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スラック軌間曲線鉄道

スラック(軌間拡大)計算

【ご注意】このページの計算結果・情報は参考値です。正確性・最新性は保証できません。税務・法務・お金・設計・施工・安全などに関わる判断は、公式の資料と専門家の確認のうえ、ご自身の責任で行ってください。免責事項

曲線半径からスラック(軌間の拡大量)を求め、拡大後の軌間、上限に対する判定、緩和曲線での逓減量と逓減勾配、固定軸距から見た幾何的な必要量を算出します。曲線の設計と軌道整備に使います。

最終更新:2026-09-17/監修:計算ツールズ編集部

スラック(軌間拡大)計算ツール

計算式

曲線では車輪が固定された軸(固定軸距)のまま回り込むため、前後の車輪が軌間の内側で突っ張り、そのままではレールに乗り上げる方向に力が働きます。そこで曲線部の軌間をわずかに広げるのがスラックです。在来線で広く用いられる式は S=2400/R−S′(S:スラック mm、R:半径 m、S′:調整値 0〜15mm)で、既定値の R300m・S′0 では 8.0mm、拡大後の軌間は 1,075.0mm になります。

幾何的には、固定軸距 W の台車が半径 R の曲線を回るとき、前後の車輪が内外に振れる量はおよそ W²/(8R) で、既定値の軸距 2.1m・R300m では片側 1.8mm、前後で 3.7mm 程度です。実際のスラックがこれより大きいのは、輪軸の蛇行動や横圧、車輪フランジの角度を見込んでいるためで、2400/R という式はその経験を含んだ実用式です。スラックは緩和曲線の区間で徐々に付け、既定値の緩和曲線長 40m では 1m あたり 0.200mm、逓減勾配 1:5,000 になります。

曲線半径とスラック(S=2400/R−S′、S′=0)

半径 R計算値採用値(上限30mm)拡大後の軌間(1,067mm)
80m30.0mm30mm1,097mm
100m24.0mm24mm1,091mm
150m16.0mm16mm1,083mm
200m12.0mm12mm1,079mm
300m8.0mm8mm1,075mm
400m6.0mm6mm1,073mm
600m4.0mm4mm1,071mm
800m3.0mm3mm1,070mm
1,200m2.0mm2mm1,069mm

調整値 S′ の考え方

条件S′ の目安理由
固定軸距の長い車両が走る線区0mm(スラックを減らさない)回り込みに大きな軌間が要る
ボギー車が主体・軸距が短い0〜5mm必要量が小さい
高速で走る区間5〜15mm軌間が広いと蛇行動が出やすい
分岐器・特殊部個別に設計クロッシングの構造で決まる

軌間に関わる数値の関係(在来線 1,067mm)

項目値意味
基本軌間1,067mmレール頭部内面間の距離
スラック上限30mmこれを超えて広げない
整備基準(+側)の目安+14mm 程度保守で許される広がり
整備基準(−側)の目安−6mm 程度狭まる側は厳しい
車輪の背面間距離(バックゲージ)おおむね 990mm 台軌間との関係でフランジの逃げが決まる

※整備基準値は線区の等級・速度・事業者で異なります。

※本ツールは一般に用いられる計算式による参考計算です。カント・スラック・緩和曲線長・建築限界の実際の値は、鉄道に関する技術上の基準を定める省令および各鉄道事業者の施設(建設)基準に従ってください。

スラック(軌間拡大)計算の詳しい解説

鉄道の車輪は左右が車軸で固定されており、自動車のように別々に回ることができません。台車の前後の輪軸は平行を保ったまま曲線に入るので、曲線の内側では前の輪軸が外側へ、後ろの輪軸が内側へ振れる形になり、フランジがレールに押し付けられます。半径が小さいほどこの突っ張りは強くなり、そのままでは横圧が増えて摩耗が進み、極端な場合は車輪がレールに乗り上げます。これを和らげるために曲線部の軌間をわずかに広げるのがスラックです。

広く使われる式は 2400/R から調整値を引くもので、半径に反比例します。半径 80m で 30mm、300m で 8mm、800m で 3mm と、半径が大きくなれば急速に小さくなり、1,000m を超える曲線では実質的に不要になります。上限が 30mm に設定されているのは、軌間を広げすぎると輪軸が左右に動ける幅が増えて蛇行動が出やすくなり、高速域で乗り心地と安定性が悪化するためです。同じ理由で、高速で走る線区では調整値を大きめに取ってスラックを控えめにします。

幾何的な必要量は固定軸距の二乗を半径の 8倍で割った値に近く、軸距 2.1m・半径 300m なら片側 2mm 弱です。実用式の 8mm がそれより大きいのは、輪軸が蛇行しながら走ることや、車輪の踏面勾配とフランジ角度によってレールとの接触位置が変わることを見込んでいるからです。したがってスラックは幾何計算だけで決めるものではなく、走る車両の軸距と速度、線区の実績を踏まえた経験値として扱うのが正しい理解です。貨物列車のように固定軸距の長い車両が走る線区では、調整値を取らずに式どおりの量を確保します。

スラックは曲線の入口で急に広げることはできません。直線から円曲線へ移る緩和曲線の区間で、カントと同じように少しずつ広げていきます。既定値では 8mm を 40m かけて広げるので 1m あたり 0.2mm、逓減勾配で言えば 1:5,000 です。この逓減が急だと、その区間で輪軸が急に横へ動かされて横圧の変動が生じます。緩和曲線長はカント側の条件で決まることが多いので、スラックの逓減はその長さに収まるかを確認する形になります。

保守の場面では、設計上のスラックに加えて整備基準の許容範囲を考えます。軌間は広がる側におよそ +14mm、狭まる側に −6mm 程度が目安で、狭まる側が厳しいのは車輪が入らなくなる危険が直結するためです。設計スラック 8mm の曲線なら、許容上限まで広がった状態は 1,067+8+14=1,089mm となり、この値で車輪の背面間距離との関係が成立するかが安全の要件になります。測定した軌間からスラックを差し引いて整備基準と比べる、という手順を踏まないと、正常な曲線を異常と判定してしまいます。

別の条件での計算例

側線や専用線でよくある半径 160m の急曲線では、スラックは 2400/160=15.0mm、拡大後の軌間は 1,082mm になります。緩和曲線が 20m しか取れない場合、逓減量は 1m あたり 0.750mm、逓減勾配は 1:1,333 で、本線の 1:5,000 に比べてかなり急です。固定軸距 2.5m の貨車で幾何的な必要量を見ると片側 4.9mm・前後合計 9.8mm なので、実用式の 15.0mm はそれを 5mm 上回る余裕を持っていることになります。さらに半径 80m まで小さくなると計算値は 30.0mm となって上限にちょうど当たり、それ以上半径を詰めてもスラックでは対応できません。半径 80m は在来線のスラックで扱える下限の目安で、これより急な曲線では特殊なレールや脱線防止ガードなど別の手段が必要になります。

業界・現場での使い方

曲線の新設・改良設計

半径からスラックを決め、緩和曲線長の中で逓減できるかを確認します。

軌道の検測・整備

測定軌間から設計スラックを差し引き、整備基準値と比較して補修の要否を判断します。

専用線・側線の設計

半径の小さい曲線が多いため、上限 30mm に当たるかどうかを早い段階で確認します。

車両の投入検討

固定軸距の長い車両を入れる際、既設曲線のスラックで足りるかを幾何計算と照らします。

よくある間違い・注意点

  • 測定した軌間をそのまま整備基準と比べる — 曲線では設計スラックが含まれます。差し引いてから判定します。
  • スラックを上限を超えて付ける — 30mm を超えると蛇行動が出やすく、高速域で不安定になります。
  • 直線部にスラックを残す — 緩和曲線で逓減しきり、直線では基本軌間に戻します。
  • 半径が大きい曲線にも一律に付ける — 1,000m を超える曲線では 2mm 程度で、実質不要です。
  • 狭まる側の許容を広い側と同じと考える — 狭まる側は車輪が入らなくなるため厳しく、目安で −6mm 程度です。

関連する規格・公的資料

※本ツールは公的基準に基づく参考計算です。医療・法務・税務の判断は最新の告示・規格および専門家の判断に従ってください。

よくある質問(FAQ)

スラックはどう計算しますか?

S=2400÷R−S′(mm)です。R300m・S′0 では 8.0mm になります。

スラックの上限は?

一般に 30mm です。これを超えると輪軸の蛇行動が出やすくなります。

調整値 S′ は何のためにありますか?

車両の固定軸距や線区の速度に応じてスラックを控えめにするための値で、0〜15mm の範囲で取ります。

どの半径からスラックが必要ですか?

式の上では半径が大きいほど小さくなり、1,000m を超えると 2mm 程度で実質不要になります。

スラックはどこで付けますか?

緩和曲線の区間でカントと同じように徐々に広げ、円曲線部で一定にします。

固定軸距から計算した値と式の値が違うのはなぜですか?

式は蛇行動やフランジ角度による余裕を含んだ実用式のためです。幾何計算より大きくなります。

測った軌間が広いのは異常ですか?

曲線では設計スラックが含まれます。差し引いてから整備基準と比べてください。

軌間の整備基準はいくつですか?

目安として広がる側 +14mm、狭まる側 −6mm 程度です。線区の等級と事業者で異なります。

新幹線にもスラックはありますか?

半径が大きく高速なので、一般に付けません。軌間を広げると蛇行動の面で不利になります。