トマムサホロエクスプレスは、北海道旅客鉄道（JR北海道）が1987年（昭和62年）から2007年（平成19年）まで保有していた鉄道車両（気動車）で、ジョイフルトレインと呼ばれる車両の一種である。略して「トマサホ」とも呼ばれた。最盛期には6編成を保有していたJR北海道のジョイフルトレインの一つで、苗穂工場でキハ80系を改造して製作された。当初は3両編成であったが、1988年には食堂車を組み込んだ5両編成となった。しかし、スキー人口の減少などを理由に、1998年（平成10年）冬からは再び3両編成での運行に戻され、食堂車も不連結となった。さらに、1999年（平成11年）に「マウントレイク編成」として緑主体の塗装となり、内装も一部変更された。2002年（平成14年）8月のマウントレイク編成としての運行が終わると、登場当時の塗装デザインに戻され、同年9月14日から毎週末に北海道内各地で「さよなら運転」を行い、同年10月14日を最後に運用から離れた。本車両の運用離脱により、キハ80系は改造車も含めた全ての車両が営業運行を終了したことになった。先頭車と食堂車は長らく苗穂工場に留置されていたが、2013年9月に解体された。以下の5両編成で運行された。車両番号の横の（ ）内は旧車両番号。食堂車を除く各車は普通車扱いである。車体については台枠のみ再利用し、構体は完全に新製している。「フラノエクスプレス」と同様、屋根を車両限界一杯の位置まで上げ、客室の高さを上げたハイデッカー構造であるが、「トマムサホロエクスプレス」では客室を全面的にハイデッカーとし、また床面高さも「フラノエクスプレス」のハイデッカー部分よりさらに80 mmかさ上げされ（台枠上面から床面までの高さは860 mm）、眺望性が向上された。側面の窓は曲面ガラスとし、屋根部には天窓を設けている。先頭車の前面は「アルファコンチネンタルエクスプレス」や「フラノエクスプレス」と同様、ガラスを上下段各3枚ずつ計6枚はめこみ、運転室の位置を低くし、客室からの前面展望を可能とした構造であるが、「トマムサホロエクスプレス」では前面全体を卵形とし、丸みを持たせた形状としている。出入口扉は側面1か所に設けている。車体内部の客室床下にスキーロッカーを設置しており、車体側面の窓下に設けられているドアを開閉してスキー板を出し入れすることができる。車体塗装は、車体の地色を白地とし、側面にはオレンジ色の帯を配し、側面と前面の窓周りをダークブラウンとしている。登場時の記事写真では、前面の窓部と灯火類の間の部分もダークブラウンに塗られており、ややイメージが異なる。「フラノエクスプレス」と同様、グレー基調の室内である。座席は背面に大型テーブルを備え付けたリクライニングシートで、表地のモケットは灰色濃淡2色である。各席にAV装置を設置しており、座席背面には3インチの液晶テレビを備え、肘掛けにはマルチチャンネルステレオを備える。液晶テレビはビデオ放送のほか、運転室に設置されたビデオカメラにより前面の風景を映し出すことが可能である。「フラノエクスプレス」では日除けのため窓に着色フィルムを貼ったが、「トマムサホロエクスプレス」では窓に巻き上げ式カーテンを取り付けている。窓の構造の関係で車内に荷物棚を設置していないので、車端部には荷物置き場とスキー置き場を設けている。台車・走行機器は変更されておらず、台車はDT31B形（キハ83形の付随台車はTR68A）、DMH17Hエンジン（キハ83形が1台、キハ84形が2台）のままである。全長にわたって屋根を高めたため冷房装置は従来のものを使わず、能力15,000kcal/hのものを車体内部の客室床下に装備している。冷暖房の電源（発電セット）はキハ83形に設けられているが、キハ183系と同様のDMF13HSG形発電用エンジン・DM82A形発電機に変更された。食堂車は国鉄分割民営化の際に保留車のままJR北海道に承継されたキシ80形を改造したもので、車体はハイデッカー構造ではなく、平屋構造であるが、車体断面形状は他車と揃えられている。塗装は他車と基本的に同一であるが、窓周りも白く塗られている。車内の食堂部分はアール・デコ調のデザインで、食堂の座席は一方を2列、他方を1列とした固定クロスシートである。キハ84 101・102、キハ83 101は1987年12月10日に落成し、苗穂運転所に配置され、同年12月19日から「アルファコンチネンタルエクスプレス」とともに札幌駅 - トマム駅間のリゾート列車に使用された。翌1988年4月には食堂車キシ80 501が、5月にはキハ83 102が落成し、5両編成となった。1989年（平成元年）11月3日 - 11月5日には四国四県と四国旅客鉄道（JR四国）が共同展開していた観光キャンペーン「しあわせランド四国」の一環として、JR四国を除くJR各社のジョイフルトレインによる四国行きの団体ツアーを行い、その間合いで体験乗車や団体ツアー、高松駅・松山駅などで展示する、「JR6社ジョイフルトレイン大集結」と称したイベントが開催された。このときにJR北海道からは本編成が展示されることになり、10月31日から11月3日にかけて機関車牽引で日本海縦貫線（羽越本線・北陸本線など）を経由して高松駅まで運転された。11月4日には予讃線高松駅 - 松山駅間を自力で走行し体験乗車でも使用、松山駅で展示され、帰路は11月5日、松山駅 - 多度津駅間を自力で走行し、多度津駅から機関車牽引で11月6日から11月10日にかけて東海道本線・東北本線経由で北海道へ戻った。11月6日には途中の大阪駅でも展示された。

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