MT比

MT比（動力車と付随車の比率）

MT比とは、動力分散方式を採用する鉄道車両において、動力を持つ車両（動力車：Motor）と動力を持たない車両（付随車：Trailer）の構成比を示す指標です。この比率は、列車の性能や経済性に深く関わっており、運転士が使用する運転時刻表の「牽引定数」欄に記載されることもあります。

MT比の定義と特性

電車や気動車といった動力分散方式の車両は、走行に必要な動力を持つ動力車と、動力を持たない付随車で編成されます。MT比は、この動力車数と付随車数の比率で表され、例えば動力車が6両、付随車が4両の編成であれば、MT比は3:2となります。また、編成を6M4Tのように表記する場合も、広義のMT比と捉えることができます。

動力車の比率が高い編成を「MT比が高い（大きい）」、付随車の比率が高い編成を「MT比が低い（小さい）」と表現します。一般的に、MT比が高いほど高性能な編成となり、MT比が低いほど経済的な編成となります。また、動力車1両あたりの性能が同じ場合でも、路線の特性やダイヤに合わせてMT比を変えることで、多様な性能を持つ編成を構成することが可能です。

電車のMT比

電車の動力車は、通常、各車軸に1基ずつ主電動機を搭載しますが、JR東海313系[[電車]]のように、3両編成でも1両を動力車、1両を付随車とし、残り1両を片側の台車のみ動力台車とする場合もあります。この場合、全体のMT比は1:1となります。JR西日本223系[[電車]]（3000番台）のように、4つの車軸のうち3つに主電動機を搭載し、編成全体のMT比を調整した例もあります。これらの例から、MT比を動力台車と付随台車の構成比、あるいは動力軸と非動力軸の構成比として捉えることもできます。

MT比は、編成に求められる性能と経済性のバランスを考慮して決定されます。特に、急勾配路線や駅間距離の短い路線では高い加速性能が必要となるため、MT比が高く設定される傾向があります。例えば、JR東日本E217系[[電車]]の基本編成は4M7Tですが、山手線用のE231系500番台は6M5Tと、同じ編成数でも路線特性によってMT比が大きく異なります。

気動車のMT比

気動車は、電車と比較して出力特性が劣るため、基本的に付随車を設定せず、ほとんどが動力車となります。しかし、電車の様に台車に直接電動機を搭載できないため、機関や変速機、冷却器などのスペースを必要とし、車体構造や搭載機器の制約から、付随車を組み込む場合もあります。欧州の鉄道では、古くから付随車が組み込まれる例が見られ、日本では国鉄キハ08系気動車のように、改造費を抑える目的で付随車を設定した例もあります。近年では、気動車の性能向上に伴い、再び付随車の組み込みが見られるようになっています。

日本におけるMT比の動向

電車

直流電動機が主流であった時代には、急勾配路線用や高加速性能車でMT比2:1、平坦線区用で1:1程度が一般的でした。しかし、1950年代後半から1960年代初頭にかけてカルダン駆動方式が実用化されると、電動機の小型化が進み、全電動車方式が多く見られるようになりました。特に、1067mm軌間の鉄道ではこの傾向が強く、標準軌間でも奈良電気鉄道デハボ1200形のように1954年の時点でMT比1:1を前提とした車両が存在しました。

1970年代に入っても、京浜急行電鉄や名古屋鉄道などの一部の私鉄では、加速性能の確保や在来車との互換性を維持するために、小型の電動機を搭載した全電動車を採用する例がありました。

1980年代以降、日本では小型で高出力な誘導[[電動機]]が普及し、電子制御技術も進歩したため、MT比は低下傾向にあります。現在では、1:1を下回る編成も珍しくありません。ただし、降雨時や降雪時など、粘着率が低下する条件下では、MT比が低いほど空転が発生しやすいため、あえてMT比を高く設定した編成も見られます。阪神電気鉄道では、普通列車に全電動車方式のジェットカーを使用することを前提にタイトなダイヤを編成しているため、5500系では低出力の電動機を全車軸に搭載しています。

近年では、編成両数の変化に柔軟に対応するため、各車両の動軸数を2とし、編成としてのMT比を1:1以下とする設計も現れています。これは、1モーター1インバータ構成による制御器の設計自由度向上を背景としており、MT比を編成単位ではなく、各車両の動軸と遊軸の比率で捉える設計へと移行しつつあります。

新幹線

新幹線は、200km/h以上の高速運転を行うため、編成全体として大きな出力が必要となり、MT比が高く設定される傾向があります。初期の0系や200系は全電動車でしたが、その後、経済性の観点からMT比は徐々に低下しました。100系では16両編成でMT比3:1、300系では1.7:1まで低下しました。しかし、1990年代後半からのさらなる高速化により、新幹線のMT比は再び高くなる傾向にあります。500系は全電動車、700系は16両編成でMT比3:1、最新のN700系やN700Sでは16両編成で7:1と、より高い設定となっています。これは、付随車に搭載していた渦電流ブレーキの重量が課題であったことと、回生ブレーキの高効率化によりMT比向上のデメリットが少なくなったことが理由として挙げられます。

九州新幹線用の800系や、山陽・九州直通用のN700系7000番台・8000番台では、全車電動車方式が採用されています。

気動車

国鉄時代には、ローカル線の無煙化対策として気動車が大量投入されましたが、当時の機関は非力であり、特に急勾配路線では走行性能が課題でした。そのため、2基の機関を搭載した動力車と、1基の機関を搭載した動力車を区別して編成が示されていました。例えば、4M2m1Tは、2基機関搭載の動力車が4両、1基機関搭載の動力車が2両、付随車が1両の編成を示します。

国鉄からJRへの移行以降、エンジンの出力は大幅に向上し、一般的な電車と比較しても遜色ないレベルに達しています。しかし、出力特性や粘着特性の問題から、現在ではほぼすべてを動力車とする編成が基本となっています。

関連項目

動力車
付随車
* 動力分散方式

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