(57)【要約】  渦電流式レールブレーキ装置（１）は、磁石列（１０）と、支持部材（３）と、ケース（４）と、昇降装置（５）と、を含む。磁石列（１０）は、鉄道車両の進行方向に配列された複数の永久磁石（２）を含む。支持部材（３）には、磁石列（１０）が取り付けられる。支持部材（３）は、磁性を有する。ケース（４）は、磁石列（１０）及び支持部材（３）を収容し、磁石列（１０）と対向する底部（８）が非磁性である。昇降装置（５）は、磁石列（１０）を底部（８）に対向させたまま、支持部材（３）をケース（４）内部において昇降させる。渦電流式レールブレーキ装置（１）によれば、異物の付着が抑制され、かつ、左右方向の長さを短くできる。
2020026913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両に取り付けられる渦電流式レールブレーキ装置であって、
前記鉄道車両の進行方向に配列された複数の永久磁石を含む磁石列と、
前記磁石列が取り付けられ、磁性を有する支持部材と、
前記磁石列及び前記支持部材を収容し、前記磁石列と対向する底部が非磁性であるケースと、
前記磁石列を前記底部に対向させたまま、前記支持部材を前記ケース内部において昇降させる昇降装置と、を備える、渦電流式レールブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の渦電流式レールブレーキ装置であって、
前記昇降装置は、前記ケースを昇降させる、渦電流式レールブレーキ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の渦電流式レールブレーキ装置であって、
前記昇降装置は、
前記ケースの上方に配置されたアクチュエータと、
前記ケースの天井部を貫通し、一方の端が前記支持部材に固定され、他方の端が前記アクチュエータに連結された支持棒と、
前記天井部と前記支持部材との間に配置され、前記支持棒に固定された第１ストッパと、を含む、渦電流式レールブレーキ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の渦電流式レールブレーキ装置であって、
前記昇降装置はさらに、
前記天井部と前記アクチュエータとの間に配置され、前記支持棒に固定された第２ストッパを含む、渦電流式レールブレーキ装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の渦電流式レールブレーキ装置であって、
前記ケースは、
前記天井部と前記底部との間に延び、前記支持部材を貫通するガイドシャフトと、
前記ガイドシャフトの下端を支持し、前記磁石列の一方の端に隣接して配置され、磁性を有する磁極ブロックと、を含む、渦電流式レールブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、渦電流式レールブレーキ装置に関する。さらに詳しくは、永久磁石を用いて鉄道レールに渦電流を発生させることで制動力を得る、鉄道車両用の渦電流式レールブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両のブレーキ装置は、粘着式ブレーキ装置、非粘着式ブレーキ装置に大別される。粘着式ブレーキ装置は、鉄道車輪に制動力を与え、鉄道レールと鉄道車輪との摩擦力によって鉄道車両を減速又は静止させる。粘着式ブレーキ装置の例としては、ディスクブレーキ装置がある。一方、非粘着式ブレーキ装置は、鉄道レールと鉄道車輪との摩擦力によらず、鉄道車両に直接制動力を与え、鉄道車両を減速又は静止させる。非粘着式ブレーキ装置の例としては、渦電流式レールブレーキ装置がある。【０００３】
渦電流式レールブレーキ装置には、磁石が設けられる。鉄道レールを磁石からの磁界の中に置くことで、導電性を有する鉄道レールに渦電流を発生させ、その反力を制動力として得る。このような渦電流式レールブレーキ装置は、ディスクブレーキ装置等の常用ブレーキと併用して用いられたり、非常用ブレーキとして用いられたりする。また、このような渦電流式レールブレーキ装置の磁石として、永久磁石を用いることが知られている。【０００４】
永久磁石を用いた渦電流式レールブレーキ装置はたとえば、特許第５１５１８８２号公報（特許文献１）に開示されている。【０００５】
特許文献１の渦電流式レールブレーキ装置は、直線状に配列された複数の永久磁石を含む。複数の永久磁石は、ケースに収容される。複数の永久磁石は、配列方向において交互に磁極の配置が反転している。制動時、複数の永久磁石は鉄道レールと対向し、鉄道レールに渦電流を発生させる。一方、非制動時、複数の永久磁石は鉄道車両の進行方向を軸として回転し、鉄道レールから離れる。これにより、鉄道レールに渦電流が発生しなくなる。特許文献１の渦電流式レールブレーキ装置はこのような構成により制動状態又は非制動状態への切替を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５１５１８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の渦電流式レールブレーキ装置では、複数の永久磁石を回転させることで制動状態又は非制動状態を切り替える。そのため、ケース内において、鉄道車両の左右方向にある程度のスペースが必要である。ケースの左右方向の長さが大きい場合、鉄道車両の進行方向から見た車輪外形状からの突出面積が大きくなるため、走行中に飛来物がケースに衝突する可能性が高くなる。このためケースの左右方向の長さをより短くすることが望まれている。【０００８】
また、制動状態又は非制動状態への切替方法として、特許文献１のような回転方式の他に、永久磁石を収容するケースを鉄道レールに対し、近接又は離間させる方式がある。このような近接離間方式の渦電流式レールブレーキ装置では、制動力を確保するため、鉄道レールと対向するケース底部に極力近い位置で永久磁石をケースに対して固定する。【０００９】
しかしながら、この場合、永久磁石がケース底部に近いため、永久磁石の磁力によりケース底部に異物が付着することがある。ケース底部を通過する磁束密度は制動状態及び非制動状態で変わらないため、ケース底部に一度付着した異物は、ケース底部から脱落しにくい。制動力を十分に発揮するためには、ケース底部に異物は付着していない方が望ましい。【００１０】
本開示の目的は、異物の付着を抑制し、かつ、左右方向の長さを短くした渦電流式レールブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の鉄道車両に取り付けられる渦電流式レールブレーキ装置は、磁石列と、支持部材と、ケースと、昇降装置と、を含む。磁石列は、鉄道車両の進行方向に配列された複数の永久磁石を含む。支持部材には、磁石列が取り付けられる。支持部材は、磁性を有する。ケースは、磁石列及び支持部材を収容する。ケースの磁石列と対向する底部は非磁性である。昇降装置は、磁石列を底部に対向させたまま、支持部材をケース内部において昇降させる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の渦電流式レールブレーキ装置によれば、異物の付着を抑制し、かつ、左右方向の長さを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、鉄道車両に取り付けられた渦電流式レールブレーキ装置を示す側面図である。
【図２】図２は、渦電流式レールブレーキ装置の片側断面図である。
【図３】図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図４】図４は、ケース及び磁石列を鉄道レールから最も離した状態の渦電流式レールブレーキ装置を示す図である。
【図５】図５は、図４に示す状態からケースを下降させた状態の渦電流式レールブレーキ装置を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す状態からケース内部において磁石列を下降させた状態の渦電流式レールブレーキ装置を示す図である。
【図７】図７は、制動状態での磁気回路を示す図である。
【図８】図８は、非制動状態での磁気回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）本実施形態の鉄道車両に取り付けられる渦電流式レールブレーキ装置は、磁石列と、支持部材と、ケースと、昇降装置と、を含む。磁石列は、鉄道車両の進行方向に配列された複数の永久磁石を含む。支持部材には、磁石列が取り付けられる。支持部材は、磁性を有する。ケースは、磁石列及び支持部材を収容する。ケースの磁石列と対向する底部は非磁性である。昇降装置は、磁石列を底部に対向させたまま、支持部材をケース内部において昇降させる。
【００１５】
このような構成の渦電流式レールブレーキ装置によれば、昇降装置を操作することによって磁石列をケース内部において昇降させることができる。渦電流式レールブレーキ装置が制動状態のとき、ケース底部の直下にある鉄道レールに渦電流を発生させるため、磁石列はケースの底部に最も近づく。この場合、複数の永久磁石の磁力によりケース底部に異物が付着することがある。そこで本実施形態の渦電流式レールブレーキ装置では、磁石列のケース内部での位置を変更可能とする（ケース底部から遠ざける）ことで、ケースの底部に付着した異物を取り除いたり、新たに異物が付着することを抑制できる。また、ケース内部で磁石列は昇降する。したがって、渦電流式レールブレーキ装置の左右方向のサイズを小さくすることができる。
【００１６】
（２）上記（１）の渦電流式レールブレーキ装置において、昇降装置は、ケースを昇降させるのが好ましい。
【００１７】
このような構成によれば、ケース内部で磁石列を昇降させることと、ケース自体を昇降させることの双方を１つの昇降装置によって実現できる。そのため、磁石列をケース内部において昇降させる昇降装置とは別個にケース自体を昇降させる昇降装置を設ける必要が無い。したがって、渦電流式レールブレーキ装置の構成が簡素になり、軽量化を図ることができる。また、ケースを上昇させることで磁石列を鉄道レールからより離すことができ、より確実に非制動状態を確保できる。
【００１８】
（３）上記（２）の渦電流式レールブレーキ装置において、昇降装置は、アクチュエータと、支持棒と、第１ストッパと、を含むのが好ましい。アクチュエータは、ケースの上方に配置される。支持棒は、ケースの天井部を貫通し、一方の端が支持部材に固定され、他方の端がアクチュエータに連結される。第１ストッパは、ケースの天井部と支持部材との間に配置され、支持棒に固定される。
【００１９】
このような構成によれば、ケース内部において磁石列を上昇させると（ケースの天井部に近づけると）、第１ストッパがケースの天井部に当たることで磁石列のケース内部での上昇を制限することができる。これにより、電子制御等の複雑な方法によらず、機械的な方法によってケース内部での磁石列の上昇を制限できる。
【００２０】
（４）上記（３）の渦電流式レールブレーキ装置において、昇降装置はさらに、ケースの天井部とアクチュエータとの間に配置され、支持棒に固定された第２ストッパを含むのが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、ケース内部において磁石列を下降させると（ケースの底部に近づけると）、第２ストッパがケースの天井部に当たることで磁石列のケース内部での下降を制限することができる。これにより、機械的な方法によってケース内部での磁石列の下降を制限できる。
【００２２】
（５）上記（３）又は（４）の渦電流式レールブレーキ装置において、ケースは、ガイドシャフトと、磁極ブロックと、を含むのが好ましい。ガイドシャフトは、天井部と底部との間に延び、支持部材を貫通する。磁極ブロックは、ガイドシャフトの下端を支持し、磁石列の一方の端に隣接して配置され、磁性を有する。
【００２３】
複数の永久磁石が一列に配置されれば、配列方向の端の永久磁石は、配列方向の片側のみ他の永久磁石と隣接し、反対側では永久磁石と隣接しない。この配列方向の端の永久磁石の他の永久磁石と隣接しない側に磁性体である磁極ブロックを設ければ、配列方向の端の永久磁石からの磁束が磁極ブロックを通る。これにより、配列方向の端の永久磁石と磁極ブロックとによって磁気回路が形成され、制動力の向上が図れる。また、磁極ブロックがガイドシャフトを支持することで、ガイドシャフトを支持する別個の部材が不要となり、渦電流式レールブレーキ装置の前後方向の長さも短くすることができる。
【００２４】
以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２５】
初めに、本明細書における方向について説明する。本明細書において「前後」とは、鉄道車両の進行方向における前後を意味する。本明細書において「上下」とは、鉄道車両が直立静止している状態での上下を意味する。本明細書において「左右」とは、進行方向に向かった状態での左右を意味する。また、渦電流式レールブレーキ装置に対して用いられる「前後」、「上下」及び「左右」は、渦電流式レールブレーキ装置が鉄道車両に取り付けられた状態での前後、上下及び左右を意味する。
【００２６】
図１は、鉄道車両に取り付けられた渦電流式レールブレーキ装置１を示す図である。図１は、鉄道車両の側方から渦電流式レールブレーキ装置１を見た図であり、渦電流式レールブレーキ装置１については内部構造を示し、磁石列１０がケース４の底部８から離間した状態を示す。図１を参照して、渦電流式レールブレーキ装置１は、鉄道車両３０の台車３１に取り付けられる。より具体的には、渦電流式レールブレーキ装置１の昇降装置５が台車３１に取り付けられる。昇降装置５はケース４を上下方向に移動させ、鉄道レール１６に対して近接又は離間させることが可能である。たとえば、渦電流式レールブレーキ装置１を使用しないときケース４を鉄道レール１６から離間させ、使用するときケース４を鉄道レール１６に接近させる。
【００２７】
本実施形態の渦電流式レールブレーキ装置１は、磁石列１０と、支持部材３と、ケース４と、昇降装置５と、を含む。
【００２８】
［磁石列］
磁石列１０は、前後方向に配列された複数の永久磁石２を含む。本明細書では、このように配列された複数の永久磁石２全体を磁石列と呼ぶ。「前後方向に沿って配列」とは、複数の永久磁石２が設計上、前後方向に沿って直線に配列されることを意味し、複数の永久磁石２が厳密に前後方向に沿って配列されている場合のみならず、寸法公差や取付公差等によって厳密な直線から僅かにずれて配列される場合も含む。
【００２９】
図２は、渦電流式レールブレーキ装置の片側断面図である。図２を参照して、各永久磁石２は２つの磁極（Ｎ極及びＳ極）を有する。各永久磁石２の磁極の向きは、上下方向である。すなわち、一方の磁極は永久磁石２の下部に配置され、他方の磁極は上部に配置される。各永久磁石２は、配列方向において交互に磁極の配置が反転している。換言すれば、隣接する永久磁石２同士の磁極の向きは、反転している。
【００３０】
本実施形態において、複数の永久磁石２は等間隔に配列される。ただし、磁石列１０は、永久磁石２同士の間隔が他の永久磁石２同士の間隔と異なる部分を含んでいてもよい。複数の永久磁石２は全て、同じ形状及び同じ材質であるのが好ましい。また、永久磁石２の数は特に限定されず、渦電流式レールブレーキ装置のサイズ、必要な制動力に応じて適宜設定すればよい。
【００３１】
［支持部材］
支持部材３は、概略直方体形状であり、前後方向に延在する。支持部材３は、磁石列１０の上方に配置される。支持部材３には、磁石列１０が取り付けられる。より具体的には、支持部材３の下面に磁石列１０が接着剤、ボルト締結等によって固定される。支持部材３は磁性を有する。この支持部材３は、ヨークとして機能させることができる。所定の制動力を発現させる磁気回路を形成可能な板厚・幅が確保されている限り、支持部材３のサイズ・材料に限定はない。支持部材３の材料は公知の磁性材料（例：炭素鋼、鋳鉄など）を用いてもよい。本明細書における他の磁性材料についても同様である。なお、後述するように支持部材３はケース４内部において昇降する。そのため、図３に示すように、支持部材３とケース４の側部７との間にはドライベアリング２２が設けられる。
【００３２】
［ケース］
ケース４は、磁石列１０及び支持部材３を収容する。ケース４は、前後方向に延びる箱形状である。図３に示すように、前後方向に垂直な断面視で、ケース４は、概略長方形である。ケース４は、天井部６、側部７及び底部８を含む。
【００３３】
側部７は、複数の永久磁石２及び支持部材３を左右及び前後から囲む。天井部６は側部７の上端に設けられる。底部８は側部７の下端に設けられる。天井部６と側部７とは一体であってもよい。底部８と側部７とは一体であってもよい。天井部６、側部７及び底部８はそれぞれ別体であってもよい。ケース４は、密閉空間を形成してもよいし、密閉空間でなくてもよい。すなわち、ケース４の一部に孔等が設けられていてもよい。
【００３４】
底部８は、磁石列１０と対向する。底部８は、各永久磁石２の下部に配置された磁極と対向する。底部８は非磁性を有する材料からなる。底部８が非磁性であれば、後述するように複数の永久磁石２が底部８から離間することでケース４の底部８に異物が付着することが抑制される。たとえば、底部８の材料は樹脂や非磁性金属(オーステナイト系ステンレス鋼等)である。ケース４の天井部６及び側部７も非磁性を有してもよい。
【００３５】
図２を参照して、ケース４はさらに、ガイドシャフト１７と、磁極ブロック１８と、を含んでもよい。ガイドシャフト１７は、ケース４の天井部６と底部８との間に延びる。すなわち、ガイドシャフト１７は、上下方向に延びる。ガイドシャフト１７は、支持部材３に設けられた孔を貫通する。ガイドシャフト１７は、支持部材３が上下方向に安定して昇降できるように案内する。また、ガイドシャフト１７は、制動時に支持部材３が鉄道レール１６から鉄道車両の進行方向と逆方向に受ける反力に抗するように支持部材３を保持し、アクチュエータ２０への左右方向及び前後方向の負荷を抑制することができる。ガイドシャフト１７の上端は、ケース４の天井部６に固定される。ガイドシャフト１７の数は特に限定されず、必要に応じて適宜設けられる。
【００３６】
磁極ブロック１８は、磁石列１０の少なくとも一方の端に隣接して配置される。磁極ブロック１８は、磁石列１０の端に配置された永久磁石２と、進行方向において並んで配置される。磁極ブロック１８は、磁石列１０の前方に配置される。本実施形態では、磁極ブロック１８は、磁石列１０の後方にも配置することができる。ただし、磁極ブロック１８は、磁石列１０の前方又は後方のいずれかのみに配置されてもよい。
【００３７】
本実施形態において、磁極ブロック１８と磁石列１０の端に配置された永久磁石２との間隔は、複数の永久磁石２同士の間隔と同じである。ただし、磁極ブロック１８と磁石列１０の端に配置された永久磁石２との間隔は、複数の永久磁石２同士の間隔と異なっていてもよい。磁極ブロック１８はケース４の底部８に固定され、ガイドシャフト１７の下端を支持する。より具体的には、磁極ブロック１８には支持孔が設けられる。この支持孔にガイドシャフト１７の底部８側の端を差し込むことで磁極ブロック１８がガイドシャフト１７を支持する。磁極ブロック１８は、磁性を有する。磁極ブロック１８の材料は公知の磁性材（例：炭素鋼、鋳鉄など）を用いてもよい。
【００３８】
図１を参照して、ケース４は、ケース４の前後方向の両端それぞれに設けられた２つのアーム９に支持される。２つのアーム９は、鉄道車両３０の台車３１に固定されたスライダ１３に昇降可能に取り付けられる。
【００３９】
［昇降装置］
図２を参照して、昇降装置５は、アクチュエータ２０と、支持棒２１と、第１ストッパ１１と、第２ストッパ１２と、を含む。
【００４０】
アクチュエータ２０は、ケース４の上方に配置される。アクチュエータ２０は、鉄道車両３０の台車３１に固定される。アクチュエータ２０は、所定の進退量及び推力を満たしていれば、駆動方式に制限はなくたとえば、空気や油等の流体式、電磁制御式アクチュエータを用いてもよい。支持棒２１は、上下方向に延びる。支持棒２１は、ケース４の天井部６を貫通する。支持棒２１の下端は、支持部材３に固定される。支持棒２１の上端は、アクチュエータ２０に連結される。アクチュエータ２０を作動させることで、支持棒２１は上下方向に沿ってアクチュエータ２０から進退する。後述するように、支持棒２１を進退させることにより、ケース４自体を昇降させたり、磁石列１０及び支持部材３をケース４内部において昇降させたりすることができる。
【００４１】
第１ストッパ１１は、ケース４の天井部６と支持部材３との間に配置される。第１ストッパ１１は、概略円板形状である。第１ストッパ１１の内周縁は、支持棒２１に固定される。渦電流式レールブレーキ装置１の上方から見て、第１ストッパ１１は、ケース４の天井部６と重複する。したがって、磁石列１０及び支持部材３をある位置まで上昇させると、第１ストッパ１１は、ケース４の天井部６に当たる。これにより、磁石列１０及び支持部材３の上昇が止まる。また、第１ストッパ１１が、ケース４の重量を支持する。つまり、第１ストッパ１１は、磁石列１０及び支持部材３の上昇を制限し、ケース４の下降を制限する役割を担う。
【００４２】
第２ストッパ１２は、ケース４の天井部６とアクチュエータ２０との間に配置される。第２ストッパ１２は、概略円板形状である。第２ストッパ１２の内周縁は、支持棒２１に固定される。渦電流式レールブレーキ装置１の上方から見て、第２ストッパ１２は、ケース４の天井部６と重複する。したがって、磁石列１０及び支持部材３をある位置まで下降させると、第２ストッパ１２は、ケース４の天井部６に当たる。これにより、磁石列１０及び支持部材３の下降が止まる。つまり、第２ストッパ１２は、磁石列１０及び支持部材３の下降を制限する役割を担う。
【００４３】
渦電流式レールブレーキ装置１の上方から見て、第１ストッパ１１及び第２ストッパ１２の外縁形状は、円形に限られない。第１ストッパ１１及び第２ストッパ１２の外縁形状は、楕円、多角形等でもよい。渦電流式レールブレーキ装置１の上方から見て、第１ストッパ１１及び第２ストッパ１２は、それぞれの少なくとも一部がケース４の天井部６と重複していればよい。
【００４４】
このような構成によれば、昇降装置５は、磁石列１０を昇降させる機能とケース４を昇降させる機能との双方を有する。昇降装置５が磁石列１０を昇降させることでケース４の底部８に異物が付着することを抑制し、ケース４を昇降させることで確実に非制動状態への切替を行うことができる。以下、この点について、渦電流式レールブレーキ装置の動作とともに説明する。
【００４５】
［渦電流式レールブレーキ装置１の動作］
図４は、ケース４及び磁石列１０を鉄道レール１６から最も離した状態の渦電流式レールブレーキ装置１を示す図である。図４を参照して、ケース４及び磁石列１０の双方が最も上方にある場合（以下、「上段モード」という。）、アーム９はスライダ１３の上端１４に当たり、第１ストッパ１１は天井部６の下方の面に当たる。上段モードでは、ケース４、磁石列１０及び支持部材３の重量は、第１ストッパ１１によって支持される。
【００４６】
図５は、図４に示す状態からケース４を下降させた状態の渦電流式レールブレーキ装置１を示す図である。図５を参照して、上段モードからアクチュエータ２０を作動させて支持棒２１を下降させると、第１ストッパ１１がケース４の重量を支持しながら、ケース４及びアーム９がスライダ１３に沿って下降する。すなわち、ケース４及びアーム９は、吊り下げられた状態で下降する。この際、磁石列１０は、底部８に対向したまま下降する。また、支持部材３の下面も底部８に対向したまま下降する。
【００４７】
アーム９が下降し続けると、アーム９はスライダ１３の下端１５に当たり、ケース４及びアーム９の下降が終了する。以下、ケース４の下降が終了し、かつ、磁石列１０がケース４内部の最も上方に位置している状態を「中段モード」という。中段モードでは、ケース４が下降した分、磁石列１０は鉄道レール１６に近づく。しかしながら、磁石列１０及び支持部材３のケース４内部における位置は、上段モードと変わらない。
【００４８】
図６は、図５に示す状態からケース４内部において磁石列１０を下降させた状態の渦電流式レールブレーキ装置１を示す図である。図６を参照して、中段モードからさらに支持棒２１を下降させると、第１ストッパ１１がケース４の天井部６から離れ、磁石列１０がケース４内部において下降する。この際、磁石列１０は、底部８に対向したまま下降する。また、支持部材３の下面も底部８に対向したまま下降する。下降中、ケース４及びアーム９は、スライダ１３の下端１５に支持される。
【００４９】
磁石列１０が下降し続けると、第２ストッパ１２がケース４の天井部６の上面に当たり、磁石列１０の下降が終了する。以下、ケース４及び磁石列１０の双方の下降が終了した状態を「下段モード」という。
【００５０】
下段モードでは、磁石列１０が鉄道レール１６と最も近づく。そのため、下段モードにおいて、渦電流式レールブレーキ装置１が制動状態となるようにケース４及び磁石列１０の昇降距離は調整される。一方、上段モードでは磁石列１０が鉄道レール１６と最も離れるため、上段モードで渦電流式レールブレーキ装置１が非制動状態となるようにケース４及び磁石列１０の昇降距離は調整される。なお、ケース４内部での磁石列１０の昇降距離を十分に確保できる場合は、中段モード（図５参照）において渦電流式レールブレーキ装置１を非制動状態としてもよい。
【００５１】
渦電流式レールブレーキ装置１を制動状態から非制動状態へ切り替える場合は、上述の説明の逆のことを実施すればよい。続いて、制動状態及び非制動状態について詳述する。
【００５２】
［制動状態の磁気回路］
図７は、制動状態での磁気回路を示す図である。図７を参照して、Ｎ極が下部に配置されたある永久磁石２Ａを例に説明する。この永久磁石２ＡのＮ極から出た磁束は、非磁性であるケース４の底部８を通過し、鉄道レール１６に到達する。鉄道レール１６に到達した磁束は、Ｎ極が下部に配置された永久磁石２Ａの両側のＳ極が下部に配置された２つの永久磁石２Ｂそれぞれに到達する。この永久磁石２Ｂの上部に配置されたＮ極から出た磁束は、磁性を有する支持部材３を通り、隣接する永久磁石２ＡのＳ極に到達する。すなわち、隣接する２つの永久磁石２Ａ、２Ｂ及び支持部材３によって磁気回路が形成される。
【００５３】
制動状態（下段モード）では、鉄道レール１６はこの磁気回路による磁場中に存在する。鉄道車両の走行中、電気伝導体である鉄道レール１６はこの磁場内で動くことになる。したがって、制動状態では鉄道レール１６に渦電流が発生し、ローレンツ力が作用する。ローレンツ力の反作用として、渦電流式レールブレーキ装置（すなわち鉄道車両）には反力（制動力）が作用する。
【００５４】
磁石列１０の一方の端に配置された永久磁石２Ｃと、それに隣接する磁極ブロック１８とによる磁気回路は次のようになる。永久磁石２ＣのＮ極が下部に配置されている場合、Ｎ極から出た磁束はケース４の底部８、及び鉄道レール１６を通過し、磁性を有する磁極ブロック１８に到達する。磁極ブロック１８に到達した磁束は、支持部材３を通り、永久磁石２ＣのＳ極に到達する。すなわち、永久磁石２Ｃ、磁極ブロック１８及び支持部材３によって磁気回路が形成される。
【００５５】
これにより、磁石列１０の端でも磁気回路を形成でき、制動力を向上させることができる。また、ケース４の側部７を磁性材で構成した場合、非制動時に磁石列１０の端に配置された永久磁石２Ｃからの磁束を、磁極ブロック１８からケース４の側部７内に導くことができる。その結果、ケース４外部への磁気漏れを抑制することができる。
【００５６】
［非制動状態の磁気回路］
図８は、非制動状態での磁気回路を示す図である。図８を参照して、非制動状態（上段モード）では、磁石列１０は鉄道レール１６から十分に離れる。そのため、鉄道レール１６は複数の永久磁石２からの磁束の影響を受けにくく、鉄道レール１６に渦電流はほとんど発生しない。つまり、鉄道車両に制動力はほとんど作用しない。
【００５７】
このように、本実施形態の渦電流式レールブレーキ装置１によれば、磁石列１０を上下方向に移動させることで制動状態又は非制動状態への切替を行う。本実施形態の渦電流式レールブレーキ装置１によれば、制動状態又は非制動状態への切替の際、磁石列１０を回転させる必要がない。そのため、渦電流式レールブレーキ装置１の左右方向の長さを短くすることができる。加えて、磁石列１０がケース４内部で昇降できるため、ケース４の底部８への異物の付着が抑制される。以下、この点について説明する。
【００５８】
図６を参照して、下段モードでは、制動力を発揮するため磁石列１０はケース４の底部８に最も近い。そのため、複数の永久磁石２の磁力によりケース４の底部８の外面に外部からの異物が付着しやすい。仮に、ケース４内部での磁石列１０の位置を維持したまま（すなわち、磁石列１０がケース４の底部８に最も近い状態のまま）ケース４を上昇させると、ケース４の底部８を通過する磁束密度は下段モードと変わらない。したがって、下段モードにおいてケース４の底部８に付着した異物はケース４の底部８に付着したままとなる。さらに新たな異物もケース４の底部８の外面に付着しやすい。
【００５９】
この点、本実施形態の渦電流式レールブレーキ装置１では、ケース４内部において磁石列１０を昇降できる（中段モード）。換言すれば、ケース４の昇降とは独立して、磁石列１０をケース４の底部８に対して接近又は離間させることができる。下段モードから中段モードへ移ると、磁石列１０はケース４の底部８から離れる。そのため、ケース４の底部８を通過する磁束密度が低下し、ケース４の底部８に付着した異物を脱落させることができる。さらにケース４の底部８の外面への新たな異物の付着も抑制できる。
【００６０】
以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態をたとえば以下のように適宜変更して実施することができる。
【００６１】
上述の説明では、渦電流式レールブレーキ装置が２つの昇降装置を含む場合について説明した。しかしながら、支持部材及び複数の永久磁石をバランスを保って昇降できる限り、昇降装置は１つであってもよい。
【００６２】
上述の説明では、昇降装置がアクチュエータ、支持棒、第１ストッパ及び第２ストッパを含む場合について説明した。しかしながら、昇降装置はこれに限定されず、電子制御により複数の永久磁石等を昇降させてもよい。
【００６３】
上述の説明では、昇降装置がケースを昇降させる機能と複数の永久磁石を昇降させる機能の両方を有する場合について説明した。しかしながら、本実施形態の渦電流式レールブレーキ装置は、ケースを昇降させる昇降装置と、支持部材及び複数の永久磁石を昇降させる別個の昇降装置とを含むことを排除しない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本開示の渦電流式レールブレーキ装置は、鉄道車両の制動に用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１：渦電流式レールブレーキ装置
２：永久磁石
３：支持部材
４：ケース
５：昇降装置
６：天井部
８：底部
１０：磁石列
１１：第１ストッパ
１２：第２ストッパ
１３：スライダ
１６：鉄道レール
１７：ガイドシャフト
１８：磁極ブロック
２０：アクチュエータ
２１：支持棒
３０：鉄道車両
３１：台車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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