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波打ち車輪──鉄道車両の車輪が「波模様」になっているのはなぜ?

突然ですが、みなさんは鉄道車両の車輪を間近でジックリ眺めたことはありますか? 車両が停まっている状態で、です。

「ない」という人がほとんどだと思います。駅に停まっている状態では、車輪はホームに隠れて見えませんから。

円盤の表面に「波模様」が打ってある車輪

では、車輪の写真を見てみましょう。ふみとつさんが運営する『快速の部屋』から拝借しました。いつもお世話になっております。

おわかりでしょうか?
この車輪、円盤の表面はCDやDVDのように滑らかではなく、波模様になっています。亀○製菓のまがりせんべいみたいになっており……いや、違うか(笑)

これは「波打ち車輪」と呼んだりするのですが、なぜ、車輪の円盤に波模様を打っているのでしょうか? モノづくりに携わっている人なら、わかるかもしれません。

これは強度をアップさせるための措置です。波模様にすることで強度がアップ。例えとして適切かどうかわかりませんが、トタン屋根が波打って強度を確保しているのと同じようなものだと思います。

強度アップ → 厚みを薄くできる → 軽量化

強度をつけるために、波模様を打っている。これだけだと「ふーん」で終わりそうなので、もう少し踏み込んでみます。

車輪の強度をアップできるとは、どういうことか? 車輪の厚みを薄くできるということです。

車輪を薄くできるとは、どういうことか? 重量を減らすこと──軽量化できるということです。

だからなんだと思うかもしれませんが、車体を軽量化することでメリットが生まれます。

まず、加速やブレーキがよくなります。反対に、車両が重いと加速に必要なエネルギーは増えますし、ブレーキも効きにくくなる。これは体感として理解できますよね。

また、車両が軽量化すると、線路へ与える負担も軽くなります。反対に、車両が重いと線路へのダメージも大きくなり、保守点検のコストも増大します。これも直感的に理解できるでしょう。軽自動車とダンプカー、どちらが道路をより傷めるか? と同じです。

もちろん、車輪だけを軽量化しても効果は薄いでしょう。といっても、部分部分の肉をコツコツ削ることが全体の軽量化につながりますから、バカにしてはいけませんね。

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