国鉄ED78形電気機関車

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ED78 9（1985年3月仙台駅にて撮影）

ED78形電気機関車（いーでぃー78がたでんききかんしゃ）とは、奥羽本線の交流電化切替のため、1968年（昭和43年）より運用が開始された日本国有鉄道（国鉄）の交流用電気機関車である。

本項ではED78形の試作機である国鉄ED94形電気機関車についても扱う。

[編集] 開発の経緯

平均勾配が約33‰で碓氷峠や瀬野八と並ぶ国鉄三大峠である、奥羽本線板谷峠（福島 - 米沢間）は直流電化されていたが、1968年 10月1日のダイヤ改正（ヨンサントオ改正）で米沢 - 山形間が交流電化されるのにあわせ、交流電化に切り替えられることになった。

それまで板谷峠で使用されていたEF64形は急勾配対策として抑速発電ブレーキを装備していたが、交流用機関車には抵抗器がなく発電ブレーキが使えないため、交流回生ブレーキ方式を採用することになった。また、同改正では、一部区間が直流電化されていた仙山線も全区間において交流電化に切り替えられることになり、奥羽本線とあわせて仙山線でも使えることが要求された。

板谷峠および仙山線には勾配区間が連続して存在し、特別な運転技量を要する。また、仙山線は奥羽本線に比べて軌道が弱く、乗り入れる機関車は軸重が軽い機関車に限定されていた。このような背景から、EF71形とともに設計されたのが本形式である。

[編集] 構造

前面形状は国鉄交流電気機関車の標準的な形態で、恒常的な重連運用に備え正面には貫通路を設ける。正面窓上部にはツララ切りを装備し、冬季の窓ガラス破損防止のためプロテクターが装備可能である。

回生ブレーキ用機器の搭載や中間台車をもつため、全長は 17900mm に拡大された。動軸4軸の「D形」ながら動軸6軸の「F形」と同等の車体長である。冬季の積雪対策として、屋上の特別高圧機器の大半を車内収納に変更してある。回路は全サイリスタブリッジ方式となった。列車暖房用電源は主変圧器の3次巻線から供給される。パンタグラフは冬季の両パンタ上昇運転^[1]が可能である。

前後の動力台車はED75形と同一の仮想心皿方式台車 DT129形で、牽引力の伝達は台車下部と車体を連結する引張棒による「ジャックマン式」である。長時間勾配での停車のため転動防止装置が備えられ、電気回路には主電動機短絡ブレーキが設置された。中間台車は空気ばねによる軸重可変装置がついており、軸重を14.0t、14.8t、16t、16.8tの4段階に変化させることができる。これにより、路盤の弱い仙山線・磐越西線^[2]でも使用できる。

EF71形とは機器の共通化がなされ、両形式の重連運転が可能である。

[編集] 形態区分

ED94形→ED78形 (901)

1967年にED94形として日立製作所で製作された。1968年に郡山工場にて量産化改造が施され、ED78 901に改番された。

量産車 (1 - 13)

ED94形の試験結果を基に1968年から日立製作所で製作された。ED94形を運用した結果誘導障害が問題になり、機器構成を変更した結果、全長がED94形に比べ600mm長い17900mmとなった。このため運転整備重量が1.5t増加している。1968年に9両、1970年に2両、1980年に2両の計14両（901を含む）が製造された。1980年製作の 12・13 は運転室内に扇風機が装備され、前面の通風口が廃止^[3]された。この2両は国鉄で最後に製作された交流電気機関車でもある。

改造: 1970年、20系客車による寝台特急「あけぼの」が運転開始されたため、20系および特急貨物列車牽引のための電磁ブレーキ回路が改造で附加された。; 後天的な改造として、運転室側窓のアルミサッシ化・1985年の寝台特急のヘッドマーク復活に際して行われたヘッドマークステーの追設などが施工されている。

[編集] 運用の変遷

福島機関区に配置され、奥羽本線や仙山線で使用した。寝台特急「あけぼの」急行「津軽」などの優等列車から貨物列車まで運用範囲は広汎にわたる。単機で列車牽引に使用するほか、板谷峠区間では本形式どうし、または EF71形との重連で使用した。名目上はEF71形を板谷峠区間の補機として用い、本形式は前後区間を含め列車の牽引にあたる本務機としての運用方が見込まれたが、実際の運用上の区分は明確なものではなかった。

1992年に山形新幹線が開業し、福島 - 山形間は標準軌に改軌された。EF71形は適当な転用先がなくそのまま運用を終了したが、本形式は引き続き仙山線で貨物列車・臨時旅客列車などに使用された。

1993年に福島機関区が閉鎖され、本形式は仙台電車区（現・仙台車両センター）に移動し、引き続き仙山線で使われた。同線は1990年に軌道強化されED75形の入線が可能であったが、勾配区間が存在する同線で貨物列車を牽引するため回生ブレーキをもつ本形式が継続使用されていた。同線の貨物列車が1998年までに運転終了した後は「落ち葉清掃」の運用に使用されたが、2000年に残存の2両（12・13）が除籍され形式消滅した。