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旧形国電のモーターと歯数比について

 投稿者:原口 悟  投稿日:2021年 8月22日(日)01時04分35秒
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  昔の旧国マニアさん、皆さんこんばんは

ご質問の「モーターと歯数比」についてですが、私の方では以下のように情報を集めています。

(1)クモハ52003~005のモーターと歯車比ですが、「最盛期の旧形国電1」では、クモハ43800台の解説(P188)のところに、「なお、流電モハは阪和線入線時に歯数比オリジナルの2.04から2.26に落とされていた」の記述があり、阪和線に入った時に変更されたようです。また、クモハ52004について、佐久間レールパークにいた時の現車観察で、モーターはMT16からMT15に変更されていたことが確認されています。

(2)クモハ42のモーターと歯車比は、「国鉄電車形式図集第1分冊」と、「最盛期の旧形国電1」の巻末の表では、全部合わせて2.52になっていました。「最盛期の旧形国電1」の本文記述(P183)では「その後、歯数比を1:2.52に落として008,009,011,013が豊橋区に、001,005,006が宇部・小野田線管理所に転属した」とあります。
 1つの可能性として、「歯数比を1:2.52に落として」という「修飾語」が、「008,009,011,013が豊橋区に」にかかるか、「008,009,011,013が豊橋区に、001,005,006が宇部・小野田線管理所に転属した」にかかるか、という「文法上の解釈の違い」が、クモハ42001,005,006の歯数比が2.26か、2.52か、という解釈の違いをもたらした可能性が有ります。もう1つの可能性として、宇部、小野田線は平坦線区のため、歯数比を上げる必要性が乏しかったため、未改造になった、ということも考えられます。
 なお、クモハ42011は、最末期に台車をDT13、モーターもMT40に交換しています。確か昭和52年のRF誌の「Post」か、RJ誌の「Report」に記事があります。

(3)クモハ43は、「最盛期の旧形国電1」でも、歯数比が2.26で、途中で変更されている記述も無いことを確認しました。また、クモハ51形も、歯数比は2.26で、京阪神地区投入当初は、モハ43系列は2.26の「高速型」、モハ40系列は2.52の「低速型」で、モハ51系列は、モハ43系列に伍して京阪神快速線で使うためか、歯数比はモハ43系列の方に合わせて2.26の「高速型」になっています。この点は、中央線に投入されたモハ51形が2.52の低速型であることと異なっており、後のロングシート化で、関西のモハ51形は形式がそのままだったのに対して、関東のモハ51形はモハ41形に編入される違いにもなっています。
 飯田線で見ると、クモハ43形の足回りはクモハ51形と共通で、むしろクモハ42形の方が異端になっています。この違いは、クモハ42形は豊橋機関区、クモハ43形は伊那松島機関区配属で、豊橋機関区の方だけ、歯車比変更の要求があった(上記(2)での、42008,009,011,013だけ歯数比を変更した説)か、豊橋転属前に歯数比変更済みだった(上記(2)での、全車歯車比変更説)ことがかんがえられます。

(4)クモハ51073ですが、モーターは「謎」で、この場でもしばしば話題になっています。車号も「クモハ50050」に変更する計画があった、という話があります。
 「クモハ51073」となったのは、戦時改造でモハ42011~013を片運、3扉化改造して、「モハ51072~074」にする計画が立てられたのに対して、モハ42012の運転台を片方撤去する工事が行われただけに終わり、「先行してモハ51073に改番された」ことによります。その後、1953年になって、3扉化が行われ、車体構造としては名実ともに「クモハ51形」になったのですが、この時に「モーターをMT30に交換した」という記述があるのが、後述の問題につながります。
 モーターは、「MT30に交換された」とする記述が多い(例えば、「最盛期の国鉄車両1」のP145)のですが、「何故形式を変更しなかったか」については、「1両のみの異端車のため形式は不変であった」(同書同ページ)とあります。いわば、「1両だけ」あるため、「注」を付ければ管理できると考えられた(「注:クモハ51073はMT30装備」のような感じか)ことが考えられます。
 一方、「現車はモーターがMT15のままであった」とこの場で報告されたことがあります。いわば「モーターを換装する」訓令は出たものの、「実行はされなかった」というもので、「訓令の未実行」は多くの車輌で資料と現車との食い違いが発生する原因になっています。クモハ51073も、実際はモーターがMT15であったため、「クモハ51073」の名でずっと管理され、「クモハ50050」への変更の予定も、現車がMT15のままであったため、変更が行われなかった」とするものです。なお、「最盛期の国鉄車両1」巻末の表では、クモハ51073はモーターが「MT15」、歯数比が「2.87」と記載が混乱しています。

(5)「MT30」と「MT40」はモーターの性能としては実質的に同じものです。よく出力がMT30は130kW、MT40は142kWと表現されますが、MT30は、端子電圧が675Vで130kW、MT40は端子電圧が750Vで142kWで、端子電圧をそろえると同一出力です。メカニカル的な違いとしては、MT40は、「内部構造へコロ軸の採用」「フィルターへの馬の毛の使用」があります。MT30への換装は、「予備品を利用した」との記述が、関西(クモハ52001,002やクモハ60150台)、関東の双方にあります。
 歯車比の方は、確かに「2.87」の記述で阪和線と横須賀線で共通でした。これがクモハ53形の3扉改造車が、クモハ54形に編入されず、「クモハ50形」と形式が分けられた原因になったことになります。MT30に対する、「2.87」のギア比は、クモハ60形(MT30交換車ではクモハ60151~163、クモハ61形)と共通で、MT15からMT30への換装は、重量が大幅に増加するため、モーター架台を専用のものに換装するほか、DT12台車の各部を補強する等、けっこうな大工事になり、関東の方では、クモハ54形(歯数比は2.56)が存在しなかったため、クモハ60形用の部品を使ってモーターを換装したことに由来することが考えられます。

私の方でも認識のずれ、間違いがあるかと思いますので、他、情報がありましたら追記お願いします。
 
 
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