国鉄EF63形電気機関車

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国鉄EF63形電気機関車（こくてついーえふ63がたでんききかんしゃ）とは、信越本線横川駅－軽井沢駅間の碓氷峠専用として旧・日本国有鉄道（国鉄）が設計、1962年から製作した直流電気機関車である。

鉄道ファン等の間では、形式名称にちなみ「ロクサン」という愛称がつけられている。また、峠の輸送を長年支えてきたことから「峠のシェルパ」と呼ばれることも多い。

目次 1 開発の背景 2 構造 2.1 保安装置 2.2 電車との連結運転のための装置 3 用途 4 製造 5 運用 6 廃線に伴う形式消滅 7 現状 8 主要諸元 9 関連項目 10 関連商品

[編集] 開発の背景

碓氷峠区間ではアプト式ラックレールを使い、ED42形による運転を行っていたが、同区間の所要時間を短縮し輸送力を高めるため、ラックレール方式を廃止し、粘着運転に切り替えることとなった。しかし一般の鉄道車両では上り下りできない66.7パーミルの急勾配は解消しないままだったので、ED42形に代わって同区間の列車の牽引・後押しを行う新形式機関車が必要となり、EF60形をベースにした機関車が開発されることになった。

[編集] 構造

常に重連で用いるため前面貫通型となっている点と、傾斜したサッシ支持の前面窓、側面の通風窓が大きいのが外観上の特徴である。

機器・装置としては、EF62形と協調運転を行うことを前提にしているため、EF62形と同様、EF70形で採用された出力425kWのMT52形モータを装備している。EF62形1号機とEF63形1号機はほぼ同時に落成しているが、この両形式は国鉄の直流機関車としては初めてMT52形モータを採用し、電気機関車のモータ形式統一のきっかけとなった。制御器も単位スイッチ制御方式に代わり、電動カム軸式抵抗制御器、バーニア制御器、転換制御器が使用されている。

台車は電磁吸着ブレーキなどの特殊装置を持つことから本形式専用にDT125（両端用）、DT126（中間用）が設計された。EF62形の3軸ボギー台車（C-C）と異なり、2軸ボギー台車である（B-B-B）。

このほか、急勾配を通過する列車の補助を行なうという運転の特性上、この機関車には、特殊な装備が数多く装備されている。急勾配における安全性を確保するための装備のほか、他では通常は行わない電車と機関車の連結運転を行うための装備も持つ。それらの特殊装備を以下に記す。

[編集] 保安装置

抑速ブレーキ

急勾配区間の抑速ブレーキとして電機子転換方式の発電ブレーキを装備している。急勾配区間で発電ブレーキを使用すると、抵抗器から大量の熱を発するため、側面の通風窓が他の機関車より大きいのが特徴である。その後、電機子転換方式による発電ブレーキはEF64形にも採用された。

電磁吸着ブレーキ（レールブレーキ）

急勾配上で停車する際、電磁石をレールに接触させ、電気を流すことにより、磁力による強い力で機関車を停止させる。このブレーキは自動車で使われている駐車用ブレーキの様な物であり、通常の減速用には用いられない。

空気ブレーキ装置

空気ブレーキ装置は、EF58やEF60などの多くの機関車に搭載され、実績のあるEL14AS空気式ブレーキ装置が採用されている。本線上で停電した場合には、車両に搭載された大容量蓄電池でコンプレッサを動作させることも可能である。

その他のブレーキ設備

空気ブレーキをかけた後、空気が漏れてもブレーキが緩まないようにする機械式ブレーキゆるめ防止装置を備える（転動防止用ブレーキロック装置）。また、転動時にモーターの回路を短絡させ、非常に強力な電気ブレーキを作動させる非常スイッチ（電機子短絡スイッチ）も装備されているが、これはモーターを破壊するため、他に全く打つ手がない場合の最終手段として用いる。

過速度検知装置（OSR）

下り勾配通過時、速度を正確に測定し、速度が出過ぎると警報を鳴らしたり、非常ブレーキをかけたりする装置（詳しくは過速度検知装置の項を参照のこと）。

[編集] 電車との連結運転のための装置

双頭連結器

通常の機関車と違い、本形式は電車とも連結するため、電車の密着連結器にも対応できるよう双頭連結器を装備している。ただし、本形式は常に列車の横川側に連結するので、双頭連結器が付いているのは軽井沢側のみである。なお横川側に連結するのは、安全上の理由による（後述）。

協調運転装置

当初は電車列車は碓氷峠区間を通過するときは力行せず、本形式に牽引または推進される方式であった。しかしこの方式では最大8両編成までしか組めず、輸送力が不足したことから、後に力行協調運転機能を追設した電車（169系、189系、489系）が開発され、協調運転時の最大編成両数は12両に増加された（8両編成以下の列車については、従前どおり力行せず牽引・推進された）。

これにより、電車列車に連結するジャンパ連結器が新設され、電車側の乗務員へ力行やブレーキなどの各種の指示を送ったり、電車側乗務員と連絡を取り合ったりすることができる。また制御用の回路も連結され、電車が非常ブレーキをかけた場合にはブレーキの空気を吐き出させ、ブレーキ力を緩めることができる（碓氷峠では非常ブレーキを使った場合、列車に過大な力がかかり、脱線や挫屈による連結器破損の危険があるため、非常ブレーキは禁止されていた）。

この他にも数多くの特殊装備がある。これらの装備品のため、運転整備重量は、EF60形以降の新性能直流電気機関車の中で最大の108tに及ぶ。また、軸重は国鉄の鉄道車両としては最大の19t（軽井沢方台車。中間台車は18t、横川方は17t。アンバランスにしたのは勾配上での軸重移動を考慮したため）である。このため、大宮工場への検査入場の高崎線と信越本線高崎－横川間を走行するときは、デッドウェイトを外すなどの措置が必要となる。

[編集] 用途

常に2両を1組にした補機として運用され、電車列車・気動車列車・客車列車・貨物列車を問わず、碓氷峠を通過するすべての列車に連結された。勾配を登る下り列車（横川→軽井沢）を押し上げ、勾配を下る上り列車（軽井沢→横川）は発電ブレーキによる抑速ブレーキとなるという機能であった。急勾配では万一連結器が破損した場合も、車両の逸走を防ぐために、必ず勾配の麓側にあたる横川側に連結された。同じ理由で碓氷峠を通過する165系・169系は、自重が大きいクモハ165形・クモハ169形（運転席とモーターが付いた車両）が通常と逆の麓側を向いていた。同様の理由で、長野配置の115系・新前橋配置の185系200番台も、電動車ユニットの向きが逆になっていた。

これらの運転の条件により、この区間の運転は、全てEF63形に乗務する運転士（機関士）が担当し、峠を登る列車では、運転士は後ろ向きに運転した。なお、この場合、列車の先頭に乗務している運転士は、信号・安全の確認のみを行ない、運転操作は一切しなかった。

• EF62形による客車列車や貨物列車では、下り列車の場合、（軽井沢）EF62・客車・EF63・EF63（横川）の編成となり、最前部のEF62側と最後部のEF63側の間の無線通信によって、双方で運転操作（EF62側で引き、EF63側で押すプッシュプル方式）を行っていた。上り列車の場合、（軽井沢）客車・EF62・EF63・EF63（横川）と勾配の麓側に3両の機関車が連なり、最前部のEF63形から3両の発電ブレーキを指令し、勾配を下っていた。

[編集] 製造

まず先行試作車として1号機が1962年に東京芝浦電気（東芝）で製造され、続いて三菱重工業、川崎車輛・川崎重工業により、1963年から1976年までの間に2～25号機が製造された。

一次型（2～13）:運転台窓上にツララ切りが追加装備され、スカート形状が四角とされた。2～6号機が東芝製、7～13号機が三菱製。

二次型（14～21）:テールライトが内嵌め式に変更された他、運転台上の水切り形状、屋根上の避雷器の位置が中間に統一された。14～17号機が東芝製。18・20・21号機が川崎車輛並びに川崎重工業製。19号機のみ三菱製

三次型（22～25）:ナンバープレートをブロック式に変更。24・25号機は1975年の5・9号機脱線大破事故における廃車の補充機として1976年に急遽製造されたものである。全車ともに川崎重工業製。

[編集] 運用

1962年5月に先行試作車1号機が製造され、数々の試験を経た後、横川～軽井沢間が全面的に粘着運転へ切り替えられる1963年10月1日までに13両が準備されている。ED42形は28両体制であったが、列車一本につきED42形は4両を使用していたのに対して、EF63形は2両を使用するため、この両数となっている。

粘着運転への切り替えにより、EF63形はED42形を完全に置き換えた。その後、輸送量の増加に伴い数回にわたり増備されている。特殊な構造であるため他の区間に転用できなかったが、碓氷峠区間には必要不可欠であり、1975年に発生した事故により廃車となった5・9号機と余剰により廃車となった1・14号機以外の21両がJR東日本に承継された。

[編集] 廃線に伴う形式消滅

1997年10月1日の長野新幹線開通に伴い、横川～軽井沢間の在来線区間が前日の9月30日に廃止されたため、他に回す使用用途がなくなり全機廃車となり、事実上JRから形式は抹消された。最後までこの区間を通った列車は、189系・489系の特急「あさま」19往復・489系の特急「白山」1往復・489系の急行「能登」1往復、185系の普通列車1往復、115系の普通列車6往復であった。この区間に関与する在来線優等列車は、廃止及び経由変更がなされた（「あさま」は新幹線へ、「白山」は廃止、「能登」は上越線経由へ変更）。これに先立ち、1997年の2月に18号機、3月に19号機、4月に24号機、6月に25号機が、それぞれ最後の全般検査出場記念として、使用開始初期の「ぶどう色2号（茶色）」に塗装変更されている。この4両は製造当初から国鉄新標準色の青色で、茶色塗装となったのは初めてであった。9月10日の横川で開催されたさよなら祭りから廃線当日までの間、運転区が作った様々なさよならヘッドマークを、EF63の編成横川側に対して取り付けられ、多くのファンと共に別れを惜しんだ。

[編集] 現状

全車両が廃車となったEF63形であるが、保存の動きがあり、24・25号機が碓氷峠鉄道文化むら内で動態保存されているほか、1・10・11・12・18号機が碓氷峠鉄道文化むらにて、2号機がしなの鉄道軽井沢駅にて、15・19号機が長野総合車両センターにて、22号機が個人所有で「碓氷峠の森公園交流館　峠の湯」にて、それぞれ静態保存されている。1987年に余剰廃車となり、高崎車両センターに置かれていた14号機は、残念ながら2006年に解体されており姿は見られない。

なお、動態保存されている24・25号機については碓氷峠鉄道文化むら内において有料でEF63形の運転体験コースを設けており、1500Vを750Vに降圧されている環境ではあるが素人でも教習および訓練を受けて軌道上を走行させることができる。体験を重ねれば、機関士見習（10回運転体験者）、補助機関士（30回運転体験者）、そして本務機関士（50回運転体験者）として碓氷峠鉄道文化むらより認定を受ける事ができる。本務機関士になると重連運転なども出来る。

なお、この24・25号機は、近年廃止間際に塗装がされていた茶色塗装から本来の青色塗装へ復元されており、茶色塗装を維持している機関車は1・18・19号機の3機のみになっている。

[編集] 主要諸元

• 全長：18050mm
• 全幅：2800mm
• 全高：4060mm
• 運転整備重量：108t
• 軸配置：Bo-Bo-Bo
• 動力伝達方式：1段歯車減速吊り掛け式　歯車比：16:71（1:4.44）
• 電動機形式：MT52形　6基　
• 1時間定格出力：2550kW
• 最大運転速度：100km/h
• 1時間定格引張力：23,400kg

[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 - EF67 - EF90
  • 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

[編集] 関連商品

鉄道模型のNゲージでは、トミーテック（TOMIX）が1次形～3次形のJR化後の姿を、各2両セット(動力車+トレーラー車)で製品化している。実車の連結器と同様の機能をもつ「双頭TNカプラー」を装備し、これは鉄道模型では後のKATO製(後述)が発売されるまでは唯一の機構であった。またTOMIXと並ぶNゲージ鉄道模型大手のKATOからも碓氷峠廃線から2007年に10年を経つのを記念して2006年12月27日に製品化された。プロトタイプは1次形の国鉄時代の姿で、TOMIX同様に双頭連結器を搭載するが、動力車のみの製品化である。HOゲージなどでは各社から金属製完成品・キット形式のものが発売されている。