸14ｂが支えられ、この車軸14ｂには一対の車輪10がそ
れぞれ圧入されている。

【０００７】このうち、台車14の中間部の下面には、一
対の油圧装置13がそれぞれ取り付けられ、これらの油圧
装置13の下面に鉄道車両用ブレーキ装置11が取り付けら
れている。この鉄道車両用ブレーキ装置11の図示しない
鉄心の下端面には、複数のブレーキシュー12が走行方向
に等間隔に詳細を図５，図６で後述するように取り付け
られている。

【０００８】図５及び図６において、上端に横設された
フレーム15は、図４に示した油圧装置13を介して同じく
図４に示す台車14に懸架されている。フレーム15の中央
部の下面には、鉄心17の上端面が当接し、一対のボルト
７Ａでフレーム15に固定されている。鉄心17の下部外周
には、フランジ部17ａが突設されている。

【０００９】鉄心17の外周には、励磁コイル３があらか
じめ挿着され、エポキシ樹脂で注型成形されて鉄心17と
一体となっている。励磁コイル３とフレーム15の外側に
は、底部中央に角穴が形成されたカバー16が鉄心17の下
端を突き出して図５，図６において下側から装着され、
フレーム15に固定されている。

【００１０】鉄心17の下端面には、図示しない底面図で
は帯板状のブレーキシュー12が設けられ、図６で示すよ
うにレール６の長手方向に配置された一対の皿ボルト７
Ｂで鉄心17に固定されている。

【００１１】このように構成された鉄道車両用ブレーキ
装置においては、車両の走行で飛散する砂利などの異物
から励磁コイル３をカバー16で保護している。

【００１２】一方、車両の制動時には、各油圧装置13を
作動させて、鉄心17を介してブレーキシュー12をレール
６の上面に押圧するするとともに、バッテリー電源で励
磁コイル３を励磁して、鉄心17を磁化し、この鉄心17と
レール６の間に発生した電磁力によるブレーキシュー12
とレール６との間の吸着力によって、両者間の摩擦力を
向上させ、制動力を上げている。

【００１３】この鉄道車両用ブレーキ装置においては、
車輪10に制動力を与えたときにも、車輪がレール上を滑
走しないので、強力な制動力を得ることができるだけで
なく、励磁コイル３に通電する電流を制御することによ
って、ブレーキシュー12とレール６との間の吸着力を無
段階に制御することもできる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された鉄道車両用ブレーキ装置においては、車両の
制動時にブレーキシュー12とレール６との間の摩擦の反
力がボルト７Ａと皿ボルト７Ｂに印加される。しかもこ
の反力は、ブレーキシュー12とレール６との摺動によっ
て変動し、列車の往復運転によって方向が反転し、更に
車輪10から伝達される振動が加算される。

【００１５】その結果、列車の長期間に亘る運転中に
は、ボルト７Ａと皿ボルト７Ｂの締付力が低下し緩ん
で、ブレーキシュー12が脱落するおそれがある。そのた
め、ボルト７Ａの頭部の座面外周をフレーム15に軽く溶
接する方法も採られているが、皿ボルト７Ｂの頭部は、
摩耗するブレーキシュー12の交換時の作業性を損うので
溶接することはできない。

【００１６】また、ボルト７Ａは、このボルト７Ａの頭
部側のフレーム15のスペース上呼び径を太くして締付力
を上げることで、或る程度は緩みを防ぐこともできる
が、皿ボルト７Ｂは、径を増やすとレール６を摺動する
ブレーキシュー12の面積が減少してシューの摩耗が増え
る欠点もある。

【００１７】そこで、本発明の目的は、ブレーキシュー
の鉄心からの脱落を防ぎ、長期に亘って所定の制動力を
発揮することのできる鉄道車両用ブレーキ装置を得るこ
とである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、台車にフレームを介して取り付けられ外周に励磁コ
イルが装着された鉄心の下面にブレーキシューが固定さ
れた鉄道車両用ブレーキ装置において、フレームの下面
に鉄心の上端が嵌合する第１の凹部を形成し、鉄心の下
面にブレーキシューの上端が嵌合する第２の凹部を形成
したことを特徴とする。

【００１９】また、請求項２に記載の発明は、台車にフ
レームを介して取り付けられ外周に励磁コイルが装着さ
れた鉄心の下面にブレーキシューが固定された鉄道車両
用ブレーキ装置において、フレームの下面に鉄心の上端
が嵌合する第１の凹部を形成し、鉄心の下面にブレーキ
シューの上端が嵌合する台形状の第２の凹部を台車の車
軸方向に形成したことを特徴とする。

【００２０】さらに、請求項３に記載の発明は、台車に
フレームを介して取り付けられ外周に励磁コイルが装着
された鉄心の下面にブレーキシューが固定された鉄道車
両用ブレーキ装置において、フレームの下面に鉄心の上
端が嵌合する第１の凹部を形成し、鉄心の下面にブレー
キシューの上端が遊嵌する第２の凹部を形成し、この第
２の凹部に遊嵌されたブレーキシューの側面と第２の凹
部の側面との間に緩衝部材を介在させたことを特徴とす
る。

【００２１】

【作用】第１の発明においては、レールとの摺動によっ
てブレーキシューに加わる反力は、このブレーキシュー
の上端が嵌合した鉄心の第２の凹部に伝達され、この第
２の凹部に伝達された反力は、鉄心の上端が嵌合したフ
レームの第１の凹部に伝達される。

【００２２】また、第２の発明においては、レールとの
摺動によってブレーキシューに加わる反力は、このブレ
ーキシューの上端が嵌合した鉄心の台形状の第２の凹部
に伝達され、この第２の凹部に伝達された反力は、鉄心
の上端が嵌合したフレームの第１の凹部に伝達される。

【００２３】さらに、第３の発明においては、レールと
の摺動によってブレーキシューに加わる反力は、緩衝部
材を介してブレーキシューの上端が遊嵌した鉄心の第２
の凹部に伝達され、この第２の凹部に伝達された反力
は、鉄心の上端が嵌合したフレームの第１の凹部に伝達
される。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の鉄道車両用ブレーキ装置の一
実施例を図面を参照して説明する。図１は、請求項１に
記載の発明の鉄道車両用ブレーキ装置を示す部分縦断面
図で、従来の技術で示した図６に対応する図である。な
お、この図６と同一部分には同一符号を付し説明を省
く。

【００２５】図１において、鉄道車両用ブレーキ装置１
のフレーム５の下面には、逆Ｕ字状の凹部５ａが紙面直
交方向に形成され、鉄心４Ａの上端は凹部５ａに下側か
ら挿入された後ボルト７Ａで締め付けられている。同様
に、鉄心４Ａの下面にも逆Ｕ字状の凹部４ａが紙面直交
方向に形成され、ブレーキシュー２Ａの上端は下側から
凹部４ａに挿入された後、所定のねじロック剤を所定の
量だけ塗布した皿ボルト７Ｂで締め付けられている。

【００２６】ボルト７Ａの頭部は、従来の技術で示した
図６と同様にフレーム５に軽く溶接されている。凹部５
ａと鉄心４Ａの上端の嵌合部とのはめあい関係は、Ｈ−
ｈとなっており、凹部４ａとブレーキシュー２Ａの上端
の嵌合部のはめあい関係もＨ−ｈとなっている。

【００２７】このように構成された鉄道車両用ブレーキ
装置においては、車両の制動によるブレーキシュー２Ａ
とレール６との間の摩擦の反力がブレーキシュー２Ａに
印加されても、その力は、凹部４ａの両側に形成された
段付部４ｂで受け止められて皿ボルト７Ｂへの影響を防
ぐことができるので、列車の長期に亘る運転に対し皿ボ
ルト７Ｂの緩みを防ぎ、この緩みの進行によるブレーキ
シュー２Ａの脱落を防ぐことができる。

【００２８】さらに、皿ボルト７Ｂへの反力の作用を防
ぎ、皿ボルト７Ｂの緩みを防ぐことができるので、皿ボ
ルト７Ｂの呼び径を小さくすることができ、頭部の寸法
が小形化した皿ボルトを採用することができるので、ブ
レーキシュー２Ａのレール６との接触面積を増やすこと
ができ、接触面の摩耗を減らすことができるので、ブレ
ーキシュー２Ａの厚さを減らし、磁化された鉄心４Ａと
レール６との間隙を減らすことができ、鉄心４Ａとレー
ル６との間の電磁力を上げ、ブレーキシュー２Ａのレー
ル６への吸着力すなわち制動力を上げることもできる。

【００２９】なお、上記実施例において、凹部４ａの幅
とブレーキシュー２Ａの上部の幅とのはめ合い関係はＨ
−ｈの例で説明したが、寸法許容差を減らして、例えば
Ｈ−ｊとしてもよい。また、鉄心４Ａの下部とブレーキ
シュー２Ａの上部とのはめあい関係をフレーム５と鉄心
４Ａのはめあいに適用してもよい。

【００３０】図２（ａ）は、請求項２に記載の発明の鉄
道車両用ブレーキ装置の一実施例を示す部分縦断面図
で、鉄心４Ｂの下端面に逆台形状の凹部４ｃを形成し、
ブレーキシュー２Ｂも凹部４ｃに対応して縦断面を逆台
形としたものでるある。

【００３１】この場合には、鉄心４Ｂの紙面直交方向の
両端にブレーキシュー２Ｂのずれを防ぐストッパを設け
ることで、図１に示した皿ボルト７Ｂを省くことができ
るので、ブレーキシュー２Ｂのレール６との接触面積を
増やすことができ、ブレーキシュー２Ｂの摩耗を減らす
ことができるので、ブレーキシュー２Ｂの交換頻度を更
に減らすこともできる。

【００３２】図２（ｂ）は、請求項３に記載の発明の鉄
道車両用ブレーキ装置の一実施例を示す部分縦断面図
で、鉄心４Ｃの下端面に形成した逆台形状の凹部４ｄの
幅を図２（ａ）に示した凹部４ｃよりも広くして、ブレ
ーキシュー２Ｂの両側との間に形成された隙間に、断面
菱形の緩衝材８を挿入したものである。この緩衝材８の
材料は、例えば硬質ゴムでもよく、断面菱形で波形に形
成した帯板状の板ばねでもよい。

【００３３】この場合には、ブレーキシュー２Ｂにかか
る衝撃を緩衝材８で緩和することができるので、鉄心４
Ｃ及びボルト７Ａへの衝撃を更に減らすことができる利
点がある。

【００３４】図３は、請求項３に記載の発明の鉄道車両
用ブレーキ装置の他の実施例を示す部分縦断面図で、鉄
心４Ｄの下端に形成した凹部４ｅの両端に複数のコイル
ばね９を図３の紙面直交方向に連続して挿着して、鉄心
４Ｄにかかる衝撃を緩和したものである。

【００３５】なお、図１で述べた鉄心４Ａとブレーキシ
ュー２Ａとのはめあい関係を大幅に緩めて、両側に形成
された段付部４ｂのうちのいずれか片側に板厚の薄いラ
イナをたたき込んでもよい。この場合には、凹部４ａと
ブレーキシュー２Ａの幅の加工精度を緩めることができ
るので、加工がより容易となる利点がある。

【００３６】さらに、図１において、鉄心４Ａの下端に
形成した凹部４ａの形状を段付部４ｂにわずかな傾斜を
持たせて斜面の急俊な台形状とし、同様にこの台形状の
凹部４ａに挿入されるブレーキシュー２Ａの上部両側面
にも鉄心４Ａの下端に形成した傾斜角と等しい傾斜を形
成して斜面の急俊な台形状として、皿ボルト７Ｂの締付
けによって左右の斜面を密着させてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
台車にフレームを介して取り付けられ外周に励磁コイル
が装着された鉄心の下面にブレーキシューが固定された
鉄道車両用ブレーキ装置において、フレームの下面に鉄
心の上端が嵌合する第１の凹部を形成し、鉄心の下面に
ブレーキシューの上端が嵌合する第２の凹部を形成する
ことで、レールとの摺動によってブレーキシューに加わ
る反力をこのブレーキシューの上端が嵌合した鉄心の第
２の凹部に伝達し、この第２の凹部に伝達された反力
を、鉄心の上端が嵌合したフレームの第１の凹部に伝達
したので、ブレーキシューの鉄心からの脱落を防ぎ、所
定の制動力を発揮することのできる鉄道車両用ブレーキ
装置を得ることができる。

【００３８】また、請求項２に記載の発明によれば、台
車にフレームを介して取り付けられ外周に励磁コイルが
装着された鉄心の下面にブレーキシューが固定された鉄
道車両用ブレーキ装置において、フレームの下面に鉄心
の上端が嵌合する第１の凹部を形成し、鉄心の下面にブ
レーキシューの上端が嵌合する台形状の第２の凹部を台
車の車軸方向に形成することで、レールとの摺動によっ
てブレーキシューに加わる反力をこのブレーキシューの
上端が嵌合した鉄心の台形状の第２の凹部に伝達し、こ
の第２の凹部に伝達された反力を、鉄心の上端が嵌合し
たフレームの第１の凹部に伝達したので、ブレーキシュ
ーの鉄心からの脱落を防ぎ、所定の制動力を発揮するこ
とのできる鉄道車両用ブレーキ装置を得ることができ
る。

【００３９】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
台車にフレームを介して取り付けられ外周に励磁コイル
が装着された鉄心の下面にブレーキシューが固定された
鉄道車両用ブレーキ装置において、フレームの下面に鉄
心の上端が嵌合する第１の凹部を形成し、鉄心の下面に
ブレーキシューの上端が遊嵌する第２の凹部を形成し、
この第２の凹部に遊嵌されたブレーキシューの側面と第
２の凹部の側面との間に緩衝部材を介在させることで、
レールとの摺動によってブレーキシューに加わる反力
を、緩衝部材を介してブレーキシューの上端が遊嵌した
鉄心の第２の凹部に伝達し、この第２の凹部に伝達され
た反力を、鉄心の上端が嵌合したフレームの第１の凹部
に伝達したので、ブレーキシューの鉄心からの脱落を防
ぎ、所定の制動力を発揮することのできる鉄道車両用ブ
レーキ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の鉄道車両用ブレーキ装
置の一実施例を示す部分縦断面図。

【図２】（ａ）は、請求項２に記載の発明の鉄道車両用
ブレーキ装置の一実施例を示す部分縦断面図、（ｂ）
は、請求項３に記載の発明の鉄道車両用ブレーキ装置の
一実施例を示す部分縦断面図。

【図３】請求項３に記載の発明の鉄道車両用ブレーキ装
置の他の実施例を示す部分縦断面図。

【図４】従来の鉄道車両用ブレーキ装置の一例を示す
図。

【図５】図４のＡ−Ａ断面拡大詳細図。

【図６】図５のＢ−Ｂ断面拡大詳細図。

【符号の説明】

１…鉄道車両用ブレーキ装置、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…ブレ
ーキシュー、３…励磁コイル、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ
…鉄心、４ａ，５ａ…凹部、５…フレーム、６…レー
ル、７Ａ…ボルト、７Ｂ…皿ボルト、８…緩衝材、９…
コイルばね。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車にフレームを介して取り付けられ外
   周に励磁コイルが装着された鉄心の下面にブレーキシュ
   ーが固定された鉄道車両用ブレーキ装置において、前記
   フレームの下面に前記鉄心の上端が嵌合する第１の凹部
   を形成し、前記鉄心の下面に前記ブレーキシューの上端
   が嵌合する第２の凹部を形成したことを特徴とする鉄道
   車両用ブレーキ装置。
2. 【請求項２】 台車にフレームを介して取り付けられ外
   周に励磁コイルが装着された鉄心の下面にブレーキシュ
   ーが固定された鉄道車両用ブレーキ装置において、前記
   フレームの下面に前記鉄心の上端が嵌合する第１の凹部
   を形成し、前記鉄心の下面に前記ブレーキシューの上端
   が嵌合する台形状の第２の凹部を前記台車の車軸方向に
   形成したことを特徴とする鉄道車両用ブレーキ装置。
3. 【請求項３】 台車にフレームを介して取り付けられ外
   周に励磁コイルが装着された鉄心の下面にブレーキシュ
   ーが固定された鉄道車両用ブレーキ装置において、前記
   フレームの下面に前記鉄心の上端が嵌合する第１の凹部
   を形成し、前記鉄心の下面に前記ブレーキシューの上端
   が遊嵌する第２の凹部を形成し、この第２の凹部に遊嵌
   された前記ブレーキシューの側面と前記第２の凹部の側
   面との間に緩衝部材を介在させたことを特徴とする鉄道
   車両用ブレーキ装置。