ナロネ21 101~(ナロネ21 142)

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昭和33年に登場したプルマン式(開放型)のA寝台車です。マロネ41形式を基としたデザインで、中央に通路を設け、左右に上下2段の寝台をレール方向に配置しています。この他の設備に喫煙所、給仕室、手荷物保管室、和式及び洋式トイレがあります。
写真の100番代は寝台特急「みずほ」号の編成内容変更に伴い、給仕室を車掌室、手荷物保管室を給仕室、喫煙室の半分を更衣室に仕様変更を行ったグループで、0番代も後に改造を受け、500番を加えて識別していました。また、多くの車輛が格下げ改造を受けナハ21形式になりました。
20系ではこの他に、ナロネ20形式(1、2、51)1人用個室(ルーメット)及び2人用個室(コンパートメント)寝台車、ナロネ22形式(1~3、51~55)1人用個室及び開放式A寝台合造車がありました。

ナハネ20 1~・51~(ナハネ20 346:マワ車所蔵)

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2等寝台、現在のB寝台車になります。ナハネ11形式を基に設計されており、車内はほぼ同じですが、冷房完備であるため固定窓となっています。オリジナルの他に、ナロ20形式(グリーン車)からの改造車500番代、ナハ20形式(3等座席車)からの改造車510番代があり、これらは種車の台枠に新しく車体を載せ替えたものでした。

ナハネフ22 1~(ナハネフ22 7:マワ車所蔵)

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寝台特急列車の全車寝台車化に伴い、昭和39年に登場したB寝台緩急車です。編成の最後尾を美しく飾る丸妻非貫通構造となっています。寝台はナハネ20形式と同じ、車掌室は一部が展望室になっていました。

ナハネフ23 1~(ナハネフ23 20:マワ車所蔵)

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昭和39年に登場したB寝台緩急車です。編成を途中で分割した際に、編成美を崩さぬように切妻型としています。

カヤ21 1~(カヤ21 17)

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本系列の電源車となる車輛です。20系登場時の電源車はマニ20形式で、全長17500㎜の小型車でした。荷重は3tでした。新聞輸送に対応するため、全長を20000㎜とし、荷重を5tに増加させるなど改良を施したカニ21形式が登場しました。このカニ21形式が急行列車用に転用された際に、機関車と20系の間に荷物車や郵便車が連結される事や20系を牽引できる指定された機関車以外の機関車が牽引する事になりました。20系はブレーキシステムが従来車とは異なっており、圧縮空気を機関車から供給してもらうシステムでした。そこで、電源車に空気圧縮機を搭載する改造を行いました。荷物室が無くなり形式変更したものです。