1950年代に入り、戦後の混乱も落ち着きを見せ始めた頃、国鉄での内燃車輛(特にディーゼルカー)の技術は本線用機関車や電気式を模索していました。
一方で、ヤード(操車場)や車輛基地などの入換用に用いられる機関車は明治、大正時代に生まれた蒸気機関車が使用されている状況でした。都市部では煤煙などの問題があり、コスト面でも改善が必要なのではという声が出てきました。当時、入換用ディーゼル機関車はDD11形式、米軍が持ち込んだDD12形式があり、合わせても10数両と少なく、出力が300PS程度と低く、入換には力不足でした。
そこで、DD11形式の出力を向上させ、入換用として適したディーゼル機関車を設計する事となり、昭和33年に登場したのがDD13形式です。
車体は入換に適した、エンジンとの間に運転台を設けた凸型車体です。ディーゼルエンジンは戦前に設計されたキハ43000形式電気式気動車用に試作されたDMF31H形式(240ps/1300rpm)を基に官民共同開発が行われ、DMF31HS(370ps/1300rpm)を開発しました。このエンジンを2基搭載しています。
入換用ディーゼル機関車として誕生しましたが、支線などの運転も考えられており、416両がつくられ、全国で活躍を始めました。
入換用蒸気機関車の置換えなど無煙化を推進したDD13形式ですが、規模の大きい操車場ではハンプ作業(ハンプとは小高い丘を設け、頂上から貨車を切り離し、転がして編成を組成するもの。)では押上げ時の低速、長時間運転では変速機の性能、効率が悪く、重量のある列車ではブレーキ距離が長くなる欠点がありました。支線運用では軸重が14tもあり、丙線には入線出来ず、蒸気暖房用の装置もない欠点がありました。
と、欠点はいくつかあったものの、ディーゼル機関車の近代化に残した功績は大きく、DD51形式やDE10形式などの誕生となるきっかけとなったほか、各地の私鉄路線にも同系の機関車が投入され、無煙化を勧める事になりました。
DD13形式の改良形式となるDE10形式が登場すると、入換用や貨物支線用として活躍。その後、貨物列車の減少などにより昭和54年頃より余剰車が出始め、昭和62年にJRへ1両も継承されることなく形式消滅しています。

DD13 1~110

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DD11形式を発展させたスタイルが特徴の初期型のグループです。白熱灯の半分埋め込まれた前部標識灯、排気量増大により煙突を増設。サイドロッド式駆動方式から、新しい駆動方式を採用するなど、新技術が盛り込まれています。85号機以降は元空気ダメが運転台下部から台車側面に移動しています。塗装はぶどう色2号に黄色の帯を巻いたものとなっています。

DD13 111~264(マワ車所蔵)

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昭和36年に111号機が登場。この車輛は試作的要素をもった車輛で、エンジンの出力を増強したDMF31SB形式(500ps/1300rpm)となり、機関車全体の出力では初めて1000PSとなりました。車体形状も変更となり、エンジンからの発熱量が増えたためボンネット先端部にラジエーターが、上部にはラジエーター用送風ファンが設置されました。前部標識灯もシールドビーム2灯になって外観が一変しています。試験的に運転台は2組あり、制御系及びブレーキ系統に新技術を採用しました。
この111号機の試用結果を基に以降の車輛は製作されました。171号機以降は下部を朱色4号、上部をねずみ色1号、その境目に白帯を巻いた新塗装になり登場しています。

DD13 600番代

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昭和41年に後期形の車軸にある減速機の曲り歯傘歯車(ハイポイドギア)の強度向上及び歯車比変更を行った300番代、同じく後期形に重連総括制御機能を追加した500番代をそれぞれ組み合わせたグループがこの600番代です。