標準軌：多くの鉄道が1,435 mmを採用している理由

軌間とは、2本の走行レールの内側の面同士の距離です。誰かが一度で決めてしまえそうな細部に思えますが、世界の鉄道では少なくとも6つの一般的な軌間が使われています。そのうち最も多くの線路で使われているのは、奇妙に見える数字、4フィート8½インチです。その起源と生き残った理由は、初期の慣習がルールになっていく物語です。

数字の計算過程

ヤード・ポンド法の数字は、想定どおりに正確に換算できます。4フィート8½インチは 4 × 12 + 8.5 = 56.5インチで、1インチは25.4 mmです：

56.5 × 25.4 = 1,435.1 mm

そのため、メートル法の数字は次のように表記されます： 1,435 mm. That is the standard gauge, sometimes called Stephenson gauge. Roughly half of the world's railway track uses it, including most of Europe, North America and China.

4フィート8½インチの由来

この軌間はイングランド北東部の炭鉱から生まれました。蒸気機関車が公共の路線を走る前、炭鉱では馬に引かせた貨車軌道で、石炭を川や積み出し場まで運んでいました。その線路は地元の貨車に合わせて敷かれ、この地域では約4フィート8インチでした。ジョージ・スティーブンソンは、こうした炭鉱でキャリアを始めました。機関車を造り、その後ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道やリバプール・アンド・マンチェスター鉄道を造ったとき、彼は既に知っていた軌間を使いました。半インチの余分は、カーブで車輪に少し遊びを持たせるために加えられたと、一般に言われています。

スティーブンソンの路線は、蒸気鉄道が事業として成り立つことを初めて証明し、模倣されました。機関車、貨車、線路は同じ寸法で造られたため、それを採用したすべての新しい路線は、互いに車両をやり取りできました。その価値は、この数字そのものが持つとされる利点よりもはるかに大きいものでした。

ブルネルの広軌

イザムバード・キングダム・ブルネルは、標準軌は狭すぎると考えていました。グレート・ウェスタン鉄道では、軌間として 7 ft ¼ in、これは84.25インチで、次のとおりです：

84.25 × 25.4 = 2,139.95 mm, or about 2,140 mm

つまり標準軌より 2,140 − 1,435 = 705 mm広く、ほぼ49%多いことになります（705 ÷ 1,435 = 0.49）。広い線路は、より大きく安定した客車を可能にし、ブルネルが主張したように、より高い速度も可能にしました。彼の路線は実際によく走りました。しかし、広軌の路線は狭軌の路線と貨車をやり取りできませんでした。グロスターのように両者が接続する場所では、すべての乗客と小包が列車を乗り換えなければならず、貨物は積み下ろしし直す必要がありました。

議会はこの問題を検討し、 1846年軌間法によって決着させました。これにより、グレート・ブリテンで新たに建設される旅客鉄道は4フィート8½インチで建設することが義務づけられました。当時すでに狭軌の路線の総延長ははるかに長く、グレート・ウェスタン鉄道は、混在運行のために第3のレールを加えながら、広軌での運行を何十年も続けました。最後の広軌の線路が改軌された年は 1892. For forty-six years after the Act (1892 − 1846), the standard was the law for new lines without being the whole network.

その他の軌間

標準軌は英国と、初期に英国の慣行を真似た多くの地域で採用されました。それ以外の国々は独自の理由から別の選択をし、そのうちいくつかは今も使われている全国的な路線網になりました。

• ロシア軌間、1,520 mm。 ロシアおよびその鉄道網に含まれていた国々で使われています。標準軌より85 mm広いです。
• イベリア軌間、1,668 mm。 スペインとポルトガル。標準軌より233 mm広いです。
• インド軌間、1,676 mm。 これは5フィート6インチで、66 × 25.4 = 1,676.4 です。標準軌より241 mm広いです。
• ケープ軌間、1,067 mm。 これは3フィート6インチで、42 × 25.4 = 1,066.8 です。標準軌より368 mm狭く、南部アフリカでよく使われています。
• メートル軌間、1,000 mm。 標準軌より435 mm狭いです。

並べてみると、その幅の差は大きいです。ケープ軌間は標準軌より約4分の1狭く（368 ÷ 1,435 = 0.256）、メートル軌間は約30%狭いです（435 ÷ 1,435 = 0.303）。この5つのうち最も広いインド軌間は、241 ÷ 1,435 = 16.8%広いです。

軌間が合わないと、なぜこれほど高くつくのか

列車は、ある軌間から別の軌間へそのまま走ることはできません。標準的な車両の車輪は、85 mm離れたレールには合わないからです。ネットワークが接する場所での一般的な対処法は、積荷を積み替えること、車両を持ち上げて台車を交換すること、または幅を調整できる車軸を使うことです。いずれも、接続点ごとに時間がかかります。これがイギリスの軌間論争を1840年代に激しいものにした力であり、今日も各国の軌間を維持させている力でもあります。軌間を変えるには、線路の一キロごと、すべての車輪セット、そしてそれに合わせて造られた橋や駅のプラットホームまで変更しなければならないからです。

軌間は、より広い一連の選択肢の中にも位置しています。車両の最大幅、カーブの快適さ、橋が支えるべき荷重を決めるため、この点は当社の記事「 鉄道橋」で扱う考え方と結びついています。. Narrower lines are cheaper to build in difficult country, where curves and cuttings can be smaller, and that is part of why narrow gauges spread through places with mountains. The heavy freight that justifies wider ones is covered in 貨物の物流の仕組み.

確認すべき点

56.5インチを換算すると1,435.1 mmになります。84.25インチを換算すると約2,140 mmで、705 mm多くなります。軌間法は1846年、最後の広軌の改軌は1892年です。軌間は常にレールの内側の面の間で測るため、レールの中心から測った資料では、より大きな数字になります。