帝銀事件
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捜査本部の脇役的存在でしかなかった居木井為五郎警部補の名刺班は、類似事件で悪用された松井蔚（まついしげる）の名刺の地道な捜査を進めていた（この名刺班には後に「吉展ちゃん誘拐殺人事件」の解決で名を馳せる刑事、平塚八兵衛もいた）。松井は名刺を渡した日付や場所や相手を記録に残していたため捜査も進んでいった。100枚あった名刺で松井の手元に残っていたのが8枚、残る92枚のうち62枚の回収に成功し、紛失して事件に関係無いと見られた22枚を確認。そして、行方が最後まで確認できない8枚のうちの1枚を犯人が事件で使用したとされた。
そのなかで、松井と名刺交換した人物の一人であるテンペラ画家の平沢貞通（前年の1947年（昭和22年）に日本水彩画会は創立35周年を迎え、『皇太子殿下献上画展』を企画し、皇室に大作を献上するなどした巨匠）が容疑者として浮上した。居木井為五郎らが捜査のため北海道の小樽に渡り平沢に会ってみると、人相書そっくりであった。頬に2つのシミがあったのみならず、三菱銀行中井支店の事務員Oが証言した「顎の疵」まで一致していた（居木井1955a , p.31）。
居木井は、平沢貞通の容疑事実を28箇条にまとめた報告書を藤田刑事部長に提出し、平沢逮捕の許可を直談判した。捜査本部の主流は依然として旧軍関係者犯人説だったが、藤田は、いったん平沢を逮捕して取り調べ、白黒の決着をつけることとした。名刺班は1948年（昭和23年）8月21日、平沢を北海道小樽市で逮捕した。

平沢を警視庁まで護送する途中、新聞記者や野次馬が殺到して大混乱となった（日本ニュース第138号で護送中の映像を見ることができる）。後日、平沢への人権蹂躙の疑いについて警視総監が国会で釈明する羽目になった。
平沢が逮捕・起訴された理由は、「松井名刺との結びつき」「人相書きと酷似」「出所不明の謎の預金」などである。
松井蔚と青函連絡船の中で名刺を交換していたが、平沢は松井の名刺を持っていなかった。平沢は財布ごと盗まれたとして盗難届を出していたが、不自然な点があった。
平沢は事件前の1947年（昭和22年）8月、常磐線・三河島駅前の交番に被害届を出していた。平沢によると、駅のプラットホームに降りたとき、上衣の内ポケットに入れていた紙入れ（財布）をすられた。紙入れには、現金1万1000円（当時の最高紙幣である百円札でも110枚になる）と、他人や自分の名刺を入れていた。奇妙なことに、スリは紙入れを盗み取った代わりに、扇子を平沢のポケットに放り込んだ。平沢はその扇子を交番に提出した。平沢の逮捕後、警察は、スリが放り込んだという扇子の出所を調べた。「八重菊」というゴム印があるその扇子は、平沢の次女の嫁ぎ先の近所にある店が50本作って配ったうちの1本であることがわかった（佐々木2004,p.111-p.112）。
平沢は取り調べで「これは嘘の届出であります。しかしこれはS（原文では実名表記）に対する借金の返済をのばしてもらう口実を作るためにやった事で、その頃から特に今度犯したような犯罪（帝銀事件と未遂事件）の弁護のためにやった事ではありません」（第61回調書。森川1977, p161に引く）、「この話は妻に話すとまた面倒なので、彼女には話してありません」（福島・中田・小木 2018, p.288）と述べた。
事件直後に被害総額とほぼ同額を偽名で預金していたが、その出所を明らかにできなかった。
平沢は事件直前まで方々に借金を重ねるなど金銭的に困っていたが、事件直後、東京銀行に「林輝一」という偽名を使って出所不明の大金を預金し、妻にも大金を渡して、自分は東京を離れた。
平沢の逮捕後、主任弁護人の正木亮や家族の懇願にもかかわらず、平沢は預金の出所について嘘を述べるばかりで説明できなかった。正木は、平沢が犯人だという心証をもったが、死刑制度反対の立場から彼の弁護を続けた。平沢の次女は後年「私たちだって努力しました。私は父に会ってお金の出所をはっきり言えないなら、お父さんを犯人と思ってよいのかと問うたら、父は黙って下を向いたままうなだれていました」と述べている（佐伯2002, p.50）。
この出所不明の大金について、後年、事件直前の1947年（昭和22年）10月ないし11月に平沢から15万円で絵を買ったと証言する画商が名乗り出たが、偽証と認定され逮捕された（#帝銀偽証事件）。
この預金は春画を描いて売った代金とする説もある。平沢本人は春画を描いたことをかたくなに否定したが、支援者によると、死刑確定（1955年）から約8年後に、ようやく春画で得た金だと内々に告白したとされる。しかしすでに、誰に売ったか思い出せない状態になっていた。本当に春画の代金だったのかどうかは現在も不明である。
平沢は「事件発生時刻は現場付近を歩いていた」と供述したが、そのアリバイが証明できなかった。また平沢は犯行現場の近くに住んでいたことがあり、土地鑑もあった。
平沢の妻の証言によると、事件の翌朝、家で新聞を見て帝銀事件を知り驚いた。犯行現場の椎名町は戦前、平沢一家が住んでいた板橋中丸の家が失火で焼けてから移り住んだ立教大学近くの借家のすぐ近くだったからだ。平沢の妻が「まあ、なんてことを･･･」とつぶやくと、そこにいあわせた平沢貞通は「なにも、殺さなくってもよかろうになあ」と言った。また、事件当時も犯行現場の近くに平沢の義弟が住んでいた。
過去に銀行で詐欺事件を起こしている。
平沢は事件後、小樽の実家に移り東京に戻らなかったが、小樽でも疑わしい行為をしている。平沢は東京で主食の配給を受けていたにもかかわらず、小樽でも異動申告をして主食の配給を二重取りした。また居住責任者でもないのに小樽の家族に無断で火災保険に加入し、翌月には原因不明の火災を理由に6230円62銭の保険金を家族に知られることなく受領した（居木井1955c, p.24）。
「犯人適格性」がいろいろあてはまる。例えば犯人は「オール・メンバー・カム・ヒア」と言ったが、これは平沢の平素の口ぐせだった。
事件直後、逃避行のような不審な行動をしている。平沢は伊豆に「写生旅行」に行ったが、旅館で携帯した小型ラジオでニュースばかり聞いていた。その後、平沢は北海道の小樽に行ったまま、いつまでも東京に戻らなかった。
三菱銀行中井支店の未遂事件の犯人が使用した「山口二郎」名刺を印刷した銀座8丁目の露天の印刷業者・Sは、注文者はだいたい平沢と同じような感じのする男であった、と供述した。なお平沢の知人には「山口三郎」という人物がいた。
帝銀事件で強奪された小切手を犯行の翌日に現金化した人物と、外見も筆跡も似ていた。
安田銀行板橋支店の係員Hは、小切手で金を取りに来た人物（犯人である可能性が大）の容姿について、顔の上の方は帽子を真深にかぶっていたのでわからないが、鼻から下や声など全体的に見て平沢と似ている、と供述した。またその人物が小切手の裏に書いた住所氏名（後に偽名と判明）の筆跡を専門家が鑑定した結果、慶応大学の伊木鑑定人を除く7名の鑑定人が平沢の筆跡との同一性または酷似性を認めた。
後に平沢は第62回調書で「小切手は札の中にまじってましたのでその時は気がつかないでサットつかんでとったのであります」（森川1977, p168）と告白した。
平沢の自宅には青酸カリがあった（#青酸カリの入手経路）。
満洲から日本に戻ってきた平沢の同居家族は、自決用の青酸カリを戦後も捨てずに持っていた。平沢を取り調べた検事の高木一は以下のように述べる。「当時満州から日本人が引き揚げてくるのには、いろんな困難があり、万一を考えて青酸カリをもっていたんですね。その人は引き揚げの途中で、朝鮮のどこどこで焼き捨てたと主張していましたが、その人の友だちは、その人が持って帰っていることをみているんです。分量もわかっていました。」（高木1981、p.181）
事件直後から、平沢の近親者や友人は、平沢が犯人であると勘づいていた。
以下のソースは平沢を逮捕した居木井為五郎の捜査手記であることに留意されたい。
平沢の妻は帝銀事件後、泣きながら知人（豊島区在住の女性）に「主人と縁を切らなきゃならない。事件後大きな金が入り、松井博士とも関係がある。主人は帝銀犯人だ。臍の芯まで痛い」と漏らした（居木井1955b , p.21）。
平沢の長女は事件後、ある食料品店の社長宅を訪れ、泣きながら「帝銀事件後間もなく父（平沢）は母に十万円近い金を渡して北海道へ逃げた。親子の縁は切るんだ。今に見て下さい。父は家に入れない」と言った（居木井1955b , pp.21－22）。
平沢の妻の弟（共産党の国際部長でもあった）は、平沢の娘（当時、米軍のPXに勤務）に「お前のトウチャン（平沢貞通のこと）は帝銀犯人じゃないか。人相も似ているし、茶の背広もあるし」と言った。娘は泣きながら帰宅し、妻も5日間くらい眠れなかった（居木井1955b , pp.20－21）。
平沢の近所の土地会社の社長は、事件直後、平沢本人に「帝銀事件はお前がやったのではないか」と詰問したところ、平沢は言い訳をしたが、その言い訳のしかたに違和感を感じた。平沢は社長のために玉露をいれたが、社長にわからぬよう、こっそり茶の中に（当時は一般人には入手困難だった）「味の素」を混入した（居木井1955b , p.19）。