東京メトロ16000系電車

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東京メトロ16000系電車
TokyoMetro-16000-01.jpg
小田急線内を走行中の16000系電車
(2012年1月)
基本情報
運用者 東京地下鉄
製造所
製造年 2010年 - 2017年
製造数 37編成370両
運用開始 2010年11月4日
投入先 千代田線JR東日本常磐緩行線小田急小田原線
主要諸元
編成 10両編成
軌間 1,067 mm
電気方式 直流 1,500 V架空電車線方式)
最高運転速度
  • 千代田線:80 km/h
  • 常磐緩行線:90km/h
  • 小田急線:100 km/h
設計最高速度 110 km/h
起動加速度 3.3 km/h/s
減速度(常用) 3.7 km/h/s
減速度(非常) 4.7 km/h/s
編成定員 1,518人
車両定員
  • 先頭車:143人(座席定員 48人)
  • 中間車:154人(座席定員 54人または51人)
自重 26.5 - 36.5 t
編成重量 299.8 t
全長
  • 先頭車:20,470 mm
  • 中間車:20,000 mm
全幅 車体基準幅:2,800 mm
全高
  • パンタグラフ設置車両:4,080 mm
  • それ以外:4,075 mm
車体 アルミニウム合金
台車 モノリンク式ボルスタ付き台車
FS779形
主電動機 永久磁石同期電動機
主電動機出力 205 kW
駆動方式 WN駆動方式
歯車比 109:14 (7.79)
編成出力 3,280 kW
制御方式 PWM2レベルVVVFインバータ制御
(Si-IGBT素子
東芝または三菱電機
制動装置 ATC連動電気指令式空気ブレーキ回生ブレーキ併用)・純電気ブレーキ
保安装置
  • 千代田線・常磐緩行線用新CS-ATC(ATC-10)
  • 小田急線用D-ATS-P(OM-ATS切換機能付)
備考 上記の表は鉄道図書刊行会「鉄道ピクトリアル」2010年12月号を参照。
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第51回(2011年
ローレル賞受賞車両

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東京メトロ16000系電車(とうきょうメトロ16000けいでんしゃ)は、東京地下鉄(東京メトロ)千代田線用の通勤形電車2010年平成22年)11月4日より営業運転を開始した[1]

概要[編集]

1971年(昭和46年)から千代田線で使用されていた6000系は、1990年代以降更新工事を実施してきたが、機器の老朽化や初期の車両が当初想定した耐用年数の40年に近づいたことから、同系の代替車両として導入を進めることとなった[2]

本系列は列車運行にともなうエネルギーのより効率的な使用を目指したもので、6000系に代わる環境配慮型の車両として開発された。東京メトロでは従来から省エネルギー化や安全性・快適性の向上、バリアフリー化の促進などを重視した車両を製作しているが、本系列では新たに「環境」をコンセプトに設計を実施した[3]。車両デザインは奥山清行が監修した[4]

2011年鉄道友の会ローレル賞受賞[5][6]

本項目では1 - 3次車を基本に解説し、仕様の見直しが行われた4次車(第57編成)以降は後述する。編成番号は、第01 - 19編成は第41 - 59編成、第20 - 37編成は第80 - 97編成とそれぞれ記することがある。

車体[編集]

車体はアルミニウム合金を使用したダブルスキン構造を採用し、川崎重工業が製造した1・2・5次車は同社の「efACE」構造、日立製作所が製造した3・4次車は「A-train」で製作された[7]。いずれも側構体の接合には摩擦攪拌接合 (FSW) を使用し、精度の高い仕上がりとした[2]。また、廃車時におけるリサイクル性を向上させるため、各部材のアルミ合金材質の統一を図っている[2]。車体構造には衝突事故時の安全性を高めるため、車端部の隅柱は厚肉化した三角形断面構造を持つ衝突柱とし、側構体とは強固に接合する構造を採用している[2]

前面デザインは、1次車となる第01 - 05編成(第41 - 45編成)が10000系と同様に中央貫通構造プラグドア)を採用した。しかし、この構造は運転士側より右側の前方視界が見づらいとの指摘があったことから、2次車となる第06編成(第46編成)以降では非常用貫通扉を350mm車掌台側にオフセットした[8] 左右非対称前面構造に変更している[9]。前面窓の下には千代田線のラインカラーである緑色を基調とし、白のラインを配している[2]。側面は側窓下と屋根肩部に緑色のラインカラーを基本に、白色とライトグリーンを配している(屋根肩部は白色なし)。

全長(連結面間距離)は中間車では基準となる 20,000 mm (20 m) だが、先頭車は乗務員室スペースを確保するために 20,470 mm(20.47 m・47 cm 長い)とした[2]。床面高さについてはバリアフリーの観点から 1,140 mm として、プラットホームとの段差を極力低減させた[2]

内装[編集]

客室内は白色の内張りを基本とし、妻面や袖仕切の一部、床敷物には紺色を採り入れている[2]。本系列の天井部は乗客が広く感じられるように側天井部を曲面形状としたもので、中央天井部は補助送風機(ラインデリア)の収納された整風板、ラインフロー(冷房吹出口)の一体となったパネル構造を採用した[2]

座席はドア間が7人がけ、車端部が3人がけのロングシートで、1人分の掛け幅は 460 mm 、モケットを紺色としたバケットシートを採用した[10]。座席表地は龍村美術織物製のものが使用されている[11]。座席部には上部の荷棚からゆるやかな弧を描いてつながるスタンションポール(縦握り棒)を配置し、ユニバーサルデザインにも配慮したものとしている[10]。7人がけ席のスタンションポールの内側2本は、2・3・2の着席区分を兼ねている[10]。側窓はドア間の2連窓は開閉可能な下降窓、車端部には固定窓を配置するもので、遮光用にロールアップカーテンを設置する。

10000系に引き続いて荷棚はアルミ製のフレームに強化ガラスをはめ込んだものを、連結面貫通扉には強化ガラス製の扉を採用している[10][3] 。また、本系列では袖仕切部の一部にも強化ガラスを取り入れて、車内を開放感のあるものとしている[10][3]

優先席部においては座席表地をライトブルーとして区別し、つり革を一般席の白色からオレンジ色とし、袖仕切握り棒にもオレンジ色を配置した[10]。なお、優先席を考慮した車端部においては荷棚高さは一般席の 1,750 mm から 1,700 mm(50 mm 低下)とし、つり革高さも一般席の 1,640 mm から 1,580 mm(60 mm 低下)として使いやすさの向上を図っている。

バリアフリーの向上のため、各出入口部では床面に黄色の「出入口識別表示板」を配置し、ドア開閉時(または乗降促進スイッチ使用時)に連動して赤く点滅する「ドア開閉表示灯」を設置した[10]車椅子スペースは編成中の2号車と9号車の車端部に設置している[3]

冷房装置集中式で、冷凍能力は 58.14 kW (50,000 kcal/h) である[12]。1-3次車と4次車以降で外観が異なる。

旅客案内機器[編集]

防犯カメラ一体型のLCD
LED式行先表示器
常磐緩行線各駅停車の種別色は白である

車内の各ドア上部には17インチ液晶ディスプレイ (LCD・TVIS) を用いた車内案内表示器を設置した[10]。LCD画面は2台が設置され、左側をTokyo Metro ビジョン広告動画用として、右側を行先案内・乗り換え案内等の旅客案内用として使用する[10]。ドア点検蓋を兼ねるこの部分もアルミ押し出し材であるが、冷たい感じを与えないよう周囲の内張りに合わせて白色に塗装されている。

また、2020年頃より、ワンマン化対応工事と同時にLCD横に防犯カメラが設置されている。

放送装置には自動放送装置を搭載しているほか、車外案内用に車外スピーカーを設置している。(千鳥配置)

車外の前面・側面に設置する行先表示器には15000系に引き続き種別表示をフルカラーLED、行先表示と運行番号表示には白色LEDを採用し、視認性の向上を図っている[3]。従来車とは異なり、「各駅停車」も種別を表示する。当初はJR常磐緩行線内と千代田線内B線の綾瀬以遠への常磐緩行線直通列車では白地の「各駅停車」を表示するのみ(車内のLCDではエメラルドグリーン)で、A線の線内止まりとB線の綾瀬行きは種別無表示であったが、2018年3月17日のダイヤ改正までに線内でも青地の「各駅停車」を表示するようになった(小田急線直通の各駅停車も含む。小田急の各駅停車用に「各停」の種別もあったが、同改正までに一新した)。白地の表示はJR常磐緩行線内でのみの使用となった。

乗務員室[編集]

運転台(1次車)

乗務員室は非常時貫通構造のため、正面パネル部は狭く、また右斜めにも機器を設置する構造である[12]。運転台には、千代田線用の自社車両では初めての採用となる左手操作式ワンハンドルマスコンと、速度計・圧力計等の計器類を液晶モニタに集約したグラスコックピット構造を採用した[12]。なお、1次車は中央貫通構造、2次車は左右非対称貫通構造だが、一部機器の配置が変更されている[9]

この液晶画面は正面パネルに2画面が設置され、通常は左側を計器表示用、右側を車両制御情報管理装置 (TIS) 用として使用するが、故障時には相互でバックアップできる機能を設けている[12]。右側部には運転士放送操作器と列車無線ハンドセット(東京メトロ/小田急用とJR線デジタル無線用)とJR線用デジタル無線簡易モニター表示器を設置する[12]

乗務員室と客室の仕切りには窓が3か所あり、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、全て透明ガラスである。遮光幕は大窓、乗務員室扉窓に設置してある。

走行機器など[編集]

主電動機には1時間定格出力 205 kW の東芝製の永久磁石同期電動機[13](PMSM・東京メトロ形式MM-S5A形・メーカー形式SEA-535形)を採用した[10]。永久磁石は信越化学工業製の「レア・アースマグネット」を使用している[14]。PMSMを採用することで従来の三相誘導電動機よりもエネルギー効率を高くすることができ(従来の92%を96%まで向上)、さらには全密閉構造とすることで低騒音も実現させた[10]。PMSM を採用することで、従来の三相誘導電動機を使用する10000系と比較して消費電力を10%削減できるものとしている[3]

このPMSMは、日本国内の新製車両としては東日本旅客鉄道(JR東日本)のE331系に続いて2例目の採用となるが、同車は車軸直接駆動 (DDM) 方式を採用しており、歯車減速式駆動方式における同電動機の採用は本系列が日本初となる。

制御装置には02系大規模改修車と同じ東芝製のIGBT素子を使用した2レベルVVVFインバータ制御純電気ブレーキ対応 容量 3300V/800A)を採用した[10][15]歯車比は109:14 (7.79) と高くとり、制御方式は同期電動機を採用した関係で各軸個別方式の1C1M4群制御としており、編成形態は10両編成で4M6T構成としている[10]。個別制御の場合には制御装置本体は大形化が予想されるが、本系列では2群分のインバータユニットを1台に集約した「2in1形」を採用することで装置本体の小型化を図った[12]

この主電動機出力や歯車比を含め、編成形態は千代田線06系東西線05系6 - 10次車07系と同様の編成形態である。ただし、これらの車両の主電動機は通常のかご形三相誘導電動機を使用している点が異なる。

ブレーキ制御は06系などの4M6T車で採用した1M1.5T遅れ込め制御ではコスト面等で不利なことから、車両制御情報管理装置 (TIS) を活用した編成単位での遅れ込め制御を採用した(編成統括回生ブレンディング制御)[10]。これはブレーキ指令 = 編成で必要なブレーキ力から全電動車(M車4両)で負担できる回生ブレーキ力を引いた不足分(空気ブレーキで補足する)を全制御車・付随車(CT車とT車・計6両)の空気ブレーキで負担する方式である[10]。これより、コストアップを抑えながら遅れ込め制御の有効活用を実現している。

この編成統括ブレンディング制御の採用による回生性能の向上(従来の回生率約35%を約60%まで向上)や粘着リミッタ(雨天時に車輪の滑走を防止するために回生ブレーキを抑制する機能)解除などの改良により、同様の編成形態である06系と比較して、約41%の消費電力削減が達成されている[16]

台車は10000系以降の新製車で採用したモノリンク式軸箱支持構造のボルスタ構造台車(FS779形)を採用した [17]。この台車は走行安全性の向上や輪重調整作業等の保守性の向上を目的に採用を進めているものである[17]。電動台車はFS779M形、付随台車はFS779T形、先頭車前位寄りはFS779CT形と称する[17]

補助電源装置にはIGBT素子を使用した 240 kVA 出力の富士電機システムズ静止形インバータ (SIV) を編成で2台搭載している[18][17]。電源出力は三相交流 440 V としており、故障時には編成全体で電源供給を行う受給電箱を16600形に設置している[17]

空気圧縮機は実績のあるスクロール式コンプレッサ(MBU1600YG-2形・吐出量 1,600 L/min)が採用されている[17]。この装置は周辺機器を含め一体の箱に収めたもので、騒音低減やメンテナンス性に優れたものである[17]

保安装置は千代田線とJR常磐緩行線用として車内信号現示による新CS-ATC装置(JR呼称:ATC-10)を搭載するほか、小田急電鉄用としてD-ATS-P装置(OM-ATS切換機能付)を搭載している。

増備途中での変更点[編集]

2015年度に導入した4次車からは、1次車の製造から5年が経過したことを踏まえ、電気品の変更、車内設備の見直しを行った[19][20]

元々、千代田線で運用していた6000系・06系の車両更新計画では、車両数が多いことから、全車両の更新には期間がかかることを想定していた[19]。このため電気品の進歩を想定して、1 - 3次車の16編成分と4次車以降の21編成分のパッケージ発注を採用した[19]

外観

前面・側面のラインカラー帯は、マイナーチェンジを行った車両をアピールするため、ソフトグリーン色とイエローグリーン色を追加した[19]前照灯HID式の1灯からLED式の2灯に変更した[19]

車内

基本的に1 - 3次車と同等であるが、つり革をグレー色から水色品に変更、また乗務員室と客室間にある仕切扉を白色から紺色に変更した[19]。車内照明は蛍光灯からLED照明に変更した[19]

1 - 3次車では2号車と9号車に設置していた車椅子スペースは、4次車では「フリースペース」の名称として、全車両に設置した[19]。車椅子利用者だけでなく、ベビーカーや大きな荷物を持った海外観光客への使いやすさの向上を図った[19]

走行機器など

台車・ブレーキ装置(空気圧縮機含む)は3次車までと同等である[19]

制御装置(VVVFインバータ)は製造メーカーを三菱電機に変更した。また、加減速時の磁励音を低減させる技術を開発・適用している[19]。主回路のフィルタリアクトル(ノイズ除去コイル)はアルミ製から、電気抵抗値の小さい銅製に変更した[19]

補助電源装置(静止形インバータ・SIV)も製造メーカーを三菱電機に変更、使用素子をハイブリッドSiCに変更した(定格出力 240 kVAは同じ)。3次車までは独立運転方式(10両編成において、2台のSIVが5両ずつ給電する)であったが、4次車からは10両編成中2台のSIVが出力する交流波型を同期させる「並列同期運転」機能を採用しており、さらに使用電力が少ない場合、2台のSIVのうち1台を休止させる「休止運転」機能を採用しており、消費電力の削減を図っている(並列同期/休止運転方式)[19]

編成[編集]

編成表

 
号車 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
形式  
16100形
(CT1)
>  
16200形
(M')
 
16300形
(T)
>  
16400形
(M)
 
16500形
(Tc1)
 
16600形
(Tc2)
>  
16700形
(M)
 
16800形
(T')
>  
16900形
(M')
 
16000形
(CT2)
搭載機器   VVVF BT,CP VVVF SIV,CP SIV VVVF BT,CP VVVF  
車内設備 (♿︎) ♿︎ (♿︎) (♿︎) (♿︎) (♿︎) (♿︎) (♿︎) ♿︎ (♿︎)
車両番号 16101
:
16137
16201
:
16237
16301
:
16337
16401
:
16437
16501
:
16537
16601
:
16637
16701
:
16737
16801
:
16837
16901
:
16937
16001
:
16037

凡例

運用[編集]

千代田線(北綾瀬 - 代々木上原間)とJR常磐緩行線、小田急線への直通運転に使用される。

営業運転開始当初、小田急線との直通種別は多摩線唐木田駅発着の急行多摩急行のみで、通常ダイヤでは新百合ヶ丘以西の小田原線での東京メトロの車両による運用はなかったが、営業運転開始前の深夜試運転では本厚木駅まで、2011年12月10日には第05編成(第45編成)が試運転で海老名駅までそれぞれ入線した[21]。ダイヤ乱れが生じた場合に備え、6000系・06系にはなかった「新宿」などの行先表示が用意されている[8]

その後、2016年(平成28年)3月26日改正で、通常ダイヤでも準急の運用が開始され本厚木駅まで運用されるようになった。2018年(平成30年)3月17日にダイヤ改正で多摩線への直通が廃止され、小田原線の乗り入れ区間は伊勢原駅までとして、急行・通勤準急・準急・各駅停車に使用されている[22]。また、平日1本のみ登戸発各駅停車本厚木行きの小田急線内完結の列車も担当する。

導入[編集]

2010年(平成22年)度から2012年(平成24年)度にかけて10両編成16本が順次導入された[23]2011年(平成23年)度は10両編成9本[24]が、2012年(平成24年)度は10両編成2本[25]が導入された。代替として6000系電機子チョッパ制御車の廃車が進められ、2012年9月14日に千代田線から電機子チョッパ制御車が消滅した[26]

2010年7月29日に第01編成(第41編成)が川崎重工業兵庫工場から出場し、綾瀬車両基地まで甲種輸送された[27]。営業運転は同年11月4日に04S運用にて開始され、メトロ線内の限定で運用された後、同年11月24日よりJR線で、同年11月26日からは小田急線でも運用が開始された[28]。2010年(平成22年)度から2012年(平成24年)度までに製造された編成は1・2次車の第01 - 12編成(第41 - 52編成)は川崎重工業、3次車の第13 - 16編成(第53 - 56編成)は日立製作所笠戸事業所で製造された[29]

2013年度・2014年度は投入されなかったが、2015年度には設計を変更した4次車が登場し、同年9月16日から営業運転を開始した。4次車の第17 - 28編成(第57 - 59・80 - 88編成)は日立製作所笠戸事業所、5次車となる第29 - 37編成(第89 - 97編成)は川崎重工業で製造されている。

2017年度まで増備が行われ、最終的には37編成が導入された[30][31][32]

6000系は2018年11月で運用を終了し、千代田線で運用される東京メトロ所属の10両編成の車両は本系列に統一された[33]

脚注[編集]

[脚注の使い方]
  1. ^ 東京メトロ16000系が営業運転を開始」交友社『鉄道ファン』railf.jp 鉄道ニュース、2010年11月5日
  2. ^ a b c d e f g h i 交友社「鉄道ファン」2010年11月号新車ガイド「東京地下鉄16000系」60-61頁記事。
  3. ^ a b c d e f 鉄道図書刊行会「鉄道ピクトリアル」2010年12月号New model「東京地下鉄16000系」98-101頁記事。
  4. ^ 『週刊東洋経済』2011年7月8日臨時増刊号P112
  5. ^ ブルーリボン・ローレル賞2011年 - 鉄道友の会 2011年5月24日[リンク切れ]
  6. ^ 東京メトロ千代田線新型車両16000系が「ローレル賞」を受賞 (PDF) - 東京地下鉄ニュースリリース 2011年5月24日
  7. ^ 交友社「鉄道ファン」2016年11月号 特集「私鉄通勤型電車新図鑑」(編:フリーランス・プロダクツ)40-41頁
  8. ^ a b エリエイ「とれいん」2012年1月号「東京の地下鉄道」記事。
  9. ^ a b 鉄道図書刊行会「鉄道ピクトリアル」2011年10月臨時増刊号「鉄道車両年鑑2011年版」参照。
  10. ^ a b c d e f g h i j k l m n o 交友社「鉄道ファン」2010年11月号新車ガイド「東京地下鉄16000系」62-64頁記事。
  11. ^ 「産業資材」 - 龍村美術織物HP
  12. ^ a b c d e f 鉄道図書刊行会「鉄道ピクトリアル」2010年12月号New model「東京地下鉄16000系」102-105頁記事。
  13. ^ 端子電圧 880 V・電流 168 A・周波数115 Hz・定格回転数 2,300 rpm
  14. ^ TECHNO-FRONTIER 2011 第29回モータ技術展 信越化学工業展示ブース 製品説明パネルより
  15. ^ 東京地下鉄(株)16000系電車用PMSM主回路システム。 - 東芝レビュー2011年3月号 (PDF)
  16. ^ レールアンドテック出版「鉄道車両と技術」No.178記事「東京メトロにおける省エネルギー技術」参照。
  17. ^ a b c d e f g 交友社「鉄道ファン」2010年11月号新車ガイド「東京地下鉄16000系」65-66頁記事。
  18. ^ 富士時報2011年1月号「輸送ソリューション」 (PDF)
  19. ^ a b c d e f g h i j k l m 日本鉄道車両機械技術協会『ROLLINGSTOCK&MACHINERY』2016年1月号研究と開発「東京地下鉄千代田線16000系4次車新造車両の概要」pp.18 - 25。
  20. ^ 千代田線に16000系4次車を導入します。 - 東京メトロ (PDF)
  21. ^ 東京メトロ16000系が新百合ヶ丘以西で試運転”. 交友社『鉄道ファン』railf.jp. 2013年6月27日閲覧。
  22. ^ http://www.odakyu.jp/voice-station/
  23. ^ “新車ガイド2 東京地下鉄16000系”, 鉄道ファン (交友社): 66, (2010年11月1日) 
  24. ^ 平成23年度(第8期)事業計画(東京地下鉄株式会社)(2011年3月30日閲覧) (PDF)
  25. ^ 〜環境にやさしい地下鉄を目指して〜「みんなでECO.東京メトロ・エコプロジェクト」が始動します”. 東京地下鉄株式会社. 2012年5月6日時点のオリジナル[リンク切れ]よりアーカイブ。2018年12月2日閲覧。
  26. ^ 東京メトロ6000系6127編成が新木場へ”. 交友社『鉄道ファン』railf.jp. 2013年6月27日閲覧。
  27. ^ 東京メトロ16000系が甲種輸送される”. 『鉄道ファン交友社 railf.jp. 2013年6月27日閲覧。
  28. ^ 東京メトロ16000系 直通運用開始”. 『鉄道ホビダス』RMニュース. 2013年6月27日閲覧。
  29. ^ 交友社「鉄道ファン」2012年8月号付録「大手私鉄車両ファイル2012」参照。
  30. ^ 東京メトロプラン2018 (PDF)”. 東京地下鉄. p. 15. 2016年3月27日閲覧。
  31. ^ 東京メトロ ニュースレター 第68号 (PDF)”. 東京地下鉄. p. 2 (2017年4月19日). 2017年4月27日閲覧。
  32. ^ 東京メトロ16000系第37編成が営業運転を開始|鉄道ニュース|2017年10月8日掲載|鉄道ファン・railf.jp” (日本語). 鉄道ファン・railf.jp. 2020年9月26日閲覧。
  33. ^ 千代田線に16000系4次車を導入します - 2015年9月15日 東京地下鉄ニュースリリース

参考文献[編集]

  • 交友社鉄道ファン』2010年11月号新車ガイド「東京地下鉄16000系」(東京地下鉄(株) 鉄道本部車両部設計課 砥上 靖弘 著 )
  • 鉄道図書刊行会鉄道ピクトリアル』2010年12月号New model「東京地下鉄16000系」(東京地下鉄(株) 鉄道本部車両部設計課 世木 智博 著 )
  • 日本鉄道車両機械技術協会『ROLLINGSTOCK&MACHINERY』2016年1月号研究と開発「東京地下鉄千代田線16000系4次車新造車両の概要」(東京地下鉄株式会社 鉄道本部車両部設計課 永井衆)

関連項目[編集]