ツリカケ駆動

つりかけくどう

ツリカケ駆動とは、電気車および電気式内燃車のモーター装荷方法のひとつ。その名のとおり車軸と台車枠にモーターを吊り掛け(釣り掛け)た構造となっている。

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目次 [非表示]

1 記述について

2 概要

3 路面電車

4 機関車

5 構造

6 歴史等

6.1 類似した構造

6.2 現時点での動向

6.3 ツリカケVVVF

7 関連タグ

7.1 ツリカケ方式が関連している車両

7.2 ピクシブ百科事典に存在するツリカケ駆動の車両の記事

7.2.1 国鉄車両

7.2.2 私鉄車両

7.2.3 現役車両が存在する中小私鉄(一般鉄道)

7.2.4 路面電車について

8 外部リンク

記述について

本項目は本来かな漢字表記の可能な名詞である。

しかし、媒体によってその表現がバラバラであり、度々論争になっている。

モーターを「吊る」ので吊り掛け式。
台車枠に緩衝ばねが入っているため台車枠から「釣る」構造にも見えるため、釣り掛け式。
- 釣ったモーターが車軸を駆動するため釣り駆け式。
送り仮名を省略した吊掛式・釣掛式・釣駆式。

なお商業媒体では二大鉄道趣味誌である『鉄道ピクトリアル』では「吊り」、『鉄道ファン』では「釣り」をそれぞれ多用している。

しかし、記事を書くライターによってはメイン特集記事とは違う記述法を使う場合もあり、要するに統一は取れていない。

ウィキペディアが何故か「吊り掛け」を正統と決めてしまったために混乱が加速したという経緯があり、本項目では無用の論争を避けるためカタカナ表記とする。

概要

この形式は電気車や電気式内燃車の台車にモーターを装荷する方式の一つであり、モーターの一方を台車枠に、もう一方を車軸に吊り掛け(釣り掛け)る方式である。

比較的単純な構造のため装荷は容易であるが、ばね下に車軸だけでなくモーターの重さも加わるため、乗り心地や線路に加わる衝撃の面では不利であり、また逆に線路からの衝撃はモーターに直接かかるためモーター自体を頑丈に作らなければならず、その周りの各部品も頑丈に造らなければならない。さらに高速走行にも限度が存在する。加えて整備にあたってはグリスを充分に補充したり、比較的短期間で検査をしなければならなかったりと、維持管理が非常に大変というデメリットもある。

それゆえ、国内の電車では昭和30年あたりからカルダン駆動式などが主流となり、新造車には殆ど使われなくなっていった。

なお現在、国内で機関車を除く「最新の(機器流用等ではない)」ツリカケ式電車は近畿日本鉄道北勢線 270系モ277(現三岐鉄道クモハ277)で、1990年(平成2年)製となる。

なおドイツやイギリス、ベルギーなどヨーロッパ諸国ではメンテナンス性その他の理由で長距離鉄道や都市鉄道においてもツリカケ式電車が1980年代まで量産されていた。

pixiv内ではツリカケ駆動方式を採用していた鉄道車両(主に古い世代の電車)のイラストがほとんど。

路面電車

路面電車においても、1950年代に普通鉄道にてカルダン駆動車が導入されて間もなく同駆動車が各地で採用されている。

しかし、路面電車は単車が多い故に古典的なツリカケ駆動車が多く、当時のカルダン駆動車は黎明期ゆえに高価だったことや、路面上を走ることから異物の混入等で比較的高価なカルダン駆動車の故障を避けたいという事情などから、これら「新性能車」は少数派だったがゆえに当時のベテラン運転士や整備士に嫌われ、多くは本格採用されずに消えていった。

当時のカルダン駆動路面電車の成功作には大阪市電3001形や名古屋市電2000形などがいるが、これらは路線そのものの廃止で運命を共にしてしまった(なお、大阪市電3001形の一部は連接車に改造のうえで鹿児島市電へ移籍している)。

そう、なかなか新機軸の採用が本格化出来ないうちに、モータリゼーションの時代が到来して路面電車は各地で道路の邪魔者扱いをされ、60年代以降多くの路線が廃止に追い込まれてしまったのだ。

幾つかの事業者では、戦前の古い車両を淘汰するため、廃止された別事業者の中古車を導入する例が相次いだが、これらの対象のなったのは古典的なツリカケ駆動車であった。

さらにはカルダン駆動車の一部も、機器を旧型車のツリカケ駆動に変更した上で採用されたため、50年代の新性能路面電車はほぼ絶滅した。

今も当時からのカルダン駆動車として活動するのは熊本市電5000形（元は西日本鉄道福岡市内線車両）と阪堺電気軌道モ501形のみである。

そのため、60年代から70年代にかけて行われた路面電車の過酷な淘汰劇を生き残った車両の大半がツリカケ駆動車であり、普通鉄道が次々とカルダン一辺倒になる中で各地の路面電車はツリカケ王国と化した。

しかしその天下も長くは続かない。80年に入りついに路面電車の見直しが始まり、同年広島電鉄と長崎電気軌道にて「軽快電車」と呼ばれる新型路面電車が登場。

以降、各地で少しずつだが新型路面電車の製造が再開されていった。

…とはいえ車両の新造はお金がかかり、特に路面電車では機器流用がお家芸のようになっていたため、見た目は新型だが中身は旧型の機器を流用したツリカケ駆動車、という事例も多発した。都電を例にとると、荒川線のワンマン運転開始にあたって新型車両の導入が検討されたが、それだと限られた予算では数両程度しか導入ができないと見込まれたため、結局は7000形の車体更新で済まされている。

こうした改造は21世紀になっても続いており、路面電車ではまだ当面ツリカケ駆動の音が消えることは無さそうである。

ただし、80年代以降の流れの中で完全新製されたツリカケ駆動車は一両も存在していない、つまりその全てが機器流用車である。

更に1997年には熊本市電が床がフラットな超低床電車を採用、やがて高床構造で最初から床がフラットな一部事業者を除き、全ての路面電車に採用されることとなった。

この構造を実現するために特殊な台車を履くのが超低床電車の常識であり、もはや機器流用車は主流ではなくなった。

なお、無謀にも機器流用をしながら超低床を実現した車両に函館市電8100形がいるが、単純に入口付近の低床部を広げたようなもので、台車部との間にはステップをつけざるを得ない部分超低床構造となり、しかも転倒事故が発生したことで危険とされ採用は1両で留まっている(函館市電は後に完全新製の超低床車9600形を導入)。

また、アルナ車両の製造する超低床車「リトルダンサー」のタイプSは機器流用も可能としているが、実行した事業者は未だに存在していない。

超低床車はそもそも構造的にツリカケ駆動そのものが採用しにくく(蛇足だが、海外ではPCCカーやタトラカーなどのカルダン駆動車を、元の車体を活かした低床車へと魔改造した例がいくつか存在する)、ゆっくりとではあるが、ツリカケ駆動車は路面電車でもまた、終焉に近づいているのだとも言える。

なお1960年代にも京阪 80形など諸事情でツリカケ駆動を採用しながら高性能な車両が存在しており、必ずしもツリカケ駆動=低性能旧式とは断言できない。

機関車

ツリカケ駆動は構造が単純で信頼性が高く、尚且つ継ぎ手を要さないためにモーターのスペースを広く取れるので大出力モーターを有する機関車では現在でも採用が続いている。

ED70・ED60・ED61・EF60・EF61にてクイル式という形式を試験したものの問題があり再びこの形式に戻された。クイルの継ぎ手は金属バネで異常振動を起こしやすく、またギアボックスを密閉できないなどの故障の因子が多かった。

また、EF66ではより大型の主電動機を搭載するためツリカケ式とクイル式の中間と言える中空軸可撓ツリカケ駆動方式が採用され、その後開発されたVVVFインバータ制御のEF200・ED500ではリンク式というクイル式の改良型（継ぎ手がゴムブッシュで、ギアボックスも密閉されている）が採用されたが、どちらもあとが続かずEF210以降はツリカケ式に戻された。

カルダン駆動・もしくはWN駆動の機関車もあるにはあるが、東京都交通局 E5000形や名古屋鉄道のEL120形、北陸鉄道ED30形などのように、電車の回送や工事用列車の牽引、除雪用などの軽負荷の用途のものに限られる。

電気機関車を大量に使用してきた欧州大陸では、整流子モーターの時代は長らくクイル式・リンク式の系譜の駆動装置を用いてきたが、インバータ式機関車しか作られなくなった近年では140km/h以下でしか走らない貨物用機関車の構造簡略化のため、貨物用に限りツリカケ式の車両が作られている。

構造

モーターに車軸の軸受けと台車枠への固定部があり、台車枠にはバネや緩衝ゴムを介して固定し、もう一方の軸受けには車軸を通して固定する。モーターの重量は台車枠と車軸に、モーターからのトルク反動は台車枠にかかる。車軸の変位による車軸－モーター間の間隔は変化しない為、減速歯車－モーター間の変位を吸収する継手は不要。

歴史等

この形式はアメリカの発明家が19世紀後半に発明した。しかし、アメリカにおいては1930年代に直角カルダン駆動方式を採用した高機能路面電車PCCカーの発明やその後の高速鉄道の衰退とともにこの形式はほぼ見られなくなった。

一方ヨーロッパでは路盤が頑丈であり、都市近郊電車で使う限りデメリットが特に気にならず、現在でもこの形式の車両が新造されていたりする(中にはVVVF制御でこの駆動形式を用いているものも)。

日本でもPCCカーを導入、国産化を目指して技術開発が行われ、東京都交通局 5500形がその第1号(和製PCCカー)として製造された。しかし初期のカルダン駆動車はそのキモである継手の精度不足からピニオン脱出や継手の破壊などのトラブル、また高回転主電動機の取り扱いに不慣れなことから潤滑不足に陥るなど返って保守の手間が増加した。この頃の路面電車は斜陽と言われており、比較的経済的な不安のない都交ですらコスト削減を強く要求されている事態で、加えて従来車に慣れた運用側からの要求もあり、ツリカケ式に回帰していった。

また、上述の京阪80形のように、京津線という特殊条件の路線(併用軌道あり、最急勾配66.7‰)で回生ブレーキを使用するために大型の複巻電動機を採用したため、カルダン式ではメンテナンスに難があることや併用軌道を走る都合から、あえてツリカケ式を採用した事例もある(同時期に製造された京阪本線系の回生ブレーキ車2000系はカルダン式)。

しかし小田急電鉄、帝都高速度交通営団、東急電鉄、東武鉄道、阪神電気鉄道などの大手私鉄が電機メーカーと協力してカルダン駆動やWN駆動の国産化に傾注した結果、1954年までには普通鉄道におけるカルダン駆動の実用化への大きな障害を克服し、さらに狭軌で大出力の並行カルダン方式をとれる中空軸並行カルダン(発想自体は海外発だが、日本の中空軸並行カルダン方式に使用されたTD撓み継手は東洋電機(Toyo Denki)が開発したもの)を採用した国鉄 101系が登場、やがて新幹線へと至る動力分散大国の2ステップ目を踏み出すことになる。

類似した構造

JR東日本 E331系のDDM方式がよく見てみると車軸－モーター間の減速歯車が無い(車軸を直接駆動する方式のため)だけで、モーターが車軸と台車枠に装荷してありツリカケ駆動と類似点を持つ構造となっている。

……ところが、その直接駆動という方式がモーターが非常に重くする(低速回転かつ特殊なモーター)結果となってしまい、編成重量は他の形式の列車より軽いのにもかかわらず動力台車の軸重が線路の許容軸重ギリギリで線路に与える負担が非常に大きいという泣き所となってしまっている。

ついでに言うとこの方法、古くはロンドンの地下鉄で電化黎明期に採用されたという、ツリカケ式よりも古典的な方法だったりする。

現時点での動向

JRでは既にツリカケ駆動方式を用いた旅客車は営業運転を行っていない。2000年代初頭まで旧型国電として一部が運行されており、2024年現在はJR東日本とJR西日本で保留車(在籍しているものの使用しない状態の車両)として存在している。大手私鉄では2000年代に東武鉄道群馬ローカル区間や名古屋鉄道瀬戸線での全廃、名鉄岐阜市内線や西日本鉄道北九州市内線など軌道線の廃止、相模鉄道など事業用車の置き換えなどのほか、さらには近畿日本鉄道のナローゲージ区間が三岐鉄道・四日市あすなろう鉄道に譲渡・分離されたため、2010年代前半までに消滅した。

中小私鉄では下記に記した鉄道では保存車または現役車でいくつか運用されている。筑豊電気鉄道は日本で唯一ツリカケ駆動電車のみ保有する鉄道であったが、2015年に新型の超低床電車がデビューしこの状態は解消された。

1067mm以上の一般的軌間において、1983年製造の江ノ電 1200形(※)を最後に、また併用軌道を走らない電車としては1978年の遠州鉄道30形を最後にツリカケ方式の新製車は誕生していない。

※：江ノ島電鉄がツリカケ式を採用した理由は、連節車のトラックベースと同線の車両限界からの関係であり、車両自体は純然たる高床式の鉄道型電車である。また同線は1945年11月に全線を鉄道線(旧鉄道省→運輸省管轄)に変更しており、法的には所謂「路面電車」ではない(「路面電車」は軌道線、旧内務省→建設省管轄)。本来鉄道線では併用軌道は認められないが、同線と熊本電鉄のみ既設区間の特例として認められている。

路面電車界では、古くなった車両の車体を改修することで延命が続いているが、都電のように足回りを改修してしまう例もちらほら現れている。

路面電車において完全新製されたツリカケ駆動車は、最近では1964年の広島電鉄2500形(現3100形)などがあるが、大半は一度以上機器流用されたものである。