小田急9000形電車
登場の経緯
朝ラッシュ時における小田急の通勤輸送は、1969年より大型通勤車両による8両編成での運行のために5000形の4両固定編成が製造されていたが、この時期すでに千代田線との直通運転は決定していたものの、5000形の登場時点では、まだ乗り入れ車両に関する具体的な設計協議には入っていなかった。
しかし、その後2事業者間での協議が進むにつれ、早ければ1974年には直通運転が開始される見通しとなった。当時の小田急では、年間の車両製造数を20両から30両前後としていたことから、あらかじめ直通運転に必要な両数を製造して直通運転開始時に備える必要があった。その一方で、直通列車以外の輸送力の増強も継続するため、5000形の増備を一時中断した上で、直通列車と自社線内の列車のどちらにも使用できる車両として製造されることになったのが9000形である。
5000形の次の新形式車両なので、本来であれば「6000形」となるべきところであったが、すでに営団地下鉄では千代田線用の車両として6000系の試作車両が登場しており、同一番号となる可能性があったため、千代田線の計画路線名称である「9号線」に合わせて9000形と仮称したものが、そのまま正式な形式名として採用された。
車両概説
本節では、登場当時の仕様を基本として記述し、更新による変更については沿革で後述する。
全長20mの車両による4両固定編成と6両固定編成が製造された。形式は先頭車が制御電動車のデハ9000形で、中間車は電動車のデハ9000形と付随車のサハ9050形である。サハ9050形は6両固定編成にのみ連結される。車両番号については、巻末の編成表を参照のこと。
車体
先頭車・中間車とも車体長19,500mm・全長20,000mmのの全金属製車体であるが、車体幅は千代田線の車両限界に適合させるため、5000形の2,900mmに対して30mm狭い2,870mmとされた。当時の運輸省が定めていた鉄道車両の防火基準である「A-A基準」にも対応している。
9000形は千代田線内では営団5000系・6000系や国鉄103系1000番台とともに運行されることになり、特に営団6000系はその左右非対称の正面デザインが斬新なものとして評価されていたことから、6000系にひけをとらないようなデザインにすることが望まれた。このため、各製造メーカーにデザインの提案を依頼し、その結果として東急車輛製造の伊原一夫によるデザインが採用されたが、これは運転席・助士席の窓を傾斜させた上で屋根近くまで大きく拡大、前照灯と尾灯は逆に運転席・助士席の窓下に配置し、方向幕は貫通扉の上部に配置という、当時の小田急通勤車両からは大きく異なる様式となった。前面下部には、小田急の通勤車両で初採用となる台枠下部覆い（スカート）が設置された。
側面客用扉は各車両とも4箇所で、1,300mm幅の両開き扉である。側面窓の配置は、900mm幅・高さ900mmの1段下降窓が採用された。これは、小田急の車両では「HB車」と通称される戦前製の車両以来、久々の採用となった。これまでの車両と同様、客用扉間に2つ1組で、客用扉と連結面の間には1段下降窓が1つ設けられ、客用扉と窓の間には幅280mmの戸袋窓を配置しているが、乗務員扉と客用扉の間については後述するように乗務員室に搭載する機器が多くなり、乗務員室が長手方向に400mm拡張されたため、この箇所の戸袋窓はなくなった。
車両間の貫通路は1,080mm幅の広幅で、妻面の窓は固定窓とされた。6両編成ではサハ9550番台の車両の小田原寄り車端部に仕切り扉が設置された。
車体側面中央の客用窓上部には、種別表示器が設置された。初期に製造された4両固定編成6本は、5000形と同様の切り替え式であったが、1973年の増備車両からは、側面の種別表示器が巻取り字幕式に変更された。塗装デザインについては、5000形と同様、ケイプアイボリーをベース色として、300mm幅でロイヤルブルーの帯を窓下に入れるという塗装が採用された。
内装
座席はすべてロングシートで、客用扉間に7人がけ、客用扉と連結面の間には4人がけの座席が配置される。5000形では座席の奥行きを520mmとしていたが、9000形ではさらに30mm深くした550mmとして座り心地の改善を図った。
車内の照明装置は交流蛍光灯18本（中間車は20本）と直流蛍光灯4本で、直流蛍光灯は予備灯兼用である。
主要機器
9000形には、千代田線内における平坦区間での起動加速度は3.3km/h/sを標準として、緊急時には上り35‰勾配線において無動力の10両編成を駅まで推進可能という性能が要求された。また、営団では地下線内での温度上昇を避けるため、大量の熱をトンネル内に放散するのは好ましくないという見解を示していた。そのため、制御方式は界磁チョッパ制御、制動方式についても回生制動を採用するなど、極力発熱量の少ないものにしなければならなかった。
その一方で、自社線内の列車で使用するための条件も考慮する必要があった。5000形と同様に急行列車にも使用できるように最高速度は120km/hと設定された。このような高速域からの制動においては、回生制動では発生電圧が高くなりすぎる上、回生制動が失効するとその後は空気制動だけとなってしまうことにより制動距離が長くなってしまうため、自社線内では発電制動が必須と判断された。
9000形の設計にあたっては、これらの要求を満たすために注意が払われた。
乗務員室は、小田急のOM-ATS装置だけではなく千代田線で使用されている車内信号式自動列車制御装置 (CS-ATC) を搭載する必要があったため、前後方向に400mm拡張された。ただし、登場当初は乗り入れ時期が具体化していなかったため、準備工事のみである。運転台も営団6000系などの乗り入れ車両と極力統一するため、主幹制御器（マスター・コントローラー）もそれまでの小田急の標準であったデッドマン装置付とは異なるものになったほか、ATCの車内信号表示に対応した速度計となった。
主電動機の選定にあたって、当時の技術で要求仕様に対応させるには、電動車比率（MT比）を10両編成で8M2Tとする必要があった。10両編成での総出力から逆算すると、1台あたり110kWの出力で済むことになったことから、三菱電機製の複巻整流子電動機であるMB-3182-AC型が採用された。制御装置については、営団6000系では電機子チョッパ制御を採用していたが、コスト面で界磁チョッパ制御の方が有利であることや、発電制動を備える必要があることなどを主な理由として、界磁チョッパ制御方式を採用した。なお、チョッパ制御自体は小田急では初の採用事例である。駆動方式はWNドライブで、歯数比は97:18=5.39に設定した。
制動装置（ブレーキ）は応荷重機構付電空併用のHSC-DR形電磁直通ブレーキが採用された。これは制動初速によって回生制動と発電制動を自動的に選択する仕組みになっており、初速が75km/h以下の場合は発熱抑制のため回生制動が、75km/h以上の場合は高速域から安定した制動力が得られる発電制動が作用する。また、回生制動失効時には自動的に発電制動に切り替わる。強制通風式の抵抗器が採用されたのは5000形と同様であるが、地下鉄線内使用を考慮して、より低騒音なものにされている。
台車は、主電動機の出力を110kWとしたことから、車輪径は標準的な860mmでも問題ないと判断されたので、電動車と付随車のいずれも車輪径は860mmに揃えられた。電動車が住友金属工業製FS385、付随車は住友金属工業製FS085である。高速域からの制動効果を確保するために、基礎制動装置をクラスプ式（両抱え式）としたアルストムリンク式空気ばね台車であることは5000形と同様である。なお、当初は波打車輪を使用していた。
集電装置（パンタグラフ）は、剛体架線での追従性能が高いPT-4211S形集電装置を採用し、6両固定編成での全ての電動車と、4両固定編成のうちデハ9100番台・デハ9300番台の車両に搭載された。
冷房装置については、8,500kcal/hの能力を有するCU-12B型集約分散式冷房装置を1両あたり5台搭載した。この冷房装置は、5000形の新製冷房車で採用されていたCU-12A型の改良版である。補助送風装置は扇風機からラインフローファンに変更され、室内の天井は平天井構造となった。補助電源装置は、140kVAのCLG-350A型電動発電機 (MG) をデハ9000番台・デハ9200番台・デハ9400番台・デハ9600番台の車両に搭載した。