JPH0629019B2 - 超高速鉄道用分岐システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度な輸送を行なう超高速鉄道用分岐シス
テムに関するものである。

〔従来の技術〕 従来、鉄道または道路を走行する輸送担体は前後に所定
の間隔をとり、安全を確保している。近年は輸送密度を
高めるため、コンピユータ制御によつて前後の担体間隔
を縮め、輸送効率を向上させる努力が行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら鉄道に例をとると出札、改札の自動化や、
運行管理のコンピユータ化は行なわれているものの、そ
の他の部分にまでは技術革新が行届いていないのが現状
である。その結果、大都市の鉄道路線においては過密ダ
イヤを組んでもラツシユアワーの混雑が解消せず、また
市街中心部の道路においては交通渋滞が日常化してい
る。この状態を抜本的に改善する解決策は提示されてい
ない。

一方でリニアモータカーの開発が成功し、この用途とし
て都市近郊路線（空港線を含む）又は大都市間路線（例
えば新幹線）への適用が提案されているが、現在までの
ところ都市内路線への適用は検討されていない。

従来の地上交通システムのうち鉄道及び自動車道路はそ
れぞれ次のような利点と欠点を有しているが、これらの
欠点が以上のべた都市交通問題の解決を困難にしてい
る。

ａ．鉄道は、スペース効率のよい一括大量安全輸送とい
う利点を有する反面、駅ごとの停車や乗り換えに伴う時
間的ロス、駅間距離、及び低速性が欠点である。

ｂ．自動車道路は自在なルートを選択できるという利点
を有する反面、１人当たりのスペース効率の悪さ、信号
停止等による時間的ロス、及び低速性が欠点である。

このうち低速性の欠点については、磁気浮上式リニアモ
ータカーにより時速500kmまでの高速が実現できるた
め、この欠点は大幅に緩和され航空交通システムのそれ
に近付けることができる。しかしながら高速性が実現し
ても大型車輌を駅ごとに停車させていたのでは、停車時
間のロスが防げないだけでなく、駅間距離を長くしない
と高速性の利点を生かせないという矛盾を避けることが
できない。

この点を解決するには多数の小型磁気浮上式リニアモー
タカーを用いて、完全コンピユータ制御による無人運転
で目的地まで無停車走行させる大量高速輸送都市交通網
を構築すれば良い。構想の詳細に関しては省略するが、
無停車走行により従来鉄道システムの欠点であつた駅ご
との停車に伴う時間的ロスをなくすことができるだけで
なく、乗車地点の駐車場から途中路線を乗り継ぎながら
目的地の駐車場まで最短ルートをコンピユータ指令で直
行させることにより乗り換え時間のロスをなくすと共に
駅度距離の問題を解消することができる。しかしながら
このような交通システムを実現するために最大の技術的
難点は路線の分岐方式である。以下その理由を詳細に説
明する。

第６図は磁気浮上式リニアモータカーの正面断面図の一
例である。図において１は車体２を空気バネ３で支持す
る台車枠４の左右外側端にとりつけられた支持・推進・
案内兼用の超電導電磁コイルで、液体ヘリウム（又は窒
素）を充填したクライオスタツト５内に収納されてい
る。クライオスタツト５の上部には液体ヘリウム（又は
窒素）タンク６が取り付けられ、凝縮用熱交換器（図示
せず）を介してヘリウム（又は窒素）冷凍機７に接続さ
れている。８は地上走行路スラブ９上に置かれた車体支
持用の短絡電磁コイルでこのコイルには電流を流さず、
超電導電磁コイル１の磁束の電磁誘導作用による感応電
流で電磁コイル１と同極に磁石化し両磁石の反発力によ
つて車体を浮上させる。１０は地上の軌道の左右に設け
られた案内側壁１１上に取り付けられた車体推進・案内
兼用の電磁コイルで、このコイルに周波数コントロール
された交流を流すことにより、インダクシヨンモータの
原理で車体の推進と速度調節を行う。また同じコイルに
車体の左右バランスと方向調節を司さどる案内作用を兼
ねさせる。車体下面の１２は停止時及び低速走行用の補
助支持タイヤ、１３は車輪走行路である。また車体の側
面には案内側壁１１との間に補助案内タイヤ１４がとり
つけられている。

このような磁気浮上式リニアモータカーの路線分岐方式
として通常第７図又は第８図のようなものが考えられ
る。第７図は分岐器の１例の平面図で、車輌が走行する
軌道のコンクリート桁（第６図に示した地上走行路スラ
ブ９、案内側壁１１、及び車輪走行路１３から成る）の
一部を切り離して転てつ器１５とし、その一端１６の部
分を中心として回動する様になつている。転てつ器１５
の一端１６は本線１７に接続され、他端１８は本線１
９、又は分岐線２０の接続される。第７図の分岐器は重
いコンクリート桁の機械的移動に頼つて切り換え操作を
行うため、列車間の間隔が短かい高密度運行に要求され
る高速切り換えや高信頼度を要求される自動化に適さな
いという欠点を有している。第８図は分岐器の他の例の
平面図で、分岐点において車輌を磁気浮上式による高速
走行から補助支持タイヤ１２（第６図）による低速走行
に切り換え、車輪走行路１３（第６図）上に設けた本線
のガイドレール２１の途中に転てつ器２２を設けて分岐
線のガイドレール２３への切り換え操作を行う様になつ
ている。分岐器の左右両側においては案内側壁１１（第
６図）は取り払われている。第８図の分岐器は分岐点に
おいて低速走行に切り換えるため高速運行が妨げられる
ほか、転てつ器の機械的操作に頼るため高信頼性を要求
される自動化に適さないという欠点を有している。

第７図及び第８図に示したような磁気浮上式リニアモー
タカーの路線分岐を水平面内で行う方式はいずれも高速
運行や自動化に適さないという欠点を有しており、前述
のような交通システムを実現するための要求を満足する
ものではない。

〔課題を解決するための手段〕

このような問題を解決するために本発明は、輸送担体は
本線走行手段と、分岐線走行手段とを備えたものであ
り、一例では本線走行手段は長さの伸縮が自在な構造と
なつている。路線の分岐装置は本線走行用路線と、この
路線走行中の輸送担体が進行するにしたがい本線から次
第に下方に離れるように立体的に交差する分岐線を設
け、その分岐線は輸送担体が分岐線に沿つて走行するた
めのガイドレールを有している。なお、分岐線は幅が本
線より十分狭く、かつ本線の心部付近に交差するように
なつている。

〔作用〕

分岐地点では本線走行手段と分岐線走行手段の両方によ
つて走行し、分岐線を進むにしたがい本線走行手段の長
さが短かくなる。このため分岐地点を通過すると本線走
行手段の役目は終り、分岐線走行手段だけで走行するよ
うになる。そして、本線走行手段は分岐線の幅より短か
くなるまで縮小するようになつており、分岐線のガイド
レールに沿つて走行する輸送担体は次第に本線から下方
へ離れていく。このとき本線走行手段は分岐線の幅より
短かくなつているので本線と接触することはない。

〔実施例〕

第１図に本発明の線路分岐方式の概念側面図を示す。本
発明の第１の特長は、ひとつの路線（以下Ａ線という）
から他の路線（以下Ｂ線という）への乗り換えを分岐線
を経由して行い、Ａ線から分岐線へ又は分岐線からＢ線
への移行を上下方向に行うことにある。第１図において
２４はＡ線２５からＢ線２６へ乗り換える線路で以下分
岐線という。本発明の線路分岐方式の１例において分岐
線２４はＡ線２５からいつたん下降し、Ａ線をはずれて
から水平走行に移り、Ｂ線２６の直下に到達したら上昇
に移りＢ線２６に移行したところで乗り換えを完了す
る。試算によれば、分岐線２４の下降（又は上昇）開始
から水平走行に移るまでの水平所要距離は、走行速度を
500km／時とし、上下方向加速度を最大0.5Ｇ（座席ベル
ト使用）とし、分岐線とＡ線又はＢ線の高さの差を４ｍ
としたとき、最短で250ｍ（走行速度250km／時なら125
ｍ、125km／時なら63ｍ）である。本発明の第２の特長
はＡ線２５から分岐線２４へ移行する区間及び分岐線２
４からＢ線２６へ移行する区間において線路を上下方向
に複線化することにある。第１図において２７はＡ線２
５から分岐線２４への移行区間、２８は分岐線２４から
Ｂ線２６への移行区間である。移行区間２７又は２８に
おいてＡ線２５又はＢ線２６と分岐線２４は上下方向に
平行して敷設され、複線化されている。その詳細を第２
図に示す。第２図(a)は移行区間２７又は２８の縦断斜
視図であり、(b)は横断面図である。両図から明らかな
ように、逆Ｔ字型の分岐線２４はＡ線２５の中央開口部
直下に設けられ（開口部は車体の幅より広い）、下方に
向けて緩く弧を描くように延在している。なお本発明に
おいては以下の説明を含め跨座式のリニアモータカーに
ついて説明するが、懸架式のリニアモータカーにおいて
はＡ線２５又はＢ線２６と分岐線２４の移行区間２７又
は２８における上下関係、及び分岐線２４の下降と上昇
の順序は跨座式の場合と逆転する。

第３図〜第５図に本発明の分岐方式を磁気浮上式リニア
モータカーに適用した場合の正面断面図の１例を示す。
第３図はＡ線２４（又はＢ線２５）を走行中の断面、第
４図は移行区間２７又は２８における線路複線化部分を
走行中の断面、第５図は分岐線２４を走行中の断面を示
す。

第３図が第６図と相違する点を列挙すると、次の通りで
ある。

イ）車体２の下部の台車枠４が左右に延長され、それに
伴い支持・推進・案内兼用超電導コイル１、クライオス
タツト５、補助支持タイヤ１２、補助案内タイヤ１４が
車体２の左右外側に張り出している。

ロ）これらに対応して車体支持用の短絡電磁コイル８の
設けられた地上走行路スラブ９及び車体推進・案内兼用
電磁コイル１０の設けられた地上案内側癖１１の左右間
隔が拡げられ、地上走行路スラブ９に第６図の車輪走行
路１３を兼用させている。

ハ）第６図では車体２の下方中央部に設けられていた車
輪走行路１３が第３図では取り除かれている。

ニ）台車枠４の左右方向の長さは油圧式可変機構により
伸縮が可能になつており、油圧ポンプ２９が設けられて
いる。

ホ）台車枠４の底面中央部に、分岐線２４上を走行する
際に使用する第２の車体支持・推進・案内兼用超電導コ
イル３０、第２のクライオスタツト３１、第２の補助支
持タイヤ３２、第２の補助案内タイヤ３３が設けられて
いる。

第１図において車輌がＡ線２５又はＢ線２６上を走行し
ている間、第３図に示した車輌上の車体支持・推進・案
内兼用超電導コイル１は活性化され、地上走行路スラブ
９上に設けられた車体支持用の短絡電磁コイル８との間
の磁気感応作用により車体の浮上力を生じる。また地上
案内側壁１１上に設けられた車体推進・案内兼用電磁コ
イル１０の活性化により、車体の推進と速度調節及び車
体の左右バランスと方向調節が行われる。

第４図は第１図における移行区間２７又は２８を走行し
ている状況を示し、３４は分岐線２４の地上走行路スラ
ブである。分岐線２４の逆Ｔ字型をした地上走行路スラ
ブ（跨座）３４の水平部分の上面には分岐線車体支持用
地上電磁（短絡）コイル３５、垂直部分左右側面には分
岐線車体推進・案内兼用地上電磁コイル３６が設けられ
ている。第１図において車輌がＡ線２５から分岐線２４
への移行区間２７に入ると、第４図に示した車輌上の第
２の車体支持・推進・案内兼用超電導コイル３０が活性
化され、分岐線２４の地上走行路スラブ３４上の分岐線
車体支持用短絡電磁コイル３５との間で車体浮上力を生
じる。また分岐線車体推進・案内兼用電磁コイル３６も
活性化され、車体の推進・案内作用を生じる。同時に車
輌上の（第１の）車体・支持・推進・案内兼用超電導コ
イル１及び地上の車体推進・案内兼用電磁コイル１０は
非活性化される。この操作が完了すると、台車枠４が短
縮され車輌全体の最大幅が（Ａ線の）左右走行路スラブ
９の内側間隔より小さくなるので、第１図及び第２図
(a)に示した分岐線２４の下降部分への移行が可能とな
る。第５図は第１図において車輌が分岐線２４の下降部
分を通過し、分岐線２４の水平部分を走行中の状況を示
す。分岐線２４の水平部分を通過し後、上昇部分を経て
Ｂ線２６へ移行する際には以上と逆の過程をたどる。

以上本発明の具体例につき詳細に説明したが、これによ
り明らかなごとく、本発明においては台車枠４の伸縮以
外に機械的駆動部分がなく、それ以外はすべて電子的な
いしは電気的に移行動作が行われる。唯一の機械的動作
である台車枠４の伸縮も複線化された移行区間２７又は
２８を走行中に移行車輌側で行われるため、軌道自体の
機械的動作は全く必要としない。万一台車枠４の伸縮機
構が故障のため動作しなかつた場合にも、動作が行われ
ないことを車輌上で検知できるので、移行を中止するな
どの安全操作を瞬時に行うことが容易である。そのため
本発明の前提とした磁気浮上式リニアモータカーによる
都市交通システムにおけるように高速・無停車走行を原
則とした完全コンピユータ制御による自動化が必要な場
合でも、高信頼度かつフオールトトレラントな線路分岐
機構の構築が可能となる。

本発明は、以上説明した通り磁気浮上式小型リニアモー
タカーによる大量高速輸送都市交通システムの実現を可
能とし、前述した都市交通問題の抜本的解決を可能とす
るものであるが、上述の具体例に制約されないことは云
うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は本線から分岐するとき本
線と並行して分岐線を設け、その分岐線が次第に本線か
ら、下方に離れるようにしたので、高速走行中にスムー
ズな分岐が行なえ、しかも後続の輸送担体との距離が近
くても差支えないので、高密度なシステムに用いること
ができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す路線を表わす図、第２
図は第１図における分岐部の断面図、第３図は本線を走
行中の輸送担体を示す図、第４図は本線と分岐線の並設
部を走行中の輸送担体を示す図、第５図は分岐線を走行
中の輸送担体を示す図、第６図は従来の輸送担体を示す
図、第７図および第８図は従来の分岐部を示す図であ
る。 １……超伝導電磁コイル、２……車体、３……空気バ
ネ、４……台車枠、５……クライオスタツト、８，３５
……短絡電磁コイル、９，３４……地上走行用スラブ、
１０，３６……電磁コイル、１１……案内側壁、１２…
…補助支持タイヤ、１３……車輪走行路、１４……補助
案内タイヤ、２４……分岐線、２５……Ａ線、２６……
Ｂ線、２７，２８……移行区間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超高速運転時の鉄道車両を本線から分岐さ
   せる超高速鉄道用分岐システムであって、 本線走行用路線（２５、９、１１、１０）と、分岐線走
   行用路線（３４、３５、３６）と、本線走行用路線およ
   び分岐線走行用路線を走行する車両（２）とから構成さ
   れ、 本線走行用路線（２５、９、１１、１０）は車両（２）
   の幅より広い開口部を挟んで対向する位置に設けられ、 分岐線用路線（３４、３５、３６）は端部が前記開口部
   内にあり、進むに従って本線走行用路線より下方に向け
   緩く弧を描いて下がる状態で構成され、 車両（２）は前記本線走行用路線の幅から前記開口部の
   内側間隔より狭い幅まで伸縮する台車枠（４）を有し、
   その台車枠（４）の両端に設けられた本線走行用推進手
   段（１、５、１４）と、前記台車枠（４）の下部中央付
   近に設けられた分岐線走行用推進手段（３０、３１、３
   ２、３３）とを備え、 本線走行時は台車枠（４）が本線走行用路線まで延び、
   本線走行用路線と本線走行用推進手段とが協動して推進
   し、 分岐線移行時は分岐線用路線と分岐線走行用推進手段と
   が協動して推進するとともに分岐線用路線まで延びてい
   た台車枠（４）が前記開口部内側より更に内側まで縮小
   することを特徴とする超高速鉄道用分岐システム。