車輪・レール間に作用する力の測定技術に関する研究開発
１．はじめに
鉄道車両の脱線の形態のひとつに、「乗り上がり脱線」があります。これは、車両が曲線を走行する際に、車輪のフランジがレールに乗り上がり、脱線に至るものです。この乗り上がり脱線に対する走行安全性を評価する指標として、車輪・レール間に作用する上下方向の力（輪重）と左右方向の力（横圧）の比である「脱線係数」が用いられます（図１）。また、軌道部材の強度上の観点から、輪重や横圧の値そのものを把握することも重要です。
２．車輪・レール間に作用する力の測定技術と高精度化の取り組み
車輪・レール間に作用する力を測定する方法は、主に軌道側の定点で測定する方法と、車両側で連続的に測定する方法に大別されますが、主に後者の技術開発に取り組んでいます。走行安全性評価では、車輪にひずみゲージを多数貼付した「PQ輪軸」と呼ばれる特殊な輪軸から得られるひずみ信号を、スリップリング装置等を介して車上に伝送し、信号処理によって力に換算する方法が一般的です。車両力学研究室では、従来の測定方法よりも横圧の測定精度が高く、またひずみゲージの貼付作業が容易な「せん断ひずみを活用した横圧測定法」の開発に取り組んでいます（図２）。さらに、PQ輪軸の信号から力に換算するための信号処理手法についても併せて開発しています（図３）。
