JPH10230849A - Rail brake device - Google Patents

Rail brake device

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Publication number
JPH10230849A
JPH10230849A JP3401697A JP3401697A JPH10230849A JP H10230849 A JPH10230849 A JP H10230849A JP 3401697 A JP3401697 A JP 3401697A JP 3401697 A JP3401697 A JP 3401697A JP H10230849 A JPH10230849 A JP H10230849A
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JP
Japan
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rail
magnetic
permanent magnet
brake device
force
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Application number
JP3401697A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Kawamichi
俊一 川路
Yoshitaka Kobayashi
芳隆 小林
Toshiaki Yamada
敏明 山田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the lessening and lightening of a rail brake device. SOLUTION: In a rail brake device 1, permanent magnets 7 are embedded in magnetic cores 4 of electromagnets 3, attracting force of the electromagnets is increased by superimposing the magnetic flux of the permanent magnets on the magnetic flux when exciting coils 5 are excited for the brake operation, braking force is increased, and the same braking force is obtained in states where the device is lessened and lightened in comparison with a conventional device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
The present invention relates to a rail brake device for a railway vehicle.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Generally, a so-called adhesive brake device utilizing a frictional force between a rail and wheels is used as a brake device for decelerating a railway vehicle. In this adhesive brake device, the maximum possible braking force is determined by the frictional force. In other words, even if the braking force is applied to the wheel as much as possible, the wheel will only slide on the rail while stopping its rotation, and the maximum braking force on the wheel tread will be the friction force generated there The braking force cannot exceed the frictional force.

【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。
[0003] These relationships are based on the braking force F of the wheels themselves.
w, the maximum friction coefficient μmax between the wheel and the rail, and the braking force F on the wheel tread, the braking force F on the vehicle tread is
The following equation (1) is obtained.

【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。
F ≦ μmax × Fw (1) Here, the friction coefficient μmax <1. In the case of a normal railway vehicle, μmax = about 0.1 to 0.2. Therefore, if it is desired to obtain a braking force exceeding the value obtained by the expression (1), it is necessary to adopt a braking method other than the adhesive braking device.

【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。
In recent years, there has been a strong demand for speeding up of conventional line vehicles, and the maximum speed which was conventionally about 100 to 120 km / h has been increased to about 130 km / h or more and about 160 km / h. There is movement.

【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。
However, in the case of a conventional line, it is required by law to stop the vehicle within 600 m even when an emergency brake is applied. On the other hand, when trying to stop within 600 m of this accelerated vehicle, the calculated braking force exceeds the maximum friction coefficient μmax, and the wheels slip on the rail surface, resulting in the required braking force being reduced. If it is not obtained, it will not be possible to satisfy the rule of stopping within 600 m.

【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。レールブレーキ装置
の例としては、図10〜図12に示す構造などがある。
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10
5によって降下させ、磁極鉄心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鉄心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、ブレーキシュー107とレール104と
の間の摩擦力でブレーキ力を得る仕組みである。また、
励磁コイル108に通電する電流の方向を隣り合う励磁
コイルと交互にすることにより、磁極鉄心106のブレ
ーキシュー107側に発生する磁界が交互に並ぶ様に
し、電磁コイルが通過する際にレールに渦電流が発生し
て、その渦電流により生ずる磁力が電磁コイル1の磁力
と車両進行方向に対して反対に働き、その反発力が車両
のブレーキ力として作用する。
In order to solve this problem, a rail brake system has been proposed in which the brake force of a vehicle is directly obtained from a rail as a method for increasing the braking force in parallel with the adhesive brake system. Examples of the rail brake device include a structure shown in FIGS.
The rail brake device 101 is mounted on a bogie frame 103 supported by wheels 102, 102. In operation, the hydraulic device 10 is mounted on the rail 104 below the bogie frame 103.
5, the brake shoe 107 at the lower end of the magnetic pole core 106 is brought into contact with the rail 104, and the exciting coil 108 is energized in this state.
Is magnetized into an electromagnet to generate electromagnetic attraction between the rail 104 and the brake force by a frictional force between the brake shoe 107 and the rail 104. Also,
By alternating the direction of the current flowing through the exciting coil 108 with the adjacent exciting coil, the magnetic field generated on the brake shoe 107 side of the pole iron core 106 is arranged alternately, and the vortex is generated on the rail when the electromagnetic coil passes. When an electric current is generated, the magnetic force generated by the eddy current acts oppositely to the magnetic force of the electromagnetic coil 1 in the vehicle traveling direction, and the repulsive force acts as a vehicle braking force.

【0008】このようなレールブレーキ装置101の磁
気回路部分の内部構造を見てみると、図11と図12に
示すようにレール104の面に沿ってブレーキシュー1
07と磁極鉄心106が配置され、磁極鉄心106には
励磁コイル108が巻装されている。そして複数個の励
磁コイル108をフレーム109に装着し、外周を保護
カバー110で覆った構造となっている。
Looking at the internal structure of the magnetic circuit portion of such a rail brake device 101, as shown in FIGS. 11 and 12, the brake shoe 1 extends along the surface of the rail 104.
07 and a magnetic pole core 106 are arranged, and an exciting coil 108 is wound around the magnetic pole core 106. A plurality of excitation coils 108 are mounted on a frame 109, and the outer periphery is covered with a protective cover 110.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のレー
ル吸着式のレールブレーキ装置の場合、1つの台車の前
後の車輪102,102間にレールブレーキ装置101
が配置されているが、各車輪102の周囲にはキャリパ
ブレーキが設けられているために進行方向(長手方向)
の寸法に厳しい制約がある。そして制約された寸法内に
装置全体を組み込む必要があるために、励磁コイル間の
極ピッチ、励磁コイルの巻装寸法も制約され、ブレーキ
力の大きなものを取り付けることができず、結果的にブ
レーキ力不足となり、車両の減速度に対する性能を十分
満足するものにすることができない問題点があった。
In the case of such a conventional rail suction type rail brake device, the rail brake device 101 is provided between the front and rear wheels 102, 102 of one bogie.
Is arranged, but a caliper brake is provided around each wheel 102 so that the traveling direction (longitudinal direction)
There are severe restrictions on the dimensions of. Since it is necessary to incorporate the entire device within the limited dimensions, the pole pitch between the exciting coils and the winding dimensions of the exciting coils are also limited, so that a large braking force cannot be attached. There was a problem that the power was insufficient and the performance with respect to the deceleration of the vehicle could not be sufficiently satisfied.

【0010】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、制約されたスペース内に取り付けるた
めに寸法を増大させることなく、ブレーキ力を向上させ
ることができるレールブレーキ装置を提供することを目
的とする。
[0010] The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a rail brake device capable of improving a braking force without increasing the size for mounting in a limited space. The purpose is to do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、電磁
石でレールに吸着し、レールと電磁石との間の摩擦力に
よって車両の減速力を得るレールブレーキ装置におい
て、前記電磁石の磁極鉄心内に磁力の方向が前記電磁石
の励磁コイルの磁極方向に一致するように埋め込まれた
永久磁石を備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a rail brake device which attracts a rail to a rail by an electromagnet and obtains a deceleration force of a vehicle by a frictional force between the rail and the electromagnet. And a permanent magnet embedded so that the direction of the magnetic force matches the direction of the magnetic pole of the exciting coil of the electromagnet.

【0012】この請求項1の発明のレールブレーキ装置
では、電磁石の磁極鉄心内に永久磁石を埋め込むことに
よって、ブレーキ動作のために励磁コイルを励磁させる
時にその磁束に永久磁石の持っている磁束を重畳するこ
とによって電磁石の吸引力を大きくし、低速領域でのブ
レーキ力を増大させることができる。
In the rail brake device according to the first aspect of the present invention, by embedding a permanent magnet in the pole core of the electromagnet, the magnetic flux of the permanent magnet is reduced to the magnetic flux when the exciting coil is excited for the braking operation. By superimposing, the attraction force of the electromagnet can be increased, and the braking force in a low speed region can be increased.

【0013】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、前記永久磁石を非磁性材でくるんで
前記磁極鉄心内に埋め込んだものであり、これによっ
て、磁極鉄心への永久磁石の組み込み作業がしやすくな
り、また永久磁石の保磁力を長期間維持しておくことが
でき、ブレーキ性能を長期間維持できる。
According to a second aspect of the present invention, in the rail brake device of the first aspect, the permanent magnet is wrapped with a non-magnetic material and embedded in the magnetic pole core, whereby the permanent magnet is inserted into the magnetic pole core. The assembling work is facilitated, the coercive force of the permanent magnet can be maintained for a long time, and the braking performance can be maintained for a long time.

【0014】請求項3の発明は、請求項1または2のレ
ールブレーキ装置において、前記永久磁石の磁力の方向
と平行な側面から前記磁極鉄心の外側面に達するまでの
距離を3〜5mmに設定したものであり、これによっ
て、耐衝撃性を損なうことなく磁力を大きくすることが
できる。
According to a third aspect of the present invention, in the rail brake device of the first or second aspect, a distance from a side surface parallel to the direction of the magnetic force of the permanent magnet to an outer side surface of the magnetic pole core is set to 3 to 5 mm. Accordingly, the magnetic force can be increased without impairing the impact resistance.

【0015】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、前記永久磁石と磁極鉄心との境
界面にエポキシ樹脂を含浸させたガラスプリプレグシー
トを介在させたものであり、これによって永久磁石と磁
極鉄心との一体化を促進し、耐衝撃性を大きくすること
ができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the rail brake device of the first to third aspects, wherein a glass prepreg sheet impregnated with epoxy resin is interposed on a boundary surface between the permanent magnet and the magnetic pole core. As a result, integration between the permanent magnet and the magnetic pole core is promoted, and the impact resistance can be increased.

【0016】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、前記電磁石の励磁コイルにブレ
ーキ開放時に前記永久磁石の磁力方向と逆向きの励磁電
流を通電する磁束逆転回路を備えたものであり、これに
よってブレーキ開放時に永久磁石による磁力を磁束逆転
回路の作動によって磁極鉄心に生じる磁束で打ち消して
レールブレーキ装置の引き上げに要する力を小さくし、
レールブレーキ装置昇降駆動用の油圧装置の負担を軽減
することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the rail brake device according to any of the first to fourth aspects, further comprising a magnetic flux reversing circuit for supplying an exciting current to the exciting coil of the electromagnet in a direction opposite to the magnetic force direction of the permanent magnet when the brake is released. This reduces the force required to pull up the rail brake device by canceling out the magnetic force of the permanent magnet when the brake is released by the magnetic flux generated in the magnetic pole core by the operation of the magnetic flux reversing circuit,
The load on the hydraulic device for raising and lowering the rail brake device can be reduced.

【0017】請求項6の発明は、請求項1〜5のレール
ブレーキ装置において、前記電磁石の磁極鉄心のレール
側端面に取り付けられたブレーキシューと隣接する同じ
ブレーキシュートとの間の空間に摩擦抵抗の高い非磁性
材の補助ブレーキシューを取り付けたものであり、これ
によって、ブレーキ力を増大させることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the rail brake device of the first to fifth aspects, a frictional resistance is provided in a space between the brake shoe attached to the rail-side end surface of the pole core of the electromagnet and the same adjacent brake chute. The auxiliary brake shoe made of a non-magnetic material having a high frictional force is attached, and thereby the braking force can be increased.

【0018】[0018]

【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及び図2は本発明の第1の実施
の形態のレールブレーキ装置1を示している。このレー
ルブレーキ装置1は図10に示した従来例のレールブレ
ーキ装置101と同様の位置に取り付けて使用するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show a rail brake device 1 according to a first embodiment of the present invention. The rail brake device 1 is mounted and used at the same position as the conventional rail brake device 101 shown in FIG.

【0019】このレールブレーキ装置1の構造について
説明する。フレーム2に複数個、ここでは4個の電磁石
3がレール面に沿うように取り付けられている。各電磁
石3は、フレーム2に固定された磁極鉄心4の周囲に励
磁コイル5を巻装して成る。そして各磁極鉄心4の下端
面にはブレーキシュー6が取り付けられている。そして
磁極鉄心4内には、永久磁石7がその四周をSUS板の
ような非磁性板材8で覆われた形で埋め込まれている。
すべての電磁石3の周囲は保護カバー9で覆われてい
る。
The structure of the rail brake device 1 will be described. A plurality of, here four, electromagnets 3 are mounted on the frame 2 along the rail surface. Each electromagnet 3 is formed by winding an exciting coil 5 around a magnetic pole core 4 fixed to the frame 2. A brake shoe 6 is attached to the lower end surface of each magnetic pole core 4. A permanent magnet 7 is embedded in the magnetic pole core 4 so that its four circumferences are covered with a non-magnetic plate material 8 such as a SUS plate.
The periphery of all the electromagnets 3 is covered with a protective cover 9.

【0020】各永久磁石7の磁力の方向は、それが内蔵
されている磁極鉄心4に励磁コイル5によって発生する
磁束の流れる方向と一致させてある。
The direction of the magnetic force of each permanent magnet 7 is made to coincide with the direction in which the magnetic flux generated by the exciting coil 5 flows in the magnetic pole core 4 in which the permanent magnet 7 is built.

【0021】上記の構成のレールブレーキ装置1の動作
について説明する。ブレーキ不動作時には、従来例とし
て示した図10の状態にあって、励磁コイル5には通電
されない。
The operation of the rail brake device 1 having the above configuration will be described. When the brake is not operated, the excitation coil 5 is not energized in the state of FIG. 10 shown as a conventional example.

【0022】そしてブレーキ動作時には、油圧装置を駆
動して本装置1をブレーキシュー6がレール面に接触す
るまで降下させ、励磁コイル5に通電する。これによ
り、励磁コイル5が励磁して磁束を発生し、図1に示し
たように各電磁石3の磁極鉄心4の下端部にN極、S極
が交互に現れて、レールに吸引して生じるレールとブレ
ーキシュートとの間の摩擦力と、レールに発生した渦電
流により生じる磁界の反発力とによってブレーキ力が働
き、車両を減速させる。
During the braking operation, the hydraulic device is driven to lower the device 1 until the brake shoe 6 contacts the rail surface, and the exciting coil 5 is energized. As a result, the exciting coil 5 excites and generates a magnetic flux, and the N pole and the S pole alternately appear at the lower end of the magnetic pole core 4 of each electromagnet 3 as shown in FIG. The braking force acts by the frictional force between the rail and the brake chute and the repulsive force of the magnetic field generated by the eddy current generated in the rail, thereby decelerating the vehicle.

【0023】そしてこのブレーキ動作時に、永久磁石7
の磁力の方向がそれを内蔵する磁極鉄心4を通る磁束の
向きと一致させてあるので、磁極鉄心4を流れる磁束が
励磁コイル5単独の磁束よりも増大する。このため、図
3に曲線Aで示すように従来のブレーキ力曲線Bに比べ
て、特に低速域でより大きな磁気吸引力を生じさせるこ
とができ、ブレーキ力をΔFだけ大きくすることができ
るのである。したがって、従来と同じサイズの磁気回路
にすれば従来よりも強いブレーキ力を発生させることが
でき、また従来と同じブレーキ力を得たい場合には従来
よりも小さい磁気回路で済むことになり、小型、軽量化
が図れる。
During the braking operation, the permanent magnet 7
Since the direction of the magnetic force is matched with the direction of the magnetic flux passing through the magnetic pole core 4 containing the magnetic force, the magnetic flux flowing through the magnetic pole core 4 is larger than the magnetic flux of the exciting coil 5 alone. Therefore, as shown by a curve A in FIG. 3, a larger magnetic attraction force can be generated, especially in a low speed range, as compared with the conventional braking force curve B, and the braking force can be increased by ΔF. . Therefore, a magnetic circuit of the same size as the conventional one can generate a stronger braking force than the conventional one, and if it is desired to obtain the same braking force as the conventional one, a magnetic circuit smaller than the conventional one can be used. , Weight reduction can be achieved.

【0024】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
の形態の特徴は、各磁極鉄心4に内蔵する永久磁石7及
びそれを覆う非磁性材8の大きさを磁束方向Brに直交
する方向で、磁極鉄心4の側面から3〜5mmの範囲に
設定した点にある。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of the second embodiment is that the size of the permanent magnet 7 incorporated in each pole core 4 and the non-magnetic material 8 covering the same is set in a direction orthogonal to the magnetic flux direction Br by 3 to 3 from the side of the pole core 4. The point is that it is set in the range of 5 mm.

【0025】図5のグラフに示すように、たとえば、ブ
レーキ動作時に作用する磁極鉄心4へのブレーキ力を5
00kg・fとし、衝撃力を10〜20倍とすると、磁
極鉄心4に内蔵する永久磁石7を大きくしていくことに
よって磁束方向Brと直交する方向の磁極鉄心4の外側
面から永久磁石7の周面までの厚みαを薄くするほど磁
極鉄心4の機械的強度、つまり安全率fは二次曲線上を
低下していく。これとは逆に永久磁石7の吸着特性Hを
安全率f側にプロットしていくと、厚みαが小さくなる
ほどサイズが大きくなるために二次曲線上を増加してい
く。この相矛盾する要素を共に満足し、機械的強度を損
なうことなくブレーキ力も大きなものとするには分岐点
の4mm厚の±1mmとして、3〜5mmの範囲とする
のが適当であり、上記のような設定にしたのである。
As shown in the graph of FIG. 5, for example, the brake force acting on the magnetic pole
Assuming that the impact force is 10 to 20 times, the permanent magnet 7 built in the magnetic pole core 4 is increased to increase the permanent magnet 7 from the outer surface of the magnetic pole core 4 in a direction perpendicular to the magnetic flux direction Br. As the thickness α to the peripheral surface is reduced, the mechanical strength of the magnetic pole core 4, that is, the safety factor f decreases on the quadratic curve. Conversely, if the attraction characteristics H of the permanent magnet 7 are plotted on the safety factor f side, the smaller the thickness α, the larger the size, and the larger the quadratic curve. In order to satisfy both of these contradictory elements and to increase the braking force without impairing the mechanical strength, it is appropriate to set the range of 3 to 5 mm as ± 1 mm of 4 mm thickness at the branch point. That's how it was set.

【0026】次に、本発明の第3の実施の形態を図6に
基づいて説明する。この第3の実施の形態の特徴は、第
1の実施の形態又は第2の実施の形態における電磁石3
の磁極鉄心4に内蔵する永久磁石7に対して、その周囲
に非磁性材8を被せると共に、さらにその周囲にガラス
プリプレグシート11を被せて磁極鉄心4内に挿入し、
エポキシ樹脂を含浸、硬化させることによって磁極鉄心
4と非磁性材8と永久磁石7とを固定、一体化した点に
ある。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of the third embodiment is that the electromagnet 3 according to the first embodiment or the second embodiment is different from the first embodiment.
A non-magnetic material 8 is placed around the permanent magnet 7 built in the magnetic pole core 4 and a glass prepreg sheet 11 is further put around the permanent magnet 7, and inserted into the magnetic pole core 4,
The point is that the magnetic pole iron core 4, the nonmagnetic material 8, and the permanent magnet 7 are fixed and integrated by impregnating and curing an epoxy resin.

【0027】このようにガラスプリプレグシート11を
用いることにより、磁極鉄心4と非磁性材8と永久磁石
7との一体化が強固にできて、ブレーキ動作時の磁極鉄
心4にかかる衝撃力を大きく緩和することができ、耐衝
撃性を向上させることができる。
By using the glass prepreg sheet 11 in this manner, the magnetic pole core 4, the non-magnetic material 8, and the permanent magnet 7 can be strongly integrated, and the impact force applied to the magnetic pole core 4 during braking operation is increased. It can be moderated and the impact resistance can be improved.

【0028】次に、本発明の第4の実施の形態を、図7
及び図8に基づいて説明する。この第4の実施の形態の
特徴は、ブレーキ動作時のブレーキ力は維持しつつ、ブ
レーキ開放時に永久磁石7の磁力によって磁極鉄心4が
レール面に吸着しているその力を弱めることにより、本
装置1を油圧装置(図10の従来例における油圧装置1
05と同じもの)によって引き上げる際に油圧装置にか
かる負荷を従来同様の小さいものにする点にある。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A description will be given based on FIG. The feature of the fourth embodiment is that, while maintaining the braking force at the time of the braking operation, the magnetic force of the permanent magnet 7 at the time of releasing the brake weakens the force that the magnetic pole core 4 is attracted to the rail surface. The device 1 is a hydraulic device (the hydraulic device 1 in the conventional example of FIG. 10).
(Same as 05), the load applied to the hydraulic device when lifting is reduced as in the conventional case.

【0029】図7は各励磁コイル5を励磁するための磁
気回路を示しており、本装置1を非常ブレーキとして使
用するためにその電源となるバッテリ21と、5つのス
イッチSW1〜SW5と、ダイオードDと、スイッチS
W1〜SW5のスイッチング制御を行う制御回路22か
ら構成されている。
FIG. 7 shows a magnetic circuit for exciting each of the exciting coils 5. In order to use the present apparatus 1 as an emergency brake, a battery 21 as a power source, five switches SW1 to SW5, a diode D and switch S
It comprises a control circuit 22 for performing switching control of W1 to SW5.

【0030】制御回路22によるスイッチSW1〜SW
5のオン/オフ切替制御は、図8のタイミングチャート
による。通常走行時にはすべてのスイッチSW1〜SW
5をオフにしておく。そしてブレーキ動作指令が入力さ
れた時には、制御回路22はまずスイッチSW1〜SW
3をオンさせて励磁コイル5を永久磁石7の磁力φpmと
同じ方向の磁束φiが発生する向きにバッテリ21から
電流を流して励磁する。これによって磁極鉄心4には永
久磁石7による磁束φpmと励磁コイル5による磁束φi
が重畳して大きな磁力でレール面に磁極鉄心4を吸着さ
せることができる。
Switches SW1 to SW by control circuit 22
The on / off switching control of No. 5 is based on the timing chart of FIG. During normal driving, all switches SW1 to SW
Leave 5 off. When a brake operation command is input, the control circuit 22 first switches SW1 to SW
3 is turned on to excite the exciting coil 5 by flowing a current from the battery 21 in a direction in which a magnetic flux φi in the same direction as the magnetic force φpm of the permanent magnet 7 is generated. Thus, the magnetic flux φpm generated by the permanent magnet 7 and the magnetic flux φi generated by the exciting coil 5 are applied to the magnetic pole core 4.
Are superposed, and the magnetic pole core 4 can be attracted to the rail surface with a large magnetic force.

【0031】そして制御回路22は速度信号を監視して
いて、車両速度が十分低下した時、たとえば30〜50
km/hの範囲のあらかじめ設定した速度Xまで低下し
てきたならば、スイッチSW1〜SW3をオフにし、ス
イッチSW4,SW5をオンさせる。これによって励磁
コイル5に流れる電流の向きは反転して、永久磁石7に
よる磁束φpmを打ち消す方向の磁束−φiを発生させ
る。この結果、磁極鉄心4内の磁力は弱められ、レール
面に対する磁気吸着力がなくなる。
The control circuit 22 monitors the speed signal, and when the vehicle speed decreases sufficiently, for example, 30 to 50
When the speed is reduced to a preset speed X in the range of km / h, the switches SW1 to SW3 are turned off and the switches SW4 and SW5 are turned on. As a result, the direction of the current flowing through the exciting coil 5 is reversed, and a magnetic flux −φi in a direction to cancel the magnetic flux φpm generated by the permanent magnet 7 is generated. As a result, the magnetic force in the magnetic pole core 4 is weakened, and the magnetic attraction to the rail surface is lost.

【0032】したがって、車両が停止し、ブレーキを開
放するために油圧装置で本装置1を引き上げる時にはレ
ール面に対して永久磁石7の磁力による吸着力が打ち消
されていて、軽く引き上げることができるようになり、
油圧装置にかかる負荷を軽減することができる。
Therefore, when the vehicle is stopped and the device 1 is pulled up by the hydraulic device to release the brake, the attraction force of the permanent magnet 7 against the rail surface is canceled out, so that the rail can be pulled up lightly. become,
The load on the hydraulic device can be reduced.

【0033】なお、本装置1を不動作位置まで復帰させ
た後にはすべてのスイッチSW1〜SW5をオフにす
る。
After returning the apparatus 1 to the inoperative position, all the switches SW1 to SW5 are turned off.

【0034】次に、本発明の第5の実施の形態を図9に
基づいて説明する。この第5の実施の形態の特徴は、磁
極鉄心4,4の下端面に取り付けられているブレーキシ
ュー6,6間に、易摩耗性で摩擦抵抗が大きく、かつ非
磁性材の補助シュー31を設けた点にある。このように
して補助シュー31を設けることにより、電磁吸着力に
より接触しているブレーキシュー6とレール面との間の
摩擦力に加えてこの補助シュー31の部分の摩擦力によ
ってブレーキ力を増加させることができ、大きなブレー
キ力を得ることができるようになる。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of the fifth embodiment is that an auxiliary shoe 31 made of a non-magnetic material and having a high abrasion resistance and a large friction resistance is provided between the brake shoes 6 and 6 attached to the lower end surfaces of the magnetic pole cores 4 and 4. It is in the point provided. By providing the auxiliary shoe 31 in this manner, the braking force is increased by the frictional force of the portion of the auxiliary shoe 31 in addition to the frictional force between the brake shoe 6 and the rail surface that are in contact with each other due to the electromagnetic attraction force. And a large braking force can be obtained.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
電磁石の磁極鉄心内に永久磁石を埋め込んでいるので、
ブレーキ動作のために励磁コイルを励磁させる時にその
磁束に永久磁石の持っている磁束を重畳して電磁石の吸
引力を大きくし、ブレーキ力を増大させることができ、
装置の小型、軽量化が可能となる。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
Since a permanent magnet is embedded in the magnetic core of the electromagnet,
When exciting the exciting coil for the brake operation, the magnetic flux of the permanent magnet is superimposed on the magnetic flux to increase the attraction force of the electromagnet, thereby increasing the braking force.
The device can be reduced in size and weight.

【0036】請求項2の発明によれば、永久磁石の磁極
鉄心への組み込み作業がしやすく、また永久磁石の保磁
力を長期間に渡って維持することができて同じブレーキ
力を長期間に渡って維持することができる。
According to the second aspect of the present invention, the permanent magnet can be easily incorporated into the magnetic pole core, and the coercive force of the permanent magnet can be maintained for a long time, so that the same braking force can be maintained for a long time. Can be maintained across.

【0037】請求項3の発明によれば、永久磁石の磁力
の方向と平行な側面から磁極鉄心の外側面に達するまで
の距離を3〜5mmに設定しているので、耐衝撃性を損
なうことなく磁力を大きくし、大きなブレーキ力を得る
ことができる。
According to the third aspect of the present invention, since the distance from the side surface parallel to the direction of the magnetic force of the permanent magnet to the outer surface of the magnetic pole core is set to 3 to 5 mm, impact resistance is impaired. Without increasing the magnetic force, a large braking force can be obtained.

【0038】請求項4の発明によれば、永久磁石と磁極
鉄心との境界面にエポキシ樹脂を含浸させたガラスプリ
プレグシートを介在させたので、永久磁石と磁極鉄心と
を一体化して耐衝撃性を大きくすることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the glass prepreg sheet impregnated with epoxy resin is interposed at the interface between the permanent magnet and the magnetic pole core, the permanent magnet and the magnetic pole core are integrated to provide impact resistance. Can be increased.

【0039】請求項5の発明によれば、電磁石の励磁コ
イルにブレーキ開放時に永久磁石の磁力方向と逆向きの
励磁電流を通電する磁束逆転回路を備えたので、ブレー
キ開放時に永久磁石による磁力を磁束逆転回路の作動に
よって磁極鉄心に生じる磁束で打ち消し、本装置の引き
上げに要する力を小さくし、本装置を昇降駆動するため
の油圧装置の負担を軽減することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the magnetic flux reversing circuit for supplying an exciting current in a direction opposite to the magnetic force direction of the permanent magnet to the exciting coil of the electromagnet when the brake is released is provided, the magnetic force by the permanent magnet when the brake is released is reduced. The magnetic flux generated in the magnetic pole core is canceled by the operation of the magnetic flux reversing circuit, the force required for lifting the device is reduced, and the load on the hydraulic device for driving the device up and down can be reduced.

【0040】請求項6の発明によれば、磁極鉄心のレー
ル側端面に取り付けられたブレーキシュー間に摩擦抵抗
の高い非磁性材の補助ブレーキシューを取り付けたの
で、この補助ブレーキシューの摩擦力によってブレーキ
力を増大させることができ、より大きなブレーキ力を得
ることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the auxiliary brake shoe made of a non-magnetic material having a high frictional resistance is mounted between the brake shoes mounted on the rail-side end face of the magnetic pole core. The braking force can be increased, and a larger braking force can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の正面断面図。FIG. 1 is a front sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】上記実施の形態の側面断面図。FIG. 2 is a side sectional view of the embodiment.

【図3】上記実施の形態のブレーキ特性を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing brake characteristics of the embodiment.

【図4】本発明の第2の実施の形態に用いる磁極鉄心と
永久磁石とを示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a magnetic pole core and a permanent magnet used in a second embodiment of the present invention.

【図5】上記実施の形態の永久磁石寸法と安全率及びブ
レーキ力との関係を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a permanent magnet size, a safety factor, and a braking force according to the embodiment.

【図6】本発明の第3の実施の形態における永久磁石の
固定状態を示す一部破断断面図。
FIG. 6 is a partially cutaway sectional view showing a fixed state of a permanent magnet according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施の形態に用いる磁気回路の
回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram of a magnetic circuit used in a fourth embodiment of the present invention.

【図8】上記実施の形態の動作を示すタイミングチャー
ト。
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the embodiment.

【図9】本発明の第5の実施の形態の一部破断正面図。FIG. 9 is a partially cutaway front view of a fifth embodiment of the present invention.

【図10】従来例の正面図。FIG. 10 is a front view of a conventional example.

【図11】図10におけるA部拡大断面図。FIG. 11 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG. 10;

【図12】図10におけるB−B線拡大断面図。FIG. 12 is an enlarged sectional view taken along line BB in FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レールブレーキ装置 2 フレーム 3 電磁石 4 磁極鉄心 5 励磁コイル 6 ブレーキシュー 7 永久磁石 8 非磁性材 9 保護カバー 11 ガラスプリプレグ 21 バッテリ 22 制御回路 31 補助シュー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rail brake device 2 Frame 3 Electromagnet 4 Magnetic pole core 5 Excitation coil 6 Brake shoe 7 Permanent magnet 8 Non-magnetic material 9 Protective cover 11 Glass prepreg 21 Battery 22 Control circuit 31 Auxiliary shoe

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電磁石でレールに吸着し、レールと電磁
石との間の摩擦力によって車両の減速力を得るレールブ
レーキ装置において、 前記電磁石の磁極鉄心内に磁力の方向が前記電磁石の励
磁コイルの磁極方向に一致するように埋め込まれた永久
磁石を備えて成るレールブレーキ装置。
1. A rail brake device which is attracted to a rail by an electromagnet and obtains a deceleration force of a vehicle by a frictional force between the rail and the electromagnet. A rail brake device comprising a permanent magnet embedded so as to coincide with a magnetic pole direction.
【請求項2】 前記永久磁石を非磁性材でくるんで前記
磁極鉄心内に埋め込んだことを特徴とする請求項1に記
載のレールブレーキ装置。
2. The rail brake device according to claim 1, wherein the permanent magnet is wrapped with a non-magnetic material and embedded in the pole iron core.
【請求項3】 前記永久磁石の磁力の方向と平行な側面
から前記磁極鉄心の外側面に達するまでの距離を3〜5
mmに設定したことを特徴とする請求項1または2に記
載のレールブレーキ装置。
3. The distance from the side surface parallel to the direction of the magnetic force of the permanent magnet to the outer surface of the magnetic pole core is 3-5.
The rail brake device according to claim 1, wherein the rail brake device is set to mm.
【請求項4】 前記永久磁石と磁極鉄心との境界面にエ
ポキシ樹脂を含浸させたガラスプリプレグシートを介在
させたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
のレールブレーキ装置。
4. The rail brake device according to claim 1, wherein a glass prepreg sheet impregnated with epoxy resin is interposed at a boundary surface between the permanent magnet and the magnetic pole core.
【請求項5】 前記電磁石の励磁コイルにブレーキ開放
時に前記永久磁石の磁力方向と逆向きの励磁電流を通電
する磁束逆転回路を備えて成る請求項1〜4のいずれか
に記載のレールブレーキ装置。
5. The rail brake device according to claim 1, further comprising a magnetic flux reversing circuit for supplying an exciting current to the exciting coil of the electromagnet in a direction opposite to a magnetic force direction of the permanent magnet when the brake is released. .
【請求項6】 前記電磁石の磁極鉄心のレール側端面に
取り付けられたブレーキシューと隣接する同じブレーキ
シュートとの間の空間に摩擦抵抗の高い非磁性材の補助
ブレーキシューを取り付けて成る請求項1〜5のいずれ
かに記載のレールブレーキ装置。
6. An auxiliary brake shoe made of a non-magnetic material having high frictional resistance is attached to a space between a brake shoe attached to a rail-side end surface of a pole core of the electromagnet and an adjacent brake chute. The rail brake device according to any one of claims 1 to 5.
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