JPH0563561B2 - - Google Patents

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、ロープウエイが目的に適うよ
うに思われる。事実、ロープウエイでは、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、ロープウエーでは、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、ブラケツト９で平行に保持される。そ
して、ブラケツト９は、トラツクハンガー３によ
り支持ケーブル１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
輪が転送する。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
ケーブルに大きは上向きのキヤンバーを与えて、
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、上向きのキヤンバー
を有する補剛ケーブルを結合し、この補剛ケーブ
ルの張力によつ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
記支持ケーブルを該塔に固定し、補剛ケーブルは
該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、上向きのキヤンバーを有す
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
掛け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、上向きのキヤンバーすなわち
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
つて張られており、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がトラツ
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L₁，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、これによつて軌道構造
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、ブラケツト１４で
互いに結合して構成される。このブラケツト１４
にトラツクハンガー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
クシヨンレール用導体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の各々と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動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
けられたリアクシヨンレール用導体２７に対応す
るリニアインダクシヨンモーターの一次コイル２
５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の上を通つて
支持ケーブル１０が張られており、鉄塔２１の中
間部には、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ツド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、ロツド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とにピン結合され
ている。すなわち、支持ケーブル１０にブラケツ
ト３０が、また浮動梁２２にブラケツト３１がそ
れぞれ設けられ、これらブラケツトにロツドの上
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。塔部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ツ
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ツド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つて支持されるこ
とになり、塔部においても、軌条１５を上下方向
に弾性をもつ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
がつて、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２９を設け、こ
のアーム２９に横方向ロツド２８の一端をピン結
合し、ロツド２８の他端は鉄塔２１にピン結合す
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。ロツド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２４ａ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２４ｄ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
のリアクシヨンレール用導体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１
１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w_Rを分担するとし、負荷なしのときの垂距f_S、
f_Rと負荷されたときのf′_S、f′_Rの関係を次式に示
す。

f_S＝Ｌ／H_S（Ｐ／４＋Ｐ） f′_S＝Ｌ／H_S（Ｐ＋w_S／４＋Ｐ） f_R＝Ｌ／H_S（Ｐ／４＋Ｐ） f_R＝Ｌ／H_S（Ｐ−w_R／４＋Ｐ） δ_S＝f′_S−f_S＝Ｌ／H_S w_S／４ δ_R＝f_R−f′_R＝Ｌ／H_R w_R／４ w_S＋w_R＝Ｗ 支持ケーブルと補剛ケーブルはハンガーで連結
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δ_S＝δ_R＝δとする。その条件で、
w_S／H_S＝w_R／H_Rとなり、 δ＝１／４ WL／H_S＋H_R ……(1) 中央で車両負荷に対するケーブルの剛性Ｋは Ｋ＝Ｗ／δ＝４（H_S＋H_R）１／Ｌ ……(2) (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つ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つて表すこと
ができないが、Ｋの値はf_S／Ｌ＝1/10〜1/30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、結局与えうるH_S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ヤンバ
ーをもつた補剛ケーブルを設けたときはH_Rの増
加に比例してＰが増加し、さらにH_S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ている。

ＣはL₁の径間の構造物重量の1/2と塔部の構造
物重量とL₂の径間の構造物重量の1/2の和で、支
持ケーブルに水平力H_S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H_SとＣのベクト
ル和によつて大きさがT_ATとT_BTで角度がφ_Aおよ
びφ_Bとなる。

C′は車両の重量が負荷に加わつた値で、上記Ｃ
に車両の重量Ｗを加えたもので塔頂における水平
力H_Sに変化がないものとするとH_SとC′のベクト
ル和によつて大きさがT′_ATとT′_BTで角度がφ′_Aお
よびφ′_Bとなり、たわみδ_A、δ_Bは次のようになる。

単純にするためφ_A＝φ_Bすなわち最終的にδ_A＝δ_B
＝δ_Mとして求める。

δ_M＝C′−Ｃ／H_Sｍ＝Ｗ／H_Sｍ 荷重Ｗに対する剛性K_Mは K_M＝Ｗ／δ_M＝H_S／ｍ こゝで実施例としての実数値について検討する
と、ｍ＝３ｍ H_S＝100t Ｗ＝20tとすると K_M＝H_S／ｍ＝100／３＝33.3t／ｍ δ_M＝Ｗ／K_M＝20／33.3＝0.6ｍ 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1.1ｍ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
にあつ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0.3ｍのたわみ
を生ずる。一般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1.1ｍと塔部のたわみ
0.3ｍの和である1.4ｍ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
キヤンバー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ブルに連結
したので、塔の位置においても軌道を上下方向に
弾性をもつて支持することが可能になる。したが
つて、車両の懸架装置を簡略化しても塔部でも十
分良好な乗心地を得ることができる。

【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および第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、１
２……補剛ケーブル、１３……軌条、１３ａ……
伸縮継ぎ目、１４……ブラケツト、１５……軌
道、１６……トラツクハンガー、１７……車両、
２１……鉄塔、２４……駅構造物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間隔をもつ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
   向きのキヤ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
   ーブルとによつて、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ツ
   トにより互いに結合し、前記ブラケツトを、前記
   補剛ケーブルから垂下したトラツクハンガーによ
   り支持するようになつ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 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ツドにより前記塔に連結され
   た軌道構造物。