国鉄キハ08系気動車
改造手法としては、客車に直接エンジンを搭載する計画の他、無動力のまま運転台を取り付け、2エンジンの気動車と連結する付随車増備計画が立案された。
種車となる客車については、気動車に比肩しうる接客設備の面からスハ42形等も検討されたが、当時まだ急行列車での需要があり、転用の余裕がないこと、さらに台枠構造の関係で改造費が嵩むなどの理由から諦められた。最終的に種車として選ばれたのは、ローカル線用の木造車鋼体化客車60系であった。
エンジンも、当初はバス・トラック用エンジンの搭載が検討されたが、結局、国鉄標準のDMH17形ディーゼルエンジン (180PS/1,500rpm) を1基搭載し、液体式変速機を組み合わせた、総括制御が可能な構造とした。縦形エンジンを搭載した場合、床にエンジンのシリンダーヘッド部分の点検口を設ける改造が発生し、台枠改造などのコスト増となる。それを避けるため、床下側面から点検ができる水平シリンダー式のDMH17H形が選ばれた。
DMH17Hの採用の背景には、客車改造気動車が新製気動車増備までの「つなぎ」として将来の早期廃車が見込まれており、その際には発生品のエンジンを特急形や急行形に搭載されている同型エンジンの予備に転用する考えがあったことも一因であったとされる。
1953年(昭和28年)に登場したキハ45000系(キハ10系)気動車に始まる国鉄液体式気動車は、昭和30年代、非電化線区の動力近代化の旗手としてその勢力を拡大していったが、その需要は供給を上回り、現場や沿線地域の要望に気動車の新製が追いつかない状態となっていた。
やむを得ず、一部では気動車の編成に在来からの客車を増結する事例が発生した。だがこれは、編成組成・折返し時の液体式総括制御の利点を損ねるばかりか車掌のドア扱い業務にも支障し、合理化に逆行するものであった。また勾配区間における無動力の客車増結は、当時の気動車の性能的限界から登坂困難で、貨物列車用に配置していた蒸気機関車を登坂用の補機として連結せざるを得なくなり、無煙化の妨げとなった。
そこで考えられたのが、気動車の増備に伴い、余剰車の発生が予想されていた客車にディーゼルエンジンを搭載し、気動車化する構想であった。発案したのは、当時、国鉄工作局長から転じて国鉄北海道支社長を務めていた技術者畑の細川泉一郎(D52形蒸気機関車などの主任設計者)であった。北海道では需要に対する気動車不足が顕著で、細川は迅速な打開策を求めていたのである。