山手線について

質問

山手線について質問させて頂きます。
私は地方に住んでいて、先日息子を連れて東京に来ました。
そこで息子に聞かれて気になったのですが、

「環状の山手線に乗っていれば、本当に周り続けるのでしょうか？（息子に山手線の先頭車両に乗って何周もしながら景色を眺めたいと、せがまれました）」

「なぜ揺れがないのか？（地元のローカル線はガタンゴトンと揺れるのに、山手線では殆どそれを感じませんでした）」

「電車はレールの上に車輪がほんの少しだけ乗っているだけだとうかがいました。なのに、なぜ脱線しないのでしょうか」

全て息子に聞かれて、回答になやんだものです(^_^;)

お時間ある時でよろしいので、どなたか教えて頂けましたら嬉しいです。

回答No.5

pcg02

結構な鉄道マニアが回答いたします。
なお、()内でわからないもの、記述内でわからない専門用語がありましたら、たいていはウィキペディアなどで調べていただければ詳しくわかるので、興味があるようでしたら調べてください。
>環状の山手線に乗っていれば、本当に周り続けるのでしょうか
すでに多くの方が書かれているように、同じ方向で回り続けます。
朝や夕方の運転本数が増えたり減ったりすることであまりまわらずに大崎、または池袋で回送となるものもありますが、基本的には結構回ります。1周は現在、車両が新型(E231系-500番台)になって、保安装置(福知山線脱線事故で有名になった、ATSなどのことです。山手線はかなり前からATCというものです)が新型(D-ATC)に更新されて60分になっていると思います。
　さらに、途中で逆方向の運用に入るということも、現在はなくなっています。何か特別な場合(車両故障や人身事故など)に、元から回送となるところから逆方向に入ることも考えられないわけではありませんが、これは予備の車両がなくなったときなどだけでしょうから、実際にはないでしょう。
　さらに現在は2日続けて同じ方向の運用に入ることも例外を除いてありません。鉄道の車両というのは、一部の編成の酷使などを防ぎ、寿命を平均化するために運用をシフトします。もちろん、故障、検査、運行障害などで外れたり、入れ替わることもありますが。
以上から、最低でも5週程度はできると考えていいでしょう。運が悪くなければ、ですがｗ
>なぜ揺れがないのか
ほかの方が書かれているように路線の整備状況がかなりいいからです。
日本の鉄道はそもそも整備が世界最高水準で、その中でも最高の部類に入るのが山手線ですから、世界最高の整備状況といえます。
ロングレールも大部分で使っています。
地方でも、JRは最近はロングレールの採用が進んでいますが、小さな私鉄などはまだまったくされていないのが現状です。ロングレールは、つなぎ目がなく、路盤への衝撃も小さいのでメンテナンスが少なくてすみます。また、車両自体も最新で特に軽いものですので、路線がゆがみにくいんですね。
　さらに、これはほかの方は書かれていませんし、地元のローカル線、がどこに当たるかわからないので、その車両がどんなものかわからず、言い切れるわけではないのですが、山手線を走っている車両(E231系)を含めて、ここ20年ほどの車両はバネに空気ばねと言うものを使っています。さらに、ボルスタレス台車、というものを使っています。
山手線は前の205系からそうでしたが、E231系ではさらに改善されたものを使っており、これは低コストで軽く、メンテナンスフリーでさらに乗り心地もよいというものです。なので、ポイントやジョイントの衝撃もほぼ100％吸収できるので乗り心地がいいのです。
それ以前のコイルバネというものからは比べ物になりません。加速原則時の衝撃も大幅に緩和されます。また、モータも、それを制御するものも最新のもの(モータ：三相交流モータ　制御：VVVFインバータ制御)で、発車、加速、減速のときの衝撃は滑らかなのです。

これらから、ゆれは少ないのです。音(ジョイント音)がしないのは単純にロングレールだからですが、質問者様が地元のローカル線の車両と比較された場合差があるのは、車両の差も大きいと思います。もっとも、すでに書いたようにどこのことかわからないのでそれは言い切れませんが。

>電車はレールの上に車輪がほんの少しだけ乗っているだけだとうかがいました・・・

これは、脱線係数などの力学的に説明可能なのですが、私もすべてはわかりませんし、すみませんが説明できません。説明されても私ならわかりませんがｗ
　結局のところ、説明可能なのは、あくまでもあとから後付したもので、はじめはたまたまできたのです。
　脱線などとは違いますが、なぜ滑らないか。これも結構難しいんですよ。力学的にはもちろんですが、実際にも。よく、鉄道は車でたとえると、つるつるの氷の上をノーマルタイヤで走るようなものだ、といわれます。すべるか滑らないかのぎりぎりのところなのです。これは、以前から苦労してきました。最近の車両に限って言うと、軽量化されたため滑りやすくなっているのですが、前記のように制御をVVVFインバータとしたことなどから滑りにくくなり、ブレーキ制御に関しても滑走を防ぐ工夫がされています。これにより、今日の高加速、高減速が実現されたわけです。すごいですねｗ

以上、長々と失礼しましたが、回答、回答に対する補足です。