国鉄EF71形電気機関車

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国鉄EF71形電気機関車
新幹線総合車両センターで保存されている1号機
新幹線総合車両センターで保存されている1号機
最高速度 100km/h
定格速度 46.1km/h
最大寸法
(長・幅・高)
18,500 × 2,800 × 4,164 (mm)
車両質量 100.8t (新製時 96.0t)
軸配置 B - B - B
軌間 1,067mm
電気方式 単相交流20,000V (50Hz)
架空電車線方式
主電動機 MT52形直流直巻電動機×6基
定格出力 2,700kW
歯車比 16:71 (4.44)
定格引張力 21,100kg
制御装置 サイリスタ連続位相制御(6分割)
駆動装置 一段歯車減速吊り掛け駆動方式
台車 DT129M形(両端)
DT137形(中間)
ブレーキ方式 EL14AS形自動空気ブレーキ
抑速回生ブレーキ(サイリスタインバータ)
保安装置 ATS-S
製造メーカー 東京芝浦電気
三菱電機三菱重工業

EF71形は、日本国有鉄道(国鉄)が奥羽本線の勾配区間用として1968年から製作した交流電気機関車である。

目次

[編集] 開発の経緯

奥羽本線板谷峠は平均勾配が約33あり、信越本線碓氷峠山陽本線瀬野 - 八本松間(瀬野八越え)と並ぶ、国鉄主要幹線きっての難所であった。

板谷峠を含む福島 - 米沢間は太平洋戦争後早期の1949年直流電化され、勾配線対応のEF16形EF64形を使用してきた。1959年東北本線黒磯駅以北が交流電化され、福島駅で分岐する奥羽本線も交流電化し、板谷峠の電化区間も交流方式に転換する方針が決定したことから、板谷峠対応型の勾配区間用交流電気機関車が計画され、サイリスタ位相制御・交流回生ブレーキを搭載した試作機 ED94形(後のED78形901号)が試験に供された。

同区間は貨物列車も多数往来しており、牽引定数を極力確保する必要があった。連結器の強度と勾配条件から列車重量は最大 650t を想定したが、この条件下ではED78形のみの重連運転では出力の不足が懸念された。出力確保のため、EF70形に続く動軸6軸の「F形」として開発された形式がEF71形である。

[編集] 構造

車体はED75形ED76形(500番台)などと同一の意匠で、重連運転を恒常的に行うため正面に貫通路を設ける。全長は 18,500mm に達し、側面の通風口は片側7組を備える。

主電動機は国鉄新性能電気機関車の標準形式である直流直巻電動機 MT52形を6基搭載する。交流専用のため端子電圧が上げられ、1基あたり定格出力は 450kW(1時間定格)である。機関車の定格出力は 2,700kW (1時間定格)とされ、これは国鉄の交流電気機関車の最大値である。

制御方式はED78形と共通のサイリスタ位相制御であるが、動軸を6軸としたことから回路構成を一部変更し、主変圧器の2次側を6分割として6組のサイリスタブリッジを配置する構成とされた。主電動機の接続は2個直列3並列の固定接続である。列車暖房用電源は主変圧器の3次巻線から供給される。

台車は前後のものはED78形とほぼ同一のDT129形で、中間台車は車体と台車側受の間にコロを挿入して曲線区間での横動を許容したDT137形である。

[編集] 形態区分

1次形
1968年に11両 (1 - 11) が奥羽本線福島 - 米沢間交流切替および同線米沢 - 山形間電化開業用として、1968年10月ダイヤ改正に合わせて、昭和42年度2次債務で製作された。東京芝浦電気にて5両(1 - 5) 、三菱重工業+三菱電機にて6両 (6 - 11) が製作された。
1969年に1両 (12) が団体列車増発用に東芝にて昭和43年度5次債務で製作された。これ以降、EF71形はすべて東芝での製作となる。外観面では運転室前面窓ガラスに熱線入り窓ガラスを採用し、デフロスターが廃止された。またATS警報持続装置と電源未投入防止装置が新設されている。
1970年に1両 (13) が寝台特急あけぼの」運転開始用に昭和44年度3次債務で製作された。外観面での変化はほとんどないが、TEEB装置が新設されたほか、補機類が若干変更されている。
2次形
1973年に2両 (14・15) が寝台特急「あけぼの」増発用に昭和47年度2次債務で製作された。外観では正面下部の前面通風口を廃止し、ブロック式ナンバープレートの採用、標識灯の小型化、飾り帯の銀ペンキ塗装化などが行われた。性能面では粘着力向上のため4.8tの死重を搭載し、総重量を96.0tから100.8t、軸重を16.0tから16.8tとした。また、空転検出回路が変更され、限流制限制御装置が新設された。また同期指令ブレーキ回路が新設され、スカートにKE72Hジャンパ連結器が追加され、20系客車けん引時に非常ブレーキ指令を編成に電気指令するように配慮されている[1][2]。運用区間の関係から直流き電区間冒進のおそれがないため、主回路機器保護対策の主ヒューズを撤去している。

[編集] 運用

EF71 6+ED78けん引「あけぼの」(1987年)

いわゆる「ヨンサントオ」ダイヤ改正(1968年10月1日)の板谷峠交流電化開業から使用を開始した。全車を福島機関区に配置し、普通列車貨物列車・寝台特急「あけぼの」の牽引など広汎に使用された。専らED78形牽引列車の補助機関車としての運用を想定されてはいたが、現実の運用では本機での単機牽引も行われ、厳密な区別はされていない。

純粋な補助機関車での運用として、キハ80系気動車を使用していた特急「つばさ」に使用した時期がある。同列車での補機運用は1970年に大出力機関搭載のキハ181系気動車を使用開始したことで一度解消されたが、連続勾配下での過負荷運用による機関過熱などが多発したため、負荷軽減のため再度本形式を補機として使用することとなった。1975年11月に奥羽本線の全線電化が完成し、「つばさ」が485系電車での運用を開始したことで当該運用は解消している。

国鉄分割民営化時には東日本旅客鉄道(JR東日本)に承継され、引き続きED78形とともに使用されたが、客車夜行列車の廃止や貨物列車削減などで運用は狭まっており、その末期まで残った板谷峠越えの普通列車運用では、わずか2・3両ほどの短編成の客車列車を大出力の本形式が牽引するという不経済な事態も見られた。

1992年山形新幹線開業のため福島 - 山形間が標準軌化されたことで同区間での用途を喪失した。一部は東北本線で臨時の運用に使用されたこともあったが、一般の勾配では過大とも言える大出力で、特殊設計であるがゆえに他線区への転用・活用が難しく、1993年までに全車が除籍され形式消滅した。

保存車両
EF71 1 - 新幹線総合車両センター[3]

[編集] 脚注

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  1. ^ 1次形も改造でKE72Hジャンパ連結器が追加されている。
  2. ^ EF65形500番台(P形)ED75形1000番台など最高速度95km/h以上での運転を考慮したものと異なり、非常ブレーキ時に全編成に同期的な作用を促し、自連力(連結器に過大な力が掛かること)の発生を抑えるためである。そのため電空帰還器を装備せず、ブレーキ弁の非常接点のみ編成に引き通している。
  3. ^ 廃車直後より利府駅に留置され、2002年FIFAワールドカップの際に再整備され移設した。

[編集] 参考文献

  • 交友社鉄道ファン
    • 1988年4月号 No.336 交流・交直流電機出生の記録 12
    • 1988年5月号 No.337 交流・交直流電機出生の記録 13
    • 1988年6月号 No.336 交流・交直流電機出生の記録 14
    • 1988年8月号 No.340 交流・交直流電機出生の記録 16

[編集] 関連項目

 

最終更新 2009年11月21日 (土) 07:44 (日時は個人設定で未設定ならばUTC)。
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