貨車用台車について

Apr 28, 2002.

貨車用の台車だからと言って、貨車用ではない台車と天と地程の違いがあるわけではありません。貨車用以外の台車と決定的に違う点は、貨車用は積車時と空車時の重量差が極めて大きいので、どちらに転んでもそこそこのクッションが利いた状態でなければならないと言う宿命みたいなものがあります。逆に、積荷には口がある訳ではないので、乗り心地が良いの悪いのと文句を言われる心配はありません。

例えば普通の日本の20m級の電車だと普通は空車重量は40t位、アメリカ型のヘビーウェイト客車の空車重量は50tから60t位ですが、乗客1人の体重を70kgとして100人乗っても7tに過ぎません。これに対して貨車の方は、空車重量が精々20tから30t程度しかなくても、積荷の重さが40tから50t突破、なんてのは日常茶飯事です。

つまり、貨車用台車は空車重量と積車重量の差が2倍、3倍になるような使われ方をするのに対し、貨車用以外の台車では空車重量と積車重量の相違が精々数10%でしかありません。その反面、客車用の台車では高速走行時にも優れた乗り心地が求められますし、機関車用となれば動力源やら何やらを全て背負い込む必要がありますのでそれなりの体積も必要になります。具体的にはフレームの小さな(と言うか軸距離の短い)貨車用台車では大出力のトラクションモーターは収納する場所が無いので、ちょっとやそっとで転用すると言うわけにも行きません。

そのようなわけで、貨車用台車が客車や機関車に転用されるのは、乗り心地を余り問題にしないで済む場合や、小出力のトラクションモーターで済む(=体積が小さくて済む)ナローゲージ用の機関車、或いは機関車の一部ではあるものの空車重量と積車重量の変動の激しいテンダーの台車などに限定されます。

逆に貨車に対して貨車用でない台車が使用されるのは、高速で走行するのが前提の特急旅客列車に併結する為の貨車や、古くなって転用に転用を重ねて最早使い道の無くなった機関車の台枠と台車をセットで事業用の貨車に使う場合、或いは特に振動を嫌う精密機械輸送専用の車輛などのような場合が多いです。

例えば、アメリカ型に多く見受けられる電気式ディーゼル機関車用の台車は大型のトラクションモーターを取り付ける為に比較的大直径の車輪を履かせる事が前提ですから、これをそのまま普通の客車や貨車に転用したのでは車輛の床面が高くなり過ぎて使いにくくなってしまうからです。



ブロンバーグ台車

Jan 19, 1999.

ブロンバーグ台車(Bromberg truck)はEMD(Electro Motive Division of General Mortors:ジェネラル・モータースの電気車輛事業部)のGP**やF*等、2軸ボギーの機関車に多用されている台車です。その名の通り、ブロンバーグさんと言うEMDの技術者が開発した台車です。他の機関車メーカーが出力によってAARのA型/B型台車を使い分けているのに対し、EMDの場合は1500馬力以下の機関車ではAARのA型台車が使用されていますが、1350馬力程度以上の出力の機関車では一貫して独自のブロンバーグ台車が用いられます。



MRC製F7Aのブロンバーグ台車。Bromberg truck for EMD F7A, manufactured by Model Rectifier Corporation.
MRC製F7Aのブロンバーグ台車。Bromberg truck for EMD F7A, manufactured by Model Rectifier Corporation.

簡単に言ってしまえば、純粋入換用のSW/NW系の機関車は原則としてAARのA型台車を履いており、それより規模が大きい機関車ではブロンバーグ台車を履いています。純粋入換用の機関車でブロンバーグ台車を例外的に履いているのはTR3などのかなり大型の機関車や、BL1などの機関車だけです。

写真でお判りになるかと思いますが、上側にある台車枠の下辺は緩い円弧を描いています。以前のアサーン製品ではこの部分が直線状になっていました。この部分が円弧になっているか直線で誤魔化してあるかでかなり印象が違いますので、買い物なさる際にはちょっと注意なさった方が良いでしょう。今時旧製品が市場に残存している数量は僅かだと思いますが、当然、新しい製品の方が正しい外観です。

一つ注意しなければならないのは、ブロンバーグ台車をF3やF7などの流線型機関車に使用すると、ちょうど乗降用のはしごの部分にブレーキシリンダが来るので、ブレーキロッドがはしごに接触する可能性があります。特にアサーン製品はその可能性が高くて正直に取り付けてしまうと半径18インチ(≒457ミリ)の曲線は通過できなくなります。旧製品を使う場合は、大抵の場合、皆さん片側のブレーキロッドをカットして対処なさるみたいです。半径24インチ(≒610mm)程度までで使っている分にはブレーキロッドをカットしなくてもなんとかなるようですが。



IHC製E8Aのブロンバーグ3軸台車。
IHC製E8Aのブロンバーグ3軸台車
IHC made 6 axele Bromberg truck for E8A of EMD.

こちらは同じブロンバーグ台車でも、旅客用機関車であるEシリーズに使用されている3軸仕様の台車です。但し、中央の車輪は非動力車輪ですので、この台車を履いた機関車の車軸配置はC-Cではなくて、A1A-A1Aとなります。



AAR台車

Jan 2, 1999.

AAR(Association of American Railroads:アメリカ鉄道協会)はアメリカの鉄道業者の団体で、鉄道標準化機構のような機能を果たしています。台車趣味的?な見地からすると、機関車用として2種類の台車を制定したことです。その内訳は軸距離が96インチ(2438.4mm)のA型台車と、同じく軸距離が112インチ(2844.8mm)のB型があります。



アサーン製SW7に使用されているAARのA型台車。Athearn made AAR A type truck for HO gauge SW7.
A型台車の使い道は、基本的にはどの機関車メーカーも同一のようです。比較的小型小出力の機関車に多用され、例えばEMD(Electro Motive Diesel)の場合であれば1930年代末期のSC/SWから始まり最大でも1500馬力の645エンジン搭載のSW1500程度までです。



MRC製のアルコ/FA1に使用されているAARのB型台車。MRC made AAR B type truck for HO gauge FA1.
B型台車はもっと大出力の機関車に使用される台車で、メーカーによって若干イコライザの形状が異なることがあるようです。このクラス以上の出力を持つ機関車の場合、EMD(Electro Motive Diesel)は独自のブロンバーグ台車を使うことが多いので特例を除けばB型台車を使っている機関車は少数です。逆にB型台車を好んで使っていたのはAlcoです。



台車に関するあれこれ

そもそも、台車とは一体何者なのか?

Sept 2, 2001.

一般に、鉄道車輛は車輪を持っています。両側の車輪を貫通するように車軸と呼ばれるシャフトのような物が刺さっていて、この上に車体が載っています。勿論、車輪や車軸の上に直接車体を載せたのでは使い物になりませんから、車輪の刺さっている車軸を支える軸箱を枠のようなものを車軸に嵌めておきます。この枠のような代物の事を台車と呼びます。

普通の鉄道車輛は2本のレールの上を走りますから最低でも1両辺り「2本の車軸で合計4枚の車輪」が必要になります。比較的小型で、積載重量の小さい貨車や定員の少ない貨車は今でも2軸4輪です。このような車輛の台車は「単台車」と呼ばれます。

日本やヨーロッパでは最近でも単台車を履いた2軸4輪の車輛はそんなに珍しい存在ではありませんが、アメリカでこの種の車輛が一般的だったのは概ね19世紀の話で、それ以後は小型のカブース(=車掌車)などに限定されます。その理由は、単台車を履かせていると車輛を大型化する際に軸距離が長くなるし、軸重が増大してレールに対する負担が大きくなり過ぎるからです。日本の場合、自動車の場合は車輪1輪辺りの「輪重」で表現しますが鉄道の場合は車軸1軸辺りの「軸重」で表現します。「輪重」も「軸重」も話の本質は同じと考えてよいでしょう。



ボギー

Sept 2, 2001.

それでは輸送量を増やす為にはどうするか、車輛の数を単純に増やして今まで1両で運転していたものを2両、3両と増やしてゆく、、、それでは不経済なので車輛を大型化したいと言う要求が当然出てきます。そのためには「ボギー(=Bogie)」構造として、1つの台車枠に2軸4輪以上の車輪を取り付けて、線路の曲がり具合に応じて台車が車体に対して自由に向きを変える事が出来る構造にしよう、と言う事になります。世界的に見ても、1基の台車で2軸の車軸を支える2軸ボギー台車が主流となっています。

当然、更に車輛が大型化すると2軸ボギーでは追い付かない事が予想されます。例えば、1800年代後半以降に作られた85ft級の大型の木造客車や、いわゆるヘビーウェイト客車などでは3軸ボギー構造の車輛が一般的ですし、EMD(Electro Motive Diesel)製の一部の機関車にはDD35などの様な4軸ボギー構造の機関車も有ります。車軸の数を増やすと1軸辺りの軸重が軽くなりますのでレールに対する負担が減ります。

その結果としてレールの余り丈夫でないローカル線区などでも車輛を乗り入れることが可能となります。それでは5軸ボギーや6軸ボギーにすればもっと好都合か、、、と言うとそうではなくて、1枚の台車枠に取り付けらた車軸は自由に首を振るわけでは無いですから軸距離が延びたのと同じ事になり、結果として軌条横圧(きじょうおうあつ)が増えてレールに対する負担が却って増大するので寧ろ不都合となります。

例えば、EMD(Electro Motive Diesel)にしてもアルコにしても、同じ機関車で2軸ボギー仕様にした機種と3軸ボギーにした機種があります。2軸ボギーのGP7、GP9、GP35に対して3軸ボギーのSD7、SD9、SD35など、です。これらの機関車は他の条件はほぼ同一で、台車だけが2軸なのか3軸なのかと言う程度の違いしかありません。それならどちらを使っても同じなのか?と言うとそうでもありません。

「軸重が軽くて済むから線路に対する負担が少ない」と言う点を重視してSD**を好む鉄道会社もあれば、上述のように「SD**は軌条横圧が大きいから」と言って避ける鉄道会社もあります。また、軸重が軽いと言う事は粘着重量が小さいと言う事に繋がりますから、少々軸重が大きくて線路に負担が掛かるにせよGP**を好む鉄道会社もあります。但し、EMDのDD35やDD40のような4軸ボギーは例外中の例外として、現状では2軸ボギー台車と3軸ボギー台車が世界的な主流である事は間違いありません。



マキシマム・トラクション台車

Dec 15, 2001.

市電や余り規模の大きくないインターアーバンなどの車輛は単行運転が原則ですから、普通は2軸ボギーであってもモーターは2個程度で済ますことが多いです。1台車に1軸駆動ということです。単行運転と言う範囲内であればこの程度で充分ですし、これ以上増やして4個モーター(=4軸駆動)にするのは勾配区間用、余程出足を良くしたい、余程の低床車にする為に小出力のモーターしか使えないからモーター数を増やして車輛全体の出力を大きくするしかない、言った何等かの曰く因縁がある可能性が高くなります。



豊橋鉄道モハ3100型が履いているマキシマム・トラクション台車。2009年(平成21年)8月、豊橋鉄道東田(あずまだ)本線赤岩口(あかいわぐち:愛知県豊橋市)車庫にて撮影。
それでも2個モーター車のままでもっと駆動力を稼ぎたい、、、と言う点から考案した結果がマキシマム・トラクション台車だと考えられます。具体的には1基の台車の中で駆動車輪(=ドライビング・ホイール:driving wheel)に出来るだけ荷重が掛かるようにするために大きくする、逆に言うと付随車輪(=ポニー・ホイール:pony wheel)を小さくしてしまいます。更に芯皿位置を駆動軸側に偏移させて極力荷重を掛けるようにすれば完璧です。最大で全荷重の75%程度を駆動軸に掛けることができるそうです。

その結果として、側面から見ると1基の台車の左右に並んでいる車輪の大きさが全く異なると言う奇妙な台車ができあがります。そのように車輪の大きさを違えるのはモーター自体の大きさの問題も絡んでくるからです。古い時代の車輛は吊り掛け駆動ですから、ゲージが決まればモーターの長さは一義的に決まってきます。そうなるとモーターの出力を大きくするならば直径方向に逃げるしか方法はありません。

つまり、大出力のモーターを使いたければ車輪の直径を大きくするのが必然的でもあり、その結果として1台車1軸1個モーター(=合計2軸駆動)の電車で駆動力だけを単純に向上させるとマキシマム・トラクション台車ができあがると言うことになります。こうすれば大型の大出力モーターを駆動車輪側に取り付けることができます。



台車マウントとは

Dec 29, 1999.

台車マウント方式の連結器。
連結器自体が台車に取り付けてあり、台車の動きに応じて一緒に首を振る構造の事で、この様式の台車は「Talgo truck」やら「Talgo mount truck」と呼ばれます。オーバーハングを小さく出来るので急曲線の通過が容易になります。GゲージやOゲージ(OスケールではなくてOゲージ)の場合はほぼ例外なく台車マウントですし、アメリカ型HOの場合、概ね実物で50ftを超える車輛では台車マウントになる事が多いです。また、客車用の2軸ボギー台車は台車マウントである確率が相当に高いです。

例えば、HOゲージのアサーンやライフ=ライクなどの客車は軒並み台車マウントです。Gゲージは、、、客車の場合はごく特殊な例を除けば台車マウントですね。HOゲージのラウンドハウス製85ftプルマン客車の台車は、台車マウントにした上に更に連結器自体が独立して首を振るようにしてあります。

もう一つ連結器を台車マウントにする利点は、車体の高さに無関係に台車と連結器の高さの関係だけを調整してやれば一義的に連結器の高さが決まると言う事です。連結器を車体マウントにした場合には、連結器の高さを調節する以前に台車と車体の間隔を調整して、更に台車にぶら下がった連結器の高さを調整してやると言う相対的?な微調整をさせられて結構苦労させられますが、台車マウントにしてあれば単に絶対的な高さを調整してやれば、走行上の問題になるような事は自動的に回避できます。

以上は台車マウント方式の利点ですが、連結器の首振り量が大きくなるために車輛のデティールを充実させにくいと言う欠点もあります。特に、食堂車や荷物車/郵便車などの例外を除けば、日本型の車輛とは違って車端にほぼ必ずステップを持つアメリカ型の客車の場合は相当に外観を犠牲にしないとならないです。端的に言えば、ステップは奥行きをかなり減らしておかないと連結器の首振りの支障になりますから、モノによってはハシゴみたいな急角度で薄っぺらいステップを持つ模型も存在します。また、正面にスカートを持つ車輛ではスケール無視で大きな開口部を作ってやって、目一杯連結器に首を振らせてやる必要があります。そこまでしなければ台車マウント方式にしてやる意味がありませんし、充分な開口部がなければ連結器が引っ掛かってしまって急カーブでの通過に支障が出ます。これでは、何のために台車マウント方式にしてあるのか、意味が判らなくなってしまいます。連結器を台車マウントにした車輛で、ジャンパ栓などを取り付けるのは夢のまた夢と考えておいた方が良いと思います。



実物の台車写真集・パイオニアIII型台車

June 3, 2006.

パイオニアIII型台車。2006年(平成18年)3月、弘南鉄道大鰐(おおわに:青森県南津軽郡大鰐町)駅にて撮影。Budd Pioneer III truck.
日本国内では東急車輛製のTS-7**型台車として有名な、台枠外側にブレーキディスクを取り付けてクルクル回る様子を見ることが出来る台車です。元来、バッド(Budd)社が超軽量客車の試作車として1956年(昭和31年)に発表したパイオニアIIIが履いていた台車です。バッド社はこの種の開発に熱心で、1930年代末期には既にディスクブレーキ付き台車を実用化しています。

構造が構造だけに、車輪内側にブレーキ関連の装置は全くありませんから動力車には最適な構造と言えます。この台車を日本で最初に履いた東急7000系は全電動車の編成ですから、その種の構造的な利点を意識していたかどうかは別にしても、無難な選択であったと言えます。反面、MT比が1:1程度の編成で小型軽量な付随車にこの台車を使ったりすると、ブレーキ性能が強力過ぎるために却って使いにくくなるそうです。

後に製造された同じ東急の7200系の場合は、付随車のみパイオニアIII型台車を履いているものの各車軸の台枠内側にのみ1枚づつのブレーキディスクを装備するようになり、クルクル回る様子を見ることが出来なくなりました。バッド社製の超軽量客車と言うのは、恐らくはこの台車を使うことでブレーキ性能が過剰であることの悪影響を受けないで済む程度の重量はあったのだと思います。何分にも85ft客車なんでしょうから、日本標準?と比較すると十二分に重いんでしょうなぁ。また、ブレーキの機構的な部分が全て台車枠の外側に剥き出しになっていることから、降雪量の多い場所を走る電車ではかなり保守に梃子摺るようです。

日本国内でパイオニアIII型系列の台車を履いた車輛は、上述の東急7000系を筆頭に、 南海電鉄6000系京王電鉄3000系、小田急4000系などの東急車輛が手掛けた一部の車輛に採用されたに過ぎませんが、何故か台枠外側にブレーキディスクを取り付けた構造の台車を相模鉄道が好み、日立製の電車が軒並みこの構造の台車を履いています。但し、日立製の車輛が履いている台車はパイオニアIII型ではありません。本家のバッド社製の車輛では、気動車や客車などに、かなり多数使用されているようです。

上の写真の台車は弘南鉄道に譲渡された東急の7000系が履いているもので、私の友人のご子息である住田雄輔君の手になるものです。



パイオニアIII型台車。2010年(平成22年)6月、水間鉄道水間観音(みずまかんのん:大阪府貝塚市)駅にて撮影。Budd Pioneer III truck.
これも同じく東急のデハ7000系の履いている台車ですが、水間鉄道に譲渡された車輛のモノです。