汽車旅モノローグ~鉄道小話

鉄道の話題・今昔話を綴るブログ。旧「黒羽君成の鉄道小話(北海道コラム)」

鉄道雑学

【石北本線改良案 - 5/5】重軌条化と金がなかった時の逃げ道

2016/08/14

いい加減な気持ちで始めたのではありませんが・・・とても長くなってしまって・・・

☆1.機関車交換を厭わず、二つの峠を中心とした山岳部を重軌条化するか?

☆2.それとも、機関車の運用上、新旭川から遠軽あたりまでを重軌条化。

☆2’いや、理想的なら、遠軽までの重軌条化と電化であろう。

☆3.ウヌ!貴様ら、勝手に事を運びおって!!今、JR北海道は新幹線のことで手が一杯で、他に回す金などないわ!でも、チョッピリいい方法ならないでもないよ!

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石北本線改良案その5

◎もう一度旭川から石北本線全体の距離の復習をしておきましょう

◆旭川―上川:48.6km
◆上川―△上越(信)―丸瀬布:57.0km
◆丸瀬布―遠軽―△常紋(信)―留辺蘂:56.3km
(丸瀬布―遠軽:18.9km)
◆留辺蘂―北見―網走

では、上の1-4を◆に当てはめて考えていきましょう。

◆1-2.峠を含め重軌条化の優先順位をどうするか?

sekihoku-11

北見峠単独か・・・図5の①~④
常紋峠単独か・・・図5の⑤

①⑤は工区各々約50kmです。

貨物列車の存続が掛かっているときに、DF200を入線させるために、離れ小島のごとき50km程度のこまぎれ工事を行ってメリットがありましょうか?

確かに、表1,2(第1回:1/5)でお示ししたごとく、清水トンネル内、板谷峠(米福電化、平均33‰、最大勾配38‰)などは当時蒸気運転が当たり前だった時代に、たった40-50kmの電気運転でしたが、急こう配だけでも無煙化することは大変価値があるものだったに違いありません。

しかし、現在、無煙化された路線に強力機関車を、たった一つの峠を制圧するのに重軌条化するのはもったいないですし、50kmごとの機関車交換は、手間も面倒です。

もちろんそれが最終的に⑤から始まり⑥や⑦の形になる、特に⑦であればいうことは有りませんが最短でも100km程度DF200には活躍してもらわないと、機関車の機種、停泊所、運転要員ばかり増えて混乱を招くばかりかと思われます。

 

ここは、機関車交換の効率から、

二つの峠にDF200が入線できること:⑥⑦⑧か

または1つの峠のみDF200入線を考えるなら旭川から(函館本線から連続で使えること)
丸瀬布または遠軽までの重軌条化が望ましい
と思いました:②または④。

では②か④、または⑥⑦⑧の中で、実現出来そうなものと言えば?

確かに、北海道新幹線で「金が出ていく」状況ですので、②か④がせいぜいでしょうか?

でも頑張って④くらいは重軌条化できませんか?そうすれば、そこまで、重貨物列車をひいていって反対側に別の機関車をつけて発車できる・・・かえって、遠軽のスイッチバック駅が便利なのです。

 

整理してみましょう。

「ない袖はふれない」のは、重々承知の上でJR北海道さんへの提言。

 

◎貨物列車については

◆重軌条化の前後とも、重量列車、軽量列車にわけて、各々X1/Wで運行する。

◆さらに④が竣工したのち、可能であれば、⑦⑧と重軌条化が北見まで延びれば完璧と思いますが、それは今のところ無理でしょう。

 

◎で・・・重軌条化が遠軽で終わってしまった場合
以遠をDD51の重連でいいのか?ということになりますが、何度も出てきた出力確認で、(エ)2200x0.7+2200x0.7x0.85=(周)2849PS
を常紋峠の登り下りの40kmほどだけですから、重量貨物も問題はないでしょう。

また、留辺蘂以東は1/5の表1から留辺蘂―北見の平均勾配は5.6‰ 北見―網走の平均勾配は1.3‰です。ここも問題なさそうです。

万が一、JRさんが根性を出して「二つの峠を制圧シタロヂャナイカ!」と、お考えあってのことでしたら、標高の低い丸瀬布-留辺蘂(北見)間から軌条の改良に着手するのも、物資の搬入が簡単で、以後標高が高い個所の工区でも、自前の鉄道で資材をいくらでも運べますので、却って便利かもしれません。

ただし、「途中で金が続かなくなったから以後の工事はトーケツ!!」なんて、過去の轍はNGですよッ!!

さてここまでのまとめですが、

できれば函館線側から直接DF200が入線できる旭川―遠軽間の重軌条化を優先すべきである
「金銭的な問題があれば」まず、遠軽・丸瀬布、旭川・上川の順にカット、丸瀬布・遠軽を最優先工区と考えたい。

次に旭川・上川(函館線から連続してDF200を入線させるため)、最後に遠軽・丸瀬布を付け加えたい。

*万が一、億が一金が余って二つの峠を重軌条化できるのであれば、工区は標高が低い遠軽・留辺蘂間の優先がbetterかもしれない。

しかし、最終的には旭川・留辺蘂間の改良を行わないことには全く意味がなくなってしまいます。

 

◆仮に・・・旭川ー遠軽が重軌条化されたら・・・

◎重量貨物列車
☆遠軽まではDF200単機
☆遠軽からはDD51重連総括制御ですと
(周)2849PS(機関車重量84tonx2で)→0.404PS/ton
DD51+DE最終生産型(同70+84ton)→0.415PS/ton

先頭にDE15を持ってくれば除雪にも対応が便利ですし、最大引張力もDD51が16800kg、DE10のデータですが19500kgと「DD51+DE級」を組ませた方が、出発時の引き出しがスムーズで、機関車重量当たりの発生馬力が大きく、排気量自体も小さいので経済的。

 

◎軽量貨物列車
後ほど・・・

 

◎旅客
・優等列車
110km/hr対応車をいつまでも使い続けるのだけは避けてください・・・可能であれば検討してきた④チーム列車のごとき高出力車を、編成あたり2輌入れてください。列車交換の場をたくさん作るか、ダイヤを工夫してください。

 

◎ローカル列車
後ほど・・・

 

 

◆3.石北の改良案に「電化」ということがあり得るか? 

困った!!!重軌条化の予算がないんだって!!!じゃ、旭川ー遠軽間を電化してもらいましょうよ!ますます金がないですよ、きっと。大体、石北トンネルの電化改修費だって、時間だってどれだけかかるかわからないし、車両はどーすんでしょー!!!

◎貨物は?ELはED79くらいしかないでしょ、今。
車体重量は68ton程度だけど軸重は17tonくらいあって入線できませんね、これまた。
それでは、ED78のように前後の主台車の間に遊車をつけて、可変軸重としますか?

<ED78[B-2-B動輪配列]は車重81.5tonで軸重が[14.0-14.8-16.0-16.8ton] と調節可能でした>

その機種改変ってどのくらい時間がかかります?
ED61→ED62の改造・実地試験・営業運転までは約1年でしたね。

1年も待ちますか・・・旅客はどうしますか?
785/789系を使いましょう。

←札幌                     遠軽→
クハ―サハサロハクハ―クモハMc1―クモハMc2
<ゴシックは指定席車両>

 

クモハMc2はクハTc2からの改造で、2輌のクモハでMM'ユニットを組み、これが機関車役で、遠軽まで走ります。

sカムイの編成と同じなので札幌・旭川は1時間20分。

旭川・遠軽は石北線の設計速度自体が最高で95km/hr。

加速度は785系が2.4、789系が2.5km/hr/secですが、それほど高性能が発揮できるとは思えず、(出力は230kwモーターx4/台x2輌=1840kW=2501PS。0.7355KW=1PSで計算しました)。

しかし、加速度は公表値を使いますし、編成出力も前回の④チーム列車よりは上ですし、電車の場合、いさというときは、定格出力の1.5倍くらいの出力は出せますので、80km/hr走行としましょうか。

停車駅は上川、白滝、丸瀬布で、信号所の4分停車もありです。
停車時間は上川が1分、他は30秒。
旭川・遠軽間は124.5kmです。

 

◆旭川・遠軽間:1時間42分31秒 72.9km/hr
◆札幌・遠軽間の所要:3時間02分31秒 136.8+124.5=261.3kmを 88.4km/hrで走りました。

 

☆昭和40(1965)年の「セノハチ(22‰連続10.5km)」を含む広島・岡山間電車特急(JNR181系)が、同区間160kmを2時間20分=時速68.6km/hrで走行しております。

当時の記録から「1電動ユニット」は2M1Tユニットでユニット内出力は(120kwx4,MT54電動機)x2÷3=320kw/輌。

sカムイの789系は、このヨタ話の中では、2M4Tで、(230kWx4)x2÷6=307kw/輌で、下記の旭川・遠軽間72.9km/hrという数字には無理がないと思われます。チョット、流れがよすぎるような感じもしますが・・・?

遠軽以遠は?2輌のクモハをきりはなして機関車ををつけますか?
それとも261系(s宗谷型)2輌をつけますか?

結局、乗客の多少だと思いますが、遠軽ではあまり乗客はおりません。(モチロン石北線内では多い方なのですが)。S宗谷型先頭車2輌を網走まで先導させて走りましょう。

 

さて、ラストスパートの遠軽・網走間:113.2kmです。

では④チーム列車と同様、加速度1.78km/hr/sec走行速度72km/hrで走らせてみます。

停車駅は生田原、留辺蘂、北見、美幌、女満別。
停車時間は、北見、美幌は1分、他は30秒。

←網走                      遠軽→
キハ261系先頭車x2―クハサハサロハ―クハ

<ゴシックは指定席車>
※キハ261の両端の連結器は密着連結器に交換。
※遠軽・網走間:逆編成

 

上記の条件で計算すると
1時間41分26秒 66.2km/hr
全行程
所要:4時間43分57秒
走行距離:136.8+124.5+113.2=374.5km
時速:79.1km/hr・・・相当レベル高いですね!!

 

◆4.重軌条化、電化もできなければ明日の石北線は存在しえないか?

と、ここでお約束のごとく、「電化の金など、この節電が叫ばれている折しも、出せましょーか」とJR北海道、北電(北海道電力)の両巨頭様からストップがかかりまして・・・結局、重軌条化の目途は不明瞭、電化は不可のまま今回の「石北本線改良案」はあえなくついえようと・・・しかし・・・そう簡単にあきらめるわけにはいきません。

 

◎最終手段

旅客
「オホーツク」
4輌編成のうち、2輌はキハ261系のs宗谷型を導入し、「札幌・網走間」の所要時間を約25分短縮できることが分かっていますので、それを採用しましょう・・・詳しくは4/5の終盤を御再読ください。

貨物
さて、問題はどこまで行ってもこちらの方でして・・・単行用の201系ディーゼル動車を作ってみては・・・と思います。
どのように使うかというとですね・・・
現行の201系は3連で(450x2)x3=2700PSとじゃじゃ馬の強馬力車であります。

しかし、編成重量は118ton=2輌分で78.7tonとDE10-15級よりわずかに重い程度で馬力は1800PS。
動輪周出力まで考えるとDE級の1800/1250x0.7=2.1倍です。

私は、201系に機関車役をやらせればいいと思っているのです。
しかし、2輌つなげば、出力重さとも、適度なレベルまで到達しますが、動力分散式の我が国のこと、
「軸重が重すぎにならぬよう」 「配慮」されているのに違いないでしょう。

これで、重量貨物を引くとなると、空転必死であります。

 

で、時代に逆行するようでありますが、

1)単行用201系動車を作り、他車のDMF/DML系機関と総括制御が可能となるようにする。

1)’場合によっては、DL+201+貨車と混合列車とする。

あるいは

2)201系をディーゼル機関車または内燃貨車に改造する。
この場合も、201系はあくまでも本務機の補機という立場です。

1)であれ2)であれ本務機関車の補機という形でコンビを組み、これひと組で事実上の機関車1台分というわけです。
貨物列車の運用がない日は、エンジンを換装していない(下記参照ください)201系が、単行/2連で走行。

 

201系動車を1輌使用の場合

<1>DE級+201系総括制御
たとえば、1)-1)’の場合ですと、DE級と201系1輌を組ませると、スピードはDE級に律せられて80-85km/hrにしかなりません。
(DE10/11はDD51と総括制御を行うとき75km/hrという速度制限がついています)。

一方、機関車重量は70+118/3=109tonにもなりますが、
両機種とも丙線入線可能ですので、当然軸重は17tonを超えるはずはありません。

出力は (エ)1250+900=2150ですが、(周)は1250x0.7x0.85+900=744+900=1644>DD51の動輪周出力の1540PSを上回ります。

<2>さらにDD51+201系総括制御とすると (周)2200x0.7+900=2440PS
下記のDE級機x1+201系x2輌と同等の出力ですが、総重量は 84+118x1/3=123tonです。
こちらの方が、線路にやさしそうです。

 

◇201系動車を2輌使用の場合

これが201系2輌と組みなら、(周)1250x0.7x0.85x0.85+900x2=2432PSとなり201系の燃費だけがもったいないのですが、DF200に接近する強力機です。
しかし、重量は70+2/3x118=149tonにもなり、かえって入線が厳しいかもしれません・・・

また、201系は必要あらば、途中の区間で客車としても使えます。

201が2輌使用の場合、石北本線の場合、需要に対して客車の供給過多も考えられ、1輌締め切りにして、死重を積んでもいいと思います。

ここで、あと一点明確にしておかなくてはならないことがありますが、どうしてもわかりませんでした。

どなたかご存知の方ご教示お願い申し上げます。

それは201系の歯車比が分からず???従って、モーターの細工だけで、歯車比を大きくすれば、速度こそ落ちますが引張力は増大しますので、単行で900PSもある車です。

死重を積むなどといった小細工なしでそのまま機関車として通用しないかな、と思います。

昭和28(1953)年製作初年のDD50電気式ディーゼル機関車は、重量60ton、連続定格出力900PSでした。

こんな古い話と比べても仕方がありませんが・・・モーターの調整だけで石北を走ることができればと思います。

 

さて2)は

現行の液圧式ディーゼル機関車はほとんど凸型です。
DE級とDD51は幅2900mm強、高さは各々3900mmと3550mmとあまり変わりません。

長さだけ、DE級が14m、DD51が18mです。
エンジンシステムがひと組とふた組持つ違いと思われます。

201系の「ディーゼル機関車化」というのは、確かに口で言うほど簡単なことではないとわかっております。

第一、現代のディーゼルカーに物を引くという仕事は与えられておりませんので、おそらく、重量物を牽引しても、車体に影響が出ない台枠選びなど、剛体選択・設計改変から始めなければならないでしょう。

仮にそれが済んだとして、DE級の延長と申しますか 201系とDE級と比べると車長に6m差があります。

ですから、201系は3輌を「1ユニット」と考えて、そのうち1輌をごと、N-DMF13HZEから、
DE級のDML61-ZA(1250PS)に1台あるいは2台とも換装、
客車というより、むしろ、ディーゼル機関車兼客車または貨車と、多目的な使用に耐えうる改造・改良となればと考えます。

 

◇仮にエンジン1台の換装、1台の撤去で、DD51と総括制御を行った場合

(エ)2200+1250=3450PS→2200x0.7+1250x0.7x0.85=(周)2283.75PS

またほかの2輌は必要に応じて混合列車の増結や、貨物輸送がない日に使って頂くとよいと思います。

 

◇201系のエンジンを2台ともDE級のものと交換した場合

DD51+改造201系、動輪周出力
2200x0.7+1250x2x0.85=3665PS

※おそらく201系にもエンジン単体→動輪周までエネルギーロスがあると思われますが、公式データがありませんでしたので、上の式には入っていません。

*ここにも問題点が2つあります。

1)201系でDE級エンジンに換装した場合、スペースはどれくらいとられるのだろうか?
できれば、客車または貨車としても使いたいが・・・むか~しむかしの「京福電鉄福井支社→現・へいせいえちぜん鉄道の電動貨車風の名ばかりの電気機関車「テキ」シリーズ(☆1)や、秋田中央交通のデワ3000型のイメージの車体ができれば最高です。

ところで、客車が機関車に化けた話は・・・元富山電鉄(戦時統合で富山地方鉄道の一部に)が昭和5(1930)年に日本車両製の「キハ2」を購入。赤穂鉄道が昭和12年に再購入し、一旦、エンジンをはずし。「ハ6」という客車になっていたものを、昭和25年、エンジン再装備で「内燃機関車代用」に復活。ディーゼルエンジンは大型すぎて、室内にあったとか。当時としては、「珍しい2軸駆動車」でした。
さらに、昭和27年、静岡鉄道駿遠線にひきとられ、通常?の格好のディーゼルカー「キハ10」として以後同線で活躍しました(☆2)。

昔の中小私鉄の自社工場、とりわけ静鉄工場のレベルの高さは何年たっても色あせることはありませんね。

(☆1)「京福電気鉄道テキ6とその同系車のあゆみ」
P67-69,<特集>中京・北陸地方のローカル私鉄、鉄道ピクトリアル誌、No461,1986.3,臨時増刊号
山口 裕之 氏、鉄道図書刊行会

(☆2)「赤穂鉄道の発掘」、
p27,p29,RM LIBRARY 55, 安保 彰夫 氏,
ネコ・パブリッシング

2)皆様ご存知のように、石北本線「上川ー白滝」間は一日一往復のみの運行です。

<下り>
「上川6:18発ー遠軽7:52着、長時間停車後
網走まで到達する列車」に石北全線の貨物をまかせることができるか?

旭川ー上川約49kmを旅客は70分強で走行しています。

上の「上川6:18発」というのはこのエリアの一番列車なのですが、これに合わせて、旭川を5:00頃出発してくれる、貨物ダイヤを作ってくれるだろうか。

それとも、差支えない「荷」ばかりであれば、旭川-上川間は前日の最終列車、旭川21:49→上川22:59を混合列車に仕立てて、「荷」は一晩上川に停泊か?

<上り>
網走14:30→金華18:29
遠軽18:12始発旭川行き。
この2本「金華・遠軽間35.1km」運行時間が接近しているのですが、途中途切れているのです。
もったいないなー。

でも2本の列車の時間帯を見ていると、学生さんの退校には便利そうだし、意味があるのでしょうね?
やっぱり、時間を動かしてこの2本をつなげるのは
無理だな・・・

順当なところで
4662D:網走12:10発→遠軽14:53着
4626D:遠軽16:12発→旭川20:05着
この2本を必要に応じて混合列車にしちゃいましょー。

遠軽で1時間強待ち時間が出ますが、貨物としてはありがちですね。

 

☆最後のまとめです。

今回の石北線改良計画での検討の範囲内で、判明したこと

1.重軌条化、電化、いずれかが可能であれば、旭川遠軽間を優先させる。

2、重軌条化が可能であれば、

旅客:
4輌編成の「オホーツク」から「110km/hr」対応車は退役させ、キハ261を2輌入れる。
(先の④チーム列車)。
計算上は25分程度短縮。

貨物:
遠軽までDF200を入線させ、遠軽以東はDE級ディーゼル機関車を中心に重連を考える。

3.電化の場合、

旅客:
電気車は785/789系のMc1-Mc2ユニットひと組が札幌 遠軽を走り、以東はキハ261先頭車2両が、
モーターなしの電気車4輌を札幌・網走を牽引。

貨物:
遊車を入れて軸重を可変できる石北版ED79を入線させる。
遠軽以東はDE級ディーゼル機関車を中心に重連を考える。

※遠軽で機関車交換を行うのなら、スイッチバックは解消しない方がいいのではないか?

4.電化、重軌条化が不可能な時

旅客:
ディーゼル特急は重軌条化に同じローカルは混合列車に201系が参入するかもしれない。

貨物:
201系の一部を1250PSx1 or 2機関に載せ替え、本務ディーゼル機関車と総括制御を行い、
両者をもって事実上の機関車1台分とし、主に重量列車に使用、
201系は必要に応じて客車(または貨車)として使用してはどうか。

 

----第5回を終え/すべて終了です。

最後になりますが、5回分もつまらないヨタ話に付き合ってくださいました皆様に御礼申し上げます。

 

表・文/黒羽 君成