営団5000系電車

営団5000系電車は、1964年に登場した帝都高速度交通営団の通勤形電車である。2004年4月の営団地下鉄民営化に伴い、東京地下鉄に継承された。

本項目では一部説明で西船橋方先頭車の下2桁+50の編成番号を使用している。

1. 概要
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1964年から1981年にかけて428両が製造された。東西線が日本国有鉄道中央緩行線との相互直通運転を行う予定であったことから、国鉄車に合わせて営団では初の20 m級車体となった。なお、後継車の05系が登場するまでは日本の地下鉄車両の中で最も車両数の多い系列だった。

設計時に最終的な編成は基本編成を7両編成とし、ラッシュ時には付属となる3両編成  を増結して最大10両編成  で運行する計画であった。なお、この編成形態について営団は75 kW電動機による全電動車、国鉄は110 kW電動機による付随車を連結した6M4Tと編成構成の見解に相違があり、協議の結果、電動機は100 kWまたは110 kW品使用による8M2T編成とすることに落ちついた。

車両形式については日比谷線3000系において4000番台の車両番号も使用されていることから、都市計画第5号線ともゴロ合わせの良い「5000系」を使用することになった。この車両の基本的な車体は国鉄103系がベースであり、車両性能面は3000系のマイナーチェンジ車としてコストを抑えた設計となっている。

この5000系では、3000系までとは方針を変更し、経済性を重視して設計することとなった。

外観は製造コストの低い通勤車とする。
保守性や消耗部の長寿命化を優先する。
工場入場日数を短くするため機器を交換しやすい構造とする。
車内は従来車程度とする。

2. 車体
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前面形状は3000系の曲面構成に対し、製作工程の容易化のために三面折り妻構成の準切妻型とした。3000系では縦並びに配置されていた前照灯と尾灯は横並びに改められたほか、前照灯は前方視認性向上の観点からシールドビーム式を採用した。車体構造は3000系に引き続いて骨組みに普通鋼、外板にステンレス鋼を使用するスキンステンレス車を採用した。車体の補強として設置するコルゲートは同系列よりも簡単な形状とした。

片側側面に4か所の両開き客用扉を配し、2段式の側窓と細長い戸袋窓がそれぞれドア間に2つ、車端部に1つずつ設けられている。側窓の外枠は2次車までは丸みを帯びているが、3次車から丸みがなくなった。側扉は戸袋への引き込み事故を防ぐ目的で、窓が極端に小さなデザインのものが営団で初めて採用された。

車体は無塗装の金属地肌で、前面・側面とも窓下にラインカラーの帯が巻かれている。昔の等級制を思い出させるという理由で日比谷線では路線識別帯を採用しなかったが、東西線ではタバコのハイライトの包装紙と同色の「ハイライト・ブルー」を使用した。このほか、千代田線に投入されて東西線に転属した車両の一部は、一時的にグリーン帯の状態で東西線で使われていた。

当初の前面識別帯は側面と同じ115 mm幅であったが、千代田線投入分では1970年10月からの国鉄常磐緩行線乗り入れ改造時に530 mm幅に拡大する改造を実施した。東西線用においても、1971年11月から1973年3月にかけて全先頭車の前面帯を530 mm幅に拡大した。これは国鉄の保線作業者が曇りの日の作業時に列車接近が分かりづらいとの意見からである。

当初の車両番号表記は側面のみ配置し、前面には配置していなかった。ただし、製造途中から連結器横の機器箱にペンキ書きで車両番号が記載され、その後1980年代後半に前面識別帯中央部に車両番号板が設置された。また、1990年代前半からは車掌台側の前面ガラスに編成番号表記が貼り付けされた。1978年以降、誘導無線の感度向上のため、東西線用では運転席側の端部に誘導無線用アンテナが増設された。

3. 車内
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客室内装は基本的に3000系をベースに製作した。化粧板は濃いクリーム色、天井は白色のメラミン樹脂積層板を使用した。座席モケットは1人分の掛け幅は430 mm幅で、当初はエンジ色の表地であり、座席端の仕切りはパイプで仕切るものである。3000系では省略されていた床面の主電動機点検蓋は保守を考慮して設置した。

客室側窓は二段式で、上下の窓は同じレール上にあり上段上昇・下段上昇するものである。直通運転に備え、側窓の遮光装置は3000系の板状の「カーテン戸」から巻き上げ式カーテンを設置した。

側扉は前述した小形窓のもので、扉の客室側は化粧板仕上げとしている。天井の送風機・扇風機については次車分類の項で記載する。車両間貫通路は片開き扉の付いた狭幅のもので妻窓を設置している。

乗務員室運転台については回転式ツーハンドルで、デッドマン装置付きである。力行は1 - 4ノッチ、ブレーキ弁は電磁直通式である。速度計の最大目盛りは120 km/hである。

乗務員室背面仕切壁は中央に乗務員室扉があり、その左右にも窓があるもので、遮光幕は客室側から向かって左側の窓と乗務員室扉窓で使用される。

4. 機器類
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主制御器は3000系と同様の三菱電機製電動カム軸式抵抗制御方式で、起動時に直並列切替を早めに行う点や、バーニア制御による多段方式で、パターン制御を採用している点は同様である。ただし、起動加速度は3.5 km/h/sとし、製造コストを下げるため主制御器の制御段数は力行53段、ブレーキ41段とし、またノッチオフ時はステップ戻しは行わず減流遮断方式とした。制御方式は1C8M方式であり、編成は必ず電動車数が偶数になるように組まれた。

主電動機は3000系の1社製造から、本形式では同仕様のものを数社で製造することとなり、三菱電機・日立製作所・東京芝浦電気・東洋電機製造4社の共通設計となった。主電動機はメーカー形式の他に「MM-5A形」などと営団形式が付けられている。主電動機出力は100 kWで、各電動車に4基ずつ搭載する。3000系のものを車体大型化・付随車連結のために増強した形で、弱め界磁率は同じ30 %である。出力こそ100 kWだが実用スペックは国鉄MT55に近く、しかも地下鉄用のため低騒音型である。歯車比は3000系の6.53に対して6.19とやや高速向きの設定とした。

台車は製造時の1 - 4次車は枕ばねにダイヤフラム形空気ばねを使用したミンデンドイツ式軸箱支持方式のFS358形台車を採用した。この台車は軸箱の前後から板ばねで支えるため、台車全体が大形化している。ただし車輪径は860 mm、軸距は2,100 mmに収まっている。

なお、このタイプの台車は後年に台車枠の亀裂と製作上の欠陥が明らかとなり、電動車は1979年10月から1987年1月にかけてS形ミンデン式台車FS502形へと交換が進められた。 1990年代からは5800形にも交換が実施された。

5次車からはS形ミンデン式軸箱支持方式のFS502形台車に変更し、台車全体の小形化を図った。最終増備車となる7次車は同タイプだが、U形ゴムパッドを挿入したSU形ミンデン式台車FS502B形を使用する。

基礎ブレーキ装置は片押し式のセミユニットブレーキ方式を採用し、構造の簡素化と保守性の向上を図った。その後、営団地下鉄ではユニットブレーキ方式の研究開発を続け、1988年落成の日比谷線03系・東西線05系以降の新系列車両で本格的な実用化につながった。

電動発電機  は全ての電源を集約したもので、出力12 kVA品を搭載する。空気圧縮機  は4次車まではロータリー式のAR-2形を搭載していたが、5次車からはレシプロ式のC-2000M形に変更した。その後、ロータリー式を搭載する車両は1980年代後半にレシプロ式C-2000M形へと交換が進められた。

ブレーキ装置は3000系同様の発電ブレーキ併用の電磁直通ブレーキを採用しているが、本形式ではT車遅れ込め制御を併用し、省エネルギー化を図っている。改正により義務付けられた保安ブレーキ装置は5次車から新製設置され、1979年7月以降、在来車も全車両が設置改造を受けた。

パンタグラフは剛体架線対応形で、主制御器を搭載する5200形と制御電動車の5000形に搭載されていたが、東西線用の5000形のものは後年に撤去された。パンタグラフは菱形搭載車はPT-43-F、シングルアーム式搭載車はPT-7136-Aを搭載していた。

上記は東西線や千代田線の標準車両の重量を示す。千代田線北綾瀬支線用車両は上記の表とは異なる。

5. 車種
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前述のとおり最終的な製造車両数は428両で、内訳はステンレス車が405両と事故代替車が2両、アルミ車が21両である。ただし、下記の製造両数に事故代替車は含まない。

5000形・計51両
ステンレス車5001 - 5048号・アルミ車5150 - 5152号
電動発電機  と空気圧縮機  、蓄電池  を搭載する制御電動車。5200形とユニットを組んで使用される。東西線では中野、千代田線では北綾瀬側の先頭に連結される。当初は全車両にパンタグラフを設置していたが、後に東西線用車両では撤去されている。
下記編成表ではCMと表記する。
5200形・計174両
ステンレス車5201 - 5365号・アルミ車5450 - 5458号
パンタグラフと主制御器を搭載する中間電動車。5000形・5600形・5100形のいずれかとユニットを組んで使用される。ステンレス車は製造数が100両を超えたため、車両番号は5300番台に突入した。
下記編成表ではM1と表記する。
5600形・計96両
ステンレス車5601 - 5690号・アルミ車5750 - 5755号
MGとCP、BTを搭載する中間電動車。2次車以降で製造され、5000形を中間車化した構造となっており、5200形とユニットを組んで使用される。
下記編成表ではM2と表記する。
5800形・計51両
ステンレス車5801 - 5848号・アルミ車5950 - 5952号
制御車。東西線では西船橋、千代田線では代々木上原・綾瀬側の先頭に連結される。
下記編成表ではCTと表記する。
5100形・計27両
5101 - 5127号
5600形に準じた中間電動車だが、車庫内での移動のために中野・綾瀬側の車端に収納式の簡易運転台が設置されている。5次車以降で製造され、5200形とユニットを組んで使用される。
下記編成表ではMcと表記する。
5900形・計27両
5901 - 5927号
5次車以降で製造された付随車。5100形と同様に西船橋・代々木上原側の車端に簡易運転台が設置されている。
下記編成表ではTcと表記する。

6. 次車分類
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下記の次車分類は東西線用を基本として記載し、千代田線投入分の車両は別途記載する。

編成両数の変遷は以下の通り

東西線用
3両編成→7両編成→→10両編成
千代田線本線用
3両編成→5両編成→10両編成
千代田線北綾瀬支線用
3両編成増備過程は複雑であるが、基本的には編成車として東西線用7両編成41本と千代田線用5両編成10本が製造された。その後、1977年以降に東西線用には輸送力増強用として中間車86両を、千代田線には北綾瀬支線車両捻出用に中間車3両が増備された。

これをもって全426両の増備を完了するが、1981年9月14日には千代田線用は53両のうち北綾瀬支線用の6両を残して、47両が東西線に転属した。

なお、東西線用の1 - 4次車 287両、千代田線用の4次車 50両は信託車両で導入されている。信託期間は5年度間であるが、期間を待たず東西線用は1971年度、千代田線用は1972年度までに全車両の繰り上げ支払いをしており、同年度末までに信託車両は解消された。

6.1. 1次車
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5001 - 5006号・5201 - 5206号・5801 - 5806号東西線最初の開業区間である高田馬場 - 九段下間開業用として3両編成6本が製造された。

車内には外気導入形の軸流送風機が設置され、車外屋根上の通風器は八角形状のものが搭載されていた。主制御器は重量や配線バランスを考慮して車体中央に配置していたが、後年のB修工事時に2次車以降と同一形態に改造された。

車体識別帯は80 mm幅のステンレス鋼板にアクリル焼付け塗装した帯を配置していたが、1967年4月より2次車と同様の115 mm幅のアルミ形材帯に交換した。これは次に述べる竹ノ塚検車区における2回目の定期検査時に施工をした。当初は国鉄線乗り入れ機器は搭載していなかったが、1966年1月から、飯田橋検車区内でATS-Bと信号炎管の取り付け改造を施工し、同時に先頭車運転席窓上部に営団団章Sマークを貼り付けた。

6.1.1. 車両搬入と飯田橋検車区
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開業当初の東西線は地上部がなく他路線との接続もないため、九段下 - 竹橋間の本線トンネル上部に搬入口を設置し、クレーン車2台を用いて約11 m下の地下に搬入させた。1964年10月下旬から12月まで1か月半をかけて搬入させた。

この区間の開業時は地上に車両基地が確保出来ないため、地下に飯田橋検車区を設置し、この場所で1か月検査・毎日検査・車両清掃などを実施した。また、同所では車輪転削や車輪交換ができないため、車輪踏面を保護するために最高速度を40 km/hに抑えて運転をしていた。

6.2. 2次車
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ステンレス車5007 - 5018号・5207 - 5254号・5601 - 5636号・5807 - 5818号
アルミ車5150号・5450 - 5452号・5750・5751号・5950号中野 - 高田馬場間および九段下 - 竹橋間開業用として1966年1月から3月にかけて1次車の7両編成化用中間車6本分と7両編成8本が製造された。さらに同年7月から8月には、約半年後に開業する竹橋 - 大手町開業分として7両編成5本が製造された。2次車の合計数は115両で、東西線全体では7両編成19本の陣容となった。

車体識別帯を1次車の80 mm幅から115 mm幅のアルミニウム形材帯に変更したが、前述した通り、後に全車両の前面識別帯を530 mm幅に拡大した。この2次車から国鉄線への乗り入れを行うことからATS-B形と信号炎管を搭載した。また、以降の先頭車には前面密着連結器の下に電気連結器を設置した。

前面方向幕位置を1次車よりも若干低い位置に変更した他、前面運行番号表示器の横幅を拡大した。さらに先頭車運転席窓上部に営団団章Sマークを設置した。1次車では3000系同様に主制御器を車体中央に配置し、それを挟んだ左右に主抵抗器を配置していた。しかし、奥まった主制御器の保守に苦労を要するため、以降は片側に主抵抗器をまとめて配置し、反対側に主制御器を配置する方式に変更した。

このうち5016号車は試験車としてS形ミンデン式台車FS364形を使用し、補助電源装置には電動発電機に代わって静止形インバータを採用したが