JR 동일본 E231계 전동차

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JR동일본 E231계 전동차
근교형 사양 (2006년 1월 17일 촬영)
근교형 사양 (2006년 1월 17일 촬영)
양 수
전기 방식 직류 1500V
제어 방식 VVVF - IGBT (고주파 펄스폭 변조방식)
기관 형식
기어비
차륜 배열
동륜 배열
기동가속도 2.5 Km/h/s
영업최고속도 120 Km/h
설계최고속도 120 Km/h
감속도 Km/h/s
전동기 출력 kW
편성 출력 2M3T:760kW
4M6T:1,520kW
6M5T·6M9T·6M4T:2,280 kW
출력 {{{출력}}} hp
견인력
주 용도
차량 정원 선두차량:137(6000・8000・8500)/
141(800)/143(0·500)
중간차량:156(800)/162(이외)
그린차:90명
편성 정원
전장 20,000 mm
전폭 2,950 mm
전고 3,980 mm
차량 중량 T차:25t
M차:29.8t
그린차편성 1량당:36.1 t
편성 중량 t
대차간 거리 mm
축중 t
궤간 1,067mm
구동 장치 3상 유도전동기
제동 방식 회생제동 병용 전기지령식 공기제동
MT비
보안 장치 ATS-SN(우츠노미야·토카이도·죠반선용)
ATS-P(우츠노미야·토카이도·소부·동서·죠반선용)
D-ATC(야마노테선용)
제작사
제작 연도
비고 제 40회(2000년) 로렐상 수상

JR동일본 E231계 전동차(일본어: JR東日本E231系電車)는, 동일본 여객철도(JR동일본)의 직류 일반형 전동차다.

목차

[편집] 개요

노후화된 103계·113계·115계·201계·205계의 치환용으로서 2000년 3월부터 투입되었다.

에너지 절약화와 생산 비용, 점검 비용의 대폭 삭감을 목적으로 JR동일본이 1990년대에 개발한 '신계열 차량'의 기술과 운행 제어 시스템에의 혁신에 의해, 그 후 일본의 철도차량의 개발에도 큰 영향을 주었다. JR동일본과 토큐샤료(東急車輛)가 공동 개발하여, 카와사키 중공업이나 JR동일본 자사의 니이즈 차량 제작소에서도 제조되고 있다.

운용 노선은 일본의 수도권 근교 구간 전역으로 확대하고 있으며, 2007년 현재 JR그룹 내에서 배치된 차량 중 가장 량수(輛數)가 많은 계열이다.

차량의 디자인 개발은 GK 공업 디자인이 담당하고 있다.

[편집] 주된 성능

[편집] 기기 구성

231계 전동차는 종래의 통근형 전동차와 근교형 전동차의 구분을 통일한 일반형 전동차로서 설계되었다. VVVF 인버터 기기의 성능 향상과 주전동기의 강화(고회전에 대응한 설계인 MT73형 전동기의 채용)에 의해, 근거리용 통근형 전동차인 209계(기어비 7.07, 최고속도110km/h, 기동가속도 2.5km/h/s)와 동등한 가속력을 유지하면서 중거리 전동차용 근교형 전동차인 E217계(기어비6.06, 최고속도120km/h, 기동가속도 2.0km/h/s)와 같은 수준의 최고속도를 달성했다.

제동방식은 전기지령식 공기제동회생제동을 조합한 방식으로, M차에서는 정지 직전까지 회생제동을 사용할 수 있다. 또, 야마노테선용의 500번대와 토자이선 직통용의 800번대는 순전기제동(純電氣制動)에도 대응한다.

대차는 209계와 같이 축상식(軸梁式) 볼스터리스 대차인 DT61/TR246계가 채용되었다. E217계와 같이 요댐퍼는 1등차에만 장착되었으며, 보통차는 설치 준비 중이다.

집전장치로는 싱글암식 팬터그래프(PS33B형)이 채용되어 차고는 전 차량 3,980mm로 통일, 츄오 본선(中央本線)의 협소 터널 구간의 주행이 가능하다.

E231계는, 차량 탑재 기기의 제어 방법이 이전에 제조되고 있던 차량 계열과 달리 비상 브레이크등을 제외한 거의 모든 기기의 제어가 TIMS(Train Information Management System)로 불리는 정보 관리 시스템을 통해 이루어지고 있다. 통신의 인터페이스로는 RS-485(전송 속도2.5Mbps)를 이용하고 있다. TIMS는, 고속 데이터 통신 기술을 이용해 열차의 동력 제어, 실내 설비, 보수 점검 등을 하나의 시스템으로 통합 관리하는 것으로, 기능별로 독립되어 있던 종래의 제어계통·전기 배선을 대폭 간소화하여 제조 비용 절감에 일조했다. 또, 각 기기의 자기진단 기능이나 동작의 기록 기능 등에 의한 차량 점검 작업의 자동화·신속화 등 점검·보수 작업의 간략화도 동시에 실현되었다.

보안 기기로는 긴급 정지 장치과 긴급 열차 방호 장치를 표준 장비하고 있다.

[편집] 차체 설비

E231계는 차체 형상이나 장비의 차이에 의해 통근 타입과 근교 타입 2개로 크게 나눌 수 있다(자세한 것은 뒤에서 서술한다). 기본 설계는 공통이며, 양산 효과에 의한 차량 제조비용 저감을 도모하고 있다.

차체는 경량 스텐레스제로, 전면부에는 FRP(유리섬유 강화 플라스틱)가 이용되어 있다. 측창에는 녹색으로 착색된 UV(자외선)컷 유리를 채용하고 있으며 중앙부의 창문도 1매 고정창으로부터 비대칭 2분할 개폐식으로 바뀐 것이 209계 500번대와의 식별점이다. 차체 구조는 E217계나 209계 500번대에 준하는 것으로, 근교 타입 뿐만이 아니라 통근 타입에도 2,950mm의 광폭 차체를 채용하고 있다. 단, 예외로서 800번대 차량은 2,800mm이다. 또, 상면고(床面高)는 레일면으로부터 1,165mm로 낮춰졌으며, 또한 출입구 부분을 경사시켜 끝 부분의 높이를 1,150mm로 했다. 이것에 의해 홈(1,100mm)과의 단차 해소와 저중심화를 꾀했다.

차체 형상은 제조한 차량 메이커에 따라 세부적인 부분에 차이가 있다. 이것은 각 차량 메이커마다 다른 가공 방법으로 차량의 제조를 실시할 수 있도록 약간의 사양의 차이를 허용하고 있기 때문에, 앞서 서술한 양산효과에 가세하여 차량 제조비용의 저감에 기여하고 있다. 구체적으로는, 근교 타입 및 800번대에서는 차체 처면부(妻面部)의 처리·세로 물받이의 형상·문 옆 기둥의 처리·내장의 소재 등에 차이가 있다. 또, 장기간에 걸쳐 제조되었기 때문에 동일한 타입·번대에 있어서도 제조 시기에 의해 세세한 변경이 있다.

[편집] 계통별 특징

[편집] 통근형

[편집] 개요

모든 차량이 롱 시트로 구성되어 있는 사양이다. 주전동기의 제어장치로서 IGBT 소자(IPM 패키지)를 이용한 3레벨 VVVF 인버터(미츠비시 전기제)를 사용하고 있다. 문은 전기추진기 축 구동식이 기본이지만, 마츠도 차량 센터에 새로 제조되어 배치된 차량은 리니어 모터식을 채용하고 있다.

[편집] 0번대

니시오기쿠보역에 입선하는 츄오·소부선 각역 정차 E231계(2003년 4월 13일 촬영)
니시오기쿠보역에 입선하는 츄오·소부선 각역 정차 E231계(2003년 4월 13일 촬영)

2000년 3월에 등장했다. 처음에는 103계와 201계의 치환이 급선무였던 츄오·소부 완행선에 투입되었으며 2002년 3월부터는 조반 쾌속선과 나리타선(아비코~나리타간)에도 투입되었다.

[편집] 츄오·소부 완행선
  • 차체의 띠의 색:카나리아 옐로우
  • 5호차에 6도어 차(사하 E230형)를 연결하고 있다. 좌석은 접는 식으로 되어있어 평일 첫 전동차인 10시에는 수납 상태로 고정되어 있으며 10시를 지난 시점부터 사용할 수 있게 되어 있다. 또, 선두차의 전면과 6도어차의 문의 상부에는 '6 DOORS'라고 쓰여진 스티커가 붙여져 있다.
  • 2007년 1월 현재, 미타카 선구에 10량 편성 47편성(470량)이 배치되어 있다.
  • 투입 개시 당초에는 103계·201계·205계를 대체할 계획이었지만, 2001년에 츄오·소부 완행선용 209계 500번대 2편성이 케힌 토호쿠선의 우라와 선구으로 전속했기 때문에, 그 대체로서 2편성(26·27편성)이, 또 2002년 12월의 운전시각표 개정으로 토자이선에의 직통운용이 삭감되어 301계 1편성 10량이 폐차되었기 때문에 그것을 치환하는 형태로 1편성 10량이 각각 추가로 제조되었다.
  • 게다가 2006년에는 케힌 토호쿠선·네기시선에 209계 900번대 3편성의 치환용으로서 같은 선구의 500번대 3편성이 전속하게 되어 있어 그 보충으로서 3편성이 제조되었다. E233계 등장 후에 준공된 이 3편성에는 차외 스피커를 설치하는 공간이 확보되었다. 때문에 측면 상부의 띠에 스피커를 피하는 형태로 틈이 있다. 승무원 실내의 문 스위치에도 스피커 설치시에 필요한 스위치의 설치 공간이 갖춰져 있다. 또, E233계 타입의 관통 로비가 전동차에 설치되어 '3/4 닫기' 스위치나 디지털 무선도 설치되어 있다.
  • 덧붙여 향후 900번대와 함께 모든 편성에 자동방송설비가 탑재될 예정이다.
  • 측면의 LED는 행선지와 '츄오·소부선' 표시를 교대로 한다. 표시 내용은 209계 500번대와 같지만, 폰트 등이 약간 다르다.

[편집] 500번대

야마노테선용 E231계 500번대(2006년 10월 8일, 우에노~오카치마치간에서 촬영)
야마노테선용 E231계 500번대(2006년 10월 8일, 우에노~오카치마치간에서 촬영)

차체의 띠의 색:

야마노테선은 역간거리가 짧고 열차 밀도가 높은 특이한 혼잡 노선이기 때문에, 500번대 차량은 이와 같은 조건에 특화한 사양이 되어 있다.

전면 디자인은 0번대와 달리 흰색을 기본으로 변경되어 차외스피커 설치 준비 개조가 되어 있다. 차내정보 시스템을 탑재히여 차내의 문 상부에는 LED 표시기를 대신해 2기의 LCD가 설치되어 트레인 채널로 불리는 차내정보 서비스가 제공되고 있다. 우측 화면에는 다음 역·소요시간·문 개폐 방향·열차 지연 정보등을, 좌측 화면에는 주로 CM이나 소식을 표시하여, 새로운 열차운행정보가 입력되었을 경우에는 경계체제음이 울린다(시발역 발차시에 열차 운행 정보가 입력되어 있는 경우는 발차시에 울린다).

동력면에서는, 거의 0km/h까지 회생제동이 작동하는 순전기제동이 채용되어 있다. 높은 열차밀도와 짧은 역간에서의 빈번한 가감속에 대응할 수 있도록, 편성중의 전동차(M)와 부수차(T)의 구성(MT비)은 6M5T로 높게 하여 기동가속도도 0번대의 2.5 km/h/s보다 높은 3.0 km/h/s가 되어 있다. 또, 최신 디지털 ATC도 탑재되고 있어 안전성이 보다 높다.

205계에서는 10호차만 연결하고 있던 6도어 차량은 500번대에서는 7호차와 10호차 2량에 연결되어 혼잡 완화를 도모하고 있다. 좌석은 평일의 첫 전동차~10시까지는 수납 상태로 고정되어 있으며, 10시 이후부터 사용 가능해진다.

제4 편성에서는 에어컨이 AU726로 변경되었으며(제 13편성이나 6도어 차량(사하 E230-500)이 AU726), 소비전력증가에 수반하여 5호차에도 보조 전원 장치(SIV 장치)가 설치되었다.제 13편성의 5호차에는 SIV 장치의 설치 준비 개조가 이루어졌지만, 실제로는 장착되지 않았다.

2007년 4월부터 홈 검지장치가 야마노테선용 500번대에도 차례차례 설치되고 있다. 이것은 케힌 토호쿠선·네기시선용 209계에 장착되고 있는 장치와 같은 장치로, 양단의 선두차의 전면 발판 하부에 장착되어 있다. 향후 모든 편성에 장착될 예정이다.

2007년 현재, 도쿄 종합 차량센터(구 야마노테 전차구)에 11량 편성 52편성(572량)이 배치되어 있다.

[편집] 800번대

800번대(2006년 6월 28일, 도쿄 지하철 도자이 선 미나미스나마치~니시카치간에서 촬영)
800번대(2006년 6월 28일, 도쿄 지하철 도자이 선 미나미스나마치~니시카치간에서 촬영)
정원: 141(선두차)/162(중간차)
기동가속도 3.3km/h/s (6M4T)
보안장치 ATS-P, WS-ATC, CS-ATC

츄오·소부 완행선에서 제도고속도교통영단(현 도쿄 메트로)토자이선 직통 운전용 103계 1000·1200번대 및 301계를 대체하기 위해서 투입되어 2003년 5월 1일 영업 운전을 개시했다.

미타카 전차구에 10량 편성 7편성(70량)이 배치되어 있다. 당초의 치환 대상은 80량이었지만, JR의 지하철 직통운전용 운용이 삭감되어 10량이 대신 앞서 서술한 츄오·소부 완행선용 0번대로 새로 제조되었다.

차체의 띠의 색: 파랑·물색

덧붙여서, 도쿄 메트로의 05계와 07계에는 파랑과 물색 사이에 흰색 줄이 들어가 있다.

토자이선과의 직통운행을 위해 차체폭은 E231계에서는 유일하게 2,800mm이 되었으며, 차체 디자인은 도쿄 메트로 지요다 선 직통용 209계 1000번대의 것을 기본으로 하고 있다. 또, 선두차의 전면에 비상문을 장비했으며 운전석에는 데드맨 장치를 탑재했다(다만 지하철선내에서만 사용하며, JR 선내에서는 사용하지 않는다). 그 외에, 차외 스피커나 승강 촉진 버저도 제조 당초부터 설치하고 있다. 동력면에서는 거의 0km/h 까지 회생제동이 작동하는 순전기제동을 채용하고 있다. 또, 토자이선과의 상호 직통 협정에 의해 기동가속도가 3.3km/h/s으로 설정되었기 때문에, 이에 대응하는 출력·점착력 확보를 위해 전동차 비율을 높였다(MT비 6M4T). 자동방송은 JR과 도쿄 메트로 양쪽 모두에 대응하고 있으며, 도쿄 메트로 선내에서는 도쿄 메트로의 자동 방송이 방송된다.

또, 모하 E231형 800번대에는 코우오역 이서 츄우오히가시선의 협소 터널에도 입선이 가능한 것을 나타내는 ◆마크가 붙여져 있다. 영업운전을 개시하기 직전인 2003년 4월, 제 4편성이 성능시험에서 미타카역~코후역~엔잔역~코후역~미타카역간을 실제로 주행했다.

측면의 LED 표시기는 행선지와 노선명을 교대로 표시하지만, 토자이선, 츄오·소부 완행선 주행중에도 노선명 표시는 '지하철 토자이선 직통'이다. 또, 차내 표시기의 '지하철 토자이선 직통'은 토자이선에 들어가기 전인 JR 선내 및 나카노역·니시후나하시역 정차중에만 표시된다. 차내 표시기는 행선지도 표시된다.

이 800번대에서는 JR 동일본의 전동차로서는 최초로 관통문이 경사식으로 변경되어 2003년 이후에 제조된 이외의 번대의 차량이나 계열에도 보급되어 있다.

[편집] 근교형

근교형 차량
근교형 차량
근교형 사양 2층 그린차(히라츠카역, 2007년 4월 6일 촬영)
근교형 사양 2층 그린차(히라츠카역, 2007년 4월 6일 촬영)

[편집] 개요

2000년 6월부터 코야마 전차구(현 코야마 차량센터)에 배치되어 도호쿠 본선의 우에노~쿠로이소간(우츠노미야선구간에 상당)의 보통·쾌속 열차로 영업운전을 시작했다. 2001년부터는 다카사키선의 보통·쾌속 열차로도 운용을 개시하여, 12월의 쇼난 신쥬쿠 라인 운전 개시와 함께 같은 노선이나 요코스카선까지 운용이 확대되었다. 2004년 10월 16일에 있었던 운전시각표 개정으로 코야마 차량센터의 115계 전동차를 모두 대체했다.

2004년부터는 고우즈 차량센터에도 배치가 시작되어, 10월부터 쇼난 신쥬쿠 라인 및 도카이도 본선(도쿄 누마즈)의 보통·쾌속 열차로 운용을 개시했다. 2006년 3월 18일에 있었던 운전시각표 개정으로 고우즈 차량센터의 113계 전동차를 모두 대체했다.

차체의 띠의 색:(신)쇼난 색 위, 아래

통근형에 비해 다음과 같은 점을 특징으로 들 수 있다.

  • VVVF 인버터 장치로는 히타치 제작소제 2 레벨 IGBT 소자를 채용하여 저속에서 중속역으로 가속할 때에 전동기 및 인버터 장치에서 발생하는 변조음(變調音)이 줄어드는 독특한 특징이 있다.media:E231.ogg
  • 선두차량의 운전대는, 건널목에서의 충돌 사고에 대비하여 전후가 대형화되었으며 높게 설치되어 있다.
  • 전면 상부에는 HID방식 전조등을 채용하여 시인성을 향상시켰다.
  • 쇼난 신쥬쿠 라인이나 2011년으로 예정되어 있는 도카이도 본선 우츠노미야선·다카사키선의 직통운전에 의해 관동 지역 전역에서 운용되기 때문에, 한랭지 운용에 대비하여 승객용 문 옆에 개폐 버튼을 설치, 반자동 취급에도 대응하고 있다. 코야마 차량센터에 소속된 차량은, 2007년 초부터 반자동문의 취급을 표기한 스티커가 문에 붙여지고 있다.
  • 문의 개폐장치로는 리니어 모터 구동식이 채용되었다.
  • 2003년 투입 차량부터 라디오 노이즈 대비책이 적용되었다(SC59→SC77).

고우즈 차량센터 배치 편성에는 다음과 같은 특징이 있다(코야마 차량센터의 초기 배치 편성과 비교).

  • 운전대의 속도계와 압력계가 LCD화 되었다(글래스 조정석).
  • 차내 문 위의 LED 표시기가 종래의 1단식에서 2단식으로 변경되었다. 단 K-0242 편성의 6·7호차는 코야마 센터의 차량을 전용한 것이기 때문에 1단식이다.
    • 2단식 LED 표시기의 하단에는 열차 운행 정보나 소식 등을 표시한다. 차례는 운행 정보→운행 노선→휴대전화→테러 대책이다. 운행정보가 없는 경우에는 운행 노선을 표시한다. 또 새로운 열차 운행 정보가 입력되었을 경우에는 경고음(205계 1200·3000번대의 문 개폐시의 차임)이 울린다(시발역 발차시에 열차 운행 정보가 입력되어 있는 경우는 발차시에 울린다).
    • 역에 정차중일 때에는, 1단식의 경우 역명(한자)이 점멸하는 것 뿐인데 비해 2단식(K-0242 편성의 6·7호차(1단식)도 포함)에서는, 역명이 한자와 영문으로 교대로 표시된다.
    • 운행노선은 보통 열차의 경우 원칙으로서 '이 전차는 ○○선입니다'와 같이 선명(線名)만으로 표시하며, 이토선 직통이어도 '도카이도 이토선'이 아닌 '도카이도선'과 같이 표시된다(예외: 누마즈행, 야마기타행). 또 도중역에서 분리할 경우에는 종점 뒤에 행선지가 나온다(예:'이 전차는 도카이도선 이토행입니다' '이 차량은 고우즈에 정차합니다' 등). 쾌속의 경우는 노선명+종별(+애칭)이 된다.
    • 주행중의 행선지 표시 방법이 '○○행'(+영어 표시)이 되었다(예:오다와라행→For Odawara). 코야마 소속 차량은 등장시에는 '행선지는 ○○'라고 표시되어, 한시기 '○○행'이라고 표시하고 있던 차량도 있었지만, 2004년 10월의 운전시각표 개정 이후로는 영문자 표기도 생략되었다(후기 제조분은 고우즈 차량과 같이 '○○행'→'For ○○'(영어 표기)이라고 표시된다).
  • 자동방송장치 설치(1등차 편입과 동시에 코야마 소속 차량에도 설치)
  • 차내 문 위에 도어 램프 설치(개폐시에 붉은 램프가 점멸)
  • 차외 스피커 설치 공간 확보
  • UV(자외선)+IR(적외선) 차단 유리를 사용(코야마 차량은 UV컷 유리)
  • 기본 편성의 세미 크로스시트차량의 증가(1·2·9·10호차. 코야마 차량은 1·2호차)
  • 기본 편성 보통차의 화장실 위치는 1·10호차(코야마 차량은 1·6호차)
  • 전동차의 위치는 2·3·8·9호차(코야마 차량은 2·3·7·8호차)
  • 보통차의 냉방능력을 48.8kW (42,000kcal/h AU725A, AU725B)에서 58.1kW (50,000kcal/h AU726A, AU726B)로 강화
  • 코야마 차량센터에 선행투입된 초기차량에는, 좌석의 쿠션으로 리사이클성이 향상된 폴리에스테르 소재가 채용되었지만, 좌석이 딱딱하고 안정감이 나빠 악평을 받았기 때문에 고우즈 차량에서는 S용수철을 사용한 부드러운 좌석(도큐 5000계와 같은)을 채용했다. 그 후, 코야마 소속 초기투입분 차량에도 개량형과 같은 좌석으로 교환된 것이 있다.
  • 2005년에 생산된 니이즈 차량 제작소제의 차량에서는, 배장기의 형상이 각도가 있는 것으로 변경되었다.
  • 2005년부터 새로 제조된 편성에는, 실내 송풍기 아래에 알루미늄제의 정풍판이 설치되어 있다.
  • 대차요댐퍼 설치 준비 공사가 끝난 상태.

기존의 코야마 차량센터 기본편성의 1등차 편입과 고우즈 차량센터의 신조배치는 같은 시기에 행해졌다. 이 때, 코야마 차량센터 기본 편성의 4·5호차로 신조된 2층 차량 그린차 2량이 투입되어 원래의 차량은 코야마 차량인 사하 E231형 1000번대는 고우즈 차량센터 전용으로 신조된 기본 편성(그린차를 포함한 8량 편성)의 6·7호차에 삽입되었다. 덧붙여 이미 배치되어 있던 고우즈 K-01 편성은, 1편성 10량 전 차량이 신조되었기 때문에, 고우즈 차량 사양이다.

2006년 3월 고우즈 차량센터에 배치가 완료된 뒤, 우에노역에서 발착하는 우츠노미야선·다카사키선의 모든 중거리 열차에 1등차 편입이 결정되었기 때문에 동년 2~6월에 다시 코야마 차량센터 전용으로 신조 배치가 실시되었다. 신조차의 기본 편성에는 당초부터 그린차가 포함되며 부속 편성에는 11~15호차의 스티커가 붙여졌다. 차내 사양은 2단식 LED 표시장치, 글래스 조정석 등 고우즈 차량센터 배치 차량에 준하지만, 편성 중의 롱 시트·세미 크로스시트 차량의 구성, 편성 내 화장실 위치 등은 종래의 코야마 차량과 동일하다. 다만, 6호차의 화장실은 좌변기에서 양변기로 변경되었다.



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