Dampflokomotiven

Für den Betrieb der Passstrecke lieferte die Maschinenfabrik Esslingen 1892 zunächst vier und 1908 drei weitere Lokomotiven der Baureihe 3900 für gemischten Adhäsions- und Zahnradantrieb mit den Fabriknummern 2502–2505 und 3510–3512. Die Dreikuppler-Maschinen waren mit Außenrahmen, zwei Außenzylindern für den Adhäsionsantrieb und zwei Innenzylindern mit einfacher Dampfdehnung für Zahnradantrieb ausgestattet. Der auf der Steilstrecke mitarbeitende Adhäsionsantrieb unterstützte den Zahnradantrieb und entlastete die Zahnstange. Die Inbetriebnahme die ersten von den staatlichen Eisenbahnen Japans in Deutschland bestellten Triebfahrzeuge bereitete Schwierigkeiten und der Kunde beklagte die fehlende Unterstützung durch den Hersteller. 1898 wurde zusätzlich ein Schweröl­brenner zur Verbesserung der Kesselleistung und Verringerung des Ruß­ausstoßes mit einem kastenförmigen Öltank auf dem Kessel installiert. Die zweite Serie war bereits bei der Ablieferung mit dieser Einrichtung ausgestattet. Nach der Elektrifizierung im Jahr 1912 blieben die Maschinen in Betrieb und wurden erst 1922 ausrangiert.

Die nachfolgenden Dampflokomotiven stammten von Beyer-Peacock in Manchester. Die 1895 abgelieferte Baureihe 3920 mit innenliegenden Zahnradtriebwerk wurde zur Vergrößerung der Kohle- und Wasservorräte mit einer führenden Laufachse versehen und die Wasserkästen bis zum vorderen Ende des Kessels geführt, was jedoch der Eleganz der beiden aus Großbritannien stammenden Maschinen nicht förderlich war. Die Lokomotiven beförderten eine Zuglast von 100 bis 200 t auf der Adhäsionsstrecke mit 25 ‰ Steigung sowie auf dem Zahnstangenabschnitt mit 8 km/h Geschwindigkeit. Bei der Ablieferung hatten die Maschinen einen T-förmigen Schornstein, um das Lokomotivpersonal vor den Abgasen zu schützen. Die Vorrichtung, mit der der Rauch wahlweise an die Spitze oder das Ende der Lokomotive geführt werden konnte, wurde später entfernt. Eine Kondensationseinrichtung ähnlich wie bei der U-Bahn London führte vom Auspuffrohr in den Wasserkasten und sollte die Emissionen vermindern. Um 1909 erhielten die Lokomotiven eine Schwerölfeuerung mit einem Öltank auf dem Kessel. Die Maschine Nummer 3920 wurde 1917 ausrangiert, die andere Lokomotive wurde durch das Große Kantō-Erdbeben 1923 zerstört.

Die Lokomotiven der Baureihe 3950 waren etwas größer und mit einer zusätzlichen Laufachse unter dem Tender versehen. Auf den T-Schornstein- und Kondensationseinrichtung wie bei der Reihe 3920 wurde verzichtet. Die Maschinen wurden in drei Teilserien geliefert:
  ●  1898 die Nr. 506–509 (ab 1909 Nr. 3950–3953)
  ●  1901 die Nr. 510, 511 (ab 1909 Nr. 3954, 3955)
  ●  1908 die Nr. 496–499 (ab 1909 Nr. 3956–3959)

Ab 1901 wurden die Lokomotiven mit der zusätzlichen Schwerölfeuerung ausgerüstet. Nach der Elektrifizierung der Zahnradstrecke blieben die Maschinen mit Ausnahme der 3951 bis 1921 im Betrieb. 3951 brannte beim Großen Kantō-Erdbeben 1923 aus. Sie wurde als Denkmal wiederhergerichtet, bis sie 1941 dem kriegsbedingten Materialmangel zum Opfer fiel.

Die Rivalitäten mit Russland und dem sich daraus entwickelnden Krieg führten zu einer Verkehrssteigerung über Usui-Pass und zu einem größeren Bedarf an Zahnradlokomotiven. Die benötigten Maschinen wurden als Baureihe 3980 vom einheimischen Hersteller Kisha Seizo hergestellt. Sie entsprachen weitgehend der aus Großbritannien stammenden Baureihe 3950. Äußerlich unterschieden sie sich mit den Senkkopfschrauben von ihren Vorgängerinnen mit runden Nieten. Die Lieferung erfolgte wiederum in drei Baulosen:
  ●  1906 die Nr. 512, 513 (ab 1909 Nr. 3980, 3981)
  ●  1908 die Nr. 514, 515 (ab 1909 Nr. 3982, 3983)
  ●  1909 die Nr. 3984 und 3985

Der Schwerölfeuerung mit dem Tank auf dem Kessel war bereits bei der Ablieferung vorhanden. Nummer 3983 blieb bis 1919 im Betrieb, die anderen Lokomotiven wurden bereits 1917 ausrangiert.

Elektrolokomotiven

Die Baureihe EC40 mit getrennten Adhäsions- und Zahnradantrieb wurde 1911 von der AEG und der Maschinenfabrik Esslingen geliefert. Die zwölf Lokomotiven mit kurzen Vorbauten vorne und hinten hatten bei der Ablieferung auf beiden Seiten einen Führerstand. Der Fahrstrom floss von einem der beiden Trolleystromabnehmern zu den zwei im Maschinenraum installierten Fahrmotoren. Einer diente auf der Zahnstangenstrecke dem Zahnradantrieb, der andere trieb auf Adhäsions- und Zahnstangenabschnitten über ein Getriebe und Stangenantrieb die drei Achsen an. Später wurde die Vakuumbremse durch eine Druckluftbremse ersetzt. Der Führerstand auf Seite Karuizawa wurde entfernt und durch Akkumulatoren ersetzt, die als einzige Stromquelle die Niederspannungsverbraucher und den Kompressor versorgten. Eine Ladeeinrichtung war auf der Lokomotive nicht vorhanden, die auf Rollen gelagerten Akkumulatoren wurden ausgewechselt und stationär geladen.

Die Lokomotiven kamen ausschließlich auf Bergstrecke zwischen Yokokawa und Karuizawa zum Einsatz. 1936 wurden die Maschinen außer Betrieb genommen. Vier Lokomotiven gelangten daraufhin zur Straßenbahn Kyōto, wo die EC40 1 und EC40 2 aufgearbeitet und der Zahnradantrieb und einer der beiden Vorbauten entfernt wurde. Dabei dienten die anderen beiden Maschinen als Ersatzteilspender. 1964 kam eine der Lokomotiven zurück zur Japanischen Staatsbahn, die sie in den Ursprungszustand zurückversetzte. Sie erinnert seither in Karuizawa als Maschine Nr. 10000 an die Zahnradbahn über den Usui-Pass.

Die Baureihe ED40 entsprach konzeptionell ihrer dreiachsigen Vorgängerin EC40, wurde aber auf vier Achsen erweitert. Auf die Vorbauten und einen zweiten Führerstand auf Seite Karuizawa wurde verzichtet. Den mechanischen Teil lieferte der japanische Hersteller Ōmiya in Saitama, die elektrische Ausrüstung stammte von Brown, Boveri & Cie. (BBC) in der Schweiz. Die Lokomotiven wurden während fünf Jahren ausgeliefert:
  ●  1919 die Nr. 10020–10023 (ab 1928 ED40 1–ED40 4)
  ●  1920 die Nr. 10024–10027 (ab 1928 ED40 5–ED40 8)
  ●  1921 die Nr. 10028–10030 (ab 1928 ED40 9–ED40 11)
  ●  1922 die Nr. 10031, 10032 (ab 1928 ED40 12, ED40 13)
  ●  1923 die Nr. 10033 (ab 1928 ED40 14)

Der Einsatz der Baureihe ED40 beschränkte sich auf die stark befahrene Bergstrecke über den Usui-Pass. Nach der Ablieferung der Baureihe ED42 wurden die aus den Zwanzigerjahren stammenden Lokomotiven nicht mehr benötigt und zwischen 1943 und 1951 ausgemustert. Einige gelangten anschließend zu verschiedenen Privatbahnen, wo für die neuen Einsatzgebiete der Zahnradantrieb entfernt wurde. ED40 10 wurde 1968 restauriert und vor dem Firmengebäude ihres Herstellers Ōmiya ausgestellt. 2007 wurde der Zahnradantrieb rekonstruiert. Seither ist die Maschine im in der Nähe des Bahnhofs Ōmiya gelegenen Eisenbahnmuseum ausgestellt.

1926 lieferten die Schweizerische Lokomotiv- und Maschinenfabrik (SLM, Fabriknummern 3120 und 3121/1925) und BBC die beiden Lokomotiven der technisch hoch entwickelten Baureihe 10040, ab 1928 Baureihe ED41 mit getrennten Adhäsions- und Zahnradantrieb. Der mechanische Teil mit Stangenantrieb lehnte sich an die Be 4/6 der SBB an und wurde mit einem Zahnradantrieb ergänzt, der sich zwischen den beiden Adhäsionsdrehgestellen befand. Der Luftbehälter der Druckluftbremse befand sich auf dem Dach über dem einzigen Führerstand. Die drei Traktionsmotoren, zwei für den Adhäsions- und einer für den Zahnradantrieb, hatten eine Stundenleistung von je 200 kW. Deren Steuerung erfolgte, wie damals bei Gleichstromlokomotiven üblich, über Vorwiderstände. Die Lokomotiven waren mit einer Einrichtung zum Laden der Akkumulatoren ausgestattet, so dass deren Anzahl stark reduziert werden konnte. Die Maschinen dienten als Prototypen der Baureihe ED42 und blieben bis 1951 im Einsatz.

Wegen der weiteren Verkehrszunahme und als Ersatz alter Lokomotiven bauten verschiedene japanische Hersteller zwischen 1937 und 1947 die SLM-Lokomotive als Baureihe ED42 nach. Wie damals in Japan üblich erfolgte der Nachbau ohne Lizenz. Gegenüber dem Vorbild wurde die Ansteuerung der Druckluftbremse und der Rekuperationsbremse verändert. Letztere ermöglichte eine Stromeinsparung von 30 %. Die ersten vier Maschinen wurden 1934 abgeliefert, bis zum Ausbruch des Zweiten Weltkrieges folgten weitere 18 Exemplare. Wegen des Materialmangels während des Krieges kam es bei Bau weiterer 6 Lokomotiven zu einigen konstruktiven Änderungen.

Die Maschinen blieben bis zur Einstellung der Zahnradbahn im Jahr 1963 in Betrieb. ED42 1 wurde 1967 restauriert und ist heute im Themenpark Usui-tōge Tetsudō Bunkamura in Yokokawa ausgestellt. ED42 2 steht vor einer Grundschule in Karuizawa.

Für den Vorspann- und Schiebebetrieb auf der 1963 eröffneten Adhäsionsstrecke beschaffte die Japanische Staatsbahn die Baureihe EF63 in mehreren Teilserien:
  ●  1962 das Vorserienfahrzeug EF63 1
  ●  1963 die erste Serie EF63 2–13
  ●  1966 bis 1969 die zweite Serie EF63 14–21
  ●  1974 und 1976 die dritte Serie EF63 22–25

Die sechsachsigen Gleichstrom-Lokomotiven wurden von der Baureihe EF60 abgeleitet und an die speziellen Anforderungen der Steilstrecke angepasst. Eine leistungsfähige Widerstandsbremse, erkennbar an den großen Kühlluftgittern an den Seitenwänden, eine Magnetschienenbremse, eine Rückrollschutzvorrichtung und eine Geschwindigkeitsüberwachung gewährleisteten die Sicherheit. Führerstandstirntüren ermöglichten dem Personal den Durchgang in den immer in Doppeltraktion verkehrenden Lokomotiven. Eine umfangreiche Vielfachsteuerung ermöglichte die Mehrfachtraktion mit verschiedenen Triebzugbaureihen. Mit der Einstellung des Steilstreckenbetriebs verloren die EF63 ihr Einsatzgebiet. Mehrere Lokomotiven sind erhalten geblieben, EF63 1 wurde mit der ursprünglichen braunen Lackierung versehen und steht im Themenpark Usui-tōge Tetsudō Bunkamura.