「国鉄EF66形電気機関車」の版間の差分

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|画像 = JRF EF66-54.jpg
|pxl = 220px
|画像説明 = EF66 54(山陽本線 倉敷 - 西阿知間 2009年10月)
|unit = self
|設計最高速度 =
|最高速度 = 110 km/h
|定格速度 = &nbsp;72.2 km/h(85%界磁)<br />108.0 km/h([[電気車の速度制御#弱め界磁制御|40%界磁]])
|最大寸法 = 18,200×2,800×3,872 (mm)
|車両質量 = 100.08t
|軸配置 = Bo - Bo - Bo
|定格引張力 = 19,590 kgf(約192.08kN・85%界磁)
|駆動装置 = 1段歯車減速[[クイル式駆動方式#中空軸可撓吊り掛け駆動方式|中空軸可撓吊り掛け式]]
|歯車比 = 20:71 (3.55)
|台車 = DT133形(両端) DT134形(中間)
|制御装置 = 自動進段電動カム軸制御<br />[[電気車の速度制御#抵抗制御|抵抗制御・3段組合せ・弱め界磁]]<br />([[バーニア制御]]付)
 
== 概要 ==
[[ファイル:JNR ef66 20 resafc niwase.jpg|200px|thumb|left|EF66 20けんによるレサ10000系貨物列車(1985年、庭瀬駅)]]
[[東海道本線|東海道]]・[[山陽本線]]系統の[[高速貨物列車]]専用機として開発された形式である。
 
当初は[[駆動輪|動軸]]数8軸の「H級」とする構想もあったが、大出力[[電動機]]の実用化に見込みがついたことから動軸数6軸の「F級」として開発が進められ、1966年(昭和41年)9月に[[プロトタイプ#鉄道車両|試作機]]が川崎車輛(現・[[川崎重工業車両カンパニー|川崎重工業]])で完成した。これが'''EF90形'''である。
 
定格出力 3,900[[キロ|k]][[ワット|W]] は狭軌鉄道では当時世界最大のものであった。{{要出典範囲|date=2011年1月|ただこの出力の向上を高速特性の改善に生かしており、国鉄最強電機のタイトルとは裏腹に、EF65形の全界磁定格速度である45km/hでの牽引力はほとんど向上していない。[[国鉄ED60形電気機関車|ED60形]]以降の所謂新性能電気機関車は、貨物・旅客両用とされているが、実際のところ[[国鉄EF60形電気機関車|EF60形]]の段階では最高速度65km/hの貨物列車の牽引を前提として登場し、万能機として登場するEF65形も2軸貨車の2段リンク化に伴う貨物列車の速度向上を背景に設計されたがそれも75km/hでしかない。最高速度100km/hの高速特急貨物列車が当初EF65形重連となったのは、起動時の引き出し能力ではなく、全界磁定格速度から営業最高速度までの加速力の確保のためであった<ref group="*">これは、国鉄の旅客営業が長距離列車も含めて[[電車]]・[[気動車]]([[動力分散方式]])にその主力をシフトしたためで、機関車に求められる性能がほぼ貨物用に限られたためである。ただし、[[交流電化|交流電気機関車]]は電圧制御において抵抗器を使用しないため電流をスポイルせず、そのため全段電圧制御段とすることが可能であり、また、[[ディーゼル機関車]]は変速機があることからトルクバンドを複数の速度域に割り振ることができ(もとより国鉄が非電化区間の高速化に非積極的だった傾向もあるが)、これらはより完全な両用化が可能であったため、これらは旅客用と貨物用の機能差は客車への暖房供給能力の有無のみである。</ref>。これらは戦前形の延長線上にある[[国鉄EF58形電気機関車|EF58形]]の全界磁定格速度である68km/hでの牽引力では同形式に劣っていた<ref group="*">EF58形の基礎的な構造は[[国鉄EF52形電気機関車|EF52形]]以来の保守的な設計であり、出力はMT52系列の新性能電気機関車 (2,440kw) の7割強 (1,900kW) でしかないだけではなく、重量がある反面全軸が動力軸ではないため、出力荷重および粘着力確保の点でも不利な構造である。</ref>。高速特急貨物は当時の客車旅客列車の営業最高速度95km/hを上回っていた<ref group="*">[[国鉄20系客車|20系客車]]の電磁ブレーキ化による最大速度110km/h化は10000系貨車運用開始より後である</ref>ことから、EF90形の速度性能の要求は直流新性能電機としては初めてEF58形を上回るものとなったのである。}}
 
同年11月より、先に運用を開始していたレサ10000系の特急貨物列車「とびうお」「ぎんりん」の牽引で運用を開始し、運用結果を基に1968年(昭和43年)から量産機の製作が開始された。これが'''EF66形'''である。
 
=== 主要機器 ===
1,000 [[トン|t]] の貨物列車を 100 km/h で運転することを開発目標として、主電動機は本形式用に開発された出力 650 kW のMT56形を6基搭載した結果、定格出力はEF65形の1.5倍に相当する 3,900 kW となった。<!--が、定格引張力はEF65形の199.43[[ニュートン|kN(キロニュートン)]] (≒ 20,350 [[重量キログラム|kgf]]) に対し、本形式は 192.08 kN (≒ 19,600 kgf) と減少している。これは歯車比の値を小さく設定し、高速度運転に適した走行特性としたためである。これにより全界磁定格速度は72.2km/hとなり、[[国鉄ED60形電気機関車|ED60形]]・[[国鉄EF60形電気機関車|EF60形]]以来の所謂新性能電機で初めて[[国鉄EF58形電気機関車|EF58形]]の68km/hを上回る数字となった。<全界磁で比較するとEF58より高いかどうか微妙で、起動加速度の計算に用いる全界磁の引張力はEF65よりも高いので、起動時もEF65以上にできるはずですから、このあたりの記述を復活させる場合は少し慎重にお願いします>-->
 
制御方式は国鉄直流電気機関車で一般的な[[電気車の速度制御#抵抗制御|抵抗制御]]であり、主電動機の電気配列をつなぎ変える[[電気車の速度制御#直並列組合せ制御|組み合わせ制御]]は[[主制御器#直並列組合せ制御|橋絡渡り]]<ref group="*">[[国鉄EF60形電気機関車|EF60形]]やEF65形では、力行時に直列→直並列、直並列→並列に接続を切り替える「渡り」の際に一部の主電動機を電気的に開放する「短絡渡り方式」を採用していたが、本形式は大出力であるため、牽引力の急激な変化による主電動機への影響を防ぐ目的で、[[ホイートストンブリッジ]]回路を応用した「橋絡渡り方式」を採用している。これは、短絡渡りでは牽引力変動による悪影響が大きい[[国鉄EF62形電気機関車|EF62形]]・[[国鉄EF63形電気機関車|EF63形]]・[[国鉄EF64形電気機関車|EF64形]]といった勾配線用機関車と同一の方式である。</ref>方式を採用している。[[電気車の速度制御#弱め界磁制御|弱め界磁制御]]はS(直列)、SP(直並列)、P(並列)の各ノッチにおいて最弱40%までの8段と在来車より多く設定し、細かな[[電気車の速度制御|速度制御]]が可能である。制御回路は[[継電器|リレー]]から[[ダイオード]]・[[サイリスタ]]・シンクロ電動機などの新技術が積極的に採用<ref group="*">これらの新技術は好結果を収め、後にEF64形やEF65形1000番台などに反映された。</ref>され、[[空転]]検知装置は電気機関車で初めて主電動機[[電機子]]電圧比較方式を採用した。
 
[[ファイル:JNR truck DT133.jpg|220px|thumb|両端台車(DT133形)]]
高速貨物列車の牽引が前提であるため、ブレーキ装置には[[自動空気ブレーキ#電磁自動空気ブレーキ|電磁ブレーキ]]指令装置と応速度単機増圧機能を装備する。[[圧縮機|電動空気圧縮機]] (CP) は10000系貨車の空気ばねにも空気圧を供給する<ref group="*">10000系貨車の空気ばねは3両分以上の空気圧供給をブレーキ管経由で行うと、それだけで自動ブレーキが作用してしまうほどの消費量となっている。そのため、10000系貨車を長大編成で運用するには元空気溜管 (MRP) の引き通しと、それに空気圧を供給する大容量CPの搭載が必須であった。</ref>ため、大容量のものを2台を搭載する。
 
[[連結器]]は周囲にブレーキ指令を伝えるブレーキ管 (BP) および空気圧を供給する元空気溜管 (MRP) 、と2系統の空気管を装備し、同形の連結器を備える10000系高速貨車との連結時には空気管も自動的に連結される構造である。これは10000系貨車の各台車に備えられた空気ばねと各車のブレーキ装置を駆動する動力源となる元空気溜に空気圧を供給するMRPを編成全体に引き通すためで、連結器本体は遊間のない[[日本製鋼所]]設計の密着式自動連結器を使用して連結時に各空気管も確実に接続される設計としている。
 
[[集電装置|パンタグラフ]]は、<!-- 当初はシングルアーム形のものが考えられていたが、<ref>斎間亨『電気機関車をつくる』筑摩書房〈ちくまプリマーブックス〉--><!-- 掲載されているデザイン画ではシングルアーム形となっています。 --><!-- </ref> -->直流電気機関車標準の菱枠パンタグラフであるPS17を装備した。後年には生産終了となっていたPS17の部品調達が難しくなったことから、PS22B下枠交差形パンタグラフへの換装が逐次施工されている。
|16・17||rowspan="2"|[[川崎重工業車両カンパニー|川崎重工業]]<ref name="Kawasaki" group="*">企業合併などによる社名変更。元は川崎車両・川崎電機。</ref><br />[[富士電機ホールディングス|富士電機]]<ref name="Kawasaki" group="*"/>||フレートライナー増発用||昭和43年度第3次債務
|-
|18 - 20||[[汐留駅 (国鉄)|汐留]] - [[広島貨物ターミナル駅|東広島]]、[[下関駅|下関]] - 汐留間特急貨物列車増発||昭和43年度第5次債務
|-
|rowspan="6"|2次車||21 - 25||川崎重工業<br />東洋電機製造||rowspan="2"|東海道・山陽地区フレートライナー増発用||rowspan="2"|昭和48年度第1次民有
1989年(平成元年)から[[1991年]](平成3年)にかけて川崎重工業で33両<ref group="*">川崎重工の車両製作拠点は兵庫工場であるが、本区分は2次車の一部を除き、坂出工場で製作された。同工場は後に[[川崎造船]]に移管されたため、稀有な製作例である。</ref>が製作された。
 
JR移行後の貨物列車増発に対応するため製作された区分で、外観が変更され、乗務員室に[[エア・コンディショナー|冷房装置]]が搭載された。前面は正面窓を大型化し、上面が大きく傾斜した3面構成の意匠に変更され、灯火類は正面中位に前照灯・標識灯を横方向に配置する。正面窓にはウィンドウオッシャーが装備された。外部塗色は車体上部が濃淡ブルーの組み合わせ、下部がライトグレー、乗務員室扉はカラシ色([[黄土色]])のJR貨物標準色である。集電装置は下枠交差形パンタグラフ PS22Bを当初から装備する。連結器はけん引貨車の変化から基本番台の密着式自動連結器から一般的な並形自動連結器に変更され、[[排障器|スカート]]の1位と4位にはMRPが設置されている。
 
電動機・制御機器は基本番台の仕様を踏襲するが、新たな規制への対応や機器類の有害物質排除など細部に変更が見られる。電動機では、整流改善対策として基本番台2次形(21号機以降)からコンバインドシャント抵抗器が用いられていたが、誘導コイルの見直しなどにより、整流改善がなされたため、撤去されている。機器類では従来用いられていた補助リレーの製造中止により代替品に変更、セレン整流器がダイオード化、アスベストの排除が行われるなど、時代に合わせた設計変更がされている。制動面では基本番台に改造で取り付けられた[[国鉄コキ50000形貨車|コキ50000形]]250000番台コンテナ車による100km/h運転対応の減圧促進装置が当初から設けられている。また電磁ブレーキ指令装置は、編成増圧機能が省略され、単機増圧方式となり、従来の空気差圧感知式の電空帰還器から、[[国鉄ED79形電気機関車#50番台|ED79形電気機関車(50番台)]]同様のカム接点付きのブレーキ弁に変更されている。空気圧縮機は空気管などのドレンによる腐食を防止するため、除湿装置が追加されている。
== 運用の変遷・現況 ==
=== 国鉄時代 ===
[[ファイル:Ef66 12 tonnel yokodai.jpg|thumb|220px|EF66 12けんによる「海底トンネル号」(1984年8月22日 [[根岸線]][[洋光台駅]]付近)]]
新製当初、901号機は吹田第二機関区(現・[[吹田機関区]])に配置されたが、量産車は全車が下関運転所(現・[[下関総合車両所#運用検修センター|下関総合車両所運用検修センター]]<ref group="*">現車は幡生支所(現・[[幡生機関区]])に駐在する。</ref>)に配置された。901号機も量産化改造と同時に下関運転所に転属している。1978年(昭和53年)から一部が広島機関区(現・[[広島車両所]])に転属し、貨物列車の大幅削減が実施された1984年(昭和59年)には広島機関区所属の車両が吹田第二機関区に転属している。転属後も引き続き東海道・山陽本線の貨物列車に使用された。
 
その後、[[1985年]](昭和60年)[[3月14日]]の[[1985年3月14日国鉄ダイヤ改正|ダイヤ改正]]の際、2次車の一部が寝台特急「[[あさかぜ (列車)|あさかぜ]]」「[[さくら (列車)|さくら]]」「はやぶさ」「[[はやぶさ (列車)|みずほ]]」「富士」の[[東京駅|東京]] - [[下関駅|下関]]間での牽引に転用された。これは貨物列車縮減により運用に余裕が出たことに加え、「はやぶさ」の編成中に[[ロビーカー]]を増結して牽引定数が増加し、従来のEF65形では牽引力が不足するための措置である。
{{-}}
 
=== JR貨物 ===
[[ファイル:JR Freight f66 18fc setoohasi test utazu.jpg|thumb|220px|EF66 18けんによる本四備讃線重量試験列車(1988年、宇多津駅)]]
分割民営化時には1 - 39・901号機の40両を承継し、その後100番台33両を製作して73両体制となった。
 
当初は、100番台機に準じたJR貨物標準色に塗装を変更していた。旧更新色とも呼称される。
 
[[2004年]](平成16年)施工の54号機以降は外部塗色が変更され、車体を青15号、正面と車体裾部にクリーム色1号を配した、国鉄色に近似するものとなった<ref>{{Cite book|和書|editor=田中真一 |title=j train Vol.14 「JR貨物EF66更新色3形態勢ぞろい」 |year=2004 |publisher=[[イカロス出版]] |pages=P.126|id= }}</ref>。この塗色は新更新色とも呼称され、最終的に9・10・12・16・17・19 - 26・28 - 39・41・44・52・54号機が新更新色となった<ref group="*">33・36・54号機は旧更新色を経ることなく、国鉄色から新更新色に塗り替えられた。</ref><ref group="*">旧更新色もその後の全般検査において塗装変更された車両や、車両置き換えによって除籍された車両が増え、[[2010年]][[6月]]に広島車両所を出場した30号機を最後に姿を消し、JR貨物における現役の更新色車両はすべて新更新色となっている。</ref>。初期に塗装が変更された16・19・20・54号機とそれ以外の車両では、塗装面で若干の相違が見られる。
 
同社所属機中、国鉄時代の配色で最後まで残存した27号機は[[2006年]](平成18年)9月に更新工事を受け、ほぼ国鉄塗装のままで出場した。変更箇所は「JR FREIGHT」の[[ロゴタイプ|ロゴ]]追加や腰板撤去に伴う製造[[銘板]]の移設、庇(ひさし)部分を含む屋根のグレー塗装化など、ごくわずかな箇所にとどまる。
 
=== JR西日本 ===
[[ファイル:EF66 55 asakaze No.1.jpg|thumb|220px|right|EF66 55牽引による「あさかぜ1号」<br />(1988年)]]
[[ファイル:Hayabusa fuji.JPG|thumb|220px|EF66 46牽引による「富士・はやぶさ」(2008年12月)]]
分割民営化時には40 - 55号機の16両を承継した。[[1990年]]3月のダイヤ改正より、「[[あさかぜ (列車)|あさかぜ2号・3号]]」および「[[瀬戸 (列車)|瀬戸]]」の[[電源車]]の一部が、[[架線]]集電方式を採用した[[国鉄24系客車#「あさかぜ3・2号」、「瀬戸」用改造車|スハ25形300番台]]に改められたことから、緊急時に同車の[[集電装置|パンタグラフ]]を降下させるための装置が運転席に設けられ、指令用[[ジャンパ連結器|ジャンパ栓]]が連結器左横に増設されている。一部の車両は検査出場時に台車・床下機器がグレーに塗装されている。
 
東海道・山陽本線系統の寝台特急牽引のほか、保安装置として[[自動列車停止装置#ATS-P形(デジタル伝送パターン形)|ATS-P形]]を搭載することから、首都圏方面への[[団体専用列車|団体臨時列車]]牽引にも用いられた。
 
寝台特急削減に伴い余剰が発生し、41・44・52・54号機がJR貨物に移籍した。老朽や余剰による廃車は[[1995年]](平成7年)から発生し、[[1992年]](平成4年)の寝台特急「[[さくら (列車)|さくら]]」衝突事故(山陽本線[[須磨駅|須磨]] - [[塩屋駅 (兵庫県)|塩屋]]間)で大破し復旧された55号機も同時期に廃車されている。
 
以後、[[下関地域鉄道部#下関車両管理室|下関地域鉄道部下関車両管理室]]<ref group="*">2009年6月1日に[[下関総合車両所#運用検修センター|下関総合車両所運用検修センター]]に改称されている。</ref>に10両(42・43・45 - 51・53号機)を配置し引き続き使用されたが、寝台特急の運用は漸次減少し、最後まで残存した「富士」・「はやぶさ」(東京 - 下関間)の運用が2009年[[3月14日]][[2001年以降のJRダイヤ改正|ダイヤ改正]]の列車廃止によって消滅し、定期運用を喪失した。その後、8両が廃車され<ref name="railf 201006">「JR旅客会社の車両配置表」 『鉄道ファン』2010年6月号(通巻591号)、交友社</ref>、45・49号機の2両のみ残存した<ref name="railf 201006" />。以後は臨時の[[特殊列車#工事列車|工事列車]](工臨)などに用いられたのち、2010年9月20日付で廃車となり、JR西日本所属車は消滅している<ref>{{Cite book|和書|editor=ジェー・アール・アール |title=JR電車編成表 2011冬 |year=2010 |publisher=交通新聞社|pages=p.349|id=ISBN 9784330184104}}</ref>。
 
=== 保存車両 ===
* EF66 11
** [[埼玉県]][[さいたま市]][[大宮区]] [[鉄道博物館]]
*** 運転台上部のひさしがい、パンタグラフがPS17であるなど、落成当時の状態を残している。
*** 廃車後、2004年から2006年にかけて広島車両所公開イベントで展示されていたが、2007年5月21日に大宮まで回送され、展示のための整備を受けた上で鉄道博物館に収蔵された。展示にあたり、撤去されていた連結器の空気管の再設置やMRP管の撤去など、原型に復元する改造が施されている。
* EF66 45・49
** [[京都府]][[京都市]][[右京区]] [[トロッコ嵯峨駅]]「[[ジオラマ・京都・JAPAN]]」
*** 運転台部分のみのカットモデルとして展示。
*** 2010年9月18・19日に下関から[[南福井駅]]まで回送され<ref>「[http://rail.hobidas.com/rmn/archives/2010/09/jref66_2.html EF66配給輸送]」 ネコ・パプリッシング『鉄道ホビダス』RMニュース、2010年9月22日</ref>、現地でカットモデル化されたのち、[[嵯峨野観光鉄道]]に運び込まれた<ref>{{Cite book|和書|editor=清水薫 |title=鉄道ファン2011年1月号 |year=2010 |publisher=交友社 |pages=pp.104 - 107|id= }}</ref>。
 
== 脚注 ==
[[ファイル:RN251-012.JPG|thumb|220px|レンフェ251形]]
* 本形式を基礎とした輸出機
** [[レンフェ251形電気機関車|レンフェ(スペイン国鉄)251)251形電気機関車]] - [[三菱重工業]]による輸出・[[ライセンス生産|ライセンス]]機。
** [[中国国鉄6K型電気機関車]] - ED75形・本形式を基礎とした[[交流電化|交流]]電気機関車。
{{国鉄の新性能電気機関車}}
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