〔 EL 編〕 1. 最初の交直流機 ED461 号機 常磐線の沿線 , 筑波山麓の柿岡には , 地磁気観測所があ り , 鉄道を直流電化するとここの観測に微妙な影響を及 ばすことが考えられ , 常磐線の電化は取手でストップし ていた . しかし , 地磁気の観測には交流電化ならば支障 がないので , 交流電化の実用化とともに , 電化進展の機 運が生まれてきた . 取手以遠の電化は交流 50Hz で行な い , 取手一藤代間で交流と直流の接続を車上切換によっ て行なうこととなった . 当初の計画では , 貨物列車は直流・交流それぞれの専 用機関車によりけん引し , 旅客列車は , 近距離ローカル 列車を交直流電車により , 長距離列車を交直流機関車に より運転する方針であった . この方針に沿って , ED461 号 ( のちに ED921 号と改称 ) が , 昭和 34 年に試作された . 交直流電気車の構成は , ①直流電気車十交流→直流変換装置 わが国最初の交直流電機 ED461 ②交流電気車十直流→交流変換装置 ③直流電気車十交流電気車 (iv) 速度制御は直流機と同じく , 抵抗制御 , 組み合 が考えられるが , いすれも重量・スペースの制約が厳し わせ制御 , 界磁制御により , 交流機のようなタップ い . この内 , ①の方式がこの点で最も有利であり , E D 制御や位相制御は行なわない . 461 号も , 以後の交直流機関車もすべて①の方式を採用 (v) 列車の電気暖房用交流電源は , 交流区間では主変 している . ED461 号では , 直流機と同じ抵抗制御・直 並列組み合わせ制御に水銀整流器 ( ェクサイトロン ) を 圧器の 4 大巻線から供給され , 直流区間では , 水銀 付加した方式である . 整流器をインバータ運転することによって供給され ( 1 ) 性能 ( 注 ) 1 台車 1 電動機方式も , 連結軸間のネのため自励振動を起こ ED461 号の使用区間には , 最大 10 % 。のこう配しかなく , し , 粘着性能などに悪い影響を与えることが , EF 形として量 それも最長 4.5km で , 全体としての等価こう配は 1 % 。以 産されてから判明した . その意味では , D461 号は試作機とし て十分使いこまれたとは言えず , そして試作の意義を十分に発揮 下となり平坦線に近いので , 電気機関車の使用条件とし できなかったのは残念である . ては厳しいものではない . 旅客列車の定数は最大 550t ( 性能計画用 600t ) で , この列車をけん引して 10 % 。こう 2. 関門トンネル用 EF30 形の量産 配での均衡速度が約 70km / h であること , また将来の速 山陽本線の直流 1500V 電化と鹿児島本線の 60Hz20kV 電 度向上を考え , 最高速度は 110km / h とした . 化の決定により , 交流と直流の接続セクションを九州側 使用状況から考えて , 重連運転の必要はないので , そ の門司駅構内に設けることとなり , 車上切換により運転 のための設備はしていない . また , ローカル列車の電車 することとなった . このための交直流機関車として試作 化を想定し , 性能は急行列車を主体に考えているが , 各 EF301 号が昭和 35 年に誕生した . これは , 従来関門ト 駅停車にも使えるように容量は選定されている . ンネル用に使用されていた E F 10 形に代るもので , トン ②特徴 ネル区間の運転を主体とし , 門司ー門司操車場間の交流 区間でも部分出力で運転可能としている「直卞交従」形 G) 軽量化と主回路の簡略化のため , 1 台車 1 電動機 の客貨両用機関車である . 方式とした . この方式では前後軸が歯車で連結され ており , 軸重移動の影響を受けず , 粘着上も有利で ( 1 ) 性能 あった ( 注 ). 関門トンネル内の 22 % 。のこう配で , 重連で貨物 1200 t の 起動が可能であり , 門操の交流区間内のこう配でも , 重 (ii) このため , 主電動機は 1 時間定格 770kW ( 連続定 連で貨物 1200t の起動が可能である . このため , 1 時間 格 700kW ) で , 我国および狭軌で最大のものとなっ 定格出力 600kW の主電動機 3 台を 1 台車 1 電動機方式 た . ( ⅲ ) また , 駆動装置には防振ゴム接手を有する中空 で装備して , 直流区間ではその全出力が出せ , 交流区間 軸式が用いられた ( 注 ). では運転距離が短く平坦であるので , 346kW ( 10 分間定 E046 い プ 5

アッドセクションの話 交直立 女売はこのよ ~ うにして彳テなわれ・る 囈石沙克 : 常磐線取手一藤代間を通過する 401 系電車 1 ト 8 ー 27 写真 : 喜多山弘 日本やフランスのように従来 , 直流電化を中心に進めた E10 形ディーゼル機に変わり , 電車だけは交直両用電車 のちに交流電化に転向した鉄道や , 電気方式の異なる鉄 で車上切換によって田村を停車せすに直通している . 道の国境区間においては , 電気方式の変わり目 ( 接続点 ) 時 , 交直両用の ED30 形が運用されたが , わずかな期間 をどこにするか , また交直接続の方法をいかにするかな で休車となり現在は廃車になっている . どかが大きな問題になる . 構内接続式は接続する駅の本線の途中にデッドセクシ 日本においては多くの主要幹線が東京を中心にして直 ョンを設け , 半分ずつ直流区間と交流区間とに分ける . 流電化で始められたため , 交流電化を拡げていくと幹線 この間をディーゼル入換機で列車を転線させるか , ディ に数個所の交直接続点を設けなければならず , 輸送面か ーゼル入換機を使ってけん引機関車の入換えをする方法 ら能率が良く , 安全確実な接続方式とするため , 技術的 で停車駅は 1 つですむが , 入換作業が複雑で停車時間が にいろいろなくふうがなされてきた . 長くなる他 , 広い構内を必要とする . では , 交流区間と直流区間の接続箇所ではどのように この例はわが国にはないが , ヨーロッパではスイス・ して直通運転をしているのであろうか . フランスの国境駅のジュネープ ( コルナバン ) やスイス 代表的な方式として次の四つがある . ・イタリアの国境にあるドモドッソラなど古い接続駅に / 駅間接続式 見られる . 間接接続方式 \ 構内接続式 2. 直接接続方式 / 地上切換式 ( 1 ) 地上切換式 直接接続方式 \ 車上切換式 これは接続駅の一部の架線を直流・交流のいずれの電流 も送れるようにして機関車の付替えで接続を行なう方法 間接接続方式 である . 蒸気機関車・ディーゼル機関車など非電気式動力車を利 昭和 31 年わが国最初の交流電化の試験を仙山線で行な 用する方法で , 駅間接続式と構内接続式の 2 つがある . った頃 , 直流区間の接続駅である作並で地上切換式のテ 駅間接続式は両端の駅で機関車の付替えを行なうもの ストが行なわれた . この結果が良かったため , 昭和 34 年 で , 最も簡単な方式であるが駅には全列車の停車が必要 東北本線白河電化の際 , 本格的な設備として黒磯駅に採 となり , 駅では機関車付替えのための入換えが頻繁とな 用された . 作並駅はその後昭和 43 年 9 月の全線交流化で り , 運転時分のロスも大きい . 交直切換設備は不要となり , 現在黒磯駅が国鉄では唯一 この例には大形タンク機 E10 形が最後の務めを果した の地上切換式のものである . 北陸本線米原ー田村間があるが , 現在この橋渡し役も D 外国ではベルギーとフランスの国境駅ジュ 1. ーーモン , ス 55

ーー当■を 高」 曲。 0 6. 出力アップ 120kW の標準主電動機 MT54 の誕生により , 交直流電 車も , それまでの MT46B ( 出力 100kW ) から MT54 に 変更されることになった . 近郊形では 401 系が 403 系に , 421 系は 423 系となり , 急行形も 451 系が 453 系に , 471 系は 473 系に移行した . これにともない関連電気機器の容量アップも行なわれ た . いつほう , 急行形電車は走行線区の拡大にともない クモハ 591 形試作在来高速電車 抑速プレーキの必要性が高まってきた . このため , 制御 在来線のスピード・アップの望めない線区を , 将来高速運転する車両開発 引き通しジャンパ線を増設し , 抑速プレーキ付とした 455 を目的に製作された連接構造・振子装置付きの交直流電車 藤田にて円 70 ー 1 写真 : 小玉光 系 ( 50Hz 用 ) および 475 系 ( 60Hz 用 ) が誕生することと なった . を E F63 形機関車との協調運転により , 12 両編成で走行 7. 特急形電車 できる 489 系が昭和 46 年に誕生した . これは 485 系を基 特急電車の交流区間乗り入れは 151 系直流特急電車の機 本とし , 協調運転に必要な制御引き通しジャンパ線の追 関車けん引による博多乗入れから始まったが , 昭和 39 年 10 月の北陸線富山電化を契機に交直流特急電車 481 系 ( 60 加や主制御器の変更を行なったものである . いつばう , それまでの標準形主整流器 RS22A をさら Hz 用 ) が誕生することになった . に改善し , 油冷方式および大容量素子の採用などにより この電車も , 直流の 181 系の交直版であり , MT54 装 備の抑速プレーキ付である . 主要機器は交流機器は 475 大幅に小形化された RS40A が生まれた . しかし , その 後の不燃性油 (PCB) 製作中止 , 拡大使用の禁止にと 系と , 直流回路機器は 181 系と共通である . いつばう , もない , 交直流電車は主変圧器および主整流器の両面か 東北線の盛岡電化 ( 昭和 40 年 10 月 ) にともない 50Hz 用 ら , 大きな暗礁に乗り上げることになった . 早急に基礎 の特急電車 483 系も誕生した . 研究や代替品の開発・試作試験に全力を上げて取り組み また , 昭和 42 年 , 座席・寝台兼用の交直流特急電車 主変圧器の方はシリコーン油を採用した無圧密封方式の 581 系 ( 60Hz 用 ) が誕生した . TM20 を , 主整流器の方はコロン沸騰冷却方式の R S45 A を開発し , これらの機器がその後の標準形となった . 8. 50 Ⅱ z ・ 60 Ⅱ z の両用化 485 系は特急列車の増大とともに増加の一途をたどっ 北陸線電化の北上と羽越線電化の進展にともない , 日本 たが , 適用線区に合わせた改善を加えたものもその後誕 海側縦貫の電車に対して , 50Hz ・ 60Hz 両用化の必要性 生し , 北海道の L 特急暫定対応用の 4851500 系 , および奥 がでてきた . いつばう , 車両の転配属の自由度の面や使 用機器の標準化の面でも , 交直流電車の 50Hz ・ 60Hz 両 羽線 " つばさ " 用の 4851000 系などへと発展している . 用化は強く望まれていた . 主変圧器・主整流器・主平滑リアクトルなど本体その ものは , 両用化に対する問題はほとんどない . しかし , 実際にはこれらの機器は電動送風器やオイルポンプを必 要とし , これら補助回転機は交流区間のみ必要なため , 主変圧器の 3 次巻線から供給されているため , 電源の周 波数が変わると回転数も大幅に変化して所定の性能が確 保できなくなってしまう . このため , 50Hz でも十分性能 が発揮でき , 60Hz でも熱的に問題ない補助回転機を開発 することにより , 初めて 50Hz ・ 60Hz 両用化が可能とな り , 50Hz ・ 60Hz 両用の標準主変圧器 TM14 が誕生した . TM14 の採用により近郊形は 415 系に , 急行形は 457 系に , 特急形は 485 系に , 寝台特急形は 583 系にそれぞ れ集約されることになった . 9. その後の発展 昭和 46 年 , 信越線横川一軽井沢間の急こう配 ( 66.7 % 。 ) 上野駅で顔を合わせる交直流電車の特急形と急行形 光 円 72 ー 3 写真 : 小玉 肌 ) 凵 白 に ノ - 気ン 0 第第ン 2 プ

モハ 72 改造の クモャ 740 青森運転所にて 円 76 ー 7-30 写真 : 太田正行 一壟二「 ■クモヤ 740 交流職用制御電動車 ています . クモヤ 740 交流職用制御電動車の製作されたいきさつは 昭和 43 年 , 急速な交流区間の延伸にともない , 運転所・ ■クモヤ 791 形交流職用制御電動車 この電車は , 昭和 35 年に将来の交流電化用の研究課題と 電車区から工場へ定期修繕のため交流専用の回送運転用 して試作新製された車両で , 交流整流子電動機を使用し けん引車と , 構内人換用の動力車をとの要講から製作さ た直接式交流電車です . れたものです . 改造車用種車にはモハ 72 形を適用し , 両 車両構造は , 東海形 ( 153 系 ) と共通な形状で両運転 連転台付の 1 M 電車で , 車体構造は全鋼製低屋根構造 台付の IM 方式の車両です . 室内は客室になっており定 で , 車体側構造は室内機器冷却口を 2 カ所設けたほかは 員 108 名の乗客が収容できる接客設備で , 側出入口の戸 モハ 72 の原形のまま再用しました . 扉は折戸方式を採用した漸新なものです . 電気方式は交 前面は切妻形の貫通方式になっており , 室内は接客設 流 20kV ・ 60Hz で , 車両性能上は 1 M 1 T または 1 M 2 備を取りはらい中央部に機器室を設け , その前後は控室 T で運転できるように計画された車両であり , 台車は空 兼荷物置場となっています . 台車および空気プレーキ方 気バネを用いた DT26 形 ( 原形は東海形に使用した DT 式は新性能車と同じ電磁直通空気プレーキにしてあり , 24 の 1 部改造 ) です . 空気プレーキ装置は発電プレーキ クモヤ 440 形とすべて共通にしてあります . 電気方式は 併用直通プレーキ方式で , さらに勾配抑速用発電プレー 交流 '20kV ・ 50 / 60Hz 専用で , 交流区間のみを走行できる キも備えた車両です . 車両です . 研究課題に対する種々の試験が実施され , 十分試作目 この電車の性能は , 直流性能をのぞけはクモヤ 440 形 的が達せられたので , その後新幹線開発時のプレーキ試 式と同様であり , 搭載電気品は在来の主電動機回路部品 験車に改造された後 , 現在 , 南福岡電車区の構内入換用 に , 新たに交流電気品 ( 主変圧器・主整流器・空気しゃ に使用されています . 断器および交流避雷器 ) が室内中央機器室内に格納され ュニークなスタイルの クモャ 7 田 南岡電車区にて 円フ 6 ー 3 写真 : 川西博勝 み 6

一地鰤 , 第ま第、を第第を 北陸線の米原ー田村間の交直接続用として作られたユニークな凸形機 ED301 写真 : 三島富士夫 4. 標準形交直流電気機関車 F81 形の発展 ているが ( 関門用 300 台は除く ) , これには , 直流区 北陸線の電化が北上し糸魚川まで達したあとは , すでに 間では静止形のサイリスタインバータを使用してい 直流電化されている上信越線との接続が再び問題となっ る . 交流区間では主変圧器の暖房巻線を使用する . (iii) 主整流器とインバータ用サイリスタを一つのタ て来た . 車上切換方式は当然としても , 接続点をどこに ンクに納めて油漬とし , 冷却効率をあげコンパクト するか , 機関車の運行をどうするかなどが検討された結 果 , 糸魚川一梶屋敷間で交直接続することとなり , 北陸 にしている . ( ⅳ ) 90kVA の電動発電機を持ち , すべての補機に 3 線の糸魚川一直江津間と , 信越線の直江津一宮内間が 44 年 10 月に電化され , 北陸線の交流区間と信越線の直流区 相誘導電動機を用いプラシを M G のみとするなど , 間が結ばれることとなった . ここで使用される機関車も 保守の省力化がはかられている . (v) 空転を検知すると自動的にノッチ止めを行なうほ 新しい技術の可能性も含め種々検討されたが , 時間的な 制約もあり , 最終的には交流 50 / 60Hz , 20kV と直流 1500 か , 空転軸を含む台車に空気プレーキをかけ , 再粘 V の三電気式で , 標準主電動機 MT52 をもつ 6 軸の抵抗 着したらゆるめる方式の再粘着プレーキを備え , 粘 制御機関車 , つまり EF65 形の交直流版として , F811 着性能の改善をはかっている . 号が昭和 43 年に誕生した . EF81 形は , それまでの技術 (vi) 運転台まわりは人間工学的に配慮した斬新で使 の集大成として設計され , 技術的に非常に安定したもの いやすい構造としている . を持っており , 実用面では本質的なトラブルもなく , す (vii) 固定編成特急客車や高速貨車をけん引する設備 こぶる好評であり , また 3 電気式であるので , 日本海縦 ( 編成増圧装置 ) を持っている . 貫線の電化の延長にともない酒田・秋田と運行の範囲を 5. ユニークだった E D 301 号 広げた他 , 東北線 ( 田端ー福島間 ) や , 関門トンネルに 北陸線の米原ー川村間の交直接続用として , EF553 号 も進出 , また , 湖西線の開業により , 東海道線にも姿を を種車にし部品を流用する形で , 国鉄浜松工場で昭和 37 見せるといった具合に , 標準機関車として全国を走るに 年に改造された . これは EF553 号の部品の大幅な再用 至った . このうち , 関門用は , 塩害対策として車体外板 と , 不足部品と追加となる交流部品を交直流電車との共 や屋上のステンレス化などが行なわれ , 300 台の番号を 通化が考えられ , 主変圧器 , シリコン整流器 , 交直切換 装置や冒進保護装置などは 471 系交直流電車と共通とな とっている . ( 1 ) 性能 っている . また車体構造は簡単で交直接続のハタオリ連 基本性能は川 % 。こう配で 1200t をけん引することがで 転に便利なように中央運転台式となっていた . 米原ー田村間の 1200t けん引も問題ないことが確かめ きる . られていたが , けっきよく , この交直接続の運行は米原 ( 2 ) 特徴 (i) 使用線区の情況を考え , パンタグラフ以外の特高 構内の入換と共通の運用が良いこととなり , 現在のよう 機器を屋内に収容するなどの耐寒耐雪構造に十分な なディーゼル機関車けん引となり , ED301 号はその後 鉄研での試験機関車として使われたりしたが , ED461 配慮が払われている . 号同様 , 廃車となった . (ii) 客貨両用として列車暖房用の電気暖房装置を持っ 78

1 フランスタイフ。のクモヤ 495 ークモヤ 494 向日町運転所にて 1974-5- Ⅱ 写真 : 編集部 ■ 495 系電気検測試験用交直流電車 有効的に稼動させるために国鉄松任工場において交直流 この車両は , 昭和 41 年に電車線保守および検査の近代化 の特急・急行形をけん引し , 本線試験や機能試験ができ が必要となり , あわせて今後の高速化に対する集電試験 るように改造しました . 設備の改良を図るために新製された車両です . 車両の構成は , Mc ・ M ′ c 車の電動車からなり 2 両 1 ュ ー 443 系電気検測試験用交直流電車 ニットで運転され , 車両構造は , 前面非貫通形で車体断 この検測車は , 直流・交流電化区間の電車線および信号 面は通勤形を基本形状にしてありますが , 交直流区間の 保安設備を走行しながら同時に検測できる車両で , 495 電化区間であれば , いずれの線区へも走行可能のように 系をベースとした最新の検測車です . 低屋根構造にしてあります . 運転室は高速運転をするた 車両の構成は , Mc ・ M ′ c 車の電動車からなる 2 両 1 ュ め , 安全性を考慮して一段高くなっています . 室内は , ニットで連転されます . クモヤ 443 は電車線を検測する Mc ・ M ′ c 車とも測定室と機器室に区分され , 片側に廊下 ための車両であり , クモヤ 442 は信号保安設備を検測す を設けた割付となっており , 屋上には各車おのおの集電 る車両になっています . 車両構造は非貫通形 ( 485 系 ) の 用と測定用のパンタグラフが 2 台取り付けられており , 特急形を基本形状にしてありますが , 交直流区間の電化 バンタ間には観測用のドームが設けられています . 台車 区間であればいずれの線区へも走行可能なように低屋根 は高速用の試作台車として , DT37X を採用 , 電気方式 構造にしてあり , 車体長も搭載機器の関係から , 20 , 800 は直流 1500V および交流 20kV ・ 50 / 60Hz で , 電機品はす mm と一般車より 300mm 長くなっています . Mc ・ M'c 車 べて在来急行形電車に使用されている標準品を採用し , とも室内には測定器がところ狭しと配置され , Mc 車の 車両性能は高速試験が可能なように配慮されています . 屋上には観測ドームと測定用パンタグラフが 2 台取り付 この電車は , 昭和 50 年に北陸地区に転属となり試験車 けられています . 台車は特急形に使用されているものと としての年間稼動率も少なくなったため , 検測期間外を 同し DT321 形を採用しています . 電気方式は直流 1500V および交流 20kV ・ 50 / 60Hz で , 電機品はすべて在来特急形電車に使用 されている標準品を採用 , したがって 車両性能も特急形の性能と同一になっ ており , 測定室内は快適な空調装置完 備となっています . 485 系の試験車版ともいえる クモヤ 443 ークモヤ 442 向日町運転所にて 1976 ー 3 み 5

第を第 , ””“川い盟を 川口川間嘘 等、 中山・丈。 " ゆのくに”のヘッドマークもあざやかに東海道本線を快走する 475 系 山崎付近にて 1975-2 ー 9 写真 : 諸河久 をベースに , 設備は直流急行形 153 系とほば同等と考え 1. まえがき ることができる . 編成は使用線区を考慮し , かっ勾配区 昭和 36 年 6 月の常磐線取手一勝田間と山陽・鹿児島本線 間を考えて M 車の比率を多くする考え方から Mc 十 M ′ュ 小郡 ( 門司港 ) ー久留米間の電化開業は , 大都市あるい は都市間の近郊輸送をになう交流区間としての役割をも ニットとしている . そしてこの Mc 十 M' ユニットは上り 下りどちらにでも使用できるようにし , 付ずい車はサロ つこととなり , ここに本格的な近郊形交直流電車 401 系 451 とサハシ 451 のみとし , これらを Mc 十 M' ユニット (50Hz) と 421 系 (60Hz) が登場してきた . にはさんで使用する方式とした . 当時 , 東海道本線には直流新形急行用電車 153 系がすで 台車は新設計の DT32 (M 車 ), TR69 (T 車 ) でツリ に活躍を開始しており , 近い将来において交流電化区間 リンクを用いす下ュレマクラのない空気バネ台車となり の伸長とともにいずれは急行用交直流電車がこれらの近 軽量化とともに保守しやすいものとなり , 以後の長距離 郊形 401 系・ 421 系をベースとして製造されることは時 電車の台車の基本となった . 間の問題となっていた . そして昭和 37 年になって東北本 線用に 451 系 ( 50Hz ) , 北陸本線用として 471 系 ( 60Hz ) が 交直流急行電車としてさっそうと出場してきたのであ 台車の比較 る . 以降 , 出力増強した 453 系 (50Hz), 473 系 (60Hz), 東海形ー 5 3 系 山岳線用として抑速プレーキを装備した 455 系 (50Hz), 一台車分重量 製作費割合 475 系 (60Hz), そして 50 ・ 60Hz 共用変圧器をもった万 能タイプ 457 系へと発展し , 全国の電化区間をまたにか 車体では交流区間を通過することからホームの低い駅 けて活躍を続けている . 今回は特急電車のかげに隠れて を考えステップ付となった . またクモハ 451 ( 471 ) の前 あまり目立たないこれら交直流急行形電車について述べ 部ドアのみはマクラハリ部にステップがつくことから強 てみたい . 度上戸袋付の内引込戸とすることができないため外吊戸 2. 系列の概説 となった ( のち内引込戸に変更され , これら外吊戸のも 451 系〔 471 系 上野ー仙台 , 上野ー平 , 大阪ー金沢などに使用するため のも内引込戸に改造された . これについては後述する ). 昭和 37 年 7 月に登場したのが 451 系 (50Hz) および 471 このほか耐寒構造についても考慮されている . 電動機は 401 系 ( 421 系 ) に使用した MT46B ( 100 系 (60Hz) の交直流急行形電車である . これら車両は , 電気的に見れば近郊形 401 系 ( 421 系 ) (W) を装備し , 制御器はノッチ戻し ( 注りのできる CS D T 32 7.200 D T 24 A 7 ′ 9 圓 33

九州にデヒ・ユーした近郊形は 60Hz 用の 421 系 1961 ー 9 写真 : 小玉光 海老津付近にて もない , 電車用シリコン整流器も実現可能となってき 5. 急行形電車 . いつほう , 常磐線取手一勝田間と山陽および鹿児島 東北線の仙台電化 ( 昭和 36 年 3 月 ) が完成し , 北陸線の 線にまたがる小郡ー久留米間が昭和 36 年 6 月から電化開 金沢電化完成が近づくとともに交直流急行形電車が必要 業されることになり , 交直流近郊形電車が強く要望され となり , 昭和 37 年に 451 系 ( 50Hz 用 ) および 471 系 ( 60 ていた . ここで誕生したのが 401 系 ( 50Hz 用 ) および 421 Hz 用 ) が誕生した . この電車は直流急行形電車 153 系の 系 ( 60Hz 用 ) である . 交直版であるが , 主制御器は CS15 を採用しており , 界 この電車は , 直流近郊形電車 111 系の交直流版であり , 磁制御段を増し力行 5 ノッチとするとともに , 界磁制御 主変圧器・主整流器・主平滑リアクトルなどの交流機器 段のノッチ戻しも可能としている . その他の電気品は , は M ′車に搭載し , TcMM'Tc を基本編成としている . 401 系および 421 系とほば同じである . 最近の近郊形増備車は九州・常磐ともクーフー付きの 415 系 円 75 ー 3 博多にて 写真 : 後藤文男 20

車設計上の重要な項目であ . る交流区間と直流区間の接 続点には数十メートルの無加圧区間 ( デッドセクション ) が設けてある . その手前で運転台の交直切換スイッチを 扱えば , まず回路がすべて開放される . デッドセクショ ンを通りすぎ新区間に進入すると自動的に回路が順次構 成されていく . 交流回路のまま直流区間に冒進した場合の保護は主変 圧器一次巻線側の冒進保護ヒューズで保護する . また , 直流回路のまま交流区間に進入する場合は , 無電圧区間 で直流電圧継電器が落下し AB B が開放され , 以後交直 切換スイッチを正規に扱わない限り ABB は投入できな 交直流電車の発展は 490 系 ( クモャ 490 ) から 写真 : 鈴木靖人 いようにしている . この保護を確実に行なわせるため交 直流電車では電動発電機など逆誘起電圧を出すものに対 しては逆流阻止ダイオードを挿入し , 無加圧区間で直流 1. 交直両用化にともなう必要機器とその働き 電圧継電器が確実に釈放動作するようにしている . ( 別 直流電車を基本とした交直流電車では , 主変圧器・主整 稿岩沙氏の「デッドセクションの話」をご参照下さい ) 流器・主平滑リアクトル・交直転換器などを直流電車に 追加した形となる . 3. 交直流電車の試作 主変圧器は架線電圧 , 交流 20kV を 1850V に降圧するも 交流電化当初から , 交直流電車の開発の必要性は十分認 のであるが電車の場合は床下取り付けとなるため , 小形 識されていたため , 早い時期に試作電車などによる技術 ・軽量化に努力がはらわれ送油風冷式を採用している . 開発が始まった . 最初に試作されたのは 490 系交直流電 主整流器はシリコンダイオードのプリッジ接続で構成 車である . これは制御車 ( クヤ 490 形 ) にバンタグラフ され , 主変圧器 2 次側の交流を整流する . シリコンダイ ・主変圧器・水銀整流器などの電源装置を搭載し , 電動 オード素子の冷却は電動送風機による強制風冷方式を採 車 ( クモヤ 490 形 ) に供給する方式で 2 両で 1 組となる . 用している . 車両はいすれも従来車の改造によっており , 昭和 33 年の 主平滑リアクトルは電圧および電流の変動の大きい単 相整流出力を平滑化するものである . これは主変圧器と 3 月に 2 編成が落成した . しかし , この電車は水銀整流器を使用しているため , 組になり , 電動送風機で冷却される . 交直転換器は主回路を交流用および直流用に切換える 温度制御が重要であり , 出区時の準備や交流区間に人る 前の温度制御など , わすらわしい点が多く , 実用化まで 働きをする . この外 , 交流シャ断器・交流避雷器・交流 フィルタなどが追加される . 交直両用化に応じて主要機 には至らなかった . その後の技術開発は , このような問 器の変更も必要となる . 題を解決するシリコン整流器の開発に向けられた . 主電動機は脈流運転による温度上昇がさらに加わるた め , 主極・補極温度上昇許容を上げるとともに , 補極の 4. 交直流電車の誕生 追随性を良くするための成層化などの脈流対策を行なう 半導体技術の発展 , 特に電圧および電流定格の増大にと 必要があり MT46B に変更している . 主制御器内の限流 交直流近郊形として常磐線にデビューした 401 系 写真所蔵 : 編集部 継電器なども同様な脈流対策をほどこしている . このほか , 特急電車などパンタグラフ 2 組の車両では 交流区間ではセクション短絡のおそれがあるため , パン タ断路器で片方は開放するようにしている . また , 屋上 機器も交流区間では接地 , 直流区間では非接地に切り替 えている . また後で述べる交直切換の関係で電動発電機に逆流阻 止ダイオードを挿入するとともに補機回路シャ断器を設 けている . 2. 交流・直流の切換え 交直両用電車の交流・直流回路切換および万一切換えを 失念した場合または誤操作した場合の保護は , 交直流電 〔 EC 編〕 0 ノ 9

写真 : 小工光 山陽本線を行く 475 系“山陽” 糸崎にて 写真 : 関崇博 第をー第ご、 一三 山陽本線を行く 475 系”べっふ” 円 72 ー 8 写真 : 編集部 鹿児島本線を行く 475 系”玄海 " 原田にて GE ト : ムー てこの静電アンテナを装備することになった . して増備されたものがこのクモハ 471 十モハ 470 の 13 と 15 この装置は電車線に高圧の交流電気が流れているかを である . 奇数設計ということで 12 と 14 をそれぞれ欠番と 検知するためのもので , クモハまたはクハの屋根前部に したのであった . 設けられたアンテナが架線の交流電圧により誘起された ( 注 1 ) ノッチ戻し・・・・高いノッチから低いノッチへ戻 電圧を連転室後部の増幅器で増幅し , 継電器を動作させ したい場合一度オフにしなければならなかったが , こ 表示燈を点燈 , 交流区間に進入したこと , または架線の の装置では 3 ~ 5 ノッチの間を自由にゆききできるよ 電圧の有無を知らせるものである . なお 481 系以降特急 うにして勾配区間に対処したものをいう . 車では増幅器がシリコントランジスタ化され , この検知 ( 注 2 ) 勾配抑速プレーキ・・・・連続下り勾配を下る場合 器により交直自動切替ができるようになっている . に速度を一定に保持するため , 停止用発電プレーキを 4- ー 3 471 系に欠番のあるわけ 任意の段において速度制御ができるようにした機構で クモハ 471 十モハ 470 のユニットには当初から欠番があっ ある . た . すなわち最終番号が 15 なのに総数は 13 ユニット ( 26 両 ) しかなく , 12 と 14 番が欠けているのである . 参考文献 これは , 1 ~ 11 が昭和 37 年 7 月 ~ 10 月にかけ増備され 川添雄司”交流電気車要論 " 電気車研究会 日本国有鉄道 " 18 年の国鉄車両 " 交友社 たもので両側にカップラをもって上り下りいすれにも使 茂原信彦 " 国鉄電車ガイドブック ( 交流篇 ) " 誠文堂新光社 用できるものであった . しかし近い将来クハが製造され 沢柳健一“国電再入門”鉄道図書刊行会 ることになったため , クモハは奇数設計 ( 上り向き ) と 鉄道ファン誌 , 鉄道ピクトリアル誌 , 電車 み 2