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津軽丸 (2代)
車両積載設備 > ヒーリング装置

車両を積卸しする時、船体中心線から離れた船内軌道に列車が出入すると、その重みで船体が横傾斜する。このため、船体中央部両舷側に対になって設置されたヒーリングタンク内の海水を急速に対側へ移動させたり、タンク内の海水を急速に船外へ排水または逆に船外からタンク内へ注水して傾斜を抑制するヒーリング装置が、青函連絡船では1924年（大正13年）建造の翔鳳丸以来、全船に装備されて来たが、全てヒーリングタンク1対、ポンプ1台の装備であった。
津軽丸型のように、車両甲板に4線の船内軌道を持ち、かつ船楼甲板上の大部分に2層の客室を有する船は、国鉄連絡船としては初めてであった。このため、従来にない大容量のヒーリングタンクが必要とされた。しかしヒーリングタンクはその使用目的からクロスフラッディング装置の付加ができず、大容量のヒーリングタンクは損傷時の非対称浸水による横転を招きかねない。またヒーリングタンク大容量化に対応するヒーリングポンプもまた強力なものが要求されるが、強力すぎるヒーリングポンプではタンク底に突出した肋骨で水の流れが滞り、ポンプ吸入口への残水の流れ込みがポンプ吸引量に追いつけず、空気を吸引してしまい、結局タンク有効容量の減少を招くという問題もあった。このため、ヒーリングタンクは前後に分離され、その間にはいずれもクロスフラッディング装置付きの2対のボイドスペースが配置され、各ヒーリングタンクには独立したヒーリングポンプが設置され、ヒーリングポンプ1台の容量は檜山丸（初代）と同程度に抑えられた。
第1ヒーリングタンク（片舷163.9トン　有効容量約130トン）は、発電機室とタンク後端は第1主機室水密区画の一部の両舷に達する形で設置され、両舷タンク間は、発電機室の一つ前に隣接する第1補機室を迂回する太いパイプでつながれ、第1ヒーリングポンプは第1補機室に設置された。第2ヒーリングタンク（片舷238.8トン　有効容量約200トン）は、第2主機室両舷を中心に、その前後端は前後の隣接水密区画舷側まで達したやや大きなタンクで、両舷タンク間は第2補機室を通る太いパイプでつながれ、第2ヒーリングポンプは第2補機室に設置された。さらにこの太いパイプは船尾方向へも分岐し、第3補機室を経由して、“その他の乗船者”室船底のトリミングタンクにつながり、船尾喫水の調節も迅速にできるようになった。このトリミングタンクまでつながる配管は讃岐丸（初代）に始まるものであった。
ヒーリング装置は2組装備となったが、1組故障した場合、タンク容量の大きい第2ヒーリング装置単独では、積卸し速度を規程の半分の2km/h程度に落とすことで、船体傾斜3度以内で48両の積卸しは可能であった。しかしタンク容量の少ない第1ヒーリング装置単独では、80%載貨状態の貨車の 2km/hでの積卸しでも、船体傾斜は制限オーバーの4度となったが、実際にはどうにか48両の積卸しができた。これはタンク容量不足による静的なものなので、当該貨車積載後は出航後もこの船体傾斜は続くことになり、実用上支障はないとはいえ、せっかくのヒーリング装置2組化の利点を生かしきれなかったことになる。なお、可動橋を架けての車両積卸し時の船体横傾斜の許容角度は、可動橋のねじれによる2軸貨車の3点支持脱線の危険性からは4度以内であったが、安全のため余裕を持って3度以内とされた。
なお津軽丸（2代）ではヒーリングポンプに、十和田丸（初代） や讃岐丸（初代） で採用されたかご形三相交流誘導電動機駆動の可変ピッチプロペラ式軸流ポンプは採用されず、110馬力かご形三相交流誘導電動機駆動の可変吐出量型油圧ポンプで駆動される定容量型油圧モーター駆動の可逆転固定ピッチプロペラ式軸流ポンプが2組採用され、第3船の松前丸（2代） でも、この方式が採用された。なお、第2船の八甲田丸では、85kWかご形三相交流誘導電動機駆動の可変ピッチプロペラ式軸流ポンプが2組採用され、上記2隻以外の津軽丸型5隻でも、この可変ピッチプロペラ式軸流ポンプが採用された。
このように、津軽丸型では2種類のヒーリングポンプが採用されたが、いずれのタイプも、ポンプ容量は1台当たり2,200m3/h×7.5m（水頭）と、檜山丸（初代）のものと同程度であった。ヒーリングポンプ操作は車両積卸し作業が目視できる、船楼甲板船尾のポンプ操縦室から行われたのは、従来からの青函連絡船と同様であった。ポンプ操縦室内操作盤の“自動ヒーリング操作”を選択すれば、横傾斜が1度になると、自動的に傾斜を補正するようにポンプが動き始め、±0.5度以内になると、ポンプは自動停止した。また讃岐丸（初代）同様、ボタン操作での、個別の手動操作も可能であったほか、車両積卸し開始時に、船体傾斜が1度に達して自動ヒーリング運転が始まる前に、数秒間手動操作を介入させて、船体傾斜をさらに軽減することもできた。このポンプ容量は、車両長1m当たり3トンの満載貨物列車を、船1番線または船4番線に平均速度4km/hで積卸ししても、片舷への最大傾斜は3度以内に収まる、という容量であった。
しかし、この自動ヒーリング装置を実際に使用してみると、船2番線、船3番線では問題なかったが、船1番線、船4番線では船体傾斜の進行にヒーリング操作が追い付けないことがあり、手動操作であらかじめ船体を反対側へ若干傾斜させ、そのまま手動操作で車両積卸しを行うことが常態となっていた。
車両積載設備 > 乗用車航送

1967年（昭和42年）6月1日から、遊歩甲板後部の遊歩スペース上に、乗用車6台を積載航送するサービスが開始された。これに先立ち、遊歩スペースの前側約1/3を一般旅客領域に残し、それより後ろを車載領域として仕切り柵が設置され、車載領域にあったベンチは一般旅客領域へ移設された。乗用車は甲板上でUターンしなくて済むよう、左右両舷の柵の一部を開閉可能な構造とし、乗用車乗降口とした。具体的には、青森では第1岸壁の船尾右舷が接岸する副岸方向から、斜路で右舷後部の2等婦人用トイレ屋上の乗降口へ至り、函館では、第2岸壁の待合所と岸壁の間にエレベーターを設置し、左舷の後部2等椅子席屋上の乗降口に至った。乗用車は全車、船の進行方向に横向きの、2台縦列が3列の6台積載であった。
津軽丸型建造時はこの部分への乗用車積載は想定されていなかった。しかし、乗用車航送の計画段階での図上計算では、強度上に問題はないとの結論が得られたため、補強工事なしでの乗用車航送が認可され、営業開始となった。しかし監督官庁の運輸省からは早期の実船による確認実験も求められており、乗用車航送開始後の同年7月24日、函館ドック入渠中の羊蹄丸（2代）の車載領域に小型トラックを積載し、甲板面、梁、側桁等の変形が計測され、強度的に十分余裕のあることが確認された。
当初2往復で開始されたが、間もなく満車状態が続くようになり、同年8月1日から9月20日までは3往復運航された。同年9月27日発生した室蘭本線　豊浦 - 洞爺間岩石崩落による貨物輸送障害対策として、既に同年3月よりトラックを含む自動車航送を開始していた東日本フェリー青函航路がトラック航送に注力できるよう、10月10日から10月20日まで、4往復運航し、以後2往復に戻された。翌1968年（昭和43年）7月1日からは6往復となり、そのまま秋以降も6往復が継続された。1969年（昭和44年）6月20日から9月30日までは8往復運航されたが、以後6往復に戻された。1970年（昭和45年）5月1日からは8往復、7月1日から10往復となり、以後夏期多客時10往復、通常期8往復、閑散期6往復体制が続いた。1971年（昭和46年）4月からは車両間隔をつめ、2台縦列4列の8台積載とした。さらに1972年（昭和47年）7月までに、船尾係船作業場の上、遊歩甲板からポンプ操縦室屋上の入渠甲板に至るまでの空間に、係船作業に支障が出ないよう、左舷側1/4程度を残して屋根掛けする形で車載領域を拡張し、右舷の横向き積載車を船尾側へ1台増やして5台としたうえ、船尾側拡張部分に船の進行方向向きに3台積載して合計12台積載に改造したが、依然露天積みであった。なおこの改造に伴い、遊歩甲板室後端から係船機械のある船尾船楼甲板へ降りる階段が撤去された。
航送乗用車台数は順調に増加し、1973年（昭和48年）度には40,427台に達したが、これをピークに、同年秋の第1次オイルショックや1976年（昭和51年）の国鉄運賃の大幅値上げ等の影響で、減少に転じ、1976年（昭和51年）度は29,492台まで減少してしまった。このため、国鉄では、荒天時の無料洗車券の発行や往復割引回数券を発売し、以後微増に転じた。1982年（昭和57年）には津軽丸（2代）と松前丸（2代）が引退し、その代船として、乗用車20台積載可能な改造客載車両渡船石狩丸（3代）と檜山丸（2代）が就航し、1983年（昭和58年）度には35,172台まで増加した。
1984年（昭和59年）2月1日の有川桟橋廃止後は夏期多客時9往復となったが、これに先立つ1983年（昭和58年）度には残った津軽丸型の船尾の進行方向向き乗用車積載数を4台に増やし、乗用車13台積載とし、東北自動車道の延伸もあり、1987年（昭和62年）度には37,462台を航送してその幕を閉じた。また1985年（昭和60年）4月1日からは、横向き積載の乗用車積載位置を若干船尾側へ寄せ、車載領域前側にわずかなスペースを捻出し、そこへオートバイ11台の積載も開始した。
係船機械

十和田丸（初代）以前の青函連絡船では、船首係船作業場にある係船機械は、両舷の錨の投揚錨を行う揚錨機（ウインドラス）1台だけであった。入港時、岸壁前で右舷錨を投錨し、速力を落としつつ右旋回し、近寄ってきた綱取り艇という小舟に、甲板縁に設置された係船索の向きを変える滑車（フェアリーダー）を通して降ろした係船索（フォアライン）の一端を持たせ、これを岸壁まで運ばせ、岸壁のビットに掛けた。揚錨機の両側面には、ワーピングドラムという水平軸で回転する糸巻き形のドラムが突出しており、岸壁とつながったフォアラインをこのワーピングドラムに巻き付け、甲板員3人がかりで引いたり緩めたりして、このフォアラインをワーピングドラム周上でスリップさせ、フォアライン巻き込み速度や張力を調節しながら、船体を岸壁に引き寄せて行った。着岸作業では通常、補助汽船は船尾しか押さないため、このフォアライン巻き込み力は船首を岸壁方向へ引き寄せる唯一の力で、重要なものであった。また船尾にも、車両甲板の曝露部、あるいは船楼甲板の両舷に、ワーピングドラムを垂直にした形のキャプスタンが1台ずつあり、甲板員2名で船尾を可動橋に合わせる作業を行っていた。
この危険で、人手のかかる係船作業の自動化・遠隔化の試みが、青函航路よりは条件の緩い宇高航路の1961年（昭和36年）建造の讃岐丸（初代） で行われ、国鉄連絡船初の電動油圧式の係船ウインチならびに揚錨機兼用係船ウインチが開発された。これらは各係船索専用のワイヤドラムを持ち、各係船索を個別に自在に巻き込んだり繰り出したりできたほか、係留中も自動的に係船索を巻き込んだり繰り出したりしながら係船索にかかる張力を一定の範囲内に保つ“自動係船運転”と呼ばれるオートテンション機能を備えるなど、一定の成果を上げることができた。このため津軽丸型でも係船機械には電動油圧式が採用された。
この国鉄連絡船で使用された電動油圧式係船機械とは、速度調整は苦手だが構造が簡単で保守管理の容易な、かご形三相交流誘導電動機で、回転数一定のまま、吐出量も吐出方向も無段階に調節できるアキシャルプランジャ式可変吐出量型油圧ポンプを駆動して油圧を発生させ、これを配管を通して揚錨機やウインチの定容量型油圧モーターへ送り、任意の方向・速度で回転させる仕組みであった。この油圧回路では、係船索が引っ張られるなどで油圧モーターへの負荷が増大し、回路の油圧が規定値を越えても、安全弁あるいはリリーフ弁を通して油圧を低圧側に逃がせるため、負荷増大で油圧モーターが停止しても過負荷にはならず、一定のトルクを発生し続けるストール運転ができた。さらに、回路油圧上昇に連動して、油圧ポンプの吐出量を抑制する仕組みを付加することで、係船機械として望ましい荷重速度特性を得ることができた。
津軽丸型では、船楼甲板船首係船作業場には、揚錨機のほか、着岸前、最初に岸壁のビットとつないで船首を岸壁へ引き寄せるフォアラインを巻き込む左舷の主ウインチ、左舷が岸壁から離れないよう固定するブレストラインを巻き込む右舷の補助ウインチが、それぞれ揚錨機の左右に別個に設置された。しかし、船首係船作業場は狭く、船体を後方へ引き寄せて船尾を岸壁ポケットへ押し込むスプリングライン用のスプリングウインチの設置場所は確保できず、1層下の左舷中甲板の甲板機械動力室に設置された。このため、船楼甲板上にはスプリングラインを出す穴だけが設けられた。これら揚錨機・ウインチは何れも、船首の一段高くなった船首指揮台のコントロールスタンドから遠隔操作されたが、揚錨機だけは、操舵室内前面左舷側の操縦スタンドからも遠隔操作できた。しかし錨鎖をロックしている制鎖器のカンヌキの解除は現場でしかできず、そこまで行くなら船首スタンドを使う、ということで、結局操舵室のスタンドは使われず、第7船十和田丸（2代）では設置されなかった。
係船機械 > 揚錨機

揚錨機の動力となる油圧を造る動力機械（油圧ポンプ）は、左舷中甲板の甲板機械動力室内にスプリングウインチと同居設置された。1時間定格出力110kWのかご形三相交流誘導電動機1台で駆動される2台のアキシャルプランジャ式可変吐出量型油圧ポンプで、揚錨機運転中は常時2台並列運転され、吐出量とその方向を決める傾転角も常に同じであった。これらポンプから出た配管はいったん合流した後、2分岐して揚錨機の2台の定容量型油圧モーター（2台合計で定格出力82.5kW、（津軽丸（2代）、松前丸（2代）以外の5隻は81kW））に達した。これら2台の油圧モーターは、揚錨機から船体中心線上を後方へ突出した密閉ギヤケースの両側面に突き出した水平な軸を共有しつつ相対して取り付けられ、機械的につながっており、揚錨機運転中は常時並列運転であった。この軸が入力軸となり、このギヤケース内で2段減速（減速比35.56）された軸がワーピングドラム軸で、両側の軸受から外側に突出した部分に糸巻き形のワーピングドラムが設置されていた。ワーピングドラム軸のワーピングドラム基部には軸受兼用の揚錨機側部ギヤケースが左右対称に1基ずつ設置され、ここでもう1段減速されて（油圧モーターからでは合計3段減速　左右とも減速比134.77）揚錨機チェーンホイール軸に至ったが、松前丸（2代）のみワーピングドラム軸からチェーンホイール軸への減速歯車も引き続き中心線上にあった。チェーンホイール軸は側部ギヤケースを外側軸受とし、船体中心線近くにはそれぞれの内側の軸受を持つ左右独立した2本の軸であったが、両者は減速歯車とワーピングドラム軸を介して機械的にはつながっており同一の動きをした。また松前丸（2代）では減速歯車がチェーンホイール軸中央部にあり、左右一体であった。これらのチェーンホイール軸上で、錨鎖を巻き上げる左右のチェーンホイールがそれぞれ遊転する構造で、チェーンホイール軸の回転力は噛合い式クラッチを介してチェーンホイールに伝達された。津軽丸（2代）では、クラッチは空気圧でつながり、バネの力で切れ、松前丸（2代）では、クラッチはつなぐのも切るのも油圧が用いられ、それ以外の5隻では、つなぐのも切るのも空気圧が用いられた。津軽丸（2代）と松前丸（2代）では各チェーンホイールの外側に一体構造のブレーキドラムがあり、八甲田丸と大雪丸（2代）以降の5隻では内側にあった。ブレーキはチェーンホイールと一体構造のブレーキドラムの約3/4周をブレーキバンドで締め付ける構造で、津軽丸（2代）では、バネの力でブレーキをかけ、空気圧でブレーキを緩め、松前丸（2代）では、重錘の重みでブレーキをかけ、その重錘を油圧で持ち上げて緩めた。それ以外の5隻では、津軽丸（2代）とは逆に、空気圧でブレーキをかけ、バネで緩めた。
揚錨機のチェーンホイールには片舷あたり、1連25mの錨鎖12連、全長300mが掛けられており、この錨鎖は揚錨機前方の船楼甲板を斜め前外側に貫くホースパイプを通って船首船体側面のベルマウスに至り、重量3,910kgの国鉄型錨を船首船体側面のへこみ（アンカーリセス）に懸架収納していた。この間、錨鎖は揚錨機の直前で、意図しない投錨を防ぐ制鎖器の溝の中を通り、通常はカンヌキでロックされていた。揚錨機後方では錨鎖は船楼甲板から垂直に下るチェーンパイプを通り、車両甲板下船底二重底上部まで達する錨鎖庫に収納されていた。制鎖器のカンヌキを外し、揚錨機のクラッチを切り、ブレーキを緩めれば、錨の自重で錨鎖の掛けられたチェーンホイールは遊転し、錨鎖庫から錨鎖が繰り出され、無動力で投錨できた。しかし通常は予め錨を水線近くまで動力で繰り出しておき、その後クラッチを切って無動力で投錨した。適切な長さになったところでブレーキをかけて止め、制鎖器のカンヌキで錨鎖をロックした。揚錨時は制鎖器のカンヌキを外し、揚錨機のクラッチをつなぎ、ブレーキを緩めて油圧モーターを回せば揚錨できた。
このように揚錨機のチェーンホイールには、常時錨の自重がかかっているため、噛合いクラッチをつなぐときは、ブレーキをかけたままチェーンホイール軸を微速巻き出し運転し、確実にクラッチを噛合わせる作業が必要で、これが自動で行われた。
船首指揮台には揚錨機と3台の船首係船ウインチを操作するコントロールスタンドが、船首係船作業場全体を見渡せるよう後ろ向きに設置されていた。コントロールスタンド上には前後方向へ動かすレバーが前後2列に並び、向こう側5本のレバーは向かって左から右へ（右舷から左舷へ）補助ウインチ・揚錨機右舷・揚錨機左舷・主ウインチ・スプリングウインチの各クラッチブレーキレバーで、レバーを向こうへ押した位置が「ドラムフリー」、引き寄せるに従い「ブレーキ」が徐々にかかり中間位置で「ブレーキ」は最大になり、さらに引き寄せると「ブレーキがかかったままクラッチがつながり」、最大引き寄せると「ブレーキが緩みクラッチのみつながった状態」となった。これらレバーは操作者から見える実機と同じ順に並んでいた。手前の4本は速度制御レバー（レバーを向こうへ押した位置が「巻き出し」手前に引くと「停止」し、さらに引き寄せると「巻き込み」）で、こちらも同様の並びであったが、1本少ないのは、揚錨機のチェーンホイールは左右別々であるのに、チェーンホイール軸は実質1本のためであった。
係船機械 > 船首係船ウインチ

揚錨機の両側には主ウインチ（左舷）と補助ウインチ（右舷）が配置され、これら2台は、力量、性能、巻かれている係船索の長さも共に約200mと同じで、連絡船着岸時のフォアライン切断や主ウインチ故障時に、直ちに補助ウインチで代替できるようになっていた。このため、両ウインチは後述の自動係船運転機能の有無以外は同一構造で、設置場所の関係で左右反対勝手に作られていた。これら2台のウインチには、ワイヤドラムの舷側面から後方に密閉式のギヤケースが突き出し、その後端の船体中心線側に出力50kWの定容量型油圧モーターが設置され、このモーターの回転は密閉ギヤケース内の2段減速歯車（減速比53.1）を介して、ワイヤドラム軸に伝達された。このワイヤドラム軸上で、ワイヤを巻き上げるワイヤドラムが遊転できる構造で、ワイヤドラムの船体中心線側はブレーキドラムとなっていた。ワイヤドラム軸からの回転力は噛合いクラッチでワイヤドラムへ伝達された。このあたりの基本構造は揚錨機と同じで、この噛合いクラッチやブレーキの駆動方式も各船とも揚錨機と同じであった。なお、松前丸（2代）のみ主・補助ウインチの構造が他の6隻と内外関係が逆であった。
しかし揚錨機にあったクラッチ噛合わせ時の自動微速巻き出し運転機能は、係船ウインチに関しては、松前丸（2代）のみの装備で、他6隻にはなかった。係船ウインチは揚錨機に比べ、クラッチ噛み合わせ時のワイヤドラムへの負荷は小さく、不完全噛合いでも通常運転で自然噛合うため、問題はなかった。
右舷中甲板甲板機械動力室に設置された主・補助ウインチ用の動力機械は1時間定格出力75kWかご形三相交流誘導電動機1台で駆動される可変吐出量型油圧ポンプ2台で、この2台の油圧ポンプからの配管は合流することなく、船首船楼甲板の主ウインチと補助ウインチのそれぞれの定容量型油圧モーター（出力各50kW）に至るが、これら両回路間には遮断弁付き交通回路が設けられたほか、主・補助ウインチの各油圧モーター出入口にも遮断弁が設けられた。主・補助ウインチいずれかの単独運転時は、この交通回路の遮断弁を開放のうえ、運転するウインチの油圧モーター出入口の遮断弁も開放し、運転しない側の油圧モーター出入口の遮断弁を閉鎖し、2台の油圧ポンプを並列運転して1台の油圧モーターを駆動した。主・補助ウインチ2台同時運転時は、交通回路の遮断弁は閉じ、各油圧モーター出入口の遮断弁を開放して、各油圧ポンプと油圧モーターを1対1の関係にし、各油圧ポンプの傾転角を個別に操作しながら運転できた。
しかし2台同時運転では、出力75kWの誘導電動機1台で、出力50kWの油圧モーター2台を同時運転することになり、両ウインチの油圧モーターを定格出力で運転できないという問題を生じた。八甲田丸もほぼ同じ油圧回路で、65kW誘導電動機1台で、49kW油圧モーター2台を駆動するため、津軽丸（2代）同様、2台同時運転時両ウインチの定格出力運転はできなかった。このため、この2隻では、就航後は主・補助ウインチは単独運転のみで2台同時運転は行われなかった。松前丸（2代）も1台の誘導電動機で2台の可変吐出量型油圧ポンプを駆動したが、その誘導電動機出力が105kWに増強されたため、各出力50kWの油圧モーターで駆動される主・補助ウインチの定格出力での同時運転が可能となった。これにより単独運転用の交通回路は不要となり廃止され、両ウインチの油圧回路は独立し、油圧ポンプと油圧モーターは常時1対1の関係で運転されるようになった。
大雪丸（2代）以降は、八甲田丸タイプを改良する形で、油圧ポンプを駆動する電動機（65kW）を2台に増やし、それぞれの電動機が1台ずつ油圧ポンプを駆動し、それら2台の油圧ポンプが対応する主・補助ウインチの各油圧モーター（各49kW）2台を常時1対1の関係で駆動できるようにし、主・補助ウインチの同時定格運転も可能となった。これにより松前丸（2代）同様、交通回路の設置はなく両ウインチの油圧回路は独立した。
船首スプリングウインチの油圧モーターは、出力21.8kW（松前丸（2代）は21kW、その他5隻は20.5kW）と、主・補助ウインチの半分以下の力量で、その回転力は減速比111.6の2段減速歯車を介してワイヤドラム軸へ、さらにその軸上で遊転するワイヤドラムへクラッチを介して伝達された。その動力機械は1時間定格出力30kWかご形三相交流誘導電動機1台で駆動される可変吐出量型油圧ポンプで、これらはともに左舷船首中甲板甲板機械動力室に設置された。このため船首スプリングラインのワイヤは船首船楼甲板面に設けられたピンチローラー設置の穴を通して船楼甲板上に出されたが、ここでのワイヤ繰り出し作業は、他のウインチのようにクラッチを切って、ブレーキを緩めたドラムフリー状態での人力繰り出しは困難で、スプリングウインチを運転して繰り出された。このため、機械式の自動係船装置を採用した津軽丸（2代）では、それとの切替えのためクラッチが装備されたが、電気制御油圧式の自動係船装置が採用された八甲田丸から羊蹄丸（2代）までの5隻ではクラッチは省略された。しかし、室内に設置されているとはいえ、寒冷時に起動時の無負荷運転ができないのは不安、ということで十和田丸（2代）ではクラッチが装備された。なお船首スプリングライン用係船索の長さは約50m（十和田丸（2代）は約30m）であった。
係船機械 > 船尾係船ウインチ

船楼甲板船尾係船作業場の左舷には、左舷後方の岸壁ビットに左舷アフターラインをかけ、これを巻き込んで船尾を後進させ、可動橋に押しつける出力51kW（松前丸（2代）は50kW、他5隻は49kW）の船尾左舷ウインチがあり、このウインチには左舷船尾から前方のビットにかけ、左舷アフターラインの張力に対抗してブレーキをかける船尾スプリングラインを巻き込むドラムも併設された2ドラムタイプであった。2ドラムタイプのウインチでは、ワイヤドラム軸の中央部に減速歯車が設置され、その両側のワイヤドラム軸上にそれぞれ遊転するワイヤドラムが1個ずつ設置された。係船索長は左舷アフターライン用が約100m、船尾スプリングライン用は約50mであった。
右舷には、右舷アフターラインを巻き込む出力21.8kW（松前丸（2代）は21kW、他5隻は20.5kW）の船尾右舷ウインチが設置された。これら船尾の2台のウインチのワイヤドラム軸の一端にはワーピングドラムが装備された。これらの減速ギヤの段数、減速比は、船尾左舷ウインチは同一船の主・補助ウインチと同値、船尾右舷ウインチは同一船のスプリングウインチと同値であった。係船索長は右舷アフターライン用は約50mであった
これら船尾係船機械の動力機械は車両甲板下の操舵機室に設置された1時間定格出力75kW（八甲田丸65kW、松前丸（2代）75kW、他5隻は65kW 2台）のかご形三相交流誘導電動機1台で駆動される2台の油圧ポンプであった。この2台の油圧ポンプから船尾左舷と右舷の2台のウインチの油圧モーターへの配管は、船首の主・補助ウインチと同様、途中に遮断弁付き交通回路が設けられ、さらに右舷ウインチ油圧モーター出入口には遮断弁が設けられた。これにより、出力の大きい左舷ウインチの単独運転時には交通回路遮断弁を開放し、2台の油圧ポンプの油圧を左舷ウインチに集中することができた。しかし右舷ウインチは小出力のため、単独運転時も交通回路遮断弁は閉鎖のまま、右舷用油圧ポンプからの油圧だけで稼働したため、左舷ウインチ油圧モーター出入口への遮断弁設置はなかった。しかし、同時運転時の若干の油圧不足もあり、船首の主・補助ウインチの油圧回路と同様の経過をたどり、松前丸（2代）からは両ウインチの油圧回路は独立し、大雪丸（2代）以降は油圧ポンプ駆動電動機が65kW  2台に増強された。
これら船尾係船機械は船尾船楼甲板左舷の台の上に設置された操縦スタンドから遠隔操作されたが、このスタンドも船首の操縦スタンド同様後ろ向きでの操作であった。新造当初、操舵室からの指令伝達用ドッキングテレグラフはこの操縦スタンド上に設置されていたが、1972年（昭和47年）の乗用車積載スペースの船尾係船作業場の頭上への拡張工事に際しドッキングテレグラフのみ左舷入渠甲板上に移設された。
船尾左舷ウインチのみ2ドラムで兼用となったのは、船楼甲板の甲板室が大きく船尾係船作業場にウインチを3台設置する面積が確保できなかったためである。
津軽丸型6隻の使用実績から、船尾左舷ウインチは2ドラムで、左舷アフターラインとそのブレーキとなる船尾スプリングラインが同時作業となり、両ドラムを同時に油圧モーターで動かせない、という問題が浮上した。そこで、第7船十和田丸（2代）では、左舷ウインチを左舷アフターライン専用の1ドラム型にし、右舷アフターライン作業は船尾スプリングライン作業とは重ならないため、船尾右舷ウインチを2ドラム型とし、スプリングラインを左舷から船尾船楼甲板上をローラーを介して右舷ウインチまで導き、船尾右舷ウインチの1ドラムを船尾スプリングライン用とした。これにより、船尾スプリングラインは従来の摩擦ブレーキから、きめ細かな運転のできる油圧回生ブレーキをかけながらの、左舷アフターライン巻き込み作業が可能となり、この形が以後渡島丸（2代）型へと続く標準となった。なおこの場合の係船索長は船尾スプリングライン、左舷アフターラインとも約30mであった。
このように各係船索をそれぞれ個別の電動油圧式ウインチで、自在に巻き込んだり繰り出したりが遠隔操作で可能となり、少ない人員で安全に係船作業が行えるようになった。
係船機械 > 自動係船運転

停泊中の車両積卸し作業による船体の傾斜や喫水の変化、潮位の変化などに対し、自動的に係船索を巻き込んだり繰り出したりしながら係船索にかかる張力を一定の範囲内に保つ“自動係船運転”と呼ばれるオートテンション機能が、船首では右舷の補助ウインチとスプリングウインチ、船尾では左舷ウインチの左舷アフターライン用ドラム、右舷ウインチの4台に付加された。
津軽丸（2代）の係船機械は東京機械（株）製で、自動係船運転にはウインチにバネの力で係船索を巻き込む装置をクラッチを介して付加することで対応したが、所定の性能が発揮できず、就航後は使われなくなってしまった。
第2船の八甲田丸と第4船の大雪丸（2代）以降の各船の係船機械は讃岐丸（初代）の係船機械を製造した東洋電機製造製で、自動係船運転は油圧ポンプ自体を細かく電気制御する方式であった。係船索の繰り出し長が自動係船運転開始時の位置より80cm以内では、リリーフ弁設定圧を下げたうえ、係留索にかかる張力が弱いうちは、巻き込み速度毎分5～6m、巻き込み力1～3トンでゆっくり巻き込み、張力が強くなるに従い速度を下げ、釣り合ったところで平衡状態のストール運転となった。それでも引っ張られる場合は繰り出しに転じ、自動係船運転開始時の位置より80cm以上引き出された時点でリリーフ弁の設定圧は常用に戻し、ウインチを通常の力（補助ウインチと船尾左舷ウインチは12トン、スプリングウインチと船尾右舷ウインチ5トン）に戻し45cm位置まで巻き戻し、再び自動係船運転に戻るというものであった。それでも外力が強く90cm以上引き出された場合はワイヤドラムの摩擦ブレーキが締まり、「零点バルブ」も遮断され油圧モーターは停止した。
第3船の松前丸（2代）の係船機械は川崎重工製であった。自動係船運転時は油圧ポンプは繰り出し方向への微速運転（微速といっても回転数は通常通りで傾転角を小さく設定）で固定された。油圧モーター入口に設置された3位置選択の「零点バルブ」を油圧回路内圧の変化に応じて電気制御した。「零点バルブ」の3位置とは、油圧を遮断して（油圧ポンプ側には短絡路あり、油圧モーター側には短絡路なし）油圧モーターを止める、油圧を通常の平行回路を通し油圧モーター微速繰り出し、油圧回路を交差させて油圧モーターを逆転させ微速巻き込み、の3位置であった。係船索が弱い張力で引き出された場合、「零点バルブ」は交差回路で微速巻き込みし、これにより回路内圧が規定値以上になるか、または係船索が自動係船開始時の位置まで巻き戻されれば、「零点バルブ」は遮断され油圧モーターは停止した。しかしさらに引っ張られて油圧モーター側の内圧が上昇すればリリーフ弁が作動し、外力で油圧モーターが回され係船索は引き出された。係船索がゆるみ回路内圧が十分下がれば上記の微速巻き込み動作に戻るが、回路内圧が下がり切らず再上昇する場合は、「零点バルブ」の油圧平行回路が選択され微速で繰り出された。これで回路内圧が下がれば「零点バルブ」遮断で油圧モーターは停止した。外力が強く自動係船運転開始時の位置より90cm以上引き出された場合はワイヤドラムの摩擦ブレーキが締まり、「零点バルブ」も遮断され油圧モーターは停止した。
この“自動係船運転”機能については、津軽丸型の船体幅拡大による岸壁への14.8‰の角度での斜め着岸により、全長132mのうち船尾側の約52mでしか接岸しておらず、それより船首側は岸壁と隙間をあけて係留していた。このため、船首部をブレストラインで岸壁に引き寄せ過ぎると、船尾の可動橋との接続部分に無理がかかることが判明し、十和田丸（2代）からは、ブレストラインを巻き込む船首右舷の補助ウインチの“自動係船運転”機能は省略された。
讃岐丸（初代）以来、国鉄連絡船の係船機械を製造してきた東洋電機製造の係船機械は、自動係船運転に限らず、通常使用時の荷重の増加にともなう巻き込み速度の漸減からストール状態、油圧ブレーキ状態での繰り出し動作へのスムーズな移行や、油圧ポンプの騒音の低さなどが高く評価され、八甲田丸、大雪丸（2代）以降の青函連絡船はすべて東洋電機製造製が採用された。
係船機械 > 国鉄型錨

洞爺丸台風では、JIS型錨を装備した当時の青函連絡船の多くが、投錨した錨が海底でスリップして船位を維持できなくなる走錨に悩まされ、その後も函館港では、毎秒20m程度の風速で錨が動き出し、船が流され始めていた。潜水調査の結果、JIS型錨では比較的条件の良い砂地でも、50%以上で爪が海底を掻いていないことが判明したため、国鉄では海底表面が泥の函館港でも有効な、爪の付け根幅の広いバルト型錨（Baldt Anchor）を連絡船用に改良した“国鉄型錨”を開発し、津軽丸型には重量3,910kgの国鉄型錨が装備された。
球状船首の不採用

船の造波抵抗を減らす球状船首は決して新しいものではなく、1929年（昭和4年）建造の北ドイツ・ロイド社の客船ブレーメン（51,656総トン）での採用を嚆矢とし、日本でも1939年（昭和14年）に建造開始された日本郵船の橿原丸級客船（27,700総トン）や大和型戦艦に採用されていた。
太平洋戦争後は理論的研究も進み、本船基本計画中の1961年（昭和36年）3月には、その前年に建造された関西汽船 阪神 - 別府航路の高速客船　くれない丸（2,928総トン）に巨大な球状船首を仮設して実船試験が行われ、従来からの小型球状船首では5,400馬力で18.45ノットのところを、巨大球状船首では19.0ノットを記録し、また同じ18.45ノットなら4,690馬力で達成できたと報告された。また、1963年（昭和38年）建造の日本郵船の高速貨物船山城丸（10,466総トン）以降は、球状船首が各社建造の高速貨物船に本格的に採用されるようになった。
航走中の船が受ける全抵抗のうち、造波抵抗の占める割合は高速になるほど増加し、青函連絡船の場合、14.8ノットでは約10%のところ、18.2ノットでは約30%に急増するため、国鉄も球状船首採用に関心を持ち、1961年（昭和36年）11月以降、東大水槽で球状船首付き、球状船首なしの各種船型の模型実験を行い、球状船首付きで約14%の全抵抗減少が見込まれた。しかし、車両甲板前部が狭くなることによる積載車両数の減少、頻回の出入港による、水面下の球状船首の着岸時の岸壁への接触損傷への危惧、などの理由のほか、十和田丸（初代）では、スムーズな投錨のため、アンカーリセスを設けて、錨の出口であるベルマウスを船体中心線から1.2mと近い位置に寄せており、この位置のまま投錨すると、船首喫水線下で、側方へ船体中心線から1.75m膨隆した球状船首付け根側面に錨が衝突してしまい、これを避けるには、ベルマウスを船体中心線から最低2.9mは離さなければならなくなり、錨の位置を抜本的に変更するなどの対策に迫られた。
以上を総合的に判断した結果、球状船首なしの船型が採用された。なお、くれない丸も巨大球状船首は別府港内での操船上の理由から、上記試験終了後撤去され、従来からの小型球状船首に戻された。
機関部 > マルチプルエンジン

青函連絡船 で初めてのディーゼル船となった檜山丸（初代）から 十和田丸（初代）までの3隻では、主軸に直結でき、燃料に安価なB重油が使える、毎分230〜250回転の2サイクル低速ディーゼルエンジンが主機械に採用された。一般商船では、機関室は船体中央部から船尾近くに配置され、二重底の上から煙突にまで達する天井の高い吹き抜け構造で、その周囲には防水防火の囲壁が設けられていた。しかしこの配置で車両渡船・車載客船を建造すると、幅の広い機関室囲壁が邪魔になり、一部の船内軌道は船首まで敷設できず、積載車両数の大幅減少をきたした。このため車両渡船・車載客船では機関室天井を車両甲板とせざるを得ず、これら3隻でも、背の高い2サイクル低速ディーゼルエンジンをこの天井高さの十分とれない機関室に搭載した。このため主機械頂部と機関室天井との間に余裕がとれず、主機械のピストン抜き作業は、車両甲板に設けたボルト締めの水密ハッチの蓋を開けて行わざるを得ず、車両積載時にこの作業はできなかった。
津軽丸型では、1日2.5往復を目指したため、航海速力は18.2ノットに上がり、従来の約2倍10,500馬力の機関出力を必要としたが、これを主軸直結2サイクル低速ディーゼルエンジンで実現することは、機関室天井高さの制約から不可能であった。
このため津軽丸型では、背の低い、毎分750回転で、定格出力1,600制動馬力の4サイクル中速ディーゼルエンジンである川崎 MAN V8V 22/30mAL（大雪丸（2代）、摩周丸（2代）、羊蹄丸（2代）の3隻では、毎分560回転で定格出力1,600制動馬力4サイクル中速ディーゼルエンジンの三井 B&W 1226 　MTBF-40V）を片舷4台、合計8台搭載することで、必要とされた10,500馬力以上の12,800馬力を確保し、天井の低い車両渡船の機関室内でも、主機械頂部と機関室天井の間に余裕を持たせ、ピストン抜き作業も機関室内でできるようにした。なおこれらエンジンの燃料には軽油が使われた。
しかしこの回転数ではプロペラ効率が悪く、減速機を介して主軸につなぐ必要があり、また片舷1軸あたり4台のエンジンがつながるため、故障機や休止機を主軸から容易に切り離せるようにしておくことも必要で、各主機械と主軸の間にはクラッチも必要となった。当時はこの程度の大出力のディーゼルエンジンからの出力を減速歯車に伝達する場合、歯車に対するディーゼルエンジンの変動トルクの影響を吸収する目的で流体継手が用いられていたが、津軽丸型では、さらに作動油の出し入れによるクラッチ機能も持つ流体継手を採用し、各主機械を個別に主軸から切り離したりつないだりが可能なようにした。8台の主機械の出力は、それぞれ流体継手と1段減速歯車を介して両舷の主軸に伝達され、主軸はプロペラ効率のよい毎分217.5回転で互いに外転した。なおこれら流体継手と減速歯車は片舷ごと密閉一体化され、まとめて「流体減速装置」と呼ばれた。流体減速装置は左右ともに第1主機室船尾寄りに設置され、ここに4台並んだ主機械のうち、右舷第1第2主機械の出力軸が前方から右舷流体減速装置に平行に入力し、左舷も同様に左舷第1第2主機械の出力軸が前方から左舷流体減速装置に入力していた。第2主機室の4台の主機械からの出力軸は水密隔壁を通して同様に後方から平行に2本ずつ左右の流体減速装置に入力され、主軸はこの減速装置から各入力軸の中間を平行に船尾方向へ出ていた。
通常は主機械6台程度の稼働で定時運航可能なため、運航しながらの主機械の整備が可能となり、当時檜山丸型で行われていた20日間運航後3日間休航、という機関整備のための休航は不要となった。
従来の青函連絡船では、主機械1台の故障で欠航となり、接続する鉄道にも重大な輸送支障をきたすため、エンジンの状態如何に関わらず一定時間稼働後は主機械を開放するという予防保守方式をとってきた。しかし津軽丸型でこの方式を踏襲すると、マルチプルエンジンによるシリンダー数の大幅増加もあり、経費増と要員不足を招くことが予測された。一方、マルチプルエンジンゆえ、主機械1台の故障では欠航にはつながらないため、躊躇なく何らかの不具合が生じるまで主機械を稼働させ続けることも可能であった。また、運航しながらのピストン抜き作業等の重作業は、出入港や荒天などで中断されることも多く作業効率が悪く、一挙に整備する方が得策であった。
このため、津軽丸型各船では、就航当初より予防保守方式からの脱却を目指し、主機械の開放周期延長が慎重に進められた。津軽丸（2代）では就航当初はA重油使用前提のメーカー推奨時間に従い1,500時間（3ヵ月）周期で2回開放したが全く問題なく、次は3,000時間（6ヵ月）に延ばし、さらに1966年（昭和41年）度から主機械8台のうち2台で6,000時間（約1年）の無開放試験を行い、全8台での無開放運転実施可能との結論を得た。これに基づき、1968年（昭和43年）5月26日から1969年（昭和44年）4月4日までの314日間、主機械運転時間5,011時間、の無開放ロングラン試験が行われた。途中台風や、配船計画、陸上都合による欠航または休航はあったものの、船の都合による欠航はなく、期間中同時に2台の主機械が運転不能となることもなかった。これにより、以後津軽丸型では中間入渠を廃し、1年に1回の入渠となった。その後、主機械の小改造を経て、1973年（昭和48年）からは主機械2年間無開放運転を開始し、年1回の入渠時には、全8台のうち4台の主機械のみ開放整備することとなった。
機関部 > マルチプルエンジン > 主軸駆動発電機

第1主機室の右舷流体減速装置から、右舷主軸を遊星増速歯車で毎分1,200回転に増速のうえ、ひとつ前方の発電機室まで伸ばし、バウスラスター駆動電動機の電源でもある主軸駆動発電機（900kVA）を常時直結で駆動した。このため主軸駆動発電機は右舷主軸が正常に回転している運航中であれば、常に三相交流60Hz　445Vの電圧を発生しており（バウスラスター運転時以外は無負荷で、発電機外へ送り出される電流はゼロアンペアであったが、自励式同期発電機であり445Vの電圧を維持するため、わずかな界磁励磁電流の発電が行われていた）、主発電機（700kVA）故障時には、瞬時に自動的に主要推進補機への給電を肩代わりできるバックアップ電源でもあった。
機関部 > マルチプルエンジン > 海洋生物付着防止装置

津軽丸型では機関冷却のため毎時600トンもの海水を取水しており、この海水管内にムラサキイガイ等が付着成長し、これを閉塞して運休に至ることが年数回も発生していた。1965年（昭和40年）10月当時、檜山丸型では、28日間運航後には2日間の機関整備休航がとられており、海水管取り外し清掃でこれに対応できたが、当時半年間連続運航の津軽丸型ではこれもできず、深刻な問題となっていた。その頃三菱重工が「海洋生物付着防止装置」（M.G.プリベンタ　Marine Growth Prevention System）を開発したため、1967年（昭和42年）2月と4月に羊蹄丸（2代）と大雪丸（2代）に設置したところ、良好な成績が得られた。このため、1968年（昭和43年）には残り5隻にも順次これが設置された。この装置では、発電機室右舷中段に設置された電解槽に海水を引き込んで電気分解し、陽極に塩素Cl2、陰極に水酸化ナトリウムNaOHと水素H2を発生させ、その塩素と水酸化ナトリウムはさらに電解槽内で反応して次亜塩素酸ナトリウムNaClOとなるが、これは海水中では次亜塩素酸イオンClO−で存在し、これが海洋生物付着成長を阻害した。これを適切な濃度で海水管系の取水口へ流すことで海洋生物付着が抑制され、放水口では次亜塩素酸イオンはほとんど消費されてしまい環境への影響もなかった。これがなければ1年間のロングラン運航はできなかった。
機関部 > 可変ピッチプロペラ

川崎重工は1956年（昭和31年）よりスイスのエッシャーウイス（Escher Wyss）社から技術導入し、漁船や曳船用の可変ピッチプロペラを製造していた。国鉄では、1961年（昭和36年）6月建造の大島連絡船 大島丸（後の安芸丸）（257.99総トン）に、国鉄初の可変ピッチプロペラとなる350馬力の川崎エッシャーウイス式3翼可変ピッチプロペラを装備し、同時期建造の宇高連絡船 讃岐丸（初代）のフォイト・シュナイダープロペラと比較したが、高速航行時間の方が出入港時間よりも長い青函、宇高の両航路では、可変ピッチプロペラの方が適していると結論づけた。
三菱日本重工横浜造船所では1952年（昭和27年）以来、漁船や曳船、敷設艦用の小型の可変ピッチプロペラを独自開発で製造していたが、1962年 （昭和37年）にはスウェーデンのカメワ（KAMEWA）社から大型可変ピッチプロペラの製造技術を導入していた。
津軽丸型では、松前丸（2代）を除く6隻に直径3.25m　4翼の三菱横浜 KAMEWA　102S/4型可変ピッチプロペラが、松前丸（2代）には直径3.3m　4翼の川崎  Escher Wyss　B-1000/SV-370型可変ピッチプロペラが各船2基ずつ装備され、いずれも当時日本最大の可変ピッチプロペラであった。
可変ピッチプロペラの利点は、全速前進から急ブレーキをかける場合、固定ピッチプロペラでは、全速後進発令後主機械を一旦停止し、逆回転で再起動しなければならず、その間の無駄な空走を許してしまうが、可変ピッチプロペラでは、主機械はそのまま運転継続で、プロペラの翼角を逆向きにするだけのため、発令直後からブレーキがかかり、ブレーキ距離を大幅に短縮できた。津軽丸（2代）での試運転からの試算では、可変ピッチプロペラでは19ノットから475mで停止できたが、固定ピッチプロペラでは1,129mも要したとのことであった。このような可変ピッチプロペラの圧倒的な操縦性の良さは、相当長い高速航行区間と頻繁な出入港を併せ持つ青函連絡船には最適であった。
可変ピッチプロペラ採用により、主軸回転数は毎分217.5回転で、回転方向は互いに外転のまま、あとは操舵室のプロペラ翼角操縦レバーからの翼角制御だけで、船の前後進から速力の調節まで行われた。これは、主機械は一定方向、一定回転数さえ維持していればよいことを意味し、天井高さの低い機関室での出力増強の目的で、マルチプルエンジン方式が採用されたが、多数の ディーゼルエンジンの発停、逆転を、同時に行うことが容易ではないことを考えると、もし可変ピッチプロペラがなければ、建造コストの高いディーゼル・エレクトリック方式を選択せざるを得なかったことにもなる。
機関部 > 可変ピッチプロペラ > 主機械用自動負荷分担装置

操舵室からのプロペラ翼角制御による翼角の変化は、プロペラの負荷変動による主軸（プロペラ軸）ならびに各主機械の回転数変動をもたらし、この変動を素早くガバナーが検出し、各主機械の燃料噴射量を調節して、回転数が一定に保たれるよう自動制御された。
このガバナーによる主機械の制御は、フォイトシュナイダープロペラ採用により、主機械の定速回転制御を行っていた宇高連絡船 讃岐丸（初代） で既に使われていたが、津軽丸型ではマルチプルエンジンのため、ガバナーは主軸のほか、各主機械にも装備され、多数の主機械が均等に負荷分担しながら、主軸の負荷変動にも共同で対応できるよう、これらは自動負荷分担装置で統括された。
津軽丸（2代）の自動負荷分担装置は、主軸のマスターガバナーの設定回転数（流体減速装置の減速比やすべりを織り込んだ数値）を各主機械の子ガバナーのそれより低く設定し、各主機械への燃料噴射量を制御する燃料管制軸はマスターガバナーと当該主機械の子ガバナーの両方からの指令を受けるが、そのうち燃料噴射量の少ない方の指令に従うシステムとした。これは、通常状態ではマスターガバナー指令が各子ガバナー指令を抑え込みながら各主機械の燃料噴射量を制御していることを示した。しかし急に流体継手の作動油が抜けて1台の主機械が空転状態となった場合、この主機械の回転数は急上昇し、これを検出した子ガバナーはこの主機械の燃料噴射量を絞る指令を出すが、この噴射量はマスターガバナー指令の噴射量よりはるかに少ないため、子ガバナー指令が効いてこの主機械は正常にアイドル運転となる。一方、残った主機械の子ガバナーと主軸のマスターガバナーはそれぞれ負荷増による回転数低下を検出し、やはりマスターガバナー指令が各子ガバナー指令を抑えつつ燃料噴射量を増加させ、主軸回転数を回復させる方向へ働く、という仕組みであった。
これを実現するための仕組みは以下の通りであった。各主機械の子ガバナーの出力軸はその主機械の燃料管制軸を動かすため、リンク機構を介して接続されていた。このリンク機構は、燃料管制軸を燃料噴射量減少方向へ動かす場合は何の制限もなかったが、燃料噴射量増加方向へ動かすときは、途中の押し棒に圧縮バネが仕込まれており、燃料管制軸が他の力で固定、あるいは燃料噴射量減少方向へ動かされた場合は、それらに抗しきれなかった。
一方、主軸のマスターガバナーの出力軸の動きは、これに接続するシンクロ制御変圧機（CT）と、マスターガバナーから距離の離れた各主機械の燃料管制軸制御装置内蔵のサーボモーターで動かされるシンクロ制御発信機（CX）とで構成されるシンクロ系サーボ機構を用いて電気的に伝達された。この主軸のマスターガバナー出力軸の動きを反映するサーボモーターの動きは、リンク機構を介して同じ燃料管制軸を動かすわけであるが、実はこのリンク機構は燃料管制軸に直結されてはおらず、リンク機構末端のテコが、燃料管制軸を燃料噴射量減少方向へ押すときのみ、燃料管制軸に設けられたフランジを押すことで動かすことができたが、逆の増加方向にはフランジは存在せず、テコは空振りするだけであった。主軸のマスターガバナーの設定回転数は各主機械の子ガバナーのそれより低く設定されているため、バネを介した子ガバナー指令の燃料管制軸の位置より、主軸のマスターガバナー指令の位置の方が当然燃料噴射量は少なく、マスターガバナー指令を受けた燃料管制軸制御装置からの出力テコは、燃料管制軸のフランジを、子ガバナー出力リンクのバネに抗して押し下げることができた。本方式は比較的単純で、実用上も何ら問題はなかったが、通常稼働中は主軸のマスターガバナーだけが働き、子ガバナーは主機械発停前後だけしか使われなかった。
この津軽丸方式が、主軸にマスターガバナーを設置しなかった八甲田丸と摩周丸（2代）を除く各船で採用された。
主軸にマスターガバナーのない八甲田丸では、稼働中の各主機械の燃料管制軸の偏位量はシンクロ発信機の交流励磁された回転子を動かし、固定子巻線より、偏位量に相当する電圧信号として取り出されたが、これは各主機械の負荷に相当した。これが分配トランスで2分され、一方は平均値演算回路を通して当該主機械の信号加算器に入ったが、これは片舷稼働主機械の平均負荷に相当した。もう一方は平均値演算回路を通らず逆相で同じ信号加算器に入ったが、これが、片舷主機械の平均負荷と各主機械の実際負荷との偏差電圧であった。また主軸の回転数に比例した電圧を主軸回転速度発信機で検出し、これと主軸回転速度設定器にセットされている基準回転数に相当する電圧との差をとり、これを速度偏差電圧としたが、これは主軸負荷を表していた。この速度偏差電圧も上記の各信号加算器にさらに加え、これらの電圧は各サーボ増幅器を経て、二相サーボモーターに送られ、各主機械の子ガバナーの設定値を調整する、という電気的なシステムで、各主機械の負荷不均衡にも配慮した方式であったが、負荷変動への追従性に問題があり、後年津軽丸方式に改造されている。
摩周丸（2代）では、主軸回転速度発信機である交流発電機の電圧と、主軸回転速度設定器による基準電圧との差で表される速度偏差電圧、これは主軸負荷を表すが、これをサーボ増幅器で増幅し、二相サーボモーターを回した。一方、各主機械の燃料管制軸偏位量はシンクロ制御発信機の回転子を回し、これが主機械用のシンクロ制御変圧機（CT）と電気的に接続されているとともに、上記二相サーボモーターは主機械用シンクロ制御変圧機（CT）の回転子も機械的に回した。ここに主軸負荷と各主機械負荷が合成されたが、この主機械用シンクロ制御変圧機（CT）の偏差電圧はそれぞれ増幅され、各主機械の子ガバナーを駆動する二相サーボモーターを駆動して各主機械の燃料噴射量を調節した。
機関部 > 可変ピッチプロペラ > 過負荷防止装置

操舵室からの可変ピッチプロペラに対する迅速なプロペラ翼角制御は、船の操縦性を著しく向上させるが、その反面、急激な翼角変動はプロペラ、軸系、主機械等に過負荷をかける可能性もあった。例えば船速ゼロの状態から、操舵室のプロペラ翼角操縦レバーをいきなり16度以上にまで進めると、過負荷となる。このような場合でも自動的に稼働主機械の適正負荷範囲内で可及的速やかに翼角を進め、最終的に指令翼角まで進めるのが過負荷防止装置であった。
津軽丸型では、操舵室の翼角操縦レバーからの指令は、操縦レバーに接続されたシンクロ制御変圧機（CT）と、第3補機室のシンクロ制御発信機（CX）との間のシンクロ系サーボ機構により、シンクロ制御変圧機（CT）の偏差電圧を増幅して交流サーボモーターを駆動し、これでシンクロ制御発信機（CX）を回すとともに、可変ピッチプロペラ管制装置の制御レバーを機械的に動かして翼角を進める仕組みであった。津軽丸（2代）では、翼角を進めれば負荷も増大して主軸回転数は減少するが、これをマスターガバナーが検出して主軸負荷を推定し、負荷率が98%まで上がると第3補機室の交流サーボモーターを停止して翼角の進行を止め、100%になるとモーターを逆転させて翼角を戻す、という一種のON・OFF制御で過負荷防止を図った。しかし、このシステムでは翼角が無用に行ったり来たりし、不安定で実用に耐えられないばかりか、かえって危険と判断され、この装置は使えないようにされてしまった。
第2船の八甲田丸からは、操舵室の翼角操縦レバーのシンクロ制御変圧機（CT） と、第3補機室のシンクロ制御発信機（CX）の間に差動シンクロ制御変圧機（CDX）が挿入された。八甲田丸では主軸にマスターガバナーが装備されていなかったため、各主機械のガバナーの平均負荷による電圧と、予め設定した過負荷にならない上限の負荷電圧との偏差を増幅し、これで差動シンクロ制御変圧機（CDX）の回転子を回すサーボモーターを動かした。このシステムでは、翼角増大による負荷増で各主機械の回転数が下がると、自動負荷分担装置からの平均負荷を示す負荷信号電圧が上がり、設定負荷電圧より高くなってしまう。この電圧の偏差に応じてサーボモーターが差動シンクロ制御変圧機（CDX）の回転子を翼角を下げる方向へ回し、その結果、操舵室の翼角操縦レバー指令値より過負荷分だけ低い翼角までしか上がらない仕組みであった。この差動シンクロ制御変圧機（CDX）方式は、過負荷量と翼角減少量が比例するため動作が安定し、以後建造の津軽丸型では、基本的にこの方式が採用されたが、八甲田丸と摩周丸（2代）以外は主軸のマスターガバナーからの情報を使用し、大雪丸（2代）と羊蹄丸（2代）では、マスターガバナーが直接機械的に差動シンクロ制御変圧機（CDX）の回転子を動かす方式であった。過負荷防止装置も当時試行錯誤の段階で、津軽丸（2代）の失敗例も含め、このように各船で異なった方式が採用された。
操舵室から総括制御室への推進機器発停関連の指令は、操舵室のプロペラ制御盤にある押しボタン式のエンジンテレグラフが用いられた。STAND BY（主機械始動準備指令→主機械始動、入港前発停操作配置、警戒航行配置）、DRIVE PROPELLER（プロペラ回転指令→流体継手嵌）、RING UP（出港配置解除、警戒配置解除）、FINISH（プロペラ使用終了指令）の4項目で、うちDRIVE PROPELLERについては、この発令がない限り、総括制御室から流体継手に作動油を注入して、主機械を主軸につなぐ（「フルカン嵌」、逆は「フルカン脱」）操作はインターロックがかけられ、できなかった。また操舵室からも直接、主機械の発停や流体継手の作動油の出し入れ操作はできず（主軸“非常”停止用押しボタンはあった）、これらは専ら総括制御室から操作された。操舵室からは可変ピッチプロペラの翼角操作だけが行われたが、これによる翼角変化で負荷が変動し、自動負荷分担装置が各主機械の回転数を一定に保つよう働き、各主機械への燃料噴射量が自動調節された。これは操舵室から間接的に主機械を操縦していることを意味した。
総括制御室では、操舵室からの運航方針の伝達や表示される各主機械の負荷状況等から、主機械の稼働台数を検討し、円滑な運航ができるよう、主機械の発停とそれに伴う流体継手の嵌脱操作を手動の遠隔操作で行った。なおこれらの手動遠隔操作は、一連の手順を順次自動的に行うシーケンス制御により、簡単なスイッチ操作で行われた。
このような、機関部の自動化は、頻繁に出入港を繰り返す国鉄連絡船ならではの方式で、運航状況が正反対の、同時代の外航貨物船の自動化が、操舵室からの主機械発停を伴う主機械遠隔操縦から始まったのとは対照的であった。