相鉄6000系電車

概要

相鉄では1955年（昭和30年）に自社開発の高性能電車、初代5000系電車を制作した。5000系は当時の最新技術を取り込んだ意欲作で、中古車主体であった相鉄に華を与えたものの、朝鮮戦争以後の高度経済成長において沿線の開発が急速に進み、18m長の中型クラスの5000系では輸送力に難が見られるようになっていた。5000系は2両編成での運用を基本として製造されたが、のちに中間車を組み込み一部が4両編成化された。
このように輸送力の向上は喫緊の課題であったが、5000系は全車両が電動車でかつ、電動車はMM'ユニット構成であり2両単位でしか連結出来なかった。また、丸みを帯びたデザインの先頭部分は貫通扉が設置できず、2編成以上連結すると通り抜けが出来ず不便であった。これらのことから、1両単位で柔軟に編成を組むことのできる新系列を制作することになった。すでに相鉄では国鉄63系電車と同等の3000系電車を導入していたことで、大型車両が走行できる環境は整っていたこともあり、20m長両開き4つドアの大型車体を持った車両とし、輸送力の増大に備えた6000系電車が誕生した。この6000系は非常に実用的な車両に仕上がり、一時期の相鉄を代表する車両として旧型車両を一掃し、横浜駅周辺の開発とともに相鉄の躍進に大きく貢献した。

概要

1961年から1970年までに120両が5000系と同じく日立製作所（日立）で製造された。初期コストと保守コストを当時の旅客輸送量に見合うように最適化した設計とされ、車体、各種機器ともに気動車に通ずる合理性を追求したつくりとなっているのが特長で、最短2両編成から1両単位で車両を増やすことが可能である。後述する新6000系とは車体幅や走行機器類が大きく異なるが、両者の併結運転は可能であり後述のように新6000系の編成に組み込まれた車両も存在した。

車体

相鉄の自社開発車両では初めて20m長の大型の車体と、片側4つの両開きドアを採用した。車体は直線を基調とし先頭車中央部には貫通扉を設けており、編成中間に組み込んだときにも通り抜けが出来るように配慮されている。側窓は5000系と同じく窓の配置が前後で非対称になっており、先頭車はd1D2D2D2D1、中間車は2D2D2D2D1（d：乗務員扉、D：客用扉）と、関東地区の鉄道事業者では唯一となる窓配置となった。
材質は普通鋼製。登場時の車体の色は5000系と同じ紺色系の塗装に塗り分けられた。貫通扉の塗り分けが、最初の8編成とそれ以降とで若干の違いがある。1973年より緑色系の塗装に変更されている。全車両が非冷房で登場したものの、1979年（昭和54年）から冷房装置搭載工事を行い、1986年（昭和61年）までに全車完了している。屋根上に搭載された冷房装置の形式は日立FTUR-550で能力は40000kcal/hである。

モハ6021

1967年（昭和42年）7月に日立製作所からモハ6000形の1両として登場したアルミニウム合金車体試作車。6000系の中でもアルミ車体はこの1両のみであり、横浜方先頭車として他の普通鋼製車両と連結し使用された。また、この車両を基に後から2100系・5000系・7000系がアルミ製の車体で製造されている。車体重量は軽量性に優れるアルミ素材を用いた結果、普通鋼製のモハ6000形に比べ約4.5tの軽量化に成功している。塗装はアルミの地の色を活かしたクリア塗装であるが、正面の貫通扉付近にはアクセントとして縦一直線に赤色を配色、銀一色では風景と同化しやすいため、目立つ色を配置することにより、車両接近時における視覚伝達の機能を兼ね備えたデザインとした。
屋根上のベンチレーターも他の車両のガーランド型に対してグローブ型を搭載、また後年の冷房装置搭載改造の際にも、7000系電車で試験的に設置されていたヒートポンプ式の冷暖房装置が移設されるなど異彩を放っていた。なお、7000系で試用されていた際には、頭上の吹き出し口から温風が出ていたが、モハ6021に移設した際に、温風を座席下へダクトで送り込む方式へ改造し、試行していた。晩年はサハ6621とともに新6000系へ組み込まれ、旧6000系としては最後に廃車された（「#廃車とその後」も参照）。

車内設備

すべての座席がロングシートを採用、生地の色は緑色（登場時は紺色）である。車内は薄い青緑の寒色系でまとめられている。天井には扇風機が備え付けられている。客用ドアは相鉄では初の両開き扉を採用し輸送力の増大に備えた。1車両につき片側4つの扉を備える。

走行設備

5000系は動力車2両を1組とする、いわゆるMM'ユニット方式を採用し各種機器を2両に分散して搭載することで軽量化を実現していた。しかし、一方でこの方式は動力車の数が増えることは保守の増大を招き、編成内の車両数の調整も2両単位でしか行えないなどの問題点が露呈していた。本系列では5000系以前の車両の設計に立ち返り、動力車1両に運転に必要な各種機器を搭載し、モーターを搭載しない付随車を組み込むという設計に変更した。しかし、導入最終段階では再びMM'ユニット方式の採用を模索しており、モハ6100形の最後の車両であるモハ6144とモハ6145はユニット試作車として落成し、大容量CPをモハ6144だけに搭載し2両分を賄うなど、のちの新6000系につながる研究も行われた。ただし、この2両はどちらにも主制御器を搭載するため、厳密なMM'ユニット方式とは言い難い。
主電動機は日立HS-514系を採用し、1-15次車まではHS-514-Arb・HS-514-Crb、ユニット試作車であるモハ6144-モハ6145はHS-514-Drbである。5000系に搭載していたものの2倍の出力となった結果、動力車の数を減らしても性能を維持することに成功した。抵抗制御であり、主制御器は日立製作所製のMMC-HT-10系（直列10段、並列7段、弱め界磁5段）である。ブレーキ装置は5000系と同様、応答性に優れる電磁直通弁式電磁直通ブレーキで、5000系に搭載されていた発電ブレーキは無いものの、応荷重制御機構があり、乗車率の違いによってブレーキの強弱を制御できるものとなっている。
車軸への動力の伝達方式は、初代5000系電車に続き直角カルダン駆動方式が採用された。台車はいずれも枕バネに空気バネを採用し、車体支持方式はサハ6625を除いて揺れ枕式で電動車がKH34,KH43,KH59、付随車がKH34A,KH43A,KH60の各形式を採用したが、サハ6625はインダイレクトマウント式のKH-72を装備した。軸箱支持装置はいずれも軸箱左右に突き出す翼形の金具を取り付け、それぞれにコイルばねを乗せて側枠からの荷重を支える形状のウィングばね式であった。ブレーキ本体は踏面ブレーキを採用したKH34とKH34A以外はディスクブレーキを採用し、ブレーキローターが車輪の外側に装着されている。通常ではブレーキローターは車輪内側に装着されるが、当時、1,067mm軌間用の電動台車ではバックゲージが充分ではなく、外付けにせざるを得ないためである。以後相鉄において直角カルダン車はこのタイプの台車を採用してゆくことになる。
ブレーキやドアの開閉に使う圧縮空気を作り出す空気圧縮機 (CP) は動力車であるモハ6000形と、モハ6145を除くモハ6100形に搭載し、非ユニット車はC-1000形（定格吐出量1120l/min）、ユニット試作車であるモハ6144はHB2000形（定格吐出量2130l/min）を採用した。車内照明などの電源用として小型電動発電機 (MG) もモハ6000形とモハ6100形に搭載するなど、動力車に各種機器を積み込むことで柔軟な運用を可能していたが、前述の冷房化に伴い電源用として東洋電機製造製の大容量MGをクハ6500形とサハ6600形に搭載し、動力車の小型MGは撤去された。なお、編成を組んだときに必要量が満たされている場合ではMG,CPともに該当形式であっても搭載しなかった車両もあり、またMGやCPの形式も様々であることと相まって非常にバラエティに富んでいる。

保安装置

登場当初は搭載していなかったものの、1968年に瀬谷駅構内において発生した貨物列車との衝突事故を機に自動列車停止装置 (ATS) が設置されている。

廃車とその後

車体・機器の老朽化によって、1992年（平成4年）の20両から導次8000系電車と9000系電車置き換えによる廃車が始まり、1997年（平成9年）5月までに120両全車両が運用を離脱した。運用期間は35年7か月間となり、相鉄の車両では当時の最長期間を記録し、最適化設計の妥当性を実証した。
その後、殆どの車両は解体されているが、トップナンバーのモハ6001とアルミ車体試作車のモハ6021の2両はかしわ台車両センターで静態保存されている。旧6000系の合理化設計はその後の車両開発に大きな影響を与えた。特にアルミ車体のモハ6021は、その後アルミ素材を用いて車体軽量化を図ってゆく礎となった他、特徴的な正面貫通扉の赤色系の塗装もその後の車両に引き継がれることとなった。

概要

旧6000系の使用実績をもとにモデルチェンジした車両で、1970年（昭和45年）から1974年（昭和49年）までに70両が導入された。6000系グループの16次製造分以降に当たるが、車体や走行機器類が大きく変更されたことから、新6000系と呼ばれる。
相鉄では本系列製造中に初代5000系電車や2000系電車といった鋼製車体の旧型車両を軽量なアルミ車体に載せ替える改造を行い、結果アルミ車体の優位性が確認されたことから本系列は70両で製造が打ち切られ、その後は本系列とほぼ同じ設備を有するもののアルミ車体の7000系電車の製造へと変更された。

車体

普通鋼製の20m長で片側4つドアの両開きドアを持つ通勤型の車体である。車体幅が旧6000系電車よりも広く取られ、私鉄電車では西武鉄道の車両と並んで当時日本最大級の2,930mm幅とされた。このため車体下部を絞った「裾絞り」デザインで、曲線走行時の車両限界に対応している。正面は、種別表示器と運行番号表示器が最初から作りつけになっており、上部にできるだけ大きくして並べるという、同時期に登場した自社の2100系電車と共通のレイアウトで、後の5100系電車や7000系電車にも採用されている。また、運転台はエルゴノミクス・デザインの観点から配置・設計が見直されている。中間車両側面の窓配置も一般的な左右対称に改めた。
相鉄最初の冷房車は本系列であり、1971年（昭和46年）7月に4両の試作車が登場。同年増備車は非冷房で登場したが、翌年の増備からは量産冷房車となり、非冷房車も1979年（昭和54年）までに冷房改造された。搭載する冷房装置は、試作車にはやや能力の低い30000kcal/hのものも搭載されたが、量産冷房車には旧6000系同様の日立製FTUR-550で能力は40000kcal/hが採用され、その後はこの冷房装置が標準型となり各車両に搭載されることになる。換気用のベンチレーターは基本的に「ガーランド型」であるが、非冷房で登場した初期の先頭車両は、これに加えて「押し込み型」を一つずつ搭載しており、冷房改造後も撤去されなかった。また、集電装置（パンタグラフ）はすべての電動車の海老名方の屋根上に搭載する。

車内設備

座席はすべてロングシートである。内装の配色には製造された年代によって異なり、初期は緑系（壁面・座席とも緑、ただし座席は当初紺色）、量産型冷房車を境に後期はオレンジ系（座席オレンジ、壁面白大理石柄）の2種類がある。オレンジ系の内装色はその後の相鉄車両に引き継がれた。晩年は緑系の内装にもかかわらず、オレンジ色のシートモケットに張りかえられた車両も存在した。同時期（1972年）に登場した5100系にはパワーウィンドウが採用されたが、本系列の窓の開閉は全車両が手動である。

走行設備

電装品は、当時建設中のいずみ野線の規格に対応した高加速度設計になっている。主電動機は日立HS-515-Arbを採用し、定格出力は130kWに増強された。ただし、定格回転数は1,300rpm、最弱め界磁率は20%のままである。歯車比も49:9 (5.44) から高速向きの49:10 (4.90) に変更されている。主制御器（モーターの制御装置）はMMC-HT-20B1型（直列14段、並列11段、弱め界磁5段）である。なお、ブレーキ方式は旧6000系と同じく電磁直通弁式電磁直通空気ブレーキであるため、相互の併結運転は可能となっている。台車は、電動車には旧6000系から引き続いて揺れ枕式空気バネ台車のKH-59Bを採用したが、付随車には旧6000系サハ6625において試用されていた機種であるインダイレクトマウント式空気バネ台車のKH-72Aを本格的に採用した。
電動車は5000系で採用したMM'ユニット方式を再び採用、番台区分は新たに6300番台とされ、2両1組で各種機器を分散して搭載する。車内照明などの電源には当初小型の静止型インバータ (SIV) を搭載したが、冷房装置を搭載するにあたり電源用の大容量MGに換装されてSIVは撤去された。なお、MGを搭載しない旧6000系の電動車（モハ6000形、モハ6100形）との連結を考慮して一部のクハ6500形にもMGを搭載している。製造メーカーは日立と東洋電機製造であり、出力は140kVAである。CPは旧6000系のモハ6144で採用された機種である日本エアブレーキ（現在のナブテスコ）製のHB2000形である。