第 2 章 商船の電気艤装・電気機器（３）（戦時標準船の電気機器、電動甲板機械の変遷）
著者 徳永 勇・｢船の科学」1987-1 Vol.40, No.1～1987-5 Vol.40, No.5 より抜粋・要約

４．３ 戦時標準船の電気艤装、電気機器
４．３．１ 戦時標準船の出現・昭和１６年１２月８日 太平洋戦争が起きたことから海上輸送力の増強は欠くべからざる問題となった。
・そのため従来は、商船は逓信省、軍艦は海軍省と分かれていたが、海軍省が一元管理し、計画・建造に至るまで統括することになった。
・資材の節約、工数の低減を図るため、船型の標準化と艤装内容の統一が図られた。これが戦時標準船であるが、貨物船は Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、Ｆ の６種、Ｋ型鉱石運搬船、油槽船は ＴＬ，ＴＭ，ＴＳ の３種計１０種が定められた。
４．３．２ 単線配電方式の採用
・資材の節約と工数の低減を図るため、まず取り上げられたのが単線配電方式であった。当時ドイツにおいて建造された船は油槽船を除き、殆んど単線配電方式であった。
・戦標船に単線方式を採用するに当たり、下記の既存船３隻の調査が行われた。
＊昭和１０年（１９３５）建造のドイツの貨客船 シャルンホルスト号（GT 18,300 トン、主機出力 ２軸で 26,000 馬力、交流式、電気推進、速力 ２１ノット）＊ドイツのハンブルグ ブローホム造船所で、明治４４年（１９１１）に建造された東洋汽船会社の貨客船
大洋丸（GT 14,450 トン、主機出力 10,711 馬力、速力 16.62 ノット、発電機 115 kW,110 V DC３台）＊我が国初の単線方式は 昭和１６年（１９４１）、浦賀船渠で建造された北日本汽船会社の貨物船 建部丸（GT 4,514 トン、2,560 馬力、発電機 15 kW 105 V ２台）であった。
・以上の船で問題がなかったので、昭和１７年 三菱長崎造船所で建造された日本郵船の貨客船 阿波丸（GT 11,600 トン、14,000 馬力、発電機 370 kW, 225 V ３台）にて単線配電方式を試験的に実施し、データ計測が行われた。
（１）単線配電方式の利害得失(a) 使用電線量が減り、また機器の構成が簡単になるので、資材が４０％、工数が約２０％節減できる。
(b) 人体に及ぼす影響が心配された。絶縁不良が生じないよう細心の注意を払う必要がある。
(c) 船体に及ぼす影響として腐蝕が心配された。
(d) 通信機器、磁気コンパスへの影響が生じないか心配された。
（２）阿波丸における実験結果
・船体の外板の鋲接部の電気抵抗の計測
これは非常に少なく数１０～１００マイクロオーム程度であった。
・船体の電食も殆んど認められず、問題なかった。
（３）建部丸における実験結果
・船体の接地点間の抵抗は 平均 0.0015 オームで経年変化は認められなかった。
・接地点は、発火物貯蔵付近は避けた。また単線配線は磁気コンパスの周囲 3.5 m および無線機の近くは避けた。その結果特に問題は認められなかった。
（４）電気通信機などへの影響
・無線機、無線方位測定機などに特に悪影響はなかった。
（５）磁気コンパスへの影響・建部丸では磁気コンパスの周囲 3.5 m 以内に単線配線は避けたので問題はなかった。なお帝国海事協会の規則によれば、9.15 m （30 feet）以内には単線配線はできないことになっていた。また BV (Bureau Veritas )規則では 4.8 m 以内では単線配電は不可となっていた。
・上記の検討結果により、戦標船に油槽船を除き、単線配線が採用されることになった。

４．３．３ 電気艤装
・戦標船の電気艤装工事は、当時人手不足であったため、速成工の養成が急がれたので、造船所の電気技術者を委員として「電気艤装の手引き」なる教科書が作成された。この教科書は昭和１９年５月、産業図書（株）から１万部発行され、各造船所に配布された。
・標準船の艤装図は、船種ごとに標準化され、艤装品も標準化され生産効率を高め、増産の要望にある程度応えることができた。その当時建造された戦標船の電気艤装の内容は 表２・２８ の通りである。

４．３．４ 電気艤装品
・電線は日本船用品協会の規格で定められていたが、それ以外の発電機、発電機用機械、電動機、配電盤、分電盤、電灯器具、配線用器具、通信機器、小型電気機器、畜電池などの艤装品は規格がなかったので、大量迅速に製造できるように、それぞれ規格委員会を設けて、規格を急ぎ制定した。
（１）電線（ケーブル）
・電線は船用品ゴム装電線規格の中から品種を限定して製作されたが、戦争が激しくなり、がい装軟鋼線の生産が難しくなってきたので、昭和１９年春ごろから、がい装軟鋼線の一部を綿糸に代え、ゴムの厚さを約２倍にしたものが使用された。これは補強ゴムさや電線と呼ばれた。
（２）発電機とエンジンエンジンとの組合わせで、下記の機種が用いられた。
・発電機は直流 105 V 40kW, 30kW, 25kW, 20kW, 15kW, 7kW の各種、エンジンはピストンエンジン
・ディーゼルエンジン用は 105V または 225V DC で 60kW, 30kW, 15kW, 10kW の各種・ターボエンジン用は 225V AC 100kVA, 50kVA , 60Hz, 3Φ のものと 105V AC 7kVA, 3Φ
（３）配電盤
油槽船のみ２線式、その他は単線式であった。
（４）電動機・冷凍機、圧縮ポンプ用として 大型船用は５馬力、１馬力の各１組、小型船用は３馬力、１馬力各１組が装備された。油清浄機用は ２～１５馬力の電動機が用いられた。
・トロール船では 清水およびビルジ兼用ポンプ、清浄機用の電動機を装備した。
・ＥＳ船（救難船）には この外に電動舵取機（富士電機製）が装備された。
・特殊船には 機関室通風機用電動機及び油清浄機用電動機が装備された。
（５）航海機器
大型船にのみ 電動測深機が装備された。
（６）扇風機３０ｃｍ の卓上扇風機だけが使用された。
（７）照明器具類
・照明器具類は標準化され図２・３５に示すようにまとめられ、少種多量生産された。その中で特筆すべきもの
は木製の卓上灯である。壁掛けも出来るようになっている。
（図２・３６）

・水防型天井灯を図２・３７に示す。接続箱と灯体を一体とし、金属製の接続箱を省略した簡易型となっている。
・ソケットは 商船では 従来はスワン式が用いられていたが、海軍使用のエジソン式に統一された。

（８）船内通信機類
・呼鈴装置
ドロップカード式、２４Ｖ,８Ｖの２種、１０窓または６窓が用いられた。
・高声電話機
船橋から機関室及び操舵機室への１対２のものが用いられた。
・ベル装置
船橋と機関室間、船橋と無線電信室間に装備された。機関室用は２０ｃｍベル、その他は１０ｃｍベルが用いられた。
・警急通報ベル
機関室、通路、室内の適当箇所に設けられ、押ボタンは船橋に設けられた。
・エンジン・テレグラフ
１０００トン以上の船に装備した。
・プロペラ軸回転計
交流発電機式速度計（横河電機製）を１０００トン以上の船に装備した。
発信器 １個、受信機 ２個（機関室、船橋）が設けられた。
（９）蓄電池・当時商船用としての蓄電池規格はなかったので、海軍省で研究中の小型蓄電池（ペースト式電池）の規格を用いた。
・電池の型式
１型：４Ｖ，１２０Ａｈ， ２型は欠、 ３型：４Ｖ，８０Ａｈ、４型：４Ｖ，６０Ａｈ、
５型：６Ｖ，４０Ａｈ， ６型：５２Ｖ, ２Ａｈ の５種類。
・使用区分
１型は補助送信機電源（３２Ｖ）用、 ３型は電話、ベル及び予備灯用並びに電動発電機電源（２４Ｖ）用、４型は無線方位測定機、音響測深機、ベル及び予備電信電源（２４Ｖ）用、５型は無線機フィラメント電源（６Ｖ）用、６型は無線方位測定機及び音響測深機陽極電源（１５０Ｖ）用。
（１０）電動交流発電機
・これは無線機の電源として蓄電池と共に使用された。
・１号型： ３ｋＶＡ－２，１／４ｋＶＡ－１
２号型： ２ｋＶＡ－２，１／４ｋＶＡ－１
３号型： ２ｋＶＡ－１
４号型：１／４ｋＶＡ－１
・表２・２９のように規格が制定された。

（１１）充放電盤
・蓄電池の充放電盤は、無線機、通信機、予備電源用として次の５種類が制定された。

・１型：受信機用 ８Ｖ及び １５０Ｖ充放電用
２型：送信機及び補助送信機電源用 ３２Ｖ充放電用
３型：無線方位測定機、ベル電源用 ８Ｖ充放電用
４型：電話、ベル及び予備電源用 ２４Ｖ充放電用
５型：受信機用電源（改Ｅ型専用）
・これらの充放電盤は、各種 組合せて次のように各標準船に装備された。
１号型無線機と電話を装備する船（船型ＴＬ，A）： １型、２型、３型、４型 各１面
１号型無線機と電話を装備しない船（船型ＴＭ） ： １型、２型、３型 各１面
２号型無線機を装備する船（船型Ｃ，Ｄ） ： １型、２型、３型 各１面
３号型無線機を装備する船（船型ＴＳ，E,) ：１型、２型、３型 各１面
４号型無線機を装備する船（船型改 E,) ：５型 １面
５．電動甲板機械の変遷
ここでは、直流電動ウインチ、直流電動ウインドラス、直流電動キャプスタンについて述べる。
交流式は 金剛丸の例について触れる。
５．１ 電動ウインチ
・我が国で最初に装備されたのは、三菱長崎で大正１２年に建造された日本郵船の貨客船 白山丸（GT 10,380トン）で一等客室上部の荷役ウインチを騒音防止のため、電動式にしたもので、これはイギリスのサンダランド・ホージ・アンド・エンジニヤリング社の２ｔ ウインチ ４台であった。
・直流電動ウインチで代表的なものはイギリスのローレンス・スコット社の製品であった。特長は、過酷な取扱いに耐える、ウォームギアを使用していて運転音が静か、取付けが簡単、円盤型の電磁ブレーキを使用していて衝撃が少ないなどであった。
・国内では、三菱電機がスコット社と同形のウインチを開発して、大正１５年に大阪商船の もんてびでを丸級の貨客船（7,267 GT）に２ｔ、１３５フィート毎分、２８馬力、２２０ＶＤＣのウインチを１３台装備した。
さらに昭和４年に大阪商船の貨客船（9,625 GT）に３ｔ、１００フィート、３０馬力、２２０ＶＤＣのウインチを１４台装備した。
・その他に、スウェーデンのアセア社及びドイツのシーメンス社の電動ウインチがある。これらはスコット社がウォームギア式に対しスパーギア式を採用し、また円盤ブレーキに対しバンドブレーキを使用した。さらに巻き下ろしの際には、発電制動がかかるようにし、１０台以上のウインチが動作中には、約３０％の電力が返還されるような方式とした。
・昭和５年、浦和船渠で建造された国際汽船の鞍馬丸（6,769 GT）にはアセア社のスパーギア式の電動ウインチ３ｔを１２台、５ｔを３台、５ｔのムアリングウインチ１台を搭載した。
・昭和３年に東京芝浦製作所がスパーギア式電動ウインチを初めて製作し、三井物産の貨物船 高見丸（1,992GT）に搭載した。
・昭和４年には、富士電機がシーメンス式電動ウインチ３ｔ、２台を初めて製作し、大阪商船の貨物船 しどにい丸（5,436 GT）に搭載した。
・昭和６年には、日立製作所が初めて、スパーギア式２．５ｔの電動ウインチを製作し播磨造船所に納入した。
・以上のように昭和の初めには、大手電機メーカは船用電動ウインチの製作経験を持ったことになった。
・昭和１１年、交流船 金剛丸（7,105 GT）には交流電動ウインチが三菱電機により製作され搭載された。
電動機はかご形誘導電動機が用いられ、速度は４，８，１６，３２極の極数変換式とした。
しかし、交流電動ウインチは、ウインチ群として運転した場合、始動電流が大きいため、発電機の瞬時電圧降下が大きく、戦後自励交流発電機が出現するまで普及しなかった。
５．２ 電動ウインドラス・キャプスタン
・錨などの巻き上げに使用されるため、大容量の電動機が使用されるが、慣性が大きくなく、安全上すぐ停止できることが求められる。制御方式としては以下の方式が採用された。
（ａ）抵抗制御方式（ｂ）ワード・レオナード制御方式（ｃ）ブースタ制御方式（ｄ）モータ・リデューサ制御方式（ｅ）定電流制御方式

５．２．１ 抵抗制御方式（Series Resistance Control System）
・これは古くから使用されている方式で、抵抗器を直流機の電機子に接続し、抵抗値を加減して速度を制御する方法である。イギリスのクラーク・チャップマン社製、ローレンス・スコット社製のものが多く使用された。
・大正１３年、ディーゼル貨物船 飛鳥丸、愛宕丸（7,525 GT）のウインドラスはクラーク・チャップマン社製のもので、６３馬力であった。
・国産のものでは、明電舎が昭和４年に２０馬力の電動ウインドラスを製作し、岩手県水産試験所の岩手丸に搭載した。次に昭和８年に広海商事の貨物船 広盛丸（6,666 GT 三菱造船建造）に三菱電機製の５５馬力、２００ＶＤＣのウインドラスが搭載された。
５．２．２ ワードレオナード制御方式（Ward-Leonard Control System）
・この方式は、元来、明治２４年（1891）にアメリカのワード・レオナードによって、交流電源で直流機のように巻きあげ速度の制御が容易に出来るようにするため、考えられたもので、電動直流発電機が負荷の電動機の間に入って、速度制御を行うものである。中間に電動発電機が入るので高価になるが、速度制御が円滑にでき、 始動電流も少なく可逆回転も無理なくできる優れた方式である。図２・４１に簡略電路接続図を示す。
・昭和１６年、交流船 金剛丸で１１０馬力（１７ｔ×１４ｍｍ）のワード・レオナード方式のウインドラスが使用された。
５．２．３ ブースタ制御方式（Booster Control System）
・この方式は、直流電源にのみ使用され、ワード・レオナード方式と同様、電動発電機を必要とする。
・これは、昭和の初めにイギリスのクラーク・チャップマン社が開発したものである。
・図２・４４に簡略電路接続図を示す。
電源電圧ＤＣ２２０Ｖとして発電機の電圧をー１８０Ｖ～＋１８０Ｖ 変化させると、ウインドラス電動機にかかる電圧は＋４０Ｖ～＋４００Ｖの間で変化するので、速度は０から定格まで変化させることができる。
・我が国で最初に採用されたのは、昭和７年に横浜船渠で建造された鉄道省の砕氷貨客船 宗谷丸で、明電舎製の５０馬力のウインドラス電動機であった。
・続いて採用されたのは、昭和９年に、日本郵船の能登丸の５０ｋＷ，昭和１５年に日本郵船の新田丸の１４０ｋＷのウインドラス電動機で、メーカはいずれも三菱電機であった。
５．２．４ モータ・リデューサ制御方式（Motor Reducer Control System）
・この方式も直流電源で使用され、電動発電機が必要である。
・リデューサ部の Ｍ（電動機），Ｇ（発電機）でウインドラス・モータにかかる電圧を変える方式である。
リデューサ部の Ｍ，Ｇ で線間電圧と反対方向の電圧を出すと、ウインドラス・モータにかかる電圧は０となり、発電電圧を０にすると、ウインドラスのモータに定格電圧がかかる。このようにリデューサ部の発電電圧を変えることにより、ウインドラスの速度を変えることができる。
・我が国では昭和１０年に川崎造船所で建造された川崎汽船の油槽船 建川丸（10,140 GT）に、この方式が用いた１００馬力の電動ウインドラスが搭載された。
５．２．５ 定電流制御方式（Constant Current Control System）
・この方式はギルバード・オースチン社により開発されたもの。
甲板機械の ウインチやウインドラスなどの電動機を全部直列に接続し、特別の定電流発電機にて定電流を流す方式で、昭和５年（１９３０）５月に竣工したフランスの客船 Lafayette 号に採用された。

５．３ 全電気式操舵装置
・電動操舵装置は ドイツのシーメンス社が明治３１年（１８９８）ころ、軍艦、潜水艦に搭載したことから始まったと云われている。
・商船に使用されるようになったのは、明治４３年（１９１０）以降で、最初の船はディーゼル船フリック号であった。
・操舵機の電動機の制御は （a）駆動電動機の直接制御方式、（b）ワード・レオナード制御方式
・舵の角度の追従方式は （イ）ホイットストーン・ブリッジ方式、（ロ）シンクロ電機方式、（ハ）押しボタン方式（ラダーアングル・インジケータ付き） などである。
・（a）の電動機の直接制御方式は３馬力程度の電動機に用いられ、追従方式は（ハ）の押ボタンスイッチの開閉および正転・逆転の操作により、ラダーアングル・インジケータを見ながら行うもので、装置は簡単で主として小型船に使用された。
・（b）のワード・レオナード方式は電動機が１０馬力を越える場合に用いられ、（イ）又は（ロ）の追従方式と組合わせて用いられた。
・追従方式（イ）のホイットストン・ブリッジ方式は、通信回線の抵抗測定のため、イギリスの C. Wheatstons
が１８４３年（天保１４年）に開発した方式を操舵機に応用したもので、イギリスのドンキン・スコット社が元祖と云われている。
・さらにドイツのＡＥＧが、１９２７～１９２８年（昭和２～３年）にラダーセッター（舵角設定器）とラダーウォッチャー（舵角追従器）を用いた方式を発表した。
・このＡＥＧ型の操舵装置は、我が国では 昭和６年に東芝が製作し三井物産の那智山丸に、昭和８年に三菱電機が製作し東京湾汽船の葵丸に、昭和８年に明電舎が製作し国際汽船の鹿野丸に、昭和１０年に川崎造船が製作し川崎汽船の建川丸に搭載された。
・（ロ）のシンクロ電機方式は、舵角の設定及び追従にシンクロ電機の角度伝送機能を利用したものでシーメンス式（富士電機式）と云われた。
・昭和４年に富士電機はシーメンス式２０馬力電動操舵装置を製作し、浦賀船渠で建造の昭和汽船の幸和丸（5,874 GT ）に、続いて昭和５年に浦賀船渠建造の国際汽船の鞍馬丸（6,769 GT ）に搭載した。

６．むすび
・本章では、明治、大正、昭和１９年までの約７６年間にわたる、主として１０００トン以上の船舶の変遷に伴う電気艤装の進展について記述した。
・この間の外国との技術差は非常に大きいものであったが、大正末期から船舶艤装品の国産化が始まった。
重電機関係の国産第１号機器を表２・３０に示す。明治以来の技術進歩の跡が窺える。

[メ モ]
１．本稿は「船の科学」 1987-1 Vol.40, No.1 ～1987-5 Vol.40, No.5 より抜粋・要約したものである。
２．ここでは戦時標準船の電気艤装、電気機器について記述されている。戦時標準船とは 貨物船 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ の６種、鉱石運搬船 Ｋ，油槽船 ＴＬ，ＴＭ，ＴＳ の３種 計１０種のことである。
３．戦時標準船では 資材と工数を低減するため、油槽船を除き、単線配電方式（片線は船体アース）が検討され、実施された。
４．戦時標準船建造のため、電気艤装品の規格が急ぎ制定された。対象品は 電線、発電機とエンジン、配電盤、電動機、航海機器、扇風機、照明器具類、船内通信機類、蓄電池、電動交流発電機（無線機用）、充放電盤などである。
５．甲板機械の電化が進んだ。ウインチは電動にすると騒音が少ないので、直流電動ウインチが採用されるようになった。大正末までは イギリス（スコット社など）、スウェーデン（アセア社）、ドイツ（シーメンス社）の製品が使用されていたが、昭和に入ると徐々に国産化が進んだ。三菱電機、東芝、日立製作所、富士電機などの製品である。

６．ウインドラス、キャプスタン等も電化が進んだ。錨などを巻き上げるのに使用されるため、大容量の電動機が使用された。また速度制御が円滑にでき、安全上すぐ停止できる必要があるため、いろいろな制御方式が用いられた。抵抗制御方式、ワード・レオナード制御方式、ブースタ制御方式、モータ・リデューサ制御方式、定電流制御方式などである。
７．操舵装置も明治４３年（１９１０）頃から全電気式が使用されるようになった。
８．我が国の船舶に使用した国産第１号電気機器が一覧表にまとめられている。技術の変遷を示すものとして興味深い。