広島電鉄3500形電車
広島電鉄が1980年に導入した3500形電車は、「ぐりーんらいなー」という愛称で親しまれ、日本の路面電車技術の革新を目指した国家的なプロジェクトから誕生しました。
この車両は、3501A、3501C、3501Bという3つの車体で構成される連接車です。編成両端のA車とB車に動力を持つ台車をそれぞれ1台ずつ、中間には動力を持たない付随台車を2台備えた、3車体4台車の構造を持っています。当時、日本船舶振興会（現在の日本財団）の支援を受け、日本鉄道技術協会が主導した「軽快電車」開発プロジェクトの一環として、その実証試験を行うための車両として計画されました。
1980年7月、川崎重工業兵庫工場で3車体連接車として1編成が完成しました。完成後、同年8月には広島電鉄の車両として登録され、8月6日の原爆忌という特別な日に広島電鉄線内で公式試運転が行われ、初めて市民にお披露目されました。その後、多数の試験運転が重ねられ、様々な技術データが集められた後、同年12月21日から本格的な営業運転を開始しました。
この3500形は、後に登場する3950形まで続く、宮島線への直通運転を前提とした3車体連接車シリーズに共通して付けられる愛称「ぐりーんらいなー」の、記念すべき最初の車両でもあります。
本形式の開発には、川崎重工業、東急車輛製造、アルナ工機といった車体メーカー、三菱電機、東洋電機製造、富士電機などの電装品メーカー、住友金属工業といった台車メーカー、そして日本エヤーブレーキ（現在のナブテスコ）といったブレーキメーカーなど、国内の主要な鉄道機器メーカー各社が幅広く参加しました。各社はそれぞれの担当分野において、当時の最新技術を投入して開発を進めました。
この軽快電車プロジェクトでは、3500形のような試作車と並行して、一部設計を簡略化した実用車である長崎電気軌道2000形2両も同時に製造されました。両形式は同じ時期に完成し、報道陣に公開されています。
3500形は、日本鉄道技術協会の軽快電車開発委員会による技術開発プロジェクトの実証試験車として位置づけられていました。性能試験については、プロジェクトメンバーであった広島電鉄が実際の路線での走行テストの場を提供する形がとられました。このため、車両は当初から便宜的に広島電鉄の車籍となりましたが、委員会のプロジェクトが終了した1981年3月に広島電鉄側が正式に購入するまでは、所有権は日本鉄道技術協会側にありました。
計画の初期段階では、受け入れ先を特定せず、純粋な技術開発のためのテストベッドとして設計が進められていました。そのため、当初は2車体連接車として計画され、搭載する機器類もそれを前提に開発・設計が進められていたのです。しかし、受け入れ先が広島電鉄に決定した後、同社からの強い要望により3車体連接車に設計が変更されることになりました。この時、既に開発・製造が進んでいた機器の構成を大きく変更することが困難だったため、電装品には手を加えず、動力装置を備えない台車と車体を2車体間に挿入するという方法がとられました。
この設計変更の結果、本来2車体であれば3.6km/h/sが得られるはずだった加速性能は、重量増により2.65km/h/s（180%乗車時）にまで低下しました。これは長期的には駆動系や制御器に負担をかけることにもつながり、3500形単独で見れば必ずしも成功と言えない面もありました。最高速度は80km/hです。
とはいえ、3500形による開発と試験で得られた技術データやノウハウは、その後の日本における本格的な路面電車製造の再開と発展に非常に大きな影響を与えました。特に、この車両が性能試験の舞台となった広島電鉄では、3500形の先進的な設計をより実用的な形にするための努力が続けられ、それが後に登場する700形（2代）、800形（2代）、3700形といった新型車両に次々と応用されていきました。また、このような産学官連携による技術開発方式は、21世紀に入ってからの超低床路面電車開発プロジェクトでも踏襲されるなど、現在もなお影響を及ぼしています。
車体は、当時一般的だった普通鋼製の軽量構造を採用しています。両端の台車部分にはサイドスカートが取り付けられています。車体長は両端の3501A・B車が9,900mm、中間車の3501Cが6,500mmで、連続する台車間の中心間隔は6,500mmに統一されています。
客用扉は、編成両端の戸袋窓が設けられている箇所の2ヶ所が幅1,000mmの片開き式、中間の2ヶ所が幅1,300mmの両開き式となっています。側窓は、幅1,160mmのアルミ枠2段窓で、下段が上昇、上段が下降するバランサ付きタイプです。ただし、車掌台窓や両開き扉に隣接する窓の一部には、変則的な構造も見られます。
座席配置は、当初は1列固定クロスシートと2列固定クロスシートを主体とし、両開き扉周辺にロングシートを組み合わせたセミクロスシート構成でした。編成全体で点対称の配置となっています。内装は、オレンジ色の座席モケットに明るいベージュ系の化粧板、焦げ茶色の機器類など、暖色系のカラーリングが採用されました。
床面高さは線路面から850mmと当時の一般的な路面電車と同じで、バリアフリーの概念がなかったため、乗降を容易にするために客用扉には3段のステップが設けられていました。各車体間には金属製の外幌が取り付けられており、一般的な蛇腹幌は採用されていませんでした。
塗装は、明るいベージュを基調とし、窓周りと側板下部のスカート周辺をダークグリーンに塗り分けたツートンカラーでした。この配色は、その後の3800形までの宮島線直通連接車に引き継がれたほか、他の形式にも採用されるなど、新しい時代の広島電鉄を象徴するカラーリングとなりました。
空調装置は、直流駆動の冷暖房兼用のヒートポンプ式が各車の屋根上に搭載されました。これらの装置を制御するインバータ装置も、同様の形状のケーシングに収められて屋根上に搭載されています。冷暖房能力はそれぞれ各装置あたり21,000kcal/hおよび19,000kcal/hで、冷風は天井から、温風は腰板から吹き出す構造でした。
3500形は、開発当時における日本の最新電鉄技術を集結しており、路面電車としては非常に高度で複雑な機構を備えていました。
台車: 日本の一般鉄道車両では初の採用例となったシェブロンゴム積層構造の軸箱支持機構や、騒音を抑える中空軸構造の防音車輪を使用した、空気バネ式のインダイレクトマウント台車が採用されました。これは住友金属工業製のFS81（動力台車）とFS81T（付随台車）です。軽量化とモノモーター方式の必要性から、動力台車と付随台車では軸距が異なり（1,800mmと1,400mm）、心皿支持機構なども異なるなど、共通点が少ない実質的に別設計に近いものでした。
主電動機・駆動装置: 両端のFS81動力台車には、三菱電機製のMB-3263-A自己通風式直流複巻式電動機が1基ずつ搭載されました。この電動機は、路面電車特有の寸法制約に対応するため、円筒形ではなく八面構成のヨークを採用しています。駆動装置としては、東洋電機製造製のゴムブッシュ付き平行リンク型中空軸カルダン継手を用いた直角カルダン駆動が採用され、1台のモーターで2軸を駆動するモノモーター方式となっています。小直径車輪を使用する路面電車でモーター軸中心高を車軸より高くする必要があるため、通常、中心軸のオフセットが可能なハイポイドギアが使われますが、本形式でもこの方式が踏襲され、これにより非常に静粛な駆動音が得られました。
制御器: 三菱電機製のサイリスタ・チョッパ制御器であるCMC161-6が、3501A車と3501B車にそれぞれ1基ずつ搭載されました。これらは担当する電動機を個別に制御しており、連続的な弱め界磁制御から回生制動までスムーズに行うため、当時最新だった自動可変界磁制御電機子チョッパ制御（AVFチョッパ制御）が採用されています。運転操作は、1軸両手ハンドル式のワンハンドルマスコンで行います。
集電装置: 屋根上の大部分を空調装置が占め、また回生制動車の性質上、架線からの集電装置の離線は極力避ける必要がありました。そのため、折りたたみ時に屋根上の占有面積が小さく、架線追従性に優れた集電装置が求められました。これに応えて開発されたのが、東洋電機製造による新型Z形パンタグラフです。このパンタグラフは、宮島線での高速運転時にも市内線での低速運転時にも高い性能を発揮し、外観の軽快さも考慮してデザインされました。
ブレーキ: ブレーキシステムは、チョッパ制御器による回生制動を主とし、その不足分を空気圧指令を油圧に変換する空油変換弁を用いた電気指令式電磁直通ブレーキで補う構成でした。応荷重装置も利用しています。付随台車であるFS81Tには、油圧キャリパー方式のディスクブレーキが搭載されています。これらの組み合わせにより、常用時3.5km/h/s、非常時4.5km/h/sという高い減速度を実現しました。
1980年12月の営業運転開始後、3500形は一時、宮島線と市内線を直通する主力車両として華々しく活躍しました。しかし、本形式での経験を元に開発された3700形以降の後続形式と比較すると、特に加速性能の面で見劣りする点がネックとなりました。また、試作車ゆえに故障が多く発生したり、連結幌の張り出しで車掌が車内を見通しにくかったり、ラッシュ時に多くの乗客が乗りにくいといった運用上の不都合も見られました。これらの理由から、次第に主力車両の座を譲り、予備車として扱われる機会が増えていきました。
より高い加速性能が求められる市内線直通運用には使われなくなり、主に平日朝ラッシュ時の宮島線内の限定された区間（広電西広島～商工センター入口～JA広島病院前、または広電西広島～商工センター入口～広電廿日市）での運用に限られるようになりました。2010年初めに車両故障が発生して以降、長らく荒手車庫で休車状態が続いていましたが、2012年9月に修理が完了しました。その後、2012年10月6日と7日には100周年記念事業の一環として宮島線で貸切運転が行われ、一時的に復活した姿を見せました。しかし、同年11月23日に千田車庫で開催された「路面電車まつり」での展示後、帰路の十日市町電停で再び故障し、自力での運転ができなくなりました。後続電車の推進によって江波車庫に収容されて以降、運用を離脱しました。荒手車庫での休車期間を経て、現在は江波車庫で休車状態が続いており、営業運転には就いていません。
3500形は、試作車としての課題を抱えつつも、日本の路面電車技術の可能性を大きく広げた歴史的に重要な車両と言えるでしょう。
車両の概要
この車両は、3501A、3501C、3501Bという3つの車体で構成される連接車です。編成両端のA車とB車に動力を持つ台車をそれぞれ1台ずつ、中間には動力を持たない付随台車を2台備えた、3車体4台車の構造を持っています。当時、日本船舶振興会（現在の日本財団）の支援を受け、日本鉄道技術協会が主導した「軽快電車」開発プロジェクトの一環として、その実証試験を行うための車両として計画されました。
1980年7月、川崎重工業兵庫工場で3車体連接車として1編成が完成しました。完成後、同年8月には広島電鉄の車両として登録され、8月6日の原爆忌という特別な日に広島電鉄線内で公式試運転が行われ、初めて市民にお披露目されました。その後、多数の試験運転が重ねられ、様々な技術データが集められた後、同年12月21日から本格的な営業運転を開始しました。
この3500形は、後に登場する3950形まで続く、宮島線への直通運転を前提とした3車体連接車シリーズに共通して付けられる愛称「ぐりーんらいなー」の、記念すべき最初の車両でもあります。
開発と試験
本形式の開発には、川崎重工業、東急車輛製造、アルナ工機といった車体メーカー、三菱電機、東洋電機製造、富士電機などの電装品メーカー、住友金属工業といった台車メーカー、そして日本エヤーブレーキ（現在のナブテスコ）といったブレーキメーカーなど、国内の主要な鉄道機器メーカー各社が幅広く参加しました。各社はそれぞれの担当分野において、当時の最新技術を投入して開発を進めました。
この軽快電車プロジェクトでは、3500形のような試作車と並行して、一部設計を簡略化した実用車である長崎電気軌道2000形2両も同時に製造されました。両形式は同じ時期に完成し、報道陣に公開されています。
3500形は、日本鉄道技術協会の軽快電車開発委員会による技術開発プロジェクトの実証試験車として位置づけられていました。性能試験については、プロジェクトメンバーであった広島電鉄が実際の路線での走行テストの場を提供する形がとられました。このため、車両は当初から便宜的に広島電鉄の車籍となりましたが、委員会のプロジェクトが終了した1981年3月に広島電鉄側が正式に購入するまでは、所有権は日本鉄道技術協会側にありました。
計画の初期段階では、受け入れ先を特定せず、純粋な技術開発のためのテストベッドとして設計が進められていました。そのため、当初は2車体連接車として計画され、搭載する機器類もそれを前提に開発・設計が進められていたのです。しかし、受け入れ先が広島電鉄に決定した後、同社からの強い要望により3車体連接車に設計が変更されることになりました。この時、既に開発・製造が進んでいた機器の構成を大きく変更することが困難だったため、電装品には手を加えず、動力装置を備えない台車と車体を2車体間に挿入するという方法がとられました。
この設計変更の結果、本来2車体であれば3.6km/h/sが得られるはずだった加速性能は、重量増により2.65km/h/s（180%乗車時）にまで低下しました。これは長期的には駆動系や制御器に負担をかけることにもつながり、3500形単独で見れば必ずしも成功と言えない面もありました。最高速度は80km/hです。
とはいえ、3500形による開発と試験で得られた技術データやノウハウは、その後の日本における本格的な路面電車製造の再開と発展に非常に大きな影響を与えました。特に、この車両が性能試験の舞台となった広島電鉄では、3500形の先進的な設計をより実用的な形にするための努力が続けられ、それが後に登場する700形（2代）、800形（2代）、3700形といった新型車両に次々と応用されていきました。また、このような産学官連携による技術開発方式は、21世紀に入ってからの超低床路面電車開発プロジェクトでも踏襲されるなど、現在もなお影響を及ぼしています。
車体構造
車体は、当時一般的だった普通鋼製の軽量構造を採用しています。両端の台車部分にはサイドスカートが取り付けられています。車体長は両端の3501A・B車が9,900mm、中間車の3501Cが6,500mmで、連続する台車間の中心間隔は6,500mmに統一されています。
客用扉は、編成両端の戸袋窓が設けられている箇所の2ヶ所が幅1,000mmの片開き式、中間の2ヶ所が幅1,300mmの両開き式となっています。側窓は、幅1,160mmのアルミ枠2段窓で、下段が上昇、上段が下降するバランサ付きタイプです。ただし、車掌台窓や両開き扉に隣接する窓の一部には、変則的な構造も見られます。
座席配置は、当初は1列固定クロスシートと2列固定クロスシートを主体とし、両開き扉周辺にロングシートを組み合わせたセミクロスシート構成でした。編成全体で点対称の配置となっています。内装は、オレンジ色の座席モケットに明るいベージュ系の化粧板、焦げ茶色の機器類など、暖色系のカラーリングが採用されました。
床面高さは線路面から850mmと当時の一般的な路面電車と同じで、バリアフリーの概念がなかったため、乗降を容易にするために客用扉には3段のステップが設けられていました。各車体間には金属製の外幌が取り付けられており、一般的な蛇腹幌は採用されていませんでした。
塗装は、明るいベージュを基調とし、窓周りと側板下部のスカート周辺をダークグリーンに塗り分けたツートンカラーでした。この配色は、その後の3800形までの宮島線直通連接車に引き継がれたほか、他の形式にも採用されるなど、新しい時代の広島電鉄を象徴するカラーリングとなりました。
空調装置は、直流駆動の冷暖房兼用のヒートポンプ式が各車の屋根上に搭載されました。これらの装置を制御するインバータ装置も、同様の形状のケーシングに収められて屋根上に搭載されています。冷暖房能力はそれぞれ各装置あたり21,000kcal/hおよび19,000kcal/hで、冷風は天井から、温風は腰板から吹き出す構造でした。
主要機器
3500形は、開発当時における日本の最新電鉄技術を集結しており、路面電車としては非常に高度で複雑な機構を備えていました。
台車: 日本の一般鉄道車両では初の採用例となったシェブロンゴム積層構造の軸箱支持機構や、騒音を抑える中空軸構造の防音車輪を使用した、空気バネ式のインダイレクトマウント台車が採用されました。これは住友金属工業製のFS81（動力台車）とFS81T（付随台車）です。軽量化とモノモーター方式の必要性から、動力台車と付随台車では軸距が異なり（1,800mmと1,400mm）、心皿支持機構なども異なるなど、共通点が少ない実質的に別設計に近いものでした。
主電動機・駆動装置: 両端のFS81動力台車には、三菱電機製のMB-3263-A自己通風式直流複巻式電動機が1基ずつ搭載されました。この電動機は、路面電車特有の寸法制約に対応するため、円筒形ではなく八面構成のヨークを採用しています。駆動装置としては、東洋電機製造製のゴムブッシュ付き平行リンク型中空軸カルダン継手を用いた直角カルダン駆動が採用され、1台のモーターで2軸を駆動するモノモーター方式となっています。小直径車輪を使用する路面電車でモーター軸中心高を車軸より高くする必要があるため、通常、中心軸のオフセットが可能なハイポイドギアが使われますが、本形式でもこの方式が踏襲され、これにより非常に静粛な駆動音が得られました。
制御器: 三菱電機製のサイリスタ・チョッパ制御器であるCMC161-6が、3501A車と3501B車にそれぞれ1基ずつ搭載されました。これらは担当する電動機を個別に制御しており、連続的な弱め界磁制御から回生制動までスムーズに行うため、当時最新だった自動可変界磁制御電機子チョッパ制御（AVFチョッパ制御）が採用されています。運転操作は、1軸両手ハンドル式のワンハンドルマスコンで行います。
集電装置: 屋根上の大部分を空調装置が占め、また回生制動車の性質上、架線からの集電装置の離線は極力避ける必要がありました。そのため、折りたたみ時に屋根上の占有面積が小さく、架線追従性に優れた集電装置が求められました。これに応えて開発されたのが、東洋電機製造による新型Z形パンタグラフです。このパンタグラフは、宮島線での高速運転時にも市内線での低速運転時にも高い性能を発揮し、外観の軽快さも考慮してデザインされました。
ブレーキ: ブレーキシステムは、チョッパ制御器による回生制動を主とし、その不足分を空気圧指令を油圧に変換する空油変換弁を用いた電気指令式電磁直通ブレーキで補う構成でした。応荷重装置も利用しています。付随台車であるFS81Tには、油圧キャリパー方式のディスクブレーキが搭載されています。これらの組み合わせにより、常用時3.5km/h/s、非常時4.5km/h/sという高い減速度を実現しました。
運用
1980年12月の営業運転開始後、3500形は一時、宮島線と市内線を直通する主力車両として華々しく活躍しました。しかし、本形式での経験を元に開発された3700形以降の後続形式と比較すると、特に加速性能の面で見劣りする点がネックとなりました。また、試作車ゆえに故障が多く発生したり、連結幌の張り出しで車掌が車内を見通しにくかったり、ラッシュ時に多くの乗客が乗りにくいといった運用上の不都合も見られました。これらの理由から、次第に主力車両の座を譲り、予備車として扱われる機会が増えていきました。
より高い加速性能が求められる市内線直通運用には使われなくなり、主に平日朝ラッシュ時の宮島線内の限定された区間（広電西広島～商工センター入口～JA広島病院前、または広電西広島～商工センター入口～広電廿日市）での運用に限られるようになりました。2010年初めに車両故障が発生して以降、長らく荒手車庫で休車状態が続いていましたが、2012年9月に修理が完了しました。その後、2012年10月6日と7日には100周年記念事業の一環として宮島線で貸切運転が行われ、一時的に復活した姿を見せました。しかし、同年11月23日に千田車庫で開催された「路面電車まつり」での展示後、帰路の十日市町電停で再び故障し、自力での運転ができなくなりました。後続電車の推進によって江波車庫に収容されて以降、運用を離脱しました。荒手車庫での休車期間を経て、現在は江波車庫で休車状態が続いており、営業運転には就いていません。
3500形は、試作車としての課題を抱えつつも、日本の路面電車技術の可能性を大きく広げた歴史的に重要な車両と言えるでしょう。
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