「JR貨物EF210形電気機関車」の版間の差分

JR貨物EF210形電気機関車
基本情報
運用者	日本貨物鉄道
製造所	川崎重工業・三菱電機
製造年	1996年 -
製造数	101両（2016年4月1日現在）
主要諸元
軸配置	Bo-Bo-Bo
軌間	1,067 mm
電気方式	直流 1,500V
全長	18,200 mm; 18,600 mm （300番台）
全幅	2,887 mm
全高	3,980 mm
運転整備重量	100.8 t
台車	ボルスタレス二軸ボギー
動力伝達方式	1段歯車減速つりかけ式
主電動機	かご形三相誘導電動機; FMT-4型×6基
歯車比	5.13; 4.44（量産化改造以前の試作機のみ）
制御方式	VVVFインバータ制御; （GTO素子・1C2M）; （IGBT素子・1C1M、100番台）
保安装置	ATS-SF; ATS-PF
最高運転速度	110 km/h
設計最高速度	120 km/h
定格速度	59.5 km/h （1時間定格）
定格出力	3,390 kW （1時間定格）; 3,540 kW （30分定格）
定格引張力	199 kN （≒20,300kgf - 1時間定格）
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EF210形電気機関車（EF210がたでんききかんしゃ）は、日本貨物鉄道（JR貨物）が1996年（平成8年）から製造する平坦路線向け直流電気機関車である。

概要

従来の直流電化区間標準機であるEF65形電気機関車は経年30年前後となり、同形式を多数承継したJR貨物では更新工事を施工して延命を図ってきた。また、輸送力増加への対応策として、1,600 t 牽引を念頭に置き、1時間定格出力6,000 kWを誇るEF200形電気機関車が1990年（平成2年）3月から落成した。しかし、当初計画された 1,600 t 牽引は変電所の電力供給能力問題が顕在化したことから実現しなかった。本形式はEF65形の後継機として、また、東海道・山陽線系統の 1,300 t コンテナ貨物列車運転拡大に充当する目的で開発された^[2]。

JRの機関車で初めて愛称が採用され、公募の結果「岡山機関区に所属する省電力大出力機」であることから「ECO-POWER 桃太郎」と命名された。

構造

箱型両運転台を採用し、外板には腐食防止の観点から耐候性鋼板を使用している^[3]。側面には機器取り出し口を、冷却ダクトを内蔵した屋根は機器脱着を考慮した2分割の取り外し可能な構造となっている^[3]^[4]。高運転台式非貫通の前面形状を有し、正面窓上に短い庇を設けた。また、予讃線に存在する鳥越トンネル以西の超狭小トンネルを通過するための対策を施している。

機械室は1室とし、中央部にVVVF インバータと補助電源装置を設置している^[3]。通路はZ形とし、車体中央で通路配置が逆転する。これは機器室内の通路幅を確保し、整備性の向上に配慮したもので、このため側面の窓配置は向かって左側に採光窓が並び、向かって右側に通風孔を設ける配置となる。

GTO 素子を用いたVVVFインバータでかご形三相誘導電動機を制御するシステムはEF200形電気機関車と同一であるが、製作および運用コスト低減のため、本形式は国内機関車では初となる1台のインバータで2台のモーターを制御する 1C2M 方式を採用した^[3]。インバータの結線は、1軸目と5軸目、2軸目と6軸目、中間の3軸目と4軸目のモーターとなっている。なお、2000年以降に新造された100番台ではインバータの構造がIGBT素子に変更され、1台のインバータで1台のモーターを制御する 1C1M 方式となった。

1時間定格出力565kWの主電動機を吊り掛け式で6基搭載し、機関車全体で3,390kWの出力を確保しているが、本形式は日本の電気機関車として初めて「30分定格」の概念を採用し、定格出力 3,540 kW（30分）の設定で設計された。これらの対応により、性能はEF200形（1時間定格出力 6,000 kW）に比べ控えめではあるが、東海道本線関ヶ原付近の連続勾配 10 ‰ での運用が可能となり、EF66形電気機関車との共通運用もできる^{[* 3]}。

補機類や計器類の電源を供給する補助電源装置には、GTOチョッパ+IGBTインバータで構成された静止形インバータ(SIV)を採用し、三相交流440V 60Hzと直流100Vを出力する^[3]。

台車は軸梁式ボルスタレス台車の2軸ボギー台車で、ヨーダンパが取付けられている。車体支持方式は空気ばね、動力伝達はリンクを介した低心皿方式である^[3]。軸箱支持は軸はり式による弾性支持とし、台車に搭載される駆動装置は1段歯車減速つりかけ式としている^[3]。

基礎ブレーキ装置は、保守省力化の観点からユニットブレーキを使用した焼結合金制輪子による片押し式としている。ブレーキ方式は発電ブレーキ併用の電気指令式空気ブレーキとし、関ヶ原付近の10‰連続下り勾配において1,300t貨物を抑速運転できる性能を持つ^[5]。中間台車には、ばね式留置ブレーキをユニットブレーキに内蔵している^[3]。

空気ブレーキなどで使用される圧縮空気を供給する電動空気圧縮機は、FMH3008-FC3000A形を1基搭載する^[1]。

電動機などの冷却に使用する電動送風機は、FMH3012-FFK12形を8基搭載する。内訳は、電動機・インバータ用が3基、排塵用が3基、ブレーキ抵抗器用が2基である。

運転整備重量は100.8tとされ、EF66形と同等である。

形態区分

試作機（901号機）

1996年（平成8年）3月に三菱電機・川崎重工業で製作された、本形式の試作機である。

新鶴見機関区に新製配置され、各種試験に供された。1997年（平成9年）8月に岡山機関区へ転属した。量産機とは車体側面1エンド側のルーバー形状や、屋根昇降ステップの位置が異なる他、運転席側窓がやや小さく、運転台周りの塗装パターンが若干異なる。側面の車両番号表示は向かって右の助士席側扉付近にある。

主電動機は FMT3 形 (565kW) 、歯車比は 1:4.44 、軸距が2,600 mmに設定され、中間台車がFD5、両端台車がFD6とされた。パンタグラフは下枠交差式のPS22D形である。

2005年（平成17年）3月に量産化改造を実施し、量産機と同一の電動機 FMT4 形を搭載し、歯車比も量産車と同一になった。

基本番台（1 - 18号機）

1998年（平成10年）7月 - 同年11月に三菱電機・川崎重工業で製作された、本形式の量産機である。

主電動機を同一出力ながら小型の FMT4 形 (565kW) に改良、これは以降の新型電気機関車にも標準装備される。走り装置は歯車比を 1:4.44 から 1:5.13 に変更、主電動機を小型化したため、台車軸距を 2,500 mm に短縮したFD7E両端台車、FD8中間台車を装備する。側面の車両番号表示は向かって左の運転士席側扉付近に移された。新製時より「ECO-POWER 桃太郎」のロゴマーク（小形）が助士席側窓下に描かれる。パンタグラフは下枠交差式のPS22D形である。全車が岡山機関区に配置されている。

100番台（101号機 - ）


100番台前期型 (EF210-105) （2002年10月 / JR貨物祭りにて）		100番台後期型 (EF210-137) （2007年11月21日 / 西阿知 - 倉敷）

2000年（平成12年）3月以降、三菱電機・川崎重工業で製作中の改良機である。同年4月10日から運用を開始した。EF65形置き換えのために岡山機関区および新鶴見機関区に新製投入されたが、2007年（平成19年）度以降、EF66形取替えのため吹田機関区への新製配置も行われた^[6]。

検査作業の効率化のため、機器室通路の幅を拡大した。主要機器の面では、VVVF インバータの整流素子を IGBT に変更し、制御システムも1台のインバータで1台のモーターを制御する 1C1M 方式とされた。補助電源装置として搭載する静止形インバータ (SIV) の故障時に、主回路制御用インバータの一群を SIV のバックアップとして使用できるフェイルセーフ配慮がなされた。主電動機の制御方式がすべり制御方式からベクトル制御方式に変更されたほか、新製時からATS-PF保安装置を搭載している。

外観上、基本番台とは側面の採光窓・ルーバーの数や配置が異なり、大き目の「ECO-POWER 桃太郎」のロゴが側面中央に描かれている。109号機以降はシングルアーム式パンタグラフの FPS-4 形を採用し、関節部は車端側に向けて搭載される。

なお、シングルアーム式パンタグラフを搭載して落成した115号機は、2011年現在はPS22D下枠交差式パンタグラフに換装していたが^[7]、2013年2月に全般検査を施工された際にシングルアーム式パンタグラフに復元された^[8]。また、127号機は新製直後の2006年9月上旬、西湘貨物駅 - 東京貨物ターミナル駅間で 1,300 t 列車牽引試験を7日間行った。

156号機以降は屋上の列車位置検知用GPSアンテナ設置が省略されている。これは、列車位置検知システムのリニューアル^[9]に伴い、従来のGPSアンテナの使用を中止した関係である。


製造次	製造年度	車両番号	新製配置
1次車	1999年度	101・102	岡山機関区
	2000年度	103 - 105
	2001年度	106 - 108
2次車	2002年度	109 - 111
	2003年度	112・113
	2004年度	114・115
	2005年度	116 - 125	岡山機関区^{[* 4]}・新鶴見機関区^{[* 5]}
	2006年度	126 - 131	岡山機関区
	2007年度	132 - 141	岡山機関区^{[* 6]}・新鶴見機関区^{[* 7]}・吹田機関区^{[* 8]}^[10]
	2008年度	142 - 155
	2009年度	156 - 164
	2010年度	165 - 173^[11]^[12]

300番台（301号機 - ）

経年40年を超える、瀬野八用補助機関車（勾配後押機関車）であるEF67形（0番台）の置き換え用として2012年（平成24年）7月に計画発表された^[13]。同年9月3日に301号機は川崎重工業を出場し^[14]、およそ1か月の現車訓練と試運転を経た後に広島車両所に配置された。2013年3月16日より営業運転を開始した^[15]。その後、同年4月23日に302号機が川崎重工業を出場^[16]。同月26日より広島に回送し^[17]、翌28日に広島到着^[18]。整備され、同日夜より運行開始した^[18]。そして、同年5月22日に303号機が川崎重工業を出場した^[19]。

100番台をベースとしており、勾配後押機関車として運用するためシリコン油を内蔵した新型の緩衝器を両エンドの連結器に採用している^[5]^{[* 9]}。これは、貨物列車を編成後部から押上げる際、状況によっては編成内の連結器に衝撃力が加わる場合があり、それを緩和するためのものである。従来の緩衝器に超高粘度のシリコン油を充填したシリンダを組込み、引張側では従来のゴムブロックによる変形抵抗により衝撃を吸収するが、圧縮側（押上げ時）ではそれによる変形抵抗にシリコン油の流動抵抗が加わり、より高い衝撃吸収能力をもっている^[5]。その装備のために緩衝器が大型化し、車体長が片側で200mm、全体として400mm長くなっている^[20]。車体色は標準型と異なり、青地に2本の黄色のラインを入れたものとなる^[13]^[21]^[22]。

勾配後押機関車としての仕業以外にも、本務機としての運用を考慮して、汎用性を持たせた設計とされているため、「瀬野八」以外の区間（主として山陽本線）でも運用されている。

運用・現況

本形式は新製以来東海道本線・山陽本線で重点的に使用されるほか、さらに東北本線の黒磯駅、高崎線の倉賀野駅、中央本線の八王子駅、京葉線の蘇我駅、鹿島線の鹿島サッカースタジアム駅の他にも、2002年3月ダイヤ改正からは瀬戸大橋線を経由し高松貨物ターミナル駅または新居浜駅などの運用があり、運用範囲は極めて広い。0番台/100番台の区別はなく、共通で運用されている。EF66形やEF200形が牽引する運用でEF210形が代走するケース^{[* 10]}、その運用で牽引するEF210形の機関区とは別の機関区のEF210形が代走するケースはある。 301-303号機は、新製当初は広島車両所に配置されていたが、2013年10月に301号機が吹田機関区に貸し出され^[23]、その後は301号機が吹田機関区に転属したのを皮切りに3機全てが転属し、送り込みを兼ねて吹田-広島間の貨物列車の先頭にも立つようになった。また、2014年3月ダイヤ改正からは専用の運用が新設された。2015年には304号機から309号機^[24]^[25]^[26]が増備された。

2015年3月1日現在の車両配置^[27]
配置	車両番号	備考
新鶴見機関区	110 - 113・116 - 125・132 - 136・142・ 143・150 - 152・155・161 - 164・170 - 173号機
吹田機関区	103 - 109・114・115・139 - 141・144 - 146・149・ 154・156 - 160・165 - 169・301 - 303号機	2015年度に304 - 309号機を増備
岡山機関区	901・1 - 18・101・102・ 126 - 131・137・138・147・148・153号機

重要部検査は、0・100番台（岡山・吹田所属）が岡山機関区もしくは広島車両所で、300番台が吹田機関区で施工される^[28]。全般検査は広島車両所が担当している^[29]。

脚注

[脚注の使い方]

注釈

^ 銘板のロゴは、通常の「（リバーマーク）川崎重工」ではなく、オートバイ・ジェットスキー用の「（フライングKマーク）Kawasaki」が使われている。
^ 銘板のロゴは英文で標記。
^ 東海道本線において、重量貨物列車牽引時の厳しい連続勾配は関ヶ原越え区間のみである。EF66形は 3,900 kW（1時間定格）の大出力でこの難所を克服しているが、関ヶ原越えの力行時間自体は10分強の短時間であるため、EF210形は30分定格の概念に基づき山越え力行時の短時間のみ（1時間定格に対して）過負荷を許容することによりこの区間の通過を可能にしている。
^ 116・117号機
^ 118 - 125号機
^ 137・138・147・148・153号機
^ 132 - 136・142・143・150 - 152・155・161 - 164号機
^ 139 - 141・144 - 146・149・154・156 - 160号機
^ 本務機との共通運用によって機関車の向きが変わることを想定したため。
^ 逆にEF210形の代走でEF66形やEF200形が代走するケースもある。

出典

^ ^a ^b ^c ^d 『鉄道ジャーナル』2012年12月号、鉄道ジャーナル社、2012年、p.151
^ 『鉄道ジャーナル』通巻397号、p.63
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h 『鉄道ジャーナル』通巻397号、p.64
^ 『鉄道ジャーナル』2012年12月号、鉄道ジャーナル社、2012年、p.152
^ ^a ^b ^c 『鉄道ジャーナル』2012年12月号、鉄道ジャーナル社、2012年、p.153
^ 鉄道貨物協会「JR貨物時刻表」2008年版
^ 【JR貨】EF210に見られる小変化RMニュース、鉄道ホビダス（ネコ・パブリッシング）、2011年5月25日付
^ 【JR貨】EF210-115 本線試運転実施RMニュース、鉄道ホビダス（ネコ・パブリッシング）、2013年2月1日付
^ 運転支援システム『PRANETS』
^ 鉄道貨物協会「JR貨物時刻表」2010年版　pp.272 - 273による。
^ JR貨物Webサイトニュースリリース「平成22年度の機関車の新製について」 (PDF)
^ 交友社『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース、2011年1月13日
^ ^a ^b 新型電気機関車の製作について (PDF) - 日本貨物鉄道ニュースリリース 2012年7月11日
^ EF210-301が川崎重工から出場 - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2012年9月3日
^ EF210-301が営業運転を開始 - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2013年3月16日
^ EF210-302が川崎重工から出場，試運転 - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2012年4月23日
^ EF210-302が広島へ - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2012年4月26日
^ ^a ^b EF210-302、早くも営業運転開始 - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2013年5月1日
^ EF210-303，川崎重工で落成し公式試運転 - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2013年5月23日
^ 『マンスリーかもつ』(鉄道貨物協会) 2012年11月号 p.22
^ JR貨物、新型電気機関車の製作を発表 - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2012年7月13日閲覧
^ 交友社『鉄道ファン』2011年10月号 pp.84による。
^ EF210-301、吹田機関区に貸し出し - 「レイル・マガジン」RMニュース（ネコ・パブリッシング） 2014年3月28日閲覧
^ EF210-304が川崎重工から出場 - 鉄道ファン 2015年7月28日
^ EF210-305が川崎重工から出場 - 鉄道ファン 2015年8月18日
^ EF210-306が川崎重工から出場 - 鉄道ファン 2015年9月2日
^ 鉄道貨物協会「JR貨物時刻表」2015年版　pp.221 - 222による。
^ 『鉄道ジャーナル』通巻587号、p.38
^ 『鉄道ジャーナル』通巻552号、p.25

参考文献

濱田喜一（JR貨物　技術開発室）「EF210形式直流電気機関車量産機の概要」『鉄道ジャーナル』第397号、鉄道ジャーナル社、1999年11月、63 - 65頁。
添田正（JR貨物　ロジスティック本部車両部技術開発室Grリーダー）「EF210形式直流電気機関車300番代の概要」『鉄道ジャーナル』第552号、鉄道ジャーナル社、2012年10月、150 - 153頁。
鶴通孝「西の名門　吹田機関区」『鉄道ジャーナル』第587号、鉄道ジャーナル社、2015年9月、32 - 41頁。
「JR貨物EF210形100番代」『レイルマガジン』204、ネコ・パブリッシング、2000年、pp.114 - 115

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 経年40年を超える、[[瀬野八]]用[[補助機関車]]（勾配後押機関車）である[[国鉄EF67形電気機関車|EF67形]]（0番台）の置き換え用として[[2012年]]（平成24年）7月に計画発表された<ref name = "jrf20120711">{{PDFlink|[http://www.jrfreight.co.jp/common/pdf/news/201207-03.pdf 新型電気機関車の製作について]}} - 日本貨物鉄道ニュースリリース 2012年7月11日</ref>。同年9月3日に301号機は川崎重工業を出場し<ref>[http://railf.jp/news/2012/09/04/090000.html EF210-301が川崎重工から出場] - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2012年9月3日</ref>、およそ1か月の現車訓練と試運転を経た後に[[広島車両所]]に配置された。2013年3月16日より営業運転を開始した<ref>[http://railf.jp/news/2013/03/17/161500.html EF210-301が営業運転を開始] - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2013年3月16日</ref>。その後、同年4月23日に302号機が川崎重工業を出場<ref>[http://railf.jp/news/2013/04/24/180000.html EF210-302が川崎重工から出場，試運転] - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2012年4月23日</ref>。同月26日より広島に回送し<ref>[http://railf.jp/news/2013/04/27/180000.html EF210-302が広島へ] - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2012年4月26日</ref>、翌28日に広島到着<ref name="railf_130501">[http://railf.jp/news/2013/05/01/160000.html EF210-302、早くも営業運転開始] - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2013年5月1日</ref>。整備され、同日夜より運行開始した<ref name="railf_130501"/>。そして、同年5月22日に303号機が川崎重工業を出場した<ref>[http://railf.jp/news/2013/05/23/150000.html EF210-303，川崎重工で落成し公式試運転] - 『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース（交友社） 2013年5月23日</ref>。
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 勾配後押機関車としての仕業以外にも、本務機としての運用を考慮して、汎用性を持たせた設計とされているため、「瀬野八」以外の区間（主として山陽本線）でも運用されている。