mixiユーザー(id:12290887)
2016年07月14日20:05
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四カマのキハ６５（その3）推進軸はどう動く？
長いことお待たせしまして申し訳ないです。
さっそくキハ６５について、今回は推進軸と動力伝達方式について書いてみます。
キハ６５はキハ１８１系と同じで、動力伝達の方法がこれまでの気動車とは大きく異なっております。それではキハ６５以前の一般型気動車の動力伝達方式は以下の通りです。
これは液体変速機から推進軸を経て台車にどのように動力が伝わっているかを示す略図です。
この図の左側にエンジンがありまして、エンジンで発生した動力は液体変速機を経て推進軸で台車の逆転機に伝わり、車輪を回転させて車両を動かします。
この方式を採用している形式をご存じでしょうか？
・キハ１０系（この形式からこの方式を採用）
・キハ２０系
・キハ３０系
・キハ４５系
・キハ５５系
・キハ５８系
・キハ８０系
まあわかりやすく言えば、ＤＭＨ１７系エンジン搭載車と言っても良いですが、実は上記以外の形式もこの方式を採用している形式があります。
それは、
・キハ３７系
・キハ３８系
・キハ３１系
・キハ３２系
・キハ５４系
・キハ１８５系
これらの形式は、国鉄末期に廃車発生品を再利用して誕生した機材流用車の形式であり、エンジンは直噴ターボディーゼルエンジンですが、変速機や台車を再利用した形式です。但し、キハ５４系５００番台は更新工事により変速機、台車を交換し、既にこの方式ではありません。
さて、この液体変速機に（シンコー型）と書かれていますが、これは神鋼造機が開発製造したシンコーＴＣ２型のことです。
またこのシンコー型とは別に新潟鐵工所が開発製造したニイガタＤＦ１１５型もあります。
国鉄形気動車は、どちらの形式の液体変速機を搭載できるようになっており、シンコーＴＣ−２型は乾式単板クラッチを採用し、変速と直結の切換は圧縮空気を使用し、ニイガタＤＦ１１５型は湿式多板クラッチを採用し、変速と直結の切換は油圧を使用しています。
では逆転機の方に話を進めましょう。
エンジンの回転方向は同じでして、残念ながら逆方向に回すことは出来ません。そのために逆転機が必要になるのです。
どうやって前進と後進に切り換えるのかと言えば、次の図を御覧下さい。
３組の傘歯車の組み合わせに、車軸に付いている歯車の位置を変えることで車輪の回転方向を変えることが出来ます。
それではキハ６５はどう変わったのかと言いますと、
下の図を見て下さい。エンジンからの出力を受ける液体変速機内に逆転機が内蔵されました。
また新製時にはこれまでの変速機とは違い、クラッチは乾式単板クラッチでも湿式多板クラッチとも違う、爪クラッチを採用しました。
この爪クラッチについては別の機会に書くことにしますが、大変な苦労を強いられたのです。
そしてこれが推進軸。
これまでの気動車の物よりも太くて強度を増した物に変わりました。
それからこれまでの気動車で逆転機だった部分はどうなったかと言いますと、
減速機という名称に変わりました。これまでの傘歯車から、曲がり歯傘歯車に変更になりましたが、これは５００馬力の機関から発生する太いトルクに対応するためこの歯車になりました。
ちなみにこれまでの気動車でも逆転機としての機能と共に減速機としての機能も持っていました。
ところでこの図の右側に「入力軸」と言う言葉があり、これは変速機から延びている推進軸で、別名「�癸運篆兵粥廖△發靴�は「第１推進軸」です。そして図の左側に「�癸何篆兵粥廖△發靴�は「第２推進軸」と「第２減速機」と言う言葉がありますが、これでわかるとおり、このキハ６５はこれまでの１軸駆動方式ではなく、新開発の２軸駆動方式なのです。
ちなみに第２減速機は第１動輪（運転台の有る方から数えて、1番目の車輪）にあり、この図に示されている第1減速機は前から2番目の第2動輪に付いているものです。
この駆動方式の全体図はこうなっています。
これまでの気動車とは全く違いますね。
推進軸が液体変速機から第１減速機を通り、更に第２推進軸に至っています。しかしよく見ますと液体変速機からもう１本の推進軸が第１減速機に向かっています。
これは推進軸ではなく反力軸と言います。
この反力軸に付いての説明文をキハ１８１系の教科書から抜き出します。
機関、変速機の振動を車体に伝えないために、振動上最も影響の大きいローリングに対して非連成に車体から吊り下げる構造としてあり、そして変速機と減速機を反力軸で結び、反トルクを全てバネ下で受け、車体に伝えないようにしている。
この構造は一端は減速機に付くフランジ付ヨーク組立、それから中間軸、他端は上下にゴムをはめ込んだリンク（吊り手）から成っており、この吊り手を変速機の受けに取り付ける。ヨーク、十字軸、軸受の形状は推進軸よりはやや小型で、軸受けはドライベアリングを使用している。
と、書いていますが皆さん理解できます？
要は振動を受けているものと思って下さい。
この反力軸の存在がキハ１８１系とキハ６５の特徴です。これ以降に登場したキハ６６，６７にはこの反力軸は採用されていません。
さて、このキハ６５の推進軸に付いて知るには、逆転機の構造を見てみるとよくわかるのです。
この図からわかるとおり、図の右側にある逆転シリンダーが上下することで、出力歯車が動いて主歯車か、中間歯車と組み合わされる構造になっています。
ここで勘のいい人ならもうお解りでしょう。これまでの気動車の推進軸は一方方向にしか回転しませんでしたが、キハ６５の推進軸は右回りにも左回りにも回転するのです。
さらに勘のいい人であれば、キハ６５の推進軸はこれ以外の動きをすることに気がつくはずです。
逆転シリンダーの上下で出力歯車の位置が変わります。この出力歯車には推進軸が繋がっているのです。つまり推進軸の逆転機側は逆転シリンダーの動きに伴い斜め上下に動くのです。
私も初めてこの動きを見た時、ホンマに驚きました。逆転機を操作すると推進軸が「スコーン」、「スコーン」と圧縮空気の動作音と共に、上に下にと回転せずに動いていたのです。
こんな動きをすることをどこの鉄道誌でも書いていません。これは図面を見ただけでは分からないと思います。皆さんもこの略図を見てどう動くか考えて下さい。
さて、次はいよいよ台車の秘密に迫ります。この台車はかなり変わった構造をしており、同様の台車は国鉄でもあの形式しか採用されていません。
これがキハ６５の最大の特徴かもしれませんね。
さっそくキハ６５について、今回は推進軸と動力伝達方式について書いてみます。
キハ６５はキハ１８１系と同じで、動力伝達の方法がこれまでの気動車とは大きく異なっております。それではキハ６５以前の一般型気動車の動力伝達方式は以下の通りです。
これは液体変速機から推進軸を経て台車にどのように動力が伝わっているかを示す略図です。
この図の左側にエンジンがありまして、エンジンで発生した動力は液体変速機を経て推進軸で台車の逆転機に伝わり、車輪を回転させて車両を動かします。
この方式を採用している形式をご存じでしょうか？
・キハ１０系（この形式からこの方式を採用）
・キハ２０系
・キハ３０系
・キハ４５系
・キハ５５系
・キハ５８系
・キハ８０系
まあわかりやすく言えば、ＤＭＨ１７系エンジン搭載車と言っても良いですが、実は上記以外の形式もこの方式を採用している形式があります。
それは、
・キハ３７系
・キハ３８系
・キハ３１系
・キハ３２系
・キハ５４系
・キハ１８５系
これらの形式は、国鉄末期に廃車発生品を再利用して誕生した機材流用車の形式であり、エンジンは直噴ターボディーゼルエンジンですが、変速機や台車を再利用した形式です。但し、キハ５４系５００番台は更新工事により変速機、台車を交換し、既にこの方式ではありません。
さて、この液体変速機に（シンコー型）と書かれていますが、これは神鋼造機が開発製造したシンコーＴＣ２型のことです。
またこのシンコー型とは別に新潟鐵工所が開発製造したニイガタＤＦ１１５型もあります。
国鉄形気動車は、どちらの形式の液体変速機を搭載できるようになっており、シンコーＴＣ−２型は乾式単板クラッチを採用し、変速と直結の切換は圧縮空気を使用し、ニイガタＤＦ１１５型は湿式多板クラッチを採用し、変速と直結の切換は油圧を使用しています。
では逆転機の方に話を進めましょう。
エンジンの回転方向は同じでして、残念ながら逆方向に回すことは出来ません。そのために逆転機が必要になるのです。
どうやって前進と後進に切り換えるのかと言えば、次の図を御覧下さい。
３組の傘歯車の組み合わせに、車軸に付いている歯車の位置を変えることで車輪の回転方向を変えることが出来ます。
それではキハ６５はどう変わったのかと言いますと、
下の図を見て下さい。エンジンからの出力を受ける液体変速機内に逆転機が内蔵されました。
また新製時にはこれまでの変速機とは違い、クラッチは乾式単板クラッチでも湿式多板クラッチとも違う、爪クラッチを採用しました。
この爪クラッチについては別の機会に書くことにしますが、大変な苦労を強いられたのです。
そしてこれが推進軸。
これまでの気動車の物よりも太くて強度を増した物に変わりました。
それからこれまでの気動車で逆転機だった部分はどうなったかと言いますと、
減速機という名称に変わりました。これまでの傘歯車から、曲がり歯傘歯車に変更になりましたが、これは５００馬力の機関から発生する太いトルクに対応するためこの歯車になりました。
ちなみにこれまでの気動車でも逆転機としての機能と共に減速機としての機能も持っていました。
ところでこの図の右側に「入力軸」と言う言葉があり、これは変速機から延びている推進軸で、別名「�癸運篆兵粥廖△發靴�は「第１推進軸」です。そして図の左側に「�癸何篆兵粥廖△發靴�は「第２推進軸」と「第２減速機」と言う言葉がありますが、これでわかるとおり、このキハ６５はこれまでの１軸駆動方式ではなく、新開発の２軸駆動方式なのです。
ちなみに第２減速機は第１動輪（運転台の有る方から数えて、1番目の車輪）にあり、この図に示されている第1減速機は前から2番目の第2動輪に付いているものです。
この駆動方式の全体図はこうなっています。
これまでの気動車とは全く違いますね。
推進軸が液体変速機から第１減速機を通り、更に第２推進軸に至っています。しかしよく見ますと液体変速機からもう１本の推進軸が第１減速機に向かっています。
これは推進軸ではなく反力軸と言います。
この反力軸に付いての説明文をキハ１８１系の教科書から抜き出します。
機関、変速機の振動を車体に伝えないために、振動上最も影響の大きいローリングに対して非連成に車体から吊り下げる構造としてあり、そして変速機と減速機を反力軸で結び、反トルクを全てバネ下で受け、車体に伝えないようにしている。
この構造は一端は減速機に付くフランジ付ヨーク組立、それから中間軸、他端は上下にゴムをはめ込んだリンク（吊り手）から成っており、この吊り手を変速機の受けに取り付ける。ヨーク、十字軸、軸受の形状は推進軸よりはやや小型で、軸受けはドライベアリングを使用している。
と、書いていますが皆さん理解できます？
要は振動を受けているものと思って下さい。
この反力軸の存在がキハ１８１系とキハ６５の特徴です。これ以降に登場したキハ６６，６７にはこの反力軸は採用されていません。
さて、このキハ６５の推進軸に付いて知るには、逆転機の構造を見てみるとよくわかるのです。
この図からわかるとおり、図の右側にある逆転シリンダーが上下することで、出力歯車が動いて主歯車か、中間歯車と組み合わされる構造になっています。
ここで勘のいい人ならもうお解りでしょう。これまでの気動車の推進軸は一方方向にしか回転しませんでしたが、キハ６５の推進軸は右回りにも左回りにも回転するのです。
さらに勘のいい人であれば、キハ６５の推進軸はこれ以外の動きをすることに気がつくはずです。
逆転シリンダーの上下で出力歯車の位置が変わります。この出力歯車には推進軸が繋がっているのです。つまり推進軸の逆転機側は逆転シリンダーの動きに伴い斜め上下に動くのです。
私も初めてこの動きを見た時、ホンマに驚きました。逆転機を操作すると推進軸が「スコーン」、「スコーン」と圧縮空気の動作音と共に、上に下にと回転せずに動いていたのです。
こんな動きをすることをどこの鉄道誌でも書いていません。これは図面を見ただけでは分からないと思います。皆さんもこの略図を見てどう動くか考えて下さい。
さて、次はいよいよ台車の秘密に迫ります。この台車はかなり変わった構造をしており、同様の台車は国鉄でもあの形式しか採用されていません。
これがキハ６５の最大の特徴かもしれませんね。
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