ピクシブ百科事典

EF81

いーえふはちじゅういち

EF81とは、日本国有鉄道(国鉄)が1968年(昭和43年)から製造した交直流電気機関車である。 国鉄分割民営化後にも、日本貨物鉄道(JR貨物)が1989年(平成元年)から追加製造した。
目次[非表示]

国鉄が設計・新製した交直流両用電気機関車。1968年に1号機が新製され、翌1969年より量産機と併せ営業運転開始。

概要

電車における485系583系などと同じく、国鉄在来線が採用したすべての電化方式(直流・交流50Hz・交流60Hz)に対応している。

番台区分としては試作型の1号機、量産型の基本番代、関門トンネル区間内での車体腐食対策で外板をステンレスとした300番台、老朽化したEF30の代替機として1986年に基本番代より重連総括対応改造された400番台。JR移行後に製造された基本番台に準じる500番台と、関門間増発用として400番台同様重連総括仕様で製造された450番台。そして近年JR貨物に残存する基本番代を100km/h限定と言う意味で改番された600番台が存在する。

当初は北陸本線・信越本線(金沢~新潟)で運用を開始、その後の羽越本線の電化、湖西線の開業で運用区間はさらに拡大(大阪~秋田)した。また、常磐線東北本線(上野・隅田川~平・福島)、山陽本線(下関~門司・当初300番台のみ)などで運用され、国鉄時代末期にはさらに運用区間が拡大された。国鉄分割民営化に際しても全車両がJR東日本JR西日本JR九州JR貨物に承継され、JR貨物においては1989年から1992年にかけて8両が追加新製(※1)されている。

投入時の事情

1960年代後半の国鉄の幹線・亜幹線では、各地で電化が進展していた。
しかし、地域によって電気方式が直流(1.5Kv)、交流(20Kv・50Hzまたは60Hz)と異なっており、これらの区間を直通できる電気機関車が求められた。既に電車では(直流電車をベースに)異電流区間を直通できるものが開発・運用されており、また少数ではあるが電気機関車も交直両用のものが運用されていた。だが、それの機関車は構造的に特殊で運用区間も限定的なものであった。
開発当初サイリスタ制御の採用なども検討されたが、開発期間やコストの関係から直流機のEF65形をベースに交流機器を追加した当型式が開発された。
当時の国鉄の考え方として、「製造費の高い交直両用の機関車は、交直接続区間を中心に中~短距離で運用すること」を念頭に開発されており、本形式も当初は前記の通り比較的短い区間の運用を中心としていた。

設計上の問題

額面上のスペックこそEF65形とほぼ同等の性能があるとされているが、自重が交流機器で4.8t分増加した分重量出力比は相対的に低くなっている上、交流区間では変圧・整流ロスで出力が1割がた低下している。また台車内での軸重移動が非常に激しく、それに有効な空転対策が車体容積や重量の問題から直流機と比較して簡易的なものにとどまっている。実質的な性能は国鉄新性能F機では同じくロクな軸重移動対策がなされず空転に終始悩まされたEF71形と並び最低クラスと言えよう。

とは言え、1960年代末の技術的レベルでは、前述のように交流機に採用されたばかりのサイリスタ制御は時期尚早、かつコストの問題で非常に困難であり(高周波による誘導電流など、地上側の設備にも対策を要する場合がある)、さらに運用が想定される路線の厳しい軸重(自重)制限下では、性能的にもある程度の妥協はやむを得なかったと思われる。

運用環境の変化とそれに伴う問題

1970年代以後は客車列車や貨物列車の削減による・余剰機の置き換え、それに伴って運用区間の拡大、さらに運用の効率化による超ロングラン運用など、その汎用性故に設計当時の想定を大幅に超越した運用をされることも増えていく。

最終的には交流区間で入線事例がないのが北海道内と津軽海峡線・東北内陸部(奥羽本線南部・仙山線磐越西線)・九州の一部(長崎本線鍋島駅以西・日豊本線南延岡駅以南)ぐらい、北は青森から南は鹿児島まで足跡を残すということになった。特にブルートレインは直流・非電化区間しか走らなかった列車(瀬戸や出雲等)や一部の東北線列車(北星)を除いて、ほとんどの列車に使用されたほどである(出雲廃止以降、EF510登場までは本数は激減したがすべての寝台特急で使用されていた)。東北本線直流区間に於ける北斗星牽引では、速度種別「通特・C3速度」(83km/h)・最高110km/hと、EF65とほぼ同等の高速性能を生かした運用もあった。(それでもまだ余裕があったらしい)

設計当時の前提は先に挙げたとおり「交直接続区間前後の比較的短くかつ急勾配がない区間での運用(ベースのEF65形も本来は平坦線用の機関車である)」であり、いくら汎用機とはいえ全ての使用条件下で理想的な機関車ではない。特に豪雪地帯かつ峠越え区間を挟む上越線経由の「あけぼの」運用では、冬季降雪時の同線内で空転して牽引不能になる醜態を幾度もさらした揚句、同線を含む直流区間の牽引機は元々当該区間専用に開発されたEF64形1000番台に戻されることになった。

近年の状況

1993年頃から客車列車の減少でJR東日本・九州所属機に余剰廃車が出始め、その後も徐々に淘汰が進んだ。また、一部はJR貨物に転籍したものもある。JR貨物においては初期車を中心に更新修繕が進められたが、やはり老朽化が進行して後継機となるEF510形・EH500形への置換などで徐々に活躍の場は狭められた。

当型式の発祥の地である北陸本線では、2015年のトワイライトエクスプレスの廃止、さらにJR貨物に於いてもJR東日本から譲渡されたEF510形500番台が富山機関区に転入して同所配置車両を置き換えていき、2016年に全ての運用が消滅した。
また九州北部にもEH500形が進出、当初の投入区間だった関門間の運用は全てそちらに置き換えられており、ED76形に混じって鹿児島本線・日豊本線などで最後の活躍を続けている。
また、2011年には東日本大震災による日本海縦貫線の貨物列車増発の応援で、門司区を離れたことが無かった303・304の両機が富山機関区へ貸し出されたこともあった。(この時に303号機は東青森まで足跡を残している)

注記

※1:日本海縦貫線用500番台と関門トンネル用450番台。450番台のうち後期製造車は見込み生産の500番台用の鋼体を流用しており、そのグループは後に日本海縦貫線用に富山機関区に転属したが、再び門司機関区に戻った。

関連タグ

電気機関車 貨物列車 寝台特急/ブルートレイン 夜行列車
日本海縦貫線

北斗星 カシオペア トワイライトエクスプレス あけぼの 北陸 日本海

103系:同じように想定範囲を超えた運用で酷使されたクチ。

マケボノ:上記「あけぼの」でトラブルを起こした場合こうなる。

pixivに投稿された作品 pixivで「EF81」のイラストを見る

このタグがついたpixivの作品閲覧データ 総閲覧数: 91355

コメント