国鉄EF70形電気機関車

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EF70形電気機関車（いーえふ70がたでんききかんしゃ）は1961年に登場した日本国有鉄道（国鉄）の交流用電気機関車である。

目次 1 登場の背景 2 製造 3 構造 3.1 電気部分 3.2 駆動部分 3.3 車体・外観 3.4 その他 4 運用 4.1 1000番台化改造 4.2 退潮 5 現状 6 主要諸元 7 関連項目

[編集] 登場の背景

本形式は交流電気機関車としては数少ないF形（動軸6軸）の機関車である。交流電気機関車は基本的にD形（動軸4軸）で製作されているが、これは仙山線試験の際、予想を上回る粘着特性を示した整流器式のED45形の試験結果より、交流のD形と直流のF形は同等の牽引力を持つと算定されたことによる。出力を見れば直流F形機が交流D形機を大きく上回っているが、交流機は直流機より車輪粘着性能が良いため、牽引力が同等になるのである。だが、これは一般的条件における直流機と、最高条件時の交流機との比較にすぎず、やや過大評価に過ぎたという意見が当時より国鉄部内にはあった。

1962年に11.5‰の連続勾配を有する北陸トンネルが開通するが、日本海縦貫線である北陸本線の列車単位は極めて大きく、この時点で1000t、将来的には1100tまで列車単位が引き上げられる予定であった。これをトンネル特有の多湿環境で勾配もきついとの悪条件のなか、D形機の単機で牽引するのは難しいという結論が下され、余裕を持たせて交流機としては初めてF形で製作されることとなった。当初は田村－福井間の専用機とし、本務機としてはED74形を投入する予定とされていたが、作り分けるのは不得策として結果的には本形式が北陸本線の主力機として増備されることとなる。

[編集] 製造

1961年から1965年の間に計81両が製造された。製造は日立製作所および三菱電機・三菱重工業の手による。1964年製造の22号機からは大幅な設計変更がなされている（後述）。

[編集] 構造

[編集] 電気部分

当時、交流電気機関車の技術は揺籃期にあり、技術的にさまざまな方式が試みられていたが、特に交流電源を直流に変換する整流器については、取り扱いが簡単で装置自体も軽量なシリコン整流器の開発が急務とされていた。シリコン整流器自体は1960年に試作されたEF30形1号機が初採用であるが、同機の場合は交流区間における全出力運転は目的とない特殊機関車のため、大容量シリコン整流器の開発が急がれ、本形式が初めて本格的に搭載されることとなる。EF70形はこの大容量シリコン整流器に高圧タップ切換器を組み合わせ、モーターを定電圧制御するが、連続制御性や再粘着性能などではまだ技術的課題が残された過渡期のものであった。

なお、22号機以降は主変圧器と主整流器の容量が引き上げられた。

[編集] 駆動部分

モーター（主電動機）は新開発のMT52形を採用した。MT52形は当初より交流機・直流機の両方に使える電気機関車用標準モーターとして開発された直流モーターである。交流機も交流電流を整流器で直流に整流した上で直流モーターを駆動する方式（整流器式）を採用しているため、交流機と直流機でモーターを共通化することが可能である。このMT52形は以後、製作された国鉄電気機関車はEF66形とEF80形以外のすべてに採用されたことを考えれば意義深い存在である。

駆動方式はそれまでの新系列電気機関車に採用されていたクイル式をやめて、古くから用いられている吊り掛け式が採用された。クイル式は吊り掛け式に比べて線路や車両に与える負担が小さく、新系列電気機関車と呼ばれる電気機関車の特徴の一つであったが、異常振動の多発、保守点検の困難さなどが問題視され、本形式以降の電気機関車では旧来の吊り掛け式が再び採用されるようになった。

[編集] 車体・外観

車体は21号機までは1次型と呼ばれ、前照灯1灯のEF61形に通じるスタイルである。しかし、22号機からは同時期に製造されたEF60形設計変更車に通じる外観に変更され、前照灯は2灯のシールドビームに変わり、側面フィルタと採光窓の形状も変更された。

単機けん引を前提としており、前面は非貫通型である。

[編集] その他

北陸では列車暖房として電気暖房を用いているため、本形式にも電気暖房装置を搭載している。22号機以降は電気暖房表示灯の取り付け位置が変更されている。

[編集] 運用

製造されたEF70形は、北陸本線の交流電化の進捗とともに運用の場を広げていき、最終的には田村－糸魚川間で運用されるようになった。当初は主に貨物列車を中心にけん引したが、のちにED70形の運用縮小とED74形の九州への転出により、多目的に使用されるようになった。

[編集] 1000番台化改造

1968年10月1日のダイヤ改正（いわゆる「ヨンサントオ」改正）で急行「日本海」が寝台特急に昇格することになったため、20系寝台列車牽引用に22号機から28号機が高速列車用に改造され、1001－1007に車番が変更された。

改造内容は、応速度増圧ブレーキ装置の新設、電磁ブレーキ制御装置とその引通し回路の新設などである。また、ナンバープレートがブロック式（プレートを取り付けるタイプ）に変更された。

[編集] 退潮

1969年に信越本線が直流電化された際、交直接続を糸魚川－梶屋敷間に設けたデッドセクションで行うこととなり、これに充当する交直流電気機関車が必要となった。こうしてEF81形が製作されるが、この時点のEF81形は富山以遠の北陸本線北部に運用されており、EF70形とは共存していた。だが1974年にやはりデッドセクションを持つ湖西線が開業し、対関西の貨物列車の大半が湖西線経由に振り分けられると、必然的に北陸本線南部でもEF81形が進出する。こうして地上切換方式だった田村－糸魚川間に運用が制限されるEF70形は、EF81形のロングラン運用の前になすすべなく余剰化し、この頃から半数以上が休車状態となる。高速型改造を施された1000番台も1974年以降、EF81形に特急けん引の役目を譲り、他車と共通運用に就くようになった。

2次型以降は車齢がまだ若いことから簡単に廃車にもできず、本形式の末期は有効な転用先の模索の歴史となる。まず1980年に61号機から81号機がED72形、ED73形の置換用として九州に移った。九州では電気暖房を使わないため、本形式はブルートレインや貨物列車などをけん引したが、軸重の関係で北部九州地区に運用が制限され、過大出力なうえ高速列車対応機でもないことから彼地でも持て余された。

同じ頃、東海道本線・山陽本線で荷物列車牽引に運用されていたEF58形の老朽化が深刻になり、代替機関車が必要となった。しかし国鉄の厳しい財政事情は新造の旅客用機関車を投入することを許さなかった。そこで、大量に余剰の発生していた本形式の直流化改造計画が持ち上がる。そもそも直流機の標準であるF形の本機は、それなりの高速運転に耐える性能と電気暖房を有し、機械関係もMT52形主電動機を始めとして新性能直流電気機関車と互換性があるため、交流機器を主抵抗器に置換えることで直流電気機関車に改装することが可能であった。そのため計画はかなりの所まで具体化したが、1984年のダイヤ改正で電気暖房を持つEF62形が大量に余剰になることになったため、改造費のかかる本計画は中止となった。

このように末期のEF70形は運用効率の悪さから不遇を囲い、1000番台に改造されたものや九州へ転属したものを含めて1987年のJR発足直前に全機が廃車されており、JRには1両も承継されなかった。

[編集] 現状

4号機が金沢総合車両所松任本所（旧・松任工場）に保管されているが、ナンバーは1号機のナンバーである。57号機が白山市内で、1001号機が碓氷峠鉄道文化むらで、1003号機が越前市内で保存されている。1003号機のナンバープレートが盗難にあい、1005号機のナンバーを付けている。

[編集] 主要諸元

• 全長：16750mm
• 全幅：2805mm
• 全高：4260mm
• 運転整備重量：96.00t
• 電気方式：単相交流20kV/60Hz
• 軸配置：B-B-B
• 台車形式：DT120（両端）DT121（中間）
• 主電動機：MT52形6基
• 動力伝達方式：一段歯車減速吊り掛け駆動方式
  • 歯車比：17:70（1:4.12）
• 整流器：シリコン整流器式
• 1時間定格出力：2250kW（※22号機以降は2300kW）
• 1時間定格引張力：17,700kg
• 1時間定格速度：45.6km/h
• 制御方式：高圧タップ切換方式、弱め界磁制御
• ブレーキ方式：
• 最高運転速度：100km/h

[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