交流・交直流電気機関車


 このページでは主に東北線・常磐線上野口や東北地区で見られた交流・交直流機関車群を取り上げます。


 さすがに車体の切継ぎはありませんが、ちょっとしたタッチアップするくらいのものからある程度何らかの改造を必要とするものまで様々です。機関車の改造は電車とは異なり細かい部分の表現に手を焼く場合が多いのでそれなりに実車を調査して資料を揃えておく必要があります。
 種車は全てKATO製で、改造は1990(平成2)年〜2016(平成28)年です。

 KATOのEF81ですが、1989(平成元)年の発売時より初めて標準仕様として搭載されたフライホイール機構 (これにより1989年度の通商産業省(現・経済産業省)選定のグッドデザイン賞を受賞した) 付きの製品は動力装置を中心に徹底的に見直され、構造的には旅客車用の動力をそのまま車体いっぱいに膨らませたようなイメージを受けます。1990年代に入りEF58・EF65・ED75をはじめとする旧来の製品が次々とフライホイール付き動力にリニューアルされ、現在では機関車のみならず旅客車にも標準で搭載されるようになっています。


 余談ですが、EF81購入当初はフライホイール機関車の扱いに慣れておらず、パワーパックを戻せば停止するだろうと思い込んで減速操作させてもEF81は減速せず何度も車止めに突っ込みました・・・(笑)

 EF81 300番台はEF30の増備車として山陽本線関門トンネル向けに1973(昭和48)年に登場した
 塩害対策のため車体はステンレス車体であるが実際ステンレスで出来ているのは車体外板だけで骨組は鋼製の、いわゆるセミステンレス車体で設計的には鋼製と何ら変わりはない  新製当時はステンレス地剥き出しの銀色だったが、53-10改正で301・302の2両は常磐線用として内郷機関区に転属し赤13号に塗装された  構造的にはEF81 75〜93に相当するグループである

 60-3改正で302が、61-3改正で301が今度はEF30置換え用として門司機関区に復帰することとなり、関東ではわずか8年間の在籍であった

 画像は60-3改正直前に行われた国鉄異色機関車大集合撮影会でのもので、他にEF58 2両とEF15が展示された  撮影会は団体専用列車が仕立てられたツアー形式で行なわれ撮影会場での撮影は参加者限定であった

  1985. 2.17  東大宮操車場






 
EF81 81

 実車は1973(昭和48)年度民有車両で日立で製造され日本海縦貫線用として富山第二機関区に配置されました。しかし54-10改正以降常磐線で使用されていたEF80初期形の廃車が始まり、その補充用として1979(昭和54)年に80号機と共に内郷機関区へ転属、さらに59-2改正で内郷区が廃止されたため田端区へ転属となり、以降は田端のヌシと化しています。55-10〜57-11改正時点では内郷区の配属だったため、東北線東福島以南の貨物運用には入っていません。

 模型は1990(平成2)年に購入した1次製品で、パンタ台枠下にあるパンタバネを押さえる取付座が大変目立ちます。屋根は2次製品とは異なり、パンタ台枠から屋根に延びている2本の碍子の部分だけ別パーツになっており、パンタ台枠が事実上2分割されている部品構成となっています。標準でJR統一無線アンテナが付いており、JR仕様の製品となっています。
 動力は前述の通り旅客車用をそのまま車体内いっぱいに膨らませたような構造となっており、乗務員室部分は遮光板で覆われています。

 81号機と言えば言わずと知れたお召し機・・・と言いたいところですが、1985(昭和60)年4月のお召し機指定となる前の姿を模型化しており、手すりの銀色や車体側面の銀帯がない至ってフツーのカマです。 
 
 改造は小規模なものに留まっており屋根のJR統一無線を撤去し常磐線無線アンテナ2基を取付け、碍子に白を入れて国鉄仕様にします。また、両先頭部の飾り帯は試験的にメタリック仕様にしてあります。ナンバープレートとメーカーズプレート(製造銘板)は製品付属品の中から選択する方式が採用されていますが、この2つは実車に合わせて組み合わせを合致させる必要があり、EF8181は『日立』を選んで取り付けます。





 
EF81 301

 関門トンネル用としてEF81では稀少のステンレス車体で製造された300番台です。4両が製造され日立製の301・302と三菱製の303・304がありますが、予算区分は300番台だけで3ロットあり日立製と三菱製で車体コルゲート部分の仕上げ方法が異なります。 53-10改正で301・302は門司から内郷機関区に転属となり常磐線での運用が始まりました。

 模型は内郷への転属後間もなく赤13号の交直流塗装となった内郷・田端機関区時代のローピン仕様です。
 銀河製のEF81 301・302常磐仕様パーツセット (NPS-23) を使用して300番台ステンレス機に改造しています。
 1996(平成8)年購入の1次製品です。300番台化改造は2004(平成16)年で、改造時に車体および動力を2次製品の部品に更新したのでパンタ台枠下の取付座がなく、ヘッドライト用の遮光板が見直され乗務員室が表現されています。
 これも81号機同様、国鉄仕様にするために常磐線無線アンテナ2基を取り付けて碍子は白を入れています。

 実車は57-11改正で田端区へ転属となりましたが引続き常磐線で運用され、61-3改正で関門のEF30淘汰のため古巣の門司区に復帰し関東からいなくなってしまいました。






 
EF81 94

 北斗星牽引用の星ガマです。こちらは生粋の田端ガマで、1988(昭和63)年に星ガマへの塗装変更を受けています。

 模型は2005年購入の2次製品で、パンタ台枠下にある取付座がなくなりスッキリとしています。碍子は常磐103系用のエメグリを色差しして塩害対策仕様としています。





 
EF81 95

 今更説明の必要がないほど有名なレインボーガマです。国鉄が民営化される直前の1987(昭和62)年3月に登場しています。
 実車は81号機と同様で1973年度第3次民有車両で日立で製造、富山二区に新製配置されて日本海縦貫線で使用されていましたが、このカマもEF80老朽取替用として55-10改正で79・97号と共に常磐線用として田端区へ転属しています (79・97は内郷へ転属)。

 一見どこをいじったのか判りにくいと思いますが、最近の姿を再現するべく『EF81』のレタリングが途切れないよう側面明り取り窓部分に白のステッカーと塗料を使用して追加しました。
 碍子は塩害対策済の緑色としています (実車は緑色のシリコンを塗っている)。
 模型は2次製品です。製品は車体の黒と白の塗装の一部が若干かすれ気味だったのでタッチアップを行ない見栄えを向上させています。





 
EF80 10

 1次形のEF80で、実車は常磐線平 (現・いわき) 電化用として1961年度第2次債務で製造された車両です。

 製品の最大のポイントは高圧配管が金属製となったことで、とても質感のあるすばらしい出来ですが一方で碍子はやたらと明るい薄緑色でモールドされており、非常に目障りなので常磐エメグリで塗装し外観を落ち着かせています。
 屋根上は複雑な部品構成で、塗装時は部品を全て取り外す必要があり塗装中はなんとなく紛失しそうな雰囲気なので注意が必要です。製造銘板は『日立』としています。

 常磐線上野口で57-11改正まで残っていた客車普通列車用の牽引機として不可欠の存在です。





 
ED75 119

 ED71の後継機として1963(昭和38)年の常磐線平電化に対応して増備が開始された形式です。以降は増備が続き、よん・さん・とうまでに東北一円までに拡大されました。実車はよんさんとうに備えて1967年に三菱電機/三菱重工で製造された車両です。
 台車は仮想心皿方式が採用され、車体から出た足と台車間に引張棒を装備して空転を起こしそうになると強制的に再粘着を促進させる機構が採用されています。そのため4軸駆動のD形でありながらEF65・EF81に匹敵する出力を誇っています。

 模型はKATO製の1次製品で、台車とスカートが一緒に首を振る当時のKATOの標準的な部品構成が特徴です。
 碍子に白を入れています。ヘッドライトは電球色高輝度LEDに換装しており、発進する前から点灯し非常に明るく前方を照らしてくれます。
 ナンバーは製品のものを加工し『ED75』以外の部分を削ってインレタで119を入れています。製造銘坂は銀河モデルのエッチングパーツから『三菱』を選んでいます。

 模型は1982(昭和57)年3月の購入で、車体は更新しましたが動力・走行系は購入当時のままですが故障等が一切なく購入後35年以上が経過していますが現役で快調に走ってくれます。





 
ED75 1028

 2003(平成15)年に突如登場したカマで、車体側面に『ED75』のロゴが追加されました。実車は1973(昭和48)年に東京芝浦電気(現・東芝)で製造された車両です。
 模型はED79が種車です。側窓がアルミサッシに換装されているのでED79の車体とED75の屋根を組み合わせました。若干の調整が必要になります。

 このカマの製作で一番大変なのは当然ながら車体側面の『ED75』のレタリングで、しかも両側面で細部が若干異なります。 元の車体にモールドされているナンバープレート取付け用のへこみの加工と改造銘板を撤去し、ED75に合わせて作り直します。
 機器室部分の明り取り窓は車体側にモールドで表現されていますが『ED75』のレタリングが途切れないよう嵌め込み窓に改造します。嵌め込み窓はEF81用を使用し、窓ガラスに合うよう孔を広げます。
 車体側面の『ED75』のロゴは塗装で表現しており、先に車体全体に白を吹いて1.5mm幅に切ったセロテープでマスキングして赤を吹きます。
 ナンバーは切継いで『ED75 1028』としています。製造銘板はちょうど『ED75』ロゴの塗り分け部分に取付ける事になり、銘板も塗装が必要となるのでこの車両だけは取付を省略しています。


 模型は購入が2004(平成16)年、改造は2005(平成17)年で、製作当時は絶対製品化されることはない!と目論んでせっせと作った車両ですが、まさか実車の引退後にTOMIXから製品化されるとは・・・
 苦労して作ったカマなので置換えの対象にはなっていません。






 EH500-3

 2次形のEHです。
 8軸駆動となりその分車体が長くなってそのままではカーブを通過することが出来なくなります。そこで長くなった車体を中央で2分割したので2両の片運の機関車が背中合わせに連結しているように見えますが、これで1両です。

 老朽化が進んでいたED75の置換えおよび盛岡機関区ED75P形限定の重連で充当されていた高速貨物Aを単機で運用可能とする事 (恐らくJR旅客に払う線路使用料がらみと思われる) を目的として1997年に901号機(試作機)が登場し、2000(平成12)年に量産形 (1次車・2次車) が登場しました。2001年度増備車より車体配色を一部変更した3次車に移行し徐々にED75を置き換えた他、2007年には山陽本線関門間に進出しEF81の一部を置き換えています。
 出力は1両で4000kwあり、ED75重連(1900kw×2)にほぼ匹敵します。車体側面にはEH500の愛称である『ECO POWER 金太郎』の絵が描かれています。

 製品のヘッドライトは白LEDが使用されており実車とはライトの色が異なるのでEH500全車を対象に2011年に電球に交換しました。ヘッドライトを構成する基板を改造しスイッチングダイオードを回路内に組み込んでいます。
 現在だったら電球色LEDが使えます。

 車体は次項の3次車より前面に手すりおよび連結器開放テコが付属品として付いたので2次形にも取り付けています。 取付位置は3次形と同じになるように穴あけ位置を決めた後、0.2mmのピンバイスで慎重に穴をあけます。
ちょうど穴の位置が車体のカーブに差し掛かっているため、穴あけの際は作業中に位置がズレていかないよう注意が必要です。





 
EH500-23

 3次形のEHで一番車両数の多いタイプですが、増備期間が長期に亘っているため外観上若干のバリエーションが発生しています。

 模型は購入当時(2004年)は2次形しか製品化されておらずやむを得ず2次形を複数購入しましたが、後に3次形が製品化されたので一部は車体を3次形に載せ替えています。車体は何の問題もなく取替が可能です。
 製品のEH500は片方の車体のみモータを組み込み、他方の車体側にユニバーサルジョイントでモータの回転を伝える方式を採用し全軸駆動を誇っています。さすがに8軸総輪駆動なので実物同様牽引力に余裕があり、他のEF形ではコキ車14両でも引き出し (自動車で言うところの坂道発進) が出来ず大空転を起こす上り勾配でもEHではコキ車20両でも引き出しに成功し楽々と登って行きます(管理人実験済)。
 ナンバーは切り継いで『EH500-23』としています。製造銘板ですが、EH500は全車が東芝製なので『東芝』しか選択肢がありません。

 余談ですが、EHの更なる牽引力向上案としてユニバーサルジョイントを撤去しモータをもう1台組み込んで2車体2モータで走らせる事を計画したことがあるのですが、モータが常時2台駆動となり走行中は絶えずパワーパックに負担がかかりそうな感じ (全然ECO POWERでなくなるし・・・笑) なので改造は見送っています。




 機関車も少しいじってみました。
 今まで旅客車で色々改造を行なってきたので機関車でもやってみたくなります・・・


 §1.各形式の製作


 1.EF81の300番台化改造

 種車はKATO製のEF81です。私の所有する機関車の中で一番改造規模が大きいカマで、車体全周に亘って貼るコルゲート板をいかにスッキリと仕上げるかがポイントとなります。
 銀河製のEF81 301・302常磐仕様パーツセット (NPS-23) を使用し、車体に貼り付けます。


 最初に種車を分解し車体だけにします。分解の際、窓ガラスは非常に外しにくいです…

 側面の電暖灯および前面のモールドは全て撤去しナンバー取り付け部分のみにします。モールドを撤去した後の前面の仕上げは作品の良し悪しに影響します。

 側面には真鍮製のコルゲートを貼りますが、接着をより完全のものにするためコルゲートを貼ると外から見えなくなる部分に何箇所か穴をあけます。明けた部分にはバリが出ますのでサンドペーパーで平滑に仕上げます。



次にいよいよコルゲートを貼る工程に入りますが、いきなり所定の位置に瞬着で固定するのではなく最初は少量のゴム系接着剤で仮固定し慎重に位置合わせを行います。
 位置合わせが済んだら今度は車体裏側から穴に向けて瞬着を徐々に流します。接着剤の量が多いと車体とコルゲートとの隙間から接着剤がはみ出てきますので注意が必要です。
車体に穴を開けたのは実はこの作業のためです。



前面ではテールライトリム(好みに応じて手摺も)を接着します。

接着剤が完全に乾燥したら金属部分にエッチングプライマを塗装 (私の場合は筆塗り) した後下地塗装としてねずみ色1号を吹き、仕上げで赤13号を吹きます。

 駆動・走行系は基本的に非改造としています。常磐線用なので屋根に常磐線無線アンテナ2個を取り付けるとメリハリが出ます。



乾燥してから元通りに組み立てると完成です。


 製品のEF81は当初よりJR統一無線アンテナが装備されており、JR仕様になっています。

 実車の内郷区・田端区配属のEF81は常磐線での運用が主体なので (田端車は前述の通り57-11改正で東北線運用から外れた) 、屋根に常磐線無線アンテナ2基を追加します。

 銀河モデルから発売されている常磐線用列車無線アンテナ(商品番号:N-007) を取り付けます。製品は丸棒の挽物のようで金属パーツです。位置は機器室の真上で、103系・415系等とは異なりアンテナは本体のみで台座はありません。

 最初にJR統一無線アンテナを撤去し、取付孔を埋めます。次に常磐線アンテナ取付部分にφ0.6 (私は接着の便宜を図るためφ1.0) で孔明けを行ないます。
 取付は最初にゴム系接着剤を使用して仮取付を行ない位置決めを行なってから最終的に瞬着で固定しています。塗装はプライマーで下地処理を行なってからねずみ色を筆塗りしています。





 2.ED75 1028を改造で作る

 続いて車体の改造よりも塗装の方が面倒であるED75 1028です。
 実車は2003(平成15)年に登場した新更新色の第1号で、出場後仙台に帰区してから車体側面に『ED75』のロゴが入りました。田端のEF81 95に似た感じのカラーリングとなっています。


 ↑で述べたように車体は乗務員室窓がアルミサッシになっているED79用を使用します。最初に元のED79車体側面中央にある楕円形の改造銘板が不要になります。カッターまたはデザインナイフで削ぎ落とします。次にナンバープレート取り付け用のへこみ(前後左右計4箇所)をED75 1000番台用のプレートが収まるように左右方向に削って広げます。

 次に側面の『ED75』のレタリングを表現するために機器室明り取り窓を嵌めこみ式に改造します。
 道具は平ヤスリおよび丸ヤスリ(双方ともなるべく1mm程度のものが必要)を使います。Hゴムのモールドがなくなるまで徐々にだましだまし削っていきます。左右の側面で合計10箇所の加工が必要ですが、一番見せる部分の加工ですので作業はゆっくりと行った方がいいと思います。
 最後に軽く平ヤスリで仕上げて、EF81用の側面窓ガラスが問題なく入るかテストします。窓ガラスはピッチがEF81と同寸法なので1箇所ずつの切り離しはしていません。

 車体の加工が済んだら、加工した部分の仕上がり具合の確認と傷の有無をチェックするために下地としてねずみ色1号を吹きます。ここで傷のチェックや加工した部分の修正を行い、車体裾とレタリングが入る位置を中心に白3号を吹きます。


 さて塗料が乾燥したらいよいよ最大の見せ場である『ED75』レタリングの罫書き作業です。
 書体の幅は1.5mm、角度は図面等の詳細がわからないので実車の画像を参考にそれらしくつけています。罫書きは勿論修正が利くようにシャープペンで行いました。『ED75』のレタリングですが、実は左右で文字のディテールが若干異なります。


 ED79の車体を使用するため、一般形の屋根をつけると車体側のパンタを固定する穴がなくなってしまいますので画像のように台座を新製して対応しています。

 画像は撮影のためパンタを外しています。最近のJR貨物機に搭載されているGPSは画像では未取付です。
 塗装は赤2号+白3号の組み合わせとしてあります。

 ED75 1028の組み立てですが、ED79の車体にED75一般形の屋根を組み込むため、若干の調整が必要になります。
 屋根の両端が少し浮き気味になります。私はあまり目立たない部分であると判断し、最低限の処置のみで済ませました。
 ナンバープレートはED75 1028になるよう切り継いでいます。
 このED79の車体を使用する方法はED75ユニットサッシタイプを製作する際にも応用できます。




 3.EH500 2次形のグレードアップ


 製品の2次形には前面の手すりがなく、3次形と比較すると先頭部分がなんとなく殺風景です。そこで、前面に手すりを追加します。

 2006年発売の3次形はユーザーの手で取付ける手すり (ランナー付き) が付属で入っています。これを2次形にも・・・という訳です。

 取付はちょっと厄介で、取付位置は3次形と同じになるように穴あけ位置を決めた後、0.2mmのピンバイスで慎重に穴をあけます。
 ちょうど穴の位置が車体のカーブに差し掛かっているため、穴あけの際は作業中に位置がズレていかないよう注意が必要です。てすり、連結開放テコの固定は目立たなくさせる必要があり微量の透明ゴム系接着剤を使用しています。

 さて、次の問題は車両を収容するケースの中に入っているウレタンスポンジですが、製品そのままではケースに収納する時に増設した手すりとスポンジが思いっきり干渉して折角増設した手すりが破損してしまいます。手すり増設と同時にスポンジ側にも加工が必要です。




 §2.ヘッドライトの高輝度LED化



 既に165系(JR仕様)455系東北色のページで紹介していますが旅客車と同様に機関車にも高輝度LEDを取り付けよう、ということで改造してみました。
 使用しているLED・抵抗等の電子部品のスペックは前述の165系・455系と同じです。

 EF64など、一部の形式では砲弾型のLEDではなくチップLEDが採用されており、そのままでは改造できない車両もあります。このページでは砲弾型LEDを使用している車両について解説します。


  
その1.ED75(2次製品:フライホイール付き) および EF81



 前述の通り、EF81に初搭載されたフライホイール機構付きの製品 (ちなみに業界初ではないです ) は動力装置が徹底的に改良されヘッドライトは電球から黄色LEDに変更されましたが、これがなかなかの曲者でワタシとしては黄色いヘッドライトは何とも不自然な感じです。ということで電球色LEDが市販されるようになってからこの改造を思いつきました。

 (
) Nゲージで初めてフライホイール機構を搭載したのはしなのマイクロ (後のマイクロエース) で1979年の事である



 まずは車体抜き(?)の工程で車体を外して動力だけにします。なかなか外しにくいです・・・
 動力の上部に基板がありますので、基板を止めている部品を外して基板を抜き取ります。あとは最初から付いているLED(黄色)を半田の熱で外し、新たに電球色LEDを半田付けします。

 注意点ですが、この基板は何故だか非常に薄いので半田ごてを当てすぎるとかなり高い確率で熱で破損します。半田ごてを必要以上に当てるのではなくLEDの取り外しも再取付けの場合もササッと行なうことが必要です。
 画像はEF81ですが、フライホイール付きとなったED75 2次製品も同様です。





  その2.ED75(1次製品)などの旧製品群


 ED75に限った話ではないですが、KATOから70〜80年代に発売されたEF15・EF58・EF65などの電気機関車のヘッドライトユニットはほとんどが小さな基板に電球とスイッチングダイオードを実装したものが採用されています。
 ライトの改造は電球を電球色LEDに、スイッチングダイオードを抵抗に付け替えるだけです。ただしライトユニット用のスペースが狭く、非常に限られた空間に押し込まなければならないのでLEDは3mm砲弾型を使用し、LEDや抵抗は基板に出来るだけ接触した状態で半田付けする必要があります。少しでも浮いたりしていると動力のダイカストブロックと干渉し動力装置内に納まらなくなります。

 作業上の問題点ですが、↑のEF81の場合と同じで基板の厚みが薄く、半田ごてを当てすぎると熱で基板が破損します。


 余談ですが電球でもLEDでも出てくる問題、というよりもLEDの場合顕著になってくる現象ですが、モータの逆起電力作用() により走行中反対側のライトが薄く点灯する、または薄く点灯した状態でランダムに点滅する場合があります。それに関連して極稀に発生する現象ではありますが逆起電力によりパワーパックからの電流の一部が打ち消され走行速度の低下が発生する場合があります。特別に走行に関して問題となってくるものではありませんが、あまりにも目障りだったりどうしても気になるようでしたらパワーパックからの電源回路に対し並列繋ぎで1箇所以上磁器コンデンサを組み込むと解決します。方法は磁器コンデンサを何らかの形で車載するか、またはTOMIX製レールを使用している場合に限られますがフィーダーを改造してコンデンサを追加するという2通りの手段が考えられます。

  () 実車の発電ブレーキ・抑速ブレーキおよび回生ブレーキはこの現象を利用している


 以下に概要を示します。


 電球の場合とは異なり発進する前にLEDが点灯し、スピードによる明るさの変化が少ないです。
 高輝度LEDを使用しているので電球の数倍は明るいと思います。


 画像は発進しない程度の最低限の電圧をかけた状態で撮影しています。





 今回の機関車群はどれも個性派揃いです。したがって製作開始前の実車調査は実物が1両しかないのがほとんどで追いかけるのに苦労しますが…実車調査の際は詳細部分の撮影を多数行うなどして資料をある程度揃えることも必要です。


 <参考文献>

  鉄道ピクトリアル  92-8  交流・交直流電気機関車  電気車研究会  1992
  鉄道ピクトリアル  93-7  ED75形電気機関車  電気車研究会  1993
  鉄道ピクトリアル  05-4  EF81形電気機関車  電気車研究会  2005
  鉄道ファン      96-9  EF81オールラウンダー  交友社   1996



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