国鉄DD54形ディーゼル機関車
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DD54形ディーゼル機関車（DD54がたディーゼルきかんしゃ）は、日本国有鉄道（国鉄）が1966年から設計・製造した亜幹線用ディーゼル機関車である。
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[編集] 開発の背景
国鉄の幹線・亜幹線用ディーゼル機関車としては既にDD51形が実用化されていたが、DD51形のように1000馬力程度のエンジンを2基装備して大出力を得るより、2000馬力程度の大出力エンジン1基を装備する方が車両重量を軽くでき、保守も容易になり、製造コストも抑えられるのではないかという設計思想が1960年代の欧米で広まっており、日本でも注目されていた。しかし当時の日本では機関車用の2000馬力級大出力エンジンとそれを制御する液体変速機を自力で設計・製造することは技術的に困難だったため、西ドイツ（当時）の技術を導入して大出力エンジン方式の新形式機関車を設計することになった。
三菱重工業により1962年にDD91形が試作され、福知山線で1965年まで試用された。この運用結果を踏まえた量産機がDD54形である。1966年-1971年までに計40両が三菱重工業で製造された。
[編集] 構造
本形式は亜幹線での使用を想定し、軸重軽減のためTR104と呼称する1軸構造の中間台車 を前後の動力台車間に装着して軸配置を B-1-B とした。これにより、70tの自重で動軸重は14tに抑えられた。動力台車はDE10形の2軸台車と同系列の2軸インサイドフレーム式台車であるDT131Bを装着する。
使用想定線区の実輸送量に鑑み、DD51形よりやや出力を抑えた設計もDD91形から継承された。搭載機関はV型16気筒のDMP86[1]ディーゼルエンジンで、西ドイツ（当時）のマイバッハ（Maybach、現・MTUフリードリヒスハーフェン）社が設計したMD870の三菱重工業によるライセンス生産品である。液体変速機は爪クラッチを介在させた4段変速機構をもつDW5で、同じく西ドイツのメキドロ (Mekydro)社が 設計したK184Uのライセンス生産品である。
車体は前後に運転台を配した「箱形」[2]である。先だって設計された交流電気機関車 ED72形・ED73形と同様、窓下を突出させた「くの字」状前面形態をもつ。重連運用は想定されず、正面の貫通扉は装備しない。
製造時期により前灯の位置と前面窓の形状が異なり、外観は1-3（量産試作機でステンレス窓枠・前灯窓上・サイドエアフィルター形状・動輪輪芯形状）、4-24[3]（ステンレス窓枠、前灯窓下、連結器開放テコ先端形状、砂箱形状で2分類）、25-40（Hゴム窓枠・前灯窓下・車体溶接構造など年次にて3分類）の3タイプに大別され、各部仕様で細分すると1-6次車まで存在する。旅客運用への対応として、全車が列車暖房用の蒸気発生装置(SG)を装備する。
[編集] 運用の変遷
1966年に先行試作の3両が福知山区に投入され、良好な運用結果から本格量産が決定した。1968年から1971年までに量産車37両が順次落成し、全40両が福知山機関区と米子機関区に配属された。早速山陰本線や播但線、福知山線などの亜幹線に投入され、C57形、C58形等の蒸気機関車を置き換え無煙化を促進した。
量産機の本格投入後間もない1968年6月28日、山陰本線湖山駅で急行「おき」を牽引中だった2号機の推進軸(ユニバーサルジョイント)が突如破損、落ちた推進軸が線路に突き刺さり機関車は脱線転覆、続く客車6両が脱線するという、いわゆる「棒高跳び事故」を起こした[4]。翌1969年11月にも浜坂-久谷間の勾配力走中などに同機、11・14号機が同様の事故を起こし、エンジンの高出力に耐え切れなくなった推進軸に起因する故障が多発した。これは三菱側の強度計算の誤りによる設計ミスで、この点については推進軸の強化や脱落防止の対策が実施されて解決し、1970年以降重大事故は発生していない。
1968年10月6日には1・3の重連でお召し列車を牽引した。1972年には32-37の6両が元空気溜管引き通し増設等の20系牽引対応改造を受け、同年3月15日から京都-浜田間で寝台特急「出雲」での運用を開始した。
この頃からエンジン本体や液体変速機の故障が多発する。メキドロ社の液体変速機は西ドイツの工業製品らしい精緻な技術の塊ともいうべきもので、中でも4速変速機構はシフトアップ・ダウン時にエンジンの回転数とトルクコンバータの回転数を同調させて接続する凝った構造で、爪クラッチをギヤ回転のまま接続させた時のショック緩和用に国産機にはみられない衝撃緩和装置まで装備していた。これらは性能的に極めて優れたものではあるが、同時に構造が複雑で保守には高度な技術と相応の時間を必要とするという弱点も抱えていた。変速機以外でも高度な技術が取り入れられており、たとえば同機の冷却ファンは、温度感知部のワックス膨張度合いで回転数を制御する静圧ファンを使用していた。これに起因する故障として、1974年（昭和49年）山陰本線の下北条-由良間で下り急行「だいせん」を牽引中にファンが停止、油温が異常上昇して機関停止し起動不可能となった事例がある。
エンジンと液体変速機はライセンス生産品であるため、保守ノウハウも不足しており、整備にも非常に手間がかかり、故障ともなると配置区である福知山機関区の保守掛の手に負えず、三菱側保守担当者が常駐する鷹取工場へ回送して修繕を行ったり、不明点を本国のメーカーに問い合わせるなどの手間が発生した際も三菱商事の対応の遅れで修繕が進展しない等の悪循環をも生んでいたため、新鋭機ではあるものの本形式に対する信頼は完全に失墜する結果となった。
DD51形が初期故障をほぼ克服し、安定した稼動実績を確保していた状況に鑑み、1975-1977年にかけて同形式が新造・他地区からの移動によって山陰地区へ多数転入した。これは残存していたDF50形を淘汰するとともに、相対的に故障が多い本形式の淘汰をも意図したもので、本形式は1976年6月の12両を皮切りに、1977年は1月に10両、11月に10両、1978年5月は4両が廃車された。残った4両も1978年6月18日の播但線645列車を最後に運用から離脱し、12月までに全機が廃車された。休車・廃車とされた車両は解体まで福知山・東舞鶴・鷹取工場・生野駅構内に留置されていた。
淘汰完了直前の段階で、本形式の保守費はDD51形の18倍にも達していたこと、また在籍5年弱で廃車となった34・35・38の例もあり、国鉄も想定し得なかった高価な新鋭機関車の早期淘汰は、法定耐用年数に達していなかったこともあり、後日国会で問題となり、会計検査院からもその問題を指摘された。
[編集] ゴーヨン機関車のジンクス
国鉄に在籍した「54形」を名乗る車両は、この本形式の他にC54形蒸気機関車をはじめ、EF54形電気機関車、スイス製のED54形電気機関車など、少両数による使い辛さや、高度で緻密な機構を保守できないことによる不具合の多発で、短命に終わることが多く鬼門とまでいわれた。特にC54形が晩年を過ごした山陰地方にDD54形が投入されたことがジンクスをことさら強調することになったとも言える。
DD54形は、際立ったスタイルで注目を浴びた最新鋭機関車でありながら事故と故障に悩まされつづけ、当初の期待とは裏腹に早々とリタイアしてしまった。その経緯から、車両としては失敗作と位置付けられてきた（航空機では日本航空のコンベア880が、また日本国外の鉄道車両ではAPTがこれに当たる。特にAPTは僅か1回まともに走っただけであった）。
マイバッハエンジンやメキドロ変速機は西ドイツを初めとするヨーロッパ各国で使用されている定評のあるもので、これ自体に問題がないのは確かなものの「欠陥機関車」と言わしめる原因ともなった推進軸の明らかな設計強度不足は間違いなく「欠陥」であった。
さらに解決を長引かせた原因として、完成された大出力ディーゼルエンジンや液体変速機の高性能かつ複雑な機械を保守するだけの技術力が当時の国鉄やメーカーに決定的に不足していたこと。また、ライセンス生産品であるための改良もそれに抵触する部分は本国のメーカーにいちいち了承を取らなければならないという煩雑な手間がかかったため、問題点への迅速かつ最適な対応ができなかったことにある。
一方で、日本技術陣が独自開発を行ったDD51形も初期故障に散々悩まされたが、試行錯誤を繰り返しながら新技術を自分たちのものにしていくという過程で、開発陣と保守陣が一体となって克服することができ後に大量増備された経緯がある。
したがって本形式は、ED54形などと同様に高性能な車両である反面、改良・保守に対応する技術力と手間を要求されたために本来能力を発揮させる環境に巡り会えなかったという点で、まさしく「悲運」の機関車であったと言える。
[編集] 保存車両
- 最後まで使用された4両中の1両で、労働組合の抗議行動により「欠陥機関車の証拠」として残すため解体を阻止され[5]、福知山機関区に留置されていた。1984年1月に福知山機関区から搬出され、同年3月に交通科学館に搬入された。再塗装も施され、保存状態は良好である。
[編集] 脚注
[編集] 主要諸元
- 全長：15300mm
- 全幅：2922mm
- 全高：4058mm
- 重量：70.0t
- 軸配置：B-1-B
- 1時間定格出力：1820PS/1500rpm
- 最高速度：95km/h
[編集] 参考文献
- 池口英司・梅原淳『国鉄型車両 事故の謎とゆくえ』（東京堂出版、2005年） ISBN 4490205635
- 第6節（p57～p69）で本形式を取り上げている。
- 藤崎一輝『仰天列車』（秀和システム、2006年） ISBN 4798015474
- p11～p14にかけて本形式についての記述がある。
- 塚本雅啓「寝台特急『出雲』も牽引したDD54形式ディーゼル機関車」
- 鉄道ジャーナル社『鉄道ジャーナル』2006年4月号 No.474 p78～p83
- 石井幸孝『DD51物語-国鉄ディーゼル機関車2400両の開発と活躍の足跡』（JTBパブリッシング、2004年） ISBN 453305661X
[編集] 関連項目
[編集] 外部リンク
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最終更新 2009年8月15日 (土) 08:15 （日時は個人設定で未設定ならばUTC）。
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