新幹線E954形電車

**新幹線E954形電車**（しんかんせんE954がたでんしゃ）は、2005年6月に落成した東日本旅客鉄道（JR東日本）の新幹線用高速試験電車である。

愛称は「**FASTECH 360 S**」（ファステック 360 エス）。FASTECH 360シリーズの第1編成であり、末尾は新幹線のローマ字表記「**S**hinkansen」の頭文字から取っている。

## 概要
JR東日本が最高速度360km/hで営業運転を行うためのデータ収集を目的として開発した試験電車。愛称の*FASTECH* は***FAST***（速い） と**''TECH**nology*（技術）を組み合わせた[[造語]]であり、*360* は目標とする営業最高速度を表す。

[[2010年]]度に[[東北新幹線]]が[[新青森駅]]まで延伸されるにあたり、新幹線の[[航空会社#日本|航空機]]に対する競争力を高めたいという要求が開発の一因となっている。JR東日本は[[2003年]]に[[新幹線E2系電車|E2系]]の高速運転用改造車で360km/hを達成し、実用化に向けてさらなる試験のために新幹線専用の本形式と[[新幹線直行特急|新在直通]]用の[[新幹線E955形電車|E955形]] (FASTECH 360 Z) を製作した。試験目的には安全性の向上、高速運転にともなう[[トンネル微気圧波]]・[[騒音]]などの低減から乗り心地まで含まれている。

車体は窓枠の下にある銀色の帯を挟んでイーストグリーン（[[日本ペイント]]製の塗料、[[マジョーラ]]を使用）とパールホワイトに塗り分けられており、先頭車のノーズ部分は全長の半分以上にも達する。カラーリング等のデザインは福田哲夫による。
なお、日立製作の1-3号車については[[アレクサンダー・ノイマイスター]]がデザインを監修した。

なお、同時開発のE955形とあわせ2編成4両の先頭車があることを活用して、本形式の先頭車では形状の差による騒音の影響の検証を、同時開発のE955形の先頭車では車体長さの差による騒音の影響の検証と、各編成に別々の目的を与えることによって技術開発の効率化を図っている。

[[動力車|電動車]]には最高速度405km/hを出せる新開発の小型高出力[[電動機|モーター]]を複数搭載し、性能を比較する。また、1編成につき2種類の新型[[集電装置|パンタグラフ]]をそれぞれ1基ずつ搭載し、どちらか一方のみの使用で運転することが可能である。

曲線通過速度向上のため、[[空気ばね]]ストローク片上げ方式の[[車体傾斜式車両|車体傾斜装置]]を導入することにより車体を最大2度まで傾斜させることが可能で、これをもって左右定常[[加速度]]を抑制し、乗り心地を向上させることができる。

また、連結部分を[[幌#外幌|全周ほろ]]で覆い、パンタグラフの両脇に遮音板を設け、吸音材を用いた車体下部吸音構造にするなど、騒音の発生を可能な限り抑える構造となっている。

新幹線初の空気抵抗増加装置（[[空力ブレーキ]]）を搭載する。これは丸みを帯びた扇形の板で通常走行時は車両の側面上部に収納されており、緊急制動時にのみ車体中央側の付け根を軸に約60度回転し屋根肩部にせり出す。この装置を用いることで360km/hから制動をかけた時に、停止するまでの距離をこれまでの新幹線の275km/hからの制動距離と同等またはそれ以下に抑えることを目指し、試験を行っている。この空力ブレーキはその形状からしばしば「[[猫耳|ネコミミ]]」と称された。

[[仙台港]]まで海路で運ばれ、[[宮城県]][[宮城郡]][[利府町]]の[[新幹線総合車両センター]]に搬入されたのち走行試験が行われている。

== 構造 ==
先頭車である1号車と8号車はモーターを搭載しない[[制御車]]であり、先端部分の長さは双方共に約16mだが、形状が異なる。[[東京駅|東京]]方面の1号車は「ストリームライン」と呼ばれる、[[新幹線E2系電車|E2系]]と[[新幹線500系電車|500系]]の中間のような形状。8号車は「アローライン」と呼ばれる[[新幹線E4系電車|E4系]]の発展型のような形状となっており、どちらが適切か試験走行を重ねて判断する予定で、1号車と8号車を入れ替えることもできる。

=== 分割併合装置 ===
E954形8号車とFastech 360 Z(E955-1)には用の分割併合システムの他に連結編成間において特高圧配線の引き通しを可能とする特高圧分割併合装置を連結器の上部に搭載した。

この装置を搭載した関係で電気連結器は従来の連結器上部から下部に移動し、可動機構を廃することで構造の簡素化を行っている。
その後この装置は一連の試験の後に撤去された。

また先頭部のカバーは1・8号車共に3つのカバーで構成されており、展開時には一度前にスライドしてカバーを割った後に後退して格納される機構の為、従来の先頭部カバーと違ってかなり複雑な構造をしていた。

=== 走行機器 ===
[[架線]]からの[[単相交流|単相]][[交流電化|交流]]25kVを[[変圧器|主変圧器]]で降圧した上で、[[主変換装置]]で[[直流]]に[[整流器|整流]]、その後[[三相交流]]に変換して[[主電動機]]を制御する[[可変電圧可変周波数制御|VVVFインバータ制御]]方式である。

==== 電源・制御機器 ====
2号車から7号車までの[[動力車|電動車]]は2両でユニットを組む。各ユニットの力行・回生ブレーキ特性は同一である。ユニット当たりの主回路機器重量を11.6[[トン|t]]とし、起動加速度は1.7km/h/s、明かり区間、10[[パーミル|‰]]勾配における9ノッチ特性（営業車両での最終ノッチと同等）で360km/h均衡、明かり区間、3[[パーミル|‰]]勾配における10ノッチ特性（過負荷特性）で400km/h以上の性能を有する。

騒音および振動抑制の観点から、主変圧器と車体梁の間に防振ゴムを挟み込む構造とした。車体側にゴムを取り付けた吊り方式および車体側と主変圧器側の双方にゴムを取り付けたサンドイッチ方式が採用された。

;第1ユニット（2・3号車）
主変圧器は強制風冷式を採用し、3,650kVAの容量を備える。[[主変換装置]]には冷却効率の高い走行風冷水冷却方式を採用し、電動送風機の省略による装置の小型化を図っている。回路は3レベル方式である。主電動機は[[かご形三相誘導電動機]]MT937（定格出力370kW×8）である。

;第2ユニット（4・5号車）
主変圧器は強制風冷式を採用し、3,600kVAの容量を備える。[[主変換装置]]には強制風冷沸騰冷却方式を採用する。コンバータ回路は3レベル方式、インバータ回路は2レベル方式である。主電動機は自己通風式[[永久磁石同期電動機]]MT939（定格出力355kW×8）であり、高効率・軽量化を図る。

;第3ユニット（6・7号車）
主変圧器は走行風冷+強制風冷式を採用し、3,600kVAの容量を備える。[[主変換装置]]には強制風冷水冷却方式を採用する。コンバータ回路は3レベル方式、インバータ回路は2レベル方式である。主電動機はかご形三相誘導電動機MT938（定格出力350kW×8）である。

==== 台車 ====
高速でカーブを通過すると、車両外側に向かって働く遠心力が増加する。それを乗客に感じさせないために車体傾斜装置を搭載した[[ボルスタレス台車]]を採用する。[[車体傾斜式車両|振り子式]]ではなく、[[車体傾斜式車両#空気ばねによる車体傾斜|空気ばねによる車体傾斜]]となっている。

軸箱支持方式が異なった台車が各車両に搭載される。1・2・5 - 8号車は軸ばり方式（TR9007・TR9007A・DT9037・DT9039・DT9039A・TR7008）、3・4号車は支持板方式（DT9038・DT9038A）である。

==== 集電装置 ====
落成時には[[新幹線E2系電車|E2系1000番台]]と同じシングルアーム[[集電装置|パンタグラフ]](PS207)が2号車と7号車に搭載された。

後に、それぞれ形状の異なる新型集電装置が搭載されている。[[架線]]へ柔軟に追随するために開発された、すり板を10分割したうえでおのおのを[[シリコーン]]ゴム板上に配置、ばねで支える多分割すり板付舟体である。

また、落成時にはZ字断面形状をした遮音板が集電装置の両脇に装着されていたが、2006年以降は両端が30度や45度となる平板形状の遮音板に変更された。

=== 内装 ===
車内は1号車・4号車・8号車に計測機器が搭載され、5号車は[[グリーン車]]、残りは[[普通車 (鉄道車両)|普通車]]だが、それぞれ[[鉄道車両の座席|座席]]の前後間隔（シートピッチ）やカラーリングなどが異なるデザインとなっている。シートピッチは、2,3号車が1,040mm、4号車が980mm、5号車が1,160mm、6,7号車が1,000mmとなっている。

1号車に車販準備室、2・5・7号車にトイレおよび洗面所（5号車は車椅子対応）、4号車の新青森方面半分にはミーティングスペース（[[食堂車|ビュフェ]]）が備え付けられている。緊急制動用として空気抵抗増加装置（空力ブレーキ）を1号車と8号車には2列4枚、3号車・5号車・6号車にはそれぞれ1列2枚ずつ搭載している。

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File:E954-1side.jpg|ストリームライン側面<br />（東京方面）
File:E954-PANTA.jpg|シングルアーム式パンタグラフ<br />（東京方面）
File:E954FASTECH360Aerodynamicsbrakes.JPG|空気抵抗増加装置<br />（[[空力ブレーキ]]）
File:E954 Emblem.JPG|エンブレム
File:E954-普通車.jpg|普通車座席
File:E954-G.jpg|グリーン車座席
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== 編成 ==
E954-1（1号車）からE954-8（8号車）までの8両編成。

*'凡例*'
* MTr：主変圧器、CI：主変換装置、APU：補助電源装置、CP：空気圧縮機、BT：蓄電池
* 車体は1 - 3号車が[[山口県]][[下松市]]の[[日立製作所笠戸事業所]]で、4 - 8号車が[[兵庫県]][[神戸市]]の[[川崎重工業車両カンパニー|川崎重工業]]兵庫工場で製造（2005年6月26日新製）された。
* 編成番号は「S9」であった。
* 8号車先頭部分にのみ、[[新幹線E955形電車|Fastech 360 Z]]との分割併合用の連結器を備える。

== 試験内容 ==
2005年[[6月25日]]から東北新幹線の[[仙台駅|仙台]] - [[北上駅|北上]]間などで走行試験が行われた。

試験走行は新開発された[[架線|トロリ線]]を架設した下り線で実施し、上り線で[[回送]]される。275km/hから365km/hで試験走行を週2回ほど行い、405km/hでの走行も目指した。


[[2006年]][[2月21日]]からは、東北新幹線の仙台 - [[盛岡駅|盛岡]]間で日中の営業時間帯における走行試験が開始された。また、[[2008年]][[8月]]からE955形と連結運転を行っていた。

試験走行は[[2009年]]に入ってからも継続して実施されており、3月には[[上越新幹線]]の[[熊谷駅]]まで入線をした。[[5月21日]]からは熊谷以北および[[北陸新幹線]]の[[高崎駅|高崎]] - [[軽井沢駅|軽井沢]]間を走行し、北陸新幹線内では勾配試験を行った。なお、本試験では電源周波数の関係から本形式は北陸新幹線軽井沢以西を走行することができないため、[[長野新幹線車両センター]]に置くことができず、一時的に[[新潟新幹線車両センター]]に置かれた。

[[6月15日]]に、新潟新幹線車両センターから[[大宮駅 (埼玉県)|大宮駅]]を経由して新幹線総合車両センターまで走行した。

試験終了後、新幹線総合車両センターに留置され、[[2009年]][[9月7日]]付で[[廃車 (鉄道)|廃車]]された。全車両が解体されたため、保存車両はない。

=== 走行試験の結果 ===
360km/h走行時の25m騒音は、E2系1000番台での同速度における試験結果と比較して5[[デシベル|dB]]強の低減が見られた。ただし、E2系1000番台による275km/h走行よりは大きな騒音値となっており、現状非悪化速度は330km/h程度となった。車体寸法の制約が大きい「[[新幹線E955形電車|E955形(Fastech 360Z)]]」での騒音低減が難しかったことが編成全体の営業最高速度における制約になった。

車内静粛性や直線明かり区間での乗り心地に関してはE2系275km/h走行と同等以上のレベルに仕上がったが、360km/hでの曲線通過や「Fastech 360Z」併結時のトンネル内動揺については課題が残った。

以上のことから当初の計画であった最高速度360km/hでの営業運転は断念し、最終的にはコスト面も配慮した結果、最高速度320km/hでの営業運転となった。

== 営業用車両へのフィードバック ==
FASTECH360の試験成果を受け、JR東日本では2007年[[7月27日]]に、2010年度末の東北新幹線・新青森開業にむけて本形式をベースとした営業最高速度320km/hの性能を有する新型車両の量産先行車を製作すること、最終的な営業速度や本数は今後決定することを発表した。2008年4月1日に形式名が「[[新幹線E5系・H5系電車|E5系]]」になることが中期計画の一部として発表された。その後2008年11月10日に、2010年12月の運用開始が正式発表された。E954形による試験で同時に試験された分割式ブレーキライニングの試験結果から、空力ブレーキがなくとも制動距離をE2系並にできるという結論が出されたため、開発される車両は空力ブレーキが省略された。実際には、ブレーキ初速340km/hの場合、空力ブレーキを併用せず4000mで停止可能、360km/hから空力ブレーキを併用すると4000mで停止可能である。

== 保存 ==
FASTECH360は引退後に全車廃車解体となったが、JR東の研修用部材としてE954-5の外板の一部分(乗降口附近)が活用されている。

== 脚注 ==



== 関連項目 ==

* [[新幹線E955形電車]]（新在直通用車両）
* [[新幹線952形・953形電車]]（STAR21）
* [[新幹線E956形電車]]
* [[新幹線E5系・H5系電車|新幹線E5系電車]]
* [[中国高速鉄道CRH380A型電車]]
* [[新幹線E7系・W7系電車]]
* [[北海道新幹線]]
* [[東北新幹線]]
* [[JR東日本の車両形式]]
* [[ファステックたん]]
* [[猫耳]]

== 外部リンク ==
*  *JR East Technical Review*, No.15 - Spring 2006
*  *JR East Technical Review'', No.14 - Winter 2006
*  JR東日本プレスリリース, 2005年3月9日
* 三菱電機『三菱電機技報』
** 2006年1月号https://www.giho.mitsubishielectric.co.jp/giho/pdf/2006/0601.pdf　「新幹線車両用制御装置への取り組み」p.55
** 2007年1月号トピックスhttps://www.giho.mitsubishielectric.co.jp/giho/pdf/2007/0701002.pdf　「強制循環式水冷主変換装置」p.13
** 2008年1月号トピックスhttps://www.giho.mitsubishielectric.co.jp/giho/pdf/2008/0801002.pdf　「ポンプ水冷主変換装置」p.14
* 東芝『東芝レビュー』
** 2006年3月号https://www.global.toshiba/content/dam/toshiba/migration/corp/techReviewAssets/tech/review/2006/03/61_03pdf/13_7.pdf　「東日本旅客鉄道（株）E954形式新幹線高速試験電車向け主要電気品」p.87
** 2006年9月号https://www.global.toshiba/content/dam/toshiba/migration/corp/techReviewAssets/tech/review/2006/09/61_09pdf/a03.pdf　「都市間輸送の高速化に貢献する次世代高速新幹線駆動システム」