小田急4000形電車 (2代)

登場の経緯

小田急では千代田線乗り入れ車両として従来、1000形を運用してきた 。しかし、同形式の乗り入れ車両の一部には6両編成と4両編成を併結した10両編成があり、このタイプの編成は2003年に発生した韓国・大邱地下鉄放火事件の教訓から、地下鉄線内の緊急時における乗客の避難に支障が生じる可能性が指摘された。このため、万が一の避難を考慮した10両固定編成で運用をすることを必要とされたため、本形式の製造が開始された。
また、小田急では2001年から2006年までに標準型車両として3000形を増備し、2600形（NHE車）・初代4000形・9000形を置き換えていた。さらに5000形を置き換えるための車両として、3000形で進められた標準設計をさらに推進するとともに、運行障害の低減を目指して主要機器や回路を二重系とするとともに、バリアフリー化の推進を図ることになった。
こうして、JR東日本E233系をベースとして、「故障に強い車両」と「人と環境にやさしい車両」、「車両の安全性向上」 を目指して登場したのが4000形である。

車両概説

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。
4000形は全長20mの車両による10両固定編成で製造された。形式は先頭車が制御車のクハ4050形で、中間車は電動車のデハ4000形と付随車のサハ4050形である。車両番号については、巻末の編成表を参照のこと。
それまで小田急に存在した10両固定編成の通勤車両では、4両固定編成と6両固定編成を連結した10両編成と同様に、検査時に新宿側4両と小田原側6両に分割する仕様を基本としていたが、4000形ではこれを改め、検査時には4号車と5号車の間で新宿側6両と小田原側4両に分割する「逆10両」を基本とした。

車体

先頭車は車体長19,700mm・全長20,150mm、中間車は車体長19,500mm・全長20,000mmで、車体幅は千代田線乗り入れに対応した2,770mmとした。車体はベースとなったE233系と同様、台枠・構体ともステンレス鋼製としたオールステンレス車両で、車体強度の向上を図るために構体結合部へのリング構造の採用や側面の柱、屋根材の板を厚くしている。車体断面は台枠上面から、車体内側へ向かって わずかに傾斜した台形断面構造となっている 。屋根上では小田急線内用の空間波無線（SR）アンテナのほか、製造当初よりJR線用デジタル無線アンテナの取り付け台座2基が準備工事されていた（その後、取り付け）。
前面は50000形VSE車のデザインを担当した岡部憲明が監修した小田急オリジナルのデザインで、車掌台側に非常用貫通路を組み込み、全体に丸みを持たせた形状とした。前照灯は小田急の通勤車両では初めてディスチャージヘッドランプ (HID) が採用された。前面ガラスは厚さ12.3mmの合わせ強化ガラスで、中間膜3枚を挟み込んだ上に飛散防止フィルムを室内側に貼ることで乗務員の保護を図った。
側面客用扉は各車両とも4箇所で、天地寸法は1,850mmで扉幅は1,300mmとした。扉中心間隔は「通勤・近郊電車の標準仕様ガイドライン」に準拠した4,820mmであるが、先頭車の乗務員室側の1箇所は4,780mmとしている。側面窓の配置は、扉間の窓が幅1,890mmで一段下降窓と固定窓の組み合わせ、車端部の窓は幅700mmの一段下降窓である。全ての側面ガラスはUV・IRカット熱線吸収ガラスとし、客用窓のロールカーテンは省略されている。
前面・側面とも種別・行先表示器はフルカラーLED式で、E233系と同一寸法である。日本語と英語を交互に表示するほか、小田急では初めて次の停車駅名も同時に表示することとした。(なおその後小田急1000系リニューアル車でも採用されている。)
車体に入る帯は、それまでの小田急の通勤車両と同様に青色系を踏襲したが、3000形まで採用されていたロイヤルブルーではなく、ルリマツリの色をイメージしたインペリアルブルーの帯とした。

乗務員室

運転台は3000形に引き続き、主幹制御器にブレーキ設定器と一体化した左手操作型ワンハンドル式が採用されたが、操作部と制御部を独立させた「ロータリーエンコーダ方式」となっている。運転士の異常時に対応する機器として、EB装置を導入したうえで、主ハンドルは手を離すと「切」位置かブレーキ位置に戻るオートリターン機能が採用された。また、指定の速度域（15km/h以上）で力行4ノッチから力行2ノッチにハンドルを操作することで定速制御が可能な仕様となっている。
運転席の位置は3000形よりも足元位置基準で80mm高い335mmとすることで運転席からの見通しを改善するとともに、踏切事故などで運転士救護のために運転席背面には非常用貫通構造が採用された。計器盤には運転士知らせ灯と時計置きを中心とし、左側に小田急用保安表示灯、圧力計、速度計を配置し、右側にモニタ表示器、列車無線ハンドセット、運転士用マイク、東京メトロ線用保安表示灯を配置している。各種スイッチ類は、運転士が頻繁に操作するものは運転席に座った状態で右手が届く範囲に配置し、逆に通常は操作しないスイッチ類は離れたところに配置することで、取り扱いミスの防止を図っている。
車掌スイッチは捻り押し上げ式（フック式）で、小田急では初めて間接制御式（リレー式）を採用しており、終着駅折り返し時の操作を不要とした。扉の操作は小田急線内では戸閉解除ボタン操作後に車掌スイッチを操作するが、東京メトロ線内では戸閉解除ボタンを使用せず、そのまま車掌スイッチを操作できる方式としている。
3000形に引き続き、車両の情報を管理するシステムとしてTIOS（列車情報小田急型管理装置）が導入され、車体の配線削減を図っている。E233系と同様に回路を二重系として運行障害の低減を図ったほか、車両間の伝送速度を10Mbpsとし、車両管理のためのデータをより高速に送受信することを可能とした。また、4000形のTIOSでは車両統合管理機能として力行やブレーキ操作の指令をTIOS経由により編成全体で最適化を行う「力行・ブレーキ制御」、TIOSにより回生ブレーキ遅れ込め制御の最適化を行う「回生ブレーキM車優先制御」、機器の削減のため車両搭載の空気圧縮機（制御用および空調装置用）の起動指令をTIOSから行う「コンプレッサ起動制御」のほか、後述する編成滑走制御を有する。
さらに乗務員支援システムとして入庫の際の作業となる静止形インバータ (SIV) 停止・電動空気圧縮機 (CP) 停止・集電装置降下・バッテリー遮断の操作をスイッチ1つで行なうことが可能な「自動遮断機能」、前述した「EB装置」、客用扉が開いている際に主ハンドルがブレーキ位置以外の位置となった際に警告音声を発する「車両転動防止支援機能」、次の停車駅を予告するとともに編成両数も表示することで停止位置誤認の防止を図る「停車予告」、車両出庫時の点検作業をTIOSにより自動で行う（起動試験を除く）「自動出庫点検」のほか、検修員支援システムとして車両留置状態での車内案内表示装置・自動放送装置の動作状況を確認する「模擬走行機能」、性能確認試運転時においてTIOS中央演算装置にパソコンを接続することでパソコンに車両性能を収集させる「ランカーブデータ出力機能」、定期検査項目をTIOSからの指令で自己診断を行う「車上試験機能」といった機能を実装している。
警笛には空気笛はAW-5C形、電子笛には八幡電気産業製のYA-92119形が搭載された。保安装置は小田急線内で使用するOM-ATS装置・地下鉄線・JR線内で使用する車内信号式自動列車制御装置 (東京地下鉄呼称：新CS-ATC、JR呼称：ATC-10型) のほか、小田急線内で新しく採用されたD-ATS-Pも搭載した。

その他機器

床下機器配置については、それまでの小田急の車両とは制御装置や空気制動機器の配置を進行方向を基準として左右逆に配置したほか、電気回路の線番号はE233系と同一仕様とした。戸閉装置には、小田急では初めて電動スクリュー軸式が採用された。車内保温のため片側4扉のうち、3扉を閉め切る「3/4閉扱い」機能を有している。
集電装置（パンタグラフ）は東洋電機製造製のシングルアーム式のPT7113-B形を採用、デハ4000番台・デハ4200番台・デハ4400番台の車両に設置した。舟体は、降雪時の着雪量低減を図るため、強度を上げながら枠を薄くしたアルミニウム製とし、避雷器を集電装置の台枠に直接取り付けた。パンタグラフには上昇検知装置を設けており、運転台のTIOSモニター画面で上昇・下降状態を確認可能としている。
冷房装置については、冷凍能力50,000kcal/h（58.14kW）の三菱電機MCU-720形集中式冷房装置を採用した。冷房装置などのサービス機器に電力を供給する補助電源装置は、出力260kVAのIGBT素子式静止形インバータ (SIV) をデハ4100番台・デハ4500番台の車両に搭載した。装置は故障時の冗長性を高めるため、一部の回路を2重系とした「待機2重系」方式である。
電動空気圧縮機 (CP) については、小容量のスクロール圧縮機を3台1ユニットで構成する「マルチコンプレッサシステム」を採用、三相交流440Vで駆動する低騒音スクロール式のMBU-1600Y2形を採用した。2007年度に導入された車両ではクハ4050番台・サハ4350番台・クハ4550番台の車両に搭載したが、2009年以降の増備車両ではデハ4100番台・サハ4350番台・デハ4500番台の車両への搭載に変更された。
連結器は、先頭車前部が密着連結器、それ以外は基本的に半永久連結器である。ただし、T1車とT2車の間は設備上の関係で検査時は6両と4両に分割可能にするために密着連結器とされているほか、可搬型の運転台ユニットを設置することができる。このほか、5号車に当たるサハ4350番台には地下鉄千代田線用の誘導無線送受信機と誘導無線アンテナ（側面空中線、床下空中線）が設けられている。
非常用はしごは、各先頭車の乗務員室に補助腰掛を兼用したものを設置したほか、デハ4300番台・サハ4350番台・サハ4450番台の床下にも非常用はしごを収納した。