百年を駆け抜けた技術と挑戦 16 ─

技 術（交通）

鉄道車両用

電機品
専業
メーカとしてをはじめとし、電気機関車の黄金時代を築いたEF58形、EF64形、EF65形、EF66形などの製作に携わった。鉄道省・国鉄向けに納入された電気機関車の総数は、全形式を合わせると210両に上る。な鉄道におけるシステムインテグレーション鉄道とは、線路・軌道、き電システム、信号・保安システム、通信情報システム、運行管理システム、車両システムなどのサブシステ

かでも最大勢力となったEF65形においては、全319両中の117両が当社の元請けとなっている。これらの案件で当社は、汽車製造株式会社（後に川崎重工業株式会社に吸収合併）とのコラボレーションにより製作に携わった。

ムから構成される一つの巨大なシステムである。その中で当社は、車両システムを構成する主要なサブシステム（あるいはコンポーネント）を製造するメーカとしての歴史を積み重ねてきた。

電車・路面電車の製作・納入
EF65形電気機関車（1965年）

当社は、電気機関車のみならず電動客車、すなわち電車を製作

鉄道車両工業ビジネスの二つの形態し、納入した実績も合わせもつ。1920年、玉川電気鉄道にDK9-D形（36HP）40人乗り電動客車10両を納入したのが当社初の事例と鉄道工業、とりわけ車両システムのビジネスモデルは二つに分けして記録されている。戦後は、日本鉄道自動車会社との提携を経て、られる。一つは発注者、すなわち鉄道事業者が車両システムの設計同社を傘下に収めて東洋工機株式会社と改称し、中小鉄道事業者をスキルを有し、車両システムインテグレータとして発注者側仕様を中心とする電車の製作に携わった。絶対数は少ないものの、熊本市取りまとめるケースである。ここでのメーカは、発注者側の仕様に交通局、鹿児島市交通局、西日本鉄道、江の島鎌倉観光会社、大分沿った電機品を設計・製造し、提供するという役目を担う。

交通、京都市交通局などへの路面電車も製作・納入している。また、もう一つは、車両メーカあるいは電機メーカが具体的な仕様を取三岐鉄道からは18メートル大型郊外電車2両を受注し、TDカルダりまとめ、システムインテグレーション業務を代行するケースであン（中空軸平行カルダン）電動機、総括制御方式による制御装置をる。なかでも海外プロジェクトでは、発注者側が雇ったコンサルタ適用したモハ120形電車を納入した。

玉川電気鉄道 DK9-D形（1920年）

ントが発注者側の仕様を取りまとめるケースが多くなっている。

車両システムインテグレーターとしての東洋電機製造

システムを一括受注した上信電鉄1000系
車両一括受注の事例として特筆すべきは、1976年に製作された

当社は創業当初から、主電動機、パンタグラフなどの主要な鉄道上信電鉄1000系電車である。これは車両システムを一括で受注し、車両用電機品の製造と販売を手掛け、パンタグラフから駆動装置に車体を新潟鉄工所（現 新潟トランシス株式会社）に、ブレーキ装置至るまで、電気車の主要部品の取りまとめができる企業として、鉄を日本エヤーブレーキ株式会社（現 ナブテスコ株式会社）に、台車道省・国鉄をはじめとする数々の顧客から信頼を得てきた。そのうを住友金属工業株式会社（現 新日鐡住金株式会社）に、それぞれ発ち、いくつかの案件においては車両システムのシステムインテグ注し、パンタグラフをはじめとする主要電機品を当社で製作、全体レーションを手掛けた。のシステムインテグレーションを担当した案件である。当時は主回

以下に、当社が車両システムのシステムインテグレータとして力を発揮した事例を紹介したい。

上信電鉄1000系電車（1976年）

路システムとして抵抗制御が全盛の時代であったが、空気バネ付台車、電気指令式空気ブレーキ装置、ワンハンドルマスコン、発電ブレーキ付制御装置など、当時の最新技術を採用した車両として登場鉄道省・国鉄向け電気機関車した。同車両は、関係各方面から高い評価を受け、1977年にローレル賞を受賞した。

発電ブレーキ付制御装置（1976年 上信電鉄納入）

当社の発展をたどる上で忘れてならないのが、国鉄向け電気機関車の設計・製造への貢献である。当社は1925（大正14）年から1982（昭和57）年にかけて鉄道省・国鉄および各民鉄向けに電気機関車を220百年を駆け抜けた技術と挑戦システムインテグレーションの神髄納入した実績をもつ。特に鉄道省・国鉄向けとしては、国鉄と主要前述のように、当社は車両システム用のサブシステムとして、パメーカの共同設計に係る旅客用EF53形、貨物用EF10形電気機関車

ンタグラフ、主制御装置、補助電源装置、主電動機、駆動装置、戸221

閉装置、主幹制御器、列車情報システムなどの製造を行ってきた。

2.界磁添加励磁式制御装置

さらに、単なる部品供給メーカ（サブシステムの供給者）という立二つ目は、国鉄末期に大量に採用された界磁添加励磁式制御装置

場に留まることなく、システムインテグレータとして車両システムである。これは、直流直巻電動機を用い、直巻界磁に添加励磁する全体の最適化を常に追い求めてきた。これは、単なるサブシステム

ことによって弱界磁制御と回生ブレーキ制御を容易に行い、同時にの寄せ集めではなく、それぞれの特質に着目し、それらの有機的な界磁制御装置の電源として大容量補助電源装置の出力を利用すると結合をもって新たな機能を創出し、システム全体の最適化を図るというユニークな制御方式である。
回生ブレーキ付電機子チョッパ制御については営団地下鉄が先駆いう観点である。
通常、システムインテグレーションにおいては、それぞれのサブ者であるが、国鉄も1979年に電機子チョッパ制御による201系電車

システム間インターフェースはでき得る限り“疎”にすることを目指の導入を開始した。しかし、この方式は製造コストに難があった。

す。なぜなら、サブシステム間のインターフェースが疎であればあ

一方、大手民鉄では製造コストの低減が可能な界磁チョッパ制御をるほど、個々のサブシステム検証の手間が省けるからである。ただ採用していたが、構造が複雑な直流複巻電動機を必要とし、架線電し、各サブシステム間のインターフェースを疎にすることによって圧変動時の過渡特性にも難があるため、国鉄では直流直巻電動機にシステム全体は大規模化する傾向にある。

よる低コストシステムの開発を進めていた。

国鉄205系電車（1985年）

そして、国鉄主導で当社が界磁制御装置等を担当した界磁添加励■■サブシステム間の結合度磁制御方式が、次期新形式車両205系の主回路システムとして採用
新たな機能

HS52励磁装置（1985年 国鉄納入）されることになった。この方式は、従来の直巻直流電動機を用いるとともに、補助電源装置の出力を利用した界磁制御装置を付加する

サブシステムA

サブシステムB

サブシステムA

インターフェース
（a）サブシステムの疎結合

中空軸平行カルダン駆動装置（1953年 京阪電気鉄道納入）

サブシステムB

インターフェース
（b）サブシステムの密結合

モータ

たわみ板

リットがあった。
ここにも、異なる二つのサブシステムを融合することにより、新たな機能を創出するパターンが当てはまる。すなわち、車両システム全体を俯瞰し、トータルシステムの最適化を図るという当社のシ逆に考えると、個々のサブシステム間のインターフェースを密にたわみ板ことにより、安価でかつ回生ブレーキも容易に実現できるというメ中空軸ステム技術の神髄が垣間見える。

することによって、新たな機能の創出が可能になる。その事例を、
以下に三つ紹介したい。

3.回生・発電ブレンディング制御
三つ目は、東日本旅客鉄道株式会社のE127系直流電車で初めて

1.中空軸平行カルダン式駆動装置

ギアボックス

中空軸平行カルダン駆動装置

断面構造説明図採用された回生・発電ブレンディングによるブレーキ制御システム

一つ目は、中空軸平行カルダン式駆動装置の例である。

である。閑散線区で回生負荷が安定的に得られない線区では、回生この装置は、狭軌用の駆動システムにおいて、車輪間の限定されブレーキのみでは電気ブレーキ力が不足するという問題がある。こた空間に所定の容量の主電動機と歯車装置を、それぞれ変位の自由れに対し、従来は回生失効時に発電ブレーキに切り替える方式を採度をもたせて収容しなければならないという、極めて困難な課題を用していたが、これでは回生失効以降の省エネ効果が得られない。

解消したものである。

そこでVVVFインバータ装置とブレーキチョッパ装置を組み合せ、中空軸構造で結合するというアイデア自体は、スイスのブラウン

回生ブレーキと発電ブレーキを適切にブレンディングする方式を開ボベリー社のシステムによるものであるが、狭軌用駆動装置として発した。これによって安定したブレーキ力を得るとともに、状況にまとめ上げたのは当社である。主電動機の電機子軸の構造変更と、応じた最大限の電力回生が可能となった。VVVFインバータ装置と軸の両端にたわみ板継手を配置させて変位を稼ぐという発想は、主ブレーキチョッパ装置との有機的な結合を図ることによって、新た電動機を含めた駆動システム全体を見極める視点があってこそ生まな機能を創出した事例である。

JR東日本E127系電車（1995年）れたものであり、それぞれのサブシステム間の結合を密にし、互い222百年を駆け抜けた技術と挑戦に深く関わることによって実現し得たものと言えるだろう。同シス

以上のように、当社のシステム技術には、車両システム全体の最テムは、その後、国鉄をはじめとする大手民鉄各社の車両の標準的適化を目指す思想が根底にあると言える。今後、新たな100年に向け、な駆動システムとして広く普及した。

これらのシステム技術に更に磨きをかけていかなければならない。

E127系電車に搭載されたSC51 VVVFインバータ装置（1995年 JR東日本納入）

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