統制型一〇〇式発動機
統制型一〇〇式発動機(とうせいがた100しきはつどうき)とは、大日本帝国陸軍が主導して第二次世界大戦時に開発した車両用の規格型ディーゼル機関の一種である。
本項目では民需・軍需車両用の統制型ディーゼルエンジン全般についても記述する。
統制型ディーゼルエンジンは、当時陸軍中佐であった原乙未生を中心として1930年代後半から計画され、1939年(昭和14年)~1940年(昭和15年)に車両用高速ディーゼル機関の共通仕様が陸軍省(軍需用)により、1941年(昭和16年)には商工省(民需用)により策定された。部品の共用化などの生産性、整備性などを向上させ、併せてコストを下げるために、日本国内のエンジンメーカー各社共通のエンジン規格として制定されたものである。
統制型ディーゼルエンジンの基となったのは自動車工業(1937年(昭和12年)に東京自動車工業、1941年(昭和16年)にヂーゼル自動車工業に改名。後のいすゞ自動車、日野重工業の前身)で伊藤正男らによって開発された予燃焼室式を採用したDA40型水冷6気筒ディーゼルエンジン、DD6型水冷6気筒ディーゼルエンジン、及び予燃焼室式のDA6型空冷6気筒ディーゼルエンジン、DA10型空冷6気筒ディーゼルエンジンなどである。特にDA40型は排気量5,100cc、出力85馬力と当時のディーゼルエンジンの中では優秀な性能であった。これらのエンジンをベースに開発された統制型ディーゼルエンジンの技術が各社に開示されることとなり、東京自動車工業、三菱重工、池貝自動車、日立製作所、新潟鉄工所、興亜重工業、昭和内燃機、羽田精機などの企業が生産を担当した。
また、陸軍側の働き掛けを受け、東京自動車工業、三菱重工、池貝自動車、神戸製鋼、新潟鉄工所など各社の共同出資により1939年(昭和14年)にヂーゼル機器(現ボッシュ株式会社(日本法人))が設立され、同社でライセンス生産されたドイツのボッシュ社の燃料噴射装置が各社の統制型ディーゼルエンジンの多くに採用されている。統制型ディーゼルエンジン制定以前には、各社で多種多様な燃料噴射装置(燃料噴射ポンプ)が使用されており、共通化や調達の問題、さらには性能・品質面でも問題があったため、ヂーゼル機器の設立は統制型ディーゼルエンジンの普及、性能・品質維持にあたり重要な出来事であった。
統制型ディーゼルエンジンは、4サイクル機関であり、基本的にはボア(内径)、ストローク(行径)、燃焼室形式を統一した一種のモジュラー構造を想定していた。軍用として直列4気筒・直列6気筒・直列8気筒とV型8気筒・V型12気筒のエンジンが製造されて、戦車などに搭載された。また主に民需用として単気筒・直列2気筒・直列4気筒・直列6気筒・直列8気筒の水冷エンジンも製造された。後に海軍の特殊潜航艇「海龍」の搭載機関としても使用された。
空冷・水冷の両バージョンがあり、戦車や装甲車両用としてはシロッコファン冷却による空冷式が、また牽引車や自動車用、民需用としては水冷式が一般に用いられた。統制型一〇〇式エンジンは、標準規格では6気筒で120馬力、12気筒で240馬力を発揮した。統制型一〇〇式エンジンに過給器を装備した試製エンジンは6気筒では150馬力、12気筒では300馬力を発揮した。
過給器を装着することで約15~25%出力を向上させることが可能であり、各種試作されている。
大戦後半に入ると、1940年に開発された従来の統制型一〇〇式では、過給器を装着した型でも最大出力は300PSに留まり、重量25~30tを超える戦車のエンジンとして使用するには性能不足となっていた。そのため、三菱が1943年(昭和18年)より新規に開発設計を行い、1944年(昭和19年)初頭に完成した三菱ALディーゼルエンジンが、四式として新たに統制型ディーゼルエンジンに加えられた。四式中戦車に採用されたこの新型エンジンの特徴としては、空冷4サイクル、気筒を大型化して排気量を37,700ccと増やし、整備性と冷却効率、信頼性を追求して設計された。三菱ALの諸元は、V型12気筒、412hp/1,800rpm、軸トルク200mkg/1,100rpm、最低燃料消費率198g/PShであった。さらに五式中戦車チリII型などに搭載するため、四式ディーゼルエンジンに過給器を装着し、最大出力500PSを発揮する型も試作されていた。
また統制型ディーゼルエンジンに含まれるか否かについては現存資料が少なく不明であるが、四式(三菱AL)ディーゼルエンジンより大型のディーゼルエンジンとして、陸軍の依頼を受けた三菱重工によって1942年より重戦車用(搭載車種不明)に、三菱AJディーゼルエンジンが開発中であった。試作された単気筒(排気量3,820cc)の試験は成功したものの、V型12気筒の本体は未完成の状態で終戦を迎えた。三菱AJディーゼルエンジンの完成予定時の諸元は、空冷V型12気筒、内径160×行径190(mm)、排気量45,840cc、500PS/1800rpm(無過給)であった
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統制型ディーゼルエンジンの燃焼室構造については予燃焼室式とした。これは燃料の汎用性の高さ(当時の厳しい燃料供給事情に際して、石油系の低質燃料は無論として、原料が石油以外の魚油・獣油・植物油などの有機系代替燃料の使用にも堪える。戦後、作りかけの未精製松根油が各地に残っていたが、粗悪なごみだらけの油ですら統制型エンジンは動いてしまったという)と、圧力の低さによる製造しやすさ・扱いやすさを考慮したものであった。それらのメリットは出力、重量など性能面の不利さと引き替えとなっていた。また予燃焼室式はピストンやリングの焼結を起こしにくい、他式(直接噴射式など)よりも予熱栓(グロープラグ)の効果がエンジン始動に対して良く極寒時の始動がしやすいという利点や、他式よりも煙が出ない(排気が完全無色だったこともあったという)、エンジン音が低いという利点もあった。統制型ディーゼルエンジンの燃料消費率は約200g/PSh前後であった。
統制型ディーゼルエンジンのデコンプ機構は、戦車向け大排気量空冷機関ではカムシャフト全体を軸方向にスライドさせる事で吸気カムを減圧カムに切り替えて吸気弁を全開状態にする手動式の可変バルブ機構が用いられており、これに予熱栓を組み合わせる事で寒冷下でも良好な始動性を実現していたが、鉛蓄電池の劣化などにより始動電動機のみでは十分な始動トルクが得られない場合は、スターティング・ハンドルによる人力回転を併用する事が指示されていた。民生向け水冷機関では予熱栓と共にロッカーアームを強制的に押し下げてバルブを全開状態にするより簡便なデコンプ機構が用いられ、統制型ディーゼルエンジンから発展し、戦後に建設機械向けに製造された三菱・D型ディーゼルエンジンではスターティング・ハンドルのみで始動可能なV型2気筒始動用ガソリンエンジンを用いて主機関の始動を行うキャタピラー方式で過酷な環境での始動性を担保していた。
大量生産に入ってからの実用性能は概して不十分であった。製品としての基本的な問題点の全ては、当時の日本の燃料事情・基礎工業力・技術力の低さに起因する。同時代に欧米で車両用として生産されていた同クラスの高速ディーゼルエンジンに比べると、日本の統制型ディーゼルは、モジュラー構造などの部品の共通性や燃料の汎用性の高さという利点と引き換えに、エンジン排気量やサイズの割には低出力のものとなった。同時代に世界に先駆けて大型・大排気量・大出力エンジンの戦車搭載を実現していたソビエト連邦と比較すると、その差は歴然としており、エンジン出力性能の低さは、日本製戦車の低性能の一因であった(もっとも当時のソ連の代表的戦車であるT-34に搭載されたV-2型エンジンは排気量38,800ccであり、同じくV型12気筒の構成をとる統制型一〇〇式エンジンの21,700ccとは排気量からして大きくクラスが異なる)。
他の多くの弱点をおしてもなお信頼性を強く優先した手堅い設計であったが、実際には生産能力の低さから、故障が少なくなかった。部品加工に際しても組み立て時に作業員がヤスリで部品を削りながらすり合わせをして組み立てるような状態だったため、組み立てに要する時間は欧米とは比べ物にならないほど長く、生産性は低かった。
日本陸軍がガソリンエンジンを嫌い、ディーゼルエンジン導入に世界でもいち早く踏み切った動機としては、ディーゼル機関の経済性・航続能力の高さ、整備性や信頼性における利点(ディーゼル機関は自己点火方式のため点火用の電気系統が不要)のほか、ガソリンエンジン車両の場合、戦闘中の被弾発火のおそれが高いのみならず、実際にビッカースC型中戦車の発火事故が起きたことによるところが大きかったが、元をただせば当時の部品の精度やシーリングやパッキングの技術が未熟で、燃料漏れが日常茶飯事だったことに根本的な原因があった。その基礎工業力の脆弱さは、太平洋戦争時に至ってもなお解決せず、むしろ条件は悪化していたのである。
=== 発展 ===
統制型ディーゼルエンジンは、むしろ第二次大戦敗戦後に至ってから大きく発達することになった。すなわち、軍用車両エンジンを生産していた各メーカーの技術蓄積に寄与したのである。
各エンジンメーカーは大戦中から1950年代にかけて生産実績を積み、元々手堅い設計に徹していた統制エンジンに改良・改善を重ねることで、民生用に信頼性の高い高速ディーゼルエンジンを生産・開発できるようになっていった。
いすゞ自動車・日野自動車は、統制型ディーゼルエンジンの設計をベースに、戦後民生用に生産再開されたバス・トラック用として水冷直列6気筒エンジンを多数製造・搭載したことで、大型ディーゼル自動車の普及を促進することになった。またその他のエンジンメーカーの多くも、高速ディーゼルエンジン開発に際して統制型ディーゼルエンジンの影響を大きく受けている。
統制型ディーゼルエンジンは、日本における戦後の高速ディーゼルエンジンの発展に途を開いた。その系譜に連なるエンジンは、戦後復興期とその後の高度経済成長期にも改良・改善されつつ使用され、1980年代まで生産が続けられた。
ボア・ストローク:120mm×160mm(統制型一〇〇式)
三菱重工(後の三菱自動車→三菱ふそうトラック・バス)
石川島自動車(後のいすゞ自動車)
東京瓦斯電気工業(後のいすゞ自動車、日野自動車)
日本兵器工業会 『陸戦兵器総覧』 図書出版社、1977年
原乙未生 『機械化兵器開発史』 非売品、1982年
佐山二郎 『機甲入門』 光人社(光人社NF文庫)、2002年
吉田毅 『空冷ディーゼル・エンジン』 山海堂、1961年
歴史群像 太平洋戦史シリーズ25 『陸軍機甲部隊』 学習研究社、2000年
アジア歴史資料センター 『昭和20年8月31日 陸軍兵器行政本部 主要兵器諸元表/○統制発動機主要諸元表』 レファレンスコード:C15010492700
公益社団法人自動車技術会、日本の自動車ディーゼルエンジンの基礎を築いた設計者 伊藤正男 https://www.jsae.or.jp/~dat1/interview/interview2.pdf
公益社団法人自動車技術会、日本の自動車技術240選 DA40ディーゼルエンジン http://www.jsae.or.jp/autotech/10-2.php