京王5000系電車 (初代)
5718編成・5119 - 5121編成 : 分散型RPU-1506(冷凍能力4,500kcal/h・5.23kW)×8基(デハ5100形は7基) 5719編成 : 集中型FTUR-375-301 (39,000kcal/h・45.34kW)
純然たる通勤形電車への冷房装置設置は前例がないため、乗車定員2倍を目標として比較が行われた。横流ファンを搭載したために天井高さが低くなり、吊り広告が廃止された。また、各車とも海側にベンチレーターがある。
またクハ5770形は中型車からグリーン車に流用されていた老朽台車の淘汰用台車のテストを目的に、クハ5777が日車NA-16T、クハ5778が東急TS-321という空気ばね台車に改造可能な金属ばね台車を新造して装着した。
4次車(1966年4月 5709F・5710F 1966年5月 5079F・5080F)
翌年の高尾線開業を控え、分割特急運用を想定して先頭車の連結器は電気連結器付きの密着連結器に変更。これにより他系列との連結を想定しなくなったことと、京王線への自動列車停止装置(ATS)導入を見越し、ブレーキをより高性能な電磁直通ブレーキ(HSC)への変更を実施した。既存車も1966年度中に連結器交換とブレーキ改造を実施した。外観では前面幕板部、車号の下にあった手すりが車号の上に移動している。
デハ5000形・デハ5050形の台車は日車NA-312A。クハ5700形・クハ5750形・クハ5770形は日車NA-318Tというボルスタアンカーのない台車を履いていた。
5次車(1966年12月 5711F-5713F、5081F-8083F)
分割特急の誤乗防止策も兼ね、側面に車両順位札差(何号車かを表示する)と行先方向表示幕を追加。これに伴い種別表示器を巻取り式に変更し、前面方向幕とともに自動化・一斉操作できるように変更した。既存車も高尾線開業までに全車改造。正面窓上(パノラマウィンドウの桟の上)に手すり追加。
5000系の主電動機を150kWに強化したHS-833-Grbに変更し、制御器も新造品MMC-HTB20cとした。
先述のアンケートの結果を踏まえ、塗装もそれまで京王線及び井の頭線の多くの車両に使われていた緑色の単色塗装にこだわらないものが模索された。当時京王帝都電鉄の鉄道担当常務だった井上正忠からは、新たな京王のイメージを形作るものとして「(ライトグリーンよりも)明るい色にしなさい」「白が良い」との意見が出され、踏切担当部門や電車区からの「ライトグリーンよりも視認性の高い車体色を」との声も取り入れ、外部デザイナーによってデザインが作成された。桜上水工場ではクハ2783が新塗装の見本として塗装が行われた。
最終的に5000系の塗装は新宿副都心をイメージする色として車体全体をアイボリーに塗装し、力強い発展というイメージでえんじ色の帯を、側面窓下から正面まで回り込むように配したデザインとなった。帯の太さは80mmとかなり細いが、これはあえて不安定な太さとすることで適度な緊張感を持たせ、見る者の意識に引っ掛かるようにするという意図があった。更にスマートさやスピード感を出す狙いで、先頭車の帯は乗務員室扉付近から、ひれやヒゲのように飛び出すラインが加えられた。
このアイボリーはその後京王グループのコーポレートカラーとして、バスやタクシーなどを含めて広く用いられている。
1963年の投入直後は、京王のフラッグシップ車両として新宿 - 東八王子(直後に京王八王子と改称)間の特急に使用された。1967年の高尾線開業で設定された高幡不動で分割・併合する特急にも充当されたが、この時5100系には社員のアイデアで誤乗防止の「緑の吊り輪」が採用された。これは、「前3両・後4両」などと案内しても乗客には分かりにくいが、「緑の吊り輪の車両・白の吊り輪の車両」と言えば誰でも間違いなく行先がわかるというものである。このアイデアは、6000系や8000系にも受け継がれている。
1972年(昭和47年)の6000系登場以後は徐々に急行系列車の運用から撤退し、特に冷房のない初期編成は冷房車の登場で早期に急行系列車から外され、1970年代後半からは各停を主体に運用されるようになった。それでも引き続きハイキング特急「陣馬」や大晦日から元旦に運行される特急「迎光」、競輪特急、競馬特急、急行などの季節列車・臨時列車には1980年代中頃まで5000系冷房車が使用されることがあった。
その他、6000系の工場入りが重なった際にも5000系の急行系列車が一時的に見られることがあり、1988年(昭和63年)夏頃には6000系8両編成の予備車確保の目的で5000系4連の片側先頭車を外した編成を2本連結し、さらに5100系3連を連結した9両編成が現われ、平日では午前中に通勤急行や特急で、休日には特急「陣馬」で使用されたこともある。
本系列はMc+Tcの2両編成で、6両編成運転時の増結や2両+2両で運用することを想定して作られた。
主電動機・台車・制御器・パンタグラフはデハ2700形を電送解除して流用している。主電動機は東洋電機製TDK553/4-CM、歯車比59:21 = 2.81の吊り掛け駆動、制御器は東洋電機製ES-556B、制動装置もARSE電磁直通自動空気ブレーキで、性能についてはデハ2700形+クハ2770形の2両編成と同一であった。
車体だけのセミ新車とした理由は、京王の限られた予算の中で輸送力増強と車輛の体質改善を行おうとした施策の一環である。2010系の運用実績から、京王社内では5000系+5070系の6両編成は3M3Tで運用できる自信を持っていたが、MM'ユニットの電動車を1Mとして使った実績はあったものの機能の制限が必要で、MTユニットの新形式の開発は昇圧関連で予算に余裕がなかった。そこで当時京王社内でスモールマルティー(○に小文字tを入れる。以下t)と呼ばれたサハ2500形・2550形の置換の一部をデハ2700形を中間サハに改造することで実施し、発生した電装品を5070系に流用することとした。元々2700系の電装品はカルダン駆動車と伍して優等運用に耐えうる性能を持っていたので、電気ブレーキは装備していなかったが、5000系との併結運用は大きな問題はなかった。
デハ5070形の台車は、先述の通りデハ2700形から流用の東急TS-101B、クハ5770形も2両が流用品の東急TS-306B台車、1両は2000系予備台車を改造した日立KH-14改を装着した。いずれもコイルばね台車である。コイルばね台車ゆえに、5000系と併結すると空車時の車高には差があった。