動力集中方式

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動力集中方式の列車の例(フランス国鉄 TGV Duplex)。先頭車は運転席と動力部分しかない。

動力集中方式(どうりょくしゅうちゅうほうしき)とは、列車が1または2両程度の動力車車両内部に客室・荷物室等が全くない、または半分程度かそれ以下の機関車)によって牽引(または推進)される方式のことである。日本では貨物列車を除いて数を大幅に減らしているが、世界中の多くの鉄道を走る列車のうち、貨物列車はほぼ全てこの方式で、旅客列車もこの方式によるものが多い。

動力集中方式を採用している旅客列車の例として、日本のブルートレインやフランスのTGVなどがあげられる。

対をなす方式は動力分散方式である。

長所と短所[編集]

動力分散方式に比して述べる。

長所[編集]

  • 車両増備のコストが廉価である。
    • 編成が長い場合、コスト的に有利になる。過去の日本の研究では次のように算定されたことがある[1]
  • 客車貨車当たりの有効積載量に優れている。
  • 車両のメンテナンスに労力を要しない。
  • 客室での騒音振動が少ない。
  • 客車に走行機器がないため、柔軟に増結・減車ができ、2階建車両の導入も比較的容易。
  • 機関車の交換により、異なる電化方式の区間や非電化区間への乗り入れが容易で、国際列車の運行にも適する。
  • 正面衝突時でも乗客被害を軽減できる(機関車が先頭にある場合)

短所[編集]

  • 列車重量(軸重)が動力分散方式より重い。
    • 動力車(機関車)が極端に重く、客車が逆に軽くなる。また、機関車の重量ゆえに、地盤の軟弱な地域での高速走行では振動の問題が発生する。
  • 原理的に全体の牽引力が許容軸重と機関車の動軸数で制約されるため、起動加速度が動力分散方式より悪くなり、特に上り勾配(上り坂)では動力分散方式に比べて速度を出しにくい。動力分散方式#長所も参照。
  • (動力分散方式の中でも電車に限定して比較した場合)回生ブレーキを有効に用いることができない。
    • 電気機関車の場合、機関車には回生ブレーキが搭載されている場合が多いが、多くの客車・貨車には搭載されていない。そのため、編成全体では空気ブレーキ主体で停止するので、エネルギーの無駄が多く、ブレーキシューの消耗などの問題も出る。日本の場合は、曲線(カーブ)や下り勾配(下り坂)、高速通過困難な分岐器などが多く、ブレーキ操作を多く必要とするため、なお一層不利である。
  • 日本式のワンマン運転が困難である。
  • 終着駅スイッチバックで折り返す際、機関車の交換や機回しが必要。

プッシュプル方式[編集]

オーストリア連邦鉄道のプッシュプル列車
大井川鐵道のペンデルツーク式のプッシュプル列車
DD51形によるプッシュプル列車

動力車を両端に組成するか、運転席を設けた制御車と動力車を組み合わせる方式。両端に運転席を配することで短所の一つとされる「折り返し運転を行う際の、機関車の交換・機回し」が解消される形となる。

本来のプッシュプルとは後者の形式を指すが、後に高出力といずれの方向にも安定して高速走行を行うという目的で両端に動力車を連結した前者の形式が考案された。ドイツ語圏では後者の方式による列車を左右に行き来する様子から振り子に喩え、「ペンデルツーク」 (Pendelzug) と称する(「振り子式車両」とは意味が異なる)。英語では前者のうち特に、先頭の動力車のみ動作する方式をトップ・アンド・テイル (en:Top and tail) と呼ぶ。

前者は、主に欧州高速列車TGVICE 1ETR500インターシティー125など)が採用している。列車の両端を動力車にして客車を挟み込むようにしており、10両であれば実際に乗客を扱えるのは8両分だけであるため動力分散型よりも定員は少ない。

後者は、欧州および米国各地の都市圏普通列車を中心に採用されている。動力車を遠隔操作するという点では動力分散方式に近い形を採るが、制御できる機関車は限定される。一般には動力車の協調運転と同じである。力学的に不安定で高速運転には向かないが、スウェーデンX2000ドイツICE 2イギリスインターシティー225など最高速度200km/hで運行している例がある。ただしこれについては、ヨーロッパの車両は連結面に緩衝器(バッファ)を装着しているため日本の列車より安定しやすいという車両的な条件の差もある。

日本では後者の方式が大井川鐵道井川線の全列車、釧網本線富良野線で観光用トロッコ列車「ノロッコ号」や京都市嵐山にある嵯峨野観光鉄道のトロッコ列車などに見られる。

またJR東日本215系電車JR貨物M250系電車は動力分散方式であるが、前後に2両ずつの動力車を集中配置しており前者の方式に類似した点もある。

プッシュプル方式では動力車の客車寄りの半分程度またはそれ以下の部分を機器搭載スペースとせず客室・荷物室等を設けている場合もあり、その例には韓国の「セマウル号」 (DHC) 、往年の西ドイツTEE用車両であった西ドイツ国鉄VT11.5型気動車が挙げられる。

脚注[編集]

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  1. ^ 鉄道ピクトリアル』785号 P.10 - 12。