小田急3000形電車(初代)

context: 小田急3000形電車(おだきゅう3000がたでんしゃ)は、1957年から1992年まで小田急電鉄において運用された特急用車両(ロマンスカー)である。

新宿と小田原との間を60分で結ぶことを目指した「画期的な軽量高性能新特急車」として計画され、開発に際して日本国有鉄道(国鉄)の鉄道技術研究所より技術協力が得られたことから、日本の鉄道車両において初の導入となる新技術がいくつか盛り込まれた車両であり、それらの中には国鉄の新幹線に発展的に引き継がれた技術も存在し、「新幹線のルーツ」や「超高速鉄道のパイオニア」ともいわれている。"SuperExpress"(略して「SE」)という愛称が設定されたが、「SE」という略称には"SuperElectriccar"という意味も含ませている。

本項では大井川鉄道(当時)に譲渡された車両についても本項目で記述する。

本項においては、本形式3000形は「SE車」、3100形は「NSE車」、7000形は「LSE車」、10000形は「HiSE車」、20000形は「RSE車」、50000形は「VSE車」、60000形は「MSE車」、鉄道省・運輸通信省・運輸省および日本国有鉄道が運営していた国有鉄道事業は「国鉄」、鉄道技術研究所は「研究所」、箱根登山鉄道箱根湯本駅へ乗り入れる特急列車については「箱根特急」と表記する。また、小田急が編成表記の際に「新宿寄り先頭車両の車両番号(新宿方の車号)×両数」という表記を使用していることに倣い、特定の編成を表記する際には「3011×8」「3021×5」のように表記する。
qas: question: 小田急3000形電車が運用され始めたのは何年ですか?
answers: text: 1957年

question: 新宿と小田原との間を60分で結ぶことを目指した企画の名は?
answers: text: 「画期的な軽量高性能新特急車」

question: 特定の編成を表記する際には「3011×8」と表記するとき、8が意味するのは?
answers: text: 両数

context: 東京急行電鉄(大東急)から分離発足した小田急では「新宿と小田原を60分で結ぶ」という将来目標を設定し、軽量・高性能な車両の開発が進められていた。折りしも国鉄の研究所では航空技術を鉄道に応用した超高速車両の研究が行われていたが、この構想に小田急が着目し、小田急と国鉄の共同開発として開発が開始された車両である。

登場した1957年に行われた東海道本線での高速試験において、当時の狭軌鉄道における世界最高速度記録となる145km/hを樹立、その後の国鉄の電車特急開発にデータを提供した。また、本形式の登場がきっかけとなって鉄道友の会ではブルーリボン賞の制度が創設され、1958年には第1回ブルーリボン賞を授与された。

当初は8両連接車として登場したが、1968年以降は御殿場線乗り入れのため編成を5両連接車に短縮し、"ShortSuperExpress"(略して「SSE」)とも称されるようになった。1991年に20000形(RSE車)が登場するまで運用され、1992年に全車両が廃車となった。
qas: question: 国鉄とともに、本車両の開発を担当したのはどの組織か?
answers: text: 小田急

question: ブルーリボン賞を初めて授与した年は何年だったか?
answers: text: 1958年

question: 本車両が運用されたのは何年までだった?
answers: text: 1991年

context: 1948年6月1日に小田急が大東急から分離発足した際に取締役兼運輸担当として就任した山本利三郎は、学生時代にその存在を知って以来連接車に関心を抱き、スペインで開発された連接車であるタルゴの存在を知ってからは「あれを電車でやれないか」と考えていたという。国鉄東京鉄道局に在籍していた1935年には、業務研究資料で「関節式新電車ニ就イテ」と題する構想を出した。これは、「関節車(連接車)を導入することで騒音・動揺・乗り心地を改善した上で、先頭部を流線形にし、駆動方式も吊り掛け駆動方式から改良して騒音を低減した高速電車を東京と沼津の間で走らせる」という内容であった。この発想は当時の国鉄ではまったく受け入れられなかったが、山本はその後も連接車の導入に関心を持ちつづけ、1948年冬には当時まだ新入社員であった生方良雄とともに、当時既に連接車として運用されていた西日本鉄道500形の構造や保守について視察した。
qas: question: 山本利三郎が取締役兼運輸担当として就任したのはいつですか?
answers: text: 1948年6月1日

question: 一九四八年、取締役兼運輸担当として就任した人物が一九三五年国鉄東京鉄道局に提出した業務研究資料のお題は?
answers: text: 「関節式新電車ニ就イテ」

question: 利三郎とともに1948年、西日本鉄道500形の構造や保守について視察した人物の名前は?
answers: text: 生方良雄

context: 一方、分離発足後の小田急では、戦争で疲弊した輸送施設の復旧と改善を主目的として設置された輸送改善委員会が、「新宿と小田原を60分で結ぶ」という将来目標を設定した。この目標値は、戦前に阪和電気鉄道が阪和天王寺と東和歌山の間61.2kmを45分で結び、表定速度は81.6km/hに達していたことを意識したもので、この表定速度であれば、新宿と小田原の間82.8km(当時)は60分で走破できると考えたのである。大阪出身である山本は、日ごろから阪和電気鉄道を引き合いに出していたという。この目標は、単に阪和電気鉄道の記録を破ることを目的にしていたわけではなく、速度向上によって車両の回転率を高めることによって経営効率の向上を図ることも目的としていた。
qas: question: 「新宿と小田原を60分で結ぶ」という目標値の経営効率の向上以外の目的は何ですか?
answers: text: 阪和電気鉄道の記録を破ること

question: 阪和電気鉄道で阪和天王寺と東和歌山の間61.2kmを45分で結んだ鉄道の表定速度では1時間に何キロいけますか?
answers: text: 81.6km

context: 当時は「高速走行のためには大出力の主電動機を使用して、粘着性能を稼ぐために車体も重く頑丈にする」ということが常識とされていた。しかし、この時の小田急の経営基盤はまだ脆弱で、スピードアップを目的として施設全般に多額の投資を行うことはできなかった。また、当時導入された国鉄モハ63形の改造車である1800形の乗り心地が悪く、保線部門から「線路を壊す車両」として嫌われたという事実もあった。このため、軌道や変電所などの投資を極力抑える一方で、車両の高速性能を向上するという方針が立てられた。この方針に従い、軽量・高性能な車両の開発が進められることとなり、研究や試験などを繰り返していた。

1954年に登場した2100形では車体の軽量化が実現、駆動方式についても同年に登場した2200形ではカルダン駆動方式が実用化された。また、この年の9月11日には新型特急車両の開発が正式に決定した。
qas: question: 2200形の登場で実用化された駆動方式は何ですか?
answers: text: カルダン駆動方式

question: 車体の軽量化という目標を実現したモデルは?
answers: text: 2100形

question: 新型特急車両開発の正式決定は何年の出来事ですか?
answers: text: 1954年

context: この頃、国鉄でも高速車両の研究を進めていた。1946年には山本の友人である島秀雄が、日本海軍航空技術廠にいた三木忠直や松平精などを研究所に招き、「高速台車振動研究会」を設立して研究を行った。航空技術廠から研究所に移った研究者たちは航空機の技術を導入した鉄道の高速化を研究し、台車の振動問題については、松平の研究によって解決策が見出されつつあった。

それまでの研究所は、開発よりは試験を行うことが多い研究機関であったが、1949年9月に大塚誠之が所長として着任すると、大塚は研究者に自由な研究を奨励し、研究成果の発表も積極的に行うように指導した。また、外部からの研究受託や設計も積極的に受けるようにした。

この方針を受けて、1953年9月に三木が発表した研究成果の内容は「軽量で低重心の流線形車両であれば、狭軌においても最高160km/h・平均125km/hで走行が可能で、東京と大阪を4時間45分で結ぶことも可能である」というものであった。ただし、この時の想定では、突起物を全て車体内部に取り込むという徹底的な空力設計を採用する一方で、電車方式(動力分散方式)ではなく1,200馬力の電気機関車牽引による7両編成の客車列車(動力集中方式)とする構想であった。
qas: question: 島秀雄、三木忠直などが設立した高速車両の研究のための組織は?
answers: text: 「高速台車振動研究会」

question: 台車の振動問題を解決した研究は誰の物だったのかその人物の名をフルネームで答えなさい。
answers: text: 松平精

question: 東京と大阪を4時間45分で結ぶことも可能であるとの研究成果を発表したものをフルネームで答えてください。
answers: text: 三木忠直

context: この構想は、国鉄本社から「これは本社が考えるべきことである」と批判を受けたが、運輸省は逆に「研究補助金を出すので申請するように」と通告した。そこで、日本鉄道車両工業協会で研究を受託するために「超高速車両委員会」が発足した。研究を重ねた後の1954年9月には「全長100.9mの7両連接車、自重113.3t、電動機出力は110kWが8台、定員224名、最高速度は150km/h」を目標にした車両構想が打ち出された。

山本はこの研究発表に着目し、1954年10月19日に研究所に対して「特急車両として世界的水準を抜くものにしたい」と、新型特急車両の企画・設計全般について技術指導を依頼した。

小田急と国鉄は東京と小田原の間で旅客数を争うライバル関係にあり、現実に国鉄の80系電車運行に対して小田急が反対していた経緯もあるので、この依頼は非常識にさえ見えた。しかし、この当時、島は桜木町事故の後に国鉄を退職していたものの、腹心の部下だった者を通じた影響力を行使できる立場にあった。国鉄内部でも当時既に高速電車の計画はあったが、大組織の国鉄ではなかなか理解が得られなかった。島は「私鉄が導入して成功すれば、国鉄も高速電車の導入に踏み切るだろう」と考えた。また、研究所側でも「小田急の構想に乗ることで研究成果の確認が可能になる」と考えた。研究所では小田急の要請に全面的に応じることとし、1954年10月25日から研究所が小田急の研究を受託するという形式で新型特急車両の共同開発が開始された。
qas: question: 研究補助金を出すと言った政府機関はどこですか?
answers: text: 運輸省

question: 山本が研究所に対し新型特急車両の企画・設計全般について技術指導を依頼したのはいつですか?
answers: text: 1954年10月19日

question: 当時国鉄のものではないが、国鉄に影響力を行使できた人物は誰ですか?
answers: text: 島

context: 基本構想の策定を行う研究会は、1954年11月から1955年1月までに合計8回行われた。1955年1月25日には基本構想が策定されたが、この時点では小田急の最長編成は17m車4両編成であったことから、全長70mの5両連接車という内容であった。1955年1月16日には共同設計者として日本車輌製造・川崎車輛(当時)・近畿車輛・東洋電機製造・東京芝浦電気(当時)・三菱電機が参画し、研究所の指導の下に具体的な設計に入った。小田急では創業当時から電装品は三菱電機、台車は住友金属工業の製品を採用しており、特に三菱グループとは主力取引銀行としての関係もあったが、新型特急車両の設計参画メーカーの決定に際しては純粋に技術的見地から決定され、どうしても優劣がつけがたく決定できない場合に限って、過去の小田急との取引を考慮して決定した。
qas: question: 基本構想の策定を行う研究会は1954年11月から3ヶ月の間合計何回行われましたか?
answers: text: 8回

question: 小田急と電装品の取引をしてきて、1955年共同設計者として参加した企業は何か?
answers: text: 三菱電機

question: 小田急で開業当初から使ってきた住友金属工業の製品とは?
answers: text: 台車

context: 山本は「1gでも軽い部品を採用する」と公言し、1mあたりの重量を1tとすることを目標として、軽量車両で安全に走行するための条件が徹底的に追及されたほか、将来の格下げを考えずにあくまで特急専用として考えられた。さらに、「特急車は10年もすれば陳腐化する」「丈夫に長く使える車両と考えるから鉄道車両の進歩が遅れる」という山本の考えにより、耐用年数は10年と考えることになった。

前頭部の形状の決定に際して、東京大学航空研究所の風洞を使用して、日本の鉄道車両設計の歴史上初めてとなる本格的な風洞実験が行われたほか、ディスクブレーキの試験も行われた。また、高速運転に伴って踏切事故などを防止するために補助警報器(特殊警笛)の現車試験なども行われた。

また、前述の通り、連接車に強い関心を抱いていた山本の主張によって、新型特急車両には連接構造が採用されることになった。三木は連接車に賛成していたが、研究所では保守上の不便を心配していたという。しかし、山本は「保守・整備は小田急が考えればいい話」と主張し、連接車導入と決まった。この時期の経堂工場は、17.5m車の4両編成すらもまとめて入庫できるような設備ではなかったので、小田急社内でも連接車の整備については「経堂工場で整備できるか自信が持てない」という意見があったという。
qas: question: 本車両の耐用年数は何年とかがえて製作されましたか?
answers: text: 10年

question: 前頭部の形状の決定する実験のとき使った器具はどう呼びますか?
answers: text: 風洞

question: 山本の強い要望により新型特急車両採用された構造は何ですか?
answers: text: 連接構造

context: 1956年5月には仕様が決定し、同年6月末から製作が開始されることになった。当初は前述の通り全長70mの5両連接車で計画されていたが、1957年5月から小田急で全長105mの6両編成による運転が開始されることになっていたため、1956年5月7日に全長108mの8両連接車に計画が変更された。経験・実績に乏しい方式だったにもかかわらず8両連接車を採用したのは、当時としては大英断であったと評されている。運転台を2階に上げて展望席を設置する案や、二等車等の優等車両を設ける案もあったが、最終的にはこれらの案は採用されなかった。

車両の調達に際しては、小田急・日本車輌製造・川崎車輛・住友信託銀行の4社で車両信託制度という新しい制度が設けられた。これはアメリカ合衆国のフィラデルフィアプランと呼ばれる制度に倣ったもので、新型特急車両は日本で初めて車両信託制度が適用された車両となった。

こうして、「画期的な軽量高性能新特急車」として登場したのがSE車である。
qas: question: 車両信託制度のモデルとなったアメリカの制度は?
answers: text: フィラデルフィアプラン

question: 日本初の車両信託制度の適用車両は何ですか?
answers: text: 新型特急車両

question: 車両信託制度は何社で設けられた制度ですか?
answers: text: 4社

context: 本節では、登場当時の仕様を基本として、増備途上での変更点を個別に記述する。更新による変更については沿革で後述する。

SE車は8両連接の固定編成で、先頭車が制御電動車、中間車は全て電動車で、形式はいずれもデハ3000形である。編成については、巻末の編成表を参照のこと。なお、閑散期には5両連接車としての運用も可能で、この場合は1・2・3・7・8号車の5両か、1・2・6・7・8号車の5両のいずれかとなるが、5両連接車とした場合は3両目が両側とも電動機を装着しない付随台車となる。ただし、ほとんど編成短縮の機会がないことから、回路の簡略化を図るため、1959年3月に製造された編成(3031×8)では永久8両連接の回路設定とした。それまでの日本の連接車では車体数に関わらず1編成単位で1つの車両番号であったが、SE車では車体ごとに車両番号を附番している。
qas: question: SE車の先頭車の形式は?
answers: text: デハ3000形

question: 「3031×8」の編成で永久に8両連接となったのはいつなのか?
answers: text: 1959年3月

context: 車体については、日本車輌・川崎車輛が担当することになり、研究所側は三木が主任担当者となった。

先頭車は車体長15,750mm・全長15,950mm、中間車は車体長12,300mm・全長12,700mmで、車体幅は2,800mmである。
qas: question: 中間車の車体幅は?
answers: text: 2,800mm

question: 先頭車と中間車の大きさを比較すると、車体長が大きいのはどっち?
answers: text: 先頭車

question: 研究所サイドで車体を担当したものは誰ですか?
answers: text: 三木

context: それまでの特急車両では、格下げを考慮して車体の強度を定員の250%の荷重として計算していたが、SE車では将来の格下げは考えず、定員の130%として荷重を計算した上で航空機の技術を取り入れ、各部にわたって徹底的な軽量化を図った。

車体構造は強度部材の軽量化のために張殻構造とし、車体外板はそれまでの車両よりも半分近い厚さ1.2mmの耐蝕鋼板を採用し、バックリング防止のため125mm間隔でリブを入れることによって強度を補う構造とした。この耐蝕鋼板は日本鋼管に開発を依頼したもので、銅とリンを加えたものである。当初計画では車体に軽合金を使用する予定であったが、車両メーカー側で軽合金車両の製造経験がなかったことと、価格が高いという理由により鋼板を使用している。

車体断面は下部を半径4,000mmの緩いカーブで絞り込み、側面上部を4度の傾斜角で内傾させた形状とすることで、横風に対する安定度を確保し、風圧の影響を減少させることを図った。低重心化のため台車間の床面を低くし、軌条上面から床面までの寸法は、台車の上では1,000mmで車体中央部では875mmとなった。台枠部は航空機の主翼構造を応用し、それまでの鉄道車両には存在した中梁を廃した上で、波板が縦方向の圧縮強度も担うようにしたほか、横方向の梁には航空機と同様に重量軽減孔を開けることで軽量化を図った。床板にも航空機の技術を応用し、ハニカム構造が採用された。
qas: question: 車体の強度を定員の250%の荷重として計算しなかった初めての特急車両は何ですか?
answers: text: SE車

question: 車体外板に使われた1.2mmの耐蝕鋼板の開発を担当したのはどこですか?
answers: text: 日本鋼管

context: こうした工夫の結果、構体重量は従来車が1mあたり500kgだったものが、SE車では1mあたり370kgにまで軽量化され、2300形が全長70mの4両編成で135t(1mあたり1.93t)であったのに対して、SE車では全長108mの8両連接車でありながら147t(1mあたり1.36t)と、大幅な軽量化を実現した。

なお、製造時にはそれまでの鉄道車両ではあまり行われていなかった荷重試験が行われ、構体の175箇所に対してねじれや圧縮などの力を加えた測定が行われた。荷重試験については、島も「国鉄車両の車体構造の設計に役立った」と評価しており、これ以後は国鉄・私鉄を問わず、新設計の車両では必ず荷重試験が行われるようになった。
qas: question: SE車の1mあたりの構体重量は何キロですか?
answers: text: 370kg

question: SE車の8両連接車の全体の重さは?
answers: text: 147t

context: 先頭部の形状は流線形で、模型を作成した上で風洞実験を繰り返し、さらにその結果を基にしてモックアップ(実物大模型)を作成した上で細部に検討を加えて決定された。これにより、形状抵抗係数は国鉄80系電車の0.64に対して、SE車では0.25にまで減少した。本来はもう少し上部を絞り込めば空気抵抗が減少するところだったが、当時の日本のガラス製造技術では円錐曲面のガラスが製造できず、円筒曲面ガラスを使用することを前提とした形状になった。

前照灯は日本の鉄道車両では初めてシールドビームが採用されたが、当時はまだ鉄道車両用のシールドビームが開発されていなかったため、自動車用の24V仕様のものを使用した。前照灯の配置は空気抵抗から流線形の頂点に配置するようにしたことと、左右に分けた場合には「1灯が故障した時に列車の位置が分からなくなる」という理由によって、2灯を前面中央部に並べた。また、対向する列車の運転士にとっては眩し過ぎることから、運転席には足踏み式減光スイッチを設けている。先頭部には異常時に使用する格納式簡易連結器が収納された。

また、先頭下部には車両が空力的に浮き上がらないように、排障器も兼ねたスカートが設置された。3031×8では正面のスカートの開口部が楕円形から真円形に変更されたのが外観上の識別点である。
qas: question: SE車の形状抵抗係数が0.25にまで減少したのはSE車のどのパートのおかげですか?
answers: text: 先頭部

question: 前照灯に使用したシールドビームは本来何向けの物ですか?
answers: text: 自動車用

question: SE車の形状抵抗係数は?
answers: text: 0.25

context: 側面客用扉は車体断面に合わせた高さ1,770mm・幅800mmの手動式内開き戸を中間車に1箇所ずつ配置した。扉を内開き戸にしたのは車体を極力平滑にするためで、当時まだプラグドアという発想はなく、航空機と同様の扉を採用すると却って重量が嵩むことから、この構造が採用された。側面窓は700mm四方の1段上昇窓を、窓柱の幅を300mmとして配置した。乗務員室の扉は高さ1,400mm・幅600mmである。車両間の貫通路は車内の見通しを良くする目的で広幅とし、仕切り扉は一切設けていない。

屋根はファンデリアの外気取り入れ口を設けた二重構造とし、先頭車の最前部には補助警報器のスピーカーを内蔵させた。

塗装デザインについては、「それまでの車両と同じ色で」という意見もあったが、「まったく新しい電車なのだから新しい色にすべきだ」と決まり、小田急の宣伝ポスター作成を手がけたこともある縁で、二紀会の宮永岳彦が色彩設計を担当、バーミリオンオレンジを基調にホワイト・グレーの帯が入る、警戒色となるような明るい色とした。このデザインは、その後NSE車・LSE車にも継承され、バーミリオンオレンジについてはVSE車とMSE車にも継承された。
qas: question: 扉を内開き戸にした理由は何ですか?
answers: text: 車体を極力平滑にするため

question: 先頭車に内蔵されているスピーカーの役割は何ですか?
answers: text: 補助警報器

question: 本車両の色彩設計を担当したのは誰ですか?
answers: text: 宮永岳彦

context: 車体の節で記述したように車体中央部を低床化しているが、台車上と車両中央部の床の高さの差は客室両端部の通路に傾斜をつけて解決した。座席については、回転式クロスシートを採用し、シートピッチ1,000mmで配置した。この座席は、DC-4型旅客機の座席を参考にし、ねじの頭を削るなど細かいところまで重量軽減にこだわった。軽量化を優先したためリクライニング機構の導入は見送られたものの、それまでの同種の座席の重量が60kgだったところを33kgにまで軽量化した。座席の回転方法は座席下のペダルを踏み込んでから回転させる方式である。ただし、車端部の座席はスペースに余裕がないことから回転しない。床に段差があることから、段差の上段になる座席では床面から座面の上面までを340mmに、それ以外の座席では床面から座面の上面までを400mmとして、着座位置を極力揃えるようにしている。窓の下には各座席ごとに引き出して使用する折畳みテーブルを設置した。
qas: question: 本車両が採用した座席のタイプは?
answers: text: 回転式クロスシート

question: 従来の回転式クロスシートの重量は?
answers: text: 60kg

context: 室内の配色は、天井を白、壁面は明るい色のデコラ張りとして、窓上カーテンキセ上部に赤い帯を入れた。座席は濃い青色の表地を採用した。

3号車の新宿寄り海側出入台脇と6号車の小田原寄り海側出入台脇には喫茶カウンター(売店)を設置した。2号車の新宿寄り海側出入台脇と7号車の小田原寄り海側出入台脇には男女共用和式トイレ・化粧室を配置した。喫茶カウンター・トイレとも、通路を挟んだ反対側は通常の座席である。

客室と乗務員室の仕切り扉は両ヒンジ式で、左右どちら側にでも開けるようにした。これは、乗務員から緊急時の脱出について意見があったためで、運転士が使用する際には乗務員室側から見て左ヒンジ、車掌が使用する際には右ヒンジとして開閉できるようにした。
qas: question: 3号車に配置された喫茶カウンターはどこにありますか?
answers: text: 新宿寄り海側出入台脇

question: 2・3・6号の中で売店が設置されていない車両は何号車ですか?
answers: text: 2号車