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架線集電（トロリーバス）とは？その基本的な定義と概要

架線集電、すなわちトロリーバスは、電気を動力源とするバスの一種であり、その電気を道路上空に張られた架線（オーバーヘッドライン）から取り入れて走行する特徴的な公共交通機関です。一般的なディーゼルバスや電気バス（バッテリー式）とは異なり、車両自体に発電機を持たず、また大容量のバッテリーも搭載しないため、その運行には必ず架線が必要となります。レールを必要としない点で路面電車と異なり、柔軟なルート設定が可能でありながら、ゼロエミッションで環境に優しいという利点を持ち合わせています。

トロリーバスの定義と特徴

トロリーバスは、国際的には「トロリーバス (Trolleybus)」または「トロリーコーチ (Trolleycoach)」と呼ばれ、日本の法令上は「無軌条電車」に分類されます。これは、道路運送法における「自動車」ではなく、鉄道事業法における「鉄道」に準ずる扱いを受けるためです。主な特徴として、以下の点が挙げられます。

• 架線からの電力供給： 車両上部のポール（トロリーポール）を通じて、架線から直流電力を受け取ります。
• 排気ガスゼロ： 電気で走行するため、運行中に排気ガスを一切排出しません。環境負荷の低減に貢献します。
• 静粛性： エンジン音がないため、非常に静かに走行します。市街地での騒音問題の軽減に役立ちます。
• 軌道不要： 路面電車とは異なり、レールを敷設する必要がありません。通常の道路を走行できるため、インフラ整備費用を抑えられます。

バスと電車の中間的な存在「無軌条電車」

日本の「無軌条電車」という分類は、トロリーバスがバスと電車、それぞれの特性を併せ持っていることをよく表しています。見た目はバスですが、その動力源が電気であり、架線から集電するという点は電車（特に路面電車）と共通しています。しかし、軌道を持たず、ハンドル操作で進路を変えられる柔軟性はバスのそれです。このユニークな性質が、トロリーバスが特定のニッチな需要に応える交通機関として存在する理由となっています。

法令上の位置づけと「無軌条電車」

日本では、トロリーバスは鉄道事業法に基づき「無軌条電車」として扱われます。これは、動力源が電気であり、架線から集電するシステムが鉄道のそれに類似しているためです。そのため、運行には鉄道事業の免許が必要となり、車両の保安基準や運行管理なども鉄道に準じた厳しい規制が適用されます。これにより、通常のバスとは異なる独自の立ち位置が確立されています。

架線集電（トロリーバス）の仕組み：どのようにして電気を取り込むのか？

トロリーバスが架線から電気を取り込む仕組みは、その運行を可能にする上で最も重要な要素です。このセクションでは、車両と架線、そして集電装置がどのように連携して電気を供給し、バスを動かしているのかを詳しく解説します。

トロリーポールと架線の役割

トロリーバスの屋根には、V字型またはL字型の金属製の棒が2本取り付けられています。これが「トロリーポール（集電ポール）」です。このトロリーポールが、道路上空に張られた2本の架線に接触し、そこから電気を取り込みます。なぜ2本なのかというと、直流電気の場合、電流の「行き」と「帰り」の両方が必要だからです。1本がプラス極、もう1本がマイナス極の役割を果たします。

集電シューと架線の接触

トロリーポールの先端には「集電シュー」または「トロリーホイール」と呼ばれる部品が取り付けられています。この集電シューが架線に押し当てられることで、安定的に電気が車両内部に取り込まれます。集電シューは滑りやすい素材でできており、架線との摩擦を最小限に抑えつつ、確実な接触を保つように設計されています。また、架線のカーブに合わせて柔軟に動くことができるため、バスの走行経路が多少変化しても、架線から外れにくいよう工夫されています。

車両内での電力変換とモーター

架線から取り込まれた直流電力は、車両内部で走行に必要な電力に変換され、モーターへと送られます。現代のトロリーバスでは、多くの場合、IGBTインバータなどの最新の電力変換装置が用いられており、高効率かつスムーズな加速・減速を実現しています。モーターは、一般的な電気自動車と同様に、電気エネルギーを回転運動に変換し、タイヤを駆動させることで車両を走行させます。

回生ブレーキによるエネルギー回収

多くの現代のトロリーバスには、回生ブレーキが搭載されています。これは、車両が減速する際にモーターを発電機として動作させ、その際に発生する電気エネルギーを架線に戻す（回生する）システムです。これにより、電気エネルギーの無駄を減らし、省エネルギー運転に貢献します。特に、坂道の多い地域では、下り坂での回生ブレーキの効果が大きく、電力消費量の削減に繋がります。

トロリーバスの歴史：誕生から発展、そして現在の動向

トロリーバスの歴史は古く、その誕生は19世紀末に遡ります。環境問題への関心の高まりとともに、再び注目を集めているこの交通機関の歩みを辿ってみましょう。

トロリーバスの誕生と初期の発展

世界で最初のトロリーバスは、1882年にドイツの発明家ヴェルナー・フォン・ジーメンスによってベルリン郊外で試験運行された「エレクトロモート」であると言われています。これは、馬車の代わりにモーターを搭載し、架線から電気を受け取るという画期的なものでした。その後、20世紀初頭にかけてヨーロッパを中心に普及が進み、都市部の公共交通機関として重要な役割を担うようになります。

日本のトロリーバス導入初期

日本においては、1928年に神戸市で初めて本格的なトロリーバスが導入されました。戦後、高度経済成長期には、都市部の交通渋滞緩和やディーゼルバスの排気ガス問題への対策として、各地で導入が進みました。特に、坂道が多い都市や、既存の路面電車網を補完する形で運用されることが多く、その静粛性とゼロエミッション性が評価されました。

ディーゼルバスへの転換と衰退

しかし、1960年代以降、自動車社会の到来とディーゼルバスの性能向上、そして架線インフラの維持コストの高さから、多くの都市でトロリーバスは姿を消していきました。柔軟なルート変更が難しい点や、架線が景観を損ねるという意見も、衰退の一因となりました。日本でも、大阪市営トロリーバスや横浜市営トロリーバスなど、多くの路線が廃止され、その数は大幅に減少しました。

環境意識の高まりによる再評価

近年、地球温暖化問題や都市部の排気ガス問題への意識が高まるにつれて、トロリーバスは再びその価値が見直されています。特に、排気ガスゼロという最大のメリットが、環境負荷の低い公共交通機関として注目を集める理由となっています。また、バッテリー技術の進化により、架線が途切れる区間でも一時的にバッテリー走行が可能なバッテリー併用型トロリーバス（In-Motion Charging: IMC）も登場し、運用の柔軟性が向上しています。

バッテリー併用型トロリーバス（IMC）の登場

バッテリー併用型トロリーバス（IMC）は、従来のトロリーバスの弱点であった架線インフラの制約を克服する技術として注目されています。これは、架線のある区間で走行中にバッテリーを充電し、架線がない区間ではそのバッテリーで走行するというシステムです。これにより、既存のバス路線にトロリーバスを導入する際のインフラ整備費用を抑えたり、災害時など架線が使用できない場合でも運行を継続できるなど、運用上のメリットが拡大しています。

トロリーバスのメリットとデメリット

どのような交通機関にも、メリットとデメリットが存在します。トロリーバスの導入を検討する際には、その特性を十分に理解することが重要です。

トロリーバスの主なメリット

トロリーバスが持つ独自の利点は、特に環境性能と運行効率の面で顕著です。これらのメリットは、持続可能な都市交通システムを構築する上で重要な要素となります。

• ゼロエミッション： 走行中に排気ガスを一切排出しないため、大気汚染の改善に大きく貢献します。都市部の空気質改善には不可欠な要素です。
• 高い静粛性： エンジン音がないため、非常に静かに走行します。これにより、沿線住民の騒音問題が軽減され、車内の乗客も快適に過ごせます。
• 動力性能： 電気モーターの特性上、発進時や坂道でのトルクが大きく、ディーゼルバスよりも力強くスムーズに走行できます。特に勾配のきつい路線ではその威力を発揮します。
• エネルギー効率： 回生ブレーキによって、減速時の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、再利用できるため、エネルギー効率が高いです。
• 長寿命： 内燃機関を持たないため、振動が少なく、構造が比較的単純であることから、車両自体の寿命がディーゼルバスよりも長い傾向にあります。
• 電力を安定供給： 架線から常に電力が供給されるため、バッテリー切れの心配がありません。長距離運行や頻繁な運行にも対応しやすいです。

トロリーバスの主なデメリット

一方で、トロリーバスには導入や運用において考慮すべきいくつかの課題も存在します。これらのデメリットを理解し、適切な対策を講じることが成功の鍵となります。

• 高コストなインフラ整備： 架線の設置や変電所の建設など、初期のインフラ整備に多額の費用がかかります。特に都市部では、既存の地下埋設物や景観への配慮も必要となります。
• ルートの固定性： 架線が敷設されている区間しか走行できないため、ルート変更の柔軟性が低いという欠点があります。災害時や工事による迂回が難しい場合があります。
• 景観への影響： 多数の架線が空中に張り巡らされるため、都市景観を損ねるという意見もあります。特に歴史的な街並みでは懸念材料となることがあります。
• 停電時の対応： 架線からの電力供給が停止すると、走行不能になります。予備電源やバッテリー走行機能がない場合、運行が完全に停止してしまうリスクがあります。
• メンテナンスコスト： 架線やパンタグラフ、変電設備などの維持管理には定期的な点検と補修が必要であり、そのコストが発生します。
• 特殊な運転技術： 架線からポールが外れないようにする、あるいは外れた際に元に戻すなど、通常のバス運転とは異なる特殊な技術や対応が求められます。

導入事例におけるメリット・デメリットの考察

実際にトロリーバスを導入している都市では、これらのメリットを最大限に活かしつつ、デメリットをどのように克服しているかが注目されます。例えば、景観問題については、架線や電柱のデザインを工夫したり、歴史的地区への導入を避けるなどの配慮がなされています。また、ルートの固定性については、バッテリー併用型トロリーバスの導入により、一定の柔軟性が確保されるようになっています。

世界のトロリーバス導入事例：多様な都市での活用

世界では、環境意識の高いヨーロッパを中心に、トロリーバスが公共交通機関として広く活躍しています。ここでは、代表的な導入事例をいくつかご紹介し、それぞれの都市におけるトロリーバスの役割と特徴を探ります。

ヨーロッパにおけるトロリーバスの普及

ヨーロッパでは、古くからトロリーバスが導入されており、現在でも多くの都市で運行されています。特に、環境規制の厳しい国々では、そのゼロエミッション性が高く評価されています。

スイス：環境都市の象徴

スイスは、環境意識が非常に高い国であり、多くの都市でトロリーバスが運行されています。特にチューリッヒやジュネーブでは、大規模なトロリーバス網が形成されており、主要な公共交通機関として市民の足となっています。スイスのトロリーバスは、最新技術を積極的に導入しており、回生ブレーキによるエネルギー回収やバッテリー併用型（IMC）の導入が進んでいます。美しい景観と共存できるよう、架線のデザインにも配慮が見られます。

フランス：都市交通の近代化

フランスのリヨンやナンシーなども、トロリーバスが運行されている都市として有名です。特にナンシーでは、ゴムタイヤ式のLRT（ライトレールトランジット）として「TVR」と呼ばれる特殊なトロリーバスが導入されていましたが、2023年に通常のトロリーバスに置き換えられ、より一般的なシステムに移行しました。フランスでは、都市の中心部を走る路面電車と連携し、広範囲にわたる公共交通網を形成する役割を担っています。

チェコ共和国：歴史と伝統の継承

チェコ共和国のプラハやブルノでも、古くからトロリーバスが運行されています。これらの都市では、路面電車とともに主要な交通手段として定着しており、歴史的な街並みの中に溶け込んでいます。特に、プラハのトロリーバスは、歴史的な車両も大切に保存されており、観光客にとっても魅力的な存在となっています。

その他の地域での導入事例

ヨーロッパ以外でも、トロリーバスは様々な国で利用されています。経済発展が著しい新興国では、都市部の交通渋滞や大気汚染対策として、新たな交通手段として導入されるケースも増えています。

中国：世界最大のトロリーバス網

中国は、世界で最も大規模なトロリーバス網を持つ国の一つです。上海や北京など、大都市を中心に多くの路線が運行されており、市民の日常の移動手段として欠かせない存在です。中国では、急速な都市化と環境問題への対応から、電動バスの導入が積極的に進められており、トロリーバスもその一環として重要な役割を担っています。

アメリカ：環境先進都市の取り組み

アメリカでは、かつて多くの都市でトロリーバスが運行されていましたが、自動車社会の発展とともに減少しました。しかし、近年では環境意識の高まりから、シアトルやサンフランシスコなどで、最新のトロリーバスが導入され、運行が継続されています。これらの都市では、勾配の多い地形に対応できるトロリーバスの特性が評価されています。

日本のトロリーバス導入事例：歴史と現在の動向

日本においても、かつては多くの都市でトロリーバスが運行されていましたが、現在ではその数が大幅に減少しています。しかし、その中でも特別な役割を担い、今も運行を続けている路線があります。

かつての日本のトロリーバス

高度経済成長期には、東京、大阪、名古屋、京都、横浜、神戸、広島、福岡など、日本の主要な都市でトロリーバスが運行されていました。これらの路線は、路面電車の代替や新興住宅地への足として活躍しました。しかし、前述の通り、自動車社会の到来や維持コストの問題から、1970年代から1980年代にかけてその多くが廃止されました。

都市部のトロリーバスの廃止理由

日本の都市部でトロリーバスが廃止された主な理由は以下の通りです。

• モータリゼーションの進展： 自家用車の普及により、道路交通の主役が自動車へと移り変わりました。
• ディーゼルバスの性能向上： 排気ガス規制が緩やかだった時代には、ディーゼルバスの導入コストや運行の柔軟性が重視されました。
• インフラ維持コスト： 架線や変電所の維持管理にかかる費用が、鉄道事業者にとっては負担となっていました。
• 景観問題： 都市部に張り巡らされた架線が、景観を損ねるという意見もありました。

現存する日本のトロリーバス：立山黒部貫光無軌条電車

2024年現在、日本で唯一のトロリーバスとして運行されているのが、立山黒部貫光無軌条電車です。これは、立山黒部アルペンルートの一部として、関電トンネルトロリーバスとして親しまれていました。2018年まで運行され、2019年からは蓄電池式の電気バスに転換され、その役割を終えました。

しかし、実はもう一つ、立山黒部アルペンルートには立山トンネルトロリーバスがありました。こちらは、2024年現在も運行を続けており、日本で唯一のトロリーバスとなっています。

今後の展望：日本の公共交通における可能性

現在の日本では、新規のトロリーバス導入の動きは活発ではありません。しかし、地球温暖化対策や都市の環境改善への意識が高まる中で、将来的にはバッテリー併用型トロリーバス（IMC）などの技術革新により、再びその可能性が検討されることもあるかもしれません。特に、観光地や環境規制の厳しい地域での導入は、検討の余地があると言えるでしょう。

BRT（Bus Rapid Transit）との連携

将来的には、トロリーバスがBRT（Bus Rapid Transit：バス高速輸送システム）の一部として導入される可能性も考えられます。BRTは、バスの速達性・定時性を高めるためのシステムであり、専用レーンや優先信号などを活用します。このBRTに電動車両であるトロリーバスを導入することで、さらなる環境負荷の低減と、都市交通の効率化が期待できます。

まとめ：トロリーバスが示す持続可能な公共交通の未来

本記事では、架線集電、すなわちトロリーバスについて、その基本的な仕組みから歴史、メリット・デメリット、そして世界と日本の導入事例まで、幅広く解説してまいりました。

トロリーバスは、電気を動力源とし、架線から給電を行うというユニークな特性を持つ公共交通機関です。ゼロエミッションで環境に優しく、高い静粛性と強力な動力性能を持つ一方で、高コストなインフラ整備やルートの固定性といった課題も抱えています。しかし、バッテリー併用型（IMC）などの技術革新により、その運用上の柔軟性は向上しつつあります。

世界では、特に環境意識の高いヨーロッパを中心に、多くの都市でトロリーバスが今もなお主要な公共交通機関として活躍しています。日本では、かつて多くの都市で運行されていましたが、現在では立山トンネルトロリーバスが唯一の存在として、その特別な役割を担っています。

地球規模での環境問題が深刻化する中、持続可能な社会の実現は喫緊の課題です。その中で、トロリーバスのような環境負荷の低い公共交通機関は、今後ますますその価値が見直されることでしょう。都市の空気質改善、騒音低減、そしてエネルギー効率の向上に貢献するトロリーバスは、未来の都市交通を考える上で重要な選択肢の一つであり続けるはずです。この情報が、皆様のトロリーバスへの理解を深める一助となれば幸いです。