電車 車輪 摩擦 4

r 電車や機関車は、なぜ、カーブしている線路を走れるのでしょうか? 模型電車は実際の線路には無いような急カーブをいとも簡単に走り抜けていますから、 レールに沿って走れば自然と曲がると考えがちですが、実際の列車では間違いです。 まず地面を走る車について考える。2輪1軸の大八車 だいはちぐるま やリヤカーは、ハンドルを引く方向に随意に引いていくことができ、最も曲がり やすい車である。曲がるときの旋回中心は必ず車軸の延長線上のいずれかの位置にあり(図 1)� 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. 【0003】車輪には狭軌用から広軌用まで各種のものがあり、その直径も例えば約600mmから約1600mmまである。車輪は鋼製であり、鉄道車両が走行することにより、線路との接触による摩耗や剥離現象,鉄道車両の発進� トミックス(再生産)(N)JG04車輪ゴムφ(直径)=5.6mm返品種別B 432円 トミックスの分売パーツ、JG04 車輪ゴムφ(直径)=5.6mmです。【主な使用形式】 電車・ディーゼル機関車(DD51 【課題】鉄道車両用車輪の踏面部及びフランジ部の形状や、車輪直径、フランジ高さ、フランジ厚さ、左右車輪間隔の距離等の車輪寸法を迅速、正確に計測する車輪形状測定装置を提供する。 【解決手段】車両が走行する線路近傍に、車輪が計測位置に到達したことを検出する車輪計測位置. 電車も、客車も、ディーゼルカーも、貨車も、機関車も、車輪はぜんぶ同じ会社の製品である。 鉄道車輪シェア100%、それは「住友金属工業 交通. トミックスの分売パーツ、HO-W73 φ(直径)=10.7mm・ギア小付(黒)車輪です。 【主な使用形式】 153・155系 【商品仕様】スケール:1/80 16.5mm(HOゲージ)商品種別:車両パーツ入数:4個主な適合車種:153・155系. 0系、100系、200系、E1系、E4系の車輪径910mmです。その他の新幹線車両は860mmになりました。車輪内側には、脱線防止のための出っ張り(フランジ)が設けられています。車輪は、車両を支えて、レール上を移動する. 門扉などに使用する重量用戸車です。レール軌道上に車輪が乗り走行する戸車となります。車輪の溝形状としてV溝、コの字溝、フランジ溝の3種類を用意しています。また車輪サイズも各種整えています� 鉄道車両の台車史 曲線通過性能の追求 鉄道車両に限らず、車輪を使用する各種陸上交通機関において最も困難な問題は、曲線走行に伴う車輪と車体の位置関係や回転数の制御である。たとえば、軌間1,067mmの鉄道で内周. 鉄道用車輪設計技術の現状と今後の展望 ─27─ 新 日 鉄 住 金 技 報 第395号 (2013) 2.2 車輪に要求される諸特性 車輪に要求される特性を,以下に列挙する。 車輪の直径は通常、外周フランジの根本、 つまりレールと接触するテーパー面が フランジ面にぶつかる部分の直径です。 計算しますと、33インチは約838ミリ、 36インチは約914ミリとなります。 これをNスケール縮尺の160で割って み. 正解は大きい車輪です。車輪はよくころがってまったく抵抗を受けていないように見えますが、実際は. 車輪の左右の直径差があった場合にも,車輪は真っ直ぐに走ることが出来ず,のり上がり脱線の一因となる.しかし,例えそのような事態になっていたとしても脱線の可能性はほとんどない.というのは,筆者が昔,国鉄の某現場に勤務し�, トミーテック トミックス PW-100 車輪 (鉄道模型)のネット通販最安値を見つけよう!全国のネット通販ショップを横断検索できるのは価格.comならでは。レビューやクチコミもあります�, 電車がきついカーブを曲がる時、ガーガー、ギーギー、ゴーゴーなど騒音が出ますが、レールと車輪のどの部分が接触して出る音でしょうか?車に関する質問ならGoo知恵袋。あなたの質問に50万人以上のユーザーが回答を寄せてくれます�, 「車輪」関連の新品・未使用品・中古品の過去120日分の落札相場をヤフオク!で確認できます。約5,394件の落札価格は平均8,872円です。ヤフオク!は、誰でもかんたんに売り買いが楽しめるサービスです�. 車輪の選定・通販ページ。ミスミ他、国内外3,324メーカー、2,070万点以上の商品を1個から送料無料で配送。豊富なCADデータ提供。車輪を始め、FA・金型部品、工具・工場消耗品の通販ならMISUMI-VONA�, 直径 14 24(駆動車) 18(付随車) 厚さ 2 3(駆動車) 2.5(付随車) 中心間隔(トレッド) 21.5 24~27(駆動車) 23~27(付随車) 内側間隔 20 20~24 車体下面までの高さ 駆動輪中央(車輪間) 3 ※この寸法が小さいために、車輪間隔を広げただけで�, 先輪の直径は960mmを標準としているが、これは一般客貨車・電車と共通である。 12.3 軸箱 top 軸箱は機関車の重量を直接受ける軸受金を内蔵する長方形の箱であって、運転中の衝撃を受ける関係上丈夫な鋳鋼材で作られ、且つ給油装置となるために蓋を密閉して漏油を防いだ構造となっている�, アルパワーHO-23B(φ9.5車輪) アルパワーHO-31B(φ11.5車輪)(輪芯取付例) 主要寸法 取扱店のご案内 アルモデル製品取扱店を中心に発売中。その他グリーンマックス・ザ・ストアーパーツPROショップ秋葉原店でも扱ってお�, 車輪と車軸をセットにしたものです。 片輪・又は両輪固着済み。 固着には、工業用軸受け固着剤を使用しています。 (圧入、止ビスは施工していません。) 防錆塗装は、施工していません。 車輪外側に板厚8mmのカラーを両側固定してあります�, [鉄道模型]トミックス 【再生産】(Nゲージ) 0651 金属車輪(φ直径=5.6mm・ギア無・従来集電・銀) 【返品種別B】 「返品種別」について詳しくはこちら 2017年02月 発売 ※画像はイメージです。実際の商品とは異なる場合がございます�, ※旧ブログ(吊り掛け電車の通い道)の記事を編集して再掲載したものです。 今回は、Gゲージの車輪を作る話 これまで、Gゲージの自作車両には、レーマンやハートランドなど外国製品の車輪を使用していました�. 車輪の形状区分記号は,汎用性の高い形状5種類の例を,図JA.1及び図JA.2に示す。 この記号は,車輪の形状を区分する記号としてだけに利用するもので,詳細な車輪の形状・寸法は,受 渡当事者間で交換する図面による。 a) A�, 車輪は直径910 の一体圧延車輪で輪心部にはブレーキディスクが取り付けられている。 車輪の材質は在来線と同じだが、高速時の蛇行防止のため踏面の勾配を1/40とゆるやかにしフランジ角度も70 となっている� 世界的に注目を集める日本の高速鉄道。その「足」を支える技術は関西で生まれ、今も進化を続けている。車輪製造で国内シェア100%を誇る. 鉄道車輪の測定結果に基づいて鉄道車輪ツルーイング勧告を提供するシステム(10)は、システムに情報を入力する入力デバイス(11)を含む。システムは、更に、鉄道車両のそれぞれの車輪について、入力デバイスから測定鉄道車輪寸法(14)を受領するプロセッサ(12)と、鉄道車輪ツルー. そうなんだ! 文献「鉄道車両の車輪の直径の光電式測定」の詳細情報です。J-GLOBAL 科学技術総合リンクセンターは研究者、文献、特許などの情報をつなぐことで、異分野の知や意外な発見などを支援する新しいサービスです。またJST内外の良質なコンテンツへ案内いたします� 車輪直径約320mm、車輪幅約1200mmです。車輪の片側は溝付き・もう片方は平車輪です。さび・汚れ傷ありますが、メタルの接触部分はさびていないようです。写真を参考にしてください。ノークレーム・ノーリターンでお願いします� 【E5系】 新幹線 車輪削正作業(解説付) 2016.10.22 / JR東日本 新幹線総合車両センター 2016年10月22日にJR東日本 新幹線総合車両センターで行われた. 転がり抵抗(ころがりていこう、英: Rolling resistance)は、ボールやタイヤなどの球や円盤、円筒状の物が転がるときに、進行方向と逆向きに生じる抵抗力。転がり抗力(Rolling drag)ともいう。, ある物体が地面や壁面などに支えられて転がる際、転がる物体とそれを支えている物体は変形と復元を連続的に繰り返す。この際、それぞれの物体の変形に伴う減衰や互いの変形量の違いは物体同士の接触面で摩擦を生じさせる。この摩擦は運動エネルギーを散逸させる。従って、転がり抵抗は転がる物体とそれを支えている物体の構造や材質、表面の粗さ、物体間の垂直抗力に大きく依存する。, 例えば、鉄球を鉄板の上で転がす場合と木板の上で転がす場合、転がり抵抗は木板の方が鉄板より大きくなる。別の例として、台車の上に異なる重さのおもりをそれぞれ載せて転がり抵抗を比較する場合、転がり抵抗が大きいのは台車の車輪の変形が大きくなる重いおもりのほうである。, 物体の材質や形状などの条件が同じならば、転がり抵抗の大きさは垂直抗力の大きさに比例する。転がり抵抗を異なる条件で比較する場合には比例係数を比較し、このときの比例係数を転がり抵抗係数(Rolling Resistance Coefficient, RRC)と呼ぶ。, 荷重を W、転がり抵抗係数を {\displaystyle C_{rr}} 車輪旋盤WL1100 P.12 超大型ロール旋盤TNC125S P.25 電機子自動溝切削正機 P.13 ロール両端加工専用機 P.26 ピストンピン穴中ぐり盤TPM400 P.14 大型旋盤 2 CM0J110616HP 顧客+池貝=専用機 ~工作機械業界の「専用機. 車輪直径は860mm(0.86m)、減速比は82÷17=4.82とします。 時速85kmということは、1時間(3600秒)に85km(85000m)進むということです。つまり、1秒間に85000÷3600=23.6m進むことになります。 一方、車輪の円周長さは0.8 On30用?車輪の直径 Nov 1, 2016. RIFTEK 社製品をご紹介するページです。-東京インスツルメンツ 鉄道車輪2次元形状自動測定、車両整備・検査時間を大幅短縮 鉄道車輪プロファイル測定ゲージ IKPシリーズ RT0 0652 車輪 直径=5.6mm・ギア無し(従来集電・黒, 鉄道事故調査報告書 鉄道事業者名:三岐 さんぎ 鉄道株式会社 事故種類:列車脱線事故 発生日時:平成20年7月8日 7時47分ごろ 発生場所:三重県いなべ市 三岐線 東藤原駅構内 平成21年 3 月 9 日 運輸安全. [1]。, タイヤの転がり抵抗は、タイヤを構成しているゴムが繰り返し変形する際に起きるエネルギー損失(ヒステリシス・ロス)が、転がり抵抗の9割程度を占める 10.車輪を描きます。多くの通勤電車の 車輪は860mmで製造されることが多いですが、フランジの大きさを考慮するのと、規格やペイントの仕様により50mm(1px)単位でしか描けませんから今回は18 pxで描きました。, およびレール・車輪の振動特性を把握する必要がある(1), (2) .これらのうち,本論文では車輪の振動に着目し,衝, • 車輪の寸法が小さくなると、車輪自体は よ り 安 定 し ま す。寸 法 が 大きいと、びびりのリスクが高くなります。 - 直径が400 mmと1200 mmの場合で、力を加えて比較します。• 950 mm (37.4 inch) 以上では、通常何らかのサポートが必�, 同じ位置になるよう接触曲面を形成し,車輪から伝えられ る車両の重さをレールが支えます.新幹線車両の重さ (質量)は 43.8 tですが,8 車輪で等分に支えるとして,車輪直径860 mm,レール踏面半径600 mm で接触領域 を計算する �, 鉄道車両では、輪軸は台車内に収められ、軸受けを介して車両を支える。 日本国内での一般的な2軸ボギー台車を2台装着するボギー車では1車両当たりの輪軸本数は4本となり、日本では最近まで貨車に多く使われていた二軸車では輪軸本数は2本となる�, 中:车轮直径 車輪踏面の所定の位置において測定 した車輪の直径。一般に普通鉄道の軌 間1067mmの輪軸では左右車輪の中 心から560mmの踏面位置,1435mm の輪軸では743mmの踏面位置で測定 される。⑮リム部 英:ri, 列車がカーブを曲がれる理由 電車や機関車は、なぜ、カーブしている線路を走れるのでしょうか? 模型電車は実際の線路には無いような急カーブをいとも簡単に走り抜けていますから、 レールに沿って走れば自然と曲がると考えがちですが、実際の列車では間違いです�, back issue Vol.146 2004/7/28How to measure diameter of rollingstock wheels BBS掲示板で「車輪の直径はどこで測るのだろうか?」という御質問が出ましたので、私の知っていることをお話ししておこうと思いたちました�. adhesion traction)は、駆動力が車輪にかかって車輪とレールの間の静摩擦に頼って走行する鉄道を指す言葉である。粘着 (adhesion) という言葉は摩擦という意味で使われ、レールに車輪がくっつくという意味ではない。, 多くの粘着式鉄道では、鉄のレールと鉄の車輪の組み合わせが用いられ、車輪とレールの間の転がり抵抗および摩擦係数は極めて小さい。転がり抵抗が少ないことからエネルギー浪費が他の交通機関と比べて極めて小さいという長所を備えている。一方で摩擦係数が小さく車輪がスリップしやすいため、急な加速や減速が難しく、急勾配に弱いという短所もある。このことから、線路の敷設ルートに制限を受けることになる。, コンクリートの路盤をゴムタイヤで走行する新交通システムなども粘着式鉄道のうちであり、摩擦係数が大きくなるため鉄輪鉄軌条式に比べて大きな勾配を許容できる。一方で転がり抵抗は鉄輪鉄軌条式に比べると大きく、エネルギー浪費は増加する。, ラック式鉄道やケーブルカー(鋼索式鉄道)、索道(ロープウェイ)、磁気浮上式鉄道、鉄輪式リニアモーターカーなどは、駆動力と制動力が摩擦以外の方式で伝達され、粘着式鉄道ではない。こうした鉄道はエネルギー消費量が増加する欠点はあるものの(リニア誘導モーターの電力消費が従来の回転型電動機に比べて大幅に多いためと、ラックレールの抵抗によるエネルギーの損失がきわめて大きいため)、勾配を大きく取れるので、登山鉄道で多く見られる。例えばスイスのベルナーオーバーラント鉄道は粘着式鉄道とラック式鉄道の区間が両方ある。, 雨や露、油、落ち葉、摩耗くずなどがレールに付着した際や湿気の影響などにより、粘着が低下する[1]。粘着式鉄道では多くの機関車が砂撒き装置あるいはセラミック噴射装置を備えており、滑りやすい状態では砂を撒いて粘着状態を改善する。落ち葉によって粘着が低下した状態に対処する方法としては、レールの洗浄列車を走らせたりウォータージェットを設置して吹き飛ばしたり、長期間にわたる線路際の植生管理をしたりといった方法がある[2][3]。, 電動機やエンジンで車輪を駆動している時に粘着が失われると空転となり、ブレーキをかけている時に粘着が失われると滑走となる。空転・滑走を止めて再度正しく駆動・制動力がかかるように粘着状態に戻す制御を空転滑走再粘着制御と呼ぶ。, 粘着式鉄道における車輪とレールの組み合わせ、レールと車輪の間の摩擦のみで駆動・制動する, ラック式鉄道の車輪とレールの組み合わせ、レールと車輪の間の摩擦の他に歯車を歯軌条に組み合わせており、摩擦だけで駆動・制動していない, ケーブルカーの例、ケーブルで車両を引っ張りあげており、車輪は車体を支えているだけで摩擦は駆動・制動に関与していない, 一般的な鉄輪鉄軌条式の鉄道においては、車輪とレールはどちらもわずかに歪んで接触している。例えば新幹線に用いられている新品の車輪を新品の60 kgレールに載せると、1輪あたりの重量8 tの条件で、14 mm×12 mm程度の進行方向前後方向に長い楕円形状の領域で接触する[4]。この楕円形状の領域に発生する力によって列車が支えられ、走行している。, 駆動または制動に際しては、車輪とレールの間で前後水平方向に力が働く。レールに対して車輪が滑らずに力を伝達できている時は、摩擦の現象でいう静摩擦力にあたり、滑っている時には動摩擦力にあたる。鉄道では車輪を滑らせずに走行することが基本であるため、静摩擦力の範囲で用いるように考慮されている。車輪とレールの間に働く摩擦力のことを鉄道では粘着力、あるいは接線力、クリープ力などと呼ぶ[5][6]。静摩擦力の最大値である最大静摩擦力は、垂直抗力に静摩擦係数を掛けた値として求めることができ、これを超えた力が働くと物体は滑り始める。鉄道の場合垂直抗力は車輪に掛かっている車体の重量であり、輪重と呼ぶ。粘着力を輪重で割った値を接線力係数と呼び、このうち最大のものを粘着係数と称する[5]。粘着係数が静摩擦係数に相当することになる。この時の粘着力を特に粘着限界と呼んでいる[4]。, 車輪とレールは、一見お互いに全く滑っていないように思われても、正確に測定するとわずかに滑っていることが分かる。車輪の回転数を測定してこれに車輪の円周長を掛けると、その間の移動距離に正確に一致するはずであるが、実際には一致しない。この微小な滑りのことをクリープ (creep) と呼ぶ[6]。この言葉は一定の負荷が掛かった時の材料の挙動であるクリープとは異なり、また鉄道においてもレールが地面に対してずれる現象をクリープと呼んでいるがこれとも異なる現象である。このクリープ現象に対してすべり率あるいはクリープ率が定義される。すべり率は、円周速度と車両速度の差を車両速度で割った値として定義される[7]。円周速度は車輪の回転速度という意味である。円周速度と車両速度が完全に等しい時が滑りが全く無い時であり、この時すべり率は0になる。, 車輪とレールが接触する楕円形状の領域のうち、弾性変形した状態の領域である固着領域(粘着領域)が進行方向の前側にあり、進行方向後ろ側には車輪とレールが接触していながら相対的に滑った状態にある滑り領域がある。すべり率が増加していくと、固着領域が相対的に減少していき、また接線力係数が増加して得られる粘着力が増加していく。最大の粘着力が得られるのは、完全に滑っていない時ではなく、わずかながら滑っている時であることになる。しかしすべり率がある限界を超えると接線力係数は減少に転じる。この時固着領域は完全に失われて全体がすべり領域となっている。粘着力が最大になる点が粘着限界であり、これよりすべり率が小さい領域を微小すべり領域、大きい領域を巨視すべり領域という[8]。, 微小すべり領域にあるうちは、粘着力はほぼ静摩擦力として取り扱うことができる。巨視すべり領域に入ると粘着力は動摩擦力とみなされることになる。一度巨視すべり領域に入ってしまうと、すべり率が上がるにつれて粘着が低下してさらに滑るようになる悪循環になってしまうため、空転や滑走を引き起こすことになる。この場合一旦駆動力や制動力を緩めるなどの手段をとらない限り微小すべり領域に戻すことはできない。巨視すべり領域に入ったものを微小すべり領域に戻すための制御が空転滑走再粘着制御である[8]。, 粘着力を予測するために粘着現象の理論の発展が行われてきた。鉄道分野におけるクリープ理論は、イギリス人の機関車技術者であったフレデリック・ウィリアム・カーターによるものが始まりとされる。以下、クリープ理論の発達の歴史を主な研究と共に記す。, 1874年に、オズボーン・レイノルズにより、ベルトやストラップによる動力伝達の研究の中でクリープの考え方が初めて説明された。レイノルズはクリープは鉄道車輪にも同じく適用できると述べている[9]。その後1916年、カーターにより、鉄道車輪におけるクリープの基本コンセプトが導入され、粘着力がクリープに比例するという仮定が発表された[9]。さらに1926年、カーターにより、ラヴ(英語版)のヘルツ接触に基づく接触弾性理論を用いて、機関車の粘着力について解析を行った論文が発表された[10]。この研究の中で、摩擦を伴う転がり接触による2次元理論(前後、鉛直方向)による鉄道のクリープ問題への考察が行われ、クリープ力を接触面の凝着領域とすべり領域で分けて計算する考え方が初めて考案された[9]。, カーターの研究の後、この理論を基により現実的な複雑な問題へ理論を拡張する試みが続けられた。1958年、ケネス・L・ジョンソン(英語版)により、カーターの2次元理論が3次元理論(前後、左右、鉛直方向)へ拡張された。この理論では問題を球と平面の接触と近似し、スピンによるクリープは考慮していない[11]。しかし、同じ1958年、ジョンソンにより、スピンの影響が初めて研究された。これによるとスピンによる左右方向の接線力が無視できない場合があることが示唆された[12]。その後1963年、HainesとOllertonにより、接触面を楕円と考え、前後方向に細長い一片(Strip)ずつに分割してカーターのクリープ則を適用する方法が考案された[13]。このような近似計算方法をStrip Theoryと呼ぶ。また1964年、Vermeulenとジョンソンにより、1958年の彼らの研究と同様な仮定に基づき、接触楕円の半軸値に基づき粘着力を計算できるような3次元理論が発展された[14]。, 種々の理論の拡張の後、オランダ人の機械工学者であったヨースト・ジャック・カルカー(英語版)により集大成化される。1967年、カルカーにより、Hainesの理論を基にして、ポアソン比も考慮にいれた3次元理論が発表された[15]。また、この研究の中で、すべり領域の影響が無視できるほどクリープが小さい範囲で線形近似した理論についても考案されており、非線形理論と区別してカルカーの線形理論などと呼ばれる。クリープが大きくなく線形性が成り立つ範囲においては、このカルカーの線形理論が車両運動解析でも使用されている。1967年以後も、粘着力がクリープに単純比例しない領域までを考慮する非線形理論の発展がなされてきた。非線形理論数を使用した場合の計算時間を短縮するために、ヘルツ接触を仮定した近似・単純化が理論に加えられ、特にカルカーにより考案されたものはカルカーの単純化理論またはカルカーの単純化非線形理論などと呼ばれる。この非線形理論とその計算アルゴリズムとしてはFASTSIM[16]、その改訂版のROLLEN[17]などがよく知られている。また、非ヘルツ接触まで扱う厳密理論とその計算アルゴリズムとしては、KalkerのCONTACTなどがよく知られている[18]。, 粘着係数(粘着限界÷輪重)は一定ではなく、様々な条件によって変化する。以下にその要因を示す。, 車輪がレールと接触する面を「踏面」(とうめん)という。踏面は見た目には綺麗に整っているように思われても、実際には細かく見ると微小な突起物がたくさんあるでこぼこした表面になっている。レールの側も同様であり、この突起物同士が接触している地点で接線力を伝達している[7]。鉄道では多くの車両で踏面ブレーキという、制輪子を踏面に押し当てて制動力を得るブレーキが用いられている。この制輪子のうち、鋳鉄制輪子や特殊鋳鉄制輪子の場合は、踏面の荒さを適度に保つため粘着係数を維持する効果がある。一方合成制輪子(レジン制輪子)は踏面を綺麗に磨き上げて表面粗さが失われてしまい、粘着係数が減少する傾向がある[5]。, また雨が降るなどしてレール表面が濡れると粘着が低下する。これは車輪とレールの隙間に水が入り込んで、水が輪重の一部を負担するようになり、車輪とレールの突起物同士の間に働く輪重が減少してしまうからである[7]。また、突起物が水に埋もれてしまい、突起物のうちレールと接触するものの数も減少する。さらに表面に付着した液体の粘度が高いほど粘着係数が小さくなる傾向があり、水は水温が低いほど粘度が高いため、低温では粘着係数が大きく低下する[19]。レール表面に付着している汚れ成分によっても粘着係数が変化し、特に雨が降り始めた初期には汚れ成分が水に溶け出して界面化学作用が起きて粘着係数が低下することがある[20]。長い編成の列車では、先頭車両がレール面上の水を弾くため後方の車両では水が粘着係数に与える影響が少なくなる。おおむね3両目以降では空転や滑走が起きづらくなり、新幹線の500系や700系ではこの効果を積極的に利用している[20]。, 列車の速度も粘着係数に影響を与える。レールが十分乾燥した状態では速度との関係はあまりないが、レールが湿潤状態になると速度が上がるにつれて粘着係数が低下する。接触面に入り込んだ水が膜状になり、この水膜が速度の0.6乗におおむね比例して厚くなることから、高速ではより大きく輪重を負担するようになるためである[20]。, 水の他に、湿度、レール上の落ち葉、ほこり、油類、踏切において自動車が持ち込む泥などが粘着に影響を与える[21]。, 粘着係数が高くなる場合としては、熱処理レールを使用した場所で酸化鉄(III)がレール表面に形成されていると0.7に達することもある[22]。これは、1 tの輪重に対して700 kgの粘着力が得られるということである。ただしこれは例外的な高い値であり、かえってレールの波状磨耗やきしり音などの問題を引き起こすことがある[22]。通常のレールと車輪の状態では乾燥した箇所で0.25 - 0.30、濡れた状態では0.18 - 0.22、油が付着した状態では0.15 - 0.18、みぞれや雪が付着した状態では0.10 - 0.15である[23]。また、ゴムタイヤコンクリート軌道式の新交通システムでは、状態がよければ1.0を超え、通常でも0.50 - 0.60程度あり鉄輪鉄軌条式に比べて粘着が優れているが、降雨・降雪時に大きく粘着が低下する傾向があり、粘着係数の天候に対する安定性の観点では鉄輪鉄軌条式の方が優れている[24]。, JRグループでは、実験結果を基にして以下のような式で運転性能を算出する際の粘着係数を定めている[25]。このような粘着係数推定値を計画粘着係数とも呼ぶ[26]。ここでvの単位はkm/hである。, 計算式の根拠となった実測データには粘着係数が悪化する条件であるレール湿潤状態や先頭車での条件のものも含め、実測データの下限を結ぶように計算式が立てられている[26]。この計算式をグラフ化したものを示す。制動時の粘着係数が多くの範囲で駆動時より低く見積もられているのは、安全上の制約などで厳しく考えられているからである。また車両の種類によって異なるのは、駆動の制御の仕方によって実際の粘着係数をどの程度有効に活用できるかが考慮されているからである[25]。, 前述のように、合成制輪子を用いると踏面を磨き上げて粘着を低下させてしまうことがある。鋳鉄制輪子は粘着を改善する効果があることが古くから知られてきた。この効果を積極的に利用するために、合成制輪子に鋳鉄を埋め込んだ増粘着制輪子が開発されている。高リン高マンガン鋳鉄制輪子や高リン高モリブデン鋳鉄制輪子なども開発されている。高リン高モリブデン鋳鉄制輪子を利用すると、合成制輪子を使った場合に比べて粘着係数が3倍に改善することもある[27]。, 古くから粘着を改善するために用いられてきた方法で、車両に砂が搭載されており、パイプなどを通じて車輪付近に散布することで粘着を改善する。砂は径が2 mm程度のものを使っている。散布された砂が車輪に踏み潰されて細かい粒子になり、車輪やレールに食い込み、湿ったレール上の水膜を破ってレールと車輪の接触面積を増大させて、粘着を改善するとされている。また錆や汚れなどを取り除く効果もある。ただし散布量が多すぎるとかえって粘着を低下させる問題があり、また高速走行時には風で飛ばされるため正確に散布することが難しい[27][28]。また砂を撒くとレールや車輪の摩耗速度が増大することが分かっている[29]。さらに粘着問題が起きやすい場所でレールの周囲にできる砂の堆積を管理する必要もある[29]。, 増粘着研磨子は硬質金属粉を合成樹脂で加圧整形して固めたもので、車輪踏面にある一定の圧力で押し付けてこすることによって、踏面に微細な荒さを形成し、汚れを除去して凹凸を整えることで粘着を改善する。また磨耗した際に脱落した粒子が湿ったレールの水膜を破ってレールと車輪の接触面積を増大させる効果もある[27][28]。, 砂撒きと同様の効果を持つものとして、増粘着材が用いられている。高速鉄道を中心に用いられているのは、直径が0.3 mm程度の酸化アルミニウム(アルミナ)の粉末である。300 km/h以上の高速では降雨時に従来より2倍に粘着を増大する効果がある[28][30]。, 上述した対策は全て粘着を増大させることを目的としていたが、特に曲線区間において過大な粘着があるとレールに波状磨耗を引き起こしたり、大きなきしり音を発生させたりして問題となることがある。従来この問題への対処としてレールの内側やフランジに油を塗布してきたが、油が多すぎると粘着が低下して空転や滑走を引き起こすという問題もあった。こうしたことから、グラファイトを利用した摩擦緩和材が開発されている。グラファイトを利用すると安定した粘着係数が得られるとされる[31]。, レール上に積もった落ち葉は硬く固められてレール上で層状になることがあり、粘着低下をもたらすだけではなく撤去に大変苦労することがある[32]。スウェーデンの線路管理局では、レール上の落ち葉対策に毎年1億スウェーデン・クローナを費やしていると推定されている[33]。落ち葉の除去のために様々な方法が考えられており、高圧ウォータージェットや酸化アルミニウムと砂の混合物で固められている落ち葉を削り取るといった対策があり、またイギリスでは高出力レーザーで焼き払うといったことも開発されている[32]。またそもそも落ち葉がレール上に溜まらないように、線路周辺の植生管理を行ったり、フェンスやガイドを設けてレール上に葉が落ちないようにしたりすることもある[34]。, 粘着の改善対策では粘着係数そのものを変えようとするが、これに対して今ある粘着を駆動力や制動力の制御で有効活用する対策も行われている。また空転や滑走が起きた時にそれを検出して止める制御も重要である。, 電車や電気機関車で従来から用いられてきた抵抗制御では、マスター・コントローラー(主幹制御器)でモーターの出力を次第に上げて運転している。この際に制御器にノッチと呼ばれる刻みがあって、その段階ごとに出力が設定されている。同じ出力では速度が上がるにつれてモーターが車輪を駆動して発揮する引張力(列車を引っ張り前進させる力)が下がっていくので、ある点でノッチを1段階上げて大きな出力にすることで再度引張力を増加させる。しかし引張力の最大値が粘着限界を超えると空転してしまうので、最大値がこれを超えないようにしなければならない。したがって図示したように引張力がのこぎり状に変化するように次第にノッチを上げていくことになる。ノッチの段階を増やして細かく制御できるようにすると、全体として平均引張力は上昇することになるので、粘着力を有効利用できる[27]。, 後により技術が進歩して、サイリスタ位相制御やチョッパ制御、可変電圧可変周波数制御が利用されるようになった。これらの制御では多段制御からさらに進んで連続的な制御を行うことができ、粘着限界を一杯に活用することができる。こうしたことから、これらの制御を利用した車両では実質的に粘着係数が向上している[27]。, 機関車のように他の車両を牽引する車両の場合、連結器に後部の車両を牽引する力が働く。この作用点の高さが、台車が車体を牽引する力を伝達する点の高さと異なると、車体そのものと台車の両方に、後方へ回転させるようなモーメントが働くことになる。これにより、台車内のそれぞれの車軸および台車間で輪重が変わってくることになる。これを輪重移動と呼ぶ。輪重が大きくなった車軸では粘着限界が大きくなるが、逆に輪重が小さくなった車軸では粘着限界が下がってしまうことになる[35]。, 輪重移動防止対策としては、台車から車体への引張力伝達箇所を下げる対策や、台車枠両側に引張棒を設置して仮想的に引張力伝達箇所をレール面上まで下げてしまう対策がある。また1台車1電動機方式の場合は逆に連結器の高さに引張力伝達箇所の高さを上げる対策もある。輪重移動によって空転が発生した場合には、以下に述べる空転滑走再粘着制御などで対処する[35]。, 空転や滑走が起きた時には、それを止める必要がある。回路の定数の選択などによって自然に空転・滑走が止まるように設計する方法、砂を撒いて粘着の向上を図る方法、動的に制御を行って空転・滑走を止める方法がある[36]。, 動的に制御を行う方式では、まず空転・滑走が起きていることを検知し、トルクを低減し、再粘着したことを確認してトルクを回復させるという処理を行う。空転滑走検知は基本的に車輪の回転速度を速度発電機やパルスセンサーなどにより計測して、これが急変することを検知している。また主電動機の端子電圧などを計測して求める方法もある。トルク制御に関しては制御方式の違いに応じて様々な方法が取られているが、近年の可変電圧可変周波数制御の電車ではほとんどがベクトル制御によっている[36]。, ここでは、機関車が最大でどの程度の客車を牽引することができるのかを計算してみる。粘着係数が0.2の状態で、100 tの機関車が牽引したとすると、引張力を20 t発揮することができる。鉄道車両の列車抵抗は、車種にもよるが動き始める時点で重量1 tあたり2 kg程度とされる[37][38]。このことから機関車自体の抵抗は0.2 t程度で、引張力の20 tから差し引いて19.8 tの力で客車を引くことができる。客車1両あたり50 tとすると、この列車抵抗は1両あたり0.1 t程度である。したがって、最大で198両の客車を牽引することができることになる。, これは、列車が動き出すために必要な最低条件を計算したものである。列車抵抗は速度が上がるにつれて大きくなるため、実際にこれだけの車両を牽引しようとしても全く速度を出すことができない。また現実的には駅の番線の長さなどで制約される。, 上記では平地にいるときの最大牽引両数を算出したが、次は12 パーミルの勾配の斜面にいる列車を想定する。12 パーミルは、1000 m水平に進む間に12 m登る勾配であるので、この勾配の角度をθと置くと、三角関数より、tan θ = 0.012である。逆算するとθ ≈ 0.687°なので、θ微小としてtan θ ≈ θ、sin θ ≈ θ、cos θ ≈ 1と置いて計算すると[39]、sin θ ≈ 0.012、cos θ ≈ 1となる。したがって、100 tの機関車に掛かる重力は、斜面平行方向と斜面垂直方向に成分を分解して考えると、平行方向が100 t × sin θ = 1.2 t、垂直方向が100 t × cos θ = 100 tとなる。このことから、斜面にいることによる輪重の減少はほとんど無視でき、引張力は平地時と変わらず20 tを発揮できると見なせる。一方で列車抵抗の変化は、機関車自体の本来持っている抵抗は0.2 tで、これに重力の斜面平行方向成分である1.2 tが加わるので、合計して機関車の列車抵抗は1.4 tとなる。同様に客車の列車抵抗も、重力斜面平行方向成分が加わって1両あたり0.7 tとなる。このことから、客車を牽引するために使える18.6 tを0.7 tで除すると26.6となり、この客車に対する最大牽引両数は26両となる。現実には軸重移動の問題が生じ空転しやすくなるために、さらに牽引可能数は厳しくなる。

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