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アメリカＷＨ＆ＢＬＷ製ＥＤ53、ＥＦ51電気機関車（日高冬比古の電気機関車発達史7）
（ＪＮＲの電気機関車9 ＥＤ53、ＥＦ51、ＥＤ42 鉄道ファン 1964/7）
中央線の辰野から東海道線の豊橋まで、天竜の流れに沿って、名高い佐久間ダムのそばをかすめて走っている飯田線、ここに働いている貨物用機関車にＥＤ19形がいる。
かって東海道線の丹那トンネル開通以前、熱海線と呼ばれていた頃の東京−熱海間の区間列車の殆どは、ＷＨ（ウエスチングハウス）、ＢＬＷ（ボールドウイン）合作のＥＤ53形が牽引していた。
このＥＤ53がＥＤ19の前身である。
この頃のファンには、このＥＤ53の人気のあったことは前回に述べたが、デッカーのＥＤ50、ＥＦ50と相半ばしていた。
特に小さいながらもデッキを備え、角度のある前面の持つスピード感は、適当な大きさと共にモデルファンの絶好の対象となったものである。
しかし丹那トンネルの開通によってＤ形旅客用が不用になり、その数年後に当時我が国策3位の面白山トンネルを持つ仙山線の開通によって、4両がＥＤ19形に改造され雪の仙鉄局で活躍することになった。
その後1944年飯田線が国有化され、戦時下の輸送に耐えられず軌道も車両も荒廃した同線を救うためには、このＥＤ19が最適だったので、仙山線を同国生れのＥＤ14にゆずって飯田線に入ったのである。
図1（右） 飯田線で活躍するＥＤ19
この機関車は熱海線（東海道）用に輸入されたＥＤ53が仙山線用に改造されＥＤ19となり、さらに戦時中に荒廃した飯田線に回された。
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1 アメリカＷＨ＆ＢＬＷ製 ＥＤ53形
No ＥＤ531〜ＥＤ536→ＥＤ195、ＥＤ196、ＥＤ191〜ＥＤ194 旧称 No 6010〜6015
top
これはまた、何とも勇ましい感じのする機関車である。
特に短いＥＤ53を、斜め前から見上げるとき、その感が強い。
ＥＦ51の方は長いのでややその感じが弱いように思われるが、どちらもアメリカ製の機関車らしいパワフルな感じに満ちている。
機械部分は、ＥＤ10と同じボールドウィン製だが、妻の曲げが強く庇（ひさし）の出方が少ないからであろう。
櫛形碍子の大きなパンクグラフがよく似合う。
この大きなパンタが架線によってやや低目に上がった姿を、飽かずに眺めた人もいるはずである。
この機関車は成績がよく区間用に好んで使われた。
難をいえば形の上の特徴てあった大きなパンクグラフの性能がよくなかったこと位であろうか。
6両あったので、運用が組みやすかったことも好まれた一因であろう。
他の区間用のＥＤが多くＢ＋Ｂであったのに、この機関車は先台車付の1Ｂ＋Ｂ1で、走行の具合がよかったことも好まれた点てある。
成績がよかったことは、6000、6001に代ってＥＤ531、ＥＤ532がお召列車用となったことでも知られる。
1937年の仙山線の開通に伴って、5,361mの仙山トンネル、33‰勾配、200〜300mの曲線半径、丙線という辛い条件の線区である。
作並−山寺間約20kmを電気運転するため軸重が小さくて先台車のある点が買われて、お召の2両を残し4両が改造され形式もＥＤ19になって東海道を去り、仙山線へ移った。
改造は次の点について行なわれた。まず歯車比を大きくした。
ＥＤ53のとき25 : 68＝1.2.72だったのを、17 : 76＝1:4.47にした。
従って1時間定格の引張力は5800kg(弱界磁)から、11600kg(全界磁)に増え、速さは53km/hから25km/hに下がった。
そして最大運転速度は95km/hから65km/hになった。
主抵抗器の容量を大きくした。勾配線ては加速が遅いから、主抵抗器を使う時間が長い。
従って抵抗値は同じでも大きな抵抗器を使い、温度上昇をおさえる風窓を改めた。
雪を吸い込まないよう、方形のものにした。
砂箱を増設した。ＥＤ53もＥＦ51も妻に砂箱があり、砂管は1本ずづしかない。
従って先頭の車輪だけに砂が有効に撒かれるだけである。
それを各軸箱の前後に砂箱を設けて、どの車輪にも秒を撒けるようにした。
そのほか運転室に暖房器を増設する、窓拭器を付ける、雪かき装置を取付けられるようにする、などの改造が大宮工場で施され、寒地勾配線用に生れかわった。
重量は殆ど変らず、動輪の軸重は13tずつにきれいに揃った。
ＥＤ53−1、ＥＤ53−2ものちにお召列車用になったので、大任を解かれ、浜松工場で改造されてＥＤ19−5、ＥＤ19−6となり、飯田線に移った。
この両機は近年まで機械部分は改造されなかったので最も良くＥＤ53の面影を残していたが、最近すっかり僚機と同形に改造されてしまい、昔日の姿を伝えるものがなくなったことは寂しい。
改造されたＥＤ19の方は主電動機ＭＴ19の地上高さが高いこともあり、積雪地方の仙山線にあってよく働いた。
しかしパンクグラフをＰＳ10形に取替えるとか、補助電動機（制御回路などの電源となる発電機と、主電動機を冷やす送風器とを1個の電動機で駆動している）の運転を安定にするため直列抵抗を入れるとか、主電動機のツナギ箱を国鉄形にするとか、2台直列の補助電動機を故障のとき1台でも運転できるよう並列にするとか、台車のバネ吊りをネジ式にするとかの改造希望がでている。
そして改良は年を追って行なわれている。
ＥＤ19−2は機器改造を施されて電気部分が国鉄形になった。
機械室機器配置は全く変わり界磁制御装置は撤去され、制御回路電圧は100Vになった。
重量は減ったがアンバランスが多くなって13tを僅かに越える軸があり、折角つけた各動輪2個の砂箱を1個撤去してしまったものもある。
図4 ＥＤ19-１ |
図2 ＥＤ53−3 のちにＥＤ19−1
図3 ＥＤ53形式図と主要諸元（下）
機関車重量
運転整備全重量
動輪上重量
空車全重量
電気方式
機関車容量
1時間定格出力
〃 引張力（弱界磁）
〃 速 度（ 〃 ）
電動機形式
〃 個数
最大運転速度 |
68.32 t
52.04t
67.69t
直流1500V
820kW
5,800kg
53km/h
ＭＴ19
4
95km/h
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動力伝達装置
1段歯車減速釣掛式
歯数比 25 : 68＝1 : 2.72
制御方式
非重連、2段組合せ、
弱界磁制御
制御装置
電磁空気単位スイッチ式
制御回路電圧 32V
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 |
ＥＤ53番号表
6010→ＥＤ531→ＥＤ195
6011→ＥＤ532→ＥＤ196
6012→ＥＤ532→ＥＤ191
6013→ＥＤ534→ＥＤ192
6014→ＥＤ535→ＥＤ193
6015→ＥＤ536→ＥＤ194
図3 ＥＤ19形式図と主要諸元（下）
機関車重量
運転整備全重量
動輪上重量
空車全重量
電気方式
機関車容量
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 |
67.70 t
52.00t
67.10t
直流1500V
820kW
11600kg
25km/h
ＭＴ19
4
65km/h
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動力伝達装置
1段歯車減速釣掛式
歯数比 17 : 76＝1 : 4.47
制御方式
非重連、2段組合せ、
弱界磁制御
制御装置
電磁空気単位スイッチ式
制御回路電圧 32V
ブレーキ装置
EL14A空気ブレーキ
手ブレーキ
先台車形式 ＬＴ141
製造初年 昭和1年
製造年 昭和12年
製造前形式 ＥＤ53 |
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2 国産機のモデル ＥＦ51形
No ＥＦ51-1、ＥＦ51-2→旧称8010 No 8010、8011 top
前述のＥＤ53の親爺然としたこの機関車も東海道電化初期の輸入機で、同期のＥＦ50、ＥＤ53形と較べて、影の薄い存在であった。
やはり少数民族の悲しさか、日陰の道ばかり辿って、いつの間にか姿を消してしまった。
ＥＦ51の車体を半分隠すと、足掛けからりベットまでＥＤ53そっくりなのがよくわかる。
さすがにＦ形なのでＥＦ51の方が出入台は長いが、ステップに鋳出した図面番号か部品番号も同じであるし、1軸先台車も同じＬＴ141であるし、形の上で色々の相似点が多い。
形式図で見ても動軸間距離2030、2ヵ所以外は全く同じであるのがわかる。
今流にいえば系列設計をしたものであろう。
ＥＦ51の番号板が運転室助士側窓下に付けてあるのが興味深い。
鋳物の部品に番号を鋳出すのは蒸気機関車でも行なわれていた。
各種各様、各国の機関車を作っていたボールドウィンの様子が伺われるような気がする。
ＥＦ50形に較べて定格速度が10km/h余り低かったので東海道の通過列車には使いにくく、区間列車用にはＥＤ形でよかったから、8010の東海道での活濯は華々しくなかった。
先台車が1軸なのも8000に対してハンデイキヤップになったといわれている。
貸出用のような形で中央線にも姿を見せた。
上越線開通のあとスキー臨時列車用に死重を積んで重量を6ｔほど増やし粘着重量を増して（1932年大宮工場改造）、水上に行ってＥＤ16の仲間入りした。
もともと勾配線用でなく積雪地向きでなかったためＥＤ16の方が使いよかったといわれる。
電動送風機が屋根の通風器から雪まじりの風を吸いこんで高圧室に雪が入り、絶縁を悪くしデッドショートの事故を起こしたことがあった。
☆ ☆ ☆
アメリカ生れの機関車は制御装置にどれも単位スイッチ式というのを使っている。
パンタグラフで取り入れた架線電圧は、1500V（鉄道によっては1200V、2400V、3000V）と高い。
また電流も1000〜2000A、あるいはそれ以上に大きい。
こんな電流を切り入れすることは、手動のスイッチでは、危険でもあるし力も入り過ぎて不可能なので、電磁石で動かすスイッチとか、電磁石で動かす弁（電磁弁と呼ぶ）で圧縮空気を入れたり抜いたりして動かすスイッチを設け、車体にはその電磁石や電磁弁を操作するスイッチを置くやり方である。 |
図5 アメリカから2両輸入されたＥＦ51形
最初の共同設計国産機ＥＦ52（旅客用）と
ＥＦ11（貨物用）のモデルとなった。
図6 ＥＦ51形式図と主要諸元（下）
機関車重量
運転整備全重量
〃 動輪上重量
空車全重量
電気方式
機関車容量
1時間定格出力
〃 引張力（弱界磁）
〃 速 度（ 〃 ）
電動機形式
〃 個数
最大運転速度 |
89.66t
74.40t
89.03t
直流1500V
1230kW
8500kg
53km/h
ＭＴ19
6
95km/h
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動力伝達装置
1段歯車減速釣掛式
歯数比 25 : 68＝1 : 2.72
制御方式
非重連、3段組合せ、
弱界磁制御
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
先台車形式 ＬＴ141
製造初年 昭和1年 |
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運転台にあるスイッチは機関士が通常右手で扱うおなじみのもので、主幹制御器といういかめしい名前が付いている。
この操作をする回路を制御回路といい、その電圧を制御回路電圧という。
ＥＤ53とＥＦ51では32Vであったが一般は100Vを使っている。
本当にモータの電流を切り入れするスイッチは、いくつも並べるのに都合がいいように、薄べったい形に作られていて、本箱に本を立てるように並べる。
図6の形式図で見ると、ＥＦ51の真中辺に、矩形をいくつにも仕切ったようなものがあるのがそれである。
その隣の対角線を引いた矩形のものは、主抵抗器を示している。
ＥＤ53では機関車全長を短くするため、単位スイッチを主抵抗器と2段に重ねて配置してある。
主抵抗器は熱が出るから通風をよくするため、屋根の通風器に近く置く。
従って形式図には主抵抗器だけが書いてある。
配置はやや窮屈で点検にはいささか不便であった。
電磁石で動かすものを「電磁単位スイッチ」、圧縮空気で動かすものを「電磁空気単位スイッチ」という。
電磁空気単位スイッチは、圧縮空気の強い力でスイッチを動かすので切り入れが早く電流を切る性能がよいので、カム軸接触器式に起きたような事故もなく、その後国産電気機関車を造るときこの方式が使われ、ウェスチングのやり方が基本になった。
ＥＦ51は東海道に戻ったとき死重は撤去したはずだが形式図は相変らず、全重量89.66tのままになっている。
阪和線へも行っている。
ＥＦ52が働いている線区だから、ＥＦ51でも出力が1割位少いが定格速度が同じ位であるし、列車単位もそう大きくないことではあるし、どうにかやって行かれそうなものだったが、やはり古い機関車は具合が悪いらしく廃車になってしまった。
総武本線津田沼駅のそばにある大栄車両で解体された。主電動機など電気品はＥＤ19の予備品になった。
ＥＦ51は薄幸だったとはいえ制御装置は国鉄電気機関車の手本になったのだし、基礎ブレーキ装置はビンやブシュの磨耗部分が少く、最初の協同設計国産電気機関車ＥＦ52（旅客用）とＥＦ11（貨物用）の見本になったのだから、まあ満足しなければならないといえようか。
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