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である。「DECMODiesel Electric Car with MOtors の略。」(デクモ)の愛称を持つ。
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)が採用されたディーゼル・エレクトリック車としては初であるが、本系列以前にJR北海道では「パラレルハイブリッド方式」の試験・試作が行われていた。ただしこの方式はエンジンの動力と蓄電池で駆動するモーターの動力を機械式変速機で混合して駆動するため、厳密には機械式気動車の一種にあたる。詳細はJR北海道キハ160形気動車・JR北海道キハ285系気動車の項目を参照。。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。
北海道内ローカル輸送の主軸を担っていたキハ40形は、2003年(平成15年)度から2011年(平成23年)度まで、1981年(昭和56年)以降製造の車両について延命工事(1700番台化)を実施していたが、その後の施工については中断され、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2011年の石勝線特急列車脱線火災事故、以降に続いた車両トラブルや軌道データ改ざん等の不祥事を受けて2014年(平成26年)に国土交通大臣から「輸送の安全に関する事業改善命令及び事業の適切かつ健全な運営に関する監督命令」を受けたことを踏まえた、今まで設備投資や修繕が先送りされていた施設・車両等の老朽化に対しての投資計画。」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2011年(平成23年)に発生した石勝線特急列車脱線火災事故の主な原因も推進軸の落失であった。
変速機・減速機など機械的部品の減少による信頼性向上
ハイブリッド車両のような走行用バッテリー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、各種試験ののち2019年(令和元年)から343億円を投資して量産車127両の新製が行われている。
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北海道発足後に50系51形客車から改造されたキハ143形を含む。、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このほか発足初期の1988年(昭和63年)に日高本線にキハ130形を11両投入し、1999年(平成7年)にその事故廃車補充としてキハ160形1両を投入しているが、いずれも2017年時点で全車廃車となっている。詳細は各車の項目を参照。。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)時点で車両故障ここでは運休および30分以上の遅延と定義されている。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。
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。
意匠や酷寒地対策のほかはGV-E400系の両運転台車GV-E400形と同一である。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、長万部駅在姿で函館方が前位、旭川・苫小牧方が後位である。
以下、一般車について述べ、観光列車兼用車両については後項で述べる。
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前面の左右を進行方向後側に傾斜させたことで、前面の片側だけが衝撃を受けるタイプの正面衝突(オフセット衝突)の際に、衝撃を枕木方向に分散させる効果を狙っている。のFRP製である。
側面は「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した。帯色は「夏の植物を表す」濃いグリーン、「冬の雪を表す」白の2色の平行四辺形を重ね、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が、量産車では側面帯の長さを短縮し省略した量産先行車では側面帯は両端の乗務員室扉までかかっていたが、量産車では両端の乗降扉の間までに短縮されている。。
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。
車体長は20 m 級(19500 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2800 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1150 mm であり、客室扉は片開き・片側2扉としステップ(レール面高さ970 mm)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。
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。
側面窓については冬季の破損防止、断熱性向上のため、ポリカーボネート板(厚さ8 mm)とガラス(厚さ4 mm)の複層構造としたキハ261系1000番台(2006年)以降登場の車両と同構造。。前面窓についても、助士席側は表面に透明な導電体を仕込んだ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。
側面窓はGV-E400形同様片面あたり1枚を除き上半が内側に倒れ開閉できるようになっているが、量産車では片側3か所を除き固定窓に変更された。
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。
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、起動加速度は未公表であるが、0→60km/hの加速度は1.1km/h/s とされたJR東日本GV-E400系気動車の場合は「起動加速度は0.64m/s2(2.3km/h/s)、0.50m/s2(1.8km/h/s)とを切換可能としている。」と明記されている一方で、本形式では「起動加速度」という言葉を用いず「0 - 60km/hの加速度は1.1km/h/s」という異なる評価指標が用いられているため、両者間の比較は困難である。
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方式制御装置1台で2台の主電動機を駆動させる方式を採用した。
機関は燃料直接噴射式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15.24リットル)で、噴射装置はコモンレールを採用した。
主発電機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離は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、付随台車はこれに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。
全閉形自己通風方式の三相誘導電動機(出力105kW)を動台車に2基搭載する。
電気指令式空気ブレーキ方式を採用しており、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する。
また、付随台車のディスクブレーキとブレーキパッドが冬季に凍結・固着することにより生じるブレーキ不緩解を防止するため、一定の条件を満たした状態車両が停止し、ブレーキが「B7」段に投入されていること。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持つ。
また、各軸ごとの滑走再粘着制御を行い、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。
潤滑油が不要なタイプのスクロール式空気圧縮機を各車1台設置する。
屋根上に集中形空調装置(冷房能力38.4kW、暖房能力16kWGV-E400系は12kW。)を搭載する。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機は24.85kWの容量を持つGV-E400系は約13kW。。
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。吊り手高さは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GV-E400系はロングシート部1,630mm、車端部1,580mm。。
客室後位寄りに電動車椅子対応洋式便所を設置し、量産先行車についてはおむつ交換台も設けたが、量産車では省略された。移動制約者対応として、各客室扉引戸鴨居部に扉開閉表示灯、便所向かいに車椅子スペースを設ける。客室中央の前位寄りには機器室を配置した。
運賃表示器は液晶型とし、運賃のほか次駅案内も行い英語表示にも対応する。車内にはGV-E400系にはないゴミ箱が設置された。室内の灯具はすべてLEDである。
また自動放送・ワンマン案内放送については量産車導入時に日英2か国語化された。この自動放送のデータには一部を除く各駅のホーム位置情報が収録されており、停車時に誤ってホーム反対側のドアを開扉できないように対策された。
半室仕様の貫通構造で、運転士の安全向上を図るために、サバイバルゾーンを確保した。
運転台は、左手操作のワンハンドル式主幹制御器を採用した。このほか主要な機器としては、モニタ装置(前述)と接続された表示設定器を設置し、ワンマン運転のために計器台上に乗降ドア開閉用スイッチを設けた。
2022年(令和4年)度と2023年(令和5年)度に導入される車両のうち、各4両(計8両)は、内外装が異なる観光兼用車両であり、JR北海道が単独維持困難としつつも、地元負担を前提に存続する方針としている8線区(いわゆる「黄色線区」)釧網本線・根室本線(滝川駅 - 富良野駅間、釧路駅 - 根室駅間 [花咲線] )・石北本線・富良野線・宗谷本線(名寄駅 - 稚内駅間)・室蘭本線(沼ノ端駅 - 岩見沢駅間)・日高本線。の振興策の一環として導入された。
車両は北海道高速鉄道開発(以下、道高速)が取得して、JR北海道に無償で貸与されており、その費用として道高速は鉄道・運輸機構と北海道から支援(2022年度分の4両で約12億円)を受けている2021年(令和3年)度に実施されたキハ261系5000番台「ラベンダー編成」の買上げ・貸与と同一のスキーム。。
外観は8両それぞれが、8線区の沿線自治体考案のラッピングで装飾されるこのうち2022年(令和4年)度投入分の4両は無塗装のまま川崎車両より落成した。。
内装は8両で共通であるが一般車と座席モケットが異なり(優先席部は変更なし)、茶色地にタンチョウなど北海道の風物のイラストが描かれた。このほか、吊り手が木製となり、観光列車としての使用を考慮して、脱着式のテーブル(北海道産タモ材使用)を設置することも可能である。
初年度の2022年(令和4年)度は「釧網線」「花咲線」「石北線」「富良野線」イメージの車両が順次投入された。
以下、特記ない限り配置は2022年(令和4年)4月1日時点、運用は2023年(令和5年)3月18日ダイヤ改正時点のものである。ただし、2022年(令和4年)度増備分については同年9月末時点の新製情報を基とした。
苗穂運転所、旭川運転所、苫小牧運転所、釧路運輸車両所に配置されている。営業開始については沿革も参照。観光兼用車両についても通常は配置区の既存車と同一の運行区間に投入される。
15両が在籍する。函館本線小樽駅 - 長万部駅間(通称:山線)のワンマン列車全列車と201系気動車(ワンマン運転非対応)による列車以外すべて。、その苗穂運転所からの送り込み列車にあたる札幌駅 - 小樽駅の上り1本札幌駅発然別駅行き上り1928D列車。小樽までの区間はワンマン運転を行わない。で運用される。
24両(うち観光兼用車2両)が在籍する。富良野線旭川駅 - 富良野駅間の全普通列車と、宗谷本線旭川駅 - 名寄駅間を運行する快速「なよろ」・普通列車のうち上下計37本中34本本系列を使用しない列車は、下り321D、上り3320D・3321D。これらは名寄以遠で運用されるキハ54形が旭川運転所へ出入りする関係でH100形は使用されない。、石北本線(旭川駅 - )新旭川駅 - 上川駅間を走行する普通列車上下24本中21本に充当されている。
18両が在籍する。室蘭本線長万部駅 - 苫小牧駅・東室蘭駅 - 室蘭駅間の普通列車で運用され、うち長万部駅 - 東室蘭駅間については全普通列車、そのほかの区間では普通列車(「すずらん」の普通列車区間除く)66本中43本で使用される。
26両(うち観光兼用車2両)が在籍する。根室本線新得駅 - 釧路駅間の全普通列車で運用される。
2015年(平成27年)
3月:「安全投資と修繕に関する5年間の計画」策定・公表。2017年(平成29年)度に一般型気動車の量産先行車2両の製作が盛り込まれる。
6月:同時期に制作されるJR東日本の電気式気動車(→GV-E400系)と同一仕様とすることを発表。
2017年(平成29年)7月:形式名と詳細な仕様を発表。
2018年(平成30年)2月19日:同日付で量産先行車2両が落成し苗穂運転所に配置。その後試運転を実施。
2019年(令和元年)
5月10日:同日付プレスリリース内で、「主要プロジェクトの内容」として同年度からの量産車127両量産先行車の製作が発表された2015年時点で、最終的な制作両数は「従来型気動車」(キハ40形)の当時の在籍数「140両よりは下回る予定」とされていた。の新製について触れる。
9月11日:同日付プレスリリースで、2020年度から2021年(令和3年)度にかけて、量産車60両の投入計画を発表。
2020年(令和2年)3月14日:同日のダイヤ改正より量産先行車と2019年度増備分の量産車計15両(苗穂運転所配置)を、函館本線小樽駅 - 長万部駅間(通称:山線)のワンマン列車全列車、そのからの送り込み列車にあたる札幌駅 - 小樽駅の上り1本に投入。
2021年(令和3年)3月13日:同日のダイヤ改正より2020年度増備分の30両(旭川運転所・苫小牧運転所配置)を、宗谷本線旭川駅 - 名寄駅間、石北本線新旭川駅 - 上川駅間、室蘭本線長万部駅 - 苫小牧駅・東室蘭駅 - 室蘭駅間へ投入。
2022年(令和4年)
3月12日:同日のダイヤ改正より2021年度増備分を投入。うち、24両(釧路運輸車両所配置)は、根室本線新得駅 - 釧路駅間の全普通列車(54本)に、残り6両(旭川運転所配置)は既存車と合わせて石北本線新旭川駅 - 上川駅間の普通列車24本のうち19本に投入。
10月30日:2022年度増備分の観光列車兼用車両のうち、「釧網線」「花咲線」車両が、同日根室本線・釧網本線釧路駅 - 摩周駅間で運転される団体臨時列車から運行を開始。
2023年(令和5年)
1月27日:釧路運輸車両所所属のキハ54形の不足"注"に伴い、根室本線釧路駅 - 根室駅間(花咲線)での営業運転(同区間でのワンマン運転に対応していないため車掌乗務)に初めて充当。
3月18日:同日のダイヤ改正で富良野線旭川駅 - 富良野駅間の全普通列車(38本)に投入。
5月20日:同日の時刻修正での室蘭本線室蘭駅 - 苫小牧駅間(電化区間)への737系電車投入に伴い、本形式の架線下での運用を縮小。室蘭駅 - 東室蘭駅間では下り4本・上り3本、東室蘭駅 - 登別駅間では下り2本・上り3本、登別駅 - 苫小牧駅間では上下各1本のみの営業運転となる(予定)。
前述の通り量産車は127両の新製が計画されていたが特に完了時期は明示されておらず、現時点ですでに落成している分を除くと、2023年(令和5年)度から2024年度(令和6年度)にかけては16両(量産先行車を含めて99両目にあたる車両まで)の新製が計画されている。
観光列車兼用車両については、残る4線区をイメージした車両を2023年(令和5年度)度に投入することが予定されている。
特記ない限りは2022年(令和4年)4月1日時点の情報を示す。ただし、2022年(令和4年)度増備分については同年9月末時点の新製情報を基とした。
製造…川重:川崎重工業、川車:川崎車両
配置…旭川:旭川運転所、釧路:釧路運輸車両所、苫小牧:苫小牧運転所、苗運:苗穂運転所
車歴表(H100形)