JR東日本E351系電車

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JR東日本E351系電車
JR East E351 series EMU 023.JPG
E351系 スーパーあずさ
(2017年6月5日)
基本情報
運用者 東日本旅客鉄道
製造所 日本車輌製造
日立製作所笠戸事業所
製造年 1993年(量産先行車)
1995年-1996年(量産車)
製造数 60両
運用開始 1993年12月23日
引退 2018年3月16日(定期運転)
2018年4月7日(さよなら運転)
主要諸元
編成 基本編成:8両(4M4T
付属編成:4両(2M2T)
軌間 1,067 mm
電気方式 直流1,500V
最高運転速度 130 km/h
設計最高速度 160 km/h
起動加速度 1.7 km/h/s[1]
減速度 5.2 km/h/s[1]
編成定員 基本編成 - 473名(内グリーン車50名)
付属編成 - 240名[2]
全幅 2,843.2 mm
全高 3,905 mm
車体 普通鋼
主電動機 MT69(許容回転数7000rpm)
編成出力 3,600 kW(MT比6M6T時)
制御方式 VVVFインバータ制御
量産先行車:逆導通GTOサイリスタ素子
量産車:IGBT素子
制動装置 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-Ps
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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)に在籍していた直流特急形車両特急スーパーあずさ」を中心に運用された。1993年平成5年)12月23日に営業運転を開始し、2018年(平成30年)3月16日をもって「スーパーあずさ」の定期運用を終了した後、同年4月7日のラストランをもって全車両が引退した。

この形式からJR東日本の新幹線を含む新製車両には、形式称号に「E」を冠することになった。「E」とは「EAST」の「E」であり、JR東日本所属車両を意味した。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)に選定された[3]

概要[編集]

中央本線で使われていた183系・189系電車の老朽取替・高速化のために開発された電車である。

並行する中央高速バスに対抗するため、制御付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 - 松本間の最速列車は2時間25分で、山岳路線の列車でありながら表定速度は90km/hを超えていた。

振り子装置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、本系列使用列車は「スーパーあずさ」、183系・189系使用列車を「あずさ」とし、列車名を使用車両ごとに区別した。製造は日本車輌製造日立製作所である。

JR東日本としては初めて振り子式を採用し[注 1]、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、製造数は8+4両編成5本60両にとどまり、2001年には非車体傾斜式車両であるE257系電車が183・189系に替わり中央東線の特急「あずさ」「かいじ」運用に投入された。当形式と同時期に製造された特急用電車に255系がある。

形式[編集]

編成表[編集]

量産先行車(製造時)[編集]

 
← 新宿
松本 →
基本編成 付属編成
号車 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
形式 クハ
E351
-100
モハ
E351
-0
モハ
E350
-0
サハ
E351
-0
サロ
E351
-0
モハ
E351
-100
モハ
E350
-100
クハ
E351
-200
クハ
E351
-300
モハ
E351
-0
モハ
E350
-0
クハ
E351
-0

量産先行車(量産化改造後)[編集]

 
← 新宿
松本 →
付属編成 基本編成
号車 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
形式 クハ
E351
-1100
モハ
E351
-1000
モハ
E350
-1000
クハ
E351
-1200
クハ
E351
-1300
モハ
E351
-1000
モハ
E350
-1100
サハ
E351
-1000
サロ
E351
-1000
モハ
E351
-1100
モハ
E350
-1000
クハ
E351
-1000

量産車[編集]

 
← 新宿
松本 →
付属編成 基本編成
号車 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
形式 クハ
E351
-0
モハ
E351
-0
モハ
E350
-0
クハ
E350
-100
クハ
E351
-100
モハ
E351
-0
モハ
E350
-100
サハ
E351
-0
サロ
E351
-0
モハ
E351
-100
モハ
E350
-0
クハ
E350
-0

仕様・構造[編集]

最初に落成した2本は量産先行車であり、当初は0番台(基本番台)を称したが、後に1000番台に改称され車両番号に1000を加えて区別された[4]1995年度に落成した3本は量産車で、車両番号は量産先行車の続番(3 - 5)が与えられた。量産先行車と量産車では内外の仕様に相違点がある[4]

車体[編集]

651系電車と同様に普通鋼製を採用したが、比較的軽量であり、振り子装置で傾斜させた際に車両限界を超えないよう、車体断面形状は卵形に大きく絞られている。

E351系付属編成と基本編成の連結部

運転室踏切事故の際の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、連結部分の通り抜けが可能な自動装置を搭載した。非貫通構造の先頭車前面にはLED式の大型表示器が設置され、側面の行先表示器は字幕式となっている。

客用ドアは183・189系電車と同様に各車両の両端2箇所に設置されており、乗降時分の短縮を図っていた。屋根上の機器はパンタグラフ空調装置熱交換器など、最小限に削減された。熱交換器のカバーは量産先行車は肩が丸いタイプだが、量産車では角ばったものとなっていた。また、量産先行車では熱交換器脇のランボードが大きく張り出していた。

S4編成+S24編成先頭車の排障器は2010年9月に落成時点と異なる形状のものに交換され、他の編成も交換された[5]

制御・電装機器[編集]

Camera-photo Upload.svg 画像提供依頼:量産先行車の落成当初の菱形パンタグラフ(PS26C形)の画像の画像提供をお願いします。2018年8月

VVVFインバータ装置により電動車(M車)1両に4個装着されている定格出力150kWかご形三相誘導電動機を駆動する。VVVFインバータ装置は日立製作所[1][6]製および東洋電機製造製で[7][8]使用される半導体素子は量産先行車では逆導通GTOサイリスタ(4,500V - 2,300A)であったが、量産車は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車)の構成は電動車を6両組成する6M6Tである。制御装置筐体は寒冷地仕様で、耐寒耐雪構造となっている[6]

補助電源装置は東洋電機製造製のGTOサイリスタを使用した昇降圧チョッパ式静止形インバータ(SIV・定格出力190kVA)を採用した[9]

パンタグラフは軽量なシングルアーム式のPS31A形を搭載した[注 2]。屋根上に直接搭載せず、車体内を通るワイヤで台車枠と直結した可動式の支持台に搭載されていた[注 3]。これは、地上架線設備の対応工事を行わずとも曲線で車体を傾斜させてもパンタグラフの架線からの逸脱を防ぐための機構で、車体傾斜時でもパンタグラフと架線の位置関係が変わらないものだった[注 4]

振子装置は曲線通過時の車体傾斜をコンピュータ制御する「制御付自然振子式」を採用した[4]。これは、車上のコンピュータにあらかじめ路線の情報を入力し、ATS 地上子の位置情報を利用して適切な位置で傾斜を行うものであった。台車の振り子機構自体は381系電車同様のコロ式であるが、車体傾斜を曲線通過時の遠心力のみに頼る「自然振子方式」の同系列に比べて「振り遅れ」と「揺り戻し」が抑えられ、乗り心地を改善していた。車体の傾斜角度は約5度で、半径600mの曲線で本則+25km/hの走行が可能であった。
振子装置は八王子 - 大糸線信濃大町間で使用し、東京 - 八王子間や信濃大町 - 南小谷間では、振子機能を停止して走行した。後に大糸線内では振子機能は使用しなくなり、八王子駅| - 松本駅間での使用に限られた。

台車・ブレーキ装置[編集]

台車は量産先行車はDT62形(電動車)TR247形(付随車)、量産車はDT62A形(電動車)TR247A形(付随車)で、いずれも枕ばねに空気ばねを用いたボルスタレス台車で、制御付自然振子装置を装着した。床面高さを下げるため車輪径を小さくし、810mmとしている。蛇行動を抑え高速走行時の安定性を確保するため、ヨーダンパも装着されていた。基礎ブレーキ装置にはディスクブレーキを使用した。

ブレーキ装置は、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。量産先行車の落成時は発電ブレーキは装備されていなかったが、1996年に行われた改造の際に追加された[4]。量産先行車では、電動車の床下スペースに余裕がないことから、バックアップ抵抗器は隣接する付随車に搭載していた。

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た。

運転装置・保安装置[編集]

運転台の主幹制御器は左手操作ワンハンドル式が採用された。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可能だった。

保安装置はATS-PATS-Psを併設した。以前はATS-PとATS-SNを搭載していたが、後にATS-SNATS-Psへ変更された。

ミュージックホーン255系電車と同じタイプが搭載されている。

室内設備[編集]

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)970mmのリクライニングシートを2+2列配置で装備した。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した。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た。背面テーブルは装備されず、肘掛け内に収納した。グリーン車ではシートピッチ1,160mm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た。肘掛け内蔵式テーブルを備えたほか、量産車では座席背面テーブル・フットレストを追加装備した。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た。

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た。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た。一部車両には自動販売機テレホンカード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していた。自動販売機は2008年4月1日に使用を中止した。

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た。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た。これは量産先行車と量産車で仕様が異なっていた。また、寒冷地の走行に対応するため暖房装置は強化されていた。

トイレ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。量産先行車は登場当初、循環式であったが1996年に真空式へと改造された[4]

運用の変遷[編集]

貫通扉設置車両を先頭に大糸線を走るE351系(2007年1月、海ノ口駅

1993年(平成5年)から振り子を固定した状態で臨時「あずさ」に導入され、1994年(平成6年)12月3日から振り子機構を作動させ、「スーパーあずさ」に導入された。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。落成当初は南小谷方が付属編成であったが、1994年夏に東京方が付属編成に変更された。

1997年(平成9年)10月12日、S3+S23編成による「スーパーあずさ」の大月駅通過中に、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、S3編成のうち損傷の酷かった5両が解体された(→大月駅列車衝突事故も参照)。本件事故後の処理は、廃車手続きをせず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、原番号で復旧した。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北陸新幹線一部先行開業に伴い余剰となっていた「あさま」用の189系11両編成を車体塗装を変更せずに投入した。

2008年(平成20年)3月14日までは間合い運用として東海道本線「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[注 5]藤沢茅ケ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。

中野駅に停車中のE351系ラストラン列車
E351系ラストラン列車の特製方向幕

2008年(平成20年)8月15日に初めて夜行快速の「ムーンライト信州」92号に充当され、2009年も同列車に使用されている[10]

2010年3月まで朝の「スーパーあずさ」6号が信濃大町駅始発として設定されていたが、同月のダイヤ改正で松本駅始発に変更されたため、大糸線での定期列車の運行は消滅した。

JR東日本では2014年2月に機器の老朽化した本形式の置き換えを目的として、E353系を新造することを発表した[11][12]。2017年12月23日から営業運転を開始し、スーパーあずさ8往復のうち4往復がE353系に置き換えられた。2018年3月17日のダイヤ改正で「スーパーあずさ」全列車がE353系に統一され[13]、本形式は「スーパーあずさ」の運用を終了した。また、「中央ライナー」の運用も終了し、E257系に統一された[14]。そして同年4月7日に行われた「ありがとうE351系 松本〜新宿ラストランの旅」をもって全ての運用を終了した[15][16][17]

2017年12月24日付でS2+S22編成とS5+S25編成が廃車された[18]。残る3編成も2018年4月4日付けでS1+S21編成が、同月8日付でS3+S23編成とS4+S24編成がそれぞれ廃車され[19]、本来置き換え予定だった183系・189系より先に形式消滅となった[注 6]。その後、60両全車が解体され、保存車両は存在しない。

本系列はJR東日本で同じ特急形車両の651系の一部や253系200番台、E257系0・500番台、E653系やJR西日本の681系0番台の一部(元サンダーバード用)や683系2000番台(元しらさぎ用)(国鉄形車両の485系(あいづや雷鳥や北近畿用等)や183系・189系(あさま・あずさ・さざなみ・しおさい用等)の一部も含む。)、通勤形車両の107系100番台や209系0番台E231系0・500番台(国鉄形車両の201系の一部(中央・総武緩行線用)や205系の一部(山手線・京葉線・埼京線・川越線用等)も含む。)や近郊形車両の719系0番台の一部(国鉄形車両の211系の一部(東海道本線・東北本線・高崎線用等)も含む)などとは異なり、制御振子装置という特殊設計で維持・管理に莫大な費用がかかることから、他線区への定期特急列車及び臨時列車の転用が行われずに1次車は経年25年、2次車は経年22年に満たなかった車両でもある。なお、JR東日本で1両も保存及び転用せずに全車を解体するのは通勤形車両の107系0番台E331系以来となり、特急形車両で全車を解体するのは初の形式となった。

脚注[編集]

[脚注の使い方]

注釈[編集]

  1. ^ 結局、JR東日本での振り子式車両は本形式が唯一だった。その後は空気ばねを用いた車体傾斜式は2008年に209系から改造されたMUE-Train、本形式の後継であるE353系、新幹線E6系電車等に採用されている。
  2. ^ 量産先行車の落成当初は菱形のPS26C形を搭載していた。
  3. ^ この構造は後に九州旅客鉄道(JR九州)883系電車885系電車でも採用された。
  4. ^ 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するという事故も発生していた。
  5. ^ 営業運転は平日のみで、土曜日・休日は回送
  6. ^ 189系が形式消滅したのは2019年

出典[編集]

  1. ^ a b c 日立評論 1997年2月号「最近のIGBTを適用した電車駆動システム」 (PDF)
  2. ^ “中央線新型特急電車(E353系)量産先行車新造について 別紙2” (PDF) (プレスリリース), 東日本旅客鉄道, (2014年2月4日), p. 3, http://www.jreast.co.jp/press/2013/20140203.pdf 2015年8月31日閲覧。 
  3. ^ 旅客車 [新型特急電車 E351系特急形直流電車]”. GOOD DESIGN AWARD. 2015年8月30日閲覧。
  4. ^ a b c d e 「JRの現役試作車・量産先行車」『鉄道ジャーナル』第588巻、鉄道ジャーナル社、2015年、 99頁。
  5. ^ “E351系に新形スカート”. 鉄道ファン (交友社). (2010年9月11日). http://railf.jp/news/2010/09/11/201500.html 2015年8月31日閲覧。 
  6. ^ a b 日本鉄道サイバネティクス協議会「鉄道サイバネシンポジウム論文集」第31回(1994年)論文番号501「E351系電車主回路システム」。
  7. ^ 「インバータ制御電車開発の物語」 レールアンドテック出版 p158
  8. ^ 東洋電機製造「東洋電機技報」1994年7月号(第89号)4P。同誌には東洋電機製造から主電動機、VVVFインバータ装置、補助電源装置を納入したことが記載されていた。
  9. ^ 東洋電機製造「東洋電機技報」1994年7月号(第89号)4P。
  10. ^ JR東日本 2009年5月15日 夏の増発列車のお知らせ (PDF)”. 東日本旅客鉄道 (2009年5月15日). 2015年8月31日閲覧。
  11. ^ JR東日本、中央本線向け新型特急電車「E353系」開発”. レスポンス (2014年2月5日). 2015年4月23日閲覧。
  12. ^ “JR東日本,E353系量産先行車を新造”. 鉄道ファン』・鉄道ニュース (交友社). (2014年2月5日). http://railf.jp/news/2014/02/05/140000.html 2015年4月23日閲覧。 
  13. ^ “2018年3月ダイヤ改正について” (プレスリリース), 東日本旅客鉄道, (2017年12月15日), http://www.jreast.co.jp/press/2017/20171213.pdf 2017年12月15日閲覧。 
  14. ^ 2018年3月ダイヤ改正について (PDF) - 東日本旅客鉄道八王子支社、(2017年12月15日) 2017年12月15日閲覧。
  15. ^ “ありがとうE351系旅行商品及び記念入場券の発売について” (PDF) (プレスリリース), 東日本旅客鉄道長野支社, (2018年2月22日), http://www.jreast.co.jp/nagano/pdf/180222-01.pdf 2018年2月23日閲覧。 
  16. ^ “『ありがとうE351系松本~新宿ラストランの旅』運転”. 鉄道ファン』・鉄道ニュース (交友社). (2018年4月7日). https://railf.jp/news/2018/04/08/194500.html 2018年4月9日閲覧。 
  17. ^ 来年3月に現行車両「E351系」引退 スーパーあずさ、新型に - 産経フォト 2017年10月29日
  18. ^ 『JR電車編成表』2018夏 ジェー・アール・アール 交通新聞社 2018年 p.356 ISBN 9784330884189
  19. ^ 『JR電車編成表』2019冬 ジェー・アール・アール 交通新聞社 2018年 p.356 ISBN 9784330932187

参考文献[編集]

  • 東洋電機製造「東洋電機技報」1994年7月号(第89号)4P。
  • 日本鉄道サイバネティクス協議会「鉄道サイバネシンポジウム論文集」第31回(1994年)「E351系電車主回路システム」論文番号501。