JR北海道H100形気動車

H100形気動車（H100がたきどうしゃ）は、北海道旅客鉄道（JR北海道）が導入した一般形気動車。愛称はDiesel Electric Car with MOtorsの頭文字から「DECMO」（デクモ）。

 概要 

北海道内におけるキハ40形気動車の置換えを目的に導入された。JR北海道では初めて発電用エンジンで主電動機を駆動するディーゼル・エレクトリック方式（電気式気動車）が採用された。同時期に製作された東日本旅客鉄道（JR東日本）GV-E400系気動車と基本設計は共通で、製造も同様に川崎重工業（2021年〔令和3年〕10月1日以降落成分は分社独立により川崎車両）が担当する。

 開発の経緯 
北海道内ローカル輸送の主軸を担っていたキハ40形は、1981年（昭和56年）以降製造の車両を対象に2003年（平成15年）度から延命工事（1700番台化）を実施していた。しかし、延命工事は2011年（平成23年）度の施工を最後に中断され、2012年（平成24年）時点で「置き換えについても検討」がなされる状況にあった。

置換用車両の設計検討は2014年（平成26年）度からスタートし、翌2015年（平成27年）3月にJR北海道が策定・公表した「安全投資と修繕に関する5年間の計画」において、2017年（平成29年）度における一般型気動車の量産先行車2両の製作が盛り込まれ、同年6月には同時期に制作されるJR東日本の電気式気動車（→GV-E400系）と仕様を同一とすることが発表された。

形式名と詳細な仕様は2017年（平成29年）7月に発表された。

ディーゼル・エレクトリック車が採用された理由はGV-E400系との共通化のほか、以下の理由によるものである。

 推進軸・自在接手など落失が懸念される機械的な駆動部品・回転部品省略による運行時・保守時の安全性向上
 変速機・減速機など機械的部品の減少による信頼性向上
 電車と同様な機器の採用によるメンテナンスコスト削減
 ハイブリッド車両のような走行用蓄電池搭載を省略することによるメンテナンス軽減・コスト抑制
量産先行車2両は2018年（平成30年）2月に登場し、2冬季に渡る各種試験ののち2019年（令和元年）から343億円を投資して仕様を一部変更した量産車の新製が行われている。

 H100形投入以前のJR北海道の一般形・通勤形気動車の状況について 
JR北海道の一般形・通勤形気動車は、H100形の詳細が発表された2017年（平成29年）3月時点で205両在籍していたが、その大半にあたる166両が経年30年以上の国鉄から継承した車両であり、JR北海道発足後の車両はキハ150形27両、キハ201系4編成12両のみと少数であった。加えて1997年（平成9年）以降、一般形・通勤形気動車の新造が行われなかったため、その平均車齢は33年に達した。特に最古参で一般形気動車の大半を占めるキハ40形に絞ると経年は平均36年、初期車13両は40年に達した。

このため、2014年（平成26年）時点で車両故障は2007年（平成19年）のおよそ2倍の32件に増加するなど車両・部品の劣化に伴う故障・使用不能が頻発し、部品の生産中止等の諸問題も生じていた。

 形式名について 
従来、JR北海道の気動車形式は国鉄気動車の付番規則をおおむね踏襲していたが、本系列は既存車両と大きくシステムが異なることから、気動車を表す「キ」、普通車を表す「ハ」の用途記号は省略し、H5系新幹線電車で用いられた「北海道（Hokkaido）」のHを冠した形式名とした。

 構造 

GV-E400系の両運転台車GV-E400形と共通設計であるが、北海道の厳寒期で走行可能とするため、外気温氷点下35℃～氷点下40℃の低温環境下、粉雪や湿雪など様々な降雪条件で走行可能な仕様としている。また、北海道のローカル線における運行形態を踏まえ片運転台車の製造は予定されない。

以下文中で「前位」「後位」の語を用いるが、札幌駅在姿で小樽方が前位、旭川・苫小牧方が後位である。また、特記ない限り落成時の量産先行車について述べ（後項も同様）、量産車での変更点は後述する。

 外観 

車体自体はGV-E400形と同一であるが、塗装などで「新しさ・北海道らしさを表現した」デザインが指向された。

前面形状もGV-E400形を踏襲し、踏切事故によるオフセット衝突を考慮した形状のFRP製である。前位方には貫通幌が搭載されており、軽量化の為アルミ製の幌枠となっている。

側面デザインは先頭形状とマッチさせるために、平行四辺形を帯状に重ねた直線基調のデザインとした。この平行四辺形の帯色は、「自然の多い北海道の大地を走行する車両」を想起させるデザインとするため、「夏の植物を表す」濃いグリーン、「冬の雪を表す」白を用い、この2色の平行四辺形が重なり合う部分をJR北海道のコーポレートカラー、もえぎ色として「自然との調和を表現」した。量産先行車は加えて帯の途中には「H100」の文字が切り抜かれていた。

前面は黒色基調とし、もえぎ色と警戒色の黄色の帯を配した。

 車体 

車体長は20 m 級（19,500 mm）であり、車体下部の台枠を除き、ステンレス鋼（前面の一部のみFRP）を使用し、車体幅2,800 mmの裾絞りのないストレート車体とした。外板と骨組みの溶接にはレーザー溶接を使用した。

床面高さは1,150 mm であり、客室扉は片開き・片側2扉とし、段差180 mm（レール面高さ970 mm）のステップを設けた。扉は車内外の温度差で変形した場合でも開閉不良が生じないよう、戸袋との隙間を十分確保する一方で、戸袋部への雪の吹込みを防止するため、ゴムで隙間を塞いでいる。またデッキ・エアカーテンは装備しないが、押しボタンにより開閉する半自動機能を持つ。戸閉装置はJR北海道では初めてスライドレール式が採用され、乗降口下部・戸袋部にはヒーターを設けた。また、ドアチャイムとドア開閉ランプも装備する。

灯火類は全てLED灯で、前部標識灯についてはGV-E400形が前面窓上部2ヶ所なのに対し、H100形では降雪時の視界確保を目的に前面窓下部2ヶ所にも設置して4ヶ所とした。

前面通路上部と側面には行先表示器（3色LED式）を設置した。側面には車外放送用のスピーカーを装備する。

側面窓はGV-E400形同様上半が内側に倒れ開閉できるようになっている。量産先行車では冬季の破損防止、断熱性向上のため複層ガラスではなく、ポリカーボネート板（厚さ8 mm）とガラス（厚さ4 mm）の複層構造（商標名：IGP）とした。

前面窓についても、量産先行車では助士席側と貫通開戸窓は発熱ポリカーボネートとしたが、視界確保のため運転台側は熱線入りガラスとした。

この他、外観上のGV-E400形との差異として、側扉横のLED式出入口表示器の省略、「編成順位標（号車札）差し」と「急行列車標差し」設置、台車上部の台枠下部へのステンレス製ふさぎ板設置が挙げられる。

 主要機器 

以下、特記ない限り量産先行車について述べる。また、基本的にGV-E400系と同一であるため、主要な点、相違点を中心に述べる。最大で4両編成を組成可能であるが、JR北海道の既存車両とは連結不可能である。

加速性能は「キハ40形のエンジン更新車（キハ40形1700番台）と同等程度」とされており、0→60km/hの加速度は0.36m/s2（1.3km/h/s）とされた。
動力はディーゼルエンジンで主発電機を駆動して得られた三相交流電源をPWM（パルス幅変調方式）コンバータで一旦直流に変換し、それをVVVFインバータ制御で三相可変電圧可変周波数交流に変換して主電動機の三相誘導電動機を駆動させることで得ている。主電動機の制御は1C2M方式を採用した。

機関は小松製作所製のSA6D140HE-3形燃料直接噴射式4サイクル直列6気筒横形ディーゼルエンジン（定格出力331kW≒450PS/2,000rpm、総排気量15.24L）で、噴射装置はコモンレールを採用した。

主発電機（N-DM100）は開放形強制通風方式の定格出力305kWのものを搭載し、機関とは直結駆動され、車両に必要な電力を供給する。機関始動には主発電機を用いるためスターターは省略された。

主変換装置はPWMコンバータ・VVVFインバータ・補助電源装置が一体で構成され、主回路に半導体、ダイオード側素子にSiCを採用した三相2レベル方式電圧形PWM方式を採用した。補助電源装置部は変換した直流を三相または単相一定電圧一定周波数に変換して車両の補助回路機器に電力を供給する。

動台車（N-DT100形）を車体後位、付随台車（N-TR100形）を車体前位に配置する。いずれも軸梁式ボルスタレス台車で軸距は2,100mmである。車軸軸受は円錐ころ軸受を採用した。基礎ブレーキは踏面片押し式のユニットブレーキとし、付随台車にはディスクブレーキが加わる。制輪子にはJR北海道車両の特徴である合金鋳鉄制輪子を用いた。また、空転防止のためのミュージェット噴射装置を装備した。

主電動機は全閉形自己通風方式のかご形三相誘導電動機（N-MT100形、出力105kW）を動台車に2基搭載する。

制動指令には電気指令式空気ブレーキを採用しており、常用ブレーキ・非常ブレーキ・直通予備ブレーキ・耐雪ブレーキの4つのブレーキ系統を有し、各軸ごとの滑走再粘着制御によって、エゾシカなどとの接触回避のため急ブレーキを扱った際の踏面損傷を防止する。。

また、ブレーキパッドが冬季に凍結・固着することを防止するため、一定の条件を満たした状態で運転台のスイッチを扱うと、付随台車のブレーキ圧力が開放される機能をJR北海道の車両で初めて導入した。

電動空気圧縮機は潤滑油が不要なタイプのオイルフリースクロール式空気圧縮機（N-RC400D-1）を各車1台設置する。

屋根上には集中形空調装置（N-AU100形、冷房能力38.4kW、暖房能力16kW、換気機能は省略）を搭載する。空調装置室外機は耐寒耐雪のため上面カバーを板厚増加・補強追加している。また、空調装置側面寄りには歩み板が設置される。別途設置の室内電気暖房器は24.85kWの容量を持つ。

連結器はJR北海道の一般形気動車で初めて密着連結器を採用し、緩衝器はマヤ35形客車と共通のものを用いた。

 車内 

基本的にGV-E400形と同一であるため、主要な点、相違点を中心に述べる。観光列車兼用車両については後項で述べる。

座席は片持ち式で、一般席モケットに「北海道の豊かな草原をイメージした」グリーン、優先席部にオレンジを用いた。また、乗降ドア室内側はコーポレートカラーのもえぎ色、ドア横のパーティーションは「海や青空を想起させる」ブルーとした。

車内はワンマン運転や通学・通勤時間帯の混雑を考慮し、車内中央部をクロスシート（2+1列）3区画、その他をロングシートとしたセミクロスシートである。ロングシート部は中間にスタンションポールを設置した。つり革高さは733系電車を踏襲した1,810 mm・1,630 mm・1,590 mmの3種類とした。