客車の構造について

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質問者：ajtwm
質問日時：2021/09/15 16:18
回答数：5件

かつてのブルートレインやフランスのtgv、海外のあらゆる列車に使われている「客車」ですが構造はモノコック？が主流となっているのでしょうか？

普通鋼製やアルミニウム合金、ステンレス等はあまり採用されていないのでしょうか？

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回答 (5件)

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No.5

回答者： koge-magu
回答日時：2021/09/15 18:16

こんばんは、電車運転士をしております。

鉄道車両、昭和30年代は乗用車と同じようなモノコック構造の車両もありましたが、現代では台枠の上に車体を載せるトラックのようなフレームの構造です。

モノコック構造はありません。

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モノコック構造の長所短所、実は自動車の場合と同じです。

確かに軽量化が図れるのですが、車体の一部が腐食したりして強度が落ちると車体の剛性が弱くなってしまう。
乗用車だと10年15年程度の使用ですが、鉄道車両は30年40年使用するので、維持しにくい。
その上、冷房搭載など改造工事をすると、そのギリギリの設計ゆえに搭載できなかったりと、問題があったのです。

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素材としては、ステンレス、次にアルミが多いです。
鉄で作る場合は大分減りました。

素材は上記の3つが殆どです。

過去、第二次世界大戦後に戦闘機用で用意していて余ってしまったジュラルミンが使われた事がありましたが、腐食しやすく使用を取り止めて車体を作り直しています。
https://www.tetsushako.or.jp/cgi-bin/museum/list …

いま新幹線で更なる軽量化を図るべく、マグネシウム合金で実験しています。https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101440.html

鉄は曲げ加工がしやすいのですが、錆びやすく腐食による強度低下を加味した設計にせざるを得ないので、重くなりやすいです。塗装で保護しないといけません。
特急車両などデザインに拘る場合や、ステンレス車両の前面デザイン(お面の部分)に使われるのが主流です。

ステンレスは穴を開けにくく曲げにくい欠点がありますが、錆びず、塗装で保護する必要がありません。
剛性低下しにくいので、鉄と比べて鉄板を薄くしても強度を保てるので、軽量化しやすい長所があります。
箱形の、いわゆる通勤電車で多く見られる素材です。

アルミは軽量化しやすく連続溶接で気密性を確保できるのですが、合金の単価が高いですね。
気密性が必要な新幹線などはアルミ製が主流です。

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No.4

回答者： satoumasaru
回答日時：2021/09/15 17:07

No3です。

＞素材となると鋼製やアルミニウム合金、ステンレス以外はないものでしょうか？

以前は木製車両がありました。昭和26年に、桜木町駅構内で列車火災を発生し、死者106人、負傷者92人に及ぶ桜木町事故をおこしました。この事故をきっかけに車両の金属化がすすみます。

あとは可能性があるとすればチタンです。軽量、堅牢なおかつ腐食につよいということは優秀なのですが、非常に高価で加工が難しいので今後も普及することはないでしょう。なお、現在でもコーティングに酸化チタンを使用している車両があります。

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No.3

回答者： satoumasaru
回答日時：2021/09/15 16:49

モノコックって構造であって材質ではありません。

構造と構体を混同されていませんか？

鋼製やアルミニウム合金、ステンレスでモノコック構造をつくるのですよ。
ただし車両の場合はモノコックではなく、セミモノコック構造となります。

旧国鉄では1955年に製造されたナハ10型からセミモノコックです。
ブルートレインの客車も当然セミモノコックだったでしょう。

なお、海外の車両ではスイスの鉄道が早くからセミモノコックを採用しています。
セミモノコックにすると軽量化できますので、おそらく海外の鉄道もそうなっているでしょうね。

構体 (鉄道車両)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A7%8B%E4%BD%93 …