ツェントラル鉄道ABeh150形電車
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導入の経緯
スイス国鉄[注釈 1]の唯一の1m軌間の路線であったルツェルン - インターラーケン・オスト間のブリューニック線と、ブリューニック線の一部区間に乗入れてルツェルン - エンゲルベルク間を運行していたルツェルン-シュタンス-エンゲルベルク鉄道[注釈 2]は、それぞれ単独では実行が困難であった施設および車両に対する大規模な設備投資を可能とするため[1]に統合されることとなり、2005年1月1日にツェントラル鉄道が発足している[注釈 3][2]。ツェントラル鉄道発足時の機材は経年が進み、非冷房・バリアフリー未対応で旧式のトイレを装備したままの車両が多いことが課題となっており、列車種別・運行区間ごと状況は以下の通りであった。
- ルツェルンSバーン：スイス国鉄が2004-05年にSバーンS5系統およびマイリンゲン - インターラーケン・オスト間の区間列車用に低床式のABe130形（通称SPATZ[注釈 4]、ドイツ語でスズメを意味する）3両10編成および同形の低床式制御車であるABt 941-943形3両3編成を導入したが、統合により新たにSバーンのS4系統の運用にもABe130形を使用することとなったため、増結車や予備車は従来の機材を充当していた[3][4]。
- ブリューニック線のインターレギオ：スイス国鉄のHGe101形電気機関車が牽引する客車列車5運用[4]で運行されていたが、1994年製のパノラマ客車であるA 102-103形を除くと、主力は1966-71年にスイス国鉄が73両を導入したTyp III系[注釈 5][6]であり、平均経年が35年となっていた[3]。
- 旧ルツェルン-シュタンス-エンゲルベルク鉄道線の直通列車：ルツェルン - エンゲルベルク間の直通列車は1964-80年製の旧ルツェルン-シュタンス-エンゲルベルク鉄道BDeh140形が1964年製のTyp I系[注釈 6]、1967--70年製のTyp II系[注釈 7]もしくは1980-91年製のTyp III系[注釈 8]の客車、制御客車を牽引する3両編成の列車6運用[4]で運行されていた。
- 区間列車など：ABe130形のほか、Sバーン化とABe130形の導入で置換えられたDe110形（スイス国鉄引継ぎで1941年製のDeh120形（旧Deh4/6形）を1992-94年に粘着区間専用に改造したもの）やBDeh140形が在来型の客車を牽引する列車により運行されていた。
一方、2010年12月に、旧ルツェルン-シュタンス-エンゲルベルク鉄道線の最急勾配261パーミル区間を迂回して最急勾配を110パーミルに緩和し、所要時間短縮と輸送力増強を図ることを目的として建設されていたエンゲルベルクトンネルが開通する計画となっており、ルツェルン - エンゲルベルク間で運行されていたBDeh4/4形が牽引する3両編成の列車を代替する機材が必要となっていた[注釈 9]。
こういった状況において、ツェントラル鉄道では、ブリューニック線のインターレギオを新しい固定編成のラック式電車に置換え、従来これを牽引していたHGe101形ラック式電気機関車およびSバーンで使用されていたABt 941-943形低床式制御客車をエンゲルベルク方面の列車に転用して従来型の客車・制御客車とともに運行することとするとともに、ABe130形の増備としてSバーンにもインターレギオにも使用できる固定編成のラック式電車を導入することとした[注釈 10]。
まず、2009年9月17日にStadler Rail[注釈 11]に対し総額141百万スイス・フランで新しいラック式電車を発注する契約が締結された[12][13]。ラック式の鉄道車両ではこれまでで最高額となった[14]この契約では、ブリューニック線のインターレギオ用として7両編成4本、ブリューニック線のインターレギオおよびSバーンや区間列車用として3両編成6本のラック式電車を2012-13年に導入することとなり[15][13] 、このうちの7両固定編成で、編成中央に食堂車を設置した機体が本項で記述する通称ADLER（Alpiner, Dynamischer, Leiser, Edler Reisezug、ドイツ語で鷲を意味する）と呼ばれるABeh150形、3両固定編成の機体が通称FINK（flinke, innovative Niederflur-Komposition、ドイツ語でアトリ科の鳥を意味するfinkenをイメージしている）と呼ばれるABeh160形である。
その後、ルツェルン近郊区間の一部複線・地下化工事の進捗と利用客の増加に対応するためのSバーンの増発と、ABe130形が牽引していた在来型の客車・制御客車の代替用として、ABeh160形の増備形で一部設計変更がなされたABeh161形3両5編成を2016年9月までに導入する契約が2014年9月22日にStadler Railと締結されている[注釈 12][16]。
さらに、ルツェルン - エンゲルベルク間の列車に使用されているHGe101形が牽引する客車列車を代替する計画が2019年12月19日の取締役会で承認され[17]、2021年2月2日には、2025年に7両2編成と3両7編成を約114百万スイス・フランで導入する契約がStadler Railと締結されている[18]。導入される機体はABeh150形の増備形で中間の食堂車を多目的車に変更するなどの設計変更を施したABeh151形2編成および、ABeh161形の増備形のABeh162形7編成となる計画となっている[19]。
ABeh150形およびABeh160形の設計要件は以下のとおり[20]。
- 旅客サービスに関する要件
- 空調装置、旅客情報システム、開放式ではないトイレ、低床式の乗降扉の装備
- 2023年末までの対応が必要となっている、スイスの障がい者平等法（BehiG[注釈 13]）への準拠
- インターレギオの運用でもSバーン区間を運行することに伴う、双方の旅客のニーズへの適合
- Sバーンでの運用に適した、適度に快適な座席、十分な立席スペースおよび、十分な数と開口幅を持つ乗降扉の装備
- インターレギオでの運用に適した、快適な座席、荷物ラック、十分な数のトイレ、ケータリング用設備の装備
- 運用に関する要件
- 空気および電気連結器付自動連結器の装備による増解結作業の効率化と運用の柔軟化[注釈 12]
- ツェントラル鉄道全区間での使用を想定した、火災警報/消火システムの設置などのエンゲルベルクトンネル通過に対応した消防用設備の装備
- 編成長はSバーン用ABeh160形はABe130形と同等、インターレギオ用ABeh150形はABeh160形を増結した状態でブリューニック線の線路有効長180 mを超えないこととして、ABeh160形を54 m、ABeh150を126 mとする
- ABeh150形は予備車を含めて3編成によりルツェルン - インターラーケン・オスト間で1時間毎の運行を実施することとして、稼働率を確保するためにABeh160形に代替可能な3両2編成と食堂車1両を組合わせたの編成とする
- 技術的要件
製造
ABeh150形およびABeh160形を受注したStadler Railは2004-05年に製造された粘着区間専用の3車体連接式のABe130形の製造も担当し、また、マッターホルン・ゴッタルド鉄道のBDSeh4/8形ラック式電車など多くのラック式鉄道車両を製造しており、継続的にラック式鉄道を生産する世界唯一のメーカーとなっている。以前はSLM[21]が世界有数のラック式鉄道車両メーカーであり、1970年頃の統計では、それまでに全世界で生産された1614両のラック式鉄道車両のうち649両（電気機関車・電車では670両のうち345両）を手がけた実績を残していた[22]が、その後1990年代の欧州の鉄道車両メーカーの再編の中でラック式鉄道車両部門の権利、ノウハウおよび技術文書をStadler Railが引継ぐとともに約12人の元従業員が同社に転籍している[注釈 14][23]。
電車や電気機関車のラック式駆動装置は様々な方式があるが、一般的な方式は動輪の車軸の中央にラック用ピニオンを滑合し、1台の主電動機から動輪とラック用ピニオンの両方に動力を伝達するもので、動輪とピニオンの直径の差は歯車比で調整している。この方式は構造が単純で多くの実績があるものであるが、摩耗による動輪径の変化に応じて、動輪とピニオンの周速に差が発生して駆動装置に負荷がかかることと、ピニオンの位置が下がるためにラックレールとの噛合が変化し、場合によっては底付きをするという問題があった。これらの問題に対しては動輪のタイヤの許容摩耗量を通常の車両より少ない量で管理することが対応していたが、このうち前者の問題は出力の小さい電車等ではあまり問題にならなかった[24][注釈 15]一方で、特に出力の大きい機関車では問題が顕在化することがあり、ブリューニック線に1954年に導入されたHGe100形（旧HGe4/4I形）では駆動装置の損傷等の不具合が発生したため、タイヤ厚の管理をさらに厳しくする[注釈 16]とともに、タイヤ交換回数増に伴うメンテナンスコスト増を抑制するため走行距離を制限していた[27]。そのため、その後1986年から導入されたHGe101形（旧HGe4/4II形）では動輪とピニオンの間に遊星歯車機構を使用した差動装置を装備して動輪径の変化に対応するとともに、両者の駆動力の配分を最適化する方式を採用し、ラック区間での牽引力280 kN、粘着区間での最高速度100 km/hの性能を確保していた[28]。
SLMからラック式鉄道車両部門を継承したStadler Railにおいても、1台の主電動機で動輪とラック用ピニオンの両方を駆動する方式の車両を主に生産していたが、本形式においては動輪の摩耗により発生するこの方式の問題点を回避し、タイヤの許容摩耗量をこの方式の15 mmから一般の車両の35 - 40 mmと同等とすることでメンテナンスコストを抑制しつつ工場入場時間を減らして稼働率を向上させることを目的として、粘着式駆動装置とラック式駆動装置を分離し、かつ、ラック式駆動装置にはピニオンの高さ調整機構を備えた新方式の駆動装置を採用することとなった[29]。粘着式駆動装置とラック式駆動装置を別個に設ける方式はブリューニック線で使用されていたDeh120形（旧Deh4/6形）荷物電車でも採用されており[注釈 17]、全線74 kmのうち約60 kmの粘着区間のほとんどが最急勾配20パーミル以下の勾配の緩やかな路線で、粘着区間では比較的高い速度で走行するこの路線では有用であったが、一方で高価で重量のある主電動機がその分多く必要となるため長い間広くは普及していなかった[29]。しかし、近年の技術環境の変化により、主電動機は小型軽量で安価な誘導電動機となった一方で相対的に従来のラック式駆動装置の製造・メンテナンスコストが高価となっており、また、固定編成の電車である本形式では編成内の各台車にそれぞれの駆動装置を分散配置できることとなったため、改めて本形式に採用されたものであり[31]<、さらに以下のような特徴を有するものとなっている。
- ピニオン高さを一定にすることができることからラックレール区間への進入速度を上げることが可能となり、所要時間短縮を図ることができる[29]。
- 台車の軸距を短くすることが可能となり、台車の軽量化を図ることができる[31]。
- 粘着式駆動装置、ラック式駆動装置の歯車比などをそれぞれの走行条件に応じた設計とすることが可能となり、本形式においては粘着区間で最高速度120 km/hとすることができる[31]。
このほかラック式駆動装置以外の特徴として、低床部の床面高さを420 mmとしてバリアフリーに対応していることのほか、VVVFインバータ制御により定格出力2800/3200 kW、牽引力240/440 kN（粘着区間/ラック区間）を発揮する強力機であることが挙げられる。また、車体と機械部分の製造および最終組立をStadler Railが、主要な電機品の製造をABB Schweiz[注釈 18]およびABB Sécheron[注釈 19]が担当している。なお、本形式は7両編成であるが、編成両端の3両編成ずつのABeh150.1形とABeh150.2形の2ユニットの中間に中間車のWR150.3形を挟んだ構成となっており、第1編成を例に挙げると編成番号と各ユニットおよび車両の番号は以下の通りとなっている。
- ABeh150 001：ABeh150 101 - WR150 301 - ABeh150 201
ABeh150 001号機はStadler Railのブスナング工場をロールアウト後、ABeh150 101号車とABeh150 201号車はロールワーゲンに積載されてスイス国鉄およびBLS AG経由で回送されて2012年7月16日にインターラーケン・オストからツェントラル鉄道へ搬入され、WR150 301号車がトレーラーに積載されて陸送で7月10日に搬入され、メイリンゲン工場を拠点としてツェントラル鉄道の各区間で試運転を実施している。その後9月22日にはABeh150 001号機がABeh160 001号機とともにルツェルン駅とメイリンゲン駅で御披露目式が執り行われ、同編成が「Meiringen」と命名されて、両先頭部側面に機体名とエンブレムが設置されている。
- ABeh150形エンブレム一覧
ABeh150 001号機
Meiringen
仕様
運行
- ツェントラル鉄道のブリューニック線は全長74.0km、高度差566m、最急勾配25パーミル（粘着区間）もしくは126パーミル（ラック区間）、最高高度1002 m、高度差567 mでルツェルン - インターラーケン・オスト間を結ぶ山岳路線で、2005年まではスイス国鉄の唯一の1 m軌間の路線であった。この路線はルツェルン湖からレマン湖に抜けるゴールデンパスラインの一部で、ルツェルンではスイス国鉄に、途中アルプナハシュタットではルツェルン近郊の観光地であり、ピラトゥス山の竜伝承で知られる標高2132mのピラトゥス山方面へのピラトゥス鉄道[注釈 36]に、ブリエンツではブリエンツ湖の観光船および、ラック式蒸気機関車を運行しているブリエンツ・ロートホルン鉄道[注釈 37]に、インターラーケン・オストではゴールデンパス・ラインの一部でトゥーンを経由してツヴェイジンメンへ至るBLS AG[注釈 38]の路線と、ベルナー・オーバーラント地方やユングフラウ方面へ向かうベルナーオーバーラント鉄道[注釈 39]とそれぞれ接続するとともに、ヘルギスヴィールではスキーおよびスパリゾートであるエンゲルベルク方面への旧ルツェルン-シュタンス-エンゲルベルク鉄道が分岐する観光鉄道であるとともに、一方でスイス7番目の都市で人口約8万人のルツェルンの近郊輸送を担っており、一部区間の複線化等の輸送力増強工事を実施して、Sバーン15系統のうち4系統をツェントラル鉄道が運行している。
- ABeh150形は2012年10月より営業運転を開始し、ABeh160形とともに2012-13年中に全機が納入されて、その後2013年12月のダイヤ改正よりHGe101形およびDe110形と従来型のTypIII系客車に一部はA 102-103形パノラマ客車やWR 421-422形食堂車を連結した「ゴールデンパス・エクスプレス」と呼ばれていたルツェルン - インターラーケン・オスト間のインターレギオを全面的に置き換えて同時に所要時間の短縮（ルツェルン - インターラーケン・オスト間が約2時間から1時間50分に短縮）および所要編成数の削減（同区間で5編成から4編成に削減）がなされている。本形式によるインターレギオは「ルツェルン - インターラーケン・エクスプレス」の名称で1時間間隔で運行され、多客時には3両編成のABeh160形を増結して10両編成で運行されるほか、検査等の都合により、本形式の片側のABeh150.1形もしくはABeh150.2形の代わりにABeh160形を組込んだ7両編成や、WR150.3形を省略した6両編成で運行されることもある[43]。
- ABeh150形およびABeh160形の導入と、これらの機材を使用したダイヤ改正および観光客誘致策の実施により、通勤客、観光客ともに大幅に増加し、2014年の実績で旅客数が26 %増の9.3百万人、旅客人キロは16 %増の157.7百万人キロとなり、本形式によるルツェルン - インターラーケン・エクスプレスも国外からの観光客の増加などの要因により、ゴールデンパス・エクスプレスから利用客数が27 %増加している[49]。さらに2019年の実績では旅客数が10.28百万人、旅客人キロは190.75百万人キロ[50]、人キロベースでの内訳は通勤・通学客19 %、通勤・通学以外の地域利用客27 %、国内旅行客30 %、国外旅行客24 %となっている[51]。2019年時点では以下の機材を使用して運行されており[52]、前述の通り、HGe101形が牽引する客車列車を2025年から本形式の増備形であるABeh151形とABeh160形/ABeh161形の増備形であるABeh162形により置換える計画となっている。
- ABe130形（SPAZ）：3両10編成
- ABeh160形/ABeh161形（FINK）：3両11編成
- ABeh150形（ADLER）：7両4編成
- HGe101形 + 客車 + ABt 941-943形：3編成
- HGe101形 + 客車 + 制御客車：3編成
- ツェントラル鉄道のルツェルンから1435 mm軌間のBLS AGを経由して1000 mm軌間のモントルー・オーベルラン・ベルノワ鉄道[注釈 40]のモントルーへ至る観光路線であるゴールデンパス・ラインは本形式と、2022年に[53]モントルー・オーベルラン・ベルノワ鉄道が導入する軌間可変台車を装備する新形客車によって使用機材が一新されるとともに、乗客の乗換えがインターラーケン・オスト1駅のみとなる予定である。
試運転期間中のABeh150 001号機、3両目の側面が赤い部分がビストロとなっている、メイリンゲン駅、2012年
同型で3両編成のABeh160 001号機（手前）と並ぶABeh150 001号機、メイリンゲン駅、2012年
ブリエンツ湖畔を運行するABeh150 002号機、2012年
ルンゲルン湖畔を運行するABeh150形、2015年
ABeh150形にABeh160形を増結して10両編成としたルツェルン - インターラーケン・エクスプレス、ブリエンツ駅、2018年
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同型機
- 本形式と同時に発注、導入されるABeh160形および増備車のABeh161形は通称FINKと呼ばれ、車軸配置Bo’1Az’Az1’Bo’で、本形式の片側ユニットを両運転台化した3両編成となっている。外観および車内デザインは本形式と同一であるが、客室内配置が異なっていたり、座席指定表示器を設置していないなど一部設備が変更されている。また、増備形のABeh161形は法規制の変更への対応や製造中止等の理由で一部装備品を変更しているほか、タイヤ摩耗低減のため車輪を一体車輪からタイヤ付車輪に変更している[16]。
- ABeh160形およびABeh161形はルツェルンのSバーンの以下の系統でABe130形とともに運行されるとともに、これらの機体で一部残存していたDe110形がTyp III系を牽引するインターラーケン・オスト - メイリンゲン間の区間列車を置換えているほか、ルツェルン - インターラーケン・オスト間のインターレギオとしてABeh150形の増結編成としても運行されている。
- S4系統：ルツェルン - シュタンス - ヴォルフェンシーエッセン間
- S44系統：ルツェルン - シュタンス間（一部駅通過・朝/夜間のみ）
- S5系統：ルツェルン - ザクセルン - ギスウィル間
- S55系統：ルツェルン - ザクセルン間（一部駅通過・朝/夜間のみ）
同型で3両編成のABeh160形のABeh160 004号機、インターラーケン・オスト駅、2014年
ルツェルンSバーンのS5系統で運行される増備型のABeh161 011号機、 ルツェルン駅、2019年
試運転中のABeh160 001号機、マイリンゲン駅、2012年
マイリンゲン駅に停車中のABeh161 014号機、2018年
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