鉄道の車輪は「真っ平ら」じゃない!? ハンドル無しで曲がれる秘密は“紙コップ”と同じ！←どういうこと？

• 2026.05.23
• 鈴木 哲（ライター）

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電車の車輪は、レールに接する面が真っ平らな「円柱」だと思っていませんか？ 実は真正面から見ると台形に近い、わずかに傾斜がついた形をしています。ハンドルがない電車がカーブを曲がれる、驚きのカラクリとは。

カーブで自動的に「舵」を切る！ 古くから使われてきた知恵

　カーブを走ると、遠心力によって輪軸（左右の車輪と車軸のセット）がカーブ外側へ寄るような動きが生じます。すると、外側の車輪は半径が大きい部分、内側の車輪は半径が小さい部分でレールに接しやすくなります。

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　左右の車輪は1本の軸で繋がっているため、同じ回転数でも1回転で進む距離（周長）に差が出ます。この「回転差」が生まれることで、ハンドル操作をしなくても自然にカーブの方向へ向きを変えることができるのです。

　さらに、こうした仕組みに加えて、車輪の内縁に設けられた「フランジ」と呼ばれる出っ張りも、電車が曲がる一助になっています。 踏面勾配が生み出す回転差だけでは曲がりきれないような急カーブなどでは、このフランジがレールの側面に当たることで、脱線を防ぎつつ、物理的に車体をカーブの方向へとガイドする役割を果たしています。

　ただし、この車輪の傾きは曲線を通りやすくする一方で、直線では左右に揺れやすくなる面もあります。そのため、高速走行を重視する車両では、この勾配の取り方を含めて、まっすぐ走る際の安定性とのバランスが綿密に考慮されています。

　また、車輪は使い続けるうちにレールとの摩擦で摩耗したり傷ついたりします。そのため、定期的に踏面を削る「削正（さくせい）」という作業を行い、適正な形状に戻す保守が行われています。

　何気なく乗っている電車の足元には、車輪形状（踏面勾配）という極めてシンプルかつ合理的な仕組みでカーブ通過を助ける、先人の知恵が詰まっているのです。