営団9000系電車
営団・東京メトロ9000系電車
営団9000系電車(えいだん9000けいでんしゃ)は、1990年(平成2年)に登場した帝都高速度交通営団(営団)の通勤形電車である。2004年(平成16年)4月の営団民営化にともない、東京地下鉄(東京メトロ)に継承された。
「相互直通運転における東急目黒線・南北線・三田線・埼玉高速鉄道線との車両申し合わせ事項」の規格を満たして設計・開発が行われ、「21世紀を指向し、先進技術の導入、地域との調和、人に対するやさしさ」をコンセプトに製造された。1991年(平成3年)11月29日の南北線の部分開業に併せて運行開始した。2023年(令和5年)3月18日開業の東急新横浜線との相互直通運転開始。
新路線に使用する車両ということで、基本設計は当時増備されていた「0x系列」に準じているが、形式称号は01系など、「0シリーズ」形式の登場以後ながら「09系」というような形式称号になっていない。
製造費用は試作車(第01編成)が4両編成で6億9,018万9,000円(1両あたり約1億7,254万円)、1次車(第02 - 07編成)が4両編成で約7億225万円(1両あたり約1億7,556万円)、1次車(第08編成)が4両編成で7億4,215万2,000円(1両あたり約1億8,553万円)。3次車(第14・15編成)では6両編成で10億6,782万8,500円(1両あたり約1億7,797万円)となっている。
本項では落成時の仕様および共通事項について述べる。次車別の詳細については次項を参照。
東西線用の05系と同じ構造のアルミニウム合金製の20m4扉車体で、中空や大形の押出形材を使用し、これらを連続溶接工法で組み立てている。
前頭部は流線型に近く、フロントガラスは側面にもまわり込ませた曲面ガラスを使用し、運転士の視野を確保している。プラグドアによる非常用貫通扉を配し、非常脱出用の梯子も設置してある。ワンマン運転設備の設置で機器が多くなることから従来車よりも広く線路方向に約2.2m確保され、このために先頭車は中間車よりも66cm長い。側窓下には同線のラインカラーであるエメラルドグリーンのツートンが入り、中央部に白の細帯が入っている。
乗務員室内の配色はクリーム色、運転台は茶色の配色である。中央にワンハンドルマスコンがあり、ATO出発ボタン、ドア開閉ボタン、非常停止ボタンなどが設置してある。計器盤右側には車両情報管理装置 (TIS) のモニター画面が収納されている。また、左壁や運転台の右袖部も広げ、機器を設置しており、運転席に座った状態であらゆる操作が出来るよう機器を配置している。運転士用放送操作器(運転士操作器)は使用しやすいようにマイク形で、ワンタッチで連絡(両乗務員室間連絡用)・車内放送・車外放送(各左右別)用が切り換えできるものとなっている。
乗務員室と客室の仕切りには窓が3箇所あり、客室側から見て左から順に大窓・乗務員室扉・細長い窓であり、大窓のみ遮光ガラスが使用されている。遮光幕は大窓、乗務員室扉窓に設置してある。
TISにはワンマン運転時の乗務員支援・機器故障時の車上検査機能・処置ガイダンス機能を搭載した。さらに機器の遠隔操作機能(ブレーキ遠隔開放・制御遠隔開放)があり、故障時における迅速な対応が出来るようにした。
開業時は地上式CCTV(Closed Circuit Television・ホーム監視用モニター)を採用し、運転台からホームドア上部の線路側にあるモニターを見ながら戸閉操作を実施していた。その後、全線開業の際には車上方式に変更し、車掌台上にはホーム監視カメラからの映像を受信するミリ波受信機が設置され、全編成に車上ITV(車上モニター画面)が設置された。
南北線は急曲線や急勾配が多く、従来のチョッパ制御ではそれに対応する直流電動機の出力などにも限界があり、より出力の大きい三相誘導電動機が使用できるVVVFインバータ制御を営団で初めて本格的に採用した。初期の車両ではGTOサイリスタ素子を用いた方式を採用していたが、2次車以降ではIGBT素子に変更された。三相誘導電動機の採用で保守軽減が図られたことから営団地下鉄では初めて車内床面の主電動機点検蓋(トラップドア)は省略された。
保安装置には1段ブレーキ制御機能を持つ新CS-ATCを採用した。これにより細かい速度制御、乗り心地の向上が可能となっている。さらに安全性や停止精度を高めるために人工知能(AI)を組み込んだATOを採用し、これにより出発ボタンを押すだけで加速から駅停車まで自動運転が行われる。ATO運転時には力行・減速操作ともに31段の多段制御を採用、また定速運転機能を採用することで乗り心地を向上させている。
ATO運転時における安定した回生ブレーキが確保できるように変電所3か所に「電力回生用インバータ」を設置している。これは列車の回生ブレーキが他の列車で吸収されない場合には回生ブレーキで発生する電力を変電所のインバータで吸収・変換して駅の照明やエスカレータの電源として使用する。
南北線では列車無線装置に在来方式の誘導無線(IR)方式に代え、漏洩同軸ケーブル(LCX)を使用した より電波品質の良い空間波無線(SR)を営団で初めて採用した。さらに、これまでの非常発報機能に加え、緊急時に列車防護が行える防護発報機能を搭載させた。また、運転指令所より列車無線を通じて運行中の全列車への車内に一斉放送ができる機能がある。
ワンマン運転用としてATO装置を装備し、ホームドアに対応している。また、営団として初めて車椅子スペースや、車内客用ドア上部に2段式のLED式旅客案内表示器を設置した(5次車の案内表示器は液晶ディスプレイ式)。このほかに自動放送装置や車外スピーカーを搭載する。また、通常の車掌用放送操作器、ドア開閉装置(車掌スイッチ)も備えており、鳩ヶ谷駅・浦和美園駅・武蔵小杉駅・日吉駅で入庫の際、運転士が直接目視で閉扉を行う場合や、東急東横線内で臨時列車として車掌が乗務する際などに使用される。
安全対策として、車内客用ドアの戸袋部には戸閉検知センサーがあり、手が引き込まれそうな時には開扉動作を停止する機能やホームドアとの連動機能があり、ホームドアに物が挟まれた場合には2回まで自動でドアの再開閉が行われる。車内の非常通報装置にはワンマン運転用として乗務員と相互通話可能なインターホン方式を採用した。これは各車両の左右の壁に2か所ずつ(1両あたり4台)と車椅子スペース部(同設置車は5台)に設置されている(ただし、5次車は各車両2台の設置)。乗客から通報があっても10秒間運転士が応答しない場合には列車無線に接続し、運転指令所の指令員が応答するシステムとなっている。
また、乗務員室仕切扉が電磁鎖錠対応となっている。これは、緊急時に乗客を避難させるために使用するもので扉上には「通行可」と表示され避難できるようになっている。さらに異常時における列車防護として前灯点滅機能がある。
2000年(平成12年)9月の目黒開業を前に、第01 - 15編成までの全車両に東急目黒線直通対応化改造が施行された。施行内容は以下の通り。
準備工事であったLED式側面行先表示器の設置、側窓にロールカーテンの設置。
4次車に合わせて放送・行先の設定機能をTISに内蔵、従来使用していた設定器は廃止した。
運転台へのホーム監視モニターの設置、フロントガラスに遮光フィルムの貼り付け。TASC搭載、東急線対応の列車無線設置などを実施した。
第01 - 08編成は、上記に加え前面の行先表示器をLED式に変更、ロールカーテン設置時に側窓枠ごとアルミサッシに変更した(ただし妻面窓はFRP製のままである)。
2016年(平成28年)度から2018年(平成30年)度にかけて、本系列のうち1次車である第01 - 08編成のリニューアルが大規模改修工事として実施されることが発表された。最初にリニューアルした第05編成は、2016年8月15日から運行を開始した。2019年に対象編成へのリニューアルが終了した。
車体や車内の主な変更点は以下の通り。
ラインカラー帯の配色を変更し、直線状から波がかった「ウェーブデザイン」とし、直通先である東急目黒線や埼玉高速鉄道線といったハーフハイトタイプのホームドア設置路線内でも判別できるよう、車体側面上部にも直線状のラインカラー帯を追加した。
車外の行先表示器を3色LED式からフルカラーLED式に取り替えた。書体は明朝体からゴシック体に変更した。
編成中の9300形を電装解除(M2'車→T車)して、MT比を 4M2T から 3M3T 構成とした。
前面下部にスカートを設置した。
内装板をつや消しのアイボリー色に、床敷物を取り替えた。
座席端部の袖仕切板を大型化、エッジ部分には床敷物同様に南北線のラインカラーであるエメラルドグリーンを配色した。
車端部に設置していたクロスシートを廃止し、3人掛けのロングシートまたはフリースペースに変更した。
2・5号車以外の各車両にも1ヶ所ずつ車椅子・ベビーカー用のフリースペースを設置した。
優先席部はつり革高さを低下(1,660 mm から 1,580 mm )、縦握り棒をオレンジ着色品に変更した。
各客用ドア上の車内案内表示器を液晶ディスプレイ (LCD)式に更新した。
5次車とは異なり、当初から2画面構成を採用した。左側は映像広告(Tokyo Metro ビジョン)用とし、右側は行先・乗り換え案内表示用として使用する。
各客用ドア上部(鴨居点検フタ)にはドア開閉時または乗降促進ブザー鳴動時に赤く点滅する「ドア開閉表示灯」を新設、また各客用ドア下部には車内と出入り口の識別を図る「出入口識別表示板」を新設した。
非常通報装置は目立つよう、赤枠付きのものへ取り替えた。
空調装置はグループ会社のメトロ車両が組み立てをした(製造は三菱電機)58.14 kW (50,000 kcal/h)出力品に交換した。また、空調操作スイッチを廃止し、TISモニター経由の操作に変更した。
運転台前のフロントガラスには遮光用カーテン(日除け)を追加、運転台(計器盤)は大きな変更はないが、ブレーキ指示計(減速度 km/h/s を表示)を力行・ブレーキノッチ表示灯に変更した。
列車無線送受話器横にハンドマイクを新設し、車内と車外への放送を同時に行えるようにした。
制御装置(VVVFインバータ)は三菱電機製フルSiC - MOSFET素子を採用したものへ更新(1C4M2群または1群制御・PGセンサレスベクトル制御・純電気ブレーキ対応)。
主電動機は225 kW 出力品に取り替え。
補助電源装置(静止形インバータ (SIV))は千代田線用16000系4次車で採用した「並列同期/休止運転方式」に更新した。
この方式によって高負荷時には、編成中の2台のSIVが協調して各車両に電力を併給しているが、低負荷時には1台のSIVで編成全体に電力を併給し、もう1台のSIVは休止する。これにより、稼働台数が減らせるため従来よりも省エネルギー化が図られる。
蓄電池をポケット式から焼結式に更新し、合わせて容量を増大した。
ブレーキ作用装置は台車ごとに制御する方式(1両に2台)から、車両単位で制御する方式(1両に1台)に更新した。TISによる編成単位での遅れ込め制御(編成統括ブレンディング方式)を採用した。
空気圧縮機(CP)は、レシプロ式から潤滑油の不要なオイルフリースクロール式CPに更新した(1台に小容量のCPを4台搭載する)。
集電装置(パンタグラフ)は「ひし形」で変更はないが、運転台TISモニター画面で状態確認を行うため、パンタ上昇検知装置を新設した。
車両制御情報管理装置(TIS)はシステムの更新を行い、伝送経路を完全2重系構成とした。
クロスシートは廃止され、現在では京王新5000系クロスシート(デュアルシート)車を2017年9月に79年ぶりに導入した京王電鉄と入れ替わるように、東京メトロは大手私鉄で唯一クロスシート車を有しない鉄道事業者となっている。
1次 - 4次車 編成形態
5次車(E編成) 編成形態
南北線目黒 - 赤羽岩淵間、相互乗り入れ先である東急目黒線目黒 - 日吉間、2023年3月開業の東急新横浜線日吉 - 新横浜間、埼玉高速鉄道線赤羽岩淵 - 浦和美園間である。営業外列車や臨時列車によってはこれ以外の区間・路線を走行する場合がある。
6両編成23本すべてが王子検車区に所属している。最大運用数は21本で、予備編成は2本である。なお、車体洗浄と車輪転削は埼玉高速鉄道の浦和美園車両基地、定期検査は千代田線の綾瀬工場、B修工事は新木場車両基地の新木場CRにおいて行われる。
本系列では、全編成のうちの15編成を22年度以降に2両増結して8両化することが明らかとなった。15編成30両分の新造計画があり、編成内の全車が2次車以降となっている第09編成以降の15編成が対象である。
なお、対象外の編成は従来通り6両編成のままとし、相鉄新横浜線開業後も新横浜駅までの運用に留めている。
8両編成化の増結用中間車は2021年10月8日に甲種輸送を実施した、第09編成に挿入する車両より順次落成・搬送されているが、2023年時点では第10編成以降の中間車が落成されていない状態となっている。