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JR北海道の代表的な気動車特急と言えば、キハ281系・キハ283系・
キハ261系があります。
281と283は「振り子式」だそうですが、261は振り子式ではなくて、
「車体傾斜制御装置」とありましたが、どう違うんでしょうか?

キハ281系
http://ja.wikipedia.org/wiki/JR%E5%8C%97%E6%B5%B …
キハ261系
http://ja.wikipedia.org/wiki/JR%E5%8C%97%E6%B5%B …

↑このウィキペディアの解説を読んでみたんですが、よく分かりませんでした。

私は、キハ283系とキハ261系を乗り比べた事はないんですが、やっぱり
乗り心地の違いはあるんでしょうか?

「振り子式」と「車体傾斜制御装置」の違いについて、機能的な違いと
乗り心地的な違いをそれぞれ簡単に説明できる方、解説をお願いいたします。

A 回答 (4件)

#3です。

ウダウダ書きましたが、こっちの方が分かりやすかったかもです。
http://www2.pf-x.net/~just-r/r-tech/tilt/tilt-to …
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振り子式も「車体傾斜装置」の一つです。



車体傾斜装置の意味・採用理由は置いといて、単純に技術的な話だけを
すれば、車体傾斜装置には「自然式」と「強制式」があります。

「自然式」は車体下部の重量を利用して、遠心力を使って車体を傾斜
させるために、制御装置が原理的に不要で故障時に「逆向きに傾く」
ということが原理的にありえない、というメリットがありますが、どう
しても「カーブに入って始めて車体が傾き始める」という「制御遅れ」
という問題がつきまといます。

「制御遅れ」を解消するために、キハ281などでは、「カーブの場所を
覚えておいて、事前に振り子を動き出す"きっかけ"を作る」ような制御
をするようになっています。このためキハ281は厳密に言えば「自然式」
の車体傾斜ではなくなっており、あえて「振り子式」と言っているんだと
思われます。

ちなみに「自然式」は「振り子」のように車体を振り出すので、「振り子式」
とも言います。日本では台車上に「コロ」を載せて振り子にしていますが
海外では、高い位置に空気バネを取り付けて実現している例もあります。

一方、「強制式」はオイルや空気バネの空気を利用して、強制的に車体を
傾斜するようになっています。自然に車体が傾斜するワケではありません
ので、なんらかの方法でカーブの進入をチェックし、車体を傾斜させる
必要がありますが、「制御遅れ」の問題は原理的に解消されますし、自然式
では、どうしてもカーブ外側のレールに車体重量が多くかかるのに対して、
強制式では車両の重心位置がむしろ内側にかかるので、弱い路盤でも大丈夫
というメリットがあります。

検知方法には、キハ281のような「ATSの場所を基準にカーブの位置を覚える」
方法もありますが、もっと直接的に「先頭車にジャイロを載せておいて
ジャイロの傾きを検知する」方法があり、海外の車体傾斜車両はほとんど
この方法を採用しているために、キハ261でも同様に「ジャイロ検知」を
採用しています。この「強制式車体傾斜」を省略してJR北海道は「車体
傾斜」と言っているんだと思います。

ただ、強制式は「台車の枕バネと別に車体傾斜システムを採用すると
複雑かつ高価になる」「枕バネで車体を傾斜させると角度が取れない」
という問題があり、キハ261では傾斜角度を少なく取って、コストを
キハ281以下に抑えています。

結果として、キハ261系の方が「カーブでの最高速度」は抑えられていますが、
路盤の強化は不要なために、路盤の弱い宗谷本線にまず導入されたものと
思います。

ちなみに、両方式を同じ線区で乗り比べたことが無いために乗り心地の
差はナンとも言えませんが、カーブでの「振り出し」感は「自然式」の
ほうが強いように思います。
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車体傾斜装置というと


一般的に「空気バネ圧力式車体傾斜を指すことが多い」ようですが
字のごとく、「車体傾斜」ですからバイクや自転車のようにカーブで車体傾斜するものはすべて車体傾斜です
振り子式はその車体傾斜の一方式として含まれています。
振り子式以外には「空気バネ圧力式」という空気バネ(エアサスペンション)で車体を傾けます。
振り子式は、ほかの方が回答しているとおりでおもりをつるした糸をカーブで曲げたようにカーブの外側へ遠心力で振り子を動かして、車体を傾けます。
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振子は、車体傾斜させる方式の一つですが、だいたいにおいて振子は他の方式と分けて考えられています。


振子式は客室部を、台車上のコロやベアリングガイドなどの上に載せ、カーブ通過時の遠心力で、車体がカーブ内側に傾くようにしてあるものです。おもりをつるした糸を円を描くように振ってやると、おもりがその円の外側を回るのとおなじです。
いわゆる車体傾斜装置では、車体を載っけている空気バネの中の空気の圧力を変え車体を傾けるというものが今は一般的でしょうか。
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Q振子式から空気バネ式車体傾斜へ変更した場合の所要時間差

JR西日本の振子式車両283系は故障等が多いと聞きました。また、振子車両はコストも高いため、JR北海道も路線等の関係もあるのでしょうが、最近は空気バネ傾斜式の261系を導入していますよね。

もし、現在振子式車両が導入されている紀勢線特急に、空気バネ式車体傾斜システムの車両を導入した場合、どれほど所要時間が変わってくのでしょうか?
カタログデータ的には、R=600mの時、制御式振子は本則+30km/h、車体傾斜式だと本則+25km/hでそんなに差がないように思うのですが…

詳しい方教えてください!

Aベストアンサー

283系などの制御付き自然振子の故障は、制御無し自然振子になるだけですから、乗り心地が381系並みになるだけで、故障は所要時間に影響を与えません。制御振子は、故障によって本来とは逆の向きに車体を傾けても曲線に入ると遠心力で正規の向きに傾きます。その程度の力でしか傾かせていません。しかし、空気バネ利用の強制傾斜では逆向きに傾けてしまうと、それを是正する手段はありませんので、故障は命取りです。したがって、誤った車体傾斜の方向でも安全に影響がない範囲にでしか速度を向上させません。

誤解をしている人が多いのですが、自然振子にしても強制車体傾斜にしても、車体傾斜システムが上手く差動せずに傾かなかった場合でも列車の安全に影響がない範囲でしか速度を向上していません。したがって大差が付かない程度でしか速度向上効果には差がないのです。

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ただ、制御振子さえ満足にメンテができない技術力の会社が基本的に同じ制御システムである強制車体傾斜を使いこなせると思わず、乗り心地は派手に悪化しそうですね。283系の故障が多いという噂は私も聞いたことがありますが、本当でしょうか? 四国の2000系や8000系もよく制御が落ちますし、そんなに変らないのでは?

283系などの制御付き自然振子の故障は、制御無し自然振子になるだけですから、乗り心地が381系並みになるだけで、故障は所要時間に影響を与えません。制御振子は、故障によって本来とは逆の向きに車体を傾けても曲線に入ると遠心力で正規の向きに傾きます。その程度の力でしか傾かせていません。しかし、空気バネ利用の強制傾斜では逆向きに傾けてしまうと、それを是正する手段はありませんので、故障は命取りです。したがって、誤った車体傾斜の方向でも安全に影響がない範囲にでしか速度を向上させません。

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Q最高速度の決め方

色々な鉄道路線を見ていると、最高速度という物が書かれています。
安全上の理由だと思いますが、最高速度が存在することは何ら不思議では無いのですが、結構中途半端な数字になっている場合もあり、近くを走っている別の路線と比べると妙に遅かったりすると、なんの要因でその速度に決定したのか不思議に思います。

ライバル関係もあるでしょうし、もちろん安全であるのは大前提ですが、速ければ競争は有利になるでしょうし。
いかにもカーブが多いとか坂が急だとか、列車の速度が出ない、ブレーキが弱い、踏切が多いとか全線高架、騒音が特に凄い、といった理由なら分かるのですが、それぞれの路線を見てもいまいちピンと来ません。
近くの関西のアーバンネットワーク近辺だと

JR京都線 120km/h と 130km/h
http://ja.wikipedia.org/wiki/JR%E4%BA%AC%E9%83%BD%E7%B7%9A

阪急京都本線 115km/h (なんでこんな微妙な数字に? 新幹線との併走区間でも115km/hと考えると妙に遅い気もします、あと5km/hでJRに追いつく?)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%98%AA%E6%80%A5%E4%BA%AC%E9%83%BD%E6%9C%AC%E7%B7%9A

京阪本線 110km/h (カーブが多いイメージですが、阪急と5km/h差しかない)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%AC%E9%98%AA%E6%9C%AC%E7%B7%9A

近鉄大阪線 130km/h (新快速と同じ。早いですね!)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%BF%91%E9%89%84%E5%A4%A7%E9%98%AA%E7%B7%9A

近鉄奈良線 105km/h (また5キロ単位と微妙です)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%BF%91%E9%89%84%E5%A5%88%E8%89%AF%E7%B7%9A

どういった理由で決まっているのでしょうか。

色々な鉄道路線を見ていると、最高速度という物が書かれています。
安全上の理由だと思いますが、最高速度が存在することは何ら不思議では無いのですが、結構中途半端な数字になっている場合もあり、近くを走っている別の路線と比べると妙に遅かったりすると、なんの要因でその速度に決定したのか不思議に思います。

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いかにもカーブが多いとか坂が急だとか、列車の速度が出ない、ブレーキが弱い、踏切...続きを読む

Aベストアンサー

最高速度は、曲線や車両の性能の他、
信号保安設備や架線の張り方などによっても決まります。
例え160km/hを出しても脱線しなさそうな長い直線であっても、
信号現示やATS指示速度に対して対応できなければ、
あるいは、踏切が鳴り始めてから遮断機が
完全に下りるまでの間に列車が通るようでは、
安全とは言えません。

また、全列車が全線通してその最高速度で走れるわけではなく、
ごく一部の区間・ごく一部の列車に限られるケースも多いので、
最高速度だけを比較して語ることはあまり意味がないと言えますし、
ポイント分岐では45km/hとか65km/hなんていう速度制限もあるので、
5km/h刻みでの速度制限自体は別に普通です。

ちなみに、500・700系の山陽新幹線内での最高速度は285km/h、
東北新幹線E2系の最高速度は275km/hです。


> 阪急京都本線 115km/h

長らく、最高速度は110km/hでした。
ATSを更新したことで、対応車の特急・通勤特急に限って東向日~相川間で
115km/h運転を実施しています。
確かに、110km/hや120km/hに比べると中途半端かも知れませんが、
新快速も110→115→120→130と言う形で速度向上をしてきたことや、
他の列車との速度差等による影響を考えると、妥当でしょう。


> 近鉄大阪線 130km/h (新快速と同じ。早いですね!)

130km/hで走行するのは、新青山トンネル内(約5.6km)のみ。
それも、21000系以降の上り(大阪/京都方面行き)特急に限られます。
他の列車・区間はだいたい110km/h以下の最高速度です。


> 京阪本線 110km/h (カーブが多いイメージですが、阪急と5km/h差しかない)

110km/hで走れるのは、京橋~守口市の5.3kmに限られます。
守口市~萱島は105km/h、他の区間や普通列車は100km/h以下になります。

最高速度は、曲線や車両の性能の他、
信号保安設備や架線の張り方などによっても決まります。
例え160km/hを出しても脱線しなさそうな長い直線であっても、
信号現示やATS指示速度に対して対応できなければ、
あるいは、踏切が鳴り始めてから遮断機が
完全に下りるまでの間に列車が通るようでは、
安全とは言えません。

また、全列車が全線通してその最高速度で走れるわけではなく、
ごく一部の区間・ごく一部の列車に限られるケースも多いので、
最高速度だけを比較して語ることはあまり意味がないと言えますし...続きを読む

Q特急と特急の乗り継ぎの場合の、特急券購入は常に2枚必要?

 特急と特急を乗り継ぐ場合には、それぞれの列車について、特急券を購入することが必要かと思います。
 しかし、最初に乗った特急が、目的の駅を通過してしまうため、目的の駅に停車する後続の特急に、途中駅で乗り換えた場合にも、
後続の特急のための特急券を別途新たに購入することが必要なのでしょうか?(やむをえない場合なので、何らかの救済措置があるかなと思い・・・)。

具体的には、大阪発の最終列車であるサンダーバード49号で、武生駅に降りたいのですが、当列車が停車しないので、敦賀駅で後続のしらさぎ63号に乗り換えて、武生駅に降りたいです。
そのときには、特急券は2枚、購入が必要なのかなと。詳しい方、教えてください。

Aベストアンサー

特急券はそれぞれに必要です。

残念ながら救済措置はありません。
途中で事故などによる遅れが生じたようなケースではあり得ますが、通常の運転状態では残念ながらしらさぎ号の特急券を別途購入することになります。
地域によっては極めて近距離の自由席特急料金を安く設定していることもありますが、敦賀~武生にはそのようなこともありません。

自力での救済措置は
・京都まで在来線に行きます。
・京都21:19のこだま594号で米原へ(米原着21:41)
・米原21:59のしらさぎ63号で武生へ
新幹線は自由席を利用して特急料金950円(指定は2190円~普通車全車自由ですので参考まで)。
新幹線と同時にしらさぎ号の特急券を買えば特急料金半額なので
自由席は570円、指定席は830円(通常期)。

このように、新幹線の隣駅までの自由席に設定されている特定料金と、米原で新幹線から在来線の特急に乗り継ぐ時に在来線が半額となる乗継割引を併用することで、安くあげることができます。乗継割引の場合は新幹線としらさぎの特急券を同時に購入してください。自由席・指定席の組み合わせは自由に選択できますので、新幹線自由としらさぎ指定でもOK、両方自由でもOK、両方指定はこだま号に指定席がないので今回は選択できませんがOKです。
この方法なら、もう1つ後のしらさぎ65号も利用できます。

京都駅までの在来線の約30分を許容できるかによりますが、新大阪から新幹線で米原に出てしらさぎ号に乗り継いでも割引きとなります。
この場合、新大阪~米原の新幹線自由席は2410円(指定席はこの時間帯こだま号にはありません)となりますので、値段によって検討してみてもいいでしょう。
ちなみに、米原までひかり号でも乗継割引は適用されます。

ところで、敦賀駅から武生駅までしらさぎ63号の8分後に出る普通列車を選択しても敦賀~武生は「30分」かかりますから、京都まで新快速で行っても敦賀から普通電車に乗るのも大差ありませんね。
大阪での滞在時間を延ばしたい場合などに検討してみてください。

特急券はそれぞれに必要です。

残念ながら救済措置はありません。
途中で事故などによる遅れが生じたようなケースではあり得ますが、通常の運転状態では残念ながらしらさぎ号の特急券を別途購入することになります。
地域によっては極めて近距離の自由席特急料金を安く設定していることもありますが、敦賀~武生にはそのようなこともありません。

自力での救済措置は
・京都まで在来線に行きます。
・京都21:19のこだま594号で米原へ(米原着21:41)
・米原21:59のしらさぎ63号で武生へ
新幹線は自由席...続きを読む

Q新型スカイライナーはもっと速達化できないのか?

成田新高速鉄道には相当の税金がかけられてますが、これだけ税金を使うなら、採算性以上に圧力をかけてもっと速達化出来ないのですか?
例えば北総線や京成本線の160㌔対応や最高速度を170や200に上げるなどもした方が良いのではないでしょうか?途中に一切踏切がないなら速度制限は新幹線と同じ扱いじゃないと不平等じゃないでしょうか?
個人的には神奈川からのアクセスを考えると29分ぐらいに短縮して欲しいです。

Aベストアンサー

こんばんは。
No.10です。
>駅付近で制限速度をかけてそれ以外の区間で高速化することは出来ないのですか?それとも既に駅付近では制限をかけてこの速度なのですか?
もしくは電気代や車両のメンテナンス費用を考えてそうできないのですか?
電気代やメンテナンス費用の問題ではありません。
運転曲線(ランカーブ)を引き、加減速を繰り返して速度を上げても時間短縮の効果が無かったからになります。
下り勾配ではブレーキ力を考慮して速度制限が課せられますし、都市部で騒音の問題、トンネル風の問題です。

旧型になるスカイライナーAE100は、地下鉄直通、京成線内での加減速を繰り返す運転を想定している為、下半身は通勤電車3700形と共通にし、高速性能は標準程度ながら、加減速性能は東京都心の通勤電車以上を誇るクルマです。

しかし、新型スカイライナーの車両は、時速160キロを出せるようにする為、歯車比のセッティングを高速寄りにしています。
確かに時速160キロ出しての営業運転が出来るのですが、その代わりに加減速性能が落ちてしまっています。

加減速を繰り返す運転には向いていないのです。
やっても加速が落ちるため、駅が見える頃には直ぐブレーキをあてなければならない為、時間短縮が出来ないばかりか、ただ乗り心地が悪くなるだけなのです。

こんばんは。
No.10です。
>駅付近で制限速度をかけてそれ以外の区間で高速化することは出来ないのですか?それとも既に駅付近では制限をかけてこの速度なのですか?
もしくは電気代や車両のメンテナンス費用を考えてそうできないのですか?
電気代やメンテナンス費用の問題ではありません。
運転曲線(ランカーブ)を引き、加減速を繰り返して速度を上げても時間短縮の効果が無かったからになります。
下り勾配ではブレーキ力を考慮して速度制限が課せられますし、都市部で騒音の問題、トンネル風の問題で...続きを読む

Q在来線で高速列車は登場する予定は無いのですか?

在来線で高速列車は登場する予定は無いのですか?

90年代に在来線で試験用の高速列車がありましたね。
名前は忘れました。車両の下の方がブルーで上の方がホワイトで流線型の車両。もう解体されましたが
名前何でしたっけ?

今後、在来線でそういう高速列車が登場する予定は無いのですか?

ドイツでいうインターシティみたいな感じの。

Aベストアンサー

JR東のE991(TRY-Z)ですね。21世紀を迎える前に廃車になり、解体されたようです。
残念ながら、TRY-Zで採用された技術(渦電流式レールブレーキや油圧ブレーキ、)の量産車へのフィードバックはほとんどありません。

既に指摘がありますが、在来線の高速化は車体だけではどうにもなりません。踏切、曲線やポイントによる制限、ホーム通過など足を引っ張る要因はたくさんあります。車体を少々いじったくらいではどうにもならない面が強く、巨額のの設備投資を行って在来線の線路を強化するなら、標準軌化や新線を考えた方がいいでしよう。
それに、在来線を高速化しても今更旅客は投資を回収できるほど増えません。航空機がコンペティターである路線なら、新幹線を投入しないと勝負にならないし、高速バスがコンペティターだと料金的に棲み分けるのでそもそも高速化がメリットにならないのです。
JR東日本でメリットがありそうなのは中央線と常磐線でしょうが、20分程度短縮したところで、どちらもコンペティターは廉価な高速バスで利用増は見込めません。

鉄道が長距離輸送の王者だった時代なら別でしょうが、現在は時代が変わってしまったのです。

JR東のE991(TRY-Z)ですね。21世紀を迎える前に廃車になり、解体されたようです。
残念ながら、TRY-Zで採用された技術(渦電流式レールブレーキや油圧ブレーキ、)の量産車へのフィードバックはほとんどありません。

既に指摘がありますが、在来線の高速化は車体だけではどうにもなりません。踏切、曲線やポイントによる制限、ホーム通過など足を引っ張る要因はたくさんあります。車体を少々いじったくらいではどうにもならない面が強く、巨額のの設備投資を行って在来線の線路を強化するなら、標準軌化や新線を考え...続きを読む

QN700の加速力を支えるもの

東海道区間でN700には何度かお世話になっていますが、毎回圧倒的な加速力に驚きます。

N700系がなぜ2.6 km/h/sの起動加速力と270km/hまで180秒を達成できるのか文系の鉄道ファンの僕にはよくわかりません。編成出力は500系より低く、歯数比も500系や西日本の700系と同一(2.79)です。

VVVF制御の制御プログラムの書き方や空転を検知するCPUの性能が関係しているという話を聞きましたが、わかりやすく教えてください。

Aベストアンサー

おはようございます。
他社ではありますが、首都圏の私鉄で電車運転士をしております。

概ね、

>VVVF制御の制御プログラムの書き方や空転を検知するCPUの性能が関係しているという話を聞きましたが、わかりやすく教えてください

この解釈で間違いはありません。

高加速度を達成するには、
○主電動機の出力(大きい方が良い)
○歯車比(歯車比が大きい方が加速度が良く、小さい方が騒音が小さく高速で伸びる。)

ただ、鉄道車両は、車輪とレールとの粘着力で走っています。
それは新幹線でも、通常の鉄道でも、路面電車でも変わりません。

粘着力は、限度(粘着係数)があります。
計算式もあるのですが、編成の質量や地球の重力の数値など入れる項目が多く、とてもココの字数では書ききれませんので省きます。
主電動機の出力が粘着係数よりも大きすぎると、伝達力を伝えきれず車輪を空転させてしまい、電車は加速する事が出来ません。

主電動機の出力が大きければいいという訳でもありません。

それをコントロールするのが主制御器になります。
具体的書くと、この速度域では主電動機にどの位の電圧を掛けるか、粘着係数を越える事が無いように制御して加速しています。

雨の日では、粘着係数が小さくなってしまうので、
空転しやすくなり、電車が跳ねるような挙動を示したり、加速が鈍くなるのは、上記理由からになるのです。

今の電車は交流モーターで動いています。
昔の直流モーターの時代は、点検や清掃、交換しなければならない消耗品が多く、過負荷を掛けるとモーターが火を噴いてしまうという事もままありました。

しかし、交流モーターは「アラゴの円盤の法則」による誘導電動機という動かし方になり、外側の籠状の誘導導体をどう動かすかによって、一時的ならば過負荷状態でも差し支えないようになりました。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%81%8B%E3%81%94%E5%BD%A2%E4%B8%89%E7%9B%B8%E8%AA%98%E5%B0%8E%E9%9B%BB%E5%8B%95%E6%A9%9F(←これが分かりやすいかなと思います)
外側の籠状の誘導導体をどう動かすか、それが主制御器の仕事になります。
その判断はコンピューターが行います。
500系や700系の時代よりもコンピューターの判断指令の速度は向上している事は、既に日常生活においても実感するトコロであります。

主制御器の出来を左右するのは、そのコンピューターのCPUや判断速度の速さになり、
交流モーターゆえ、過負荷状態でも一時的ならば差し支えありません。
また、空転を検知するにも、そのコンピューターの判断速度が速ければ、即座に処置(実際には、モーターの出力を弱めたり止めたりします。)出来るのは言わずもがなです。

それがN700の高加速度の秘密になるのです。
○一時的な過負荷状態。
○700系よりも編成出力が高い。
○主制御器のコンピューターの性能向上。

この3点が具体的な内容になります。

おはようございます。
他社ではありますが、首都圏の私鉄で電車運転士をしております。

概ね、

>VVVF制御の制御プログラムの書き方や空転を検知するCPUの性能が関係しているという話を聞きましたが、わかりやすく教えてください

この解釈で間違いはありません。

高加速度を達成するには、
○主電動機の出力(大きい方が良い)
○歯車比(歯車比が大きい方が加速度が良く、小さい方が騒音が小さく高速で伸びる。)

ただ、鉄道車両は、車輪とレールとの粘着力で走っています。
それは新幹線でも、通常の鉄道でも...続きを読む


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