신칸센 E5계 전동차

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신칸센 E5계 전동차
신칸센 종합 차량센터에서의 E5계
신칸센 종합 차량센터에서의 E5계
양 수 10 (8M2T)
전기 방식 교류 25,000V, 50Hz
제어 방식 VVVF-IGBT
기어비 2.645
기동가속도 1.71 km/h/s
영업 최고 속도 320 km/h
전동기 출력 300 kW
편성 출력 9,960 kW
주 용도 비즈니스 및 장거리 여행객 수송용
편성 정원 731명
전장 25,000(선두차량은 26,500) mm
전폭 3,350 mm
전고 3,65 0mm
팬터그래프 상면고 : 4,490 mm
편성 중량 453.5 t
궤간 1435 mm
구동 장치 3상 유도전동기 MT207
평행 카르단 구동방식
제동 방식 회생제동 병용 전기지령식 공기제동
(응하중장치 포함)
보안 장치 DS-ATC
제작사 히타치 제작소,
가와사키 중공업
E5계 1호차
영업중인 신칸센 E5계
시운전중인 신칸센 E5계

신칸센 E5계 전동차(일본어: 新幹線E5系電車)는 JR 동일본도호쿠 신칸센에 투입하기 위해 개발한 신칸센 차량이다. 2011년 3월 5일 영업운전을 개시했다.

개요[편집]

JR 동일본은 2000년에 책정한 중기경영계획 '뉴 프론티어21'에서 '세계 제일의 철도 시스템 구축'을 제시했다. 그 중에는 신칸센을 최고속도 360km/h로 영업운전하는 계획도 포함되어 있었는데, 그것에 기초해 2002년에 사내에서 발족시킨 "신칸센 고속화 추진 프로젝트"에 의해, 신칸센 고속 시험차량 'FASTECH 360'을 개발하여 2005년부터 지상설비를 포함한 각종 실험을 실시했다. 그 결과, 환경대책이나 비용대 효과를 고려하면 최고속도 320km/h이 타당한 것으로 재검토되어, 현재의 E5계가 개발·제조되었다. 1편성(10량)당 제조 비용은 약 45억엔이다.[1]

이 계열이 사용되는 열차의 애칭은 공모에 의해 "하야부사"로 결정되었다. 또, 'MADE IN DREAM.' '21세기의 꿈의 초특급을 만들면, 이렇게 되었습니다'를 캐치 카피로 하였다.

2011년 3월 5일부터 영업운전을 개시했다.

부명칭[편집]

2010년 5월에 E5계 열차 이름이 하야부사로 결정되었는데, 하야부사는 2009년 3월 폐지된 침대특급 열차 중 하나였다.

구조[편집]

차량 외관[편집]

차체는 알루미늄 합금에 의한 중공 트러스 단면의 더블스킨 구조를 채용했다. 터널 미기압파를 감소시키기 위해 차체 높이를 E954형(FASTECH 360S)과 같은 3,650 mm로, 차체폭은 3,350 mm로 하였다. 차체 경사(틸팅)를 고려하여 차체 측면을 안쪽으로 기울게 설계했다.[2] 선두 형상은 E954형 8호차의 '애로우 라인'을 기본으로 한 '더블 카스프'형으로 하여, 터널 미기압파 저감을 도모하고 있다. 또, 노즈의 길이를 E954형의 16m에서, 약 15m로 단축하고 있다. 캐노피형으로 된 운전대 상부에 전조등(4개)과 미등을 설치했다. 양산 선행차인 U1편성에서는 N700계와 같이 양 선두차(1호차와 10호차)의 운전대 쪽 승객용 문에 플러그 도어가 설치되어 있고, 다른 승객용 문은 통상의 미닫이형으로 되어 있었지만, 양산차량인 U2편성 이후의 편성에서는 모두 미닫이식으로 통일되어 있다. 차체의 색은, 미래를 느끼게 하는 선진적 이미지와 스피드감을 표현하기 위해 E954형 'FASTECH 360S'를 기본으로 상부를 '토키와 그린', 하부를 '비운 화이트'으로 하여, 그 경계선이 되는 중앙에 '하야테 핑크'색 띠를 배치했다.

주요 기기[편집]

소음 대책으로서 차체 측면부에 점검 마개를 겸한 판을 설치하여 차체 하반부를 가리는 구조로 되어 있다. 또, 차체 연결 부분에는 전주 덮개(全周幌)와 차체간 댐퍼가 장비되어 있어, 소음 저감과 차체간의 흔들림이 저감되었다. 전주 덮개는 캔틸레버 지지방식으로 되어 있어, 지붕 부분과 측면 부분으로 분할되어, 연결시에는 차량의 2위측에 고정되어, 옆 차량의 1위측에 링 기구로 눌러 붙이는 구조가 되어 있다.[3] 또 차체 측면의 대차 부근에는 대차 커버가 채용되어 있다. 대차 커버는 경량화를 위해 카본 파이버 제로 되어 있으며, 흡음재를 채용하는 것으로 소음 저감을 꾀했다[3].

대차[편집]

차체 연결 부분. 전주 덮개와 차체간 댐퍼가 장비되어 있다.

대차는 E2계의 대차를 베이스로 하여 내구성·제동성을 강화한 볼스터리스 대차를 채용했다. 제동력 강화를 위해 이전에는 공압유압변환식이었던 캘리퍼 식 차륜 디스크 브레이크(동력대차에 장비)과 캘리퍼 식 차축 디스크 브레이크(부수대차에 장비)를 공압식으로 변경하였으며, 차륜의 휠 부분 양측과 차축에 장착된 브레이크 디스크의 체결 볼트를 내주체결식(内周締結式)에서 중앙체결식으로 변경하여 볼트의 부담과 디스크 면의 변형을 최소한으로 억제했다. 대차 형식은 전동대차가 DT208, 부수대차가 TR7008이며, 선두차량 운전대 쪽은 레일과 차륜과의 점착력을 높이기 위한 세라믹 분사장치를 갖춘 TR7008A이다. 또, 차체와 대차 프레임을 토션바로 연결하여, 대차의 사행동을 억제하는 토션바 식 안티 롤링 장치를 장착하고 있다.

전 차량에 E2계의 공기식보다 개량된 전자식(電磁式) 액추에이터를 사용하여 회전력으로 좌우의 상위를 제어하는 롤러 나사식(ローラーネジ式) 풀 액티브 서스펜션과 공기 용수철에 의한 차체경사 제어 장치를 탑재하였다.[4][5] 공기식으로부터 전기식으로 변경하는 것에 의해, 공기배관이나 탱크가 필요없게 되어, 경량화를 이루었다.[6]

집전장치[편집]

PS208형 팬터그래프

편성 안에서 사용하는 팬터그래프는 2기 중 1기 뿐(3, 7호차에 탑재된 것 중 진행방향에 대해 후방에 있는 것)이므로, 이선이 쉽게 발생하지 않는 12분할 접촉판이 붙은 저소음 팬터그래프를 장비하고 있다. 분할된 접촉판 안에는 스프링이 내장되어 있어, 가선에 부드럽게 추종한다. 양산선행차에서는 '<' 자형 메인 프레임(くの字主枠)과 일체형 메인 프레임의 두 타입을 장비하여, 비교 실험을 실시했다[7].

그 결과, E954형에서 테스트된 PS9037을 베이스로 한, '<'자형 메인 프레임의 싱글암 팬터그래프(PS208)이 탑재되어 있다. 팬터그래프 측면의 대형 차음판 이외에도, 애자 측면부에 소형 차음판이 설치되어 있다. [8]

소음 저감을 위해, 특고압 인통선은 E2계 0번대와 같이 차내 천장부에 배치했다.[9]

전원·제어기기[편집]

주전동기(MT207)는 농형 3상 유도전동기다. 냉각방식은 자기(自己) 통풍으로, 정격출력은 300kW이다.

성능[편집]

영업운전의 최고속도는 320km/h로, 3‰의 상구배에서의 균형속도는 360km/h이다. 표준 편성은 10량으로, 전동차와 부수차의 구성(MT비)는 8:2이다. 기동가속도는 1.71km/h/s이지만, E3계와의 병결시에는 E3계의 성능에 맞추어 1.6km/h/s로 운행한다

곡선통과시의 승차감을 향상시켜 반경 4,000m의 커브에서도 320km/h로 주행할 수 있도록, 공기 용수철 스트로크식 틸팅 시스템을 이용하여 차체를 최대 1.5도 기울일 수 있다.

주석[편집]

  1. 『東洋経済』2009년 7월 4일호「鉄道進化論」P45
  2. 『鉄道ジャーナル 2009년 10월호』 鉄道ジャーナル사, 2009년, p.71
  3. 鉄道のテクノロジー 5 新幹線2011, 三栄書房,p.48
  4. 『鉄道ダイヤ情報』2011年2月号、交通新聞社、2011年、p.80
  5. 新幹線高速化についてPDF JR東日本プレスリリース 2007年7月27日付
  6. (2009) 《鉄道のテクノロジー 5 新幹線2010》. 三栄書房, p.83쪽. ISBN 9784779608186
  7. 「JR東日本 新幹線高速化へ量産先行車を製作」交通新聞(交通新聞社)2008年7月31日付
  8. (2009) 《鉄道のテクノロジー 5 新幹線2010》. 三栄書房, p.79쪽. ISBN 9784779608186
  9. (2009) 《鉄道ジャーナル2009年10月号》. 鉄道ジャーナル社, p.72쪽