スイッチバック
スイッチバック(switchback)とは、険しい斜面を登坂・降坂するため、ある方向から概ね反対方向へと鋭角的に進行方向を転換するジグザグに敷かれた道路又は鉄道線路である。またそうしたスイッチバック設備(道路、鉄道線路)を走行する運転行為をスイッチバックと呼ぶことがある。さらに、勾配であるかどうかにかかわらず、分岐器を設けて二つの線路を接続し、列車をその接続点で折り返し運転するために設けられた駅や信号場をスイッチバック式停車場(スイッチバック駅/信号場)と呼ぶことがある。Switchback stationの類語として折り返し駅 (reversing station) があるが、折り返し駅 (reversing station) の場合は「列車が継続して先に進むために敷設された、進行方向を反転しなければならない場所」を指す。
スイッチバックとは、急斜面を登るために多数(または複数)の鋭角カーブを有するジグザグに敷かれた道路または鉄道線路、または上下(縦方向)にうねった軌道であり、主に米国で用いられる。北米英語でのswitchbackには、hairpin bend(180度の急カーブ)の意味もある。イギリス英語や旧語でのswitchbackは、roller coaster(ジェットコースター)を指す。いずれの場合も、switchbackを行為の表現で用いる場合は「(縦方向・横方向に係わらず)ジグザグに進む動作」である。
日本語の主な国語辞書においても、「スイッチバック」はおおむね「急勾配を伴う地形における折り返し式(ジグザグ運転を伴う)鉄道線路」の意味が記載されている。日本の鉄道書籍においても同様の例が見られ、青木栄一は、自著の中で「スイッチバック線」「スイッチバック駅」を「後退と前進を伴うもの」としている。
一方、停車場の分類としてスイッチバック停車場と折り返し停車場を別個に記載している例があるものの、勾配地の如何によらず分岐器を設けて線路を鋭角的に接続し列車を2線路の接続点で折り返し運転するために設けた停車場を「スイッチバック式停車場」と称する例もある。日本では世界でも屈指の勾配である箱根登山鉄道が有名で、列車の進行方向が変わるたびに車掌と運転士が持ち場を交代する光景が見られる。
また日本の鉄道趣味誌では、平地において線路敷設の経緯などから折り返しとなるような線路配置となったものを指して「都市形スイッチバック」や「平地形スイッチバック」などの語句の使用例もある。
なお、日本の古書では、スイッチバックを「鋸歯軌道」と記載している鉄道工学書籍が見られる。
スイッチバックの長所としては、同じく勾配の克服技術であるループ線に比べて路線の距離を短縮でき、工費も工期も節約できるということが挙げられる。また、トンネルを建設することでも勾配を克服することができるが、古い時代の土木技術では長大トンネルの建設は困難であり、峠越えに際してはできるだけ峠を登って高い位置に短いトンネルを設けることが求められたため、スイッチバックが採用される理由となった。これは一方で、長大トンネル掘削技術の進歩に伴って、新たに採用されるスイッチバックが減少するという結果にもつながっている。
スイッチバックの短所は、以下の様な多くの制限を受け得ることである。
列車の長さが折り返し部分の線路の有効長によって制限を受ける。
折り返しを繰り返すために、所要時間が延びる。
スイッチバック式停車場 (switchback station) は、急勾配の登坂目的で設置されたスイッチバック設備の途中に設けられた鉄道駅(停車場)のことである。このスイッチバック式停車場には、従来の勾配上の駅に設置されたスイッチバック式停車場の技術に準じ、勾配の有無によらず、分岐器を設けて線路を鋭角的に接続し列車を2線路の接続点で折り返し運転するために設けられた鉄道駅(停車場)も含めている。
グレート・ノーザン鉄道のカスケード (Cascade) に1900年まで8箇所のスイッチバックが存在、カスケードトンネルによって置き換えられ、その後さらに長いトンネルに置き換えられた。
キャス・シーニック鉄道 (Cass Scenic Railroad)、ウェストバージニア州 (West Virginia) - 2箇所のスイッチバックと11%の勾配、使用中
エル・アリザール(ベルグラーノ将軍鉄道C-13/C-14線・サルタ・アントファガスタ鉄道)
チョリージョス(ベルグラーノ将軍鉄道C-13/C-14線・サルタ・アントファガスタ鉄道)
ダージリン・ヒマラヤ鉄道 - 全部で6つのスイッチバックがあり、多くは開業当時からのものであるが、1940年代に1つ追加され、さらに少なくとももう1つが暴風雨による被害の対策として一時的に設置されていた。
カラムンダ・スイッチバック (Kalamunda Zig Zag) - 2回折り返し
ラプストン・スイッチバック (Lapstone Zig Zag) - 2回折り返し
リスゴー・スイッチバック(Lithgow Zig Zag、Zig Zag Railway)
マンダリン・ウェア・ブランチ鉄道 (Mundaring Weir Branch Railway)
博林線 石門子駅
嶺東線興田駅・羅漢亭駅 - 2012年6月27日にソラントンネル経由の新線に切り替えられ廃止。2014年に「チューチューパーク」(韓国語版)として観光鉄道化された。
ラウエンシュタイン (Rauenstein) - ヒンターラント線 (Hinterlandbahn)
ラウシャ (Lauscha) - ゾンネベルク (Sonneberg) - プロブスツェラ (Probstzella) 線
エルンストタール・アム・レンシュタイク (Ernstthal am Rennsteig) - エルンストタール (Ernstthal) - プロプスツェラ (Probstzella) 間の廃止によって形成
レンシュタイク (Rennsteig) - レンシュタイク線 (Rennsteigbahn) イルメナウ (Ilmenau) - テマル (Themar) 間
ミハエルシュタイン (Michaelstein) - リューベラント線 (Rübelandbahn)
ヴルツバッハ (Wurzbach) - ザールフェルト (Saalfeld) - ブランケンシュタイン (Blankenstein)
シリングスフュルスト(Schillingsfürst)
レンツキルヒ (Lenzkirch)
エルム信号所 (Elm) - 現在はフリーデン - ゲーミュンデン線 (フルダ - マイン線) の信号所。1914年にフランクフルト - フルダ間ディステルラーゼントンネル (Distelrasen-tunnel) によって置き換わった。
シュタインヘレ (Steinhelle) - メーデバッハ (Medebach) 間
フランクフルト・アム・マインのマインシュピッツェ (Mainspitze) 駅、1846年から1848年まで、マイン・ネッカー鉄道 (Main-Necker-Eisenbahn) のフランクフルト仮ターミナルまで連絡するために使用された
エルトバッハ (Erdbach) - ヴェスターヴァルトクヴェア線 (Westerwaldquerbahn)
フロワシー・ドンピエール・ライト鉄道 (Froissy Dompierre Light Railway)
カクライ・スイッチバック - ペルー中央鉄道、9箇所のスイッチバック
ペルー・レイル (PeruRail) のクスコ (Cuzco) - マチュ・ピチュ (Machu Pichu) 間、5箇所のスイッチバック
Thazi - Kalaw間に4箇所のスイッチバック
日本に現存するスイッチバックを、大島の4分類に分けて示す。
出雲坂根駅(木次線)
立野駅(豊肥本線)
大畑駅(肥薩線)
真幸駅(肥薩線)
姨捨駅(篠ノ井線)
桑ノ原信号場(篠ノ井線)
初狩駅(中央本線):1966年(昭和41年)、複線化に伴い旅客ホームを本線上に移設し、旅客列車のスイッチバックは解消したが、スイッチバックは貨物列車(現在は砕石輸送列車)用として残されている。
二本木駅(えちごトキめき鉄道妙高はねうまライン)
鐘釣駅(黒部峡谷鉄道本線):編成長大化によりスイッチバック駅となった。
滝山信号場(山陰本線):ダイヤ上列車交換なし。
坪尻駅(土讃線)
新改駅(土讃線)
この形態のスイッチバックは勾配に伴うものと、路線の形成経緯によるものがあるが、勾配に伴うものは箱根登山鉄道の3駅・信号場程度であり、残りは後者によるもので、その形成過程には様々な要因が存在する。例えば、飯能駅や会津若松駅のように市街地に駅をつくるためや、既設の駅に乗入れるための線形上(頭端式ホーム)などの要因、遠軽駅や柏駅、新可児駅のように別々に形成された2路線が後に統合された例などがある。ヨーロッパの都市中央駅、ターミナル駅にはこのスタイルの駅が多い。
遠軽駅(石北本線)
十和田南駅(花輪線)
大曲駅(秋田新幹線):線路名称上は田沢湖線と奥羽本線だが、運転上は一体。
会津若松駅(磐越西線):磐越西線と只見線及び会津鉄道会津線直通列車はスイッチバック無しで直通可能。
柏駅(東武野田線)
飯能駅(西武池袋線)
藤沢駅(小田急江ノ島線)
出山信号場(箱根登山鉄道鉄道線)
大平台駅(箱根登山鉄道鉄道線)
上大平台信号場(箱根登山鉄道鉄道線)
富士山駅(富士山麓電気鉄道大月線・河口湖線):線路名称上2路線にまたがるが、運転上は一体。
塩尻駅(中央本線):直通列車の設定なし。
中央西線と篠ノ井線を直通する列車の折り返し運転解消のため、1982年5月に駅を移転し、中央東線からも中央西線からも篠ノ井線へ直通運転できる配置とした。これに伴い、中央本線という路線としては塩尻駅で折り返す形態となった。ただし、旧西線部分には東線と西線の短絡線が存在しており、駅の南側でデルタ線を形成している。
上市駅(富山地方鉄道本線)
知立駅(名鉄三河線):ダイヤ上は直通列車なし。
新可児駅(名鉄広見線) :直通列車の設定なし。
大垣駅(養老鉄道養老線):直通列車の設定なし。
一畑口駅(一畑電車北松江線)
伊万里駅(松浦鉄道西九州線):直通列車の設定なし。
早岐駅(佐世保線):佐世保線と大村線直通列車はスイッチバック無しで直通可能。
岩手石橋駅(岩手開発鉄道):貨物専業路線のスイッチバック構造の終着駅。1992年までは旅客営業も行っていた。
スイッチバックに類似したものとして、「加速線」と呼ばれるものがある。
停車場自体が勾配上にあるか、停車場の構内を出た直後から勾配が続く場合、停車した列車が十分な加速をする前に上り勾配にかかってしまい、登坂に必要な力が得られない場合がある。このような場合、停車場の下り勾配側に水平(ないしは駅・信号場に向かって若干の下り勾配)の引上線を設置することがあり、これを「加速線」と呼ぶ。停車場から上り勾配方へ進行する列車は、いったん加速線に待避し、加速線上で十分な速度を得てから上り勾配に向かう。
停車場の下り勾配方のみに引上線があり、上り勾配方には引き込み線がないことが、通過可能形スイッチバックとの構造上の違いである。また、その性質上、加速線を利用するのは勾配を上る列車だけで、下る列車は利用しない。
太平洋戦争中、輸送力増強のために従来の停車場内の勾配を3.5 ‰以下とする建設規程を上回る勾配の場所にも行き違いのための信号場が増設される例が相次ぎ、その際にこの加速線を採用するところがあった。こうした信号場を戦時形信号場と呼ぶ。
仁山駅(函館本線) - 加速線は保守用側線として現存。
東山信号場(函館本線) - 信号場廃止後に仮乗降場・駅となり、2017年廃止。
奥中山高原駅(IGRいわて銀河鉄道) - 東北本線の優等列車削減で現在は使用されていないが、中線に残っている。
下牧信号場(上越線) - 1966年複線化に伴い廃止
越後大沢信号場(上越線) - 現:大沢駅。1966年複線化に伴い廃止。
新府信号場(中央本線) - 現:新府駅
友田信号場(東海道本線) - 現:金谷駅 - 菊川駅間 2007年3月現在は築堤のみ残存している。明治時代の建設当時は、菊川から登坂してきた列車が失速して本線上に立ち往生してしまうケースが想定されたため、これに対応するために設置された。1949年の電化後まもなく廃止。
呼野駅(日田彦山線) - 使用車両が1970年代に全て蒸気機関車からディーゼル機関車・気動車に交代した後、1983年に廃止された。
167信号場(台湾の旧山線)- 既に廃止された。
一般営業されている路線ではない鉄道で、富山県において砂防工事に使用されている国土交通省立山砂防工事専用軌道には、2006年(平成18年)時点で38か所のスイッチバックが存在し、特に樺平連絡所付近は連続18段という類を見ない規模となっている。
日本の鉄道においては慣習的に、スイッチバックの段数を数える際は折返設備の数ではなく、線路が敷設されている面を基準に初段を1として数える。一例として出雲坂根駅の場合、
「下部線路→(出雲坂根駅=折返設備1)←勾配線路→(折返設備2)←上部線路」
となっているが、前述どおり線路が敷設されている面を数えるため、出雲坂根駅のスイッチバックは「3段式」となる。