JP4500479B2 - 軌道式車両のための走行路を構成するための、特に磁気浮上軌道を構成するための担持体及びこれにより構成される走行路 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の担持体及びこれにより構成される走行路に関する。
【０００２】
この様式の担持体及び走行路は、一般的に公知である（例えば、独国特許明細書第３９ ２８ ２７７号、独国特許明細書第３９ ２８ ２７８号）。これらは、軌道の案内のため、及び、例えば固定子、側面案内レール及びスライドウエイのような機能要素もしくは設備部分の収容のために使用され、これらの設備部分は、例えば支持磁石、励磁気磁石、ブレーキ磁石及び案内磁石や必要時に車両を滑走させるための支持スキッド等のような車両に取り付けられる相応の機能要素と協働する。
【０００３】
担持体は、鋼材又はコンクリートから構成することができ、シングルスパン担持体又は複数スパン担持体として形成することができる。これらの担持体は、熱膨張を可能とするために、固定支承部及び可動支承部により、支柱上、又は底部に築かれた下部構造上に支承される（例えば、独国特許明細書第３４ ０４ ０６１号）。その際シングルスパン担持体は、一端を固定支承部によって、また他端を可動支承部によって支持され、これに対してダブルスパン担持体は、両端をそれぞれ１つの可動支承部によって、また中央の領域を固定支承部によって支持される。例えばポイントの領域において使用されるような２つより多くのスパンを有する担持体は、付加的に端部側の可動支承部のため２つ又はそれより多くの更なる支承部を備え、水平方向の熱膨張を許容し、これに対して垂直運動を十分に阻止する。実際のダブルスパン担持体のため構造長さは、例えば３０ｍ〜６０ｍであり、シングルスパン担持体のための構造長さは、ほぼその半分である。
【０００４】
前記様式の担持体は、温度変動の流入の下に変形する、特に、その長手方向に対して垂直に凸状に湾曲することができるという特性を有する。担持体の上梁及び下梁は、均等で同時の加熱が行なわれる際には同じ温度を受け、従って長手方向にほぼ同様に膨張もしくは収縮するが、担持体は、例えば太陽照射を受けた際、上梁が、太陽照射を受けた際に下梁より速く加熱され、従って下梁より強く膨張させられるという事実に基づいて変形する。その際このような湾曲は、担持体長手方向軸に対して垂直に、シングルスパン担持体の場合は、本質的に大きな、ダブルスパン担持体及び複数スパン担持体に当てはまる大きさの約３倍の大きさの振幅で行なわれる。何故なら、中心の固定支承部の領域において実際にいかなる変形も可能でないからである。
【０００５】
前記様式の変形は、走行路に起伏を生じさせることへと、またこれにより乗り心地を侵害することへと導く。確実な軌道の案内も、また磁気浮上軌道の場合には接触のない浮上も、非常に強い変形によって危険に晒されることになる。従ってこの問題を回避するために、もっぱらダブルスパン担持体及び複数スパン担持体を使用すること、また、高い構造高さ及び大きな重量から結果として生じる欠点を、構成、搬送及び組立てを考慮して斟酌することが慣例である。
【０００６】
担持体の変形を低減させるために、その表面上に、ポリスチロール硬質発泡材と、これを覆うグラスファイバーコンクリートから成る保護層とから成る断熱性のカバーを取り付けることが既に提案された。しかしながらこれに関連した試験は中止された。何故なら、この様式のカバーのために十分な耐久強度を達成することが困難であるからである。特に、この様式の担持体によって構成される走行路の通常の運転に際しては、担持体材料の種々の熱膨張に基づいて、一方ではカバーの材料と比較して、また、他方では種々の被膜様式に基づいて、耐久強度を侵害する高い横方向応力及び剪断応力が生じる。
【０００７】
これに対して本発明の基本にある課題は、安定かつ丈夫であり、強い太陽照射を受けた際にも、車両の運転の際に生じる負荷に耐える断熱性のカバーを提案することにある。
【０００８】
この課題を解決するためには、請求項１及び１１を特徴付ける特徴が役立つ。
【０００９】
本発明は、断熱性のカバーがその浮遊する支承に基づいて担持体との強度結合を必要としないという利点を必然的に伴う。これによりカバー内の応力は、種々の膨張係数に基づいて最小化される。従ってまた、カバーのために、例えば太陽電池モジュールのような付加的な目的に役立つ高価な材料から成るプレートも使用することができる。特に有効かつ丈夫な断熱装置に基づいて、永続的に強い太陽照射を受けた際にも、シングルスパン担持体が、相応に寸法設定されたダブルスパン担持体又は複数スパン担持体よりも多く変形しないように、上梁と下梁との間の僅かな温度差を保証することができるという利点が生じる。
【００１０】
本発明の別の有利な特徴は、従属請求項から明らかである。
【００１１】
本発明を、以下に、添付した実施例の図面と関連させて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、大まかに概略的にダブルスパン担持体１と、その長手方向に相前後して配設された２つのシングルスパン担持体２及び３を示し、これらのシングルスパン担持体は、合わせてダブルスパン担持体１とほぼ同じ長さを有する。担持体１は、中央の領域を固定支承部４によって、また両端をそれぞれ１つの可動支承部５によって支承されている。担持体２は、図１の左端を可動支承部６によって、また他端を固定支承部７によって支承されており、一方担持体３は、担持体２側のその端部を固定支承部８によって、また他端を可動支承部９によって支承されている。その上に支承部５〜９を取り付けた支柱又は下部構造は、便宜上図示されてない。
【００１３】
以下の説明で、担持体１，２及び３と、図２〜４の実施例とが、磁気浮上軌道のための担持体であり、その際、担持体１が、例えば５０ｍの長さを、また担持体２及び３が、例えばそれぞれ２５ｍの長さを備えると仮定する。担持体１，２及び３の横断面は、例えば本質的に三角形である。鋼材担持体であるか、コンクリート担持体であるかということに依存せず、担持体１〜３は、図１から明らかであるように、強い太陽照射の下に上に向かって凸状に湾曲することができる。何故なら、これらの担持体は、その上梁１ａ，２ａ及び３ａの領域において本質的にその下梁１ｂ，２ｂ及び３ｂの領域におけるよりも速く加熱されるからである。例えば、温度差が２５°Ｃである場合は、これから、約３ｍｍの担持体１に対する湾曲振幅Ａ１、また約１０ｍｍの担持体２（もしくは３）に対する湾曲振幅Ａ２が生じてしまい、その際後者は許容可能でない。
【００１４】
このような担持体の基本構造は、一般的に公知であり、従って詳細に説明することはしない。ただ、例えばこれに関連しては、刊行物、独国特許明細書第３４ ０４ ０６１号、独国特許第３９ ２８ ２７７号及びＺＥＶ−Ｇｌａｓ．年鑑１０５、１９８１年、ナンバー７／８、２０４〜２１５ページを参照を示唆するだけにとどめるが、これらにより、度重なる文献の参照を回避するために、公知技術が開示されたものとする。
【００１５】
上梁と下梁との間の非常に大きな温度差を回避するために、本発明によれば、図２及び３による鋼材から成る担持体１１が、また図４によるコンクリートから成る担持体１２が設けられており、その際、それぞれ担持体の左半分だけが図示されている。担持体のそれぞれ右半分は、担持体の左半分に対して鏡面対称に形成することができ、通常担持体１１，１２は、図１による担持体１〜３と相応に形成及び寸法設定することができる。
【００１６】
図２によれば、担持体１１は、例えば三角形の横断面を備えており、この横断面は、傾斜して配設された２つの側面部分１４によって形成されており、この側面部分は、その上面をプレート状の上梁１５によって、またその下面を図示されてない例えば管状又は同様にプレート状の下梁によって互いに結合されており、特に溶接によって互いに結合されている。加えて担持体１１は、上部外縁領域に３つの機能要素を備え、これらの機能要素は、公知のように、例えば通常の長尺固定子リニアモータの長尺固定子部分１６、側面案内レール１７及びスライドウエイ１８から成り、このスライドウエイ上で、図示されてない磁気浮上車両が、必要であれば、この車両に取り付けられた支持スキッドもしくはスライドスキッドによって滑走することができる。
【００１７】
スライドウエイ１８は、通常は段がなく、担持体１１の上梁１５の上部表面へと接続するが、上梁１５もしくは中央の上梁部分は、本発明によれば、スライドウエイ１８の下方、及びこのスライドウエイに対して平行に、即ちスライドウエイ１８に対して沈下させられて配設されている。これにより、スライドウエイ１８によって形成された平面と上梁１５の表面との間に中空空間１９が生じ、この中空空間は、側面に向かってウエブ２０によって制限されており、これらのウエブは、側面部分１４を、上梁１５を超えて上に向かって延長し、これらのウエブには、条片２１が、例えば溶接によって固定されており、この条片の表面はスライドウエイ１８を形成する。加えて条片２１及びウエブ２０には、長尺固定子部分１６及び側面案内レール１７を固定するために設定されたウエブ板２２が固定されている。
【００１８】
上に向かって開放した中空空間１８は、断熱性の耐候性のカバー２３によって覆われ、このカバーは、特に本質的に的確にスライドウエイ１８によって配設された表面を備え、有効に、スライドウエイ１８間で任意に使用可能な担持体１１の幅にわたってのみ延在し、これによりカバーは、同様に支持スキッドをスライドウエイ１８上に載置する際に破壊されないですむ。
【００１９】
本発明によれば、カバー２３は、例えば個々のプレートから成る正方形もしくは長方形の遮断要素２４（図３も参照のこと）から構成され、これらの遮断要素は、担持体１１の長手方向軸２５の方向に、継ぎ目上に相前後して配設されている。例えば気泡コンクリートのような断熱物質から構成された遮断要素２４が、この遮断要素に基づいて、異なる熱膨張係数の鋼材と比較して、強い加熱又は冷却を受けた際に非常に大きな応力に晒されることを回避するために、遮断要素は、浮遊するように担持体１１に支承され、これにより担持体１１の強度結合から解放される。加えて一方では、長手方向軸２５に対して平行に延在する遮断要素２４の側縁部が、Ｕ字形の弾性的な、例えばゴム状の材料から成るカラー２６で囲われる。他方では、カラー２６が、付属の条片２１と例えば溶接によって結合された締付けレール２７と別の締付けレール２８との間で緊張され、この緊張レール２８は、例えばボルト２９及びナットによって締付けレール２６と強固に結合される。その際、締付けレール２７，２８は、図３が示すように、担持体１１の全長にわたって延在することが有効である。
【００２０】
コンクリートから構成された図４による担持体１２の場合、但しこの図４では、図２及び３におけるのと同じ部分が同じ符号を備えているが、相応のカバー２３が設けられている。この目的のため、一貫してコンクリートから成る担持体１２は、中空空間３２を形成する凹部を備える上側を有する上梁３１を備え、この凹部は、図２と同じく上部をカバー２３によって覆われ、下部を上梁３１によって制限される。図２及び３とは逆に、ここでは、上の締付けレール２８しか設けられない。何故ならこの締付けレールは、ボルト３３及びダボ３４等によって、直接、横に突出する条片２１を支持する担持体１２の部分３５に固定することができるからである。この場合、カラー２６は、部分３５を上梁３１と連結する担持体部分と締付けレール２８との間で、固定されて、しかしながら担持体１２からは解放されて緊張されている。従って平面図にあっては、図４による装置が、図３において図示された図２による装置の平面図に対応する。
【００２１】
カラー２６は、例えば天然ゴムのような耐久強度のある耐候性の材料から構成される。加えてこれらのカラーは、長手方向軸２５（図３）に対して平行に測定される担持体１１，１２の全長にわたって延在することができ、それぞれ唯一つ又は複数のプレート２４を囲う個々の部材から成る。カラー材料の厚み及び弾力性は、所望の浮遊する支承が得られ、種々の熱膨張に基づいて生じるカラー２６の応力が収容され、そして遮断要素２４に温度条件による亀裂が何ら生じないように選択される。
【００２２】
遮断要素２４は、特に優れた本発明の実施形によれば、また最も期待される本発明の実施形のために、プレート状の太陽電池モジュールから成る。この様式のモジュールは、例えば結晶シリコン半導体層から構成することができ、この結晶シリコン半導体層は、ガラス又は合成物質から成る保護層によって覆われているか、又は何らかの方法により、耐侯性ではあるが光透過性にカプセル化されている。選択的に、アモルファスシリコン等によって形成された太陽電池によって、又は、新たな時代に開発された薄膜電池もしくは薄フィルム電池においても応用することができ、これらは、ガラス、合成物質又は他の適当な断熱性の材料から成る適当な担持体プレートに吹き付けられる。これにより、担持体１１，１２が新たな機能を、即ち光起電力の手段による電気エネルギの発生を担う。発生させられた電気エネルギは、公共の回路網へと供給されるか、これが磁気浮上軌道を過る際に生じる陰影によって許容可能でない電流変動を招く場合には、調整され、そして例えば、燃料電池のための水素を発生させるために利用されることも可能であり、これらの燃料電池は、環境保全に有利な今後の動力装置として、自動車のために、又は磁気浮上軌道自身のエネルギ供給のためにも適する。
【００２３】
中空空間１９は、特にケーブル通路として、即ち、電気的な導線及びケーブル３６、特に、全担持体１１，１２に沿った種々の太陽電池モジュールを電気的に結合するために使用されるケーブルを収容するために役立つ。加えて中空空間１９内には、付加的に、変電所間の設定路線に沿って敷設される路線ケーブルを収容することができ、これらの路線ケーブルは、長尺固定子モータの部分に電力供給をするために必要とされる。選択的かつ付加的に、中空空間１９内では、車両の運転経過の制御及び監視をするために必要な運転管理システムの導線並びに公共の回路網の電流ケーブル又は電話ケーブル等も収容することができる。特に後者は、人口密度の高い地域において考えられる。
【００２４】
従って、図３に図示されているように多数の担持体が走行方向（もしくは長手方向軸２５）に相前後して配設され、その際特に前記担持体１１及び１２のような少なくとも選択された全ての担持体が形成されることによって、前記担持体１１及び１２は、多機能車両を構成するために、特に磁気浮上軌道のために適する。この方法で中空空間１９は、全走行路にわたって延在するケーブル通路を、また太陽電池モジュールは、全走行路にわたって延在する光起電による発電所を形成する。これにより、一方では地中に敷設すべきケーブル通路のための付加的なコストが削減され、他方では収益が太陽電池電流の利用から得られる。
【００２５】
前記担持体１１，１２と、これから構成可能な走行路とは、多機能性以外に、特に、担持体１１，１２の上梁１５，３１のための有効かつ丈夫な断熱装置の利点を必然的に伴う。遮断要素２４の材料及び厚みの適当な選択によって、担持体１１，１２の上梁と下梁との間の温度差を、強い太陽照射を受けた際にも小さく維持することができる。これにより、シングルスパン担持体２，３がダブルスパン担持体１よりも強くは変形しないというように、図１により説明した変形を著しく低減させることができる。従って選択的に、ここで注目している様式の走行路のための従来の実践のために、主として重量及び大きさを低減させられたシングルスパン担持体が使用でき、これにより、生産、搬送及び組立てに関して、著しい簡素化及びコスト低減を得ることができる。
【００２６】
本発明は、前記実施例に制限されることがなく、この実施例は、簡単な方法で変容することができる。特に本発明は、図示された担持体及び担持体横断面として構成された、並びに別の方法で構成された別の上梁に対しても応用可能である。特に、上梁１５，３１の表面をスライドウエイ１８を有する平面内に、また、カバー２３を中空空間１９の形成の下に十分に距離を置いてスライドウエイ１８の上方に配設することが、事情によってはこのスライドウエイに載置される支持スキッドの高さがこのことを許容する限りは可能である。更に、前記の浮遊する支承は、カラー２６によって、また他の適当な手段によっても保証することが可能であり、その際、プレート状の遮断要素２４も、断熱のための他の適当な手段によって、例えば、ばらばらの断熱物質で充填されたカセットによって置換え可能である。その際また、磁気浮上車両とは違う車両の走行路のための担持体とすることが可能であることも明らかである。結局、個々の特徴が、図示及び説明した組合せとは違う組合せでも応用できることは自明のことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 概略的に、それぞれ１つのシングルスパン担持体及びダブルスパン担持体と、太陽照射を受けた際に生じる変形とを示す。
【図２】 本発明による鋼材担持体を経る横断面を示す。
【図３】 図２による複数の鋼材担持体から形成された走行路の部分の平面図を示す。
【図４】 本発明によるコンクリート担持体を経る横断面を示す。
【符号の説明】
１ ダブルスパン担持体
２，３ シングルスパン担持体
１ａ，２ａ，３ａ 上梁
１ｂ，２ｂ，３ｂ 下梁
４，７，８ 固定支承部
５，６，９ 可動支承部
Ａ１，Ａ２ 湾曲振幅
１１，１２ 担持体
１４ 側面部分
１５ 上梁
１６ 長尺固定子部分
１７ 側面案内レール
１８ スライドウエイ
１９ 中空空間
２０ ウエブ
２１ 条片
２２ ウエブ板
２３ カバー
２４ 遮断要素
２５ 長手方向軸
２６ カラー
２７，２８ 締付けレール
２９ ボルト
３１ 上梁
３２ 中空空間
３３ ボルト
３４ ダボ
３５ 部分

Claims (13)

1. 担持体の上面に断熱性のカバー（２３）が取り付けられている、軌道式車両のための走行路を構成するための、特に磁気浮上軌道を構成するための担持体において、
   カバー（２３）が、浮遊するように支承されていることを特徴とする担持体。
2. カバー（２３）が、複数の遮断要素（２４）から形成されており、これらの遮断要素が、それぞれ浮遊するように支承されていることを特徴とする請求項１に記載の担持体。
3. 遮断要素（２４）が、弾性的な材料から成るカラー（２６）によって担持体の表面に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の担持体。
4. カラー（２６）が、ゴム状の材料から成ることを特徴とする請求項３に記載の担持体。
5. カラー（２６）が、締付けレール（２７）によって担持体上面に固定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の担持体。
6. 遮断要素（２４）が、少なくとも部分的に光起電式の太陽電池を備えていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の担持体。
7. カバー（２３）の下に、走行方向に一貫した中空空間（１９）が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の担持体。
8. 担持体が、その上面に、横に取り付けられたスライドウエイ（１８）の形態の機能要素を備えており、カバー（２３）が、スライドウエイ（１８）の間に配設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の担持体。
9. 担持体が、鋼材から成り、スライドウエイ（１８）の間に配設された、中空空間（１９）の底部を形成する上梁（１５）を備えることを特徴とする請求項８に記載の担持体。
10. 担持体が、コンクリートから成り、担持体の上梁（３１）が、スライドウエイ（１８）の間に中空空間（１９）を形成するために設定された凹部を備えることを特徴とする請求項８に記載の担持体。
11. 走行方向に相前後して配設された多数の担持体を有する、軌道式車両のための走行路、特に磁気浮上軌道の走行路において、
    少なくとも選択された担持体（１１，１２）が、請求項１〜１０のいずれか１つ又は複数により形成されていることを特徴とする走行路。
12. 選択された担持体（１１，１２）が、シングルスパン担持体として形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の走行路。
13. 中空空間（１９）が、導線及びケーブル（３６）を収容するために利用されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の走行路。

Images