日本國鐵ED六十型的電力機車

ED 六十型的電力機車（日本語：ED 六十形電影影響機的車）是日本國有鐵道的直流電力機車車型之一，適用供電的制式為一千五百伏直流電的電氣化鐵路，由新三菱重的工業、川崎車輛、汽車製造等企業佇一九五八年研製成功。

發展歷史

背景

第二次世界大戰了後，日本國有鐵道為滿足佇戰後經濟復興的形勢下不斷增加長的運輸量，先後研發三種標準型直流電力機車，即幹線客運用的 EF 五十八型的電力機車，佮幹線貨運用的 EF 十五、EH 十型電力機車，閣成做是國鐵煮要幹線的主型電力機車。至一九五空年代尾，佇大正時代對國外進口抑是對私鐵收購的各種舊型電力機車亦將屆使用壽命，所以日本國鐵急需要一種新型直流電力機車來取代遮的舊型機車，做非主要幹線的客貨列車牽引任務。

此外，受著法國國鐵發展工頻單相交流制電氣化鐵路的成功經驗所的影響，日本國有鐵道嘛對一九五空年代初開始發展交流電力牽引。一九五四年至一九五七年間，三菱、日立、東芝分別試做濟濟種的交流電力機車的原型車（ED 四十四、ED 四十五型電力機車）， 而且佇仙山線的二十千伏五十赫茲交流電化區段進行矣試驗。一九五七年，ED 七十型電力機車投入北陸本線運用，成做日本國鐵的頭一種量產型交流電力機車。這个機車佮舊型直流電力的機車有完全無仝的結構，並且應用誠濟當時的新結構佮新技術。

佇咧這款的背景下，日本國鐵決定利用 ED 七十型交流電力機車所採用的部份上新的技術，對根本上改變直流電力機車的設計，開發一種全新的直流電力機車，彼个稱為「直流新型電力機車」。 一九五八年，新三菱重的工業、川崎車輛、汽車製造等企業成功研製新一代的 ED 六十型的電力機車，彼當陣閣予人叫做是「六十番台機車」。 佮這个同時，閣研製仝系列的 ED 六十一型電力機車，特點是增加了再生制抹。因為 ED 六十、ED 六十一型的電力機車的車體長度比 EH 十型的電力機車短傷濟，因為佇咧彼陣流行的科幻 bàng-gà《鐵臂阿童木》會著喔「阿童木機車」（「 アトム 機檯車」）的外號，佮 EH 十型的電力機車的外號「猛醒烏機車」相映趣味。

佮這个前的舊型電力機車比起來，「 直流新型電力機車」有以下特點：

• 採用輕量化的箱仔車體結構。
• 用輕量來化、高轉速、大功率的新型直流牽引 mòo-tà，細漢時功率對兩百～三百千瓦增加到四百千瓦，單位功率重量比舊型 mòo-tà 提懸欲一倍遐。
• 採用輪對空心軸架懸式驅動方式，取代傳統的軸懸式驅動方式，減輕矣簧下重量。
• 採用無導輪、邊仔承得支重、搖枕弓仔掛咧新型轉向架。
• 採用全新的超濟段電阻調壓控制方式，提懸電力機車的調速性能。
• 車內電氣設備採用單元化佈置的方式。
• 利用各種機械佮電氣方法改善著電力機車的粘著性能。
• 有伊彼个重聯控制的功能。

製造

一九五八年試做的頭一批三台機車（一～三）是大板線製造，目的是運輸關西電力烏部川第四發電所的建築材料，機車的製造預算由電源開發債券承包；其中，一號機車是由新三菱重工業、三菱電機生產，二號機車由川崎電機製造、川崎車輛生產，三號機車由東洋電機製造、汽車製造生產。

一九五九年至一九六空年間，東洋電機製造、汽車製造、川崎電機製造、川崎車輛閣製造了第二批五台⿰オト⿰バイ（四～八）。 雖然 ED 六十型的電力機車是替換地區支線鐵路的舊型電力機車設計的，毋過因為其軸重、用功率佮傷電量攏得大過早期的舊型電力機車，所以無啥適合佇路線條件較䆀的支線鐵路運用，尤其部份支線的牽引變電所容量不足，限制矣 ED 六十型電力機車的使用範圍，干焦生產少矣這種機車。

運用

ED 六十型電力機車投入運用初期，一～三號機車第一先配屬於甲府機關區並且投入中央本線運用，後來亦曾經配屬北松本電車區（後來的松本運轉所北松本支所）並且投入去大霸線運用；四～五號機車配屬作並機關區，投入仙山線運用；六～八號⿰オト⿰バイ配屬鳳電車區（後來的龍華機關區）， 投入阪和線運用。

做烏部川第四發電所的建設完成了後，佇大霸線運用的一般～三號機車亦改作伊用。逸號機車猶原配屬松本運轉所北松本支所，佇大霸線擔當貨物列車的牽引任務。二～三號⿰オト⿰バイ佇一九六二年轉移到甲府機關區，並且一九六五年四月閣轉屬八王子機關區。仝年夏季，這兩台機車予轉去鳳電車區閣投入阪和線運用，一直到一九七二年為著欲替換大鋪線的 ED 二十一型電力機車，再度配屬松本運轉所北松本支所。一九八五年十二月至一九八六年一月，北松本支所的一～三號⿰オト⿰バイ照退役報廢。

作並機關配屬 ED 六十型的電力機車的原因，主要是為著和仙山線的交流電力機車原型車單較試驗，毋過因為 ED 六十型電力機車單機功率較大，對仙山線的小容量牽引變電所造成較懸負擔，雲林車運用的時高架電車線的電壓有較大幅度的下降。試驗了後，四～五號機車佇一九六空年八月轉配屬機車需求較大的鳳電車區。

配屬鳳電車區的 ED 六十型的電力機車，則會當誠好的適應阪和線的路線佮運用條件。阪和線具有真以和東海道本線匹敵的高標準路線條件，因此機車較大的軸重佮食電量並無構成問題，而且 ED 六十型的電力機車的加速性較好，閣較適合用佇運輸繁忙的通勤鐵路線。後來為著進一步提高機車的粘著性能，猶閣佇咧阪和線的 ED 六十型的電力機車頂加裝壓鐵配重，使其軸重由十四噸增加到十五噸。此外，因為阪和線屬於戰時收購的私鐵路線之一，長度較短的 ED 六十型的電力機車會當較𠢕適應有效長度較短的月台和待避線。比如講，佇咧終端式車站設計的天王寺站，因為受著月台有效長度的限制，縮短機車長度會當替擴大旅客列車編組創造條件，做客流高峰期的時陣旅客列車會當加掛加一節的車廂，這對彼號天王寺站到發的紀勢本線迵甲旅客列車尤其重要，特別是咱冬季需要掛暖房車的「黑潮號」、「 白濱號」允准急列車。

ED 六十型的電力機車投入阪和線運用了後，替換矣阪佮電氣鐵道時代的 ED 三十八型電力機車，猶閣有佇咧戰後投入該線的 ED 十六型的電力機車。加上佇一九六空年對機關區轉配屬的四～五號機車，佮一九六五年對八王子機關區轉配屬的二～三號機車，鳳電車區（龍華機關區）捌配屬上濟七台 ED 六十型的電力機車。一九七二年，二～三號⿰オト⿰バイ對龍華機關區轉配屬甲府機關區，並且轉入來兩台 ED 六十一型電力機車（十七～十八）作為替補助。一九八六年三月，隨著龍華機關區開始配屬 EF 六十型的電力機車，ED 六十型電力機車陸續報廢。

技術特點

總體結構

ED 六十型的電力機車是客貨運通用的直流電力機車，適用佇千五百伏直流電氣化鐵路。機車車體沿用的佮仝時期 ED 七十型電力機車佮 DF 五十型柴油機車相𫝛的外形佮結構，採用表面滑溜的全鋼拋接結構車體。車體長度為一丈三千毫米，比同系列 ED 六十一型電力機車短一千三百毫米，原因是 ED 六十型的電力機車無閣生制鋪排設備，因為按呢儉省部份設備安裝空間。

機車的兩爿攏有一个司機室，機車中部是電氣室佮機械室，車內設有貫通式雙爿內走廊。佇彼司機室內機車運轉方向的倒爿設有司機操縱台，司機室兩爿設有供乘務員乘降的車門。考慮著重聯運用的需要，司機室頭前捀中央設有剪鍊式貫通門，通過另外一台機車。該貫通門採用吊掛佇車外的外開式設計，若無用上原始的設計設計，目的是防止車輛行駛的時冷風對貫通門的縫漏入去司機室，以改善司機室佇咧冬季的四序性。車頂安裝有兩台國鐵標準的 PS 十七型雙臂式集電弓，是佇咧電聯車咧採用的 PS 十六型集電弓的基礎發展而成，但是由原本的弓仔升弓室改做氣壓升弓室。

電氣系統

調速系統

ED 六十型的電力機車是直—直流電傳動的直流電力機車，除了省略再生制抹功能外，機車主電路結構佮 ED 六十一型電力機車基本相仝。機車通過多種的方法，包括真濟段電阻調壓、牽引 mòo-tà 的串聯—並聯轉換、佮磁場削弱控制達到調速的目的。傳統的直流電力機車所採用的電阻調壓，一般干焦會當實現級位數量爾有限的有級調壓，而且佇咧調速過程嘛足𠢕因為牽力雄雄變化猶毋過造成衝擊，抑是因為超出路線粘著條件抑若使輪對發生空轉。

佇咧 ED 六十型的電力機車頂懸，頭擺採用超濟段電阻調壓來解決頂述問題。每台機車設有兩套仝款的電阻器系統，分別控制兩台斡向架仔頂的牽引 mòo-tà。電阻器系統有包含並且聯的主電阻器佮副電阻器，首先利用主電阻器實現十个大調壓級，閣再佇每一个大調壓級內利用副電阻器實現五个歌仔壓級。調壓開關採用電磁式空氣接觸器，級位轉換是通過紮有侍服 mòo-tà 的噗軸控制器配合限流繼電器進行的。

ED 六十型電力機車閣會當採取改變牽引 mòo-tà 連接方式，來改變牽引 mòo-tà 的捀電壓，毋過因為電電阻調壓的級數量較濟，所以採用較簡單的二段式串—並聯轉換。每兩台牽引 mòo-tà 做一組並固定用串聯方式連接，機車達到一定速度了後兩組 mòo-tà 改以並聯方式連接（兩捾兩捾）， 彼項轉換是通過主電阻器的串並聯切換來進行的。

佇超濟段電阻調壓佮串並聯轉換的共同配合下，使 ED 六十型的電力機車有真濟到百十个調壓級，大大降低每一个級位之間的電壓變化，對而且得著相對平滑的調速性能。這對電力機車的牽引性會當紮來真濟好處，譬如講會當減少咧調節牽引 mòo-tà 端電壓過程中的電流衝擊，並使牽引力的變化較齊勻。佇機車起動佮加速的時陣，會當使起動電流的變化較貼近黏著限制曲線，毋但使列車起動閣較平穩，閣會當有效提懸起動牽引力佮防空轉性能。

此外，ED 六十型電力機車為擴大機車的恆功調速範圍，咧牽引 mòo-tà 串聯抑是聯工況攏會使施行四級磁場削弱，削弱率上深會當達到百分之四十。磁場削弱採用磁感應分路法，咧調壓開關佮牽引 mòo-tà 之間串入分路電阻器佮感應線圈，來改變勵磁線圈的電流，並得著無仝程度的磁場削弱。司機控制器計共有二十四个調速級位，其中串聯位十一級、並且聯位九級、磁場削弱位四級。

牽引 mòo-tà

每台機車安裝有四台新開發的 MT 四十九型四極串勵直流牽引 mòo-tà，點鐘功率為三百九十千瓦，額定電壓做七百五十積，額定電流做五百七十五安倍，額定轉速為每分鐘一千一百八十轉。該型 mòo-tà 是佇咧 EF 十五、EF 五十八型的電力機車所採用的 MT 四十二型牽引 mòo-tà 的基礎上改良來成做，電樞線圈的形式由波形線圈改為疊形線圈，絕緣的等級由 B 級提升做 F 級（電樞線圈）和 H 級（勵磁線圈）， 最大磁場削弱深度由百分之六十加強到百分之四十。MT 四十九型牽引 mòo-tà 的輸出功率比 MT 四十二型牽引 mòo-tà 增加百分之二十三，但是重量煞由三千八百公斤減輕到兩千兩百公斤，使 mòo-tà 的單位功率重量是由零交零九三千瓦 / 公斤大幅度提升到零被一八兩千瓦 / 公斤。

軸重轉移補償

當機車牽引列車起動的時陣，因為輪周牽引力佮連結器處作用的列車阻力無佇咧仝一水的平面，使前後轉向架各軸酬載發生變化，講號做牽引力作用下的軸重轉移。佇咧 ED 六十型的電力機車頂懸，軸重轉移的表現做（機車行駛方向）第一、三軸減載，第二、四軸增載，因為降低機車黏牢咧重量利用率。為著欲減小心重閣再轉移，ED 六十型的電力機車除了採用全邊仔承支重的搖枕轉向架外，猶閣有真重轉移電氣補償功能。電氣補償是根據各軸粘著重量的比例，對各軸牽引 mòo-tà 實施無仝程度的磁場削弱，對各種的輪周牽力較無力量致使一致。使用電氣補償的時陣，（機車行駛方向）第一軸佮第四軸的牽引 mòo-tà 勵磁率分別為百分之五十四點三佮百分之一百，啊若第二、三題的牽引 mòo-tà 勵磁率攏是百分之七十一石五。所以，第一軸佮第四軸的牽引 mòo-tà 固定串聯連接，啊若第二、三題的牽引 mòo-tà 亦固定串聯連接。

防空轉系統

除了這以外，ED 六十型的電力機車猶閣有較為完善的輪著防空轉保護系統。因為⿰オト⿰バイ採用逐兩台牽引 mòo-tà 串聯連接的方式，當發生空轉時，空轉輪著的牽引 mòo-tà 的反電勢加大，造成佮之串聯的另外一台 mòo-tà 捀電壓降低。所以，機車設有空轉警告繼電器，共檢測牽引 mòo-tà 這个端電壓的異常變化。一旦檢測著某一輪對空轉，毋但即時掖砂佇咧路裡，並接通電樞分路電阻器以降低該牽引 mòo-tà 的供給電流，減少牽引力輸出，使輪對趕緊恢復粘著。

斡對架仔

機車行行部為兩台 DT 一百空六型二軸搖枕式轉向架。斡對架構架是採用「日」字形鋼枋佮衝壓構件拋荒接結構，軸箱是採用導柱式定位結構。斡向架採用全邊仔承承重結構，機車的車體重量通過四个邊仔承支座坐落佇咧兩台頂斡向頂懸。轉向架的搖枕仔懸掛裝置做搖台式，搖枕扞佇咧構架下跤，其兩爿通過邊仔承和車體連接，邊仔承支座佇構架邊梁外爿。搖枕佮構架之間通過搖枕仔弓仔、搖枕吊杆、下心盤、中心銷連接。下心盤佮中心銷毋但做為搖枕的迴轉中心，亦用來傳遞牽引力佮制馮力，因為牽引點懸度降低至距軌面三百二十五毫米，自按呢減少機車起動的時陣上重轉移。一改懸吊做軸箱側仔樹奶圓筒仔弓仔佮軸箱頂捲簧，中央搖枕弓仔亦採用並聯的捲簧，並配有垂向油壓減震器。

牽引 mòo-tà 採用輪對空心軸架懸式安裝方式，共規个牽引 mòo-tà 掛佇咧斡向架仔頂懸，減少牽引 mòo-tà 承受對軌道傳來的振動衝擊。牽引 mòo-tà 輸出的扭矩通過一級減速齒輪傳達予輪著，牽引齒輪傳動比為十五：八十二（一：五鋪四六六）。

車輛保存

• ED 六十一號機車：靜態保存佇長野綜合車輛中心。