カップリングロッド

カップリングロッドまたはサイドロッドは、機関車の駆動輪を接続します。特に蒸気機関車には通常は搭載されていますが、一部のディーゼル機関車や電気機関車、特に古い機関車やシャンターにも搭載されています。カップリングロッドは、駆動力をすべての車輪に伝達します。

開発

機関車1は、チェーンではなく連結棒を採用した最初の機関車でした。 1930年代に、信頼性の高いローラーベアリングのカップリングロッドが開発されました。

上下動の許容値

一般に、すべての鉄道車両にはスプリングサスペンションがあります。ばねがなければ、軌道の不規則性が車輪をレールから持ち上げ、レールと車両の両方に衝撃損傷を与える可能性があります。駆動輪は通常、約1インチ（2.5 cm）の垂直方向の動きがあるように取り付けられています。連結された車軸が2つしかない場合、この動作範囲ではクランクピンにわずかなストレスしかかかりません。ただし、車軸が多い場合は、ロッドを曲げずに各車軸が他の車軸から独立して垂直に移動できるようにする必要があります。これは、図に示すように、ピン自体をヒンジピンとして使用するか、ピンに隣接するヒンジジョイントを追加することにより、各中間クランクピンでサイドロッドをヒンジで固定することによって行うことができます。

別の方法として、複数の車軸にまたがるサイドロッドを使用し、各中間車軸にスコッチヨークを使用する方法があります。このアプローチは、サイドロッドを使用して、電気機関車と初期の内燃機関車の2つ以上の駆動輪にジャックシャフトをリンクするときに非常に一般的でした。スイスのCe 6 / 8IIクロコダイル機関車は顕著な例ですが、他にもありました。

バランス調整

駆動ロッドのクランクピンへのカップリングロッドの中心から外れたアタッチメントは、運動中に必然的に偏心運動と振動を生み出します。これを補うために、内側のフレームの機関車の駆動輪には、上の図に示すように、常にカップリングロッドの角運動量を相殺する組み込みのカウンターウェイトがありました。フレーム外の機関車では、カウンターウェイトは駆動輪自体にある場合も、隣接する図のようにフレーム外のクランクにある場合もあります。

ジャッキシャフトまたは1人のドライバーへのギア付きトランスミッションによって駆動される機関車のように、サイドロッドの動きが純粋に円形である場合、カウンターウェイトはサイドロッドの動きの本質的にすべてのバランスを取ることができます。動きの一部が非円形である場合、たとえばピストンロッドの水平方向の動き、車輪または駆動車軸の釣り合い重りは、アセンブリ全体のバランスを完全にとることができません。サイドロッドとピストンへのコネクティングロッドの両方をサポートする駆動輪では、ピストンとコネクティングロッドの水平方向の動きをバランスさせるために必要なカウンターウェイトは、ロッドの垂直方向の重量をバランスさせるために必要なカウンターウェイトよりも重くなります。結果として、総振動を最小化するために選択されたカウンターウェイトは、振動の垂直成分を最小化しません。

ピストンのバランスを取るために必要な重量のために除去できなかった振動の垂直成分は、ハンマーと呼ばれます。これは機関車と路盤の両方にとって破壊的です。一部の機関車では、この打撃が非常に激しいため、ドライバーは高速でレールヘッドから交互にジャンプし、車輪の回転が完了するとレールを激しく叩きます。残念ながら、ハンマーは従来の2気筒ピストン駆動蒸気機関車に固有のものであり、これが使用されなくなった理由の1つです。

材料

当初、カップリングロッドはスチール製でした。技術が進歩し、より良い材料が利用可能になったため、コネクティングロッドはより軽量でより強い合金で製造されました。これにより、より小さなカウンターウェイトが可能になり、打撃も減少しました。

参照資料