Loading article…
紙車輪は鉄道車両の複合車輪で、錬鉄または鋼鉄のリムを鉄のハブにボルトで固定し、中間層にラミネート紙を使用したもの。[1]中心部は、2枚の鉄板ディスクの間に挟まれた圧縮紙でできていた。[2]レール/車輪の騒音を抑える能力により、ノースアメリカン・プルマンの食堂車と寝台車の乗客は静かでスムーズな乗り心地を享受できた。 [3]
コンセプト
紙製の車輪は、機関車技師のリチャード・N・アレン（1827-1890）[4]によって発明された。アレンは1867年に義理の兄弟と会社を設立し、わらから紙を生産した。従来の鋳鉄製の車輪は線路の凹凸をすべて車両に伝え、列車の乗車を騒々しく不快なものにしていたが、紙製の車輪はそれよりも振動をはるかによく減衰させた。[1]紙製の車輪は、プルマンが製造・運行していた食堂車や寝台車で特に使用され、乗客に静かで振動のない乗車を提供した。[5] [6]複合構造のため、車輪は金属製の車輪よりも早く破損し、脱線の原因となった。1915年、米国の鉄道を規制していた州際通商委員会は、紙製の車輪は安全ではないと宣言し、米国の鉄道客車では使用されなくなった。[3]
製造
製作工程では、200枚の円形の紙を次のように接着する。3枚の円形の紙を小麦粉ベースの接着剤で「サンドイッチ」状に接着する。次に、追加の「サンドイッチ」を製作し、互いに重ねて4フィート（1.2メートル）の高さのスタックを作成する。このスタックを650トンの油圧プレスに3時間置いた。[3]円形の複合ディスクは、水分が残らないように6～8週間乾燥させて硬化させる。硬化後、複合ディスクは旋盤で適切なサイズに加工され、 24個以上のボルト穴が開けられる。これらの複合ディスクが各車輪の中心を形成し、これに鋳鉄製のハブと鋼鉄製のリムが追加され、紙の中心の両側に1⁄4インチ（6.4 mm）の厚さの保護金属プレートにボルトで固定される。ボルトを締めると、紙の中心は「頑丈で密度が高く、圧縮された複合構造」になり、車両の重量を支えることができる。[7]
アメリカ合衆国
アレン・ペーパー・カー・ホイール・ワークスは当初イリノイ州モリスのイースト・ノース・ストリートに拠点を置き、本社はニューヨーク州ブロードウェイ239番地にあった。同社の主要顧客はシカゴのプルマン・パレス・カー・カンパニーで、ホイールのテストと最適化を行った後、1871年に最初の100個のホイールを発注した。その後、1873年にニューヨーク州ハドソンのサウスベイに主要工場が設立され、最終的にプルマンのシカゴ工場の敷地内に移転した。[8]
1881年までに、アレン製紙車車輪会社はニューヨークとシカゴで作業場を運営していたが、モリスに加工工場を維持していた。[8]各作業場では約80人の従業員を雇用し、1日に24台以上の車輪を生産していた。[3]そのため、同社は毎年何千もの車輪を生産し、販売した。[8] 1886年、同社は稼働中の車輪が6万台あると発表し、1893年までに11万5000台を販売した。[4]アレン製紙車車輪工場は1890年まで操業し、その後ジョン・N・バネルに譲渡され、社名をアメリカン・ストロー・ボード社に変更した。その後、事業と工場はリース、売却、再編され、次の20年間、モリス・ボックス・ボード社などのさまざまな名前で運営された。1915年10月、同社は再編され、モリス製紙工場として法人化された。 1920年代までに、この製紙工場はモリス最大の雇用主の一つとなり、様々な形、大きさ、色の段ボール箱を生産し、全米に出荷していました。[8]
イギリス
.png/500px-Allen's_elastische_Eisenbahn-Wagenr%C3%A4der_(cropped).png)
イギリスのシェフィールドにあるジョン・ブラウン社は、ヨーロッパでの製紙用車輪の製造について発明者と合意した。同社は1875年10月までに必要な機械を設置し、やがて生産が開始されると予想された。[9]
ドイツ
ザールブリュッケンのザンクト・ヨハンの機械製造の名人フィンクバインと、ライヒセイゼンバーンの名工カエサルの提案により、フォルバッハのゲブリューダー・アト社の油板・漆器工場は、さまざまなテストを経て、鉄道車両の車輪に適した紙パルプを生産した。フランクフルト王国鉄道管理局の許可を得て、ザールブリュッケンの主要鉄道工場とドゥーツのファン・デル・ツィペン兄弟の鉄道車両車輪工場で、紙ディスク付き輪軸が製造され、使用された。紙パルプ製ディスク付き輪軸は、長い間、貨車で定期的に使用されていた。それらは完璧に保持され、走行中も不快な音を立てることなく非常にスムーズに走行した。[10]
ザールブリュッケンで使用された車輪は木製のマンセル車輪のように作られており、車輪のタイヤは紙製のディスクの上に置かれ、ハブは強力な油圧によってその中にある。一方、アメリカの紙製車輪のタイヤには内側のアタッチメントが設けられており、これに紙製のディスクが押し付けられ、ボルトで接続されていた。実践では、このような内側のアプローチのタイヤは、明らかに質量分布が不均一なため、内側から外側に向かって割れ、タイヤを強化する利点が失われ、逆の結果がもたらされた。木製ディスクを備えた従来のマンセル車輪のタイヤは、ブレーキング中にタイヤが温まると木製ディスク上で滑る可能性がありました。そのため、ザールブリュッケンで設計された車輪では、タイヤとマンセルリングの間に4つの鉄製のダボが両側に挿入され、ブレーキング中に車輪のタイヤが回転するのを防いでいました。[10]
特許
- 米国特許第89,908号、1869年5月11日、RN Allen & LW Kimball: 基本特許
- 米国特許第128,939号、1872年7月16日、リチャード・N・アレン：車輪の改良構造
- アメリカ合衆国特許番号 RE 7,142、1876年5月30日、リチャード・N・アレン：89,908の再発行
- 米国特許第182,789号、1876年10月3日。リチャード・N・アレンとアルバート・B・プルマン：紙以外のさまざまな「弾性」材料を使用してタイヤとハブを接続する自動車の車輪。[4]
参考文献
- ^ ab John H. Lienhard: Engines of Our Enginuity、No. 758: 紙の鉄道車輪。
- ^ 紙の車の車輪。出典: The Free Dictionary。
- ^ abcd Cupery, Ken (2016). 「紙の鉄道の車輪?」 cupery.net.
- ^ abc 「Paper Wheels」。自動車メーカーの辞典。2006年4月11日。
- ^ クラーク、トーマス・カーティス（2015年）。アメリカ鉄道：その建設、開発、管理、列車。スカイホース出版。p. 201。ISBN 9781510702011。
- ^ライト、ヘレナ E. (1992 年10月)。「ジョージ プルマンとアレンの紙の自動車の車輪」。テクノロジーと文化。33 (4): 757–768。doi :10.2307/3106589。JSTOR 3106589。
- ^ John E. Eichman, Sr: 紙の乗用車の車輪。The Proto Journal、第4巻、第2号。
- ^ abcd Then & Now: Morris Paper Mills – Morris. The Herald-News、2017年10月18日。
- ^ アレンのエラスティッシェ・アイゼンバーン・ワーゲンレーダー。で: Stummer's Ingenieur: Internationales Organ für d.ゲザムトゲビエット d.技術。ウィッセンズ君。レパートリー ｄ．ヘルヴォルラーゲンステン・オースランド。 Fachjournale、No. 95、Vol. 4、フロム、1875年、189-190ページ。
- ^ ab Aisenbahnwagenräder aus Papier。掲載：ポリテクニッシュジャーナル。 1881 年、バンド 242、S. 68。