2017年3月25日 (土)

鉄コレ箱写真の謎③「PCC カーと直角カルダン」

Eacagabd

 Cederさんのご厚意で、PCCカーの図面をお寄せいただきました。PCCカーは、アメリカの路面電車事業者が集まって作られた委員会で、「自動車に対抗できる路面電車を」というテーマで共同開発を行ったものです。
 その結果開発されたPCCカーは、駆動装置、制御装置、ブレーキ装置のみならず、台車や流線型の車体に至るまで、全ての要素に革新がもたらされたことがおわかりかと思います。図面には「A7CLASS」とあり、各事業者は自社に合った設計をレディメイド的に使用することができました。

Gr020623
 この都電5500形は、現在荒川車庫に保存されて公開されていますが、PPCカーの機器のみならず、車体、すなわち全体に大きな影響を受けていることがよくわかると思います。

 モーターの小歯車と車軸の大歯車を直接かみ合わせるつりかけ式を「直接駆動」と呼ぶのに対して、モーターを台車枠からバネ吊りにして車軸から分離し、ユニバーサルジョイントを介して、密閉したギアボックスの中で、伝導効率のよいヘリカルギアあるいはハイポイドギア(ねじり傘歯車)に動力を伝達する直角カルダン方式と、ほぼ同時期に生まれたWN駆動(台車枠に装架したモーター軸とピニオンギア(小歯車)軸の間に変位を許容するWN継手を入れ、車軸の大歯車とピニオンギアをすき間なくかみ合わせて伝導ロスと騒音をなくした)は「分離駆動」と呼ばれました。

 直角カルダン方式は、競争相手と目された自動車の駆動方式をヒントにした機構であると言われています。つりかけ式が、軸上のモーターが振動で変位するのをすき間をもたせた歯車の噛み合わせをグリースで潤滑させるのに対して、歯車を密着させ、しかも油を満たした密閉のギアボックスの中で駆動させる直角カルダンは、伝動効率がよく、また騒音も低いメリットがありました。

 しかし、アメリカで1930年代に直角カルダンとWN駆動という分離駆動方式が普及して技術革新が成ったのに対し、日本でこのレベルに達したのは戦後しばらく経ってからのことでした。アメリカのGEと提携関係にあった東芝の直角カルダン試作車が小田急を走った「相武台実験」が1951年、翌年に試作国鉄キハ44000形、1953年には東武5720形が初の直角カルダンを採用した量産営業車として登場、PCCカーのライセンスを購入して都電5500形が作られたのが1954年。WN駆動を採用した営団丸ノ内線300形が1953年、翌年には東急5000形が登場しました。

 なぜ、分離駆動方式がすぐ日本に波及しなかったのでしょうか。(つづく)


2017年3月 8日 (水)

鉄コレ箱写真の謎②「5720型直角カルダンのルーツを求めて」

 鉄コレ1700系(原形)の箱に印刷されている、直角カルダンでデビューしたはずのモハ5720型の台車が、つりかけイコライザ台車に換装されていたお話。写真の謎解きをする前に、まず直角カルダンとはなにか、というお話をしましょう。

 つりかけ式駆動は、車軸の上にモーターを乗せ、モーターの軸にはめられたピニオンギア(小歯車)と車軸の大歯車を直接噛み合わせていました。シンプルで故障の少ない機構ですが、走行すると台車は振動しますから、ギアの噛み合わせにすき間を与える必要があり、それが大きな駆動音(いわゆるつりかけ音というやつですね)となっていたのです。Wikipediaの解説をこちらに貼り付けておきます。

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東武7800系→5050系に使われていたTDK-544型モーター。手前のU字形の溝が車軸に乗ります。

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TDK-544型モーターの軸に取り付けられているピニオンギア。

 この欠点を改良しようという動きが、1920年代のアメリカで生まれました。当時全盛期を迎えていた路面電車の近代化を狙って開発されたPPCカーです。スムーズな加速を得るための100段にも及ぶ超多段制御器、そして直角カルダン駆動、弾性車輪を用いた台車、効きのよい電磁直通ブレーキ、レール吸着ブレーキ、ワンハンドルマスコンなど、電鉄技術の画期といえる車両でした。

(Cederさん、ここにPCCカーの写真を入れたいと思います。適当な写真を頂けないでしょうか?(笑))

 直角カルダンは、つりかけ式がモーターを車軸の上、すなわち枕木方向に置くのに対して、小型モーターをレール方向に置いて、自在継手を介して軸につけた傘歯車を車軸に取り付けた傘歯車とかみ合わせて駆動させる方式です。Wikipediaの解説をこちらに貼り付けておきます。

 自在継手が振動を吸収するので、傘歯車は変位することなくぴったりと噛み合います。それゆえ、つりかけ式より伝導効率が高く、静かな走行音が得られるのです。

 次回は、アメリカで1920年代に爆発的に普及した直角カルダンを含めた新しい電車のフォーメーションが、なぜ日本で取り入れられるのが遅れたかについてお話しましょう。(つづく)

2017年3月 6日 (月)

鉄コレ「東武1700系セットA」箱写真の謎①「57の台車が違う」

 ちょっと前のお話をしますが、
 みなさん、お気付きでしたでしょうか。

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 昨年12月に発売された、鉄コレ事業者版東武1700系。登場時、冷房改造、即窓固定・前面強化・ヘッドライトシールドビーム化の3種類が発売されました。

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 なかなかよい出来だと思いますが、実はこれからするのは「箱」の話です。

 新製当時の原形車のパッケージ写真に、ものすごく珍しいものが写っているのです。
 フタを開いて左下、新製されて西新井工場に到着したてで、整備にかかろうというばかりの1700形が写っています(花上嘉成東武博物館名誉館長撮影の写真と思われます)。実は、これからするお話は、1700ではありません。

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 その後ろに、旧型車が写っているのが見えます。窓割から先代の特急車、5700系であることが明らかですが、履いている台車にご注目ください。57形が使っていないはずのイコライザ台車。いったい、どういうことなのでしょうか?

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……実はこの写真、はからずも戦後電鉄技術の試行錯誤を物語る「貴重な証人」なのです。

 1951(昭和26)年に戦後初の特急車として登場した流線型ネコひげの5700型と、前面が半流線型の5710型がデビューします。駆動方式はつりかけ式、台車はモハ・クハとも住友金属(当時はGHQの財閥解体の指示で社名が扶桑金属)FS-106ゲルリッツ台車を装備していました。

 1953(昭和28年)には、新たに5720型が登場します。半流線型の車体は5710型と同じですが、走り装置は営業用としては日本初の直角カルダンを装備した東芝TT-3型台車が採用されました。鉄コレパッケージの写真は、この5720型と思われます。

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 しかし、本来5720型が履く台車は、上の写真のように、湘南電車のDT16によく似た軸バネ式のTT-3です。これです。では、なぜパッケージの写真ではイコライザ台車を履いていたのでしょうか? そもそもなぜ、私はこれを5720型と断定できるのでしょうか?

 5720型の、日本最初期の直角カルダンは故障が相次ぎ、動力機構を分解しての修理が続いていました。しかし、当時は車両に余裕がなく、車両ごとの運用離脱ができない。そこで、古いつりかけ式イコライザ台車を履いて営業運転に出ていた、おそらくこれが唯一残された写真ではないかと思われます。

 故障はどうして相次いだのか、このイコライザ台車の出所はどこか? これから解き明かしていきたいと思います。(つづく)


2017年2月11日 (土)

東武電機のデッキ端梁警戒色は車体色か黒か

鉄道コレクションの東武ED5080が発売になって以来、ネットで「デッキ端梁の警戒色はイエローと車体色なのに、製品ではイエローと黒に塗り分けられている。間違いだ」という意見が散見されます。

たしかに、電機の活躍が最後の平成に入ってからの頃は、車体色のぶどう色2号とイエローの塗り分けでした。しかし、昭和40年代〜50年代は、黒と黄色に塗り分けられていたんじゃないかな〜という記憶があります。
あんまりカラーで撮っていないのですが、昔の写真を引っ張り出してみました。

まずこれ。

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1983年1月に撮影したED4021です。このとき廃車されたばかりで、杉戸機関区に集められた姿。う〜ん、車体色と黄の組み合わせに見えるが……

次。東上線のED5015。
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1983年3月の撮影です。これは黒に見えると思いますが、どうでしょうか。

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東武博物館に収蔵後。1990年に収蔵される前に再塗装が行われています。これは明らかに黒+黄に塗られています。

東武の電機の塗色はぶどう色2号ということになっていますが、国鉄のそれよりも黒が強く、ぶどう色1号に近いのではないかと思うぐらいで、なかなか黒と車体色の判別が難しい。『東武の鉄道車両90年のあゆみ 写真集』でも黒と車体色が混在しているように見えます。
ED5015の現役時代の写真の車体色と端梁警戒色部の色相をネットの判定サービスでチェックしてみるとやはり異なる色相として検出されました。ただ、あくまで参考値程度にとどめておくべきかなと考えています。

しかし、

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これはJ・W・ヒギンズさんの『発掘カラー写真 昭和30年代鉄道原風景 東日本私鉄編』(JTBパブリッシング)。コダクロームで撮影された、非常に色再現性の高い一枚ですが、これは明らかに黒+黄ですね。68ページに掲載されているのでご参照ください。
「昭和30年代末から40年代にかけては黒+黄。50年代後半から電機が消えた平成にかけては車体色+黄」ということではなかったのではないかと考えます。

最後に。

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これは貨物列車最末期の2003年に館林機関区で私が撮った写真です。悪天候でコンディションが悪いというハンデがあるのですが、これは黒+黄ではないかなあ……。各所を急いで撮る必要があったので、じっくり吟味している時間がなかったのが悔やまれます。

東武ED5010(後期)のパンタカギ外しを杉戸高野台の保存機に見る

大変ごぶさたをいたしました。

2つ前のエントリのコメント欄で、「もと東武沿線ファン」さんからこんなコメントをいただいていました。

>鉄コレの5010後期型の前照灯後ろから出ているパンタ引き棒も、
>実は間違っているんですよ笑、前期は見ての通り前照灯の真後ろ
>から出てますが、後期型は、助手がわにありました四角い箱から
>引き棒が出ていました。

これは確認しなければならない。
ちなみに、パンタ引き棒とは、通常はスイッチ操作でパンタグラフの上昇・下降に用いているエアーが失われているとき(長期留置後など)に、パンタグラフを手動で上げる際に使うリンクの一部を構成するものです。

というわけで、杉戸高野台の西口広場近くの公園に保存されているED5020を見に行きました。

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手前が1位側(浅草・池袋方)です。こんな具合に、かなり荒廃しています。屋根上をどうやって見るのか? よじのぼると問題になりそうだし、それを見越してか正面の扉左脇にあったステップは撤去されてしまっています。


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そこで、2メートル30センチ長の自撮り棒を用意しました(笑)。右端に自由雲台をつけ、コンパクトカメラのリコーGRをねじ込んで、インターバル撮影を仕掛け、ノーファインダーで自撮り棒を差し上げて何とか撮ろうという作戦です(笑)。現行機種のGR2だとスマホに画像を転送してリモートコントロールで撮影できるのですが。ちなみに、ベンチの下の空き缶を捨てたのは私ではありません。写真を撮っているときには気がつきませんでした。

では早速。

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1位側からパンタを見ています。センターから左、助手側の箱の右側面に穴が開いています。ここからワイヤーが伸び、右側の○で囲んだ直角のリンクにつながっています。リンクにワイヤーの切れ端が残っていますね。
運転台で紐を下方向に引くと、滑車で方向を変えたワイヤーが枕木方向左向きにリンクを引き、直角のリンクが今度は線路方向に手前に引く力となってパンタのカギを外してパンタを上げる、という仕組みになっています。

また、パンタ枠の右側に2本、パンタの上昇下降を司る空気管が車体に入っているのが見えます。木製のランボードが朽ちてしまい、逆に配管の入り方がよく見えます。

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今度は2位側(日光・寄居側)から見ます。パンタカギ外しは全く同じ構造です。
パンタの右側、空気管とともに母線(高圧管)が入っているのが見えます。空気管は点対称ですが、母線は線対称(山側・西側)に入っていることがわかります。空気管・母線の配置は前期型と同じですね。
また、正面雨どい手前に小さな穴が開いていますが、ここには汽笛が取り付けられていました。いまでは失われてしまっています。汽笛は国鉄機関車のように真鍮磨きだしではなく、車体色に塗られていました。

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もう一度1位側に戻り、パンタの左側を見ます。こちらは母線のみが引き込まれているのがわかります。

保存状態としてはけっこう悲惨ですが、屋根上の記録をとどめることができました。
もと東武沿線ファンさんのおっしゃる通りでした。どうもありがとうございました。
お返事が遅くなってごめんなさい。

2016年7月 6日 (水)

東武ED5010、さらなる前期・後期のディテール違い(パンタカギ外し編)

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東上線貨物廃止直前、さよならヘッドマークをつけて貨物列車の先頭に立つED5010後期車ED5017。前回のエントリではED5015を掲載しましたが、坂戸機関区所属の前期車ED5012〜15が廃車されるのと入れ替わりにED5016、17が杉戸機関区から転属しました。最後に残ったのが下板橋の秩父セメント生コン工場へのセメント列車で、セメントばら積みのホキ5700と、袋詰めセメントを積んだ秩父鉄道のワキ800と秩父セメント私有車のテキ200が1両ずつ連結されていました。

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大山駅を通過する下り返空列車。ED5016が先頭に立っています。

さて、「もと東武沿線ファン」さんから、ふたたびコメントをいただきました。
今度は、パンタグラフのカギを外して上昇させるリンクの出方についてです。

>前期は見ての通り前照灯の真後ろから出てますが、
>後期型は、助手側にありました。
>四角い箱から引き棒が出ていました。

まず前期。


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赤丸の中です。室内で運転室後ろの引き紐を下げると、おそらく箱の上部にある軸が回転して、箱の外についた直角のリンクが引き棒を手前に引くことでパンタのフックが倒され、パンタが上昇する仕掛けです。後期車はどうなのか、さきほどのED5017の写真をもう一度見ると、

Img775_2

確かに助手側に箱が移されています。

Photo

鉄コレのモールドを見ますと、真ん中に「箱」がモールドされていて、どうも博物館の前期型を参考にしたようですね。場所的には青丸の位置ぐらいでしょうか。でも、Nではほとんど気にならないところですね。

ところで、パンタグラフのフックは、ちょうど台枠の中心についています。
1

この写真は、彦根の近江鉄道ミュージアムのイベントで、PS13パンタの構造を教えていただいたときのもので、フックの付き方がおわかりになると思います。東武ED5010前期型のように車体中心に引き紐があれば、まっすぐのリンクでいいのですが、後期型のように助手側に引き紐が寄っていると、屋根上に軸を1本つけて、車体中心に引き棒が来るようにしているのではないかと考えられます。私はそのあたりのディテールがわかる写真を撮っていないので、そこを解明する方法をいま、考えているところです。

細かいことなんですけどね。
「もと東武沿線ファン」さん、重ねましてありがとうございます!


2016年7月 3日 (日)

【訂正】東武ED5010前期型と後期型では、避雷器の位置が異なります

前回の記事〔鉄コレ東武ED5010発売と「避雷器の位置について」〕にコメントをいただきました。

>避雷器については前期型、後期型で、位置が違ってました。
>保存されています5015は、東上線で現役の頃は、
>保存してある位置の避雷器で間違いではありません。

ええ〜、そんなことが……と、私が撮った写真を改めて確認したところ……

あっ!

Ed5015

2丁のパンタの根元には、避雷器が見えていません。列車は池袋方を向いていますので1位側です。
避雷器はご指摘の通り、東側(海側)に線対称でついていることがわかりました。
東武博物館に保存の位置では、2位側(寄居方)が順路に向いていますので、避雷器は両方向かって左側についている現在の位置で正しいということがわかりました。

「ED5010前期型の避雷器は海側に線対称に、後期型は正面向かって右に点対称に付いている」
と記述を改めさせていただきます。

30年ぐらい「点対称」と思い込んでいたので、虚を突かれた感じでした。
「もと東武沿線ファン」さん、ありがとうございました。また変なところがありましたらご教示ください。

2016年6月26日 (日)

【次の記事で訂正あり】鉄コレ東武ED5010発売と「避雷器の位置について」

たいへん間を開けてしまいました。ごきげんよう。

鉄コレ東武ED5010が発売されました。先に発売されたED5070同様、いい出来だと思います。
ED5010は、1957(昭和32)年から始まった「貨物電化5ヶ年計画」に従って日立で製造された機関車です。ED5060は1960(昭和35)年から東芝で製造された同性能の機関車で、メーカーごとに形式が分かれた格好になっています。

ED5010は製造時期で前期と後期に分かれており、正面窓の位置と側面ルーバーの形状が異なります。鉄コレは後期の一番最初である16号機のナンバーが印刷済みになっています。

保存車は後期のED5020が杉戸高野台駅近くに車掌車のヨとともに保存されていますが、残念ながら荒廃しており、東武博物館に保存されている前期のED5015を参考にされる方が多いだろうと思われます。2階のプロムナードから屋根上を見下ろすことができ、配管などのディテールをよく観察できます。

Gr033297
博物館の展示では手前が2位側、伊勢崎・日光、寄居側となります。

Gr033307

ただし、気をつけていただきたいのが避雷器の位置です。東武箱形電機の避雷器は、2丁パンタのそれぞれ正面に向かって右側についている、すなわち点対称の位置にあるのが正しいのですが、保存ED5015号のそれは、なぜか手前の2位側(日光・伊勢崎、寄居側)は左側についてしまっています。これは間違いで、保存のため整備をした際のミスではないかと思います。

【間違いではありませんでした。次(新しい)記事をごらんください】
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さらに寄ると、母線や空気配管、パンタ取り付け部の屋根にある、車内から制御器や抵抗器、CPなどの機器を出し入れする口のフタのボルトの形状がよくわかりますね。

避雷器の正しい位置については、現役時のED5024の写真を見ていただけると、違いがわかると思います。左側が1位、浅草方向となります。

Img701

これはED5060やED5080も同じ。ご参考までにED5063の写真をご覧に入れます。手前が1位側、浅草方面です。写真でご覧いただけるように、電機はその末期に避雷器が上半分にカバーのかかったタイプに取り替えられましたが、ED5010のほとんどはカバーのない、大きな碍子むき出しのタイプを装着したまま生涯を終えました。パーツでいえば、GMの8000系用パーツはカバーつきですが、ペアーハンズのパーツNP-013がカバーなしなのでED5010、ED5060、5080の1980年代なかばまでの姿に適合します。

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鉄コレの箱に印刷されている「屋根上パーツの取り付け方法」は、正しい避雷器の向きを示してますので、これを参考にされて加工ください。「避雷器と汽笛は同じ側にある」のが正しいんですね。ちなみに、図は車体を内側から見たかたちになっているので、ご注意ください。

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なお、運転台上の屋根上につくホイッスルは博物館のED5015では真鍮の地を磨きだしており、鉄コレのパーツも金色になっていますが、現役時は車体色が塗られていました。ED5063の写真では真鍮地磨きだしですが、これはごく末期になってからの姿です。
もっとも、ホイッスルは金色に光っていたほうがかっこいいですけどね。

2016年1月22日 (金)

鉄道ピクトリアル「東武8000系特集」

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正月からほとんど休みのない状況が続き、更新が空きました。

で、早速買い求めました。
素晴らしい特集です。「東武8000系のすべて」が盛り込まれていると言って過言ではないと思います。

花上嘉成東武博物館名誉館長による「東武鉄道8000系を省みて」は、8000系登場までの東武の車輌計画を初めて明かし、昭和37年から計画が二転三転していたこと、それは東京オリンピックをにらんで、新幹線や国鉄車輌の大増備のなか、製造遅れを懸念して早期発注をするためだったという事情が明かされています。これは初めて出てきた事実で大変興味深いものです。
ただし、私はこの頃の名鉄車輌史を追っていて、パノラマカーを増備していた当時の車両部の資料を見ているのですが、そのような動きをしていたという事実には行き当たっておりません。東武車を作っていた日車蕨と名鉄車を作っていた熱田工場、それぞれ新幹線車両を作っていたはずです。名鉄の事情について、詰めてみたいと思いました。

また、8000系は計画段階ではステンレス車体で構想されていたという話は、ピクトリアル「私鉄高性能車特集」で花上さんが明らかにしたところですが、通常、新車を作る際には3案ほど検討されるはずで、それ以外の構想に何があったのかについて知りたいところです。

粂川零一さんの「東武8000系のプロフィール」は、大変な労作です。20年にわたって712両製造されたバリエーションと、その後の修繕工事でさらに多岐にわたることになったバリエーションを年代ごとに番号を振ってまとめ、変遷表も相まって全貌が把握できるもの。8000系を体系付けた決定版と言えると思います。また、記事中に掲載されている林智春さんの一連の写真は、西新井工場での冷房改造の模様をはじめ、80年代東武のトピックスをいろいろ思い起こさせるすばらしいもの。よくもここまで記録されたものだとつくづく感服しました。

東武8000系についての決定版といえるこの特集、ややもすると模型ファンは外見のバリエーションがわかる記事のみを評価しがちですが、車両設計したり保守点検したりする現場では、そのことに無関心である、つまり意味がない、ということが本職の方々と話していて痛感させられるところです。模型誌ならそれでいいかというと、そうは思いません。ディテールを語るだけでは片手落ちなのです。
ひとつの車輌系列史として、生まれる背景、できあがった車輌がどうしてこうなったかという必然性、使用状況による変遷、一生を終わるまでを解説しきった、まさに王道の特集と言えると評価します。東武ファンであろうとなかろうと、新しい車両史の叙述として必読の特集であることは間違いありません。

2015年12月24日 (木)

東武3000系の「中抜き」2両固定

東武3000系は2両固定と4両固定とがあります。
2両固定は上り方からモハ3500+クハ3600、
4両固定は     モハ3100+サハ3200+モハ3300+クハ3400
と付番されています。

更新当初、4両固定が予定されている編成も、モハ3100+クハ3400の2両固定で出場し、営業運転に入っていました(更新当初は違う番号体系の付番でしたが、複雑になるので説明は省きます)。後からサハ+モハの中間車を作って組み込み、4両固定を完成させていました。
これは、当時、高度経済成長で年間10%も乗客数が伸びていた時代なので、4両固定ができあがるまで遊ばせておくヒマがなかったものと考えられます。このような更新のやり方は、3050系、3070系も同じでした。

3000系列は機器配置が2両ユニット単位で、4両固定になるとモハ+サハ、モハ+クハに分かれるのですが、もともと、中間車のサハ+モハを抜けば先頭車のモハ+クハでユニットが組めるようになっています。そこで、野田線の輸送量が増えた昭和52(1977)年から54年にかけて、3000系6両編成を標準とする際に、4両の中間車を抜いて他の4両固定に組み込み6両化し、抜かれた4両固定の先頭車は2両固定とする編成替えが行われました。
Tochi798
写真の3124編成がそれです。中間車を抜かれ、モハ3124+クハ3424の2両固定となりました。モハ3500+クハ3600の2両固定と同じになったわけですが、改番は行われませんでした。
抜かれた中間車は3123編成に挿入され、モハ3123+サハ3224+モハ3224+サハ3223+モハ3323+クハ3423の6両固定となりました。長編成化のため、ブレーキ管の減圧で作動する自動ブレーキの効きが悪くなる対策として各車に電磁弁を搭載、非常ブレーキの際には電磁弁が作動してタイムラグを短くする改良が行われています。

«東武3050系の拡張運転室、その実際

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