JP2005212766A

JP2005212766A - 超高速列車輸送システム

Info

Publication number: JP2005212766A
Application number: JP2004052441A
Authority: JP
Inventors: Shozaburo Sato; 昇三郎佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】屋根上に設けた可変浮揚翼で走行時に被牽引車両に浮力を生じさせることにより、牽引動力車に対する牽引負荷を軽減し、かつ、軌道の構築及び車両の製作コストを低減でき、鉄道による超高速走行を実現できる超高速列車輸送システムを提供する。
【解決手段】軌道１とこの軌道１に沿って走行する牽引動力車２及び被牽引車両３とで構成され、軌道１と被牽引車両３の間に走行する被牽引車両３の上昇動を所定の範囲に規制する部分を設け、前記被牽引車両３の屋根上に可変浮揚翼１５を設け、走行時にこの可変浮揚翼１５で被牽引車両３に浮力を生じさせて牽引動力車２に対する負荷を軽減することにより超高速走行を可能にする。
【選択図】図１

Description

この発明は、屋根上に設けた可変浮揚翼で走行時に被牽引車両に浮力を生じさせ、牽引動力車に対する負荷を軽減することにより、超高速走行を実現した超高速列車輸送システムに関する。

人や貨物の長距離輸送手段として鉄道による列車輸送は、同時に大量の輸送ができ、効率的に優れているが、近年、経済のスピード化に対応して列車輸送も高速化が要求され、これに対応してリニアモータによる超高速鉄道の研究開発が進められている。

一般に、鉄道の軌道づくりは、土壌の盛土、採石の締め固めるら枕木の固定、レールの敷設まで、巨額の費用を要する。

また、リニアモータによる超高速鉄道においては、軌道に磁気浮上用のコイルを並べて配置すると共に、車両側にもコイルを取り付ける必要があるため、軌道の構築と車両の製作に多額の費用を必要とし、その維持管理や補修にも経費がかかるという問題がある。

そこで、この発明の課題は、屋根上に設けた可変浮揚翼で走行時に被牽引車両に浮力を生じさせることにより、牽引動力車に対する牽引負荷を軽減し、かつ、軌道の構築及び車両の製作コストを低減でき、鉄道による超高速走行を実現できる超高速列車輸送システムを提供することにある。

上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、軌道とこの軌道に沿って走行する牽引動力車及び被牽引車両とからなり、軌道と被牽引車両の間に走行する被牽引車両の上昇動を所定の範囲に規制する部分を設け、前記被牽引車両の屋根上に可変浮揚翼を設け、走行時にこの可変浮揚翼で被牽引車両に浮力を生じさせて牽引動力車に対する負荷を軽減することにより超高速走行を可能にする構成を採用したものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、牽引動力車の屋根上に、走行時に垂直荷重を高める可変翼を設けた構成を採用したものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、可変浮揚翼及び可変翼が、中央の固定翼と、この固定翼の前後に位置する可動翼とからなり、可動翼が角度調整手段で角度可変になっている構成を採用したものである。

この発明によると、牽引動力車で牽引する被牽引車両の屋根上に可変浮揚翼を設け、走行時にこの可変浮揚翼で被牽引車両に浮力を生じさせて牽引動力車に対する負荷を軽減するようにしたので、列車の高速走行時に被牽引車両を浮揚走行させることで被牽引車両の荷重を大幅に軽減し、超高速走行を可能にすることができる、短中距離だけでなく、遠距離都市間を短時間で結ぶことができる。

なかんづく、航空機による飛行時間が１０〜３０分位の短中距離輸送において、飛行場への往復アクセスに１〜２時間を要する場合に比べ、この発明の超高速列車輸送システムは、アクセス時間を短縮できる。

また、可変浮揚翼を列車の走行スピードに応じて角度制御するようにしたので、被牽引車両の浮揚を走行スピードに合わせて最適の条件に設定し、安定した浮揚走行を得ることができる。

軌道とこの軌道に沿って走行する牽引動力車及び被牽引車両とからなり、軌道と被牽引車両の間に走行する被牽引車両の上昇動を所定の範囲に規制する部分を設け、前記被牽引車両の屋根上に可変浮揚翼を設け、走行時にこの可変浮揚翼で被牽引車両に浮力を生じさせて牽引動力車に対する負荷を軽減する。

以下、この発明の実施例を図示例と共に説明する。

図示のように、超高速列車輸送システムは、軌道１とこの軌道１に沿って走行する牽引動力車２及びこれに連結した所要数の被牽引車両３とからなり、牽引動力車２は電気機関車、ジーゼル機関車、ガスタービン機関車等の何れであってもよい。なお、牽引動力車２と被牽引車両３を列車という。

上記軌道１の列車が高速走行する部分は、路盤４の両側に固定壁５、５を設けたプレハブコンクリート製の上向きコ字状となるコアーブロックに形成され、これを長く連結して配置し、その内部を牽引動力車２及び被牽引車両３が走行することになり、牽引動力車２は路盤４に敷設したレール６上を高速で走行すると共に、被牽引車両３は軌道１の両側に位置する固定壁５、５によって誘導されることになる。なお、牽引動力車２の走行レール６は、在来型の各種列車の走行にも利用できる。

上記のような、軌道を形成するコンクリート製の上向きコ字状のコアーブロックは、底面積が広いため、土盤づくりの工費を大幅に省略することができるという利点がある。

上記被牽引車両３の車体は、乗客や荷物の荷重に耐え、しかも、軽くて強靱な構造に構成され、かつ、動力機構がないので軽量であり、低速走行時は、車体下部の複数箇所に設けたゴムタイヤ製の車輪７が路盤４に形成した凹溝８に接地して走行するようになっている。なお、車輪７が接地する路盤４の凹溝８には、鉄板や耐磨耗性のある硬質樹脂板を敷設しておくとよい。

両側の固定壁５、５には、図３に示すように、走行案内溝９と、浮揚制御溝１０と、供電レール１１の収納溝１２とが設けられ、牽引動力車２と被牽引車両３の電源は供電レール１１への摺動子の摺接によって行うと共に、被牽引車両３の側面には、走行案内溝９内に納まって水平回転する走行案内輪１３と、浮揚制御溝１０内に納まって回転する垂直の浮揚制御輪１４とが設けられ、被牽引車両３の走行時の横振れを走行案内溝９と走行案内輪１３によって防ぎ、被牽引車両３の浮揚範囲を浮揚制御溝１０と浮揚制御輪１４で制御するようになっている。なお、図示省略したが、路盤４には、列車の走行に必要な各種配管や配線類等が設置されている。

上記被牽引車両３における車体の屋根上で前後方向の複数箇所の位置には、高速走行時に被牽引車両３に浮力を生じさせるための可変浮揚翼１５が設けられ、高速走行時にこの可変浮揚翼１５の作用で被牽引車両３の車体を車輪７が路盤４から浮き上がる状態に浮揚走行させることにより、牽引動力車２に対する牽引負荷を軽減し、列車の超高速走行を実現するようにしている。

前記可変浮揚翼１５は、図１（Ｂ）と図２に示すように、車体の幅方向に長く、屋根上に支柱１６で水平に固定された中央の固定翼１７と、この固定翼１７の前後縁にピン１８で結合されて上下に揺動可能となる前後の可動翼１９、１９とからなり、前後の可動翼１９、１９は、その先端部と屋根の間に設けた流体シリンダやねじ機構による角度調整手段２０で任意の角度可変になっている。

固定翼１７と前後の可動翼１９、１９は、車体の幅よりも少し長く、固定翼１７は前後の可動翼１９、１９に比べ、進行方向の長さは短く設定され、かつ、固定翼１７と前後の可動翼１９、１９の断面は、共に航空機の翼のように少し上向きのアールになっている。

この可変浮揚翼１５は、列車が浮揚に適した高速になると、進行方向の前部可動翼１９は少し下方に変角し、進行方向の後部可動翼１９は大きく下方に変角し、可変浮揚翼１５全体を後部下がりの大きなアールの翼とすることにより、その表面に生じる空気の陰圧により、被牽引車両３を浮揚させることになる。

被牽引車両３が一旦浮揚走行すれば、前後の可動翼１９、１９の角度変化を小さくし、継続浮揚走行する。

この前後の可動翼１９、１９の角度制御は、可動翼１９、１９にあるビトー管の風速の数値情報や牽引動力車の走行スピード、更に、後述する浮揚圧力の大小の数値等を、牽引動力車２に搭載したコンピュータに入力し、前後可動翼１９、１９の角度を、路盤走行、高速走行、着地時の走行の何れにも最適な条件になるよう自動的に制御する。

上記牽引動力車２は、浮揚による昇降を繰り返す被牽引車両３を牽引するので、牽引動力車２と被牽引車両３は上下に揺動可能となる連結機構で連結すると共に、牽引動力車２の前後端は、空気抵抗の発生を少なくするため流線型になっており、被牽引車両３の両端に位置する車両の端部には、牽引動力車２の流線型と被牽引車両３の端部の間の空間をカバーするための形状となる可傾フード２１が取り付けられている。

この可傾フード２１は、被牽引車両３側の上部が車体の上部にピンで取り付けられ、該可傾フード２１内には、車体との間に可傾フード２１を上下に揺動させるための機構が設けられ、被牽引車両３の先頭車の可傾フード２１は牽引動力車２に被さり、牽引動力車２の流線型の上部に可傾フード２１の先端が納まる凹部を設け、牽引動力車２に対して被牽引車両３が浮揚走行しても、可傾フード２１による空気抵抗の発生を防いでいる。

また、最後部車両の可傾フード２１は下方へ下がり、空気の上昇圧力を受けることになる。ここで、列車は被牽引車両３の両端に対して牽引動力車２の連結を付け替えることにより往復運行されるが、可傾フード２１はこの往復運行に支障を与えることのないようになっている。

また、牽引動力車２の屋根上で複数の箇所に、上記被牽引車両３と同様の可変浮揚翼１５が取り付けられ、この可変浮揚翼１５を被牽引車両３とは逆に作動させ、走行時に牽引動力車２に垂直の押し下げ力を与え、牽引動力車２の車輪とレール６の粘着性を増してスリップの発生をなくし、牽引動力車２の高速走行を可能にしている。

この発明の超高速列車輸送システムは、上記のような構成であり、図１（Ａ）のように、牽引動力車２に必要台数の被牽引車両３を連結した列車を、該動力車２の牽引により敷設した軌道１内を走行するとき、列車スピードが所定の速度に達するまで、被牽引車両３はゴムタイヤ製の車輪７が路盤に形成した凹溝８に接地して走行する。

列車スピードが所定の高速に達すると、被牽引車両３の屋根上に設けた可変浮揚翼１５の角度を制御し、可変浮揚翼１５によって生じる浮力により被牽引車両３を浮揚走行させる。

ちなみに、被牽引車両３が浮揚に適する速度に達するのは発車から３分程度の極めて短時間であり、また、速度をおとすのも４〜５分程度である。従って、頻繁な短距離超高速輸送ができる。

このように、列車の高速走行時に被牽引車両３を浮揚走行させることにより、牽引動力車２にかかる被牽引車両３の荷重を大幅に軽減することができ、牽引動力車２と被牽引車両２は軌道１により誘導され、被牽引車両２は安全にしかも乗り心地よく浮揚走行し、列車の超高速走行により、前記短距離超高速輸送だけでなく、遠距離の都市間を短時間で結ぶ交通手段の実現が可能になる。

また、プレハブコンクリート製の上向きコ字状のコアーブロックを用いて形成した軌道は、レールなどの対応もあり、更に、側壁に方向維持、限定浮揚、送電線、通信線等を有し、従来の架線は不要となり、後期も大幅に短縮することができる。

（Ａ）は超高速列車輸送システムを示す縦断正面図、（Ｂ）は被牽引車両の屋根上に設けた可変浮揚翼の正面図被牽引車両の構造を示す斜視図軌道を拡大した縦断正面図

符号の説明

１軌道
２牽引動力車
３被牽引車両
４路盤
５固定壁
６レール
７車輪
８凹溝
９走行案内溝
１０浮揚制御溝
１１供電レール
１２収納溝
１３走行案内輪
１４浮揚制御輪
１５可変浮揚翼
１７固定翼
１８ピン
１９可動翼
２０角度調整手段
２１フード

Claims

軌道とこの軌道に沿って走行する牽引動力車及び被牽引車両とからなり、軌道と被牽引車両の間に走行する被牽引車両の上昇動を所定の範囲に規制する部分を設け、前記被牽引車両の屋根上に可変浮揚翼を設け、走行時にこの可変浮揚翼で被牽引車両に浮力を生じさせて牽引動力車に対する負荷を軽減することにより超高速走行を可能にすることを特徴とする超高速列車輸送システム。
牽引動力車の屋根上に、走行時に垂直荷重を高める可変翼を設けたことを特徴とする請求項１に記載の超高速列車輸送システム。
可変浮揚翼及び可変翼が、中央の固定翼と、この固定翼の前後に位置する可動翼とからなり、可動翼が角度調整手段で角度可変になっている請求項１又は２に記載の超高速列車輸送システム。