振り子車両と本則と脱線係数

質問

鉄道のカーブには本則となる速度が設定されていますよね。
振り子車だと、スペック表に(+30km/h)とか書かれていて、なるほど内側に自分で傾けるから
その分遠心力を打ち消して脱線しにくいんだなとずっと一人で納得していました。
ですが、よく考えてみると、脱線するかどうかは車輪踏面にかかる縦方向の力と横方向の力の
比で決まるので、台車から上がいくら内側を向いても関係ないんじゃないかと思うようになりました。

１）この考えは合っているのでしょうか？
２）もしそうだとすると、振子車以外の制限が低いのは単に乗り心地が悪くなるからなのでしょうか。それとも、脱線限界自体が違うのでしょうか。
３）車両によって本則+何km/hという値が違うのは、何を元に出されているのでしょうか。

ついでに、R300で本則+20km/hという車が、このカーブに進入すると80km/h前後ですね。
100km/h超で脱線することもあるようですが、安全マージンがどれくらいとられているのかも気になります。

回答No.1

shinkun0114 · ベストアンサー

曲線の速度制限ですが、脱線係数ではなく、
　・乗り心地(横G）
　・転覆に対する安全性
などの視点から決められています。

　横Gについては、横圧(車輪がレールを押す力）と
同じですが、脱線に対する安全性より乗り心地の方が
条件的に厳しいものと思います。

　また、転覆に対する安全性ですが、こちらは
車両の重心の高さにより影響を受けます。
重心の低い車両の方がより転覆しにくいわけですね。

　つまり、本則＋20km/hというのは、車両の重心が
低いため転覆に対する限界値が高く、20km/hプラス
で走れるということです。
　脱線係数に関わるところまで達していないんでしょうね。

　さて、JR東海に383系という電車があります。
制御付振り子をいち早く採用したことで有名ですが、
この車両にはもう一つの特徴である「自己操舵台車」
を備えています。
　この台車は、車軸の前後方向を柔軟に支持し、
レールと車輪のアタック角を変化させ、横圧を
減らす構造が採用されています。横圧は脱線係数に
深く関わる数字です。
この結果、この車両は本則+35km/h(R≧600)を
実現しています。

お礼

単に車輪が逸脱するだけでなく、転覆限界というのがあったんですね。制限の3倍くらい出さないとひっくり返らないと考えていたので、勉強になりました。貨物列車がいちばん制限が低いのも納得できます。ありがとうございました。

回答No.2

windwald

基本的なところは#1 shinkun0114さんが説明されているので補足を。

一般に、振り子車輌はカーブでは重心が外側に出るので脱線係数は非振り子車輌より低くなります。
しかし、２）で推測されているとおりで、非振り子車では乗り心地が悪くなってしまうので制限速度が低く設定されます。

乗り心地を基準にした制限速度では
振り子車＞非振り子車
ですが、
脱線する限界自体は
振り子車＜非振り子車
なのです。

お礼

振り子車のほうがひっくり返りやすいというのは初めて知りました。台車自体のメカニズムもかなり面白そうなので勉強してみます。ありがとうございました。