国鉄キハ04形気動車
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キハ04形とは、かつて日本国有鉄道（国鉄）に在籍した一般型機械式ディーゼル気動車である。
ここでは、同系でルーツを同じくするキハ05形およびキハ06形と、その前身である鉄道省キハ41000形などを合わせて解説する。
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[編集] 概要
本形式は1932年に鉄道省が設計し、1933年に竣工したキハ36900形（キハ36900~36935）を第一陣とする、一連の16m級機械式気動車シリーズ[1]を戦後機関換装によりディーゼル動車化し、形式称号を変更したものである。
その原設計全般は鉄道省の手になるものであるが、基本となったのは日本車輌製造（日車）本店が先行して1931年に手がけた日本初の18m級大型機械式ガソリン動車である江若鉄道キニ4形であり、4枚窓構成の前面窓、型鋼を多用して徹底的に軽量化された構体設計、それに菱枠構造の台車などにその影響は顕著に現れていた。
1936年までに138両が新造されたキハ41000形および試作ディーゼル機関搭載車であるキハ41500形（初代）2両の計140両は戦後、老朽化した機関を新型ディーゼルエンジンと取り替えて再生工事を受けたが、調達時期によって様々な機種のエンジンが搭載された。また、一時は天然ガス動車化された他、50両の追加新製も実施され、その結果これらはキハ41200形・キハ41300形・キハ41400形・キハ41500形（2代目）・キハ41600形に形式が細分された。その後、1952年の形式称号改正により形式名の整理が実施され、搭載エンジンと車体の相違からキハ04形・キハ05形・キハ06形の3形式に再編されている。
[編集] キハ41000形（キハ36900形）
[編集] 車体
窓配置1D(1)14(1)D1（D：客用扉、(1)：戸袋窓）で車体長15.5mの軽量車体を備える。
各部には型鋼が多用されており、自重約20t（公称値）と当時の鉄道省の車両では異例の軽量設計が実現した。
側窓は2段上昇式で戸袋窓と客用扉にも横桟があり、地方線区での使用を前提として客用扉は1段ステップ付きとされていた。前面窓は上述の通り江若キニ4に倣ってこちらも2段上昇式の4枚窓構成とされ、中央寄り2枚がやや幅広とされていた。
屋根は木製帆布張りで、軽量化のために雨樋が省略され、扉上部に水切りが取り付けられるに留まった。
車内は戸袋部がロングシート、それ以外が対面式配置の固定式クロスシートで、ロングシート部には吊革が設けられていた。定員は109名である。
塗装は竣工当時はぶどう色に等級を示す赤帯で、戦後に塗装規定変更で上半黄褐色、下半紺色の2色塗り分けに変更され、さらに昭和30年代からは上半クリーム色、下半朱色の2色塗り分けとなった。
[編集] 主要機器
[編集] 台車
台車は菱枠構造の軸バネ式台車であるTR26（軸距1800mm）を装着する。これは設計当時の日車本店の気動車向け標準型台車（BB75など）をベースに各部寸法を調整して再設計されたもので、何より軽量であることを重視した設計であった。なお、軸受には当時の鉄道車両では珍しい日本製のローラーベアリングを装着しており、これは非力な機関出力を前提に極力走行抵抗を軽減することを目的として採用されたものであった。
[編集] 機関
エンジンは鉄道省が設計したGMF13形ガソリンエンジン[2]を搭載する。この機関は当時江若などの私鉄で採用されていたウォーケシャ6RBなどの輸入機関では出力不足であるとして、独自に設計された国産品[3]である。もっとも、唯一点火プラグ系統のみは国産化が叶わなかったために輸入部品が採用され、ボッシュ社製点火プラグが純正指定品として組み込まれていた。また、GMF13は当時の日本の工業水準の低さが反映されて実用性ではウォーケシャ6RBに大きく見劣りし、特に寒冷地向けでは樺太庁鉄道をはじめ、発注時にGMF13を避けてウォーケシャ6RBを指定する事業者が少なからず存在した。
第1陣である1932年度予算車はエンジンの駆動軸線が車体中央からややオフセットしていたが、これは第2陣で修正された。
なお、戦前の段階でGMF13に代わるべき6気筒100PS級ディーゼルエンジンの試作機が、キハ41500形（初代）と区分して新製された2両（キハ41500・41501）に試験搭載されている。これらは、同じく試作ディーゼル機関を搭載したキハ42500形と同様に、新潟鉄工所および三菱重工が競作した試作機関を搭載しており、メーカー形式名はそれぞれLH6、6100と呼称した。
[編集] 変速機・クラッチ
変速機はキハニ5000形に引き続き変速3段+直結1段の鉄道省独自設計品が採用され、クラッチについても国産品とされたが、こちらはキハニ5000のクラッチで試運転時以来初期に滑走事故が多発し、対策に追われたことへの反省からか、私鉄向け気動車で実績のあるアメリカ・ロング社製円錐クラッチのデッドコピー品が採用された。
[編集] 逆転機
キハニ5000形の設計を踏襲して、向かい合う2組のベベルギアを子歯車とし、これらを軸方向にスライドさせていずれか一方を親歯車にかみ合わせることで回転方向を逆転させる、傘歯車摺動式逆転機が採用された。これに対し、この逆転機を含む機関系各機器の裝架方法は大幅に変更され、日本車輌製造本店が開発した方式が全面的に採用された。
これは、車体装架の機関台枠上にエンジン・クラッチ・変速機を置き、ユニバーサルジョイントを介して、動台車のトランサムと2本の平行リンクで結合される、最終減速段の大歯車を含むギアボックスと一体化された逆転機[4]で車軸を駆動する、簡潔かつ当時としては非常に合理的なシステムである。
この方式にはユニバーサルジョイントに無理な負荷がかからず、逆転機部分のギア比を変えることで走行特性の変更が容易に行え、機関台枠部分の仕様を走行特性の異なる形式間で共通化可能、という製造・保守上の大きなメリットがあり、鉄道省でも本形式に引き続き設計された姉妹車であるキハ40000形で勾配線区及び貨車牽引用にギア比を変更する必要が生じた際に有効に活用された。こうして制式気動車に採用され、川崎車両などの他の各社でも同型車両が量産された結果、これは以後の日本の機械式・液体式気動車における標準的な駆動系レイアウトとなった。
もっとも、この方式は逆転機内の親歯車の軸の中心線と子歯車の軸の中心線が直交するため、親歯車側の軸をそのまま延長してもう一組の逆転機に動力を伝達する、という手法を採ることができず、1台車2軸駆動を実現するには、チェーンあるいはサイドロッドなどによる必要があった。しかも、ギアボックス一体構造の重い逆転機が車軸に吊り掛けられているため、電車の吊り掛け式ほどではないにせよ、台車のバネ下重量が大きくなるという問題もあった。このため、日本の気動車においてはキハ91形以降、変速機に逆転機を内装して台車側には減速機のみ搭載する方式[5]が一般化するまで、これらの問題回避、特に1台車2軸駆動の実用化には様々な困難がつきまとうこととなった。
なお、この逆転機内のギアボックス部の減速比は3.489である。
[編集] ブレーキ
自動空気ブレーキと直通ブレーキを兼用する簡易な構造の、GPSブレーキと称するブレーキ弁が設計され、搭載された。
[編集] 連結器
鉄道省の気動車としては初めて一般的な並形自動連結器の採用を断念し、機能的に劣り強度も不十分ではあるものの圧倒的に軽量な、日車設計の簡易式連結器を鉄道建設規定に適合するよう一部修正を施した上で装着した。
このため回送時には連結器に負担がかからぬよう、列車最後尾に連結する必要が生じ、戦時中に代用客車化された際に並形自動連結器へ交換する例があった他、戦後は新開発の日本鋼管製小型密着自動連結器への交換が進められた。
[編集] キハ41200・41300形
キハ41000形の内、天然ガスの産地であった千葉、新潟地区に配置されていた一部車両[6]について、1948年よりガソリンに代えて天然ガスを燃料とする天然ガス動車への改造を実施し、これらには区分のため、キハ41200形（キハ41200~41211）という新形式が与えられた。
この天然ガス動車は他の代替燃料、たとえば木炭ガス発生装置に比べると成績が良好で、ガソリン使用時の約80%に出力は低下したが、他の交通機関が壊滅状態にあった当時、それでも無いよりは遙かにましと判断された。
これらはその後機関の老朽化とディーゼル機関の実用化、それに燃料統制の解除で再度改造され、試作ディーゼル動車であった旧キハ41500形（初代）の2両、およびキハ41500形の一部と共に、DMH17[7]を2気筒減らしてGMF13とそのまま置き換え可能としたDMF13[8]に機関を換装し、キハ41300形（キハ41300~41335）に改称された。
[編集] キハ41400・41500・41600形
燃料事情の好転を受け、1950年から1952年にかけてキハ41000形73両の機関を日野製DA55[9]に換装してディーゼル動車化する工事が実施された。
このDA55は陸軍統制型機関の後裔の一つであり、当時トレーラーバスに搭載されていたものと共通の機関であるが、カタログ掲載出力の低さの割に実用的で、保守・運転の双方から好評を博したという。
1951年にはこのキハ41500形と同仕様で車体設計を多少修正した車両の新造が実施され、50両が竣工、キハ41600形と区分された。このグループには、車体が全溶接構造となってリベットが姿を消し、屋根に雨樋が追加されるという相違が存在した。
更にキハ41500形の一部は機関の各部チューンを実施してDA55の強化形であるDA58[10]に改造することでDMF13搭載車と同等の性能を実現し、キハ41400形に再区分された。
[編集] キハ04形
以下のように番台区分されている。
- 0番台:キハ41300形を改番したもの。一部はキサハ04形200番台やキクユニ04形に改造された。
- 100番台:キハ06の機関をDMF13に換装したもの。
[編集] キハ05形
DA58搭載のキハ41400形を改番したグループ。
[編集] キハ06形
キハ41500・41600形を改番したグループ。
[編集] 廃車・譲渡
戦後間もない頃、一部の車両が地方私鉄に譲渡されている。さらに昭和30年代以降、老朽化あるいは大型気動車導入による余剰を理由として廃車あるいは私鉄への譲渡が実施され、少しずつ数を減らしていった。最終的にはATS車上子搭載工事対象外とされたことで国鉄線上での寿命が決定され、国鉄線上にATSが完備された1966年をもって全車廃車となっている。
[編集] キハ41000形・キハ04・05形が譲渡された鉄道
16m級の車体はローカル線には手頃な大きさだったことから、譲渡例は多い。中には複数の鉄道会社を移っている車両もある。
- 美唄鉄道
- 1965年にキハ05 11・05 14・05 20の3両の払い下げを受け、キハ101~103として使用。
- 南部鉄道
- 1949年にキハ41094の払い下げを受け、キハ41001として使用。
- 秋田中央交通
- キハ41059・41085の2両が入線。エンジンを取り外し、電気機関車が牽引する客車（ナハフ10・20）として使用していた。
- 羽後交通
- 1959年にキハ04 4の払い下げを受け、キハ4として横荘線で使用した。横荘線の廃止により雄勝線に転属し、雄勝線の廃線により廃車。
- 小名浜臨港鉄道
- キハ41039の払い下げを受け、キハ101として使用。
- 東野鉄道
- キハ41008・キハ04 3の2両が入線、キハ500形502・503として使用された。廃止後、キハ502は茨城交通に譲渡。
- 小湊鐵道
- キハ41076・41048・41049・41006の4両の払い下げを受け、キハ41001~41004として使用。
- 茨城交通茨城線
- キハ04 5の払い下げを受け、ケハ45として使用。路線廃止後は湊線へ転用された。
- 茨城交通湊線
- 茨城線ケハ45が転入した他、東野鉄道からキハ502が入線。ケハ46となった後、客車化されハフ46として使用された。
- 関東鉄道
- 国鉄から多くの車両が直接入線している以外にも、他社を経て入線した車両もある。
- 常総線…1950年にキハ41122・41124・41086・41089の払い下げを受け、キハ41001~41004とした後、キハ0410・0424の払い下げを受けてキハ41005・41006とし、更に1963年にキハ04 23の払い下げを受け、これはキサハ41801として1979年まで使用した。
- 竜ヶ崎線…キハ04 36・04 18の払い下げを受け、キハ41302・41303として使用。41302は気動車初のワンマンカーとなった。
- 鉾田線→鹿島鉄道…キハ04 7の払い下げを受け、キハ41301とした他、後に竜ヶ崎線からキハ41303、常総線からキハ41004~41006の4両が転入し、キハ41005・41006はこの2両は片運転台化され、貫通路が設置されてキハ411・412となった。晩年には前面が2枚窓化されている。
- 筑波線→筑波鉄道…国鉄で1958年に廃車された後、遠州鉄道・北陸鉄道を経て、1972年に関東鉄道筑波線に入線したキハ461・462は、廃車されるまで、ほぼ原型のままで残存していた。
- 新潟交通
- キハ41080の払い下げを受け、エンジンを撤去して制御車化、クハ37として使用。
- 蒲原鉄道
- 1950年にキハ41120の払い下げを受け、エンジンを撤去して制御車化、クハ10として使用された。蒲原鉄道唯一のクロスシート車であった。片運転台化の上、正面は3枚窓に改造されていたが、側面はそのままであった。全線廃止まで稼動。
- 遠州鉄道
- 電化私鉄であるが、非電化区間である国鉄二俣線（現：天竜浜名湖鉄道）西鹿島～遠江森（現遠州森）間の直通運転を実施するため気動車が必要となり、キハ04 6・04 8・04 1の払い下げを受けてキハ801・802・803として導入。1958年11月（803は1959年）より使用開始されたが、乗り入れ終了に伴い1966年に廃車、全車北陸鉄道に譲渡された。
- 北陸鉄道
- 1950年にキハ41043を譲り受け、キハ5201として能登線で使用した。さらに1966年に遠州鉄道からキハ801～803を譲り受け、キハ5212・5211・5213として使用した。能登線廃止後、5211・5212は関東鉄道に譲渡された。
- 三岐鉄道
- キハ41097を譲り受け、キハ81として使用。1964年に玉野市営電気鉄道へ譲渡されてキハ101となり、1972年の路線廃止まで使用された。
- 江若鉄道
- キハ41014・41023・41044・41045の4両の払い下げを受け、キハ14～17（14・15は2代目）として使用。連合軍のキャンプ場および演習場が沿線にあった関係で1946年にはキハ41014が入線していたこと（公式には1950年払い下げ）が確認されており、非公式ながらキハ41000形の私鉄払い下げ第1号であったと見られている。1969年の路線廃止後、キハ16は御坊臨港鉄道へ譲渡されたが、残りの3両は全車三井寺下車庫で解体された。
- 北丹鉄道
- 1965・1967年にキハ04 28・04 22の払い下げを受け、キハ101・102として使用。路線廃止で2両とも廃車解体された。
- 御坊臨港鉄道
- 1950年にキハ41055の払い下げを受けてキハ308とした他、1969年に江若鉄道よりキハ16を譲受し、同番で使用。
- 有田鉄道
- キハ41038・41078の払い下げを受けてキハ205・206として使用。その後一畑電気鉄道よりキハ5を譲受し、キハ202として使用。
- 別府鉄道
- 同和鉱業より1両（キハ41057→キハ301）を譲受、キハ101として使用。
- 同和鉱業片上鉄道
- 1950年にキハ41057・41096、1952年にキハ41071、1959年にキハ05 33の合計4両が入線し、キハ3001~3003・3006として使用。1967年に、キハ301~303・305と改番して後述のキハ310形と区別している。
- 水島臨海鉄道
- 1958年にキハ04 11・04 32の2両の払い下げを受け、キハ311・312とした。
- 一畑電気鉄道立久恵線
- 事故廃車の補充として1962年にキハ04 29を譲受し、キハ5とした。路線廃止後有田鉄道へ譲渡され、キハ202となった。
[編集] キハ41000形の設計を流用して製造された気動車
鉄道省の標準型気動車として量産されたキハ41000形には、鉄道省自身の手になるキハ40000形の他、下記の各社に、その設計を流用して製造された姉妹車と呼ぶべき車両が存在した。
- 樺太庁鉄道
- キハ2000形として窓配置を(1)DD(1)11(1)D1（D：客用扉、(1)：戸袋窓）とした旅客・荷物合造車を1933・1934年に汽車製造東京支店と日本車輌製造東京支店で製造した。
- 津軽鉄道
- 窓配置を1D(1)11(1)D1（D：客用扉、(1)：戸袋窓）として車体長を短縮したキハ2400形2402・2403を1950年に新潟鐵工所で製造した。
- 羽後鉄道
- 旧日本鉄道の雑形客車の台枠と、手持ちのTR29台車を用いて、1950年に宇都宮車両でキハ1形1として本形式のほぼ同型車を製造したが、1957年の車庫火災で焼失、廃車解体された。
- 小名浜臨港鉄道
- 新宮鉄道買収気動車の車体更新名目で、1953年に日本車輌製造東京支店にてキハ41600形相当のキハ103を新製。
- 関東鉄道常総線
- 元北九州鉄道ジハ20の台車流用で日本車輌製造東京支店にてキハ41600形相当の車体を新製し、キハ41020形41021として使用した。
- 同和鉱業片上鉄道
- 1953年にキハ04と同様の基本設計によるキハ3004・3005を宇都宮車両で新造。1967年にキハ310形311・312と改番した。長柱を用いた張り上げ屋根、乗務員扉の設置、正面の2枚窓など、国鉄キハ04形に準じていながら随所にオリジナルの要素が加えられていた。
キハ311は1985年に廃車後、個人に引き取られ静態で保存されているが、かなり損傷が進んでいる。また、キハ312は1991年7月1日の鉄道廃止まで旅客営業に運用され、鉄道廃止後は柵原ふれあい鉱山公園で動態保存及び展示運転されている。 - 中国鉄道
- 燃料統制が始まった1937年に、一旦3両を申請して認可後に1両を追加申請するという一種の回避策を用いることで、日本車輌製造、加藤車両、川崎車輌の3社でキハニ190形190、キハニ200形200・201、キハニ210形210として同時に4両を新製した。これらは軸距が850mm+1250mmの偏心台車を動台車として装着したキハニ210形を除き、車体・台車はほぼ完全にキハ41000形相当であったが、機関・駆動系はエンジンがウォーケシャ6RB、変速機はコッター社製、クラッチはロング社製と、中国鉄道の気動車の標準仕様に従って全てアメリカ製機器が採用されていた。これらは国有化後、私鉄各社へ払い下げられ、それぞれ岡山臨港鉄道キハ3001（キハニ200）、倉敷市営鉄道キハ310（キハニ201）、長門鉄道キハ10（キハニ210）→防石鉄道キハ103→島原鉄道キサハ211→ユニ211となった。
- 山鹿温泉鉄道
- 国鉄線乗り入れ用として1951年にキハ1形1・2を新潟鐵工所で新製。同じメーカーの手になる津軽鉄道キハ2402・2403と同様、窓配置が1D(1)11(1)D1（D：客用扉、(1)：戸袋窓）で、低いホームに対応すべく、路面電車のように客用扉および戸袋窓部の下部が大きく垂れ下がり、2段ステップを備えているのが特徴であった。
[編集] 保存車
- 筑波鉄道のキハ461は、廃車後は原番号であるキハ04 8に戻された上、つくば市のさくら交通公園で保存された。2007年より修復の上、鉄道博物館にて公開予定である。
- 蒲原鉄道のクハ10は、個人に引き取られ保存されている。
- 別府鉄道のキハ101は、廃止後は加古川市内の公園に保存されている。
- 同和鉱業片上鉄道のキハ303は、廃止後も柵原ふれあい鉱山公園にて、片上鉄道保存会の手により動態保存・展示運転されている。現在、可動状態にある唯一のキハ04形である。
[編集] 脚注
- ↑ 竣工直後の称号改正でキハ41000形（キハ41000~41035）に改称された。このため1933年度予算で製造された第2陣以降（キハ41036~41137）は当初よりキハ41000形として竣工している。
- ↑ 縦型6気筒 連続定格出力100PS/1,300rpm。最大出力150PS/1,600rpm。
- ↑ 実際にはGMF13とウォーケシャ6RBの間での性能差はほとんどない。
- ↑ この逆転機の支持方法については同社は実用新案を取得していた。このためその権利保護期間中、他メーカーは他の方法を模索するか、それとも何らかの手段によって日車からこの方式の使用権を獲得するか、のいずれかの方法を選択する必要があった。もっとも、鉄道省が自前のオリジナル設計を捨ててこの方式を採用したことが示す通り、これを凌駕する逆転機支持方法の開発は当時の技術では至難であり、他社が試みた各方式はその殆どが失敗に終わっている。
- ↑ この方式の場合も推進軸の干渉を避けるために台車のボルスタを無くしてZリンク式の仮想心皿を採用する必要があり、枕バネのダイレクトマウント方式によるダイヤフラム形空気バネ化が必須であった。
- ↑ キハ41002・41019~41021・41033・41034・41053・41056・41060・41077・41088・41127の合計12両。
- ↑ 縦型8気筒、連続定格出力150PS。
- ↑ 縦型6気筒、連続定格出力110PS。
- ↑ 縦型6気筒、連続定格出力75PS。
- ↑ 縦型6気筒、連続定格出力100PS/1700rpm。
[編集] 関連項目
| 日本国有鉄道（鉄道省）の気動車 |
|---|
| 蒸気動車 |
| キハ6400形 |
| 鉄道省制式気動車 |
| キハニ5000形・キハニ36450形・キハ40000形・キハ41000形・キハ42000形・キハ43000形 |
| 機械式一般形気動車 |
| キハ04形・キハ07形 |
| 電気式一般形気動車 |
| キハ44000系 |
| 液体式一般形気動車 |
| キハ44500形・キハ10系・キハ20系・キハ31形・キハ32形・キハ54形 |
| 機械式レールバス |
| キハ01系 |
| 客車改造液体式一般形気動車 |
| キハ08系 |
| 液体式近郊形気動車 |
| キハ45系・キハ66系・キハ40系II |
| 液体式通勤形気動車 |
| キハ35系・キハ37形・キハ38形 |
| 液体式準急形気動車 |
| キハ55系・キハ60系 |
| 液体式急行形気動車 |
| キハ56系・キハ57系・キハ58系・キハ65形・キハ90系 |
| 液体式特急形気動車 |
| キハ80系・キハ181系・キハ183系・キハ185系 |
| 試作車／事業用車／試験車 |
| キワ90形・キヤ92形・キヤ191系・キハ391系 |
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