国鉄EF81形電気機関車

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EF81形は、日本国有鉄道（国鉄）が1968年（昭和43年）から日立製作所および三菱重工業で製造した交流直流両用電気機関車である。1987年（昭和62年）の国鉄分割民営化に際しては、東日本旅客鉄道（JR東日本）、西日本旅客鉄道（JR西日本）、九州旅客鉄道（JR九州）、日本貨物鉄道（JR貨物）に引き継がれたが、JR貨物では1989年（平成元年）および1991年（平成3年）～1992年（平成4年）に仕様を若干変更した増備機を製造している。

本形式は、湖西線・北陸本線・信越本線・羽越本線・奥羽本線（いわゆる日本海縦貫線）の電化進展に伴い、50Hzおよび60Hzの交流電化区間と直流電化区間を直通して走行できる三電源方式の電気機関車として開発された。10‰勾配線区でも1200tの列車を牽引でき、豪雪地域での運用に備えた耐寒耐雪構造となっている。

81号機は1985年にお召し列車の牽引実績がある。

目次 1 概要 2 構造 3 カラーリング 4 番台区分 4.1 基本番台 4.2 300番台 4.3 400番台 4.4 450番台 4.5 500番台 5 世代交代 6 主要諸元 7 関連項目

[編集] 概要

本線用の交直両用電気機関車としては、1962年に常磐線向けの直流・交流50Hz両用機EF80形が登場していた。しかしこの形式は重量軽減の目的から1台車1モーター方式など、他の電気機関車とは異なった特殊な設計を採っていた。

しかしEF81形はEF80形に比して一般的に設計されている。システムは当時の直流標準電気機関車であるEF65形に交流用機器を追加した物である。EF80形と違って50/60Hz両用となり、EF81の軸重16.8tに耐えられる本線級の線路規格とATSなど保安機器の制約さえ無ければ理論上は全国の電化区間を走行できる性能を持つ。(実際、鹿児島から青森まで直通させることは容易である。これはEH500・EF510でも言える事である。しかし、実際には機器の発熱や走行過多による故障・機関車の両数不足が発生することが考えられるために長距離直通運転は行われない。)

このような万能とも言える高性能機関車であったEF81だが、1980年頃まではその能力を充分に生かしきれていなかった。理由は上記の「長距離走行による過度の消耗を防ぐ」ことが最大の理由であったが、出し惜しみしうるだけの他形式の機関車が多数存在していたことも挙げられる。交流電化区間ではEF81登場後も従来からの交流電気機関車が主力であり、直流電気機関車と交流電気機関車の付け替えを行う列車が多数設定され続けていたのである。北陸本線では富山駅以西にEF81が乗り入れたのは、1975年に湖西線に多数の貨物列車が設定されるようになってからであった。つまりEF81は交流区間すら満足に走っていなかったのである。その他の地域でも、九州島内では路線によっては地盤の悪さもあって中間従台車を持つED76形が主力のままであり、東北地方でも大量増備されたED75形をはじめとする交流電機他形式に圧倒されていた。

転機が来たのは1980年代である。国鉄の合理化に伴い古い電気機関車は次々に淘汰され、その結果日本海縦貫線や東北本線･常磐線では多くの交流電機（または直流電機）が撤退させられ、変わりに付け替えの不要なEF81が本領発揮に至ったのである。

EF81形は直接の後継機が長い間開発されなかった為に全機健在の時期が長かったが、国鉄時代に製造された一部の車両は経年進行で廃車も生じている。2000年代に入ってからはEF65・ED75・ED79形を置き換える目的で製造されたマンモスロコEH500形やEF81形の後継機であるEF510形の開発が進展しているが、EF81形自体まだ相当数が残存しており、今後も暫く安泰と思われる。

[編集] 構造

交流電化区間では交流20kVを主変圧器と主整流器、主平滑リアクトルにより直流1500Vへ変換し、直並列制御と抵抗制御により速度を制御している。主電動機は国鉄新性能電気機関車の標準であるMT52形を使用している。耐寒耐雪構造とするためにパンタグラフ以外の特別高圧機器を機械室内に装備し、空気ブレーキ関係機器や砂撒き装置などにはヒーターが取り付けられている。従来、屋上にあった特別高圧機器を塩害対策により屋内に収容したため機器配置に余裕が少なく、苦肉の策として屋上に配置した大型のカバー内に主抵抗器を収めている。また、台車は揺れ枕を廃止し、構造を簡素化した新形式のDT138（両端）/DT139（中間）を採用している。

[編集] カラーリング

配色は多彩であり国鉄時代はローズピンク、JR化後はJR貨物、JR西日本、JR九州保有機は引き続きローズピンクであるが、JR東日本保有機は赤2号に塗装された（JR九州保有機についても、JR化前後は赤2号に塗装されていた）。また、2005年3月からはJR東日本長岡運転区の一部の車両がJR貨物に売却され、新たに（久々に）EF81が配置された東新潟機関区の全車両と門司機関区に配置された1両（76号機）は前会社のJR東日本時代のままの赤2号に塗装されている。「北斗星」牽引用車両には赤2号の車体両脇に銀の流星のイラストが書かれており、正式には“赤2号流星色”、俗に「北斗星カラー」等と呼ばれている。95号機はかつて活躍したジョイフルトレイン｢スーパーエクスプレスレインボー｣牽引のために特別な塗装を施された、通称「レインボー仕様」といわれ、車体の両脇に大きく「EF81」と書かれている。また、「カシオペア」、「トワイライトエクスプレス」牽引機は専用色（カシオペア：4色塗装、トワイライトエクスプレス：濃緑に黄帯）に塗装されている。カシオペア機は「北斗星」や「エルム」、トワイライト機は「日本海」牽引に当たることもある（後者は「つるぎ」の牽引実績もある）。また､2006年に行われたJR貨物広島車両所で公開された5号機も、EF67形でもお馴染みの広島車両所オリジナルのもみじ色を使用した新塗装になっているが、1エンド公式側と2エンド公式側でそれぞれ塗装が違う検討段階のものであり、5号機自体が既に廃車となった車両でもあるため運用にはついていない｡

御召列車牽引機である81号機は、お召し列車牽引当初はローズピンクに銀帯を巻いた姿だったが、JR化後に赤2号のみの1色を経て、現在は北斗星カラーに塗り替えられている。但し通常の北斗星色との相違点は、御召機の共通アイテムと言える細部への銀色注しが常に行われている点で、手すりや連結器、車輪側面が常時銀色な点や、磨き出しの制輪子などで容易に見分けが付く。実際、北斗星カラーになってからも予備や運転訓練に用いられた実績はあり、ファンからの人気も高い。

後述するが、300番台は関門トンネル用に作られたため、ステンレスボディー+コルゲート処理となっている。製造当初4輌全車無塗装であったが、301,302号機については常磐線・水戸線での運用のため、門司機関区から内郷機関区に転属（1978年10月）した際に、ローズピンク塗装となっている。両機は田端機関区を経て1986年に門司区へ復帰するが、現在も当時の塗装のまま活躍している。303,304号機は一貫して無塗装となっている。

408号機は一時期JR貨物の試験塗色機として、同時期の一部のED76と同じく濃淡ブルーの塗り分けになっており、富山第二機関区に転属後も暫く堅持していた。

450、500番台はJR貨物の機関車が更新出場後に一般的な塗装として施しを受けるJR貨物標準色の塗装（車体上部：水色＋青色、下部：白、乗務員側扉：赤）となっている。もちろん、新造当初からの塗装であり、更新色ではない。 なお450番代は車体裾部に青帯が入っているが、500番代はそれがない。

[編集] 番台区分

[編集] 基本番台

本形式の一般仕様車であり、合計152両が製造された。1～38号と39号機以降では電気回路及び電気機器が大幅に異なっている。また最終増備分は耐寒装備が強化され、前面窓上にひさしが付いている。14両が400番台に改造されたことに加え、近年では老朽化による廃車も生じており、2004年時点で現存しているのは120両である。JR貨物では富山機関区、東新潟機関区に、JR西日本では福井地域鉄道部敦賀運転派出に、JR東日本では田端運転所、長岡車両センター、青森車両センターに配置されており、寝台列車、貨物列車（JR貨物から委託）等の牽引を受け持っている。

[編集] 300番台

関門トンネルで使用されていたEF30形の増備車両として1973～74年に4輌が日立製作所で製造された。トンネル内には海水が滴下しており、その影響による腐食を防止するためにステンレス車体となっている。

塗装については前述の通り、301・302号機がローズピンク色、303・304号機が無塗装である。また302号機は後の触車事故での損傷により片側のコルゲート板が撤去されている。303・304号機は無塗装であるが更新工事により細部に差異があり、304号機に青色の飾り帯が付加されていた（写真参照）が、2005年に消されている。

当初は単機運用が組まれていたが、1987年にEF30形の引退に合わせて貨物列車牽引用に重連総括制御装置を搭載した。全機健在で、JR貨物の門司機関区に配置されている。

なお電気暖房用の電動発電機(EG)は落成当初から非搭載。

[編集] 400番台

1986年から1987年にかけて、関門トンネル用のEF30形を置き換えるために基本番台を改造し、トンネル対策の耐塩措置を施工、重連総括制御装置を追加したものである。14両が改造されたが作業効率化のためか全て日立製作所製造機がベース車両となっている。現存している12両はJR貨物の門司機関区(401-408号機)及びJR九州大分鉄道事業部大分車両センター(409-413号機)に配置されている。なお407号機と408号機は一時期、富山機関区に配置されていた。

• 改造後の車番とその種車
  • 「EF81 401」＜「EF81 40」
  • 「EF81 402」＜「EF81 41」
  • 「EF81 403」＜「EF81 130」
  • 「EF81 404」＜「EF81 131」
  • 「EF81 405」＜「EF81 128」
  • 「EF81 406」＜「EF81 132」
  • 「EF81 407」＜「EF81 42」
  • 「EF81 408」＜「EF81 49」
  • 「EF81 409」＜「EF81 50」
  • 「EF81 410」＜「EF81 51」
  • 「EF81 411」＜「EF81 52」
  • 「EF81 412」＜「EF81 53」（廃車）
  • 「EF81 413」＜「EF81 54」
  • 「EF81 414」＜「EF81 75」（廃車）

なお、前述のとおり重連運用があるため、改造は2両単位で行われていた。

[編集] 450番台

関門トンネルの輸送力を増強する目的で、JR貨物が1991～1992年に新造したもの。500番台をベースとして重連総括制御装置を追加したものであり、JR貨物標準色となっている。451~455号機までの5両が製造された。451号機と452号機は前部標識および後部標識が前面下部に設けられた角形のケーシングに収められているが、1992年増備の453～455号機は従来通りの形態で落成した。門司機関区に配置されている。

前部標識（ヘッドライト）および後部標識（テールライト）が車両下部から従来の位置に戻されたのは、転属で降雪地域で使用する事になった際、車両下部にヘッドライトがあると走行の際に巻き上げられた雪がヘッドライトに付着して前方視界確保の際に支障を来す為と言われている。

電気暖房用の電動発電機(EG)は落成当初から非搭載。

[編集] 500番台

好景気による輸送量の増加を受け、日本海縦貫線の輸送力を増強するため、1989年にJR貨物が新造したものである。一切を新規開発するにはコストや開発期間を要するため、性能や基本的な構造は基本番台の最終増備車を踏襲したが、細部には技術発展に応じた種種の改良が施されている。またEGは搭載していない。 塗装はJR貨物標準色となっている。501~503号機までの3両が日立製作所で製造され、富山機関区に配置されている。

[編集] 世代交代

EF81形の後継機はEF510形とされている。しかしEF510形は現在年1両前後のペースで新製されていること（JR貨物の機関車新製はEH500形とEF210形優先）や、JR貨物がJR東日本から寝台特急の廃止で余剰となった本形式を購入している点から見て、暫くは本形式も活躍すると思われる。

ここ数年の実績では関門トンネルで2004年4月にEH500-25が、6月にEH500-27が運用テストを受けている。これは現在岡山まで運転されている1300トン貨物列車を九州まで延長する為の試験で、2006年にEH500-14号機によって九州内での試運転が実施された。

当初EH500形は東北本線運用のED75形や青函トンネル運用のED79形の置き換えで、EF81形の代替機ではなかった。しかし前述の理由で、2007年度より関門トンネルでのEH500形の運行開始が決定したため、九州北部で運用されているEF81形や交流機関車であるED76形の一部運用がEH500形に置き換えられる予定である。

因みに富山機関区に配置されるEF81形の後継であるEF510形は名目通りに日本海縦貫線に投入され、EF81形以外に走行可能な機関車が無い常磐線へは後年に投入の予定。

[編集] 主要諸元

（基本番台）

• 全長：18600mm
• 全幅：2900mm
• 全高：1~74号機 4221mm 75号機~ 4251mm
• 重量：100.8t（運転整備）
• 電気方式：直流1500V、交流20000V（50/60Hz）
• 軸配置：Bo-Bo-Bo
• 主電動機：MT52A × 6基
• 歯車比：18:69＝1:3.83
• 1時間定格出力：2550kW（直流）、2370kW（交流）
• 1時間定格引張力：19980kg（直流）、18200kg（交流）
• 1時間定格速度：45.7km/h（直流）、45.1km/h（交流）
• 最高運転速度：110km/h
• ブレーキ装置：EL14AS空気ブレーキ
• 台車形式：DT138、DT139（中間）

[編集] 関連項目

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