JPH10508177A - 電磁石的又は永久磁石的なレールブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電磁石式又は永久磁石式のレールブレーキ、特にレール車両のための渦電流ブレーキ（１）が少なくとも１つのポールコイル（４）を備えており、このポールコイルが、ポールコア（５）の周りに案内されたコイル（６）と、このコイルを保持するための及び又は外界の影響から保護するための装置（１０）とを備えている。ポールコア（５）及び又は保護装置（１０）が電気的に少なくともほぼ互いに絶縁された個別構成部分から構成されている

Description

【発明の詳細な説明】 電磁石的又は永久磁石的なレールブレーキ 本発明は請求項１の上位概念にもとづく電磁石的又は永久磁石的なレールブレ ーキ、特にレール車両のためのリニア渦電流ブレーキに関する。 最近の車輪・レール技術では、可能な限り車輪・レールの粘着係数に依存しな いブレーキ力を発揮するブレーキテクノロジーへの要求がある。リニア渦電流ブ レーキは無接触式常用ブレーキとして完全に粘着係数に依存しないので、本質的 にこの要求を理想的な形式で充たしている。 鉄道車両のための渦電流ブレーキ（その機能は誘導の法則をもとにしている） のテクノロジーへの簡単な案内は、例えば、Ｓａｕｍｗｅｂｅｒ、その他著の書 籍“ＡＥＴ−Ａｒｃｈｉｖ ｆｕｅｒ Ｅｉｓｅｎｂａｈｎｔｅｃｈｎｉｋ（出 版社Ｈｅｓｔｒａ−Ｖｅｒｌａｇ）、第４３巻、第２．５．２章に見いだされる 。渦電流ブレーキは複数のポールコアを備えた鉄ヨークから成っている。電気的 なコイルが、磁気的な北極と南極とを交番に生ぜしめるようにブレーキを励起せ しめる。励起された渦電流ブレーキがレールの上方で運動する際に、即ち制動時 に、経時的な流れの変化により、電磁石的な磁界と渦電流とが生じる。渦電流に より発生させられる２次的な磁界がブレーキの磁界に抗して作用する。これによ り生じる走行方向とは逆の方向に作用する水平な分力が制動力となる。 大量生産での渦電流ブレーキの実際の使用は、レールに対する無接触性という このブレーキの大きな利点にもかかわらず、一部の分野において種々の鉄道経営 者の既存の運転装置とブレーキとの両立性が依然として最大限に活用されている ことにより遅れている。 実際の使用に際して大きな困難に遭遇する前述のような方式の問題点の１つは 、渦電流ブレーキが電磁石的なアクスルカウンター及び又は類似のセンサ装置へ 及ぼす妨害の影響である。 ヨーロッパ特許第０３０９６５１号明細書にはこの問題点が詳細に記載されて いる。これによれば、種々異なる鉄道経営者の現状の路線区間の大部分は、レー ル表面の下方側部にアクスルカウントセンサを備えたレールを有している。一般 に、アクスルカウントのためには電磁石的なセンサが使用される。即ち、送信機 が（５〜典型的には４３ｋｈｚの周波数を有する）電磁石的な交番磁界を送信し 、かつ、レールの反対側に配置されたセンサが、金属製の車輪がこのセンサの上 方を走行した際にこの金属製の車輪により生じる電界変化の振幅と方向とを計数 パルスとして計測する。このセンサの配列を列車が通過すると、通過した各アク スルもしくは通過した各車輪が、センサ内に計数パル スをトリガする。列車通過時に場所的に互いに分離されたアクスルカウンターの カウント結果が互いに異なると、後続列車のための軌道区間が遮断される。 制動中に渦電流ブレーキがその高い位置からレールのすぐ上方の低い位置へ降 下させられるため、渦電流ブレーキは制動時に同様に計数パルスをアクスルカウ ントセンサ内にトリガする。その際の問題点は、渦電流ブレーキがその低い位置 でのみ（要するに制動時に）計数パルスをトリガし、高い位置ではトリガしない ことにある。それゆえ、渦電流ブレーキはアクスルカウントの結果を錯誤し、理 由なく列車を停止させる恐れがある。 ヨーロッパ特許公開第０３０９６５１号明細書はこの問題点の解決のために、 ブレーキマグネットのそれぞれのコイルの下方の縦縁の領域内に、強磁性材料か ら成る導薄板を外側に取り付けることを提案している。この導薄板はそれぞれポ ールコイルの下方の角縁に沿って延びている。たしかに、この提案された解決手 段は問題を緩和するが、しかし、制御された路線運転が要求するようにはエラー 信号を排除することができない。 オーストリア特許明細書第３１７２９０号明細書からはマグネットレールブレ ーキが公知であり、この場合、マグネットレールブレーキの長さにわたり延びて いる強磁性材料から成るロッドが妨害の影響を軽減す る。この解決手段でも、路線運転の妨害排除に対する高速交通の要求が十分に満 足されない。 本発明の課題とするところは、アクスルカウンターのようなセンサ装置が制動 過程時に妨害を及ぼさないような、鉄道車両のための電磁石的又は永久磁石的な レールブレーキ、特に渦電流ブレーキを提供することにある。 本発明によればこの課題は、請求項１に記載の構成により解決される。 本発明によれば、特に鉄道車両のための渦電流ブレーキであって、少なくとも １つのポールコイルが設けられており、このポールコイルがポールコアの周りに 案内されたコイルと、このコイルを保持するための及び又は外界の影響から保護 するための装置とを備えており、ポールコア及び又は保護装置が、電気的に少な くともほぼ互いに絶縁された個別構成部分から構成されている。 分離された個別構成部分に分割することにより、レールの一方の側の送信機か らレールの他方の側の受信機への送信信号の伝達が排除され、その結果、実際に 妨害信号がもはや生じることがなく、かつ既存の路線ネットワークの著しく大き な部分で渦電流ブレーキを使用することが可能となる。基本的には構造的にシン プルな手段が効果的に妨害信号を阻止する。本発明はこれにより、技術的に有利 な渦電流ブレーキテクノロ ジーをマーケットに普及させる方向の決定的な一歩を進めることになる。 今日実際に使用されているアクスルカウンターの大部分は、センサを通過する 金属製車輪が、受信機部分内で明瞭に計測可能な電圧変動、例えばセンサの１実 施形態では電圧上昇をトリガするように設計されている。この作用は本発明によ り阻止され、このバリエーションではいわば信号の弱小化が本発明にもとづくブ レーキにより生ぜしめられる。計数パルスはもはやトリガされない。 本発明の特別有利な実施例では、保護装置が多部分から成る金属製ケーシング から構成されており、その場合、個々の金属部分は、ブレーキ長手方向軸線がほ ぼレール長手方向軸線に沿って方向付けられるブレーキ組込み位置で互いに絶縁 されている（請求項２参照）。これに関連して、ポールコアが、ブレーキ組込み 位置でほぼ互いに絶縁された少なくとも２つの金属板を有していると有利である （請求項３参照）。表皮効果にもとづき波動の伝達はほぼ金属製構成部分の表面 で行われる。個々の層への分割がこの伝達を効果的に遮断する。 本発明の特別有利な実施例によれば、少なくとも１つの金属板が強磁性である （請求項４参照）。良好な導電特性を得るために、鋼が選択されることができる 。その場合、金属板はレール長手方向軸線に対して垂 直な１つの平面内に配置される。 本発明の特別有利なさらに別の実施例では、ポールコアの鋼板が変圧器プレー トにより互いに分離されており（請求項５参照）、例えば５つの鋼板と４つの変 圧器プレートとが使用されている。この実施例は、コストの理由で製品の実現を 困難ならしめるような構造的に高い要求をポールコアの製作に課すことなしに、 アクスルカウンターの妨害排除に関して極めて良好な結果を得ることができる。 コイルの保護のために、一般には金属製ケーシングが使用される。本発明によ れば、この金属製ケーシングがブレーキの長手方向軸線に対して直角方向に開い た側面を有している（請求項６参照）と特に有利である。この部分的に開いた側 面は磁界分布に対して同様に有利に作用し（短絡効果）、かつ積層されたコアの 作用を促進せしめる。本発明のさらに別の有利なバリエーションでは、少なくと も１つのポールコイルがＧＦＫから成るプラスチックケーシング内に配置されて おり（請求項７参照）、かつ把手状の支持部材によりブレーキ支持体に固定され ており（請求項８参照）、及び又は金属板が互いにねじ固定及び又は接着されて おり（請求項９参照）、要するに非導電的に機械的に互いに結合されている。 本発明によれば、有利に渦電流ブレーキ（もしくはこの種のブレーキを備えた 鉄道車両）が実現され、こ れはＩＣＥ及びＴＧＶのような種々の高速路線区間の妨害排除への要求を満たす 。 次に、実施例にもとづく図面について本発明を詳しく説明し、その際、本発明 のさらに別の利点及び可能性を明確にする。 第１図は本発明にもとづく渦電流ブレーキの第１実施例の側面図、 第２図は第１図の実施例のＡ−Ａ′線に沿った横断面図、 第３図は本発明により構成された本発明の別の実施例にもとづくポールコアの 略示平面図、 第４図は第３図のポールコアの部分断面側面図、 第５図は本発明にもとづくポールコイルの別の実施例の部分断面側面図、及び 第６図は第５図のポールコイルの平面図である。 まず、第１図の実施例を説明する。 第１図はボギー（図示せず）に固定可能である渦電流ブレーキ１を示す。この 渦電流ブレーキ１は列車の制動過程時にはレール２に対してわずかな間隔をおい て平行に保たれる。この渦電流ブレーキは支持体３を備えており、この支持体に は、交番に北極−南極の順序で磁化可能なポールコイル４が配置されている。ポ ールコイル４と支持体３との全体は“ブレーキマグネット”として図示されてい る。 第２図は第１図のＡ−Ａ′線に沿った断面にもとづ き、１つのポールコイル４の構造及び組込み位置を示す。この断面図は金属コア ５を示しており、この金属コア５の周りにコイルワインディング６が巻き付けら れている。金属コア５は複数の個別金属板５ａ，５ｂなどを備えている。金属コ ア５は、個々の金属板５ａ，５ｂが、レール軸線Ｘ及びＹにより規定された平面 内の又はこの平面に対して平行な、レール軸線Ｘの延長部内に位置するように支 持体３に配置されている。レールの側方には送信部７ａ及び受信部７ｂを備えた センサ装置７が略示されている。 第３図及び第４図は本発明に基づく渦電流ブレーキマグネットのコイルコア５ の１実施例を示している。このコイルコア５は複数の個別金属板５ａ〜５ｉから 積層されているために、特別良好な、即ち、アクスルカウンター７内の妨害信号 を回避する、電磁石的な伝達特性を有している。ポールコア５の金属板５ａ，５ ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉは鋼板として、金属層５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈは変圧器プ レートとして、換言すれば強磁性特性を備えた薄板として形成されている。中間 の鋼板５ｅは特別厚く、かつポールコアに強度を付与している。ねじボルト（図 示せず）により支持体３にポールコアを固定するのために、ねじ孔８が役立てら れている。１つの（場合により複数部分から成る）基板９がコイル６を支持して いる（第５図及び第６図参照）。 第５図及び第６図は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＫ）から成るケーシ ング（もしくは箱）１０（保護装置）内に配置されたポールコイル４の組込み位 置を示している。図３及び図４の形式にもとづくコイルコア５の積層された構造 がよく看取される。コイルコア５を取り囲む、ポールコイル４のコイルワインデ ィング６が略示されているのが看取される。プラスチックケーシング１０はポー ルコイル４の周りを取り囲んでいる。接続部１１ａ及び１１ｂが電気的エネルギ の供給に役立てられている。 プラスチックケーシング１０の代わりに、金属的な保護装置が使用される場合 、有利にはこの装置をレールに対して直角に側方へ開くことができ、又は第１図 の形式にもとづき二重ヨーク１０′として形成することができ、この二重ヨーク はポールコイル４をレールに沿って囲っているが、しかしレールに対して直角に 空間的に互いに隔てられており、これにより電気的に互いに絶縁されている。第 １図には保護装置としてケーシングの代わりに、落石などのような外界の影響か らの保護のために、かつポールコイル４の固定のために、この種のヨーク状の二 重囲い枠１０′が設けられている。ヨーク囲い枠１０′はその下側で、要するに 組付け位置でレールヘ向かって、かつレールに対して直角方向に（要するにポー ルコイル４が既に互いに密に配置されている領域内で）開いている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインリッヒ グラウトシュテュック ドイツ連邦共和国 Ｄ−80993 ミュンヘ ン ヴェルナー−フリートマン−ボーゲン 28 (72)発明者 ヴォルフガング ヴィルト ドイツ連邦共和国 Ｄ−93049 レーゲン スブルク トラバーヴェーク 11

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電磁石式又は永久磁石式のレールブレーキ、特にレール車両のためのリニ ア渦電流ブレーキ（１）であって、少なくとも１つのポールコイル（４）が設け られており、このポールコイルがポールコア（５）の周りに案内されたコイル（ ６）と、このコイル（６）を保持するための及び又は外界の影響から保護するた めの装置（１０）とを備えている形式のものにおいて、 ポールコア（５）及び又は前記装置（１０）が、電気的に少なくともほぼ互い に絶縁された２つの個別構成部分を備えていることを特徴とする、電磁石式又は 永久磁石式のレールブレーキ。 ２．前記装置（１０）が多部分から成る金属製ケーシングとして形成されてお り、この場合、個々の金属部分は、ブレーキ長手方向軸線がほぼレール長手方向 軸線に沿って方向付けられるブレーキ組込み位置で、互いに電気的に絶縁されて いる、請求項１記載のブレーキ。 ３．ポールコア（５）が、ブレーキの組込み位置でほぼ互いに電気的に絶縁さ れた少なくとも２つの金属板（５ａ〜５ｉ）を有している、請求項１又は２記載 のブレーキ。 ４．金属板（５ａ〜５ｉ）の少なくとも１つが強磁 性である、請求項３記載のブレーキ。 ５．ポールコア（５）の鋼板（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ）が付加的に変 圧器プレート（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ）により互いに分離されている、請求項 １から４までのいずれか１項記載のブレーキ。 ６．金属製ケーシング（１０）が、ブレーキの長手方向軸線に対して直角方向 に開いた側面を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のブレーキ 。 ７．保護装置が、特にガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＫ）から成るプラス チックケーシング（１０）として形成されている、請求項１から６までのいずれ か１項記載のブレーキ。 ８．保護装置（１０）が把手状の支持部材として形成されており、この支持部 材により、少なくとも１つのポールコイル（４）がブレーキ支持体（３）又はポ ールコア（５）に固定されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のブ レーキ。 ９．金属板（５ａ〜ｉ）が機械的に互いに結合されており、特にねじ固定及び 又は接着されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のブレーキ。 １０．センサ装置（７）特にアクスルカウンターを備えたレールを有する路線 を走行するためのレール車両において、 請求項１から９までのいずれか１項又は複数項に記 載の電磁石式又は永久磁石式のレールブレーキ、特に渦電流ブレーキ（１）が設 けられていることを特徴とする、路線を走行するためのレール車両。