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東急2020系電車

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東急2020系電車
TOKYU 2020 SERIES 2025F 20181228.jpg
東武スカイツリーラインに乗り入れる東急2020系
(2018年12月28日)
基本情報
運用者 東京急行電鉄
東急電鉄
製造所 総合車両製作所
横浜事業所・新津事業所
製造年 2017年 -
運用開始 2018年3月28日
投入先 田園都市線東京メトロ半蔵門線東武伊勢崎線東武日光線
主要諸元
軌間 1,067 mm
電気方式 直流1500 V(架空電車線方式
設計最高速度 120 km/h
起動加速度 3.3 km/h/s
減速度(常用) 4.0 km/h/s
減速度(非常) 4.5 km/h/s
自重 本文参照
全長 先頭車:20,470 mm
中間車:20,000 mm
全幅 2,788 mm
全高 4,046 mm
床面高さ 1,130 mm
車体 軽量ステンレスsustina
台車 軸梁式ボルスタレス方式空気ばね台車
TS-1041(動台車)
TS-1042・TS-1042A(付随台車)
固定軸距 2,100 mm
主電動機 かご形三相誘導電動機 全閉外扇形TKM-18形(東芝形式SEA-446)
主電動機出力 140 kW
駆動方式 WNドライブ
歯車比 99:14 (7.07)
制御方式 VVVFインバータ制御(フルSiC-MOSFET素子 )
制御装置 三菱電機製 MAP-144-15V317形
制動装置回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキ (HRDA-2)
全電気ブレーキ
保安装置 ATC-P東武形ATS内蔵)
備考 出典は[1]
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東急2020系電車(とうきゅう2020けいでんしゃ)は、東京急行電鉄時代の2018年3月28日に営業運転を開始した[2]東急電鉄通勤形電車

本項では、田園都市線用の2020系電車のほかに、大井町線用の6020系電車と、目黒線用の3020系電車についても記述する。

登場の経緯

本形式は、2020年東京オリンピックが開催されることや、2022年に東急が創業100年を迎えることから、沿線の街や駅と調和する車両とすることを目的に命名、導入されるものである[3][4]。新形式車両としては、2002年から導入した5000系以来、16年ぶりとなる。

製造は、総合車両製作所横浜事業所と、東急電鉄の車両としては初となる総合車両製作所新津事業所が担当している。

概要

デザインは、多摩田園都市などの「街づくり」を起源に持つ東急電鉄らしさを意識したものとしており、監修は東急線沿線の商業施設のデザインなどを手がけている丹青社が担当した[5][6]。沿線の街や駅との親和性を高め、利用者に親しみを持ってもらうとともに、「これまでにない新しさを感じていただけるような外観、車内空間」を目指しており、コンセプトカラーに「INCUBATION WHITE」(美しい時代へ孵化していく色)を使用した。先頭車前面から車体側面上部にかけて、導入線区の路線カラーとともに配置されている。丸みのある先頭形状は、やわからみのある顔をイメージしたものである[6]

車体

車体は、総合車両製作所の軽量ステンレス車体のブランドであるsustina(サスティナ)を採用しており、「sustina S24シリーズ」の、車体長20メートルの4ドアステンレス車として製造された[7]レーザー溶接の積極的な採用、骨組の軽量化などで、アルミ車体と同等の車体軽量化を図ったほか、車両外観の溶接痕を減らし、水密性の向上も図っている。オフセット衝突対策として、隅柱の一部に断面45度で切り取ったような位置に補強を追加しており、これにより、オフセット衝突時において、互いの車両に離反する力を発生させ、外板の剥離を防いで客室の損傷を軽減することができる。また前面衝突対策として、運転台前面に衝撃吸収用のハニカム材を配置して、先頭車と中間車の間に衝撃吸収緩衝器を組込むことにより、衝突エネルギーの吸収と生存区間の確保を図っている。客室扉のドア間隔はホームドアの開口範囲に合うように4,820 mmとしており、窓の構成は固定窓と下降窓の組み合わせとしている。前照灯はLED照明を使用しており、前照灯は前面下部に4灯と、ハイビーム時は加えて前面上部に2灯の計6灯とし、夜間時での視認性の向上を図っている。また、先頭車の屋根上には、列車無線アンテナのほかに、後述するINTEROSによる通信にも使用されるWiMAXアンテナを設置している。

内装

インテリアデザインは、東急沿線の風景をイメージした座席や照明も含めた車内全体のカラーコーディネートにこだわり、親しみやすさと心地よさを感じるデザインとしている。座席表地には龍村美術織物製のものが使用されている[8]

腰掛は、2013年以降に導入の5000系の一部車両で採用されたハイバック仕様のロングシートを採用している。車椅子ベビーカーの乗客が利用するフリースペースは各車両の車端部に1か所ずつ設置しており、普通の乗客が利用できやすいように、側面の窓に2段の手すりと妻面に腰当を設置しているほか、車内の床敷物に車椅子マークとベビーカーマークを貼り付けしている。優先席は、先頭車は車端部のフリースペースの向かいに3席、各中間車はそれに加えてその反対側の車端部の両側にも6席設けており、側面から座席の袖仕切を介して妻面までに黄色の帯を付けることで、一般席と区別している。妻引戸の戸閉装置は5000系の重力式から、ゼンマイの力でゆっくりと戻る方式に変更している。また、防犯カメラを各車に2台ずつ設置している。

扉間座席中央の側窓上部と妻引戸上部にはデジタルサイネージ液晶ディスプレイによる電子看板)を設置した。側窓上部のものは、21.5インチサイズの車内案内表示器を横に3つ連続配置しており、3画面で一つの連続した画面のように使用することができる。また、扉鴨居部には17インチの車内案内表示器を設置しており、停車駅表示案内のほか、行先情報、ドアの開方向情報、乗り換え案内、乗車マナーなどについて表示する。なお、大井町線用の6020系と目黒線用の3020系にはデジタルサイネージは設置されていない。客室扉の内側は、混雑時に扉が開く際に戸袋に荷物などが引き込まれるのを防止するため、素材に表面が滑りやすい素材を採用した。

枕木方向のつり手棒は側面天井部と接続をすることにより、ロールバーの補強構造を構成して、側面衝突に対する車両変形量の抑制を図っている。

天井の客室灯には40 W相当のLED照明を採用したほか、つり手棒の配置変更に合わせて配置の見直しを行い、従来より数を2灯ほど減少させている(中間車は22灯、先頭車は20灯)が、架線停電時に備えて蓄電池からの電力で点灯する予備灯を、中間車では11灯、先頭車は10灯へと増加させている。

2130F以降の編成では、かつて6扉車が組み込まれていた4、5、8号車ドア間の座席を7人掛けから6人掛けに減少させて立席スペースを増やしている。

乗務員室

乗務員室は、前面ガラスの面積を広げて視界の拡大を図っており、主幹制御器はワンハンドルマスコンを運転台中央に配置した。その前方に2つのモニター装置が配置されている。モニター装置はE235系で使用されているINTEROSの導入により、計器・表示灯類などの情報集約を進めており、これにより計器・表示灯類などをモニター装置で表示することが可能となっている。また、現状では相互乗り入れの際に各社の車両においてその機器配置が異なり、乗務員の取扱いの負担が重いことを考慮して、東京地下鉄(東京メトロ)・東武鉄道(東武)・西武鉄道(西武)の関係者と運転台共通化の協議を行い[9]、それに合わせて相互乗り入れする各社が保有している車両(東京メトロ13000系東武70000系西武40000系など)との仕様共通化を行った。その他の乗り入れ線区や本車を導入しない他の東急線の車両の仕様も参考にしている。乗務員が扱う機器ついては、設計完了後にモックアップを作成して、集められた各現業職員との間で取付け高さとボタンの形状と操作感などの検証を行ない、修正している[10][11]

主要機器

制御装置は、300系以来となる三菱電機製を採用し、SiC-MOSFETとSiC-SBDを組み合わせた、フルSiCパワーモジュールを用いた2レベル式VVVFインバータ制御装置(MAP-144-15V317形)を搭載しており、1台の制御装置で主電動機4台を制御する1C4M方式としている。高速度域まで多パルスのスイッチングを行うため、主電動機の損失を低減させて省エネルギー性能を向上させており、従来の8500系と比べて半分程度の電力で走行できるようになっている。制御装置・フィルタリアクトル・高速度遮断器は独立M方式を採用しているため、各電動車に搭載されているが、2020系の8号車のデハ2820 (M2A) と2号車のデハ2220 (M2B)、6020系の5号車のデハ6520 (M2A) と2号車のデハ6220 (M2B) は、高速度遮断器を2020系ではパンタグラフを搭載する9号車のデハ2920 (M1A) と3号車のデハ2320 (M1B) に、6020系では同じくパンタグラフを搭載する6号車のデハ6620 (M1A) と3号車のデハ6320 (M1B) に集約して、自車の分も含めて2台搭載している。

主電動機は、東芝製のTKM-18(東芝形式SEA-446)形全密閉外扇式三相かご形誘導電動機(定格電流108 A、定格周波数80 Hz、定格出力140 kW、定格回転数2,380 rpm)を採用しており、熱交換により冷却を行う方式であるため、メンテナンス頻度の低減が図られている。

制動方式は、回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキ方式としており、INTEROSの編成ブレーキ力管理システムからのブレーキ指令により、編成全体で応荷重制御・電空協調制御・回生ブレーキを優先する遅れ込め制御を行うことで、省エネルギー運転と空気ブレーキ制輪子(ブレーキシュー)の摩耗量の低減が図られている。

また、常用ブレーキを従来の7段ステップ制御から8段ステップ制御とし、8段ステップは減速度を4.0 km/h/sとすることで、回生ブレーキが安定しない時や雨天時と降雪時などで安定した制動力が得られるようにしている。また、降雪時での減速度低下時のバックアップとして非常ブレーキ時の回生補足機能を新たに追加している。これは、従来の非常ブレーキ作動時には、すべて空気ブレーキで作動して回生ブレーキは使用されないが、この機能では、非常ブレーキ作動時には、INTEROSで減速度の演算を行い、一定の減速度低下が計測された場合には、回生ブレーキを補足で使用するものであり、降雪時でのさらなる安全性を図っている。

補助電源装置は、IGBT素子を使用した3レベル方式の静止形インバータ(SIV)であり、出力は三相交流440 V、260 kVAである。整流装置は補助電源装置とは別に搭載しており、出力は直流100 Vである。また各車に変圧器を搭載しており、出力は交流100 Vである。

電動空気圧縮機は、潤滑油の交換や給油が不要のオイルフリーレシプロ式圧縮機を三相かご形誘導電動機で駆動させる。潤滑油を使用しないため外部のオイル排出や元空気タンク側へのオイル流出がなく、圧縮機出口の吐出量は1750ℓ/minである。

冷房装置は、冷房能力58.1 kW (50000 kcal/h)のを屋根上に1台搭載しており、予備暖房用の6.0 kWのヒータを内蔵している。また、天井部の横流ファン付近にパナソニックJR東日本テクノロジーが共同開発した空気洗浄装置の「nanoe(ナノイー)」を設置している。東急電鉄の電車としては初めての設置となる[5]

集電装置は、5000系と同じ舟体を有したシングルアーム式だが、すり板検知装置を装備している。

戸閉装置は、富士電機製のラック・アンド・ピニオン式のブラシレスモーターを使用した電気式戸閉装置を採用している[12]。戸閉状態では、常に互いの引戸が押し付け合う構造となっており、従来の電気式戸閉装置のように機械的なロックをかける必要がなく、挟まれたものを引き抜きやすい特性がある。

蓄電池は、5000系と同じく焼結式のアルカリ蓄電池を採用している。5000系が直流100 V・60 Ahと列車無線の非常電源に使用する直流24 V・30 Ahの2種類を搭載していたのに対し、本系列は直流100 V・105 Ahの1種類のみとしている。

情報管理装置

列車情報管理装置として、東日本旅客鉄道のE235系等で実績があるINTEROSを採用している。データ通信速度を従来と比べて40倍も向上させたことで、大容量のデータを扱うことが可能で、車両の各機器への伝送のほかにWiMAXによるデータ通信を利用して、車両の各種データを地上システムにリアルタイムに送信して活用することが可能としている。将来的には、各機器のデータを利用して、車両留置時で実施する検査の簡略化や蓄積した車両のビッグデータを分析し、機器の寿命や故障の予知を捉えて適切な時期に必要なメンテナンスを行う状態保全に向けた取組みを進める予定である。

台車

台車は5000・6000系と同じく、軸箱支持装置が軸梁式のボルスタレス方式空気ばね台車のTS-1041動力台車、TS-1042・TS-1042A付随台車を採用しているが、台車の牽引力を車体に伝達するけん引装置はZリンク式から一本リンク式に変更されている。基礎ブレーキ装置は、踏面片押し式のユニットブレーキであるが、付随台車はディスクブレーキが追加されている。なおこのディスクブレーキのライニングは脱着性向上を図るため、UIC(国際鉄道連合)規格に基づいた構造としている。

駆動装置は5000・6000系と同じく中実軸平行カルダン式だが、電動機の電機子軸と輪軸の歯車駆動軸との間の継手を、CFRP製のたわみ板を使用したTD継手式から、歯車形たわみ軸継手を使用したWN継手式に変更し、高速走行時の信頼性向上を図っている。

編成

田園都市線及び直通運転先である東京メトロ半蔵門線東武伊勢崎線日光線で運用するため、半蔵門線及び東武線の保安装置と無線装置も内蔵している[13]。2130F以降の編成では4、5、8号車の内装変更、座席数減少に伴い、5000系と同一形態に組成変更されている。

2020系
号車 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
形式
クハ2120

(Tc2)


デハ2220

(M2b)

<>

デハ2320

(M1b)


サハ2420

(T3)


サハ2520

(T2)

<

デハ2620

(M3)


サハ2720

(T1)


デハ2820

(M2a)

<>

デハ2920

(M1a)


クハ2020

(Tc1)

自重 31.5 t 33.5 t 33.5 t 27.8 t 27.5 t 32.0 t 27.5 t 33.5 t 33.5 t 31.4 t
車両番号[14] 2121 2221 2321 2421 2521 2621 2721 2821 2921 2021
2122 2222 2322 2422 2522 2622 2722 2822 2922 2022
2123 2223 2323 2423 2523 2623 2723 2823 2923 2023
2124 2224 2324 2424 2524 2624 2724 2824 2924 2024
2125 2225 2325 2425 2525 2625 2725 2825 2925 2025
2126 2226 2326 2426 2526 2626 2726 2826 2926 2026
2127 2227 2327 2427 2527 2627 2727 2827 2927 2027
2128 2228 2328 2428 2528 2628 2728 2828 2928 2028
2129 2229 2329 2429 2529 2629 2729 2829 2929 2029
2130 2230 2330 2430 2530 2630 2730 2830 2930 2030
2131 2231 2331 2431 2531 2631 2731 2831 2931 2031
2132 2232 2333 2432 2532 2632 2732 2832 2932 2032
2133 2233 2333 2433 2533 2633 2733 2833 2933 2033
2134 2234 2334 2434 2534 2634 2734 2834 2934 2034
2135 2235 2335 2435 2535 2635 2735 2835 2935 2035
の網掛けの車両は甲種時は欠車、6020系へのQシート車組み込みに伴う余剰車を組み込み。

運用

2018年3月28日に2020系3編成が営業運転を開始した[15]。運用開始半年間は前面貫通ドアに東武直通非対応を示すKマークが貼られており、東武線への直通乗り入れは行っていなかった[16]が、同年10月1日から2121Fと2122Fが東武線への乗り入れを開始し、久喜駅南栗橋駅 - 中央林間駅で運行されている[17]。2018年度は6編成増備され[18]、2019年度も6編成増備された[19]

2020系
編成番号 製造所 甲種輸送時期 製造年度
2121F 横浜 2017年11月[20] 2017年
2122F 新津 2018年2月[21]
2123F 2018年2月[22]
2124F 2018年6月[23] 2018年
2125F 2018年6月[24]
2126F 2018年10月[25]
2127F 2018年10月
2128F 2019年3月[26]
2129F 2019年3月[27]
2130F 2019年8月[28] 2019年
2131F 横浜 2019年10月[29]
2132F 新津 2020年1月[30]
2133F 2020年2月[31]
2134F 2020年3月[32]
2135F 2020年3月[33]
の網掛けの編成番号は9両で落成し、6020系へのQシート車組み込みに伴う余剰車を組み込み。

6020系

東急6020系電車
Tokyu 6020 series Den-en-toshi Line 20180825.jpg
大井町線直通列車 6121F
(2018年8月25日 田奈駅)
基本情報
運用者 東京急行電鉄
東急電鉄
製造所 総合車両製作所
横浜事業所[6 1]新津事業所[6 2]
製造年 2017年 - 2019年
運用開始 2018年3月28日
投入先 大井町線田園都市線
主要諸元
編成 7両編成
軌間 1,067 mm
電気方式 直流1500 V(架空電車線方式
備考
  1. ^ Qシート車以外
  2. ^ Qシート車
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6020系は、2020系大井町線向けに7両編成とした車両。大井町線は6両編成が最長であった[34]が、輸送力増強を目的に2017年以降急行列車を順次7両編成にすることとなった。これに対応する車両として6000系の増結(中間電動車の新製)と合わせて新製投入されたものである[35]

主要な仕様そのものは2020系と同一であるが、大井町線で運用されている情報伝送装置による駅通過防止装機能と工事区間などで使用される臨時速度制限用のATCコードに変更できる臨時速度制限機能を有している。

デュアルシートのメーカーは京王5000系と同じくコイト電工製となっている。

6020系
← (渋谷大井町
号車 1 2 3 4 5 6 7
パンタ    
   
 
定義 Tc2 M2B M1B T1 M2A M1A Tc1
形式 クハ6120 デハ6220 デハ6320 サハ6420 デハ6520 デハ6620 クハ6720
6121F 6121 6221 6321 6421 6521 6621 6721
6122F 6122 6222 6322 6422 6522 6622 6722
自重 31.2 t 33.3 t 33.3 t 27.3 t 33.3 t 33.3 t 31.1 t
乗員
(全体 / 着席)
143 / 45 155 / 51 155 / 48 155 / 51 155 / 51 155 / 51 143 / 45
の網掛けの車両はQシート車[36]。その組み込みに伴う余剰車は2020系に組み込み。
3号車と6号車には2基のシングルアームパンタグラフを備える。

運用

2017年度は2編成が新製され、2020系と同じく2018年3月28日に営業運転を開始した[37]

2018年度には6020系7両編成の1両にロングシートクロスシートの両方に転換可能なタイプの座席(いわゆる「デュアルシート」)を導入し、平日夜の下り急行列車(大井町駅発田園都市線直通長津田駅行き)5本程度にて有料座席指定サービス(愛称『Qシート』)を行うことが発表され12月14日に運転を開始している[38]。これにより2代目となるデハ6320形を組み込み[39]、初代のデハ6320形は9両編成で落成した田園都市線の2020系に編入し改番の上で移されることとなる[40]。改番に伴い、車内に液晶ディスプレイの増設を行っている[41]

2018年11月10日に『Qシート』に充当されるデュアルシート仕様の(新)デハ6320車両が報道公開された。車体は他車両と異なりオレンジ一色にラッピングされており、一見して判るようになっている。大井町駅と自由が丘駅の駅構造を考慮した結果、乗客の流れを阻害しにくい3号車に設定された[40]。内装は天井のLED照明を電球色に変えることが可能で、各座席には電源コンセント(Qシート運用時にのみ使用可能)[40]とカップホルダーを備え、車内Wi-Fi設備も用意されている[42]

なお、2019新型コロナウイルス感染拡大の影響により、2020年4月27日からは『Qシート』サービスを当面の間休止している[43]


6020系
編成番号 製造所 甲種輸送時期 Qシート車
組込時期
Qシート車以外 Qシート車 Qシート車以外 Qシート車
6121F 横浜 新津 2017年12月[44] 2018年10月 2018年11月
6122F 2018年1月[45] 2018年10月 2018年11月
Qシート車組込時期の欄のの網掛けは余剰車は2020系に組み込み。


3020系

東急3020系電車
東急3020系.jpg
営業運転開始直後の3020系
(2019年11月29日 多摩川駅)
基本情報
運用者 東急電鉄
製造所 総合車両製作所横浜事業所
製造年 2019年
運用開始 2019年11月22日
投入先 目黒線
主要諸元
編成 6両編成→8両編成
軌間 1,067 mm
電気方式 直流1500 V(架空電車線方式
最高運転速度 110 km/h
設計最高速度 120 km/h
起動加速度 3.3 km/h/s
減速度(常用) 4.0 km/h/s
減速度(非常) 4.5 km/h/s
自重 先頭車 31.5 - 31.9 t
電動車 33.3 t
全長 先頭車:20,470 mm
中間車:20,000 mm
全幅 2,788 mm
全高 4,046 mm
床面高さ 1,130 mm
台車 軸梁式ボルスタレス方式空気ばね台車
固定軸距 2,100 mm
主電動機 かご形三相誘導電動機 全閉外扇形
主電動機出力 140 kW
駆動方式 中実軸平行カルダンWN継手式 歯車型たわみ軸継手
歯車比 99:14 (7.07)
制御方式 Sic素子-VVVFインバーター
制動装置 回生ブレーキ併用遅れ込め付電気指令式空気ブレーキ フラット防止装置付き
保安装置 統合型ATC-P保安装置
備考 [46]
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目黒線および将来的な東急新横浜線開業時用の車両として、2019年秋に3編成を導入することが同年3月26日に公表された[47][48]

当初から8両編成で製造されるが、2022年の東急新横浜線開業並びに相模鉄道との直通運転開始時までは、中間付随車2両(当面は車両基地内に留置)を除いて運用する計画となっている[49][50]

運用される線区は全ての駅でホームドアが完備されているため、車両間の転落防止幌が省略されているほか、全面型ホームドアに対応するため、非常用ドアコックの位置が車体側面から床下に変更されている[49]。また、ワンマン運転を行うため、ドアの開閉用ボタンを運転士の手元に設置しているほか、非常停止スイッチも設けられている[49]

3020系
編成番号 製造所 甲種輸送時期
3121F 横浜 2019年4月[51][52]
3122F 2019年5月[53]
3123F 2019年7月[54]


脚注

[脚注の使い方]
  1. ^ 市川 2018, p. 87.
  2. ^ 東急2020系が営業運転を開始”. 鉄道ファン railf.jp 鉄道ニュース (2018年3月30日). 2018年5月27日閲覧。
  3. ^ 市川 2018, p. 83.
  4. ^ 車両情報”. 東急電鉄. 2018年4月18日閲覧。
  5. ^ a b “2018年春、田園都市線に新型車両「2020系」を導入します” (プレスリリース), 東京急行電鉄株式会社, (2017年3月17日), http://www.tokyu.co.jp/file/170317.pdf 2018年5月28日閲覧。 
  6. ^ a b 上新大介 (2017年3月17日). “東急田園都市線2020系、新型車両は「これまでにない新しさ」2018年春導入へ”. マイナビニュース. https://news.mynavi.jp/article/20170317-a329/ 2018年5月27日閲覧。 
  7. ^ 総合車両製作所、東急2020系製造を担当 『sustina S24シリーズ』”. 鉄道新聞. 2017年3月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年3月22日閲覧。
  8. ^ 「産業資材」 - 龍村美術織物HP
  9. ^ レイルマガジン416号143ページ
  10. ^ レイルマガジン416号143ページ
  11. ^ 市川 2018.
  12. ^ 富士電機時報 2019年Vol.92 (PDF)
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参考文献

  • 市川裕幸「田園都市線と大井町線に導入される新形車両 東京急行電鉄2020系・6020系」『鉄道ファン』第685号、交友社、2018年5月、 84-92頁。
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外部リンク