鉄道の高速化スレ 2km/h (在来線の高速化について語るスレ Part23)

1 ：名無し野電車区：2024/05/13(月) 05:46:38.63 ID:W/IXOOQo.net

鉄道の高速化は、様々な方法で行われてきました。例えば、
・振り子や空気ばねなどによって車体を傾斜させる
・カントや分岐器、配線を変更する
・ミニ新幹線やフリーゲージトレインを導入する
・輸送上の隘路を新線に切り替える
・いっそのこと新幹線やスーパー特急を建設する
などの方法が挙げられます。

既存路線か新線かを問わず、鉄道の高速化について語っていきましょう。

前スレ
鉄道の高速化スレ 1km/h (在来線の高速化について語るスレ Part22)
https://mevius.5ch.net/test/read.cgi/rail/1705321103/

前々スレ
在来線の高速化について語るスレ Part21
https://mevius.5ch.net/test/read.cgi/rail/1677752742/

113 ：名無し野電車区：2024/06/09(日) 09:08:03.19 ID:7zCs+NRn.net

航空鉄道事故調査委員会が用いた簡略式を用いて、
福知山線脱線事故現場の転覆限界速度を計算してみたけど。
（クハ207、93人乗車、安全率1.0、車両動揺考慮)

・狭軌・カント角5.2度（事故現場のカント角）　：　105.7km/h
・狭軌・カント角5.6度（狭軌在来線の最大カント角）　：　107.0km/h

・標準軌・カント角5.2度（事故現場のカント角）　：　122.2km/h
・標準軌・カント角6.0度（標準軌在来線の最大カント角）　：　124.3km/h

・標準軌・カント角8.0度（標準軌新幹線の最大カント角）　：　129.4km/h
・標準軌・カント角12.5度　：　140.0km/h

標準軌だったら辛うじて脱線転覆しなかったんじゃないの？
140km/hは流石に無理だが。

114 ：名無し野電車区：2024/06/09(日) 09:30:15.26 ID:7zCs+NRn.net

床下機器や電動台車のおかげで重心が低いモハ207の場合。

・狭軌カント角5.2度（事故現場のカント角）　：　112.2km/h
・狭軌カント角5.6度（狭軌在来線の最大カント角）　：　113.40km/h

・標準軌カント角5.2度（事故現場のカント角）　：　129.65km/h
・標準軌カント角6.0度（標準軌在来線の最大カント角）　：　131.6km/h
・標準軌カント角8.0度（標準軌新幹線の最大カント角）　：　136.5km/h

JR西は事故以降0.5M方式を採用しているが、
このぶんだと事故現場に同じ速度で突っ込んだ場合、
0.5M方式でも脱線転覆は免れなさそう。

321系以降は床面高さや屋根高さが低くなって多少は低重心化しているそうだけど、
仮に重心高さをモハ207より100mm低下させれば116.6km/h。
321系は207系より床面30mm低下と屋根70mm低下にすぎないので、
そこまでの低重心化は無理だと思う。
逆に車体は強度アップで重くなっているわけだし。

しかしよくよく考えてみると、
京急は脱線転覆に非常に強いってことになるな。
標準軌だし先頭M車だし、
ボルスタレスではないので台車も重いし、
反対に車体は短いので軽いし。

115 ：名無し野電車区：2024/06/10(月) 08:26:36.76 ID:fLCq0Cav.net

簡易も簡易だが、こういう転覆限界速度の計算式もある。

V=sqrt(((C/G)+(G/(2.5*Hg))*R*127)
　V：速度[km/h]
　C：カント[mm]
　G：軌間[mm]
　Hg：車両重心高さ[mm]
　R：曲線半径[m]

これで事故現場の207系転覆限界速度を計算すると、
V=sqrt(((97/1067)+(1067/(2.5*1457))*304*127)=106.4km/h。

116 ：名無し野電車区：2024/06/10(月) 22:15:24.30 ID:6mvY6FQw.net

381系だったら転覆限界速度が高まるだろうな
冷房機を床下に置いて151系と同等の床面高さ（1100ｍｍホームとほぼツライチ）で異様に低重心
転覆限界速度ギリギリだと振子を使っても横Gが強烈になる

117 ：名無し野電車区：2024/06/11(火) 03:30:16.20 ID:Ndq+Yse1.net

数字がいろいろ出てくると説明もわかりやすいな

118 ：名無し野電車区：2024/06/11(火) 07:58:21.91 ID:SDbbDySW.net

振子車は振子使わなければ転覆限界速度が非常に高いんだけど
振子使うと車体重心が曲線外側に大きく投げ出されるので一気に低下する
なんなら通勤電車より全然低く、
営業速度に対して1割程度の余裕しかないとか

119 ：名無し野電車区：2024/06/11(火) 12:41:27.70 ID:uoRAQh9h.net

強制振子の方が重心が内側に行くので安定する上にレールへの負担も小さい
ただ空気式だととんでもない量の空気を浪費するのが難点
E991系でロングストローク空気ばね車体傾斜を試した事があるが空気消費量ヤバい事になったと思われる

120 ：名無し野電車区：2024/06/11(火) 13:04:18.93 ID:SDbbDySW.net

>>119
ロングストローク空気ばね車体傾斜については日本製鉄がWeb上で詳細公開してるから、調べ直すと良いよ
空気消費量がヤバい事になる機構じゃない

121 ：名無し野電車区：2024/06/12(水) 07:11:32.11 ID:mpRxnMgy.net

https://www.nipponsteel.com/tech/report/sm/pdf/1a157001.pdf
普通の空気ばね式車体傾斜とは完全に別物だな。
台車には振子梁が普通に有るし、
上下方向のばねは1次が軸ばね、2次がロングストローク空気ばねで終わりかと思いきや、
3次の積層ゴムばねまで有るし。
牽引装置も車体中心ピンの方じゃなくて、台車の外に別に有る。
3次の積層ゴムばね側にだけ左右動ダンパが付いてること考えると、
ロングストローク空気ばねは上下方向にしか可動しないんだろな。
台車旋回や左右動も積層ゴムばねが担当と。
それに傾斜駆動ユニット。随分大きいし、モーターで空気シリンダ動かすコンプレッサーより面倒そう。
このロングストローク空気ばね車体傾斜って、他方式と比べていったい何が利点でこんなもの開発したんだ？

122 ：名無し野電車区：2024/06/13(木) 19:32:14.08 ID:JBLKzXYl.net

油圧アクチュエーターで動く空気シリンダーで出し入れしてるとか異様に複雑だな
空気の節約を優先してる

123 ：名無し野電車区：2024/06/13(木) 20:56:46.74 ID:YAOPxTEz.net

>>121
https://i.imgur.com/LJUcBWN.png

最大の利点は転覆限界速度の高さ。
TRY-Zで試験した3種の強制傾斜式のうち、
車体側重心の動きの違いによって最も転覆限界速度が高かったのがロングストローク空気ばね式。

ただし逆傾斜を完全に防げない以上、
営業速度は逆傾斜時の転覆限界速度以下にする必要がある。
つまりこの最大の利点も営業ではあまり活かせない。
TRY-Zにおいてはその名が示すとおり、
あくまで限界に挑戦するため試験目的で試作されたもの。

124 ：名無し野電車区：2024/06/13(木) 21:07:11.13 ID:YAOPxTEz.net

誤解が無いように言っておくと、
クモヤE990のリンク式油圧強制振り子だけは本気で実用化が検討されてた方式。
E351系への搭載を計画していたのもこれで、
当初の傾斜中心1600mmというのもE351系車体断面に合わせてある （というかE351系が合わせたというか）。

125 ：名無し野電車区：2024/06/14(金) 18:44:05.27 ID:pBGq07zt.net

1998年頃に山梨県がJR東に委託した中央東線高速化調査で、
TRY-Z量産仕様による曲線プラス10km/h高速化(E351系比)で新宿～甲府間は何分短縮、費用は何億って調査結果も提出されてたらしいんだよな
つまりTRY-Zは技術的に失敗だったわけではなく、
量産車を作ろうと思えば作れるぐらいの完成度ではあったみたい
直後作ったのは非振り子のE257だったけど

126 ：名無し野電車区：2024/06/15(土) 12:57:07.36 ID:YrTW5upt.net

TRY-Zって本当に既存の在来線を走らせようとしていたのかしら
本命はほくほく線と、そこにつながるはずだった北陸新幹線のスーパー特急の区間だった気がする
次が青函トンネルの海峡線かな
みんなフル規格に格上げされてしまい行き場がなくなった…て可能性はないのかな

127 ：名無し野電車区：2024/06/15(土) 18:07:07.84 ID:x7+h6RhY.net

そもそもほくほく線にしても青函トンネルにしてもJR東日本の路線ではないし、
JR東日本が先頭切って車両開発するのはおかしいわけだが。
485系の140km/h運転にしたってJR北海道がJR東日本の485系を借りてやってただけ。
事前の走行試験やら開発費用やらはJR北海道持ち。

128 ：名無し野電車区：2024/06/15(土) 23:51:50.92 ID:EtCwuHB/.net

飛行機には勝てん

129 ：名無し野電車区：2024/06/16(日) 08:51:40.68 ID:YViK21JB.net

>>126
その2線区だったらあんな車両開発する必要は無い
TRY-Zのターゲットはあくまで常磐線と中央東線高速化

130 ：名無し野電車区：2024/06/16(日) 09:10:52.17 ID:gXpEqILH.net

あの頃のJR東日本ってとにかく何でもいいから開発してみろって感じで開発してみました感の試作車多かったからな
どう使うかとか本気で考えてなかった可能性が
さすがに成果0だとまずいと思ったのか実用車としてデビューさせたE331系もすぐ諦めて廃車にしたし
その後は沙汰やみになったから経費の無駄使いって叩かれたのかもしれん

131 ：名無し野電車区：2024/06/16(日) 10:01:43.56 ID:HHD+w9gU.net

即時\3000+\2500貰えます 　　 　
https://i.imgur.com/7F0770L.jpg

132 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 06:15:46.02 ID:Qy5iatOk.net

ああ見えて意外と現実的なスペックなんだよなTRY-Zって。
JR東日本も言ってることだけど、
バラスト軌道主体の常磐線で160km/h運転、
それも651系@130km/hの軌道破壊量と同等に抑えて保線コスト上昇をなくすには、
あのぐらい徹底的に軽量化するしかないっていう。
ほくほく線や青函トンネル、成田スカイアクセスだとスラブ軌道主だから必要無いスペック。

133 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 06:22:32.42 ID:Qy5iatOk.net

それだと常磐線ほどではないがバラスト軌道主体(全体の3/4はバラスト軌道)の湖西線はどうなんだって話だが、
681系登場時点だとまだ50kgNレールだったから、
160km/h化しても60kgレール化で保線コスト上昇は抑えられる。
なので681系は湖西線160km/hを視野に入れつつも、
TRY-Zほど徹底した軽量構造にはしてない。

常磐線は130km/h化時点で60kgレール化されてて、
マクラギやバラスト道床厚も1級線構造。
軌道強化の余地がないので、
車両側でどうにかするにはあのようにするしかないと。

134 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 13:10:56.37 ID:Lhj+sb54.net

>>131
得した気分になれそう　 　　

135 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 13:15:05.90 ID:HEAb8qpi.net

>>133
常磐線郊外部は軌道構造が良くても踏切があるから
130km/hを超える運転は不可

136 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 14:16:30.07 ID:rCTsTgEe.net

レールブレーキさえ上手くいっていれば160km/h運転してた可能性は高い
これが上手くいかなかったから常磐線160km/h化は全くの未定という状況になった

253系@埼京線150km/hブレーキ試験、
8000系@予讃線160km/hブレーキ試験までは順調にきて、
最後のTRY-Zで大問題発生して、
ゼロから開発し直すしかなくなるとは誰も思わなかったろうに

137 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 19:07:08.05 ID:XctHxsKb.net

結局、線路を直した方が結果的に安上がり　って事だからな

138 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 19:14:27.28 ID:P3N76nzB.net

レールブレーキなんか付けたら車内事故にならないか？
広島のグリーンムーバーは搭載はしてるが乗客から訴訟起こされるのを恐れてるのか通常は使えないよう細工してるみたいだが
全車指定席で立席は認めないとか車内販売は停車中のみ可能とかしないと

139 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 19:34:37.45 ID:ygJQ9p5F.net

海外の鉄道ではレールブレーキは多用されているのだろうか

140 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 19:48:54.21 ID:raFPxqbU.net

欧州では高速列車どころか120-130km/h運転のローカル列車でもレールブレーキは多用されているよ

141 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 23:14:19.94 ID:Qy5iatOk.net

一口にレールブレーキと言ってもいろいろあるわけで。

路面電車など低速車両で使うのは、
単にレールにブレーキシューを押しつけて摩擦で止めるタイプのレールブレーキで、
低速ではめちゃくちゃ効くので粘着ブレーキと組み合わせると自動車並のブレーキ力が得られる。
あまりに効くからグリーンムーバーなど日本仕様では通常ブレーキ時にはオフになってる。
反面、高速だとレールとブレーキシューの接触状態が維持できないから全然効かない。

ヨーロッパの鉄道車両で多用されてるのはレールと電磁石の間で渦電流を発生させるタイプのレールブレーキで、
レールと電磁石自体は接触させない。
低速では全然効かないし、
高速でもそれなりに効かせようとするとレールが過熱状態に陥るから、あまり効かせられない。
最大でも粘着ブレーキの半分も効かせられないから、
粘着ブレーキと組み合わせても自動車には遠く及ばないし、
乗客が危険に陥ることもない。

142 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 23:23:47.89 ID:Qy5iatOk.net

TRY-Zで実用化を狙っていたのは前者と後者を組み合わせ、
底面にブレーキシューを装着した電磁石をレールに押しつけるタイプのもの。

JR東日本と鉄道総研が四国や北海道も巻き込んで試験を繰り返し、
最後のTRY-Zで実用化が成るかと思いきや、
最終段階でレール表面の白色層化という大問題が発覚して、
実用化を断念せざるをえなかった。

ところが今世紀に入ってこのレールブレーキをフランスが実用化、
TGV-POSに搭載してる。
白色層化の問題も在来線160km/h運転ほどのブレーキ力は必要無いのでクリアしているらしい。

143 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 23:39:49.79 ID:P3N76nzB.net

ヨーロッパではバスの車内事故は乗客の自己責任
運転士に濡れ衣を被せられる日本が世界的に見て異端

144 ：名無し野電車区：2024/06/17(月) 23:42:47.57 ID:P3N76nzB.net

>>141
951形で試験されたがレールブレーキとレールの間隔を絶妙にしなければならずハット型ディスクブレーキとも相まって東急旧7000系のパイオニア台車みたいな外観だった
ALFA-Xで復活してる
軸ばねがゴムブッシュだと構造が簡素になるがレールの衝撃が台車枠にほぼダイレクトに伝わってしまいゴツゴツしそう

145 ：名無し野電車区：2024/06/18(火) 03:15:43.51 ID:zKUe0swt.net

>>144
バカなの？
レール接触型とレール非接触型のレールブレーキを混同すんなよ

146 ：名無し野電車区：2024/06/18(火) 09:32:43.36 ID:krrmSIrr.net

>>142
つーよりTGV-POSではレールブレーキの使い方がそもそも違う

先にICE3が始めたやり方で、
常用ブレーキの中～高速でディスクブレーキの代わりに使う
要はブレーキディスクの磨耗抑制が目的
非常ブレーキについてはディスクブレーキに頼る

147 ：名無し野電車区：2024/06/18(火) 09:34:39.49 ID:KGIYfM1T.net

なのでT台車にしかレールブレーキは装備してない
M台車は回生ブレーキか発電ブレーキ使えるから

148 ：名無し野電車区：2024/06/18(火) 10:16:08.62 ID:p4thRczY.net

渦電流ディスクブレーキみたいだな
レールならば滑走の心配がないが発熱する

149 ：：2024/06/18(火) 18:19:44.36 ID:7A7KyC6H.net

欧州の高速鉄道が使ってるレールブレーキって重量はどうなんだろう
日本は渦電流式のレールブレーキの重量増加を嫌って回生ブレーキに舵を切ったよね

150 ：名無し野電車区：2024/06/18(火) 19:50:53.95 ID:p4thRczY.net

遅れ込め制御はJR東日本の方が早かった
というよりか渦電流ブレーキの採用が0だった
200系の249・248形は機械式ブレーキのみ

151 ：名無し野電車区：2024/06/19(水) 06:33:00.39 ID:atPuL4/k.net

>>149
日本の新幹線が以前使ってて重量が問題だったのは渦電流 『 ディスク 』 ブレーキ
ヨーロッパでICE3から搭載するようになったのは渦電流 『 レール 』 ブレーキ

全然違う装置

152 ：名無し野電車区：2024/06/19(水) 08:06:21.57 ID:NnYKQbNN.net

>>151
ごめん、それはわかってる
日本語ちゃんと書かないと駄目だね
渦電流レールブレーキは重量の問題はどの程度あるのかなと思った

153 ：名無し野電車区：2024/06/19(水) 08:27:32.57 ID:atPuL4/k.net

>>152
渦電流ディスクブレーキはバネ下質量とバネ間質量の増加
渦電流レールブレーキはバネ間質量だけの増加

この違いが圧倒的に大きい
バネ下質量の100kg増加はバネ間質量の1トンから1.5トン増加に相当するとも言われる

154 ：：2024/06/19(水) 17:05:17.96 ID:NnYKQbNN.net

>>153
相当大きな差になるね
ALFA-Xでの試験が上手くいって欲しい

155 ：名無し野電車区：2024/06/19(水) 19:05:21.08 ID:2lbagczC.net

渦電流ディスクブレーキはモーターよりも重いのを車軸に背負わせる形になって釣り掛け電車みたいになるよな

156 ：名無し野電車区：2024/06/19(水) 19:21:08.38 .net

渦電流ブレーキは重心下げの効果はあるな

157 ：名無し野電車区：2024/06/20(木) 07:40:00.07 ID:gNqqzBM/.net

ヨーロッパの高速鉄道でTGVやICEはよく話題に上がるし、タルゴはあまりにも特徴的だから何となく分かるんだが、
日立のETR1000って他と比べると何が特徴なの？

少なくとも大量増備中のイタリアでは乗客からも鉄道会社からも好評っぽいのでダメな車両ではないみたいだが。

158 ：名無し野電車区：2024/06/20(木) 19:02:12.88 .net

>>155
ＤＤよりも厳しいかも

159 ：名無し野電車区：2024/06/20(木) 20:18:25.27 ID:OMTOkJ9a.net

>>157
特徴と言える特徴が特にないのが特徴？

もともとはボンバルディアの高速列車Zefiroプラットフォームに該当する車両で
日立が買収する前のアンサルドブレダがボンバルディアと合弁で製造していたもの
日立レールイタリアの設立時にアンサルドブレダの権利持ち分が日立に移管され、
その後アルストムのボンバルディア買収時にボンバルディアの権利持ち分も日立に移管されて現在に至っているもので
日立が設計・開発したものではない

160 ：名無し野電車区：2024/06/20(木) 21:13:23.72 ID:vJkw9Awi.net

>>155
バネ下重量が・・

161 ：名無し野電車区：2024/06/20(木) 23:46:10.26 ID:Kkxgt28H.net

>>157
故障しない率が桁違いに良いらしい

162 ：名無し野電車区：2024/06/20(木) 23:57:12.55 ID:SfX+aUOf.net

DDMは結局開発意図謎だったな
歯車による伝達ロス低減を目論んだがばね下重量増大という問題があった
モーターが巨大になりすぎるのでPMSM必須で10極モーター（通常のカルダン車は4極か6極が多い）にして低回転高トルクにする必要があった