731系

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函館線大麻-野幌

登場の背景と概要
札幌近郊の通勤輸送は毎年4%の増加を続け、混雑が激しくなっていました。札幌近郊で使われていた711系電車は721系と比べて加速性能が悪く出入口の数も少ないことから、慢性的に5分程度の遅れが発生していました。更に711系の老朽化が進んでいたことから、JR北海道は1996年に731系通勤形交流電車を開発しました。731系は1M2Tの3両編成で、1996年に4編成が製造されました。

車体
731系は721系と同じ軽量ステンレス車体を採用し、空気バネ振り子式を採用したキハ201形と同じ車体断面を採用したため、車体上部が傾斜する構造とした結果、車体幅は2812mmとしています。外板は無塗装で側面の窓下にはライトグリーン及び赤色の帯が配されました。乗客の乗降時間短縮のため、床面高さは721系より50mm低くしています。先頭部は鋼製で踏切事故対策として高運転台と衝撃吸収構造を採用しており、中央部に自動幌装置付きの貫通扉が設置されています。貫通扉上部には行先方向幕、行先方向幕の左右にシールドビームを採用した前照灯及びLEDの尾灯が、貫通扉の左右下部にはシールドビームと高深度HIDを採用した前照灯が取り付けられています。車体側面には幅1200mmのステップ付き自動片開き扉が3カ所設置され、押しボタンによる手動開閉が可能です。戸閉装置は直動式のTK103Aで、鴨居部に取り付けられています。扉間には幅2000mm、高さ945mmの固定窓が2箇所設置されています。また、モハ731形の車端部には雪切室の通風口が設けられています。車体側面には電動行先方向幕が設置されています。屋根上には30000kcal/hのユニットクーラN-AU731が1台取り付けられています。

台車
台車は軽量ボルスタレス方式の動台車がN-DT731、付随台車がN-TR731で、牽引力は1本リンク式牽引装置で伝達されます。床面高さ低減のため車輪直径を810mmとしました。枕バネは空気バネ、軸箱支持方式は軸梁式とし、130km/h運転時の安定性確保のため、ヨーダンパを取り付けています。動台車の動力伝達方式はCFRP製のたわみ板を用いたたわみ軸継手(TD継手)方式とし、歯車比は4.895としました。基礎ブレーキ装置は高粘着合金鋳鉄制輪子を採用した車輪踏面両抱式です。

走行機器及び補機
主変換装置は通商産業省の高圧または特高圧で受電する需要家の高調波ガイドラインに対応し、IGBTを用いた3レベルPWMコンバータとIGBTを用いた3レベルインバータで構成されるN-CI731で、出力230kWの強制通風式誘導電動機N-MT731を台車単位で制御しています。モハ731形の床下には主変換装置、N-TM731主変圧器、及び補助空気圧縮機MH99-AK18が、屋根上には下枠交差形パンタグラフN-PS721B、真空遮断器N-CB721が取り付けられています。また、クハ731形200番台の床下には4.21kVAのN-APS731A補助電源装置と電動空気圧縮機N-MH1785-C2000MLが設置されています。空気ブレーキ装置はマルチモード滑走・再粘着制御を採用した回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキです。なお、731系はキハ201系との総括制御システムを搭載しています。

客室設備
客室設備はロングシートで、両端部から3席目にスタンションポールが設置されています。また、車端出入口の車体中央寄りには収納式の補助椅子を設置し、混雑時は補助椅子を折りたたんで自動ロックすることで、出入り台付近のスペースを広くとり、乗り降りがスムーズにできるようにしました。出入り口には防寒対策として、座席端部にパーティションを設置すると共に、出入口上部にエアカーテン及び出入口用温風暖房装置が扉部に設置されています。側窓のカーテンを廃止しました。クハ731形100番台には和式トイレが、クハ731形200番台には車椅子スペースが設置されました。

増備車
731系は1998年に10編成、1999年に5編成が増備されました。2005年に増備された車両は、種々の変更が加えられました。氷塊による窓ガラスの破損を防止するため、側窓、扉の窓、貫通扉の窓の材質をポリカーボネイトに変更されました。また、先頭部を除く車両間に転落防止幌が取り付けられました。更に、クハ731形100番台には車椅子対応大形トイレと車椅子スペースが設置されました。このため、後位側の扉が車体中央寄りに移設され、後位側の窓幅が1545mmに変更されました。集電装置はシングルアームタイプのN-PS755に変更されています。

改造
2002年に側窓破損防止のため、窓の外側にポリカーボネイト製透明保護カバーを追加する改造が実施されました。更に運転室前面窓への結露、着雪を防ぐため、貫通扉窓にデフロスタが取り付けられました。更に、2004年には集電装置がシングルアーム式N-PS785に取り替えられました。
2016年からは更新工事が開始され、主制御装置がN-CI731Bに、先頭部の自動幌装置が撤去され、軽量幌に取り替え、先頭部を除く車両間への転落防止幌の取り付けが2017年から2020年にかけて実施されました。

運用
731系は1996年12月から函館線と千歳線で営業運転を開始しました。2012年からは札沼線でも使用が開始され、現在札幌地区の普通電車に使用されています。

主要諸元
項目	内容
電気方式	交流20000V, 50Hz
車両性能	加速度: 2.2km/h/s 減速度: 4.4km/h/s 最高速度: 130km/h
全長	20800mm
全幅	2812mm
全高	3620mm
台車	N-DT731(動台車)　N-TR731(付随台車)
集電装置	N-PS721B
主電動機	N-MT731(230kW)
駆動装置	平行カルダン(歯数比: 4.89)
主変圧器	N-TM731
制御方式	3ステップVVVFインバータ個別制御 (N-CI731)
冷房装置	N-AU731(30000kcal×1)
設計	JR北海道