JPH0613761B2 - 曲線軌道の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強度、剛性を保持する構造物にケーブルを用
いた懸垂鉄道の曲線軌道の構造に関する。

〔従来の技術〕

強度、剛性を保持する構造物にケーブルを用いた軌道に
車両を懸垂支持した輸送装置、すなわちケーブル系懸垂
鉄道は公知であり、その軌道の一例として特公５８−５
５２８１号公報に記載されたものがある。この公知の構
造を第２図および第３図に示す。

第２図は軌道構造物と車両を示した側面図で、軌道構造
物は、カテナリー状に張られ死荷重・活荷重のすべてを
支持する支持ケーブル１を有し、車両の走行に用いられ
る軌道２は支持ケーブル１からハンガー３を介して支持
される。これらから構成された軌道構造物は塔４で大地
より上方に支持される。図では、車両５は軌道の端にあ
る状態で示されている。支持ケーブル１に張力を与える
ためケーブル端部はアンカー６で大地に固定されてい
る。

第３図は、支持ケーブルと軌道の詳細を示す斜視図で、
軌道２は搬送ケーブル７を２本密着したものと軌条カバ
ー８で１条の軌条を形成し、２条の軌条をブラケット９
で平行に保持するよう構成されている。さらにブラケッ
ト９がトラックハンガー３によって支持ケーブル１に結
合され、軌道２を支持する。軌条カバー８は、車両の走
行車輪がその上面を転走するので上面は平面となってい
る。また、搬送ケーブル７は車両の支持によって相当の
たわみを生じるので、軌条カバー８もこのたわみによく
追随するものでならない。

説明のため軌道カバー８は一部取外した状態を示してい
る。

このように、この公知の構造は、ガーダーやトラスにか
わり、ケーブルで強度および剛性を保持するように構成
するので、軽量で低コストであり、ロングスパンとする
ことが容易で、このことによる経済性と、河川や谷の横
断等、地形対応性に富んでいる。また、ケーブル構造で
あるから弾性があり、車両の懸架装置を簡素化しても一
般軌道の場合より走行時の騒音が小さく、乗心地も良好
である、などの長所を有する。しかし、ケーブルによる
構造物では通常手段で曲線路を作れないという大きい欠
点がある。したがって、曲線路を作るときにはケーブル
を用いず、軌道自体をガーダー構造など極く一般的な手
段により構成することになり、前述の走行時の騒音が小
さく乗心地も良好という特徴を失い、車両の懸架装置が
簡素なものでは成立たなくなる。

〔発明が解決しようとしている問題点〕

従来技術ではケーブル構造の軌道の曲線路で弾性をもっ
た軌道を作る手段がなく、曲線路でも騒音、乗心地を良
好に維持するためには、車両の懸架装置を簡素なもので
すませることができなくなる。このことは、懸架装置を
高度なものとするため車両の自重が増加し、軌道に用い
るケーブルの強度も向上せねばならないことを意味し、
非常に不経済になる。また、一般構造として直線ではケ
ーブルを用い曲線部をガーターとすると、その移行部の
ケーブル処理に複雑な構造を要する。なぜならば、ケー
ブルに大きい張力を与えてはじめて、ケーブル構造が成
立つものであって、この張力を保持するためにケーブル
端部では何処かにアンカーせねばならず、ケーブルから
ガーダー、ガーダーからケーブルといった構造の不連続
が多くのアンカーを設けることになり非常に複雑な構造
になってしまうわけである。

本発明は上記のような問題を解決し曲線の軌道でも弾性
をもつ構造とし、曲線路においても騒音の増加がなく乗
心地も悪化することがなく、さらにはケーブルを一般部
から曲線部へと連続して用い、構造的な不連続による構
造が複雑化することのない、曲線軌道の構造を提供する
ことを目的としている。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は軌条に用いる材料をケーブルではなく、その形
状を保持しうるようなもの、例えば型鋼とすることが、
強度、剛性を保持する構造物にケーブルを用いた懸垂鉄
道の曲線路における問題解決を可能にすることに着目し
たものであって、 曲線に成形された２条の軌条をブラケットで結合し一体
とした軌道と、その上方に地上から支持された剛部材で
ある曲線桁を設け、 曲線路に隣接した直接路からのケーブルの延長を曲線に
ほぼ一致する多角形状に張り、 前記曲線桁に曲線の切線方向に揺動可能に揺動部材を枢
着し、この揺動部材の先端に、前記ケーブルの多角形の
頂点を結合し、この構成によって直線路でのケーブルの
張力が曲線路部のケーブルにも伝達されるようにし、そ
の張力を保持した多角形の辺の中間部にトラックハンガ
ーを介し前記軌道を支持することにより、軌道に弾性を
もたせたものであり、前記問題をすべて解決し、本発明
の目的を完全に達成しうるものである。

〔作 用〕

まず本発明の曲線軌道成立のための主な要件であるケー
ブルの多角形の形成について述べる。第４図はそれを説
明する平面図で地上から支持された剛部材である曲線桁
１０を設け、半径Ｒをもつ曲線路Ｃに隣接した直線路
Ｓ、Ｓ′で構造主体に用いられているケーブル１１の延
長を、曲線路にほぼ一致する多角形状に張り、曲線桁１
０に曲線の切線方向に揺動可能に枢着された揺動部材１
２の先端１３に、ケーブル１１の多角形の頂点を結合
し、この多角形の辺の中間部Ａが軌道を支持するように
している。隣接した直線路Ｓにおけるケーブルの張力Ｔ
_Ｓは、多角形の各辺を経由して他の隣接した直線路Ｓ′
まで到達し、その張力Ｔ_Ｓ′となる。その張力の関係は
各多角形の頂点における力のベクトル和で決まる。その
一点での力のつり合いを第５図に示す。多角形の第１の
頂点における力のつり合いを示すベクトル図で、張力Ｔ
_ｓとＴ_１と揺動部材に生ずる支持力Ｑ_１がつり合い状態
をうる。すなわち、３つの力は図示のように閉じた三角
形を作る関係となる。そして、その大きさはα_ｓおよび
α_１によって決定される。一方設計上Ｔ_ｓ、Ｔ_ｓ′およ
び各辺の張力は等しいことが望まれる。その結果をうる
ことは、第５図においてＴ_ｓ＝Ｔ_１であり、そのとき３
つの力がつり合うためにはα_ｓ＝α_１である。したがっ
て、設計意図を活かすためには揺動部材１２に発生する
反力Ｑが多角形の頂点の角度を２分する方向となる構造
であることを要する。そのような構造については実施例
の説明において後述する。

つぎに、車両荷重による軌道のたわみ、すなわち軌道の
弾性効果について述べる。第６図は軌道を側面から見た
説明図で曲線を展開して示している。直線部Ｓ・Ｓ′お
よび曲線部Ｃの全長にわたり連続してケーブル１１が張
られ、揺動部材１２を介し、曲線桁１０に支持されてい
る。軌道１３に車両荷重Ｗが分布作用したとき、点線で
示したようなたわみを生ずる。そのたわみ状況のうち、
１箇所だけの様子を第７図に示す。ここでそのたわみ状
態における力のつり合いを見ると、ケーブルの張力を
Ｔ、その水平分力をＴ_Ｈ、垂直分力をＴ_Ｖとし、車両荷
重のうちこのトラックハンガー１４ａに作用する荷重を
Ｗａとする。その荷重によるケーブルのたわみδａはケ
ーブル張力の垂直分力である。２Ｔ_Ｖと荷重Ｗａが等し
くなる所まで発生する。その値は次のようになる。

ただし、Ｌは荷重のないときの支持点間隔でＬ′は荷重
のあるときの支持点間隔で、実際的な一実施例がＬ＝３
ｍδａ＝０．０５ｍ程度とすると、Ｌ′＝０．９９９４
ＬでＬ′＝Ｌとしても実用上支障がない。同様にＴ_Ｈ＝
Ｔとしても支障がない。

弾性の特性を示すばね常数ｋは次のようになる。

上式からばね常数はＴに比例し、Ｌに反比例することが
判る。

またケーブルの支持点が揺動部材を用いているので、車
両荷重をうけケーブルの張力が増加しても揺動作用によ
って張力の水平分力はほぼ一定で変位が遠くまで伝達さ
れ局部的に高い張力を発生することがなく、長い範囲で
車両荷重を分担支持するようになる。理論的には遠くの
ケーブルのアンカー部まで車両荷重の影響を受けるわけ
であるが、実質的には車両長の２〜３倍程度の分散と見
て差し支えない。

〔実施例〕

第１図は本発明の代表的な実施例を示す斜視図で、強
度、剛性を保持する構造主体であるケーブル１１を用い
た懸垂鉄道の曲線路を示す。この曲線路は、曲線に成形
された２条の軌条１５をブラケット１６で結合し、一体
とした軌道１７と、その上方に地上から柱１８で支持さ
れた剛部材である曲線桁１９を設け、直線部で構造主体
として用いられたケーブル１１の延長を曲線にほぼ一致
する多角形状（第４図参照）に張り、曲線桁１９に曲線
の切線方向にのみ揺動可能に枢着された揺動部材１２の
先端１３前記多角形の頂点を結合し、ケーブル１１によ
る多角形の辺の中間部Ａがトラックハンガー１４を介し
て軌道１７を支持するようになっている。このような構
造をとることによって、第４図、第５図の作用説明で述
べたように曲線部でもケーブル１１の張力伝達が行なわ
れ、第６図、第７図で説明したように車両荷重を弾性を
もって支持しうるものである。

第８図は本発明の一実施例に用いる軌道部分の横断面図
で、走行軌条２０と案内軌条２１が一体的に結合され、
軌条１５を構成しており、その２条をブラケット１６で
一体に結合し軌道１７が成立っている。軌道１７はトラ
ックハンガー１４を介し、ケーブル１１で支持されてい
る。２２は走行軌条２０上を転走する走行輪で、２３は
案内軌条２１の垂直面を転走する案内輪で、それらは何
れも車両の台車フレーム２４に取付けられている。なお
この実施例は、車両推進はリニアモータにより行われる
もので、走行軌条２０の下部はリニアモータのリアクシ
ョンレールの導磁部分として用いられ、さらにその下面
にアルミニューム等の導電材である導体２５を取りつ
け、リアクションレールの導電部分となっている。導体
は導体おさえ２６によって強固に取付けられている。リ
アクションレールの対向部にリニアモータの一次コイル
２７があり台車フレーム２４に支持されている。なお、
この場合導体２５および導体おさえ２６も軌道１７の構
成要素に含まれている。

第９図は本発明の他の実施例を示す斜視図で、第１図の
場合の揺動部材１２が曲線の切線方向にのみ揺動するの
に対し、本実施例の揺動部材112の先端１１３は、曲線
の切線方向のほか半径方向にも揺動可能の構造となって
いる。切線方向の揺動により、ケーブル１１の張力を曲
線路でもよく伝達しうることのほか、車両荷重を受けた
際に、揺動部材１１２は半径方向にも移動しうるので先
端１１３は少し下方に移動する。このことは、ケーブル
のたわみ以外に軌道が下方に移動するので、結局車両を
支持する弾性効果を高めることを意味する。

なお、曲線桁１９は円弧状としているが、揺動部材１１
２のすべてを強固に支持されればよいので、他の実施例
として２点鎖線で示したような多角形状の曲線桁１９′
とすることもできる。このような形状は設計問題として
選択することができる。

第１０図は本発明の他の実施例を示す側面図で、曲線部
以外の部分を含めて示す。第１１図には、その曲線部の
構造を拡大して示す。本例では、支持ケーブル２８と補
剛ケーブル２９を組合せ、その両ケーブルに与える張力
によって両ケーブルを結ぶハンガー３０に予じめ大きい
張力を付与し、車両３１の荷重が作用したときにハンガ
ーの張力の変動を少なくすることで、軌道構造物の剛性
を向上させることができる。一般構造物すなわち直線路
であるＬ_２とＬ_３の間に曲線部Ｃがあり、支持ケーブル
２８はＬ_２側のもの、Ｌ_３側のもの何れもが、曲線桁に
１９に固定されている。曲線桁19は柱１８によって地上
から強固に支えられている。補剛ケーブル２９は区間Ｌ
_２−Ｃ−Ｌ_３と連続して張力が伝達される構造になって
いる。曲線桁１９の近傍では、垂直方向に剛なロッド３
５により、支持ケーブル２８と補剛ケーブル２９とが連
結されている。本例では、補剛ケーブル２９が曲線桁１
９の下方で曲線に沿った多角形状に張られており、その
多角形の頂点で、揺動部材１２により曲線桁に連結され
ている。また、多角形の各辺の点Ａでは、補剛ケーブル
２９はトラックハンガー１４により、軌道１７を支持し
ている。

〔発明の効果〕

本発明は軌条に用いる材料に形状を保持しうる、例えば
型鋼のようなものを用い、それを曲線に成形し、その２
条をブラケットで結合し一体とした軌道と、その上方に
地上から支持された曲線桁を設け、軌道構造の主体に用
いられたケーブルが直線路から曲線路、また直線路へと
連続しておりそれを多角形状に張り、多角形を保持させ
るよう多角形の頂点が揺動部材を介し曲線桁に支持さ
れ、しかも揺動部材の揺動によってケーブルの張力が直
線路から曲線路さらに直線路へと伝達されるようになっ
ており、曲線路中の張力をもった多角形の中間でトラッ
クハンガーを介し前記軌道を支持するようにしており、
このケーブルの弾性が軌道を弾性支持するようになる。
このように従来ケーブル形懸垂鉄道では弾性をもった曲
線路を作る手段をもたなかったのに対し、本発明上記の
ようにして弾性をもつことを可能とし、このことにより
曲線路においても騒音の増加がなく、乗心地も悪化する
ことがなく、さらには一般吹から曲線部へとケーブルを
連続して用いるので構造的な不連続に伴う構造の複雑化
がないといった効果が容易に得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す曲線軌道構造の斜視
図、第２図は従来のケーブル系懸垂鉄道の一例を示す側
面図、第３図は従来の軌道の例を示す斜視図、第４図は
本発明による曲線軌道構造の原理を示す概略平面図、第
５図は力の釣合を示すベクトル図、第６図は本発明の曲
線軌道構造の概略側面図、第７図は軌道のたわみを示す
概略図、第８図は本発明の軌道構造の具体例を示す垂直
横断面図、第９図は他の実施例を示す斜視図、第10図
は、さらに他の実施例を示す側面図、第１１図は第１０
図の実施例の曲線軌道部を示す拡大図である。 １０……曲線桁、１１……ケーブル、 １２……揺動部材、１４……トラックハンガー、 １５……軌条、１７……軌道、１８……柱。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持塔間に張設されたケーブルに軌道が支
   持された懸垂鉄道の曲線路において、 曲線に形成された２条の軌条をブラケットで結合し一体
   とした軌道と、 前記軌道の上方に地上から支持された剛部材である曲線
   桁と、 を設け、 前記曲線路に隣接した直線路に配置された前記ケーブル
   の延長を、前記曲線路にほぼ一致する多角形状に張り、 前記曲線桁に曲線の接線方向に揺動可能に揺動部材を枢
   着し、 前記揺動部材の先端に、前記ケーブルの多角形の頂点を
   結合し、 前記ケーブルによる多角形の辺の中間部がトラックハン
   ガーを介して前記軌道を支持するよう構成したことを特
   徴とする曲線路の構造。