空転

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普通鉄道の線路

空転（くうてん）は、鉄道車両や自動車等の車両において、車輪（駆動輪）が1回転しても車両が車輪の1周分の距離を進まなくなること（空回り）をいい、車両の正常な運行に支障を来たすことである。自動車等では空転も滑走も車輪と路面とのグリップが失われる点で共通することから、スリップと呼ばれることが多い。

[編集] 概要

鉄道や自動車など陸運車両では、車両側の駆動力や制動力が車輪を介してレールやアスファルト舗装に伝わることにより力行（加速）やブレーキ（減速）が可能になり、安全に走行することができる。走行には車輪とレールあるいは舗装との間の摩擦力が作用しているのであって、摩擦力が車輪の駆動力に負ける状況になると車輪は空転してしまう。

[編集] 鉄道車両

鉄道車両の場合は車輪もレールも鉄であるためもともと摩擦係数が小さく、空転が発生しやすい宿命にある。それが、少ないエネルギーでも大量輸送が可能な所以であるが、裏を返せば高性能電車も適度な摩擦係数があればこそ、充分な性能を発揮することができる。

[編集] 要因

車輪とレールが、ともに鉄である鉄道車両は、その間に雨などの水分やレール自身の錆・雑草・落葉・時にはムカデ類などの害虫が介在することにより摩擦係数が大幅に低下し空転を発生させる。大都市圏では列車密度が高く編成も長いためレール踏面が常に磨かれた状態になるので、始発列車を除けば空転がさほど問題となることはないが、もともと列車本数が少なく短編成が多いローカル線では大問題となる。時には要因が複合することがあり（霜や朝露とそれによるレールの錆、さらに車輪により踏み砕かれた雑草・落葉などにより）レール踏面がグリス状物質に覆われて摩擦係数が0に近くなり正常運行が妨げられる。

[編集] 被害

鉄道の場合、列車が上り勾配で立往生すれば後続列車（単線では対向列車にも）へ列車遅延などの影響はさけられないが、他にもレールの同じ部分が車輪に削られることによる「レール穴」の発生や気動車では液体変速機のオーバーヒート、電車ではモーターに過大な電流がながれる等、線路故障から車両故障にまでつながる厄介な問題を引き起こすのである。

[編集] 対策

ソフト面では運転士がノッチ戻しや刻みノッチで対応する。ハード面では古くからレール踏面への撒砂（砂をまくこと）、最近ではセラミック噴射等が有効な手段として取られている。これは自動車も同じで凍結しやすい坂道には撒（ま）き砂が道路脇に置いてあることがよくある。しかし機関車類は別として鉄道車両すべてに砂撒き装置が搭載されているわけではなく鉄道事業者を悩ませ続けている。

[編集] 自動車

自動車では、ゴムタイヤとアスファルト舗装の摩擦係数がもともと大きいため、故意にやらないと空転しにくいが、凍結路や圧雪路では似たような状態になる。

[編集] 要因

• 外部環境要因
  • 温度

    タイヤには良好なグリップを発揮する作動温度がある。夏用のタイヤを寒冷地で使ったり、冬用のスタッドレスタイヤを夏場に用いたりすると、タイヤの作動温度範囲を外れることになり、グリップ力が低下し、甚だしいときにはタイヤの空転を招く。

  • 水の存在

    タイヤと路面との間に水が存在するとグリップ力が低下し、甚だしいときにはタイヤの空転を招く。また、タイヤの溝が浅い時にも空転しやすくなる。

• 車両要因
  • デファレンシャルギア

    自動車ではカーブを曲がりやすくするためにデファレンシャルギアを装備しているが、ステアリング角いっぱいに切る時などには内側のタイヤはほぼ停止し外側のタイヤは空転することになり、駆動力が伝わらなくなってしまう。また、左右どちらかの駆動輪が空転すると他の駆動輪に動力が伝わらなくなる。

  • 急加速・急減速・急制動

    急加速・急減速・急制動など「急」のつく動作をすると、タイヤのグリップが不足しタイヤが空転することがある。

[編集] 被害

最も影響の大きい被害は交通事故である。また、交通事故に至らずとも、道路上で立ち往生することになれば交通渋滞を招くことがある。

[編集] 対策

• 滑り止めの利用

  積雪時にはタイヤチェーンやスタッドレスタイヤを装着する。

• 適正なタイヤの選択

  作動温度範囲を考えて、季節に合ったタイヤを選択する。また、タイヤの残り溝にも留意する。

• リミテッド・スリップ・デファレンシャルギアを搭載する

  車両によっては、デファレンシャルギアの作動を規制するリミテッド・スリップ・デファレンシャルギアを搭載できるものがある。泥濘や荒地などを走行する車両にはリミテッド・スリップ・デファレンシャルギアを搭載していると、車輪の空転から脱出することが容易になる。

• トラクションコントロール制御を搭載する

  車両によっては、車両の空転を防止するトラクションコントロール制御を搭載できるものがある。また、ブレーキ時の空転を防ぐためのABSを搭載できる車種もある。

[編集] 意図的に行う場合

• ドラッグレースなどのスタート時、リアタイアを空転させるときがある。この行為をバーンアウトと言い、リアタイアを摩擦によって溶かし、タイヤの表面や路面をネバネバにしたり、タイヤ自体をやわらかくしてグリップ力をあげるために行う。FR車の場合ブレーキをフロントだけに利かせるようにするラインロックというパーツが必要な場合が多い。

[編集] 比喩

• 国会などの議会において審議が中断したまま進まず、会期を浪費することを「空転」と呼ぶ場合がある。
• 何かに張り切りすぎてかえってうまく行かない、やる気ばかり空回りしているような場合も「（やる気が）空転した」などと言う。

[編集] 関連項目

• 滑走
• 空走

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