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田中隆三の電気機関車百話――�U　機械装置

く第21話>　電気機関車の運転室について top

　電気機関車の運転室は、箱形車体においてはアプト式機関車を除いて両運転台となっていることは周知の通りである。
　従って奥行は従来車（ＥＦ52・53・56・57、ＥＦ10・11・12・旧13・14・15）のように先台車の上に昇降台のあるものでは1,300mm前後であって、余り余裕のある構造とはできなかった。
　すなわち、機関士席のうしろに1人分の立席を取ることは難しかった。
　運転室（前後方向）の拡大は、運転方面からしばしば機関士指導と助士のタブレット受授に必要として要求されたもので、戦後の設計になるＥＦ15・58以降ではじめて1,600mm となり、ＥＨ10形は2,100mm となってこの要求は満たされたようである。
　高さは2,060mmが標準となっているが、ＥＨ10は2,110mmと50mm高く（台車の関係）奥羽線用は100mm低く1,960mmとなっている。
　これはたくさんのトンネルに掘下げの工費を考慮したのに外ならない。
　しかし、いくら日本人でもこの程度が限度てあろう。
　床板の高さは1,500mmが標準であるが、アブト式（ＥＤ42形）は台車の構造と�D陥直径の小さい（1,070mm）ためにl,460mmとなり、ＥＨ10形は台車の構造から1,400mmとなっている。
　機前配置の差は、第1・2エンドとの間においては、2台ある補機のカノピスイッチは1エンドヘ集中するほか2エンドヘは手ブレーキが設けられるのが標準である。
　空気ブレーキ部品としては切換コックは1エンドに、締切コックは2エンドに設けられる以外は両運転室の間で相違はない。

<第22話>　電気機関車の機器配置はどのように top

　電気機関車は蒸気機関車のボイラのように超重量のものが載るのとは異なり、せいぜい1トン程度の主電動機が最も重い部品で、他はそれ以下の細々したものが多数に配置される関係上、その配置は重量配分にデリケートな影響を持つものである。
　重量配分は両運転室直下が軽くなるのは当然であるわけで、粘着重量を要する貨物用機関車で両エンド近くに死重を積んでこれを調節するのもこのためである。
　まず、主電動機であるが4個または8個の場合は1台車に向い合わせて取付け回転方向を逆にさせれば、回転方向による粘着重量の変動も少なく重量記分も理想的に行われるが、6個の場合は1台車だけで釣合わせることは困難で、2台車として回転方向と取対抗置による重量を釣合わせる方法をとっている。
　すなわち、
　�@　No1・6を外向けにそれぞれ取付け、No2・3とNo4・5とを向い合わせて取付ける方法と、
　�A　第1台車も第2台車もそれぞれ外向けに全部取付けるか、位置は右と左に交互にする（ＥＦ51形）方法とがある。
　�Aの方法は回転方向による重量移動が行われ空転の機会が多いようで、現在は�@を標準としている。
　その他の主要機器の配置については配線と検査との二つの相容れない制約があるが、偶数のものについてはよいとしても奇数または数の多いもの、例えば単位スイッチの配置は余り検査本位には行われない。
　ＥＨ10のように2車体にまたがる場合にこの不利は甚だしい。
　よって保守または運転関係者はその機器配置を早期に飲み込むことが必要で、運転台の方向を常に不変にする必要性もここにあるのである。

<第23話>　電気機関車の動力伝達装置 top

　現在ある電気機関車の動力伝達装置の標準は「一段歯車減速、吊り掛け式」となっている。
　（アプト式は一段歯車減速、連結棒式）
　吊り掛け式の一段歯車減速というのは、いうまてもなく軸吊り掛け装置の代表的なもので、最も古くから多数採用されている2枚の大小歯車を噛み合せて主電動機の回転を減速して動力を伝える方法である。
　これに対して、当今台車装架装置のものとして中空軸式（クイルドライブ）やカルダン軸式（カルダンドライブ）などが電車方面で盛んに採用され出した。
　吊り掛け式歯車減速式の特長は構造簡単で頑丈であること、大容量の電動機にも用いられることであるが、バネ下重量が大きい欠点がある。
　これに対し、台車装架式は主電動機をバネ上に支持することができ、中空軸式では電動機と独立した頑丈な歯車箱をもつことができる利点があり、主電動機を高速軽量化し小容量とするならば電気機関車にも使えるというので、わが国ではイグナイトロン式交流機関車（ＥＤ70形）に採用して好成績をあげ、続いて小形岩沢機ＥＤ60形にも採用されようとしている。
　一段歯車減速式では
　　小歯車の歯数：大歯車の歯車＝大歯車の歯数／小歯車の歯数（整数）
　で表わすのが普通であって、これを普通「歯数比」と称している。
　例えばＥＦ58形においては
　　歯数比…28 : 75＝1:2.68
　と表わすようである。
　ここで注意すべきは「歯車比」と称する用語がある。
　歯数比と歯車比との語義の相違は別に定められたものはないが、歯数比は上記のような算式をもって示したもので、歯車比とは歯数比を整数で示したものすなわち、上式では2.68を指すものてあるという解釈が下されているようである。

<第24話>　電気機関車の台車には top

　電気機関車の台車といえば普通主台車のことを指す。
　すなわち、主台枠・動輪および連結装置なとから組立てられた装置のことである。
　主台車は側梁を枕梁・横梁などで結びつけた構造を有し、側梁の構造は
　　�@　一般に棒形の鋼枠をくり抜いたもの（棒台枠という）、
　　�A　鋼板枠を組合せたもの（板台枠という）
　　�B　台枠全体を一体の賄鋼製としたもの（鋳鋼台枠という）
などがある。
　またＥＨ10形のように電車と同構造のボギー台車を用いたものもあるが、現在のところ棒台枠台車が圧倒的に多い。
　なお一般に車体の荒垣は大部分主台車の枕梁にかかることはいうまでもない。
　アプト式（ＥＤ42形）のように主台枠に直接車体を載せたものは台車とは呼んでない。
　主台車の呼称はＨＴを冠し、50〜60台の番号を付している。
　いま主な形式の主台車形式をあげると次の通り。
　　ＥＦ10（1〜16、18、19、25〜29）……ＨＴ56
　　ＥＦ11　　　　　　　　　　　　　　　……ＨＴ56
　　ＥF10 （17、30〜24）……ＨＴ57（鋳鋼台枠）
　　ＥＦ10（30〜33）　　……ＨＴ58（鋳鋼台枠）
　　ＥＦ10（34〜41）　　……ＨＴ56A
　　ＥＦ12　　　　　　　　……ＨＴ56A
　　ＥＦ13　　　　　　　　……ＨＴ56B
　　ＥＦ15、 16　　　　　……ＨＴ61
　　ＥＦ18　　　　　　　　……ＨＴ60
　　ＥＦ55　　　　　　　　……ＨＴ54、55
　　ＥＦ56（1〜7）　　　　……ＨＴ53
　　ＥＦ56（8〜11）　　　……ＨＴ59
　　ＥＦ57　　　　　　　　……ＨＴ59
　　ＥＦ58　　　　　　　　……ＨＴ60
　　ＥＨ10　　　　　　　　……ＤＴ101
　なお、ＨＴのＨはドイツ語のHaupt（Main）の、ＤはDrivingの、ＴはTruckの頭字である。

<第25話>　電気機関車の先台車には top

　先台車は一般に車体上の重量が増大するとき重量の一部を負担するか、または動輪の走行を容易にするため、すなわちタイヤ摩耗を防ぐために設けられるもので、1軸と2軸があることはご承知の通り。
　蒸気機関車には先台車と共に従台車があって前進・後進の両方に殆ど同じ目的に使われるが構造は異なる。
　しかし電気機関車では前・後進共に同じ構造であるため、従台車はＥＦ55形のように片運転式のものを除いてはない。
　先台車は復元装置の種類によって、
　　�@エコノミー式　�Aコロ式　�Bリンク式　�Cバネ式
などがあることは知られているが、現在は一部旧形機関車を除いて、
　　1軸先台車はコロ式またはエコノミー式、2軸先台車はエコノミ一式と思ってよい。
　先台車で一番問題となるのは、曲線へ入ったとき主台車の進行をいかに誘導するかにあるもので、これがためには、先台車を主台枠に対して常態に復させる力すなわち復元力をできるだけ小さくとること、いい換えれば主台枠のために一層外側レールに向けようとする力を小さくすることが必要なわけである。
　しかし、復元力の根源をなすものは先台車の上に加わる重量であるから、この復元力を小さくするには先台車への負担重量を軽くせねばならない。
　しかも、偏倚量に比例して復元力が増加するようになると、偏倚量が極限値に達すると脱線の危険は増大することになる。　そこで復元力は偏倚量に関係なく一定であることが望ましい。
　エコノミー式もコロ式も偏倚量に無関係に復元力が一定である点に特長があるのである。
　先台車の記号にはＬＴを冠し、以下100台の数字で形式を示すことになっている。
　現有の電気機関車の主な先台車記号形式ば次の通り。
　　ＥＤ16　　　　　　　　　　　　……ＬＴ124
　　ＥＤ19、ＥＦ51　　　　　　　　……ＬＴ141
　　ＥＦ10、11、12、13、55（後）……ＬＴ112
　　ＥＦ14、 56、57、　　　　　　……ＬＴ216
　　ＥＦ15　　　　　　　　　　　　……ＬＴ125
　　ＥＦ50　　　　　　　　　　　　……ＬＴ251
　　ＥＦ52　　　　　　　　　　　　……ＬＴ212
　　ＥＦ53　　　　　　　　　　　　……ＬＴ214
　　ＥＦ53 （7以降）55（前）　　……ＬＴ215
　　ＥＦ58、11　　　　　　　　　……ＬＴ221
　ここで、ＬＴのＬはLeading、 ＴはTruckの略であり、
　第1位の数字は先輪の軸数（ＬＴ1…1軸台車、ＬＴ2…2軸台車）、
　第2位の数字は復元装置の種類（1…エコノミー式、2…コロ式、3…傾斜面式、4…リンク式、5…バネ式）、
　第3位以下は台車の同一形式内の番号を示す。

<第26話>　電気機関車の自動連結器には top 　電気機関車用自動連結器の種類には 　　シャロン式・アライアンス式・坂田式・柴田式（引張摩擦装置および輪バネ式） の4種がある。 　この外国式自連を採用しているのは、いうまでもなく輸入機関車であって、国産機関車にすべて坂田式と柴田式の2種類であることも当然であろう。 　但し国産機関車にも時代と共に変遷があり、国産のごく初期の機関車には坂田式（ＥＤ15形など）標準機関車製造当初には柴田式引張摩擦装置（ＥＦ52・53形など）であったものが、戦後の本格的電化推進期に入ってからはもっぱら柴田式輸バネ装置になっている。 　いま、以上を形式別に分けると次の通りとなる。

(注)第1種とは一種のバネで引張・摩擦の副作用に勤くものであり、第2種とはバネは圧縮力には作用するが、引張力には作用しないものである。

<第27話>　電気機関車用中間連結方式とは top

　電気機関車の中間連結装置というのは、車体が二つに分れるか、台車が二つに分れている場合に、これらの間をつなぐ装置を総称するのであって、前者の場合はわが国ではＥＨ10形で始めて実現したものてあるが、後者の場合は電気機関車誕生以来（ＥＢ10形のような単台車は別として）存在したものである。
　中間連結方式には連結ピン式と中間引張棒式とがある。
　連結ピン式はまた玉継手式とも呼ばれ、台車間の連結に用いられ、両方の台車からそれぞれ1本ずつの腕を出し　この間に1本のピンを挿入し、これに玉運動をさせるもの。
　この方式は水平ピンを中心として上下・左右にフリーモーションが許されるのが特長であるが、連結部に強度をもたせることが難しいようで、外国製ＥＥ・ＧＥ製のものには早くから採用され、国産でもＥＦ56形に用いられたがその成績は中間引棒式に劣るといわれる。
　中間引棒式は両方の台車または車体にわたる引棒にそれぞれ1本のピンを挿入して連結し、2エンド側のピン穴を楕円形として余裕をもたせたもの。
　構造簡単で丈夫なので旧標準形をはじめ新ＥＦ15・58形におよびさらにＥＨ10形（車体間連結）に至るまで最も広く用いられる。
　ここに注意しなければなららぬのは、中間連結装置は引張力だけのことを考えるばかりでなく、圧縮力に対してはもちろん、台車の復元作用をも併せて考慮せねばならぬことである。
　すなわち、中間引棒式ではそれ自体では転向作用をしないで、後位台車へ転向に要する全力を負担させるので、中間連結部分には台車の復元装置を設ける必要がある。
　中間横梁を曲面としたり、横方向に複心バネ装置を設け、運転中台車の蛇行動を制限し、曲線通過を容易ならしめているのはこのためである。

<第28話>　電気機関車用パンタグラフの種類には top

　電気車用パンタグラフは創始以来
　　�@　バネ上昇、空気下降（spring rise、 air down）――電車用
　　�A　空気上昇、重力下降（air rise, gravity down）――電気機関車用
の2方式があることは知られている。
　また�@のバネ上昇、空気下降式は電車に、�Aの空気上昇、重力下降式は電気機関車には殆ど専用化されていることも常識となっている｡
　なぜか………
　�@のバネ上昇・空気下降式はバネには常に上げ作用が働いているので、この作用を抑えているフックを外してやれば押し上げられるが、下げるときは下降シリンダヘ空気を入れてやって主軸を回して枠組を折りたたむ方式である。
　これは構造は簡単で取扱も容易、軽量安価で作れる特長があるが、押上げ力性能は良くなく電流容量の大きいものに適さないという重大な欠陥があるために、空気力でいつも上げられている（実際はバネ作用も補助的に働くが）。

<第29話>　電気機関車用主電動機の種類には top

電気機関車用主電動機は、電車用にくらべて用途からいっても、性能からいっても大容量とすることが必要であって、電車用の容量が100キロワットから150、200キロワットと進むにつれ、電車機関車用も230キロワットから270キロワット（ＥＦ12、13、15、57、58形）となり、さらに325キロワット（ＥＦ58、ＥＨ10形）となっているが、このあたりが狭軌用主電動機容量の限界といわれている。 　230キロワット時代から見ると、270キロワットになるには電機子直径で40ミリ増したほか、電機子コイル・界磁コイルの断面増加や電機子軸直径の増大が行われているが、さらに325キロワットヘと2割も容量増加にはどんな改良が行われたろうか。 　これには、絶縁材料として従来使ってきた紙・綿類などはすべてガラスおよびマイカ製品と置き換え、これを処理するワニスも数段とすぐれた特Ｂ種によったことをまずあげねばなるまい。 　さらに口出線を合成ゴムシース電線（ネオプレン電線）としたことも増量に力あったことはいうまでもない。 電気機関車用主電動機の主な形式を掲げると次の通りである。

<第30話>　機関車用車輪の直径について top

　電気機関車の車輪には、一般機関車と同様動輪と先輪（従輪）の2種類があることは、いまさら述べるまでもない。
　また動輪とはいうが、連結棒式のＥＤ42形を除いて蒸気機関車のように釣合錘を設けたものはないので、先輪と全く同じ構造であることも一見すれば分る。
　問題は直径・車輪・輪心・タイヤなどに帰する。
　まずここでは直径について話題を取上げて見よう。
　買収機関車とＥＢ10形を除くと1,070、1,250、1,400ミリの3種となるが、1,400ミリの方はＥＤ24、ＥＦ50形の2形式だけであるから、現在のわが国電気機関車動輪の直径は、1,070と1,250ミリの2種だけということになる。
　しかも1,070ミリの方はＥＤ42形の標準直径であるから、日本の電気機関車は1,250ミリ一色といってもよい。
　さて、電気機関車用動輪直径は旅客・貨物の用途に応じて前者は大きく、後者は小さくとるのが理想的であるが、電気機関車には都合のよいことには歯車比というものがあって、直径の大小をある程度カバーできる特長があるので、この特徴を生かして、できるだけ統一することが望ましいわけである。
　この意味で1,250ミリが最も理想的な数字であるかは理論的根拠はないようだが、今までのところではかなり良い数字であるという向きもある。
　しかし時は高速度電動機万能の世代となりつつある。
　主電動機の回転数が高速化すればするほど、車輪の直径の大きいことは無駄になるだけでなく、機関車の重心を高くして動揺が大きくなる。
　そこで、近く登場せんとするＥＨ50形には1,070ミリを動輪直径として採用することは当然といえよう。

<第31話>　大・小歯車の材質と構造 top

　電気機関車用歯車の材質は小歯車と大歯車とによって異なり、小歯車は大歯車よりも直径は小さく回転力を伝える度数からいっても3〜5倍となるので、強力な鋼材で造られる。
　すなわち普通小歯車はニッケルクローム鋼という硬度の高いハガネを用いて作られ、製作公差も厳密であって歯先円の直径で＋0mm、−0.5mm、 刻み円にそった歯の厚さで−0.05mm〜−0.20mmというようにきめられている。
　大歯車は特殊鍛鋼（ＳＦ54）で作られるが、製作公差は小歯車よりもやや緩和されて歯先円の直径で＋0mm、−2.0mm、刻み円にそった歯の厚さで−0.05mm〜−0.30mmとなっている。
　しかし、大歯車は小歯車の歯先から強力な回転力を受けるに際して直径が大きいので車軸に伝えられるモーメンタムは非常に大きい。
　またこれと反対に強大な回転力を伝えている勾配線や、加速時において急激にノッチを切るとすると、歯先に与えるショックが大きいためにしばしば大歯車（主として）の歯先を折損することがある。
　このために、大歯車の歯車心と歯車輪との間には歯先に受けたショックを吸収するために輪バネかコイルバネを挿入するのを普通とする。
　小歯車は歯単比を大きくするほど直径が小さくなるが、強度の点から限度がある。
　現在では上記のように特殊鋼を用いて20枚程度を標準としているか、比較的歯が折損することは少ない。
　小歯車は電機子軸に1/10のテーパりをつけて熱湯で温めてその膨張率を利用して圧入しキー及びナットで締めつける。
　東海道線雪化当初にＥＥ製機関車が断流器の一段切のために、ショックで大歯車折損事故が頻出したのを二段切装置に改良して、この事故を著減したことや、戦後ＥＦ15形にバネ無し歯車使って大歯車欠損に悩んだことは今は昔の語り草となってしまった。

<第32話>　大小歯車の歯形について top

　吊り掛け式駆動装置で電動機の回転力を電気車の牽引力に変換する手段の最も重要な一つは大小歯車の噛み合せによる歯車装置である。
　ところが、平常は歯車装置は歯車箱内にギヤグリースと共に納まっていてとかく関心度が薄い。
　そのくせ、一且故障が起ると車輪が動かなくなるという重大事件に遭遇するのである。
　そこで、歯車に関する二、三の話題を拾ってみよう。
　まず、第一に歯形である。電気車の歯形はインボリュート歯形（円の周囲に糸を張って順次これを周囲より離してゆくときその端点が描く曲線であることは知られている。
　なぜサイクロイド歯車（一つの円が他の円に外接しつつ転がり接触をして進むとき外接円の一点が描く曲線）が用いられないかというと、強力な力の伝達に適すること、歯数の選択が自由であることなどがあげられる。
　インボリュート歯車のうち、電気車に使用しているのは長短アデンダム式というものて、ピッチ円から歯先まての深さを小歯車は長く、大歯車は短くして歯車の”滑り”をできるだけ少なく、いずれの回転方向にも力の伝達が完全に行われる特性をもっている。
　日常機関区における作業で大小歯車の点検を行う機会は、丙修繕以外はないから、歯形を仔細に眺めることは少ないので、図面で歯形を覚えると共に、次のような寸法を記帳しておいて実物を見たときにチェックをしてみると面白い。
　この寸法は電気機関車のどの歯形にも共通である。

<第33話>　大小歯車の歯数と歯車比 top 　前話で電気機関車の歯形はいずれも同じ形、同じ厚さ、同じ歯の深さであると述べた。 　このことは第34話で述べるモジュールと関係をもつのであるが、主電動機の一定の出力（ここでは200kW以上）に対する歯車の強さは一定でよいわけで何も不思議はない。 　このことは大小歯車の指数を決める上に大切なことで、一定の主電動機を使って歯数比を変えて旅客・貨物2用につくる場合、一つの枠があるということである。 　すなわち、歯数が増えると直径が大きくなり、歯数が減ると直径は小さくなる。 　しかも、これは正しく比例して増減するのである。 　大小歯車の歯数比は適当に選定しても、両歯車軸の直径の和つまり両歯車の軸心距離は一定でないと初め設計された主台枠に納まらないということになる。 　これを言い換えると、両歯車の歯数の合計は一定であることが必要である。 　いま国鉄電気機関車を指数比順に分類してみると主なものは次の通りとなる。 　すなわち、ＥＤ16形の17＋81＝98枚とＥＦ53形の27＋71＝98枚、またＥＦ15形の20＋83＝103枚とＥＦ58形の28＋75＝103枚とのようである。

<第34話>　歯型のモジュールについて top

　歯形におけるモジュール（Module）という語は日常業務には直接関係はないことばであるが、歯車の歯数と刻み円（ピッチサークル）との関係をいい表わす称呼法で、「整数・無名数」で表わされる。
　何故このようなことが必要かというと、元々歯車の刻み円の直径と歯数とは割り切れる数字であるべきであるが、メートル法実施までは、歯数÷直径（インチ）すなわち1インチ当りの歯数をＤＰと称して歯形を呼んでいたのをメートル法に直しただけである。
　但し、単にインチをミリに直すだけでは分数になるので、これを逆にして直径（mm）÷歯数とし、これをモジュールと呼んで「Ｍ」なる記号で表示するようになったに過ぎない。
　国鉄における電気車の歯形は現在すべてモジュールで分類し、この値の標準は10および12をとることになっている。
　但し、この12は約200kW以上の電動機の場合に用い、それ以下は10を用いる。
　例えば、歯形の表示に「M−10−20度−3」とあればモジュール10、圧力角20度、アデンダムの補正量3mmという意を表わしている。

<第35話>　電気機関車の歯車作用と保守 top

　歯車作用（ギヤリング）は精密機械のような働きをするといわれる。
「多くの精密機械に払われるような注意をギヤとビニオンに払えば、その寿命が延びるだけてなく、他の種々の車両故障が除かれる」
とは、ある先覚者のことばてある。
　多くの主電動機の故障は悪いギアリングからくる強い打撃が進行を早める。
　しかし、多くの者（一部検修職員を除く）はギヤの歯形を見る機会が少ない。
　またあっても見ようともしない。
　ギヤメーカがモータの力をスームスに動輪に比えるためにギヤの歯を形造るのに苦労し、1000分の1インチにまで注意することを思えば、保守する者も運転するものもギヤリングに関する多少の知識を得ておくべきである。
ア、歯車の伝動
　歯車の噛み合いには”滑り”があることは前にも述べたが、その割合は中心部では殆どないが、噛み合いの初めと終りに著しく起る。
　この滑りのある影響は、ちょうど車輪がスリップしてフラットを作るに似た結果を生ずることを忘れてはならぬ。
イ　歯車の給油
　このような滑り摩擦があるのであるから、給油が不適当であると、根元と出先が真先に減ってしまい、いわゆる段付摩耗を起すのである。
　殊に動力を備えているときは、大歯車と小歯車はちょうど軸受のように両者の間を潤滑剤の薄膜で距てておかないと、金属同志の摩擦が起きて騒音を発して過熱し摩耗が始まるのである。
　適正な給油はこの理由て必要なのである。
ウ　ギヤケースの役目
　ギヤケース自体の構造は簡単なものであるが、歯車に対しては種々重要な役目を果している。
　すなわち、ハネあげたバラストから歯車に傷がつくことを防ぎ、運転状態になると液状を呈して歯車面に給油をする潤滑剤が側壁を伝って再びケースの底へ戻す循環作用を行う。
　ギヤケースの合せ目を完全に密封することは平凡な工作ではあるが仲々困難なもので、漏油の最大量はこれから現われる。
　特に主電動機とギヤケースとの間に注意すベきである。
　運転中甚だしい騒音を感じたときは、覗き穴をあけて歯車面の潤滑状態を見るくらいの親切さが欲しいのものである。

<第36話>　玉軸受とコロ軸受について　top

　玉軸受（ball bearlng）もコロ軸受（roller bearlng）も滑り摩擦をころがり摩擦に換えるために考えられたものであるが、その推力はその軸に加わる圧力と、ころがり摩擦に比例し、玉や円筒の半径に反比例するものであることはいうまでもない。
　ところで、ころがり摩擦係数はどのくらいの大きさであるかというと、
　　玉軸受　……0.002〜0.003
　　コロ軸受……0.005〜0.008
であって、滑り摩擦の0.01〜0.015に対して玉軸受は約50分の1、コロ軸受は約20分の1に当るのである。
　玉軸受やコロ軸受が平滑軸受（plain bearlng）にくらべていかに軸受抵抗が少ないかが判る。
　しかし、玉軸受はコロ軸受に対してどうして摩擦係数は1/2〜1/3に足りないが、いうまでもなく、玉軸受は”点接触”であるが、コロ軸受は”線接触”で、圧力を受ける面積が大きいことと、コロの両端はいわゆる推力（thrust）がかかってそれだけ摩擦抵抗を増すからである。
　これを裏返して見ると、コロ軸受は同一寸法の玉軸受に比べて負担力は大きいということができる。
　従って、軸径の大きいもの、つまり軸圧の大なるものにはコロ軸受が、小さいものには玉軸受が適当することになる。
　電気機関車においても車軸受・主電動機軸受にはコロ軸受を、補助回転機軸やパンタグラフ枠組財部などには玉軸受が用いられるのはこのわけである。

<第37話>　電気機関車のコロ軸受には top

　一般にコロ軸受には種々分類の仕方がある。
(1)　コロの配列
　ア　単式　　イ　複式
（2）コロの形状
　ア　円筒形　　イ　円垂形
(3)　内輪の形状
　ア　内輪圧入式　　イ　スリーブ締付式
(4)コロのテーパの方向
　ア　ダイレクト形　　イ　インダイレクト形
　電気機関車用コロ軸受は昭和11年にＥＦ539 号車動軸に取付けた”スリーブ締付式複式円垂コロ軸受”に始まる。
　このものは以来20年間故障らしい故障なく今なお継続して使っている。
　その後昭和21年になって現在のＥＦ15・58形の動輪軸直径140mmの“内輪圧入式の複式円錐コロ軸受”を採用、先台車には直径120mmの“スリーブ給付式複式円錐コロ軸受”が採用されている。
　昭和28年になって、ＥＨ10形に“インダイレクト形複式円錐コロ軸受”（コロの向きが逆ハの宇になっているもの）が採用された。
　これは在来の直接形（正テーパ式）のものは、スラストが加わると軸箱にモーメントが加わり、軸受の寿命が甚だしく低下するというので、まず客車（スハ42）や電車（モハ73）で試用した結果成績が良いので、ＥＨ10形の2軸ボギー台車に採用されたのである。
　これは直径140mm、外輪外径280mmの内輪圧入式である。
　このインダイレクト形は取付・取外しがやや面倒であるが、価格が安いということが何よりの利点であるらしい。
（注）コロ軸受（動輪用）の形式番号は別に公式には定まっていないが、便宜上軸首直径と軸箱守案内部の幅とをmmで表わし、これにコロ軸受の方式形状を列記する方法をとっている。
　例えば軸首直径140mmで、櫛箱案内部の幅130mmのものは、140×130複式円錐コロ軸受と称えるようである。
　また、形式称号は日本精工で称呼するＪ−10 （客車用）Ｊ−11（電気機関車動軸用）Ｊ−12 （電車及び炭水車用）Ｊ−13 （電気機関車2軸ボギー先台車用）Ｊ−15 （蒸気機関車2軸ボギー先従台車用）が多く用いられている。
　なお、主電動機電機子軸用コロ軸受について、ついでに述べると、昭和21年EF15・58形に共通のＭＴ41形主電動機から採用された。
　このコロ軸受は製作が容易で、取付・取外しも容易な“円筒コロ軸受”で、小歯車側にＮＵ形、整流子側にＮＨ形が用いられる。
　（注）ＭＴ41形土電動機子供用コロ軸受
　　小歯車側……ＮＵ−426　　整流子側……ＨＮ−322

<第38話>　電気機関車の基礎ブレーキ装置の方式 top

　電気機関車の基礎ブレーキ装置には、制輪子の位置により抱き合せ式のものと片押し式のものとの２方式がある。
　外国製の多くの機関車や戦前の機関車は専ら抱き合せ式によっていた。
　理由は確然としたものはなかったようであるが
　ア　制輪子の数が多いから大きい制動効果が得られる。
　イ　制動機構が軽くて取扱に便利である。
などの利点はあった。しかし、制動機構は複雑となり、設計・製作に難点があり、調整・点検などに骨が析れるばかりでなく、新造費を高くする要因をつくったともいえる。
　そこで戦後は構造は簡単で製作費は安く，制輪子の調整は容易で保守・点検が楽である片押し式が標準化されるに至った。
　ただＥＨ10形は揺れ枕式二軸ボギー台車を採用した関係上、基礎ブレーキ装置は1車輪当り1個のブレーキシリングを用い、輪軸1組分のブレーキテコをそれぞれブレーキ引棒とブレーキばりで連結したような方式を採用したので、抱合せ式となっている。

<第39話>　電気機関車のブレーキ率はどのくらいか top

　車両の基礎ブレーキの機能がどの程度にでき上っているかをいい表わすのに、ブレーキ率（制動率）とブレーキ倍率（制動倍率）の二つの用語がある。
　電気機関車のブレーキ率もプレーキ倍率も一般車両とくに蒸気機関車よりも大きくとってある。
　現在突施している車両のブレーキ率の設計標準は、運転整備の状態でブンーキシリンダ圧力3.5キロのとき（軸ブレーキ率）
　　電気機関車……　60〜85％
　　蒸気機関車……　50〜75％（炭水車90％）
　　客貨　　　　……　 80％
　　電動車　　……　　95％
　　付随車　　……　　90％
となっている。
　これによると、電動車は一番大きく、電気機関車はこれにつぎ、客貨車、蒸気機関車の順となる。
　この電気機関車および電動車が他の車両よりも大きくとってあるのは、主電動機・歯車など回転部分の慣性の影響を考えたもので、つまり有効重量が死重よりもやや大きいから（一般車両は約6％に対し電気車は約 8％）ブレーキ車としては殆ど同様にとられているという意味である。
　なお電動車や付随車が客貨車より大きくとってあるのは、上記のほか頻発運転の特性上減速度を高くとらんがためであることはお判りと思う。

（注1） 1　ブレーキ率とは制輪子圧力と軸重との比である。制輪子圧力は車両の軸重に対して常に小さく設計してあって、従ってこの値は1よりも小さい。 2　主な電気機関車のブレーキ率を例示すると右の通りである。

<第40話>　電気機関車のブレーキ倍率はどのくらいか top

　現在実施している車両のブレーキ倍率の設計標準は次の範囲にきめられている。
　電気機関車……6〜9
　蒸気機関車……6〜9
　客　貨　車　……5〜9
　電　　　車　……8〜12（付随車共）
　しかし、実際においては電気機関事のブレーキ倍率は他の車両と比較して概して小さく6に近い。
　電気機関車ではブレーキテコの倍率だけで制動力を累加してゆくだけでなく、1個摩車輪に1個の制綸子加圧着されると共に、これが支点となって次の車輪の制柚子を作用せしめる。
　このような作用をくりかえして全車輪におよぼすものであるから、ブレーキてこ比は比較的小さくてもブレーキシリンダの数、制綸子の数または車輪の数によって制動力は増加することができる。
　電車のブレーキ倍率が他の車両に比べて大きいのは、ブレーキ率と同様、頻発運転をやる特性上、誠速度を大きくとる必要があるからである。

（注） 1　ブレーキ倍率とは制輪子総圧力とビストン総圧力との比をいうので、普通 1 以上の無名数でいい表わす。 2　上表は制動機構に摩擦なく、ブレーキシリングピストンの戻しバネがないものと仮定したときの設計標準である。 　　主な形式のブレーキ倍率を例示すると右の通り。

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