2015年11月26日 (木)

東京総合車両センター公開 その3 首都圏直流電車の主電動機 part3 MT54

東京総合車両センター公開での主電動機の展示に沿って、歴代の電車のモータを見ていますが、今回は国鉄抵抗制御新性能電車のスタンダード・モータだったMT54形です。

Mt54_150822
MT46、MT46A101系から始まる新性能電車の主電動機として東洋電機製造が設計したのに対して、MT54は日立製作所が1962年に設計・開発したモータで

端子電圧 375V
定格出力 120kW
定格回転数 1630 rpm 全界磁
定格電流 360A
最高回転数 4320 rpm

となり、MT46Aに対して20%出力が向上し、MT比1:1の車両構成でも25‰程度の勾配が登坂可能となり、経済性と輸送力を両立させました。

165108_140812 クモハ165-108 2014/8/12 リニア・鉄道館

MT54が最初に搭載された系列は165系1963年3月、主制御器CS15と組み合わせて登場しました。勾配線区や寒冷地での運用を考慮し、153系に対して出力増強、耐寒性能が向上した急行形系列となりました。

急行形では交直両用系列の50Hz版451系、60Hz版471系においてもMT46AをMT54に置き換えて453系や、473系、さらに453系や473系に抑速ブレーキ機能を付加した455系、475系、(制御器はCS15B)、そして周波数を50/60Hz対応可能とした457系へと発展して行きました。また165系においては修学旅行用バージョン167系、さらに碓氷峠の協調運転用として169系が製造されました。

4731_811126_edit クモハ473-1+モハ472-1の1ユニットのみの製造で終わった473系 1981/11/26 金沢
ちょうど34年前に撮影した写真です。

特急形では151系、161系がモータを換装し、181系に、交直両用昼行特急車輛の481系、483系、485系、碓氷峠協調運転用489系、寝台特急電車581系、583系(モータは耐寒耐雪形のMT54B、主制御器もCS15E)、交流専用特急車両781系では417系で採用された強制通風冷却方式のMT54Eが採用されました。183系でもMT54が採用されました。

近郊形でも401/421系の出力増強タイプとして、403系、423系、さらに50/60Hz共用として415系、その直流版として111系の出力増強タイプ113系、勾配区間対応でノッチ戻し、抑速ブレーキ装備の115系(制御器はCS15A)に採用されました。

117系ではMT54Dが採用され、185系も同形式が採用されています。Dはネジがウイットネジ(インチネジ)から新JISネジ(メートルネジ)にかわり、互換性が無くなったことで新たに形式を起こしたそうです。

711902_910820 711系 試作902編成を組み込んだ編成 1991/8/20 苗穂

711系ではサイリスタ位相制御が採用され、MT54A電動機を永久並列接続し、端子電圧は375Vから500Vに引き上げ、定格電流を330Aに下げたことで、定格出力は150kWに上昇し、弱め界磁制御も廃して単純化されました。

国鉄以外では、

西武の601系からのカルダン車系列、701、801系は日立HS-836-Frb型 (端子電圧375V、定格出力120kW)ですが、国鉄のMT54と同一設計のモータでした。なんと国鉄の165系(1963年就役)よりも早い1962年に登場しています。さらに西武ではこのモータを国鉄101系と同じ84:15 (=5.60)の歯車比で駆動しており、加速力、牽引力重視の設定でした。国鉄では電力消費量の問題でこの歯車比の通勤車両は新造されず、581系583系を近郊型に改造した419系、715系で初めて101系の駆動装置を転用した際に登場しました。

北陸鉄道の7000系は廃車となった西武の701系のモータを再利用しており、えちぜん鉄道のMC6001形も愛知環状鉄道の100形などを譲受した際にJR東日本からMT54を購入し、搭載しました。伊豆箱根鉄道の3000系でも西武601系などと同仕様の日立製HS-836-Krb型が使用され、歯車比は86:15=1:5.73 となっています。

419_d15080905_2 419系 D15編成 2008/9/5 越前花堂

165系の走行機器を再用した1M方式の107系ではMT54BもしくはMT54D 4基を永久直列接続とし、歯車比を165系の4:21から5:60に変更して使用しています。

107_n1_111103_2 107系 N1編成 他 20011/11/3 日光

こうやって挙げて行くと、103系MT55381系MT58以外殆ど全てのMT46A以降の抵抗制御方式の国鉄新性能電車に使用された汎用モータであることが分かります。

CS15はCS12の発展型主制御器で電動カム軸式抵抗制御器
直列全界磁 13段 並列全界磁11段 並列弱め界磁 4段 
発電ブレーキ ノッチ戻し制御 抑速発電ブレーキ付き となっています。

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2013年7月28日 (日)

青春18切符で日光線小旅行 その1

この夏の青春18切符の有効期間は例年通り7月20日から9月10日まですが、私は7月27日に購入して、さっそく一回目の小旅行に出かけて来ました。

3月の改正で日光線の107系が引退し、205系改造の600番台が投入されましたので、その撮影が主目的でした。

107_n1_111103

レトロ調塗色に変更された107系 2011/11/3 日光

107_n1_030419_2

107系 登場時の塗色 2003/4/19 黒磯

荒川沖を6:08に出発する常磐線上野発の初電1321Mで友部へ、友部では3分の接続で小山行き730Mへ、さらに小山では5分接続で上野からやってくる3521M快速ラビッドへ、実はこの列車、荒川沖発上り初電1320Mで上野経由で宇都宮に向かう場合も同じ電車に乗ることになるのですが、8:18に宇都宮に到着、ここでも5分接続で日光行き833Mに。

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水戸線内、結城駅で交換した415系1500番台K542編成 2013/7/27

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小山駅では中線に停車中の8051レEF65 2087牽引を追い抜き 2013/7/27

日光線は2011年11月に日光から今市まで乗車しているのですが、宇都宮から乗車するのは初めてでしたので、撮影ポイント探しも兼ねて,前方注視としました。

130727
日光線停車駅 車内広告から 宇都宮も含めて7駅あります。文挟は「ふばさみ」と読むそうです。

20130727
乗車したのは205系Y10編成で小豆色帯の車両でした。JR日光線は宇都宮から雀宮方向に東北本線と並行してしばらく南下し、右に分岐してゆきます。

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最初の停車駅 鶴田で早速、上り電車と交換 小豆色帯編成でした。 2013/7/27

日光線向け車両のラインカラー帯は107系レトロ調塗色車と同様のクラシックルビーブラウン・ゴールド・クリームの3色を配するほか、車体側面には107系と同じ沿線名所をモチーフにしたエンブレムステッカーを貼り付けています(下の写真)。

1307027
                   日光駅、男体山と中禅寺湖をあしらった日光線のステッカー

205600_y7_1307237
次の鹿沼駅でも交換 今度は湘南色の帯のY7編成でした。 2013/7/17

前面・側面の方向幕は、日光線関係のコマが茶色地に107系と同様のレトロ調フォント、宇都宮線関係のコマが緑地に通常フォントとなっています。

鹿沼を出たところで築堤の上をしばらく走り、下り坂から上り坂に直線で変化してゆく場所を発見、あとで撮影することに。

130727_2
文挟では交換なし。 この辺から線路は杉林の中を走る感じに 日光杉並木でしょうか。

205600_y1_130727
下野大沢で3度目の交換 今度も湘南色帯のY1編成

土曜の朝のラッシュ時間は4編成が投入されているようでしたが、日中は2編成の運用となり、今回は乗車中のY10編成とY1編成でした。

205系600番台は2M2Tの4両編成x12本計48両が小山車両センターに配置される計画で、このうち4本16両が日光線向け、8本32両が宇都宮線向けとされ、宇都宮線向けは日光線でも運用されるそうです。

クハ205・204形は、前面運行番号表示器をLED化し 、4両編成2本での併結運用を考慮して電気連結器を追設しました。保安装置はATS-P形に加えATS-SN形を搭載しました。また、クハ205形は、後位4位側に車椅子対応の大形洋式トイレを新設し、向かいの3位側に車椅子スペースを設置しました。

車内は大きな変更ありませんが、座席モケットと側窓カーテンの交換が実施されました。また、寒冷地での運用を考慮して客用ドアレール下部へレールヒーターを設置、客室暖房器の容量を1基あたり750Wから1,000Wのものへ交換・増強しました。客用ドアの半自動対応として、車内外ドア横への開閉スイッチ新設ならびに室外側にドアチャイムを新設しました。

走行機器類に大きな変更はありませんが、空気圧縮機には耐寒対策を実施、付帯する除湿装置にはヒータの追加がされました。さらに、蓄電池の取り替えなどが実施されました。モハ205形のパンタグラフはシングルアーム式(PS33F形)に交換し、併せて霜取り用第2パンタグラフを増設しました。よって、中央東線入線可能を示す「◆」マークも貼られました。600番台の起動加速度は1.7km/h/s、減速度は3.6km/h/sとされています。

ブレーキ装置は、日光線内の25‰勾配区間を走行することから抑速ブレーキと耐雪ブレーキの追加、主抵抗器の容量増大が実施されました。同様の勾配対策として、電動車には車輪の空転防止用噴射式増粘着装置「セラジェット」(酸化アルミニウムの粉末を噴射)を搭載しました。

205600_y10_130727
今回、上の写真と同じ場所で205系600番台を 2013/7/27

次回以降はは今市,鹿沼付近での撮影と市内ぶらぶら散策の記事を載せる予定です。

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2013年5月26日 (日)

2013/5/25 JRおおみや鉄道ふれあいフェア 2013 その1

今月5日の東京貨物ターミナル公開に続いて、JRおおみや鉄道ふれあいフェアに行って参りました。

正式にはJR東日本の大宮総合車輌センターとJR貨物の大宮車輌所の一般公開です。

前回、参加したのは2010年でした。

大宮までは柏から東武野田線を利用してみました。あとでお話しますが、野田線でも意外な収穫がありました。

185c1_130525
東武野田線のホームからは試乗の185系C1(斜めストライプ編成)と展示機関車が見えます。

De10_1099_130525

大栄橋を渡って行くとDE10がHMを付けてお出迎え。前回も同じでした。

D51_187_130525
会場入口そばには、D51187号機の展示が。

D51_187_130525_2
昭和13年、大宮工場1号機として製造された銘板がキャブに。

因みにD51 187号機の履歴は

D51187     国鉄大宮工場=1               
1938-09-09 S77.60t1D1T(1067)
車歴;1938-09-09 製造→ 納入;国鉄;D51187→ 配属;東京局→1938-09-09 使用開始→
    1938-09-00 配置[東鉄達749];田端→1945-12-29 姫路→1955-11-09 浜田→
    1956-10-00 頃;後藤工場にて切取式除煙板G-5 型装備;浜田→1960-02-29
集煙装置取付→
    1960-02-06 最終甲修;後藤工場→1971-08-26 廃車;浜田→
      保存;埼玉県JR 東日本「大宮工場」;D51187(保存時除煙板を標準型に取換)

(沖田祐作氏の機関車表から)

Jr50_130525
今年は交通新聞社が発行する時刻表(現 JR時刻表)が50周年のようで、D51_187_130525_3_3
D51187号機にも時刻表50周年のHMが。

130525
鉄道関係のイベントにつきもののアーチがお出迎え。

130525_2
国鉄時代はひとつの組織だったのかと思いますが、分割民営化後の今も仲良く並んで表札が。

130525_3
入口で配られたパンフレット 展示のおおまかな様子は例年と変わらない様です。

台車の組み立ての実演、大量の輪軸のストック、台車置き場の横を通過して、最初に見えてきた展示車両は青大将塗色のEF58 93号機でした。

Ef58_93_130525
EF58 93号機 2005年に来たときと展示場所が変わっていましたが、
Ef58_93_130525_2
裏側から狙ったショットで、
Ef58_93_130525_3
1956年製造ですから、私と同じ年なのですが。
Ef58_93_3
93号機の現役時代、ミスショットですが、20系化された上り急行「銀河」を牽いて川崎駅に接近するところです。93号機の履歴です。

EF5893     東芝府中工場=302300-3        
1956-07-09 E115.0t2CC2(1067)
車歴;1956-07-09 製造→ 納入;国鉄;EF5893→ 配属[達549];東京局→1956-07-09
竣工→1956-07-09 配置;東京→1956-08-19 借入;宮原→1956-00-00
宮原→1979-07-04 浜松→1984-02-01 東京→1985-03-14 新鶴見→1985-07-26
廃車;新鶴見→ 保存;埼玉県大宮市「JR 東日本大宮工場」EF5893

「銀河」牽引時代は宮原区の所属でした。

(沖田祐作氏の機関車表から)

107_n4_130525
EF5893号機の先にはこの3月の改正で日光線から引退した107系電車N4編成。

107_n4_130525_2
クハ106側からのショット

107_n4_060708
107系N4編成の登場時の塗装 2006/7/8 自治医大~石橋間

107_130525
107系の運転台

<107系について>

1980年代後半の日光線・両毛線など北関東支線区の普通列車には、急行列車の廃止により165系急行形電車が多数転用されていました。しかし、新製後20年以上を経て、老朽化が進行しており、 デッキ付き片側2扉の車体構造のため朝夕ラッシュ時には乗降に手間取り遅延を発生させる原因になっていました。最低組成編成が3両であるため日中閑散時には輸送力過剰となっていました。

国鉄分割民営化によって発足してまもないJR東日本に望まれたのは、時間帯ごとの需要に柔軟に対応できる車両の開発でした。

以上の経緯から1988年から1991年にかけて誕生したのが クモハ107形 (Mc) + クハ106形 (Tc') から構成される107系で以下の特徴を持ちます。

2両編成を基本とすることで2両・4両・6両と需要に応じて輸送力の調整が可能です。

製造コスト削減を図るため165系の廃車発生品となる主電動機・台車・補助電源装置(電動発電機)・ブレーキ制御装置・空気圧縮機・冷房装置など主要機器を再用しました。

車体製造技術の維持向上を兼ね大宮工場(現・大宮総合車両センター)・大井工場(現・東京総合車両センター)・大船工場(現・鎌倉車両センター)・新津車両所(現・新津車両製作所)・長野工場(現・長野総合車両センター)・郡山工場(現・郡山総合車両センター)など自社工場での製造を実施しました。

投入線区の事情で仕様が異なるために0・100番台の番号区分を実施しました。

107系の記事に関してはWikipediaの記事を参考にしました。

<次回へ続く>

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