JPS63502A - ケ−ブル系懸垂鉄道における軌道構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、軌道車両システムにおける軌道構造に関する
。とくに、本発明は、強度と剛性を保持する構造主体に
ケーブルを用いた懸垂鉄道の軌道構造に関する。

従来技術 軌道車両システムでは、建設の経済性向上の観点から軽
量な軌道構造が望まれ、また都市区域では、景観上ある
いは日照上の問題などから、上空の構造物はできるだけ
小さいことが望まれる。この観点からみれば、ローブウ
ェイが目的に適うように思われる。事実、ローブウェイ
では、ケーブルに弾性があるので、走行時の騒音が小さ
く、乗心地が良好である、という利点を有する。しかし
ながら、ローブウェーでは、鉄塔間でケーブルの垂れ下
がりがあるので、車両は鉄塔通過時に上昇し、鉄塔間で
下降する、というような上下動を生じることになり、高
速走行には適していない。また、車輪の転走面となるケ
ーブル面は平面でないので、車輪の接触面圧が局部的に
高くなり、車輪の摩耗が大きい、という欠点がある。

特公昭５８−５５２８１号公報には、大量輸送に適した
ケーブル系懸垂軌道構造が開示されている。この軌道構
造は、第２図および第３図に示すように、カテナリー状
に張られた支持ケーブル１により、軌道構造自身の重量
である死荷重と、車２両の重量である活荷重のすべてを
支持するように構成されている。車両５の走行に用いら
れる軌条２は、ハンガー３を介して支持ケーブル１によ
り支持される。この構成の軌道構造は、鉄塔４により、
地表より上方に支持される。

軌条２は、第３図に示すように、２本の搬送ケーブル７
を並列に配置して互いに結合し、軌条カバー８により被
覆した構成を有し、この構成の軌条が２条、ブラケット
９で平行に保持される。そして、ブラケット９は、トラ
ックハンガー３により支持ケーブルｌに結合される。軌
条カバー８は、上面が平面であり、この上面を車両の走
行車輪が転走する。搬送ケーブル７は、車両の重量によ
り撓みを生じるので、軌条カバー８は、このケーブル７
の撓みに追従できる必要がある。

この構成の軌道構造は、強度と剛性を支持ケーブルで保
持するので、軽量で低コストになり、かつ支持鉄塔間の
スパンを大きくとることも容易であり、経済性と、河川
や谷の横断などの地形対応性に富む、という利点がある
。さらに、ケーブル構造であるから、弾性があり、車両
の懸架装置を簡略にすることができるほか、走行時の騒
音が小さく、乗心地が良好である。しかし、搬送ケーブ
ルは、その上面で車両を支持するので、この搬送ケーブ
ルに大きな上向きのキャンバ−を与えて、その張力によ
りハンガーに大きな張力を加えることが困難である。こ
のため、剛性が不足し、活荷重による搬送ケーブルの撓
みを小さくするのが困難になる。

さらに、この従来の構造では、鉄塔部で軌条は鉄塔に固
定的に取りつけられるのであるが、そのため、鉄塔にお
ける軌条の取りつけ部では、軌条は上下方向に弾性を有
しない構造となり、軌条の弾性を利用して車両の懸架装
置を簡略化すると、塔部において車体に過大な衝撃が加
わることになる。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、従来のケーブル系懸垂鉄道の軌道構造におけ
る上述の問題を解決するものである。

すなわち、本発明は、軌道構造が軽量で、建設費用が少
なく、支持鉄塔間のスパンを大きくできて地形対応性に
富み、乗心地が良好である、というケーブル構造の利点
を失うことがなく、ハンガーに十分な張力を与えること
ができない、また塔部において弾性を失うという欠点を
解消しスパン間で構造物の過大な撓み湾曲をなくしなお
かつ塔部においても軌条に十分な上下方向の弾性を与え
得るようにすることを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の構成上の特徴は、支持ケーブルより下方のもの
を吊るハンガーに、上向きのキャンバ−を有する補剛ケ
ーブルを結合し、この補剛ケーブルの張力によってハン
ガーに常時張力を付加するようにし、ケーブルを支持す
る塔の位置では、前記支持ケーブルを鉄塔に固定し、補
剛ケーブルは鉄塔の高さ方向中間部に設けた浮動梁に連
結し、前記浮動梁は、その両端部を上下方向の剛性部材
を介して前記支持ケーブルに結合したことにある。

作　　用 本発明の上記構成によれば、支持ケーブルに結合された
ハンガーに、上向きのキャンバ−を有する補剛ケーブル
が結合されており、ハンガーに常時張力が与えられるの
で、構造物全体の剛性が高まり、過大な撓みをなくすこ
とができる。また、補剛ケーブルは、塔の位置に設けら
れる浮動梁に連結し、該浮動梁は直接塔に固定せず、上
下方向の剛性部材を介して上下方向に弾性を有する支持
ケーブルに連結したので、塔部においても軌道に上下方
向の弾性を与えることができる。

実施例 第１図は、本発明の代表的な実施例を示すものである。

図に示された軌道構造は、鉄塔２１間に掛は渡された支
持ケーブル１０を有し、この支持ケーブル１０は、鉄塔
２１間で下向きに弛んだ形態にある。支持ケーブル１０
には、下向きに延びるハンガー１１が適当な間隔で結合
され、ハンガー１１の下端には、上向きのキャンバ−す
なわち上向きに凸形の補剛ケーブル１２が結合されてい
る。補剛ケーブル１２は、鉄塔２１間に張力をもって張
られており、その張力で、ハンガー１１と支持ケーブル
１０に常時張力を与えるように作用する。補剛ケーブル
１２には、軌道１５がトラックハンガー１６を介して結
合される。軌道１５上を懸垂支持された車両１７が走行
する。

このような構造の一般構造物り３、Ｌ２が、鉄塔２１を
有する塔部Ｍを挟んで連続的に配置されており、適当な
位置に駅構造物２４を有する駅部Ｎが設けられる。駅部
Ｎの駅構造物２４には、軌道構造の支持ケーブル１０と
補剛ケーブル１２のそれぞれの一端が結合され、これに
よって軌道構造が駅構造物により支持される。

第４図に軌道構造と車両との関係を、また第５図に軌道
１５の詳細を示す。軌道１５は、■形断面の鋼製走行軌
条片１３ａと該走行軌条片１３ａの片側に設けられた案
内軌条片２６とからなる軌条１３を２条、並列に配置し
、ブラケット１４で互いに結合して構成される。このブ
ラケット１４にトラックハンガー１６の下端が結合され
る。各軌条１３には、その下面にリニアモーターのリア
クションレール用導体２７が取りつけられる。軌条１３
の上面は走行面を構成する。

車両１７は、車体１７ａと該車体１７ａの上部に設けら
れた台車枠１８とからなり、台車枠１８には対をなす走
行輪１９と、同じく対をなす案内輪２０とが支持されて
いる。走行輪１９は、一対の走行軌条片１３の各々の上
面を転走するように配置され、案内輪２０は、案内軌条
片２６の側面に形成される案内面を転勤するように配置
されている。台車枠１８には、軌条１３の下面に取りつ
けられたリアクションレール用導体２７に対応するリニ
アインダクションモーターの一次コイル２５が設けられ
ている。

第６図および第７図は、塔部Ｍの詳細を示すもので、前
述した鉄塔２１の頂部３２の上を通って支持ケーブル１
０が張られており、鉄塔２１の中ｒｊ１部には、浮動梁
２２が設けられる。浮動梁２２には補剛ケーブル１２が
固定され、さらにこの浮動梁２２は上下方向の剛性のロ
ッド２３により支持ケーブル１０に連結されている。本
例においては、ロッド２３は、その上下端においてそれ
ぞれ支持ケーブル１０と浮動梁２２とにビン結合されて
いる。すなわち、支持ケーブル１０にブラケット３０が
、また浮動梁２２にブラケット３１がそれぞれ設けちれ
、これらブラケットにロッドの上下端がピン結合される
。

一般構造部においては、補剛ケーブル１２の張力がハン
ガー１１と支持ケーブル１０に常時張力を与えるように
作用している。塔おＭでは、補剛ケーブル１２の張力の
分力が圧縮反力としてロッド２３に作用する。このよう
な補剛ケーブル１２を設けることにより、一般構造部の
剛性を飛躍的に高めることができる。塔部Ｍにおいては
、剛性は支持ケーブル１０のみにより与えられる。すな
わち、浮動梁２２が上下方向に剛性のロッド２８により
支持ケーブル１０に連結されているので、浮動梁２２は
、支持ケーブル１０の上下方向の弾性により、上下方向
に弾性をもって支持されることになり、塔部においても
、軌条１５を上下方向に弾性をもって支持することがで
きる。

支持ケーブル１０は鉄塔２１の頂部３２に固定されてい
るため、横方向の移動は拘束されるが、浮動梁２２に対
しては横方向の拘束がない。したがって、浮動梁２２の
過大な横方向の変位を防止する手段が必要になる。本実
施例では、第７図に示すように、浮動梁２２にアーム２
９を設け、このアーム２９に横方向ロッド２８の一端を
ピン結合し、ロッド２８の他端は鉄塔２１にビン結合す
る。この構成により、浮動梁２２の上下方向の変位は拘
束せず、横方向の変位を制限することができる。ロッド
２８の長さを十分にとれば、軌道長さ方向の浮動梁２２
の変位を十分に許容することができる。

第８図は、駅構造物２４の構成の例を示すものである。

駅構造物２４の上部には、支持ケーブルアンカー２４Ｈ
により支持ケーブル１０が固定され、また補剛ケーブル
アンカー２４ｂにより補剛ケーブル１２が固定されてい
る。駅構造物２４内には、コンコース２４ｃや階段２４
ｄなどが必要に応じて設けられる。

第９図は、本発明の他の実施例を示す。この実施例にお
いては、軌条１３は、コ字形断面の軌条片４０により構
成されており、そのコ字形断面の上面が走行面となり、
外側の側面が案内面を構成する。また、軌条片の下面に
は、リニアモーターのリアクションレール用導体４１が
前例におけると同様に取りつけられる。

本発明における補剛ケーブルの作用を第１０図により、
また浮動梁の作用による緩衝効果を第１１図によりそれ
ぞれ説明する。第１０図において、中央にＷの車両重量
が負荷された状態を一点鎖線で示し、支持ケーブルがＷ
ｓ　を補剛ケーブルがＷ８を分担するとし、負荷なしの
ときの垂距ｆ３、ｆ、と負荷されたときのｆ’ｓ　、ｆ
’ｌ　の関係を次式％式％ 支持ケーブルと補剛ケーブルはノ＼ンガーで連結されて
いるので、各節点のたわみは同じであり、中央について
はδＳ　＝δｌ＝δとする。その条件中央での車両負荷
に対するケーブルの剛性には（２）式よりケーブル引張
力が剛性を決定することが判る。ケーブルによる支持は
基本的にこのような性格をもつとともに、ケーブルがカ
テナリー状に張られることによって非線形の特性をもち
、実際の特性は非線形で容易に数式によって表すことが
できないが、Ｋの値はｆ　ｓ　／　Ｌ　＝’／１ｏ　〜
’八へにおいて（２）式による計算値の２〜４倍である
。

剛性ケーブルを持たない従来例である第２図、第３図の
構成の場合支持ケーブルのカテナリー形状を決めたとき
、Ｐの値は自重のみで軌道が軽量な場合非常に僅かであ
り、結局毎えうるＨｓ　は僅かな値であるため、十分な
剛性が得られない。本発明において適用する構造である
十分なキャンバ−をもっだ補剛ケーブルを設けたときは
Ｈｌの増加に比例してＰが増加し、さらにＨｓ　　も比
例して増加する。その結果として、（２）式で明らかな
ように、Ｋも比例して高い値となる。すなわち剛性が比
例して向上することになる。

次に第１１図は塔部における荷重とたわみを示した図で
、実線は無負荷の状態で、一点鎖線は車両の重量が負荷
された状態を示しでいる。

Ｃはり、の径間の構造物重量の区と塔部の構造物重量と
Ｌ２　の径間の構造物重量の外の和で、支持ケーブルに
水平力Ｈ３が与えられていると塔部における支持ケーブ
ルの張力はＨ３とＣのベクトル和によって大きさがＴＡ
ＴとＴ、アで角度がφ、およびφ、となる。

Ｃ′は車両の重量が負荷に加わった値で、上言己Ｃに車
両の重量Ｗを加えたもので塔頂における水平力Ｈ３に変
化がないものとするとＨｓとσのベクトル和によって大
きさがＴ’ＡＴとＴ′３．で角度がφ′Ａおよびφ′ｂ
となり、たわみδヮ、δ、は次のようになる。

単純にするた約φえ＝φ８すなわち最終的にδ、＝δ８
　＝δイ　として求める。

荷重Ｗに対する剛性にイは こＮで実施例としての実数値について検討すると、ｍ＝
　３”　　　Ｈｓ　　＝　１００ｔ　　Ｗ＝　２０’　
　とするとこの値は第６図の一般構造部の実数値実施例
のスパン中央負荷でのたわみ１．１′″の約５５％で、
車両走行に対し十分に緩衝する弾性を有するものと判断
される。

塔部のこのような支持剛性は車両が一般構造部にあって
も分担する負荷に応じてたわみを生ずるもので例えばス
パン中央に２０ｔの車両があるとき塔部では１０ｔ分の
たわみ、すなわち０．３１のたわみを生ずる。−殻構造
部の一端はこのような塔部において弾性的に支持されて
おり実数値実施例によればスパン中央に２０ｔの車両が
ある場合、大地に対して一般構造部のたわみ１．１′″
と塔部のたわみ０．３°の和である１、４′″のたわみ
となるわけである。

効　　果 以上述べたように、本発明においては、支持ケーブルに
結合されたハンガーに、上向きに凸形のキャンバ−を有
する補剛ケーブルが結合されて該ハンガーと支持ケーブ
ルに常時張力を与えるように配列されているので、死荷
重と活荷重の全部を負担するケーブル構造の剛性が従来
の装置に比較して飛躍的に高められ、補剛ケーブルをも
つ構成においてケーブルを支持する塔の位置では、補剛
ケーブルを連結する浮動梁を設け、この浮動梁を上下方
向に剛性の部材により支持ケー・プルに連結したので、
塔の位置においても軌道を上下方向に弾性をもって支持
することが可能になる。したがって、車両の懸架装冒を
簡略化しても塔部でも十分良好な乗心地を１尋ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すケーブル系懸垂鉄道
の側面図、第２図は、従来の構造を示す側面図、第３図
は、従来の構造における軌条の例を示す斜視図、第４図
は、本発明の実施例における軌道と車両との関係を示す
正面図、第５図は、軌道構造の詳細を示す正面図、第６
図は、塔部における軌道構造を示す側面図、第７図は、
第６図に示す部分の正面図、第８図は、駅部における軌
道構造を示す側面図、第９図は、本発明の他の実施例を
示す第５図と同様な図、第１０図（ａ）　（ｂ）　（Ｃ
）聡よび第１１図は本発明の軌道構造の力学的原理を説
明するための説明図である。 １０・・・・・・支持ケーブル、　　　１１・・・・・
・ハンガー、１２・・・・・・補剛ケーブル、　　　１
３・・・・・・軌条、１３ａ・・・・・・伸縮継ぎ目、 １４・・・・・・ブラケット、　　　　１５・・・・・
・軌道、１６・・・・・・トラックハンガー、１７・・
・・・・車両、２１・・・・・・鉄塔、　　　　　　２
４・・・・・・駅構造物。 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）間隔をもって配置された塔間にカテナリー状に張
   られ、死荷重と活荷重のすべてを支持する支持ケーブル
   と、前記支持ケーブルより下方のものを吊るハンガーと
   、前記ハンガーに結合され、上向きのキャンバーを有す
   るように張られて、その張力により前記ハンガーに張力
   を付加する補剛ケーブルとによって、強度と剛性を保持
   する構成とし、２条の軌条を左右に平行に配置してブラ
   ケットにより互いに結合し、前記ブラケットを、前記補
   剛ケーブルから垂下したトラックハンガーにより支持す
   るようになったケーブル系懸垂鉄道の軌道構造物におい
   て、前記塔の位置では、前記支持ケーブルは前記塔に固
   定し、前記補剛ケーブルは前記塔の高さ方向中間部に設
   けた浮動梁に連結し、前記浮動梁は、その両端部が上下
   方向の剛性部材を介して前記支持ケーブルに結合された
   ことを特徴とする、ケーブル系懸垂鉄道の軌道構造物。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項の軌道構造において、
   前記浮動梁は、該浮動梁に設けられたアームを軌道横方
   向に延びるロッドにより前記塔に連結された軌道構造物
   。