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川上幸義の信越線鉄道史
新日本鉄道史より鉄道建設部分の抜粋)

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1 中山道線の建設決定まで  top

 東京と西京(京都)を結ぶ鉄道はわが国交通の大動脈でもあり、明治政府は深い関心を持っていた。古来、江戸と京都を連絡する道路として、東海道・中山道の2本があった。東海道は日本橋から品川を通り、京都まで496km、現在もほぼ平行して国道が走っている。

 中山道は日本橋から板橋に出て、軽井沢まではだいたい東北・高崎・信越線に平行するが、御代田で分れ、岩村田・長久保と八ヶ岳の北麓を通り、和田峠を越えて諏訪に出る。諏訪から大門峠を越えて塩尻に至り、中央西線に沿って大井に至り、ここから線路を離れて、御嵩・美濃太田に至り、岐阜からは東海道線とほぼ平行して京都に至るもので、延長540km、木曽路とも中仙道とも呼んでいた。現在は大半は国道であるが、一部は全然別の所を通っており、東海道のように一貫使用されてはいない。


東京−京都間の旧東海道、中山道と鉄道

 東京−横浜間の鉄道は、東京−西京間の鉄道とは関係なく建設されたが、明治3年6月政府は東京−京都間の鉄道は東海道・中山道のどちらを経由させるべきであるかということについて、まず東海道の調査を土木司の佐藤政美、小野友五郎に命じた。いずれも技師長E.モレルとともに仕事をした人々で、当時としては鉄道の実態を知る数少ない日本人であった。

 両名は半年の調査の結果、明治4年1月下記の意見書を出した。
「東京−神戸間は汽船の使もあり、元来交通の便利な東海道では、高価な品物や急を要する貨物以外は運賃の高い鉄道を利用しないであろう。中山道は交通不便の地が多ら鉄道を敷設して支線も設け、産物を輸送し、山地を開発するためには、中山道経由とするべきである。建設に要する経費は現地を見ないと確かなことはいえないが、東海道・中山道のいずれもあまり変りはないと思う」
という内容であった。

 政府は小野に明治4年、6年の2回に亘り、中山道を調査させ、だいたい、中山道経由の方針を決め、明治7年5月建設技師長V.ボイルに調査を依頼した。神戸にいた彼は東京から中山道を通って高崎に至り、新潟へ往復して東京に出るまで、2月半を費し、明治8年9月には遂に横浜から中山道経由で1月半を費して神戸へ帰った。

 前後2回、4ヵ月あまりにおよぶ調査にボイルは技術者や従者を多数従え、自分は大名馬龍に乗って旅行し、食料品は一切英国のものを携行させたという。その結果ボイルは明治9年9月「東京−神戸間の鉄道は中山道を経由すべきである」という意見を付けて、工費見積を添えた大部の報告書を出した。

 これによると、東京−高崎−上田−松本−大井−岐阜(加納)間、上田−飯山−長岡−新潟間の線路の状況が詳細に記され、高崎−新潟間の三国峠、清水峠もゴルウエイとキンダ−両名に調査させている。岐阜(加納)以西に関しては、同4月すでに提出済であった。

 ボイルは
「東海道は全国最良の地にして、海浜に接近し、水運の便あり、之に反し中山道は道路険悪にして、運輸不便なるを以て、之に鉄道を敷設すれば広大なる荒地を開拓し且つ両京及び南北両海の交通を容易ならしむべき」
と述べているが、中山道は資源の開発と太平洋・日本海を結ぶ横断路線として計画されていた。

 北陸線は神戸−敦賀間で横断し、中山道線は東京−新潟間で横断する。わが国の地形や産業を知悉したこの計画の立案者はやはり、井上勝鉄道局長ではなかったであろうか。建設技師長V.ボイルはその計画に従って踏査したものと考えられる。

 ボイルは全線を東京−高崎、高崎−松本、松本−中津川、中津川−岐阜の4区間に分けた。東京−高崎間は客貨ともに多く、建設費もかからず、東京−横浜間と合せて営業すれば有利であると勧めている。

 高崎−新潟間の三国峠・清水峠は険峻と豪雪のため採らなかったが、碓氷峠は横川から入山経由1/40勾配で越え、現在線の南を岩村田に至る計画であった。岩村田から塩名田に出て中山道と分れ、千曲川に沿って田中に至り、依田川・内村川を遡って、保福寺峠を越えて、松本に至る間は、まったく中山道と離れている。松本以西は多治見附近までは現在の中央線と平行し、大多線の少し西を通って美濃太田に至り、岐阜へ到達した。この間、大井−美濃太田間は中山道とまったく別であった。田中−新潟間は屋代・飯山・十日町・長岡・三条等を経由し、大体千曲川・信濃川に沿っている。

 建設費に関してはV.ボイルは京浜・京阪間の鉄道を抵当とした外債を提案している。その後、政府財政の窮乏、西南戦争の内乱が続き、明治12年8月東京−高崎間の建設のため、公債を募集することになり、明治13年2月測量を開始したが、11月起工取消しとなった。そして、岩倉具視の主宰する日本鉄道会社に建設させることになり、明治15年9月着工、17年8月東京−前橋間が開通した。

 井上鉄道局長は明治16年8月「大垣より高崎まで幹線鉄道布設の儀に付具状」という長文の上申を工部省に提出した。
「東海道には富士・安倍・大井・天竜の大河があり、箱根の険があるが、中山道は大河はなく、木曽谷も箱根と比較にならないくらい、工事は楽である。自分もボイルの報告に基づいて踏査したが、誤りのないことは保証できる。大垣−高崎間352kmもあり、器材は輸入するものも多いので、早期に着工させてほしい」
と述べている。同年12月、2,000万円の公債を建設費のために発行することに決定した。

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2 横川−軽井沢間の急勾配鉄道の計画  top

 中山道線高崎以西の測量は明治16年1月開始し、南清(後の山陽鉄道技師長・阪鶴鉄道社長)が担当した。高崎−横川間は中山道に沿い、最急勾配1/40で到達した。ボイルの報告は
「横川から入山、久保に至るまで1/40勾配で上り、久保から1/40勾配で碓氷峠に向い、1.6kmのトンネルをもって、軽井沢の南に出る」
とあったが、踏査の結果は久保と軽井沢の高低差は400mに近く、ボイルのいうように簡単ではなかった。

地図の無い時代に南清が足と目で見つけた横川−軽井沢間5つのルート

@和見ケ−ブル線――――――
A入山ル−プ線――――――
B入山スイッチバック線――――
Cオヤン沢線――――――――
D獅子岩線――――――――

 南清は明治17年3月から精密調査を行なった結果、5本のル−トを見付けた。勾配1/10から1/40までであって、1/10勾配にはケ−ブル、1/15以上の勾配にはフエル式軌条を用いることにしていた。

@和見ケ−ブル線(水色)は入山を経由し明賀に至り、明賀−和見間に延長4.3km、最急勾配1/9.8のインクライン(ケーブルカー)を設け、和見に蒸気動力の巻揚所を置くようになっていた。1列車4両編成38tとして、1日7時間運転、20個列車を上下させる計画であった。

A入山ル−プ線(赤色)はこれと対照的に、勾配を1/40に抑えたもので、横川−明賀間は前者と大体同じであるが、明賀でスイッチバックし、赤坂で再びスイッチバックして稲室山を上る。稲室山の北,横川起点7マイル(11.2km)から2回ル−プを造り、鼻曲山の南を回って碓氷峠を越えて軽井沢に至るものであった。

B入山スイッチバック線(青色)は稲室山の北の横川起点11kmまではル−プ線と同一である。ここから2回のスイッチバックで、碓氷峠と和見峠の中間の入山峠を越え、軽井沢の沓掛の中間の離山に至り、フエル式軌条を用いた。

Cオヤン沢線(緑色)は入山スイッチバック線の上部2個のスイッチバックを省略し、延長2.6kmの1/10勾配のインクラインを設け、入山峠に至るもので、インクラインの一部には延長1,559mのトンネルがあった。

D獅子岩線(燈色)は入山川に沿い、横川起点4kmの地点で分岐し、西へ向い碓氷峠の1kmくらい北に出るもので、延長4.8kmにおよぶ1/10勾配のインクラインがあり、その中には延長2,655mのトンネルがあった。

 上記5線の要目は上表のとおりである。フエル式というのは軌道の中央にもう1本のレールを敷設し、補助輪により強大な粘着力を得ようとする方式で、1863年J.B.フエルが特許を取っているが、構想はもっと古くからあった。フエル式機関車は2個の水平な補助輪がテコとバネの作用で、中央レールに圧着され、1/12勾配にも成功したが、その後、フランス・イタリアの国境モン・スニ峠でも使用され、ニュ−ジ−ランド北島のリムタカ山では、1955年まで1/15勾配にこの方式を採用していた。ラックより構造が簡単であり、当時はかなり評判のものであった。     1

 ケ−ブル線はボイルも使用を考えていた模様である。今日も使用されているのはブラジルのサントスとサンパウロ間のもので、イギリスの技術者により、1867年開設され、軌間は1,676mmである。全長8.0kmを4区間に分け、勾配1/9.7におよんでいた。1901年、輸送量の増加に対処するため、5区間に分け、勾配1/12.5とし、エンドレスの鋼索を動力とし、列車を3両ずつに分割して上下させている。一区間は20kmくらいで、一日最大輸送量は旧線上り2,400t、下り1,800t、新線上り11,700t、下り9,500tにおよんでいる。

 後の4案は南の意図の下に小川資源が選定したので、途中までは同じ路線となっている。オヤン沢線・獅子岩線は問題にされなかったが、和見ケ−ブル線・入山ル−プ線・入山スイッチバック線の3本について検討が加えられた。ケ−ブル線は建設費は最低であるが、輸送量が小さい。ル−プ線は建設費が大きいうえ、曲線が連続し、運転・保線費が大きくなりそうであった。しかもスイッチバックが2ヵ所あるので、建設費の割に輸送力は充分でなさそうであった。

 井上長官も一応あきらめ、明治19年7月
「中山道線は距離も長く、工費もかかり、完成の時期も遅くなる。西部はすでに名古屋まで鉄道は完成しているので、東海道を経由すれば、中山道経由の1,500万円に比して1,000万円でできるし、期間も3、4年しかかからないから、そのように変更したい」
と上申し、承認を得たので中山道線は一時工事中止となった。
 高崎−横川間は明治18年10月15日開業した。松井田駅はスイッチバックとし、横川に機関庫を設けた。

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3 直江津−軽井沢間の開通まで    top

 中山道線の建設を知った新潟・長野の人々は明治17年5月上田−長野−直江津−新潟間の信越鉄道を出願した。井上鉄道長官は最初、
「上田−直江津間は官設の予定であり、直江津−新潟間はまだ必要でない」
といって、あまり乗り気でなかったが一応官設の約束はした。
 地元は不満とし、両県知事を先頭に運勤し、井上長官も現地を視察して、中山道線の早期完成のためには碓氷峠の険を避け、直江津に材料を船で運び、そこから長野経由で上田に至り、碓氷峠と松本に向うのが有利であるという意見を出した。東京と裏日本を結ぶ北国街道の交通量は中山道(木曽路)とは比較にならないくらい大きいものであった。

 明治18年7月直江津から測量を開始し、直ぐ工事に着手した。直江津を出るとすぐ緩い上りになるが、新井を過ぎると1/40勾配が16.3km連続する。途中の関山はスイッチバック駅となった。田口附近の1kmは平坦であるが、再び1/40が5.1kmも連続して、海抜672mの柏原に至る。ここから豊野まで連続した下り勾配で、1/40勾配は4ヵ所に亘り、1.4〜3.8km連続する。豊野−長野間は信濃川に沿う平地で、最急勾配1/100であった。曲線最小半径は300mで、田口−豊野間に多い。関山−田口間には大きな築堤を必要とした。

 明治19年8月15日関山に至り明治21年5月1日長野に至った。長野から千曲川に洽って走り、しばらくは平坦であるが、上田附近から1/60勾配が出現し、田中−−小諸問には1/40勾配が2.9km、小諸−軽井沢間には8.1kmにおよび、御代田はスイッチバック駅となった。軽井沢附近は碓氷峠の線路が未確定なので、仮設としていた、明治21年8月15日上田に至り、12月1日直江津−軽井沢間は全通した。直江津・長野・軽井沢に機関庫を設けた。

 碓氷峠の部分の工事が中止されているのを見た地元の人々は、横川−軽井沢間の国道に鉄道馬車を計画した。碓氷馬車鉄道として、明治21年1月免許、12月1日の軽井沢−直江津間開通の日に開業した。

 器材一切はフランスのドコ−ビュから購入したので、軌間500mm、長5mの5kg軌条を使用し、最急勾配1/50におよんだ。後には工事材料の運搬にも使用されたが、明治26年4月1日横川−軽井沢間全通とともに廃業した。明治23年4月工事再開の予定を聞き買収を願ったが、聞き入れてもらえなかった。官設の予定のあることは知っていた筈だから、という理由であったが、馬車鉄道は急勾配のため、事故も多く、収益は上らなかった。廃業後、一切を高崎馬車鉄道に売却したが、社長は全財産を失ったという。

 信越線はまったく独立した線区であったので、最初直江津に機械場を設け、明治23年2月長野へ移し、車両の修繕等を行なった。管理も長野に出張所を設け、建設・工場(保線・汽車)・運輸・出納の各業務を扱っていた。

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4 横川−軽井沢間のアプト式鉄道開通まで  top

 直江津−軽井沢間の開通により、横川−軽井沢間の線路は中山道線としてでなくとも、信越線として必要になった。井上長官は明治22年6月建設技師長C.ボ−ネルに工事主任の本間英一郎(後の総武鉄道社長)を付けて実査してもらい、東京で南の図面に再検討を加えたところ、ボ−ネルは最急勾配1/40、曲線最小半径200mとして、横川から中尾川に沿って上り、熊ノ平附近で反転し対岸に上り、山間を屈曲しながら進んで、入山峠を越えて、軽井沢と沓掛の中間の難山に至る28.5kmの入山緩勾配線を選定した。

 この案によるとトンネル52(延長11.2km)、橋梁47(最大径間61m、高34m)で、年末に至って図面も完成したが測量は困難を極めた。曲線は南の最小半径240mより急であるが、ル−プ線は止め、Sカ−ブの連続とし、スイッチバックは1ヵ所もなく、中間に停車場を1ヵ所設けた。最も正統的な案であった。

 しかし、工費が莫大にかかりそうなので、井上長官は採用にふみ切れなかった。そこヘドイツに留学中の技師仙石貢(後の九州鉄道社長・鉄退院総裁・鉄相)から、ハルツ山鉄道で1/17勾配のアプト式ラックレールを使用し、好成績をあげている由、報告がきた。井上長官は早速、前建設技師長で帰国後顧問となっているT.シェビントンに照会したところ、碓氷峠のような区間には好適であるという返答がきた。



中尾線が最終案となった。(M マイル C チェーン)

 それで、明治23年4月から本間英一郎は最急勾配1/15、最小曲線半径260mの条件の下に和美・入山・中尾の3線を予測した。延長(横川から峠まで)は和見線11.6km、入山線11.2km、中尾線9.8kmであったが、和見線は1/15勾配区間が最短であり、トンネル・橋梁等の工作物は最も少なく、中尾線はその反対であったが、総延長が短いので、比較の対象となった。

 ポ−ネルは元来、アプト式ラックには賛成でなかったが、どうしてもというなら和見線を採るべきであるといったが、本間は中尾線が東京−直江津間で4.0kmも他の2線より短く、トンネルも総延長は大きいが1個当りは短く、馬車鉄道を利用して材料の運搬ができるという理由で、中尾線を採用するように上申した。ボ−ネルは工事のため、土砂が国道交通を妨害すると中尾線に反対しているので、その防止策も添付したが、明治24年1月松本荘一郎(後の鉄道局長官)が現場を視察し、中尾線に決定した。井上長官はどういう理由かボーネルの前任者であったT.シェビントンを高く買っていたので、ボーネルの意見は却けられた。

 同年3月着工したが、橋梁は急勾配中にあり、ラックにかかる力も大きいので、道床の入るよう、煉瓦ア−チを採用した。径間4.6m、7.3m、11.2m、18.8mであり、橋脚は石・煉瓦を用い、煉瓦橋脚の場合は縦に石材を入れて補強した。これは濃尾大地震による被害の状況から、設計者のボ−ネルが特に気を遺ったところであった。トンネルは26個あり、断面4.5×4.5mであった。

 最初25個のものが、熊ノ平は列車交換の場所として、切取とし、2個のトンネルは速成を期して2分したから結局26個となった。このうち、軽井沢に最も近い26号トンネルは延長433mで一番長く、片勾配のため、空気の流通も悪く、水も溜るので、蒸気機関による遠心ポンプや遠心扇車を用いなければならなかった。


碓氷線橋梁図

 軽井沢附近は建設当時、横川−軽井沢間の位置が未確定のため仮設としたので、勾配の変化も甚だしく、構造物は木造で、機関庫も仮設したが転車台は設けずにY線を使用していたので、これらも同時に改良し、横川駅とともに構内の配線を変更した。

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5 「アプト式ラック鉄道」採用の経緯
中川浩一 鉄道ピクトリアル 1997/8

 官設鉄道として横川−軽井沢間に建設する鉄道が、お雇い英国人建築師長ポーナル(C.A.W.Pownall)の推賞する勾配1/40以下で多数のトンネル、橋梁を配した路線をとらず、最急勾配1/15(66.7‰)でアプト式ラックを併用する路線に決定した背後には、おりからヨーロッパに出張中の鉄道局技師である仙石貢、吉川三次郎の進言に基く事情が介在すると、伝えられてきた。 
『日本鉄道史』上篇(1921年)を開くと、そこには「当時欧州に滞在中の我出張員四等技師仙石貢、六等技師吉川三次郎はドイツ国「ハルツ」山鉄道が勾配1/16.5の線路に「アブト」式ラックと通常レールと併用しているのを観察して報告する所あり」の記述を「発見」する。


英国人鉄道顧問
セルヴィントン

しかしついで「在英鉄道局顧問技師セルヴィントンも又、この利なるを説いた」と指摘する事実にも注目すべきだろう。
 セルヴィントン(T.R.Shervinton)は、明治6(1873)年10月から14年4月までお雇い外国人として鉄道局に勤務した履歴を持っている。『日本鉄道史』上篇によれば「関西に勤務し、又京都以東の測量に従事し8年転じて新橋−横浜間の修築を管理し、10年以後建築師長として京都−神戸間を主管し、又京都以東の工事を監督」した実績があった。解雇にあたり巻物と金員を賜ったと記されるが、鉄道局との縁は、帰国後も続いていたわけである。
 アプト式鉄道採用に果したセルヴィントンの役割については、上木学会誌の前身にみたてられる「工学会誌」143号(明治26年11月)に、工学士吉川三次郎の「アプト式鉄道」と題する講演と質疑の全文が掲載され、その間の事情を明らかにする。ハルツ山鉄道視察の当事者による報告だけに、それは第一級資料にみたてて差し支えないと思われる。
 内容は、アブト式ラック鉄道の略歴、アブト式ラック、アブト式機関車、制動機、ラック入口、アブト式機関車、曳引力、機関車曳引力の比較、モンセニ長大トンネル、長大トンネルの順に説明してから、碓氷峠へのアブト式採用の経過を詳述している。
 吉川三次郎が仙石貢とハルツ山鉄道を視察したのは、明治22年7月であった。そうして吉川は「この方式は甚だ良好にして碓氷線に応用すれば良い結果が得られる」と感じとるのだが、上司にあたる仙石も「大いに其感覚を起され長官にアブト式を碓氷線に応用する議を報告」したのに勇気づけられ、「私もこの方式の良好にして実用に適すべく碓氷線に応用すればその便益は多からう」と申し送った由である。
 仙石、吉川両技師による報告到着に先だって、セルヴィントンからも「ハルツ山を巡見し大いにこの方式の碓氷線に適しているのを発見し、この方式の実施」を推賞する報告が、鉄道局長官あてに届いていた。
 だが、鉄道局長官の手元には、ポーナルによる1/40勾配線の案がそれ以前に提出されていた。2案を比較のうえ、アプト式に決定したのは、鉄道局長官がセルヴィントンに「どちらが勝れているか問い合わせた」と、吉川は推察する。
 そうしてセルヴィントン氏は1/40勾配線に賛同せずに矢張アブト式の採用を勧めた」との間接的判断がなされている。

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6 明治18〜24年の馬車鉄道連絡の信越線の運輸  top

 高崎−横川間は明治18年10月15日開業し、1日4往復、明治25年から5往復となった。直江津−関山間は明治19年8月15日開業で1日2往復であったが、明治21年12月1日直江津−軽井沢間全通とともに3往復となり、上等車は用いなかった。明治24年9月1日現在の時刻表によれば、右表のとおりである。

 横川−軽井沢間は馬車鉄道が各列車に接続し、2時間半を要した。上等は5人乗1頭曳、下等は10人乗2頭曳、馬車はフランスのドコーピュ製で貨車もあった。急勾配のため馬は2回取替え、下等運賃40銭であった。

 それで、上野発6:00、高崎着9:18に乗車すれば、軽井沢発14:05に接続し、同日20:05には直江津に到着する・直江津発7:00、軽井沢着13:10 で横川発16:55に接続し、上野着21:25と1日のうちに到達できるようになった。運賃は下等で上野−長野間1円88銭、上野−直江津間2円48銭となった。

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7 横川−軽井沢間の開通まで  top

 アプト式ラックレール区間の軌道材料一式は機関車とともに、明治24年1月ドイツのアプト商会に発注した。レールは30kg鋼製であったが、長8.8m、まくら木は鋼製で長2.2m、0.9m間隔に据付けた。ラックレールは厚20mmのもの3枚、60mm間隔にならべ、120mmのピッチを1/3ずつずらせて、常に歯輪が噛み合うようにしていた。アプト式も古いものは歯レールが2枚であったが、その後、3枚として完全を期していた。両端部の4ヵ所、すなわち、丸山・熊ノ平(上・下)、矢ヶ崎では,機関車の歯輸と歯レールの噛み合せが円滑にいくように、長3.3mの部分をまくら木に固定せず、一端を蝶番でラックレールに結合し、他端はバネの上に乗せている。

 明治26年1月試運転を始め、4月1日横川−軽井沢間は開通し、上野−直江津間は全通した。矢ヶ崎−軽井沢間は間もなく複線となった。

 急勾配線に歯レールを用いることは、1863年スイスのN.リッゲンバッハが特許を取ったが、これと全然別にアメリカのS.マ−シュが後年考察し、68年にワシントン山に建設したのが最初である。その後、特許の関係で、リッゲンバッハ式はヨーロッパを始め、世界各国に建設されたが、1882年これを改良して、R.アプトが新しい方式の特許を取り、84年ドイツのハルツ山中のブランケソンベルグに初めて建設したものであった。これを仙石等は見学したのであった。


碓氷線トンネルと防煙幕とラック
鉄枕木が使われている

 リッゲンバッハ式、アプト式のいずれにしても、ラック鉄道を本線の一部に建設した例は少ない。大抵は登山鉄道か支線であり、南アメリカのアンデス越鉄道は幹線といっても輸送量の点では問題にならないくらい小さいものであった。

 わが国鉄道の最高の指導者として、25年も在職した井上長官がアプト式を採用したのは、在任中に何とかして碓氷峠を開通させようとした焦慮の結果としか思えないのである。

 明治33年6月横川−丸山間も複線となった。少しでも輸送力を大きくしようとしてであったが、全線の複線化は考えなかったようである。

 碓氷峠の連続するトンネルを通過するに際して、機関車乗務員の苦労は著しかった。開通後まもなく、トレビシックの案で、トンネルの下方入口にズックの幕を張り、列車で進入し終ると、番人が幕を引いて閉鎖した。そうすると列車の進行と共に、煤煙もそのまま同方向へ進み、ますます濃くなるのを防ぐことができるので、ある程度の効果はあった。
 39年5月横川−軽井沢間に油送鉄管を設け、軽井沢で油槽車を切放し、横川の油槽で受けるようにした。

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8 アプト式蒸気機関車のトラブル  top

 アプト式機関車は196、198、200、202の4両で、エスリンゲン製Cタンク機関車であった。明治25年12月到着、新橋で組立て明治26年1月試運転を行なうに至った。歯車が旨く噛み合わないので調べると左右が逆であるような失敗もあった。汽車監察方F.H..トレビシックの指導の下に、職長J.G.マクドナルドが組立から試運転まで主宰している。

 台枠は外側式で、外側に2個の動輪用、内側に2個の歯輪用気筒を有するもので、ドームは著しく大きく、動輪用気筒への蒸気管は外部に露出していて、別個に運転できるようになっていた。歯車は第1・第2動輪間に2個あり、気筒からロッドで第2歯車に伝動し、第1歯車は第2歯輪とロッドで連結していた。弁装置はワルシヤート式であった。      `

 ブレーキは手用・真空のほかに、歯車に作動する帯制動と反圧制動を備えていた。反圧制動は現在自動車でエンジンブレーキといおれるものと同様の原理であって、走行中、気筒への蒸気の供給は止め、逆転機テコを中央位置に取ると気筒内に外気が侵入する。そして、ピストンにより圧縮されるので、対抗する圧力を生じて車輪の回転を止めようとするものであった。

 筒内で圧縮された空気は高熱を発するので、水を同時に送って冷却させる。制動が終って、空気を放出する時には水は水蒸気となり、煙突の後のマフラーから大気中へ拡散される。簡単な割に効果が大きく、制輪子の磨耗やタイヤの弛緩も防止できるので、官設鉄道では広く勾配区間で採用していた。
 最大軸重14.6tは当時として最大であり、推進方式を採るので、後部にだけ排除器を取付けている。


アプト式蒸気機関車
ドイツ製なのでエントツが長い 明35

 1月23日から200型(後の3903)を試運転した。横川−軽井沢経由、重量4.5tの貨車に関係者数10人を乗せ、正味運転時分70分で上下した。翌日は砂利を積んだ貨車8両(重量81.2t)の推進に成功した。アプト式機関車に経験のないマクドナルド等は動輪用気筒と歯車用気筒にどういう割合で給気するのか判らないので、常時両方の気筒に蒸気を送った。その結果、缶圧は次第に下り、回復を待つため、停車しなければならなかった。

 井上長官に反感を持つ人々は早速これを材料とし、2月の議会で、碓氷峠の運転に関してという4項目の質問を行なった。
@碓氷練はどのくらいの輸送力を目標として設計したか。
A試運転はその当初目標に達したか。
B設計に誤りはなかったか。
C貨物輸送は果して可能であろうか。

「当初7〜8両の列車を機関車1両8 km/h で引上げる予定と聞いたが、2回の試運転に失敗し、2月22日第3回試運転も空車3両をけん引するのに非常に困難したと伝えられる。それでは当初の予定に達しないばかりか、鉄道としての効果も疑わしいものがある」
というのが質問理由であった。

井上長官はこれに対して、
@機関車のけん引重量は100t である。
A2月24日の試運転は貨車4両に人員150を乗せ、横川−軽井沢間を60分で運転した。未だ試験と練習は続ける。
B設計に誤りはなかったと信ずる。
C貨物輸送は可能と思う。

 そして「アプト式機関車は外人技師も経験がなく、試運転中で未だ目標には達しないが、鉄道としての効果を失うものとは考えられない」と答弁している。

 その後、回数を重ねるうちに100tの推進も可能となったが、けん引定数は7両とされた。動輪直径900mm、歯輪直径573mmのため、歯輪の回転数は動輪の1.5倍におよび、蒸気消費もこれに比例した。従って、常に動輪と歯輪を動かすと、蒸気の消費量が過大になるので、缶圧は自然に低下することが判った。

 194、196、198、200の番号はまもなく、126、128、13O、132と改善された。明治31年500〜503と再び改番され、形式称号もADからC1となった。明治42年3900〜03となり、電化後も予備として使用されたが、大正11年廃車となった。

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9 アプト式蒸気機関車の改善  top

 アプト式機関車も横川−軽井沢間直通当時は旅客列車4、貨物列車6、計10往復であったので、4両で間に合っていたが、輸送量の増大から不足となり、明治28年2両を増備することになった、先と同じものを増備する常識を破って、バイヤーピーコックから購入したが、同社は1887年以来アプト式機関車の製造に経験もあり、相当の改良が加えられていた。

 主な改良点は缶容量を50%増大し、歯輸用気筒直径を縮少し、歯輸に対する伝動方式を中間軸からは歯車で2個の歯輸に伝動するようにした。水槽・炭庫の容量も増大し、煙突はT字形として、一端は機関士室屋根の後端にまでのばしている。1C形としたので、軸重最大は14.4t となり、反圧ブレーキのマフラーは煙突の左右2個となった。外側台枠、ワルシャート式弁装置は共通である。番号は168、169であった。炭車は左側水槽の一部を仕切って使用した。

 出力は増大し、けん引定数9両(含歯車車)となった。煙突は普通のものに改造されたが、当時は機関車は横川向に連結されたので、通風効果の方が問題とされたと思われる。明治31年の改善で、エスリンゲン製を500〜503、バイヤーピーコック製を504、505としたが、同年、同社から506〜509を購入した。 これらは従輸を付け、1C1タンク機関車としたので、水槽容量・炭車容量を増大しても、軸重最大12.85tとすることができた。けん引定数は歯車車とも10両となった。これはいずれも、前頭を常に横川へ向けて運転したのであった。


後向きに列車を押すC3機関車、先頭の機関車も後向き。トンネル内にこもる煤煙が大きな問題であった。
明44頃


 明治33年から重油燃料も使用したので気缶の上に矩形の油槽が取付けられている。その代り、機関助手は石炭焚2名に対して、重油焚は1名であった。明治35年510、511の2両がバイヤーピーコックから購入され、1C・1C1タンク機関車8、Cタンク機関車4、計12両となった。Cタンク機関車を中間に補助として挟み、14両をけん引したが、歯車車2両(換算2両)を連結するので客貨車は10両しか連結できなかった。明治39年3月末アプト式機関車は12両におよんだが、4両は工場入場中であり、稼動車は8両であった。稼働率の低いのは構造が複雑であったためであろうか。

 明治38年1C1タンク機関車2両を汽車製造に発注し、512・513とした。バイイヤーピーコックのスケッチであるが、側水槽のりベットを沈みにしたり、煙突にキャップを付けたり、炭車の形状なども少し変えている。どういうわけか出力が予定どおりでなく、乗務員を弱らせたという。明治42年3980、81となったが、3920、3980形は大正6年廃車、3950形は大正10年まで在籍し、3951は大井工場に保存されていたが、戦時中破棄されてしまった。


大井工場に保存されていた3951 昭10

 機関車乗務員の労苦を軽減するために機関車にターボ送風機を取付け、トンネル下部の比較的清浄な空気を機関士室に供給するようにしたが効果は少なかった。

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10 北越鉄道の開業から国有まで  top

 直江津−新潟間の鉄道は当分官設の見込めないことを知った信越鉄道の発起人達は渋沢栄一に頼み込み、
@会社が建設資金を10年々賦で納め、政府が建設する。
A政府は6%の利子を交付し、満額となれば会社に原価で払下げる。
という債券引受のような方式で、政府有力者の内諾を得てくれたが、経済界の全国的不況で流産してしまった。

 明治25年鉄道敷設法の第一期線に計上され、明治27年5月私設会社に建設を許可することを承認され、資本金370万円の北越鉄道が設立された。渋沢栄一が発起人代表となったので、一流の事業家も参加し、直江津−長岡−新津−新発田間、新津−沼垂間を出願した。一部の区間は競願もあったが協定し、7月仮免許、明治28年12月免許となった。

 明治29年3月碓氷峠の建設主任であった本間英一郎を技師長に迎えて着工した。 4月、鉢崎−柏崎間の米山トンネルに着工した。海岸に山が迫り、トンネルは8個あった。 日本海は冬は海が荒れるので、海岸沿いの線路は波浪のために流失することが多かった。 これには古舟に石を積み、それを中心として、山から岩を落して防浪堤を作り上げて防止することができた。


北越鉄道 直江津−新津−新潟、新津−新発田間

 明治30年5月13日春日新田−鉢崎間が開通した。春日新田は直江津町の東端にあり、信越線の直江津駅と0.8km離れていた。春日新田には機関庫を設けた。同年8月1日鉢崎−柏崎間も開通した。


 柏崎−北条間は11月20日開業したが、北条−塚山間の第2塚山トンネル(延長1,156 m)は坑内にガスが噴出し、カンテラが使えず、鏡の反射を利用して採光したがやはり暗く、仕上りは雑になってしまった。来迎寺−宮内間の信濃川橋梁は径間61mワーレン構桁 6連、径間21.4m鉄桁 1連、径間12.2m鉄桁 5連を架けた。明治31年12月27日春日新田−長岡間が開通した。

 一方、新潟方面も明治29年8月信濃川岸の馬越に材料を揚げて着工したが、新潟の対岸の沼垂(ぬったり)を起点とすることにした。新潟を起点とするには信濃川に架橋しなければならないので、貨物は船で運び、人馬は万代橋を渡れば直ぐ市の中央に出られるよう、橋畔に駅を設けることにした。しかし、それまでしなくても大した不便はなかろうし、それより早く三条・長岡に延長するのが必要という意見が強く、会社は沼垂−万代橋間の建設を見合せることにした。


来迎寺−宮内間の信濃川橋梁 明31

 これは新潟市民を著しく憤慨させた。新潟と沼垂は昔から仲が悪かったので、新潟出身重役は納得せず、在京重役は理論一本で沼垂の起点を主張したので、重役も2派に分かれるようになった。明治30年7月株主総会を東京で開き、本社を東京へ移したが、警官が出動する騒ぎであった。そこで、馬越−沼垂間を改良し、新潟−馬越間は汽船で連絡することにしたが、新潟派は納得しなかった。11月11日、沼垂機関庫と貨物車に爆弾を仕掛けたものもあり、爆発して建物は大破し、機関車も傷むという不祥事も発生した。

 11月20日沼垂−一ノ木戸(現在の東三条)間が開業し、明治31年6月16日長岡に至った。長岡−北条間が12月までかかったのは信濃川の架橋工事があったからである。12月27日春日新田−沼垂が全通した。その後、明治32年5月春日新田−直江津間に仮線を建設し、貨車を手持で運転したが、9月5日から列車が直通するようになった。

 レールは30kgレールを用い、枕木は9.1m当り11本、閉塞方式は票券式であった。機関庫は春日新田・長岡・新潟の3ヵ所にあり、長岡が−番大きく、工場も設けられていた。本社も明治33年9月長岡に移っている、

 明治33年3月沼垂−万代福間を出願し、9月認可された。建設費に当てるため、社債を募集したがなかなか集らず、明治37年5月3日に至りようやく開業した。駅名は新潟とし、万代福から300m南寄りにあった。昭和37年開業の現在駅とも100mくらい離れていた。
 明治37年12月新津−新発田間が再認可されたが、「同区間の免許が失効すれば既成区間の免許も失効する。全線を公売または建設実費で政府又は他の会社に売渡しても異議はない」という厳しい条件を付けられ、一部着工したが国有となって、未成のまま引継がれた。

 会社の業績は不振であった。明治30〜32年の営業係数の平均は89、明治32年の1日1マイル(1.6km)当り収入14円、もちろん無配であった。 しかし、その後、信越線とも直通運転が行なわれるようになり、明治39年には営業係数42.5%の配当ができるようになった。同年の建設費は7,157,789円であり、資本金370万円のほか社債300万円、借入金54万円があった。

 明治40年8月1日鉄道国有法によって買収されることに決まり、価格7,776,887円余が計上された。これに対し衆議院に請願書を出した。「既往の業績が悪かったので、1株54円68銭にしかならず、時価から従来の配当の計を引いた69円66銭よりも安い。しかし、354万円の借金は公債の時価に換算して引き去られ、残金も公債支給のため、株主の損失は著しいので救済してほしい」という趣旨であったが、鉄道国有法を改正しなければならず、どうにもならなかった。

 国有になったので線路138.1km(未開業線25.5km)、機関車18、客車74、貨車298が引継がれた。当時の社長は渡辺嘉ーで、参宮鉄道の技師長から本間の後任として招かれた人であった。本間は総武鉄道の社長となって、渡辺に後を譲って去っている。

 北越鉄道は経営は積極的とはいえなかった。中間駅の側線は上下いずれか1本しかなかった。新津のような大駅でも線路は不足していた。乗降揚が2面あっても跨線橋はもちろん、本屋の前方以外は上屋もなく、実に貧寒としていた。事故も多く、”国有鉄道重大運転事故”によると、開業から国有までの11年間に、脱線1、衝突3が記載されている。脱線は豪雨のため、道床が流失したのに気が付かなかったものであるが、衝突の1件は33年11月5日正午、鉢崎−青海川間の第4米山トンネル内で上り建築列車と下り貨物列車が正面衝突したのであった。客車は連結していないので死傷者は少なかったが、悪性の事故であった。

 このほかに明治33年4月7日建築列車が橋脚の流失も知らず進行し、川中に転落したこともあり、計5件となって、当時最高の事故発生率を示している。

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11 横川−軽井沢間の電化  top

 横川−軽井沢間の輸送力の行き詰りは早くも出現した。アプト式区間は単線で、8.3kmであるが、アプト式機関車の運転速度は最高9.6km/hと制限していたので、1日の列車数は24往復以上にするのは難しく、機関車2両で歯車車を除くと、1列車10両しか連結できなかった。深夜運転を行ない、横川−丸山、矢ヶ崎−軽井沢間の複線を最大限に利用してであり、熊ノ平駅の待避線有効長は120mしかないので、機関車3両を使用して、連結両数を増すこともあまり期待できなかった。

 電気機関車を使用すると、最高速度は19.2km/hとなり、1両で14両をトンネルし、歯車車は1両でいいので、1列車13両とすることが可能とされた。しかも、乗務員の窒息事故を防止し、乗客の快適さを増すことは確実であった。

 しかし、当時はまだわが国の電気技術はあまり発達してなかったし、発電所から新設しなければならないので、経費も莫大であった。官設鉄道としても、輸送力の行詰ることは判っていたが、電化に踏切れなかったのは、これらが原因と思われる。


上越線がない頃の昭和4年の時刻表
当時は長野まで8時間、新潟まで15時間かかった
今は新幹線で1時間50分と2時間15分

 鉄道院の初代総裁後藤新平は鉄道電化に深い関心を持ち、電気課は官房直属とし、官邸に先進国の技術者を招き、講演会を催したくらいであったので、横川−軽井沢間は明治42年電化と決定した。後藤が総裁でなかったら、恐らくアプト式蒸気機関車の出力増加を計ったくらいで終ったに違いない。明治43年4月着工した。

 電気方式はDC600Vとした。トンネルが多く、断面が小さいうえ、湧水も多く、列車運転中に工事をするので、高圧架空線は採用しにくかった。発電所は横川駅附近に設け、蒸気タービソ発電機3台を据付け、3相6,600Vを発電し、丸山・矢ヶ崎の変電所まで、2本の地下ケーブルで送電し、変圧器により降圧し、6相450kWの回転変流機2台(1台は予備)により、DC650Vの電流を第3軌条に給電することにした。

 横川火力発電所は芝浦製宮原ボイラー8個を備え、横形カーチスタービン(出力1,000kW)発電機を回転させた。発電機はGE製で、常時1台を使用し、1台は予備であった。

 宮原ボイラーは明治30年海軍機関総監宮原二郎の発明した一種の水管式ボイラーで、当時、軍艦に広く使用されていたものであるが、海軍のような優良炭でなく、常磐炭の悪いものを使うので、思うような成績は挙らなかった。2本の煙突と赤煉瓦の建物で人眼を惹いたが、昭和4年廃止となり、撤去された。

 回転変流機は当時は最新式の機械であり、フェルトン&ギローメラメーヤ製であった。負荷が変動しても、出力を一定にするためブースタ蓄電池を使用していた。

 第3軌条は45kg双頭形で、3mごとに鋳鉄のブラケットで支持する下面接触式とした。トンネル内には送電線・第3軌条・油送管が近接するので漏れた油がスパークで爆発するのが心配で、油送管は南側、第3軌条は北側としたところ、外カーブで集電子がブラケットに衝突する失敗もあった。

 第3軌条は陽光にさらされていたものが夕立等で急冷されると収縮し、碍子はもろくも続々と破壊される。国産碍子なので、アメリカから取寄せてみたが変りはなく、ブラケットの取付を弛め、第3軌条は板のカバーをしたところ、防止することができた。


修復された丸山変電所建屋 左の遊歩道はアプト式の廃線跡


熊ノ平ですれ違う電機機関車列車 大3頃

 駅構内は危険防止のため、シンプルカテナリー式としている。ラック区間を出る特、ラック用電動機の電流を切り忘れると、無負荷となるので非常な高遠で回転し、破損するので、軌条面上3,615mmの高さにストライカを設け、機関車の星根上のストライキングスイッチを作動させ、電流を切るようにしてあった。

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12 横川−軽井沢間の線路改良  top

 横川−軽井沢間のアプト式ラック区間は最急勾配1/15、曲線最小半径260mであり、機関車はED42形4両を使用しても360tしか牽引できず、わずか11.2kmの間に42〜45分を要し、1日66本の列車を運転していたが、すでに極限に達していた。しかも、明治26年 (1893)開通当時からの工作物の中でもトンネルは著しく老朽してきた。

 34年6月(1959)からこの輸送隘路の打開策が検討された。碓氷峠を避けて、別のルートを選ぶ案もあったが、それは採られず、結局、下記案が残った。
@ 1/40勾配の別線(延長13.9km、トンネル10その延長7.9km、現在線の南方を通る)
A 1/40勾配の別線(延長25.2km、トンネル28その延長12.6km、入山・西野牧径由)
B 1/40勾配のトンネル(延長25.4 km、 15.0kmの長大トンネル1、軽井沢駅の地下320mを通る)
C 1/15勾配の複線

 アプト式ラックは機関車の改良により、1/15勾配のままでも撤去できる自信もできたので、@案は止めになり、A・B・C案が検討された。 A・B案(単線)とC案複線の工費は6:7:5であり、将来を考えれば当然B案を採用するべきものであったが,結局C案に決まった。

 旅客列車は重量320t、貨物列車は500tをトンネル定数としているので、専用の補助機関車を1両または2両使用すれば、1/15勾配でも充分であるという見解に基づいたものであった。補助機関車は整備重量108.0t、軸重18.0tという特殊なものになった。

 ”歴史は繰返す”とは全くこのことである。1/40勾配の別線は明治年間からあったもので、何一つ珍しいことはないが、長大トンネルは技術の進歩により可能となったものであり、直線という好ましい線形でもあり、全般的な輸送力増強の見地からみれば、当然これを採用すべきであったのではなかろうか。少なくとも”幹線”といわれる線路に、1/15勾配の存在する鉄道は世界的にも極めてまれである。特に鉄道は大量輸送を経済的に行なうという使命をもつ以上、根本的な改良が望ましかったと思う。軽井沢駅が地下320mになるということは別の解決策がいくらでもあると思われるのである。

 1/15勾配の新線は丸山−熊ノ平間は現在線の少し北を通り、曲線最小半径350m、トンネルは延長1,218m、896mの2個とし、この間に新碓氷川橋梁(延長101m)を架けた。熊ノ平で旧線と合一し、矢ヶ崎まで9個のトンネルを掘ったが、この区間も大体旧線の北側を通っている。

 新碓氷川橋梁はPSコンクリートで、中央部は70m径間のアーチとした。線路勾配は1/15の区間であり、重量900tにおよんだ。最初はPSコンクリート連続桁橋の予定であったが、急勾配区間なので、アーチの方が望ましく変更された。

 レールは50kgとし、まくら木はPCまくら木を用い、一般区間より重量が大きい。トンネルの中はコンクリート道床、その他は砕石とし、厚250mmとしている。架線はシンプルカテナリー式2本とし、H形コンクリート柱で吊架している。昭和36年4月着工、昭和38年6月完成、7月15日運転を開始した。

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