日本の鉄道の電気車両の問題性について（その１）

　私がこれから書く内容は、鉄道アナリストの川島令三氏や工学博士であられます曽根悟先生らが書いて警鐘を鳴らす必要があるものです。
　しかしこの現状を知らないのか、危険性を認識していないか・・・いや彼らならば両方共該当するでしょう。

　これから書く内容は大手の鉄道会社の本社レベルでは既に問題になっており、今や現場レベルでも問題になっている事なのです。
　かなり専門的なことなので、なるべくわかりやすく書いてみます。


　私と親しい鉄道車両の検査担当者達から実際に聞いた話です。
　最近ある鉄道会社が現役で使用している直流複巻主電動機（電車の動力源であるモーターのこと）が長年の使用で老朽化し、今後の使用に問題が生じていました。
　しかしまだ今後１０年以上は使用したいので、この主電動機を製造した電機メーカーにオーバーホールを依頼し、車両基地からトラックに積み込んでメーカーに発送したのです。
　この主電動機を使っている車両もかなり古いのですが、車体の鋼体は頑丈でまだまだ現役で使えますし、主電動機も古くはなっているけどオーバーホールしてもらうことで老朽化した部分を交換し、絶縁も強化できるので新品並みの性能になり、今後も安定して使うことが出来ます。

　実際このような事はどこの鉄道事業者でもこれまでやっていたことであり、特段変わったことではありません。

　ところが、オーバーホールをお願いしたときから電機メーカーの反応がおかしかったのです。「オーバーホールは請け負いますが、これまでの価格よりも高くなりますがよろしいですか」。
　鉄道会社としてはオーバーホールしてもらわないとこの先も使うことが出来ません。価格の上昇は人件費が上がっているのだなと思いながらお願いしたのです。

　そして数ヶ月後の納期が近づいた頃にオーバーホールを請け負った電機メーカーから連絡があり「納期までに納めることが出来なくなりました。いつ頃になるかと言うことも言えません」と言ってきたのです。この対応に鉄道会社側は「一体どういう事だ！　説明してくれ！」と、この会社を問い詰めたところ驚きべき事情が判明したのです。

　なんとこの会社の中で直流電動機のオーバーホールが出来る社員がたった一名しかいないこと。しかもオーバーホールを請け負っているのが複数の鉄道会社であり、オーバーホールを行う主電動機の数も数十台以上。
　しかも直流電動機を使用しているのは電車の動力源である主電動機以外に、電動発電機（ＭＧとも言われています）や電動空気圧縮機（コンプレッサーまたはＣＰとも言われている機器で圧縮空気を作る機械）にも使用されています。これらの直流電動機も電機メーカーの社員が１人でオーバーホールしているのです。
　今までこの電機メーカーの社内で直流電動機のオーバーホールが出来た社員は数十名は居たのですが、今やほとんどが交流電動機の製造や修理に回されていたのです。
　
　この電機メーカーとしてもこのままでは良くないとのことで、定年退職者を呼び戻したり、子会社の方でやってもらえないかと走り回っているそうです。

　この事情を知った鉄道会社側はまさに青天の霹靂という状態になり、今後の車両計画を大幅に変更する事になりそうなのです。

　私もかつて国鉄吹田工場で主電動機の分解・清掃・組み立てをやっていたこともありましたので、オーバーホールの中身など実際に知っています。ですのでこの話を聞いたとき驚きのあまり声も出ませんでした。
　ＪＲ化後には吹田工場に於いてこの様なオーバーホールをしているのかどうか不明ですが、主電動機、いや電機機器にとってこのオーバーホールこそがメンテナンスの最後の砦であり、ここで直せないなら廃棄処分するしかないのです。

　また別の鉄道会社で車両の検査業務をしている方にこの話をしたとき、「うちの会社には複巻電動機はないけど、既に直巻電動機でも同じ事が起こっており、うちの会社でも困っているんです。直巻よりも構造が複雑な複巻であれば尚更でしょう」とのこと。


　上記の話を読まれました、私のマイミクさんの中の同業者の方であれば、この話の深刻さが理解できると思います。
　また鉄道車両以外で自動車や機械類のメンテナンス業務に携わっている方も理解できるでしょう。

　オーバーホールの重要性は人間で言えば主要な臓器の外科手術のようなものです。ここで病巣を取り除けば快方に向かうことが出来ます。つまりオーバーホールが出来ないと言うことは外科手術の道が断たれてしまったことになるのです。

　これからわかりやすく説明しましょう。
　日本の鉄道で使用されている電車や電気機関車の主電動機には直流で回転する直流電動機と交流で回転する交流電動機の２種類があります。
　直流電動機は今から１００年以上前に電車や電気機関車が誕生してからずっと使われてきた電動機で、特性が鉄道車両に向いていたので使用されてきました。
　この直流電動機には大きく分けて直流直巻電動機と直流複巻電動機があり、それ以外には東京メトロの一部の車両に使われている直流分巻電動機があります。
　そして交流電動機はこれは今から約２０年ほど前に鉄道車両に使われるようになりました。実は交流電動機の方が事業用や家電品など直流電動機以上に幅広く使われている電動機ですが、その特性が鉄道車両向きではなかったので鉄道車両の主電動機としては使われていませんでした。
　しかし直流電動機には整流子という部分があり、これがメンテナンスの上で手間がかかるのと、フラッシュオーバーという一種のショートで最悪の場合には主電動機が焼損するという欠点がつきまとうのです。

　この整流子が交流電動機には存在しません。
　皆さんの自宅にあります家電品で、モーターを分解して整流子面の点検やブラシの交換をしたことがあるでしょうか？
まずありません。家電品では直流モーターは使用していません。つまり交流モーターを使用しているためメンテナンスフリーなのです。

　近年の半導体の進化により電圧と周波数を細かく制御出来る制御器の完成により、交流電動機でも直流電動機以上の特性を得ることが出来るようになったのです。
　最新の新幹線や通勤電車など交流電動機が幅広く使用されるようになり、今や直流電動機を採用した新製車両は無く、すべて交流電動機を採用した車両が新製されるようになりました。
　そしてこの交流電動機の種類には誘導電動機と同期電動機があります。

　今では直流電動機を採用した車両の内、まだ経年が新しい車両は交流電動機に交換し、同時に制御器も交流電動機を制御できるものに交換しています。
　しかし経年が古い電車は全て廃車とし、代替新製車両は交流電動機を採用した車両として所有車両が全て交流電動機を採用した鉄道事業社局もあり、京王電鉄や大阪市交通局などがそうです。

　では全ての直流電動機が交流電動機に置き換わるのかと言えば、それは約２０〜３０年後でしょう。鉄道事業社の中には交流電動機よりも直流電動機を使用した車両の方が多い会社がまだ数多くあるのです。
　また地方の中小私鉄に於いては、全車直流電動機というのがほとんどです。ですから日本の鉄道事業社全ての電気車両のうち、直流電動機を採用した電気車両の方がまだ多いのです。

　直流電動機は交流電動機と比較してメンテナンスに手間がかかるのとフラッシュオーバーの危険性があると言うことが問題ですが、これらはキチンとしたメンテナンスで危険性を防止し安定して使用できるのです。また交流電動機もまだ価格的には直流電動機よりも高価ですから容易に導入は出来ません。

　自動車や家電品であれば、製造終了から何年間は製造メーカーが保守部品を確保しており、修理の対応をしてくれます。その期間を過ぎてもメーカー以外の小さな会社で保守をしてくれる場合があります。
　しかし、電気車両に必要な主電動機を製造している会社が、まだまだ活躍している直流の主電動機が数万台近くいるにも関わらず、そのオーバーホール能力を切り捨てている現状をどう考えるのでしょうか。
　あまりにもユーザー（鉄道事業社）を馬鹿にしていませんか。
　電機メーカーにも言い分はあるでしょう。しかし自動車のように製造終了後何年間は面倒を見ます。という事が出来なかったのでしょうか。
　今から後、せめて１０年間は直流電動機のオーバーホール技術を残しておいていただけないでしょうか。
　同時に国土交通省にもお願いしたいのですが、直流電動機を採用している車両を交流電動機に変更する場合は、制御器やその他の機器も取替る必要があります。それを１０年間で切り換えるには予算的な問題があります。
　そこでこの取替のための補助金を設けていただけないでしょうか。鉄道事業社だけでやるにはＪＲとか大手民鉄や公営交通でなければそれは不可能です。

　この主電動機に関わる問題ですが、かなり根の深い問題でして、次の回では直流電動機についてもう少し説明したいとおもいます。