国鉄ED42形電気機関車

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国鉄ED42形電気機関車
ED42 1
ED42 1
基本情報
運用者 鉄道省日本国有鉄道
製造所 日立製作所
芝浦製作所
川崎車輛
三菱重工業
汽車製造
製造年 1934年 - 1948年
製造数 28両
引退 1963年
主要諸元
軸配置 Bo - b - Bo
軌間 1,067 mm
電気方式 直流600V
第三軌条方式架空電車線方式併用
全長 12,810 mm
全幅 2,950 mm (集電靴を含む)
全高 3,940 mm
運転整備重量 62.52 t
動力伝達方式 1段歯車減速連結棒式
※2段減速歯車式(ラックギア)
主電動機 MT27形直流直巻電動機×3基
歯車比 20:93=1:4.65(動輪)
63:105×26:58=1:3.72(歯輪)
制御方式 抵抗制御(2段組み合わせ制御)
制御装置 電磁空気単位スイッチ式
制動装置 EL14A空気ブレーキ
電気ブレーキ(後に回生ブレーキ併用)
手用動輪用ブレーキ
手用ラック歯車用帯ブレーキ
空気式ラック電動機用帯ブレーキ
設計最高速度 粘着運転 25 km/h
ラック運転 18 km/h
定格速度 13.5 km/h
定格出力 510 kW
定格引張力 9,300kg(粘着運転)
14,000kg(ラック運転)
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ED42形電気機関車(ED42がたでんききかんしゃ)は、日本国有鉄道(国鉄)の前身である鉄道省(後の運輸通信省)が設計・開発した直流電気機関車である。

概要[編集]

信越本線横川 - 軽井沢間(碓氷峠)の急勾配区間用アプト式電気機関車で、EC40形の置換え用として設計・開発された。1934年(昭和9年)から1948年(昭和23年)にかけて日立製作所芝浦製作所川崎車輛三菱重工業汽車製造で28両が製造された。 1934年製の1 - 4号機は先行試作とされ、2年間の使用成績を踏まえて1936年(昭和11年)製造の5号機以降より量産された。

構造[編集]

基本設計はスイスから輸入したED41形を踏襲しているが、一部設計が変更された。

車体[編集]

前後とも切妻の箱形車体で車体前後端にデッキを設置。運転台は峠下側の横川方にのみ設置する片運転台型である。

前位側の屋根上に停車場構内で使用するパンタグラフ1基を搭載する。アプト区間では第三軌条からの集電となるため集電靴を片側2か所に設備する。

機器[編集]

走行用ボギー台車軸間主電動機を1基ずつ、計2基を搭載している。動力は側面ジャック軸から連結棒(カップリングロッド)で各動輪に伝達される。またラックレールに噛み合わせるアプト式軌条台車を車体中央部に装着、歯車駆動用主電動機1基を搭載し、動輪の第2軸・第3軸に荷重を分担して負担させる構造を採用している。

制動装置は試作機はML14B形(片運転室用)、量産機はML14A形(両運転室用)の重連仕様を装備。標準化改造により試作機もML14A形重連仕様に変更(形態としては車端部の空気管ホースが2本から3本に変わった)された。

制御装置はED41形の電動カム軸接触器・電磁空気カム軸接触器の併用から電磁空気単位スイッチ式に変更された。 なお、アプト式電気機関車の主幹制御器は制御ハンドルと逆転ハンドルのほかに、粘着運転⇔ラック運転・力行⇔発電ブレーキを切り換える組み合わせハンドルを有することから、ラック区間への進入時や急勾配区間の降坂時には複雑な操作を要する。

5号機以降(量産機)は回生ブレーキへの改造に都合の良い主回路構成に改良[1]されており、同年実施された性能試験にて実際にEF11の回生装置を取り付けて試験を実施[2]、予想以上に良好な成績を収めた。 この時、軌道設備側の問題(変電所の変流機の改良)と当時の電気料金が安かった事から回生ブレーキの追設は見送られた。

1942年(昭和17年)戦時輸送に対応するため、主抵抗器の容量を増加させ、発電ブレーキの能力を強化する改造が行われた。

1950年(昭和25年)までに試作機の主回路を量産機同様とする改造が完了、それに先立つ1949年(昭和25年)には変電所の改良も済んでいた事から、横川機関区からの要請[注釈 1]により同年12月に3台へ回生ブレーキ(EF11形の部品を流用[4])を搭載した試験が行われた。

その成績を踏まえ、1951年(昭和26年)より回生ブレーキを追設する改造が施工され、1952年度中に全機の改造が完了した。 この時、戦時型の標準装備化工事も併行して実施された。

回生ブレーキの搭載により、主抵抗器の赤熱・損傷事故は激減し[5]、電気料金の3割節減[6]につながった。

パンタグラフは運転速度が低い事から電車用のPS11形の派生形式のPS11A形を搭載した。

形態別分類[編集]

1 - 22号機の戦前型と23 - 28号機の戦時型に分類される。戦時型は以下の設計変更が実施された。

  • 材料および機器の代用化
  • 車体工作の簡易化
  • 外板の薄板化
  • 扉の木製化
  • 窓隅や側面通風フィルター枠の角形化
  • 屋上モニタの廃止
  • 通風器形状の変更

また号機により、運転室側の手摺の高さ(試作型のみ低い)、屋根へのステップ形状、側面通風鎧窓(18 - 24号機は改良型で目が細かい)等の細かい差異[7]がある。

運用[編集]

その用途から一貫して横川機関区(後の横川運転区→現在は廃止)に配置。信越本線横川 - 軽井沢間のみで運用された。当初はEC40形・ED40形・ED41形と共用されたが、これら3形式が全車運用を離脱した1951年(昭和26年)からは本形式のみで運用を担当することとなり、軽井沢方から第3補機+客車もしくは貨車+第2補機+第1補機+本務機の4両での編成組成を基本として最大で編成重量360tの列車を推進・牽引した。

1961年(昭和36年)にはキハ57系による急行志賀」「丸池」、キハ82系による特急白鳥」が運転を開始したが、これら気動車でも横川 - 軽井沢間では自力走行は不可能なため本形式による推進・牽引が実施された。

1963年(昭和38年)9月30日に横川 - 軽井沢間が全面的に粘着運転の新線へ切替を実施。アプト式区間が廃止されたことで本形式は用途を喪失、同年12月9日に全機が廃車除籍された。

知的財産権問題[編集]

本形式はED41形の基本設計を踏襲しているが、実質コピー機といっても過言ではない状態である。当時の日本は、まだ知的財産権に対する意識が低く、本形式に限らず海外製品のコピーを行い、一方で国産化を奨励するため海外製品を締め出すような行為が度々あったのもまた事実である。

本件はED41形を製造したブラウン・ボベリ(現・ABB)・スイス・ロコモティブ・アンド・マシン・ワークス2社の対応は不明だが、1955年に国鉄が交流電化実験でフランスからサンプル用機関車を購入する計画が白紙撤回された件に影響を与えたとも言われる。

保存車[編集]

  • アプト式廃止後は横川機関区庫内に保存されていたが、1967年(昭和42年)10月14日に準鉄道記念物に指定され横川駅構内に移設[8]
  • 1987年(昭和62年)に碓氷線電化75年を記念して横川運転区と大宮工場(現・大宮総合車両センター)により動態復元され、運転区内で走行を行なった[9][注釈 2]
  • 動態復元後はヨ3961と共に横川運転区内に留置されていたが、1997年に以前展示されていた横川駅構内へ移設。横川 - 軽井沢間廃止直前に横川駅と横川運転区で行われた記念イベントで車内が公開された。
  • 1999年(平成11年)4月に現保存場所に再移設された。現在は静態保存

脚注[編集]

注釈[編集]

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  1. ^ 戦後電力が割当制になり、割当超過電力が高額料金となったことが契機とされる[3]
  2. ^ 架線電圧が異なるため降圧用の機器を搭載した車掌車ヨ3961)を連結。

出典[編集]

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  1. ^ 小林正義「RM LIBRARY No.148 国鉄アプト式電気機関車(中)」ネコ・パブリッシング ISBN 978-4-7770-5318-6
  2. ^ 「現場を訪ねて 高鉄横川機関区」電気車の科学 1954年11月 電気車研究会
  3. ^ 「現場を訪ねて 高鉄横川機関区」電気車の科学 1954年11月 電気車研究会
  4. ^ 「現場を訪ねて 高鉄横川機関区」電気車の科学 1954年11月 電気車研究会
  5. ^ 小林正義「RM LIBRARY No.148 国鉄アプト式電気機関車(中)」ネコ・パブリッシング ISBN 978-4-7770-5318-6
  6. ^ 「現場を訪ねて 高鉄横川機関区」電気車の科学 1954年11月 電気車研究会
  7. ^ 小林正義「RM LIBRARY No.149 国鉄アプト式電気機関車(下)」ネコ・パブリッシング ISBN 978-4-7770-5319-3
  8. ^ 「信州の廃線紀行」郷土出版社 ISBN 4876633959
  9. ^ 鉄道ジャーナル』第21巻第11号、鉄道ジャーナル社、1987年9月、 122頁。

関連項目[編集]