三菱重工技報 VOL.44 NO.2: 2007

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特集論文

独立車輪方式による人に優しい超低床ライトレール車両（LRV）用台車
ならびに次世代 LRV 開発
Development of the Bogie for the First
Domestic 100 % Low-Floor Tram and the
Next Stage of the Low-Floor Tram
星光

Mitsuaki Hoshi

明＊1

新 井 徳 泰＊3Tokuhiro Arai

大 久 保 吉 喜＊2

村 上 信 之＊2

＊4

有 賀 寛 泰＊5

Yoshiki Ookubo

河 野 浩 幸Hiroyuki Kono

Nobuyuki Murakami

Hiroyasu Aruga

人にやさしい快適な都市内交通として新世代の超低床ライトレール車両（LRV）が注目されている．
当社は国産初の独立車輪方式を採用した LRV 用台車を開発し，広島電鉄（株）において，グリーンムーバー
max と名づけられた超低床 LRV は順調に運行されている．台車の開発においては，海外メーカ製車両との差別化や客先ニーズを満足するよう，電動台車と従台車をそれぞれ専用設計とし，多岐にわたる設計検討と徹底した技術検証を行なった．その結果，完成度の高い車両開発を実現した．また，現在，当社は次世代 LRV として二次電池を搭載した架線レス LRV や，より市内運行に適した車両の開発にも着手しており，100％超低床 LRV の更なる市場拡販を目指している．

1．は

じめに

快適な都市内交通，それも環境にも市民にも優しく，街のシンボルとなるものとして新世代の都市交通シス

2005 年３月 30 日から，日本初の独立車輪方式のテム LRT（Light Rail Transit）は注目を集めており，100 ％超低床 LRV が広島の街で運行を開始した．グ

とりわけ，それまでの路面電車の概念を大きく超える，リーンムーバー max と名づけられた車両は，構想か高性能でスタイリッシュ，そしてバリアフリー化されらおよそ５年，様々な問題を克服して具現化したもの

た超低床車両は，既に欧米の各都市で導入され，そのである．本稿ではそのキーコンポーネントとなった，有効性が高く評価されている．

独立車輪方式の台車開発の歩みと車両の概要，更に今

しかし，100 ％超低床 LRV は，独立車輪台車など後ますますの発展が期待される次世代 LRV の開発にの技術開発面で欧州メーカが先行しており，日本に導ついて述べる．

入されたものは海外メーカ製や，海外技術を導入し一2．開発コンセプト部を製作した車両に限られていた．
そのため，運用性やメンテナンス性などから一刻もグリーンムーバー max は当社・近畿車輌（株）
・東

早く日本の実情に合わせた国産車両開発が期待されて（株）の３社が共同して開発を担当し，運用
洋電機製造

いた．今回，初めて国産技術で開発した 100 ％超低床面のアドバイスということで広島電鉄（株）も加えた

LRV は，車両長 30 m，５車体（３台車）連接の構成．

４社で開発を進め，日本の国土，社会にふさわしい台車は，国土交通省の支援を得て設立された

LRV（Light Rail Vehicle）を日本の技術で開発・製

エルアールブイ台車技術研究組合造することを目指した．

スに，当社が標準軌道（軌間：1 435 mm）用に，開超低床の研究成果をベー

そのコンセプトとして，① Ultimate（究極の），②発から設計，製作，検証までを行い，バリアフリー化，User friendly（人にやさしい），③ Urban（都市の）低騒音・低振動，低速から高速までの幅広い走行性能の３点を挙げた．このコンセプトにちなんで，このプなどを実現した．

ロジェクトを U 3 プロジェクトと名づけ，台車・ブレー

3．独立車輪方式台車の開発の歩み

キ・内／外艤装を当社が，デザイン・車体・連接部・100 ％超低床 LRV 開発のカギを握ったのは独立車（株）が，そして電機品・制御・駆動
運転室を近畿車輌
装置を東洋電機製造（株）が担当して開発した．

輪方式の台車．通常，左右の車輪の間は車軸でつな＊1＊3プラント・交通システム事業センター交通システム・機械技術部車両・機械設計課長＊2
プラント・交通システム事業センター交通システム・機械技術部車両・機械設計課プラント・交通システム事業センター交通システム・機械技術部空制装置設計課＊4
技術本部広島研究所メカトロニクス研究室＊5
技術本部名古屋研究所デザインセンター

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図１7

図３

電動台車枠の静荷重試験

図４

従台車枠の静荷重試験

モータ付き電動台車鳥瞰図

図２

従台車鳥瞰図がっており，床面の高さは車軸の高さによって決めら

台車は車両の中でも最重要部品のため，台車のメイれてしまう．そのため，台車には車軸のない独立車輪ンである台車枠の強度については，FEM 解析→静荷方式を採用，モータ付き電動台車（図１）は，車輪の重試験（図３，図４）→疲労試験→実稼動応力測定と外側に電動機や駆動装置を配した．この台車方式より，いうステップで検証した．特に，静荷重試験と疲労試

出入口部の床面高さは，停留所からステップなしで

験は先行試作の台車枠で実施し，その試験結果を量産直接乗り込める 330 mm（通路部 360 mm）を実現し設計に反映した．静荷重試験は電動台車枠で約 280 点，た．さらに，台車構造をコンパクト化し，台車直上の従台車枠で約 250 点の応力を測定し，強度的に問題無

客室通路幅は 880 mm と海外メーカ製 LRV と比べていことを確認した．
疲労試験は各々の台車枠に，約１ヶ50mm 拡大している．また，モータが設置されない従月間連続で 300 万回の繰り返し荷重を負荷し，亀裂・台車（図２）では，台車構造を専用設計とすることに永久歪の発生が無いことを磁紛探傷試験で確認した．

よって，客室通路幅を 1 120 mm と大幅に拡大するこ

また，疲労試験後の台車枠を切断し，内部の溶接につとができた．これにより乗客の乗降時移動がスムーズいても問題無いことを確認した．になるとともに，見通しの良い開放感のある室内空間とすることも可能となった．
また，台車の構成部品として弾性車輪を採用し，振動・騒音の軽減を図ったものとし，ブレーキは電気ブ

本台車の検証を目的に，当社プラント・交通システ
ムセンター和田沖工場内に 900 m の LRV 専用となる走行試験線を建設し，徹底した技術検証を行い完成度の高い車両開発を実現した（図５）．

レーキ，油圧ブレーキ，レールブレーキの３タイプを試験線では，加減速性能や走行安全性を検証するた装備し，モードの切替え時でもショックが少なく，どめの車体挙動，台車や車体の各部の強度測定をするとんな条件でも安全に停止できるものとした．

ともに，乗り心地や室内外騒音なども計測し，快適性三菱重工技報 VOL.44 NO.2: 20078

バータ装置を用い，電動機個別制御方式を採用し，駆動台車の外側に配置された 100 kW のモータ（４台／１編成）による左右の車輪の回転数差，車輪径差によるトルクアンバランスを吸収して，快適な走行性能を発揮させるようにしている．
車体には，路面を走る車両としての安全性，剛性，メンテナンス性などを考慮し鋼製を選択し，徹底した軽量化によって強くて軽い車体を完成させた．中間車をフローティング構造とした５車体３台車構成で，各車体を結ぶ連接部は，高い信頼性をねらいながら，軽量でコンパクト，メンテナンス低減を追及したもので
図５

試験線での走行試験ある．
車両のデザインについては，新しい国産の低床車両として，新鮮さと同時にお客様に親しみを感じていたの検証も行った．特に，独立車輪方式台車については，だけるデザインとするため，先頭形状を中心に，柔ら走行安定性を検証するためにカメラによる車輪挙動のかさ，丸みをテーマとしたデザインとした．

観測や，脱線に対する安全性を検証するために輪重及インテリアデザインは癒しの空間をコンセプトにデび横圧を測定し，問題無いことを確認した．輪重及びザインをまとめたものであり，車体内外には，広島の横圧の測定方法については，独立車輪での測定方法をシンボルである確立させ特許を出願した．

によって路面電車に求められる地域性を強調すること

4．車

両

諸

もみじのモチーフを配置し，これとした．

元

グリーンムーバー max の車両諸元を表１に示す．

5．次世代 LRV 開発について

車両本体には，列車情報システムを搭載し，そのモニ以上，グリーンムーバー max の概要と台車開発のタを運転台に置くことによって運転台コンソールの小歩みについて紹介した．2007 年３月までに，グリー型化，スイッチ類の集約化，またモニタを使っての設ンムーバー max は７編成が広島の街に導入され，市定，メンテナンス・故障表示など運転・保守支援を図民に愛される路面電車として広く認知されるまでにり，運転と接客を行う運転士のワークロードを下げるなった．
本開発による 100 ％超低床 LRV の国産化により，ことを狙った．
車両制御には省エネルギー性の高い VVVF イン

日本各都市への LRV 普及に弾みを与えたと考えるが，現在，当社は 100 ％超低床 LRV の更なる市場拡販を

表１
構

成

定

員重量（t）

寸法

（mm）

車両諸元表

目標に，次世代 LRV の開発にも着手している．

５車体３台車連接超低床車（人）

149（座席 56）33.9
長30 000× 幅2 450× 高3 450

一つ目はリチウムイオン二次電池を搭載した架線レ
ス／架線レスハイブリッド LRV である．架線が無くなることによる路線景観の向上や，回生失効防止によ

床面高さ・低床率（mm） 360（出入口部 330）
・低床化率 100％るエネルギー回収率向上などのメリットなどから，既電気方式（v）

DC 600に多くの研究機関や車両メーカを中心に検討が行なわ

間（mm）

1 435

最高運転速度（km/h）

60

れている．欧州では部分区間であるが，二次電池を用

加速度（km/h/s）

3.5

常用減速度
非常減速度

（km/h/s）（km/h/s）

4.8
6.0

軌

いた架線レストラムの営業運行も開始された．
（株）より，旧車を貰い受
当社においても，広島電鉄
け社内試験線を用いた各種走行試験を行い（図６）
，

主制御装置

2 レベル IGBT-VVVF インバータ
回生発電ブレンディングブレーキ方式

ブレーキ装置機械（油圧）式ブレーキシステム
回生・発電ブレーキ
保安ブレーキ（トラックブレーキ）、デッドマン装置

コンパクトにした車両の開発である．グリーンムー主電動機

三相かご形誘導電動機 100 kW×4 台

バー max は車両長 30 m，５車体（３台車）連接の構

軸なし左右独立回転車輪台車成となっているが，車両長 18 m，３車体（２台車）台車システム検討や走行性能，バッテリ寿命などの検討を行なっている．
二つ目はグリーンムーバー max より車両編成数を三菱重工技報 VOL.44 NO.2: 2007

図７
図６

架線レス試験車両

9

次世代 LRV コンセプト外観図貢献できたものと考える．今後は，更に技術熟成を行うと共に，次世代 LRV 開発を推進し，国産の低床車連接の構成とし，市内運行に適した車両開発を目的と両が各地で導入されることを期待してやまない．
おわりに，国産初の 100 ％超低床 LRV の開発に，している．
また，三つ目として，技術開発のみでなく，内外装（株）はじめ，台車技術多大なご指導を賜った広島電鉄

デザインを中心とする次世代コンセプトデザインの提（株），東洋電機製造（株）各位に厚研究組合，近畿車輛案も積極的に進めている．路面電車は街のシンボルとくお礼申し上げる．

なることから，スタイリッシュなデザインが求めらており，当社においても次世代 LRV として相応しいデザイン検討を社内デザイナーを活用している．
図７は次世代 LRV の新コンセプト車両の外観イメージ図である．

6．おわりに星光明

大久保吉喜村上信之

新井徳泰

河野浩幸

有賀寛泰

以上，国産初 100 ％超低床 LRV 用台車開発の歩みと，次世代 LRV 開発について紹介した．100 ％超低床 LRV の開発は，独立車輪方式台車を始め，既存の車両とは違う要素が多く，技術検証は多岐にわたったが，国産化を達成し，日本国内の LRV 市場の発展に