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電車のガタガタ音について質門です。最近自分の地元に路面電車が新しく通りました。最新の車両とレールでとても静かです。それに比べて元々ある電車(東北本線?)は遠く離れていてもガタンガタンと大きな音が聴こえてきます。鬼怒川の橋の上を通過する時など特に大きな音がしてます。

これはやはりレールの継ぎ目?とかの段差?等のせいなのでしょうか?

今はとても静かに走っている路面電車も長年使用しているとガッタンゴットン言うのでしょうか?
それとも何か別の技術が投入されていて静かなのでしょうか?

素朴な疑問です。宜しくお願い致します。

A 回答 (7件)

まず車体側の違い


宇都宮線を走るE231だと、電動車は30トン+乗客で、乗客を入れると一軸当たり8-9トン、宇都宮のライトレールのHU300は3両3台車で6軸、自重は39トン、乗客入れると軸重7-8トンで大差はありませんが、速度が全く違いますから、軌道に与えるエネルギーには大きな差があります。

また、HU300は弾性車輪という、輪芯とタイヤの間にゴムを挟んだ防音防振効果の高い車輪を使っているのも効果を高めています。枕バネも防振ゴムで軋み音減少に効果があります。
鉄道車輪は、ドイツのICE事故が弾性車輪の変形によるタイヤ脱落が原因でしたから、高速鉄道では弾性車輪を採用せず、一体圧延車輪を使用することが大部分になっています。

軌道側だと
大きいのが、ライトレールはできたばかりだということ。道路のアスファルトだって舗装仕立ては滑るように走るけどしばらくすると凸凹になるのと一緒です。
併用軌道では路盤の保守は舗装を剥がす必要があり、最初に堅固に作ってあまり行われない傾向にあります。舗装の下には敷石や枕木が埋まっており、普通の鉄道ではマルタイやツルハシで保守できますが、併用軌道では困難なので、今後はわかりません。

先日乗りに行きましたが、宇都宮のライトレール、併用区間以外でも溝付きレールを使っているのが目につきました。溝付きの分、レールが重くなるのも効果があるのかもしれません。

ロングレールは橋梁など一部での採用で、基本は定尺だったんじゃないかな。むしろ宇都宮線の方がロングレール区間は多いはず、

余談ですが、京都市電の廃止直前に乗ったことがありますが、軌道、車両の保守が十分ではないのか、三軸まんべんなく揺れ、特にヨーイングがひどく、ヨーイングは車輪の蛇行動の証左ですから、さすがに怖かったのを思い出します。他の路面電車でもこれに近いのに遭遇したことはありますが、
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この回答へのお礼

なるほど!!車みたいに最新の車両だからよっぽど軽く出来てるのかな?(形もカッコイイし)と思いましたがそれ程でも無さそうなのですね。

確かに良く考えたら速度が全然違かったかもしれません。路面電車は街中をゆっくりと走っていました。

車輪とレールの部分の説明もありがとうございます。知りたかった部分でした。

見えない部分に高度な技術があるのですね。

舗装の部分も確かにアスファルトじゃなくてコンクリートで平らに作った上にレールが敷かれてたような気がします。なるほど、アレがあの為だったのですね。

質門して良かったです。

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2023/12/03 17:11

車輪とレールとの摩擦でレールの上面(車輪と接触する面)が摩耗しますので定期的にレールを交換します。

その際劣化して硬貨しているゴムを交換します
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この回答へのお礼

車輪だけじゃなくてレールそのものも交換するのですね。とてもお金がかかりそうですね。
全てが新品の状態の今が最高の状態なのかもしれないですね。地元民ながらまだ乗った事ないので早く乗ってみたくなりました。

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2023/12/04 17:52

こんばんは。



>これはやはりレールの継ぎ目?とかの段差?等のせいなのでしょうか?

橋梁などはバラストが無いので吸音しにくく音が大きくなります。
東北本線の鬼怒川の橋梁を越える際に特に音が大きくなるのは、コレが要因です。

ガタガタ音が鳴るのは、

●車輪にフラットがあり、真円になっていない。(削れてしまった部分があり、真円でなくなってしまった)
●レールが摩耗し、音が出やすい。

この2つが大きい要因です。
宇都宮の路面電車(ライトライン)は新しい路線。車輪もレールも綺麗です。
一方の東北本線は何年も使われた車両で、かつレールも経年経っています。音が出るのは道理です。

鉄道は鉄のレールと鉄の車輪の粘着力で走るモノです。
それが最大の長所でもあり、最大の欠点でもあります。

一度動き出すと少ないエネルギーで走らせられるので効率が良い反面、鉄と鉄の関係なので空転しやすく、車輪がロックしてレールの上を滑走してしまう場面があります。
車輪がロックして滑走してしまうと、車輪を金属ヤスリで研磨するような形になってしまうので、削れて車輪が傷付きやすいのです。

削れると音が鳴ってしまいますし、真円でないのでガタガタ乗り心地も悪くなってしまいます。

レールのつなぎ目で音は確かに発生してしまうのですが、ライトラインでも東北本線でも、つなぎ目は極力少なくしているので、要因としてはあるのですが一番大きな要素ではありませんね。
「ガタガタ音」でしたら、上記が一番の要因となります。

ただ、ライトラインの場合は、
●車両が軽いので走行音は抑えやすい。車両が軽いというのは動かすエネルギーが少なくて済むという利点だけでなく、騒音や振動も抑えられる。
●車輪にゴムを挟み、レールへ与える振動を通常の車輪より抑えている。
●コンクリート製の道床版に設けられた溝に樹脂を流し込んで固定されており、騒音や振動を軽減している。

こういう工夫が施されています。
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この回答へのお礼

なるほど!鉄の車輪の摩耗はテレビで見た事あります!時々メンテナンスする時に回転させながら削って真円を出して平らにするとか、若い頃に旋盤を使ってた自分にはとても興味深かったです。
やはり機会ですから毎日使えば使うほど摩耗して行く部分はありますよね。それを見えない所で高いレベルで調整されている事で安全快適な運行が実現されているワケですね。胸熱です
ご回答ありがとうございました!

お礼日時:2023/12/04 06:17

補足


宇都宮ライトレールはスラブ軌道です。スラブ軌道とは簡単に言えばコンクリートの土台にレールをボルトで固定している軌道の事です。
宇都宮ライトレールは軌道法に軌道法に基づく軌道に分類されるもの。よって併用軌道は道路としても使えるよう二本のレールの間にはレール上面と同じ高さにしているコンクリートが設置されています。わかりやすく言えば二本の溝があるコンクリートの溝に溝つきレールを埋め込んでいると言う事です。
騒音対策としてレールとコンクリートどの隙間に緩衝材としてゴムが埋め込まれていてそれが列車通過時の振動を吸収すると同時に振動音を吸収するようにしています
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この回答へのお礼

なるほど。地元民として毎日のように工事してる所眺めていました。

道路を削ってレールが出来るまで見てましたが、なるほど、そんな工事がされていたんですね。もっとじっくり見れば良かったです。

高い技術の数々に驚いてばかりですが樹脂とかゴムとなるといつかは交換すると思うので維持やメンテナンスも大変そうですね。

関わってる方々の苦労に頭が下がりますね。

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2023/12/04 06:22

レールは温度により伸び縮みをするので、


このつなぎ目は、その差分を吸収するために隙間を設けており、
この段差通過音がガッタンゴットンになります。

電車のレールは、基本的には25m単位で製造されています。
なので、繰り返される音を数えると、速度が解ります。
例えば、10秒の間に、9回聞こえれば、×9で時速81km/hになります。
こうして聞いていると、騒音ではなくなります…
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この回答へのお礼

なるほど!そういった要素もあるのですね。夏と冬で音の感じも確かめてみたいと思います。

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2023/12/03 15:10

昔からあるレールは継ぎ目を空けておかないと、夏に膨張するのでピッタリだと良くなかったんです。

音がしないロングレールは継ぎ目がななめにしてあります
https://images.app.goo.gl/gGRGbk5HtPap9Lnb7
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この回答へのお礼

なるほど!
たしか新幹線のレールなんかは継ぎ目を少なくするために一本がとても長いような話し聞きました。滅多に乗る事は無いですがたまに乗るととても静かで速くて驚きます。

見えない部分の高度な技術素晴らしいですね。

ご回答ありがとうございました。

お礼日時:2023/12/03 15:13

>これはやはりレールの継ぎ目?とかの段差?等の…



それもありますがそのほかにも、

・車両 1 両あたりの総重量 (客や貨物を含む重量) の違い
・1 編成あたりの連結両数の違い
・走行速度の違い

などが大きく関わっています。

軽自動車がゆっくり走っているのと、ダンプカーがビュンビュン飛ばしているのとを比べても意味ないのと同じようなことです。
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この回答へのお礼

なるほど。確かに鉄の塊みたいな昔の車両とアルミやジュラルミンで出来てるような最新の車両ではサイズも重さも全然違うかもしれないですね。

ご回答ありがとうございました!

お礼日時:2023/12/03 15:17

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