車両限界

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トンネルの大きさが列車の最大サイズを決定する

車両限界（しゃりょうげんかい）とは、全ての鉄道車両や自動車が従わなければならない、車体断面の大きさの限界範囲のことである。しばしば最大の幅と高さのことであると考えられがちであるが、実際にはトンネルや橋、鉄道の場合であれば第三軌条やプラットホーム、信号設備、ラック式鉄道のラックなどの高さや位置、形などに応じて、多くの要素に対して大きさが決められている複雑な形状が定められている。国によって車両限界は異なっており、同じ国の中でも鉄道会社や路線によって異なっている。地下鉄は、一般的な鉄道に比べて小さなトンネルを許容して建設費を抑えるために、小さな車両限界を採用することが多い。その場合、地下鉄の車両は地上の線路を走行できても、その逆はできないことになる。

鉄道の専門家は、単なる静的な車両の形状だけではなく、サスペンションの伸び縮みやカーブでの車体の内外へのはみ出し（偏倚（へんき）という）、車体の振動など、車両の動的な動きを考慮することが普通である。

車両側の最大断面範囲を決定するのが車両限界であるのに対して、周辺の建物や構造物の最小断面範囲を決定するのが建築限界である。車両限界と建築限界の間には、前述の車両の動的な動きを考慮し、さらに工学的な余裕を含めたクリアランスが必要となる。

[編集] プラットホームの高さと列車の床の高さ

プラットホームの高さと列車の床の高さの違いは、車両限界と建築限界の間で問題が表れる典型的な点である。高さの違いは、旅客の安全と列車運行の効率に大きな影響を与える。ステップが取り付けられていると旅客の乗降が遅くなる。車両限界と建築限界に大きな差があると、ホームと列車の間に隙間ができ、これも旅客の乗降に影響を与える。異なる車両限界・床面高さの車両が同じホームを使う場合、特に問題は大きくなる。

[編集] 鉄道の車両限界

路線によって異なる車両限界を利用している例。ロンドン地下鉄では2種類の車両限界の車両を使用している。左のメトロポリタン線の列車が右のピカデリー線の列車をレイナーズレーン駅で追い抜いている様子

車両限界は世界各国で異なっている。標準軌の鉄道でもっとも小さな車両限界はロンドン地下鉄のチューブで使われているもので、もっとも大きな車両限界は英仏海峡トンネルで使われているものである。

鉄道の発祥の地、イギリスの主要路線では、初期の技術者が将来大きな列車が必要とされることを予測できず、また初期には鉄道施設を建設するために大きな技術的困難に直面したため、車両限界はかなり小さなものとなっている。ヨーロッパ大陸では多くの路線でベルン・ゲージ（Berne gauge）で定められたいくらか大きな車両限界に沿っている。北アメリカではこれよりもさらに大きい。ロシア（旧ソビエト連邦諸国・フィンランドを含む）や中国の車両限界もとても大きい。一方スカンジナビア半島の他の国はこの中間である。

[編集] 日本

車両限界という用語は、鉄道に関する技術上の基準を定める省令（平成13年12月25日国土交通省令第151号）第64条にある。設定目的は、車両が線路上を安全に走行できるためにその幅、高さ等の数値を制限することである。具体的な数値は、その線路を走行する車両の構造や軌道構造によって異なり、鉄道事業者によっては路線ごとに異なる車両限界を設定することもある。

例として、JRの新幹線と在来線、東京地下鉄（東京メトロ）の銀座線と半蔵門線などが挙げられる。

JR在来線は狭軌を採用しているが、ヨーロッパの標準軌の鉄道と比べても遜色のない車両限界を採用しており、最大幅は3,000 mm、最大高は4,100mmとなっている。

新幹線においては、最大幅は3,400 mm、最大高は4,500mmとなっている。

民鉄では、古くから貨物輸送を行ってきた会社では国鉄との貨車のやり取りの関係などで国鉄と規格が揃えられていることが多く、一方で関西私鉄などを中心に、路面電車から都市間電車へ発展した（インターアーバン）関係から標準軌を採用しているにもかかわらずJRより車両限界が小さい例もある。

また、JRにおいても、中央本線のように、民間の手で建設され後に国有化という成立の過程から車両限界が他線よりも小さく、入線可能な車両に制約のある場合も存在する。

[編集] 東アジア諸国

日本以外の東アジア諸国、中国、朝鮮民主主義人民共和国（北朝鮮）、大韓民国では、主要幹線で最大幅3,400 mm、最大高さ4,500mmとなっている。これは新幹線と同じ値である。

[編集] イギリス

イギリスの車両限界は、幅9フィート（2,743 mm）、高さは側面で11フィート（3,353 mm）、車体中央で13フィート6インチ（4,115 mm）である。プラットホームの高さ以下（3フィート6インチ（914 mm）以下）では、車両の幅は8フィート8インチ（2,642 mm）に制限される。ヘイスティングス線（Hastings Line）などこれより狭い車両限界の路線もある。

現在イギリスで使われている車両限界は、Wで始まる記号で分類されている。W6aからW12まであり、W6a（正式にはブリティッシュ・レールW6）はイギリスの鉄道網のほとんどの場所で走行可能な車両限界である^[1]。車両限界の拡大に関する戦略が2004年に採択されている^[2]。

[編集] ヨーロッパ大陸

ヨーロッパ大陸のベルン・ゲージでは、幅は10フィート2インチ（3,150 ;mm）、高さは側面で10フィート5インチ（3,175 ;mm）、車体中央部で14フィート0.5インチ（4,280 mm）である。これは半径250mのカーブでの許容断面である。ドイツなどではこの限界であるが、一方スイスやイタリアのようにこれより若干大きな限界を採用している国もある。

[編集] 北アメリカ

北アメリカでは一般的に使用されているダブルスタックカーが最大の車両限界高さを必要とする

北アメリカで貨車に適用されている車両限界は、アメリカ鉄道協会（AAR）の定めた標準に基づいている^[3]。もっともよく使われている標準はAARプレートBかAARプレートCであるが、これよりさらに高い車両限界も、ダブルスタックカーや車運車の運行を可能にするために選択された特定のルートに対して適用されている。

[編集] 貨物輸送

AARプレートBでは、高さ15フィート1インチ（4,597 mm）、幅10フィート8インチ（3,251 mm）で台車の間隔（ボギーセンター）は41フィート3インチ（12.573m）と定められている。ボギーセンターが41フィート3インチより長くなるにつれて、AARプレートB-1のグラフに従って幅の限界が狭められる。AARプレートCでは高さ15フィート6インチ（4,724 mm）、幅10フィート8インチ（3,251 mm）、ボギーセンターは46フィート3インチ（14.097m）と定められている。ボギーセンターが46フィート3インチより長くなるにつれて、AARプレートC-1のグラフに従って幅の限界が狭められる。

技術的にはプレートBが今でも多くの路線で最大で、プレートCはかなり制限されている。しかしながら、高さ18フィート（5,486 mm）のピギーバック輸送車両、大型の有蓋車に始まり、後には車運車、航空機部品輸送車両や高さ20フィート2インチ（6,147 mm）のダブルスタックカーなどが登場するにつれて、プレートCよりもさらに高い車両限界で設計される路線が増えている。これらの高さ方向に限界を緩和した車両も、幅方向はプレートC-1で規定されている。15フィート1インチの高さを許容できないロングアイランド鉄道、メトロノース鉄道（Metro-North Railroad）、アムトラックの北東回廊（Northeast Corridor）などでは特別な高さの限界が適用されている。

[編集] 旅客輸送

北アメリカの旅客車両では標準で幅10フィート6インチ（3,200 mm）、高さ14フィート6インチ（4,420 mm）、連結器面間85フィート（25.908m）、ボギーセンター59フィート6インチ（18.136m）、または連結器面間86フィート（26.213m）、ボギーセンター60フィート（18.288m）が適用されている。1940年代から1950年代にかけて、西部で高さは16フィート6インチ（5,029 mm）まで拡大され、ドーム付きの車両やスーパーライナー、2階建て車両の運行を可能にした。アムトラックの北東回廊、特にニューヨークのペンシルベニア駅では2階建て車両は入線できないが、14フィート6インチ（4,420 mm）までの高さの車両ならば入線できる。メトロノース鉄道やロングアイランド鉄道では、レール面上10インチ（254 mm）の位置で、第三軌条に取り付けられた安全カバーが建築限界を狭めているため、レールの高さから、面上11インチ（280 mm）までの高さの範囲で車両限界に制限がある。この制限は第三軌条方式の通勤路線に本線の客車や貨物列車が走行する区間に適用される。

全ての路線が標準の車両限界に沿って建設されるとは限らない。多くの狭軌鉄道では、建設コストを抑えるためにとても小さな車両限界を採用している。車両限界の選択は、建設と保守のコストと車両の大きさ、つまり輸送容量を秤にかける重要な技術的な決定であり、しばしばフェアリー式機関車のような特殊な解決策を採ることもある。

[編集] 南アフリカ

南アフリカでは、1,065mm狭軌（ケープゲージ）が採用されているが、車両限界は日本と同様に大きく取られており、主要幹線では最大幅は3,048mm、最大高さは3,962mmである。

[編集] 車両限界表

各国の車両限界の値を表にして示す。その国で全国的な鉄道網を形成している路線において、もっとも一般的とされる値を示す。

[編集] 道路の車両限界

道路において「車両限界」という用語はないが、車両制限令（昭和36年7月17日政令第265号）や道路運送車両の保安基準（昭和26年7月28日運輸省令第67号）において、車両の幅、高さ等の限界値を定めている。ただし、道路交通の安全性とともに道路構造保全も目的とした数値であり、鉄道の車両限界の概念とは若干相違している。

[編集] 脚注

1. ^ Rail Safety and Standards Board, Guidance on Gauging, October 2004
2. ^ Strategic Rail Authority Gauging Policy, undated but probably 2005
3. ^ Car and Locomotive Cyclopedia Of American Practice

[編集] 参考文献

• 久保田 博「鉄道工学ハンドブック」グランプリ出版 1995年 ISBN 4-87687-163-9 pp.148 - 149

[編集] 関連項目

• 集電装置
• 連接台車
• 軸重
• 建築限界測定車

[編集] 外部リンク

• EU High Speed Rail Rolling Stock Standards （英語）（PDFファイル）
• Berne and all that (1992 diagram of European loading gauges) at crowsnest.com （Internet Explorerでは正しく表示できない、図も正しく表示されない） （英語）
• AAR "plate" loading gauge diagrams compared to UIC (pdf & Autocad) （英語）
• Railway Loading Gauges at Joyce's World of Transport Eclectica （英語）
• Loading Gauges at The Self Site （英語）