日本のディーゼル機関車史

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』

日本のディーゼル機関車史（にほんのでぃーぜるきかんしゃし）では、日本の鉄道においてディーゼル機関車がどのように推移してきたかについて述べる。

[編集] 戦前（～1945年）

日本でディーゼル機関車は、1927年、新潟鐵工所製2気筒35PSのディーゼルエンジンを搭載した8t機関車を雨宮製作所で製造したのが最初とされている。火気厳禁である大日本人造肥料（現・日産化学工業）王子工場の専用線で使用された。なお、ガソリン機関車についてはそれ以前からドイツや米国などから多数が輸入されているほか、明治時代末期には一部の軽便鉄道で石油発動機を動力源とする機関車が使用された記録もある。上記以降も、昭和時代初期には駅や工場での入換用、或いは河川改修工事用、森林鉄道用などとして、出力30～150PS程度の小型機関車が数多く製造・輸入されている。

国鉄最初のディーゼル機関車は、1929年に製造されたDC10形・DC11形である。ディーゼル機関車の研究のため、ドイツから輸入した。のちの1935年、初の日本製電気式ディーゼル機関車としてDD10形が1両製造された。しかし、いずれも技術的に稚拙で故障が多く、蒸気機関車に比べて性能が劣るため量産には至らなかった。

1937年から液体燃料の統制により、内燃機関車は使用することが不可能となり、各地の駅や倉庫内などに放置されることとなった。

[編集] 戦後の技術確立の時代（1945年～1955年頃）

DD11形

戦後間もない頃、石炭の品質が極端に悪化していたため、国鉄および一部の私鉄では電化が進められた。しかし1950年以降、ドッジ・ラインと朝鮮戦争の影響による物価高騰により電化は困難となり、一方で石油の輸入規制緩和が実施されたことから、ディーゼル機関車に対する関心が強まり、急速に技術が向上し、普及していった。このとき、放置されていた内燃機関車が再生された例もある。また、中小私鉄向けに蒸気機関車の台枠と車輪を再利用し、台枠の上にエンジンと運転装置を載せることで安価にディーゼル機関車を製造した例もある。

私鉄用の機関車は要求される出力が50～150PS程度であり、戦前の技術向上に加えて大戦中に戦車用として80PS～200PS級ディーゼルエンジンの製造技術が確立していたこともあって、エンジンも含め国産が可能であったが、国鉄幹線での使用に供しうる1,000PS級の大出力ディーゼルエンジンは日本国内では全く実用化されておらず、欧米メーカーのライセンス生産により製造するしかなかった。

国鉄では1953年、実用初の幹線用電気式ディーゼル機関車DD50形を製造した。これは新三菱重工業がスイスのスルザー社との技術提携により製造したエンジンを搭載している。北陸本線米原～敦賀間で使用した。同区間は急勾配とトンネルが多く、蒸気機関車の運転が非常に困難であるために導入された。しかし、蒸気機関車に比して単位出力あたりの重量が重いことや、客車用の暖房装置を設置していないため客車列車には不向きであることなどから本格的な量産には至らなかった。1954年には日本初の液体式ディーゼル機関車であるDD11形が製造されたが、気動車用のエンジンをそのまま使用しており出力は低く、火気厳禁の場所での入換用として使用された程度で、やはり本格的な量産には至らなかった。

[編集] 本格的幹線用機関車の時代（1955年～1965年頃）

DF50形

DD13形

DD51形

DE10形

大井川鉄道DD20形

DF200形

1956年前後、国内各鉄道車両メーカーがドイツ・米国のメーカーと技術提携を行い、1,000PS級の機関車を試作した。これらは国鉄が設計に関与したものではなく、各メーカーの独自の設計によるもので、エンジン・動力機構・外観・塗装などいずれもまちまちであった。国鉄では実用試験のためこれらの機関車を借り入れ、営業運行の用に供した。これらの多くはのちに国鉄が買い取った。

その後1957年から、電気式のDF50形が量産された。これもエンジンは外国メーカーのライセンス生産品であったが、5年間にわたり100両以上が製造されており、国鉄のディーゼル機関車として初めて本格的な量産を実現させた形式であった。

続いて1962年から液体式変速機を採用したDD51形が量産された。これはエンジンもライセンス生産ではなく、完全な国産である。DD51形のような幹線用の機関車に液体式変速機を採用する例は世界的には異例であるが、その理由は日本の鉄道路線の多くが幹線でも許容軸重14t以下であり、幹線としては非常に路盤の弱い路線が多いためである。電気式は通常、幹線用としては最適な方式であるが、重量が増大するという欠点が日本の鉄道の事情と相容れなかったため、軽量化が可能な液体式の量産に踏み切ったのであった。

一方、入換用としてはDD13形が開発され量産された。これは気動車用エンジンを基本に気筒数を増やし、出力を370PS（後期形は500PS）としたエンジンを2基搭載したものである。またDD13形を基本に、除雪作業用の機関車も開発された。

[編集] 成熟期（1965年～現在）

1965年ごろから、欧米で実用化された1,500PS～2,000PS前後の大出力エンジンを搭載する機関車の研究が日本でも進められた。DD51形は12気筒1,100PSのエンジンを2基搭載していたが、それよりも2,000PS級のエンジン1基で同等の出力を賄うほうが燃費や保守の面で有利と考えられた。1966年、ドイツのメーカーとの技術提携により、16気筒1,820PSのエンジン1基を搭載するDD54形が亜幹線向けとして量産されたが、推進軸落下など致命的な事故・故障が多発したことから早々に廃車された。また、1970年にはDD51形の機関をスケールアップして16気筒化した2,000PSのエンジン1基を搭載するDE50形も試作され中央西線や伯備線で実用試験が実施されたが、量産には至らなかった。そのころ、DD51形のエンジンを後述DE10形と同型の1,350PSのものにした2,700PS級機関車や、さらに1,500PSまで出力アップして2台搭載し、3軸台車を2組擁する3,000PS級機関車DF51形も考えられていたようだが、どこまで現実味を帯びた計画だったのかは不明である。

DD54形の失敗と、これに伴う労働組合運動を巡る混乱から、国鉄では大出力エンジン1基を搭載する幹線用ディーゼル機関車の開発・量産を断念し、DD51形の増備を続けていった。一方、1966年には亜幹線用としてDD51形の機関にインタクーラ等を付加して出力を1,350PSにアップしたエンジンを1基搭載するDE10形も開発された。これは技術的な冒険がほとんどなかった事と、DD51形と共通部品が多くまた軸重も小さいなどDD13形よりも有利であった事から、事実上試作車無しで大量生産が開始され、DD51形と共に、昭和40年代の急速な無煙化に貢献した。1972年にはDE10形でさえ入線できない簡易線由来のローカル線用として、DD51形の初期モデルに搭載されていた1,000PS機関を800PSにデチューンの上で流用したDD16形も製造されている。

つまり、国鉄時代の後半はディーゼル機関車用エンジンはDML61系の中速12気筒機関に集約されたという事であり、ディーゼルカーのエンジンのDMH17H・DML30HS系への集約と同様に保守上の効率は向上をみたものの、技術的には明らかな停滞に陥り、その後の欧米で進んだ高速回転・低燃費の鉄道車両用大出力機関の開発から日本が取り残される結果となった。

これ以降は電化路線の増加や客車列車・貨物列車の減少に伴い、ディーゼル機関車の需要が縮小し、技術的な停滞が続いたが、その中で1982年に製造された大井川鉄道のDD20形は、日本で初めてカミンズ社製のエンジンを搭載するなど、日本の内燃動力車の歴史において国鉄より私鉄が技術的に先行した数少ない例として特筆される。

JR貨物誕生後の1993年には新しい機器を採用した電気式のDF200形が開発された。尚、JR旅客鉄道6社は国鉄時代に製造された機関車しか所有しておらず、スピードアップが出来無いどころか、北斗星・カシオペア・トワイライトエクスプレスに至ってはJR北海道が、北海道新幹線開通後、並行在来線の存続次第では廃止となる可能性があり、新型のディーゼル機関車の開発・購入しても減価償却が出来ないため、現在でも国鉄製機関車での重連運転を行っている。

現在では以前に比べ大幅に両数を減らしているが、非電化路線の牽引機として、貨物駅では貨車の入れ換えにも用いられているほか、冬期の積雪地では、除雪作業にも用いられている。