JPH10167068A - レールブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 励磁コイル、その電源を用いずに永久磁石で
磁極を励磁するようにして、ブレーキシステム全体の軽
量化、小型化を図る。 【解決手段】 このレールブレーキ装置は、ブレーキの
不動作時には磁極６が台車枠３に対して上昇位置にあ
り、磁極内の励磁用永久磁石7a,7b,7cはリンク機構9,10
によってその磁束が磁極内で短絡する回転位置に置かれ
ている。そしてブレーキ動作時には磁極６が昇降駆動装
置４によって台車枠から下降してレール11に近接する。
この時に励磁用永久磁石はその磁束がレールに鎖交する
ようになる回転位置までリンク機構9,10によって磁極内
で回転させられ、ブレーキ力が効くようになる。このよ
うにして、磁極を励磁コイルへの通電によって励磁する
のではなく、永久磁石の回転位置を制御することによっ
てブレーキ動作時には磁極を励磁してブレーキ力を発生
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄道車両のレールブ
レーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に鉄道車両を減速させるためのブレ
ーキ装置としては、レールと車輪との間の摩擦力を利用
した、いわゆる粘着ブレーキ装置が用いられている。こ
の粘着ブレーキ装置では、取り得る最大のブレーキ力は
この摩擦力により決まる。すなわち、車輪に可能な限り
のブレーキ力を付加しても車輪がその回転を停止したま
まレール上を滑走することになるだけであり、車輪踏面
での最大ブレーキ力としてはそこに発生する摩擦力によ
って決まり、その摩擦力を超えるブレーキ力を得ること
はできない。

【０００３】これらの関係は、車輪自体のブレーキ力Ｆ
ｗ、車輪とレールとの最大摩擦係数μmax 、車輪踏面の
ブレーキ力Ｆとすると、車両踏面でのブレーキ力Ｆは、
次の（１）式に示すものとなる。

【０００４】Ｆ≦μmax ×Ｆｗ （１） ここで摩擦係数μmax ＜１であり、通常鉄道車両の場
合、μmax ＝０．１〜０．２程度である。そこで、ブレ
ーキ力として（１）式により得られる値を超えて得たけ
れば、粘着ブレーキ装置以外のブレーキ方式を採用する
必要がある。

【０００５】近年、在来線車両の高速化の要求が強くな
り、従来では最高速度が１００〜１２０ｋｍ／ｈ程度で
あったものを、１３０Ｋｍ／ｈ以上、１６０ｋｍ／ｈ程
度まで高速化しようとする動きがある。

【０００６】しかしながら、在来線の場合、法令によっ
て非常ブレーキをかけた場合でも６００ｍ以内で車両が
停止することが義務づけられている。一方、この高速化
した車両で６００ｍ以内に停止させようとすると、計算
上必要なブレーキ力は最大摩擦係数μmax を超えてしま
い、車輪がレール面上で滑ってしまい、結果的に必要ブ
レーキ力が得られなくて６００ｍ以内停止の規則を満た
すことができなくなってしまう。

【０００７】そこで、この問題を解決するために粘着ブ
レーキ方式と並設してさらにブレーキ力を増加させる方
法として、車両のブレーキ力をレールから直接得るレー
ルブレーキ方式が提案されている。このレールブレーキ
方式には、大別して次の３種類がある。

【０００８】１）レール吸着ブレーキ方式、 ２）レール渦電流ブレーキ方式、 ３）レール吸着・渦電流ブレーキ方式。

【０００９】図１３に示すようにレール吸着方式のレー
ルブレーキ装置１０１は、車輪１０２，１０２に支持さ
れた台車枠１０３に取り付けられていて、動作時には台
車枠１０３から下方のレール１０４側に油圧装置１０５
によって降下させ、磁極１０６の下端のブレーキシュー
１０７をレール１０４と接触させ、この状態で励磁コイ
ル１０８に通電することによって磁極１０６を磁化して
電磁石にし、レール１０４との間に電磁吸引力を発生さ
せ、ブレーキ力を得る仕組みである。

【００１０】このレール吸着時の電磁吸引力をＦｍと
し、レール１０４と磁極１０６との間の摩擦係数をμｒ
とすると、発生するブレーキ力ＦＢは次の（２）式のよ
うになる。

【００１１】ＦＢ＝μｒ×Ｆｍ （２） また図１４に示すように、レール渦電流方式のレールブ
レーキ装置１１１は、車輪１０２，１０２に支持された
台車枠１０３に支持部材１１２を介して取り付けられて
いて、動作時には励磁コイル１１３に通電することによ
って磁極鉄心１１４に磁束を発生させる仕組みである。
この動作により、この磁束はエアギャップ１１５を通し
てレール１０４に入り、車両とレール１０４との間の相
対速度と磁束によりレール１０４に渦電流が発生し、こ
の渦電流と磁束との積によりブレーキ力が得られるので
ある。

【００１２】また図１５に示すように、レール吸着・渦
電流方式のレールブレーキ装置１２１は、渦電流方式ブ
レーキ装置をレール吸着方式のレールブレーキ装置とし
て動作させるのであり、車輪１０２，１０２に支持され
た台車枠１０３から油圧装置１２２によってレール渦電
流方式のレールブレーキ装置１２１を昇降できるように
支持し、また磁極鉄心１２３のレール接触端面にはブレ
ーキシュー１２４が取り付けてある。そして動作時に
は、油圧装置１２２によってレール１０４側にレールブ
レーキ装置１２１を移動させ、ブレーキシュー１２４を
レール１０４と接触させ、その後、励磁コイル１２５に
通電して磁束を発生させる仕組みである。この動作によ
り、発生した磁束によりレール１０４と磁極鉄心１２３
との間に電磁吸引力が発生し、この電磁吸引力とブレー
キシュー１２４の摩擦係数によってブレーキ力が得られ
ることになる。

【００１３】このような各種方式のレールブレーキ装置
のいずれにおいても、ブレーキ力を得るためには励磁コ
イルに通電する必要がある。しかし、これらのレールブ
レーキ装置は主に非常ブレーキとして使用されるもので
あり、非常ブレーキとしての励磁電源には通常、バッテ
リを使用しているために重量的に解決すべき課題があっ
た。

【００１４】すなわち、レールブレーキ装置本体を軽量
化しようとすると、反対に消費電力を増加させて磁束密
度を増加させる必要があり、ひいてはバッテリを大容量
にする必要が生じてその重量が増加してしまい、逆にバ
ッテリの容量を下げて軽量化を図れば、レールブレーキ
装置本体の重量を増加させなければならず、いずれの場
合にもレールブレーキシステム全体としての重量を軽減
することは困難であった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
レールブレーキ装置はいずれの方式においても、システ
ム全体の重量を軽減することが難しい問題点があった。

【００１６】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るためになされたもので、磁極の励磁に永久磁石を利用
することによって励磁コイルへの通電必要電流を軽減し
ながらも従来と同様のブレーキ力を得ることができ、ひ
いてはブレーキシステム全体の重量の軽減化が図れるレ
ールブレーキ装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のレール
ブレーキ装置は、台車枠に昇降駆動装置によって昇降す
るように支持された磁極と、前記磁極内に回転できるよ
うに設けられた励磁用永久磁石と、前記励磁用永久磁石
と前記台車枠との間を連結し、前記磁極の上昇位置で前
記励磁用永久磁石の磁束を当該磁極内で短絡させ、前記
磁極の下降位置で前記励磁用永久磁石の磁束がレールに
鎖交するように前記励磁用永久磁石を回転させるリンク
機構とを備えたものである。

【００１８】この請求項１の発明のレールブレーキ装置
では、ブレーキの不動作時には磁極が台車枠に対して上
昇位置にあり、磁極内の励磁用永久磁石はリンク機構に
よってその磁束が磁極内で短絡する回転位置に置かれて
いる。そしてブレーキ動作時には磁極が昇降駆動装置に
よって台車枠から下降してレールに近接する。この時に
励磁用永久磁石はその磁束がレールに鎖交するようにな
る回転位置までリンク機構によって磁極内で回転させら
れ、ブレーキ力が効くようになる。このようにして、磁
極を励磁コイルへの通電によって励磁するのではなく、
永久磁石の回転位置を制御することによってブレーキ動
作時には磁極を励磁してブレーキ力を発生させることが
でき、励磁コイルとそれへの通電機構を不要にしてシス
テム全体の小型化が図れる。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１のレールブレ
ーキ装置において、さらに、ブレーキ開放時に、前記リ
ンク機構を駆動して前記励磁用永久磁石をその磁束が前
記磁極内で短絡するようになる回転位置まで回転させる
復帰手段を備えたものであり、ブレーキ開放動作時に強
制的にレールから磁極を引き離すことができ、ブレーキ
開放動作も円滑に行えるようになる。

【００２０】請求項３の発明のレールブレーキ装置は、
台車枠に支持された磁極と、前記磁極内に回転できるよ
うに設けられた励磁用永久磁石と、ブレーキ開放時に前
記励磁用永久磁石の磁束を当該磁極内で短絡させ、ブレ
ーキ作動時に前記励磁用永久磁石の磁束がレールに鎖交
するように前記励磁用永久磁石を回転させる磁石回転駆
動機構とを備えたものである。

【００２１】この請求項３の発明のレールブレーキ装置
では、ブレーキの不動作時には磁極内の励磁用永久磁石
が磁石回転駆動機構によってその磁束が磁極内で短絡す
る回転位置に置かれ、そしてブレーキ動作時には励磁用
永久磁石がその磁束がレールに鎖交するようになる回転
位置まで磁石回転駆動機構によって回転させられ、ブレ
ーキ力が効くようになる。このようにして、磁極を励磁
コイルへの通電によって励磁するのではなく、永久磁石
の回転位置を回転駆動機構によって制御することによっ
てブレーキ動作時には磁極を励磁してブレーキ力を発生
させ、またブレーキ不動作時にはそのブレーキ力を消滅
させることができ、励磁コイルとそれへの通電機構を不
要にしてシステム全体の小型化が図れる。

【００２２】請求項４の発明は、請求項１〜３のレール
ブレーキ装置において、さらに、前記励磁用永久磁石を
包み込む断熱材を備えたものであり、これによってブレ
ーキ動作時に発生する熱が磁極から永久磁石に移るのを
断熱材によって断熱し、永久磁石の磁気特性が熱劣化す
るのを防止することによって長期間の使用を可能にす
る。

【００２３】請求項５の発明は、請求項１〜４のレール
ブレーキ装置において、前記磁石回転駆動機構を前記台
車枠に配設したものであり、これによってブレーキ時に
作動する可動側を軽量化することができる。

【００２４】請求項６の発明は、請求項１〜４のレール
ブレーキ装置において、前記磁石回転駆動機構を前記磁
極に配設したものであり、これによってブレーキ動作の
ための磁極の上下動に独立して永久磁石を回転させるこ
とができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１〜図３は本発明の第１の実施の
形態を示しており、この実施の形態のレールブレーキ装
置１は、レール吸着・渦電流方式（ハイブリッド）のも
のを示しており、車輪２，２に支持された台車枠３に昇
降駆動装置としての油圧装置４によってフレーム５が昇
降できるように支持されている。フレーム５には磁気枠
６が取り付けられていて、この磁気枠６内に円筒形又は
円柱形の励磁用永久磁石７が適数本、ここでは３カ所７
ａ，７ｂ，７ｃに設けられている。台車枠３の片側には
ブレーキ開放用の油圧装置８が取り付けられていて、こ
の油圧装置８に一端が連結されたクランク機構９の他端
が直下に位置する励磁用永久磁石７ａの中心部に接合さ
れていて、油圧装置８のプランジャ８ａが上下方向に作
動する時、クランク機構９によって励磁用永久磁石７ａ
が９０°回転するように設定されている。また励磁用永
久磁石７ａ，７ｂ，７ｃ間は平行移動リンク機構１０に
よって連結されていて、端部の永久磁石７ａの回転に伴
って他の永久磁石７ｂ，７ｃも共に同一角度、同一方向
に回転するように設定されている。磁気枠６のレール１
１に面する下端面にはブレーキシュー１２が取り付けて
ある。

【００２６】次に、上記構成のレールブレーキ装置１の
動作について説明する。図２はブレーキ不動作状態、図
３はブレーキ動作状態を示している。車両の走行中は、
レールブレーキ装置１は図２に示す不動作状態にある。
この不動作状態では、油圧装置４によってレールブレー
キ装置１の全体が台車枠３側に上昇した位置にある。ま
た油圧装置８のプランジャ８ａは下方に押出された状態
にあり、これによってクランク機構９を介して端部位置
の永久磁石７ａのＮ極、Ｓ極が上下に位置する回転位置
で固定される。この回転位置では、平行移動リンク機構
１０を介して他の永久磁石７ｂ，７ｃは同じ回転位置で
固定される。したがって、各永久磁石７ａ，７ｂ，７ｃ
それぞれにおいてそれらから出る磁束は磁気枠６内にお
いて短絡し、レール１１側へ出る磁束はなく、ブレーキ
力を発生させない。

【００２７】ブレーキ動作時には、ブレーキ作動信号を
受けて外部の制御回路（図示せず）により油圧装置４が
作動し、フレーム５は図２の状態から下降し始める。こ
の時、永久磁石回転駆動用の油圧装置８は不動作状態の
ままにされ、この結果、フレーム５の下降と共にクラン
ク機構９がプランジャ８ａに引き上げられる形になって
永久磁石７ａを図中右回転させ始める。この永久磁石７
ａの回転に伴って、他の永久磁石７ｂ，７ｃも平行移動
リンク機構１０により同時に同じ角度だけ回転する。

【００２８】そして油圧装置４が所定のストロークだけ
フレーム５を下降させ、図３に示す状態になれば、磁気
枠６のブレーキシュー１２がレール１１に接触する。そ
してこの時には、永久磁石７ａ，７ｂ，７ｃはすべて元
の位置から９０°回転した位置になって、各々から出る
磁束はレール１１と鎖交し、ブレーキ力が発生する。

【００２９】ブレーキを開放する際には、この第１の実
施の形態の場合、まず永久磁石回転駆動用の油圧装置８
を起動してプランジャ８ａを図２に示す状態まで押出
し、クランク機構９によって永久磁石７ａを図中９０°
左回転させて磁束を磁気枠６内で短絡させるようにす
る。この時、他の永久磁石７ｂ，７ｃもリンク機構１０
によって同じ角度だけ回転して磁束を短絡するようにな
る。

【００３０】これによって永久磁石７ａ，７ｂ，７ｃか
ら出る磁束がレール１１と鎖交しなくなって磁気吸引力
が消滅する。この後に油圧装置４によってフレーム５を
上昇させる。こうして、磁気吸引力をまず消失させた後
にフレーム５を上昇させるようにすることにより、油圧
装置４に磁気吸着を引き離すような大きな駆動力を要求
しなくても済み、また永久磁石回転駆動用の油圧装置８
は永久磁石７ａ，７ｂ，７ｃを回転させるのに必要な駆
動力を持っていればよくて、いずれも比較的小さな駆動
力を有する油圧装置で実現することができるようにな
る。なお、元の位置まで復帰した後には、永久磁石回転
駆動用油圧装置８を逆方向に作動させてプランジャ８ａ
を図２に示す位置まで引き戻しておく。

【００３１】以上のように、この第１の実施の形態のレ
ールブレーキ装置１によれば、図１５に示した従来のレ
ールブレーキ装置１２１では必要であった磁極励磁用コ
イル１２５とそれに通電するための電源が不要となり、
ブレーキ装置自体も含めたブレーキシステムとして軽量
化、小型化が可能となる。また、従来は励磁用コイルを
巻装するためのスペースが必要であり、このスペースの
ために磁極のポールピッチに制約があり、その結果、車
両低速側でのブレーキ力が不足気味であったが、本装置
によればポールピッチの制約がなくなり、低速側でのブ
レーキ力向上が可能となる。さらに、励磁コイルやケー
ブル等の断線、励磁用電源の故障による動作不能となる
事故もなくなり、ブレーキシステムの信頼性が向上す
る。

【００３２】次に本発明の第２の実施の形態について、
図４及び図５に基づいて説明する。この第２の実施の形
態のレールブレーキ装置２１はレール吸着方式のもので
あり、台車枠３に油圧装置４によって昇降できるように
支持されたフレーム２２に磁極鉄心２３を取り付け、こ
の磁極鉄心２３内に車両の進行方向と軸が一致するよう
に円筒形又は円柱形の励磁用永久磁石２４を回転できる
状態で組み込んである。そして永久磁石２４の一端にク
ランク２５の一端が連結してあり、このクランク２５の
他端に永久磁石回転駆動用油圧装置２６のプランジャ２
６ａが連結してある。

【００３３】次に、上記構成の第２の実施の形態のレー
ルブレーキ装置２１の動作について説明する。車両走行
時には図４及び図５（ａ）に示す不動作状態に置かれ
る。この不動作状態では、油圧装置４によって本装置２
１が上昇位置にあり、磁極鉄心２３内で励磁用永久磁石
２４はＮＳ極が上下方向に来る回転位置に置かれ、永久
磁石２４から出る磁束は磁極鉄心２３内で短絡され、レ
ール１１と鎖交することがなく、ブレーキ力は発生しな
い。

【００３４】ブレーキ動作時には、図５（ｂ）に示すよ
うに油圧装置４によって本装置２１が下降し、磁極鉄心
２３の下端部がレール１１に接触する。この下降動作の
際、永久磁石回転駆動用油圧装置２６は動作せず、プラ
ンジャ２６ａは固定され、これに一端が連結されている
クランク２５の他端がフレーム２２や磁極鉄心２３と共
に下降する永久磁石２５によって下方に移動し、これに
よって永久磁石２５が９０°回転する。この結果、永久
磁石２５のＮＳ極が水平方向にきて、磁束が磁極鉄心２
３内を通ってレール１１と鎖交し、ブレーキ力が発生す
るようになる。

【００３５】この後ブレーキを開放するには、まず永久
磁石回転駆動用油圧装置２６を作動させてプランジャ２
６ａを図５（ｂ）に示す状態からさらに下方へ押出して
永久磁石２４を図中９０°右回転させる。これによって
永久磁石２５から出る磁束を再び磁極鉄心２３で短絡さ
せるようにして磁気吸引力を消滅させる。そしてこの
後、油圧装置４を駆動してレールブレーキ装置２１を引
き上げ、図５（ａ）の状態まで戻す。この時、永久磁石
回転駆動用油圧装置２６を逆向きに駆動してプランジャ
２６ａを同図（ａ）の位置まで引き戻す。

【００３６】このようにしてこの第２の実施の形態のレ
ールブレーキ装置２１によれば、図１３に示した従来の
レールブレーキ装置１０１では必要であった磁極励磁用
コイル１０８とそれに通電するための電源が不要とな
り、ブレーキ装置自体も含めたブレーキシステムとして
軽量化、小型化が可能となる。また、励磁コイルやケー
ブル等の断線、励磁用電源の故障による動作不能となる
事故もなくなり、ブレーキシステムの信頼性が向上す
る。

【００３７】次に、本発明の第３の実施の形態のレール
ブレーキ装置３１は、図４に示した第２の実施の形態の
レールブレーキ装置２１において、永久磁石回転駆動用
油圧装置２６に代えて駆動用モータ３２を設け、永久磁
石２４を９０°回転駆動するようにしたことを特徴とす
る。したがって、ブレーキ不動作状態では図５（ａ）に
示した回転位置に永久磁石２４が来るように駆動し、ブ
レーキ動作時には図５（ｂ）に示した回転位置まで９０
°回転させ、そしてブレーキ開放時には再び９０°反転
させて図５（ａ）に示した回転位置まで復帰させる制御
を行う。

【００３８】この第３の実施の形態のレールブレーキ装
置３１にあっても、第２の実施の形態のレールブレーキ
装置２１と同様の効果を奏することができる。ただしモ
ータ３２を搭載しているためにその駆動用電源が必要に
なるが、モータ駆動用の電流検出であるために従来の励
磁コイルを励磁させるために必要とされるような大電流
を必要とせず、電源設備を小型化できるのである。

【００３９】次に、本発明の第４の実施の形態のレール
ブレーキ装置４１を図７〜図９に基づいて説明する。こ
の第４の実施の形態のレールブレーキ装置４１はレール
渦電流方式のものであり、車輪２，２によって支持され
ている台車枠３に支持部材４２によって本レールブレー
キ装置４１のフレーム５が固定支持されている。レール
ブレーキ装置４１自体の構造は図１に示したハイブリッ
ドレールブレーキ装置１とほぼ共通しているので、共通
する部材には同一の符号を付すことによって詳しい説明
は省略する。ただし、磁極６の下端面にブレーキシュー
は取り付けられていない。

【００４０】このレール渦電流方式のレールブレーキ装
置４１の場合、励磁用永久磁石７ａの回転駆動用油圧装
置４３の働きが第１の実施の形態の場合に異なり、ブレ
ーキ不動作時には図７及び図８に示す状態であるが、動
作時には図９に示すように、油圧装置４３を作動させて
プランジャ４３ａによってクランク機構９を引き上げ、
永久磁石７ａを９０°回転させる。そしてこの永久磁石
７ａの回転に伴い、リンク機構１０によって他の永久磁
石７ｂ，７ｃも同じく９０°回転させる。この結果、永
久磁石７ａ，７ｂ，７ｃそれぞれの磁束が磁気枠６を通
り、エアギャップ４４を介してレール１１と鎖交し、車
両の走行に伴ってレール１１に渦電流を生じさせ、ブレ
ーキ力を得るのである。

【００４１】この第４の実施の形態のレールブレーキ装
置４１にあっても、図１４に示した従来のレール渦電流
方式のレールブレーキ装置１１１のように磁束発生のた
めの磁極励磁用コイル１１３とそれに通電するための電
源が不要となり、ブレーキ装置自体も含めたブレーキシ
ステムとして軽量化、小型化が可能となる。また、従来
は励磁用コイルを巻装するためのスペースが必要であ
り、このスペースのために磁極のポールピッチに制約が
あり、その結果、車両低速側でのブレーキ力が不足気味
であったが、本装置によればポールピッチの制約がなく
なり、低速側でのブレーキ力向上が可能となる。さら
に、励磁コイルやケーブル等の断線、励磁用電源の故障
による動作不能となる事故もなくなり、ブレーキシステ
ムの信頼性が向上する。

【００４２】次に、本発明の第５の実施の形態のレール
ブレーキ装置５１を図１０に基づいて説明する。この第
５の実施の形態のレールブレーキ装置５１は図７に示し
たレールブレーキ装置４１において採用した励磁用永久
磁石の回転駆動用油圧装置４３、クランク９及び平行移
動リンク機構１０に代えて、レールブレーキ装置５１の
フレーム５自体に油圧装置５２を取り付け、この油圧装
置５２のプランジャ５２ａに各永久磁石７ａ，７ｂ，７
ｃを回転駆動させるためのクランクリンク５３ａ，５３
ｂ，５３ｃを連結したことを特徴とする。

【００４３】この実施の形態のレールブレーキ装置５１
では、通常時には図１０に示す状態にして永久磁石７
ａ，７ｂ，７ｃを図８に示したと同じ回転位置に置き、
ブレーキ動作時には油圧装置５２を駆動させてプランジ
ャ５２ａを水平に押出し、これによってクランクリンク
５３ａ，５３ｂ，５３ｃを９０°回転させ、永久磁石７
ａ，７ｂ，７ｃを同じく９０°回転させ、図９に示す回
転位置にするのである。これによって第４の実施の形態
のレールブレーキ装置４１と同様に永久磁石から出る磁
束によってレール１１に渦電流を生じさせ、ブレーキ力
を得ることができる。

【００４４】したがって、この第５の実施の形態のレー
ルブレーキ装置５１にあっても、第４の実施の形態のレ
ールブレーキ装置４１と同様、ブレーキ装置自体も含め
たブレーキシステムとして軽量化、小型化が可能とな
り、また車両低速側でのブレーキ力向上が図れ、さら
に、励磁コイルやケーブル等の断線、励磁用電源の故障
による動作不能となる事故もなくなり、ブレーキシステ
ムの信頼性が向上する。

【００４５】次に、本発明の第６の実施の形態のレール
ブレーキ装置６１を、図１１に基づいて説明する。この
第６の実施の形態のレールブレーキ装置６１は、図１に
示したハイブリッドレールブレーキ装置１における永久
磁石駆動機構としての油圧装置８、クランク機構９、リ
ンク機構１０に代えて、図１０の第５の実施の形態と同
様の駆動機構、つまり、レールブレーキ装置６１のフレ
ーム５自体に取り付けられた油圧装置５２と、この油圧
装置５２のプランジャ５２ａに連結され、各永久磁石７
ａ，７ｂ，７ｃを回転駆動させるためのクランクリンク
５３ａ，５３ｂ，５３ｃとを備えたことを特徴とする。
したがって、その他の構成要素は第１の実施の形態のレ
ールブレーキ装置１と共通であり、同一の部分には同一
の符号を付して、その説明を省略する。

【００４６】この実施の形態のレールブレーキ装置６１
では、通常時には図１１に示す状態にして永久磁石７
ａ，７ｂ，７ｃを図２に示したと同じ回転位置に置き、
ブレーキ動作時には図３に示したと同じように油圧装置
４によって本装置６１自体を降下させてブレーキシュー
１２をレール１１に接触させた状態にする。そして永久
磁石回転駆動用の油圧装置５２を駆動させてプランジャ
５２ａを水平に押出し、これによってクランクリンク５
３ａ，５３ｂ，５３ｃを９０°回転させ、永久磁石７
ａ，７ｂ，７ｃを同じく９０°回転させ、図３に示す回
転位置にする。これによって第１の実施の形態のレール
ブレーキ装置１と同様に、各々から出る磁束はレール１
１と鎖交し、ブレーキ力が発生する。

【００４７】ブレーキを開放する際には、まず永久磁石
回転駆動用の油圧装置５２を起動してプランジャ５２ａ
を図１１に示す状態まで引き戻し、クランクリンク５３
ａ，５３ｂ，５３ｃによって永久磁石７ａ，７ｂ，７ｃ
を一斉に９０°逆回転させて磁束を磁気枠６内で短絡さ
せるようにする。これによって永久磁石７ａ，７ｂ，７
ｃから出る磁束がレール１１と鎖交しなくなって磁気吸
引力が消滅するので、この後に油圧装置４によってフレ
ーム５を上昇させる。

【００４８】以上のように、この第６の実施の形態のレ
ールブレーキ装置６１によれば、第１の実施の形態のレ
ールブレーキ装置１と同様に、ブレーキ装置自体も含め
たブレーキシステムとして軽量化、小型化が可能とな
り、またポールピッチの制約がなくなって低速側でのブ
レーキ力向上が可能となり、さらに、励磁コイルやケー
ブル等の断線、励磁用電源の故障による動作不能となる
事故もなくなり、ブレーキシステムの信頼性が向上す
る。

【００４９】次に、本発明の第７の実施の形態のレール
ブレーキ装置７１を図１２に基づいて説明する。この実
施の形態のレールブレーキ装置７１は図１に示した第１
の実施の形態のレールブレーキ装置１における永久磁石
７ａ，７ｂ，７ｃそれぞれを断熱材７２によって被覆し
たことを特徴とし、その他の構成要素は第１の実施の形
態のレールブレーキ装置１と全く共通する。

【００５０】この実施の形態のレールブレーキ装置７１
のように断熱材７２で各永久磁石７ａ，７ｂ，７ｃそれ
ぞれを被覆することにより、ハイブリッドレールブレー
キ装置が動作してブレーキシュー１２とレール１１との
間の摩擦熱により永久磁石７ａ，７ｂ，７ｃの磁気特性
が低下するのを極力防ぐことができる。

【００５１】なお、この断熱材７２の被覆は、他の実施
の形態でも同様にそれらの永久磁石に同様に利用するこ
とができる。

【００５２】また、以上の各実施の形態で使用した油圧
装置は、特にこれに限定されず、同じく同方向、駆動力
が出力できる他の手段、たとえば、電磁アクチュエータ
に置き換えて使用することができるものである。

【００５３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
従来のように磁極を励磁コイルへの通電によって励磁す
るのではなく、永久磁石の回転位置を制御することによ
ってブレーキ動作時には磁極を励磁してブレーキ力を発
生させることができ、励磁コイルとそれへの通電機構を
不要にしてシステム全体の軽量化、小型化が図れる。

【００５４】請求項２の発明によれば、ブレーキ開放時
にリンク機構を駆動して励磁用永久磁石をその磁束が磁
極内で短絡するようになる回転位置まで回転させる復帰
手段を備えことにより、ブレーキ開放動作時に強制的に
レールから磁極を引き離すことができ、ブレーキ開放動
作も円滑に行える。

【００５５】請求項３の発明によれば、従来のように磁
極を励磁コイルへの通電によって励磁するのではなく、
永久磁石の回転位置を回転駆動機構によって制御するこ
とによってブレーキ動作時には磁極を励磁してブレーキ
力を発生させ、またブレーキ不動作時にはそのブレーキ
力を消滅させることができ、励磁コイルとそれへの通電
機構を不要にしてシステム全体の軽量化、小型化が図れ
る。

【００５６】請求項４の発明によれば、励磁用永久磁石
を包み込む断熱材を備えたことによって、ブレーキ動作
時に発生する熱が磁極から永久磁石に移るのを断熱材に
よって断熱し、永久磁石の磁気特性が熱劣化するのを防
止することができ、同一の永久磁石によって長期間の使
用が可能となる。

【００５７】請求項５の発明によれば、磁石回転駆動機
構を台車枠に配設したので、ブレーキ時に作動する可動
側を軽量化することができる。

【００５８】請求項６の発明によれば、磁石回転駆動機
構を磁極に配設したので、ブレーキ動作のための磁極の
上下動に独立して永久磁石を回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の一部破断正面図。

【図２】上記の実施の形態の永久磁石回転駆動機構部分
を示す一部破断拡大正面図。

【図３】上記の実施の形態の永久磁石回転駆動機構部分
のブレーキ動作時の状態を示す一部破断拡大正面図。

【図４】本発明の第２の実施の形態の正面図。

【図５】上記の実施の形態の動作説明図。

【図６】本発明の第３の実施の形態の正面図。

【図７】本発明の第４の実施の形態の一部破断正面図。

【図８】上記の実施の形態の永久磁石回転駆動機構部分
を示す一部破断拡大正面図。

【図９】上記の実施の形態の永久磁石回転駆動機構部分
のブレーキ動作時の状態を示す一部破断拡大正面図。

【図１０】本発明の第５の実施の形態の一部破断正面
図。

【図１１】本発明の第６の実施の形態の一部破断正面
図。

【図１２】本発明の第７の実施の形態の永久磁石回転駆
動機構部分を示す一部破断拡大正面図。

【図１３】従来のレール吸着式のレールブレーキ装置の
正面図。

【図１４】従来のレール渦電流方式のレールブレーキ装
置の正面図。

【図１５】従来のレール吸着・渦電流方式のレールブレ
ーキ装置の正面図。

【符号の説明】

１ レールブレーキ装置 ２ 車輪 ３ 台車枠 ４ 油圧装置 ５ フレーム ６ 磁極 ７ａ，７ｂ，７ｃ 永久磁石 ８ 油圧装置 ８ａ プランジャ ９ クランク １０ リンク機構 １１ レール １２ ブレーキシュー ２１ レールブレーキ装置 ２２ フレーム ２３ 磁極 ２４ 永久磁石 ２５ クランク ２６ 油圧装置 ２６ａ プランジャ ３１ レールブレーキ装置 ３２ モータ ４１ レールブレーキ装置 ４２ 支持部材 ４３ 油圧装置 ４３ａ プランジャ ４４ 磁気ギャップ ５１ レールブレーキ装置 ５２ 油圧装置 ５２ａ プランジャ ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ クランクリンク ６１ レールブレーキ装置 ７１ レールブレーキ装置 ７２ 断熱材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車枠に昇降駆動装置によって昇降する
   ように支持された磁極と、 前記磁極内に回転できるように設けられた励磁用永久磁
   石と、 前記励磁用永久磁石と前記台車枠との間を連結し、前記
   磁極の上昇位置で前記励磁用永久磁石の磁束を当該磁極
   内で短絡させ、前記磁極の下降位置で前記励磁用永久磁
   石の磁束がレールに鎖交するように前記励磁用永久磁石
   を回転させるリンク機構とを備えて成るレールブレーキ
   装置。
2. 【請求項２】 ブレーキ開放時に、前記リンク機構を駆
   動して前記励磁用永久磁石をその磁束が前記磁極内で短
   絡するようになる回転位置まで回転させる復帰手段を備
   えて成る請求項１に記載のレールブレーキ装置。
3. 【請求項３】 台車枠に支持された磁極と、 前記磁極内に回転できるように設けられた励磁用永久磁
   石と、 ブレーキ開放時に前記励磁用永久磁石の磁束を当該磁極
   内で短絡させ、ブレーキ作動時に前記励磁用永久磁石の
   磁束がレールに鎖交するように前記励磁用永久磁石を回
   転させる磁石回転駆動機構とを備えて成るレールブレー
   キ装置。
4. 【請求項４】 前記励磁用永久磁石を包み込む断熱材を
   備えて成る請求項１〜３のいずれかに記載のレールブレ
   ーキ装置。
5. 【請求項５】 前記磁石回転駆動機構を前記台車枠に配
   設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
   のレールブレーキ装置。
6. 【請求項６】 前記磁石回転駆動機構を前記磁極に配設
   したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
   レールブレーキ装置。