熊本市交通局 0800型路面電車(超低床式)...2009-9「車両技術238号」 75...

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2009 - 9「車両技術 238 号」 75 熊本市交通局 0800 型路面電車(超低床式) ※松 まつ かわ かず のり ※※小 ぐれ かず しげ 写真 1 外観 要旨 熊本市交通局は、1997 年に日本で初めての超低床式路面電車である 9700 型車両を製作した。それ以降、超低 床路面電車は、日本各地の路面電車事業者に導入されてきた。9700型車両は5編成まで増備したが、今回、高齢者・ 身障者の利便性をより高め、輸送力増強を図るため、新型の超低床路面電車となる 0800 型車両を 2 編成製作した。 0800型車両は、9700 型車両の技術(100 %低床化、リフト装置の設置、弾性車輪の採用など)を踏襲する一方、 台車の国産化、車外カメラ装置などの技術を積極的に採用した。 以下に 0800 型車両について紹介する。 (編集部注:9700 型車両は、本誌 215 号-1998 年 2 月参照) 1.はじめに 熊本市交通局は、1924(大正 13)年の市電開業以来、 系統数を増やし、最盛期の 1955(昭和 30)年には 7 系統、 路線長31.6㎞(休止路線6.5 ㎞を含む)に達した。1965(昭 和 40)年以降マイカーが急速に普及し始めると乗客数が 減少に転じ、不採算路線の廃止や、市電そのものの廃止も 考えられるようになった。 しかし、代替交通の問題や 2 度のオイルショックによる 影響、交通渋滞の慢性化や環境問題の世界的な議論などに よって、路面電車が見直されるようになった。そこで交通 局では、市電の活性化のために数々の施策を行ってきたが、 これからの高齢化社会に向けて、人に優しい路面電車の実 現を図るため、1997 年に日本初となる超低床式路面電車 9700 型車両を導入した。その後、2000 年度には 9700 型車 両を 5 編成まで増備した。 熊本市の人口に占める高齢者(65 歳以上)の割合は 20 %近くに達しており、“福祉優待券”の導入に伴い、以前 にも増して高齢者・身障者の市電の利用率が高まった。と ころが超低床式電車の割合は全車両に対して 20 %を切っ ※  熊本市交通局 電車課 技術係 ※※ 新潟トランシス㈱ 交通システム事業部 技術2グループ 写真 2 室内

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Page 1: 熊本市交通局 0800型路面電車(超低床式)...2009-9「車両技術238号」 75 熊本市交通局 0800型路面電車(超低床式) ※松 まつ 川 かわ 和 かず

2009 - 9「車両技術 238 号」 75

熊本市交通局 0800 型路面電車(超低床式)※松

まつ

 川かわ

 和かず

 憲のり

  ※※小こ

 暮ぐれ

 和かず

 重しげ

写真 1 外観

要旨熊本市交通局は、1997 年に日本で初めての超低床式路面電車である 9700 型車両を製作した。それ以降、超低床路面電車は、日本各地の路面電車事業者に導入されてきた。9700 型車両は 5編成まで増備したが、今回、高齢者・身障者の利便性をより高め、輸送力増強を図るため、新型の超低床路面電車となる 0800 型車両を 2編成製作した。0800 型車両は、9700 型車両の技術(100 %低床化、リフト装置の設置、弾性車輪の採用など)を踏襲する一方、

台車の国産化、車外カメラ装置などの技術を積極的に採用した。以下に 0800 型車両について紹介する。(編集部注:9700 型車両は、本誌 215 号-1998 年 2 月参照)

1.はじめに熊本市交通局は、1924(大正 13)年の市電開業以来、

系統数を増やし、最盛期の 1955(昭和 30)年には 7系統、路線長 31.6 ㎞(休止路線 6.5 ㎞を含む)に達した。1965(昭和 40)年以降マイカーが急速に普及し始めると乗客数が減少に転じ、不採算路線の廃止や、市電そのものの廃止も考えられるようになった。しかし、代替交通の問題や 2度のオイルショックによる

影響、交通渋滞の慢性化や環境問題の世界的な議論などによって、路面電車が見直されるようになった。そこで交通局では、市電の活性化のために数々の施策を行ってきたが、これからの高齢化社会に向けて、人に優しい路面電車の実現を図るため、1997 年に日本初となる超低床式路面電車9700 型車両を導入した。その後、2000 年度には 9700 型車両を 5編成まで増備した。熊本市の人口に占める高齢者(65 歳以上)の割合は 20

%近くに達しており、“福祉優待券”の導入に伴い、以前

にも増して高齢者・身障者の市電の利用率が高まった。ところが超低床式電車の割合は全車両に対して 20 %を切っ

※  熊本市交通局 電車課 技術係※※ 新潟トランシス㈱ 交通システム事業部 技術2グループ

写真 2 室内

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表 1 熊本市交通局 0800 型電車 車両諸元

会社・車両形式 熊本市交通局・0800 型低床電車使用線区 幹線、水前寺線、健軍線、上熊本線、田崎線 軌間(㎜) 1 435基本編成 2車体連接 LRV 許容軸重(kN)用途 通勤 電気方式 直流 600 V車体製作会社 新潟トランシス㈱ 製造初年 2009 年台車製作会社 新潟トランシス㈱ 1次製作両数 4(2編成)主回路装置製作会社 三菱電機㈱ 車両技術 238

凡例  ●;駆動軸 ○;付随軸 <;パンタグラフ VVVFなど;主制御装置 BT;蓄電池SIV;補助電源装置

個別の車種形式 0800型A車 0800 型形 B車車種記号(略号) 080*A 080*B空車質量(t) 25.0 運転整備質量(t)定員(人) 82うち座席定員(人) 30特記事項

など

車両性能

最高運転速度(㎞/h) 40(設計性能 70)

加速度(m/s2)0.7(2.5 ㎞/h/s)(設計性能 1.3)

減速度(m/s2)

常用 1.3(4.6 ㎞/h/s)非常 1.4(5.0 ㎞/h/s)

ユニット当りの定格出力(kW)定格速度(㎞/h)ユニット当りの引張力(kN)動力伝達方式

ブレーキ制御方式

回生 ・発電併用電気ブレーキばね作用油圧緩め式ディスクブレーキ(駐車ブレーキ)油圧作用式ディスクブレーキ(常用ブレーキ)電磁式トラックブレーキ(保安ブレーキ)バッテリ電源駆動

制御回路電圧(V) DC 24 Vこう配条件(‰) 50 ‰抑速制御 なし

車軸配置従軸先頭側、動軸連接側/台車

運転保安装置 なし列車無線 空間波無線非常時運転条件 棒連結による牽引運転

電気駆動系主要設備

集電装置形式/質量(㎏) Fb 500.80 /130方式 シングルアーム式

制御装置形式/質量(㎏) MAP-102-60VD140 /1 070制御方式 IGBTインバータ制御仕様

主電動機

形式/質量(㎏) BAZu 3650/4.6 /355方式 三相交流誘導電動機1時間定格(kW) 100回転数(min -1) 1 607連続定格(kW)

主回路標準限流値

力行(A)ブレーキ(A)

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車体の構造・主要寸法

構体材料/構造 耐候性鋼板(SPA)、FRP車両の前面形状 非貫通運転室 開放形 客室一体形

長さ(㎜)先頭車 18 400(9 200 + 9 200)中間車 -

連結面間距離(㎜)

先頭車 920中間車 -

心皿間距離(㎜) 8 600車体幅(㎜) 2 400

高さ(㎜)屋根高さ 3 407屋根取付品上面 3 745(パンタ折たたみ)

床面高さ(㎜) 300-360

車体特性・構造及び主要設備

相当曲げ剛性(MNm2)相当ねじり剛性(MNm2/rad)曲げ固有振動数(㎐)ねじり固有振動数(㎐)内装材 アルミ基板メラミン樹脂化粧板側窓構造 ガラス車体固定妻引戸 -

側扉構造 両開きプラグドア片側数 2

戸閉め装置形式 ・質量 ESST-Z方式 電動スライド式プラグドア

腰掛方式 縦-横形腰掛車体連結装置

先頭車 半永久連結中間車 -

空調換気システム

冷房方式 分散式暖房方式 ファンヒータ換気方式 客室電動換気扇配風方式 -

車内主要設備

照明方式直管蛍光灯及び曲管蛍光灯天井灯

移動制約者設備車いすスペース、ステップレス乗降(100%低床)

便所 -汚物処理 -

その他の主要設備

主幹制御器(質量) 右手操作ワンハンドル速度計装置 アナログ式車両情報制御システム

モニタ装置 マイクロプロセッサ制御モニタ表示器 タッチパネル式TFTカラー LCD

非常通報装置 -

行先表示器前面 LED式 3色表示側面 LED式 3色表示

車内案内表示 LED式表示器列車情報装置 -

放送車内向け 音声合成自動放送及びマイク放送車外向け 音声合成自動放送及びマイク放送

車両間連結電気系 両栓ケーブル空気管系 -

その他の主要設備

補助電源装置

形式/質量(㎏) DA61MY10/990方式 静止形インバータ

容量AC100 V:1 kVA、AC 200 V:4 kVA、DC 24 V:10 kW

蓄電池種類 ・質量 鉛蓄電池容量(Ah) 300

空調装置形式/方式/質量 CU206SA形/分散式容量(kW) 16.87 × 2

暖房装置 容量(kW) 8.0

空気圧縮機形式/質量(㎏) -圧縮機容量 -電動機方式 -

空気タンク元空気タンク(㍑) -供給空気タンク(㍑) -

標識灯前灯 2灯式 ハロゲン前照灯尾灯 LED式尾灯(兼制動灯)その他 -

ブレーキ

ブレーキチョッパ 形式 ・質量 -  制御装置に含まれるブレーキ抵抗器 形式 ・質量 -  制御装置に含まれるブレーキ装置 形式 ・質量 -  制御装置に含まれる

台   

形式M台車T台車 -

支持装置車体 ボルスタレスゴムばね式軸箱 スイングアームゴムばね式

けん引装置

ばね方式枕ばね:ゴムばね、軸ばね:コイル及びゴムばね

軸距(㎜) 1 850(655 + 1 195)ばね定数

(N/㎜)

まくらばね軸ばね

コイルばね 総合防振ゴム

台車最大長さ(㎜) 3 002車輪径(㎜) 650(独立弾性車輪)基礎ブレーキ

M台車 油圧作用式ディスクブレーキ(常用)T台車 -

ブレーキ倍率 2

制輪子M台車 1T台車 -

ブレーキシリンダ・個数

M台車 1T台車 -

駆動方式歯数比(減速比) 6.789継手軸受 円すいころ軸受

質量(㎏)M台車 3 020T 台車 -

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図1 形式図

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ており、バリアフリー法の努力目標である低床化率 50 %(2010 年度末)には達していない。そこで高齢者・身障者の利便性をより一層高めるとともに輸送力の増強を図るため、新たに超低床式路面電車を導入することにした。

2.編成と主要諸元車両編成は、9700 型車両と同様、1車体 1台車の 2車体

連接車とした。熊本駅方をA車、健軍町方を B車としている。この車両の主要諸元を表 1に、外観を写真 1に、車両形式図を図 1に示す。

3.車体車体は、岡山電気軌道、万葉線、富山ライトレールに用

いた LRVを基本とし、熊本市交通局の使用環境に合わせて、設計変更を行った。これらの LRVの車体は、側出入口部、窓部の長手方向

が同じ寸法で構成されており、側出入口部と窓部の配置・組合を自由に選択できるモジュール構造となっている。0800 型車両では、9700 型車両と側出入口が同一乗降車位置になるようにワンマン/ツーマンの併用で検討した位置とした。(編集部注:岡山電気軌道 9200 形車両は本誌 224 号-2002 年 9 月、万葉線 1000 形車両は 228 号-2004 年 9 月、富山ライトレール 0600形車両は 232号-2006年 9月参照)3.1 車体外観車体の床面高さは、レール上面から一般部で 360 ㎜、側

出入口部で 300 ㎜とし、停留場との段差を極力小さくした。

車体幅は、9700 型車両よりも 50 ㎜広げた 2 400 ㎜とした。車体断面を図 2に示す。先頭は一枚の大形熱線入り曲面ガラスで、下部に鋼製の大形バンパを配置し、接触事故が発生した際も、容易に修理できる構造とした。9700 型車両で採用した車外ミラー(電動)は、前面外

観形状の都合で設置が困難であるため、運転室部の側構体の上部に車外カメラを取り付けた。側出入口は 2車体で片側 2箇所に配置した。車体カラーリングは、ホワイトを基調とし、側面は“肥後六花”の 1つである“肥後椿

つばき

”をイメージした赤紫色を配した。前面部は、アクセントとなるよう紺色のラインを配した。3.2 客室客室内のカラーリングは、車体外観のイメージと同じに、側・天井の化粧板をホワイト、腰掛のモケットをブラウンとし、落着いた配色とした。床は、詰物の上に滑止め機能のある赤茶色の床敷物を貼った。座席配置は、9700 型車両と同様、車体中央の台車駆動軸及び主電動機をカバーする床上に張り出したタイヤハウス部はクロスシート、車端部はロングシートとした。運転席背面のロングシートは、折りたたみ式で車いすスペースとして使用できる。9700 型車両は座席数が少ないと乗客から多数の意見があったため、0800 型車両は、車体中央のクロスシート部において、一部の腰掛を一人掛けから二人掛けに変更し、

図 2 車体断面

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図3 運転室機器配置

写真3 運転台

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図4 機器配置

a)屋根上機器配置

b)床下機器配置

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図5 主回路つなぎ

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6 席を増して座席数 30 席とした。側窓は固定窓とし、外観のデザイン及び車内からの見晴

らしを向上したが、熊本市の夏季の日差しを考慮してロールカーテンを設けた。前面固定窓ガラスは、熱線入り防曇

どん

ガラスで前方の視認性を確保している。客室を写真 2に示す。

4.ぎ装4.1 運転室機器配置運賃箱は、運賃収受を考慮して、側出入口寄りの左側に

設置した。マスコンは、右手扱いのワンハンドル方式を採用。9700

型車両との共通化を図ることで、運転操作習熟の負担を軽減した。正面には速度計・表示計・運転スイッチ、その右側に制御モニタを設けた。運転席は中央部に設置し、ブレーカ類を右側にコンパクトにまとめ、運転手の居住性に考慮したものとした。運転台を写真 3に、運転室機器配置を図 3に示す。

4.2 屋根上機器配置9700 型車両と同様、100 %低床化を行うために、屋根上

に機器を配置している。A車には、パンタグラフ及びVVVFインバータ制御装

置を、B車には SIV 及び蓄電池箱を配置している。各車両とも、丸妻寄りに客室冷房装置を配置している。A-B車間の連結は、永久連結方式を採用し、電線類は

固定わたりとして屋根上で配線している。屋根上機器配置を図 4の細別図の a)に示す。

4.3 床下機器配置床下には、主電動機と推進軸の駆動関係のみを配置して

いる。床下機器配置を図 4の細別図の b)に示す。

5.台車車体質量の軽減と急曲線での車体偏

へん

倚い

量を小さくするために、9700 形車両と同様の 1車体 1台車としている。この方式は欧州では 30 年前から実用化されている。なお、台車の製作は、今回ボンバルディア社からの技術移転を受け、国内で生産を行っている。駆動力は、座席下に装架した主電動機から、自在継手とスプライン軸、ベベルギア、2段階減速平歯車装置を経て片側の独立動車輪に伝わり、ねじり軸を介して、反対側の動車輪にも伝達される。車体支持装置は、ボルスタレスで、枕ばね、軸ばねにはゴムばねを使用している。車輪は、タイヤとボスの間にゴムを挟み込み、ボルト・ナットで締め付けた弾性車輪を使用している。台車を写真 4に示す。

写真 4 台車

図 6 路線図

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6.主要機器6.1 制御装置パンタグラフはシングルアーム式で、ばねにて上昇、電

動モータで下降する方式としている。すり板は、カーボンを使用している。制御装置はVVVF インバータ方式を採用し、1つのインバータで 1台の主電動機を制御している。1台の主電源又は制御装置が故障しても他車の救援を受けず、残りの 1台で自力運転が可能である。力行及びブレーキは、ノッチ刻みのないアナログ指令としており、ワンハンドルの主幹制御器で、ハンドルの角度に応じた引張り力、ブレーキ力を得ることができる。ブレーキは、回生発電併用式を採用し、約 3 ㎞/h 以下

でディスクブレーキに切替わる方式によって、9700 型車両(約 5 ㎞/h で切替わる方式)よりも更なる機械摩耗部品の長寿化を図っている。主電動機は、三相交流誘導電動機で、フランジ部にブレ

ーキディスクと強制冷却ファンが装備されている。強制冷却ファンは、熊本市の路線環境を考慮し、車外吸気から室内吸気方式に変更した。主回路ツナギを図 6に示す。

6.2 ブレーキブレーキの種類は、回生・発電併用電気ブレーキ、油圧

作用及びばね作用油圧緩め併用ディスクブレーキ、トラックブレーキの 3種類を備えている。回生・発電ブレーキは、架線電圧値に応じて、その比率を制御して架線電圧の上昇

を抑えている。常用ブレーキは、速度約 3 ㎞/h までは電気ブレーキを使用し、それ以下になると油圧作用ディスクブレーキが作用して車両を停止させる。駐車時は、ばね作用油圧緩めディスクブレーキが作用する。非常ブレーキは、電気ブレーキと油圧作用ディスクブレーキが作用する。保安ブレーキは、トラックブレーキを使用する。ばね作用油圧ディスクブレーキのブレーキ力は、ばね圧で作用し、反対にばね圧以上に油圧をかけることで、ブレーキを解除する。油圧作用ディスクブレーキは、油圧がなくなることで、ブレーキ力をゆるめ、反対に、油圧がかかることでピストンが動き、ブレーキをかける。トラックブレーキは、台車左右の動輪と従輪の間に配置してあり、バッテリで動作する電磁石方式でレールに吸着させる構造となっている。

7.おわりに今回の 0800 型と既存の 9700 型を合わせて 7編成が揃うようになり、一部区間では 15 ~ 20 分間隔で運行し、長時間待たずに“超低床式電車”に乗車できるようになりました。最後に、この車両の製作にあたり、ご指導、ご協力頂いた関係各位に厚く御礼申し上げます。