第三軌条
Feb 1, 2020.
第三軌条と言うのはガードレール(護輪軌条)と同様に車輛が走らないレールの話で、集電用の第三軌条の話です。複数のゲージの車輛を走らせるための「三線式」とは全く別のものです。但し、「三線式」と「第三軌条」は矛盾するものではありませんから、両者が併用されている個所があっても奇異ではありません。余り例は無いようですが、、、。
鉄道模型の世界で走行用のレールのほかに集電用の3本目のレールを敷設する場合がありますが、第三軌条と言うのはあれと同じです。ややっこしいなぁ。模型の場合はレール同士の中央に第三軌条が敷設されることが多いですが、実物の第三軌条は「外側第三軌条」と呼ばれ線路の路肩？に相当する部分に設置されます。恐らくは、安全上の問題からこのようにしているのだと思います。大昔のモンテカルロ市電は中央第三軌条式だった筈ですが、スタッドコンタクト式にして地中に埋め込んであり、電車が通ると車輛側に搭載した電磁石でスタッドが飛び出して来て集電装置に接触するようにしてあったそうです。随分手が込んでいますが、当時なりの技術で入念に安全対策をしたらこうなったと言う事でしょう。スタッドコンタクト式、、、要するにメルクリンの鉄道模型に使われている「点接式」とやっていることは同じです。
日本国内では東京メトロ銀座線・丸ノ内線、横浜市営地下鉄1号線・3号線(ブルーライン)、名古屋市営地下鉄東山線・名城線・名港線、大阪市高速電気軌道御堂筋線・谷町線・四つ橋線・中央線・千日前線、近鉄けいはんな線などが第三軌条方式で建設されている鉄道です。既に廃線になっていますが、信越本線の横川(よこかわ)＝軽井沢(かるいざわ)間が初めて電化された際には既存の蒸気機関車が使用していたトンネルをそのまま流用したために架線を張って普通に電化することを避けたため、敢えて第三軌条方式を採用しています。それにも拘らずこの区間専用の電気機関車がパンタグラフを持っていたのは、トンネル以外の場所では普通に空中に張られた架線から集電して走るからであって、第三軌条方式を採用したのは苦肉の策と言えます。
第三軌条方式は地面に近い場所に集電用の第三軌条を設置する必要があり、万が一旅客が触れると非常に危険です。そのために第三軌条方式の鉄道は直流600Vまたは直流750Vで電化されていることが多いです。少なくとも、日本国内に直流1200Vや直流1500Vで電化されている第三軌条式の鉄道は無かった筈です。普通の鉄道は直流1500Vですから電圧が半分になるので、同じ出力を得るためには2倍の電流が流れなければ(流さなければ)なりません。純粋に電気的な効率を考えると、実は得策ではありません。この事は第三軌条方式の本質的な欠点とは言えませんが、現実にはちょっとして弱点とも言えます。
| 1435mm | 東京都 | 東京メトロ中野車輛基地 |
|---|---|---|
| 1435mm | 神奈川 | 横浜市営地下鉄上永谷電車区 |
| 1435mm | 神奈川 | 横浜市営地下鉄新羽駅 |
東京メトロ中野車輛基地
上中央から右下にたすきガケになっていて途中で切れているモノが集電用の第三軌条です。蓋そのものは木製で、簡単ながら雨避けと感電防止の機能を考えたものだと思います。電車の方は台車に集電靴が取り付けあって、第三軌条を擦るようにして集電します。日本国内で走っている第三軌条式の地下鉄の電車には、概ねこの種の集電用第三軌条が設置されています。
外側第三軌条の例。2008年(平成20年)12月、東京メトロ丸ノ内線中野車輛基地(なかのしゃりょうきち：東京都中野区)にて敷地外より撮影。
上(奥)が集電用の第三軌条、下(手前)が走行用のレールです。ちょうど第三軌条の切れ目になっている箇所で、左端の方は無電区間です。何もない場所から第三軌条に入ってくる境目のような場所なので、レールの切れ目は緩く斜めに裁ち落としてあります。場合によっては無電区間が数十m連続することがあって本当は余り感心しないのだと思いますが、ポイントのような箇所では無電区間を作らざるを得ないでしょうから止むを得ない処でしょう。もっとも、第三軌条は線路の両側に設置できますから巧く工夫すれば無電区間は限りなく短くすることは出来るわけで、ちょっとやそっとの無電区間は実質的には支障はありません。
外側第三軌条の例。2008年(平成20年)12月、東京メトロ丸ノ内線中野車輛基地(なかのしゃりょうきち：東京都中野区)にて敷地外より撮影。
横浜市営地下鉄上永谷電車区
外側第三軌条方式の鉄道の車庫の例です。流石に第三軌条の切れ目になっている箇所は黄色い警戒色にしてありますが、それ以外の箇所は水色の覆いが施されているだけです。なんとなく、第三軌条ではなくて配線用のダクトが縦長になっているように見えます。この水色、本来はもっと濃い青色だったのかも知れません。実はかなり退色し易い色だし、なによりも濃い青色はこの路線のラインカラーで、本来はもっと濃い色の筈だからです。この辺りは私の想像(≒妄想)です。
外側第三軌条の電車の車庫の例。2017年(平成29年)5月、横浜市交通局1号線上永谷(かみながや：神奈川県横浜市港南区)電車区にて敷地外より撮影。
横浜市営地下鉄新羽(にっぱ)駅
第三軌条を俯瞰した処、、、と言うか、プラットホーム上から足元の第三軌条を見下ろした処です。絶縁＋危険防止の観点からなのか、木製の覆いが掛けられています。なにかの法的規制があるのかもしれませんが、覆いは軒並み木製です。
第三軌条の俯瞰画像。2020年(令和2年)1月、横浜市交通局3号線新羽(にっぱ：神奈川県横浜市港北区)駅にて撮影。
転轍機沿いに設置された第三軌条の例。矢印の箇所が、外側第三軌条の切れ目の部分です。撮影した場所は横浜市交通局3号線(≒ブルーライン)の新羽駅で、「にっぱ」と読む、ちょっとした難読地名ですが、この辺りには新田(にった)中学校なんてのもあります。江戸時代の、新田開発の名残です。
転轍機周辺に設置された外側第三軌条の例。2020年(令和2年)1月、横浜市交通局3号線新羽(にっぱ：神奈川県横浜市港北区)駅にて撮影。
第三軌条と言う方式は、元来地下鉄のトンネル断面を小さくするための工夫の結果、出来上がった代物です。トンネル断面が大きくなれば、そのことはそのまま建設費に響いてきますから車体断面を小さくするためにはパンタグラフを止めて線路の横に敷設した第三軌条から集電するのが得策と言えます。もっとも、蒸気機関車を使用することを前提にして建設してしまったロンドンの地下鉄のような場合は、トンネル自体の大幅な改修をしないで電化するためには第三軌条方式以外の選択肢は無かったとも言えます。この辺りの事情は上述の信越本線の横川(よこかわ)＝軽井沢(かるいざわ)間の、碓氷峠でも同様です。
あと、これは第三軌条方式の本質的な欠点とは言えませんが、日本の電化された鉄道の大部分は架空線式ですので、線路の横に集電用のレールを設置した第三軌条方式の路線とは互換性がありません。そのために、「線路横三線式？」の鉄道は「架空線三線式」の鉄道との間での互換性はありませんから、相互乗り入れは原則として不可能です。そのせいもあってか、最近建設される地下鉄の大部分は遠い将来の展望も考え合わせた上で、架空線三線式となっています。
勿論、「線路横三線式？」と「架空線三線式」の両方に対応出来る車輛を作ることは難しい事ではなく、かなり簡単な作業で両対応に出来ますが別の問題があります。後から思い付いて相互乗り入れさせようとしても、路線によって車輛の規格が微妙に違ったり、そもそもゲージが違う、車輛の規格が違うなど、擂り合わせが必要なことが無数にあります。技術的には容易であっても、政治的、経済的に相互乗り入れは困難だとと言えるでしょう。
その反面、リニアモーター方式の地下鉄は架空線三線式でありながら既存の鉄道との互換性はありません。リニアモーター方式の場合はレール中央にリアクションプレートと言う(車輛の)モーターの一部となる部材が設置され、これがなくては車輛は自走することが出来ません。自走できなくてもレールに載せれば転がる、とか言った話では鉄道としての実用にはなりません。