JPH043344B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、モノレール車両をリニヤモータで駆
動走行させる走行装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

モノレール、特に跨座式のものの場合、軌道構
造が単純で、専有面積が小さいことから、立地条
件の悪い場所への適合が可能であり、今後の発展
が大きく期待されている。

このモノレールとしては、従来、たとえば、第
３図あるいは第４図に示すようなものが知られて
いる。すなわち、第３図に示すものは、コンクリ
ート軌道１の上面に走行タイヤ２，２を配設し、
両側面に案内および安定の各タイヤ３，３，４，
４、さらに、架線５，５が配設されている。ま
た、第４図に示すものは軌道１の上面に鉄レール
６を設け、この鉄レール６の上面に鉄タイヤ７を
配するとともに両側面に案内用の鉄タイヤ８，８
を配設し、軌道１の両側面に安定鉄タイヤ９，９
をそれぞれ配設している。なお、図中１０は車体
である。

しかしながら、第３図に示す跨座式モノレール
の軌道１は上面が走行タイヤ２，２の転動面、両
側面は案内および安定の各タイヤ３，３，４，４
の転動面、さらに、架線５，５の取付けに、下面
は軌道架設ラーゲル及び信号線に等の架設面とし
て使用されるため、ほとんど他の機構を追加設置
の余地が無いものとなつている。

また、第４図に示したものにおいては、鉄タイ
ヤ８，９、鉄レール６を使用するため、走行音が
どうしても高くなり、騒音面からの使用制限が厳
しいものとなつていた。

ところで、近時においては電気品の無接点化が
進み、従来、あまり、実用化できなつかた
VVVF電源の供給が可能に成り、駆動装置にイ
ンダクツシヨンモータ駆動やリニヤモータ駆動が
可能となつてきたが、インダクツシヨンモータ駆
動の場合には、特に走行装置とあいての大幅な改
善は要しないがリニヤーモータ駆動の場合には駆
動装置そのものの構造が軌道側を含めて大幅な変
化を必要とし、特に車上１次形のリニヤーモータ
の場合の地上側に配する２次板の構造が極めて問
題を含でおり、従来の鉄道であればレールの間に
２次板を配設することは可能と判断されるが、モ
ノレールの軌道構造のようにほとんど改善余地が
無いような場合には適用不可能と、一般的には判
断されていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、軌道構造を大きく変更
することなく、リニヤモータを配置できるように
し、しかも、走行時の騒音を低減できるようにし
たモノレール車両の走行装置を提供しようとする
ものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、台車の鉄車
輪の両側面部に鉄レールと係合するフランジ部を
形成することにより、案内車輪を特別に必要とす
ることなく、モノレール車両がガイドでき、これ
により、軌道の両側面にスペースを形成し、この
スペースにリニヤモータの２次板と１次を配設し
てモノレール車両に推力を与えるのものである。
また、軌道の上面部に凹溝を形成し、この凹溝内
に鉄レールを設けることにより、走行時の騒音の
発生を防止する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図に示す一実施例を参照し
て説明する。図中１１は車体で、この車体１１
は、空気バネ１２，１２を介して台車１３によ
り、支持されている。前記台車１３の中央部には
両側面部にフランジ部１４ａ，１４ａを有した鉄
車輪１４が回転可能に保持されて鉄レール１５上
を走行するようになている。また、前記台車１３
のくら形梁の下端部にはゴム製の安定タイヤ１６
がそれぞれ取付けられている。また、前記コンク
リート軌道１７の上面部には凹溝１８が形成さ
れ、この凹溝１８の内底部には枕木１９を介して
前記鉄レール１５が保持されている。また、コン
クリート軌道１７の上端両側面にはリニヤーモー
タの２次板２１，２１が配設され、台車１３には
このリニヤモータ２次板２１と対向してリニヤー
モータ１次２２が取付けられている。また、前記
コンクリート軌道１７の両側面にはそれぞれ架線
２３が配設され、車両用電源を供給できるように
構成されている。このコンクリート軌道１７は一
般のモノレール軌道と同じように、軌道１７の下
面端部には支承が配され、ピア状に支持されてい
る。

しかして、リニヤモータに通電されると、鉄車
輪１４が鉄レール１５、安定タイヤ１６，１６が
軌道１７の両側面に沿つて転動されることによ
り、車体１１が走行されることになる。

ところで、この走行時において、鉄車輪１４は
上述したように、フランジ部１４ａ，１４ａを有
してなるため、鉄レール１５上を走行したときそ
の横方向の移動が規制され、脱線することが無
く、従来のように、案内タイヤ３，３や、案内鉄
タイヤ８，８を必要としない。このため、鉄レー
ル１５は枕木１９とともに凹溝１８の突起部１８
ａ，１８ａで左右から、覆うことが可能となつて
いる。

このように、一般のモノレールのようなう案内
タイヤ３，８を必要とせず、鉄レール１５をカバ
ーする突起部１８ａ，１８ａが設けられるため、
コンクリート軌道１７の上端両側面に空間部Ａ，
Ａができ、この空間部Ａ，Ａにリニタヤーモータ
２次板２１および１次２２を配することが可能と
なる。これに対して、コンクリート軌道１７の下
面側は一般のモノレールと同様に安定タイヤ１
６，１６を利用することができる。このように構
成されたリニヤーモータ駆動のモノレールの特徴
として１本の鉄レール１５だけで、しかも突起部
１８ａ，１８ａがその左右をカバーしており、さ
らに、安定輪１６，１６はゴムタイヤを使用して
いるため、コンクリート軌道１７の側面には鉄レ
ール１５が露出することが無い。これは、車両走
行中に鉄レール１５が振動して発生する高周波振
動音が上部の鉄レール１５からしか発生せず、し
かも、凹溝１８のコンクリート突起部１８ａ，１
８ａに覆われ、高周波振動音は側方あるいは下方
には湾曲しにくい事から、中空に軌道１７が架設
された場合、鉄レール１５の振動音は軌道１７の
側方又は下方の区域には聞こえがたく、公害とし
ての騒音防止にはきあめて有効である。

また、ゴムタイヤ自身も騒音を生じる性質は有
しているが、安定タイヤ１６，１６の受ける負担
加重は極めて少ないことから、発生する騒音は極
めて小さく、公害となるような騒音レベルにはな
らない。

また、走行車輪として、フランジ付鉄車輪１４
を使用することにより、小径で大きな負担加重を
得ることができるため、車体１１の床面高さを低
くとることが可能になると同時に走行抵抗も大形
のゴムタイヤに比較して数分の一に減少すること
ができ、その分だけ、リニヤモータの推力を無駄
に消費することを防止でき、リニヤモータ１次２
２とその制御装置であるVVVF装置の大きさを
減少せしめる事が可能であり、車体重量全体を減
じるのにも有効に作用せしめる事が出来る。

また、フランジ付の鉄車輪１４の効果で車輪１
４のフランジ１４ａ，１４ａ間隙とレール頭部寸
法で許容される横移動量以上に台車１３は横移動
しないので、フランジ１４ａ，１４やレール１５
の若干の摩耗を考えてもリニヤモータ１次２２と
リニヤモータ２次板２１は間隙を十分小さくとる
ことが出来、リニヤモータ自体の効率を向上させ
るのに有効である。また、リニヤモータ２次板２
１は鉄板による磁気回路構成部材とアルミ板など
の良電導体を上に置くことによる渦電流回路構成
部材を合せることにより、若干の吸引力または反
発力が速度との関係で作用力を生じるが左右のリ
ニヤーモータがほぼ同じ作用力を生じるので、台
車３を片方に引き寄せるような、作用力は防止す
ることは出来る。この場合、リニヤモータ２次板
２１にはリニヤーモータ１次２２より与えられる
移動磁束と台車１３の速度の差により移動磁束が
作用し、主として表面のアルミ板などの良電導体
中に生じる渦電流により、リニヤモータ１次２２
は推力反力を生じ、車両が走行するがリニヤモー
タ２次板２１はこの渦電流損により、加熱される
ので、熱膨張を生じ軌道と寸法差を生じることが
考えられるので、リニヤモータ２次板２１はある
長さで区切る、または、熱膨張を許す滑り固定法
などを用いることが考えられるが、これなどのリ
ニヤモータ２次板２１の固定方等は本発明と直接
の関連は無いので、そのような説明は配慮が払わ
れた構造である事はいうまでもない事であると
し、説明を続ける。

このように、リニヤーモータ１次２２とリニヤ
モータ２次板２１との間では自力による作用力は
作用するが、歯車のような、直線接触又は摺動す
る要素が無いため、騒音を発生することは極めて
少なく、公害音発生は極めて少ない。

以上の如く、鉄レール１５、鉄車輪１４を用い
ても、その発生騒音は側方又は下方にまわりにく
い構造であるとともに台車１３の構造がその溝１
８の回りを囲み図示しないが台車カバーなどを配
すれば音は外部に漏れにくくなると同時に両フラ
ンジ付鉄車輪１４を用いることにより、従来必要
とした案内車輪をなくしてしまい、ここに騒音の
発生しがたいリニヤモータ推進装置を配し、下端
の安定車輪１６，１６は本来負担加重が小さいの
で、騒音を発生する割合いは極めて低い。

すなわち、本発明によると走行騒音の低い車両
を構成できるだけでなく、鉄車輪１４により車体
１１を支持することにより、走行抵抗を大幅に減
じることになり、リニヤモータ装置として、一番
問題となるVVVHF電源容量を大幅に節減でき
る。つまり、従来のサイリスタ素子を用いていた
VVVF電源装置では極度に電源が大きくなり、
車両に搭載不可能とすら考えられていたものが、
GTO素子などの発達により、何とか、車両床下
に搭載できるようになり、リニヤモータ駆動車両
が実現可能となつたことから、必要リニヤモータ
推力が小さくなることは極めてリニヤーモータ車
構成の上で有利な条件である。

この実施例によれば、リニヤモータカーとして
VVVF装置の小形化に必要な走行抵抗の低い鉄
レール１５、鉄車輪１４を用いながら、モノレー
ル軌道１７と略類似の軌道を用いて走行可能とし
て、都市内道路に配置したときに絶対必要条件に
なる低騒音交通機関である条件を鉄レール１５を
凹溝１８に設けることと低騒音装置であるリニヤ
モータとゴムタイヤ安定車輪１６，１６により、
実現可能としている。

なお、上記一実施例においては、枕木１９と鉄
レール１５は固定されたままで露出しているの
で、雨水が溜ることが考えられるが、軌道接続部
が開口しているので、雨水はそこから逃がすこと
ができる。しかし、場合によつては排水孔を枕木
１９の近辺から、真下、または、斜め側方に配す
ることも有効である。

また、枕木１９と鉄レール１５は一度固定すれ
ば、鉄レール１５以外はほとんど手を加えるとは
ない。このため、レール頭部以外の溝１８の内側
にアスフアルト又は、タール状の粘性部材又はゴ
ム系の弾性材を流しこんだり又は挿入しておく、
あるいわ、砂のような物をいれておくなどすれ
ば、鉄レール１５が車両の走行により、振動する
のを減衰するのに有効であり、防音効果をさらに
向上させることができる。

また、上記一実施例では、コンクリート軌道を
用いたが、これに、限られることなく、第２図に
示すように軌道３１を側板３２，３２、底板３
３、節板３４に仕切板３５を配し、その上に突起
部３６，３６、板状体３８，３８により凹形部３
７を構成し、その間にコンクリートを注入して構
成するようにしてもよい。この実施例によれば、
鉄軌道の圧縮部側にコンクリートを使用して圧縮
力を受けさせ、引張れ側は鉄板で受けるようにし
た複合桁として構成された形となり、鉄レール１
５の振動は簡単に側板３２，３２には伝わらない
ようになつていて、防音機構とするとともに各材
料の特性を有効に使用してすることが可能になて
いる。なお、コンクリート軌道はPSコンクリー
ト製としても一般的にモノレール軌道に類した形
状であることから、せいぜい25ｍ以上の物を構成
することは困難であるが、大きなスパンの場合に
は鉄桁とすれば、60ｍ程度のまでは割合い容易に
構成可能と成る。この場合、鉄桁に直接鉄レール
を組込むと一般的な鉄橋と同じように鉄車輪、鉄
レールの音が拡大して公害音を出す。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、軌道
の両側面部にリニヤモータ設置用のスペースを構
成でき、このスペースにリニヤモータを設置して
駆動力を得ることが出来る。したがつて、構造的
に著しく簡略化出来、コストを低減することがで
きるとともに、また、軌道の上面部に凹溝を形成
し、この凹溝内に鉄レールを設けるから、公害騒
音も防止できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるリニヤーモー
タ駆動のモノレールを示す縦断面図、第２図は本
発明の他の実施例を示す縦断面図、第３図は第１
の従来例を示す縦断面図、第４図は第２の従来例
を示す縦断面図である。 １１……車体、１３……台車、１７，３１……
軌道、１５……鉄レール、１４……鉄車輪、１４
ａ……フランジ部、１８……凹溝、２１……リニ
ヤモータ２次板、２２……リニヤモータ１次。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軌道と、この軌道の上面部に設けられた鉄レ
   ールと、前記軌道を跨いだ状態で設けられ鉄車輪
   を介して前記鉄レールに走行自在に支持された台
   車と、この台車に載置されたモノレール車体と、
   前記鉄車輪の両側面部に形成され前記鉄レールに
   係合するフランジ部と、前記軌道の上部側面に設
   けられたリニヤモータ２次板と、前記台車の内側
   面に設けられ前記リニヤモータ２次板と対向する
   リニヤモータ１次とを具備し、かつリニヤモータ
   １次より下方に伸びた台車構造よりゴムタイヤに
   よる安定輪を軌道側面に当接するように配してな
   るモノレール車両の走行装置において、軌道の上
   面部に凹溝を形成し、この凹溝内に鉄レールを設
   けたことを特徴とするモノレール車両の走行装
   置。 ２ 特許請求の範囲１項記載のモノレール車両の
   走行装置において凹溝内に鉄レールの頭部が露出
   した状態で防振材を収容したことを特徴とするモ
   ノレール車両の走行装置。 ３ 特許請求の範囲１項及び２項記載のモノレー
   ル車両の走行装置において、軌道はその主体を鉄
   桁構造とし、鉄レールを収納する部分の周辺をコ
   ンクリートで構成して複合桁としたことを特徴と
   するモノレール車両の走行装置。