ガタンゴトンという音はなぜ発生するのでしょうか？

鉄路を奏でる音 – 「ガタンゴトン」の謎

電車に乗車中、耳に心地よく、あるいは時には不快に響く「ガタンゴトン」という音。この音は、私たちの日常に溶け込み、鉄道の象徴ともいえる存在です。しかし、この音は一体どこから生まれてくるのでしょうか？

実は、「ガタンゴトン」音は、レールと車輪の出会いが生み出すハーモニーなのです。鉄道のレールは、驚くことに完全な直線ではなく、一定間隔でわずかな隙間が設けられています。これは、レールの熱膨張と収縮という、一見単純ながらも重要な要素が関係しています。

夏の暑い日差しを受けると、レールは熱で膨張し、その長さはわずかに伸びます。一方、冬の厳しい寒さの中では、レールは収縮し、長さが短くなります。この温度変化によってレールは伸縮を繰り返し、その変化を吸収するために、つなぎ目に隙間が必要となるのです。

電車が走行中にこの隙間を通過すると、車輪はレールの上下で微妙な段差を感じます。この段差によって車輪が上下に振動し、その振動が車体に伝わり、私たちが耳にする「ガタンゴトン」という音を生み出すのです。

この音は、レールと車輪の摩擦や衝撃によって発生するだけでなく、車体の構造や走行速度、さらにはレールそのものの材質によっても微妙に変化します。高速で走行する新幹線では、車輪とレールの接合部分に工夫が凝らされ、音はほとんど聞こえなくなっています。一方、ローカル線のゆっくりとした速度では、より「ガタンゴトン」という音が強調されるように感じられるでしょう。

「ガタンゴトン」音は、決して単なるノイズではありません。それは、鉄道の歴史、技術、そして自然との調和を物語る、雄大な音響芸術なのです。私たちが電車に乗るたびに耳にするこの音は、鉄道という巨大なシステムが、日々、様々な要素と連携しながら、安全に運行されていることを教えてくれる貴重なサインと言えるでしょう。