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碓氷峠の歴史　アプト用SL　アプト用EL　山下善太郎　横軽用ＥＦ63　急勾配用あさま　アプトの道  箱根登山鉄道　HOME

電気車両の第一人者　山下善太郎の”電気車工学”

　山下善太郎技師は戦前の電気車両の大家で、戦後に下の写真の著書を出版しました。
　彼は大蔵省事務次官から国鉄総裁に就任した高木総裁の養父ですが、高木総裁を車両設計事務所（工作局付属機関）全員のパーテイに招待して出席していただいたことがあります。しかしこのことを工作局幹部は何も話さず、こんな電気車工学の専門書のあることは私を始め殆どの職員は知りませんでした。
　私が退職後、鉄道史を調べる中で高木総裁の著書から車両設計ＯＢとしての山下善太郎氏の存在を知り、この本を見つけたのです。こんなこともあって、高木総裁は自らの総裁体験から、国鉄は戦後も戦前と同じだと批判し、またＪＲ発足後に出版された満州事変に関与した十河総裁の伝記本発刊の発起人になったと思われます。
　なお、野沢太三著『新幹線の軌跡と展望』で最近わかったことですが、長野（北陸）新幹線のルートを決める時、当時の高木総裁は軽井沢をぜひ通すよう指示したそうです。
　山下技師はアプト式電気機関車の設計者で横川〜軽井沢間の急勾配に、車両技術者として苦労してきました。
　彼の業績を示すため左下の２つの論文を写真版で示しますが、�Tではアプトなしでは50‰以下の勾配が望ましいとし、�Uでは長い下り勾配のための電力回生制動の現車試験をやっています。
　高木総裁は山下氏の思い出話から国鉄工作局は技術局としての責任を果たしていないことに気付き、急勾配で走行できる新幹線電車を造るよう強く指示し、ＪＲ東になってからＥ(East)系の急勾配用「あさま」ができました。

�T　アプト（歯軌条式）電気車 �U　電気車の電力回生制動 山下善太郎著書 鉄道車両下巻　朝倉希一著の”電気車の部”担当　春秋社　昭和11年 電気車工学　オーム社　上下巻  昭和23年 電気鉄道工学　電気書院　上下巻  昭和27年 交流機器の理論と設計　新思想社 昭和40年 右：最近ネット古書店から入手した、図書館で除籍処分になった山下善太郎の著書、上から電気鉄道工学（上）と電気車工学の上下

　2年半に亘るこの欧米視察を終え昭和2年3月に帰国し、すぐ工作局車両課に配属になった。
　当時工作局は秋山正八工作局長　朝倉希一車両課長の時代で、朝倉課長の努力で日立、東芝、三菱、川崎、東洋との協同設計による電気機関車の国産化に取組み始めていた。
　朝倉課長も優秀な技術者だったものの東大機械科出身で電気の知識は乏しく、本格的に電気車両に取組んできた山下技師にその電気関係の設計を委ねたものと思われる。
　そして最初の国産電気機関車ＥＦ52が7両、昭和3年夏に完成した。
　これの改良版として旅客用のＥＦ53、貨物用のＥＦ10なども協同設計で造られた。
　これらはウェスチングハウス・ボールドウィン社の輸入電気機関車ＥＦ51をモデルにしたものであった。
　そして次に、ブラウンボベリ社製アプト式ＥＤ41をモデルとした国産機ＥＤ42が、協同設計で国産化されることになった。
　すでに旅客用電気機関車ＥＦ52、ＥＦ53、貨物用電気機関車ＥＦ10等がメーカとの協同設計で国産化され、メーカにも電気機関車のノウハウが蓄積されてきていたが、アプト式機関車はそれを熟知しているのは山下技師一人であった。
　彼の指導よろしきを得て昭和9年からＥＤ42の碓氷線への投入が始まり、最終的には28両が製作されて、それまでのアプト式機関車はすべて淘汰された。
　山下技師が大宮工場でアプト式機関車に取組み始めてからは電気機関車による大きなトラブルもなく、昭和36年のアプト式廃止までＥＤ42は安定して走行しその任務を果たした。

　山下技師は昭和15年1月に後進に路を開いて退職され、同年2月に電気車両メーカで組織している春秋会に入り、技術調査部を担当して電気車両の研究を続けられ、昭和20年6月に退職された。
　また昭和22年〜25年電気車両株式会社（春秋会の戦後版）取締役技術部長となり、この他に運輸省東鉄教習所専門部、武蔵工業専門学校等の講師をしている。
　この間、昭和23年にはここで紹介する”電気車工学”を、さらにそれを要約して電気局の協力も得て、電化や信号通信まで範囲を広げた”電気鉄道工学”を昭和27年に出版している。
　その後、工学院大学の電気科の教授となり定年まで長く勤務された。
　山下技師の子女には美代子嬢がいて、彼女が日本女子大在学中、大蔵省で夏休み中にアルバイトをしたことがあり、その頃まだ事務官だった高木文雄氏と懇意になり、その2年後に二人は結婚した（注1）。
　そして高木氏は大蔵省事務次官から第8代国鉄総裁（昭和51−54）に就任したが、就任には美代子夫人は反対したものの養父の山下氏の要望で引き受けたという。
　ここで採りあげた山下善太郎の”電気車工学”はＡ版651ページの大著の専門書なので、ここではその序文とはしがきだけを紹介し、別項で”アプト電気車”の章を写真版で示す。
　その中でＥＤ42はアプト用1つ、車輪用2つの計3つの主電動機があるが、アプトの駆動力が大きすぎると歯車が乗りあげる恐れがあるので、車輪用の駆動力と等しくするのが良いと結論ずけている。
　このアプト駆動力で全体の1/3を分担することは、勾配が2/3に軽減されて44.4‰相当になることを意味している。
　これは急勾配線と云われる神戸電鉄線、南海高野線の50‰より小さくなるから、碓氷峠の66.7‰はアプトで成り立っている鉄道であったと云える。
　大正8年開業の箱根湯本−強羅間の箱根登山鉄道は粘着式での日本最急勾配の80‰の鉄道であるが、2両連結の全電動機の電車で特殊なブレーキ装置も装備されている。
　また、広軌で台車に大きな主電動機の取り付けが可能になっている。

　この本の序文には山下技師の現役時代の上司の山下興家氏と、本著出版時の島秀雄工作局長が寄せている。
　そしてこの出版後、多数の死傷者を出した電車火災の桜木町事故が発生し、その事故対策が終わってから加賀山之雄第2代総裁（注2）と共に、島局長は引責辞任し住友金属に移った。
　日本の占領中のことで進駐軍の兵士も死んだことからＧＨＱが乗出したため、当時この事故は大きく取り上げられた。
　加賀山総裁の後任には長崎惣之助総裁が就任したものの、長崎総裁も洞爺丸、紫雲丸と続く連絡船の海難事故でまた引責辞任し、戦前の中国で活躍した十河信二第4代総裁となった。
　この十河総裁も大事故からは免れ得ず、任期2期目中に起った蒸気機関車の機関士の信号誤認が原因と云われる三河島事故（注3）で、新幹線開業を待つことなく辞任している。
　十河総裁は就任後、藤井松太郎技師長（後の第7代総裁）を更迭して住友金属から島秀雄氏を技師長に呼び寄せ、ここから衆知の新幹線物語（注4）が始まっている。
　新幹線の父と呼ばれる十河、島コンビであるが、島技師長は横川−軽井沢のアプト式撤去（注5）を決断している。
　当時、信越線の輸送力増強のため現場の高崎管理局が横川−軽井沢間を25‰の新線建設を要求していたが、アプト式撤去の複線化で推し切ったという。
　30‰の北陸新幹線の開通で横川−軽井沢間の急勾配の在来線は廃止されたが、アプトのない66.7‰の急勾配はレールと車輪間の粘着の物理現象を利用して走る鉄道には、たとえ強力な電気機関車でも限界があったと考えられる。
　当時の事情は知る由もないが、元々信越線の輸送力増強が目的だったのだから、何故アプトのままの複線にしなかったのか不思議である。

（注1）　私の履歴書　経済人30　p325
（注2）　十河総裁は加賀山総裁の養父にあたる。
（注3）　事故については”空白の5分間　三河島事故　ある機関士の受難：三輪和雄”に詳しく記載されている。
（注4）　高橋団吉著『新幹線をつくった男　島秀雄物語』
（注5）　八木富男著『碓氷線物語』 p164

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序文１　人事院人事委員　元鉄道省工作局長　山下興家　昭和23年9月5日　top

山下興家（やました　おきいえ） 　兵庫県人山下興作の次男。明治14年（1881）4月30日の生まれ。 　明治39年7月東京帝国大学工科大学機械工学科を卒業ののち、翌8月南満州鉄道株式会社に入り、42年から44年9月にわたってイギリスに留学。 　この間またアメリカに出張したが、帰朝後は沙河口工場に勤務し、大正5年移って鉄道院技師となり、9年5月大井工場長、12年3月大宮工場長を歴任、翌13年工作局工場課長、昭和2年機械課長を経て昭和4年秋山正八の後任として工作局長に就任した。 　この前年、欧米各国に出張、3月にはジュネーブに開催の第11回国際労働会議政府委員顧問として活躍した。 　昭和8年退官ののち、この年8月に日産自動車取締役となり、10年日立製作所取締役、14年日本機械学会会長等を歴任。 　戦後は21年7月鉄道審議会委員、23年人事院人事官となって27年12月の期間満了で退任した。 　昭和35年6月20日死去。79歳。 鉄道先人録より

　私が昔鉄道省の大宮工場長であった頃、著者は九州大学卒業の若い電気の技術者として、同工場に勤務して居られた。
　当時軽井沢の電気機関車は故障百出で全く厄介物であった。
　その故障を絶滅したいものと思い立って、徹底的な改造をしたのであるが、これが中々の大事業で、故障発生の度ごとに、その原因を十分に調査して対策を講じた。
　これには電気と機械の完全な知識を必要とするのであるが、著者は単身この難局に当って奮闘された。
　それが非常な成功を収めて、殆んど手が付けられないと一般に信じられていた電気機関車が数年後には、どの蒸気機関車と較べても日本一故障の少ない機関車に変化したのである。
　元来機械の技術者は電気の知識に乏しいし、電気の技術者は機械の知識に乏しいのが普通であるが、電気車両は電気と機械の知識が殆んど等しい位必要である。
　唯知識が必要なばかりでなく、実地に当って色々な故障と闘って、得難いこうした経験を身につけるためには、そうした境遇に多年おった人でなければ達成し難いのである。
　山下善太郎君は上に述べたような境遇から発足して、その後長い間海外を視察せられ、帰国後長年鉄道省工作局に勤務されて、電気車両の設計を担当された。
　その頃私は工作局長として、又同君と一緒に働くことになり、同君が設計者として如何に優秀であるかを十分に見届けることが出来た。
　私が退職して後も、同君は長年工作局で引続いて働いておられたのであるが、昭和15年に退職されてからも、種々の学校でその専門の学科を講義されているばかりでなく、現在も電気車両株式会社取締役技術部長を勤めておられるのであるから、電気車両に関して我国の第一人者であることは全く疑う余地がない。
　同君が今回その専門とされる電気車工学に関する著書を世に出されることとなったので、それが我国の学術進歩の上にこの上ない効果をもたらすことを固く信じて疑わない次第である。
　殊に予備知識を持たない読者にも判り易いように、初歩の原理から説き起してあるばかりでなく、非常に多数の図面を挿入してあるから、その図面を見ただけでも大体要領が得られる位である。
　著者が忙がしい業務に携わりながら、こうした用意周到な大著述をされたのであるから、その一方ならぬ努力に対して心からなる敬意を表するとともに、それが我国技術の進歩発達に多大の貢献をもたらすべきことを信じて、喜びに堪えない次第であって、一言その気持を表わしたいと思い、巻頭にこれを述べることにした。

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序文２　昭和23年9月7日　運輸省鉄道総局　工作局長　島　秀雄　top

　我々の最も尊敬する電気車両界の大先達山下善太郎さんが長年にわたって体得し集積されたデータを、その深い知識と豊かな経験とによって整備按配して、電気鉄道に関する高級な指南書、それも車両から電力施設に至る全設備面のみならず、それ等すべての保守運営にまでわたる広汎な集大成を計画し、戦中戦後の騒がしい中に営々として筆を進めておられたのを承知していた我々は、かねがねその世に出る日の一日も早い事を待ちかねていましたが、今やいよいよ出来上り誠に喜びに耐えません。
　今や新文化日本の建設にあたって形示下に於て先ず整備すべきものは運輸交通であります。
　その根幹を忿すものは何と云うても鉄道であります。
　すなわち鉄道再建の成否は祖国再建の一つのカギとも云うべきものであり、その企画、経営は従来と異って広く一般国民の同意と協力のもとに民主的に力強く押し進めなければならなのであります。
　ここに鉄道問題に対する世間一般の深い理解が要求されるのでありまして、鉄道知識を広め、深める事が祖国再建に欠くことの出来ない大切な事がらとなるのであります。
　その為には先ず大衆向きの説明的書籍の必要なのも勿諭でありますが更に進んで核心を掴み当否を判断するに足る知識を与え養う専門書こそ最も必要なのであります。
　所が従来この種の書籍は頗る少く、特に戦後再建に際して最も重要な事項となった鉄道電化の問題に関しては挙げるに足る様な専門参考の書は殆んど無い状態であったので、山下さんのこの著書の出現はその道に従う後進の指導書として目論まれたものとしては勿諭でありますが、一般国民の高等参考書としても亦、最も時宜を得たものとして高く評価されてよいものと信じます。

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はしがき　筆者　山下善太郎　昭和23年9月　top

　我国は今一途に文化の高い新日本の建設に邁進しつつあるが、その最も重要な任務を帯びているのは鉄道で、資材の輸送に或は旅客の輸送に片時も休む暇のない、悪い言葉でいえば酷使されている状態である。日常生活に於て大衆の足である市街電車、郊外電車等特にそうである。
　鉄道は人体の血管のようなもので、少しでも血の巡りの悪い箇所があるとその部分が麻痺すると同様に、鉄道も片時でも活動が鈍ると国家の産業が麻痺状態に陥り、治安上も由々しい問題が起る。
　依ってその運営、保守等に万全を期せねばならぬが、これと並行してその進歩発達を計ることも我々技術者の重大な任務である。
　昔から国の文化の高度はその国の鉄道の発達状況を観察すれば判るといわれているが、鉄道は国の文化の高度を判定することの出来るー種のバロメーターであって、これを改良し普及することは国家の最も重要な企画の一つである。
　最近石炭の不足で鉄道の運営がはかばかしくないが、これの解決にも鉄道の改良が必要である。
　依って運輸省でもこれの改良に専念されているが、最近次々と拡大されている電化計画などその一例である。
　この最も重要な時に鉄道関係の技術者から最も渇望されているのはその関係の高級な参考書であるが、これが現在我国には乏しい。
　電鉄の参考書が特にそうである。著者が本書の執筆を思い立った動機もここにあるのである。
　依って本書は最初高級な部門だけ書いて一巻に纒める予定であったが、序（ついで）に機械出身の方にも電気部分の構造と理論をよく理解していただくために、又電気出身の方には機械部分の構造、事柄の運動、運転理論等を一通りよく理解していただくために、これらに関する平易な説明を更に追加した。
　従って頁数がかなり増したが、このような平易な説明をつけ加えておくと、これから電鉄へ志される技術者にも極めて解り易いと思う。
　執筆に当って著者の最も苦心した点は、電気部分も機械部分も説明を同じ程度に深く且つ詳しくしたこと、著者の従来の経験、研究、調査事項、見聞等の要点を洩れなく且つ解り易く書いて織り込んだこと、参考図を頁数の許す限り豊富に挿入して目で見ただけで大体の構造、ある程度の理論等が解るようにしたこと等であるが、これは著者がこれまでに修得したことを短い期間に広く且つ詳しく且つ容易に理解していただくためで、若い方々がより以上の研究に速かに着手できるよう、又著者のこれまでの苦労を皆さんが再び繰り返す必要のないよう、言換えれば電鉄技術が足踏みをしないよう希（ねが）うためである。
　以上が本書の狙いであるが、この願望が遂げられれば、著者の欣びこれに過ぎるものはない。
　以上を以って本書刊行の辞に代えるが、尚この際に、執筆に当って絶大なる御後援を恭うした鉄道省工作局の方々に衷心より感謝の意を表し、併せてブレーキ関係の権威者である同局の深沢技官から貴重な資料を種々と提供していただいて本書に光を添えたことをここに書き添え、厚くお礼を申述べておく。
　又本書の出版に当り全員挙って御協力を忝うし利潤を度外視して前例を破り数多くの參考図を挿入することを承認していただいたオーム社に対しても深く感謝の意を表し、就中同社専務取締役田中剛三郎氏及び出版部長三井正光氏から与えられた御激励と御厚意は著者の終生忘れることの出来ない感激であったことをここに書添えておく。