国鉄時代の高松運転所の思い出（その１）鋳鉄制輪子に始まり鋳鉄制輪子に終わる

　私が高松運転所に配属になり、最初に教えられた仕事の一つが鋳鉄制輪子の交換、及びブレーキライニングの交換でした。
　鉄道車両のブレーキにはいくつもの種類があります。
　気動車の場合は車輪の踏面（とうめんと読む。レールと接する部分）に金属や合成樹脂のブロック状のものを押しつけて車輪の回転を抑制する制輪子というタイプと、自動車やバイクと同じようにブレーキディスクにブレーキパッドを押しつけて車輪の回転を抑制するディスクブレーキがあり、このブレーキパッドのことを鉄道の世界ではブレーキライニングと呼んでいます。

　今回のテーマは鋳鉄制輪子のお話で行きましょう。

　鋳鉄制輪子とは砂で作った型の中に溶けた金属を流し込んで製造しますが、わかりやすく言いますと鋳物と言った方が良いでしょうか。
　メリットは特性が勾配線区向き、雪に強い事と、製造コストが安価であることと、金属の比率や材質を変化させることで特質を変えやすいので、今でも鉄道の世界で使用されています。反対にデメリットは、高速には向かないこと、金属製ですから大変重いと言うことと、直ぐに摩耗してしまうので交換時期が短いと言うことです。
　国鉄形のほとんどの気動車がこの鋳鉄制輪子を採用しており、合成樹脂を固めて成型したレジン制輪子というのもありますが、これはキハ１８１系の１次車で採用されただけです。

　さて、鋳鉄制輪子がどんな形をしているのか、わかりやすい写真がないかと探しましたら・・・ありました！

　これは私がタイに初めて行った時の写真でして、日本で言えば東京駅や上野駅に該当するタイのバンコクにありますファランポーン駅で撮影したものです。
　手書きで書きましたが、１の矢印に注目。これが制輪子です。金属色に輝いていますね。これは私の予想ですが、これは鋳物工場で完成し素手で触れるくらいに冷却したら直ぐに出荷した状態だと思うのです。

　次に２の矢印に注目。同じ制輪子でも色が違いますね。これは時間が経過して酸化した、つまり錆びてしまった状態です。錆びてしまうと性能が落ちるのではと思われる方もいるでしょうが、その点は心配ご無用です。
　一般的に新品の鋳鉄制輪子はこんな色をしています。銀色の状態というのは日本ではあり得ません。

　そして３に注目。この鋳鉄制輪子は厚みが薄いし、色も焦げ茶色になっていますね。これは使用されて摩耗し、使用限度を超えたために台車から外されたものです。色が焦げ茶色になっているのは、車両の走行時にブレーキをかけますと制輪子は車輪に押しつけられます。
　この時に車輪との摩擦で鋳鉄制輪子は摩擦熱により高温になり、そして真っ赤に焼けた状態になります。このような状態がブレーキをかける度に発生するのですから、制輪子は酸化状態になり色が焦げ茶色になってゆくのです。これを夜間に見たらよくわかるのですが、鋳鉄制輪子が車輪に押しつけられると、制輪子が真っ赤になり、「シャー」という摩擦音がして、同時に赤い火の粉を飛ばしています。
　この火の粉は摩擦で制輪子が摩耗し、金属粉を飛ばしている状態です。
　かつては線路の下の砕石や線路際の民家の屋根瓦の色が錆びた鉄の色に染まっていましたが、これは鋳鉄制輪子の粉によって着色したのです。
　近年は合成樹脂を固めて成型したレジン制輪子の採用により、このような色に染まることはなくなりました。

　ところでこの写真ですが、なんでファランポーン駅にこんな制輪子があるのか？と言う疑問ですが、私も最初に見た時はちょっと理解が出来ませんでした。
実はタイの鉄道では長距離を走ってきた車両がファランポーン駅に到着すると、何とホームの下で制輪子の交換作業をしていたのです。


　上の写真のようにこの駅の手前に操車場があるのにです。
　それで客車の台車の位置付近のレールの内側に制輪子を投げ落としておき、摩耗して交換した制輪子は線路の外側に置いておき、後で回収するようです。
　日本ではこんな作業は車両基地で行いますが、タイでは他に、車内のリネン類の交換作業、冷房用電源エンジンに軽油の補給作業も駅のホームで行います。



　さて、次の写真は実際に制輪子がどのように台車に取り付けられているのかと言うことですが、これもタイでの撮影です。
　よく見るとどこかで見たことが有るような車輌ではないでしょうか。これは元ＪＲ西日本で「あさかぜ」、「瀬戸」で使用された、元オハネ２５ １６５号です。
　台車の下側に矢印がありますが、この矢印の先に先ほど説明しました鋳鉄制輪子が付いています。客車の場合は車輪の両側から押さえ込むような形で装着されており、これを両抱き形と言います。さて、オハネ２５は元々レジン制輪子を採用しており、日本では鋳鉄制輪子を使用していませんでした。しかし今もタイでレジン制輪子を使用している２４系２５形もいますので、完全に鋳鉄制輪子化しているわけではなさそうです。
　今はこのブルートレイン塗装から紫色塗装のパープルトレイン化しています。



　それでは日本の気動車の場合はどうなるかと言いますと、
　これは高松駅で撮影したＪＲ四国のキハ４０の台車ですが、制輪子は車輪の内側から押さえつける方式で、これは片押し形と呼んでいます。
　基本的に気動車の台車は片押し形だけです。

　さて、この制輪子の交換作業はどうやってやるのか？交換作業も大事ですが、同時にブレーキ調整作業もあるのです。また検査の種類によっても手順などは違います。

　まずは交番検査の場合で書いてみます。
　交番検査は編成の中から１両を切り離して検修庫の中に入れて検査を行うものでして、検査係が交換を指示したら交換する事になります。
　ちなみに仕業検査の場合は、編成全体を検査しますし、自分で交換が必要かどうかを見極め、交換が必要でなくてもブレーキ調整作業はしなければなりません。

　私が最初に配属されたのが気動車の交番検査Ａと言う検査でして、この当時は約１ヶ月ごとの定期検査です。他に交番検査Ｂという検査もあり、約３ヶ月ごとの定期検査ですが、交番検査Ａよりも検査範囲は深くなります。
　私は一番下っ端の車両検修係ですから、きつい、きたない仕事は全て私に回ってきました。そのため作業着である「なっぱ服」（蒸気機関士と機関助士が着ている制服と言った方がわかりやすい）は常に真っ黒でボロボロでした。もちろん手も顔も真っ黒でした。
　検査係が台車枠に白いチョークで×印を付けています。これはその×印の部分の鋳鉄制輪子を交換しろと言う指示なのです。気動車１両に制輪子は全部で８個です。これを全部交換する場合は「総替え」と言いまして、大変きつい仕事になります。
　大抵の場合は交番検査で総替えに当たることはほとんどありませんでした。それに運転士にとっても総替えは有りがたい事では無かったのです。なんせ制輪子が全て新品と言うことは、車輪との当たりが悪い、つまり車輪と制輪子がなじんでいないので制動力が落ちる。つまりブレーキの効きがわるい事になるのです。

　車両の片側から台車に付いている×印の数を数えます。例えば今回は×印が台車の片側に２箇所付いていたとします。その場合は荷車を取りに行き、制輪子置き場から鋳鉄制輪子を４個取って荷車に乗せて車両まで運びます。この鋳鉄制輪子１個の重量が約４ｋｇほどですので、合計４個なら１６ｋｇになります。
　まだ気動車用の鋳鉄制輪子は軽い方です。一番重かったのはＤＦ５０用の鋳鉄制輪子。これは１個の重量が５ｋｇほど有ったでしょう。しかも取替方法も大変な手間と体力を必要とします。反対に一番軽いのはＤＥ１０の鋳鉄制輪子。これは１個の重量が３ｋｇ強の重量で、取替方法もＤＦ５０や気動車とは比較にならないほど簡単だったのです。だから私は今でもＤＥ１０が大好きです。

　さて、話を気動車に戻しましょう。荷車の上の制輪子を×印の下の床にそれぞれ２個置きまして、荷車を元の位置に戻します。制輪子交換は１本の車軸の両側に付いている左右の車輪の制輪子を同時に交換するのが基本です。例え、片方の制輪子がまだ使用限度であっても、必ず交換します。

　ここでまたタイ鉄道の車両の写真から説明しましょう。

　これはタイのファランポーン駅で入換中の日本製の客車です。日本の１０系客車を基本に製造されましたが、１２系客車の登場する２年ほど前に設計されたため、日本の１０系客車の様な問題は出ませんでした。

　この客車の台車がこの写真です。

　軸箱支持方式がペデスタル方式のウイングバネ式台車。まさに日本の技術で作られた車両である証拠です。この写真で緑色の矢印で示した部分が制輪子の受け皿になります。蒸気機関車はこの受け皿と制輪子が一体構造でしたから交換も大変だったと考えられます。
　そして赤色の曲線ですが、これが制輪子と受け皿を繋ぐ串です。串と言っても焼き鶏のような竹製ではなく、鉄板を曲げたものです。この赤い曲線の位置に串が入っていると思って下さい。
　この受け皿、制輪子、串を覚えて於いて下さい。

　制輪子交換の手順です。
１，車両の下のピット線に潜り込み、車軸の下側、台車中心線上にあるブレーキ押し棒のナットの回り止めを外す。
２，ナットをパイルレンチ（水道工事で使用する工具）で緩めていく。
３，片方の串を抜き、古い制輪子と受け皿の間に串を入れて古い制輪子を外し、床に落とす。
４，もう片方の古い制輪子も同様に床に落とす。
５，新しい制輪子を左右の車輪の上に置く。
６，片方の制輪子を車輪の上から受け皿に滑り落として、パイルレンチの柄の部分で受け皿に付けて、串を所定位置に刺す。
７，もう片方の制輪子も同様に受け皿に付けて、串を所定位置に刺す。

　これで取付は終了ですが、ここからブレーキ調整作業になります。
８，ブレーキ押し棒のナットを締め込んでいき、パイルレンチの柄の部分で制輪子と車輪のフランジの間の隙間を計りながら、締め込んでいく。
９，これで良しなら、ナットの回り止めをナットに付けて終わり。

　この車軸の制輪子の取替とブレーキ調整は終了。次の制輪子の交換作業に移ります。

　床に落とした古い制輪子は全ての交換作業が終わったら回収して、使用済みの制輪子置き場に持っていきます。この使用済みの薄くなった制輪子は集められてから製造工場に戻されて、再び炉の中で熔解されて新しい制輪子に生まれ変わります。
　消耗品ですがエコな製品でもあるのです。

　制輪子の交換作業は文章で書くと簡単そうに思えますが、実際は不安定な姿勢で窮屈な車体の下、台車の上の狭い空間に入り込み、パイルレンチで受け皿をこじていくため、結構体力が必要です。
　そして交換作業は怪我の危険性も高いのです。制輪子が受け皿に収まらず、レールの上に落ちそうな時、ついつい制輪子の下側に手を入れようとしますが、それは絶対にしてはいけないのです。もしも制輪子がレールの上に落ちたら、約４ｋｇの制輪子とレールに指が挟まれて怪我をします。私の同僚もそれで怪我をしています。
　それから交換した古い制輪子は車輪によって削られており、気をつけないとこの部分で手を切る危険性もあります。

　ところで高松運転所所属の急行用気動車の鋳鉄制輪子はだいたいどれくらいの期間持つと思いますか？予讃本線では海岸沿いを高速運転し、土讃本線や予讃本線の八幡浜付近の勾配区間を走行するため、他局の急行用気動車よりも制輪子にかかる負担は大きいのです。制輪子を交換し、同じ位置の制輪子を交換するまでの期間は約１週間です。
　ちなみにキハ１８１系の１次車に使用していた合成樹脂製のレジン制輪子であれば、約２ヶ月は持ちます。それだけ耐摩耗性が強いのです。
結局、鋳鉄制輪子は製造価格が安価でも約１週間で交換するのですから、交換作業を行う検修係の人件費の負担が大きくなります。
　そのため現在ＪＲ四国の特急用気動車はレジン制輪子の車両とディスクブレーキの車両だけになり、鋳鉄制輪子を採用している車両は国鉄形気動車だけだと思います。
　ＪＲ北海道は今でも特急車両に鋳鉄制輪子を採用していますが、これは雪に強い制輪子は鋳鉄製に勝るものがまだ存在しないことと、高速性能に対応し耐摩耗性を改善した特殊鋳鉄制輪子を開発できたことから今でも使っています。

　私が高松運転所に配属されて最初の仕事がこれ。そして高松運転所を離れる前の仕事も仕業検査で制輪子の交換作業でした。制輪子の交換作業は汗まみれになり、土埃や鋳鉄の粉の舞い上がる中でしたから本当に重労働でした。
　この鋳鉄の粉が目に入ると、なかなか取れないのです。鋳鉄の粉は顕微鏡で見ますと釣り針形をしており、これが眼球に刺さると眼科でメスを使って削り取るしかないのです。
　経験者に聞きますと、思ったほど痛くないそうですが、こんな事は嫌でしょ？

　これを続ける事が出来たのは、これよりもきつい作業はいくらでもあったこと。
　そしてこの作業が本当に重要な仕事であることを身をもって理解できていたことです。
　社会に出て油まみれになりながらの作業は本当に大変でしたが、やりがいはしっかりとありましたからこの点では私は幸せだったと思います。

さて、次は高松運転所の水質事情を書いてみましょう。