ハンドルのない鉄道車両はなぜカーブを曲がれるのか？ 東京メトロと東大生研のワークショップで中高生が学ぶ【コラム】

夏休みが始まって、鉄道会社のイベントも今がピーク。

2013年から続く人気企画で、今回のテーマは「車輪のしくみを科学しよう」。クルマと違いハンドルのない鉄道車両が、なぜスムーズにカーブを切れるのかを実験で考えました。

本コラムは丸ノ内線と銀座線の車両が所属する中野車両基地（東京都中野区）のレポートに続き、現代中学生の鉄道趣味事情、さらに講座のポイントと盛りだくさんの中身で、〝鉄分100％〟をお届けします。

「日本最初の地下鉄は何色？」

ワークショップに参加したのは、中高生各25人。約４倍の応募者から抽選で選ばれました。中学生は午前中が車両基地見学、午後がワークショップ、高校生は逆順です。中学生コースに同行しました。

オリエンテーションは、「東京メトロクイズ」で肩慣らし。問題は３問です。

Q1 日本で最初の地下鉄は銀座線。車両は何色だった？　①赤、②黄色、③緑
Q2 東京メトロ車両、全部で大体何両？　①約1900両、②約2100両、③約2700両
Q3 メトロ各線で駅間距離が最も長いのはどこ次のうちどれ　①北千住―南千住間、②北綾瀬―北千住間、③西葛西―南砂町間

※回答は本稿の最後に記載いたします。

丸ノ内線の02系、引退も近い!?

中野車両基地は中野工場と中野検車区、中野車両管理所の総称で、銀座線の1000系と丸ノ内線の02系、2000系合わせて約560両のメンテナンスを受け持ちます。

メトロ社員のレクチャーで、参加者から予期せぬ歓声が湧き上がったのが、「丸ノ内線は2000系の増備が進み、02系はやがて置き換えられる」のパート。「02系のラストイベントは開かれるのかな」と興味津々でした。いつの時代も、ファンの興味は車両ですね。

人の力が機能する鉄道工場

レクチャーを終えると工場へ。鉄道会社でもメーカーでも、鉄道工場にはベルトコンベアーによる流れ作業はほぼありません。人の力で一点ずつ部品を取り付け、電動機（モーター）や台車を組み立てる。鉄道好きの中学生にも、ものづくりの原点のような光景は、カルチャーショックだったようです。

工場の階上フロアから車両基地全景を遠望して、「あっ500系だ」の歓声が上がります。1957～1996年の営団地下鉄（帝都高速度交通営団）時代、丸ノ内線の主力車両として活躍した500形は、今も３両が中野車両基地で動態保存されます。

見学を終えた後は記念撮影。バスで目黒区の東大駒場キャンパスに移動します。

「クラスの鉄道好き１人だけ」

午後のワークショップに移る前に、会場で見聞した現代中学生の鉄道趣味事情。

「僕『四季島』（JR東日本のTRAIN SUITE四季島）の写真持ってるよ」、「えっ、見せて」。てっきり友達同士と思って話を聞くと、学校は東京と埼玉で別々。今回のワークショップで初めて知り合ったそうです。

「クラスで鉄道好きは僕だけ。学校に行っても話が合う友だちはほとんどいないんです」。確かに、最近の中学生はカード、アニメと趣味も多様化しています。

「将来は東京の鉄道会社に就職したい!!」

鉄道の将来を託せそうな中学１年生もいました。福岡県から、イベントに参加するためにやってきたそう。工場でも熱心に作業を見学していました。

「将来は絶対、鉄道会社で働きたい。福岡にもJR九州や西鉄のようなすばらしい鉄道会社があるけれど、できれば東京の鉄道会社に……」。思わず、「がんばって！」とエールを送りたくなりました。

鉄道、自動車の二刀流の東大生研

午後のワークショップが開かれた東大生研は、東大の付属研究機関。工学系の多彩な研究を手掛けます。

最近、本サイトでも研究成果を紹介させていただきました。2023年５月の「ソフトバンクグループが完全無人運転バスを公開」。東大で研究に参加したのは、今回のワークショップと同じ須田義大教授の研究室です。

鉄道と自動車、ジャンルは違っても、次世代のモビリティ（移動手段）を追求する姿勢は共通です。

円錐形の車輪は脱線しにくい

ワークショップのエッセンスも披露しましょう。実験で用意されたのは、①～④の４種類の車輪。本物の鉄道車両と違って、フランジ（つば）はありません。

カーブ状の坂になった線路をころがして、最も脱線しにくいのは？　中学生の予想は、②か③が多数だったのですが……。

実は最も脱線しにくかったのは完全円すい形の①の車輪です。

「時には発想を変えて」（須田教授）

本物の鉄道車輪は、図のような円すい形。円すいは円を描くように丸く転がります。鉄道車輪は、左右それぞれが進行方向外側に丸く転がり、双方の力が打ち消しあって、まっすぐに進むのです。

カーブ区間、走行中の車輪は慣性で直進しようとしますが、レールが曲がっているので、車輪は外側にブレます。

ワークショップでは、最後に日本の鉄道工学の第一人者・須田教授が特別講義。「鉄道は経験の積み重ねといわれるが、時に発想を変えることで、新しい発見や技術開発につながる場合もある」の言葉には、受講した中学生も深くうなずいていました。

記事：上里夏生

東京メトロクイズの答え

Q1 日本で最初の地下鉄は銀座線。車両は何色だった？　①赤、②黄色、③緑

【答え】②黄色

Q2 東京メトロ車両、全部で大体何両？

【答え】③約2700両

Q3 メトロ各線で駅間距離が最も長いのはどこ次のうちどれ　①北千住―南千住間、②北綾瀬―北千住間、③西葛西―南砂町間

【答え】③西葛西―南砂町間

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