国鉄ED78形電気機関車

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ED78 9（1985年3月 仙台駅にて撮影）

ED78形電気機関車（イーディー78がたでんききかんしゃ）とは、1968年（昭和43年）より運用が開始された日本国有鉄道（国鉄）の交流用電気機関車である。

本項ではED78形の試作機である国鉄ED94形電気機関車についても扱う。

[編集] 開発の経緯

奥羽本線の交流電化に伴い、急勾配を有する板谷峠（福島 - 米沢間）の通過対策を主として開発された交流電気機関車である。

板谷峠は約33‰の平均勾配を有し、碓氷峠・瀬野八と並ぶ急勾配区間である。同区間は1949年より直流電化されていたが、1968年10月1日のダイヤ改正で奥羽本線の米沢 - 山形間が交流電化されるのにあわせ、交流電化への切替が決定した。同改正では一部に直流電化区間を有した仙山線も全区間の交流電化切替が決定し、両区間で使用する機関車の開発要件として、特別な運転技量を要する連続した勾配区間で使用可能なこと、軌道の弱い仙山線でも使用するため車両の軸重を軽くすることが求められた。

板谷峠では1963年以降、勾配区間用として抑速発電ブレーキを装備したEF64形電気機関車を使用してきた。電化方式の変更にあっては、主回路に抵抗器をもたない交流電気機関車は発電ブレーキによる抑速運転ができないことから、抑速機構として交流回生ブレーキ方式の採用が検討された。

交流回生ブレーキを搭載し、軸重可変機能付の中間台車をもつ試作機関車ED94形による各種試験の後、量産仕様としてEF71形電気機関車とともに設計されたのが本形式である。

[編集] 構造

前面形状は国鉄交流電気機関車の標準的な形態で、恒常的な重連運用に備え正面には貫通路を設ける。正面窓上部にはツララ切りを装備し、冬季の窓ガラス破損防止のためプロテクターが装備可能である。

回生ブレーキ用機器の搭載や中間台車をもつため、全長は17,900mmに拡大された。動軸4軸の「D形」ながら動軸6軸の「F形」と同等の車体長である。冬季の積雪対策として、屋上の特別高圧機器の大半を車内収納に変更してある。回路は全サイリスタブリッジ方式となった。列車暖房用電源は主変圧器の3次巻線から供給される。パンタグラフは冬季の両パンタ上昇運転^[1]が可能である。

前後の動力台車はED75形電気機関車と同一の仮想心皿方式台車DT129形で、牽引力の伝達は台車下部と車体を連結する引張棒による「ジャックマン式」である。長時間勾配での停車のため転動防止装置が備えられ、電気回路には主電動機短絡ブレーキが設置された。中間台車は空気ばねによる軸重可変装置がついており、軸重を14.0t・14.8t・16.0t・16.8tの4段階に変化させることができる。これにより脆弱路盤の仙山線・磐越西線^[2]でも使用できる。

EF71形とは機器の共通化がなされ、両形式の重連運転が可能である。

[編集] 形態区分

• ED94形→ED78形 (901)

1967年にED94 1として日立製作所で製造された。1968年に郡山工場（現・郡山総合車両センター）にて量産化改造が施され、ED78 901に編入改番された。

• 量産車 (1 - 13)

ED94形の試験結果を基に、1968年から日立製作所で製造された。ED94形を運用した結果誘導障害が問題になり、機器構成を変更した結果、全長がED94形に比べ600mm長い17,900mmとなった。このため運転整備重量が1.5t増加している。

1968年に9両（1 - 9）、1970年に2両（10・11）、1980年に2両（12・13）の計13両が製造された。1980年製造車は運転室内に扇風機が装備され、前面の通風口が廃止^[3]された。この2両は国鉄で最後に製造された交流電気機関車でもある。

改造

20系客車による寝台特急「あけぼの」の運転開始に伴い、1970年に20系客車牽引のための電磁ブレーキ回路が改造で付加された^[4]。

後天的な改造として、運転室側窓のアルミサッシ化・1985年の寝台特急のヘッドマーク復活に際して行われたヘッドマークステーの追設などが施工されている。

[編集] 運用の変遷

ED78 4+EF71けん引50系客車（1987年）

福島機関区に配置され、奥羽本線や仙山線で使用した。寝台特急「あけぼの」・急行「津軽」などの優等列車から貨物列車まで運用範囲は広汎にわたる。単機で列車牽引に使用するほか、板谷峠区間では本形式どうし、または EF71形との重連で使用した。名目上はEF71形を板谷峠区間の補機として用い、本形式は前後区間を含め列車の牽引にあたる本務機としての運用方が見込まれたが、実際の運用上の区分は明確なものではなかった。

1992年に山形新幹線が開業し、福島 - 山形間は標準軌に改軌された。EF71形は適当な転用先がなくそのまま運用を終了したが、本形式は引き続き仙山線で貨物列車・臨時旅客列車などに使用された。

1993年に福島運転所（1988年に福島機関区から改称）が閉鎖され、本形式は仙台電車区（現・仙台車両センター）に移動し、引き続き仙山線で使われた。同線は1990年に軌道強化されED75形の入線が可能であったが、勾配区間が存在する同線で貨物列車を牽引するため回生ブレーキをもつ本形式が継続使用されていた。同線の貨物列車が1998年までに運転終了した後は「落ち葉清掃」の運用に使用されたが、2000年に残存の2両 (12・13) が除籍され形式消滅した。

保存車両

ED78 1

ED78 901 - 吹田機関区 ※ 現存せず。

ED78 1 - 新幹線総合車両センター^[5]

[編集] 主要諸元

• 全長：17,900 mm
• 全幅：2,800 mm
• 全高：4,220.9 mm
• 運転整備重量：81.5 t
• 電気方式：交流 20 kV ・単相 50 Hz
• 軸配置：Bo-2-Bo
• 台車形式：DT129M,N （中間台車は TR103E ）
• 主電動機：直流直巻電動機 MT52 形 (MT52A, MT52B)
• 1時間定格出力：1,900 kW
• 1時間定格引張力：14,100 kgf
• 制御方式：サイリスタ位相制御
• ブレーキ方式：応速度・応荷重・サイリスタインバータ電圧制御回生ブレーキ付き　EL14AS（増圧・電磁ブレーキ付き）
• 最高運転速度：100 km/h

[編集] 脚注

[編集] 関連項目

• 日本国有鉄道の新性能電気機関車 ■Template　■ノート
  • 直流D型機 - ED60 - ED61 - ED62
  • 直流F型機 - EF60 - EF61 - EF62 - EF63 - EF64 - EF65 - EF66 / EF90 - EF67
  • 交流D型機 - ED44 - ED45 - ED70 - ED71 - ED72 - ED73 - ED74 - ED75 - ED76 - ED77 - ED78 - ED79 - ED90 - ED91 - ED93 - ED94
  • 交流F型機 - EF70 - EF71
  • 交直両用機 - ED30II - ED46 / ED92 - EF30 - EF80 - EF81

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