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国鉄EF58形改良型 (日本国有鉄道 EF58形旅客用直流電気機関車)

a0057057_1914447.jpg概要:
当初、昭和21(1946)年から23(1948)年にかけて初期型車が製造されたものの、31両が完成したところで諸事情により一旦製造中止となった。
昭和27(1952)年以降、全くの別形式と見なしてよいほどの大改良を経て量産を再開した。以後、初期型車も車体載せ替えを含む仕様統一の改造を受け、昭和33(1958)年まで増備された。のべ製造両数は172両である(32から34番までは、将来EF58形に仕様統一する予定で、EF18形にそのまま引き継がれ、改良型では欠番としているため、175 が最終の車号である)。
根本的には戦前の鐵道省型電気機関車由来の設計を強化した、旧式システムの機関車ではあったが、昭和27(1952)年以降の改良型は高速運転時の性能に優れ、特急列車の牽引にしばしば用いられた。この改良型は、流線型を取り入れた秀逸で、なおかつ独特のロバストネス(逞しさ)を感じさせる車体フォルム(デザイン)も手伝って、多くの鉄道ファンから「ゴハチ」の通称および愛称で親しまれている。
1950年代から1970年代にかけ、東海道・山陽本線や高崎・上越線、そして東北本線黒磯以南といった主要幹線において、旅客列車牽引の主力として用いられた。末期には、昭和53(1978)年に電化された紀勢本線にも配備された。
1980年代までにほとんどが営業運転から撤退し、動態保存機的な少数の残存機も2000年代末までにほぼ運用を退いた。お召し列車牽引指定機関車として知られる61号機(模型)は、故障並びに後継となる特別電車・E655系の登場により保留機となった。
なお、同時期の昭和22(1947)年から33(1958)年まで製造された貨物列車牽引用電気機関車EF15形は、電気機器などの多くをEF58形と共通設計としており、外見は著しく異なるが「兄弟形式」と評されている。

形態別概説:
初期型(旧EF58形)
-別記事(予定)-

改良型
昭和27(1952)年から昭和33(1958)年にかけて新規製造された35号機から175号機までの141両、および初期型の台車・一部機器を流用して昭和28(1953)年から32(1957)年にかけて新造グループ同様の車体・性能に改造された1号機から31号機である。「新EF58形」とも呼ばれ、一般にEF58形と言えばこの形態を指す(32号機から34号機が存在しないのは、上述のとおり)。
初期型EF58形とは「完全に別の機関車」と評しても過言でないほどに変化した外観となったが、「EF58形」の形式称号は継承された。

開発の経緯:
上越線は、昭和6(1931)年の全通時から清水トンネルを擁する水上 - 石打間が電化されていたが、昭和22(1947)年には高崎 - 長岡間の全線電化が完成し、160kmに及ぶ長距離電化区間となっていた。しかし上越国境の山岳区間を越える勾配路線であり、低速の貨物用電気機関車が旅客列車にも用いられていた。
その状況に変化が生じたのは、昭和27(1952)年に完成した高崎線電化である。これによって上野 - 長岡間 (270km) の連続電気運転が可能となった。平坦路線で、東京近郊の重要幹線でもある高崎線では、高速性能を備えた旅客用電気機関車が必須であり、高崎線内のみの運用については東海道線の旧型旅客機関車を転用して一部をまかなうことになった。だが、上越線直通の長距離列車牽引では上野-長岡間のロングラン運用も想定され、これに対処できる新たな旅客用電気機関車が求められたのである。
一方、日本の最重要幹線である東海道本線の電化区間は、戦前の昭和9(1934)年に丹那トンネルが開業して以来、長らく東京 - 沼津間に留まっていた。
戦後、輸送力の逼迫と石炭の供給欠乏を背景として沼津以西への電化が進展した。電化区間は昭和24(1949)年2月に静岡まで、5月には浜松へ延伸された。そして1950年代初頭には浜松 - 名古屋間の電化も目前となり、東海道全線電化の完成も視野に入りつつあった。この電化延伸にあたっては、東京地区の普通列車を電車化することである程度の電気機関車を捻出したが、それでも将来に渡って旅客用電気機関車の著しい不足が見込まれた。
折りしも日本は昭和25(1950)年の朝鮮戦争勃発を機に新たな経済成長期(神武景気)に入っており、また26(1951)年のサンフランシスコ講和条約によって進駐軍の支配を脱したことで、国鉄も自律的な経営方針を採ることが可能となっていた。このような情勢から同年より新型電気機関車の開発が開始され、27(1952)年初頭よりEF58形として順次落成した。

運用の拡大:
昭和27(1952)年4月の高崎線電化に伴い高崎・上越線に就役し、相前後して東海道本線にも進出した。
なお、EF58形は高速性能優先で登坂能力が弱いため、急勾配の峠越え区間である上越線水上-石打間は、前部補機のEF16形を連結して通過した。
東海道本線電化は昭和28(1953)年7月に名古屋、30(1955)年7月には米原へと西進した。そして31(1956)年11月、最後の区間である米原 - 京都間の電化完成で、全線電化を達成する。また東北本線も33(1958)年4月に大宮 - 宇都宮間が電化され、翌34(1959)年5月には黒磯までが直流電化区間となった。
EF58形はこのような情勢下で昭和33(1958)年まで大量増備され、1950年代後半の最盛期には、東海道本線の特急・急行列車、普通列車を問わず、客車列車のほとんどを牽引するまでに至った。

車体:
自動式の暖房用ボイラーを搭載するため、そのスペースを確保する目的で車体が延長され、斬新な半流線型となった。
鐵道省→国鉄によって1920年代から1940年代にかけ製造されてきたすべての大型電気機関車は、蒸気機関車と同様に、長大な台車枠を相互に連結して土台とし、前後への牽引力もこの台車枠で受け持つ構造になっていた。車体については、台車枠の動軸部分上に短い車体を載せるのが普通であった。この車体は蒸気機関車のボイラーと同じで牽引力を分担せず、単に機器室外覆の役割を持つだけである。
台車枠前後両端に配置された無動力の先輪上は、乗務員の乗降や入れ換え作業時の要員搭乗に使われるデッキとなっていた。乗務員は車体端面のデッキ側ドアから運転台に出入りしていた。
改良型EF58形では台車枠を土台とする古い構造自体に変化はなかったが、先輪上のデッキを廃し、車体を先輪上の車端いっぱいにまで延長した。戦前の流線型機関車EF55形で片側の流線型部分のみ車端まで車体とした例はあったが、F級機関車でデッキ無しとして全長に渡る車体を載せたのは、日本ではEF58形が最初である。結果としてはデッキ付車の車体が14m級だったのに対し、全長19m弱に達する長大な車体となった。

暖房用ボイラー:
改良型EF58形には暖房用蒸気供給のため、自動式の重油ボイラー(蒸気発生装置)が搭載された。冬期における客車の暖房は長らく蒸気暖房方式が主流であった。これは蒸気機関車の走行用蒸気の一部を流用して客車に引き通すものである。
大正元(1912)年、信越本線碓氷峠に電気機関車が導入されると、旅客列車に暖房用蒸気が供給できないことから、ボイラーを搭載した「暖房車」を別に連結して蒸気を供給した。この手法はその後の他線区における電気機関車牽引列車にも踏襲され、結果として暖房車は1970年代後半まで使用されていた。
しかし、暖房車は起・終点でつなぎ換えの手間が掛かり、また重量がかさむため、機関車には余分な重荷となった。加えてその多くは石炭焚きボイラーを用い、電化された路線でありながらホームに蒸気機関車並みの黒煙が漂うこともしばしばであった。さらに、暖房車には専属の係員を乗務させる必要もあった。
これを嫌い、大正14(1925)年から電化された東海道本線・横須賀線の普通客車列車の一部は、電気暖房装置装備の客車を使用し、機関車から直流1,500V 電源の供給を受けて暖房を行っていた。しかし、電気暖房車は東京近郊のみの限定運用となっており、非電化区間に直通する大多数の客車は蒸気暖房のみの装備であった。なお、この東京地区1,500V 電気暖房は、運用区間での電車への置き換え進展に伴って、昭和26(1951)年ごろまでに廃止された。
暖房車問題に対する一策として、昭和12(1937)年に開発された旅客用電気機関車EF56形は、機関車内に暖房用の重油焚きボイラーと水・重油タンクを装備する手法を初めて採用、これは昭和15(1940)年に登場した強化改良型のEF57形にも受け継がれた。これらにおいても係員の配備は必要で、改良の余地を残していた。
国鉄技師で昭和26(1951)年から静岡鉄道管理局の機関車課長を務めた西尾源太郎は、運用に当たる立場から、当時東海道本線で第一線の機関車として運用されていたEF56・57の車載暖房ボイラーがキャパシティ不足気味であると上申し、その意見がEF58形改良型の大型ボイラー搭載に繋がったという。
改良型の本形式に搭載されたのは、新たに開発された自動制御の水管式重油ボイラー「SG1形」である。EF56形・EF57形の煙管式ボイラーよりも高効率化され、かつ乗務員のボタン操作のみで簡単に扱えるという画期的なボイラーであった。開発にあたっては、汽車製造会社技師の高田隆雄の主導でアメリカのALCOとの技術提携が図られ、自動式車載ボイラーの技術が導入された。
このボイラーは、東海道線の長大編成運用に供しても十分な暖房能力を備え、短編成の上越線運用ではオーバーキャパシティ気味と言われるほどのスペックを持っていたが、短期間で設計された急造のボイラーであり、しばしば故障を起こした。
このため、自動ボイラーは昭和32(1957)年途中(104・105号機及び115号機以降)から改良型のSG1A形に移行し、それ以前のSG1搭載機ものちにSG1Aに載せ替えている。このSG1Aはさらに改良され最終的には「SG1A改」となった。ボイラーの標準搭載は機関車運用の合理化に寄与し、本形式の運用範囲を著しく広げることになった。

塗色:
長年にわたって使用されたことから、EF58形電気機関車の塗色には幾多の変遷がある。

ぶどう色(模型:EF58 67)・ため色(模型:EF58 61)
当初は、全車とも一度は戦前以来の電気機関車標準色である焦げ茶色(ぶどう色2号)単色であった。
廃車までぶどう色2号を保ったのは、元お召し列車用の60号機のみである。お召し列車用の61号機(模型)は昭和40(1965)年ごろより、大宮工場で独自調合された深紅色(ため色)となっている。60・61号機には、車体側面にステンレスの飾り帯がありアクセントとなっている。 東京機関区のお召予備機だった73号機は、昭和46(1971)年に宇都宮機関区に転属するまで、ぶどう色塗装を維持していた。

青大将色(模型:EF58 152)とその先行試験色
後述の東海道本線全線電化、および青大将色採用に先立ち、昭和29(1954)年から4(模型)・16(模型)・18・31号機を用いて塗色試験が行われていた。これらは4両とも初期型(車体載せ替え機)ゆえ当時は主電動機の出力が低かったためか、試験終了後はぶどう色2号に戻された。このうち濃淡緑色の上下2トーンに彩色された4号機(模型)は当時のフランス国鉄 (SNCF) の電気機関車の塗色を模したものと言われ、また東海道本線全線電化時の記念切手にも同車が描かれている。
昭和31(1956)年の東海道本線全線電化に際し、特急「つばめ」・「はと」牽引機用として実際に採用されたのは車体が淡緑色(淡緑5号)に下部黄色(黄1号)・台車等の下回りは暗緑色 (緑3号)というもの(模型:EF58 152)で、東京機関区および宮原機関区所属の計25両にこの塗装が施された。これも当時としては斬新であり、同系の淡緑色単色(屋根部銀色)とされた客車ともども「青大将」と呼ばれた。

寝台特急色
昭和35(1960)年以降、寝台特急牽引機は青に下部クリーム色塗色となった。

新型直流電機標準色(模型:EF58 35)
昭和40(1965)年以降、後述の60・61号機を除く全車が新型直流電機標準色の青(青15号)に前面下部クリーム色(クリーム1号)に順次変更された。EF58形は機構的には旧型に属するが、高速性能に優れているため、警戒を促す意味を持たせたためである。

運用の推移:
昭和35(1960)年以降、昼行の特急・急行列車の分野で電車列車が台頭してくると、本形式は夜行列車を主な運用とするようになった。ブルートレイン牽引の本格的後継機であるEF65形500番台(P形)が登場した後も、寝台列車運用には盛んに用いられた。
最高許容速度こそEF65形に僅かに劣った(EF58形=100km/h, EF65形=110km/h)が、定格速度では著しく勝っており(EF58=68.0km/h、EF65=45.0km/h)、平坦線での高速域に限ればその牽引力はEF65形とも大差なかった。したがって110km/h運転が可能な区間の少ない路線や急行列車以下で主力だった旧型客車の牽引(最高速度95km/h)では、1970年代に至っても十分に実用機たり得たのである。なお、1950年代中期の速度試験でEF58形は123km/hの最高速度に到達してもいるが、営業運転ではそこまでの高速は出さなかった。
1960年代以降の国鉄は、高出力で貨客両用として用いることのできる新系列電気機関車を大量増備したが、これらは貨物列車牽引機としての牽引力をも満たせる汎用性を重視したため、高速性能は必ずしも十分に高くなく、旅客列車の高速牽引能力においてEF58形を上回るものはなかった。「旅客列車牽引のみ」を念頭に、高速性能最重視で設計された機関車は、事実上日本ではEF58形以降量産されていない。高速旅客列車対応形式としてはEF61形0番台が存在するものの、本形式の補完用として18両が新製されたのみで中止され、また機構的欠陥の問題からEF58形より先に運用を終了している。
新性能世代で本形式と同等の高速性能を備えた機関車の出現は、昭和43(1968)年から量産されたEF66形電気機関車まで待たなければならなかった。しかし、EF66形にしてもその開発目的は「重量・高速貨物列車の牽引」であり、国鉄末期に至ってようやく寝台特急運用に充当されるまでは貨物列車専用機であった。
また、新系列の直流電気機関車でも多数派であるEF60形とEF65形は、一般型客車牽引に必要な暖房供給装置、つまり暖房用蒸気発生ボイラーや電気暖房用電源を搭載しておらず、1980年代初頭まで主要幹線で運行されていた旧型客車の暖房サービスの見地から、本形式を用いる必然性もあったのである。
それでも昭和53(1978)年以降は老朽化が顕著となって廃車が生じ、国鉄末期の荷物列車牽引運用を最後に、ほとんどが廃車された。荷物列車運用で重用された背景にも、暖房供給能力と高速性能の両立というEF58形の特性が存在していた。東海道・山陽本線の定期列車からはEF62形に置き換える形で昭和59(1984)年3月に撤退、翌60(1985)年3月には東北本線の定期列車から撤退し、最後まで残った紀勢本線の定期列車も61(1986)年3月に撤退した。
しかしその後も、臨時列車などに僅かに運用例が見られた。JRに引き継がれたうちの89号、122号、157号は動態保存機であったが、しばしばEF64形・EF65形の代替車として運用された。牽引対象は主に12系客車・14系客車・24系客車、またカヤ21形を使用する20系客車で、EF58形の暖房設備は必要なかったが、長大編成の臨時列車が客車で運転されることは稀になっていたため、EF58形でも性能的に充分なことと、ファンサービスを目的としたことによる充当である。また東日本旅客鉄道(JR東日本)の水戸運転所にスロ81系和式客車1編成が継承されたが、冬季は暖房用電源の外部供給が必要だったため、同編成が直流電化区間で運用される際には、89号が充当されることが多かった。また同社が所有していたジョイフルトレイン『サロンエクスプレス東京』も14系のため、機関車の暖房装置は不要であったが、準指定機(特に61号機)であった。

ブルートレイン牽引:
昭和33(1958)年10月ダイヤ改正で、のちに「ブルートレイン」と呼ばれることになる特急列車用固定編成客車20系が東京 - 博多間の特急「あさかぜ」で使用を開始し、牽引機に本形式が使用された。当時においては戦後新製された唯一の旅客列車用大型機関車で、かつ、特急牽引機として既に実績を有していたことが主たる理由である。
昭和35(1960)年になると、本形式の一部に20系牽引の対応がなされた。外部塗色は従来のぶどう色2号塗装から20系に揃えた青塗装(青2号)に変更され、車体裾部のみをアクセントとしてクリーム色とした。20系乗務員室との有線電話回路が設置され、のちに架線電源式の電動発電機 (MG) を搭載したカニ22形が20系編成に組み込まれた際には、架線異常時のMG緊急停止・パンタグラフ降下スイッチを追加している。車両番号の変更は行われず、後継形式のEF60形500番台やEF65形500・1000番台のような明確な番台区分は行われなかった。
本形式が東海道・山陽ブルートレインを牽引する際の最大の問題は、山陽本線上り列車での難所である瀬野 - 八本松間(通称「瀬野八」)において単機では登坂力不足のため、EF59形電気機関車などの補助を必要とすることだった。これを解消すると同時に、牽引定数向上(20系11両→13両)を図るため、昭和38(1963)年からEF60形500番台への置き換えが始まった。だが、一般貨物列車での大きな牽引力確保を重視してEF15形電気機関車と大差ない高速特性しか持たないEF60形は、高速の特急列車牽引には不向きで、高速巡航可能な本形式と同等のダイヤを維持することが難しく、故障や遅延を頻発させた。
昭和39(1964)年10月、東北方面初のブルートレインとして「はくつる」が運転を開始し、上野 - 黒磯間の牽引に本形式が使用された。昭和43(1968)年10月ダイヤ改正で583系電車が投入され、当該運用は終了している。
昭和40(1965)年以降、東海道・山陽ブルートレインはEF60形に代わりEF65形500番台を主として使用してきたが、昭和47(1972)年以降から関西発着のブルートレイン(「あかつき」「彗星」「日本海」「つるぎ」)に際しては下関運転所・広島機関区(「あかつき」「彗星」・新大阪 - 下関間の一部)、米原機関区(「日本海」「つるぎ」・大阪 - 米原間と「あかつき」「彗星」の一部)各所属の本形式が牽引に充てられた。これは1960年代中期以降の度重なる同区間のブルートレイン増発でEF65P・F形が不足気味になっていたこと、貨物列車増発のために山陽本線では並行ダイヤを組まざるを得ず、速度を110km/hから95km/hに引き下げたことが一因として挙げられる。
本形式はこの時点でクリーム色+青色の標準塗色(模型:EF58 35)になっていたが、該当する車両は既にブレーキを改造済であった20系に対応すべく空気関連装備を改造(元空気溜め管ホースの増設)し、P形と称したが、車番については変更されず原番号のままであった。
20系特急牽引指定機はP形化工事を受けて運用に就いたが、「あかつき」「彗星」の14系・24系使用列車についてはP形の配置がなかった宮原機関区も担当した。
また、昭和50(1975)年3月のダイヤ改正で東京 - 大阪・紀伊勝浦間「銀河1号」・「紀伊」、上野 - 盛岡間の寝台急行「北星」、上野 - 金沢間の寝台急行「北陸」、新大阪 - 下関間「音戸」が特急に格上げされ(「銀河1号」は「いなば」、「音戸」は「安芸」に改称)、九州ブルートレインから転用された20系客車(但し「いなば」「紀伊」は14系客車)に置き換えられることになったが、牽引機には急行時代から引き続いて浜松機関区(「いなば」「紀伊」・東京 - 京都間。14系のためP形非改造)、宇都宮運転所(「北星」・上野 - 黒磯間)、長岡運転所(「北陸」・上野 - 長岡間)、広島機関区(「安芸」・新大阪 - 下関間)各所属の本形式が充てられた。その一方で、「日本海」「つるぎ」が湖西線経由となったため、両列車の運用を終了した。
昭和59(1984)年に紀勢本線の客車運用が12系客車に置き換えられた際、同線で使用する本形式にも同様のP形化改造が施工された。これはカーブの多い同線で12系客車の空気バネ台車に空気を充分に供給するための措置である。
客車が次第に14・24系化されるに伴い、牽引機関車を問わないこれら客車の牽引についてはP形以外の車両も使用された。
昭和50(1975)年3月のダイヤ改正以後、関西発着ブルートレインにおいて、53(1978)年に「安芸」が廃止、「あかつき」「彗星」「明星」が54(1979)年7月にEF65形1000番台に置き換えられ、東京・上野口でも53(1978)年に「北星」がEF65形1000番台に、55(1980)年10月には「出雲3・2号(元「いなば」)」「紀伊」と「北陸」がEF65形1000番台とEF64形にそれぞれ置き換えられ、EF58形の定期特急牽引仕業はここに終了した。
急行列車に転用された20系客車の牽引にも使用された。「銀河」(東京 - 大阪)では昭和51(1976)年の20系投入以降も引き続き本形式が牽引し、55(1980)年10月まで使用されたほか、1970年代後期からは「天の川」(上野 - 秋田)の上野 - 新潟間を牽引し、EF64形1000番台が増備されるまで用いられた他、上野 - 仙台間「新星」の上野 - 黒磯間を、57(1982)年11月に列車自体が廃止されるまで牽引していたが、こちらは20系化直後の数か月間、定期運用離脱直前のEF57形と共通運用で牽引した。急行に転用された20系客車の場合、荷物・電源車カニ21形の荷物室を潰して大型エアコンプレッサーを搭載したカヤ21形を充当したため、P形改修機でなくとも運用に支障はなくなった。

貨物列車牽引機としての運用:
旅客列車の牽引に活躍したEF58形だが、阪和線では例外的に貨物列車を牽引する運用も見られた。大都市圏の通勤路線である阪和線では、貨物列車も、通勤用の電車列車の合間を縫って高速で走行する必要があったため、高速性能を買われたEF58形が貨物列車牽引の任に当てられたものである。


(参考資料:Wikipedia 平成27(2015)年9月14日更新)
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by fbox12 | 2012-08-13 23:15 | 鉄道・バス