ブフリ式駆動方式

ブフリ式駆動方式（Buchli drive）は、電気機関車で使われる一種の駆動手法で、スイスの技術者ヤコブ・ブフリの名にちなんで名付けられました。この方式は、バネ上装架を基にした設計を採用しており、各フローティング軸には、機関車のフレームに取り付けられた独立した駆動モーターが配置されています。これにより、駆動モーターの重量がレールに直接影響を与えることなく、動作することが可能になります。

ブフリ式駆動方式は1920年代に登場し、高速かつ強力な機関車の開発を可能にしました。このシステムによって、全体の重量が軽減され、軌道に与える影響が最小限に抑えられるため、急行列車などにも特に適した仕様となっています。1930年代には多くの成功を収めましたが、現在ではほとんど使用されなくなり、代わりに高速性や安定性を追求したよりコンパクトな駆動システムに取って代わられています。

構造

ブフリ式の設計では、モーターで駆動される歯車ホイールが機関車のフレームに固定されています。この歯車ホイールの内部には、互いに噛み合う歯車セグメントに結合された2つのレバーがあります。さらに、レバーの端はユニバーサルジョイントを通じてテンションバーに接続されています。このテンションバーは駆動輪に繋がっており、駆動輪が垂直に動いた際には内部のギアセグメントも動きます。駆動輪は、ギアホイールの動きを伝達しながら、水平および垂直に移動することができるのです。

ただし、この方式は数多くの可動部品を持つため、頻繁な潤滑や細心のメンテナンスが求められます。高速運転時にはドライブコンポーネントのバランスが崩れる危険があるため、特に急行列車での利用が中心となっていました。

標準的な設計

一般的にブフリ式の機関車は、片側に独立した牽引モータードライブを備えた内側フレームデザインで構成されています。ホイールセットベアリングを用いたモーターフレームワークが駆動輪のホイールディスク間に配置され、外側の補助フレーム内には保護用のケーシングに収められた歯車ホイールがあります。それぞれの歯車は機関車本体内のモーターによって駆動され、全体的な重量配分が特定の偏りを生むことにつながります。これにより機関車の安定性を確保するためには、適切な重機の配置が求められます。

この設計の特徴的な外観は、駆動輪のベアリングが片側に露出し、もう一方の側が歯車ホイールのカバーで覆われていることで成り立っています。

他の設計のバリエーション

ブフリ式には、いくつかのバリエーションがあります。以下にその例を挙げます。

1. 外側フレーム設計: 駆動輪ハウジングを持つエンジンフレームワークが、駆動輪の外側に取り付けられています。例えば、ペンシルベニア鉄道のO1bやドイツ国営鉄道のET11.01が該当します。

2. グループ駆動設計: モーターは2つのフローティング軸の間に配置され、共通のピニオンが隣接する歯車ホイールを駆動します。この設計に基づく車両は現存しないようです。

3. 両側駆動設計: 駆動輪が2つの歯車ホイールに繋がれ、モーターの両側にピニオンが配置されています。この形式ではドライブのバランスが取れており、高い駆動力が得られますが、コンポーネントにかかる機械的ストレスが懸念されます。例としては、フランスのSNCFクラスの機関車があります。

4. 1軸に2つのモーター設計: ここでは2つのモーターが、駆動輪に接続された共通の歯車ホイールを駆動する方式です。この形式もペンシルベニア鉄道の機関車で採用されました。

ブフリ式駆動方式を採用した機関車

およそ60年にわたり、ブフリ式の駆動装置を搭載したSBBの240両近くの機関車が運行されていました。特に、SBB Ae 3/6Iクラスは1921年から1994年まで使用され、フランスではブフリドライブを搭載した約100両の特急機関車が50年間運行されました。

他にも、世界各国の鉄道でブフリ式駆動方式を採用した例が多数存在し、日本のED54形やインドのWCP-1など高い技術を誇っています。重要な点は、ブフリ式は特に大きな牽引力を発揮できる一方、そのメンテナンスの手間や構造的な欠点があるため、現在では新しい技術に取って代わられつつあるということです。

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