오사카시 교통국 10계 전동차

1. 개요

오사카시 교통국 10계 전동차는 1976년부터 오사카 시영 지하철 미도스지선의 주력 차량으로 운행되었으며, 1989년까지 총 234량이 제작되었다. 알루미늄 합금 차체를 사용하고, 초퍼 제어 방식과 냉방 장치를 갖춘 것이 특징이다. 1998년부터 시작된 개조를 통해 내외장 및 각종 기기가 갱신되었고, 2006년부터는 IGBT 소자 VVVF 인버터 제어 장치를 탑재하여 10A계로 변경되었다. 2011년부터 30000계 전동차의 투입으로 퇴역이 시작되어, 2022년 7월 마지막 편성이 운행을 중단하면서 모든 차량이 운행을 종료했다.

2. 디자인

30계의 레이아웃을 따르며, 알루미늄 합금제 18m급 양쪽 개폐 4도어 차체를 갖추고 있다. 측면 창 배치는 30계와 동일하며, 운전대 부착 1100・1800형이 dD2D2D2D1(d: 승무원실 문, D: 승강문), 그 외는 1D2D2D2D1이다.

작업 간소화와 생산성 향상을 위해 양 어깨가 수직으로 잘린 단일 R의 지붕 단면을 채택한 30계와 달리, 알루미늄 재료 압출 기술 발전으로 대형 압출 형재 사용이 가능해져 지붕 양 어깨 부분에서 R을 단계적으로 변경하는 깔끔한 지붕 모양이 실현되었다.

전면은 연결 통과 필요가 없어 운전대 거주성 개선을 위해 전면 문의 위치를 왼쪽 차장실 측으로 치우친 좌우 비대칭 배치로 하였다. 사카이스지선용 60계 디자인 라인이 도입되어, 주변에 FRP제 테두리 장식을 설치한 액자 스타일 디자인이 되었다.

초대 20계는 창 하단부에 줄무늬 가공을 한 알루미늄 판을 부착하고, 전조등 2기를 중앙 상부에 나란히 매립하였으며, 중앙에 수직 파이프 모양 장식을 설치하였다. 02편성 이후 증비차에서는 전조등을 좌우 양쪽 끝으로 배치하여 표지등과 나란히 하고, 좌우 전면 창을 상방으로 대형화하여 테두리 장식 바로 아래까지 확대하고, 전조등 및 표지등을 방향막 상부 블랙 패널화된 부분에 매립하는, 동시기 국철 201계 전동차에 호응하는 디자인으로 개선되었다.

대규모 냉각 기구를 필요로 하는 초퍼 제어기 탑재를 위해 본 계열 대차 중심 간격은 분기기 허용 최대값인 12,400mm로 30계보다 900mm 확대되었다. 이 때문에 승강문 개구부를 대차 침목 빔과 겹치지 않도록 설계하여 강도와 경량화 균형을 잡았던 30계에 비해, 강도 확보를 위해 다소 차체 중량이 증가하였다.

차내에서는 초대 20계는 30계 FRP제 좌석을 따랐지만, 양산차에서는 자동차용으로 개발된 경량 좌석 충전재를 사용하는 일반형 좌석으로 변경되었다. 초대 20계도 01편성으로 재조립할 때 변경되었으며, 차량 간 바람 통과에 의한 보온 및 냉방 효과 저하를 막기 위해 각 차량 갓면에 자동 닫힘 장치 부착 갓문이 설치되어 있다.

2.1. 차체

30계의 레이아웃을 따르며, 알루미늄 합금제 18m급 양쪽 개폐 4도어 차체를 갖추고 있다.

측면 창 배치는 30계와 동일하며, 운전대 부착 1100・1800형이 dD2D2D2D1(d: 승무원실 문, D: 승강문), 그 외는 1D2D2D2D1이다.

작업의 간소화로 생산성 향상을 추구하여 양 어깨가 수직으로 잘린 단일 R의 지붕 단면을 채택한 30계 전기차와 달리, 알루미늄 재료 압출 기술의 발전으로 대형 압출 형재 사용이 가능해짐에 따라, 지붕의 양 어깨 부분에서 R을 단계적으로 변경하는, 깔끔한 지붕 모양이 실현되었다.

전면은 연결하여 통과할 필요가 없고, 운전대의 거주성 개선을 위해 전면 문의 위치를 왼쪽 차장실 측으로 치우친 좌우 비대칭 배치로 하였다. 사카이스지선용 60계의 디자인 라인이 도입되어, 주변에 FRP제 테두리 장식을 설치한, 이른바 액자 스타일의 디자인이 되었다.

초대 20계는 창 하단부에 줄무늬 가공을 한 알루미늄 판을 부착하고, 전조등 2기를 중앙 상부에 나란히 매립하였으며, 중앙에 수직으로 파이프 모양의 장식을 설치하였다. 02편성 이후의 증비차에서는 전조등을 좌우 양쪽 끝으로 배치하여 표지등과 나란히 하고, 좌우 전면 창을 상방으로 대형화하여 테두리 장식 바로 아래까지 확대하고, 전조등 및 표지등을 방향막 상부의 블랙 패널화된 부분에 매립하는, 동시기의 국철 201계 전동차에 호응하는 디자인으로 개선되었다.

대규모 냉각 기구를 필요로 하는 초퍼 제어기를 탑재하기 위해, 본 계열의 대차 중심 간격은 분기기의 허용하는 최대값인 12,400mm로 30계보다 900mm 확대되었다. 이 때문에 승강문의 개구부를 대차의 침목 빔과 겹치지 않도록 설계하여 강도와 경량화의 균형을 잡았던 30계에 비해, 강도 확보를 위해 다소 차체 중량이 증가하였다.

차내에 관해서는, 초대 20계는 30계의 FRP제 좌석을 따랐지만, 양산차에서는 자동차용으로 개발된 경량 좌석 충전재를 사용하는 일반형 좌석으로 변경되었다. 초대 20계도 01편성으로 재조립할 때 변경되었으며, 차량 간 바람의 통과에 의한 보온 효과나 냉방 효과 저하를 막기 위해, 각 차량의 갓면에 자동 닫힘 장치 부착 갓문이 설치되어 있다.

2.2. 냉방 장치

10계 전동차는 제3궤조에서 전력을 공급받는 열차 중 최초로 냉방 장치를 갖춘 열차에 속한다.

본 계열은 저발열의 전기자 초퍼 제어 차량이기 때문에, 기존의 저항 제어 차량에서는 발열에 의한 터널 내 온도 상승 억제의 관점에서 오랫동안 금기시되어 온 차량 냉방을 실시해도 특히 문제가 되지 않는다고 간주되었다.

초대 20계의 설계 단계부터 장래의 냉방화를 염두에 두고 지붕 양단의 시로코 팬과 차내 천장에 설치된 라인 플로우 팬을 조합한 강제 통풍 방식을 채용하고 있었지만, 냉방화가 사회적으로 강력하게 요청되기 시작한 1977년에 양산차용 데이터 수집을 목적으로 1501에 전기 메이커 2사의 시제 냉방 장치를 탑재하여 평가 시험을 실시한 결과, 양호한 성적을 얻었다.

이후 본 계열의 양산에 그 성과를 반영하여 두께 405mm의 초박형 미쓰비시 전기제 CU-74・74A, 또는 도시바제 RPU6001・6001A가 표준 탑재되도록 변경되었으며, 비냉방의 01편성도 1979년의 양산차 취역 개시에 맞춰 냉방 탑재 공사가 시공되었다.

그 후, 본 형식의 냉방 장치는 증비 때마다 세부적인 개량이 더해졌으며, 1986년에 신조된 제17편성 이후 및 그 이전의 편성에 증결차로 덧붙여진 1900형에서는 내부 구성 재검토로 300mm로 약 74%까지 두께를 축소한 20계(2대)용 신형 냉방기인 미쓰비시 전기 CU-74C・74C-1 및 도시바 RPU4410이 탑재되었다. 이에 따라 차내 외관도 20계(2대)와 마찬가지로 냉방기 탑재 부분의 냉풍 배출구가 보통의 슬릿 구조로 변경됨으로써 개선되었다.

2.3. 기기류

10계 전동차는 M1형과 M2형 2량 1유닛으로 구성되며, 1C8M 방식으로 주 전동기를 제어한다. 1998년 리모델링을 통해 일부 편성은 VVVF 방식으로 업그레이드되었다.

주 전동기는 도쿄 전력 SE-617A(단자 전압 375V, 정격 출력 130kW)를 채택했다. 이는 다니마치선 고속 운전을 고려한 고회전수형 직류 직권 전동기로, 가속 성능과 고속 운전 성능을 모두 확보했다. 미도스지선 10량 운행 시 성능 저하를 막기 위해 계자 자속을 35%로 약화시켰다. 구동 방식은 WN 드라이브를 사용하며, 정격 속도는 38km/h이다. 맥류 대책과 유지 보수 편의성을 위해 신형 축받이를 채택했다.

대차는 스미토모금속공업에서 제작한 DS-10을 채용했다. 30계 대차를 기본으로 공기 스프링을 사용하여 승차감을 개선했다. 또한, 방음 파형 차륜을 채택하여 소음을 줄였다.

2.3.1. 주 제어기

오사카시 교통국 10계 전동차의 주 제어기는 1998년 리모델링을 통해 VVVF 방식으로 업그레이드되었다. M1 차량에 탑재되며, 1C8M 방식으로 2량분 8기의 주 전동기를 제어한다.

주요 제어기는 히타치 제작소와 미쓰비시 전기의 경합으로 제작되었다. 초기에는 히타치 CH-MR121, 미쓰비시 CFM-138-7.5RH 모델이 사용되었으며, 2500V 내압, 400A, 턴오프 시간 40μs(마이크로초)의 제2세대 역도통 사이리스터 소자가 채용되었다. 이를 통해 주 회로를 대폭 소형화하였다.

2500V 내압 역도통 사이리스터는 1973년 실용화 이후 GTO 사이리스터가 일반화된 1980년대 초까지 널리 사용된 우수한 스위칭 소자였다. 10계 전동차의 제어기는 이 사이리스터를 기준 주파수 175Hz, 합성 주파수 350Hz로 동작시키는 2상 1중 구성으로 설계되었다.

초퍼 제어를 통해 정전압·정전류 제어를 실현하여 힘제어·회생 제어가 원활하게 이루어졌으며, 저항을 폐지하여 주행 시 발열량이 감소했다. 초기에는 ATC 및 궤도 회로 관련 문제가 있었으나, 대책 후 순조롭게 가동되었다.

양산차에서는 히타치 CH-MR121, 미쓰비시 THB-2L-5 모델이 사용되었다. 유도 노이즈 누설 대책으로 사이리스터 기준 주파수가 200Hz, 합성 주파수가 400Hz로 변경되었고, 04편성 이후에는 냉각 시스템이 프론 비등 냉각 방식으로 변경되었다.

집전화는 M1 차량의 양쪽 대차에 1세트씩 총 2세트, M2 차량은 M1 측 대차에 1세트 탑재되어 비통전 구간 통과 시 집전 및 회생 제동 시 이선에 의한 회생 실효 억제를 돕는다. M1과 M2 사이 모선 인출로 인한 변전 시설 악영향을 방지하기 위해 차단기가 M2에 탑재되었다.

2.3.2. 대차

본 계열 전동차는 주 제어기를 탑재하는 M1과 전동 발전기나 공기 압축기와 같은 보조 기기를 탑재하는 M2로 짝을 이루어, 제어기 1기로 2량분 8기의 주 전동기를 제어하는 1C8M 방식이 채용되었다.

주 전동기는 단자 전압 375V 시 정격 출력 130kW의 도쿄 전력 SE-617A가 채용되었다. 이 전동기는 다니마치선에서의 고속 운전을 고려하여 계자 자속을 35%로 약화시키는 것에 대응하는 고회전수형 직류 직권 전동기로 설계되었으며, 가속 성능과 고속 운전 성능을 모두 높이기 위해 잇수비는 6.19로 설정되었다. 계자 자속 35% 설정은 미도스지선에서 10량 연결 운전을 할 때 6M4T 편성으로 인해 발생하는 주행 성능 저하를 막기 위해 활용되었다. 구동 시스템은 종래대로의 WN 드라이브이다. 정격 속도는 38km/h이다.

이 전동기는 초퍼 제어차에서 사용하기 때문에 특히 맥류 대책을 철저히 했고, 장기간 유지 보수가 필요 없도록 중간 무급유식 신형 축받이가 채용되었다. 초대 20계에서 이미 완성 단계에 있었으며, 양산 도중에 SE-617B로 변경되었지만 그 차이는 매우 작다.

본 계열에서 가장 중요한 신기술이었던 전기자 초퍼 제어기는, 냉방기와 마찬가지로 당시 초퍼 제어기 개발 경쟁을 벌이던 히타치 제작소와 미쓰비시 전기의 경합 작품이었다.

초대 20계에서는 히타치가 CH-MR121, 미쓰비시가 CFM-138-7.5RH를 각각 1세트 납입하여, 각각 2301·2401에 탑재되었다. 이들은 모두 직류 750V 전철화로 매우 조건이 까다로운 오사카시 교통국의 사용 조건에 적합한, 정격 2500V 내압, 400A, 턴오프 시간 40μs인 제2세대 역도통 사이리스터 소자가 채용되었다. 이로 인해 주 사이리스터를 종래의 1200 - 1300V 내압 소자에 의한 2직렬 4병렬(2S4P) 구성에서 1직렬 4병렬(1S4P) 구성으로 하여, 차체 하부에서 가장 큰 용적을 필요로 하는 주 회로를 대폭 소형화하는 데 성공했다.

이 2500V 내압 역도통 사이리스터는 1973년 실용화 후, 차세대 소자인 GTO 사이리스터가 일반화된 1980년대 초까지, 고내압과 고속 스위칭 특성 때문에 약 10년간 일본 철도 차량용 초퍼 제어기의 표준 전력 변환 소자로 널리 보급된 우수한 스위칭 소자였지만, 그 시작은 본 계열과 영단 6000계 전동차 시험차였다.

본 계열 제어기는 이 2500V 내압 역도통 사이리스터를 기준 주파수 175Hz, 합성 주파수 350Hz로 동작시키는 2상 1중 구성으로 하고, 주 회로 구성을 최대한 소형화하기 위해 회생 제동 시 초퍼 회로 구성을 간소한 일정 계자 자속 약화 방식으로 한 것도 특징이다.

이 초퍼에 의한 정전압·정전류 제어 조합으로 힘제어·회생 제어가 원활하게 실현되었고, 저항을 폐지함으로써 종래 30계와 비교하여 주행 시 발열량은 크게 감소했다.

이 제어 시스템은 당초 ATC나 궤도 회로에 대한 고조파 대책으로 몇 가지 문제가 발생했지만, 대책 후에는 대체로 순조롭게 가동되었고, 초대 20계의 미도스지선 전용 시에도 거의 그대로 답습되었다.

계속되는 양산차에서는 히타치제는 CH-MR121, 미쓰비시제는 THB-2L-5가 되었다. 히타치제는 시제품과 동일한 모델 번호였지만, 실제로는 오리지널과 다르다. 모두 유도 노이즈 누설에 의한 궤도 회로 장애 대책으로 간섭을 피하기 위해 사이리스터 기준 주파수가 200Hz, 합성 주파수가 400Hz로 각각 높아졌고, 04편성 이후는 냉각 시스템이 소형이면서 고효율적이고 유지 보수 면에서도 유리한 프론 비등 냉각 방식으로 변경되었다.

집전화는 각각 M1은 양쪽 대차에 1세트씩 총 2세트, M2는 M1 측 대차에 1세트 탑재하여, 분기기 등 비통전 구간 통과 시 집전이나 회생 제동 시 이선에 의한 회생 실효 억제를 할 수 있도록 설계되었다.

다만, 이 구성에서는 M2와 반대쪽에 있는 M1 대차의 집전화와 M2 집전화 거리가 급전 구간 경계에 설치된 데드 섹션 간격보다 길어지므로, 이곳을 통과하는 중 어느 한 급전 구간이 정전되었을 경우, M1과 M2 사이 모선 인출이 원인으로 변전 시설에 악영향을 미칠 위험성이 있다. 이 때문에 급전 구간을 단락시켜 발생하는 사고를 막기 위해 어느 한 구간이 정전되었을 경우 동작하는 차단기가 M2에 탑재되어 있으며, 이 보안 기구는 동일한 구성을 취하는 이후 각 계열에도 적용되었다.

초퍼 제어기에 의한 전력 회생 브레이크가 부가되었기 때문에, 30계의 OEC-1 전 전기 지령식 브레이크 시스템을 기본으로 하면서, 여기에 회생 제동과의 전공기 동기 기능을 부가한 OEC-2가 채용되었다. 이는 OEC-1의 사용 실적을 바탕으로 유지 보수를 철저히 줄이고, 페일 세이프성 향상을 도모하는 등 제2세대 전기 지령식 브레이크로서 완성된 것이며, 유도 전동기 특성에 맞춰 개량한 20계용 OEC-3, 전공기 연산을 수행하여 최대한 부수 차량의 공기 브레이크를 사용하지 않도록 제어하게 변경된 OEC-4로 이어지는 일련의 오사카시 교통국 소속 차량 브레이크 시스템의 기본을 확립한 중요한 시스템이다.

2.3.3. 제동 장치

본 계열 전동차는 주 제어기를 탑재하는 M1차량과 전동 발전기, 공기 압축기 등 보조 기기를 탑재하는 M2차량이 한 쌍을 이루어, 제어기 1기로 2량분 8기 주 전동기를 제어하는 1C8M 방식이 채택되었다.

주 전동기는 단자 전압 375V에서 정격 출력 130kW인 도쿄 전력 SE-617A가 채용되었다. 이 전동기는 원래 다니마치선 고속 운전을 위해 계자 자속을 35%로 약화시키는 것에 대응하는 고회전수형 직류 직권 전동기로 설계되어, 가속 성능과 고속 운전 성능을 모두 확보하기 위해 잇수비는 6.19로 설정되었다. 계자 자속 35% 설정은 미도스지선에서 10량 연결 운행을 위해 6M4T 편성으로 인해 발생하는 주행 성능 저하를 억제하는 데 활용되었다. 구동 방식은 기존 WN 드라이브이다. 정격 속도는 38km/h이다.

이 전동기는 초퍼 제어차에서 사용하기 때문에 철저한 맥류 대책을 실시했고, 장기간 유지 보수를 줄이기 위해 중간 무급유식 신형 축받이가 채용되었다. 초대 20계에서 이미 완성 단계에 있었으며, 양산 도중 SE-617B로 변경되었지만 그 차이는 매우 작다.

본 계열에서 가장 중요한 신기술이었던 전기자 초퍼 제어기는, 냉방기와 마찬가지로 당시 초퍼 제어기 개발 경쟁을 벌이던 히타치 제작소와 미쓰비시 전기 경합 작품이 되었다.

초대 20계에서는 히타치가 CH-MR121, 미쓰비시가 CFM-138-7.5RH를 각각 1세트 납품하여, 각각 2301·2401호차에 탑재되었다. 이들은 모두 직류 750V 전철화로 매우 조건이 까다로운 오사카시 교통국 사용 조건에 적합한, 정격 2500V 내압, 400A, 턴오프 시간 40μs인 제2세대 역도통 사이리스터 소자가 채용되었다. 이로 인해 주 사이리스터를 기존 1200V~1300V 내압 소자에 의한 2직렬 4병렬(2S4P) 구성에서 1직렬 4병렬(1S4P) 구성으로 만들어, 차체 하부에서 가장 큰 공간을 차지하는 주 회로를 대폭 소형화했다.

이 2500V 내압 역도통 사이리스터는 1973년 실용화 이후, 차세대 소자인 GTO 사이리스터가 일반화된 1980년대 초반까지, 높은 내압과 고속 스위칭 특성으로 인해 약 10년간 일본 철도 차량용 초퍼 제어기 표준 전력 변환 소자로 널리 보급된 우수한 스위칭 소자였으며, 그 시작은 본 계열과 영단 6000계 전동차 시험차였다.

본 계열 제어기는 이 2500V 내압 역도통 사이리스터를 기준 주파수 175Hz, 합성 주파수 350Hz로 동작시키는 2상 1중 구성으로 하고, 주 회로 구성을 최대한 소형화하기 위해 회생 제동 시 초퍼 회로 구성을 간소한 일정 계자 자속 약화 방식으로 한 것이 특징이다.

이 초퍼에 의한 정전압·정전류 제어 조합으로 역행 제어·회생 제어가 원활하게 실현되었고, 저항을 없앰으로써 기존 30계와 비교하여 주행 시 발열량이 크게 감소했다.

이 제어 시스템은 초기 ATC나 궤도 회로에 대한 고조파 대책으로 몇 가지 문제가 발생했지만, 대책 후에는 대체로 순조롭게 가동되었고, 초대 20계 미도스지선 전용 시에도 거의 그대로 사용되었다.

이후 양산차에서는 히타치제 CH-MR121, 미쓰비시제 THB-2L-5가 되었다. 히타치제는 시제품과 동일한 모델 번호였지만, 실제로는 오리지널과 다르다. 모두 유도 노이즈 누설에 의한 궤도 회로 장애 대책으로, 간섭을 피하기 위해 사이리스터 기준 주파수가 200Hz, 합성 주파수가 400Hz로 각각 높아졌고, 04편성 이후에는 냉각 시스템이 소형이면서 고효율적이고 유지 보수 면에서도 유리한 프론 비등 냉각 방식으로 변경되었다.

집전화는 각각 M1은 양쪽 대차에 1세트씩 총 2세트, M2는 M1 측 대차에 1세트 탑재하여, 분기기 등 비통전 구간을 통과할 때 집전이나 회생 제동 시 이선에 의한 회생 실효 억제를 할 수 있도록 설계되었다.

다만, 이 구성에서는 M2와 반대쪽에 있는 M1 대차 집전화와 M2 집전화 거리가 급전 구간 경계에 설치된 데드 섹션 간격보다 길어지므로, 이곳을 통과하는 중 어느 한 급전 구간이 정전되었을 경우, M1과 M2 사이 모선 인출이 원인이 되어 변전 시설에 악영향을 미칠 위험성이 있다. 따라서 급전 구간을 단락시켜 발생하는 사고를 방지하기 위해, 어느 한 구간이 정전되었을 경우 동작하는 차단기가 M2에 탑재되어 있으며, 이 보안 기구는 동일한 구성을 취하는 이후 각 계열에도 적용되었다.

3. 역사

1973년 다니마치선의 급행 운전을 상정하여 시제차 20계(초대) 4량(2001-2301-2401-2501)이 전동차 방식으로 제조되었다. 같은 해 3월부터 9월까지 다니마치선 및 주오선에서 시험 운행을 했으나, 고속 운전 계획은 토목·보선 부문(특히 전력과)의 반대로 무산되었다. 최고 속도 100km/h의 고속 운전 시험도 실시되지 못하고, 20계는 목적을 잃게 되었다.

하지만 20계는 회생 제동 기능이 있는 전기자 사이리스터·초퍼 제어기를 탑재하여, 저항 제어차보다 주행 시 방열량이 적어 미도스지선 터널 내 온도 상승 억제에 적합했다.

이에 중간차 4량을 신조, 8량 편성으로 재편하고 10계로 개번하여 1974년 6월 7일 미도스지선으로 이적했다. 그러나 유도 장애 문제로 1976년 2월에야 나카츠-텐노지 구간에서 영업 운전을 시작했다.

또한, 제3궤조식 차량으로는 처음으로 차량 냉방이 탑재되었다.

1979년부터 미도스지선 수송력 증강 및 신선 개업에 따라 냉방 장치를 탑재한 양산차 제조가 시작되어, 1989년까지 9량 편성 26개, 총 234량이 갖춰졌다. 10계는 전 노선 및 기타오사카 급행 전철난보쿠선으로의 운행을 개시했다.

10계 전동차는 1976년부터 미도스지선의 주력 차량이었다. 2011년 30000계 전동차 투입으로 퇴역이 시작되어, 초퍼 제어 전동기를 유지한 마지막 열차(1113편성)는 2020년 7월 9일에 퇴역했다. 2022년 6월 기준 1개 편성(1126편성)만 운행 중이었으나, 2022년 7월 운행이 중단되었다.

3.1. 제조 및 운용

10계 전동차는 미도스지선에 8량 편성으로 도입되었으며, 1987년까지 9량, 1995년까지 10량으로 연장되었다. 1976년부터 미도스지선의 주력 차량으로 운행되었다.

1989년까지 다니마치선에서 처음 운행했던 시제차를 포함하여 총 234량이 제작되었다. 2011년부터 30000계 전동차가 미도스지선에 투입되면서 10계 전동차는 퇴역하기 시작했다. 초퍼 제어 전동기를 유지한 마지막 열차(1113편성)는 2020년 7월 9일에 퇴역했고, 2022년 6월 기준으로 1개 편성(1126편성)만이 운행 중이었으나, 2022년 7월에 운행이 중단되었다.

10계 전동차는 미도스지선에서만 사용되었고, 다른 노선으로 도입되거나 전출된 적은 없다.

3.1.1. 초대 20계 (1973년)

1973년 3월다니마치선의 급행 운전을 상정한 시제차로, 2001-2301-2401-2501의 20계(초대) 4량이 전 전동차 방식으로 제조되었다。 같은 해 3월부터 9월까지 다니마치선 및 주오선에서 각종 시험이 실시되어 좋은 성적을 거두었지만, 고속 운전 계획은 토목·보선 부문(특히 전력과)의 반대로 철회되었다. 당초 계획했던 최고 속도 100 km/h에서의 고속 운전 시험은 실시되지 않았고, 20계는 당초의 용도를 잃게 되었다.

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하지만, 20계는 당시 최신 회생 제동 기능이 탑재된 전기자 사이리스터·초퍼 제어기를 탑재하여, 속도 가감속 제어를 저항기에 의한 방열에 의존하는 저항 제어차에 비해 주행 시 방열량이 현저하게 적었다. 이는 당시 증결과 고밀도 운전, 인근 지역의 과도한 지하수 채취로 인해 터널 내 온도 상승이 심각한 문제였던 미도스지선에서 터널 내 온도 상승 억제 수단으로 주목받았다.

이에 따라 중간차 4량을 신조하여 8량 편성으로 재편하고 10계로 개번한 후, 미도스지선으로 전용하기로 결정되어 1974년 6월 7일 이적 수속이 이루어졌다。 그러나 초퍼 제어차는 사이리스터에서 누설되는 고조파 노이즈로 인한 궤도 회로 간섭 (유도 장애) 문제가 있어, 실용화를 위해 주행 시험을 반복하여 보안 기기 작동을 확인해야 했다. 이 때문에 영업 운전 개시는 1976년 2월로 늦춰졌고, 10계 01편성은 미도스지선 내 한정 운용으로 나카츠 - 텐노지 구간에서 영업 운전을 개시했다.

또한, 주행 시 방열이 적다는 점 때문에 일본의 지하철 사업자 중 제3궤조식 차량에서는 처음으로 차량 냉방이 탑재되었다.

이후 미도스지선의 수송력 증강 및 신선 개업에 따라 1979년부터 냉방 장치를 탑재한 양산차 제조가 시작되어, 전 노선 및 기타오사카 급행 전철난보쿠선으로의 운행을 개시, 1989년까지 9량 편성 26개, 총 234량이 갖춰졌다.

;2001・2301・2401・2501
다니마치선의 급행 운전을 상정하여 시제 차량으로 제작된 4량 1개 편성이다.

* c: 운전대, ': 간이 운전대, e: 축전지, p: 공기 압축기 (무표시 차량에 추가)

3.1.2. 양산 선행차 (1975년)

1973년 3월, 다니마치선에서 급행 운전을 하기 위해 시제차로 20계(초대) 4량(2001-2301-2401-2501)이 만들어졌다. 이 차량들은 모두 전동차였다. 같은 해 3월부터 9월까지 다니마치선 및 주오선에서 시험 운행을 성공적으로 마쳤다.

그러나 고속 운전을 위한 급행 운전 계획은 취소되었고, 최고 속도 100km/h의 고속 운전 시험도 이루어지지 못했다.

하지만 이 차량은 당시 최신 기술인 회생 제동 기능이 있는 전기자 사이리스터·초퍼 제어기를 탑재하여, 주행할 때 열이 적게 발생하여 미도스지선의 터널 안 온도 상승을 막는 데 적합하다고 판단되었다.

이에 따라 중간차 4량을 새로 만들고 8량 편성으로 다시 편성하여 10계로 이름을 바꾼 후 1974년 6월 7일 미도스지선으로 옮겨졌다. 그러나 고조파 노이즈에 의한 유도 장애 문제로 인해, 실제 운행은 1976년 2월에 나카츠 - 텐노지 구간에서 시작되었다.

또한 주행 시 열이 적게 난다는 점을 이용하여 일본의 지하철 사업자이자 제3궤조식 차량에서는 처음으로 차량에 냉방 장치가 설치되었다.

개번 및 재편성된 차량의 구성은 다음과 같다.

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3.1.3. 1차 양산차 (1979년 - 1984년)

1979년부터 냉방 장치를 탑재한 10계 전동차 양산차의 제조가 시작되어, 전 노선 및 기타오사카 급행 전철 난보쿠선으로의 운행을 개시하여, 1989년까지 9량 편성 26개, 총 234량이 갖춰졌다. 1973년 제조의 초대 20계 편입차를 포함한다.

3.1.4. 2차 양산차 (1986년 - 1989년)

10계 전동차는 1976년부터 미도스지선의 주력 차량으로, 1989년까지 총 234량이 제작되었다.

1979년부터는 미도스지선의 수송력 증강 및 신규 노선 개업에 따른 차량 확보를 위해 냉방 장치를 탑재한 양산차 제조가 시작되었다. 이후 전 노선 및 기타오사카 급행 전철 난보쿠선으로의 운행이 개시되었고, 1989년까지 9량 편성 26편성, 총 234량이 갖춰졌다.

10계는 미도스지선에서만 사용되었으며, 다른 노선으로 도입되거나 전출된 적은 없다.

3.1.5. 10량 편성화 (1995년 - 1996년)

10계 전동차는 원래 미도스지선에 8량 편성으로 도입되었으며, 1987년까지 9량으로, 1995년까지 10량으로 연장되었다. 1976년부터 미도스지선의 주력 차량이었다.

1989년까지 이 차량의 총 수는 다니마치선에서 처음 운행했던 시제차를 포함하여 234량에 달했다.

본 형식은 일관되게 미도스지선에서 사용되었고, 타 노선으로의 도입 및 전출은 이루어지지 않았다.

4. 개조 공사

1998년부터 오사카시 교통국 10계 전동차의 개조 공사가 시작되었다. 10개 편성의 열차는 효율성을 높이기 위해 VVVF 기술을 사용하도록 업그레이드되었다.

4.1. 갱신 공사 및 10A계화 (VVVF화) 공사

1998년부터 오사카시 교통국 10계 전동차의 리모델링이 시작되었다. 10개 편성의 열차가 효율성을 높이기 위해 VVVF 기술을 사용하도록 업그레이드되었다.

개수 공사의 주요 내용은 다음과 같다.

* 외장: 선두차 전면 상부, 차체, 측면, 정면 운전석 창 상부 등에 변화를 주었다. 10A계화 개조 차량은 로고 부착 및 흰색 스트라이프를 추가했다.
* 내장: 모켓, 화장판, 바닥재를 교체했다. 커튼, 차내 안내 표시 장치, 도어 차임, 휠체어 공간, 스탠션 폴(손잡이봉)을 설치하거나 교체했다. 2003년부터 개수 공사를 시공한 18개 편성에는 승강문 부근 걸이를 증설했다.
* 각종 기기: 10개 편성의 열차가 효율성을 높이기 위해 VVVF 기술을 사용하도록 업그레이드되었다.

4.1.1. 외장

* 선두차 전면 상부의 FRP 외연 내 알루미늄 합금 노출부를 검은색으로 도색했다.
* 차체 외판을 세척했다.
* 측면 띠 디자인을 선두부가 비스듬히 잘린 흰색 라인으로 하여 승강문을 포함한 연속 부착으로 변경했다.
* 측면 행선 표시기를 설치했다.
* 오사카시 고속철도의 심볼 마크 부착 위치를 신 20계와 동일한 출입문 옆 2곳으로 변경했다.
* 정면 운전석 창 상부에 「ACCC 10 SERIES CAR」로고를 부착했다.
* 10A계화 개조 차량은 「VVVF 10 SERIES CAR Rebirth」로고를 부착하고 정면에 흰색 스트라이프 2개를 추가했다. (이미지 참조)

4.1.2. 내장

* 모켓을 갈색 계열에서 적색으로 교체하고, 우선석은 청색으로 교체하였다.
* 화장판을 백색에서 회색으로 교체하였다.
* 바닥재를 갈색에서 회색으로 교체하였다.
* 커튼을 교체하였다.
* 차내 안내 표시 장치 및 도어 차임을 설치하였다.
* 휠체어 공간을 설치하였다.
* 좌석 중앙부에 스탠션 폴(손잡이봉)을 설치하였다.
* 승강문 부근 걸이를 증설하였다. (2003년에 개수 공사를 시공한 18개 편성부터 실시)
* 2015년부터 전조등이 전구색 LED로 교체되었다.

4.1.3. 각종 기기

10계 전동차는 1998년부터 리모델링이 시작되었다. 10개 편성의 열차가 효율성을 높이기 위해 VVVF 기술을 사용하도록 업그레이드되었다.

4.2. 기타 개조

* 선두차 전면 상부의 FRP 외연 내 알루미늄 합금 노출부를 검은색으로 도색했다.
* 차체 외판을 세척했다.
* 측면 띠 디자인을 선두부가 비스듬히 잘린 흰색 라인으로 하여 승강문을 포함한 연속 부착으로 변경했다.
* 측면 행선 표시기를 설치했다.
* 오사카시 고속철도의 심볼 마크 부착 위치를 신 20계와 동일한 출입문 옆 2곳으로 변경했다.
* 정면 운전석 창 상부에 「ACCC 10 SERIES CAR」로고를 부착했다.
* 10A계화 개조 차량은 「VVVF 10 SERIES CAR Rebirth」로고를 부착하고 정면에 흰색 스트라이프 2개를 추가했다. (이미지 참조)
* 미도리키 차량사업소에서 1104호의 선두부 컷 보디가 보존되고 있다. 통상 비공개이지만, 미도리키 차량사업소의 행사에서 공개되고 있다.

5. 폐차

10계 전동차의 퇴역은 2011년 30000계 전동차의 미도스지선 투입과 함께 시작되었다. 원래 초퍼 제어 전동기를 유지한 마지막 열차(1113편성)는 2020년 7월 9일에 퇴역했다. 2022년 6월 기준으로 1개 편성만이 운행 중이었다. 남아있던 1개 편성(1126편성)은 2022년 7월에 운행이 중단되었다.

6. 보존