ジャニーカプラー

ナックル カプラーは、鉄道作業員が車両間に入ることなく、鉄道車両と機関車を安全に接続できる 半自動式の鉄道連結装置です。

もともと Janney カプラー (元の特許名) として知られていましたが、米国とカナダではほとんどの場合 Knuckles と呼ばれています (実際の公式モデル名に関係なく、今日では北米ではさまざまな AAR タイプが一般的です)。また、American、AAR、APT、ARA、MCB、Buckeye、tightlock (英国) 、またはCentre Buffer Couplersとも呼ばれています。

現在使用されているナックル カプラーにはさまざまなバリエーションがあり、さらに過去には次のようなナックルのバリエーションがありました。

Janney: アメリカのオリジナルで、かなり扱いにくい連結器で、開閉が面倒だと言われている。

Castle: Janney のデザインを改良し、現代のナックルへの一歩を踏み出しました。

スプリット ナックル: 珍しいタイプで、ナックルのフィンガー (実際に 2 つのナックルを連結する小さなフラップで、数少ない可動部品の 1 つ) を、中央に切り欠きがあり、穴が開けられたものに置き換えます。この変更は、以前広く使用されていた古いリンク アンド ピン カプラーで動作するように設計されましたが、ヨーロッパ スタイルのチェーン カプラーでも問題なく動作します。

AAR: AAR は現代のアメリカのナックルで、標準ナックルから長い牽引棒ナックル、乗客用モデル、タンク車専用に設計されたタイプまで、独自のバリエーションがいくつかあります。

ジャニー連結器は、1873年にイーライ・H・ジャニー（米国特許138,405）によって初めて特許を取得しました。 ^{[2] [3]} アンドリュー・ジャクソン・ビアードは、ナックル連結器に多数の改良を加えた様々な発明家の一人です。^[1]ビアードの特許は、1897年11月23日に付与された米国特許594,059（当時約5万ドルで売却）と、 1899年5月16日に付与された米国特許624,901です。

英国では、いくつかのバージョンの Janney 連結器が、限られた数の客車、複数ユニット、貨車、機関車に取り付けられています。

Janney タイプ E、タイプ F インターロック、およびタイプ Hタイトロック カップリングは互換性のあるサブタイプであり、それぞれ特定の鉄道車両タイプ を対象としています。

アメリカ鉄道協会（AAR）が設立される前は、これらはマスターカービルダー（MCB）カプラーとして知られていました。^[4] 1934年に、MCBはAARに改名されました。

1880 年代と 1890 年代のナックル カプラーは、独自の内部コンポーネントが混在していましたが、すべて標準の MCB 外部輪郭を備えていたため、互換性がありました。Burns、Climax、Gould、Miller、Sharon、Tower など、多数のメーカーとモデルがありました。中には、他のものよりもうまく機能するものもありました。

1913 年、American Steel Foundries (ASF) は Janney の「タイプ D」連結器を開発しました。これはその後、北米の MCB 標準連結器となり、新規および改造された鉄道車両にはこの連結器を取り付ける必要がありました。これにより、MCB 標準に準拠していない米国から他国に輸出されたものを除き、独自コンポーネントを備えたナックル連結器の市場は終了しました。

アライアンス連結器は、オハイオ州アライアンスにある ASF 所有の鋳造所にちなんで名付けられ、「タイプ D」よりも軽量な構造として開発され、ASF の親会社であるアムステッド コーポレーションによって「世界標準」として販売されました。これは現在でも世界で最も使用されているナックル連結器です。現代のアライアンス連結器は、現代の AAR-10 または 10A 輪郭を使用していますが、ヘッドの長さが短く、したがって強度が弱いため、北米の交換可能な鉄道車両では使用できません。

現代の「タイプE」、「タイプFインターロック」、および「タイプHタイトロック」カプラーの製造元には、McConway＆Torley、^{[5] [6]} ASF、およびColumbus Castingsとしても知られるBuckeyeなどがあります。

Janney ナックル カプラーの外部輪郭は、1880 年代に MCB によって標準化された最初の側面でした。これ以前は、外部輪郭と内部コンポーネントが絶えず進化し、混沌としていました。1893 年にメーカーは MCB-5 またはタイプ C 輪郭を標準化し、次に 1915 年に改良された MCB-10 またはタイプ D 輪郭、そして 1932 年に AAR-10A またはタイプ E 輪郭を標準化しました。1893 年、1915 年、および 1932 年の輪郭は、わずかな寸法変更によって性能が向上し、互換性が維持されているなど、測定可能な違いがあります。Janney カプラーは 1932 年の輪郭を今でも使用していますが、許容誤差、冶金、機械加工技術が向上し、カプラーのたるみが著しく減少しています。旅客車両に使用されるタイプ H タイトロック カップリングには、10A 輪郭のバリエーションがあり、通常運転時のたるみをほぼ排除し、脱線時の 「伸縮」の可能性を最小限に抑えます。

連結器の目的は、鉄道車両と機関車を互いに連結し、それらがすべて安全に連結されるようにすることです。アメリカ南北戦争の南軍退役軍人であるイーライ・ジャニー少佐は、1868年に半自動ナックル連結器を発明しました。これは、鉄道作業員が車両の間に入らなくても、車両または機関車の連結器を自動的にロックし、鉄道作業員の負傷や死亡の主原因であったリンクアンドピン連結器に取って代わりました。ジャニー連結器が固定されたままになるようにするロックピンは、作業員が「カットレバー」を使用して手動で引き抜きます。カットレバーは鉄道車両のどちら側からでも操作でき、作業員が車両の間に入らなくても済みます。作業員が車両の間に入らなければならないのは、車両が安全に連結された後、空気ブレーキ用の空気ラインと、客車の場合はヘッドエンド電源ケーブルを接続するときだけです。

現代の Janney 連結器は、通常、牽引装置を介して鉄道車両や機関車に取り付けられます。初期の Janney 連結器には、従来のリンクおよびピン連結器ポケットに取り付けられるか、蒸気機関車の主軸台に直接ボルトで固定される移行シャンクが付いていることが多かったです。

ナックルカプラーは、アメリカ大陸、アフリカ、アジア太平洋、英国、ベルギー、スペイン（狭軌鉄道のみ）で使用されています。

その特徴としては、

• 最大トン数は、フォーテスキュー鉄道のように32,000メートルトン(35,000ショートトン、31,000ロングトン)にも達する。^[要出典]
• 最小引張強度:
  • グレードEナックル：650,000ポンド力（2.9MN  ） [ ^7]
    • インターチェンジサービスにはグレードCまたはグレードEのナックルが必要です^[8]。
  • グレードE連結器本体：900,000ポンド力（4.0MN）^[7]
• 様々な車種に対応するためにいくつかのナックルカプラータイプが存在するが、互換性を持たせるためにはすべて一定の共通寸法が必要である。^[9]
  • 軽量鉄道、特に乗り換えの必要がない狭軌線では、ジャニーMCB連結器の小型版（3/4サイズまたは半分サイズ）が使用されることがあります。^[10]ビクトリア朝の狭軌線などがその例です。
• Janney 連結器は常に右利き用です。つまり、上から見たときに、その形状は指を曲げた人間の右手に似ています。
• 北米における必要な連結器の高さ^[8]
  • 空車: 33.5インチ (851 mm) ± 1インチ (25 mm)
  • 積載車両: 32.5インチ (826 mm) ± 1インチ (25 mm)
• 現代のAAR規格では、車両側ではナックル連結器を下部操作式、機関車側では上部操作式とすることが求められている。^[11]操作または連結解除は、車両の角まで伸びるレバーでリリースピンを持ち上げることによって行われる。このピンは連結器が張力を受けているときはロックされているため、通常の連結解除手順は、機関車で連結器を圧縮し、ピンを持ち上げて保持し、車両を引き離すことである。「バックアイ」^[12]および「SASKop」連結器は、ナックル連結器の側面操作型である。
• ナックル連結器を装備した列車は、他のどのタイプの連結器よりも重い荷重に対応できます。^{[引用が必要]}
• 北米では、AARおよびAPT規格に従ってナックル連結器が一般的であり、幹線貨物列車の長さは1マイル（1.6 km）を超えることがよくあります。ヨーロッパ^[要出典]では、貨物列車は通常はるかに短く、従来のバッファーとチェーン連結器が事実上の標準のままです。
• ニュージーランドでは、1972年に初めて大型石炭列車にナックル連結器が取り付けられました。2013年に完全な移行が始まり、貨物車両では残存していたノルウェー製連結器がナックル連結器に、旅客車両ではシャルフェンベルグ連結器に置き換えられました。

Janney E型二段連結器は、北米の危険物 タンク車によく見られる別の種類です。^{[13] [14] [15]} Janney連結器は、強度があり自動的にロックするため、鉄道の連結器によく使用されます。Janney連結器は、南北戦争後にEli Janneyによって特許を取得しました。Janneyの連動連結システムは、それ以前の連結器よりもはるかに安全です。Janney連結器は、2つの曲がった人間の手のようなものです。^{[16] [17]}

グースネック連結器またはオフセットシャンク連結器では、連結器ヘッドの水平中心線が連結器シャンクまたはシャフトおよび牽引装置の水平中心線より上にあります。この配置は、低床貨車での使用を目的としており、連結器ヘッドを他の車両の連結器と一致する高さまで持ち上げます。^[18]ビクトリア鉄道で使用されていた車両部品用の大型ボギーボックスバンには、この理由からグースネック連結器が取り付けられていました。

アンリコ連結器は、ジャニー連結器のバリエーションであり、ベルギーの技術者で起業家のエミール・アンリコ （フランス、クール＝サン＝テティエンヌ出身）によって導入された。ベルギー国鉄の特定の電車ユニット（NMBS/SNCBクラス75を含む） で使用されている。

ジャニーはバージニア州アレクサンドリア出身の乾物 店員で元南軍将校であり、昼休みに木を削ってリンクとピンのカプラの代替品を作った。バックアイという用語は、米国のオハイオ州のニックネーム「バックアイ州」と、このカプラを最初に販売したオハイオ・ブラス・カンパニー^[19]に由来している。^{[12] [20]}

1893年、米国議会は、自動連結器が商業鉄道の需要を満たし、同時に安全に操作できることに満足し、安全器具法を可決した。操車場の安全性を促進する上でのこの法律の成功は驚くべきものだった。1877年から1887年の間、鉄道労働者の事故の約38%は連結器に関連していた。鉄道会社がリンクアンドピン連結器を自動連結器に置き換え始めると、この割合は低下した。SAA発効からわずか2年後の1902年までに、連結器事故は従業員事故全体のわずか4%を占めるに過ぎなかった。連結器関連の事故は、その10年間に鉄道従業員の数が着実に増加したにもかかわらず、1893年の11,710件から1902年には2,256件に減少した。^[21]

Janney カップリングが米国標準として選ばれたとき、選択できる特許取得済みの代替品は 8,000 種類ありました。AAR (Janney) 設計を使用する唯一の大きな欠点は、ドローヘッドを手動で調整する必要がある場合があることです。

リンク・ピン連結器からの移行期間中、多くの機関車のナックル連結器には、ナックル自体にリンクとピンをそれぞれ収容するための水平ギャップと垂直穴があり、古いリンク・ピン連結器が装備されている車両に連結できるようにしました。

• 歴史
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  1873 年の特許からのJanney カプラーのスケッチ
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  シラキュース可鍛鉄工場– 1894年。リンクおよびピンカップリングと互換性のあるMCB5トランジションカプラー
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  1893 年頃の MCB タイプ 5 連結器。分割ナックルは、リンクとピンの連結器またはジョンストン連結器に対応します。ナックルの垂直の穴はピンに対応します。追加のピンを使用して、バッファーとチェーンの連結器も対応できます。

ナックルカプラは発明以来、わずかな変更のみで時の試練に耐えてきた。^[10]

• 現在のAARの輪郭は、1888年のマスターカービルダー協会（MCBA）の設計にまで遡り、その設計は1879年のジャニーの特許に基づいています。^[4]
• バックアイカプラー、MCBAカプラーの側面操作バージョン^[12]
• 1916 年に MCBA (ARA の前身) によって採用されたタイプ D 連結器は、個々の部品が交換可能で、メンテナンスが簡単になりました。以前の設計ではプロファイルに互換性がありましたが、構成部品がメーカーによって異なっていたため、車両を他の鉄道と交換するときにメンテナンスの問題が発生しました。
• 1930年にARA（AARの前身）が採用したE型連結器も個々の部品の互換性があったが、改良のためD型とは互換性がなかった。現在でも最も広く使われている設計である。^[22] 危険物を運ぶタンク車にはE型二段連結器が装備されている。^{[23] [24] [25] [26]}
• タイプ F 連結器は、事故、脱線、残骸によって連結器が外れるのを防ぐための垂直連動型のバリエーションです。タイプ F には、ピルバラ鉄道やトランスネット貨物鉄道のシシェン - サンダニャ鉄鉱石線、エルメロ-リチャーズ ベイ石炭ターミナル線などのホッパ車ロータリー ダンパー用の回転シャフト付きバージョンも含まれます。
• H 型連結器は、緩み動作を減らして乗用車の安全性を向上させる「タイトロック」バリエーションです。現在は APTA (アメリカ公共交通協会) の監督下にあります。
• 冶金および鋳造技術の改善により、最大トレーリング荷重が増加しました。
• ヴィクトリア パッフィングビリー鉄道などの一部の狭軌鉄道では、ジャニー/MCB連結器の3/4 ^[10]または1/2スケールのバージョンを使用しています。

Bazeleyカプラー1905-1918 MCB DタイプはユニバーサルMCB標準として確立され、1915年に採用されました。

アーサー・ジェームズ・ベイズリー（1872-1937）、鉄道連結器の発明者/設計技術者。1872年にイギリスのブリストルで生まれ、 34歳になるまでグレート・ウェスタン鉄道に勤務し、1906年にオハイオ州クリーブランドに移住しました。そこでナショナル・マレブル・キャスティングス社の機械技術者として働き、米国の鉄道、ならびにイギリス、インド、その他多くの国々にあるナショナル・マレブル・キャスティングスの海外の顧客が鉄道システムを建設、拡張する際に生じる厳しい要求に応えるため、(MCB/ARA/AAR/APTA) ジャニー、ナックル、アライアンス連結器およびその他の連結装置/牽引装置の機能、強度、耐久性の向上を発明、設計しました。 AJ Bazeley は、設計を通じて鉄道自動連結器の改良に関する 90 件を超える米国特許の登録に直接関与しており、連結器の種類名には、「Buckeye 連結器」、「Sharon 連結器」 (PAT APP 1910 年 11 月 10 日、1911 年、1913 年、1914 年)、「Simplex 連結器」 (PAT APP 1903 年 5 月 3 日)、「Climax 連結器」、「Latrobe 連結器」、「Tower 連結器」、「Major 連結器」、「Gould 連結器」、「Pitt 連結器」、「RE Janney 連結器」、「Kelso 連結器」などが含まれています。

AJ Bazeley 関連の鉄道発明、米国特許、鉄道連結器の機械図面およびイラストは National Malleable Castings Company に提出され譲渡されており、Roger Bazeley-USA、MSTM、MSID、CHSRM Mineta Transportation Institute、輸送工業デザイナーによって作成/提出され提供された「Bazeley、鉄道連結器」または「Arthur James Bazeley、鉄道連結器の特許」で特許検索することで参照できます。AJ Bazeley の鉄道連結器、構造/設計改良、およびドラフト索具関連の特許には、US 1193222、US 124622、US 1932719、US 1518299、US 1932503、US 2235194、US 1932440 などがあります。

ナショナル マレブル キャスティングスは 1891 年にシカゴ マレブル アイアンを吸収合併した。シカゴ マレブル アイアンは 1873 年にアルフレッド A. ポープとジョン C. クーンリーによって設立され、オハイオ州とインディアナ州で同様の会社を経営していた。1880 年代後半までに、同社は 26 番工場と西シカゴ工場で 1,000 人近くの従業員を雇用し、鉄道産業向けのさまざまな鉄道連結器と鉄鋼製品を製造していた。1891 年にシカゴ マレブルは、クリーブランドを本拠地とし、中西部各地に製造工場を持つ新しいナショナル マレブル キャスティングス社の一部となった。アーサー J. ベイズリーは上級設計エンジニアとして勤務していた。ナショナル マレブルは1909 年にイリノイ州メルローズ パークにあるラトローブ スチール & カプラーの工場を買収した。1923 年に自動車産業への供給を開始した際に、社名をナショナル マレブル & スチール キャスティングスに変更した。同社の株式は1936年にニューヨーク証券取引所に上場された ^[27]

ナショナル・マレブル・キャスティングス・ベイゼリー・カプラー1905-1918 MCB DタイプがユニバーサルMCB標準として1915年に採用

1913 年 7 月 15 日の MCB カプラー合同委員会会議で、多数の競合する鉄道カプラー製造業者と設計を検討した結果、2 つのカプラーが、新しい提案の米国/カナダ共通カプラー設計規格に選ばれ、1916 年 6 月 15 日に MCB によって採用されました。採用された 2 つのカプラーは、 Malleable Castings Company の Bazeley カプラーと American Steel Foundries No.3 の改良型 Alliance カプラーで、これらは共同設計仕様を具体化するものとして委員会に提出された 9 つのカプラーの中から選ばれました。National Malleable Castings Bazeley カプラーの特許取得済み設計と改良に基づくタイプ D カプラー設計は、タイプ C 設計とともに MCB の性能テストを受けた後、1918 年から MCB 協会の標準規格として選ばれました。

タイプ「D」実験標準 MCB カプラーは、1915 年の大会後の 1916 年 6 月 15 日に、マスター カー ビルダー協会およびそのカプラー委員会により、カプラーの設計と製造仕様の統一に関する国内/国際 (米国/カナダ) 標準として採用することが満場一致で推奨されました。これにより、米国特許の改良が共有され、ナショナル マレアブル キャスティング カンパニー、ヘンリー ポープ社長、バックアイ スチール キャスティング カンパニー、グールドカップラー カンパニー、アメリカン スチール ファウンドリーズ、モナーク スチール キャスティング カンパニーによって合意され、1918 年 1 月 1 日から MCB D タイプのアクティブ標準となりました。バックアイ スチール キャスティング カンパニーは、1881 年にマレー ヘイデン ファウンドリーとして設立され、その後バックアイ オートマチック カー カプラー カンパニーに社名を変更し、2002 年に破産申請後にコロンバス キャスティングスとして再編されました。

鉄道連結器は、AAR の「機械部門標準および推奨手順マニュアル」に示されている連結器、ナックル、ロック、およびその他の動作部品の購入と受け入れに関する標準仕様に従って製造されました。1939 年 3 月の仕様では、連結器とその可動部品の適切な引張強度と信頼性を確保するために、特定の冶金要件を備えた平炉または電気炉グレード「B」鋼で製造鋳造材料を使用することが要求されていました。互換性と取り付け部品間の適切な関係に関する統一基準を管理するために、ARA の連結器およびドラフト ギア委員会は、さまざまなマルチソースで製造された鉄道連結器の適切な動作を維持するために、部品の適切な互換性と取り付けを保証するテンプレート、ゲージ、マスター ガイドを設計および配布しました。^[28]

• ジャニーカプラー
• 
  上から見た、連結された Janney タイプ E 連結器。左は機関車の上部操作式。右は車両の下部操作式。
• 
  移動式クレーンのトップオペレーターを備えた AAR タイプ E カプラー。
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  「ドロップヘッド」連結器を下ろすと、英国鉄道クラス 91のバッファーとチェーン連結器が現れます。
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  AAR タイプ E 連結器。上側は車両で下部操作、下側は機関車で上部操作
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  AAR タイプ E 連結器 (左)  1932年頃、MCB タイプ 5 連結器 (右) 1893 年鉄道安全装置法で義務付けられた。
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  英国鉄道クラス 321の AAR タイプ H カプラー。全自動電源および制御接続を備えています。
• 
  AARタイプEカプラ2個
• 
  タンク車の E 型二重棚連結器。二重棚は脱線時に連結器のペアを所定の位置に保持し、連結器がタンクを突き破る可能性を減らします。
• 
  E型ジャニーカプラー2個

• [1]電車（雑誌）
• オフセットまたはグースネックカプラ
• 貨物車両連結器とドラフト装置 2019-03-12 にWayback Machineでアーカイブ
• JanneyカプラーとSA3カプラー間のアダプターピース
• 特許US1194109A、
• 特許 US1194110 A
• 特許 643581 A
• ダブルシェルフカプラ