도부 철도 50000계 전동차

개요

본 계열은 "사람과 친환경적인 차세대 차량"을 컨셉으로 기존 차량보다 베리어 프리, 에너지 절약, 유지보수 저감 등을 목표로 하였으며, 또한 통근·근교형 전동차 표준 가이드 라인을 고려하여 설계한 차량으로 제조되었다.

차체· 외관

히타치 제작소의 철도 차량 제작 시스템 "A-train"을 채용하였으며 차량 제작에는 모듈 공법이 이용되었다. 차체는 알루미늄 합금을 이용한 더블 스킨 구조를 채용하여 용접 공법에는 마찰 교반 접합(FSW) 채용으로 정밀한 마무리를 도모하였다. 연결면은 충돌 사고시의 안전성을 고려하여 측구체, 처면부 구체의 접합부를 삼각형의 단면 구조로 하고 있다.
도부 철도 차량에서는 100계 '스페시아'가 최초로 알루미늄 차체를 채용하고 있었지만 통근 차량에서는 본 계열에서 처음으로 채용되었으며 동시에 최초의 알루미늄, 무도장 차량이 되었다. 도부 철도의 히타치 제작소제 차량은 78계 7860형의 제조 이후 46년 만에 이루어졌다.
전두부는 구체 부분과 별도로 제작된 보통 강철제의 앞면 패널을 볼트 고정에 의하여 구체와 접합하고 이 설계는 본 계열과 마찬가지로 히타치 제작소에서 제조된 세이부 철도 20000계와 동일하다. 전조등은 HID등, 미등은 LED를 채용하고 일체의 케이스에 묶어서 전면 하부에 배치하였다.
차량의 도장은 지금까지의 차량에 이용된 블루와 브라운이 아닌 새로운 것으로 알려진 '빛나는'을 의미하는 샤인 오렌지색으로 전면 유리 밑에는 도장에 의해 측면은 도어포켓 부분에 블록 씰로 각각 붙였다. 차량 바닥은 한세대 전의 30000계보다 25mm 낮은 1,125mm로 홈과의 단차를 줄였다. 더 나아가 폐차시의 재활용을 고려하여 차체 각부의 알루미늄 재질 통일을 도모하고 있다.

내부

실내도 차체와 마찬 가지로 모듈 공법으로 생산되었으며 실내의 재질은 기본적으로 알루미늄이 많이 사용(단 합금화)하여 재활용을 고려하고 있다.
내장재는 알루미늄 기초의 고경도 아크테크를 사용했으며 청결감이 있는 디자인이다. 바닥재는 화재대책・안전대책에서 미끄러지기 어려운 고무 회색 바닥재를 채택하였으며 좌석앞과 중앙부로 색조를 붙인 풋라이트(착석시의 발 공간)를 표시했다. 특별히 출입문부는 노란색으로 강조되어 있다.
좌석 모켓은 일반석이 등 (식물)를 이미지한 보라색의 '우이스테리어 퍼플', 우선석에는 안정감과 부드러움을 느끼게 하는 색상으로 청녹색의 '컴포트 그린' 캔틸레버식 시트를 채용했다. 1인분 폭은 460mm(50090계의 멀티 시트는 455mm)로 되어 있으며 동시에 세미버킷 식(50090계의 멀티 시트)으로 되어 있다. 좌석끝은 대형 칸막이 판을 사용했으며 출입문 사이의 좌석에는 스텐션폴(손잡이 봉) 1개가 설치되어 있다. 이 좌석은 모두 교토부 교타나베 시에 위치한 스미노에 공업에서 제작했다.
객실의 측면 창은 소음 저감을 위해 고정식이 많으며 출입문 사이 대형의 1장 좌우 1,960mm, 상하 치수는 1,020mm로 최대한 확보했다. 창문 유리는 열선 흡수·UV컷 유리(가시 광선 투과율 약 75%·자외선 약 91%컷)의 녹색 유리를 채용하는 것과 동시에 프리스톱식의 리프트 커튼이 설치되었다.
비상시의 환기를 위해 차량 단부의 창은 천조 배치로 개폐가 가능하며 선두차는 1개소·중간차는 2곳이 개폐할 수 있는 구조로 되어 있다. 게다가 역 간 장시간 정차시의 환기를 고려하여 지붕위에 비상 환기 장치를 각 차량에 1대씩 탑재했다.
승객용 출입문은 실내 측도 화장판으로 마감되어 있으며 출입문 유리는 복층 유리 구조이다. 출입문 옆의 난간은 전통적인 파이프 식의 것이 생략되고 대신 알루미늄 오목 자재가 설치되어 이 부분에는 노란색 띠 재료가 붙어 있다. 연결면은 처면 창을 생략하고 관통문은 상행 방향 측에만(이케부쿠로 역·아사쿠사 역 방면) 설치되었다.
2호차 및 9호차 내부에는 휠체어 스페이스를 설치하고 있으며 이 공간에는 안전 난간과 비상 통보 장치가 설치되어 있다.
일반석부의 손잡이 바닥 높이는 1,630mm, 선반의 높이는 1,700mm이나 차량 단부에서는 우선석을 고려하였으며 손잡이의 높이는 1,600mm, 선반의 높이는 1,670mm로 각각 30mm로 낮다. 우선석부의 손잡이는 오렌지색을 사용하였다. 또한 손잡이의 벨트에는 합성 피혁의 사용을 취소하고 나일론을 사용하는 것으로 이는 화재 발생시의 유독 가스 대책이다.

차내 안내 기기

차내는 30000계와 마찬가지로 출입문 상부에 LED식의 차내 안내 표시 장치를 엇갈림 배치로 설치했으며 출입문의 개폐시에는 도어 챠임이 울린다. 또한 다음역 안내에서 호차를 표시한다. 50050계·50070계에서는 거점에서 연장 운행하는 노선의 차량에 맞춘 표시가 되지만, 호차 안내에 대해서는 도부 철도 노선내에서와 마찬가지로 표시 형식으로 표시된다. 50070계 3차 도입분에서는 전 출입문의 미닫이틀에 LCD식의 차내 안내 표시 장치가 설치되었다.
LCD순서 히라가나→가타가나→한자→영어→한글 순이다.
자동 방송 장치를 설치하여 다음 역·환승 안내나 각종 매너 방송, 영어 방송 기능이 있다. 자동 방송 기능으로 문이 열려 있을 때는 출입문 부근의 스피커에서 약 7초에 1회 '폰'이라는 소리가 울린다. 이는 시각 장애인에게 출입문의 방향을 알리는 신호(유도음)이다.
게다가 차량 외부 스피커를 설치하여 차장의 조작에 의해 출입문이 닫힐 때 "출입문이 닫힙니다 주의하세요"와 승강 촉진 방송을 송출할 수 있다.

출입문 개폐 장치

출입문 구동 장치는 관리의 용이화를 위해 도부 철도 차량으로는 처음 전기 모터 구동 방식을 채용했다.
각 출입문에 설치된 출입문 제어 장치는 모터 전류 검지에 따른 출입문 사이에 검지를 실시하여 모터의 온오프에 의해 닫힌 문의 압력을 약화시킨다. 승객과 수하물이 끼었을 때에는 쉽게 탈출할 수 있도록 압력을 약화시키는 자기 진단 기능, 위치 제어 학습 기능, 상태 감시 기능을 갖춘다.
고장 등 수동으로 출입문을 개폐할 경우 전기식을 채용하여 차량 외부·차내 미닫이틀부의 해정 손잡이를 조작하면 가능하다. 차량 전원이 있는 상태에서 승무원실 차장 유닛의 총괄 일제 해정 스위치를 조작하면 한쪽의 전 출입문이 각 차량의 차내 처부에 있는 해정 스위치를 조작할 경우 해당 차량의 전 출입문이 각각 프리가 되어 수동으로 개폐할 수 있다.
또한 기존의 차량과 마찬가지로 측면 4개의 출입문 중 중앙의 2개소를 폐쇄하는 출입문 폐쇄 장치가 설치되어 있다. 차량 가장자리 가까이에서 여객 안내 표시기가 없는 출입문 상부에는 '반자동'으로 표기된 작은 표시가 있는데 이는 역에서 장시간 정차시 출입문을 수동으로 개폐할 수 있는 경우에 점등한다.

승무원실

승무원실 내부는 회색의 배색, 운전대 계기반은 짙은 회색 색조를 채용했다. 각 계열 공통으로 주간제어기는 T형 원핸들식을 사용하여 핸들 조작을 통한 정속 운전 기능이 있다. 계기판은 중앙에 120km/h 표시 속도계를 배치하고 양측에 각종 표시등, 왼쪽 끝에는 매스 노치 표시등, 맨 오른쪽에는 차량 정보 제어 장치(히타치제 ATI)의 모니터 화면이 수납되어 있다. 안전 대책으로 50090계 이후에 제조된 차량에서는 계기판 상부에 TE장치 스위치를 신설했다.
승무원실 칸막이는 운전대 뒤에 배전반을 설치했기 때문에 창은 없고 중앙에 고정창, 오른쪽에 칸막이 출입문 창이 있다. 차광막은 양쪽의 창에 설치하고 있다.

주행 기기

주행기기류는 각 계열이라도 거의 공통이다. 추진제어장치는 히타치 제의 2레벨 IGBT 소자를 사용한 VVV 인버터 제어로 벡터 제어에 의한 완전 전기제동 방식을 채용했다. 제어방식은 1C4M 2군 및 1군 제어 방식이며 10량 고정 편성중 MT비는 5M5T로 하고 있다. 주전동기는 165kW 출력의 농형 3상 유도전동기(TM03형)을 채용했다.
대차는 모노링크식 저널박스 지지의 볼스터리스 공기 용수철 대차(SS167·SS067형, 도부 형식: TRS-03M·TRS-03T형)을 채용했으며 기초 제동은 편압식의 답면제동을 사용한다. 집전 장치는 싱글암식의 팬터그래프를 채용했으며 제어장치를 탑재한 동력차에 각 1기(편성당 3대)씩 설치했다.
보조 전원 장치는 도시바의 IGBT 소자를 사용한 250kVA 출력의 정지형 인버터(SIV)를 탑재했다. 편성당 2대를 탑재하며 가선에서의 직류 전원을 3상 교류 440V로 변환한다. 또한 중간 부수차 3량의 바닥 아래에는 비상 탈출용 사다리가 설치되었다.
공기 압축기(CP)는 나브테스코의 스크류식 AR1644-RWS20A형으로 30000계와 같이 장치 자체를 함에 넣어 소음 저감을 배려하고 있다. 이후 50090계 이후에 생산된 차량에서는 제습 장치 일체형 패키지 컴프레셔(유닛 CP)로 하고 AR1644-RWS20C형으로 변경되었다.
제어 장치는 회생제동 병용 전기지령식 공기제동 방식이다.  보안 제동·억속 제동(내설제동)·지연 포함 제어를 갖추고 있다. 각 차량에는 차륜의 활주를 방지하는 플랫 방지 장치를 설치했다. 또한 70km/h 이상부터 비상 제동에는 중압 제동 기능이 있다.

ATI 장치

30000계에 이어 50000계에서도 차량 정보 제어 장치를 채용했다(30000계 시스템은 도시바제), 시스템은 히타치 제작소가 개발한 "ATI장치·Autonomous decentralized Train Integrated system"이 채용되고 있다.
차량 탑재의 주요 기기는 ATI장치를 통한 RS-485의 인터페이스로 상태를 상시 감시하고 있고 운전대 모니터에서 차량 검사 기능이나 고장시에는 승무원 경보와 가이던스를 실시한다. 역행과 상용 브레이크 지령에 대해서도 ATI의 제어 전송 기능을 경유하고 있으며, 차량 내 배선이나 인통선의 대폭 삭감을 도모함으로써 차량 경량화나 에너지 관리를 실현하고 있다. 이 외에 수선시의 지원 기능으로 자동 수선 기능 및 시운전 지원 기능 등을 보유하고 있다. 시스템의 전송 속도는 3.2kbps와 고속 전송 성능을 갖추고 있다.

공조 장치

냉방 장치는 도부 철도 최초로 집중식을 채용했다. 어느 계열이든 도시바 제의 RPU-15005형이며 장치 성능은 58.1kW(50,000kcal/h)이다. 장치는 리히트 히터에 의한 제습 모드를 대비하여 제습 운전시에는 컴프레셔로 들어가 냉매를 일시 우회하여 냉방 능력을 떨어뜨리지 않는 기능을 보유하였다. 냉매는 대체 프레온인 R407C로 실외 송풍기는 깃의 재질과 형상을 고안하여 저소음화를 도모했다. 차내에서는 선두차 7대, 중간차 8대의 보조 송풍기(라인 크로스 팬)을 제정하고 있다.
난방 장치는 캔틸리버식 시트의 채용으로 좌석 하부 회전 프레임식으로 변경했다. 설비는 기존의 통근 차량과 동일하게 출력이 높은 것을 사용하여 7인용 좌석부는 1,300W출력을 2대, 차량 단부에서는 1,100W 제품을 1대 설치하고 있으며 50090계의 크로스 시트부에서는 350W 출력품을 36대 설치하고 있다.
이들의 에어컨 설정은 전술한 ATI 모니터 화면에서 작업하며, 공기 조절 모드는 "냉방" "제습" "난방" "약 난방" "통풍"과 송풍기(가로식 팬)운전이 가능하다.

50000계

2012년 3월 31일 시점에서는 도조선 신린코엔 수선구에 10량 9편성(90량)이 배치되어 있다.

설명

차체 외관에 대해서는 처음에 완성된 51001편성은 정면 비관통식으로 전면 창문은 대형 1장 창문이며 전조등/미등의 경우는 하부로 낮아진 형태이다. 2005년도 완성의 51002편성에서는 비상용 관통문을 조수석 측에 설치하여 승무원실 내에 비상 탈출용 사다리를 설치했다. 관통문의 등장으로 전조등/미등의 위치는 차량 바닥에 맞춘 약 100mm 높은 위치로 변경되고 이후에 생산된 본 계열의 표준 형태가 되었다. 이것은 이 시기에 등장하는 50050계와 구조를 맞추었기 때문으로 알려졌다.
주간제어기는 도부 철도 도조 선 소속의 차량에서는 처음으로 원핸들식을 채용했다. 이 때문에 2004년 11월 반입 후 다음 2005년 3월 영업까지 승무원의 적응 운전 기간이 장기간 마련되었다. 도조 선 소속의 차량에서는 처음으로 IGBT 소자를 사용한 VVVF 인버터 장치나 싱글암식 팬터그래프를 채용하는 등의 점도 있었다.
차내 방송은 본선 계통에 배치된 30000계에 이어 여자 성우의 자동 방송 장치를 채용했다. 덧붙여 도부의 통근 전동차에서는 처음 도조 선내에서 영어 방송을 채용했다.
2006년 12월 23일에 신린코엔 수선구에서 개최된 '도조 선 크리스마스 이벤트'에서 외관이 다른 2편성이 나란히 촬영회용으로 전시되었다. 또한 2008년 3월 23일에 신린코엔 수선구에서 개최된 'TJ라이너 애칭 결정 기념 이벤트'에도 2편성이 나란히 촬영회용으로 전시되었다.

50050계

이세사키 선, 한조몬 선, 덴엔토시 선과의 직결 운행 목적으로 투입되었다. 총 18편성(180량)이 있다.

50070계

도조 본선은 물론 후쿠토신 선, 유라쿠초 선과 직결 운행을 하기 위해 투입되었다. 후쿠토신 선에 스크림도어가 설치되어 선두차의 길이를 130mm 늘렸다.