＜金曜は本の紹介＞
「新幹線の科学（梅原 淳）」の購入はコチラ
この「新幹線の科学」という本は、最新のＮ７００系の内容、新幹線の歴史、駆動、電力供給、車体、客室、運転、線路、安全、乗客サービスと運行等について、カラー写真を使って分かりやすく、そして詳しく説明した本です。
普段ほとんど事故もなく快適に乗車している新幹線ですが、いろんな技術や工夫がなされているんだなぁと、感心しながらとても興味深く読めました。
とてもオススメな本です！
以下はこの本でナルホドと思ったポイント等です。
・Ｎ７００系は強力なモーターと、１６両編成中のモーターの数を７００系の４８基から５６基へと増やしたことから、７００系よりも加速力が強い。停止状態から２７０ｋｍ／ｈに到達するまでの時間は約３分と、２分も縮めたという。
・Ｎ７００系の最高速度は３００ｋｍ／ｈである。ただし、この速度で走れるのは山陽新幹線（新大阪～博多間）だけ。東海道新幹線（東京～新大阪間）は２７０ｋｍ／ｈだ。東海道新幹線には、半径２，５００ｍのカーブが点在するために２７０ｋｍ／ｈを超えて走行できないからであり、Ｎ７００系の問題ではない。山陽新幹線はカーブの半径を基本的に４，０００ｍ以上として建設されているので３００ｋｍ／ｈが出せる。
・屋根上のパンタグラフにも数々の環境対策が施されている。実は超高速で走行する新幹線の車両の空力音の多くは、パンタグラフから生じるものだ。Ｎ７００系が備えている「く」の字型のシングルアームパンタグラフの下部ｈ、流線型の風防カバーで覆われた。さらに、パンタグラフと車体との間に設けられた碍子を従来の４基から３基に減らし、いずれも空力音の低減に結びつけている。
・Ｎ７００系は、７００系と比べて１０％も電力消費量が減った。Ｎ７００系の省エネ化は、おもに３つの要素から成り立っている。１つ目は、車体傾斜装置の導入でカーブ手前での減速と、通過後の加速が不要となったことだ。２つ目は、空気抵抗を減らすための工夫が施されたという点である。Ｎ７００系の車体の幅は３．３６ｍ、高さは先頭車の前位で３．５ｍ、そのほかが３．６ｍと、７００系の幅３．３８ｍ、高さ３．６５ｍと比べて小さい。さらに、全周ほろや台車カバーによって車体の表面を一体化、なめらかなものとしたことで、空気抵抗は７００系より２０％も減少した。３つ目の要素は、１６両編成のなかでモーターを搭載した車両を増やしたという工夫である。Ｎ７００系は、１６両中１４両に１両あたり４基、合計５６基のモーターを搭載した。これは７００系の１２両、４８基よりも多い。ところが、Ｎ７００系にかぎらず、近年登場した電車は「回生ブレーキ装置」といって、超高速域から停車寸前まで、モーターを発電機として使用すことでブレーキを作動させ、発電された電力を架線に戻す仕組みをもつ。このため、モーターが増えれば増えるほど発電量は増える。つまり、スピードアップで余計に電力を消費しても、止まるときにはその一部を取り戻せるのだ。
・普通車、グリーン車とも、Ｎ７００系の車内は座席は禁煙化の流れにのっとってすべて禁煙となった。愛煙家には３、７、１０、１５号車に喫煙ルームが用意されている。喫煙ルームは禁煙となった車内とは完全に分離され、「強制排煙装置」をはじめ、ＪＲ東海が自社の研究施設で独自に開発した「光触媒脱臭装置」といった装置が導入となった。また、喫煙ルームには独立した換気装置が設けられているため、タバコの煙や臭いが車内のほかの場所に広まることもない。
・セキュリティー面が強化されたのもＮ７００系の特徴だ。すべてのデッキ、そして先頭と最後部の乗務員室の入口には「車内防犯用カメラ」が設置された。カメラの台数が多いため、乗務員や地上の担当者が撮影中の映像を随時チェックすることは難しいという。
・新幹線の歴史は意外に古い。明治時代の昔から構想が立てられている。実際に計画が進められたのは、戦前の１９３８年のことである。東京と下関との間を最高速度２００ｋｍ／ｈ、所要時間９時間５０分で結ぶことを目的としたこの計画は、弾丸列車構想ともいう。このころ日中事変が勃発して、在来線の東海道、山陽本線には多数の列車が増発され、輸送能力が限界に近づいた。新幹線を建設して輸送力の増強を図ろうと考えたのである。このとき決められた車両の寸法や線路の規格は、今日の新幹線とほぼ同じだった。ただし、貨物列車の運転も予定されていた点が異なる。建設工事は１９４１年に始まり、現在の東海道新幹線の新丹那、日本坂の両トンネルはこのときに掘られ、新横浜～小田原間、熱海～三島間、三河安城～名古屋間の一部の用地も取得された。しかし、戦争が激しくなってしまい、１９４４年になってこの計画は残念ながら打ち切られてしまう。戦後、東海道本線の輸送力が行き詰まったため、１９５５年以降に東海道新幹線を建設することが決まり、１９６４年１０月１日に開通する。
・新幹線の勾配は、おおむね１，０００ｍ進むごとに２０ｍの高低差がつく２０‰（パーミル）以内としてつくられた。近年は電車の性能が向上したために３５‰の勾配も九州新幹線で見ることができるが、距離はごく短い。
・ＪＲ東海は、「３００系」「７００系」「Ｎ７００系」の３種類の車両をもつ。これらはすべて普通車１３両、グリーン車３両から成る１６両編成を組み、東海道・山陽新幹線の「のぞみ」「ひかり」「こだま」として走り回っている。３００系は、１９９２年３月１４日に誕生した「のぞみ」にもちいるために開発された車両だ。東海道・山陽新幹線の車両としては初めて２７０ｋｍ／ｈで走行できようになった点が最大の特徴である。この系列から採用されたＶＶＶＦインバータ制御によって強力なモーターが小型・軽量化されたため、出力を上げることが可能となった。同時に回生ブレーキ装置を作動可能となり、省エネルギー性も向上している。３００系は、のちに登場する新幹線の車両の基礎をつくった車両といってよい。７００系は３００系の改良版として１９９７年９月に登場した。最高速度は２７０ｋｍ／ｈから２８５ｋｍ／ｈへとアップし、車内も断熱性の向上で空気調和装置の利きがよくなり、静粛性も高まるなど、快適度が増している。３００系での経験を生かし、省エネルギー性や沿線への騒音・振動の低減にも配慮され、カモノハシを思わせる先頭形状となった。Ｎ７００系は、７００系の思想をさらに推し進め、２００５年３月に姿を現した車両だ。
・ＪＲ西日本では「１００系」「３００系」「５００系」「７００系」「Ｎ７００系」、ＪＲ九州では「８００系」がそれぞれ活躍している。１９９６年に登場した５００系は、戦闘機のような先頭形状と、円形の断面を持つ。新幹線の車両として３００ｋｍ／ｈの最高速度を初めて達成した車両だ。超高速で走行中にも乗り心地を損ねないよう、アクティブサスペンションやセミアクティブサスペンションといった振動を緩和する装置が初めて導入されたり、沿線への騒音やトンネル進入時の衝撃を緩和するための先頭形状など、のちに登場する車両に引き継がれた特徴は数多い。
・ＪＲ東日本には「２００系」「Ｅ１系」「Ｅ２系」「Ｅ３系」「Ｅ４系」の５系列が営業に就いている。
・新幹線が交流で電化された理由には、大きな電力を供給できるからというほかに、電力会社が発電した交流をそのまま利用できるという点も挙げられる。しかし、ここで問題が生じてしまう。日本の電力会社は東日本では５０Ｈｚ、西日本では６０Ｈｚと、異なる「電源周波数」の交流を供給しているからだ。最初に開業した東海道新幹線の場合、新富士～静岡間にかかる富士川橋梁を境に、電力会社が供給する電源周波数が変わることが問題となってしまう。車両側で電源周波数を切り替えることも可能だったが、当時の技術では機器が重くなってしまうために断念せざるを得なかった。そこで国鉄ｈ、架線の電源周波数をどちらかにそろえることを検討する。東海道新幹線は将来、西日本方面への延長が予定されていたため、距離の長い６０Ｈｚが採用となった。電力会社から５０Ｈｚの交流が供給される富士川以東では「周波数変換変電所」を設置し、電力会社から受け取った５０Ｈｚを６０Ｈｚへとあらためてから架線へと送っている。同じく異なる電源周波数が供給される地域を通る長野（北陸）新幹線のときには、技術が進歩したため、電車が電源周波数を切り替えることにした。
・新幹線の電車の車体に用いられる素材は鋼鉄とアルミニウム合金との２種類がある。鋼鉄性の車体をもっているのは１００系とＥ１系、アルミニウム合金でつくられた電車は２００系、３００系、５００系、７００系、Ｎ７００系、８００系、Ｅ２系、Ｅ３系、Ｅ４系、Ｅ５系だ。近年登場する電車はすべてアルミニウム合金製の車体をもち、主流を占めている。鋼鉄と比べ、アルミニウム合金は非常に軽いという特徴をもつ。新幹線の場合、鋼鉄製の構体の重さは１０ｔ程度であるのに対し、同じ強度をもつアルミニウム合金製の構体では６ｔほどしかない。残念ながら、アルミニウム合金にも欠点はある。それは大変高価だという点だ。鋼鉄と比較すると２倍から数倍の費用がかかる。しかし、軽いために車両が走行する際の電力を少なくすることが可能だし、軌道をはじめ、施設への負担も少ない。仮に車両を１０年使用するとして総合的に費用を計算すれば、アルミニウム合金製の車体のほうが得になるのだ。
・新幹線の車両の窓は、概して新しいものほど幅が狭い。かつては座席２列につき１枚の窓と、幅にしておよそ１．５～２ｍ近い窓が取り付けられていたが、いまでは座席１列に１枚の窓が標準的となった。幅もどんどん狭くなり、Ｎ７００系やＥ５系は５０ｃｍ前後と、航空機の窓と変わらない寸法となっている。窓が小さくなった理由の１つは、破損時のことを考えてのものだ。超高速で走行している新幹線の車両は、バラストや雪の破片が窓に当たってガラスが割れるトラブルが絶えなかった。大きな窓では取り替えの手間も時間もかかり、コストもかかる。そこで、窓を小さくしのだ。また、最高速度が上がると車体に作用する力も大きくなるので、強度を高める必要がある。有効な方法は、開口部を減らし、そのぶんを板とすることだ。Ｎ７００系の場合、普通車の窓の幅は５０ｃｍだが、窓と窓との間にある板の幅は５４ｃｍと、とうとう窓よりも広くなってしまった。
・新幹線の車両は超高速で走行するため、線路際に建てられた信号機を確認しながらの運転は困難だ。そこで、信号機は運転室に設けられた。これを「車内信号機」という。
・総合指令所が機能を失うと新幹線を運行できなくなるため厳重に警備され、場所も非公表。東海道・山陽新幹線はバックアップのための第２総合指令所をもつ。
＜目次＞
はじめに
第１章 Ｎ７００系の科学
１ー１ 新しい新幹線「Ｎ７００系」はなにがすごいのか？
１ー２ Ｎ７００系はなぜ３００ｋｍ／ｈもだせるのか？
１ー３ ３００ｋｍ／ｈを実現する車体傾斜装置の秘密
１ー４ 空気抵抗を減らして「速く静かに」走行する
１ー５ 増えたモーターがどんどん架線に電力を戻す
１ー６ ビジネスマン向けにコンセントや無線ＬＡＮを設置
１ー７ バリアフリー化や防犯対策で人にやさしい新幹線に
第２章 新幹線の基礎知識
２ー１ 新幹線を実際に走らせているのは誰？
２ー２ 新幹線という言葉にはどんな意味がある？
２ー３ 速度が遅くても新幹線と名乗っている電車とは？
２ー４ 戦前の弾丸列車構想が新幹線の始まりだった
２ー５ なぜ新幹線には踏切がないのか？
２ー６ 日本の「大動脈」として新幹線は走り回っている
２ー７ 外観は新幹線でも新幹線と呼ばれない路線とは？
２ー８ 新幹線の車両を見てみよう①～ＪＲ東海
２ー９ 新幹線の車両を見てみよう②～ＪＲ西日本、ＪＲ九州
２ー１０ 新幹線の車両を見てみよう③～ＪＲ東日本
２ー１１ 新幹線の車両を見てみよう④～営業に就いていない車両
２ー１２ 新幹線のルートは橋を架け、トンネルを掘ってつくられる
２ー１３ 新幹線車両の研究・開発。設計・製造、運搬の秘密
第３章 駆動系の科学
３ー１ 新幹線は強力なモーターで超高速走行を実現する
３ー２ どんなモーターが新幹線には使われている？
３ー３ 車重を減らすシステムユニット構造とは？
３ー４ 直流主電動機のトルクをコントロールする方法
３ー５ 誘導主電動機のトルクをコントロールする方法
３ー６ モーターの回転力を車輪へ伝える仕組み
３ー７ 走行と車体支持を受けもつ台車のいろいろな仕組み
３ー８ 台車に取り付けられた乗り心地をよくする仕組み
３ー９ 「ネコ耳」がある新幹線って？新幹線の多彩なブレーキ
第４章 電力供給の科学
４ー１ 新幹線を超高速で走らせる大電力をどう供給する？
４ー２ ２種類の電源周波数に新幹線はどう対応したか？
４ー３ 新幹線に電力を確実に供給する複雑な仕組み
４ー４ 複雑に張られた架線にはちゃんと理由があった！
４ー５ 空気抵抗を減らして、騒音を抑えるパンタグラフ
４ー６ パンタグラフのない車両にどう電力を供給している？
第５章 車体の科学
５ー１ 新幹線の車体にはどんな性能が求められる？
５ー２ なぜ新幹線の先頭車両は流線型の部分が長いのか？
５ー３ なぜアルミニウム合金が新幹線の車体に使われる？
５ー４ 遮音性や断熱性が高いダブルスキン構造とは？
５ー５ 新幹線は気密構造で乗客を守っている！
５ー６ 床下の機器類の搭載方法も進化している！
５ー７ 機器類を床下に置けない二階建車両の裏技とは？
５ー８ 「天井裏」を廃止して車高が低くても狭くない！
５ー９ 超高速走行と引き替えに窓が小さくなるワケ
５ー１０ 高速走行のために重心を下げる工夫とは？
５ー１１ 車体の振動を抑える車端ダンパ＆車体間ダンパ
第６章 客室の科学
６ー１ リクライニングと回転に対応する進化した腰掛
６ー２ 座り心地がよくなり重さも軽くなっている腰掛
６ー３ 東海道新幹線のトンネルはなぜ携帯電話を使えるの？
６ー４ 新幹線に個室や子ども用の運転台がある？
６ー５ ３層構造の窓は飛び石にも耐えられる！
６ー６ Ｎ７００系はくつろげる電球色の蛍光灯を採用
６ー７ 停車駅やニュースを流す旅客案内情報装置の秘密
６ー８ 車内の冷暖房や換気や気密を保ちながら行う
６ー９ 新幹線のトイレは旅客機と同じ真空吸引式
６ー１０ 新幹線の車内にエレベーターがあるものも！
第７章 運転の科学
７ー１ 新幹線の運転室にはどんな機器があるのか？
７ー２ なぜ線路際に信号機がないのか？
７ー３ ３つのモニター装置にはどんな情報が表示される？
７ー４ ３０ｋｍ／ｈ以下のときはＡＴＣを解除して手動に
７ー５ 万が一の異常事態にはどうやって対応する？
第８章 線路の科学
８ー１ ロングレールと伸縮継目の秘密
８ー２ 新幹線の「道床」はなぜ２種類あるのか？
８ー３ どうして超高速で分岐できるのか？
８ー４ 川や道路を越えて新幹線を走らせる橋梁
８ー５ 山をつらぬき海峡の下をくぐり抜けるトンネル
８ー６ 騒音を減らすために日夜研究が行われている！
第９章 安全の科学
９ー１ 乗客の安全を守るＡＴＣ（自動列車制御装置）とは？
９ー２ すべての新幹線を管理するＣＴＣ（列車集中制御装置）とは？
９ー３ 場所は極秘の総合指令所とは？
９ー４ 列車無線装置は運転士と連絡するだけではない！
９ー５ 黄色い車体で走り回る新幹線は何者なのか？
９ー６ さまざまなメンテナンスが欠かせない
９ー７ 新幹線の軌道はメンテナンスが欠かせない
９ー８ 架線や電柱、トンネルや橋の点検も定期的に行われる
９ー９ 天災による大きな被害を回避するための仕組み
第１０章 乗客サービスと運行
１０ー１ 「みどりの窓口」はＭＡＲＳの端末機がある窓口
１０ー２ 自動改札機の利用状況は車掌にも伝えられる！
１０ー３ 車掌も運転を担当！？運転車掌と旅客専務車掌
１０ー４ 列車ダイヤやいまでも熟練の担当者が仕上げる
１０ー５ ほっとひと息つける車内販売の意外な秘密
第１１章 海外・将来の高速鉄道
１１ー１ ヨーロッパ版新幹線「ＴＧＶ」「ＡＶＥ」「ＩＣＥ」
１１ー２ 台湾高速鉄道には日本の新幹線が駆け抜ける！
１１ー３ 各国がしのぎを削る高速鉄道の売り込み合戦
１１ー４ これから走り回る全国各地の新幹線とは？
１１ー５ 超電導リニアが走る中央新幹線とは？
１１ー６ 超電導リニアの車体と線路の仕組み
１１ー７ 全国に新幹線を走らせる？フリーゲージトレインとは？
参考文献
索引
面白かった本まとめ（２０１０年下半期）
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「新幹線の科学（梅原 淳）」の購入はコチラ この「新幹線の科学」という本は、最新のＮ７００系の内容、新幹線の歴史、駆動、電力供給、車体、客室、運転、線路、安全、乗客サービスと運行等について、カラー写真を使って分かりやすく、そして詳しく説明した本です。
普段ほとんど事故もなく快適に乗車している新幹線ですが、いろんな技術や工夫がなされているんだなぁと、感心しながらとても興味深く読めました。
とてもオススメな本です！
以下はこの本でナルホドと思ったポイント等です。
・Ｎ７００系は強力なモーターと、１６両編成中のモーターの数を７００系の４８基から５６基へと増やしたことから、７００系よりも加速力が強い。停止状態から２７０ｋｍ／ｈに到達するまでの時間は約３分と、２分も縮めたという。
・Ｎ７００系の最高速度は３００ｋｍ／ｈである。ただし、この速度で走れるのは山陽新幹線（新大阪～博多間）だけ。東海道新幹線（東京～新大阪間）は２７０ｋｍ／ｈだ。東海道新幹線には、半径２，５００ｍのカーブが点在するために２７０ｋｍ／ｈを超えて走行できないからであり、Ｎ７００系の問題ではない。山陽新幹線はカーブの半径を基本的に４，０００ｍ以上として建設されているので３００ｋｍ／ｈが出せる。
・屋根上のパンタグラフにも数々の環境対策が施されている。実は超高速で走行する新幹線の車両の空力音の多くは、パンタグラフから生じるものだ。Ｎ７００系が備えている「く」の字型のシングルアームパンタグラフの下部ｈ、流線型の風防カバーで覆われた。さらに、パンタグラフと車体との間に設けられた碍子を従来の４基から３基に減らし、いずれも空力音の低減に結びつけている。
・Ｎ７００系は、７００系と比べて１０％も電力消費量が減った。Ｎ７００系の省エネ化は、おもに３つの要素から成り立っている。１つ目は、車体傾斜装置の導入でカーブ手前での減速と、通過後の加速が不要となったことだ。２つ目は、空気抵抗を減らすための工夫が施されたという点である。Ｎ７００系の車体の幅は３．３６ｍ、高さは先頭車の前位で３．５ｍ、そのほかが３．６ｍと、７００系の幅３．３８ｍ、高さ３．６５ｍと比べて小さい。さらに、全周ほろや台車カバーによって車体の表面を一体化、なめらかなものとしたことで、空気抵抗は７００系より２０％も減少した。３つ目の要素は、１６両編成のなかでモーターを搭載した車両を増やしたという工夫である。Ｎ７００系は、１６両中１４両に１両あたり４基、合計５６基のモーターを搭載した。これは７００系の１２両、４８基よりも多い。ところが、Ｎ７００系にかぎらず、近年登場した電車は「回生ブレーキ装置」といって、超高速域から停車寸前まで、モーターを発電機として使用すことでブレーキを作動させ、発電された電力を架線に戻す仕組みをもつ。このため、モーターが増えれば増えるほど発電量は増える。つまり、スピードアップで余計に電力を消費しても、止まるときにはその一部を取り戻せるのだ。
・普通車、グリーン車とも、Ｎ７００系の車内は座席は禁煙化の流れにのっとってすべて禁煙となった。愛煙家には３、７、１０、１５号車に喫煙ルームが用意されている。喫煙ルームは禁煙となった車内とは完全に分離され、「強制排煙装置」をはじめ、ＪＲ東海が自社の研究施設で独自に開発した「光触媒脱臭装置」といった装置が導入となった。また、喫煙ルームには独立した換気装置が設けられているため、タバコの煙や臭いが車内のほかの場所に広まることもない。
・セキュリティー面が強化されたのもＮ７００系の特徴だ。すべてのデッキ、そして先頭と最後部の乗務員室の入口には「車内防犯用カメラ」が設置された。カメラの台数が多いため、乗務員や地上の担当者が撮影中の映像を随時チェックすることは難しいという。
・新幹線の歴史は意外に古い。明治時代の昔から構想が立てられている。実際に計画が進められたのは、戦前の１９３８年のことである。東京と下関との間を最高速度２００ｋｍ／ｈ、所要時間９時間５０分で結ぶことを目的としたこの計画は、弾丸列車構想ともいう。このころ日中事変が勃発して、在来線の東海道、山陽本線には多数の列車が増発され、輸送能力が限界に近づいた。新幹線を建設して輸送力の増強を図ろうと考えたのである。このとき決められた車両の寸法や線路の規格は、今日の新幹線とほぼ同じだった。ただし、貨物列車の運転も予定されていた点が異なる。建設工事は１９４１年に始まり、現在の東海道新幹線の新丹那、日本坂の両トンネルはこのときに掘られ、新横浜～小田原間、熱海～三島間、三河安城～名古屋間の一部の用地も取得された。しかし、戦争が激しくなってしまい、１９４４年になってこの計画は残念ながら打ち切られてしまう。戦後、東海道本線の輸送力が行き詰まったため、１９５５年以降に東海道新幹線を建設することが決まり、１９６４年１０月１日に開通する。
・新幹線の勾配は、おおむね１，０００ｍ進むごとに２０ｍの高低差がつく２０‰（パーミル）以内としてつくられた。近年は電車の性能が向上したために３５‰の勾配も九州新幹線で見ることができるが、距離はごく短い。
・ＪＲ東海は、「３００系」「７００系」「Ｎ７００系」の３種類の車両をもつ。これらはすべて普通車１３両、グリーン車３両から成る１６両編成を組み、東海道・山陽新幹線の「のぞみ」「ひかり」「こだま」として走り回っている。３００系は、１９９２年３月１４日に誕生した「のぞみ」にもちいるために開発された車両だ。東海道・山陽新幹線の車両としては初めて２７０ｋｍ／ｈで走行できようになった点が最大の特徴である。この系列から採用されたＶＶＶＦインバータ制御によって強力なモーターが小型・軽量化されたため、出力を上げることが可能となった。同時に回生ブレーキ装置を作動可能となり、省エネルギー性も向上している。３００系は、のちに登場する新幹線の車両の基礎をつくった車両といってよい。７００系は３００系の改良版として１９９７年９月に登場した。最高速度は２７０ｋｍ／ｈから２８５ｋｍ／ｈへとアップし、車内も断熱性の向上で空気調和装置の利きがよくなり、静粛性も高まるなど、快適度が増している。３００系での経験を生かし、省エネルギー性や沿線への騒音・振動の低減にも配慮され、カモノハシを思わせる先頭形状となった。Ｎ７００系は、７００系の思想をさらに推し進め、２００５年３月に姿を現した車両だ。
・ＪＲ西日本では「１００系」「３００系」「５００系」「７００系」「Ｎ７００系」、ＪＲ九州では「８００系」がそれぞれ活躍している。１９９６年に登場した５００系は、戦闘機のような先頭形状と、円形の断面を持つ。新幹線の車両として３００ｋｍ／ｈの最高速度を初めて達成した車両だ。超高速で走行中にも乗り心地を損ねないよう、アクティブサスペンションやセミアクティブサスペンションといった振動を緩和する装置が初めて導入されたり、沿線への騒音やトンネル進入時の衝撃を緩和するための先頭形状など、のちに登場する車両に引き継がれた特徴は数多い。
・ＪＲ東日本には「２００系」「Ｅ１系」「Ｅ２系」「Ｅ３系」「Ｅ４系」の５系列が営業に就いている。
・新幹線が交流で電化された理由には、大きな電力を供給できるからというほかに、電力会社が発電した交流をそのまま利用できるという点も挙げられる。しかし、ここで問題が生じてしまう。日本の電力会社は東日本では５０Ｈｚ、西日本では６０Ｈｚと、異なる「電源周波数」の交流を供給しているからだ。最初に開業した東海道新幹線の場合、新富士～静岡間にかかる富士川橋梁を境に、電力会社が供給する電源周波数が変わることが問題となってしまう。車両側で電源周波数を切り替えることも可能だったが、当時の技術では機器が重くなってしまうために断念せざるを得なかった。そこで国鉄ｈ、架線の電源周波数をどちらかにそろえることを検討する。東海道新幹線は将来、西日本方面への延長が予定されていたため、距離の長い６０Ｈｚが採用となった。電力会社から５０Ｈｚの交流が供給される富士川以東では「周波数変換変電所」を設置し、電力会社から受け取った５０Ｈｚを６０Ｈｚへとあらためてから架線へと送っている。同じく異なる電源周波数が供給される地域を通る長野（北陸）新幹線のときには、技術が進歩したため、電車が電源周波数を切り替えることにした。
・新幹線の電車の車体に用いられる素材は鋼鉄とアルミニウム合金との２種類がある。鋼鉄性の車体をもっているのは１００系とＥ１系、アルミニウム合金でつくられた電車は２００系、３００系、５００系、７００系、Ｎ７００系、８００系、Ｅ２系、Ｅ３系、Ｅ４系、Ｅ５系だ。近年登場する電車はすべてアルミニウム合金製の車体をもち、主流を占めている。鋼鉄と比べ、アルミニウム合金は非常に軽いという特徴をもつ。新幹線の場合、鋼鉄製の構体の重さは１０ｔ程度であるのに対し、同じ強度をもつアルミニウム合金製の構体では６ｔほどしかない。残念ながら、アルミニウム合金にも欠点はある。それは大変高価だという点だ。鋼鉄と比較すると２倍から数倍の費用がかかる。しかし、軽いために車両が走行する際の電力を少なくすることが可能だし、軌道をはじめ、施設への負担も少ない。仮に車両を１０年使用するとして総合的に費用を計算すれば、アルミニウム合金製の車体のほうが得になるのだ。
・新幹線の車両の窓は、概して新しいものほど幅が狭い。かつては座席２列につき１枚の窓と、幅にしておよそ１．５～２ｍ近い窓が取り付けられていたが、いまでは座席１列に１枚の窓が標準的となった。幅もどんどん狭くなり、Ｎ７００系やＥ５系は５０ｃｍ前後と、航空機の窓と変わらない寸法となっている。窓が小さくなった理由の１つは、破損時のことを考えてのものだ。超高速で走行している新幹線の車両は、バラストや雪の破片が窓に当たってガラスが割れるトラブルが絶えなかった。大きな窓では取り替えの手間も時間もかかり、コストもかかる。そこで、窓を小さくしのだ。また、最高速度が上がると車体に作用する力も大きくなるので、強度を高める必要がある。有効な方法は、開口部を減らし、そのぶんを板とすることだ。Ｎ７００系の場合、普通車の窓の幅は５０ｃｍだが、窓と窓との間にある板の幅は５４ｃｍと、とうとう窓よりも広くなってしまった。
・新幹線の車両は超高速で走行するため、線路際に建てられた信号機を確認しながらの運転は困難だ。そこで、信号機は運転室に設けられた。これを「車内信号機」という。
・総合指令所が機能を失うと新幹線を運行できなくなるため厳重に警備され、場所も非公表。東海道・山陽新幹線はバックアップのための第２総合指令所をもつ。
＜目次＞
はじめに
第１章 Ｎ７００系の科学
１ー１ 新しい新幹線「Ｎ７００系」はなにがすごいのか？
１ー２ Ｎ７００系はなぜ３００ｋｍ／ｈもだせるのか？
１ー３ ３００ｋｍ／ｈを実現する車体傾斜装置の秘密
１ー４ 空気抵抗を減らして「速く静かに」走行する
１ー５ 増えたモーターがどんどん架線に電力を戻す
１ー６ ビジネスマン向けにコンセントや無線ＬＡＮを設置
１ー７ バリアフリー化や防犯対策で人にやさしい新幹線に
第２章 新幹線の基礎知識
２ー１ 新幹線を実際に走らせているのは誰？
２ー２ 新幹線という言葉にはどんな意味がある？
２ー３ 速度が遅くても新幹線と名乗っている電車とは？
２ー４ 戦前の弾丸列車構想が新幹線の始まりだった
２ー５ なぜ新幹線には踏切がないのか？
２ー６ 日本の「大動脈」として新幹線は走り回っている
２ー７ 外観は新幹線でも新幹線と呼ばれない路線とは？
２ー８ 新幹線の車両を見てみよう①～ＪＲ東海
２ー９ 新幹線の車両を見てみよう②～ＪＲ西日本、ＪＲ九州
２ー１０ 新幹線の車両を見てみよう③～ＪＲ東日本
２ー１１ 新幹線の車両を見てみよう④～営業に就いていない車両
２ー１２ 新幹線のルートは橋を架け、トンネルを掘ってつくられる
２ー１３ 新幹線車両の研究・開発。設計・製造、運搬の秘密
第３章 駆動系の科学
３ー１ 新幹線は強力なモーターで超高速走行を実現する
３ー２ どんなモーターが新幹線には使われている？
３ー３ 車重を減らすシステムユニット構造とは？
３ー４ 直流主電動機のトルクをコントロールする方法
３ー５ 誘導主電動機のトルクをコントロールする方法
３ー６ モーターの回転力を車輪へ伝える仕組み
３ー７ 走行と車体支持を受けもつ台車のいろいろな仕組み
３ー８ 台車に取り付けられた乗り心地をよくする仕組み
３ー９ 「ネコ耳」がある新幹線って？新幹線の多彩なブレーキ
第４章 電力供給の科学
４ー１ 新幹線を超高速で走らせる大電力をどう供給する？
４ー２ ２種類の電源周波数に新幹線はどう対応したか？
４ー３ 新幹線に電力を確実に供給する複雑な仕組み
４ー４ 複雑に張られた架線にはちゃんと理由があった！
４ー５ 空気抵抗を減らして、騒音を抑えるパンタグラフ
４ー６ パンタグラフのない車両にどう電力を供給している？
第５章 車体の科学
５ー１ 新幹線の車体にはどんな性能が求められる？
５ー２ なぜ新幹線の先頭車両は流線型の部分が長いのか？
５ー３ なぜアルミニウム合金が新幹線の車体に使われる？
５ー４ 遮音性や断熱性が高いダブルスキン構造とは？
５ー５ 新幹線は気密構造で乗客を守っている！
５ー６ 床下の機器類の搭載方法も進化している！
５ー７ 機器類を床下に置けない二階建車両の裏技とは？
５ー８ 「天井裏」を廃止して車高が低くても狭くない！
５ー９ 超高速走行と引き替えに窓が小さくなるワケ
５ー１０ 高速走行のために重心を下げる工夫とは？
５ー１１ 車体の振動を抑える車端ダンパ＆車体間ダンパ
第６章 客室の科学
６ー１ リクライニングと回転に対応する進化した腰掛
６ー２ 座り心地がよくなり重さも軽くなっている腰掛
６ー３ 東海道新幹線のトンネルはなぜ携帯電話を使えるの？
６ー４ 新幹線に個室や子ども用の運転台がある？
６ー５ ３層構造の窓は飛び石にも耐えられる！
６ー６ Ｎ７００系はくつろげる電球色の蛍光灯を採用
６ー７ 停車駅やニュースを流す旅客案内情報装置の秘密
６ー８ 車内の冷暖房や換気や気密を保ちながら行う
６ー９ 新幹線のトイレは旅客機と同じ真空吸引式
６ー１０ 新幹線の車内にエレベーターがあるものも！
第７章 運転の科学
７ー１ 新幹線の運転室にはどんな機器があるのか？
７ー２ なぜ線路際に信号機がないのか？
７ー３ ３つのモニター装置にはどんな情報が表示される？
７ー４ ３０ｋｍ／ｈ以下のときはＡＴＣを解除して手動に
７ー５ 万が一の異常事態にはどうやって対応する？
第８章 線路の科学
８ー１ ロングレールと伸縮継目の秘密
８ー２ 新幹線の「道床」はなぜ２種類あるのか？
８ー３ どうして超高速で分岐できるのか？
８ー４ 川や道路を越えて新幹線を走らせる橋梁
８ー５ 山をつらぬき海峡の下をくぐり抜けるトンネル
８ー６ 騒音を減らすために日夜研究が行われている！
第９章 安全の科学
９ー１ 乗客の安全を守るＡＴＣ（自動列車制御装置）とは？
９ー２ すべての新幹線を管理するＣＴＣ（列車集中制御装置）とは？
９ー３ 場所は極秘の総合指令所とは？
９ー４ 列車無線装置は運転士と連絡するだけではない！
９ー５ 黄色い車体で走り回る新幹線は何者なのか？
９ー６ さまざまなメンテナンスが欠かせない
９ー７ 新幹線の軌道はメンテナンスが欠かせない
９ー８ 架線や電柱、トンネルや橋の点検も定期的に行われる
９ー９ 天災による大きな被害を回避するための仕組み
第１０章 乗客サービスと運行
１０ー１ 「みどりの窓口」はＭＡＲＳの端末機がある窓口
１０ー２ 自動改札機の利用状況は車掌にも伝えられる！
１０ー３ 車掌も運転を担当！？運転車掌と旅客専務車掌
１０ー４ 列車ダイヤやいまでも熟練の担当者が仕上げる
１０ー５ ほっとひと息つける車内販売の意外な秘密
第１１章 海外・将来の高速鉄道
１１ー１ ヨーロッパ版新幹線「ＴＧＶ」「ＡＶＥ」「ＩＣＥ」
１１ー２ 台湾高速鉄道には日本の新幹線が駆け抜ける！
１１ー３ 各国がしのぎを削る高速鉄道の売り込み合戦
１１ー４ これから走り回る全国各地の新幹線とは？
１１ー５ 超電導リニアが走る中央新幹線とは？
１１ー６ 超電導リニアの車体と線路の仕組み
１１ー７ 全国に新幹線を走らせる？フリーゲージトレインとは？
参考文献
索引
面白かった本まとめ（２０１０年下半期）
＜今日の独り言＞
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