日本の電車史
なお省線では、東海道本線の電化 については最初のうちは乗り気であり、試験機関車が来る前から丹那トンネルの開通まで見越して(実際の開通は1934年)東京から国府津まで1500V直流で電化し、これに有する電気機関車もイングリッシュ・エレクトリック社に一括して注文し、1922年からは小田原までの電車運転に備えて2扉セミクロスシート、二等車組込み、便所付の43200系電車を製造するなどしていたが、電車運転は関東大震災により中止となった。その後は東海道線電化の動きは低調になり、全線電化は一時考えずに大都市である大阪付近や東京から甲府までの中央本線(身延線は私鉄時代に電化済み)などや、長大なトンネルがある上越線(清水トンネル)・仙山線(仙山トンネル)などの電化が行われ、丹那トンネル開通後に東海道線の電化を進め始めたが、太平洋戦争開始により太平洋戦争後まで全線電化は行われなかった。
こうした電化の進展の遅れについて「陸軍などが変電所が攻撃されると運行不能になることを理由として、頑なに鉄道電化そのものに対して反対の姿勢を持っていた」という説もあるが、国鉄の鉄道技術者である朝倉希一の「技術随筆 汽車の今昔」によると「東海道線電化の一部として東京-国府津の電化のため一括してイギリスに注文した機関車の品質が悪く(中略)多くの改造の結果使用には耐えられるようにはなったが、電化論者の主張は完全に裏切られ、電化は高価であるという事を事実上に示した。これが国鉄の電化を遅らせた大きな原因となった。」としている 他、別の回でも1次大戦以前は日本に限らず電化に乗り気な国はほとんどなく「ベルリン駐在を任された明治43年(1910年)に各国に(蒸気機関車に使う)石炭輸入を防止するため鉄道電化の計画が盛んなことを知った」が、各国とも数年ほどの調査の結果「鉄道は電力荷重として好ましくない。
大正・昭和期に入ると技術革新により、それまで工業技術水準が低かったため外国製に依存していた主要機器を徐々に国産に移行しようという動きも見られるようになる。
大正初期までは電気機器を輸入に頼っていたが1914年の第1次世界大戦の影響で入手困難になり、主電動機の場合は官営鉄道は1916年に大井工場で50PSの主電動機に成功し、その後国の指導で国産化が進められ、大正末期には国産技術が確立した。 この過程では東洋電機製造がイギリスのイングリッシュ・エレクトリック社との提携によって京阪電気鉄道などの出資によって創設され、日立を除く他の重電メーカー各社もゼネラル・エレクトリック(東芝)、ウェスティングハウス(三菱)、メトロポリタン・ビッカース(三菱)など、欧米の電機メーカー各社との提携関係を結んで当初はそれら提携先の製品のライセンス生産あるいはスケッチ生産からはじめ、やがて独自設計の製品を生み出すようになっていった
その一方で、電車の性能自体も格段に向上していった。この頃、アメリカのインターアーバンは衰退期に差し掛かっていたが、技術的にはまだ日本よりはるかに優位にあったことから、各私鉄の技術者などが訪米視察し、日本においても見習って新技術を取り入れようとしていた。
2軸車ではない大型の電車が日本で使われ始めたのは京浜電気鉄道(1899年に開業開業時は「大師電気鉄道」)が1904年9月から使用を始めた京浜電気鉄道1形からで、それまでは2軸電車に付随車を牽引させるなどして輸送量が多いときに対応していた(総括制御はしてない)が、輸送量の増加で全長44尺(約13.4m)のボギー車の採用に踏み切ったものであった。 また関西の方でもアメリカで路面電車を都市間交通として発展させたインターアーバンが普及するのを見て、「標準軌・専用軌道・大型のボギー電車」を日本でも導入しようという構想も生まれ、それを最初に実現したのは大部分が専用軌道で作られた(前述の京浜は併用軌道が多かった)阪神電気鉄道で、1905年に開業し1形と呼ばれるやはり全長44尺のボギー電車を使用していた。この阪神電車は営業的に成功を収め、並行する官鉄路線の乗客を2/3ほど奪ったとされる。ただし、これらは路面電車の統制を行う軌道法に基づいて建設され、扱い上は路面電車であったため単行運転を前提とした車両で前述の京浜1形も阪神1形もオープンデッキでさらに連結走行を考慮されておらず(大型なので多客時も単行で十分とされた)、総括制御なし・前後に救助網があって連結器なしというスタイルである。
↑ 秋田・阿仁鉱山:明治22年(1889、ただし当時の新聞報道のみで、電気運転に必要な発電機設備の記録もないので「実在性に疑問あり」と福原俊一はしている。)足尾銅山:明治26年もしくは28年3月以後(実在は確かだが年度に諸説あり)。((福原2007)p.37「日本の電気鉄道の創始について」)
↑ 買収元の甲武鉄道での使用は明治37年(1904)から。
↑ 1984年まで貨車については輸送内容・量・区間に応じて1両単位の任意の車種、量数で編成を組むことが主流だったためなおさらだった。
↑ ただし、現実には長編成より運転回数を多くするほうに需要があったので甲武鉄道では営業運転開始から国有化時点まで単行が原則で、付随車は特別な場合のみだった。((福原2007)p.43)
↑ 官鉄の蒸気機関車と平行する大阪-三宮の区間で所要時間を阪神電気鉄道もほぼ同じ60分(最初期は90分)で結んだが、官営鉄道が途中停車3駅なところを32駅も止まると利便性が良く、阪神電気鉄道開業後に官鉄のこの区間の客が約1/3に減少したという。((福原2007)p.43-44)
↑ このため軌間を官営鉄道の1067mmと合わせなくてもよかった。(京浜電気鉄道1375mm、阪神電気鉄道1435mm)
↑ この「付随」は制御附随車の意味で運転台があるが電動機のない車両。便所はこちらに設けられた。
↑ これら(後述の国鉄ホデ6100形含む)の電車はいずれもボギー車で、やや遅れて開業した大阪電気軌道のみ当初より総括制御可能な電車を使用していた。
世界初の電車営業運転は、1881年のドイツのベルリンにおける路面電車であったといわれる。
もともと市街交通には、蒸気機関車牽引による列車は、火災や煤煙公害などが問題となる上、加減速性能も低いことから不向きであったため、馬車を発展させた形の馬車鉄道などが使われていた。しかしこれも、給餌などの手間がかかり、糞尿の始末や衛生面での欠点があった。そのため、ヴェルナー・フォン・ジーメンスにより電動機を用いた電気機関車が発明されると、それを乗客が乗れるように改造して馬車鉄道などの代替にしようという考えが生まれ、路面電車の実現に至ったと言われる。
しかし、そのシステムは駆動系に耐久性の低いベルトを用い、電動機を床上に備え、しかも集電システムが軌道上に敷設された第3・第4軌条によるなど、明らかに未完成であり、長距離輸送に供するには全く不適当なものであった。
この状況が劇的な改善を見るのは、エジソン研究所出身でエジソンの部下であったアメリカのスプレーグの手により、1880年にトロリーポールが考案され、1885年に電動機を床下に備え、車輪と台枠で支える方式(釣りかけ式)を考案、1888年にリッチモンドの路面電車でこれらを実用化した。
後にスプレーグ・システムと呼ばれるようになったこの電気鉄道システムは単純かつ耐久性の高い吊り掛け式モーター、直接式制御器、トロリーポールによる架空電車線方式、と後の電気鉄道システムの基本要素を全て備えた、非常に完成度の高いシステムであり、更に1889年には連結運転時の総括制御を可能とする間接式制御器も彼の手によって開発され、ここに電気鉄道は揺籃期を脱し、成長期に入ることとなった。