130610
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電 車 の 運 転
第１章 鉄道の特徴
３０１． (１) 鉄道の長所と短所
決められた道＝レールを走る
長所を生かしているか
鉄と鉄の組み合わせ
走行抵抗が小さい
上り坂に弱い
曲線にも弱い
曲線と購買への対処
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３０２． (２.) 鉄道の特性を生かすために
限度内で最大の効率を
効率のよい車両を
限度いっぱいの運転
鉄道は経験工学
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第２章 発車と加速
３０３． (１) 運転士の立場から
2008/08/16
第2〜4章の初めに、運転室から見たスナップを載せています。ありふれた前面展望と思われても当然ですが、実は重要な要素を含んでいます。
今まで私が見た範囲ではどの作品もカメラの位置が運転室の中央にあるものがほとんどでした。運転室へ添乗する以上これも当然のことでしょう。
本書の各カットが他と異なるところは、カメラの位置が運転士の眼の位置にあることです。見る者が見れば判明することであり、また運転の経験者が見ると迫力が格段に違います。
どのような方法によったのか、詳細を記すことは遠慮します。職権を乱用したことは事実です。
発車の安堵
出発合図
発車
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３０４． (２) 電車の動力装置
電車を内燃者と比較して
制御帰途変速機
各種の制御方式について
直流モーターの制御
直並列制御
抵抗制御
弱め開示制御
添加界磁制御
チョッパ制御
タップ制御
交流モーターの制御
VVVF制御
[p-39〜41.]界磁を回転させる方法
磁力線の方向を順次切り換えて界磁を回転させる、と述べましたが、まともに切換装置を設けると設備費が大きくなって長所が失われます。これの解決策として三相交流を利用します。電力会社の電力網はすべて三相交流を利用しており、家庭などに入る単相交流は末端部分で三相→単相の変換を行っています。三相交流の説明は次の項です。
[p-41.]三相交流
交流は電流方向が反転すると述べました。国内では東日本が50Hz、西日本が60Hzで、統一できなかったのはドイツからの50Hzとアメリカからの60Hzが並行輸入されたためです。
反転をグラフに描くと、きれいな波型になります。サインカーブ(正弦波曲線)と呼ぶ波型です。正方向の波に続いて反方向の波が終わるまでを1サイクルといいます。
この１サイクルを無限に繰り返すことから、回転に例えて1サイクルを360度という角度で表わします。回転ですが横方向の直線に展開して図に描きます。三角関数表のサイン値を読むと、0度は0、90度は1、180度は0、270度は−1、360度(0度)は0、と図のように変化します。
どうも説明が難しく行き詰まりました。しばらく時間をください。
[2008／06／01]
交流を直流に変換する説明図で、交流1500Vを整流すると直流1500Vになるのはおかしいという指摘がありました。
確かにそのとおりで、仕組みの説明に徹するためにこのような記述になりました。交流独特の性質のため整流すると電圧が降下します。これは損失ではありません。また電流が流れることにより直流と同じように損失による電圧降下が発生します。
すべての機器でこの損失を説明すると、スペースが増えるとともにかえって複雑で判りにくくなるので単純説明で割り切りました。その意味では説明図であり、厳密にいえば正確でない点も含んでいます。
JRの485系などでは、整流器に入る交流電圧を1820Vに設定しています。定格電流が流れたとき整流器を出た直流が1500Vとなるように逆算されました。このように320Vが失われますが、交流の特性によるもの(損失ではない)と整流による損失の合計です。
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３０５． (３) 空 転
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３０６． (４) 動力装置の大型化
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３０７． (５) 輪軸方式
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３０８． (６) 踏面の整正
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３０９． (７) 運転士のノッチ指令
ノッチの実例
ノッチ戻し
電流値制御
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第３章 走る-駅から駅まで
３１０． (１) ノッチオフと運転時間
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３１１． (２) 惰 行
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３１２． (３) 運転途中での停止
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３１３． (４) 運転士と乗務線路
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３１４． (５) 走行抵抗
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３１５． (６) 速度制限
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３１６． (７) ランカーブ
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３１７． (８) 電力が電車に届くまで
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第４章 止まる
３１８． (１) ブレーキと運転士の心理
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３１９． [コラム] 旧型貨車のブレーキ
コラム:旧型貨車のブレーキ (p-107.)
貨車を貸車としたミスプリントがありました。指摘を受けるまで気がつかなかった所で、本人の検閲は文字を読まず文を読むからでしょう。ありがとうございました。
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３２０． (２) 滑走と粘着係数
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３２１． (３) ブレーキの三重システム
[p-118〜128.] ブレーキ制御方法による分類
中継弁方式
各方式の模式図において、ブレーキシリンダーへの給気は制御弁など各制御システムからと記していますが、これは概念説明図であって実際は次の中継弁を介しています。
制御弁などは精密機器です。ブレーキシリンダーへの給気・排気を担当すると大形となって製作と保守の費用が大きくなります。また大形化しても給排容量は十分とはいえません。
このために中継弁を設けて、制御弁からの圧力空気は中継弁に指令圧力を伝えるのみとします。中継弁は指令圧力に応じて元ダメの圧力空気をブレーキシリンダーに給気・排気しますが、専用機器なので容量も動作速度も大きく俊敏な動作が可能となります。
ブレーキシリンダーへの空気源として元ダメが必要になりますが、元ダメは各車に貫通しているので不足することなく使用できます。
旧い形式では、中継弁がなく制御弁から直接供給なので動作速度が遅く、補助ダメへの給気時間が長く必要で不便を感じていました。電車では72系以前の形式が該当します。
なお、予備ブレーキは元ダメ圧力がなくても作用する必要があるため、中継弁を経由せずにブレーキシリンダーに直接給気します。
[p-125.]貫通ブレーキ
運転士以外からも貫通ブレーキが使用できる説明について、客室に装備した例はまだ聞いていない、と記しましたが、西武鉄道に存在するという情報をいただきました。ただし古い形式なのであと数年後には見られなくなるだろうとのことです。
こういう設備がいたずらに遭わずに残っているのですね。よき時代の名残のような気がします。
(2009/04/30) 停車中などのブレーキ手配について
JR東海の名松線で無人車両の逸走事故があったと報じられました。少し前にも同じ個所で同じ事故があったと記憶しています。
留置する車両は無動力となるため圧縮機が停止し、ブレーキ用の空気圧は留置中に低下して0になります。すなわちブレーキ不能の状態となります。
この対策として手ブレーキと歯止めが使用されています。手ブレーキはブレーキシリンダー押棒に繋がっているためシリンダー1基の古い形式では1両の全軸を制動していましたが、最近の形式は車輪ごとにシリンダーを持つので1両の1／8を制動するに過ぎません。長い編成で本当に気休めです。
このため、歯止めを車輪に使用するのが原則になっています。歯止めはそのまま起動すると脱線しますから安全のためには完璧です。ただし歯止め取り外しを忘れて脱線する事故も長い伝統を持っているので、平坦な場所では手ブレーキで間に合わせたいというのも本音です。
今回の事故は報道によると入換中に発生したようです。そうならばブレーキ用の圧力空気があるのですから運転士のブレーキ操作が問題にされることでしょう。ただし運転士の手抜きなのか、そういう操作を義務付けていなかったのか、判断の材料がありません。
「電車の運転」の118ページ以降に説明しましたように、ブレーキは貫通ブレーキ(トラブル時にブレーキが作用するフェールセーフ構造)と常用ブレーキ(トラブル時にブレーキ不能となるフェールアウト構造)を併用する形式がほとんどです。ふだんは常用ブレーキによって運転しますが緊急時には直ちに貫通ブレーキを使用することが可能という前提によっています。
入換作業で降車するとき貫通ブレーキを使用せずにいると、電源ブレーカーが落ちたのみで全車のブレーキが緩むことになり、勾配であれば車両は転動を始めます。想像をたくましくするのは当事者に失礼なので、システムの説明としてお読みください。
この取り扱いについては厳格に指導している現場と反対のところがあり、どこかで綻びが生じたものと推定します。
私の乗務線区でワンマン運転が始まったとき、客室の料金箱に対応しているときのブレーキ扱いについて論議がありました。
私たちの常識では、運転士席を立つ時はマスコンをロックする、運転室から出るときは貫通ブレーキを使用するという考えでした。厳しく注意されなくても当り前のこととして行っていました。
東京地区のJRでは205系が退避などのときもこまめに貫通ブレーキに切換えるのを見ています。名古屋鉄道の知人からはこの指導が厳格で面倒でかなわんという話を聞いたことがあります。
ワンマンでお客様の応対をするときは当然貫通ブレーキを使用して行うものと思っていたら、貫通ブレーキを省略し常用ブレーキのままでよいという業務指示が出ました。貫通ブレーキの使用と緩めに要する時間がないからという理由です。105系ではそれぞれ5秒以上の時間がかかりますから無駄には違いありません。
ワンマンでは運賃のことで話が行き違うことがあり、ホームまでお客様を追いかけて説明することも度々ありました。運転室に戻ってから貫通ブレーキを使用していないことに気づき、冷汗を流した経験談をいくつも知っています。
このとき先の例えのようにブレーキ電源のブレーカーが落ちるような現象があれば全車ブレーキ不能となって緩みます。勾配区間ならば直ちに逸走を始めます。
JR西日本が効率を重視してこの指示を出したのが適切だったのか、この問題はどのように改善されたのか、退職後9年を過ぎた私には想像する術がありません。ひょっとして全く進歩がないのかとも想像して胸を痛めています。
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３２２． [コラム] 車止まで20m
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