鉄道車両のソースを表示

'''鉄道車両'''（てつどうしゃりょう）は、[[線路 (鉄道)|線路]]またはそれに準ずる[[軌道 (鉄道)|軌道]]の上を走行する[[車両]]である。

== 定義 ==
鉄道車両は、線路またはそれに準ずる軌道の上を走行し、[[鉄道]]の[[列車]]を運行するために用いられる車両である<ref name="知りつくす_16"/>。国によって鉄道に関連する法規は異なっているため、鉄道車両の厳密な定義は不可能である。また、法規による規定と一般的、技術的な概念とが異なる場合もある。[[日本法|日本の法規]]上は、[[本線]]上を[[列車]]として走行するための車両で、所定の手続きに則った車籍を有する車両である。よって、[[モーターカー]]や[[貨車移動機]]といった作業用の車両などは、法規上の正式な鉄道車両に分類されていないことも多く、本線上を走行する場合は[[線路閉鎖]]の手続きを行う必要がある。<ref name="鉄道法規_46-54"/>。

本項目では、一般に公開されて[[旅客]]や[[貨物]]の[[輸送]]を行う鉄道で用いられている鉄道車両について説明する。

== 特徴 ==
鉄道車両は、線路に沿ってのみ運行することができるという点が、[[自動車]]など他の交通機関と異なっている点である<ref name="知りつくす_16"/>。[[航空機]]や自動車などと異なり、多くの車両を連結して同時に走らせて大量輸送をすることができる。これは線路の上を走ることから各車両での舵取りが不要であるという特性からきている<ref name="知りつくす_16"/><ref name="鉄道のひみつ_59-60"/>。

さらに他の交通機関と異なる大きな特徴として、[[蒸気機関車]]や[[単端式気動車]]の後退時やプッシュプル方式以外の機関車牽引列車の[[推進運転]]など一部の例外を除いて、双方向に同じように走ることができるという点が挙げられる。通常の航空機は飛行中に後退することができない。また多くの[[船]]や自動車では後退時の性能は前進時に比べて制限されており、基本的には向きを変えて常に前進で使用されることが前提である。これに対して鉄道車両は、どちらの向きにも同様に走ることができ、最高速度を出すことができる。双方向に同様に性能を発揮しなければならないという条件は設計上の強い制約となっており、鉄道車両の前後対称に近い形にも影響している<ref name="台車技術の動向と展望"/><ref name="流線形_331"/><ref name="RP426"/><ref name="鉄道のひみつ_139-140"/><ref name="鉄道用語事典_推進運転"/>。

== 車種による分類 ==
鉄道車両は、動力の有無、搭載するのが旅客か貨物か、動力の配置の仕方などで様々に分類される<ref name="鉄道用語事典_鉄道車両の種類"/>。まず大きく分けると[[旅客車]]、[[機関車]]、[[貨車]]の3つに分類することができる<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_73-79"/>。日本標準商品分類でも車両（軌条上を走行するもの）は機関車（分類番号461）、旅客車（分類番号462）、貨物車（分類番号463）に分類される（このほか分類番号468以下に車両部品がある）<ref>{{PDFlink|[http://www.stat.go.jp/index/seido/syouhin/pdf/2cc8-46.pdf 日本商品分類中分類46-車両（軌条上を走行するもの）]}} 総務省統計局</ref>。また、これ以外に[[事業用車]]を分類することもある<ref name="戦後日本の鉄道車両"/>。

なお、車種以外に用途や設備により分類することができるが<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_73-79"/>、これについてはそれぞれ[[旅客車]]・[[機関車]]・[[貨車]]・[[事業用車]]を参照。

=== 旅客車 ===
{{Main|旅客車}}
旅客車は、鉄道車両のうち主に乗客を乗せるための車両である<ref name="戦後日本の鉄道車両_85"/>。動力を有している車両と有していない車両がある<ref name="戦後日本の鉄道車両_85"/>。どちらの車両でも、接客のための設備はおおむね共通した構造を有している<ref name="戦後日本の鉄道車両_85"/>。[[動力集中方式]]に分類される旅客車として[[客車]]が、[[動力分散方式]]に分類される旅客車として[[電車]]と[[気動車]]が存在する<ref name="戦後日本の鉄道車両_85"/>。近年では、ハイブリッド車やEDC方式の登場により、電車と気動車双方に分類される車両も増えている。

[[郵便|郵便物]]を輸送する[[郵便車]]や、乗客の手荷物を輸送する鉄道手荷物輸送（[[チッキ]]）において荷物を搭載するための[[荷物車]]も、一般に旅客車として分類されている<ref name="戦後日本の鉄道車両_85"/>。

==== 電車 ====
{{Main|電車}}
電車は、動力分散方式の旅客車のうち、電力によって[[電動機|モーター]]を回して走行する車両である<ref name="戦後日本の鉄道車両_85"/>。モーターによって走行する動力車（電動車）と、自力では走行できずに電動車に牽引・推進されることで走行する[[付随車]]が存在する<ref name="戦後日本の鉄道車両_85"/>。搭載している[[電池]]の電力によって走行する方式も電車であるが、[[架線]]や[[第三軌条方式|第三軌条]]など線路に設置された給電設備から電力の供給を受けて走行することが一般的である<ref name="鉄道車両ハンドブック_34-37"/>。一方、搭載している[[熱機関]]によって発電してその電力でモーターを駆動する方式は、気動車に分類されていた<ref name="戦後日本の鉄道車両_85"/>が、ハイブリッド車両などの登場により電車としても気動車としても分類されるようになっている<ref name = "東洋経済20200109" />。

効率の良い[[発電所]]において電気エネルギーを発生させて、それを外部から受け取って走行することのできる電車は、走行エネルギーのもととなる燃料や重く効率の低い原動機を搭載しなければならないその他の方式の車両に比べて重量当たりの性能が高く効率が良い。一方で、線路に沿って電力を送るための[[変電所]]や架線・送電線を整備しなければならず、これに費用がかかる。こうしたことから、輸送量が多く列車本数が多い線において電気運転方式が有利となる<ref name="鉄道の地理学_56"/>。また電車列車は動力のある車輪（動輪）の割合が高いため加速度を大きくでき、機関車のように特に重量の集中する車両がないことから線路への負担が軽く、折り返しや列車の分割・併合の利便性が高いなどの利点がある。一方で、各車両に動力があることから騒音や振動など乗り心地面で不利で、動力装置の数が増えることから費用的にも不利といった欠点がある<ref name="鉄道用語事典_動力集中列車と分散列車"/>。

もともと電車は乗り心地の難点から長距離運転には向かないとされてきたが、技術革新の結果長距離列車においても用いられるようになってきている。都市交通では世界的に電車の普及が著しく、特に[[路面電車]]や[[地下鉄]]で用いられる車両はほとんどが電車である。一方、長距離でも広く電車が普及しているのが日本の鉄道の特徴であるとされている<ref name="鉄道用語事典_動力集中列車と分散列車"/><ref name="Yahoo電車"/>。また、[[モノレール]]、[[案内軌条式鉄道]]（[[新交通システム]]）、[[トロリーバス]]、[[索道]]（ロープウェイ）、鋼索鉄道（[[ケーブルカー]]）、[[磁気浮上式鉄道]]なども多くは電車の範疇に含まれる<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_80-88"/>。

日本では殆どの人口密集地で電車が普及している事から、気動車や客車を含めた鉄道車両のすべてを「電車」と呼ぶ風潮がある<ref name="鉄道のひみつ_96-97"/>。

==== 気動車 ====
{{Main|気動車}}
気動車とは、旅客車・貨車・事業用車に熱機関を搭載してその動力により走行する車両である<ref name="鉄道用語事典_気動車"/>。[[外燃機関]]である[[蒸気機関]]を動力とする車両は[[蒸気動車]]と呼ばれ、それ以外の[[内燃機関]]で走行する気動車を区別する時は内燃動車と称する<ref name="鉄道用語事典_蒸気動車"/>。内燃動車において用いられる機関としては[[ディーゼルエンジン]]、[[ガソリンエンジン]]、[[ガスタービンエンジン]]などがある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_44"/>。現代では一般的には、大出力を容易に得られ燃費のよいディーゼルエンジンが気動車の[[原動機]]として用いられている<ref name="鉄道の地理学_65-68"/>。ディーゼルエンジンを用いた気動車のことをしばしばディーゼル動車あるいはディーゼルカーと呼ぶ<ref name="鉄道用語事典_ディーゼル動車"/><ref name="kotobankディーゼルカー"/>。

内燃機関を動力とする場合は通常、エンジンで直接[[車輪]]を駆動することはできず、何らかの方法で変速する必要がある。機械的な[[トランスミッション|変速機]]を使う場合を[[気動車・ディーゼル機関車の動力伝達方式#機械式|機械式]]、[[トルクコンバータ]]を使う場合を[[気動車・ディーゼル機関車の動力伝達方式#液体式（流体式）|液体式]]、一旦発電して電力でモーターを駆動する場合を[[気動車・ディーゼル機関車の動力伝達方式#電気式|電気式]]という<ref name="鉄道車両ハンドブック_122-126"/>。ただし[[ガスタービン動車]]の場合、低速でも充分なトルクがあることから変速機を介しない場合がある<ref name="ガスタービン動車"/>。

気動車においても動力車と付随車が存在する。高出力の機関を少数の車両に配置して残りの車両を付随車にする方式（「集中式」および「分散集中式」）と、低出力の機関をすべての車両に分散配置する方式（「完全分散式」）とがある。一般に、高出力機関を少数車両に配置する方式が、車両の重量や新製・保守費用などの点で優れている。しかし、短い編成で運転する場合や列車の分割・併合を行う場合の都合や、機関を搭載していない車両における冷暖房の問題などから、世界的に各車両に分散する方式が主流となっている<ref name="鉄道車両ハンドブック_152-154"/>。

気動車は、電車と比較した場合、変速機やエンジンの機構が複雑で経費が嵩む。また、電車が動力の変換装置を持っているだけなのに対して、燃料自体を搭載してその動力への変換を行うことから、重量が大きくなり重量あたりの性能で劣っている。一方で地上側に電力を供給する膨大な設備を設置する必要がないというメリットがあるため、地方の閑散路線などでの運行には、電車より気動車の方がコスト面で適している<ref name="鉄道車両ハンドブック_114-115"/>。

==== 客車 ====
{{Main|客車}}
客車という言葉は、広い意味では旅客車を表すこともあるが<ref name="goo客車"/>、狭い意味では動力集中方式における旅客車を指す<ref name="kotobank客車"/>。この意味では、客車は自身に動力装置を持たず、他の車両に牽引・推進してもらって走行する、主に旅客を乗せるための車両である<ref name="Yahoo客車"/>。動力装置は搭載していないが、ブレーキについては鉄道の草創期の旧式な車両を除けば装備している<ref name="鉄道用語事典_ブレーキ装置の種類"/>。機関車により推進して運転する時に用いるための運転台を備えている車両もある<ref name="鉄道の地理学_69-70"/>。また、車内の照明や空調に用いるための電力を供給する[[発電機]]を搭載していることもあり、安全に走行して旅客に快適な旅を提供するために、必要な様々な機械類が搭載されている<ref name="Yahoo客車"/>。

客車は、動力装置を搭載していないため製造・保守の経費が安く、また車内に対する騒音・振動などの面で電車や気動車に比べて有利である。一方で、動力集中方式となるため加減速度や機動性の点では不利となる。このため長距離を走行し停車駅が少なく、車内環境を重視するような、長距離優等列車や特に[[夜行列車]]などにおいて用いられる<ref name="鉄道車両ハンドブック_81-83"/>。
{{-}}

=== 機関車 ===
{{Main|機関車}}
機関車は、動力集中方式の客車や貨車を推進・牽引して走行するための動力車である。機関車自体には動力装置とそれを運転するための運転台のみがあるのが普通で、旅客や貨物を搭載するための設備は備えていない<ref name="Yahoo機関車"/>。また動力装置以外に、客車に対する[[暖房]]用の[[蒸気発生装置]]を搭載していたり、客車の照明・空調用の電源装置を搭載していたりする<ref name="Yahoo客車"/>。

機関車は、その動力方式でさらに[[蒸気機関車]]、[[電気機関車]]、内燃機関車の3つに大別できる<ref name="Yahoo機関車"/>。それ以外にも1970年代にはアメリカ（[[M-497]]）、ソビエト（{{仮リンク|高速走行実験鉄道車両|uk|Швидкісний вагон-лабораторія}}）のような[[ジェットエンジン]]による推力を利用する[[ターボジェット・トレイン]]も試作されたことがあった。ガスタービンで鉄輪を駆動するガスタービン機関車とは違い、排気推力を使うため、車輪は直接駆動しない<ref name="darkroasted"/>。

==== 蒸気機関車 ====
{{Main|蒸気機関車}}
蒸気機関車は、[[蒸気機関]]を原動力として走行する機関車である。近代的な交通機関として鉄道が実用化された当初から用いられてきた機関車である。燃料を燃やし、その熱によって蒸気を発生させて、蒸気機関を駆動する。現実に存在したほとんどの蒸気機関車は[[レシプロエンジン|レシプロ]]式で、[[ピストン]]の往復運動を[[クランク (機械要素)|クランク]]で車輪の回転運動に変換して走行していた<ref name="鉄道用語事典_蒸気機関車の仕組み"/>。このほかに[[蒸気タービン]]式や、発電してモーターで走行するものなどがあった<ref name="蒸機のすべて_37-38"/>。

一般には[[燃料]]として[[石炭]]を用いるが、外燃機関であるため燃えるものであればほとんど何でも燃料として使用でき、[[コークス]]、[[木材]]、[[重油]]、[[泥炭]]などが用いられることもある。また[[サトウキビ]]の生産が盛んな地方では、その絞りかすの[[バガス]]を燃料にしたり、変わったものとして[[スイス]]にはかつて、架線から電気を集電し、その電力で電熱器により蒸気を作って走る電気式蒸気機関車が存在していた<ref name="howwork"/>。[[原子炉]]で蒸気を発生させて走行する機関車も設計されたが、実用化された例はない<ref name="流線形_216-219"/>。

[[無火機関車]]は、[[鉱山]]や火薬工場などの火気を嫌う場所で用いられる特殊な蒸気機関車で、外部に設置した[[ボイラー]]からの蒸気の供給を受けて搭載している蒸気タンクに蓄積し、タンクに蒸気が残っている間だけ自走できるものである<ref name="howwork"/>。

蒸気機関車は、製作費が安く線路側の設備もあまり必要としないという長所がある。しかし、操作や保守が難しく、[[熱効率]]が低く乗務員の労働環境が悪い、煤煙が環境汚染を引き起こすといった様々な短所があり、[[第二次世界大戦]]後各国で次第に他の機関車に置き換えられていった<ref name="鉄道_159-162"/><ref name="蒸機のすべて_42-43"/>。主に[[発展途上国]]を中心に運行を続けている蒸気機関車があるが、[[先進国]]においては[[保存鉄道]]で運行されている程度である<ref name="鉄道用語事典_蒸気機関車の仕組み"/><ref name="鉄道用語事典_保存鉄道"/>。

==== 電気機関車 ====
{{Main|電気機関車}}
電気機関車は、電気でモーターを回して走行する機関車である<ref name="鉄道用語事典_電気機関車"/>。電力は架線や第三軌条から集電して取り入れるのが一般的であるが、[[二次電池|蓄電池]]を搭載してその電力で走行する機関車も電気機関車に含まれる。電車と同様の理由で、蓄電池式の電気機関車は少数である<ref name="鉄道車両ハンドブック_34-37"/>。搭載している内燃機関により発電してその電力でモーターを回して走行する機関車は、一般に内燃機関車に分類されている<ref name="戦後日本の鉄道車両_59-60"/>。また電化区間では集電して電気機関車として走行し、非電化区間では搭載している内燃機関を起動してその発電した電力によって走行するという機関車も存在しており、電気・内燃ハイブリッド機関車といえる<ref name="世界の鉄道69_126-127"/>。

電気機関車は、蒸気機関車に比べて効率がよく運転もしやすい。また高速化・大出力化が容易である。一方で電車と同じように膨大な地上設備を必要としている。このため運転頻度が高い路線を中心に用いられている。日本やヨーロッパ、[[ロシア]]、[[中華人民共和国]]では幹線網の電化が進んでいるので、電気機関車が広く用いられている。一方、[[北アメリカ]]や[[オーストラリア]]などでは鉄道網があまり電化されておらず、ディーゼル機関車が主力となっている<ref name="鉄道用語事典_電気運転"/>。

==== 内燃機関車 ====
{{Main|ディーゼル機関車|ガスタービン機関車}}
内燃機関車は、内燃機関を動力源とする機関車の総称である。実際には搭載されているエンジンの種類により、[[ディーゼル機関車]]、ガソリン機関車、[[ガスタービン機関車]]などがあり、低燃費で大出力を発揮しやすいディーゼル機関車が、現代の鉄道において内燃機関車の主流となっている。気動車と同様に、機械式、液体式、電気式などの各種の変速方式がある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_44-45"/>。

ディーゼル機関車は電気機関車と同様、蒸気機関車と比較して効率がよく運転しやすい。また地上の電化設備を必要としていないが、電気機関車に比べて製作と保守に費用と手間が掛かる。こうしたことから、あまり運行頻度が高くない路線を中心に用いられている。電化されていない路線では、必然的に内燃機関車が用いられることになる<ref name="鉄道用語事典_ディーゼル車両"/>。

=== 貨車 ===
{{Main|貨車}}
[[貨車]]は、貨物を搭載して輸送するための鉄道車両である<ref name="Yahoo貨車"/>。大半の貨車は機関車によって牽引・推進されて移動する動力集中方式の車両であるが、[[JR貨物M250系電車]]のように動力分散方式の貨車も開発されてきている<ref name="M250系"/>。

搭載される貨物に応じて、様々な形態の貨車が開発されてきた。かつては、貨車に直接貨物を積み込み・積み卸ろす輸送が行われていた。しかし、鉄道以外の交通手段との間で手作業による積み替えが発生することや、貨車の列車間での繋ぎ替え、[[入換 (鉄道)|入換]]作業に手間が掛かるといった問題があった<ref name="Yahoo貨車"/><ref name="Yahoo鉄道貨物"/>。

これに対して、[[フォークリフト]]のような[[荷役]]機械が開発され、第二次世界大戦後から各国で[[コンテナ化]]の動きが始まった<ref name="Yahoo荷役"/>。このために[[輸送コンテナ|コンテナ]]を搭載する貨車として[[コンテナ車]]が運用されるようになり、その上に載せるコンテナを搭載する貨物に応じて開発するようになっている<ref name="Yahoo貨車"/>。

[[鉱山]]において[[鉱石]]を輸送する列車や、[[石油]]のように大量に消費される物資を輸送する列車については、その目的に専用の[[石炭車]]・[[ホッパ車]]・[[タンク車]]などの貨車が開発されて使用されている<ref name="Yahoo貨車"/>。
{{-}}

=== 事業用車 ===
{{Main|事業用車}}
事業用車は、鉄道事業者が所有する車両のうち、直接営業目的に用いられない鉄道車両である。[[保線]]作業や工事に用いたり、事業者内部の業務に必要とされる物品を輸送したり、試験や試作の目的で造られたりといった車両がある<ref name="戦後日本の鉄道車両_263-268"/>。日本に於いては、機関車、電車、気動車、客車、貨車のいずれかに分類される。

== 動力集中方式と動力分散方式 ==
鉄道車両を推進する動力の配置の仕方としては、[[動力集中方式]]と[[動力分散方式]]がある。動力集中方式は、編成中の動力はすべて機関車に集中しており、それ以外の[[客車]]・[[貨車]]は機関車に牽かれて走るのみの方式である。これに対して動力分散方式では、特定の車両に動力を集中させるのではなく、編成中の各車両に分散して動力を搭載する<ref name="鉄道車両ハンドブック_81-83"/>。

[[ファイル:Concentrated-Distributed traction.png|center]]

図に概念を示す。図中赤く塗られてMと書かれているのが車両が[[動力車]]で、白抜きにTと書かれているのが動力のない[[付随車]]である。動力分散方式において、動力車と付随車の割合は形式によって様々である。この割合のことを[[MT比]]といい、図の例では4M2Tと表現される<ref name="鉄道車両ハンドブック_81-83"/>。

動力集中方式と動力分散方式の得失は以下のとおりである。

; 車両製造費用
: 動力集中方式の動力車である機関車は、すべての動力機能を集中して備えているため高価である。これに対して動力分散方式の車両は、動力車と付随車で異なるが、機関車よりは安価である。動力集中方式の付随車はこれよりも安い。したがって、製造費用は動力集中方式の動力車 > 動力分散方式の車両 > 動力集中方式の付随車という式が成り立つ。同じ程度の輸送力を発揮できる編成で比較すると、12両編成の場合、動力分散方式の車両がすべて動力車 (12M) ならば動力分散方式の方が高く、6M6Tの場合で同等、4M8Tの場合は動力分散方式の方が安いという試算がなされている。ただしこの例では、動力集中方式の列車について折り返し駅での[[機回し]]を省略するために両端に機関車を繋いだ構成を考えているため、機回しを行うことを前提にすれば機関車を1両削減できて、動力集中方式により有利となる<ref name="鉄道工学ハンドブック_156-158"/><ref name="鉄道車両ハンドブック_81-83"/>。
; 車両保守費用
: 動力を搭載している車両は搭載していない車両に比べて保守に手間がかかるため、動力集中方式の方が動力分散方式より有利であると以前は考えられてきた。しかし、動力集中方式の列車では多くの車両で回生ブレーキを使用できず機械ブレーキを使用することになるため、摩耗する部品の保守量が増加するという問題がある。その後、保守作業量の多い[[直流電動機]]から保守作業量を少なくできる[[交流電動機]]に移行するにつれて、機械ブレーキの保守量の問題の方が大きくなってきた。[[ドイツ鉄道]]の[[ICE|ICE1]]（2M12T、623席）と[[東日本旅客鉄道]]（JR東日本）の[[新幹線200系電車|200系]]（12M、885席、この電車はまだ直流電動機である）の比較では、どちらも1年間ののべ保守時間が17500時間であるとする比較がある<ref name="鉄道車両ハンドブック_81-83"/>。
; エネルギー消費
: エネルギー消費については、編成全体の合計質量が小さくなる動力集中方式の方が少なく有利であるとされる。ただし、減速時にモーターで発電して架線に電力を返す[[回生ブレーキ]]が普及しており、これは動力集中方式の列車では動力車以外で使用できず、機械式ブレーキの負担率が大きくなるという問題がある<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/>。
; 乗り心地
: 動力分散方式の車両では床下に動力機器を搭載しているため、騒音や振動が車内に伝わりやすく、乗り心地の面では動力集中方式に比べて不利である。ただし動力分散方式でも技術の進歩により乗り心地の改善が進んでいる<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/><ref name="知りつくす_48-49"/>。
; 線路への影響
: 動力集中方式の列車は、動力の集中した機関車が特に重くなり、走行することによる線路への悪影響が大きくなる。線路の許容できる[[軸重]]が限られている区間では、重量の大きな機関車の入線が制限されるが、動力分散方式ではそのような制限が影響することはあまりない。また、線路の建設費および保守費に関しても、軸重が小さい方が有利である。これに加えて、動力集中方式では旅客が乗車できない機関車の分まで待避線の長さを余分に用意しなければならないという問題がある<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/>。
; 機動性
: 動力分散方式の列車は、各車両に動力が分散しているため加速度・減速度がともに高く、停車駅が多くても運転時間を短縮できる。また両端に運転台があり、運転士が移動するだけで折り返すことができるので機動性に富んでいる<ref name="鉄道車両ハンドブック_81-83"/><ref name="知りつくす_48-49"/>。ただしこれについては動力集中方式でも、[[動力集中方式#プッシュプル方式|プッシュプル方式]]を用いることで解決できる<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/>。また動力分散方式は列車の分割・併合を容易に行える<ref name="知りつくす_48-49"/>。
; 信頼性
: 動力分散方式の列車では、一部の動力装置が故障したとしても残りの動力装置で走行が可能なので、故障時の処置が容易で、信頼性が高い<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/>。
; 周辺環境への影響
: 動力集中方式の高速列車では、[[粘着式鉄道|粘着]]性能を維持するために[[踏面ブレーキ]]を使用しており、このために車輪の踏面が傷みやすく、車輪の転動音が大きくなって騒音が問題になっている。動力分散方式では粘着性能にこだわる必要性が薄いので[[ディスクブレーキ]]を使用しており、こうした問題はない。また振動の面でも、重量の大きな動力集中方式の方が大きな影響が出る<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/>。
; 列車の直通運転
: 動力集中方式の列車は、電源方式・信号方式が異なる区間に入る駅（国境の駅など）で機関車を付け替えるだけで列車を直通させることができるが、動力分散方式の列車はすべての電源方式・信号方式に対応した設備を搭載していなければ直通運転をすることができない<ref name="鉄道車両ハンドブック_81-83"/>。

1970年代の[[日本国有鉄道]]（国鉄）において、こうした点の検討が詳しくなされ、1本の列車編成が長くなるほど動力集中方式が有利で、短くなると動力分散方式が有利であるとされた。具体的には[[直流電化]]区間では列車長11両から12両、[[交流電化]]区間では列車長9両から10両、非電化区間では列車長4両から5両のところに費用の分岐点があり、それより長い列車では動力集中方式が有利であるとした<ref name="客車の再評価"/>。つまり短い編成を頻繁に運行するような路線では動力分散方式が、長い編成を時々運行するような路線では動力集中方式が有利となる。

その後技術の発展で、[[可変電圧可変周波数制御]]（インバータ制御）が実用化されて保守の手間が少ない[[交流電動機]]が電車に用いられるようになり、また回生ブレーキが一般的になったため、より動力分散方式が有利になる傾向にある<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/>。

日本では第二次世界大戦後から、幹線の長距離列車においても動力分散方式を推進してきた。これは地盤が弱く軸重を強化しづらい上、地形が急峻かつ複雑なため勾配・曲線が必然的に多くなるという国土において高速化を図るために選択されたものである。これに対してヨーロッパなどでは長らく動力集中方式が使われてきた。しかし近年になって動力分散方式が有利になりつつあることから、ヨーロッパにおいても動力分散方式の車両が普及する傾向にある<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/>。

動力集中方式の車両においても、編成の両端に機関車を連結して、通常時は固定された編成で運用されるものがあり、この場合は運用形態の面ではかなり動力分散方式に近くなっている<ref name="電気鉄道ハンドブック_324-331"/>。

== 寸法と重量 ==
鉄道車両では、基本的な寸法と重量に規制が設けられている<ref name="しくみ_103-105"/><ref name="車両研究_55-57"/>。

=== 幅・高さ ===
[[ファイル:Rolling-Stock-Gauge-in-Japan.svg|thumb|right|日本の鉄道車両の車両限界]]
{{Main|車両限界|建築限界}}
鉄道車両の幅と高さは、[[車両限界]]によって規定されている。車両限界は、車両の最大幅と最大高さを含めて、プラットホームとの関係などで複雑な形が定められている。これに対して、周辺の電柱や建物などの構造物を設置できる限界として、走行時の車両の動揺などを考慮した余裕を車両限界に加えた[[建築限界]]が定められている。国や鉄道会社により車両限界・建築限界は異なっている。車両が曲線を走行する際には、車体の中央部または端部（オーバーハング）が曲線の内側・外側にはみ出す（偏倚 へんい）ため、これを考慮して建築限界を広げるようになっている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_71"/><ref name="車両研究_36-38"/>。

=== 長さ ===
{{Main|車両長|ホイールベース}}
鉄道車両の長さは、主に曲線を走行するときに、隣の車両や建築限界に抵触しないかという観点で決定される。車両を長くすればするほど曲線での偏倚が大きくなって、あらかじめ車両限界と建築限界の間に加えてある余裕を超えて障害物に抵触してしまうため、鉄道車両を長くするのには限度がある。車体幅を細くしたり裾を絞ったりすることで、通常よりさらに車両を長くすることができ、[[新幹線]]の先頭車両が中間車両より長いのはこのためである。車両の長さとしては車体そのものの長さである車体長と、隣の車両の連結器と接触する面の間の距離である連結面間距離がある<ref name="しくみ_103-105"/><ref name="車両研究_36-38"/>。

また、車両を支えている[[輪軸 (鉄道車両)|輪軸]]の間隔である軸距（[[ホイールベース]]）にも制約がある。隣接する輪軸の間があまりに狭いと走行安定性に問題があることから、軸距の下限が定められている。一方輪軸を備えて車体に対して回転する[[鉄道車両の台車|台車]]に関しても、その中心間の距離である台車中心間距離があまり長すぎると、曲線での車体の偏倚が大きくなるため問題がある。また信号回路の動作にも影響があるため、軸距または台車中心間距離の上限も定められている<ref name="車両研究_36-38"/><ref name="鉄道車両ハンドブック_22-23"/>。

=== 重量 ===
{{Main|活荷重}}
鉄道車両の重量は、その車両が走行する路線の設計荷重と関係する。鉄道車両の重量をその車軸の数で割った値を[[軸重]]と呼び、この値が走行することのできる路線を決定する。線路を設計する時点で、そこを通行する鉄道車両の軸重を[[活荷重]]という形で想定して建設される。線路には[[線路等級]]が定められており、重要な路線ほど重い車両を通行させることができるように建設されている。このため、通行することを想定している路線が許容する軸重に収まるように車両を設計する必要がある<ref name="車両研究_55-57"/><ref name="電気鉄道ハンドブック_52-53"/><ref name="路線・施設_23"/>。

機関車では、牽引性能を発揮するためにある程度の軸重を必要としている。幹線用に造られた軸重の大きな機関車を支線用に転用する際に、重量を負担する車軸を追加して軸重を下げる改造を行うことがある。また、[[国鉄DD51形ディーゼル機関車]]は動力のない中間台車に[[空気ばね]]を装備しており、この圧力を変化させることで負担する重量を変え、動軸の軸重を上げたり下げたりすることができるようになっている<ref name="車両研究_55-57"/>。

== 構造 ==
鉄道車両の構造を上回り（車体）と下回り（走り装置）、動力機構に分けて説明する。

=== 車体 ===
{{Main|構体 (鉄道車両)}}
たいていの鉄道車両では、車体はほぼ箱状の構造をしている<ref name="車両研究_30-32"/>。なおそのうち[[構体 (鉄道車両)|構体]]は、台枠・骨組・外板などで構成され車体の強度を担う部分であり、座席などの室内設備、[[照明]]、制御機器などは含まない<ref name="鉄道のひみつ_81-84"/>。床面は[[台枠]]、進行方向前後は妻構、左右は側構、上面は屋根構という<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_100-102"/>。

車体は古くはすべて木造であったが、腐蝕の問題などから順次鋼製部品への移行が進められた<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_98-99"/>。この時代は、車体の荷重のすべてを台枠で負担するため、トラス棒を設けたり魚腹形の側梁を用いたりした頑丈な構造の台枠を採用していた<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。事故発生時の木造車体の粉砕が犠牲者を多くすることが問題とされ、やがて車体全体が鋼製のものへと発展していった<ref name="鉄道重大事故の歴史_48-49"/>。鋼製車体の中でも、半鋼製ともいうべき側構や妻構のみが鋼製で屋根は木造のものから、全鋼製のものへと移り変わっている<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。この際に車体の基本構造は変えなかったので、台枠は相変わらず非常に頑丈な構造で設計され、車体の他の部分が金属になったことに伴う重量増加は大きな問題となった<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。また、[[溶接]]技術が未発達な頃の鋼製車は[[リベット]]接合であった<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。やがて車体全体で強度を分担して受け持つ[[モノコック]]構造（張殻構造）が用いられるようになり、車体は大幅に軽量化された<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_98-99"/>。

鋼製の車体は腐食の問題があり、錆が発生しない[[ステンレス鋼]]を材料として使用することが検討された<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。まず、車体の骨組みは鋼製として外板をステンレスにした[[セミステンレス車両]]が開発された<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。続いて車体すべてをステンレスで製造した[[オールステンレス車両]]が開発された<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。ステンレスの溶接には当初は[[スポット溶接]]、後には[[レーザー溶接]]が用いられている<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。また腰板や幕板部の歪みを目立たなくするためにコルゲートのついた外板を使用するのが一般的であったが、技術の進歩によりビード加工で済ませるようになり、さらに新しいものは平滑な外板を使用するようになっている<ref name="車両研究_63-69"/>。ステンレスの外板を使用した車体は、錆を防ぐための[[塗装]]を省略することができるようになり<ref name="車両研究_63-69"/>、今日見られるような銀色の車両となった。ステンレス鋼は、鋼製車体に用いられる[[炭素鋼]]と比較して約1.5倍の引っ張り強さがあり<ref name="鉄道車両ハンドブック_192-193"/>、これに加えて鋼製車体のように腐食の進行を想定して「腐蝕しろ」（さびしろ）と呼ばれる余分の強度を持たせる必要がなくなったことから軽量化が図られた<ref name="電車のメカニズム_84-85"/><ref name="車両研究_63-69"/>。さらに高張力ステンレス鋼の採用や構造解析による設計技術の進歩があって軽量化が進行している<ref name="電車のメカニズム_84-85"/><ref name="車両研究_63-69"/><ref name="しくみ_100-102"/><ref name="こうして生まれる_128-129"/><ref name="電車のはなし_103-105_113-116"/>。

錆が発生しない材料としては[[アルミニウム合金]]もあり、[[アルミニウム合金製の鉄道車両]]も開発された<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。当初は骨組に外板を貼り付ける工法であったが、やがて大形[[押出成形]]材を利用した[[シングルスキン構造]]や[[ダブルスキン構造]]が開発され、[[ミグ溶接]]、[[摩擦攪拌接合]]、レーザーミグハイブリッド溶接などにより接合されている<ref name="こうして生まれる_128-129"/><ref name="しくみ_100-102"/>。[[新幹線500系電車|500系新幹線]]では[[ハニカム構造]]により軽量化が図られている<ref name="戦後日本の鉄道車両_199-200"/>。アルミニウム製の車両はステンレス車両と同様に塗装を省略できるほか、アルミニウム自体が軽量な素材であるため、必要な強度を保つために外板を厚くしたとしても車体の軽量化を実現できる<ref name="電車のはなし_105-107_185-187"/><ref name="鉄道車両ハンドブック_192-193"/>。また、アルミニウム車体は[[リサイクル]]しやすく、車体を解体して出たアルミニウムを再び鉄道車両に使用する試みが行われている<ref name="こうして生まれる_128-129"/>。

車体の素材としては他に[[繊維強化プラスチック]] (FRP) を一部の複雑な形状の部分に用いている例がある<ref name="車両研究_63-69"/><ref name="こうして生まれる_128-129"/>。

==== 台枠 ====
{{Main|台枠}}
台枠は、車体の一番基本となる構造である。車体全体の強度を受け持ち、台車や車軸に重量を伝える役割をしている。また連結運転の際には、隣の車両との間での力の伝達も行う<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_100"/>。

車両の前後の端に横方向に設けられている梁のことを端梁という<ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。連結器はこの端梁に取り付けられるため、大きな荷重に耐える強度が必要とされる<ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。車両の左右に車体全長に渡って設けられている梁は側梁と呼ばれる<ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。両側の側梁の間に横方向に渡されている梁は横梁で、これがいくつも並んで台枠全体としては上から見るとはしご状の構造になっている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_100"/>。台車や車軸の真上に当たる部分には、枕梁が置かれている<ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。また端梁中央から車体中央方向へ枕梁の位置まで中梁が延びている<ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。この端梁から枕梁までの範囲を端台枠と呼び、この部分だけはステンレス車両であっても鋼製の連続溶接で組み立てるのが普通である<ref name="電車のメカニズム_88-90"/>。

かつては台枠と側構でほとんどの強度を受け持ち、車体の他の部分はその部分で必要とされるだけの強度で作る方式であった。しかし軽量化のために、車体全体で必要とされる強度を分担して受け持つモノコック構造（応力外皮構造）が後に主流となった<ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。

蒸気機関車では、台枠は[[板台枠]]と[[棒台枠]]の2種類に大きく分けられ、これが車輪により支えられまたボイラーなどの上部構造を載せる仕組みとなっている<ref name="蒸気機関車メカニズム図鑑_106-109"/>。

貨車でも有蓋車や無蓋車などたいていの車両では台枠があり、重量を受け持っている。コンテナ車の場合、コンテナの重量のほとんどは側梁にかかるため、側梁が強度を主に負担しており、このために魚腹形の側梁となっている。タンク車では台枠のないフレームレス構造のものがあり、この場合タンク体全体で強度を受け持っている<ref name="鉄道車両ハンドブック_220-221"/>。

台枠の上面は床を構成し、座席やその他の車内設備を設置するとともに、旅客や貨物の荷重を負担する<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_100"/>。床面は、単に鋼材に敷物を貼っただけの鋼板床のほか、優等車などでは遮音性に優れた、波形鋼板（キーストンプレート）の上にポリウレタンフォームやユニテックスを充填して敷物を貼りつけた構造などが使われる<ref name="車両研究_70-71"/><ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。また下面には、横梁に床下機器が吊り下げられる<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_100_103"/>。軸受あるいは台車の心皿などの重量を支える構造は枕梁に力を伝達するようになっている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_100_103"/>。

==== 側構 ====
側構は、鉄道車両の左右部分である。近代的なモノコック構造の車両では、台枠と一体となって強度を負担している<ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。窓より下の外板を腰板、窓より上の外板を幕板という<ref name="鉄道車両ハンドブック_190-192"/>。かつては側構の窓部分の開口による強度不足を補うために、[[ウィンドウ・シル/ヘッダー]]という帯状の補強構造物が窓の上と下に取り付けられていた<ref name="車両研究_81"/>。ビードやコルゲートといった表面加工が見られる車両もある<ref name="車両研究_63-69"/>。

==== 妻構 ====
妻構は、鉄道車両の前後部分である。車体の端を垂直に切り落としたような構造の場合を切妻といい、そのうち両側を削った構造の場合を折妻といい、それ以外の場合曲面妻という。構体両端部を閉じる構造を形成して強度上重要な部分を受け持っている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_101-102"/>。

隣接車両と連結して旅客や乗務員の通り抜けが必要とされる場合には、中央部に貫通路が設けられる。また先頭車や機関車の場合は、窓を構成してフロントガラスをはめ込み運転台とする。貫通路と運転台を両立した貫通運転台構造もある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_101-102"/>。

特急用の車両の場合などは、先頭部分の形状は特に外観を重要視して設計することがあり、複雑な形状となる<ref name="知りつくす_124"/>。高い位置に運転台を設置する高運転台構造は、視認性をよくし、踏切事故などでの運転士への危険を防ぐなどの目的がある<ref name="知りつくす_124"/>。高速車両などでは[[流線形車両|流線形]]が採用されることもある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_101-102"/>。

運転台がある場合には、前灯、尾灯、ワイパーなどが設置される。貫通路がある場合は貫通幌などが設置される。また貫通路のある中間車の場合は貫通路の両側に妻窓が設けられることがある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_101-102"/>。

==== 屋根構 ====
屋根構は、車両の天井・屋根部分を構成している。前後方向に長桁が、左右方向には垂木が骨組みとして組み込まれている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_102"/>。冷房付きの車両では、[[室外機]]を屋根の上に搭載することが一般的で、これは重量が大きいため設置位置をあらかじめ検討してその重量に耐えるだけの強度構造とする<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_102"/>。また、冷房は車内と車外を貫通して取り付けることが多いため、その場合は大きな開口部を設置することになり、この点でも強度上の配慮が必要となる<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_102"/>。この他、車内側の天井や冷房風道、照明の灯具、車両補修の作業者が屋根の上を歩くときに使うランボード、雨水が垂れることを防ぐ雨どいなどが設置される<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_102"/><ref name="車両研究_78-80"/>。

==== 運転台 ====
{{Main|操縦席}}
機関車や電車・気動車の先頭車両などには、機関士・運転士が運転を行うための運転台（運転室）が設けられる<ref name="鉄道用語事典_運転台"/><ref name="鉄道車両ハンドブック_270-271"/><ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_175"/>。一般に妻面に設置されるが、機関車の中には機器の配置の都合でセンターキャブと呼ばれる車体中央付近に運転台を配置した構成も見られる<ref name="鉄道車両ハンドブック_136"/>。

運転台は、車両の全幅に渡って設置される場合と、半分ほどの幅になっている場合がある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_175"/><ref name="車両研究_249-252"/>。運転室は運転士が乗務するだけでなく、車掌やその他の客室乗務員などが乗務するスペースともなる<ref name="鉄道車両ハンドブック_270-271"/>。貫通式の運転台と呼ばれるものは、運転台の位置が列車の先頭や末端ではなく他の車両と連結されて中間になった時に、旅客や乗務員が車両間を移動できるように中央部に貫通路を設けることができる構成になっているものである<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_175"/><ref name="車両研究_249-252"/>。貫通路を設置できない運転台は非貫通運転台という<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_175"/><ref name="車両研究_249-252"/>。

実際に運転士が座る席は、車体中央に設置される場合と、左右どちらかに偏って設置されている場合がある<ref name="鉄道車両ハンドブック_270-271"/><ref name="車両研究_249-252"/>。自動車ではそれぞれの国の道路の進行方向に応じて、左側通行の国では右側に運転手席を配置するのが一般的であるが、鉄道の場合は進行区分との関係は必ずしもなく、左側通行が原則の日本では[[鉄道信号機|信号機]]が左側に立てられていることが多いことから、信号機を見やすい左側に席を配置することが多い<ref name="鉄道車両ハンドブック_270-271"/><ref name="車両研究_249-252"/>。[[閉塞 (鉄道)#タブレット閉塞式|タブレット閉塞]]の区間ではタブレットの取り扱いに便利な側に設置したり、[[ワンマン運転]]を前提に[[プラットホーム]]のある側に配置したりする例がある<ref name="車両研究_249-252"/>。

自動車のアクセルに相当するのは主幹制御器（[[マスター・コントローラー]]、マスコン、[[路面電車]]など直接制御の車両の場合は直接制御器（ダイレクトコントローラー）<ref name="鉄道車両ハンドブック_46-47"/>）である<ref name="鉄道車両ハンドブック_271-272"/><ref name="車両研究_248"/>。自動車と違い手で操作する<ref name="車両研究_248"/>。縦方向の軸を中心に水平に回転させて操作するものと、横方向の軸を中心に垂直に回転させて操作するものがある<ref name="車両研究_248"/>。また、ブレーキハンドルと一体化したワンハンドルマスコンもある<ref name="車両研究_248"/>。ワンハンドルマスコンにおいては、押して走らせるものと引いて走らせるものとの両方がある<ref name="電車のはなし_129-131"/>。マスコンを左手で操作するか右手で操作するかは同じ鉄道事業者の中でも統一されておらず、車種によって様々である<ref name="鉄道車両ハンドブック_271-272"/>。

ブレーキを操作するのはブレーキハンドルであり、これも手で操作する。機関車では、機関車のみに作用する単弁（単独ブレーキ弁）と列車全体に作用する自弁（自動ブレーキ弁）が別々に存在する<ref name="鉄道車両ハンドブック_271-272"/>。

このほかに、[[警笛]]を鳴らすペダル、[[自動列車停止装置|ATS]]に代表される[[自動列車保安装置]]の取り扱い装置、前灯やワイパーのスイッチ、速度計、圧力計、電圧計、各種の状態表示ランプ、[[列車無線]]の送受話器、時刻表差し、車内放送のマイク、[[車掌スイッチ]]などが設置されている<ref name="しくみ_108-112"/><ref name="車両研究_247"/><ref name="鉄道車両ハンドブック_272-277"/>。最近の車両では、モニタを運転台に設置して車両の状態を表示し、また[[タッチパネル]]式の[[入力機器|入力装置]]により簡単な点検作業や車内の空調温度設定など様々な作業が運転台からできるようにされている<ref name="車両研究_242-246"/>。

運転台は前面衝突の際に最初に巻き込まれる場所であるので、運転士の保護に配慮した設計がなされる。主に想定される衝突事故は[[踏切]]における障害物との衝突であり、前頭部はその衝突に耐えられるように強化されている。また運転士の座る位置を高くすることで、車体下部に障害物を巻き込んだ際の影響を抑えている<ref name="鉄道車両ハンドブック_193-194"/>。クラッシャブルゾーンを設けて衝撃を吸収する構造になっているものもある<ref name="E231系"/>。

運転台はすべての車両に設置されているわけではない。機関車のほとんどには両端に運転台が設置されているが、センターキャブの機関車では両側へ進行するときに兼用される運転台が中央に1つ設置されている。また、主に北アメリカでは[[Bユニット]]（あるいはブースター）と呼ばれる運転台を持たない機関車が用いられており、これは運転台を備えている[[Aユニット]]と連結してそこから制御されることを前提にしている<ref name="鉄道車両ハンドブック_136"/>。

電車は、その形式が長編成を組むことを前提にしている場合には、中間車として設計された車両には運転台が設けられない<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_108-111"/>。これは気動車も同様であるが、長編成を組むような路線では電車が用いられることが多く、気動車が投入される路線では編成が短いこともあり、中間車として運転台を持たずに設計・製造される気動車の数は電車に比べて少ない<ref name="鉄道車両ハンドブック_150-151"/>。運転台を設けた車両を制御車、設けていない車両を中間車という<ref name="鉄道用語事典_制御車_中間電動車"/>。

客車は動力がないため運転台も設置されないのが普通であるが、機関車を末端に連結して列車全体を後押しする形で運転する時に、先頭部の客車に設けた運転台から運転する形態があり、その場合には運転台が設置される。そうした客車を制御客車という<ref name="鉄道の地理学_69-70"/>。

1両の車両の両端に運転台が設けられている場合を両運転台、片方にだけ設けられている場合を片運転台という<ref name="鉄道車両ハンドブック_150-151"/>。

==== 扉 ====
鉄道車両の[[扉]]は、側構に設けられた外部に直接出る扉のほかに、車内を区切るために設けられた扉や、連結されている隣の車両に移るところに設けられた[[貫通扉]]などがある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_118-121"/>。

引戸は扉が横にスライドして開閉する構造であり、広く用いられている。側構の内部に[[戸袋]]を設けて、そこに引き込む形で開閉される。2枚の扉が両側に開く両開き扉と、1枚の扉が片側にだけ開く片開き扉があり、通勤列車のように短時間に多人数の乗降を必要としている車両では両開きが広く用いられる<ref name="車両研究_86-89"/><ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_118-121"/>。

吊戸は側構の外部で扉を吊って、横にスライドして開閉する構造である。引戸と異なり、側構内部に戸袋を設ける必要がなく側構を薄くでき、強度上有利などの利点があるが、プラットホーム混雑時に乗客に危険があるとの懸念がある。日本では使用例が少ないが、それ以外ではかなり見られる方式である<ref name="車両研究_90"/><ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_118-121"/>。

開戸は[[蝶番]]によって壁に取り付けられ、蝶番を支点として回転することにより開く構造である。内側に開くものと外側に開くものがあるが、外側に開くものはホームにいる旅客に扉が衝突する危険があり、あまり用いられなくなった。初期の客車ではコンパートメント式で、車外側に開く開戸が一般的であった。内側に開くものは、乗務員用の扉に広く見られる<ref name="車両研究_84-85"/>。

折戸は、2枚の扉が蝶番でつながっており、折り畳まれる形で開く扉である。2枚で構成される片開きのもののほか、これを2組設置して両側に開く4枚折戸もある。車体強度上不利な戸袋を設ける必要がなく、広い開口面積を確保できるため、一部の車両で用いられている。ただし開戸同様に扉の動作域があって乗客を巻き込む恐れがあるという問題のほか、気密性を確保しづらく寒冷地での使用が難しい<ref name="車両研究_93-94"/><ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_118-121"/>。

[[プラグドア]]は、扉がいったん外側または内側に動いた後、車体と平行にスライドして開く構造で、複雑な機構のため高価であるが、外板と扉部分が平坦になり見た目がよくなるとともに、高速鉄道では空気抵抗の削減を期待できる。ヨーロッパでは[[ライトレール|LRT]]でも広く用いられている。外側スライド式では戸袋を必要としないという長所もある。ただしプラグドアは上述したように、動作機構が複雑であるため高価であるという問題がある<ref name="車両研究_90-92"/><ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_118-121"/>。

この他に、荷物車に[[シャッター]]式の上下に動かして開閉する扉が用いられた例がある<ref name="車両ドアの分類学"/>。

1両の車両の片側の側面にある扉の数は、0個から6個程度である。[[食堂車]]など、外部から直接乗車することを想定していない車両では扉を設置しないことがある。一方で通勤用の車両では迅速な乗降のために扉の数を増やす傾向にある<ref name="車両研究_95-98"/><ref name="ドアに関する12章"/>。

古い時代の鉄道車両では、そもそも扉がなくオープンデッキのスタイルのものがあった。そうしたものでも、高速化するにつれて柵を付けるようになり、やがて扉が付けられるようになった。この扉の開閉は古くは手動であったが、乗降時間の短縮や駅員・乗務員の労力軽減、安全性の向上といった目的で自動化が行われるようになった<ref name="車両ドアの分類学"/>。車掌または運転士の取り扱う車掌スイッチにより一斉に開閉される。扉を開閉するのはドアエンジンにより、空気圧式のものと電気式のものがある<ref name="車両研究_107-111"/><ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_118-121"/>。

車内の温度維持等の目的で、すべての車両の扉を同時に開閉させるのではなく、旅客が乗降する時に必要とされる扉のみを旅客の意思で開けられるようになっているものがある。乗客が手で開けるが、機械で一斉に閉めることができる方式を半自動式という。また乗客が手作業で扉を開閉するのではなく、扉脇に設けられた押しボタンを操作することで開閉させられるものもある。扉の数が多い通勤車両などで長時間停車時の車内温度維持の目的で、大半の扉を閉めて一部のみ開けて残す機構を備えたものもある<ref name="車両研究_107"/>。

自動ドアでも、事故等の非常時に旅客が避難脱出できるように手動で開けられるようにする[[ドアコック]]が付いているものがある<ref name="ドアに関する12章"/>。

==== 窓 ====
[[窓]]は、鉄道車両では運転台の前面、客室の両側、妻面、扉など様々な場所に付けられている。固定された構造のものと、開閉可能なものがある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_122-124"/>。

運転台の前面の窓にはフロントガラスがはめ込まれており、一般に固定された構造である。ただし側面の窓を開けられるようになっているものもある。また、乗務員用扉に取り付けられている窓は一般に開閉可能である。運転台と客室またはデッキを区切る壁にも窓が設置されていることがある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_122-124"/>。

客室では側面に窓が設置されている。固定式のもの、一段上昇式のもの、一段下降式のもの、二段に分かれていてそれぞれが上昇、あるいは下降するもの、内側に傾いて開くもの、引き違いで横にスライドして開くものなどがある。戸袋にも固定式の窓が設置されていることがある。妻面にも窓を設置することがある。また、扉自体に設置されていることもある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_122-124"/>。

[[窓ガラス]]としては[[強化ガラス]]や[[合わせガラス]]が用いられる。2枚のガラスの間に空気層を設けた[[複層ガラス]]も用いられることがある<ref name="電車のメカニズム_114-115"/>。

また、多くの客室の側面窓には[[カーテン]]などの遮光装置が設置されている。上部から引き降ろして所定の位置で止められる巻上カーテン式、一般家庭のカーテンのように横から引っ張って閉める横引カーテン式、2枚のガラスの間に[[ブラインド]]が設置されているベネシャンブラインド式、金属または木製のよろい戸を使うよろい戸式などがある。巻上カーテン式の場合、[[カーテンレール]]にある窪みに金具を引っ掛けて止めるものと、任意の位置で止められるフリーストップ式のものがある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_126-127"/>。

==== 座席 ====
{{Main|鉄道車両の座席}}
座席の配置形態としてはロングシート、クロスシート、セミクロスシートなどがある。その鉄道車両が投入を予定されている用途に応じて車内の座席の配置の仕方は異なっている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_128-133"/><ref name="車両研究_125-143"/>。

座席の表面には難燃性[[モケット]]、ビニールレザー、平織物、皮革などが用いられている。内部にはばねを入れて、その周りにポリウレタンフォームやビニールフォーム、フェルトなどを詰め物としている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_128-133"/>。

==== 照明 ====
車両の[[照明]]は、古くはオイルランプが用いられていたが、ピンチガスによる照明を経て[[白熱灯]]に変わり<ref name="蒸気機関車の興亡_140"/>、現代では[[蛍光灯]]が主流となっている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_134-135"/>。また、読書灯などで[[LED照明]]が用いられることもある<ref name="車両研究_286-289"/>。一般に天井に照明器具が取り付けられ、そこに蛍光灯が取り付けられている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_134-135"/><ref name="車両研究_286-289"/>。直接蛍光灯が露出しているタイプは通勤用車両など低コストな車両に多く、より高級な車両になると蛍光灯の周囲をカバーで覆っている<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_134-135"/><ref name="車両研究_286-289"/>。関西民鉄などでグレード感にこだわって、一般車両でもカバーを装着している例がある<ref name="車両研究_286-289"/>。一等車など特別な車両では[[照明#照明方式|間接照明]]も用いられる<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_134-135"/><ref name="車両研究_286-289"/>。

客室の直接の照明のほかに、トイレの照明や行き先表示装置の照明などもある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_134-135"/>。

==== 空調装置 ====
客室内では多人数の旅客と乗務員が過ごすため、[[換気]]に配慮して設計が行われる。強制通風式と自然通風式がある。強制通風式では送風機を設置し、吸気と排気の両方を強制的に、あるいは吸気のみ、排気のみを強制的に行う。自然通風式では[[ベンチレーター]]を屋根の上などに設置して通風を行う<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_139"/><ref name="車両研究_256-261"/>。

[[暖房]]はかなり古くから多くの旅客車に装備されている。石炭や[[薪]]を車内の[[ダルマストーブ]]などで焚く暖房は古くから使われていた<ref name="蒸気機関車の興亡_138"/>。コンパートメント車両では温水や[[酢酸ナトリウム]]を利用した[[湯たんぽ]]による足元暖房<ref name="Jenkinson1996"/>や、車内に設置された小型ボイラーによる温水循環暖房が用いられていた<ref name="Jenkinson1996"/>。[[蒸気暖房 (鉄道)|蒸気暖房]]は、蒸気機関車または機関車や[[暖房車]]に搭載された[[蒸気発生装置]]からの蒸気を客室内の蒸気管に通して暖めるものであるが、蒸気機関車がなくなるにつれて次第になくなっていった<ref name="車両研究_263-264"/>。[[電気暖房 (鉄道)|電気暖房]]は電気式のヒーターにより車内を暖める<ref name="車両研究_262-264"/>。気動車ではエンジンの排気熱で温める温水暖房もある<ref name="車両研究_263"/>。また冷房が搭載されている車両では[[ヒートポンプ]]式もある<ref name="車両研究_262-263"/>。

[[冷房]]は、第二次世界大戦前から装備されている車両もあったが、普及するようになったのは第二次世界大戦後のことで、通勤車両などでは1970年代からである<ref name="車両研究_265"/><ref name="電車のメカニズム_255"/>。電力消費が大きく、電源の確保に注意を払う必要がある<ref name="車両研究_274-275"/>。[[機関直結式冷房装置]]のようにエンジンから直接圧縮機を駆動して冷房を稼動させる形式もある<ref name="車両研究_276"/>。車内への冷気送り出しは天井部分に設置したダクトから行われるのが一般的である<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_135-138"/><ref name="車両研究_268-271"/>。室外機の配置の仕方により、[[集中式冷房装置|集中式]]、[[集約分散式冷房装置|集約分散式]]、[[分散式冷房装置|分散式]]などがある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_135-138"/><ref name="車両研究_265-267"/>。

==== トイレ ====
{{Main|列車便所}}
長距離列車に用いられる車両などには、トイレが設置される。扉を持った個室に便器と手洗いが設置されている。洗浄用の水はタンクに貯留されていて、必要に応じて車両基地などで補給されている。かつては便器から流された汚物は線路に垂れ流されており、これによる衛生上の問題があった。汚物を粉砕し消毒してから排出する粉砕式も試みられたが、異物を巻き込んで故障する問題が絶えず、しかも汚物を車外に排出するという方式には変わらなかったこともあり、抜本的な解決策とはならなかった。汚物をタンクに貯蔵する方式は、タンクがすぐに溢れてしまう問題があり、汚物に含まれる水分を濾過・処理して便器の水洗に再利用する仕組みが考案されてから広く普及するようになった。JRグループでは2002年3月に垂れ流し式の完全廃止を達成したが、世界的に見ればまだ垂れ流し式は多い<ref name="列車便所物語"/><ref name="列車トイレの技術130年史"/><ref name="車両研究_290-297"/>。

==== 連結器 ====
{{Main|連結器}}
[[連結器]]は隣の車両と連結して編成を構成する装置である。[[連結器#密着連結器|密着連結器]]、[[連結器#自動連結器|自動連結器]]、[[連結器#ねじ式連結器|ねじ式連結器]]などの各種の連結器がある。その他に、ブレーキ用の空気圧を供給するブレーキ管や、電気配線などを連結する[[ジャンパ連結器]]などが車両の間で繋がれる<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_64-69"/>。

==== 貫通路 ====
{{Main|貫通扉}}
貫通路は車両同士を連結して旅客や乗務員が行き来できるようにした通路である<ref name="車両研究_115-119"/>。踏み板と貫通[[幌]]、貫通扉などで構成されている<ref name="車両研究_115-119"/>。貫通幌は、蛇腹状の構造のものが一般的に使われているが、太い管状のゴムを組み合わせた例もある<ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_69"/>。貫通路に扉を設けるかは車両により、設けないことで見通しをよくし開放感を演出できるが、風が吹き抜けて冬に寒くなることや、騒音の問題、そして火災時の延焼防止などの観点から貫通扉を設置することがある<ref name="車両研究_115-119"/>。

また、高速鉄道などで騒音と空気抵抗の低減を狙って連結部車体全周に幌を取り付けたものもある<ref name="N700系"/><ref name="鉄道車両メカニズム図鑑_69"/>。

== 狭義の「鉄道車両」 ==
[[日本]]の[[法律]]においては、本線の線路上を走行するためには鉄道車両としての登録がされている（車籍を有する）ことが必要（[[車両輸送|甲種輸送]]等の例外もあり）であり、狭義にはこの車籍を有する車両のことをいう。そのため、鉄道の線路の上を走行する車両であっても、車籍を有しない保線用の機械や除雪用のモーターカー、構内入換用の小型機関車などは、正確には鉄道車両ではないことになる。また、日本の法律では[[路面電車]]等の軽軌道は本格的な鉄道とは区別されており、したがってこれらの区間のみで用いられる車両も鉄道車両ではないことになるが、中には[[京福電気鉄道|京福電鉄]]のように軌道線と鉄道線を直通している例もあり、煩雑である。なお[[地下鉄]]は世界的には軽軌道に分類される事が多いが、日本では[[名古屋市営地下鉄]]の開業以降、鉄道線に準ずる存在と位置づけられている。&rarr;詳細は、[[日本の地下鉄]]を参照されたい。<!--なお、大阪市営地下鉄は[[軌道法]][[特許]]によって[[大阪市営地下鉄御堂筋線]]を開業させた関係で軌道法に拠るが、[[東京地下鉄道]]・[[東京高速鉄道]]では[[鉄道事業法]]に相当する[[地方鉄道法]]の[[免許]]により建設された。-->

鉄道車両としての登録から削除する（車籍を抜く）ことを用途廃止といい、一般的には[[廃車 (鉄道)|廃車]]という。

== 鉄道車両の種類 ==
[[鉄道事業者|鉄道会社]]別の車両は、各鉄道会社のページ参照。
* [[旅客車]]
** [[電車]]
***[[新幹線]]
** [[気動車]]
** [[客車]]
** [[磁気浮上式鉄道]]
* [[機関車]]
** [[蒸気機関車]]
** [[電気機関車]]
** [[ディーゼル機関車]]
* [[貨車|貨物車]]
** [[有蓋車]]
** [[無蓋車]]
** [[コンテナ車]]
** [[タンク車]]
** [[ホッパ車]]
** [[車運車]]
** [[長物車]]
** [[大物車]]
* [[事業用車]]
** [[牽引車]]
** [[試験車]]
** [[配給車]]
** [[雪かき車|除雪車]]
** [[操重車]]
** [[職用車]]（上記以外の総称）

* [[保線用車]]

== 鉄道車両の構成 ==
[[Image:0 Series Shinkansen Wheel.jpg|thumb|200px|right|[[新幹線0系電車]]の車輪]]
駆動装置系は[[電車]]等のページで個別に

* [[鉄道車両の車体|車体]]
** [[台枠]]
** [[ウィンドウ・シル/ヘッダー]]
** 車体材料による分類
*** 木
*** 鋼（[[炭素鋼|普通鋼]]）
**** 半鋼製 - 車体の一部分（内装材やドア、屋根など）が木製
**** 全鋼製 - 車体全体が鋼製
*** [[ステンレス鋼]]
**** [[セミステンレス車両]]（スキンステンレス車両） - 外板のみステンレス製、構体・台枠は普通鋼製
**** [[オールステンレス車両]] - 外板・構体・台枠ともステンレス製
*** [[アルミニウム合金]]
**** [[アルミニウム合金製の鉄道車両]]
* [[鉄道車両の座席|座席]]
* [[車輪]]
* [[鉄道車両の台車|台車]]
* [[連結器]]
* [[ブレーキ]]
* [[貫通扉]]
* [[警音器]]

== 鉄道車両の形式・車号呼称 ==

各車両には形式名を含む車号（番号）が付与、表示される。また、編成単位に編成番号を表示している会社もある。[[鉄道の車両番号]]も参照。

* [[日本国有鉄道|国鉄]]・[[JR]]
*: [[国鉄の車両形式]]・[[JRの車両形式]]
* [[私鉄]]・・・具体的な形式の説明は各鉄道会社の項を参照のこと。

なお、車両呼称とは別に[[特急形車両|特急用車両]]や[[特別席]]を有した一部の車両には「'''[[鉄道の車両愛称|車両愛称]]'''」として[[愛称]]を与える場合もあり、案内などで使用される場合もある。たとえば、[[京成電鉄]]の「[[スカイライナー]]」のように当初は使用車両である[[京成AE形電車|AE形電車]]の愛称であったものが、[[列車愛称]]に流用される場合もある。

=== 合造車 ===
なお、ある種の需要が偏っており、1両の定員では定員の半数程度しか見込めないなどで捌くことが難しいがサービスのために[[旅客車]]を中心に用途が異なる（例えば[[荷物車|荷物室]]と旅客席を設ける）や等級制を採っている場合には[[一等車|一等席]]と[[二等車|二等席]]など2種類以上の等級、座席と寝台などを同一の車両の中で設ける場合がある。こういった車両のことを'''合造車'''（ごうぞうしゃ）と称する。主に2つの用途を複合させた車両が多いが、古くは現在の[[普通車 (鉄道車両)|普通席]]に相当する三等席と[[郵便車|郵便室]]と荷物室、さらには二等席も加わった、3〜4つの用途を複合させた車両も存在した。

== 編成 ==
[[列車]]として使用する際に単独ないしは2両以上組み合わせて使用される。その際の使用車両の概要を'''[[編成 (鉄道)|編成]]'''という。そのため、1両のみで運行される場合、「1両編成」という場合もある。現在では、地方の[[ローカル線]]のように、とりわけ極端に輸送人員が少ない場合や、ほとんどの[[路面電車]]をのぞき、2両以上が原則となるものが多い。

また、車両の中には必ず2両以上を連結して運行される必要があるものを'''ユニット'''（編成単位）と言い、[[国鉄101系電車|101系電車]]以降の「新性能電車」における[[動力車|電動車]]ユニットが最低でも必要となる。

その内、輸送力が最小時の必要両数で組成された部分を'''基本編成'''と称する。又、輸送力増強のための増結編成を'''付属編成'''と言い、列車全体を単位として電源やサービス設備を設計する手法を[[固定編成]]と言う。

これらを運転中に[[増解結|編成落とし]]（列車の増結、解結）をしたり、分離運転（[[多層建て列車]]）したりする。

== 寿命と廃車 ==
鉄道車両の寿命は車種によってまちまちであるが、[[鉄道事故|事故]]や[[災害]]などで使用不能になるケースを除くと、おおむね在来線車両で10～30年程度、高速運転を行う新幹線車両は十数年程度である。寿命が来る前に環境の変化や組み替えなどで廃車になるケースも存在する。詳しくは[[廃車 (鉄道)]]を参照されたい。

== 関連項目 ==
{{Commons|Category:Trains|{{PAGENAME}}}}
*[[鉄道]]
*[[車両長]]（車体長）
*[[鉄道の車両番号]]
*[[鉄道の車両愛称]]
*[[鉄道車両の製造メーカー一覧]]
*[[形式称号]]
*[[鉄道車両の検査]]
*[[列車無線アンテナ]]

[[category:鉄道車両(種類別)|*てつとうしやりよう]]
[[Category:鉄道車両工学|*てつとうしやりよう]]

[[da:Jernbanevogn]]
[[de:Eisenbahnwagen]]
[[en:Railroad car]]
[[en:Rolling stock]]
[[eo:Vagono]]
[[fr:Voiture de chemin de fer]]
[[nl:Rollendmaterieelfabrikant]]
[[pl:Wagon]]
[[ru:Вагон]]
[[sl:Železniški vagon]]
[[zh:鐵路車輛]]