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電気機関車発達史  電気機関車百話  電機機関車読本  田中隆三  HOME

田中隆三の電気機関車百話――T 概説

総目次

T 概説
U 機械装置
V ブレーキ
W 電気装置
X 制御作用
Y 運転
Z 電気機関車と雪

<第1話> 世界の電機運転はいつから
<第2話> 日本の電機運転はいつから
<第3話> 世界の電化の趨勢はどのように
<第4話> 国鉄電気機関車はどの線に
<第5話> 電気機関車の種類はどのように
<第6話> 電気機関車の直流と交流
<第7話> 電気運転の総経費とは何か
<第8話> 国鉄電気機関車の変遷は
<第9話> 電気機関車の車体について
<第10話> 電気機関車の方向について
<第11話> 電気機関車の車両限界について
<第12話> 電気機関車の旅客用と貨物用
<第13話> 電気機関車の運転整備重量とは
<第14話> 電気機関車の製作価格はどのくらい
<第15話> 電気機関車の電力成績はどのくらい
<第16話> 電気機関車1車1日平均走行キロ
<第17話> 電気機関車の修繕費はどのくらい
<第18話> 電気機関車の故障の傾向は
<第19話> 電気機関車の最高速度とは
<第20話> 電気機関車の検査修繕種類について

田中隆三の電気車百話。電気車研究会(現鉄道ピクトリアル社) 昭和33年刊 定価120円
著者は初期の国鉄電化に運転部門で活躍し、国鉄退職後に鉄道ファンのための出版社を設立した。自らの体験と知識を後輩に伝えるためにこの本が記述された。

EF58形直流電気機関車、当時の主力の旅客用機関車

EF15形電気機関車、SLと同様の先台車があるのが特徴

EH10形直流電気機関車、モータ8個付きの貨物用最新形

<第1話> 世界の電機運転はいつから top

 電気機関車と名のつくものがレールの上を走り出したのはいつ頃からか、いろいろの学説があって判然としないが、いまから77年前の1879年、例の有名なドイツのジーメンスおよびハルスケ両氏の手で、ベルリンの大博覧会において延長約600メートルの楕円形の線路上を毎時約13キロで小形客車3両に約20人の乗客をのせて引張った小形の電気機関車(重量不詳)が最初らしい。
 これはイギリスのロバートデビッドソンが、1839年電車(クルマの上に乗客をのせた)らしいものを作ってエジンバラ・グラスゴー間を毎時約6キロで走らせたことに遅れること40年、また例のスチーブンスンが1825年に始めて蒸気機関車を動かした世紀の大発明に遅れること54年ということになる。
 何でも世界一を誇るアメリカにおける電気機関車の発端は、その翌年1880年エジソンの考案になるものが、エジソン研究所のあったメエンロパークで運転されているから、蒸気機関車と電車はイギリスが、電気機関車はドイツが草分けということになる。

<第2話> 日本の電機運転はいつから top

 さて、それでは日本の電気機関車はいつから動き出したかというと、第1話に準じて電気機関車と名のつくものが現われたのを調べると、1899年(明治32年)笹子トンネルの工事用としてアメリカのボールドウィン機関車工場から購入した2両の小形電気機関車が約2,000メートルの区間を運行している記録がある。
 もちろん、これは工事用として動いたもので、営業用ではない。
 一般的には、日本の電気機関車の創始は1912年(明治45年)信越線横川−軽井沢間のアプト区間用として当時の10000形(後のEC40形)が、ドイツのアルゲマイネ電気会社から12両を購入、運転されていることで知られている。
 しかし この区間は66.7‰という急勾配であり、ラックレールと噛み合う特殊構造の機関車であり、速度も常用14キロ以下、最高25キロというものであるから、やはり、本格的電気機関車の採用は1925年(大正14年)12月、東海道線東京−国府津間77.6キロと大船−横須賀間15.9キロを1040形(後のED50→17形)17両、6000形(後のED52→18形)9両計26両で運転したのを嚆矢(こうし)としてよいだろう。

<第3話> 世界の電化の趨勢はどのように

 いま世界各国の電化キロを、データは少し古いが1953年6月現在で調査したものによると、約42,000キロとなっている。
 このうち直流方式によったものが半分以上の23,700キロで約56%を占め、残り18,300キロが交流方式(44%)で、この電化キロは年々非常な勢いで進みつつあることは、当然の話である。
 そこで、どの国が電化キロの割合が多いかというと、やはりスイスの5,194キロで98%という殆ど全線電化の驚くべき数字を示しているのが目立つが、電化実キロからいうと、スエーデンの6,095キロが筆頭でイタリアの5,793キロ、フランスの4,305キロ、アメリカの4,158キロが他国を断然引離している。
 鉄道の老舗であるイギリスはドイツの2,128キロ、ソ連の1,673キロについで僅かに1,508キロで、日本の1,871キロ(1954年3月調べ)を含めると、世界第9位(日本は第7位)になることは注目してよい。
 いま、1,000キロ以上電化している国を順位に並べると右表の通りとなる。

<第4話> 国鉄電気機関車はどの線に top

 日本の電気機関車は横川−軽井沢間の11.2キロに端を発しているが、東海道線初期の電化までには満14年を経ており、また中央線・上越(南)線の電化までさらに6年、仙山線の電化にもまた6年、関門電化には4年、一線区の電化にもかなりの年月が経ているが、昭和12年から18年にかけて
 大糸南線・身延線・宇部線・富岩線・南武線等
の買収が行われているのを含むと、戦争前後へかけてかなり広汎な範囲に電気機関車が動いたといえる。
 戦後は相次ぐ石炭費の狂騰に電化は急角度に進み、
  上越北線・奥羽線・高崎線・東海道本線延長・北陸線・山陽本線・東北本線
 と見る見る運転キロは延びいまや2,210.4キロに達し、回収全営業キロの10.9%を占めるに至った。
 電気機関車運転線区を掲げると下表の通り。(昭和33年5月現在)

線名 区間 専用粁 併用粁 電気方式
東海道本線
東海道貨物線
南武線


鶴見線
横須賀線
伊東線
身延線
飯田線
富山港線

中央本線
青梅線

出陽本線

宇部貨物線
阪和線

関西貨物線
東北本線

山手線

高崎線
上越線
信越線

仙山線

仙石線

奥羽本線
北陸本線
東京−神戸
汐留−新鶴見
川崎−立川
尻手−浜川崎
向河原−新鶴見
鶴見−扇町
大船−久里浜
熱海−伊東
富士−甲府
豊橋−辰野
富山−岩瀬浜
富山−奥田
東京−甲府
立川−氷川
福生−福生河原
神戸−姫路
幡生−門司
居能−沖山新鉱
天王寺−東和歌山
凰−東羽衣
八尾−杉本町
東京−宇都宮
王子−須賀
赤羽−品川
池袋−田端
大宮−高崎
高崎−宮内
宮内−長岡
横川−軽井沢
仙台−作並
作並−山寺
仙台−石巻
陸前山下−釜
福島−米沢
田村−敦賀

22.7


0.8






1.9


1.8

9.8
4.0


10.5

2.5



103.5
3.0
11.2
28.7
20.0

1.8
43.0
41.1
603.3

35.5
4.1

1.3
23.9
16.9
88.1
196.0
8.0

130.2
37.2

54.8


61.3
1.7

115.8

20.9
5.2
74.7
59.1




50.5


603.3
22.7
35.5
4.1
0.8
1.3
23.9
16.9
88.1
196.0
8.0
1.9
130.2
37.2
1.8
54.8
9.8
4.0
61.3
1.7
10.5
115.8
2.5
20.9
5.2
74.7
162.6
3.0
11.2
28.7
20.0
50.5
1.8
43.0
41.1
直流1,500V









直流 600V

直流1,500V















直流600V
単相交流20kV
直流1,500kv



単相交流20kV

306.3 1,588.5 1,894.8

 なお、電車専用粁は315,6キロであって、電気機関車専用粁の305.3キロにたいし約5%多い。

(注)電車専用粁には横浜−桜木町(2.0)鶴見−扇町(5.7)浅野−海芝浦(1.7)武蔵白石−大川(1.0)東神奈川−八王子(42.6)大阪−桜島(8.1)東京−甲府(一部)(3.9)国分寺−東京競馬場前(5.6)三鷹−武蔵野競技場(3.2)前橋−新前橋間(2.5)松本−信濃大町(35.1)福山−下川辺(27.9)横川−可部(13.7)小郡−西宇部(33.2)居野−小野田(11.6)雀田−長門本山(2.3)長尾−片町(26.7)大阪−天王寺(10.7)東京−大宮(一部)(1.3)日暮里−取手(37.4)御茶ノ水−千葉(39.4)計315.6kmである。

<第5話> 電気機関車の種類はどのように top

 電気機関車の分類の仕方には、種々様々な方法があるが、もっとも一般に行われているものに、@電気方式 A用途 B伝動方法 C集電方法D台枠構造 E台車構造 F制御装置などがある。
 @ 電気方式                    
   ア 直流式 低圧・高圧 イ 単相・三相、交流式に周波・商用周波
 A 用途
   ア 旅客用 イ 貨物用(勾配用) ウ 入換用
 B伝動方法
   ア 単独駆動 ツリカケ式・クイル式・カルダン式
   イ 総合駆動連結棒式・スコッチョーク式(注)
   (注)はわが国にはないもの
 C集電方法
   ア 架空電車線式 イ 第三軌条式
 D 台枠構造
   ア 板台枠式 イ 棒台枠式 ウ 鋳鋼台枠式
 E台車構造
  ア 中間引棒式 イ スウイベル式 ウ ボギー式
 F制御装置
  ア 単位スイッチ式 イ カム軸式

<第6話> 電気機関車の直流と交流 top

 第3話で述べたように、現在(1953年調べ)世界の総電化キロ42,000キロのうち、その44%に当る18,300キロが交流方式で占められ、なおこの交流キロはますますふえつつあるという事実は、近年商用周波数(50〜60サイクルのこと)が実用化されるに及んで、いかに世界の眼が直流から交流へと移りつつあることを示すもので、充分検討の余地があるといわねばならぬ。
 まず交流電化論者の言い分を聞いて見よう。(商用周波数を採用するものとして)
ア 引張特性が優れていること
 実測による粘着係数が極めて高い(在来直流機は約0.25に対し、交流機は約0.35)ので著大な起動牽引力が利用できるうえ、直流では速度が高くなると出力も牽引も急に小さくなるし、そのうえ電車線電圧の降下によって出力がさらに低下するが、交流では弱メ界磁の割合が大きくとれて連続定格出力を大きくすることができるので、高速で高出力が出せる。
 高速で直流の約2倍の大きいトルクが得られるという。
 イ 速度制御が自由であること
 一旦起動すれば、その後の加速は変圧器のタップの切換えで行えるので、直流のように起動抵抗の過熱と電車線電圧の降下に悩まされることはない。
 ウ 同一出力にたいして小形軽量機関車でよいこと
 以上の性能からして、同一出力の機関車では小形軽量ですむことは当然で、試験結果からの推定によると、33‰上では交流D形で370トン引けるものが、直流D形では280トン。10‰上では、交流D形で1,000トン引けるものが、直流ではF形を要し、交流C形で1,500トン引けるものが、直流ではH形で1,200トンしか引けない勘定になる。
 エ 商用周波数から特別周波数あるいは直流へ変更する変電所や特別の変電所が不要であること。
 オ 電車線間を含む地上設備が簡単であり、変電所間隔を大きくとれるので、変電所の数が少なくてすむ。
 次に、交流電化の欠点を総合して見よう。
 ア 電気機関車製造費が高くなること
 日本では交流機関車そのものの製作はもちろんのこと、50サイクルの整流子電動機にしても、水銀整流器にしても日本のみならず世界的に製作経験の浅いものを主要機器とすることは製作費の面からいって不利で、試作段階の現在でははっきり判らぬが、交流のD形は直流のF形にほぼ匹敵するものと推定される。
 イ 電気機関車の信頼度に不安があること
  世界的にも製作経験の浅い機関車であるから、工作・運転・保守の各面にわたって直流30年の経験にはその信頼度に到底及ばないものがある。
 ウ 交流・直流接続に余分の費用を要すること
  すでに2,000キロを直流化した日本では、至るところでこの問題にぶつかる。
  しかも、未だ最善の方法が発見されない今日では、交流電化延長の最大のガンとなる。
 エ 通信線への誘導障害の完全防止は困難であること。
  誘導障害防止対策はかなり成功しているが、綴本的に絶滅を期することは困離で、避けられない宿命ともいうべきであろう。

<第7話> 電気運転の総経費とは何か top

 電気機関車の総経費にあげられる項目は、
  @運転費 A作業費 B設備費利子 C減価償却費
 の4項目である。
 運転費には電力費・人件費・物件費・変電費などがあげられるが、このうち最大の経費を要するものはもちろん電力費で、総運転費の約1/2を占める。
 作業費には修車費・保電費・保線費などがある。これらのうち保電費・修車費・保線費の順で経費はかかるが、保電費が総作業費の約1/2分を占める。
 設備費利子は先の保尾費とともに電気転転の得失を支配する重大な要素となるもので、送電線・変電所・電車線・電気機関車・電気機関車庫・暖房車などの新設または新製に対する利子であって、電気機関車の製作費と電気機関車庫費との合計は他の電力線関係の新設費とほぼ見合うのが常識である。
 減価償却費は電気機関車、暖房車をはじめとし、送電線・変電所などの投下資本に対する耐用年数に応じた減価償却費で、電気機関車は20年、送電線その他は25年を耐用年数とし、利子を6.5%として概算される。
 かくして、電気機関車総経費の各項目が占める割合は、上越線を例にとると、
  運転費……22,8%、作業費……43.5%、設備費利子……25.6%、減価償却費……5.3%
 また、電化による利益(年間)を既電化区間から拾うと、
  東海道線(沼 津−浜松)9.4億円、上越線3.9億円、高崎線1.3億円、奥羽線0.6億円
 の順となるが、その利益率は
  東海道線100%、上越線約15%、奥羽線8%、 高崎線約5%
 の順で大差あるが、これには再評価額が考えに入っていないので、これを入れると、
  東海道線18.8%、上越線9,3%、高崎線4.2%、奥羽線1.6%
 となり、依然幹線電化の利用が大きいことが判る。

<第8話> 国鉄電気機関車の変遷は top

 国鉄電気機関車は明治45年信越線にアプト式電気機関車10000形12両を輸入したのが皮切りで、大正14年には輸入車両26両をもって東海道線電化に当てた。
 そしてEF52形8両を国産車として初めて造って、昭和3年には国産車:輸入車の比率は 13 : 87となった。
 その後国産車を次第に増やし、昭和13年には 56 : 54とほぽ同率までこぎつけて戦争に突入したが、戦後急速な電化の進展とともに国産車は飛躍的に増加して、昭和31年には遂に 
91 : 9にまで変革し、国産車は異状な躍進を遂げている。
 いま、主な年次別に総両数をかかげると次の通りとなる。
  両数 割合%
明治45年5月
大正14年12月
昭和3年5月
昭和13年3月
昭和22年4月
昭和24年4月
昭和28年4月
昭和31年7月
12両
26両
68両
161両
287両
361両
399両
529両

7.4
16
42
100
178
224
250
330

<第9話> 電気機関車の車体について top
      |
 電気機関車の車体は外形から分類すると
  @箱型 A中央運転室形 G流線型
の三つに分けることができるが、箱型がもっとも多く標準化されている。
 但し、箱型には在来の前デッキ式の短車体と、蒸気缶を設けるために前デッキをなくした長車体との二つに分けられる。
 中央運転室形は入換専用車に適するが、電気機関車のように進退の自由なものではその必要も少ないので、流線形と同様使用者側からの要求も殆んど出ないのが現状である。
 電気機関車の車体を通路方式から分類すると
  @中央通路式 A片側通路式 B両側通路式
の三つに分けられる。すなわち
 @は車体の両側に機器を配置し中央を通路としたもので、ED24形(シーメンス製)に見られ、
 Aは片側に機器を配置しその反対側を通路としたもので、ED23形(メトロ製)やED18形(デッカー製)に見られ、
 Bは中央に機器を配置し両側を通路としたもので、国産機関車はすべてこれである。
 @は空間の利用率高く機器の点検に便利であるが、機器を外壁に近く配列するから、雨水浸入による故障を起こしやすく、
 Aは通路に余裕がとれるが機器の点検に不便多く、また重量配分がうまくいかない。
 Bは通路を二つに分けるので、空間を余計とられるが、雨水浸入のおそれなく車体内の採光もよいばかりでなく、重量配分上もっとも理想的であるので、国鉄標準形となっている。
 電気機関車の車体は普通
  @高圧室 A主抵抗器室 B補助機械室
の三つに区分される。これらは保守からいっても、故障の際の点検からいっても区別しておく必要があるためである。
 もちろん、保安度からいって、高圧室や主抵抗室官は運転中簡単に接近できないように区分され、機械室は容易に点検ができるように配慮されることが必要である。

<第10話> 電気機関車の方向について top

 電気機関車の車体端にはT・Uの区別がある。
 もとよりTエンドは前でUエンドは後である。
 電気機関車は蒸気機関車のように走行上の性能を左右する「前後」がないのはもちろんであるが、T・Uエンドの区別には重要な意味を持っていることを忘れてはならない。
 まず、車体内の機器配管を完全に対象(シンメトリ)に配列することがない。
 すなわちすべての機器を偶数にもつことが困難である以上、いずれのエンドから入っても、同じ位置に同じ用途の機器を配置することはできない。
 いきおい、右側があり左側があるわけで、同じ機器でもNo1、No2…が存在するわけである。
 次に、日常検査掛や機関車掛の間で修繕申告のやりとりにおいて数多い名称や番号の中で側や順位をつける場合に戸惑ったり、乗務員が不測の故障に遭遇して数多の単位スイッチのうち特定のものの調査に手間取ったり、カットアウトすべきモータの番号の判断を誤ったりしないように、方向はいつでも一定であることが必要である。
 平常所属機関車に馴染みの多い機関区では元より、「エンド」の一定であることの必要性はあるが、丙修繕か甲修繕で6ヵ月〜3ヵ年毎に入場する工場において、修繕申告をただ一つの寄りどころとする場合に特に大切なことなので、通達によって「東京寄を常にIエンドとする」ことに決められ、いつも一定の向きで入場することになっているのもこのためである。

<第11話> 電気機関車の車両限界について top

 車両限界とは、一般に
「これより大きな断面(すなわち車両の高さと幅)を有する車両を作ってはいけない」
という限界を称することは周知の通りである。
 しかし、現行の車両限界は昭和4年に制定されたもので、それ以前は建築限界も車両限界も小さくなっているので、過渡期の暫定的規程として例外を認めていること、しかもこの例外は今なお生きているということも、先刻ご承知の通りである。
 ところで、電気機関車もこの例外の適用に洩れずに“第3縮小限界”に準拠しているのである。
 (注 第1は蒸気機関車および一般車両、第2は電車)
 電気機関車の車両限界は電車と同様、パンタグラフによる拡大部分があるほか、電化工事の節約を図るために縮小トンネルの断面に合せた限界をもうけるとか、アプト式区間では集電靴やラックレールなどの特殊部分があるので、これに合せた特殊の限界をもうけてあるわけで、現行では次の三種がある。
 @ 第3 縮小限界…… 一般電気機関車に対し
 A 第3a     …… 中央線用電気機関車に対し
 B 第3b     …… アプト式区間の電気機関車に対し

<第12話> 電気機関車の旅客用と貨物用 top

 理想から言えば、旅客用と貨物用とは区別せずに両者に兼用できることが、運用効率を引きあげるために望ましいのであるが、現在のところ世界各国ともその段階には至っていないようだ。
 また無理に両用させるとすれば、反対に“いずれにも向かない”といった中途半端なものになるに相違ない。
 そこで、やはり旅客用・貨物用にはそれぞれ相容れない条件が存在するわけである。
 相容れない両者の条件とは――
  旅客用は
   ア 均衡速度が高いこと
   イ 高速度運転に耐えること
   ウ 列車暖房装置を有すること
が必要であり、貨物用は
   ア 起動時の牽引力が大きいこと
   イ 低速度運転に耐え大きい牽引力が利用できること
 ウ 小曲線の通過が客易であること
をあげることができる。
 この両者の第1条件を満足させる方法はいうまでもなく歯単比の選定をどうするかで決まる。
 そしていくら少さい歯単比を採って均衡速度が上昇しても出発抵抗に打ち勝つだけの、また標準上り勾配で引き出しができない程度の牽引力しか得られないのでは旅客用の役には立たない。
 またいくら大きい歯単比をとって牽引力を大きくとれても粘着重量がこれに伴わなければ貨物用としても用を足さない。
 この両者の兼合いの数値は、旅客用2.5以上、貨物用4.5以下というところが理想のようだ。
 次に、旅客用で高速運転に耐える特殊の構造としては、
  電磁ブレーキ・高率の弱メ界磁、車体端の流線化、ボギー式台車
の採用などがあるが、すべてこれからであって、現在のところ実用化されてないのも同然である。
 しかし、貨物用で低速運転での牽引力発揮には
  起動抵抗器の容量増加、砂箱容量増加、空転防止装置、死重の積載、
などは現に行われている。

<第13話> 電気機関車の運転整備重量とは top

 客貨車でいう積車のことを機関車では運転整備重量という。
 すなわち、いつでも本線路で運転できる状態にあることをいうのである。
 運転整備とは「運転に必要な諸条件を具備し、重量の配置を適当に調整した場合」を指す(昭和2年8月第646号)のであって、次の各号に適合するものということになっている。
 ア 砂箱には砂を満載する。但し他の重量をもって砂に代用する場合には砂箱容量1立方メートルつきI,500kgとする。
 イ 乗務員は通常2人とし、1人の重量は70kgとする。
 ウ 道具類は運転に必要なものを積載するものとする。
 エ 輪鉄その他摩耗部分は設計通りの状態にあるものとする。
 従って、空車とは運転整備の場合より砂および乗務員の重量を除去した場合をいうことになるので、蒸気機関車の場合ほど差はなく、殆ど問題とするには当らないほど小さい。
 但し蒸気缶を備えたものは冬期間外は取卸すのが建前となっているので、相当の重量差がある。
 現有機関車の運転整備重量と空車重量とを比較すると、右表の通りとなる。
 すなわち,運転整備と空車の重量差は
 普通旅客用で0.4〜0.6トン、貨物用で0.5〜0.9、暖房用蒸気缶付で5.5〜7.3トンというところである。 
形式 運転重量 空車重量
ED10
ED11
ED14
ED15
ED16
ED17
ED18
ED19
ED42
EF10
EF11
EF12
EF13
EF14
EF15
EF16
EF18
EF50
EF51
EF52
EF53
EF55
EF56
EF57
EF58
EH10
61.10
59.60
59.97
59.33
76.88
59.80
65.86
67.70
63.36
97.50
97.70
99.50
99.00
110.00
102.00
105.92
113.00
97.00
89.66
108.00
98.88
100.38
110.82
110.82
115.00
H8.40
60.00
58.90
59.02
58.96
76.40
59.40
65.46
67.10
62.84
97.00
97.20
98.10
98.11
109.54
101.11
105.03
112.48
96.50
89.03
106.85
98,37
99.83
105.26
105.26
107.66
117.50
1.10
0.70
0.95
0.37
0.40
0.40
0.40
0.60
0.52
0.50
0.50
1.40
0.89
0.46
0.89
0.89
0.52
0.50
0.63
1.15
0.51
0.55
5.56
5.56
7.34
0.90

<第14話> 電気機関車の製作価格はどのくらい top

 1両の電気機関車には高価な鋼材約6〜7トンを使用されているといわれるくらいで、従って製作費は同一重量蒸気機関車と比べて約2倍近く高い。
 いま戦前の価格を参考のために調べて見ると、戦前は外国製と国産とがあり、前者は大体5割見当高いものとされ、
  外国製 4モータ付で15万円から20万円
      6モータ付で 26万円から29万円
  国産  4モータ付で 13万円から(ED16)14万円(ED42)
      6モータ忖て 16万円から20万円
 戦後は外国製品はなくもっぱら国産も6モータ付と8モータ付のみであるが、その価格も約300倍に跳ね上がり、
      6モータ付 EF15形 5,569万円
            EF58形 6,297万円
      8モータ付 EH10形 7,162万円
となった。
 また交流機関車は未だ試作期をぬけたばかりであるから、適正な価格が出てないが、ED70形で5,000万円見当と見られている。
 (注)蒸気機関車は戦後改造のみであるから比較する資料がないので、電車について製作単価を参考までにあげると次の通りで、モハで電気機関車の約1/3となっている。
   モハ70形 2,149万円    モハ72形 2,078万円
   モハ80形 2,154万円    クハ76形 1,116万円
   クハ79形  974万円    クハ86形 1,179万円

<第15話> 電気機関車の電力成績はどのくらい top

 電気機関車の運転費には電力費・油脂費・人件費などがあるが、そのうち電力費はもっとも重要な要素であるにもかかわらず、これについての関心度は一般に低いと云われるので、ここにとりあげて見たい。
 電力、消費量は普通換算車両百キロ当りについて見るもので、線区によって非常にちがう。
 もっとも巨大な消費をなすのはいうまでもなく横川−軽井沢間(アプト式区間)で、仙山線・奥羽線・中央線・山陽線・上越線・東海道線・高崎線・山手線の順序となっている。
 これらを右の30年度の年報から拾って見よう。
 この表で判ることは,牽引両数の多い線区ほど電力量は少ないことで、たとえば東海道線と高崎線とを比べると僅かながら高崎線の方が成績のよいのはちょっと奇異の感があるが、牽引両数が多いためである。

 また山手線の最低10.22KWhが特に目につく。
 また旅客列車との比較はこの表には現われていないが、山手線は貨物だけであるからこれを参考にすると、貨物列車は消費が少なく、旅客は幾分上回ることが判る。
 但し山手貨物は通過が多いから、旅客列車の急行と普通とでは前者が著しく少ないのを見れば、この数字も正確に貨物列車を代表しているものではない。

<第16話> 電気機関車1車1日平均走行キロ top

 電気機関車の1日1車平均走行キロ(使用両数に対するもの)は、電化キロの延長と共に次第に長距離運転の効果が現われ増延し、昭和26年247キロ、27年259キロ、28年275キロ、29年285キロ、30年297キロとなっている。
 このうち、30年度の時刻改正で東京区のEF58は877.6キロ(吹田区のC62は608.2キロ)に達するものさえ現われたが、さらにEH10形の本格的使用と共に宮原区では670キロをオーバーするものが貨物用機関車に現出したことは、電化の前途をいよいよ明るくするものと考えてよい。
 いま、30年度における電気機関車の使用成績の総平均を統計から拾って見ると
          使用両数に対し  配置両数に対し
  EF50 (台)    397.9km     331.0km
  EF10 (台)    287.3       241.1
  EH10       465.7       378.7
  その他(D形)   162.8      127.8
 これを同年度の蒸気機関車のそれとくらべると
  C59、C62     361.1km     287.5km
  D52、D62     281.8       228.9
  C10、C11     159.6       124.9
  E10         214.1       171.3
であって、EHとは比較にならないが旅客用では断然多く、貨物用でも上回っていることが判る。
 ただE10が小形機関車としてはD形の総平均に優っていることが目立っている。
 使用成績のついでに、予備率を調べてみると、東海道電化当初は別として電気機関車予備率は長い間30%というのが常識であったが、その後外国製機関車の淘汰と部品の標準化が進んだために漸次良好となり、30年度においては、
 EF50台10%、EF10台9.8%,EH10台12.7%、その他(ED形)でも15.1%、
であって総平均11.1%を示し、蒸気機関車の14.3%を上回る好成績を得ていることは注目される。

<第17話> 電気機関車の修繕費はどのくらい top

 電気機関車修繕の種類には甲修繕・丙修繕・臨時修繕の区別があることは前に述べたが、1両当りのこれらの費用はどのくらいかかるものであろうかを調べてみよう。
 電気機関車1両当りの総平均修繕費は年々増加の傾向にあり、昭和11年度を100とすると、26年度205倍、30年度は280倍となっている。
 いま30年度の実績によると、
  修繕種別    修繕両数    修繕費
  甲修繕      189     2,046,582円
  丙修繕      417      852,050
  臨時修繕     124      125,784
 この価を電車に比べると、電動車1両当りは
  更新修繕      74     2,379,486
  甲修繕     1,511      885,076
  乙修繕     1,580      373,702
であり、更新では電気機関車の甲修繕を上回る高額となっているのが目立つが、これは例の桜木町事故などの影響による6大工事などを含む取換・改造工事が多いためとみることができる。
 また、蒸気機関車1両当りは
  甲修繕     1,375     2,711,761
  乙修繕     2,506      979,583
  丙修繕     1,421      512,955
  臨時修繕     501      149,079
であって、甲修繕は断然多く約3割上回るのに対し、丙修繕は約6割に相当するのは、甲修繕でボイラ関係、殊に煙管の取換に費用が掛かるためてあろう。
 現在国鉄が所有している電気機関車522両(30年度)中126両すなわち24%は小形(含アプト式)で3/4は大形であるが、その修繕費額は重量比によって2/3とはならず、小形の方が80%程度を示していることは、車両が古いために当然のことといわねばならない。

<第18話> 電気機関車の故障の傾向は top

 電気機関車の故障は、外国製車の漸減と新車の加速度的な増加によって減少の一途をたどっていることは他の車両故障とほぼ同一の傾向をもっている。
 試みに29年度に比べた30年度の故障総件数を運転局調査の統計から拾うと、走行100万キロ当りの件数は
           A(大)   B(中)   C(小)
   29年度     1.56     2.37     23.60
   30年度     1.44     2.05     21.90
   割合      0.93     0.87      0.94
と6〜13%の減少を示す。この調子でゆくとA故障で待望の1.0を割るのもそう遠いことではないだろう。
 このうち、A故障だけを箇所別に見ると(30年度)
 @ 主電動機…9件
 A 電動発電機…7件
 G 単位スイッチ・制御回路配線…各5件
 C 主回路配線・補助回路配線…各4件
 D 暖房器関係・ギヤー…各3件
 E 果電装置・抵抗管・車軸・コロ軸など…各2件
という順序で、主電動機関係が相かわらず1位を占め、電動発電機がこれにつぎ、単位スイッチ・脱線関係がこれについでいることは、今も昔も変りない。
 しかし、これらの多くは旧形に多発していることは当然である。
 C故障になるとずっとこの傾向は変り、
  集電装置が最高の121件、空気ブレーキ88件、主電動機75件、単位スイッチ70件、暖房器69件、送風電動機52件、主回路  配線41件、連結装置36件
が主な順位であることは、使用状況の過酷なものに多いという結果であって、故障防止対策に違算ないことが望まれている。

<第19話> 電気機関車の最高速度とは top

 動力車の最高速度は蒸気機関車・電気機関車・電動車・気動車等動力車の種類によって違った理由で決められていることは周知の通りである。
 電気機関車の最高速度は主電動機電機子の回転によって制限を受ける。すなわち一般に1時間定格に当る“回転数の2倍"を最大としている。
 これは電機子コイルが遠心力によって飛び出し、電機子を巻いているバインド線が切断する恐れのある限度と見なされているためである。
 機関車速度(V)は電機子回転数(n)と動輪の直径(D)に比例し、歯車比(r)に逆比例(V=n×60×πD/1000r)するものである。
 このことから動輪公径・主電動機特性・歯数比の異なるごとに機関車最高速度は相違するのが当然であるが、これでは実用上甚だ煩雑に堪えない。

 そこで運転心得採用の最高速度には電機子回転数を1,300〜1,600回毎分と、ある幅をもたせて実情を考慮110、100、95、85、75、65の6段階の速度に分けて制定されている(動輪1,200mm直径以上の場合)。
 この6段階に決められた根拠は前の表でご判断願いたい。

<第20話> 電気機関車の検査修繕種類について top

 電気機関車の検査・修繕の種類は、従来は「機関車検査規程」と「車両修繕種別」の二つの規程で定められ、検査種類は
  ア 仕業検査 イ 交番検査 ウ 一ヶ月検査 エ 六ヶ月検査 オ 一般検査 カ 臨時検査
の6検査があり、修繕には工場修繕と区修繕との二つがあり、前者は
  ア 一般修繕 イ 局部修繕
の2修繕があった。
 しかし、以上の検査と修繕は不可分のものであり、検査が行われるところに必らず修繕が伴うという見方から、昭和24年12月新たに「電気機関車検査修繕規程」なるものが制定されて、この後者は一つの規程に納められることになり、同時に一部検査の改廃が行われた。
 すなわち、
  ア 仕業検査 イ 交番検査 ウ 丙修繕 エ 甲修繕 オ 臨時修繕
の5種類である。
 これらのうち、
  臨時修繕を除いて他はすべて定期的に行われるもので、
  仕業検査は使用中の機関車の“要部”の状態及び作用を“確認”する検査であり、
  交番検査は各部の機能及び作用その他“全体”に亘っで完否を”確認”する検査であり、
  丙修繕は”要部を解体”して各部に亘って行う検査修繕であり、
  甲修繕は各部を解体”しで”全般”に亘って行う検査修繕である。
 この甲修繕と丙修繕とは程度の相違はあっても、いずれも機関車を解体して機関車全体について行われるもので、従って甲修繕を行った機関車は丙修繕を、丙修繕を行った機関車は交番検査を行ったものと見なされることが特長である。
 これらの各検査修繕の回帰(一回の検査から次の検査までの期間)については、昔は”時間の経過”を基礎にして決められたものであるが、現行規程はすべて車両各部の損耗は”距離の経過”によって起るものと予想するのが妥当であるとの見方に立って、走行キロを基礎として車令・構造(形式)・列車重量・速度・線路などを加味して定められている。

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