下り勾配での曲率変化

何をチェックしますか？勾配区間の中で曲率が急に変わる箇所があるかどうかを調べます。直線からカーブへの切り替わり、半径の変化、反向曲線が対象です。ここで言う勾配区間はすべての勾配区間です。2つの進行方向のどちらかでは、必ず下り勾配になるためです。

なぜ重要ですか？下り勾配では後ろの列車が押し、前の機関車がそれを支えます。すると伸縮式カプラーはどれも押し縮められ、縮んだ位置で動かなくなります。曲率が急に変わらなければ、これは問題になりません。半径が一定なら、伸縮式カプラーは一度位置が決まるとその後は動きません。曲率がなめらかに変わる緩和曲線では、同じ振れ出しがカーブ全体に分散し、1つの継目で一度に生じることはありません。

一方、曲率が急に変わる箇所では、伸縮式カプラーは一気に位置を変えなければなりません。まさに押す力で動けなくなっている場所で、です。バッファーどうしが当たって硬い突っ張り棒のように働き、カーブではその力が外側へ向きます。押してくる列車と支える機関車にはさまれた客車・貨車が、いちばん弱いところになります。2Dのプランではこの箇所は何でもないように見えるため、計画の段階ではほとんど見落とされます。

どのくらい危険ですか？――進行方向しだいです。列車を引いて走るときは、曲率の変化はほとんど問題になりません。列車が伸縮式カプラーを伸ばした状態に保つので、押す力に逆らって動く必要がないからです。危ないのは押して走るときです。下り勾配ではひとりでにそうなり、入換では意図して押します。次の条件で危険が増します。長い客車・貨車（曲率の変化1度あたりの振れ出しが大きい）、変化点の後ろに続く長く重い列車、変化点の先のきつい半径です。

直し方：

1. 緩和曲線を入れます。フレキシブル線路で曲率の変化をなめらかにすると、伸縮式カプラーは一気にではなく少しずつ伸びます。プランチェックでは、クリック1回で緩和曲線を設置できます（「フレキシブル線路で緩和曲線を設置」）。
2. 勾配区間全体を一定の半径にします。そうすれば曲率はまったく変わりません。ループ線が全周同じ半径なのはこのためです。
3. 曲率の変化点を水平な区間に移します。下り勾配がなければ押す力は生じず、押す力がなければ伸縮式カプラーが動けなくなることもありません。

数値と初期設定：勾配1.0%以上の区間をチェックします。曲率は継目の両端で測ります。決め手はその箇所での変化の大きさで、勾配区間全体で半径が一定かどうかではありません。曲率の差が1.5×10⁻³ 1/cm以上（HOの値、ゲージに合わせて換算）なら変化点と見なします。Piko A R48 ↔ R54は該当し、R90 ↔ R100は該当しません。フレキシブル線路どうしの間では、より大きいしきい値2.5×10⁻³を使います。組み上げた緩和曲線の各区間は、≈ 2×10⁻³までの小さな差を残してつながります。これは同じ曲線の近似誤差で、本当の変化ではありません。そのため、きちんと組んだ緩和曲線では指摘は出ません。両端での差は1.5×10⁻³未満、内部ではフレキシブル線路のしきい値未満に収まるからです。反向曲線は、差がどれほど小さくても必ず対象になります。