国鉄EH10形電気機関車

EH10形電気機関車

EH10形は、1954年（昭和29年）に日本国有鉄道（国鉄）が製造した直流電気機関車です。東海道本線と山陽本線の貨物輸送を目的として開発され、1957年（昭和32年）までに64両が製造されました。

概要

EH10形は、全線電化が迫っていた東海道本線および山陽本線において、重量級の貨物列車を牽引するために、EF15形をベースに設計されました。国鉄が製造した唯一の8動軸機であり、国鉄史上最大級の電気機関車として知られています。その巨大な車体から「マンモス」という愛称で親しまれました。

車体や台車は近代的な設計が取り入れられた一方、モーターや制御装置は従来の技術を踏襲しており、信頼性を重視した構成となっています。このため、EH10形は、国鉄の直流電気機関車の歴史において、EF15形以前の旧性能機と、ED60形以降の新性能機の中間に位置する過渡期の機関車と評価されています。

登場の背景

1940年代から1950年代にかけて、東海道本線では貨物輸送需要が急増し、1,200tもの重量級貨物列車が蒸気機関車によって運行されていました。しかし、輸送能力の限界と石炭供給の不安定さから、1951年（昭和26年）に東海道本線の電化工事が再開され、1953年（昭和28年）には浜松 - 名古屋間が電化されました。その後、名古屋 - 米原間の電化も間近に迫り、東海道本線の全線電化が視野に入ってきました。

しかし、大垣 - 関ケ原間には10‰の勾配が6kmにわたって連続しており、重量級貨物列車にとって大きな難所となっていました。当時の最新鋭機であったEF15形では、この区間で1,200t列車を単独で牽引するには出力不足が懸念され、十分な速度を確保することが困難でした。そのため、より強力な機関車の開発が求められました。

そこで、EF15形と同等の主電動機を8つ搭載したEH10形が開発されました。これは日本初の8動軸式大型機関車であり、関ケ原越えの問題を解決するだけでなく、貨物列車の増発と高速化にも貢献することが期待されました。

基本構造

EH10形は、動軸を8軸としたため、全長22.5mにも及ぶ長大な車体となりました。このため、車体は中央で2分割され、2つの箱型車体を永久連結する特殊な構造となりました。2車体間は永久連結器で結合され、金属製の特殊な貫通幌と高圧引き通し線が渡されています。車体長が長くなったことから、機関車の占用長さを減らすため、従来の貨物用機関車にあった前面デッキは廃止されました。

また、台車構造も大きく変更されました。従来の国鉄電気機関車では、鋼板や鋳鋼で構成された台車枠を基礎とし、その両端に先輪が結合されていました。しかし、EH10形では、電車のような鋳鋼製2軸ボギー台車を採用し、牽引力は台車から車体の台枠を経て連結器に伝えられるスイベル式を採用しました。これにより、先輪が不要となり、軽量化に貢献しました。

電装機器

主電動機には、EF15形と同等のMT43形を8基搭載し、定格出力2,600kWを発生しました。これは、EF66形が登場するまで、日本国内の電気機関車としては最大の出力でした。制御システムは手動進段式の単位スイッチ制御方式で、信頼性を重視した設計となっています。

出力が大幅に向上したことで、1,200t列車を牽引しての関ケ原越えが可能になっただけでなく、平坦区間での走行性能も向上し、貨物列車のスピードアップに貢献しました。また、車体が2分割されていることによる機器構成の複雑さや点検・整備の手間が増えるという難点がありましたが、出力に対して機器に余裕があり、故障が少ないという利点がありました。

車体デザイン

EH10形の車体デザインは、民間工業デザイナーの萩原政男が手がけました。国鉄車両としてはいち早く、スタイリングを外部のデザイナーに委託したことは特筆されます。前面は角張った形状で、窓部分は凹んでおり中央で二分割されています。また、車体塗装は黒色に黄色の細帯を入れたもので、以前の茶色塗装に比べ、力強い印象を与えました。前面下部にはスカートが装着され、量産車ではスノープラウに交換できる構造となりました。

形態別

試作機

1号機から4号機は試作機として、それぞれのメーカーで1両ずつ製造されました。外観上の特徴として、集電装置（パンタグラフ）が中央寄りに設置されている点が挙げられます。試作機は、1・3号機が黒に黄色の帯、2・4号機がぶどう色2号に銀の帯で落成しましたが、その後の量産機は、黒に黄色の帯が採用されました。

量産機

試作機の運用実績を基に細部の設計が変更され、重量配分が均等化されました。また、運転席面積が拡大し、連結器が100mm前方へ突出しました。パンタグラフの位置は両端近くに離されました。

高速試験機

15号機は、高速主電動機と高速寄りの歯車比、電磁直通ブレーキを装備した高速試験機として製造されました。塗色もぶどう色2号に変更されましたが、試験終了後に量産機と同様の仕様に改造されました。

試験

高速度試験

1955年12月には、15号機と軽量客車を用いて、高速旅客列車の牽引試験が行われ、最高120km/hを達成しました。また、特急「つばめ」の試験牽引も行われました。この実績から、EH10形をベースにした高速旅客列車牽引用の8軸機「EH50形」の製作計画も進められましたが、軸重の大きい機関車を高速で走行させるには軌道強化が必要で莫大な費用がかかる等のデメリットが大きいと判断され、計画は中止となりました。

粘着性能試験

1966年には、14号機と64号機が中央東線で粘着性能試験を行いましたが、急勾配区間での性能は十分でなく、EH10形が急勾配線区に投入されることはありませんでした。

改造

中・高速域での速度制御範囲を広げるため、弱め界磁を直並列段から使用できるように改造されました。また、砂箱が撤去され、パンタグラフがPS22Bに交換された車両もありました。

運用

EH10形は、当初から東海道本線の高速貨物・重量貨物用として使用され、東海道本線全線電化後は、急行貨物列車や1,200t列車を牽引しました。また、コンテナ特急貨物列車「たから号」の牽引にも使用されました。

しかし、新世代の機関車の増備や貨物列車の高速化に対応できなくなったため、一般貨物列車用に転用され、東海道・山陽本線など限定された区間での運用となりました。1975年以降、老朽化により廃車が開始され、1981年に運用を終了しました。

保存機

現在、61号機のみが保存されています。

参考文献

電気車研究会『鉄道ピクトリアル』1967年7月号 No.197　特集：EH10
交友社『鉄道ファン』1976年6月号 No.182 特集：マンモス電機EF66・EH10
澤野周一「EH10型電気機関車回想」
交友社『鉄道ファン』1998年7月号 No.447 p112 - p119
「Special Graph 漆黒のマンモス機 EH10 Memories」
ネコ・パブリッシング『Rail Magazine』2007年8月号 No.287 p30 - p35
『世界の鉄道 1982年版』1981年、朝日新聞社

外部リンク

東海道に新威力（昭和30年12月14日） - 日本映画新社・朝日ニュース昭和映像ブログ
EH10マンモス保存委員会 - 大阪市内に保存されている61号機の管理団体の公式ホームページ

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