ケーブルカー

アゼルバイジャン、バクーのケーブルカー

ケーブルカー（/ f juː ˈ n ɪ k j ʊ l ər、f ( j ) ʊ -、f ( j ) ə -/ few- NIK -yoo-lər、 f(y)uu-、 f(j)ə-）[ 1 ]またはケーブル鉄道は、急斜面に敷設された線路沿いの地点を結ぶケーブル鉄道システムの一種である。このシステムは、線路の上端で滑車に巻き付けられた牽引ケーブルの両端に恒久的に取り付けられた2台の平衡型客車（車両または列車とも呼ばれる）によって特徴付けられる。[ 2 ] [ 3 ]このような構成の結果、2台の客車は同期して動き、一方が上昇すると、もう一方は等速度で下降する。この特徴により、ケーブルカーは上り坂で牽引される単一の車両を持つ傾斜エレベーターと区別される。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

ケーブルカーという用語は、ラテン語の「funiculus」（「ロープ」を意味する「funis 」の縮小形）に由来しています。 [ 5 ]

手術

ケーブルカーでは、2両の車両が牽引ロープと呼ばれる同じケーブルの両端に恒久的に接続されています。この牽引ロープは、線路の上端にある滑車システムを通っています。線路が完全にまっすぐでない場合は、ケーブルはシーブ（ケーブルの方向を変えるだけの無動力の滑車）を使用して線路に沿って誘導されます。1台の車両が牽引ロープの一端で引き上げられている間に、もう1台の車両は反対側の端で斜面を下ります。2台の車両の重量は（乗客の体重の差を除いて）つり合っているため、機関車は上り坂の車両とケーブル自体の余分な乗客を引っ張るエネルギーと、車両の車輪と滑車で摩擦によって失われるエネルギーのみを提供すれば済みます。 [ 2 ] [ 6 ]

乗客の快適性を考慮して、ケーブルカーの客車は、乗客デッキの床が傾斜した線路と平行ではなく水平になるように建設されることが多い（常にそうであるとは限りません）。

底曳きロープ

一部の設備では、車両は2本目のケーブル（下部牽引ロープ）にも接続され、このケーブルは斜面下部の滑車を通過する。このような設計では、ロープの緩みを防ぐため、滑車の1つを張力調整ホイールとして設計する必要がある。このような設置の利点の1つは、ロープの重量が車両間でバランスされるため、ケーブル自体を持ち上げるエンジンの動力が不要になることである。この方法は、勾配が6%未満のケーブルカー、車両の代わりにソリを使用するケーブルカー、または下降する車両が斜面上部の駅で滑車からケーブルを常に引き出せるとは限らないその他の場合に用いられる。[ 7 ]また、機関室が線路の下端にあるシステム（グレート・オーム・トラムウェイの上部など）でも使用されます。このようなシステムでは、車両が坂を滑って下りるのを防ぐために、坂の上部を通るケーブルが必要です。[ 8 ]

電力システムの種類

ケーブルドライブ

ケーブルカーの駆動系
アプトラック＆ピニオンブレーキ付きペトシーンケーブルカー用車輪セット

現代のケーブルカーのほとんどでは、2台の客車にはどちらも専用のエンジンが搭載されていない。推進力は機関室（通常は線路の上端）にある電動モーターによって供給され、減速ギアボックスを介して大きな滑車（駆動ブルホイール）に連結されている。駆動ブルホイールは摩擦を利用して牽引ロープの動きを制御する。初期のケーブルカーの中には、蒸気機関や他の種類のモーターを使用して同様の方法で駆動されていたものもあった。ブルホイールには2つの溝があり、ケーブルは最初の半周後、補助滑車を介して溝に戻る。この配置の利点は、ケーブルと溝の接触面積が2倍になり、下向きのケーブルを上向きのケーブルと同じ平面で戻すことができることである。現代の設備では、ブルホイールの溝とケーブル間の摩擦を高めるために高摩擦ライナーが使用されている。[ 6 ] [ 9 ] [ 10 ]

機関室には2組のブレーキが設置されている。1つはブルホイールを直接挟む非常ブレーキ、もう1つは歯車の高速軸に設置された常用ブレーキである。また、非常用として、スプリング作動式で油圧開閉式のレールブレーキも装備されている。[ 10 ]

レールの先端の両側を挟む最初のケーブルカー用キャリパーブレーキは、スイスの起業家フランツ・ヨーゼフ・ブッハーとヨーゼフ・デューラーによって発明され、1893年に開業したシュタンザーホルンのケーブルカーに導入されました。 [ 11 ] [ 12 ]アプト式ラックアンドピニオンシステムは、速度制御や緊急ブレーキのために一部のケーブルカーでも使用されました。[ 2 ] [ 6 ]

水の相殺

アプト式スイッチを備えた廃水を利用したフリブールのケーブルカー

初期のケーブルカーの多くは、各車両の床下に水タンクを備え、車両の走行に必要なバランスが取れるまでタンクに水を張ったり空にしたりしていた。現在でもこの方式で運行されているケーブルカーはいくつかある。丘の頂上にある車両には、麓の車両よりも重くなるまで水を積み込み、丘を下りてもう一方の車両を引き上げる。下部で水は排出され、このプロセスが繰り返され、車両が交代する。この動きは、レール間に設置されたラックと噛み合うラック・アンド・ピニオン式のブレーキハンドルを操作するブレーキマンによって制御される。 [ 2 ] [ 6 ]

1882年にポルトガルのブラガ近郊に建設されたボン・ジェズス・ケーブルカーは、この種の現存するシステムです。もう一つの例は、スイスのフリブー​​ルにある1899年に建設されたフリブール・ケーブルカー[ 13 ]で、市街地上部の下水処理場から排出される廃水を利用している点で特に興味深いものです。[ 14 ]

このタイプのケーブルカーの中には、後に電力駆動に転換されたものもあった。例えば、 1879年に開通したスイスのベルン州にあるギースバッハ鉄道は、当初はバラスト水で動力を得ていた。1912年にはペルトン水車による水力エンジンに電力供給が切り替わり、さらに1948年には電動モーターに置き換えられた。[ 2 ]

トラックレイアウト

ケーブルカーで使用される線路レイアウト – SVGファイルでクリックすると車両が移動します
イギリス、ヘイスティングスのイーストヒル・クリフ鉄道– 4レールのケーブルカー
カリフォルニア州ロサンゼルスのエンジェルス・フライト– 3レールのケーブルカー
ナザレ ケーブルカー(ポルトガル、ナザレ) – 2 本のレールのケーブルカー

ケーブルカーでは主に 3 つのレール レイアウトが使用されています。システムに応じて、線路床は 4 本、3 本、または 2 本のレールで構成されます。

  • 初期のケーブルカーは4レール方式で建設され、2本の平行線と、各車両用の両端に独立した駅プラットホームが設けられていました。2本の線路は、中間地点で2両の車両が通過できる十分な間隔を空けて敷設されていました。この方式は最も多くの敷地面積を必要としますが、両方の線路を完全に直線にすることができる唯一の方式でもあり、ケーブルを所定の位置に保持するための滑車を必要としません。4レール方式のケーブルカーの例としては、ペンシルベニア州ピッツバーグのデュケイン・インクラインや、イギリスのほとんどの崖鉄道が挙げられます。
  • 3レール方式では、中央レールは両車両で共有され、各車両はそれぞれ異なる外側のレール上を走行します。中間地点で2両の車両が行き来できるようにするため、中央レールは一時的に2つに分岐し、行き違いループを形成します。このようなシステムは4レール方式よりも幅が狭く、必要なレールも少なくて済みますが、それでも各車両ごとに別々の駅プラットホームが必要になります。[ 2 ]
  • 2レールレイアウトでは、中央の待避線を除き、両方の車両が線路全体を共有する。このレイアウトは最も狭く、各駅に必要なプラットフォームは1つだけである（ただし、乗車用と降車用の2つのプラットフォームが建設されることもある）。しかし、必要な待避線は、各車両が常に正しい線路に入るように特別な分岐器システムを設置する必要があるため、より複雑で建設コストがかかる。さらに、ブレーキ用のラックを使用する場合、3レールおよび4レールレイアウトではラックを高く設置できるため、積雪時の2レールレイアウトよりも閉塞の影響が少なくなる。[ 7 ]

一部のケーブルカーシステムでは、異なる線路レイアウトが混在しています。その一例がグレート・オーム・トラムウェイの下半分で、待避線の上半分は3レールレイアウト（隣接するレールのペアごとにケーブルが通る専用の導管を持つ）で、待避線の下半分は2レールレイアウト（両方の車両で1つの導管を共有する）です。別の例としては、香港のピーク・トラムが挙げられます。ピーク・トラムは、待避線からすぐ上り坂の短い区間を除いて、ほぼ2レールレイアウトです。

一部の4レールケーブルカーは、待避線の上下に線路が交差しています。これにより、各駅に1つのプラットフォームを設け、2レールシステムとほぼ同じ幅の路線を実現できます。また、待避線の両側にコストのかかるジャンクションを設置する必要もありません。レゴランド・ウィンザー・リゾートのヒル・トレインがこの構成の一例です。

2レールケーブルカー用分岐システム

2 レールのケーブルカーの場合、車両が常に待避ループで同じ線路に入るようにするためのさまざまな解決策が存在します。

解決策の一つとして、待避ループの両端に分岐器を設置することが挙げられます。これらの分岐器は、車両の後進時（つまり待避ループから離れる時）に車輪によって所定の位置に移動されます。この動作によって、次の反対方向の運行のルートも設定されます。グレート・オーム・トラムウェイは、このシステムを採用したケーブルカーの一例です。

Abtスイッチ

アプト分岐器として知られる別の分岐器システムでは、線路上に可動部品が全く存在しない。その代わりに、客車は非伝統的な輪軸設計で作られている。外側の車輪は両側にフランジがあり、内側の車輪はフランジがない（そして通常は分岐器をより容易に通過できるように幅が広い）。二重フランジ車輪により、客車は常に特定の1本のレールに拘束される。1両の車両はフランジ付き車輪が左側にあるため、左端のレールに沿って進み、待避ループの左側の分岐を通過することになる。同様に、もう1両はフランジ付き車輪が右側にあるため、右端のレールに沿って進み、待避ループの右側の分岐を通過することになる。このシステムはカール・ローマン・アプトによって発明され、 1886年にスイスのルガーノ・チッタ駅間ケーブルカーで初めて導入された。 [ 2 ]それ以来、アプト分岐器は人気を博し、現代のケーブルカーの標準となっている。[ 9 ]線路上に可動部品がないため、このシステムは他のシステムに比べて費用対効果が高く、信頼性が高い。

  • グレートオーム・トラムウェイの上部にある2両の車両が、スイッチ制御の追い越しループで互いに追い越している。
    グレートオーム・トラムウェイの上部にある2両の車両が、スイッチ制御の追い越しループで互いに追い越している。
  • アプト式分岐器システムを備えた2レールケーブルカーの車輪セット
    アプト式分岐器システムを備えた2レールケーブルカーの車輪セット

駅

ペトシーンケーブルカーの 2 台の車両。1 台がネボジージェク駅 (手前) に停車し、もう 1 台が駅間で停車しているときに、両方とも停止します。

ほとんどのケーブルカーは、線路の頂上と麓にそれぞれ1つずつ、計2つの駅を持つ。しかし、中間駅を追加したシステムも存在する。ケーブルカーの特性上、中間駅は通常、中間地点を挟んで対称的に建設される。これにより、両方の車両が同時に1つの駅に停車できる。2つより多くの駅を持つケーブルカーの例として、ニュージーランドのウェリントン・ケーブルカーは5つの駅を持ち、そのうち1つは待避線にある[ 15 ]。また、イスラエルのハイファにあるカルメリット号は、待避線の両側に3つずつ、計6つの駅を持つ[ 16 ] 。

駅が非対称に配置されたケーブルカーもいくつかあります。例えば、プラハのペトシーンケーブルカーには3つの駅があります。両端に1つずつ、そして待避線から少し上がったところに3つ目の駅（ネボジージェク駅）があります。[ 17 ]この配置のため、片側の車両がネボジージェク駅に停車すると、反対側の車両は駅にアクセスできない状態で停車します。

歴史

イスタンブールのトゥネル、1875 年に開業、20​​06 年時点のカラキョイ駅

1820年代以降、傾斜地で車両を牽引するケーブル鉄道システムが数多く建設されました。19世紀後半には、交通システムとしてケーブルカーの設計が登場しました。車両のカウンターバランス調整がコスト削減につながると考えられていたため、当時の他のシステムと比較して特に魅力的でした。[ 2 ]

リヨンのケーブルカー（Funiculaires de Lyon ）の最初の路線は1862年に開業し、その後1878年、1891年、1900年に他の路線が続きました。ブダペスト・キャッスル・ヒルのケーブルカーは1868年から1869年にかけて建設され、最初の試験走行は1869年10月23日に行われました。英国で最も古いケーブルカーは1875年にノース・ヨークシャーのスカーバラで運行されています。[ 18 ]トルコのイスタンブール では、 1875年から継続的に運行されているトンネルは、世界初の地下ケーブルカーであると同時に2番目に古い地下鉄でもあります。1968年に改修工事のため撤去されるまで、蒸気機関車で動いていました。[ 19 ]

1870年代末まで、4レールの平行軌道ケーブルカーが標準構成でした。カール・ローマン・アプトは2レール構成を可能にするアプト・スイッチを開発し、1879年にスイスのギースバッハ・ケーブルカーが開業した際に初めて使用されました。[ 7 ]

アメリカ合衆国で初めて2レール式ケーブルカーを採用したのは、1884年から1886年まで運行されていたサンフランシスコのテレグラフ・ヒル鉄道である[ 20 ]。カリフォルニア州アルタデナのマウント・ロウ鉄道は、アメリカ合衆国で初めて3レール式ケーブルカーを採用した山岳鉄道であった。3レール式と2レール式のケーブルカーは、ケーブルカー建設に必要なスペースを大幅に削減し、山の斜面の整地費用と都市部のケーブルカーの土地費用を削減した。これらのレイアウトは、19世紀後半のケーブルカーブームのきっかけとなった。

現在、アメリカ合衆国で最古かつ最急勾配で運行されているケーブルカーは、ペンシルベニア州ピッツバーグにあるモノンガヒラ・インクラインです。建設は1869年に着工され、1870年5月28日に旅客用に正式に開業しました。モノンガヒラ・インクラインは、貨物輸送ではなく旅客輸送のみを目的としたアメリカ合衆国初のケーブルカーとしても知られています。[ 21 ]

1880年、ヴェスヴィオ山のケーブルカーはイタリアのポピュラーソング「フニクリ、フニクラ」の題材となりました。このケーブルカーは火山噴火によって何度も破壊され、1944年の噴火後には廃墟となりました。[ 22 ]

例外的な例

ギネス世界記録によると、世界最小の公共ケーブルカーはイギリスのボーンマスにあるフィッシャーマンズウォーククリフ鉄道で、長さは39メートル（128フィート）です。[ 23 ] [ 24 ]

スイスのシュトゥースバーンは最大勾配110%（47.7°）で、世界で最も急なケーブルカーです。[ 25 ]

1888年に建設されたリントン・アンド・リンマス・クリフ鉄道は、世界で最も急勾配で最長の水力ケーブルカーです。58%の勾配で、垂直に152メートル（499フィート）登ります。[ 26 ]

チリのバルパライソ市には、かつて最大30基のケーブルカー（スペイン語：ascensores ）がありました。最も古いものは1883年に建設されました。現在も15基が残っており、そのうち約半数が稼働中ですが、その他は様々な修復段階にあります。

イスラエルのハイファにあるカルメリット鉄道は、6つの駅と1.8キロメートル（1.1マイル）の長さのトンネルを持ち、ギネス世界記録に「世界で最も短い地下鉄」として登録されている。 [ 16 ]技術的には、地下ケーブルカーである。

ドレスデン吊り下げ鉄道（ドレスデン・シュヴェーベバーン）は高架レールから吊り下げられており、世界で唯一の吊り下げ式ケーブルカーである。[ 27 ]

フリブールのケーブルカーは、廃水を利用して動く世界で唯一のケーブルカーです。[ 14 ]

リンス＝リメルン鉄道は215トンの積載能力があり、最大の積載能力を持つと言われている。[ 28 ]

傾斜エレベーターとの比較

オデッサ、ウクライナのオデッサ ケーブルカー
フィンランド、トゥルクのカコラ・ケーブルカー
名前にもかかわらず、どちらのシステムも真のケーブルカーではありません。

一部の傾斜エレベーターは誤ってケーブルカー（ケーブルカー）と呼ばれることがあります。傾斜エレベーターでは、連結された2台のエレベーターではなく、独立して運行され、上り坂まで持ち上げられます。[ 3 ]

注目すべき例として、パリのモンマルトル・フニキュラーが挙げられます。正式名称は、2両の車両が互いに連結され、常に反対方向に走行するという、当初の仕様を想起させるものです。そのため、ケーブルカーの定義を満たしていました。しかし、その後、このシステムは再設計され、現在は2両の車両が独立して稼働し、それぞれが必要に応じて上昇または下降できる、いわゆる「ダブル・インクライン・エレベーター」となっています。名称の「フニキュラー」という語は、歴史的な意味合いでそのまま残されています。[ 4 ] [ 29 ] [ 30 ]

参照

参考文献

  1. ^ "funicular" .オックスフォード英語辞典（オンライン版）. オックスフォード大学出版局. 2020年5月30日閲覧。(サブスクリプションまたは参加機関のメンバーシップが必要です。)
  2. ^ a b c d e f g h i世界初のアプト式スイッチを備えたギースバッハのケーブルカー（PDF）。アメリカ機械学会。2015年。
  3. ^ a b c Kittelson & Assoc、Parsons Brinckerhoff、KFH Group、Texas A&M Transportation Institute、Arup (2013). 「第11章 用語集と記号」.交通容量とサービス品質マニュアル. 交通共同道路研究プログラム（TCRP）報告書165（第3版）. ワシントン：交通研究委員会. pp.  11– 20. doi : 10.17226/24766 . ISBN 978-0-309-28344-1。
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