このコンテンツ「台車と連結器研究室」について
June 1, 2018.
「台車と連結器研究室」と謳ってはいますが、実態は鉄道模型でも、鉄道実物であっても、アメリカ型っぽい？台車や連結器のごった煮的、闇鍋的コンテンツです。「闇鍋」と書くと何処かのガード下で売られていた身体生命の危機に直結するような代物が思い出されますが、このコンテンツはもっと穏やかな人畜無害のコンテンツです。有益かどうかは判りかねますけど、、、。
台車(Truck)と言うモノは、そのモノ自体に箱でも板でも載せれば取り敢えずは「走る模型らしき代物」は出来上がりますから、鉄道模型の基本的、核心的部品です。だから、台車さえ手に入れれば取り敢えず安心感があります。安心感に寄り掛かる結果として台車を買った時点で車輛が完成したような気分になってしまって、それ以上は工作が進まないと言うのは宜しくありませんな。
右のカラムは目次を兼ねています。概ね、上の方が実物の台車で、下の方に行くと模型の台車に関する記述が表れて来ます。「アメリカ型っぽい？台車のごった煮」と書きましたが、日本的日本型を嫌っている訳では無いので、アメリカ型とは無縁の台車に関する記述も混在しています。更に下まで降りて行くと連結器に関する記述を羅列してありますが、こうやって台車のことばかりを先行して記述している辺りが連結器軽視の証左とも言えますな。
台車の機種名の後ろにNEW!! 更新!!と言う表示があるモノは、新規にコンテンツを上梓したり、記述内容を大幅に更新しているコンテンツです。写真追加!!と書いてあれば、、、まぁ、そう言う事です。
台車に関するあれこれ
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軸箱に嵌めて、その軸箱を支える枠のようなものを用意します。この「軸箱を支える枠のような」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輛辺り「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。大雑把な計算をすれば、軸重は輪重の2倍の数値になります。但し、どれ程数値が違っていようとも、「輪重」も「軸重」も話の本質は同じと考えてよいでしょう。
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、貨車用以外の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。
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。
ブリル製マキシマム・トラクション台車No.22。
Brill No.22 maximum traction truck.。
ブリル製マキシマム・トラクション台車No.39。
Brill No.39 maximum traction truck.
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。更に心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.
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ゲージで製造時期の古い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(MDC)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した。
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には相当な工夫が必要だと考えておいた方が宜しいかと思います。