カーブ克服して速度アップ｢振り子式車両｣の進化 新技術搭載の｢やくも｣は従来車とどう違う？

国内の振り子車両の第1号は1973年に中央西線・篠ノ井線の特急「しなの」に投入した国鉄381系で、自然振り子方式を採用した。国鉄はトキ25000形貨車を改造したリンク式自然振り子方式の試験を経て、振り子動作がスムーズなコロ式自然振り子方式を開発。591系やキハ391系で試験を行い、381系で実用化した。

営業車両では国内初の振り子車両である国鉄381系（筆者撮影）

台車はコロを搭載した台車枠と車体を支える振り子梁で構成。振り子梁の底面は円弧状になっており、コロ上を移動すると振り子梁と車体が傾く構造になっている。

381系の自然振り子方式は、曲線通過時に振り子の中心（高さ2300mm）よりも下にある台枠や床下機器などの重量物が遠心力によって曲線の外側に移動する力を利用して、客室がある車体を曲線の内側に傾け、乗客が感じる遠心力を低減する方式。傾斜角度は最大5度で、半径600mの曲線通過速度は本則（曲線の半径などによって定められた通過速度）プラス時速20kmとなっている。

381系は「しなの」に続き、1978年から阪和線・紀勢本線の特急「くろしお」、1982年から伯備線・山陰本線の特急「やくも」に投入し、スピードアップと所要時間の短縮に貢献した。しかし、自然振り子方式は曲線に入って遠心力を受けないと車体が傾かないため、傾斜の遅れが発生して乗り心地が悪化するという欠点があった。また、曲線から直線に入った後も車体が揺れ続ける「揺り戻し」も乗り心地悪化につながった。

自然振り子方式の381系は振り子遅れや揺り戻しが発生し、乗り物酔いを引き起こした（筆者撮影）

乗り心地を改善した「制御付き自然振り子」

自然振り子装置の欠点を克服するため、国鉄は「制御付き自然振り子方式」の開発を行い381系で走行試験を行った。1989年にはJR四国2000系が制御付き自然振り子方式を初めて本格採用。以後JR各社で振り子車両を導入するきっかけとなった。JR西日本でも制御付き自然振り子方式を採用した283系を1996年に、キハ187系を2000年に投入した。

制御付き自然振り子方式を採用したJR四国2000系。世界初の振り子式気動車でもある（筆者撮影）

JR西日本の制御付き自然振り子車両283系。「オーシャンアロー」「くろしお」で活躍（筆者撮影）

制御付き振り子方式は、台車枠と振り子梁の間に振り子アクチュエーター（振り子シリンダ）を備えているのが大きな特徴。曲線の手前では振り子アクチュエーターにより強制的に車体を傾斜させて振り子遅れを解消、曲線出口では振り子アクチュエーターで車体を安定させて揺り戻しを解消している。

JR四国2000系の振り子台車。台車枠と振り子梁を振り子アクチュエーターで連結し、車体傾斜を制御する（筆者撮影）