JR東日本E351系電車
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| JR東日本E351系電車 | |
|---|---|
 E351系 スーパーあずさ |
|
| 営業最高速度 | 130km/h |
| 設計最高速度 | 160km/h |
| 全幅 | 2,843.2mm |
| 全高 | 3,905mm |
| 軌間 | 1,067mm |
| 電気方式 | 直流1,500V |
| 編成出力 | 3,600kW（MT比6M6T時） |
| 制御装置 | VVVFインバータ制御 量産先行車：GTOサイリスタ素子 量産車：IGBT素子 |
| ブレーキ方式 | 電気指令式空気ブレーキ 回生・発電ブレンディングブレーキ 直通予備ブレーキ 耐雪ブレーキ 抑速ブレーキ |
| 保安装置 | ATS-P, ATS-Sn |
| 製造メーカー | 日本車輌製造 日立製作所 |
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E351系電車（E351けいでんしゃ）は、東日本旅客鉄道（JR東日本）の直流特急形車両。
1993年（平成5年）12月23日に特急「あずさ」（現・「スーパーあずさ」）として営業運転を開始した。JR東日本の新幹線を含む新製車両の中で、最初に形式称号に「E」が冠された。1994年通商産業省（現・経済産業省）グッドデザイン商品（現・日本産業デザイン振興会グッドデザイン賞）選定。
目次 |
[編集] 概要
中央本線で使われていた183系・189系の一部が老朽取替えの時期を迎えたのを機に、日本車輌製造・日立製作所において製造された車両。並行する中央高速バスに対抗するため、制御つき自然振り子装置を採用し、曲線区間でのスピードアップを可能とした。最高速度は130km/h、新宿駅 - 松本間の最速列車は2時間25分で、表定速度は山岳路線ながらも90km/hを突破する。なお、振り子装置は八王子 - 大糸線信濃大町間で使用し、新宿 - 八王子間および信濃大町 - 南小谷間では装置を停止させて走行する。
振り子の有無と最高速度の違いにより所要時間に差が生じたことで、E351系使用列車は「スーパーあずさ」とし、183・189系使用列車を「あずさ」として、列車名を使用車両ごとに区別した。開発当初は山岳区間の線路付け替えによる最高速度160km/hでの運転も視野に入れた高速化計画もあったが、その計画は実現せず、また製造コストの割には劇的な速達効果が見込めないと判断され[要出典]、結局5本のみの製造に留まった。
[編集] 運用
1994年（平成6年）12月3日より主に中央本線の特急「スーパーあずさ」として使用されている。
2008年（平成20年）3月14日までは朝夕の間合い運用として東海道本線の「おはようライナー新宿」・「ホームライナー小田原」にも充当されていた（営業運転は平日のみで、土曜日・休日は回送）。藤沢・茅ヶ崎の両駅では貨物線のライナー専用ホームに停車していたが、有効長は10両編成分であるため、1～3号車の客用ドアは締切扱いとなっていた。 そして、同年3月17日からは「中央ライナー」に充当されるようになった。
[編集] 外観
運転室は踏切事故に伴う運転士の保護を理由に常磐線特急「スーパーひたち」・「フレッシュひたち」用の651系に準じた高運転台構造となっている。651系では先頭車は全て非貫通構造であったが、本系列では非貫通構造のほかに、走行中の編成間の移動を可能とするために、基本編成と付属編成を連結した際に中間となる先頭車には貫通扉が設置された。非貫通構造の先頭車前面にはLED式の大型の表示器が設置され、側面の行先表示器は字幕式である。客用ドアは各車両の両端に2箇所設置されている。屋根上はパンタグラフと空調装置の熱交換器程度しか載っていない。
[編集] 編成・車体
基本編成8両（松本寄り：S1～S5）、付属編成4両（新宿寄り：S21～S25）が各5本、計60両が松本車両センターに在籍する。基本編成にグリーン車1両連結。
最初に落成した2本は量産先行車であり、車両番号は1000番台として区別されている。1995年度に落成した3本は量産車である。試作車と量産車ではいくつかの違いが見られる。屋根上の空調装置の熱交換器は量産先行車は角が丸いタイプだが、量産車では角ばったものとなっている。
車体は651系と同様に普通鋼製を採用したが比較的軽量であり、振り子で傾斜した場合車両限界を超えないように卵形に大きく絞られている。
量産先行車の落成当初、大糸線には付属編成が乗り入れていたが、その後基本編成が乗り入れるように改められた。また、量産先行車は量産化改造するまで、基本編成と付属編成の組成位置は現行とは逆であった。
[編集] メカニズム
VVVFインバータ装置により電動車 (M) 1両に4個装着されている定格出力150kWのかご形三相誘導電動機を駆動する。VVVFインバータ装置に使用される半導体素子は量産先行車では日立製GTOサイリスタであったが、量産車は日立製IGBT（3レベル）に変更された。12両編成中の電動車と付随車 (T) の構成は6M6Tである。台車は制御自然振り子つきボルスタレス台車を装着する。床面高さを下げるため車輪径は810mmで、一般的な860mmと比べると小径となっている。台車にはヨーダンパも装着されている。
振り子装置の基本構造に関しては381系で実績のあるコロ式を応用した制御付き自然振り子式を採用することで、乗り心地を改善している。傾斜角度は約5度である。車体傾斜制御の方法は車上のコンピュータに路線の情報が入力されており、ATS地上子の位置情報を利用して適切な位置で傾ける。これにより、他の制御付き自然振り子式車両と同様に半径400メートルの曲線で本則+25km/hの走行性能を発揮出来る。
なお、振り子台車・車両のメカニズムの詳細は振り子式車両を参照されたい。
ブレーキシステムは列車密度の少ない区間での回生失効を考慮し、回生・発電ブレンディングブレーキ併用電気指令式空気ブレーキを採用している。なお、基礎ブレーキ装置にはディスクブレーキを使用している。また他のJR東日本の新系列特急車と同様に、定速走行装置・抑速ブレーキを備えている。
パンタグラフは軽量なシングルアーム式を搭載する。量産先行車の落成当初は菱形のものを搭載していた。車体が傾いた場合に架線からパンタグラフが離れないようにするため、パンタグラフを載せる台は車体を貫通した支持台で台車と直結しており、傾斜にとらわれない構造としている。この特殊な構造が原因で新宿駅構内でパンタグラフが落下した事故も発生した。この構造は九州旅客鉄道（JR九州）883系・885系でも採用された。
運転台の主幹制御器は左手操作ワンハンドル式である。運転台にはさらに2基のモニタ装置を備え、車両の状況と運行情報の両方を表示できる。
ATSはP形とSn形が搭載されている。「スーパーあずさ」運用では、新宿から松本までP形を使用し、その他の区間ではSn形が使用される。
ミュージックホーンは253系などと違い、255系と同じタイプが搭載されている。
[編集] 車内
振り子式車両であることから、車内の断面は上方に向かって絞られ、床面高さ・着座位置は一般車に比べ低い。
普通車は、前後間隔（シートピッチ） 970 mm のリクライニングシートを 2+2 列配置で装備する。量産先行車では座席下部は塞がれ、座席上の荷物棚の下には蛍光灯を装備する。量産車では座席下部を開放し、荷物棚下の蛍光灯は省略された。座席背面にはカップホルダーとゴム式（一部車両は網）のマガジンラックを備える。背面テーブルは装備されず、肘掛け内に収納する。グリーン車ではシートピッチ 1,160 mm のリクライニングシートを 2+2 列配置で設け、各座席にはシートヒーター・上下可動式の枕を備える。肘掛け内蔵式テーブルを備えるほか、量産車では座席背面テーブル・フットレストを追加装備する。座席表地の配色は、量産先行車は茶系、量産車は紫系を使用したが、のちに紫系に統一されている。
内装仕様が量産先行車と量産車で若干変更されており、天井のデザインなどが異なっている。2007年3月18日からは全車禁煙とされ、喫煙車両のデッキ部にあった灰皿は撤去された。
客室内の出入り口上、前後2箇所にLED式の車内案内表示器を備え、AM/FMラジオ電波を輻射している。一部車両には自動販売機・テレホンカード式公衆電話・スキー板などの長尺物を置くことができる荷物置場を装備する。自動販売機は2008年4月1日以降使用を中止したまま存置する。
空調装置は、室外機を床下に置き、熱交換器を屋根上に設置するセパレート式となっている。内気の吸入は車両中央の天井から行い、吹き出し口は室内蛍光灯付近に連続的に設置されている。これは量産先行車と量産車で仕様が異なる。また、寒冷地の走行に対応するため暖房装置が強化されている。
トイレは洋式と男性小用トイレを備えており、汚物処理装置は真空式である。
基本編成と付属編成の連結部分は、通り抜けが可能な自動幌装置を搭載している。
 グリーン車 車内 |
 グリーン席 |
 普通席 |
[編集] JR東日本の振り子車両に対するスタンスの変化
本系列は、JR東日本としては初めて振り子式を採用し、中央本線特急のスピードアップを達成した車両であったが、その製造数は8+4両編成5本60両にとどまり、2001年には非振り子車両であるE257系が中央東線の特急「あずさ」「かいじ」運用に投入され、以後JR東日本では振り子電車の開発が行われていない。JR東日本では公式には発表していないが、その背景として次の点が推測される。
- 初期における車両トラブルの発生
- 量産先行車が実際に営業運転を始めてから、本系列ではトンネルでの振り子動作時に車体が壁面に接近しすぎるなど、所々問題点が発生した。このため、量産車では車体の高さや自重などが変更され、量産先行車も装置の改良により問題を解決した。このトラブルから、本系列の設計自体に問題があったとの見方が存在するが、一般的に振り子車両には不向きとされる鋼製車体・高運転台構造も、前者は西日本旅客鉄道（JR西日本）の283系にも採用されたものであり、後者も踏切事故等の安全対策を目的としている。また、空調装置は室外機と熱交換器を分離することで従来車よりも重心を低くしたが、屋根上に搭載される空調装置の熱交換器については量産車では異なるタイプのものが搭載され、さらなる低重心化が図られている。
- 中央東線の高速化・軌道付け替え計画の頓挫
- 中央本線のJR東日本管轄エリア（通称『中央東線』）には、山間部において明治時代に開通した急曲線が連続する線形がスピードアップのネックとなっており、また、断面径の小さいトンネル（笹子トンネル・小仏トンネルなど）が電化後21世紀初頭の現在に至るまで引き続き使用されており、車両限界をわずかでも超えることが許されない厳しい条件で知られている。上述の初期トラブルも、こうした使用路線の事情が関係していたとされる。本系列が計画された頃には、沿線自治体を中心に山岳区間の線路付け替えによる高速化計画が浮上しており、本系列はその計画実現を見越して開発された。しかし、バブル経済崩壊後の長期不況によってこれらの計画も進展がみられず、既存の線路での走行では曲線通過速度本則+25km/h（R400以上）、最高速度130km/h（八王子 - 松本間）での運転に留まり、目標の性能を発揮することはなかった。ただし、例外として本則+35km/h標識の箇所が酒折にある。
- 保守・点検費用の問題
- 高速で曲線を通過する振り子車両は、曲線外側に強い荷重がかかるためレールに掛かる負担が大きく、導入にあたっては軌道の補強工事が必要となるほか、定期的な線路の補修が必要となる。後に開発された東海旅客鉄道（JR東海）の383系や北海道旅客鉄道（JR北海道）のキハ283系などでは、自己操舵台車を装備してその負担を軽減する工夫がなされているが、本系列ではこうした装備がないため、軌道の保守面でのコスト高の要因となっている。
[編集] その他
- 本系列は日本車輌製造で落成した車両が存在する。JR東日本が新製投入した車両で日車製の事例は数少なく、本系列以外に215系やE2系などが該当する。
- S3+S23編成は1997年（平成9年）10月12日、大月駅を通過中に、信号を無視して本線に進入した入換車両に衝突されて脱線転覆し、うちS3編成の5両が現地で解体された（→大月駅列車衝突事故も参照）。その際、廃車手続きはされずに代替の車体を日立製作所で新造し、この車体に使用可能な部品を整備のうえ取り付け、原番号で復旧している。なお、この事故発生から代替編成新造までの期間は、編成不足を補うために長野新幹線開業に伴い余剰となっていた189系11両編成を車体塗装を変更せず（「あさま」色）にそのまま投入した。
[編集] 関連商品
- Nゲージ鉄道模型が関水金属 (KATO) から発売されている。振り子による曲線通過時の車体の傾きを、台車のセンターピンの位置をずらすことで再現した。初期版はその特殊な構造により脱線しやすいという欠点があったが、その後の再生産の際には改良されている。
[編集] 関連項目
- JR東日本の在来線電車 （■国鉄引継車を含む全一覧 / ■カテゴリ） ■Template ■ノート
