骨材に押出形材、また側・屋根・妻な鉄道の未来を思ってだろう、山陽電

特 集

カーボンニュートラルに向けて

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MINTETSU SPRING 2024

日本における鉄道車両は、材料ごとルミ車両」に分けられる。１９５０年
鉄と川崎車輛の担当者らは２０００系

どの外板に圧延板材が使われた。

代後半まで車両といえばもっぱら鋼製電車３両編成を、アルミ車両だけでなに「鋼製車両」「ステンレス車両」「アだったが、耐食性や軽量化の求めのなで軽量化」は果たされたわけだ。運転リサイクルで環境に貢献する時代へ

アルミニウム車両「第５世代」への道

く、ステンレス車両でも製造し、重量に対かステンレス車両とアルミ車両が誕生・５や性能などを比較した。一両あたりステンレス車両の重量約した。これが大きな流れだ。
世紀、地球環境への意識が高まる。
「アルミ両ではカーボンニュートラルにつながアルミニウム合金を使った鉄道車両は、カーボンニュートラル実現へ向けてさらなる進歩を求められている。今後の本格的な「リサイクル期」を前に、質時の使用電力や制輪子の摩耗についてこれらのアルミ車両での特性は環境をともなうリサイクルに向けた取り組みが展開されている。一般社団法人日本る技術開発がさかんに進められている。

保全、今でいうカーボンニュートラルにもほぼ同等の低減率となった。

造車材料別シェアを６割台にのせたアルミ車両の取り組みに光をあてる。

アルミニウム協会を訪れ、アルミニウム合金車両のこれまでの歩みとともに、京阪電気鉄道株式会社

貢 献しうるものといえる。ここで、ア

取材・文◉漆原次郎／撮影◉加藤有紀／写真提供◉山陽電鉄株式会社
京浜急行電鉄株式会社 西武鉄道株式会社 東京地下鉄株式会社

鉄道アルミニウム車両の現状や今後期待されることについて話を聞いた。

レス鋼の約１・７倍の強度、板の剛性軽量性などで環 境 保 全 に 寄 与
アルミ車両の国内初製造は１９６ではステンレス鋼の約 倍の剛性が得

アルミニウムは同じ質量ではステン２（昭和 ）年。山陽電気鉄道２００

この軽量性が、環境保全性に大きくられる。相対的にアルミ車両は軽量化軽量化を目指すなか、独ＷＭＤ社からつながってくる。基本的に軽いものの０系で、川崎車輛（現・川崎車両）製設計製造技術を習得し、古くから付きほうがエネルギー消費を抑えられるかを図 れ る わ け だ 。

合いのあった山陽電鉄にアルミ車両らだ。鉄道運行に関わるエネルギー消

ミ ニ ウ ム 協 会 ） の 研 究 報 告 に よ る と、日本アルミニウム連盟を前身とし、40 年以上にわたり、アルミニウムやアルミ産業に関わるさまざまな研究や事業を行う。アルミニウム車両委員会では、アルミ車両のリサイクルに関する調査研究、車両安全設計のための各種データの整備、アルミ車両統計の調査、アルミニウム車両委員会報告書の編纂などを行う。

一般社団法人日本アルミニウム協会だった。当時、川崎車輛の社員が車両の 製 造・ 納 入 を 打 診 し、「 国 内 初 」 に費の約％ が 車 両 運 行 関 連 と さ れ る。

至ったという。
品をつくるとき、材料を加圧して型にアルミ車両１両あたりの走行時のＣＯ ２

日本アルミニウム連盟（現・日本アル通すことで一定の断面形状をもつよう排出量は、鋼製車両１両より９％、ま当時、アルミ材から車両の構体・部にする「押 出 成形」と、材料をロールたステンレス車両１両より４％抑えらおしだしと ロ ー ル の 間 に 通 し て 薄 く す る「 圧れる 計 算 だ 。

あつ延」の方式が使われた。それぞれ「トえんREPORT.2

ルミ合金の環境保全性を整理しておく。

今回は、２０２２（令和４）年度の新し、 ア ル ミ 車 両 約 ９・ ９t

年を除けば一般的に長い寿Tsutomu MORIYAMA8

ほか、アルミ車両の寿命には、新幹〜

20

コ ロ テ ン 方 式 」「 そ ば 打 ち 方 式 」 と 例

線のTadao NAKANO

37

え ら れ る。 山 陽 電 鉄 ２ ０ ０ ０ 系 に は、

日本アルミニウム協会
参与・技術開発部長

中野直男

7013森山勉
日本アルミニウム協会
参与・技術開発部

なか、特にステンレス車両とアルミ車14t

21カーボンニュートラルに向けて
特 集

命性がある。
また、無塗装でも腐食しづらいなど技術革新とともに新世代へ移行） 年、 新 ア ル ミ 合 金「 Ａ ７ Ｎ ０

アルミ車両誕生と同じ１９６２（昭新たにさせた技術とはどんなものか。

形材のみの構成で車体を実現できるよいたが、Ａ６Ｎ０１合金の誕生で押出両の一部に６０００系合金が使われてうになったのだ。部材点数や工数が大和１」（ 現 Ａ ７ ２ ０ ４） が 鉄 道 車 両 向 け

アルミ車両はその後、材料や製造技術の革新とともに進歩を遂げた。初期の 省 メン テ ナンス 性 が あ る。 さ ら に、記事後半で話題にするリサイクル性も系・ 系・ 系・９０００系、京阪電

01

８０００系、京浜急行１５００形、相鉄６０００系、阪急電鉄７０００系・

そして１９９２（平成４）年、二つ合金の一つにＡ７Ｎ０１は位置づけらに使われた。Ａ７Ｎ０１はアルミ車両の 技 術 革 新 が「 第 ４ 世 代 」 を も た られる。強度が高く、溶接部では常温放の量産を確固たるものにしたといえよす。押出成形による「ダブルスキン構

模 鉄 道 ８ ０ ０ ０ 系 な ど が「 第 ３ 世 代 」

う。こうして製造されたアルミ車両は体 」 の 実 現 と、 溶 接 技 術 の 一 つ で あ）の本格導入だ。
Stir Welding
ダブルスキン構体とは、段ボールの「 第 ２ 世 代 」 と 呼 ば れ る。 民 営 鉄 道 をように、２枚のアルミ合金板の間にトる「摩擦撹拌溶接」（ＦＳＷ： Friction
系・７０００系・８０００系、相模鉄団地下鉄（現・東京メトロ）６０００
道７０００系、京阪電鉄５０００系がラス（三角形を単位とする構造）状の（ Ｋ Ｏ Ｋ ） が 設 立 さ れ、 世 界 最 大 級 ９

ルミ圧延企業の出資で軽金属押出開発てるようになる。加えて、新たな溶接つくることで、骨組みなしで強度を保頁 右 上 写 真 ）。 こ の 構 体 を 押 出 成 形 で補強部材を入れたつくりを指す（※

５００ｔのプレス能力をもつ大型押出技術ＦＳＷが英国から導入された。装）年には、大手ア機を稼働させた。これで薄肉かつ大型置の先端についたプローブ（突起）を１９６９（昭和のＡ７００３合金押出形材がつくれる

さらに１９８０年代初頭、アルミニ現するのだ。これで、ダブルスキン構せることでシームレスな固相接合を実摩擦熱を生じさせ、プローブを移動さウムにマグネシウムとシリコンを添積 化 で き る。
「第４世代」に当たるの体をＦＳＷでつなぎあわせられ、大面「Ａ６Ｎ０１合金」（現Ａ６００５Ｃ合は西武鉄道１００００系・２００００

加 し た ６ ０ ０ ０ 系 合 金 の 一 種 と し て、出した。

二つのアルミ合金の境目で回転させて

44

よ う に な り、
「 第 ２・ ５ 世 代 」 を 生 み

20該当する。

例に挙げると山陽電鉄３０００系、営置するだけで母材並みの強度回復が見05に当たる。

03られるため、高強度を要する台枠の梁ネシウムを主に含有させた７０００系

系・幅減となり、アルミ車両の普及を加速第4世代（1992年～）

電鉄３０５０系、営団地下鉄に開発された。アルミ合金には、アル

例：京浜急行 1500 形

により系統が割り振られ、亜鉛とマグ車両を「第１世代」とすると、近年の第3世代（1981年～）

02高い。これらの点も環境保全面の優位

例：京阪電鉄 5000 系
例：西武鉄道 20000 系させた。この時期より製造された山陽

第2世代（1964年～）

ミニウムに含有させる別の金属の種類

例：山陽電鉄 2000 系

車両は「第４世代」となる。では、世代を37金）が開発された。以前よりアルミ車

19 MINTETSU SPRING 2024

第1世代（1962年～）性につながる要素となる。

アルミニウム合金製品車両の歴史

鉄道車両に使われるアルミダブルスキン構体の一部。

東京メトロ銀座線の廃車両のアルミ片を約７割使用し実証したアルミ押出材のサンプル。

東京地下鉄株式会社と日本アルミニウム協会のタイアップポ
ス タ ー（ 日 比 谷 線/2016 年）。

質のよいリサイクルへ軽量であることが大きく貢献するため、アルミ車両の環境保全性は、鋼製車より確実に高く、少なくともステンレス車両にも引けをとらない。とはいえ「 ２ ０ ５ ０ 年 カ ー ボ ン ニ ュ ー ト ラル」に向け、より一層の進歩がアルミた。近年、新造車にアルミ車両が選ばに貢献できるとすれば、それはリサイ

今後、アルミ車両がさらに環境保全が多く、駅間も短い路線では、加減速つ、地下鉄のように急勾配・急カーブ実現できるので向いています。もう一両では実現できない気密性をＦＳＷでのような高速車両には、ステンレス車「新幹線や西武鉄道の特急ラビュー

野直男氏は、二つの方向性を指摘する。

道 車 両の 部 屋 」（※）を 立ち上 げた中開発部参与で同協会ウェブサイト「鉄ルでは融点６６０℃ほどのアルミニウなければならないのに対し、リサイクを促し、約１０００℃で溶融塩電解しルミニウムに氷晶石を混ぜて融点降下

るとき、融点２０００℃ほどの酸化ア料のボーキサイトから新地金を製造すで済む」と表される。これは主に、原要なエネルギーを１００とすると、３は、「一から新地金を製造するとき必

アルミリサイクルの省エネルギー性20

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系、東京地下鉄１００００系・１５０００系・１６０００系、京成電鉄新Ａ
Ｅ形、東武鉄道５００００系、阪急電
鉄９０００系・９３００系などだ。

新造車の６割超がアルミ車両にアルミ車両はこうして、材料や製造れることが増えている。日本鉄道車輌

ク ル に お い て に 違 い な い。 な ぜ な ら、車両に求められている。

工 業 会 に よ る と、 ２ ０ ２ ２（ 令 和 ４）

アルミ合金のリサイクルは省エネル技術の革新を受けながら進歩してき年度の電車・客車の完成車両の生産合ギー性に非常に優れているからだ。ア

年と長く、こを繰り返すため軽さが有利となりま

ミ車両がこれから廃車の時期を迎え

現状、新幹線を除けば、多くのアル上にも寄与しそうだ。

例として、廃車時に生じたアルミ材の一部を再利用した東京メトロ東西線なる。すでにアルミリサイクル車両の実※「鉄 道車両の部屋」 https://www.
aluminum.or.jp/railway_vehicle/

ム運用にもつながるため、速達性の向ムをただ溶融すれば良いからだ。

イクル期を迎える。

が、これから多くのアルミ車両がリサれまでリサイクルされた車両は少ない

50す」。加減速性能は柔軟なダイヤグラものか。日本アルミニウム協会の技術

アルミ車両向きの路線とはどういう60

ルミ車両の耐用年数は計は１６５１両で、うちアルミ車両は・３％の９５７両。前年度比３・７ポイント増で、初の ％台を記録した。

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カーボンニュートラルに向けて
特 集

2002

イクルしてアルミ車両に」という「水こ う し た な か、「 ア ル ミ 車 両 を リ サ化」の取り組みもある。モノアロイ化の 質 や 効 率 性 を 高 め る「 モ ノ ア ロ イ重要です」と話す。また、リサイクルルを実現するため、ＬＩＢＳの活用がを 低 減 し、 モ ノ ア ロ イ 化 を 実 現 し たトの配置を工夫することで周辺の応力造において部材同士を締結するリベッ（ 現・ 川 崎 車 両 ） の 担 当 者 は、 台 枠 構

どはあるが、まだ限定的だ。

平 リ サ イ ク ル 」 推 進 へ の 動 き が あ る。と講演会で述べておられます。アルミ化解析の技術が鍵となるでしょう。そとは、同一車両に使われるアルミ合金して、もう一つが資源循環や脱炭素に新 エ ネ ル ギ ー・ 産 業 技 術 総 合 開 発 機

東京地下鉄は、１９８０年代から２向けた前進です。アルミ車両の寿命は合金構体の材料をいかに使うかはこれ

０００年代前半の「合金使用部位を考の種類を統一化すること。これで選別実証事業」で、早稲田大学や日本アル慮したアルミ車両の製造」の時代を経あまりに長いので、廃車のリサイクル構（ＮＥＤＯ）「『動静脈一体車両リサミニウム協会が中核となり、東京地下て、２０００年代後半よりモノアロイを待っていてよいのかという議論が起から議論の対象となり、そこでは最適

鉄 な ど の 鉄 道 事 業 者、 鉄 道 車 両 メ ー）年度の手間そのものが省ける。

カー、リサイクル事業者、アルミ車両化を進めた。２００６（平成イクルシステム』の実現による省エネ

メ ー カ ー な ど が 参 画 し、
「アルミ車両金 選 別 の 規 格 化 な ど を は か っ て き た。

分 光 法 」（ Ｌ Ｉ Ｂ Ｓ ） に よ る ア ル ミ 合員会は「レーザー誘起ブレークダウン１６（平成 ）年に発足させた。同委の水平リサイクル推進委員会」を２０のモノアロイ化を実現した。

系・１６０００系・１０００系で同様以降、９０００系５次車・１５０００（現・Ａ６００５Ｃ）に統一している。

０００系より使用合金をＡ６Ｎ０１に設計された有楽町線・副都心線１０

な っ た と き、『次の世代』といえる段貢献できる材料や構体を用いるようにきるかもしれません。環境面でさらに合 金 で い え ば、 ア ル ミ ス ク ラ ッ プ かを目指すべきとの考えがある。アルミと し て「 ア ッ プ グ レ ー ド リ サ イ ク ル 」

長期的には「水平リサイクル」の先階がくるのではないでしょうか」

数ある選別技術のなかでＬＩＢＳには

また、西武鉄道は、２００８（平成ら、アルミ形材や板材を再生すること）年に運用開始した３００００系電車 で Ａ ６ Ｎ ０ １（ 現・ Ａ ６ ０ ０ ５ Ｃ ）を指す。ＮＥＤＯの２０２１〜２０２

多様な元素を分別できるなど、多くの別できれば、いったんすべて溶解してによるモノアロイ化を実現。２０１７

利点がある。アルミ廃材を効率的に選し ま う と い う 工 程 を 避 け、「Ａ６００５年度「アルミニウム素材高度資源循（平成モノアロイ化を実施している。

「第５世代」
創出と技術への期待

９ ９ ２（ 平 成 ４） 年。 そ れ か ら「 考 え ら れ る 一 つ の 方 向 性 は、 解 析いくだろうか。

でしかない。アルミ車両はどう走ってについて考えられるのは現在の人たちた ち か も し れ な い。 だ が、「次世代」「第何世代」と定めるのは未来の人

鉄道が入っているのは確かだ。

合金のリサイクルに寄与できる分野に業対象は鉄道のみではないが、アルミ術の開発などが目標とされている。事リサイクルに向け、不純物元素低減技環システム構築事業」では、この種の）年からの４００００系でも５ＣならＡ６００５Ｃ」「Ａ７２０４ならＡ７２０４」といった具合に水平リサイクルができる。同委員会は、使命を終えた東京メトロ銀座線車両のアルミ片を用いるなどして試験をし、実年。今後どのような革新をもって「第余１９（令和元）年６月、ＬＩＢＳ選別

アルミ車両「第４世代」の登場は１の規格書を発行した。日本アルミニウ５世代」誕生となるのか。前出の中野

頁右下写真）。２０ム協会参与で技術開発部長の森山勉氏

氏はこう話す。
世代や第２世代には、多様な合金が混技術の進歩です。例えば、川崎重工業

30

累計車両数︵両︶18は、「 廃 車 の 時 期 に 差 し か か っ た 第 １

証 性 を 確 認（ ※29
ざっています。選別し、水平リサイク

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28

1997

15,257 (’06)
15,399 (’05)
20,0002007 2012 2017 2022 年度※アルミニウム車両委員会作成。
1992
1987
1982

5,234 (’89)
5,000

1977
1972
1967
0
1962

2,019 (’81)※アルミニウム車両委員会がまとめた令和４年度アルミニウム合金製車両の生産実績と一般社団法人日本鉄道車輌工業会がまとめた令和４年度車両（電車および客車の完成車両）の生産実績を基に作成。

10,098 (’98)

62.3%（609両）

20
20

25,0000.8%

5,555 (’89)
2,185 (’81)
10,000（1028両）

10,654 (’98)
15,000

36.9%

アルミ車両
ステンレス車両

30,000鋼製車両

30,532 (’22)
35,00029,106(’22)
20,198 (’11)
総数累計
普通鉄道
モノレール
新交通システム（14両）

アルミニウム合金製車両生産実績（モノレール、新交通システムを含む）
鉄道車両の生産両数におけるアルミニウム車両の割合