貨物列車｢車軸折損｣少しずつ見えてきた事故原因

車軸折損による脱線事故を起こした電気機関車EF210形341号機と連番の342号機 （筆者撮影）

不正行為が多くの鉄道事業者で確認されたが…

2024年7月24日、山陽本線新山口駅構内において、上り貨物列車（電気機関車1両＋コンテナ貨車23両）の電気機関車6軸のうち先頭1軸が進行方向左側に脱線、車軸が折れていた。国の運輸安全委員会が列車脱線事故として調査を開始、2025年6月26日に「経過報告」という形で事故調査についての経過が公表された。事故の概要やその後の対応の問題点については「東洋経済オンライン」2024年12月3日付拙稿（貨物列車の｢車軸折損｣､本当の原因は何なのか？）をご覧いただきたい。

【写真と図でよくわかる】車軸折損箇所は大歯車圧入部で破断面はほぼ垂直だった（運輸安全委員会 経過報告より）

輪軸組立作業については上記拙稿に詳述しているが、その作業における車輪の圧入力が基準値を超過した場合、検査結果を基準値内のデータに差し替えるなど、不正行為が調査の過程で明らかになった。

国土交通省が全国の鉄道事業者に対して緊急点検を指示した結果、不適切な事案が確認された事業者は91、そのうち改ざんは50。調査対象の事業者156のうち約6割で不適切な事案があった。しかし車軸折損との因果関係は不明だった。

一連の発表に接して筆者は、圧入力の基準値超過と車軸折損の因果関係に疑問を抱いた。

圧入力が下回って車軸が折れることはあるが、上回って折れることは考えにくい。もちろん、不正行為が許されないのは論をまたないが、その因果関係を明らかにしない限り再発防止にはつながらない。

今回発表された「経過報告」により、車軸が折れたのは車輪圧入部ではなく、直接の因果関係はないことが明らかになった。

以下に「経過報告」に沿ってその内容を解説するが、「経過報告」そのものの内容をご覧になりたい方は、運輸安全委員会のHPにアクセスすれば、本文と説明資料をダウンロードすることが可能である。

車軸折損箇所は大歯車圧入部で破断面はほぼ垂直（運輸安全委員会 経過報告より）

車軸折損箇所は大歯車圧入部で破断面はほぼ垂直（運輸安全委員会 経過報告より）

輪軸断面図で示す車軸折損箇所（運輸安全委員会 経過報告の図を左右反転して加筆）

経過報告で判明した重要な事実

まず、車軸が折れたのは大歯車の圧入部で、破断面はほぼ垂直である。「経過報告」に記された主な事実情報を箇条書きにすると、以下の通りである。

上記1～4の事実に対して、そこに書かれている内容を筆者なりに機械技術者の立場から解説すると、下記のように噛み砕くことができる。これが当っているかどうかは、いずれ公表される運輸安全委員会の事故調査報告書でご判断いただきたい。

大歯車を切削割断除去した車軸表面の状況（運輸安全委員会 経過報告より）

大歯車圧入部のかじりの状況（運輸安全委員会 経過報告より）

車軸折損原因についての考察

さて、ここで鉄道車両の車軸が折れる原因について整理してみたい。原因は大きく3つに分類できる。

今回の車軸折損は車輪圧入部ではないことから「A」ではなく、「B」に分類されると考えられる。

車軸が折れたのは大歯車圧入部で、円周状の傷が付く可能性としては圧入作業時に大歯車内周に車軸をぶつけたことが考えられるが（圧入作業は通常なら機関車メーカーが行うが、設備上の何らかの理由によって作業に慣れていないJR貨物の車両所で実施している）、「経過報告」にそのような記述は見当たらない。

調査で発見されたかじりは顕著であるが、軸方向の傷なのでこれが発端とは考えにくい。可能性としては車軸表面の焼きが戻り、円周方向に金属組織が弱ったことが考えられる。

その例として東海道新幹線開業の翌々年に発生した車軸折損事故がある。車軸の製造履歴を調べたところ、車軸を研磨する工程で停電が発生して機械が止まり、車軸のある幅だけ砥石が長く当って発熱、高周波焼入れで強くした表面の焼きが戻ったことが判明した。

圧入力の過大は経験上問題ないが…

新幹線の輪軸組立作業は、圧入ではなく油圧嵌めで行っているので、かじりが発生することはほとんどない。在来線の輪軸は、車輪を抜く時は油圧をかけて行うが、組立てる時は圧入で行っている。「経過報告」の写真を見ると、大歯車内周面に油圧溝があるので（車軸外周面にも溝があるように見えるが、これは歯車側の溝の跡が残っているだけ）、油圧嵌めが前提かとも思ったが、その位置から判断して抜くための油圧溝だと考えられる。

圧入作業の現場では、圧入力の過小は車軸折損に結び付くため基準値を厳守してきたが、圧入力の過大はかじり発生の可能性はあるものの車軸折損には直接結びつかないことが経験上わかっており、それが今回発覚した不正行為の背景にあった。

かじりの発生やその影響については学術的に解明されておらず、安全確保も含めて現場の経験に頼ってきた経緯がある。決められた基準値も、目的が安全確保か作業標準化か不明確な状態であった。

今回の車軸折損を発端にして圧入力が基準値を超過した場合の不正行為が発覚、それを受けて国土交通省は専門家を招集し、昨年10～12月に検証会議を3回開催し、「鉄道車両の輪軸の安全性に関する報告書」をまとめて公表した。

これまで作業現場任せで、鉄道事業者やメーカーの横の情報共有も乏しく、その経緯を明らかにしてまとめた功績は大きいが、学術的根拠まで深掘りした内容ではない。たった3カ月でそれができないのは当然だが、これで終わってしまってよいのだろうか？

数値の根拠を説明できるか？

たとえば、報告書に示された「鉄道車両の輪軸の圧入作業フローチャート」は輪軸圧入作業における判断基準を示したものである。これを遵守すれば問題ないことはわかるが、たとえば基準値を逸脱した時の許容値としている最小ー10%・最大値+10%の根拠は示されておらず、長年の経験により問題ないとされている数値を追認したに過ぎない。

鉄道車両の輪軸の圧入作業フローチャート （検証会議 鉄道車両の輪軸の安全性に関する報告書より）

関係者の問題意識が高まった今こそ、研究機関と作業現場が連携して学術的に研究し、圧入に関連する事象を明らかにすべきである。

当面の安全確保は基準値を遵守すれば達成できるのかもしれないが、鉄道先進国としてこのレベルに甘んじるべきではない。

筆者は海外で鉄道技術の仕事をしているが、日本の基準等を説明した場合、その根拠を質問されることが少なくない。その際、理路整然と説明できるか、経験上問題なしで済ませるか、そこには雲泥の差がある。仮に車輪圧入に関する国際規格を制定する動きが出た時、日本は一歩リードできる立場であってほしい。