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新幹線の車輪を削ってメンテナンスするらしいですが、新品の状態から数年使用の取り替え時期まで、5センチ削るらしいですが、車輪が5センチも削られて問題ないのですか?

A 回答 (4件)

問題有りません。


最初から削りしろを見込んだ設計になっています。
新幹線電車では設計上の直径は1000mmですが新品の車輪では若干大きく1020mm程度有り摩耗や削正で950mm程度になるまで使用してから交換になります。
左右の直径差は走行に影響が出るので厳密に合わせますが他の車輪との直径差は有っても良いように設計されていますから調整することはありません。
直径差で問題が出るのはスピードメーターですがこれには直径差を較正する装置が付いています。
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この回答へのお礼

なるほど!それにしても数センチの違いも問題ないとは…凄い

お礼日時:2012/04/10 23:31

車輪径の大きさは基本的に関係ないので、設計上の問題


が無ければ、いくら削っても大丈夫なんです。

実際に鉄道模型を動かしてみると判るのですが、車輪径が
違って速度が違う動力車同士でも、連結すると一定の速度
で走るようになります。これは連結器で車両同士が強固に
繋がっているため、「速い車両が遅い車両を引っ張る(押す)」
からです。まして、1台の車両内で多少の車輪径の違いなど
「誤差の範囲内」で吸収して走っちゃうんですね。

だいたい「動輪直径が違う蒸気機関車同士が重連を組む」
なんてこともやってるんですから・・・。
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この回答へのお礼

蒸気機関車なるほど!

お礼日時:2012/04/11 22:38

5センチ削ることを想定して最初から設計しているので問題ない.


製品の製造,運用はそういうものです.

走行による車輪の偏磨耗で真円が崩れてくるほうが問題だと思います.
それもおそらく何キロ走ればどれぐらいの崩れがでてくるというデータを基にして
車輪のメンテ間隔を決めているのだと想像します.
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この回答へのお礼

なるほど

お礼日時:2012/04/11 22:43

問題ない。



レールの交換に要する工数と車輪のメンテナンスに要する工数を比較すれば、圧倒的に車輪の方がメンテナンスが容易なので、レールよりも車輪の方を柔らかい材質にしてレールの摩耗を防ぐ仕組みになっている。

車輪の方が頻繁に点検整備する事が可能なので、摩耗したら研磨する事を前提に作られています。

この回答への補足

研磨はわかりますが、口径が小さくなって支障が起きる気がします。

補足日時:2012/03/23 04:21
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この回答へのお礼

なるほど

お礼日時:2012/04/11 22:40

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こんにちは。
車輪にテーパーが付いている所が正にポイントです。

直線で車輪が左右に振られた場合、車輪が寄った側が外径が大きくなります。
引っ張られた側は外径が小さくなります。
そうなると円錐を転がしたように外径の小さい方へ引っ張られると言うか曲がります。

逆に今度は反対側に寄りますとまた外径の小さい反対側へ引っ張られます。

この繰り返しで車軸はレールの中央に落ち着かざる終えない事になります。

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Aベストアンサー

質問者さまこんにちは。
まず、なぜ電車は直流送電だったのか?
電車は前後に走ります。
つまり、直流モーターを使用し、+と-を入れ替えれば、ギア構造など簡単で正回転、逆回転ができます。
また、直流モーターは電圧を変化させれば、簡単に速度制御ができますので、昔は直流送電、直流モーターが電気鉄道には適しているということだったのです。
ただし、皆様がいわれているとおり、一度直流に整流してしまうと、簡単に大きな電圧から小さい電圧に変換できませんでした。
電車のモーターにかける電圧は750V程度で、抵抗とモーターの組み合わせで速度制御をしています。
例えば、交流2kVを整流して直流2kVを車内に取り込み、抵抗などで電圧を変化させるのは、抵抗の大きさも大きいのが必要となるし、モーターもそこまで耐圧を大きくすることも難しいのです。
また、整流するにしても、現在は小型で大きな電圧でも整流できる部品がありますが、昔は小型で整流できる部品はありませんでした。
電車を走らせるためには直流1500Vは便利ですが、電圧が低く、また架線も細いですから、たくさんの電車が走行した場合、大量の電流が架線に流れます。
架線に電流が大量に流れると、架線も一応電気抵抗を持っていますので、電流に比例し、電車に届くまでの電圧が架線の抵抗で低下してしまいます。
そうすると、規定の1500V(場所により、多少電圧変動しますが)をどの地点でも得るためには、地上設備である変電所をたくさん作らなければなりません。
大電流を扱う直流変電所はそれなりに大きな施設となり、いちいち発電所から送電されてくる交流をわざわざ直流としなければなりませんので、費用もかかります。
ただし、直流電化1500Vもメリットはあります。
電圧が低いので、架線の設備で絶縁機材が少なくて済みます。
また、建築限界もある程度架線に接近は可能です。

時が経ち、小型の整流器の実用化が可能になってくると、今度は小型のトランスも用いて、車両側に搭載すれば、交流電化区間は高い電圧で送電できますので、同じ電車を動かすエネルギー(電力)の条件がおなじであれば、架線を流れる電流は少なくすることができます。
架線を流れる電流が少ないということは、架線の抵抗による電圧降下を少なくすることができます。また、あわせて、架線電圧の低下が少ないですから、変電所の数も減らすことができます。
ただし、デメリットとして、電圧が高いので、架線の周囲から十分に建築物など離す必要があります。碍子もそれなりに大きくなります。

質問者様の言っている。
走る電車が多い場合は直流。
走る電車が少ない場合は交流。
は単に「電化がどこから進んでいったのか」ということがわかれば、ちょっと違うということはわかっていただけると思います。
電化はまず最初、大都市圏から始まりました。大阪や東京ですね。
そして今度は、大阪~名古屋~東京が戦争前から戦後にかけて進展していきました。結局太平洋側は直流電化で進展して行きましたが、ちょうど九州や東北、北陸、北海道など電化の時期の前辺りで、そういった車載整流器や小型トランスの実現が可能となったため、電圧を降圧、整流を電車側でおこない、地上側は交流送電のための変電所を準備すれば、地上施設を少なくできるということになっていったのです。
大阪、名古屋、東京 周辺は大都市への通勤圏なので、電車がたくさん走っています。
ただ、後から電化された、九州、北陸、東北、北海道は電車本数が少ないので、この辺を勘違いされているかと思います。
でも、新幹線ができる前は東北方面も「東北本線」なのですから、首都圏ほどではありませんが、普通電車、快速電車、急行電車、特急電車とさまざまな電車がいっぱい走っていましたよ。
(いまではさびしい限りですが・・・・・)
日本は直流電化、交流電化は電気部品の発達によってこの様変化していったと考えるのが正解だと思います。

新幹線も在来線での交流電化が進展していった時に作り始めましたので、地上設備を少なくすることのできる交流を選択しました。
ただ、面白いのは東海道新幹線の交流2.5kVは東京でも60Hzで送電されています。
これは富士川を挟んで西側の距離を多く走る新幹線は50Hz、60Hz両用の機器を載せるより、60Hzに統一してしまったほうが、車両製造価格が安価に抑えられるからです。
でも、最近半導体も安価になってきましたし、50Hz、60Hz両用のトランスなども実用化されていますので、長野新幹線用車両などは50Hz、60Hz両方走れる様になっています。

質問者さまこんにちは。
まず、なぜ電車は直流送電だったのか?
電車は前後に走ります。
つまり、直流モーターを使用し、+と-を入れ替えれば、ギア構造など簡単で正回転、逆回転ができます。
また、直流モーターは電圧を変化させれば、簡単に速度制御ができますので、昔は直流送電、直流モーターが電気鉄道には適しているということだったのです。
ただし、皆様がいわれているとおり、一度直流に整流してしまうと、簡単に大きな電圧から小さい電圧に変換できませんでした。
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まず車輪の多い電気機関車の例です。この列車の先頭のEF58型電気機関車の場合には20個の車輪があります。大きい車輪がモーターで動く動輪で、小さいのは補助輪です。
http://www.geocities.jp/iman13/homepage/Script/mk-okuef583Dsuperpano-slide.htm
次に貨物列車ですが、今は数が少なくなり幹線で見ることはなくなりましたが、2軸貨車の例です。それぞれ車輪は4個の例です。
http://www.geocities.jp/iman13/homepage/Script/mk-tobed507113Dsuperpano-slide.htm
※これらの写真はスリットカメラという特殊な構造のカメラで撮影したものですが、長編成の列車側面をすべて撮影できるばかりでなく、画像が真横でなく少し斜めになることで、反対側の車輪も見える場合が多いと思います。一般のカメラでは到底写しえない画像です。子供さんと一緒にご覧になって楽しんでください。


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