連結器
銚子電鉄1000形電車は、回送時に他系列の電車や機関車と連結するほか、自動連結器を装備したトロッコ客車ユ101澪つくし号を牽引・営業運転を行う際にも中間連結器を装着する。
↑ 銚子電鉄1000形電車は、回送時に他系列の電車や機関車と連結するほか、自動連結器を装備したトロッコ客車ユ101澪つくし号を牽引・営業運転を行う際にも中間連結器を装着する。
↑ かつて終戦直後63系電車を導入した時点では、2代目浅草駅の急カーブで連結器の密着面がねじれるようにずれて空気の漏れを招き、ブレーキが掛かってしまうことから、空気管を別に使う自動連結器・密着自動連結器へ交換せざるを得なかった。
↑ これは、東北新幹線八戸延伸移行は並行在来線の第3セクター移管により東北本線八戸駅 - 青森間が青い森鉄道・IGRいわて銀河鉄道となり、同区間を通過する場合に線路使用料が発生するためである。
↑ この2両は、いずれも車籍のない機械動車扱い。
↑ ばねの端にある3個のくさび形摩擦子が押し込まれた際に擦れ合う丙種引張摩擦装置、内輪と外輪の輪ばねが力がかかると外輪ばねの直径が拡大し、内輪ばねの直径が収縮して擦れるように配置する輪ばね式緩衝装置(30t甲(小型)・30t乙・50t)などがある。
↑ ほぼ瞬時にねじ式連結器を引っ掛ける手順が決められていたため、強度引き上げ(=金具の大型化)がほぼ不可能である。
↑ そのため路線毎に連結器の方向が決められていた。
↑ ヨーロッパでは上の写真の通り片方のねじ式連結器で済ませているため、このような問題とは無縁である。ねじ式連結器の連結・解放のしくみの写真参照。
↑ なお、本州と九州で交換日が分かれているのは、朝倉によると深い意味はなく単純に「作業人員の不足」だという。
フックがバッファービームに固定され、ここに三連の鎖(中央の輪はただの鎖の輪でねじの機能はない)をかける構造。後述のねじ式連結器とほぼ同じ構造であり、互換性もあったのでイギリスなどでは旧式の貨物用や入替用の機関車では蒸気機関車末期でもこれを交換せずに使用していたものがある。
日本ではこれをただ単に「リンク式連結器」と呼ぶケースもあるので注意が必要である。
先頭車両には、上記の機械的な連結器に加えて、車両の電気的結合を目的として電気連結器(電連と略される事もある)が装備される。車両間での各種機器制御(力行・ブレーキ・車内放送・空調やモニタ装置)に用いるもので、従来は連結器横にあるジャンパ連結器を介していたが、連結・解放の際に車両間に降りてジャンパ連結器の接続・解除をする必要があり、迅速な連結・解放作業の障害になっていた。多くは連結器直下(新幹線は直上)に取り付けられており、連結されていない状態では電極保護のためカバーが掛かっている。連結時にはお互いのカバーを開く棒が押し込まれて自動的に電極が接触する。一般的に、電気連結器は遊間のない密着連結器と併用される。
自動連結器を標準としていた名古屋鉄道では、M式自動解結装置と称して小型密着自動連結器と電気連結器を併用し、密着自動連結器の連結後に電気連結器本体を迫り出して連結させることで連結時の接点破損を防止するシステムを1975年(昭和50年)に開発し、1976年(昭和51年)以降実用化している。同じ機構は東日本旅客鉄道(JR東日本)の新幹線直行特急用車両にも新幹線用密着連結器との組み合わせで採用されている。
また、密着自動連結器の密着性を利用して従来の密着連結器相当の電気連結器を使うものは、1968年(昭和43年)に国鉄がキハ181系で採用したが、電連そのものではなく搭載したDML30HS系エンジンの問題のために、後に続かなかった。
連結機に内蔵された緩衝装置や車端バッファーが遊間衝動を吸収するのに対し、車端ダンパ/ダンパーは車体のローリング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系客車と20系電車)から採用された。オイルダンパー(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。
ジャニー式連結器は最初期の商業的に成功した自動ナックル連結器で1873年にイーライ・ジャニーによって特許が取得された。AARではこれらはMCB連結器 (Master Car Builders Association) として知られる。
イギリスでは客車の一部車両が装備して"バックアイ連結器"として知られる(オハイオ州コロンバスのバックアイ・スティール・キャスティングスによって1890年から製造されたことに由来)。
AAR/APTA E型、F型とH型 タイトロック連結器(英語版)は全てナックル連結器と互換性があるが、(貨車、タンク車、ロータリーホッパー、客車等)専用の車種だけが対応する。タイトロック連結器は第2次世界大戦後の日本における密着自動連結器に相当し、原型は1930年代にアメリカで実用化された(特許事例1935年出願、1939年公開)。
連結・解放のしくみ
ジャニー式の系譜に属するナックル可動の自動連結器には、「錠掛け」、「錠控え」、「錠揚げ」の3つの状態がある(自動連結器の3作用という)。連結作業では、少なくとも一方の連結器が「錠揚げ」位置で、ナックルが開いていなければならない。一方、切り離し作業ではナックルは開かないが、フリーな状態である「錠控え」位置で作業される。作業中は両方の状態で錠の解除状態が維持される。
次の画像は、日本の並形自動連結器(上作用式)を例として、自動連結器の各状態を示したものである。錠控え位置・錠揚げ位置では、連結器根元上部の錠が飛び出しており、錠が解除されている事が確認できる。
ヨーロッパ自動中央連結器(C-AKv形連結器(英語版)) は、欧州UIC標準ねじ式連結器を置き換える目的で設計されたウィリソン型の完全自動式連結器である。ソ連型のSA-3連結器を元に開発され、自動ブレーキと電気接続の特徴を備える。同様に連結が落下せず軌道に損傷を与えたり、脱線しないように垂直方向の安定性も追加された。標準的なSA-3連結器と互換性があり、また長期間の移行期間中に備えて標準的なねじ式連結器で必要なバッファーを備える。大半の電気指令式空気ブレーキの使用を想定する電気接続端子を備える。
C-Akvは小型単純自動連結器を意味するドイツ語のCompact - Automatische Kupplung vereinfachtの略である。しばしばブランド名称であるTranspactが使用される。
歴史
1970年代に新型の自動連結器がヨーロッパの鉄道で開発された。