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初めての国産電気機関車ＥＢ10・ＥＤ15（日高冬比古の電気機関車発達史4）
（JNRの電気機関車4 ＥＢ10・ＥＤ15 鉄道ファン 1963/7）
芝浦製蓄電池機関車 ＥＢ10 No.ＥＢ10−1.ＥＢ10−2 旧称10形→ＡＢ10形
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数ある国鉄電気機関車の中には変わり種も多いが、ＡＢ10などはその最たるものであろう。
市街地で働くため、また決まった区間を運転するため、蓄電池の電力を動力源にしたのだ。
蓄電池機関車は、電気鉄道工学というような本には、必らず出てくるが、実例はそう多くない。
しかもこの機関車位の出力のものとなるとさらに少ない。
東北本線の王子駅と、その近くの大日本肥料の専用線に出入する貨車の入換に使うためのもので、元はガソリン機関車を使っていた。
1927年12月20日から線の終点を須賀駅と名付けて本線路とした。全長2.6kmばかりで勾配とカーブが多い。
そして路面を走る王子電気軌道（王子電車、のちに東京都電）との平面交叉がある。
これも架線なしの機関車の計画の一因でもあろうか。
生まれた時は10形蓄電池機関車で、番号10、11の2両だった。
10号は1927年4月11日から、11号は16日から運転を始めた。
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図１ パンタのない蓄電池式機関車として造られた芝浦製ＡＢ10
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図1が外形図である。パンタグラフのない電気機関車はやはり何かがかけている気がする。
パンタグラフかトロリーポールかビューゲルか、あるいは第3軌条集電子かが電気車両の象徴であろう。
たとえアプトのＥＤ42のようにたたんであっても、たとえニューヨークセントラルの車庫内用のように小さくても何かが欲しい。
足まわりはペデスタルがごついほかは2軸貨車なみだが、ブレーキテコや引棒はさすがに機関車らしくごついものだ。
車体は典形的な凸形で図2の形式図に見られるように運転士席は横向きにおかれ、主幹制御器とブレーキ弁もそれに合わして横向きだ。
前後の機械室にはそれぞれ72個の蓄電池が置かれ、一方には2台の空気圧縮機、他方には接触器が置かれている。
元空気溜は床下にあり、その両脇に電車のように4箱の抵抗器が吊り下げられている。
全部で144個の蓄電池の電圧は最高300V、最低252V、平均268Vであるので、直接制御でもいいようなものだがそこはやはり鉄道省の機関車だから、非自動の電磁空気式間接制御という本格的なものである。
制御器にはノッチが12あり、1〜5ノッチは電動機が直列で電池が並列、6〜8ノッチは電動機が並列で電池も並列、9〜12ノッチが電動機が並列で電池が直列という接続になる。
主電動機1個あたりの最高電圧は5ノッチで75V、8ノッチで150V、12ノッチで300Vとなり、速さの比はほぼ電圧に比例するから1：2：4になる。
主電動機が2個しかないのに、3段の経済速度を得ているのが面白い。架空線式ではできないこどである。 |
図2 ＥＢ10形式図（上）と主要諸元表（下）
機関車重量
運転整備全重量
空車全重量
電気方式
機関車容量
（架線電圧1350Ｖの時）
1時間定格出力
〃 引張力
〃 速 度
電動機形式
〃 個数
最大運転速度 |
22.64t
22.44t
直流1500V
135kW
2700kg
19km/h
ＭＴ22A
2
40km/h
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動力伝達装置
1段歯車減速釣掛式
歯数比 17 : 72＝1 : 4.23
制御方式
非重連、2段組合せ、
制御装置
電磁空気単位スイッチ式
制御回路電圧 100V
ブレーキ装置
入換機関車用空気ブレーキ
手ブレーキ
製造初年 昭和2年
改造年 昭和6年 |
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経済速度の段数が多いことは、電力が有限な蓄電池機関車にとって重要なことであろう。
充電をするために田端機関区に安川電気製の電動発電気機関車を設備した。
3相50サイクル3,000Vの150馬力の電動機で、90kW 450V 200Aの直流発電気機関車をまわすものである。
蓄電池の充電はなかなか難かしいもので、その適否は寿命を左右する。
10形に使われた蓄電池は湯浅製のアイアンクラッドＡＦ1-16形というもので、電圧や電流の強さ、月2回の過充電など細かく指定されている。
機械部分は汽車会社、電気部分は芝浦製作所が作った。蓄電池は前述のように湯浅である。
1両の価格は約4万5千円であった。今なら模型の機関車でも、もっと高価なものがある位だ。
ブレーキは入換機関車用という略式のものである。
機関車自体に直通ブレーキをかけると同時に列車に自動ブレーキをかけることができるが、ブレーキ力のアンバランスは避けられず、別々に調節することもできない。
従って長い列車や速い列車を運転することはできないが、簡単で軽量である。
それだけに列車を引いた場合の操作には、熟練がいる。
1928年の改番で、全部の電気機関車が数字だけからＥなになにという形式になった。
10形Nos10、11もＡＢ10形という立派な形式をもらい、NosＡＢ101、ＡＢ102になった。
のちにこの線が電化され、ＡＢは生みの親、芝浦製作所の手で架空電車線式に改造された。
改造後はＥＢ10形になった。 |
図３ 王子駅から大日本肥料への専用線のＥＢ10
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このときの写真を図4に示す。形式入りの大きなナンバープレートが、短い車体にやっとついたという形だ。
短い屋根上一杯に小形のパンタグラフをのせ、前灯は屋根上を追われ、窮屈そうな枠組に入れられてひさしの下に移り、蓄電池室の通風窓の一部が蓋をされ、数が増えた抵抗器蓄蓄電池室の前後端を占め、その上部に通風器が新設され、機械室の上面はでこぼこと賑やかな外観を呈することになった。
重くて手間のかかる蓄電池から解放され機関車重量は大幅に減り、電流が減ったため導体断面積が小さくなり電圧が高くなって絶縁を上げた分をカバーしたためか、出力が1割程大きくなった。
歯単比がいくらか大きくなったのとあいまって、定格引張力はかなり大きくなった。
改造費は、蓄電池2組分の価格と同じ位だったという。
主電動機は268V用から675V用に改造され、2個永久直列抵抗制御だけで界磁制御なしだから連続走行ノッチは1つしかない。 |
図4 蓄電池式から集電式に改造されたＥＢ10
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ＡＢ10時代に3種のノッチが使えたのに較べて大分不自由になった。
今はパンクグラフがＰＳ13に変り、運転室妻の惰円の窓は、四角に大きくされ、砂箱が大きなものに変っている。
たいていは王子の貨物駅の北のはしの、木造の車庫に入っていて、なかなかお目にかかれない。
近く廃車になるとかきいた。もう目をつけている私鉄もあるのではなかろうか。
しかし、架線電圧が1500Vではランニングノッチが1つしかなくて使いにくいだろう。
日立自作電気機関車 ＥＤ15 No.ＥＤ15−1〜ＥＤ15−3 旧称1070形 No1070〜1072
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出入台がなく、大きな端梁の目立つ長い車体のスイベル形電気機関車のＥＤ15は日立製作所が独力で製造した本線用電気機関車である。
お年がわかるような顔をしているが、大正15年（1926年）に輸入機と同等の出力の機関車を作ったのだから偉い。
国産電気機関車は、南海、愛知、名古屋、揖斐川、伊那などにすでにあったが、115馬力が最大で65馬力、50馬力という電車並のものが大部分を占めていた時代だ。
鉄道省と国内メーカーの協同設計機ＥＦ52ができたのはそれより2年あとの昭和3年（1928年）だ。
日立も自慢らしくずい分あとまでカタログなどに出していた。
しかし、省形電気機関車にくらべると随分武骨な、もう少しどうにかならなかったかと思うようなスタイルをしている。
電気部分は助川工場、機械部分は笠戸工場で造った。購入価格は1両15万円であった。
我々がかって若きファンであった頃、先にも紹介したＷＨやＧＥの米国形や、独特のベンチレーターを持ったＥＥ形の電気機関車の中に伍して見かけるこのＥＤ15は、窓が多くなんとなく電車との合の子のような感じがした。
国産機としてはデッキ付棒台枠のＥＤ16やＥＥ52、53の一段と精巧に見えるところにやはり魅力を感じた。
しかしＥＤ15と共にファンである我々も年を経るにつれて、一見素気ないこの武骨な機関車にもいいしれない味を見出してくる。
兄弟は3両あり、よく見ると機器配置も外形も少しずつ違っている。
形式図ではＥＤ34→ＥＤ27のように車体の隅に丸昧をつけて書いてあるが、実はアングルに側と妻と両方から板をりベットでつけた角ばったものだ。
図5、図7の写真でもわかるが、最初は電車用の小さなパンタグラフを台車中心上につけ、大きなヘッドライト、小さな通風器、角ばった大い窓枠の窓、妻からつき出した梯子、運転士席の窓の次につけた扉、枕梁につけた吊り金具など、独特の形をしている。
この流儀は、長野電鉄の500形、南武の1000形（のちにＥＤ34→ＥＤ27）、富士身延電鉄の210形（のらにＥＤ21）に受けつがれている。
ＥＤ15と長野が板台枠、あとの2社の分はＥＤ11の台車に似たイコライザ付のものという点が大きく異るが、兄貴分のＥＤ15には板台枠が似合う。
一見デッカーの足廻りに良く似ているが、アーチキュレート形でなくスイベル形である。
ブレーキ棒などはテコの取付け調整に穴を沢山あけて合わせるなど素朴なところが見られる。 |
図5 日立自作電気機関車 ＥＤ15
図6 ＥＤ15形式図（上）と主要諸元表（下）
機関車重量
運転整備全重量
空車全重量
電気方式
機関車容量
（架線電圧1350Ｖの時）
1時間定格出力
〃 引張力（全界磁）
〃 速 度（ 〃 ）
電動機形式
〃 個数
最大運転速度 |
59.39t
58.96t
直流1500V
820kW
9000kg
34km/h
ＭＴ18
4
65km/h |
動力伝達装置
1段歯車減速釣掛式
歯数比 19 : 77＝1 : 4.05
制御方式
非重連、2段組合せ、
制御装置
電磁空気単位スイッチ式
制御回路電圧 100V
ブレーキ装置
ＥＬ14Ａ空気ブレーキ
手ブレーキ
製造初年 昭和1年
改造年 昭和25年 |
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スイベル形であるだけに車体台枠と連結器端梁は、この連中の共通の特徴としてすごくごつい。
しかし廃車がせまった頃には、車体の両端が下がってさすがに老を感じさせる姿になっていた。
田町の電車区に到着したのが、1070、 1071が1926年2月24日、1072が同年3月91日というのだから古い話だ。
3月に早速行なわれた試験では600tの貨物列車を引いて品川−国府津間を走って好成績をおさめ、11月に行なわれた試験では1001.61 t という重い列車を引いて、10‰上り勾配での起動試験にも良い成績をおさめた。
別の試験では引張力13tを示している。
また1200V区間である京浜電車区間の蒲田−東京間の深夜終車後の試験では、試験車オケン、8000形（ＥＦ50、死重）客車11両、計583.67tをひいて、所定時分よりも25％短い時間で走った。 |
図７ 旧番号当時のNo1071
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機関車自体は、独力で開発したと思われる高速度遮断器や、誘導分路による弱め界磁などによって、故障も少く好成績を示したが、パンタグラフはあまり良くなくて、架線高さが増すと急激に押上力が小さくなり、逆に架線が低くなると押上力が大きくなるという好ましくない性質を示した。
後にこのパンタは標準のＰＳ10形にとり替えられている。
1010、1020、1030、1060に伍して、東京−国府津間は直通貨物なら100％、地方貨物なら80％という全く同等の定数をもって働いたことは特筆してよいであろう。
古い形式図を見ると歯車比がちがうがこれはインチ制の歯車をメートル制のものと取替える際、18 : 73＝1:4.06のかわりに、19 : 77＝1:4.05の歯車が1928年設計された。
これは歯車が磨耗して取替時期に達した時に新しい歯車にするためのものである。
これはＥＤ15に限らずインチ制の歯車を使っていた機関車全部について設計され、計画された。
これによって歯切に使う工具が統一され、歯車の強度も増す利益がある。
古い形式図を見る時に起るであろう疑問を解く鍵になる。
1960年2月永年住みなれた八王子区から、国府津区へ移され、伊東線で無残に内部機器の破壊試験に供され、遂に廃車になった。その後ＥＤ15−1を日立が引きとった。
自社のオリジナル、国産本線用電気機関車の第1号機として長く保存するという。
その位の栄誉は当然得ていい機関車と、そしてそのメーカーである。
もっとも今の日立の（他のメーカーについてもいえるが）機関車が、我々鉄道ファンの心を満たして呉れるとはいいかねるのもあるのは残念だ。
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