連結器
緩衝装置が遊間衝動を吸収するのに対し、車端ダンパは車体の動きを抑える減衰器である。日本国有鉄道では、1958年(昭和33年)に登場した高速車両(20系客車)で最初に採用された。オイルダンパ(油圧式ダンパー)本体は車両の妻面上部に取り付けられる。また、直流形電車は向かって右側・交直流電車は向かって左側に取り付けられる。隣合う車両を高い位置で結ぶことで、ロール方向の不要な揺れが抑えられ、乗り心地が改善される。
自動車のカンチレバー式ショックアブソーバーと同じ構造で、ダンパボディーからは左右に動くアームが上方向に出ている。アームに外力が加わると、それにつながったダンパ内部のピストンによって油が移動し、その油がオリフィス(絞り弁)を通過する際に発生する抵抗で減衰力が発生する。隣の車両のダンパとは、貫通幌の上部の連結棒で結ばれているが、ダンパアームの回転面に対し斜めにつながれているため、アームには抵抗となるレール方向(前後方向)の力も若干発生する。
車体間緩衝装置の一種で、車端ダンパ(ロールダンパ)が枕木方向に作用するのに対し、ヨーダンパはレール方向に作用する。
車両連結面の左右に、車体前後の中心線に平行(レール方向)に装着される。隣合う車両ごとの自由な動きを抑え、連結器の脇に配することで、若干の曲線通過性能は犠牲にするかわりに、特にヨーイング(蛇行)の吸収に効果があり、高速時の車体安定性と乗り心地に寄与する。
日本では19世紀の鉄道開業時にイギリスの技術を導入したことにより、ねじ連結器が明治から大正末期まで標準として使用されていた。ただし北海道のみはアメリカからの技術供与を受けて鉄道が発展したため、当初からシャロン式やアライアンス式、あるいはクライマックス式といったアメリカ製の自動連結器を多数採用しており、一部存在したねじ式連結器装備車も1909年(明治42年)までに自動連結器化されている。
ねじ式連結器は、連結・解放作業に手間と時間がかかった。また、狭い場所での作業となることや、車両が転動することにより、連結手が圧死・轢死するなど、死傷事故が多発した。特に狭軌の日本の鉄道においてはバッファー間隔が狭く、非常時の逃げ場がないことが死傷事故の被害を拡大した。1916年(大正5年)ごろの調査でも年間527名の死傷者が出て、かつそのほとんどが死亡であったという。加えて連結器の強度が低く、良質の材料によるフック・リンクを用いても重量級列車の編成には制約がつきまとい、列車の輸送量を増やす妨げともなっていた。さらに上述のような複式連結を用いていたため一方に螺旋、他方に連環連結器が向かい合わせでないと連結できないが、車両の運用経過によって同じ連結器が向かい合った場合には連結ができなくなり、車両を転向するか連結器の付替をしなければならず大変な手間がかかった。1916年の調査でも連結器の付替が月間平均93530件にのぼっている。また、ねじ式連結器は自動連結器と比べて勾配に弱く、塩狩峠では峠の頂上付近で客車の連結が外れて暴走する事故が起き、死者を出しているのも理由の1つだとされる。
これらの問題を克服するため、日本の鉄道院は1919年(大正8年)から全国の機関車・客車・貨車の自動連結器化を計画した。5年に渡って綿密な準備作業や交換練習が重ねられ、作業チーム1組が毎時2両分の連結器交換をできるまでになった。また車両の台枠端部には定期的な修繕の機会を利用して強化改造が施され、全国を常に移動する貨物列車については、前後2個分の自動連結器を台枠下に取り付けた木枠にぶら下げて、全国どこにいても連結器交換が可能な態勢を整えた。この「腰弁当」方式は島安次郎の考案という説、或いは鉄道省車両課客貨車係長の小山磐の考案という説がある。
この時点で自動連結器の国産化は実現しておらず、アメリカから北海道向けに導入済みのシャロン式連結器を追加輸入せねばならなかったが、当時鉄道省車両課長で連結器交換計画にも携わった朝倉希一によれば、後発で営業活動のあったアライアンス式連結器の並行導入を決定したところ、シャロン式の納入価格も競合で下がり、結果的にコストダウンにつながったという。
交換日については、統計上、年間で最も輸送需要が少ない時期が選ばれた。1925年(大正14年)7月初旬から予備車・固定編成車両を中心に交換が始まったが、大多数の車両は特定の一日を一斉交換日とした。本州(一応四国もこの日にある程度は行っている)が主に7月17日、九州が7月20日である。
交換日当日、連結器未交換の機関車・客車はその日の終着駅で交換工事を施した。両数が膨大な貨物列車については、交換日当日に貨物列車を24時間全面運休させるという異例の特別措置が採られた。総動員された鉄道関係者らの手で、夜明けから日没までの間に突貫作業が進められ、ねじ式連結器は一斉に自動連結器に交換された。
この時連結器交換を受けた車両は、機関車が約3200両、客車が約9000両、貨物列車に至っては約46000両に上る。これらの車両が装備する、計10万個以上の連結器を、半月ほどの間に全交換することに成功したのであった。北海道は前述のようにアメリカとの繋がりが強く本州以前から自動連結器を採用していたため、北海道の国鉄線の車両については連結器の取付け高さを本州の車両のそれと同一にする調整(660mmから878mmへ)のみが1924年8月13日 - 8月17日に済まされ、本州の連結器交換によって青函連絡船での車両航送による貨物列車直通が実現した。完全に孤立している四国の国鉄線については一斉交換の対象とせず、1926年(大正15年/昭和元年) - 1927年(昭和2年)まで交換が繰り延べられた。
貨物列車などが省線と直通運転する私鉄各社においても、ほぼ同時にねじ式連結器から自動連結器への交換を実施した社が大多数であるが、小湊鉄道は建設工事の時点(1924年)より自動連結器としており、「貴省(鉄道省)が交換するまで直通運転しない」ことを理由として先行採用し、万一それ以前の直通が発生した場合の為に控車を用意しておくにとどめた。
なお、この自動連結器の強度を確かめるため、国鉄では昭和4年に数量の死重車両(機関車・客車・貨物列車)の前に5両の状態が悪い貨物列車(うち1台はすでに廃車)をつけ、D50の5重連で約70tの力をかけたところ、全く壊れる気配がなく、貨物列車を故意に壊すつもりでいったん圧縮を経た後急激に引き出すとどうなるかやった所、目的の貨物列車ではなく死重に使っていた機関車1台の第2種自動連結器取り付け座のボルト4本中2本が折れて外れ、D50(1台の牽引力は計算上28t)の重連でも2倍以上安全係数が確保できることが判明した。
鉄道省による連結器一斉交換工事は、世界的に見ても非常に大胆な試みであり、牽引力や安全性の向上、省力化や作業時間短縮などのメリットを産んで高く評価されるものである。日本が国外との鉄道直通がない島国であり、なおかつ連結器交換以前に主要幹線鉄道の国有化が済んでいたことが、連結器交換実現の背景にある。日本同様にねじ式連結器→自動連結器の交換をした豪州、旧ソ連では移行期間をかなり長く取っており、インドやイギリスは今もねじ連結器と併用状態である。ヨーロッパ(特に大陸側)では国際列車が多数運行されているため、各国の相互調整が困難であり、ねじ式連結器の弱点を知悉しながら、2017年現在に至るも自動連結器への本格的移行には至っていない。欧州においては日本のような作業手順を採らないことにより連結器強度も日本より強度の高い太いねじの使用が可能なため複式連結はしておらず、作業時間以外の問題点はおおむね回避している。ロシアなどのように自動連結器を用いていてもバッファを併設している例がある。またこのことが、連結器への負担が少ない動力分散方式(電車・気動車)が普及する一端になったともされる。
多くの非国鉄線車両についても自動連結器化の対象となり、国鉄直通車は国鉄とほぼ同時に交換、その他の車両も1927年頃までに交換が行われた。しかし、国鉄線との直通自体がない路線では後年までねじ式連結器を用いた例も少数残存した。国鉄線でも、新宮鉄道買収線で孤立した路線の紀勢中線(現在の紀勢本線の一部)は1940年(昭和15年)の紀勢西線延伸・連絡で孤立が解消されるまで、買収以前からのねじ式連結器を用いていた。
日本の一般営業路線で最も遅くまでねじ式連結器を用いた例は762mm軌間の軽便鉄道であった下津井電鉄で、1990年(平成2年)の同線廃止まで用いられた電車の1両であるモハ1001号は、簡易式連結器(後述)の下部に、開業以来の保線用貨車を牽引するため、ねじ式連結器を併設していた。下津井電鉄では開業の時点で2基のバッファーを備えるねじ式連結器を採用しており、貨物列車については電化後もねじ式のまま全線廃止まで維持された。ただし、同社では連環連結器と螺旋連結器を併用するのが正規の連結手順であったが、路線短縮後は貨物列車の使用が保線用に限られたためもあってか、ほとんどの場合連環連結器のみを使用して螺旋連結器を使用しなかった。また、下津井電鉄は1927年の単端式気動車導入時にピン・リンク式連結器を気動車専用(軽量化の必要から、バッファーが重いねじ式は忌避された)として導入し、さらに1930年代に入り2軸ボギー式大型ガソリンカーを導入した際には簡易式連結器を導入してピン・リンク式連結器を駆逐、これを気動車→電車の標準連結器として路線全廃まで使用している。
1897年3月26日クルンテープ駅 - アユタヤ駅間 (71.08km) が開業し、タイ国有鉄道の歴史が始まった。この時採用された連結器は「ねじ式連結器」であった。その後タイ国鉄は急速に発展し、東北線、北線(軌間はいずれも1435mm)と路線を延伸していった。次の幹線である南線(この段階では従来の路線とは、接続されておらず又、その計画も無い独立路線であった。南線の軌間は1000mmで建設されており、従って車両も相互の行き来がなかったし、したくても軌間が違う為不可能であった。)が 1903年6月19日に開業した。この線で採用された連結器は「ABC式(フック式)連結器」であり、タイ国鉄は2種類の連結器と2種類の軌間を使用していくことになる。その後1920年から10年がかりで、軌間の統一化工事が行なわれた(全線で1000mm軌間にした)。この際「ねじ式連結器」もすべて「ABC式連結器」に変更された。又南線と北線が1927年に、チャオプラヤー川に掛けられたラーマ6世橋によって結ばれた(軌間及び連結器の統一化が、大いに寄与することになった)。以上の経緯よりタイ国鉄の車両はすべて「ABC式連結器」、1000mm軌間となったが欠点が無かったわけではなかった。
連結の際には、フックを降ろさねばならない。(作業者が車両間に入る為危険度が高い)
解放の際には、フックを上げなければならない。(作業者が車両間に入る為危険度が高い)
走行時の振動等でフックが外れ、列車分離が発生する事がある。
連結器の強度上の問題により、牽引定数が少ない(300t程度、2軸貨車で15両程)。この為山間部では列車を分割し登って行く。
以上の諸問題解決の為自動連結器化が採択された。
これらの弊害を克服するため、1957年末より路線毎に車歴30年未満の車両、合計5745両に対して並型自動連結器への交換が実施された。実施に当たり、日本の実績を参考にするため国鉄技師を日本で学ばせた。路線は北線、東北線、南線の順に行われ1960年に約3年がかりの自動連結器交換作業が完了した。
結局タイでの連結器交換は、「ねじ式連結器」から「ABC式連結器」、「並型自動連結器」へと2回の交換が行われ今日に至っている。
尚タイ国鉄は、西日本旅客鉄道(JR西日本)より鉄道車両(キハ58系、12系客車、14系客車、24系客車)の譲渡を受け軌間変更の改造は行う必要があったが、連結器そのものは交換することなく使用されている。