도큐 2020계 전동차
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1. 등장 배경[편집]
도큐 전철은 2020 도쿄 올림픽이 개최되는 것을 기념하고, 또한 2022년에 도큐가 창업 100주년을 맞아, 연선과 역, 차량 등을 재정비하기 위한 목적, 또한 노후화된 8500계를 대체하기 위한 목적으로 제작되었다. 또한 이 신형 차량은 2002년에 새로 도입한 5000계 이후 16년만에 도입된 덴엔토시선 신차다.
이 차량은 차량 사양의 공통화 및 생산비용 절감등으로 JR 동일본이 최근 신형 차량을 개발하여 제대로 지원까지 해주는 E235계 전동차를 기반으로 하였으며, 특히나 주요 기기, 설계를 공통화하여 설계비를 훨씬 줄인게 특징이다. 전동차는 기존 2량 1대 동력차 방식에서 주제어를 각 동력차에 탑재는 독립 M차 방식으로 다른 선구에서의 량수 변경에 따른 편성 도입을 고려하여 차량에 탑재된 기기 배치변경을 하지 않고도 적절한 MT비를 할수 있게 하였다. MT비는 '5M5T' 방식을 채용하였다. 신호 설비는 디지털 ATC, CBTC, 홈도어 연동 TASC에 대응할수 있으며, 열차 무선도 디지털 무선에 대응할수 있는 사양으로 하고 있다.
디자인은 과거 도큐측이 개발하였던 타마 전원도시등 '도시 만들기'로 계획하였던 도큐다움을 의식하여 디자인하였으며, 도큐 연선의 상업 시설 디자인 전문 회사인 '텐세이샤'가 기획, 제작하였다. 연선의 도시·역의 친화성을 높이고, 이용자에게 친밀감을 가져주는 것과 동시에, 지금까지 없는 새로움을 느낄수 있도로 외관, 실내 공간을 목표로 하고 있으며, 외부 디자인은 컨셉을 'INCUBATION WHITE'로 선두차량 전면에서 차체 측면 상부에 걸쳐 도입 선구노선인 덴엔토시선의 녹색과 함께 도색되었다. 둥근 선두형상은 얼굴을 이미지화한 디자인으로 하고 있다. 인테리어 디자인은 도큐 연선의 풍경을 표현한 좌석과 조명을 포함한 차량 전체 컬러 코디를 고집하여 친근감과 편안함을 느끼는 디자인으로 하였다.
2. 구조[편집]
2.1. 차체[편집]
차체 구조는 종합차량제작소가 제작한 스테인레스 차체의 브랜드인 'sustina'에 의한 경량 스테인레스 차체로 하고, 'sustina'의 20m 4도어형으로 하여 제조되었다. 레이저 용접을 사용, 차체 골조를 경량화 하여 알루미늄 차체와 동일하게 경량화를 하였고, 차량 외관과 인테리어에서도 용접 자국을 줄였다. 연결기 부근은 차체 골조와 외부 판과의 접합 부분과 덮개 틀 설치 부분에 레이저 용접을 하여 수밀성을 확보하였으며, 오프셋 충돌 대책으로으로 모서리 기둥의 일부 단면을 잘라내어 같은 위치에 붙여 보강하였으며, 이를 통해 오프셋 충돌시에 서로의 차량에 배반하는 힘을 발생시켜 외판 박리를 방지하여 객실의 손상을 줄일수 있다. 또한 전면 충돌대책으로 운전대 전면에 충격흡수용 프레임을 배치하고, 선두차와 중간차 사이의 충격 흡수 완충기도 설치하여 충돌에너지 흡수 및 생존 구간의 확보를 도모하고 있다. 객실 문 간격은 홈도어 범위에 맞게 4820mm로 제작되었고, 창문 구성은 E235계와 똑같이 고정창문이 작게, 열리는 창문을 크게 하여 제작하였다. 객실 문 안쪽도 혼잡시 문을 열면 수납식 짐이 들어가는것을 방지하기 위해, 미끄러운 소재를 사용하고 있다. 정면 라이트와 실내 조명은 LED를 사용하며, 전면 전조등 하단에 4개의 조명과 전면 상단에 2개의 조명, 총 6개의 조명이 전면에 있다. 선두차의 지붕에 무선열차 안테나 외에 후술할 'INTEROS' 통신용으로 사용되는 WiMAX 안테나를 설치하고 있다.
2.2. 내부[편집]
차내 천장 조명은 40W 짜리 LED 조명으로, 정전 사태 등에 대비하여 예비 조명등을 구축하고 있으며, 정전이나 집전장치가 고장날때 임시로 불이 켜지게 되어 있다. 의자는 2013년 이후 5000계 반입분중 일부가 사용중인 롱시트로 설치하고 있다. 휠체어석은 각 차량의 단부에 한개씩 설치하고, 일반 승객이 이용하기 쉽도록 옆 창문에 2단 난간봉과 아래면에 요당을 설치하고, 여유 공간임을 알수 있도록 차체 외부 측면과 차량 바닥에 휠체어, 유모차 마크를 크게 부착하여놓아 알수 있게 해놓았다. 또한, 선두차 노약좌석은 일반석과 색을 구분하여 구분할수 있게 해놓았다. 차내에 감시 카메라도 2대 설치하여 관제센터, 차장등이 즉시 객실내부를 볼수 있도록 해놓았다.
문사이 좌석 중앙의 측창 상단과 도어 위에 17,21.5인치 LCD TV를 장착하였다. 문 사이 좌석 중앙 측창 상부에 설치된것은 3개가 동시에 붙여있으며, 이를 통해 3개 모니터에서 하나의 연결된 화면을 볼수 있게 해놓았다. 도어 위에는 17인치짜리 LCD TV가 설치되어 있으며, 정차역 표시안내 및 목적지 정보, 문열림 방향 정보, 환승 안내, 운행상황등을 표시한다. 그러나 6020계와 3020계는 21.5인치 중앙에 설치된 LCD는 설치되어 있지 않다.
2.3. 운전실[편집]
전면 유리의 면적을 넓혀 시야 확대를 도모하고, 주제어 장치는 운전대 중앙에 배치하고, 도큐식 원핸들 T자 마스콘을 설치하였으며, 모니터 2개가 설치되어 있다. 왼쪽의 모니터 장치 한개는 속도 표시계이며, 중앙에 도어 확인표시장치와 회중시계를 걸수 있는 걸이대도 설치되어 있다. 걸이대 옆에 모니터가 한개 더 있는데, 그게 도큐측에서 새롭게 도입한 INTEROS 장치다. 또한 운전대 제작시 상호직통운전하는 각사 차량과 기기 배치과 달라 승무원의 운전취급이 부담할것을 고려하여 도쿄메트로, 도부, 세이부 관계자와 같이 운전대 공통화 협의를 실시하였다. 이에 따라 상호직통하는 회사의 차량(도쿄메트로 10000계, 도쿄메트로 13000계, 도부 70000계, 세이부 40000계 등) 사양 공통화를 하며, 기타 운행선구와 본 차량을 도입하지 않는 다른 도큐선 차량의 사양도 참고로 하였다.
3. 주요 장비[편집]
3.1. 열차정보 관리장치[편집]
INTEROS는 E235계에 도입되는 열차 정보관리 시스템이며, 데이터 전송속도를 기존보다 40배나 향상시켜 대용량 데이터를 처리할 수 있으며, 차량의 각 기기에 전송하고 WiMAX를 통한 데이터 통신을 이용하여 차량 각종 데이터를 지상 관제센터에 실시간으로 전송하여 활용하는것이 가능하고, 이를 통해 고장 직후부터 원격으로 차량 상태를 파악하여 대응 시간을 줄일수 있다. 또한, 고장 발생시의 조기 복구도 가능하며 향후 각 기기의 데이터를 이용하여 차량 야간 주박시 실시하는 단순검사를 실시한 차량의 데이터를 분석하고 장비 수명과 고장등을 파악하고, 적절한 시기에 필요한 유지 보수를 하여 상태 보존을 위한 노력등을 할 예정이다.
3.2. 제어 장치[편집]
제어 장치는 미쓰비시제의 Full SiC 소자를 이용한 2레벨 VVVF 인버터 제어장치(MAP-144-15V31A형)을 사용하고 있으며, 하나의 제어 장치로 주로 전동기 4대를 제어하는 1C4M 방식으로 하고 있다. 속도가 높을 때도 자동으로 인버터 제어를 하고, 이로 전동기 손실을 감소시켜 에너지 성능을 향상하고 있으며, 기존 8500계에 비해 절반정도의 전력으로 주행할수 있게 되어 있다. 제어장치의 고속 차단기와 필터등은 M방식을 사용하며, 팬터그래프는 3,6,9호차에 설치되어 있다.
3.3. 메인 모터[편집]
주 전동기는 도시바제 TKM-18형 3상 농형 유도전동기를 사용하며 (정격전류 108A, 정격 주파수 80Hz, 정격출력 140kW, 정격 회전수 2380rpm) 열교환에 의해 냉각하는 방식으로 유지보수를 적게 할수 있다.
3.4. 제동장치[편집]
회생제동 병용 전기지령식 공기제동방식이며, INTEROS의 편성 제동력 관리시스템에서 브레이크 지령에 의해 1편성 전체에서 무게제어, 회생 브레이크를 제어하는 방식으로, 에너지 절감 및 공기 브레이크의 마모량 저감을 도모할수 있다.
브레이크 단수를 7에서 8로 늘렸으며, 8단은 감속도가 4.0km/h/s에 달한다. 회생 브레이크가 안정하지 않을때도 안정된 제동력을 얻게 하고 있다. 이것은 기존 EB에는 모두 공기브레이크로 작통하고 회생은 작동하지 않아 문제가 발생하였지만, 본 차량은 INTEROS과 연동하여 EB시 공기와 회생 모두 작동하여 (정확히는 EB동작시 기본 공기브레이크, 추가로 회생제동 사용가능) 제동능력을 향상시키고 있다.
3.5. 대차[편집]
대차는 5000, 6000계와 마찬가지로 볼스타레스 대차의 하나인 공기스프링 대차 TS-1041,1042,1042-A를 사용하지만, 대차의 견인력을 차체에 전달하는 견인장치는 Z링크식에서 하나링크식으로 변경되었다. 기본 브레이크는 유닛브레이크지만, 부수 대차는 디스크 브레이크가 추가되어 있다. 또한 이 브레이크의 라이닝은 탈착 향상을 도모하기 위해, UIC 표준 기반의 구조로 되어 있다.
구동 장치는 5000, 6000계와 마찬가지로 중실축 평행카르단 구동방식이나, 전동기의 전기자축과 바퀴축 기어구동축 사이의 피팅을 CFRP제 편향판을 사용한 TD피팅식의 기어형 굴곡축 피팅을 사용하며 WN피팅식으로 변경되었으며, 저소음화를 도모하고 있다.
3.6. 그 외[편집]
보조 전원공급장치는 IGBT를 사용한 정지형 3레벨 인버터이며, 출력은 삼상교류 440V, 260kVA이다. 정류 장치는 보조전원장치와 별도로 탑재하고 있으며, 출력은 직류 100V이다. 또한 각 차량에 변압기를 탑재하며, 출력은 교류 100V이다.
전동공기압축기는 윤활유의 교환이나 급유가 필요없는 오일프리 왕복식 압축기를 사용하며, 3상 농형유도 전동기를 사용한다. 윤활유를 사용하지 않기 때문에 외부의 오일 유출이나 공기탱크 쪽에 기름 유출이 없고, 압축기 출구의 토출량은 1750ℓ/min이다.
냉방장치는 출력 58.1kw를 지붕에 한개 탑재하고, 여분 난방용 6.0kw 히터를 내장하고 있다. 또한 천장 팬 근처에 파나소닉과 JR 동일본 기술이 공동으로 개발한 공기세정장치 'nanoe'를 설치하고 있다.
집전장치는 5000계 계열과 같은 싱글암이 장착된다.
출입문 도어 장치는 전기식 도어장치를 채택하였다. 전기식 도어장치는 항상 서로의 미닫이 문이 꽉 맞는 구조로 되어 있으며, 기존 장치와 같이 기계적 잠금을 걸 필요가 없이 끼워진 것을 쉽게 빼낼 수 있다. 또한 도어 장치에 안전 센서도 설치하였다. 이는 E235계와 E235계를 기반으로 제작된 도에이 5500형에도 적용되었다.
축전지는 5000계와 마찬가지로 알칼리 축전지를 채용하였다. 5000계가 직류 100V / 60Ah과 열차 무선 비상전원으로 사용하는 직류 24V / 30Ah의 2종류를 탑재하고 있는 반면, 본 계열은 직류 100V / 105Ah 축전지만 사용한다.
4. 운용[편집]
2018년 3월 28일에 2020계 3편성이 영업운전을 시작하였다. 전 차량에 도부 TSP가 설치되어 있음에도 불구하고 9월까지 도부와의 운행 협정등으로 도부선에 입선하지는 못하고, 전면에 K서클 부착하였다. 전 차량이 츄오린칸역 - 오시아게역 구간에서 운용되며, 나가츠타 검차구에 소속되어 있다.
그리고, 10월 도부선 입선을 시작해서 급행 나가츠타행으로 운용되기 시작하였다.
전차량이 종합차량제작소 제작이다.
2022년 5월, 50편성을 끝으로 제작이 완료되었다.
5. 편성[편집]
덴엔토시선과 직통운전하는 한조몬선, 이세사키선, 닛코선에서 운행하기 위해 한조몬선 및 도부선 무선장치와 보안장치도 내장하고 있다. 동력차 5량, 부수차 5량의 5M5T편성이다.
6. 파생형[편집]
오이마치선과 메구로선에 파생형이 도입되었다. 공통적으로 차내 LCD의 수가 2020계에 비해 감소하였다.
도요코선에는 파생형이 없고, 5000계를 계속 도입하고 있다.
6.1. 6020계(오이마치선 투입용)[편집]
6020계는 오이마치선을 위해 2020계에서 3량을 줄인 7량 편성의 전동차로, 수송력 증강을 목적으로 6000계의 7량화 공사와 함께 투입된 열차이다.
주요 사양 자체는 2020계와 동일하지만, 오이마치선에서 운용되는 정보전송 장치에 의한 역 통과방지 계측기능과 공사구간 등에서 사용되는 임시속도 제한에 대한 ATC 변경이 가능한 임시속도 제한기능을 갖추고 있다.
6.1.1. 편성[편집]
편성은 동력차 4량, 부수차 3량의 4M3T 편성이다. 오이마치 방면이 1호차, 미조노구치 방면이 7호차다.
주황색으로 칠해져있는 칸은 Q SEAT 객차이다.
3호차와 6호차에 두개의 싱글암 팬터그래프가 장착되어 있다.
6.1.2. 운용[편집]
2017년에 2편성이 신조되며, 2020계와 마찬가지로 2018년 3월 28일에 영업운전을 개시했다.
2018년도에 6020계 7량중 1량에 롱시트/크로스시트 전환가능한 타입의 좌석 'L/C카'를 도입하고, 평일 밤 하행급행열차 (오이마치발 나가츠타행) 5개편에서 유로좌석 지정서비스 'Q SEAT'를 한다고 발표하였고, 12월 14일에 운행을 개시하였다. 이에따라 초대 6000계에도 있었던 차번 '데하 6320형'을 현 차량에 똑같은 차번으로 내장하였다. 이에따라 원래 6320형은 9량편성으로 제작된 2126F에 끼워맟추고 2320형으로 번대개명이 이루어졌다. 6122F-2127F도 똑같은 방식. 또한 개번에 따라 차내 LCDTV 증설공사가 실시되고 있다.
2018년 11월 10일에 Q SEAT에 충당되는 듀얼시트 사양인 데하 6320형이 보도공개되었다. 차체는 다른 차량과 달리 오렌지색으로 되어 있어 눈에 띄게 되어있다.
6.2. 3020계(메구로선 투입용)[편집]
도큐 메구로선과 소테츠 본선 및 소테츠 신요코하마선 간의 직통 운전에 대비해 도입 되었다. 외관 및 기본 설계는 기존의 2020계와 6020계와 다른 점이 거의 없으며, 소테츠 본선 및 소테츠 신요코하마선으로의 직통을 위해 8량 편성으로 제작되었다. 기존에 운행하던 3000계와 5080계를 대체하는 역할이 아닌 순수 증차분이며, 기존에 운행하던 열차는 중간차만 새로 제작해서 8량으로 증결하였다.
첫 도입 당시에는 중간의 2량을 빼고 6량으로 편성하여 2019년 11월 23일부터 첫 운행을 하였고 지금은 8량으로 환원하여 운행하고 있다.
분명 소테츠 본선 및 소테츠 신요코하마선에 직결하기 위해 도입된 차량이지만 무슨 이유인지 몇몇 일본철도 유튜버로부터 운전석에 소테츠선 입선금지라고 써있는 스티커가 부착된 것이 확인되었다.
2023년 3월 16일 현재, 3123F편성이 소테츠선 입선을 위한 신호장비 설치를 위해 나가츠타 검차구로 임시회송되어 개조를 받고 있다.
이는 신요코하마선 개통, 소테츠 신요코하마선에 직결하는 2023년 3월 18일까지 모든 메구로선 계통의 차량에 소테츠선 입선을 위한 신호장비를 설치하는데 시간을 맞출 수 없다보니 나타난 현상으로 보인다.
2023년 7월 25일부터 소테츠 신호장비 설치가 완료된 3123F편성의 소테츠선내 시운전이 시작되었으며, 2023년 8월까지 3편성 모두 소테츠 입선을 위한 개조를 완료하였으며, 실제 소테츠선 입선은 2023년 9월 26일부터 입선하기 시작하였다. 관련 영상
7. 관련 문서[편집]
이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 2023-11-23 19:51:43에 나무위키 도큐 2020계 전동차 문서에서 가져왔습니다.[1] 크레용 신짱에 나오는 노선[2] 데하 2326을 제외한 9량만 제작되어 오이마치선 유료좌석으로 제작된 데하6321과 같이 갑종회송 되었다. 기존의 데하6321은 2126F에 편입되었다.[3] 데하 2327을 제외한 9량만 제작되어 오이마치선 유료좌석으로 제작된 데하6322와 같이 갑종회송 되었다. 기존의 데하6322는 2127F에 편입되었다.[4] 6020계에 Q SEAT가 반입되면서 기존의 데하 6321이 이곳에 편입되었다.[5] 6020계에 Q SEAT가 반입되면서 기존의 데하 6322가 이곳에 편입되었다.[6] E235계를 기반으로 제작되었다.