鉄道の大敵「坂」 そこに挑む工夫とは 上るだけでなく下るのも大変

2020年11月、福島県と山形県の県境付近のJR奥羽本線で、列車が坂を上れなくなるトラブルが相次ぎました。ここは急勾配が続く昔からの難所。そこに落ち葉が積もったのが原因ですが、坂を克服する鉄道の工夫に何があるでしょうか。

スイッチバックしたり機関車が牽引したり… 板谷峠は難所

 福島県と山形県の県境、JR奥羽本線の赤岩~板谷間で2020年11月、列車が坂を上れなくなるトラブルが相次ぎました。同区間は板谷峠に向かう途上にあります。報道によると原因は、上り勾配の線路に積もった落ち葉で車輪が空転したためとされています。トラブルを防ぐため、同区間を含む庭坂~米沢間はダイヤを変更して運転されました。

Large 201214 hill 01
JR篠ノ井線の勾配区間を行くE127系電車(2018年5月、草町義和撮影)。

 板谷峠を含む区間の勾配は約33‰(パーミル:千分率。水平で1000m進んだ時に33mの高さを上る)。角度にすると約1.8度です。ほとんど平らのように思えますが、鉄の車輪が鉄のレールの上を小さな接地面だけで転がる鉄道にとっては大変な勾配です。同区間は最大38‰の勾配も存在するほか、20km以上にわたって坂が続きます。ちなみに、日本の鉄道は原則として25‰が限度とされ、やむを得ない場合にそれより急な勾配が設けられます。

 そのような板谷峠は鉄道にとって「難所」です。かつては進行方向を変えながらジグザグに進むスイッチバックが板谷峠付近の赤岩~大沢間の4駅で行われていました。高速化を図るため、蒸気機関車やディーゼル機関車よりもパワーのある電車が走れるよう戦後すぐに電化されたほか、峠越え区間専属の電気機関車であるEF71形まで製造され、ここを通る特急列車などに補助で連結されたほどです。

 難所を克服するために鉄道は、ほかにどのような工夫を凝らしてきたのでしょうか。

 かつての蒸気機関車は、上り勾配でレールに砂を撒いて走行していました。こうすることで車輪とレールの摩擦力を高め、空転を防いだのです。現代はセラミック粉を噴射するのが一般的で、上り勾配での滑り止めのほか、ブレーキ時は停止距離の短縮にも寄与します。

【写真】難所「碓氷峠」で“電車”を牽引する専属電気機関車EF63形

最新記事

道路交通情報(外部サイト)

  • 「最新の交通情報はありません」

コメント

7件のコメント

  1. 奥羽線で滑ったのはどの電車でしょうか、比較的再粘着性能に優れるとされる701系でも登れなかったでしょうか。雪が積もった場合ですと軽いブレーキをかけながら「力行」するということをしている電車もあるようですが。

    • 山形車両センター所属の719系、5000番台で、クモハ719とクハ718の1M1T、2両編成です。

  2. 事実誤認が……………

    板谷峠電化で電車が走り始めてなどいない
    機関車が蒸気機関車から電気機関車に変わっただけ
    電車が走り始めたのは かなり時代を下った、電化方式が 直流→交流化 されてからの 特急や急行のみ
    その後も各停は 交流電気機関車+客車 の形態のままで 山形新幹線化を迎える

    また特急電車に補機が付いたのは 食堂車やグリーン車2両組み込みなどでMT比の悪かった初期の つばさ のみ
    8M4T 6M3T などの比率となった後期には補機不連結

    板谷峠区間にあったスイッチバックの役割は 峠を登るためのもの ではない
    峠に登る急勾配区間に 駅や信号場を設けるため のもの
    停まる必要の無い列車はスイッチバックを使わずに通過

    箱根登山鉄道のように 狭い場所で一気に高さを稼ぐ ためのものは国鉄では極めて少数派

    スイッチバックを 登るための手法 というのは ほぼ間違い

    碓氷峠で電車を牽引…
    半分正しいが半分間違い

    169系 189系 489系といった 協調運転対応車 では、EF63に任せきりではなく自車のモーターも回して登坂
    EF63任せで碓氷峠を越えていたのは…
    80系 115系 165系 157系 181系 183系 キハ58系 キハ82系… といった 協調運転に非対応 の車種の場合
    この場合 連結器の強度の問題 で、協調車12両までに対し、7~8両までに両数が制限された

    • >初期の つばさ のみ
      8M4T 6M3T などの比率となった後期には補機不連結

      ちょっと違います。
      DC時代の「つばさ」は、80系から181系に置き換えられて、確かに補機が付かなくなったのですが、やがて急勾配によるトラブル続出で再び補機(EF71)が付くようになり、それはEC化(485系)直前まで続いたのです。

      >停まる必要の無い列車はスイッチバックを使わずに通過

      ここのスイッチバックは、当初は全ての列車がスイッチバックしなければ通過できない配線だったのを、たしか複線電化の際だったかに通過列車がスイッチバックせずに通過できる配線に改良されたのです。

    • 初期のつばさ は 電車化初期のつばさ についてで
      DCつばさ については触れなかったのだが……
      DMH17系×2 から DML30系に変えて、パワー的にはなんとかなったものの、放熱容量からオーバーヒート多発…
      やむを得ず補機連結なんていうものでしたよね

      複線化時まで通過線が…
      蒸気機関車時代は 運転上は通過したくても給炭・給水や炭庫の ならし などのために停まらざるをえなかった からの 通過線不設置スイッチバックで一息 という形で建設されただけ… では?

      引き上げ線 / 駅・信号場の平坦部分と本線の接続部分では行き来しても1ミリも高さを稼げないのだし、停車位置から本線接続部までが短距離で牽引機が勾配区間にかかっても通過列車より低速で力行加速中、後尾は分岐器速度制限区間内… なんていうのより、本来なら低速でも通過してそのまま走り続ける方が楽なのは明白

      直流電化後の EF16 や EF64 でさえ スイッチバックしないと登れない急勾配 というのではなく、43·10で全国に特急大増発 の時代まで配線改良が後回しにされて蒸気機関車時代のままの施設が使われ続けていただけ でしょう…

      元文にも書いたように 箱根登山鉄道のように狭い場所で一気に高さを稼ぐため のスイッチバック は少数派で、しかもこの場合には 逆行走行の推進運転 が続くので機関車列車主体の時代にはあり得ない

      板谷峠区間に限らず、国鉄本線上のスイッチバックは 急勾配区間に機関車牽引列車が安全に停まるための設備 で、登るための設備ではない 思いますが?

    • >初期のつばさ は 電車化初期のつばさ についてで
      DCつばさ については触れなかった

      失礼した。
      EC「つばさ」のはなしだとは思わなかった。
      何故ならば、初期のEC「つばさ」に補機が付いたことなど聞いたことはなかったから。
      もしも補機が付いたのだとしたら、「つばさ」より先にEC化された「やまばと」にも当然補機が付いたはずだと思うが、1000番台化される前のボンネットの「やまばと」に乗車した際に補機など連結された記憶はないし、聞いたこともない。
      板谷峠越の電車特急に補機が付いた情報があるというのならお示しいただけませんか?

    • ネット上に1000番台化される前の「つばさ」の編成表があったので、参考まで。
      東北地区の電車特急は後にグリーン車が2号車に組み換えられているはずなので、それ以前の編成表と思われる。
      ちなみに、これの所属は秋田で「やまばと」と共通運用だったそうです。

      TcM'MM'MTsTdM'MM'MTc

      それによると12両編成のうち、クハ2両、サロ1両、サシ1両、残りの中間普通車はM'Mのユニットが4組、つまり8両が電動車であり8M4Tとなるのだけど!?