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山梨リニア実験線　アメリカのリニア　アメリカの高速鉄道　新聞に見るリニアと高速鉄道　疑惑のリニア　超電導磁石

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20年前の山梨リニア実験線の建設
（超電導リニア新実験線建設と実用化の見通し　鉄道ピクトリアルNo352　1990/9より）
（運輸省大臣官房　国有鉄道改革推進課技術開発室　奥村文直）

　この論文は20年前のＪＲ発足後の山梨リニア実験線建設に関するものです。
　リニアの研究開発は国鉄時代にも20年以上続けられてきたもので、すでに半世紀近く経ちます。
　国鉄時代のリニア研究は、リニア開発の推進者だった京谷好泰氏がアメリカ視察で持ち帰ったパウエル、ダンビーの超電導磁石方式のリニアの論文を、リニア草分け時代の研究者の田中壽氏、藤江恂治氏等に、新幹線担当だった私等も加わって研究考察したのが始まりです。
　鉄道技術研究所構内でその試験車の浮上走行に成功して、ポスト新幹線の技術として認められ、磯崎叡国鉄総裁の決断で宮崎リニア実験線が造られました。
　なお当時新幹線開通後まもない時期で、高架橋の防音工事が不適切だったため名古屋で新幹線運転反対運動が起り、労働組合はそれに賛同して減速運動を繰り拡げ、新幹線が労使紛争と社会問題になっていました。
　そんなことからリニアなら浮いて走るのだから騒音問題はないと考え、磯崎総裁はリニアの魅力に取りつかれたと考えられます。磯崎総裁の自伝書『あの日も列車は定時だった』には私の宮崎実験線副所長時代の立花明所長との対談記事が掲載されており、磯崎総裁は本当にリニアに期待していました。
　ＪＲ発足時にリニアの研究をどうするかが議論になったようですが、石原慎太郎運輸大臣の決断で山梨リニア実験線の建設が決まり、さらに研究開発が続けられ、今に至っています。
　また尾関雅則ＪＲ総研初代理事長のリニア開発の決断が山梨リニア実験線につながりました。

1 はじめに  top

　超電導磁気浮上式鉄道(以下、超電導リニアと略す)は、1960年代の初めに国鉄が開発を始めたもので、超高速、低公害等の特性を有する21世紀の輸送機関として期待されている。
　昭和62年の国鉄の分割・民営後は、国鉄の試験研究に関する業務等を継承した(財)鉄道総合技術研究所(ＪＲ総研)が引続き研究開発を行っているが、運輸省としても、この開発費の一部の補助を昭和54年度から国鉄に、62年度からはＪＲ総研に対して行ってきている。
　超電導リニアの技術開発は、昭和52年以来主として宮崎の実験線で推進されてきたが、単線で7kmの延長という設備での実験には限界があり、新しい実験線の建設を含めた今後の技術開発の進め方を検討する必要が生じてきた。
　このため、運輸省では昭和63年度と平成元年度の2ヵ年で超電導磁気浮上火鉄道検討委員会を設けて検討を行い、山梨県に延長40km程度の実験線を建設し、今後8年間で実用化のめどを立てるという結論を得た。
　平成2年度においては,必要な予算措置が講じられたほか、ＪＲ総研等の技術開発の基本計画および建設計画も承認され、着工に向けて関係者間の協議が進められている。
　ここでは、超電導リニアの技術開発の経緯と新実験線の建設計画および実験計画等について述べることとする。

2　開発経緯  top

　国内の経済活動の活発化や地域間流動の増大は、時間価値の高まりを生じ、移動時間の短縮への欲求は強くなっている。
　このため、高速化は時代の要請に応える交通機関の使命となり、有用性を保つための重要な要素となっている。
　このような背景のもとに、鉄道の分野においては新幹線鉄道の設備を始め、さまざまな高速化の努力が続けられてきている。
　しかし、従来の鉄レールと鉄車輪のシステムでは、営業速度で時速300km程度が限界と言われ、ポスト新幹線の高速化には技術的ブレークスルーが待望されていた。
　超電導リニアはこのようなポスト新幹線の模索の中から生まれてきたものである。
　昭和39年の東海道新幹線の開業を目前にした昭和37年から国鉄においてさまざまな方式の浮上式鉄道が研究されてきたが、昭和45年には世界鉄道首脳者会議で500km/hの磁気浮上式鉄道の構想が発表され、超電導リニアの技術開発は本格的に進められることとなった。
　昭和47年（鉄道100年）に鉄道技術研究所構内で初の浮上走行に成功した後、昭和50年からは宮崎に延長7�qの実験線が建設され、試験・研究が推進された。
　昭和52年には、同実験線における走行実験を開始し、昭和54年には無人の実験車両で517km/hを達成した。
　引続き、ガイドウェイをＵ型に改造し、有人型のMLU001実験車を用いた走行実験を行い、62年には有人で400km/hを達成するなどの実験成果を上げてきている。
　現在は、営業用のプロトタイプ車であるML U002によって実験を続けている。
　しかし、宮崎の実験線は延長が7kmと短いことや単線であること、さらにトンネル等の構造物もないことなどから、高速での連続走行試験等を行うことができない。
　今後、鉄道システムとして実用化するためには、連続高速走行試験による機器の信頼性・耐久性の確認、建設・運営コストの把握、複数列車制御システムの開発、高架橋上およびトンネル内における高速でのすれ違い試験、さらに異常時における安全対策の検討を行う必要があり、そのため、40km程度の新しい実験線の建設が必要となってきた。

3　磁気浮上式鉄道の比較  top

　磁気浮上式鉄道には、超電導リニア以外にも、西ドイツで開発が進められているトランスラピッドや日本のＨＳＳＴ等がある。
　ここで、これらのシステムの主な相違点を述べることとする。
　超電導リニアは、極低温（−269度）で電気抵抗が零になる超電導現象を利用した車上の超電導磁石と地上のコイルの反発力を用いて浮上するとともに、地上からの制御により、リニアモーターを用いて推進する構造となっている。　　モーターの形式は、地上側のコイルに電力を供給する地上一次のリニアシソクロナスモーターである。
　トランスラピッドは、車上の磁石に常電導磁石（いわゆる電磁石）を用いており、ガイドウェイの下側にある鉄板に車上の常電導磁石が吸い付こうとする力によって車両が浮上する吸引浮上方式を採用している。
　推進システムはＪＲ方式と同様の地上一次のリニアシンクロナスモーターである。現在、エムスランド実験線（31.5km）において実験を続けている。これまでの最高速度は1989年に達成した有人での435km/hである。
　ＨＳＳＴは、車上の常電導磁石によって移動磁界を発生させ、地上のリアクションプレートに渦電流を誘起して、推進する方式である。
　電力の供給は車上に行われるため、車上一次リニアインダクションモーターといわれる。
　1989年の横浜博では、鉄道事業免許を取得し、60km/hで営業運転を行った。
　現在、愛知県において実験線を建設する計画が進められている。
　これらの3方式について、開発の目的、主体、最高速度等をまとめたものを下表に示す。

　また、平成2年3月15日に行われた第5回（最終）委員会では、実用化の目標、スケジュール、主な実験項目および山梨新実験線の暫定技術基準等が審議され、報告された。

5　新実験線の建設計画等の概要  top

　平成2年6月8日、運輸省は平成2年度予算の成立を受け、超電導磁気浮上火鉄道山梨実験線の建設および技術開発のため、鉄道技術開発費補助金の交付要領の改正を行うとともに、その改正に基づき、新実験線の着工・建設および技術開発の円滑な実施のために必要な手続きについて、ＪＲ総研、日本鉄道建設公団、ＪＲ東海（以下、3者と略す）に通達を行った。
　3者は通達に基づき、超電導リュアの技術開発の基本計画および山梨実験線の建設計画を策定し、6月25日に申請した。
　申請にあたっての3者の役割は、技術開発を進める立場としての総研、実験線のインフラ部分の保有主体としてのＪＲ東海、総研・東海からの委託を受けて実験線の用地買収および建設を行う公団という分担になっている。
　この申請は、同日運輸大臣の承認を受けた。
　承認された技術開発の基本計画の概要は以下の通りである。

（1）技術開発の基本計画 　�@　技術開発の目標 　　a 高速性の目標：営業最高速度500km/hを目指すため実験線において、より高速（550km/h以上）の安定走行を確認する。 　　b 輸送能力・定時性の目標：ピーク時間当たり1万人程度（片道）の輸送が可能で、定時性の高レシステムを確立する。 　　c 経済性の目標：建設コスト、運営コスト、生産コストの低減化を図るとともに、採算性を踏まえたシステムの経済性を確立する。 　これらを踏まえ、超電導リニアは、時速500kmで、安全で耐久性に富み、かつ環境と調和しつつ、快適な旅行を可能とする21世紀にふさわしい超高速鉄道として、実用化が図れるよう技術開発を推進する。 　�A　技術開発の期間――8年間（平成2年度から9年度まで） 　�B　実施しようとする実験の内容および実施時期――図1、表2参照、 （2）山梨実験線の建設計画 　�@　線路の位置――山梨県東八代郡境川村小山付近を起点とし、同県南都留郡秋山村神野付近を終点とする。図2参照。 　�A　線路延長――42km800m 　�B　暫定技術基準 　　a　本線における最小曲線半径　　8,000m 　　b　本線における最急勾配　　　　1000分の40 　　c　本線における最小軌道中心間隔　5.8m 　�C　工事の着手予定時期および完了予定時期 　平成2年7月着手予定、平成7年3月完了予定 （3）技術開発および建設に要する費用の概要と資金計画 　実験線の建設費は2630億円であるが、これは実験終了後の営業線への転用の可否により、二つに分けられる。 　そのうち、汎用性のある土木構造物等の施設（実験基盤施設投資、おもにトンネル・高架橋等の構造物）はＪＲ東海が建設して実験期間中、ＪＲ総研に無償で貸付け、1360億円を負担する。 　また、実験終了後に不要となる電気設備等の施設に係わる投資（実用化実験投資、おもに地上コイル・電力変換設備等）と、この実験線で行う実用化試験費、さらに、宮崎実験線および国立の研究所等における基礎試験費・運官費等のトータルは約1970億円となる。 　これらの費用については、ＪＲ各社の負担金によるＪＲ総研の負担が約710億円、ＪＲ東海の特別負担として約600億円、地元協力金として160億円を考えている。 　このほか、国庫補助金として約490億円を想定している。表3参照

　今後、新実験線の建設へ向けて関係者間で協演を続け、実験線の早期完成にむけて努力するとともに、種々の論議を踏まえ、安全で経済的な魅力ある21世紀の交通機関として実用化できるよう、技術開発を促進していきたいと考えている。

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