301계 전동차

JR 카라스야마선에서 운행중인 전동차에 대한 내용은 EV-E301계 전동차 문서 참고하십시오.

1. 개요[편집]

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301계 전동차(일본어: 国鉄301系電車)는 일본국유철도가 설계·제조한 지하철 노선 연장 운행 대응 직류 통근형 전동차이다.

2. 상세[편집]

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1966년부터 시작된 츄오-소부 완행선과 제도고속도교통영단(현 도쿄 메트로) 도자이선의 상호 직결 운행에 대비하여 설계되었다. 쿠하 301-모하 301-모하 300-모하 301-모하 300-모하 301-쿠모하 300의 7량 1편성으로 1966년에 5편성(35량), 1969년에 3편성(21량)의 합계 8편성이 가와사키 차량(현·가와사키 중공업 차량 컴퍼니) 및 일본 차량제조에서 생산되어 미타카 차량센터에 배치되었다.

국철이 처음으로 설계·제조한 지하철 대응의 통근형 전동차이자 국철 전동차로서는 처음으로 알루미늄 합금 차체를 본격적으로 채용한 차량이기도 하다.

국철 분할 민영화 이후에는 모든 차량이 JR 동일본에 계승되었고 이후 7량 1편성에서 10량 1편성으로 재조성되었는데 이 과정에서 도색이 노란색에서 하늘색으로 변경되었고 301계 5량+103계 5량을 병결한 짬뽕편성도 존재했었다.

2002년부터 E231계 800번대가 도입됨에 따라 2003년을 끝으로 퇴역하여 모든 차량이 폐차되었다. 퇴역 이후 오미야 차량센터에서 쿠모하(MC)300-4호 1량을 정태보존하였으나 현재는 고철로 매각하였다.

국철 차량이라면 으레 코일스프링 대차와 강철제 차체를 떠올리던 당시로서는 알루미늄 차체와 에어스프링 대차의 통근형 차량은 이색적인 존재였으며, 제조비가 고가였던 터라 등장한지 얼마 되지 않은 무렵에는 ''국철에서 가장 고급인 통근형이라 불리기도 했다.''

3. 차체[편집]

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103계를 답습하여[1] 한쪽 측면에 4곳의 1,300mm폭 쌍미닫이 출입문을 갖추어 출입문간 7명, 차단부 3명인 중간의 롱시트가 각각 배치되었으며 당시의 국철 통근형 전동차의 표준에 따른다.

다만 본계열에서는 차량 메이커인 가와사키 차량의 제안에 의해 국철 첫 알루미늄 합금 차체가[2] 채용되었다. 이 차체의 알루미늄 합금 구체 부분은, 같은 시기에 제조된 영단 5000계 알루미늄차와 공통된 설계였다.

이 때문에 제조 담당은 알루미늄 합금 차체의 제조 실적이 있는 기업에 한정되게 되어 1962년 제조의 산요전기철도 2000계를 시작으로 알루미늄 합금 차체 전동차의 제조 노하우를 축적하고 있던 가와사키 차량과 역시 1963년 제조의 호쿠리쿠 철도 6010계 이후 알루미늄제 차량의 제조 실적을 거듭하고 있던 일본 차량제조의 2개사가 선정되었다.

제조시의 단계에서는 철도 차량에 적절한 7000계 알루미늄 합금이 이미 실용화 되고 있어 본계열의 차체는 알루미늄제 차체 제조 기술 제1세대의 완성형이라는 설계가 되어 103계를 기준으로 각 차량 5 - 6t 정도의 자체 중량 경감이 실현되었다.

알루미늄 차체의 채용에 수반하여 그 가공의 어려움으로 인해 창틀에 별도 조립의 유닛창[3]이 채용되었다.

물받이의 높이도 차체를 세척할 때의 편리성을 배려하여 103계보다 약간 높게 하여 후에 등장하는 201계 전동차와 동일하게 되고 있다. 이것은 알루미늄 합금 차체는 내식성이 높지만, 반면 철분 등의 이종 금속 부착에 의한 산화(전해부식)에는 약하고, 대응책으로 빈번하고 철저한 세척 작업의 실시가 요구되었기 때문에 1회의 세차로 확실히 외판의 더러움을 제거하기 위한 중요한 변경점이었다.

4. 사양[편집]

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구동 방식은 103계 전동차와 동일한 MT55 주전동기를 탑재하여 기어비 6.07의 중공축 평행카르단 구동방식을 채용했다. 주제어기에 대해서는 103계의 CS20을 베이스로 고가속에 의한 슬립 방지 대책이 실시된 CS20B를 탑재했다. 주저항기는 자연 통풍식으로 저항기의 상수를 늘렸다. 이것은 강제 송풍식의 경우 블로어 팬의 소리가 크고, 노선 연장 운행구간인 지하선내에서 소음 문제가 되지 않기 위해 배려한 것이지만, 자연 통풍식은 저항기가 한정된 마루밑 면적을 크게 점유 한데다 게다가 그 주위의 에어 플로우에 대한 배려도 할 수 있기 때문에 그 의장은 어렵고, 상황에 따라서는 저항기용단사고를 일으키는 것이 많이 있었다.

대차는 국철의 재래선을 위한 양산 통근형 전동차로는 첫 다이렉트 마운트식 공기 용수철 대차가 된 DT34·TR204형을 장착하여 103계의 DT33·TR201형과 비교할때 승차감이 대폭 개선되었다. 이 대차는 165계 등에 채용된 크고 가벼운 접시식 인 다이렉트 마운트식 공기 용수철 대차인 DT32형을 기본으로 개발된 것이지만, 저널 박스에 오일 댐퍼를 장착하지 않고, 빌로우즈식 공기 용수철을 차체 직결로한 볼스터앵커를 부가했기 때문에 기구면에서 크게 다르다. 동시에 다이렉트 마운트화에 수반하여 흔들림침적이 생략 되어 횡량부분의 구조가 크게 변경되었기 때문에 DT33과 비교하여 축거가 2,100mm로 축소되었지만, 주전동기나 기어비가 103계와 공통이기 때문에 구동륜지름 910mm·부수륜지름 860mm의 관계는 변하지 않다. 공기 용수철 대차로 한 이유는 차체가 경량화되고 있기 때문에 차체의 흔들림을 경감시키기 위한 것도 있다.

도자이선 지하 구간의 가선은 강체 가선이기 때문에 팬터그래프는 PS16형을 베이스로 하여 집전주 부분에 소형의 용수철을 추가하고, 집전주 자체를 부동 구조로 한 PS21형을 채용했다.

운전대의 마스콘 핸들은, 영단 5000계와 같은 형식의 인상 데드맨 방식으로 했다.

지하선 운행을 하기 위해 화재 사고 방지 관련 법이 1953년에 제정된 차량 구조 사양 'A-A기준'에 따라 발화 방지·불연화·승객의 피난 대책 등이 포함되어 있다.

선두부에 비상용 관통문을 설치하고 있는 것이 가장 큰 특징으로, 이것에 의해 103계의 전면 유리창을 윗쪽으로 향한 경사 부분 안쪽으로 움푹 파여진 방식이 채용하지 못하고, 301계에서는 관통문 좌우의 창을 차체 바깥쪽으로 향하여 안쪽으로 움푹 파여진 방식이다[4]. 객실의 상단 하강 하단 상승 유닛창은 지하선내에서의 손상 방지를 위해 상단창은 전면 열수 있도록 되어있지만, 하단창은 75mm만 열리는 구조다.

또한 지하선내에서의 환기 효율 향상으로 지붕위 통풍기는 환기 조절을 할 수 있는 각형 매입식이 채용되었다.

본 계열은 당시 국철 통근형 치고는 나름대로 최첨단인 차량이었지만, 실험적인 요소가 많아 제조 비용이 매우 높았기 때문에 1969년에 단종시키고 그 이후의 구체적인 증비 문제는 구형 차량인 103계 1200번대를 신조하여 충당하였다.