次世代新幹線の実現に向けて～これまでの研究開発と新幹線高速試験電車「ALFA-X」～

２０１９.８.２
東日本旅客鉄道株式会社
先端鉄道システム開発センター
浅野©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

浩二
1

JR東日本の新幹線ネットワーク

札幌(ミニ新幹線)

新函館北斗

秋田新幹線

E6系

盛岡～秋田
（127.3km）

新青森

八戸(ミニ新幹線)

山形新幹線

秋田

福島～新庄
（148.6km）

上越新幹線
大宮～新潟
（303.6km）

新庄
山形

新潟

金沢

上越妙高

長野

高崎
大宮

北陸新幹線

上野

高崎～上越妙高（176.8km）

東京

E7系©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

新潟

盛岡

仙台

福島
東北新幹線

E5系

東京～新青森（713.7km）

営業キロ

ミニ新幹線

1194.1km + 275.9 km

2

JR東日本の新幹線営業車両
標準タイプ

新在直通タイプ

のってたのしい列車

Ｅ２系

Ｅ３系

とれいゆ つばさ

Ｅ５系

Ｅ６系

GENBI SHINKANSEN

２階建タイプ

Ｅ７系©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.
Ｅ４系

3新幹線の高速化の歩み（JR東日本管内）
425km/h(STAR21、1993年)

450
国鉄

ＪＲ

試験最高速度400

速度(km/h）

350

319km/h(961系、1979年）

300
250

210km/h（1982年）

320km/h（2013年）

345.8km/h(400系、1991年)

275km/h（1990年）

240km/h（1985年）

営業最高速度

300km/h（2011年）（約20年）（東海道～約25年）

200
150
100
50

0

東北新幹線
上野開業
東北上越
新幹線開業

1985

山形新幹線
開業

長野新幹線
開業

東北新幹線
東京開業

秋田新幹線
開業

1990

1995

©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

東北新幹線
新青森延伸

東北新幹線
八戸延伸

2000

2005

2010

2015
年

4

JR東日本の新幹線高速化開発（試験走行）
1988-1991

1991-1998

STAR21400系（山形新幹線「つばさ」型車両）で最高速度345.8km/h
記録

高速試験専用車両
最高速度425km/h
達成©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

2005-20092019-

FASTECH360

ALFA-X

速達性向上
最高水準の信頼性
・快適性
環境との調和安全、高速な移動手段に加えて、新たな価値の提供

5

JR東日本の新幹線営業車両と試験車両
主な開業

1992 山形

2015 金沢2010 新青森
2016 新函館北斗1997 秋田、長野
2002 八戸

E7系
E6系
E5系
E4系
E3系
E2系

営業車両
E1系
200系

400系

試験車両

1990

ALFA-XFASTECH360

STAR21

1995

2000

2005

2010

2015

年

試験車両

STAR21

FASTECH360

ALFA-X

試験期間

1992～1998年

2005～2009年

2019年～

コンセプト

極限を追求した軽量化と技術を結集した高速化

速達性向上
最高水準の信頼性、快適性、環境との調和

安全、高速な移動手段に加えて、新たな価値の提供

試験最高速度425㎞/h（実績）

398㎞/h（実績）

400㎞/h程度©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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FASTECH360開発のコンセプト• 将来の実用車両に向けての技術検証を目的としたプロトタイプ車両• レール・車輪間の粘着現象のように、350km/h超の領域では未だ十分に解明されていない現象の解明

３６０ｋｍ／ｈ運転車両のプロトタイプ
360km/hで営業運転できる車両を実現する

高速走行時の現象解明の近未来快適移動空間の実験プラットホーム
限界を見極めて各アイテムのチューニングを行い提案ステージ
量産車の最適スペックを見出す

近未来の新幹線にふさわしい車内空間をデザインし社内外に提案する©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

7

FASTECH360S 主要諸元
八戸

東京

１号車
車内設備

測定室

種 別

付随車

２号車

３号車

普通車

普通車

４号車

５号車

６号車

７号車

特別車

普通車

普通車

測定室

測定室
付随車

電動車

軸 重平均11.5t 以下、最大12.5t 以下

最高運転速度

360km/h （車輪径820mm以上で405km/h可能）

車 体

車体長24,500×車体幅3,380×車体高3,650 （先頭車車体長27,250）
アルミ合金製ダブルスキン構造
１号車 ： 先頭長16m Stream-line形

８号車

８号車 ： 先頭長16m Arrow-line形

先頭形状
電気方式

交流50Hz、25,000V
走行風冷水冷却主変換装置方式

主回路方式《例》

空気ばね車体傾斜機構

同期電動機駆動方式

走行風冷主変圧器方式

空気抵抗増加装置

粘着力増加装置

その他©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.など

8FASTECH360Z（新在直通用車両） 主要諸元
大曲

東京
秋田

11号車
車内設備

測定室

種別

先頭台車：T台車
妻側台車：M台車

12号車

13号車

特別車

普通車

14号車

15号車

16号車

測定室

測定室

測定室
先頭台車：T台車
妻側台車：M台車

電動車

軸重平均11.5t以下、最大12.5t以下

最高速度

新幹線区間 ： 360km/h（車輪径820mm以上で405km/h可能）
在来線区間 ： 130km/h

車 体

車体長21,000mm×車体幅2,904mm×車体高3,650mm （先頭車車体長24,100mm）

アルミ合金製ダブルスキン構造
11号車 ： 先頭長13m Arrow-line形

16号車 ： 先頭長16m Arrow-line形

先頭形状
電気方式
主回路方式

交流50Hz、25,000V / 2,000V
誘導電動機駆動方式

同期電動機駆動方式

車体傾斜機構 空気抵抗増加装置 粘着力増加装置 可動式パンタ遮音板 切替式ヨーダンパなど

その他©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

9E5系新幹線電車の概要■投入：
量産先行車； 2009年6月 量産車；2011年3月■最高速度： 320km/h■編成：10両（8M2T）■定員：731名 （普通車：658名、ｸﾞﾘｰﾝ車：55名、グランクラス：18名）©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

10E5系で採用した技術○環境性能の向上
・ﾄﾝﾈﾙ微気圧波を低減する
ﾛﾝｸﾞﾉｰｽﾞﾀｲﾌﾟの先頭形状

台車カバー

全周
ホロ

低騒音パンタグラフ○走行性能の向上と信頼性の確保
・パンタグラフ・主回路装置・ブレーキ装置

○車両諸元
量産先行車
編成

１０両(8M2T)

車体

アルミニウム合金製車体

最高速度(車両性能)

３２０km/h

制御方式

ＶＶＶＦインバータ制御
交流電動機

・全車両ﾌﾙｱｸﾃｨﾌﾞｻｽﾍﾟﾝｼｮﾝ
(新型)による乗り心地の向上

・車体傾斜制御による曲線通過時の乗り心地向上

制御器

車体

動揺検知

新型アクチュエータ
による動揺防止©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

センサ
台車

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グランクラス・質感の高い素材や居心地のよい照明により、今までの鉄道にない上質で洗練された空間を実現
・「本皮」「ウール」など質感の高い素材を使用するとともに、濃い木質を効果的に使用し、ウォーム＆ナチュラルなインテリアを実現
・照明はすべてＬＥＤを用い、複数の間接照明と手元照明の組合せにより、プライベート感あふれる心地よい印象INTERIOR DESIGN CONCEPT

特別な旅のひとときをあなたに- Exclusive Dream -©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

12E6系新幹線電車の概要■投入：
量産先行車； 2010年6月 量産車；2012年11月■最高速度： 320km/h■編成：7両（5M2T）■定員：336名 （普通車：314名、ｸﾞﾘｰﾝ車：22名）©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

13Ｅ６系新幹線電車(量産先行車)の特徴
22.825m
約13m

E6系
約6m

E3系
【ロングノーズ先頭形状】

改良型ハンドル形電動
車いす対応多目的トイレ

非常通話装置【バリアフリー設備、セキュリティーの充実】○環境性能○快適性の向上○走行性能の向上と信頼性の確保

・ロングノーズタイプ先頭形状
・台車カバー/全周ホロ・全車フルアクティブサスペンション
・新幹線区間における車体傾斜・主回路装置、ブレーキ装置©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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新幹線技術のさらなる進化に向けた技術開発
FASTECH360による新幹線高速化開発の成果
次の飛躍に向けた技術開発
320km/h営業運転を確実に行うための検証
・開発品の性能・耐久性確認（軸受など）
・営業車両仕様に対応した検証試験

新幹線ネットワーク拡大に対応するための技術開発
・新たな路線環境（北海道・金沢延伸）に対応するための技術開発©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

さらなる高速化に向けた技術開発
・現象理解のための基礎研究深度化
・新たな視点を含めた再アプローチ（騒音・振動・構造物音など）

新幹線のシステムチェンジに向けた技術開発
・安全･安心・信頼性の向上
・快適性の向上
・環境負荷の低減
・車両･地上設備のシステムチェンジ

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これからの新幹線に求められること

今まで
東
京駅

→

安全・高速・大量輸送
2時間

１時間

仙台

→ 移動手段の提供
4時間

3時間

新青森

盛岡

5時間

新函館
北斗札幌
※時間はイメージ「まとまった時間」をいかに快適にご利用いただけるか？
リラックス

これから→仕事

食事

安全・高速・大量輸送

睡眠＋リラックス

α → 新しい価値を提供

その人にとって有意義でより価値のある移動空間の提供へ©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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次世代新幹線の実現に向けた研究開発©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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次世代新幹線の実現に向けた試験車両（ALFA-X）
新造する試験車両
E956形式新幹線電車１０両編成

1号車

10号車

試験車両の愛称名
愛称名：ALFA-X （アルファエックス）
意味 ：『Advanced Labs for Frontline Activity in rail eXperimentation』“最先端の実験を行うための先進的な試験室（車）”走行試験

研究開発の評価のための「試験プラットフォーム」

２０１９年5月から仙台～新青森間で走行試験を実施中©2019East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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エクステリアデザイン
１号車

コンセプト：「走る姿が周りの環境と一体となって美しいと感じられるよう、自然の作り出す造形美を取り込む」（削ぎ）（うねり）（広がり）

１０号車

コンセプト ： 「三つの知性が集まった時、最高のパフォーマンスを奏でる」（台車を覆うせり出した造形）（運転士を包み込む造形）（後方に向けて滑らかにつなぐ造形）©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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エクステリアデザイン
カラーリング・明るいメタリックのボディに爽快感のあるグリーンの帯の組み合わせ
・先端のデジタル技術や高速化した新幹線の登場により、人々の関係がより親密で多様なものになる明るい未来を表す

ロゴマーク
・クロス状の側帯の角度に合わせて整えた字体は、IoTやAIなどのデジタルなイメージを表現。
・文字色にグラデーションを用いることで、新幹線らしいスピード感と明るい未来につながることを表す。
©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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ALFA-X[E956形式]の主要諸元
項目

10両編成
（10M）
M1c

M2

M1

M2

M1

M2

M1

M2s

M2s

M1c

試験最高速度400km/h程度

車体構造

アルミ合金製 気密構体

台車構造

ボルスタレス台車（全車フルアクティブ制御、空気ばね式車体傾斜２度）

電機方式

５０Hz専用、AC２５，０００V

制御方式

VVVFインバータ制御方式

ブレーキ方式

回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキ（応荷重制御付）

温度仕様－３０℃～５０℃©2019 East Japan Railway Company. All Rights

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ALFA-X編成

6622

安全性・安定性向上への取組み（空力抵抗板ユニット）
空力抵抗板ユニット

地震発生時に空気抵抗を利用して停止距離を短縮

格納時（通常走行時）は抵抗板が閉じて屋根上がフラットな状態となり、動作時は抵抗板が開くことにより空気抵抗が増加し、減速力が大きくなる。

©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

23安全性・安定性向上への取組み（リニア減速度増加装置･着雪対策）
リニア式減速度増加装置

台車載コイルとレール間の電磁力で減速度を増加

地震発生時に台車に搭載したコイル（図の矢印）をレールに近づけ、コイルとレールの間に電磁的な力を発生させることで、車両の減速度を増加させる。

着雪しにくい構造

風の流れを変えて台車付近への雪の流れ込みを低減

現行の床下形状©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

開発した床下形状24安全性・安定性向上への取組み（地震対策）
地震対策左右動ダンパ

地震対策クラッシャブルストッパ

地震時の車体の大きな揺れを抑制

強い衝撃で押しつぶれることにより、ストッパ間隔を広げ、より左右動ダンパの効果を発揮させるとともに、車輪とレールの間に強い力を発生させないようにする©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

25安全性・安定性向上への取組み（台車状態監視）
台車センシングシステム
走行中の台車状態を常時監視するため、台車センシングシステムを搭載。

①台車全体の健全性の確保と早期異常検出（だ行動、軸受や歯車装置、台車枠の損傷など）②機器の劣化・故障予測⇒CBM©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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環境性能向上への取組み（騒音対策）
パンタグラフ・これまでの低騒音パンタグラフよりも、さらに空力騒音を低減した2種類の新型低騒音パンタグラフ
・多分割スリ板についても、低騒音化を考慮した形状改良を行い、集電性能と低騒音の両立を実現

ブレーキディスク
現行ブレーキディスク

・裏面冷却フィンのリブ部のスロープ化
によりリブ部周辺の流れを変えることで空力騒音を低減

外周側

内周側
フィン

スロープ化
斜め上から見た様子
リブ
フィン

回転により内周側から外周側に流れる気流で空力騒音が発生©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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環境性能向上への取組み（微気圧波対策）
先頭形状

・トンネル微気圧波対策のため、空気力学的な最適形状をコンピュータシミュレーションにより決定。
・客室空間を確保した16m先頭長（1号車）および、より微気圧波対策を重視した22m先頭長（10号車）を走行試験（方向転換による走行試験を実施予定）にて評価
約16m

１号車

約22m
１０号車

【参考】

約15m

Ｅ５系
©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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快適性向上への取組み（乗り心地向上）
動揺防止制御動揺防止制御装置によるこれまでの左右方向に加え、上下制振装置による上下方向の揺れの低減

動揺防止制御装置

上下制振装置

車体傾斜
車体傾斜制御装置により曲線通過時におけるさらなる乗り心地の向上（傾斜角度最大2.0度）©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

車体傾斜制御装置
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快適性向上への取組み（乗り心地向上）
腰掛・座り心地とメンテナンス性向上、高速化のための軽量化
・リクライニング連動座面チルト構造の採用、脚台構造変更による足元スペースの拡大と振動抑制機構の追加による座り心地の向上
・可能な限り構造をシンプルにすることで、軽量化だけでなく、部品交換作業や清掃作業も短時間でできるようになり、現場作業の負担軽減©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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快適性向上への取組み（空調）
空調機器
・現行空調と比べ冷房性能は維持しつつ小型軽量化、静音化を実現
・札幌延伸を見据えて暖房性能を向上（-30℃の外気温対応）
・CBMに対応し、日々の運転状況から故障予測が可能。
・空調制御装置の操作性が向上し、文字情報で動作状況などが確認可能©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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快適性向上への取組み（主回路機器）
主回路機器

・さらなる高速化･勾配区間における速度向上を目指すため主回路機器の高出力化を図り、台車単位の制御とすることで粘着を確保
・主変換装置のスイッチング素子にはSiC（シリコンカーバイド）素子を採用し高効率化を実現するとともに、高出力化を図りつつ機器の大型化を抑制©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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メンテナンスの革新・その他モニタリング，CBM
・地上設備や車両の各機器をモニタリングする装置を搭載
・試験を通じてデータを収集し、それらを活用して、さらなる安全・安定輸送の実現に加え、CBM※の実現を目指す。
※CBM：Condition Based Maintenance（状態基準保全）©2019 East Japan Railway Company. All Rights Reserved.

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