815系電車 JR九州の交流近郊形電車 （再編集2）

815系電車（は、九州旅客鉄道（JR九州）の交流近郊形電車。1999年（平成11年）10月1日の豊肥本線（熊本駅 - 肥後大津駅）の電化開業にあわせて営業運転を開始しました。

1999年10月1日、豊肥本線熊本 - 肥後大津間の電化開業および鹿児島本線熊本地区・日豊本線大分地区でのワンマン運転開始に伴い製造された。熊本・大分地区でのワンマン運転開始は、423系および457系・475系の置換えも兼ねたものです。

ワンマン運転と朝夕のラッシュ時間帯と日中とで需要変動が大きいエリアでの運用に対応できる車両として開発された。豊肥本線の電化開業区間・鹿児島本線熊本地区・日豊本線大分地区に投入され、423系および457系・475系を置き換えた。

JRグループでは初めて日立製作所のA-trainシステムを用いて製造された車両。デザインは、キハ200系以降のJR九州の新製系列と同様、水戸岡鋭治率いるドーンデザイン研究所が手掛けている。

811系、813系および817系との相互連結運転が可能となっています。このうち、813系および817系とは、貫通幌を使用することで編成間貫通とすることが可能です。
2001年（平成13年）、グッドデザイン賞およびブルネル賞を受賞した。最高速度は120km/hです。

 

A-trainシステムの特徴の一つである、摩擦撹拌方式 (FSW) により製造されたダブルスキン構造のアルミ合金車体となっており、従来の813系よりさらに軽量化が図られました。片側3箇所に両開き扉が設置されています。客室側窓は同系と異なり、扉間に1枚の固定式大窓を設けた。車端部の窓も固定式であり、開閉可能な客用窓はない。窓ガラスはUVカットガラス (UV96) を使用し、カーテンは省略されました。
813系同様、前面部中央に貫通扉を設けましたが、前照灯と尾灯は、同系よりも高い位置に上げられました。

塗装も同系と似ており、無塗装を基本に扉部分が赤色に塗装されたが、前位側については、同系のようにステンレス構体に鋼製の前頭部を接合する車体構造ではないため、前面の縁および貫通扉のみが赤く塗装されました。

行先表示器は字幕式で、811系および813系の表示に、豊肥本線系統の駅名を追加した内容である。側面表示器の駅名表記は、前2系列と同様に白地に黒文字で日本語と英語の並記だが、設置箇所は第4エンド端の1箇所のみで、編成単位での片側面では1箇所に集約。また、正面の表示器もキハ200系と同様に列車種別表示器が設置されるとともに、黒地に白文字の駅名表記も日英並記となりました。

台車は軽量ボルスタレス台車のDT404K（電動車）、TR404K（制御車）で、低床化を図るため車輪には810 mm径の小径車輪が採用された。在来車の813系に装着されているヨーダンパは省略された。ただし、取り付けられるよう準備工事はされている。

制御方式は、JR九州では初めて交流回生付きPWMコンバータ+VVVFインバータ方式を採用した[6][14]。また、インバータ素子にはIGBT素子 (3300 V/1200 A) が採用された。これも同社の電車では初採用である。主変換装置はPWMコンバータ+VVVFインバータを一体化したCI装置が搭載されている。主変圧器は2次1巻線・3次1巻線方式で、保守費用を低減するため自冷式の油冷却器を採用した。3次巻線より空気圧縮機、車内の空調装置、暖房ヒーターへ電源を供給している。

ブレーキ装置は応荷重機能付き回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキを搭載する。回生ブレーキ時のセクション通過対策として小型のブレーキチョッパを内蔵したことにより回生ブレーキ中でもセクション通過を可能にしている。部品の共通化を目的として、付随台車ではユニットブレーキを採用し、ディスクブレーキは省略された。車両重量の関係で、電動台車と付随台車ではシリンダ径とてこ比が異なる。ブレーキ受量器はT車遅れ込め制御方式を採用している。ブレーキ受量器はクモハ815形に設置されており、クモハ815形とクハ814形の常用ブレーキを制御している。

主電動機はコスト低減を理由に813系に搭載されているMT401K形と機能・取付け互換を持った1時間定格出力150 kW有する三相かご形誘導電動機のMT401KA形を搭載している。駆動装置はTD平行カルダン方式であり、歯数比は1:6.5である。主電動機と歯車装置を繋ぐ継手はC-FRP製のたわみ板の改良品が採用されている。床下の主回路機器は低騒音・低保守化を図るため、主電動機を除き完全ブロアレスとなっている。

補助電源装置は813系に搭載している装置から容量が見直され、3両対応から2両対応となった。故障時は、マスコン内のリセットスイッチで一括リセットができるようになっている。

その他にも定速・抑速制御機能、力行・回生ピークカット機能、空転・滑走制御機能などの機能が搭載されている。

パンタグラフはJR九州の電車として、初めてシングルアーム式が採用された。

保安装置は、登場時はATS-SK形を搭載した。後に2015年6月までに全てATS-DKに換装され、運転台上に取付られた。その他にも乗務員無線、防護無線、EB装置を搭載する。

空調装置は、42,000 kcalの能力を持つ集中式の装置を屋根上に設置している。本形列の開発当時、技術の進歩と凡用インバータの低価格化により安価で高機能な空調装置が開発可能になっていた事から、インバータ制御方式の空調装置を開発し搭載した。暖房容量はクモハ815形が14.5 kW、クハ814形が13.2 kW有する。
消費電力は、415系のおよそ58 ％程度である。

N001 - N026の2両編成26本（52両）が一度に製造された。技術上の理由により、ほとんどが日立製作所製であるが、N026編成のみ小倉工場製である[20]。N015編成は2000年（平成12年）2月にN027に改番されており、現在の編成番号はN001 - N014, N016 - N027である。
本系列は初期製造52両で増備を打ち切り、2001年からは同一の設計思想の817系の増備に移行した。

車内設備がユニット化され、製造工程の合理化が図られている点も、A-trainシステムの特徴の一つです。運転室および車椅子対応便所（クハ814形第3エンド端に設置）が、独立したユニットとして設置されました。座席は、JR九州発足以降の新系列電車として、初めて全席ロングシートが採用され、背もたれと座布団が一人分ずつ独立した形状とされました。

車内収受式ワンマン運転を行うため、運賃箱、運賃表示器および整理券発行器を備えました。
また、813系と同様に、下り列車で進行方向右側となる客用扉の上部に、一行表示のLED式車内案内表示器が設置されました。ただし、同系では日本語のみの表記であったのに対し、本系列では、日本語と英語による表記が交互に表示されるようになりました。

客室内は、ステップ部も含め段差はなく、編成内の車両間の仕切り扉もありません。客室内のうち、運転室および客用乗降扉は、黄色に塗装されています。

窓ガラスは、紫外線96％カットの「UV96」が使用。そのため、窓から見る景色が暗い青になっていて、晴れていても曇りのように見えてしまう。

全編成とも門司港側からクモハ815形 (Mc) - クハ814形 (T'c) の2両で組成されている。車両番号は編成ごとに同じ番号で揃えられ、編成自体にも「Nxxx」の編成番号が与えられている。「N」は815系であることを示し、「xxx」は車両の製造番号に対応しています。
車両前面に表示される編成番号は「Nxxx」だが、正式な編成番号は熊本配置車は「NTxxx」、大分配置車は「NOxxx」である。編成記号の「N」は以前715系に使用されていた（N101 - 112編成）が、同系列は1998年（平成10年）までに全車廃車されており、本系列との記号重複は生じていません。

 

基本情報
運用者 九州旅客鉄道
製造所 日立製作所笠戸事業所
九州旅客鉄道小倉工場
製造年 1999年
製造数 26編成52両
主要諸元
編成 2両編成
軌間 1,067 mm （狭軌）
電気方式 交流20,000V 60Hz
（架空電車線方式）
最高運転速度 120 km/h
設計最高速度 120 km/h
起動加速度 2.6 km/h/s
編成定員 177人（立席）+ 94人（座席）= 271人
自重 クモハ815形33.0t
クハ814形26.0t
編成重量 59.0 t
全長 20,000 mm
全幅 2,950 mm
全高 3,680 mm
車体 アルミニウム合金
主電動機 かご形三相誘導電動機
主電動機出力 150 kW
駆動方式 TD継手式中実軸平行カルダン駆動方式
編成出力 150kW×4 = 600 kW
制御方式 IGBT素子VVVFインバータ制御+PWMコンバータ
制動装置 回生ブレーキ（純電気式）併用電気指令式空気ブレーキ
保安装置 ATS-SK、ATS-DK、EB装置、防護無線