自動空気ブレーキと制御弁 ⑨ Ｕ自在弁

「自動空気ブレーキと制御弁」 第9回は、日本では電車に使用された「Ｕ自在弁」について解説します。

Ｕ自在弁

【概要・開発】

WH社が1913年（大正2年）に販売を開始した、旅客車用の制御弁。「自在弁」は「Universal Valve」の翻訳であるが、「万能弁」と訳した資料もある。

先に1907年（明治40年）に開発されたL三動弁は、従来の三動弁から非常部を独立させ、伝達促進・急又込め・階段弛め・非常急動・非常高圧など、一通りの機能を備えた一応の完成形であったが、それを更に発展させた位置づけで、10両（以上）編成に対応する多様な特徴を有していた。

日本ではずっと遅れて、1927年9月に鉄道省が電車の長編成化に向けて採用を検討する試験を行ったが ^※17、精緻な構造故に高価で、しかも高度な保守技術を要求されたため、当時の鉄道省の要求水準・技術水準に照らして採用に至らず、国産のA動作弁の開発につながった。

例外的に、関西で高速・長編成を指向した新京阪鉄道・参宮急行電鉄・大阪電気軌道・阪和電気鉄道・大阪市電気局のみが、三菱電機のライセンス生産品を採用した。

後に、保守に手を焼いてA動作弁を使ったAMAなどに改造された車両が少なくなかった中、大阪市では1951年（昭和26年）製作の吊掛車600形まで、この制御弁を採用した。 ^※24

【構造・作用】

構造や作用について解説した資料がなく、詳細は不明であるが、白井 昭氏によると概要は以下の通りである。 ^※3

特長としては
　・迅速な指令の伝達
　・高感度で安定
　・常用ブレーキ後でも確実に非常制動が作用
　・常用・非常で異なるブレーキシリンダ圧力を設定
　・迅速・均等かつ確実な又込め
　・込め不足の保護
　・確実な弛め
　・非常ブレーキ後の迅速な弛め
などがあり、高い感度・機能とその均等性・安定性を実現するために、常用・非常・伝達促進（急ブレーキ）の各部分を独立させ、三動弁の機構の他に高圧弁・保護弁・弛め弁などを備えている。

具体的には管座の片側に釣合部、もう一方に非常部と急動部を取り付けてあり、釣合部には弛め弁・E6安全弁・締切弁・一段弛め蓋などが、非常部には急動弁・高圧弁・保護弁・パイロット弁などが付属している。また形式によっては、直通ブレーキ部が付属する。

 
大阪市電気局105号（保存車）に搭載のU-5自在弁。昭和6年9月、三菱電機株式會社製。
2007年11月10日、大阪市交通局緑木検車場にて一般公開時に撮影。

外観を見る限り、金属ピストンと滑り弁を使用した二圧式の制御弁で、写真左側（安全弁が見える側）が釣合部と思われる。

【細分形式】

開発当初はU-1・U-2・U-4・U-5や、直通ブレーキ付のU-4-A・U-5-A、電磁ブレーキ付のUE-5などがあり、1915年にはU-12・U-12-A・UE-12などが登場した。更に1940年頃にはU-12-BDが開発され、主に北米大陸の鉄道で多数が使用された。

なお従来の三動弁ではブレーキシリンダのサイズ（内径）別に複数の型式が設計されていたが、U弁では絞りを変更することで異なるサイズのブレーキシリンダに対応できるようになった。この考え方は、国産のA動作弁にも引き継がれている。

【適用ブレーキ方式・車種】

AMU：

電車用のブレーキ装置で、国内では以下の事業者・形式に使用された。
　・新京阪鉄道             P-6形
　・参宮急行電鉄          2200系
　・大阪電気軌道          デボ1400形
　・阪和電気鉄道          モタ300形、モヨ100形など
　・大阪市電気局          100形～600形

いずれも保守の困難性や部品入手上の問題から、1950年代までにはA動作弁を使用したAMA方式への更新、電磁直通ブレーキへの改造（大阪市）が行われ ^※24、消滅した。

なお大阪市交通局105号は静態保存車となっており、制御弁もU-5に復元されている。現在動態保存化へ向けて整備中との情報もあり ^※25、実現すればAMUブレーキの復活となる。