相鉄20000系電車

相鉄20000系電車
相鉄20000系 (20104×10) （2020年10月20日、西谷 - 鶴ヶ峰間）
基本情報
運用者	相模鉄道
製造所	日立製作所笠戸事業所
製造年	2017年 -
製造数	7編成70両（2020年12月22日現在）
運用開始	2018年2月11日
主要諸元
編成	10両編成（5M5T）
軌間	1,067 mm（狭軌）
電気方式	直流1,500 V （架空電車線方式）
設計最高速度	120 km/h
起動加速度	3.0、3.3 km/h/s（切替式）
減速度（常用）	3.5 km/h/s
減速度（非常）	4.5 km/h/s
編成定員	1,441人
自重	先頭車 29.9 - 30.0 t 附随車 26.9 - 29.8 t 電動車 31.1 - 31.7 t
全長	20,470 mm (先頭車) 20,000 mm (中間車)
車体長	19,970 mm（先頭車） 19,500 mm（中間車）
全幅	2,787 mm
車体幅	2,770 mm
全高	4,080 mm
車体高	3,625 mm
車体	アルミニウム合金(A-train)
台車	ボルスタレス・モノリンク式（けん引装置Zリンク式）
主電動機	三相かご型誘導電動機（全密閉型） （HS32536-04RB）
主電動機出力	190 kW
駆動方式	TD平行カルダン駆動方式 （KD355/1-B-M STK)
歯車比	1:6.06
制御方式	VVVFインバータ制御（ハイブリッドSiC）
制動装置	回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキ（応荷重装置付） 保安ブレーキ 耐雪ブレーキ 全電気ブレーキ
保安装置	ATS-P（ATC/ATS/ATO統合形保安装置） デジタル列車無線装置 防護無線装置
備考	『鉄道ファン』2018年4月号 p.66「20000系 主要諸元表」 に基づく
第59回（2019年） ローレル賞受賞車両 ■カテゴリ / ■テンプレート

相鉄20000系電車（そうてつ20000けいでんしゃ）は、2018年（平成30年）2月11日に営業運転を開始した相模鉄道の通勤型電車。

概要

相鉄の悲願として取り組んでいる都心直通プロジェクト・神奈川東部方面線事業の「相鉄・JR直通線」（相鉄新横浜線西谷駅 - 羽沢横浜国大駅間）および「相鉄・東急直通線」（相鉄新横浜線羽沢横浜国大駅 - 東急新横浜線日吉駅間）の開業時期と開業前準備を勘案した結果、「相鉄・東急直通線」用車両の導入を先行させることとなり、2016年（平成28年）3月10日に同社が車両イメージを公開、その際に形式名を20000系としていた。さらに同社の2017年（平成29年）度の設備投資計画において同年度に新型車両1編成を製作することが公表されたが、同年6月5日になって新型車両が本系列であることが正式に発表された。

本系列は前述の神奈川東部方面線・東急直通線用、および7000系電車の置き換え用として導入が計画されている。相鉄グループが2015年（平成27年）から進めている「相鉄デザインブランドアッププロジェクト」に基づく、9000系リニューアル車に続く初めての新造車両で、相鉄としては9000系電車以来となる自社オリジナル車両である（10000系電車および11000系電車はJR東日本の車両をベースとしている）。また、製造時から「YOKOHAMA NAVYBLUE」の塗装が採用された初の車両である。

車内に設置されたローレル賞プレート（第1編成のみ設置）

車両の検討に当たっては、プロダクトデザイナーの鈴木啓太（株式会社PRODUCT DESIGN CENTER）に車両デザインを依頼しており、車両メーカーのデザイン部門と設計製造部門とともに協調して進めていくこととした。具体的には、日立製作所の製造技術である「A-train」をベースに、外装と内装について通常の設計検討と平行してデザイン検討会議でも検討を進め、最終的に複数の候補案の中からデザインブランドアッププロジェクトの全体調整を経て成案としている。本系列車両は、相鉄の車両では2016年の「9000系リニューアル車両」に続き2例目となるグッドデザイン賞（2018年度）を受賞した。さらに、2019年（令和元年）には前年デビューの優秀車両に贈られる鉄道友の会のローレル賞（第59回）を相鉄の車両では初めて受賞している。

本系列の特徴として直通運転を予定している東急線は車両限界が若干狭いことから、東急東横線や東急目黒線、およびその先の各路線などへの直通運転に向けて、東急他3者が制定した「相互直通運転における目黒線・東京メトロ南北線・都営地下鉄三田線・埼玉高速鉄道線との直通車両申し合わせ事項」に準拠したものとなり、従来の10000系や11000系より車幅が狭くなっていることが挙げられる。

また前述の通り、日立製作所のA-train規格が相鉄で初めて採用されたのも特徴の一つで、車両の製造は日立製作所笠戸事業所が行っている。2017年（平成29年）7月31日に第1編成が同事業所から相鉄に向けて甲種輸送され、8月4日に全車両がかしわ台車両センターに到着した。当初は相鉄グループが創立100周年を迎える同年12月の営業運転開始を予定していたが、その後2018年（平成30年）2月11日に延期となることが発表され、同日の横浜駅10時30分発の特急海老名行きより営業運転を開始した。なお、第1編成は試作車的要素の強い車両となっており、2020年（令和2年）8月に導入された第2編成では、ドア上部のLCD案内表示機（広告表示用含む）が2面になるなどマイナーチェンジが行われている（後節参照）。

本系列は編成替えを容易にするため、電動車は単独1M方式とし、8両編成時には編成中のモハ20400とサハ20800を抜くことで組成できるようにシステムを構築しており、今後は既存の10両編成（東横線直通仕様）に加え8両編成（目黒線および三田線・南北線直通仕様）も製造する計画としていたが、2021年度の設備投資計画において8両編成については21000系として導入されることが発表された。

保安装置は相鉄線用のATS-Pを装備しているが、東急や都営地下鉄・東京メトロなどへの乗り入れを見越し、将来対応としてATC/ATS/ATO統合形保安装置を装備している。

なお、本項目で登場する編成は公式文書等に用いられる編成法則（横浜方先頭車×両数）に準拠した上で記述している。

車体

「A-train (日立製作所)」も参照

相鉄20000系 (20102×10)
（2020年10月25日、星川 - 天王町間）

車体はA-train規格で採用している、アルミニウム合金押出形材を摩擦攪拌接合 (FSW) で接合したダブルスキン構造としており、車体衝突時に備えて、車端端部の接合部分の母材化とすみ部の形状を斜めにカットした形状にすることで、衝突時での車両同士の食い込みを防ぐとともに、互いに逃げあう力が掛かるようにしている。先頭車の前頭部は、貫通扉を設置した後退角を大きく取る形状として側面に滑らかに繋がっており、形状に応じて3D切削加工、プレス加工、たたき出し加工など様々な工法を選択することでこれを実現している。

標識灯類は、運用中に交換の必要がないLED灯具を全面的に使用することで、大胆なデザインとしている。また、横浜らしいエレガントさを出すために前面に装飾的な要素も取り入れている。前面の装飾は水野学が幼少期に親しんだブルートレインの機関車のグリルから着想を得たもので、現代的なアレンジを施してこれを再生している。

車体の塗装については前述の通り「YOKOHAMA NAVYBLUE」の一色塗りが採用され、塗装で特徴を持たせることにより、車両細部に完璧を求めなくても標準車両で効果が得やすいメリットがある。また、車両番号の書体やステッカーの貼り位置など細部にも様々な検討を行っている。車外表示器にはセレクトカラー式のLEDを採用しており、前頭部は運行番号、種別、行先別とに分けた構成としている。

車体長さは、中間車は19,500 mmだが先頭車は470 mm延長して19,970 mmとしている。従来の11000系までは2,930 mmまたは2,950 mmとしていた車幅を、本系列では前述の通り東急目黒線など接続先車両の規格に合わせ2,770 mm（最大2,787 mm）としている。連結面間には板式の転落防止幌を備えており、異常時・災害時などへの対策として、手すり付き非常はしごを4号車と7号車の床下にそれぞれ取り付けている。

車内設備

相鉄デザインブランドアッププロジェクトに即したデザインとしており、車内は灰色系（グレー）を基調とし、床や妻面（車端部）はダークグレーとしてアクセントを持たせている。荷棚や袖仕切りに金属とガラスを多用しており、天井の中央部を高くする中央高天井方式により開放感を高めている。車内の天井の照明は、9000系のリニューアル車と同様に朝〜日中と夜で色が変わる調色調光式LED照明を採用しており、天井と一体化している。また、天井のラインデリア（補助送風機/横流ファン）は車両長手方向に対して直角（枕木方向）に取り付けている。

シートは11000系などと同様にバケットシート（生地の色は灰色系）を採用した。1人当たりの座席幅を460 mmとしており、座り心地向上のためクッション性を高めた他、表地をランダムパターンとすることで汚れを目立たなくしている。また、相鉄初の採用となるユニバーサルデザインシートを車端部にある優先席（生地の色は赤色系）の一部などに導入している。なお、ユニバーサルデザインシートを設置した箇所については第1編成のみ荷棚を設置していない。つり革は9000系のリニューアル車でも採用された自社開発の卵形のものを採用しており、荷棚やつり革の設置高さを女性専用車に準拠した数値で統一している。さらに車椅子やベビーカー用のスペースとなるフリースペースを全車両に導入している。

側窓には10000系・11000系で一旦廃止されたブラインド（遮光カーテン）を再度設置、同様に両系列で廃止した車内の鏡も、本系列では各車両に1枚ずつ配置している。また、案内表示機「Sotetsu Infovision System (SIS)」は大型の21.5インチLCDを採用し、第1編成では車内客車ドア上部（案内・運行情報表示用）と通路上部（広告表示用）の2か所に設置したが、第2編成以降はドア上部にLCD2面を設置する方式となり、通路上部のLCDは廃止された。また、第2編成以降では12000系で初導入された車内防犯カメラもLCDの右側に新たに設置（千鳥配置）している。運行情報のリアルタイム受信の早期開始と車上から地上への配信経路に新たにWiMAX方式を採用し、本系列の登場に合わせて必要な地上設備も整備している。

客室扉の戸閉機は電気式ドアの「Rack☆Star」としており、戸挟み安全機能を設けている。また従来の3/4閉機能の代わりとして、相鉄では初めて室内と車外に個別ドア操作スイッチを設置し半自動機能を持たせている。11000系などと同様に視認性の向上を目的として、客室扉の合わせ目や扉付近の床面を黄色で着色し、扉上部には扉開閉チャイムと知らせ灯が設置されている。

この他、相鉄では初採用となる空気清浄機（後節参照）や9000系などで導入の進むWi-Fi接続サービス機器も搭載されている（Wi-Fi利用には通信事業者との契約が必要）。

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  車内の様子（第1編成、日中）
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  車内の様子（第1編成、夜間）、時間帯によってLED照明の色調が変化し、夜間は暖色系となる
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  灰色系を基調としたシート、座席端部の仕切り板には透明素材（強化ガラス）を採用
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  相鉄では初採用となるユニバーサルデザインシート（第1編成のもの、第2編成以降は座席を少し低くし上部に荷棚も設置）
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  フリースペース
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  本系列で復活したブラインド
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  本系列で復活した車内鏡
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  卵形のつり革
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  ドア上部の案内表示LCD（第1編成）
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  ドア上部の2面LCD（第2編成以降、右側には新たに防犯カメラも千鳥配置）
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  通路上部の広告表示LCD（第1編成のみ設置）
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  車内ドアスイッチ
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  車外ドアスイッチ
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  車両間貫通扉のアシストレバー（第1編成のもの、第2編成以降はレバー色をシルバーに変更）

車内LED照明の設定

20000系　調光・調色機能付きLED室内灯の「色温度 (調色)」と「照度 (調光)」設定

季節	時間		調色 [K]	調光 [%]	備考
4/1〜6/30	早朝	2:01:00 ~ 6:59:59	4400	90	日の長さ：中→長
	ラッシュ	7:00:00 ~ 9:59:59	5000	90
	昼間	10:00:00 ~ 15:59:59	4400	90
	夕方	16:00:00 ~ 17:59:59	4400	90
	夜間	18:00:00 ~ 2:00:59	3000	100

季節	時間		調色 [K]	調光 [%]	備考
7/1〜9/30	早朝	2:01:00 ~ 6:59:59	5000	90	日の長さ：長→中
	ラッシュ	7:00:00 ~ 9:59:59	5000	90
	昼間	10:00:00 ~ 15:59:59	5000	90
	夕方	16:00:00 ~ 17:59:59	4400	90
	夜間	18:00:00 ~ 2:00:59	3000	100

季節	時間		調色 [K]	調光 [%]	備考
10/1〜12/31	早朝	2:01:00 ~ 6:59:59	4400	90	日の長さ：中→短
	ラッシュ	7:00:00 ~ 9:59:59	4400	90
	昼間	10:00:00 ~ 15:59:59	4400	90
	夕方	16:00:00 ~ 17:59:59	3800	100
	夜間	18:00:00 ~ 2:00:59	3000	100

季節	時間		調色 [K]	調光 [%]	備考
1/1〜3/31	早朝	2:01:00 ~ 6:59:59	3300	100	日の長さ：短→中
	ラッシュ	7:00:00 ~ 9:59:59	3800	100
	昼間	10:00:00 ~ 15:59:59	4400	90
	夕方	16:00:00 ~ 17:59:59	4400	90
	夜間	18:00:00 ~ 2:00:59	3000	100
運行設定されていない時			5000	100	デフォルト値

※調光・調色は季節・時間ごとのタイムテーブルに基づき、車両情報装置Synaptraから自動設定

乗務員室

乗務員室は全室貫通構造としており、主幹制御器は相鉄としては初のデッドマン装置付きのT形ワンハンドルマスコンを採用している。また、運転台周りのコンソールはL字形としている。運転台正面には2つの液晶画面表示器（画面故障時には相互でバックアップを可能にしている）が並んでおり、速度計、圧力計、表示灯などの計器類の表示の他、車両情報表示も行う。

客室扉の開閉を行う車掌スイッチは従来のキー操作式から「相互直通運転における目黒線・南北線・三田線・埼玉高速鉄道線との直通車両申し合わせ事項」に準拠した回転鎖錠式に変更されており、将来の直通運転先の標準仕様としている。

落成当初は相鉄以外の保安設備は搭載せず、東急線用および三田線・南北線用のものは搭載予定があるが、それ以外の鉄道事業者の保安装置については搭載空間の準備のみとしている。なお、20000系はJRとの直通には対応していない。

主要機器

ここでは第1編成 (20101×10) 製造時の機器構成について述べる。

車両情報制御装置（伝送システム）

車両情報制御装置には、今後の車両機能の高度化を視野に入れた「Synaptra」を新たに採用している。この装置においては伝送をイーサネットとし、ルーターを介して先頭車両の中央ユニットと各車両の端末ユニットのネットワークを組んでいる。制御装置やブレーキ装置などの主要装置との伝送はイーサネットとする一方、一部の装置との間ではRS485伝送、または接点情報のやり取りをインターフェースユニットを介して行う。また、室内灯の調光制御、各種表示装置や放送装置などのサービス機器の制御、保安装置の列車情報の設定なども行う。なお、運行情報を記録した運行情報用ICカードは既存車と共通の行路ICカードシステムとしている。

主制御装置・主電動機

主制御装置はSi-IGBT素子とSiC-SBDを組合わせたハイブリッドSiCモジュールによる、2レベル方式のVVVFインバータ制御装置VFI-HR1421Gが採用された。制御方式はベクトル制御としており、回生ブレーキ機能付きとしている。1台の制御装置で4台の主電動機を制御する1C4M構成としており、1両分の4台のモーターを制御する単独M方式としている。これは編成替えを容易にするためであり、搭載車両は9号車のモハ20900、7号車のモハ20700、5号車のモハ20500、4号車のモハ20400、および2号車のモハ20200である。制御装置本体箱は断流器を内蔵したコンパクトな構成とし、小型軽量化と車両ぎ装の簡素化を実現したシンプルなシステムとしている。

主電動機は出力190 kW の全閉型内扇冷却式かご形三相誘導電動機HS32536-04RBが、駆動装置は相鉄オリジナル車両としては初となるTD平行カルダン駆動方式が採用されており、保守の軽減と騒音の低減を図っている。歯車比は1:6.06である

制動装置

制動装置は回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキ方式を採用しており、停止直前まで回生ブレーキが作動する全電気ブレーキも搭載している。常用ブレーキは編成一括でブレーキ制御を行う編成ブレーキ制御としている。この他にも非常ブレーキ、保安ブレーキ、耐雪ブレーキを装備している。

台車

台車は相鉄として初めてモノリンク式軸箱支持のボルスタレス空気ばね台車を採用しており、動力台車がSS184M、付随台車がSS184Tとなっている。台車の牽引力を車体に伝達する牽引装置はZリンク式である。基礎ブレーキ装置は、電動台車が踏面片押し式のユニットブレーキ、付随台車が直動式踏面ブレーキとディスクブレーキの併用としている。異方性のあるダイヤフラム式の空気ばねと併せて曲線通過性能の向上を図っており、急曲線での車輪の軸重抜け対策に、軸ばねに非線形コイルばね、空気ばね用の差圧弁に応加重機能を設けた他、特性を改善した空気ばね用の自動高さ調整弁を採用している。また、制輪子（ブレーキパッド）はワンタッチで着脱できるものを使用している。

集電装置

電磁かぎ外し式のばね上昇式・上昇検知付きシングルアーム型パンタグラフ PT-7103G形（東洋電機製造製）を採用している。これは11000系で採用したPT-7103E形の取付ピッチを変更したものである。

補助電源装置

補助電源装置はIGBT素子を用いた3レベル静止形インバータ (SIV) SVH260-RG4084A型（三相交流440 V、出力260 kVA）であり、一部の機器は従来車両の更新で採用したものと仕様を合わせている。搭載車両は8号車のサハ20800、および3号車のサハ20300である。電源供給区分は6号車と5号車の間を境に5両分としており、故障の際には延長給電が可能となっている。

空気圧縮機

空気圧縮機はオイルフリーレシプロ式のVV180-Tを採用しており、毎分吐出容量は1,300 L である。搭載車両は10号車のクハ20000、および1号車のクハ20100である。

冷暖房装置

冷房装置は東急5000系電車 (2代)や東京メトロ10000系電車などで採用実績のあるHRB504をベースに容量を拡大した屋上集中式のHRB504-9（58.1 kW、50,000 kcal/h) を各車に1台搭載しており、カレンダー機能（季節など）と乗車率の検知を基に冷房・暖房ともに年間を通しての全自動運転を基本としている。また、新たにパナソニック製空気清浄機「ナノイー」を内蔵している。

編成表

	← 横浜 海老名・湘南台 →
号車	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
形式	クハ20100 (Tc2)	モハ20200 (M1)	サハ20300 (T1)	モハ20400 (M2)	モハ20500 (M3)	サハ20600 (T2)	モハ20700 (M4)	サハ20800 (T3)	モハ20900 (M5)	クハ20000 (Tc1)
装備		＞		＞	＞		＞		＞
搭載機器	CP/SB	VVVF	SIV	VVVF	VVVF		VVVF	SIV	VVVF	CP/SB
備考									弱冷房車	女性専用車
20101×10	20101	20201	20301	20401	20501	20601	20701	20801	20901	20001
20102×10	20102	20202	20302	20402	20502	20602	20702	20802	20902	20002
20103×10	20103	20203	20303	20403	20503	20603	20703	20803	20903	20003
20104×10	20104	20204	20304	20404	20504	20604	20704	20804	20904	20004
20105×10	20105	20205	20305	20405	20505	20605	20705	20805	20905	20005
20106×10	20106	20206	20306	20406	20506	20606	20706	20806	20906	20006
20107×10	20107	20207	20307	20407	20507	20607	20707	20807	20907	20007

凡例

• M：走行用モーターのある車両（動力車）
• T：走行用モーターのない車両（付随車）
• c：運転台のある車両（制御車）
• VVVF：走行用モーターの制御装置（VVVFインバーター）
• MG：電動発電機
• SIV：静止形インバータ
• CP：電動空気圧縮機
• SB：蓄電池
• ＞：パンタグラフ
• ：ベビーカー・車椅子スペース（フリースペース）

備考

本系列では前形式の11000系と同様に末尾の数字で編成を表し、百の位の数字で編成中の車両の連結位置（号車）を表す。

例として、第1編成（20101×10）は横浜方から20101、20201、…、20901、20001と付番される。

運用

他系列の10両編成と共通運用で全ての種別に使用される。また、都合により8両編成の運用や相鉄新横浜線（相鉄・JR直通線）の運用を代走することがある。なお、本系列は新横浜線のうち2022年度に開業予定の東急直通線用に製造されたため、同線の開業以降本格的に新横浜線に乗り入れる予定である。

車両トラブル・運用離脱

• 案内表示器のトラブルにより、営業運転初日の2018年2月11日は途中で運用を離脱。翌日も表示器の調整のため夕方より運用を離脱したが、2月13日には調整が完了し通常運用に復帰している。
• 営業運転開始から10日目の2月20日の朝に車両故障により運用を離脱。以降は車両機器点検のため運行を一時休止し、2月28日より空調機器改修の都合で予定を定めず運行していたが、3月8日には改修が完了し通常運用に復帰している。

増備計画

相鉄・東急直通線開業に向けた設備投資として、当系列は開業用に5編成44両、代替車両の置き換え用に11編成98両を新造し、既存車両の保安装置等改修も併せて7,616百万円を投資する計画としている。

第2編成以降の増備計画について、10両6編成計60両（2編成20両は純増、4編成40両は従来車の代替）を2020年度中に導入し、次いで8両9編成計72両（3編成24両は純増、6編成48両は従来車の代替）を2021年度以降に導入、最終的に第1編成も含めた計16編成142両を運行するとしていた。

2021年度の設備投資計画において8両編成については21000系として導入されることが発表されるとともに、2021年度中に4編成32両を導入する計画とされている。

ギャラリー

車体

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  第1編成 (20101×10) の甲種輸送時には相模鉄道のキャラクター、そうにゃんが全区間乗車した（2017年7月31日）
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  相模大塚駅構内の新型車両デビュー記念撮影会にて、20000系とそうにゃん
  （2018年2月10日）
• 
  車体側面の車両番号と相鉄グループロゴ、同撮影会イベントにて
  （2018年2月10日）
• 
  鶴ヶ峰 - 二俣川間を走行する20000系第1編成（2018年3月11日）
• 
  20000系の尾灯、いずみ野駅にて撮影（2018年2月13日）

床下機器

• 
  SS184M台車
  （星川駅 2019年9月4日）
• 
  SS184T台車
  （星川駅 2019年9月4日）
• 
  「Synaptra」も組み込まれた配電箱
  （星川駅 2019年9月4日）
• 
  ATC/ATS/ATO統合形保安装置
  （星川駅 2019年9月4日）

参考文献

• 関根雅人（相模鉄道 運用車両部車両課）、2018、「新車ガイド 相模鉄道20000系」、『鉄道ファン』58巻（通巻684号〈2018年4月号〉）、交友社 pp. 61-67

外部リンク

• 相鉄デザインブランドアッププロジェクト（相鉄グループ）
  • 相鉄20000系スペシャルサイト（公式ページ）
• 日立が相模鉄道株式会社から新型車両を受注（日立製作所：ニュースリリース 2017年6月5日）
• 東洋電機製造「東洋電機技報」No.139（2019年発行）「相模鉄道株式会社20000系電車用電機品」 (PDF)
• 相鉄20000系、新型車両の車内など公開！厚木線も走行（マイナビニュース 2018年1月17日）