JP2009221829A - 重力鉄道のスロープ軌道 - Google Patents

Abstract

【課題】重力鉄道の理想的なスロープの具体的形状を提供する。
【解決手段】上部から落ちる部分を比較的小さな円の円弧を軌道として使用、最下部付近で比較的大きな円の円弧の軌道を使い、適度な傾斜を持つ直線で両者の間に共通接線を引き、その部分を下降直線軌道とした。
【選択図】図１

Description

本発明は鉄道の一種である重力鉄道における、地下に掘り込むスロープ軌道の形状に関するものである。

従来、地下に造ったジェットコースターのような鉄道のアイデアは、以前本出願人が申請したことがある。しかしその下降、上昇トンネル軌道の具体的形状までは考えられていなかった。

地上の駅から最下部の水平機動までなだらかな曲面軌道が必要になるわけであるが、いかにしたら、速さと、乗り心地の良さと、建設維持の容易さを実現出来るかということで悩んでいた。最初に考えられる形は、上下点対称のスロープであったが、これでは、最初の加速が悪い、下方部で大きな遠心力が働くという欠点があった。またスロープの曲率が場所によって次々と変わると、トンネルの建造過程も難しく、線路のレールを作るにも、きわめて複雑になり、大幅な経費増ということになる。また一部にかなりの急斜面が出来てしまうということも、問題になっていた。

上下両端のスロープの形を共に、円軌道の一部（１）（２）とし、両円の共通接線（３）を直線部分として起動のスロープを造った。また上部の円軌道の半径ｒ１を小さく、下部の円軌道の半径ｒ２を大きくした。接線のスロープの傾斜角はこれを変えると、接点の位置が変わるだけで、共通接線が引ける範囲で、あるていど自由に設定できるものである。傾斜は大きいほど、速度の面で有利になるのだが、建設、維持整備の点で困難になる。またブレーキで車輪をロックした状態で、ずり落ちていくような角度にすると、困難さは大幅に増大する。上部の駅付近に直線部を設けることは、円の半径を大きくするよりも有利である。なにかと使いやすい水平部を通り過ぎた後は、すぐに急斜面に入れるためである。遠心力等の計算結果は、ここでは記さない。

スロープ建設時、カーブの曲率が一定のため、造りやすく、これはレールの製造時にも同様である。上部駅付近では車両のスピードが遅いため、かなり曲率が大きくても、乗り心地はあまり悪くなく、すぐ急斜面に入れるため、加速に時間がかからず、速さの面で有利である。下部の軌道の曲率が大きいことは、その部分では車両のスピードが速いため、その遠心力を和らげ、乗り心地を良くする。
もっとも加速が得られる急な坂の部分を、直線として長く取るということは、全体として同じ下降をしなければならないとき、極端な傾斜面という坂のピークがなくなり、よりなだらかな下降を可能にする。
傾斜角は大きすぎると、危険でもあり、造るのに困難、維持点検も難しくなるほか、乗り心地が悪くなる。小さすぎると速さが遅くなる欠点を持つ。
駅のところに直線部を入れると、列車の連結を長く出来、停車位置の問題にもゆとりを持て、すれ違いのための分岐点を作る場所も確保できるというメリットが生まれる。

図に３種の寸法等の異なるスロープを示す。第１図、第３図は縦横の比が１：３のものである。記した数字の単位はｍである。直線部は見づらいので省略した。
図１にしめしたものは、深さｈが１５０ｍ、上部スロープを形成する円の半径ｒ１が深さｈの４／／３倍の２００ｍ、下部スロープを形成する円の半径ｒ２がその２倍の３００ｍ、傾斜角およそ２３度のものである。この場合は駅から最深部までの水平距離が３ｈの４５０ｍになっている。この距離を先に決めると、傾斜角θはひとりでに決まってしまい、図の場合は、それを分度器ではかった結果が２３度程度というものである。
上部円の半径を小さくすると、車輪間の中央部の腹が地面につかえるという、別な問題が発生する。

数字の単位はｍ、上部円の半径１５０ｍ、下部円の半径は３００ｍである。 上部円の半径は１５０ｍ、下部円の半径は３００ｍである。 上部円の半径は１５０ｍ、下部円の半径は１０００ｍである。

符号の説明

１ 駅付近にある上部円軌道
２ 最下部にある下部円軌道
３ 共通接線をなす直線軌道

Claims (2)

1. 駅中心部より真下に中心を持つ、円弧１とスロープ最下部の真上に中心を持つ円弧２、および、その共通接線３の直線部とより構成されることを特徴とする重力鉄道のスロープ軌道。
2. 駅ホームないしその付近の部分に直線部を割り込ませた請求項１の重力鉄道のスロープ軌道。

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