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 狭軌の鉄道車両に乗っていて、1,067mmというレールの幅を車内から想像すると、かなりの部分がオーバーハングしているように思えてきます。車両を正面から見てみると、もっとよく分かります。

 鉄道車両は道路車両よりも、ずっと重たいのでしょうが、両輪が車体の最側端に位置する道路車両と違い、なんだかヤジロベーが走っているようにも思えます。

 てことは、鉄道車両の重量の殆どの部分は台車であって、腰上の車体や貨物・旅客の重さなんてのは、微々たるものなのでしょうかね。

 カーブではカントも付いており、オートバイが曲がるように自然に傾かせているのでしょうが、それでも停車時に転ばないようにはなっているとは思うし、あまつさえ平らな面での分岐器による急激な横Gでバランスを崩さないのは、これも全ては重量のおかげでしょうか。

A 回答 (1件)

車輌重量の半分は乗客重量


(たとえば47t中22t)ぐらいの感じですね.

さて、多分ご質問の件は、
狭軌の場合、鉄道車両を見たときに、
軌間を1とすると、左右に1ずつ出ている状態での
安定性の話だとおもうのですが、
これは、車輌が倒れる時を想像してみてください.

左に倒れる時は、左側のレールが支点となります
右なら右のレールです。
すると、1:2となり、支点からの距離を考慮すると実質は1:4、つまり
4倍の力が片方に集中すると倒れるという事になります。

これは鉄道車両では考えにくい比率です。
(半分が車輌重量=固定重量なので)

昔は、狭軌=低速 という考え方がありましたら、
今では、1m程度の軌間があれば、軌道幅は最高速とは関係無いと
されています。

この回答への補足

車両重量が全重量の半分しかないとすれば、支点となる車輪とレールの接点は、腰上の重量にとって遠いものであり、1:2という関係ではなくなるように思えてしまうのですが。全ての重量が軸と同じ高さに分布するのであれば、1:2という比は成立します。しかし、台車より上の部分は軌条幅と比較しても相当の高さがありますので、傾き方向に力が加わったときに、レールを越えないような低い位置に重心があるとするならば、車体はもとより乗客の重量など屁でも無いということになりましょう?

それに分岐器の横Gを、あの車輪径に対してもホンの少ししかないフランジでもって受け止めているのが危うい感じもいたします。

屁理屈じみていますが、お許しを。なにせ素人なもんで。

補足日時:2001/06/26 17:20
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Qなんで脱線しないの?

こんにちは。今テスト勉強をしているのですが、わからない事があります。
電車ってなんであんなに細いレールの上を脱線しないで走っていられるのですか?
物理学的に説明してくれてもokです。

ちなみに私は工学部在学中の者です。
みなさんヨロシクお願いします。

Aベストアンサー

列車の車輪って前方から見ると円錐型なんです。
左右の大きさが異なる車輪を転がしたらどうなりますか?
答えは小さい車輪の方向へまわりますよね。
列車の旋回はこれを利用しているんです。
したがってカーブ走行時の車輪は同じ径で回っているのではなく
内側は小径、外側は大径になるわけです。レールは細くとも、それと同じ太さの
車輪があるのではないので脱線する心配がないんですね。

Q路線によって車両の大きさは違う?

路線や鉄道会社によって、線路の幅が違うと聞きました。そうすると、車両の大きさも変わってくるのでしょうか?
自分は東京在住なので、よく使う路線は、JRでは山手線・中央線、私鉄では西武線、京王線、小田急線、東急田園都市線・東横線です。
これらの路線の車両の大きさは違うのでしょうか?

Aベストアンサー

まず質問者さんのよく利用される沿線を線路幅別で分けてみますと…

軌間1067 mmの線路幅は山手線・中央線・西武線・小田急線・東急田園都市線・東横線
軌間1372 mmの京王線(井の頭線のみ線路幅はJRと同じ)の2種類になります。

ではお次に質問者さんが利用されている沿線の代表的な車両の寸法を沿線別に並べてみます。

【JR山手線 E231系500番代】
鉄道名JR東日本
軌間1067 mm
編成6M5T
車体幅2950 mm
車体高3655 mm
先頭車全長20000 mm
中間車全長20000 mm
編成長220.0 m
編成質量(空車)295.6 t
編成定員(座席/立席)1752(504/1248)名 (折畳み座席収納時は1748(444/1304)名)
座席タイプロングシート
電動機種類三相誘導電動機
電動機定格出力95 KW
編成定格出力2280 KW
最高速度120 km/h
加速度3.0 km/h/s
減速度-
電気方式DC1500V
制御方式VVVFインバータ制御方式 (IGBT)
ブレーキ方式電力回生・電気指令式ブレーキ・直通予備・耐雪・応荷重・滑走再粘着・駐車ブレーキ
車体構造軽量ステンレス車体 (前面はFRP)
営業開始年2002 年
備考-

【JR中央線 E233系0番代】
鉄道名JR東日本
軌間1067 mm
編成6M4T / 2M2T + 4M2T
車体幅2950 mm
車体高3640 mm
先頭車全長20000 mm
中間車全長20000 mm
編成長200.0m(6M4T) / 80.0m(2M2T) + 120.0m(4M2T)
編成質量(空車)313.0t(6M4T) / 128.5t(2M2T) + 190.3t(4M2T)
編成定員(座席/立席)1564(510/1054)名(6M4T) / 604(189/415)名(2M2T) + 924(297/627)名(4M2T)
座席タイプロングシート
電動機種類三相誘導電動機(MT75)
電動機定格出力140 KW
編成定格出力3360KW(6M4T) / 1120KW(2M2T) + 2240KW(4M2T)
最高速度120 km/h
加速度3.0 km/h/s
減速度5.0 km/h/s
電気方式DC1500V
制御方式VVVFインバータ制御方式 (IGBT,1C4M)
ブレーキ方式回生、電気指令式ブレーキ (直通予備、耐雪、抑速)
車体構造軽量ステンレス車体 (前面はFRP)
営業開始年2006年12月
備考-

【西武線 30000系】
鉄道名西武鉄道
軌間1067 mm
編成4M4T / 1M1T
車体幅2930 mm
車体高3620mm (先頭部3760mm)
先頭車全長20000 mm
中間車全長20000 mm
編成長160.0m(4M4T) / 40.0m(1M1T)
編成質量(空車)238.8t
編成定員(座席/立席)1200(408/792)名(4M4T) / 283(93/190)名(1M1T)
座席タイプロングシート
電動機種類三相交流誘導電動機
電動機定格出力160KW
編成定格出力2560KW(4M4T) / 640KW(1M1T)
最高速度120 km/h
加速度3.3km/h/s
減速度常用3.5km/h/s : 非常4.5km/h/s
電気方式DC1500V
制御方式VVVFインバータ制御(IGBT,2レベル)
ブレーキ方式回生、電気指令式ブレーキ
車体構造アルミニウムダブルスキン
営業開始年2008年4月26日
備考-

【京王線 9000系】
鉄道名京王電鉄
軌間1372 mm
編成4M4T
車体幅2845 mm
車体高3640 mm
先頭車全長20000 mm
中間車全長20000 mm
編成長160.0 m
編成質量(空車)234.0 t
編成定員(座席/立席)1196(440/756)名
座席タイプロングシート
電動機種類三相交流誘導電動機
電動機定格出力170 KW
編成定格出力510 KW
最高速度120km/h
加速度2.5km/h/s (設計最高加速度 3.3km/h/s)
減速度常用4.0km/h/s : 非常4.5km/h/s
電気方式DC1500V
制御方式VVVFインバータ制御(1C8M,IGBT)
ブレーキ方式回生、電気指令式ブレーキ(応荷重、保安ブレーキ)
車体構造ステンレス車体 (先頭部は一般鋼製)
営業開始年2001年1月
備考-

【小田急線 4000系】
鉄道名小田原急行電鉄
軌間1067 mm
編成6M4T
車体幅2790 mm
車体高3675 mm
先頭車全長20150 mm
中間車全長20000 mm
編成長200.3m
編成質量(空車)312.7t
編成定員(座席/立席)1504(528/976)名
座席タイプロングシート
電動機種類三相誘導電動機(密閉式)
電動機定格出力190 KW
編成定格出力4560 KW
最高速度110 km/h
加速度3.3 km/h/s
減速度常用4.0km/h/s : 非常4.7km/h/s
電気方式DC1500V
制御方式VVVFインバータ制御(1C4M)
ブレーキ方式回生、電気指令式ブレーキ (応荷重、電空併用、駐車、滑走防止制御)
車体構造軽量ステンレス車体
営業開始年2007年
備考東京メトロ千代田線乗り入れ対応

【東急線 5000系】
鉄道名東京急行電鉄
軌間1067 mm
編成3M3T
車体幅2800 mm
車体高3670 mm
先頭車全長20100 mm
中間車全長20000 mm
編成長120.2 m
編成質量(空車)178.0 t
編成定員(座席/立席)888(306/582)名
座席タイプロングシート
電動機種類三相かご型誘導電動機
電動機定格出力190 KW
編成定格出力2280 KW
最高速度120km/h (設計最高速度)
加速度3.3 km/h/s
減速度常用3.5km/h/s : 非常4.5km/h/s
電気方式DC1500V
制御方式VVVFインバータ制御 (1C4M,IGBT)
ブレーキ方式回生、電気指令式ブレーキ (遅れ込め、フラット防止装置)
車体構造ステンレス車体 (前面はFRP)
営業開始年2003年
備考-


数値的には上記の様になりますが単位がmmなので見た目で違いが解るのはなかなか難しいのかもしれません。
車両の大きさを示す数値だけを見比べても線路幅で車体の大きさが変わると言うより鉄道会社で車両の大きさの相違が有ると思われた方が良いかもしれませんね。

とは言っても関西地区では近鉄のように同じ鉄道会社でも3種類の幅の線路が存在したり阪急のように同じ線路幅でも神戸線・宝塚線の車両と京都線の車両の大きさが違うと言う会社も存在し同じ鉄道会社でも特殊な例も存在します。

線路の幅や鉄道車両の寸法などは、その鉄道会社の歴史(他社と合併や他社吸収等、沿線の事情)が関係していると思いますので鉄道会社によって創業の経緯により違いが有ると思われますが関東地区の鉄道網は相互乗り入れが当り前になっていますので東武鉄道と東京メトロ日比谷線が同じ車両サイズの鉄道車両を共同で製造すると発表した様に乗り入れ先と車両の大きさを統一すると言う考えが今後、他社にも広がって行くと思われます。

その背景には急速に設置されてきたホームドアにあります。
関東の鉄道車両は1両にドアが4ヶ所あるタイプのものが大半ですが中には1両にドアが3か所しかない車両もありますし同じドアが4ヶ所の車両でも車両の寸法の相違によってホームドアの位置がズレると言う問題もあります。
ホームドアの設置には乗り入れる車両の大きさを統一してドアの位置を決める事が必要不可欠です。
JRの特急や西武や小田急の特急など特殊な形をした車両以外の通勤型と言われる車両の大きさは今後どの鉄道会社でも乗り入れ先と協議して統一していく傾向にあると思います。

まず質問者さんのよく利用される沿線を線路幅別で分けてみますと…

軌間1067 mmの線路幅は山手線・中央線・西武線・小田急線・東急田園都市線・東横線
軌間1372 mmの京王線(井の頭線のみ線路幅はJRと同じ)の2種類になります。

ではお次に質問者さんが利用されている沿線の代表的な車両の寸法を沿線別に並べてみます。

【JR山手線 E231系500番代】
鉄道名JR東日本
軌間1067 mm
編成6M5T
車体幅2950 mm
車体高3655 mm
先頭車全長20000 mm
中間車全長20000 mm
編成長220.0 m
編成質量(空車)295.6 t
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