제도고속도교통영단 500형 전동차
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1. 개요
제도고속도교통영단 500형 전동차는 1950년대 일본의 도시 교통망 확충을 위해 개발된 마루노우치선 전동차이다. 1954년 300형을 시작으로 400형, 500형, 900형까지 제작되었으며, 당시 최첨단 기술을 도입하여 고성능을 구현했다. 500형은 1957년부터 1964년까지 대량 생산되어 마루노우치선의 주력 차량으로 운행되었고, 1995년 본선 운행을 종료한 후 1995년 아르헨티나 부에노스아이레스 지하철에 매각되어 운행되기도 했다. 2016년에는 폐차된 500형 4량이 일본으로 재수입되어 보존되고 있다.
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| 제도고속도교통영단 500형 전동차 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 차량 이름 | 제도고속도교통영단 500형 전동차 (300형, 400형, 500형, 900형) |
| 운영자 | 제도고속도교통영단 |
| 제조사 | 기차제조 동급차량제조 가와사키 차량 일본차량제조 긴키 차량 히타치 제작소 제국차량공업 |
| 제조년도 | 1953년 - 1969년 |
| 제조량 | 500형: 234량 300형: 30량 400형: 38량 900형: 18량 |
| 운행 개시 | 1954년 1월 20일 (300형) |
| 운행 종료 | 본선: 1995년 2월 28일 분기선: 1996년 7월 18일 |
| 투입 노선 | 제도영단 마루노우치선 |
| 편성 | 최소 2량 편성, 최대 6량 편성 |
| 궤간 | 1,435 mm (표준궤) |
| 전기 방식 | 직류 600V (제3궤조 방식) |
| 최고 운전 속도 | 본선: 65 km/h 분기선: 60 km/h (CS-ATC화 이전) |
| 기동 가속도 | 3.2 km/h/s |
| 상용 감속도 | 4.0 km/h/s |
| 비상 감속도 | 5.0 km/h/s |
| 차량 정원 | 500형: 124명 (좌석 54) 300형, 400형: 120명 (좌석 44) 900형: 132명 (좌석 58) 300형 중간차 개조차: 130명 (좌석 52) |
| 차량 중량 | 500형: 34.5t 300형: 40.0t 400형: 35.0t 900형: 34.0t |
| 전장 | 18,000 mm |
| 전폭 | 측면 구조 간: 2,790 mm |
| 전고 | 3,495 mm (300형만 3,500 mm) |
| 차체 | 보통강 |
| 대차 | 500형, 900형: 알스톰 링크식 FS-309형, FS-349형 (757호 이후, 900형) 300형: 축상자수식 (겔리츠식) FS-301형 400형: 알스톰 링크식 FS-309형, 축량식 OK-16형, 원통 안내식 (쉴리렌식) KD-21형 |
| 주전동기 | 직류 직권 전동기 |
| 주전동기 출력 | 75kW × 4 |
| 구동 방식 | WN 드라이브 |
| 기어비 | 17:123 (7.235) (900형만 14:101 (7.214)) |
| 제어 방식 | 전공 단위 스위치식 저항 제어 방식 |
| 제어 장치 | 미쓰비시 전기 제 ABF-104-6EDB형 |
| 제동 장치 | 발전 제동 병용 전자기 직통 제동 (SMEE형) (300형만 수동 제동 포함, 후에 철거) |
| 보안 장치 | 타자식 ATS |
| 이미지 | |
 | |
2. 역사
1954년 마루노우치 선 이케부쿠로 - 오차노미즈 구간 개통과 함께 300형이 처음 등장했다. 이후 노선 연장에 따라 개량을 거친 400형, 500형, 900형이 차례로 투입되어, 전성기에는 총 320량이 운용되며 마루노우치 선의 상징인 "빨간 전철"이라는 애칭으로 불렸다.
이 차량들은 일본에서 초기에 카르단 구동 방식을 채택한 선구적인 전동차 중 하나였다. 양쪽으로 열리는 출입문, WN 드라이브 시스템, 전자기 직통 제동 등 당시로서는 혁신적인 기술을 대거 도입하여 이후 일본 전동차 기술 발전의 표준을 제시했다. 또한, 기존 철도 차량에서는 보기 드문 밝고 참신한 붉은색 디자인은 큰 화제를 모았으며, 일본 고성능 철도 차량의 기초를 다지는 데 중요한 역할을 했다.
2. 1. 개발 배경
1954년 마루노우치 선 이케부쿠로 - 오차노미즈 구간 개통에 맞춰 300형이 처음 등장했다. 이 300형은 이후 개량을 거쳐 등장하는 400형, 500형, 900형의 기반이 되었다. 300형은 당시 일본 철도 차량 기술의 새로운 기준을 제시한 모델로 평가받는다. 일본에서는 게이한 전기 철도 1800형, 도부 철도 모하 5720형, 도쿄 도 교통국 (도덴) 5500형, 오사카 시 교통국 3000형에 이어 다섯 번째로 카르단 구동 방식을 채택한 차량이었다.
300형은 양쪽으로 열리는 객실 문, WN 드라이브를 이용한 구동 시스템, 전자기 직통 제동 등 이후 일본 전동차의 표준이 되는 여러 기술을 본격적으로 도입했다. 또한, 기존 철도 차량에서는 볼 수 없었던 참신한 붉은색 디자인으로 '빨간 전철'이라는 애칭을 얻으며 주목받았고, 일본 고성능 전동차 발전의 기초를 마련했다.
개발 과정에서는 주요 기기의 모델을 미국의 뉴욕시 지하철에서 찾았다. 뉴욕시 지하철은 1914년 이후 BMT STANDARD형 차량을 시작으로, 1930년대에는 R1-R9형, 그리고 1948년 이후에는 웨스팅하우스 일렉트릭(WH)사가 개발한 WN 드라이브, ABS 제어기, SMEE 전자기 직통 브레이크를 갖춘 R12형 등 고성능 차량을 대량으로 운용하고 있었다. 특히 이 SMEE 브레이크 시스템은 당시 일본 기술 수준을 훨씬 뛰어넘는 선진적인 기술이었다.
영단(제도고속도교통영단)은 이러한 뉴욕 지하철의 기술을 도입하기 위해 WH사와 라이선스 계약을 체결하고, 1953년에 WH사로부터 관련 전기 부품 샘플 1세트를 수입했다. 당시 일본 기술자들은 제2차 세계 대전으로 인해 단절되었던 서구의 최신 기술을 접하고 큰 충격을 받았다. 샘플 부품들은 기존 일본 기술로는 용도조차 짐작하기 어려울 정도로 진보된 것이었다.
이후 일본 기술자들은 WH사와의 기술 교류와 샘플 분석을 통해 새로운 기술에 대한 이해를 높여나갔다. 1953년 중반에는 WH사의 샘플과 동등한 성능을 내는 시제품 제작에 성공했다. 영단은 새로 제작한 1400형 2량에 이 시제품을 장착하여 긴자선에서 시험 운행을 실시했다. 초기에는 몇 가지 문제가 발생했지만, 시험은 전반적으로 성공적이었으며, 이는 300형 실용화에 결정적인 기여를 했다. 시험 종료 후 시제품 기기를 떼어낸 1400형 차량은 기존 긴자선 차량과 동일한 사양의 기기를 새로 장착하여 영업 운행에 투입되었고[11], 시제품 기기는 나중에 300형 309호와 310호 차량에 사용되었다.
이러한 과정을 거쳐 개발된 300형의 전장품은 모두 미쓰비시 전기에서 제조되었다.[10] 이후 등장하는 400형, 500형, 900형도 300형과 동일한 성능을 유지하기 위해 같은 전장품을 사용했다. 주행 성능은 기동 가속도 3.2km/h/s[6], 상용 감속도 4.0km/h/s[6], 영업 최고 속도 65km/h로 설정되었다. 운전대의 마스콘 핸들은 위로 젖혀지는 데드맨 방식으로, 이는 이후 도자이선용 5000계까지 이어졌다. 외관 디자인은 스즈키 키요히데 당시 영단 총재의 아이디어를 바탕으로 도쿄예술대학이 완성했다.[9] 1량당 제조 가격은 약 3014만엔이었다.[8]
2. 2. 300형 (1954년)
1954년 마루노우치 선 이케부쿠로-오차노미즈 구간 개통에 맞춰 등장한 차량이다. 이후 연장 개통에 따라 개량형인 400형, 500형, 900형이 추가 투입되어, 전성기에는 총 320량이 운용되며 마루노우치 선의 "빨간 전철"이라는 애칭으로 불렸다. 일본에서는 게이한 전기 철도 1800형, 도부 철도 모하 5720형, 도쿄 도 교통국 (도덴) 5500형, 오사카 시 교통국 3000형에 이어 다섯 번째로 카르단 구동 방식을 채택한 차량이었다.양쪽으로 열리는 출입문, WN 드라이브 시스템, 전자기 직통 제동 등 이후 표준이 되는 기술들을 본격적으로 도입했다. 외관 역시 기존 철도 차량에서는 보기 드문 참신한 색상으로 주목받으며, 일본 고성능 철도 차량의 기초를 마련했다.
1953년에 완성된 양쪽 운전대 구조의 차량이다. 차량 길이 18m 차체에 한쪽 면당 3개의 양쪽 개폐식 출입문을 갖추고 있다. 출입문 사이에는 5개(문 수납 공간 창 2개 포함), 차체 끝부분에는 2개(승무원실 문이 없는 곳은 3개, 모두 문 수납 공간 창 1개 포함)의 위아래로 큰 창문(개폐 가능한 창 높이 1m)이 배치되었다. 차체 폭은 2800mm로, 긴자선 차량보다 커졌다.
기샤 제조, 일본 차량제조, 긴키 차량, 가와사키 차량(현 가와사키 중공업)에서 동시에 제작되었다. 1량당 제조 가격은 약 3014만엔이었다.[8]
개발 과정에서는 외관 디자인(스즈키 키요히데 당시 총재의 아이디어를 바탕으로 도쿄예술대학이 디자인[9])과 세부 설계, 시퀀스 드럼(순차 개폐기)을 이용한 ABS 단위 스위치식 다단 제어기(가속 시 충격 완화), 저전압 고회전수 경량 모터와 WN 드라이브 조합(궤도 손상 감소), 셀프 랩식 브레이크 조작 밸브(회전 각도에 따른 제동력 조절 용이), 차단 전자기 밸브(LOV) 등을 이용한 SMEE 전자기 직통 브레이크 시스템(발전 제동과의 연동 원활화) 등 주요 기술의 원형을 미국 뉴욕 지하철에서 참고하였다.
뉴욕 지하철에서는 1914년 이후 양쪽 개폐식 문 등을 갖춘 BMT STANDARD 차량과 이를 발전시킨 R1-R9 형식을 1930년 이후 양산했다. 이들은 긴 편성 운행을 위해 U 브레이크 등 선진 기술을 갖추었다. 특히 1948년의 R12형 이후에는 웨스팅하우스 일렉트릭(WH)이 개발한 WN 드라이브, ABS 제어기, SMEE 브레이크를 탑재하여 이전 세대와 차별화된 고성능 차량이 되었다. 이 SMEE 계열 차량들은 이후 뉴욕 지하철, 특히 규격이 작은 IRT 노선 차량의 대부분을 차지할 정도로 대량 생산되었다.
300형은 이러한 뉴욕 지하철 차량들의 장점을 취사선택하여 도입했다. 차체 디자인은 여러 형식을 참고하여 일본 실정에 맞게 다듬었고, 전기 장치와 브레이크는 기본적으로 WH사의 고성능 시스템을 미쓰비시 전기[10]가 라이선스 계약을 맺어 생산하는 방식으로 채택했다.
영단은 라이선스 계약 후 1953년 WH사로부터 샘플 전기 장치 1세트를 수입했다. 제2차 세계 대전으로 인해 기술 교류가 단절되었던 일본 기술자들은 처음 본 미국제 기기들의 선진적인 구조에 큰 충격을 받았다고 전해졌다. 이후 WH사와의 질의응답과 샘플 분석을 통해 신기술을 이해하고, 같은 해 WH사 제품과 동등한 성능의 시제품을 완성했다. 영단은 1400형 2량을 새로 제작하여 이 시제품을 장착하고 긴자선에서 시험 운행을 실시했다. 초기 문제는 있었지만 시험은 성공적으로 끝나 300형 실용화에 크게 기여했다. 시험 종료 후 1400형은 기존 긴자선 차량과 동일한 매달기식 구동, ABF 제어, M 자동 공기 브레이크 방식으로 개조되어 영업 운행에 투입되었고[11], 시험에 사용된 주요 기기는 나중에 300형 309, 310호차에 사용되었다.
이러한 과정을 거쳐 300형의 전장품은 모두 미쓰비시 전기에서 제조되었다. 이후 등장한 400형, 500형, 900형도 300형과 병결 운행이 가능하도록 동일한 성능의 전장품을 사용했다. 주행 성능은 기동 가속도 3.2km/h/s[6](최대 6.5 km/h/s[6]), 상용 감속도 4.0km/h/s(최대 7.0 km/h/s[6]), 영업 최고 속도 65km/h이다. 운전대의 마스콘 핸들은 위로 젖혀지는 데드맨 장치 방식으로, 이는 이후 도자이선용 5000계까지 이어졌다.
주전동기는 미쓰비시전기 MB-1447-A/B/C (정격 출력 75kW, 1시간 정격 회전수 1,200rpm, 단자 전압 300V, 전류 280A, 최약계자율 50%, 질량 800kg, 최고 허용 회전수 4,000rpm, 최대 허용 과전압 750V)이다. 연속 정격 회전수는 1,250rpm(단자 전압 300V, 전류 250A 시)이다. 당시 일본의 일반적인 매달기식 전동기의 1시간 정격 회전수가 800~1000rpm이었고, 같은 제3궤조 600V 방식인 긴자선 기존 차량은 단자 전압이 600V였던 것에 비해, 300형의 저전압 고속 회전 사양 전동기는 경량성, 정류자 설계, 발전 제동 최적화, 50% 약계자율 구현 등 여러 면에서 당시 일본 기술자들에게 큰 영향을 주었다.
구동 장치는 WN 드라이브이며, 고속 회전 모터로 낮은 정격 속도(고가속도)를 구현하기 위해 기어비를 123:17 (7.235)로 매우 높게 설정했다.
주제어기의 제어 단수는 역행 시 직렬 8단, 병렬 5단, 약계자 5단이며, 발전 제동 시 18단이다. 승객 수에 따라 가감속 성능을 자동 조절하는 응하중 장치와 스포팅 기구를 갖추고 있다. 이후 일본의 다른 고성능 차량들에 비해 제어 단수가 적어 보일 수 있으나, 정격 속도가 26km/h로 매우 낮아 가감속은 부드러웠다.
긴자선 기존 차량과 달리 플라이휠이 달린 보조 전원 장치(전동 발전기)를 탑재하여, 전력 공급이 끊기는 구간(섹션) 통과 시 순간적인 정전이 없어졌다. 다만, 차내 비상등은 점등되고 조명 밝기는 다소 어두워졌다. (후속 차량인 02계에서는 비상등 점등은 없어졌으나 조도 저하는 여전했고, 2000계에 와서야 섹션 통과 시 실내등 조도 저하가 없어졌다.)
(지하철 박물관 보존 차량)
차체는 불연화를 위해 전체가 금속으로 제작되었고, 전반적으로 둥근 형태를 띠었다. 리벳 조립이 일부 남았던 뉴욕 지하철 차량과 달리, 전면 디자인을 포함한 차체 전체가 용접으로 조립되어 더욱 섬세하게 마감되었다.
전면은 창문 3개와 중앙 관통문[12]을 갖춘 당시 표준적인 형태였으나, 전조등과 미등을 한 세트로 묶어 창문 아래 양쪽에 설치한 점, 중앙 상단 행선 표시기 양옆에 방향 표지등을 설치한 점, 측면 중앙에 고정식 방향 지시기("←이케부쿠로 오차노미즈→" 등으로 표시, 노선 연장에 따라 역명 변경 후 철거됨)를 갖춘 점, 하부에 언더런 방지기(추돌 시 상대 차량 밑으로 파고드는 것을 막는 장치)를 설치한 점 등이 외관상 특징이다. 방향 표지등은 행선지에 따라 색깔이 달랐는데, 오차노미즈·도쿄·신주쿠 방면은 갈색(호지차 이미지), 이케부쿠로 방면은 하늘색(연못 물 이미지)으로 점등되었다. 하지만 노선 연장으로 의미가 퇴색되어 점등 기능은 일찍 폐지되었고, 측면 방향 지시기도 교체 번거로움과 중간역 회차/분기 열차 대응 불가 문제로 1960년-1961년경 철거되었다.[13]
차내 화장판 색상은 연어 핑크색을 사용했다. 당시 일본 철도 차량 중 복숭아색 계열 내장을 채택한 사례는 드물었다.
환기 장치로는 팬델리아(천장형 선풍기)를 채택했다.[14] 이 때문에 지붕 위에 팬델리아 수납을 위한 얇은 풍동이 얹힌 이중 지붕 구조가 되었다. 이는 400형 이후의 일반적인 지붕 구조와 달라 300형을 식별하는 외관상 특징이다. 냉난방 장치는 설치되지 않았다.
도장은 당시 스즈키 키요히데 총재와 히가시 요시타네 운전부 차장 담당 상무이사가 마루노우치선 건설 전 해외 시찰 중 비행기에서 구입한 영국제 담배 "벤슨 & 헤지스"의 담뱃갑 색상에서 영감을 얻어 결정되었다.[15][16][17] "스칼렛 미디엄"이라 불리는 붉은색 바탕에 흰색 띠를 두르고, 흰색 띠 안에는 스테인리스 재질의 사인 곡선 장식을 넣었다. 당시 수수한 색상의 철도 차량이 많았던 터라 매우 참신한 디자인으로 주목받았다. 이 사인 곡선 디자인은 훗날 02계 개수 차량과 2000계에도 계승되었다.
대차는 당시 신형이었던 스미토모금속공업 FS301이 채용되었다.
초기에는 2량 또는 3량 편성으로 운행되었으나, 6량 편성이 일반화되면서 중간에 연결되어 선두로 나서는 일이 거의 없어졌다. 이에 따라 일부 차량은 행선 표시기가 매립되거나 전면 관통문이 철거되기도 했다. 또한, 후기에는 축중(차축 하나가 선로에 가하는 무게) 문제 등으로 대차가 스미토모금속공업 FS349[18]로 교체되었다. 더 이후의 개수 공사에서는 리코식 손잡이(삼각형 모양)가 일반적인 손잡이로, 손잡이 부분에만 있던 짐 선반이 측면 창문 위 전체로 확장되었으며, 측면 출입문은 창문 면적이 작은 것으로, 간이형 관통판은 통상적인 관통막으로 각각 교체되었다.
301호부터 330호까지 총 30량이 있었으나, 02계 증비에 따라 본선에서는 1995년 2월 28일에 영업 운행을 종료했다. 분기선(호난초 지선)에서도 1996년 7월, 유일하게 남아있던 중간차 개조 차량 304호를 마지막으로 운행을 마치고 형식 자체가 소멸되었다.
폐차 후, 301호는 대차를 원래의 FS301로 복원하고 나카노 공장 부지에 잠시 전시되었다가 2002년 11월 21일 지하철 박물관으로 옮겨져[19], 2003년 6월 리뉴얼 개관 때부터 1000형 1001호차와 함께 전시되고 있다. 다만, 1001호차처럼 완전한 원형 복원은 이루어지지 않았으며, 하부 기기 도색은 검은색으로 되돌려졌지만 출입문은 스테인리스제 소형 창문(실내 벽면과 같은 색 도색), 전면 덮개 틀 부착, 손잡이 현행화 등 마지막 운행 당시의 모습에 가깝게 보존되었다. 이 외에 319호는 민간(지바현 골프장)에 매각되어 보존 중이다.
1982년에는 중간차로만 사용되던 차량 중 상태가 좋은 12량을 대상으로 정원 증가를 위해 완전한 중간차로 개조 공사가 이루어졌다. 개조 내용은 운전대 철거, 승무원실 문 및 전면 기기 철거 후 좌석 설치, 출입문 창문 막음, 내장재 교체, 지붕 정비 등이었다. 이 개조 차량들은 400형이 먼저 퇴역한 후에도 계속 운용되었다. 개조 대상 차량 번호는 다음과 같다.
- 303, 304, 306, 310, 311, 312, 315, 316, 324, 325, 328, 329
2. 3. 400형 (1956년)
1956년에 등장한 400형은 300형의 증비 차량으로, 총 38량(431~468호)이 제작되었다. 300형과 비교했을 때 가장 큰 외관상 차이점은 환기 장치 방식의 변경이다. 300형은 팬델리아를 수납하기 위한 얇은 풍동부가 지붕 위에 얹혀진 이중 지붕 구조였으나, 400형부터는 일반적인 지붕에 풍동이 내장되는 방식으로 변경되어 외관이 달라졌다.대차는 알스톰, 슐리렌, 가와사키 등 여러 제조사의 기술을 도입하여 제작되었다.
400형은 1991년까지 모든 차량이 운행을 마치고 폐차되었으며, 일부 차량은 민간에 매각되어 보존되고 있다.
2. 4. 500형 (1957년)
초기부터 569 - 570과 같이 홀수 차량과 숫자가 1 큰 짝수 차량으로 전동차 유닛을 구성했으며, 6량 고정 편성화 후에는 기본적으로 500형 유닛 3개 또는 500형 유닛 사이에 300형・400형・900형 중 어느 한 형식을 끼운 것을 2개 편성하여 운용했다. 또한, 당시에는 예비차가 없었던 분기선 차량의 대주(代走, 대신 운행)로도 사용될 때가 있었으며, 이 경우에는 분기선을 2량 편성으로 운전했다.801-802 유닛은 예비차로 취급되어, 다른 차량의 공장 입고 시 대역으로 편성에 연결되거나 분기선 차량의 대주로 운용되기도 했지만, 차고 내에 유치되어 있는 경우가 더 많았다.
다음은 예외적인 편성의 일례이다.
- 649+711+775 - 650+772+776 (+는 운전대와의 연결부)
- 이처럼, 유닛이 1 - 4・2 - 5・3 - 6호차로 구성되는 경우도 있었다.
그 후, 선두로 나오는 차량은 운전대의 기기 증가에 따라 승무원실 보조석 부분의 접이식 기구가 폐지되었다. 중간에 들어간 차량에서는 관통 덮개의 부착과 운전대 철거가 시공되었지만, 300형과 달리 철거부에 좌석 설치는 이루어지지 않았으며, 미시공 차량도 존재했다.
고정 편성화 후, 선두차는 주로 600번대 이후의 차량만 사용되었으며, 500번대 차량은 대부분 중간에 연결되었다. 801 유닛은 전면에 덮개를 부착하여, 편성의 임의의 위치에 조성할 수 있게 되었다.
말기에는, 영업 운전을 이탈해 가는 300형 미갱신차부터 500형 초기차까지의 결번을 보충하기 위해, 후기형 차량 사이에서 활발하게 편성 교체가 이루어졌으며, 위에 나타낸 법칙도 무너졌다. 일례로, 마지막까지 남아 1995년 2월의 이케부쿠로 - 오기쿠보 간 고별 운전에 사용된 편성은 다음과 같다[27].
- 637 - 304 - 656+753 - 754+696
1995년 7월 23일에 이케부쿠로역 구내의 분기기 교체 공사를 위해 신오츠카 - 묘가다니 간에 단선 운전을 실시했는데, 이 운용에 500형이 사용되었다. 83편성 중 719를 제외한 2량 편성으로 운용되었으며, 이때 행선 표시기나 스티커는 수제로 만든 "신오츠카 - 묘가다니" 표기를 사용했다.
폐차 후, 664호가 민간에 매각되어 미야자키현 휴가시역 부근에서 정태 보존되고 있다. 이와 별도로 652호와 685호가 1992년 영단 50주년 기념 사업으로 무상 기증되었다. 652호는 하치오지시 어린이 과학관, 685호는 도쿄 교통 단기 대학에 정태 보존되어 있다.
이 형식은 영화 《007은 두 번 죽는다》에 등장하는데, 외관은 보통이지만 라운지나 요릿집이 설치된 특별 차량[28]으로 묘사되었다.
2. 5. 900형 (1965년)
1965년 10월, 수송력 증강을 위해 등장한 중간차 전용 형식으로, 901호부터 906호까지 6량이 먼저 제작되었다.[26] 당시 500형이 증비를 거듭하여 802호까지 이르렀기 때문에, 차량 번호의 복잡성을 피하고자 새로운 형식 번호 900번대를 부여하고 첫 차량 번호를 901호로 정했다. 이후 1969년 1월에는 같은 해 6월 아침 러시아워 시간대의 수송력 증강(1분 50초 간격 운전)을 목표로 907호부터 918호까지 12량이 추가로 증비되었다.[26]차량 구조는 기본적으로 500형을 따랐으나, 일부 기기류를 차량 단부의 상자 안에 배치하는 등 약간의 차이가 있었다.
이후 도입된 차량에는 알루미늄 합금으로 만든 작은 창문 형태의 측면 출입문, 알루미늄 창틀(단, 차량 바깥쪽은 도색 처리되었으며, 이는 같은 시기 긴자선의 1500N형과 동일하다), 내벽 마감재로 알루미늄 데코라 화장판, 일반적인 형태의 손잡이, 금속 재질의 짐 선반 등이 적용되었으며, 이러한 사양은 이후 다른 차량에도 점차 확대 적용되었다. 또한 실내 디자인도 일부 변경되어 차량 번호 표기가 아크릴 커버가 없는 플레이트 방식으로 바뀌었다.
1994년에 모든 차량이 운행을 마치고 폐차되었으며, 폐차된 차량 대부분은 아르헨티나의 메트로비아스 회사에 매각되었다.
3. 기술적 특징
1954년 마루노우치 선 개통에 맞춰 등장한 300형 및 그 후속 모델들은 WN 드라이브, 전자기 직통 제동, 응하중 장치 등 당시 일본에서는 최첨단 기술을 대거 채택하여 고성능 차량의 기틀을 마련했다. 이러한 주요 기술들은 미국 뉴욕시 지하철의 선진 차량 기술을 바탕으로 웨스팅하우스 일렉트릭(WH)사와의 기술 제휴 하에 미쓰비시 전기가 라이선스 생산한 것이었다.[10] 1953년 WH사로부터 도입한 샘플 기기들은 당시 일본 기술자들에게 큰 충격을 줄 정도로 선진적이었으며, 철저한 분석과 시험 운전을 거쳐 300형에 성공적으로 적용되었다.
주전동기로는 미쓰비시 전기 MB-1447-A/B/C가 채택되었다. 이 전동기는 출력 75kW, 1시간 정격 회전수 1,200rpm, 단자 전압 300V 사양으로, 당시 일본의 일반적인 전동기(정격 회전수 800-1000rpm, 단자 전압 600V)에 비해 저전압 고속 회전 방식이었다. 이는 경량화(질량 800kg), 발전 제동 성능 최적화, 최약계자율 50% 구현 등 여러 장점을 제공했다. 구동 장치는 WN 드라이브를 채용했으며, 높은 가속 성능을 위해 기어비는 7.235(123:17)로 비교적 높게 설정되어 있다.
주제어기는 시퀀스 드럼 방식의 ABS 단위 스위치식 다단 제어기를 사용했다. 제어 단수는 역행 시 직렬 8단, 병렬 5단, 약계자 5단으로 총 18단이며, 발전 제동 시에도 18단으로 구성되어 부드러운 가감속이 가능했다. 정격 속도가 26km/h로 낮게 설정되어 있어 제어 단수가 비교적 적음에도 불구하고 원활한 운행이 가능했다. 또한, 승객 수에 따라 가감속 성능을 자동으로 조절하는 응하중 장치를 탑재했다. 운전대의 마스콘 핸들은 위로 젖혀지는 데드맨 방식으로, 이는 이후 5000계까지 계승되었다. 주행 성능은 기동 가속도 3.2km/h/s(최대 6.5km/h/s[6]), 상용 감속도 4.0km/h/s(최대 7.0km/h/s[6]), 영업 최고 속도 65km/h이다.
제동 장치로는 전기 제동과의 연동이 원활한 SMEE 전자기 직통 제동 시스템을 채택했다. 이는 브레이크 핸들 조작 각도에 따라 제동력을 정밀하게 제어하는 셀프 랩 기능과 차단 전자기 밸브(LOV) 등을 통해 안정적인 제동 성능을 확보했다.
차체는 불연성을 높이기 위해 전체 금속제로 제작되었으며, 모든 부재를 용접으로 조립하여 리벳 없이 매끄러운 외관을 구현했다. 차량 길이는 18m, 폭은 2.8m로 긴자선 차량보다 한층 커졌다. 전면부는 중앙에 관통문[12]을 배치한 3개의 창 구조로 당시로서는 표준적인 형태였으나, 전조등과 미등을 한 세트로 묶어 창 아래 좌우에 배치하고, 중앙 상부 행선 표시기 양옆에 방향 표지등을 설치한 점이 독특했다. 방향 표지등은 행선지에 따라 다른 색(예: 이케부쿠로 방면 하늘색, 신주쿠 방면 갈색)으로 점등되었으나, 노선 연장으로 실효성이 떨어져 점등이 중지되었다. 측면 중앙에 설치되었던 고정식 방향 지시등 역시 1960년대 초반에 철거되었다.[13] 차체 하부에는 언더런 방지기가 설치되었다.
차내 화장판 색상으로는 당시 철도 차량에는 드물었던 연어 핑크색이 채택되었다. 환기 장치로는 팬델리아가 설치되었는데,[14] 300형의 경우 이 장치를 수납하기 위해 지붕이 이중 구조 형태를 띠었으나, 400형 이후 모델부터는 일반적인 지붕 구조로 변경되어 300형의 외형적 특징이 되었다. 냉방 장치는 설치되지 않았다.
보조 전원 장치로는 플라이휠이 부착된 전동 발전기를 탑재하여, 섹션 통과 시 순간적인 전력 공급 중단에도 실내등이 완전히 꺼지는 현상을 방지했다. 다만 이때 비상등이 점등되고 실내 조도가 다소 낮아지는 현상은 있었다.
대차는 당시 신형이던 스미토모금속공업의 FS301 형식을 사용했다.
4. 디자인
(지하철 박물관 보존차)]]
300형에서 시작되어 500형까지 이어진 디자인은 당시 일본 철도 차량에서는 보기 드문 혁신적인 시도였다. 차체는 불연화를 위해 전체 금속제로 제작되었고, 전체적으로 둥근 형태를 띠었다. 당시 일부 리벳 조립이 남아있던 뉴욕시 차량과 비교했을 때, 전면 디자인을 포함한 차체 제작은 리벳 없이 전체 용접으로 이루어져 더욱 섬세하게 마감되었다.
전면은 창문 3개와 중앙 관통문[12]을 갖춘 당시로서는 일반적인 구성이었지만, 세부적인 요소에서 참신함이 돋보였다. 전조등과 미등을 한 세트로 묶어 창문 아래 양쪽에 배치했으며, 중앙 상단 행선 표시기 양옆에는 방면을 색으로 구분하는 방향 표지등(오차노미즈 방면 갈색, 이케부쿠로 방면 하늘색)을 설치했다. 측면 중앙에는 고정식 방향 지시기("←이케부쿠로 오차노미즈→" 등)가 있었고, 하부에는 언더런 방지기가 설치된 점도 외관상 큰 특징이었다. 그러나 방향 표지등은 노선 연장으로 의미가 퇴색되어 점등이 중단되었고, 교체가 번거롭고 분기 열차 대응이 어려웠던 측면 방향 지시기는 1960년에서 1961년 사이에 폐지되고 제거되었다[13].
차내 화장판 색상으로는 연어 핑크색이 채택되었는데, 이는 당시 일본 철도 차량에서는 게이한 특급 차량 정도를 제외하면 거의 사용되지 않던 색상이었다. 환기 장치로는 팬델리아[14]가 채용되어, 지붕 위에 팬델리아 수납을 위한 얇은 풍동이 얹힌 이중 지붕 구조를 가졌다. 이는 300형의 특징적인 외관 요소였으나, 400형 이후부터는 일반적인 지붕 형태로 변경되었다. 냉난방 장치는 설치되지 않았다.
가장 큰 특징은 도색으로, '스칼렛 미디엄'이라 불리는 선명한 붉은색 바탕에 흰색 띠를 두르고, 그 위에 스테인리스 재질의 사인 곡선 장식을 더했다. 이 디자인은 당시 영단 총재와 간부가 해외 시찰 중 비행기에서 본 영국제 담배 '벤슨 & 헤지스'의 캔 디자인에서 영감을 얻은 것으로 알려져 있다[15][16][17]. 수수한 색상이 주류였던 당시 철도 차량들 사이에서 매우 참신한 시도로 큰 주목을 받았으며, 이 사인 곡선 디자인은 후속 차량인 02계 개수차와 2000계에도 계승되었다.
1957년 등장한 500형은 기존 300/400형과 달리 단독 운행을 고려하지 않아 양쪽 운전대 구조 대신 한쪽 운전대 구조로 변경되었다. 운전대가 없는 연결면은 절단면 형태로 마감되었고, 측면에는 승무원용 출입문 대신 2단 창문 2개가 설치되었다. 등장 초기에는 관통문이 비상 통로 역할만 하여 건널 판과 간이 보호 칸막이만 있었으나, 이후 관통 통로가 제대로 정비되었다.
증비가 장기간에 걸쳐 이루어지면서 디자인에도 변화가 있었다. 1960년 생산된 645호 이후 차량부터는 전면 행선 표시기 좌우의 표지등과 측면 방향 지시기가 생략되어 전면 인상이 다소 변경되었다. 또한, 행선 표시막은 1963년경부터 기존의 흰색 바탕 검은색 글씨에서 영문 표기가 추가된 흰색 바탕 파란색 글씨(2세대)로 교체되었고, 이는 이전 생산분에도 적용되었다. 1983년경에는 상시 선두에 서는 차량에 한해 검은색 바탕 흰색 글씨(영문 생략, 3세대)로 다시 교체되었다.
대차로는 당시 신형이었던 스미토모금속공업 제작 FS301 형식이 채용되었다.
5. 개조
1973년(쇼와 48년)부터 갱신 공사가 시작되었다. 시공은 나카노 공장과 나카노 공장 코이시카와 분장(현 코이시카와 CR)에서 이루어졌다.
갱신 내용은 다음과 같다.
- 승무원실 정비
- 내장 교체: 연어 핑크색 도장 강판에서 데코라 화장판으로 변경
- 행선 표시기의 전동화
- 전면 창문의 H고무 지지화 및 알루미늄 새시화
- 와이퍼의 전동화
- 측면 창문의 알루미늄 새시화
- 객용문의 스테인리스강 소창화
- 전동발전기(MG)의 교체 (일부 차량만 해당)
- 실내 번호 표기 변경: 표면에 아크릴을 씌운 플레이트식으로 변경
1985년(쇼와 60년) 이후 수선된 차량은 화장판 색상이 흰색 계열로, 바닥 색상이 대리석풍 그린 베이스로 변경되었다. 또한 환기 루버도 철제에서 FRP제로 교체되었다. 이러한 갱신 내용은 같은 시기에 갱신되던 긴자선 2000형, 히비야선 3000계, 도자이선 5000계에도 파급되었다.
당시 제도고속도교통영단(영단)에서는 원칙적으로 출입문 상부 천장 모서리에 노선도를 게시했다. 그러나 차내 광고 수요가 많았던 마루노우치 선에서는 1983년경부터 객실 출입문 상부에 아크릴판 형태의 노선도를 설치했다. 다만, 300형은 구조상 광고 틀 배치가 불가능하여 기존대로 천장 모서리에 종이 광고를 사용했다.
1996년 5월 28일에 니시신주쿠역이 개업했지만, 이때 500형은 이미 본선 운행에서 제외되었고, 분기선에 남아 있던 차량도 같은 해 7월 운행 종료를 앞두고 있었기 때문에 노선도를 교체하지 않았다. 대신 신주쿠역과 나카노사카우에역 사이에 니시신주쿠역을 표시하는 스티커를 부착하여 대응했다.
6. 해외 매각 및 재수입
본선 운행 종료 후, 마지막까지 남아있던 131량(300형 7량, 500형 110량, 900형 14량)은 아르헨티나 부에노스아이레스의 메트로비아스사에 매각되어, 1995년 3월 27일부터 부에노스아이레스 지하철 B선에서 운행을 시작했다.[31][32] 현지 도입에 앞서, 제3레일 규격 차이에 따른 집전 장치 지지대 개조, 바닥면 높이를 80mm 높이는 공사, 그리고 차체 폭이 좁은 점을 보완하기 위해 측면에 스텝을 설치하는 개조가 이루어졌다.[31] 그 외에는 대부분 영단 시절의 모습을 유지하며 운행되었는데, 이는 B선이 현지 지하철 중 유일하게 마루노우치선과 유사한 제3궤조 방식을 사용했기 때문이다. 차량 양도 전, 영단 직원들이 메트로비아스 직원들에게 정비 및 운전 기술을 철저히 교육했으며, 특히 고장 발생 후 수리하는 방식에서 정기 검사를 통해 사전에 문제를 예방하는 '예방 보수' 개념을 도입하여 고장 발생률을 크게 줄이는 성과를 거두었다고 한다.
독특하고 참신한 디자인과 도색은 현지에서도 좋은 평가를 받았다. 다른 차량들이 현지 표준색인 노란색 계열로 도색된 것과 달리, 500형은 한동안 원래 도색을 유지했으며, 오히려 B선의 노선 색상을 500형에 맞춰 붉은색으로 변경하기도 했다.[33] 하지만 2011년경부터 일부 차량은 순차적으로 노란색 기반의 메트로비아스 표준색으로 다시 칠해졌으며, 특징적인 물결무늬 스테인리스 강판 위에도 회색 또는 노란색 페인트가 덧칠해졌다.[34]
매각된 차량의 상세 내역은 다음과 같다. 2015년경부터 노후화로 인한 잦은 고장과 노선 연장에 따른 차량 부족 문제를 해결하기 위해 마드리드 지하철에서 중고 전동차(5000형, 6000형)를 추가 도입하면서, 500형 계열 차량의 운행 중단 및 폐차가 시작되었다.[35] 2016년 기준으로 30량이 폐차되었다.[36] '''굵은 숫자'''는 현지에서 폐차된 차량을 나타낸다.[36]
- 300형 (7량, 모두 중간 개조차): 304·'''306'''·310·311·315·325·'''328'''
- 500형 (110량)
- * 선두차로 사용 (46량):
- *: 620·'''624'''·'''633'''·637·641·648·653·657·661·669·676·680·689·696·'''697'''
- *: 704·708·709·716·720·'''721'''·724·731·732·735·740·741·'''746'''·'''752'''·759
- *: 765·770·'''771'''·776·777·782·'''783'''·'''788'''·789·790·793·796·797·'''800'''·801·802
- * 중간 개조차 (64량):
- *: '''584'''·590·593·602·'''619'''·'''623'''·634·639·640·647·650·656·678·679·'''687'''·690·'''691'''·'''698'''·700·703·711
- *: 712·'''713'''·715·719·'''722'''·725·'''726'''·729·'''734'''·736·737·738·739·744·745·749·750·'''753'''·754·755·756
- *: 760·761·762·766·767·768·769·'''772'''·773·774·775·779·780·781·784·785·786·787·794·795·798·799
- 900형 (14량): '''903'''·'''904'''·907·908·909·910·'''911'''·'''912'''·913·914·'''915'''·'''916'''·'''917'''·'''918'''
부에노스아이레스에서 폐차된 차량 중 일부는 현지에서 대당 12만아르헨티나 페소에 매각 공고가 났으며[36], 일부는 아르헨티나 내에서 푸드 코트 등으로 재활용되고 있다.[36]
한편, 500형 개발의 모태가 된 뉴욕시 교통국에서는 폐차된 편성을 양도받아 동태 보존할 의향이 있었으나, 타진했을 당시에는 이미 모든 잔존 차량이 메트로비아스사로 매각된 후여서 실현되지 못했다.
영화 《블러드: 더 라스트 뱀파이어》 실사판에서는 메트로비아스에 양도된 이 차량들이 1960년대 도쿄의 영단 지하철 장면으로 등장한다. 또한, 일본 밴드 쿠루리의 곡 「argentina」(앨범 《도가니의 전압》 수록)는 부에노스아이레스에서 운행되는 영단 500형을 소재로 한 작품이다.
2014년경, 도쿄 메트로는 마드리드 중고 차량 도입으로 인해 현지에서 구 마루노우치선 차량의 폐차가 시작된다는 소식을 접했다. 이에 앞서 나가노 전철에서 돌아온 3000계와 마찬가지로, 500형 역시 "기술 전승"을 위한 교육 자료로 활용하기 위해 주행 가능한 상태로 보존하기로 결정했다. 이미 지하철 박물관에 정태 보존 중인 300형 301호와는 다른 방식의 보존을 목표로, 현지에서 운용 중인 500형의 재구매를 위해 메트로비아스사와 협상을 시작했다.[37] 도쿄 메트로는 재구매 이유에 대해 "현재 전동차 기술의 기초가 된 가치 있는 형식이며, 현재 차량과 거의 동등한 성능으로 주행할 수 있다. 또한 전자 기기가 많은 최신 전동차에 비해 구조가 단순하여, '달리고 멈춘다'는 전동차의 기본 원리를 배우는 사원 교육 교재로 적합하다"고 설명했다.[38]
2016년 2월, 아르헨티나 현지 언론은 폐차된 500형 4량(771, 734, 584, 752)이 도쿄로 돌아갈 예정이므로 현지 매각 대상에서 제외될 것이라고 보도했다.[36] 같은 해 3월, 일본 언론에서도 도쿄 메트로가 해당 4량을 재구매하기 위해 협상 중이라는 사실이 보도되었고, 도쿄 메트로 측도 이를 인정했다. 마침내 7월 11일, 해당 4량은 해상 운송을 통해 요코하마항 다이코쿠 부두에 도착했고, 21일과 22일 새벽에 두 차례에 걸쳐 나카노 검차구로 반입되었다.[37] 이 4량은 500형 초기형(644호 이전, 행선 표시기 좌우 표지등 없음)과 후기형(645호 이후, 표지등 있음)의 특징을 모두 확보하려는 목적도 고려하여 선정되었다.[37] 영단 시절 말기 호난초 지선 운용과 유사하게 3량 편성(771호 [아르헨티나 사양] - 734호 [은퇴 시 사양] - 584호 [데뷔 시 사양])으로 구성하고, 나머지 1량(752호)은 예비차로 두기로 했다.[37]
복원 작업 시, '데뷔 시 사양'으로 지정된 584호는 출입문 창문을 원형으로 되돌리고 초기형 행선 표시막을 부착했으며, 전면 방향 지시등도 점등 가능하도록 복원하는 등 세심한 노력을 기울였다. 다만, 차내의 리코식 손잡이나 측면 방향 지시등 복원은 보류되었다.[37]
일본 국외로 양도되었던 철도 차량이 다시 일본으로 돌아온 것은 극히 드문 사례이며, 도쿄 메트로에서는 처음 있는 일이다.[39][40] 재수입된 4량 중 3량은 2017년 11월 27일 언론에 먼저 공개되었고, 같은 해 12월 10일 나카노 차량기지에서 열린 지하철 개업 90주년 기념 행사에서 동태 보존 상태로 일반에 공개되었다.[41]
7. 보존
폿포노 오카
나카노 차량기지
하치오지시 어린이 과학관
도쿄 교통 단기 대학
나카노 차량기지
나카노 차량기지
나카노 차량기지