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2018年 02月 13日

気動車発達史 9 一般形気動車 キハ20系の誕生

キハ55の成功を受けて
キハ44800(昭和32年の称号改正でキハ55)が製造されたのですが、この車両から車体幅が2800mmまで拡張されることになりました、キハ55の車体幅を大きく出来たのは車両の軽量化によると書かれている記事が多いのですが、それ以上に車両限界の拡張が行われたことも大きいようです。
日本における鉄道の車両限界の拡張が行われた事がより大きな原因であったと書かれています。
キハ55が製造される以前の車両限界は、第1縮小限界と呼ばれ、965mmの高さから一気に2600mmと狭くなっていました、国鉄では新しい車両限界の検討が行われ、昭和31年頃には新しい車両限界を適用できるようになりました。
新しい車両限界は、高さが引き下げられ820mmまで2850mm幅で車両を設計できるようになりました。
従前の気動車(キハ17系まで)が2600mm幅に抑えられていたのは出力もさることながら、こうした事情もあったと言われています。
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交通技術から引用

なお、その辺の事情については、交通技術昭和31年9月号の記載があります。
少し長いですが、全文引用してみたいと思います。
従来の第1縮小車両限界ではレール面上965mmにおいて、ぞれ以下の部分は幅が2,950mmから一度に2,642mmまで小さくなっていたものが、新車両限界によれば幅2,850mmではあるが、レール面上1,160mmから820mmまでまっすぐ下りる事になった。このお蔭で気動車の車体幅を客電車なみの2,800mmとした場合に、側出入口の踏段をも一緒にこの幅の位置までひろげる事が出来、ドア・エンジン付の側引戸も従来通りの寸法形状のまま、この2,800mmの幅の位置に造られた踏段上のレールにそって動かす事がすきるようになった。いいかえれば車とホームとのスキマが従来車よりも減ったということもできる。従来通りの第1縮小限界であれば、引戸の裾だけは幅2,600mmの位置に引込むように設計し、踏段や戸袋下部の形状も異様なものにせざるを得なかったであろう。またこれは従来キハが車体幅2,600mmでつくられるのが常識となっていた原因の一つでもあったのである。
また、記事では今後は車両限界も拡張されたことから、今後はキハ45000系の車体幅を大型化した一般気動車を誕生させる事も考えられると記されており、実際には昭和32年にキハ44500(キハ17)の置き換えようにちゅう。
再び、交通技術から引用させていただきます。
なお前にのべたように新しい車両限界で側出入口踏段が問題なく車体幅2,800mmの位置へ取付けられることとなったので、今後は従来のキハ45000系のものも車体幅2,800mmに大形化してつくられてゆくようになることも考えられる
ということで、国鉄ではキハ55で培われた軽量技術を活かして昭和32年からキハ20を中心とすることになりました。
キハ55のように優等車両は製造されず、一時形とも言えるバス窓タイプの車両と2段上昇窓にしたタイプに分けることが出来ます。
20系気動車は基本番台である、キハ20が昭和32(1962)年から昭和40(1966)年まで製造されましたが、キハ28が横型エンジンを採用したのに対して、普通列車用気動車として誕生したキハ20は、キハ52の一部を除き最後まで縦型機関が搭載された形式となりました。
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画像 wikipedia

キハ20系列気動車の仲間
新製車グループ
  • キハ20・・・・両運転台の気動車
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初期型のキハ20はバス窓タイプを採用 交友社 100年の国鉄車両から引用

  • キハ21・・・・北海道・東北の一部地域向け、キハ20に準じた構造で二重窓になっているもののデッキが無いキハ20と同じ構造のため乗客サービスの上で難があり昭和32年に84両が製造されたが翌年からはデッキ付のキハ22に移行しました。
  • キハ22・・・・北海道・東北の一部地域向け、キハ21の改良型で、ドアを両端に寄せてデッキを設けた車両、準急形のキハ55系とそのスタイルにおいて遜色は無く、711系交流電車、キハ40 100番台の基準となり、昭和50年代では多く急行列車などにキハ22が使われたりしたものでした。
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交友社 100年の国鉄車両から引用北海道向けの初期車は、キハ20に準じた外観であり、サービス上に問題がありました。

  • キハ25・・・・キハ20の片運転台タイプ、初期の車両は白熱灯でしたがその後は蛍光灯に変更されました。
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交友社 100年の国鉄車両から引用 200番台からは、近代的な2段窓となりました。

  • キハ52・・・・キハ20の2台エンジンタイプ、大糸線で最後まで活躍したことは有名、前期型と後期形の分けることが出来、後期形はエンジンがDMH17からDMH17H(水平対向)に変更され、足回りに関してはキハ58と同一となりました。
  • キハユニ25・・・新製された、合造車、キハ21をベースに製作された寒冷地向け
  • キハユニ26・・・新製された合造車、キハ25をベースに製作された車両


改造車グループ

  • キユニ21・・・昭和41年にキハ21を改造して製作された車両


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by blackcat_kat | 2018-02-13 22:00 | 気動車
2018年 02月 12日

気動車発達史 8 キハ44800(キハ55)の開発と発展

本格的準急気動車の誕生

連日、気動車発達史として書かせていただいておりますが、今回は本格的準急気動車キハ55を取り上げたいと思います。
キハ55は、キハ44600の成功を受けて、10系客車の軽量化の手法を応用した車両で、先行試作車としてキハ44800(後にキハ55に編入)が昭和31年に3等車のみ5両が試作、完成後は日光線に投入されています。
日光線にこうした新車が導入された背景には、当時は国鉄と東武の間で激しい競争を繰り返していたからであり、東武が1700系電車を投入したことで更に苦戦に立たされることになりました。
東武が1,700系を投入したことを受けて、キハ55を投入、その後、日光線電化で157系が投入されると、東武は1700系の投入を中止し、1720系(DRC)を投入するなど、当時の競争はかなり激しいものがあったものでした。
今回は、東武の1720系のお話では無く気動車発達史ですので、本題に戻りたいと思います。
キハ44800の特徴
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100年の国鉄車両から引用

先行して試作されたキハ44800は足回りはキハ44600とほぼ同等で台車も、キハ44600と同じ、DT19形台車が採用されました。
DT19形台車は枕バネの代わりに防振ゴムを使用した台車であり、私も経験がありますがびびり振動が多くて乗り心地は決して良いとは言えませんでした。
準急用としてはかなり問題があったかと思うのですが、当時は国鉄で用意できる気動車用の台車が無かったので、この台車で出場しています。

キハ44800とキハ44600比較

そこで、キハ44800とキハ44600の比較を試みてみようと思います。
  • エンジン キハ44600 DMH17 160PS キハ44800 左同
  • 車体幅 キハ44600 約2.6m  キハ44800 約2.8m
  • 車体長 キハ44600 20.6m キハ44800 約21.3m
  • 車体高 キハ44600 約3.7m キハ44800 約3.9m

    ちなみに、21.3mと言う長さはその後の気動車の標準となり、JR各社にも引き継がれています。

さて、21.3mとなった理由を探してみますと、昭和31年9月号の交通技術に下記のような記事がありました。

引用してみますと、

連結面聞が20mでなく更に延ばしたのは、20m車とした場合に客車の標準形20m車とほぼ一致するような設計をとり得る事が狙いであり、運転台のある場合にはそれだけつぎ足した形になるようにしたからである。将来キサハのような附随車或いは運転台のない動車を造るとすれば、形式図の動車から運転台の分だけやめた20mで造る訳である

将来的には運転台が無い車両の場合は20mの車体を作ると書かれていますが、キハ80系は中間車も21.3m製造されており、当初の狙いは無かったことになっています。

また、今回の21.3mとなったのですが、キハ44600で問題になった、デテクター・パー(転轍機が勝手に切り替わらないように制限する装置)ですが、これにつきましては、下記の通り限度いっぱいまで伸ばすことで、修正すること無く全国の線区で運用できるようにしたそうです。

再び、交通技術から引用させていただきます。

心皿中心間隔はl4.3mで、この値はデテクター・パーの長さl2.5mとの関係から定められた相隣る輪軸中心間の水平距離の限度12.3m一杯までとり、固定軸距2mの台車を使用する事からきまって来た長さである。
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キハ44800の車体の特徴


準急用車両として計画されたもので、キハ44,600と異なるのは車体幅だけでは無くデッキも設けられ、準急列車にふさわしい?内装にしたそうですが、エンジンは引き続きDMH17エンジンを採用していますので、床上の点検蓋は残りました。

それ故、オイル臭が残るなど、問題になってものでした。

余談ですが、初期に製作されたキハ44800ですが、その後誕生するキハ55と比較すると運転台の窓が小さいというか。バランスが悪いのですが、これはキハ44600のガラスを流用したので、先行試作の5両は運転台の窓が小さくなっています。


準急用として誕生した試作車キハ44800は、キハ55として増備されることになりましたが、昭和32年までの1~46までは通称バス窓と呼ばれるタイプとなり、昭和33年以降は1段上昇窓に変更されました。

更に、1エンジンとしたキハ26や優等車としてキロハ25や全室優等車のキロ25が増備されることとなり、準急の気動車化に大きく貢献することとなりました。
準急用の2等車は、特急の3等車(157系の3等と同じ)回転クロスシートを装備となっていましたが、準急自体が消滅したことから昭和42年から格下げが行われ、内装はそのままにキロ25→キハ26-400番台 キロハ25→キハ26-300番台に改番されました。

その後は、荷物気動車などに改造されますがその辺はまた別の機会にでもお話しさせていただこうと思います。


続く






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by blackcat_kat | 2018-02-12 11:52 | 気動車
2018年 02月 04日

気動車発達史 6 10系気動車の始祖 キハ17系気動車を中心にしたお話

本日は、液体式気動車の決定版となった、キハ45000(後のキハ17)についてお話をさせていただこうと思います。
キハ45000形は、分割併合も考慮した貫通スタイルとして、キハ44500をベースにした車両ですが、側面は電気式のキハ44100と同様の両端にドアがある構造になっていました。
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キハ45000(キハ17形)

キハ45000系について少しだけ解説を加えてみようと思います。
車体幅は、キハ44000に準じた2600mm幅で車体長は20m、内装も概ね準じたもので、白熱灯が2列で昔の客車と比べれば明るいとはいえ、かなり薄暗い車内でした。
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昭和28年製増の車両、背ずりが低く大人だと頭が触れあうレベル
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不評だったので背ずりを高くして、頭が触れあわないようにした、昭和29年から増備の改良型、
背ずりを高くした代わりに肘掛けが省略されました。

また、車体は軽量化のためシートも背ずりが低かったようです。昭和29年度増備の車両からは、背ずりが高くなりましたが、肘掛けを省略など、引き続き軽量化を意識した車両となりました。
100年の国鉄車両に当時の車両の内部写真がありましたので引用させていただきます。

また、キハ45000系列の車両としては下記のようにいくつかの車両が製造されました。
  • 片運転台 キハ45000(トイレあり)後のキハ17
  • 片運転台 キハ45500(トイレなし)後のキハ16
  • 運転台無 キハ46000(トイレなし・運転台なし)後のキハ18
  • 運転台無 キロハ47000(トイレあり・運転台なし)後のキロハ18 トイレは優等車側
  • 両運転台 キハ48000(トイレあり)後のキハ11
  • 両運転台 キハ48100(トイレなし)後のキハ11
  • 両運転台 キハ48200(トイレあり)後のキハ12(初の北海道向け)
  • 片運転台 キハ44600(トイレあり 2エンジン)後のキハ50
  • 片運転台 キハ44700(トイレあり 2エンジン)後のキハ51

注:キハ44600は、車体長が長すぎて転轍機の保護装置に抵触するため使用線区を限定去れ、増備も2両だけで終わりました。
なお、1両は新潟地震の際に陸橋の下敷きとなって大破し解体されました。


キハ45000は、増備が進むにつれて編成で運用されることが多くなり、運転台を省略して中間車を作ろうということで、キハ46000形(後のキハ18)が45000形の増備と平行して製作されることになりました。
この車両の特徴は、キハ45000から便所と運転台を撤去したもので、定員が8名増となりました。

また、翌年昭和29(1954)年には地方線区でも優等車の必要があるということで、2・3等合造車のキロハ47000(後のキロハ18)形が5両製造されています。
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キロハ47000
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キロハ47000の車内

なお、wikipediaを参照しますと、「千葉県庁と千葉市役所から「気動車にも二等車を連結されたい」という強い圧力があり、やむなくこれに対処したものであるという」等の記述がありました、手元にそれを証明する資料がないのでそのまま掲載させていただきます、以下は導入された経緯に関する私的な推測ですが、出張に際して、経費の関係で連結を要望したものであろうと思われます。(公務員の旅費規程では部長級以上は、優等車の連結された列車が1本でもあれば、優等車両の運賃で旅費が計算されたため)実際に千葉県庁なり市役所の部長級が実際に利用したかもしれませんが・・・。規程を生かすための方策であったのではないかと推測されます。急行砂丘に半室グリーンが連結されていたのも同様の理由からと考えます。)
さらに、昭和31(1956)年には2両増備されており、こちらは「準急かすが」に連結するためのものであり、キハ51を両端に連結して準急色を纏った統一された編成で湊町から名古屋間を近鉄特急に対抗するように走っておりました。

キロハ47000形の2等車部分は、当時の並ロと呼ばれた向かい合わせ式の車両で少し高めの背ずりと肘掛けが付く車両でした。

次回は、キハ44600についてもう少し掘り下げてお話をさせていただこうと思います。

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by blackcat_kat | 2018-02-04 14:19 | 気動車
2018年 01月 22日

気動車発達史 3 戦前の電気式気動車

キハ43000その後
キハ43000は、完成後試験に供されたようですが、自動車の水平対向エンジンでも弱点として指摘されている、「水平シリンダー配置の場合には、シリンダー内面の不均一な潤滑油膜による偏摩耗など、潤滑に起因する問題」が発生し、当時の技術力では十分にカバーできなかった部分もあったようです。 【前述】
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基本的には、キハ43000形についてもう少し書いてみますと。
3両固定編成で、両端先頭車が動力車 20m車体で、エンジン出力は、240PS(1300r.p.m)でした。
中間付随車 17mと、車体長が異なっていました。
出入り口は、前後2カ所にあり、キハ17などと同様に客車に近いレイアウトであり、先頭車の運転台後ろの出入り口が片引戸に対し車端部の扉は内開戸でデッキ付と変わった構成となっていました。【中間車は、両端とも内開き戸でした】
なお、蒸気暖房が採用され、付随車に専用ボイラーが搭載されていたそうです。
さらに、車両間は密着連結器が採用されて板と記述されています。
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キハ43000編成写真 鉄道ジャーナル1974-7月号記事から引用
元画像は、国鉄提供

試用を開始した昭和12(1937)年は日華事変が始まった年であり、6月9日に商工省局として鉱山局から分割、当初は石油業法の運営を掌どり、第1部の油政課は石油業の統制等を行ったと記録されており【第2部は人造石油などの製造】、昭和18(1943)年中には休車となってしまいました。
その後、浜松工場で保管されていたようですが、空襲で被災、戦後は復活することなく、昭和23年には廃車となっています。
中間車は一時期、飯田線で付随車として、活躍したとされています。

明日は、戦後の内燃機関事情として、天然ガス動車のお話をさせていただきます。


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by blackcat_kat | 2018-01-22 22:50 | 気動車
2018年 01月 18日

気動車発達史 2 戦前の機械式気動車 三態

戦前の機械式気動車 三態 

昨日も書きましたが、電気式気動車は重量が重く、日本の鉄道には不向きであり、国鉄としては、ローカル線用としてキハ41000やキハ42000を製造していきました、ただ、機械式の最大の欠点は重連運転が出来ない事でした。
重連運転をしようと思えば、前後の車両に運転士が乗務する必要があり、汽笛でタイミングを図りながら運転していましたが、精々2連が限界であり、江若鉄道で夏場の海水浴シーズンに3連と言った記録もあるようですが、実際にまともに運転が出来たのか気にかかるところではあります。

さて、古い資料などを参照していますと、キハ41000を基本として、いくつかのバリエーションが作られたようです。
  • キハ41000 戦前気動車を代表する15.5m 20tの軽量車体 最高速度75km/h
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  • キハ40000 キハ41000の縮小版として車体長を11.5mに制限し、最高速度も65km/hとする代わりに貨車の1両もけん引できることを狙ったものでしたが、実際には殆ど実用にならなかったと言われています。
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  • キハ42000 キハ41000の車体を延長し19mに、エンジンを6気筒から8気筒に変更(GMH17エンジン)した車両 最高速度試験で108km/hを記録したと書かれています。
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    画像は全てwikipedia参照
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まだまだエンジンなどの技術が未熟な時期でしたが、鉄道省工作局車両課が中心になって、川崎車両、池貝鉄工、新潟鉄工
当初はガソリンを燃料とするGMH13その後、シリンダの数を8個にした、GMH17型エンジンが開発されました。このエンジンは、最高出力150PS(GMF13は100PS)に増強されました。
なお、ガソリン動車と平行してディゼル動車の開発も進められ、キハ41000のディゼル版としてキハ41500が、キハ42000のディゼル版としてキハ42500が製造されています。

電気式気動車誕生 
しかし、機械式では1両ないし2両程度しか連結できず、旅客増に対して対応できない問題があり、昭和12年に電気式気動車を試作することとなり3両1編成で試作されたのが、キハ43000でした。
当時は世を挙げて流線型ブームであり、EF55やC55形機関車、電車ではモハ52が同様に従来のスタイルと比すると流線型と呼ばれる形で誕生しました。
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エンジンはDMF31H(排気量31L 6気筒 水平対向エンジン)でしたが、水平対向エンジンは排気や潤滑で問題があったり、クランクシャフトが折損するなど問題が多かったようです。
ただし、このエンジンは戦後、縦型に設計変更してDD13形機関車に搭載好成績を収めることとなりました。
ちなみに、DD13形エンジンの気筒数を増やして12気筒としたものがDD51になります。
DD51のエンジンのルーツは、キハ43000間で遡ることが出来そうです。
なお、DMF31エンジンは、その後過給器を付加して出力を500PSまでアップしています。
その後、再びDMF31エンジンを横型にし、出力を400PSに絞ったDMF31Hエンジンを使って試作されたのがキハ60でしたが、この辺は既に書かせていただいておりますので併せてご参照ください。



http://blackcatk.exblog.jp/237662473/

続く

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by blackcat_kat | 2018-01-18 12:10 | 気動車
2018年 01月 15日

気動車発達史 1

気動車の発達
今回から、気動車発達史として何回かに分けてお話をさせていただきます。
第一回目は、内燃気動車の戦前までのお話をさせていただく予定にしております。

翠明期

気動車の歴史を振り返るとき、第一号と言えるのは、蒸気動車と呼ばれるものが最初で、湊町~橿原間に運転開始されたものが最初と言われています。
蒸気機関車の小型版のようなもので、ボイラーで発生した蒸気により車輪を駆動するもので、ハンガリーガンツ社製で4両(2両と言う記述もあり、また関西鉄道時代に導入されたようで、その後国鉄で使用)が輸入されたと記録されています。
ただし、ガンツ式は構造が複雑で、当時の日本の技術力では整備しきれなかったとも言われています。
その後汽車会社で、工藤式蒸気動車が開発されます、性能はガンツ式に劣りますが、当時の技術水準には合っていたようで、私鉄の他、鉄道院にも明治45(1912)年、から大正4(1915)年までの間に18両ほど納入されたと記録されています。
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工藤式蒸気動車 画像 Wikipedia

明治村に保存されているのは、工藤式蒸気動車になります。
その後、地方私鉄でも大正末期から小規模なガソリン動車が誕生し、鉄道省でも、昭和4(1929)年に12両が製造されました。
しかし、10mの車体で2.8m車体幅でありエンジンの出力に対して、重量が過大(19t(公称は15.5t)であり、走行性のも低く成功とは言えませんでした。)
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画像 Wikipediaから

製造後は、姫新線 姫路 - 播磨新宮間や播但線 姫路 - 寺前間等で使用された他、東海道本線 大垣~美濃赤坂~(西濃鉄道)市橋間等で使用されたと記録されています。
北陸本線 長浜 - 彦根間
さらに、2年後の昭和6(1931)年には、20m級のキハ36450形と呼ばれる内燃車が開発されますが、これもエンジンの出力に対して、重量が重く北陸本線で使用され、総括制御方式を採用の基礎データを提供できたようですが、燃費は非常に悪く、kmあたりのガソリン消費量は1.414L【約700m】】という不経済な車両だったそうです。
本格的な機械式気動車としては、私鉄向けに日本車輌が製作して経験が豊富であった日本車輌が開発に参加することとなり、キハ36900【後のキハ41000】形により一応の完成を見たと言えそうですが、キハ36900自体は国鉄というよりも、日本車輌が製造した車体がベースとなっているとした記述もあります。
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キハ41000形。その後改良型のキハ42000形とともに戦前を代表する内燃動車となります。


その後製造された、キハ42000形【後のキハ07形】は戦前を代表する内燃気動車【ガソリン動車】となりました。
以下、続きます。
製造量数に誤りがありましたので削除させていただきました。
失礼いたしました、お詫びして訂正いたします。

併せてご覧ください。 

気動車の発展と開発  戦前の気動車のお話 第1話


戦前の試作気動車【キハ43000】

戦後気動車の復活【天然ガス動車】


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by blackcat_kat | 2018-01-15 11:37 | 気動車
2017年 12月 16日

幻の白棚線専用車両 キハ10000

久々に投稿させていただきます。

白棚線という名前を聞いて、ピンとくる方はどれほどいるでしょうか。
東北本線の白河と水郡線の磐城棚倉駅間を結んでいた白棚鉄道が、その前身で、昭和16年には国鉄に買収されて白棚線とったそうですが、当時から輸送量は小さく、昭和19年には休止となっています。
戦後は、鉄道として復活が試みられますが、最終的に復活することはなくバス路線となりました。

白棚線の歴史をWikipediaで見てみますと、
  • 1952年(昭和27年)
    4月 鉄道建設審議会で鉄道の復元決定
    6月 棚倉古町 - 赤坂中野開業
  • 1953年(昭和28年)
    2月28日 磐城棚倉 - 漆草開業
    11月26日 この日白棚線の復活起工式が行われるが、軌道の建設を断念

となっています


ただし、実際に軌道の建設が断念されるのは、昭和29年以降であり、昭和31年には軌道時期を専用道化して現在に至っています。

そこで、古い資料を参照していますと、興味ある記事を見つけました。

それは、白棚線専用にレールバスを開発するというものでした。

それが、下記の図です。


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まず、出入り口の両端のステップが極端に長く、本当にバスのようなイメージとなっています。
これは、白棚線に復活させる駅は、ホームを設けない方針であったた(路面電車の安全地帯のような低いホームを想定していたと思われます。このようなドアがレール付近まで伸びていたそうです。
当時の交通技術(昭和29年5月号の記事では、下記のように書かれています。)
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さらに、同時期に白棚線用の貨物列車輸送用に計画された機関車がDD11でした。
こちらは、DMH17(気動車の標準エンジン)を2基積んだ機関車でした。
次ページの最後の方には、現在はバスが11往復であるが、この気動車を導入することで13往復まで増やして利便性がさらに高まると書かれています。
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バス代行で復活後も鉄道への輸送が考えられていたようですが、鉄道を復活させるよりもバスを走らせた方が多少経費がは上がりますが、フリークエンシー(頻発運転)が行いやすいとし、鉄道として復活することはありませんでした。
なお、設計が進められていたキハ10000形気動車は、前後のステップの長さを切り詰めた形に設計変更され、そのまま木原線(現在のいすみ鉄道)に投入されることになりました。
その後製作されるレールバスは、車掌が乗務するので、両端に出入り口を設ける必要がなくなり、中間ドアに仕様変更(後にキハ02と改番)されました。

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国鉄があった時代 JNR-era
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by blackcat_kat | 2017-12-16 07:32 | 気動車