特定非営利活動法人

失敗学会

広告掲載について 広告掲載について 広告掲載について 広告掲載について
 入会案内
 連絡先
 International
   日本語ホーム
 組織
   設立主旨
   法人会員
   個人会員 
   分科会
   貸借対照表
   個人情報保護方針
 ニュース
   過去のニュース
   関連・推薦書籍
 会員ページ
   パスワードを忘れたら
   会員個人情報変更
   失敗学フォーラム
   論文投稿要領
 〒113-0033 東京都
 文京区本郷 5-29-12
  admin@shippai.org  


失敗年鑑2017:新幹線のぞみ号台車亀裂事件 (会員用フルバージョンはこちら )

失敗年鑑2017
新幹線のぞみ号台車亀裂事件
2023年5月
サイドローズエルピー・ゼネラルパートナー
飯野 謙次

新幹線台車亀裂・運行継続

【シナリオ】
1.組織運営不良
2.管理不良
3.無知
4.知識不足
5.加工の規定知らず
   原因
6.製作
7.ハード製作
8.削り過ぎ
9.強度不足
   行動
17.不良現象
18.機械現象
19.亀裂発生
20.亀裂進行
21.継手方向不良
22.発熱
23.異臭・モヤ
   結果



新幹線台車強度不足の原因まんだら[拡大]


1.価値観不良
2.安全意識不良
3.組織運営不良
4.運営の硬直化
5.コミュニケーション不良
6.誤判断
7.誤認知
   原因
8.非定常行為
9.非常時行為
10.運行継続
   行動
11.起こり得る被害
12.潜在危険
13.脱線危険
14.衝突危険
   結果


新幹線運転継続の原因まんだら[拡大]


【概要】
 2017年12月11日(月)、新幹線のぞみ34号は、乗客およそ1,000人と乗員7名を乗せて博多駅を13時33分ごろ出発した。 博多・新大阪間はJR西、新大阪からはJR東海の管轄となる。出発直後から乗員が異臭と異音に気づき、指令所に連絡。 岡山で保守担当員3名が乗車して、異臭、異音を確認し、列車が新大阪に到着するまでに、保守担当員と指令所が相談をするも、 状態が通常ではないとしつつ、断言できないとする保守担当員の言葉で、 JR西指令所は、異臭がするものの走行可能として新大阪駅で停車中にJR東海に引き継いだ。
 新大阪出発時、京都駅、保守担当員が待機していた名古屋駅でも到着時の異音と乗車時の異臭が確認され、報告を受けた技術担当員は床下点検を要請。 指令は出発停止を運転員に伝えた。これが博多出発からおよそ3時間30分後の17時頃であった。 床下を点検した保守担当員は13号車台車に油漏れを発見、本列車の運行は取りやめとなった。 その夜23:40ごろ、車両所への移動の準備中、JR東海の社員が13号車台車枠に亀裂を発見した。
 事故後の調査で、台車の主要構造部品が製造時に指定より薄く削られ、その溶接部から発生した亀裂は、 高さ170mmの34mmを残して、146mmまで成長していた。
 名古屋駅で運行を取りやめたので、事故にはならなかったが、もし時速300キロメートル近くでこの台車が破壊していたら、 乗客乗員全員を巻き込む大事故になっていた可能性がある。さらに対向列車、後続列車も安全に止まれたかは疑問がある。

【発生日時】
2017年12月11日、13時 30分ごろから17時ごろ

【発生場所】
山陽新幹線博多‐新大阪間、及び東海道新幹線新大阪‐名古屋間

この図表の表示は会員のみ
図1 全国に広がる新幹線網(2023年4月現在)


【事象】
 今や北海道の一部まで路線を伸ばした新幹線網は、主要4島の四国を除いて全国に広がっている。図1に今の新幹線網を、本報告に登場する山陽新幹線を赤で、東海道新幹線を青で示す[1]。東海道新幹線は1964年、東京オリンピック開会式の10日前、10月1日に東京-新大阪間で営業を開始した[2]。当時3時間10分かかったこの区間を、今では最高速度285km/hで2時間21分、新大阪-博多間は山陽新幹線が最高速度300km/hでやはり2時間21分でつなぐ。
 本事件があったのぞみ号は、博多から新大阪の山陽新幹線区間と、新大阪から東京の東海道新幹線区間を通して走行する予定であった。山陽新幹線区間はJR西日本、東海道新幹線区間はJR東海の管轄である。乗務員による異常の検知とやり取り、指令所とのやり取りは、JR西日本のニュースリリースに詳しい[3,4]。ここでは[4]を元に主な出来事を時系列で紹介する。博多駅出発時には、乗員として、運転手、車掌長1名、他車掌2名、チーフパーサー1名、他パーサー2名の計7名がいた。指令所にはJR西日本の指令長1名と他指令が2名いた。

13:33 博多駅出発
13:35 - 車掌の1人が異音を感じたが、車掌長は通常と知覚した。
13:50 小倉駅出発
13:50 - 13:35に異音を感じた車掌、チーフパーサー、パーサー1名が7, 8号車付近で焦げたような異臭を感じるも、車掌長は「そういえばにおいがする」程度と感じた。敏感な車掌は今度は13号車デッキで13:35と同じ異音を知覚した。
14:18 - 車掌長は、7, 8号車のにおいを指令所に報告、異音はないと報告。
14:29 - 敏感な車掌が今度は11号車社販準備室前で異臭を感じた。もう1人の車掌が8号車で加熱式たばこのようなにおいを感じるも、車掌長と先のパーサーは、 8号車のにおいが消えていると感じた。
広島到着直前、指令は、岡山から保守担当員の乗車を手配、広島から車掌がもう1人乗車。
14:35 広島駅出発
14:35 - 車掌長は、13号車の異音、11号車のにおいを確認したが、気にならず、8号車のにおいがなくなったと指令に報告。
14:59 福山駅出発
14:59 - チーフパーサーは、7, 8号車でにおいを感じた。
敏感な車掌は、13, 14号車で音を確認、13:35より高くなっていると感じた。
広島から乗車の車掌は10号車乗務室内で異臭を感じた。また、乗客から13号車のモヤと異臭の申告を受け、確認した。
先のパーサーも、乗客から13号車のモヤの申告を受け、確認した。
敏感な車掌は、13号車の異臭とモヤを確認、音が大きくなっていることと振動を感じた。
別のパーサーと別の車掌は、4号車で異臭を感じた。
その後、広島から乗車の車掌は13号車のにおいが若干残っているが、モヤがなくなったと確認
車掌長は岡山到着直前、指令員に13号車のモヤを報告。岡山駅で保守担当員3名が乗車。
15:16 岡山駅出発
15:16 - 保守担当員3名は、7, 8号車を確認の後、13号車に移動。広島から乗車の車掌は13号車のにおい、モヤがないことを確認したが、保守担当員は、においやモヤより異音があり、床下からの振動を感じた。
チーフパーサーは、13号車にモヤがあると感じ、大きな音を知覚した。
別の車掌は4号車ににおいがないことを確認した。
15:31 - 車掌長は13, 14号車のにおいとモヤを指令所に報告、指令員の一人は保守担当員から床下点検をしたいとの意見を聞くも、2度目に繰り返したのを聞き逃し、指令長に音はあるが、運転に支障はないと伝えた。そして13号車のモーター開放(モーターのコントロールを外して自由回転にする)をすることに合意した。
15:38 - 指令員が運転士に13号車のモーター開放を指示。新神戸に15:48到着。保守担当員2名がホームから13号車の下を懐中電灯で照らして目視したが、異常は感じなかった。
15:49 新神戸駅出発
15:55 - 保守担当の1人が、モーター開放を行っても音が変わらなかったことを指令員に報告。指令長は運転士にモーター開放復位(モーターをコントロール状態に戻すこと)を指示、JR東海の指令員に走行に支障はないと伝えた。保守担当員と、指令員のコミュニケーションは継続するが、保守担当員は通常ではないので床下検査をしたいけど確信が持てない、指令員は床下検査を強く提言しないので、音がするけど走行に支障はないと判断していた。
博多から乗車していた車掌3名は新大阪駅で、JR東海の車掌に13号車で異臭があること、保守担当者が点検した、走行に支障はないと伝えた。
16:01 新大阪駅出発
16:11 - 新大阪駅ホームで出発時に観察していた保守担当員は、13号車から音がしたとJR西指令長に伝え、これがJR東海の指令員に伝わった。


 参考文献[4]の記述はここまでで、以下は参考文献[5]の記述を基にしている。

16:11 - JR東海指令員は、車掌に8号車から14号車までの異臭の確認と、京都駅到着と出発時に観察をするよう指示した。そして、名古屋駅で乗車できるようJR東海の保守担当員を手配した。
16:16ごろ 京都駅出発
16:16 - 車掌は、13号車の異臭と、京都駅出発時の異音について指令所に報告。
16:52 - 名古屋駅では、乗車待機していた保守担当員2名が異音と、乗車時に異臭を感知した。1名の保守担当員からこの報告を受けた技術担当社員は、指令所に床下点検を要請。指令所は出発しないよう運転士に指示した。
床下点検をしてみると、保守担当員が13号車前台車の歯車箱付近に油漏れを発見、走行が不可能であると指令所に報告。のぞみ34号は運行を取りやめた。


のぞみ34号は、名古屋駅ホームに停車したままだったが、15日未明に移動作業が始まり、まず東京寄りの16号車から14号車を名古屋市内の車両所に移動[6]、その後、16日真夜中過ぎに13号車を100m移動させてクレーンで釣り上げ、問題の台車を外して、新しい台車を組付けて12号車と連結させた。この13両編成の列車は名古屋車両所まで自走[7]。亀裂の入った台車は、JR西日本の博多総合車両所に運んだ[5]。

【台車損傷の原因】
この図表の表示は会員のみ
図2 台車に亀裂が見つかったのぞみ34号13号車(最後尾が博多側1号車、先頭が16号車)

 図2に、問題の記号番号 785-5505の13号車を示す。亀裂が入っていたのは、図中2台ある台車の東京寄りの方である。
 図3は、この台車を簡略化して書いている。台車には4個の鉄製車輪があり、前側2個と後側2個がそれぞれ車軸で繋がっており、車軸は左右それぞれ2本ずつのスプリングで左右の側ばりにぶら下がっている形だ。これらスプリングで、車輪の振動を吸収するとともに、車体が乗っている空気ばねも振動吸収に寄与している。側ばりと直行している横ばりにはモータが固定されており、その軸回転はWN継手(Westinghouse-Natal継手、開発した会社の頭文字)を介して歯車ボックスに伝わり、それが車軸を回転させている。
この図表の表示は会員のみ
図3 亀裂が入っていた新幹線台車の簡便図


 亀裂が入っていた側ばりは、東京側台車の進行方向に向かって左側ばりの前輪、2つあるスプリングの後ろ側の軸ばね座が溶接されている後ろ側の溶接部である。図4にその部分を拡大して示す。側ばりの亀裂部は、漢字の「目」の字を横にしたような断面をしており、高さ170mm、幅160mmである。その底面に軸ばり座が強固に溶接されている。

この図表の表示は会員のみ
図4 亀裂の場所


 図5に側ばりと軸ばね座の溶接を簡略に示す。実際には軸ばね座には、他の部品取り付けのための穴や、側ばりを抱え込むようについ立状の突起があるようだが、亀裂とは関係ないので省略してある。

この図表の表示は会員のみ
図5 側ばりと軸ばね座の溶接結合


 参考文献[5]にこの組立の手順が書いてあるが、まずコの字型の部材に補強板をすみ肉溶接で固定し、これを2つ突き合わせて目の字の断面を作る。この時、 裏あて金で付き合わせ溶接の強度を増す。次にすみ肉溶接用にスロット穴を開けた軸ばね座を溶接するのだが、その前に、軸ばね座が当たる部分を平らに研磨して座りをよくする。図6にこの研磨で平らにする部分を示す。

この図表の表示は会員のみ
図6 側ばりに軸ばね座を溶接する前に、当たり面を平らにする


 今回この溶接部から亀裂が発生したのは、この軸ばね座溶接で側ばり側に平らな面を用意するのに、削り過ぎたのが原因と思われている。側ばりの鋼板は厚さ8mmで、軸ばね座の当たり面を用意するとき、削ってよいのは板厚が7mmになるまでと規定されていた。ところが亀裂が入っていた側ばりの底面厚さは、最も薄い箇所で4.7mmだった[5]。

 発生した亀裂は、底面の全長160mm、目の字の4つの垂直方向の構造板で、外側から順に146mm、117mm、108mm、141mmであった。参考文献[5]に掲載されている写真と注釈をそのまま、図7に掲載する。

この図表の表示は会員のみ
図7 側ばりで発生した亀裂[5]


 図7が示しているように、この亀裂の先端は16mmギャップが空いていた。図3を見てわかるように、車軸の位置が前にずれていたことになるので、モータ、WM継手、歯車の芯がずれていたことになる。参考文献[5]によると、このWM継手の相対変位許容値は10mmであるのに、24mmずれていたと推定され、その温度は300℃程度になっていたと再現実験で確認された。継手内部のグリースが車内の異臭やモヤの原因だったようである。参考文献[5]には、この継手の変色の写真もあるので、参照されたい。

【当事件に関する問題点】
 上記で見たように本事件の直接原因は、規定に反する加工がなされて、機械部品が所要の強度を有していなかったことである。しかしその他にも、異常に気が付いてから、3.5時間も列車を通常通り走行させ続けたことも大きな問題である。以下この2つの問題について解説する。

側ばりの研削しすぎ
 付き合わせ溶接の余盛が残った面に、別の平らな部材を溶接で接合するときに、そこを削って平らにするのは当然である。参考文献[5]によると、作業指示書があり、そこには側ばりの軸ばね座と側ばり下板の隙間を0.5mm程度とあった。また「側ばり下面のグラインダー仕上げは行ってはならない」と定められていたという。これは、明らかに作業指示書がおかしい。付き合わせ溶接をした余盛があるのに、それにグラインダーをかけないで、2つの部材間距離を0.5mm程度とするのは無理である。
 現場作業者には、この作業指示書は配布されず、現場管理者までであったが、現場管理者は「グラインダー仕上げは行ってはいけない」とは伝えずに、隙間が0.5mm程度とだけ伝えたという。当然であろう。ただし、もう1つの規定、側ばり下板の厚さは7mm以上なければならないが伝わっていない。これが作業指示書には書いてなかったのだろうか。参考文献[5]ではわからなかった。
 この7mm以上の規定が重要であるなら、作業指示書に書いてあるべきだし、本来なら溶接前に、板厚を測定して記録する手順になっていなければならない。奥まった場所で測定しにくいが、特別の治具を制作してもいいし、今では超音波を利用した非破壊厚さ測定器もある。
 そうなっていれば、用意された側ばりが、所要の寸法に溶接組立できない形状になっており、その前工程に突き返されるべきものであったことがわかる。

漫然と運行を継続したこと
 最初に異音と異臭が知覚されたのは、博多駅出発直後である。しかし車掌長は、異音を通常と感じ、においも「そういえば」程度に感じた。そしてこの車掌長は広島駅出発後に異音、においを確認するが、気にならなかった。そして、経過をよく読むと、車掌長は、においとモヤについては指令に報告するが、異音については自分が感じないためか、報告をしていない。参考文献[5]には、関係者の年齢が書いてあるものの、車掌長が誰であるかは分からない。本報告の博多‐新大阪間の事象記述は参考文献4を元にしている。しかし、今度は参考文献[4]には年齢が書いていない。両記述からの推測になるが、車掌長は、経験約17年4か月の56歳の車掌aと思われる。非常に失礼になるが、問題だと思うのであえて書くが、音、においに対する感覚が他の車掌や乗員に比べて鈍くなっていてもおかしくはない。時間経過後に、においや音の確認は、車掌長ではなく、それを感じた他の車掌が行うべきだろう。
 本事件に関しては、多くの記事が書かれているが、保守担当員と指令員のコミュニケーションのまずさが非難されている。保守担当員が新大阪で床下検査を提言したのを、指令員は聞き逃したとされているが、その前に「臭いはあまりしないが、音が激しい。床下から「キーン」という高めの音がしている。自分の見解としては床下を点検したいけど、そんな余裕はないよね」と言ったのはちゃんと聞いている。

JR西とJR東海の関係
 JR西が行わなかった床下検査を、JR東海では行って大事に至らずに済んだことだが、筆者は新大阪での運用管轄交代に違和感を覚えた。床下から異音、車内には異臭とモヤがあった。それがJR東海の指令員に伝わったのは、新神戸直前の 15:38であった[4]。新大阪出発時には、のぞみ34号には保守担当員が不在となり、手配できたのは新大阪出発50分後の名古屋駅であった。新大阪まで列車の異常を観察していたJR西の保守担当員は、そのまま継続して乗車しようとは思わなかったのだろうか。あるいはJR西の指令員が、JR東海の指令員にもっと早く伝えて、新大阪からJR東海の保守担当員が乗車できるよう手配を促せなかったのだろうか。同じ列車が管轄地域をまたいで乗り入れているのだから、もう少し協力体制に融通を効かせられないものだろうか。

もし事故になっていたら、
 冒頭に書いたように、本列車の乗客はおよそ 1,000人、乗員は最初7人、広島から車掌が1人、岡山から保守担当員が3人乗車した。途中で耐えきれずに側ばりが折れていたらどうなっていただろうか。図3に示すように台車には後ろの車軸でつながった2輪、前は折れた側ばりにぶら下がった車輪と車軸を介して繋がっている右側輪、歯車箱にはWM継手を介してモータがつながっている。すぐには何かが外れて飛んでいきそうにはないが、もし車輪、歯車箱、WM継手のどれかが外れるか、破壊してそれが台車の下に巻き込まれていたらどうだろうか。時速300km/hのトップスピードであれば、脱輪は免れないだろう。新幹線のすれ違い時の列車間距離は、確実に確認できない情報源ながら、山陽新幹線で0.94m[8]だから、もし進行方向右側に脱線していたら、反対向きの新幹線列車と衝突していた可能性はある。
 後続の新幹線列車はどうだろうか。参考文献[9]によると、275km/h で走行している新幹線がブレーキをかけ始めてから止まるまでの距離は、4,000m弱なので、初速275[km/h]*1,000/3,600=76.4[m/s] の t 秒後のスピードは、加速度(α一定)として 76.4 - αt [m/s]。移動距離は、76.4t - 0.5αt 2 m である。この距離がちょうど4,000mとなる条件を探すと、α= 0.730[m/s2] で止まるまでの時間は、105秒である。この同じ加速度を、300km/h(=83.3m/s) の初速度に当てはめると、停止するのは114秒後、走行距離は4,756mである。
 一方、のぞみの発車間隔を見ると、近いところで6分後、すなわち 83.3 * 6 * 60 = 30,000 [m]、30km後ろを走っていることになる。追突を避けるには、114秒前までに急ブレーキを掛ける必要があり、360 - 114 = 246秒、すなわち4分 6秒以内に、何らかの自動通知システムが働いて、後続列車に通知、あるいは指令所から急停止の指示が出なければならない。何かの自動通知システムがあるか、ネットで調べたがわからず、chatGPT に尋ねてみたら、指令から各列車に通知がなされるとあった(これも確実ではない情報源)。指令所は、即時の状況判断と通知をする必要がある。

意図は何だったか
 失敗学会では失敗事例について、その失敗を引き起こした関係者の「意図」は何だったかを記録することが重要であることに気が付いた。事例に意図を記録することによって、何か新しいことや、未経験のことを行おうとする人が、同じ意図を持った人が過去にどのような失敗をしたかを検索することを容易にする。ここでは2つの問題、側ばりの削り過ぎと、台車損傷列車を運行し続けたことについて、当時者の意図を考える。
 側ばりの削り過ぎについては、現場作業者は「規定通りに強固な溶接接続をなそう」と思ったのである。失敗は、単にもう一つの側ばり下面板の厚さに関する規定を伝えられなかったので、知らなかったのである。
 列車運行を一時停止して床下検査をしなかった保守担当員と指令員の意図は、もちろん「列車をスケジュール通りに運行すること」であった。ただ、この目標と、「乗客乗員の安全を守る」という目標のバランスを誤ったのである。
 このように、失敗事例に関して当事者の意図を考えると、「よかれ」と思っているところから出発していることが多い。


【参考文献】
  1. nippon.com, 新幹線路線図
  2. 日本車両, 新幹線ヒストリー
  3. JR西日本、ニュースリリース、「のぞみ34号」で異常を感じたにもかかわらず運転を継続させたことについて、2017年12月27日
  4. JR西日本、上記ニュースリリース、別紙1: 乗務員、車両保守担当社員、指令員に関する事柄、別紙2: 事柄を認知した社員と情報共有先等、別紙3: 号車別「におい・モヤ・音・振動」の発生状況、2017年12月27日
  5. 国土交通省 運輸安全委員会、鉄道重大インシデント調査報告書 RI2019-1、2018年3月28日
  6. 日刊工業新聞、JR名古屋駅、「のぞみ」撤去始まる 台車亀裂で動けず、2017年12月15日
  7. 朝日新聞デジタル、のぞみ、亀裂台車の交換終える クレーンでつり上げ、2017年12月16日
  8. tochonpion、Yahoo! Japan 知恵袋、2022年7月3日
  9. 新井浩、菅野悟、藤野謙司、 加藤博之、浅野浩二、新幹線高速化に向けたブレーキの開発、JR EAST Technical Review-No.31、新幹線高速化 FASTECH360総集編、2010年

4 5  6月 7 8 9
2023年6月
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930 

失敗知識DB

失敗年鑑

個人会員紹介
2024番様のページ

法人会員紹介

失敗体験施設名鑑
 
Copyright©2002-2024 Association for the Study of Failure