キハ37形は量産先行された5両で製造が打ち切られたため、八高線で使用されていたキハ35形は老朽化が進んでいましたが、今後も引き続き使用する必要がありました。このため、国鉄は廃車発生品を活用してキハ35形の改造という形でキハ38形を新製しました。
車体寸法はキハ37形と基本としていますが、冷房装置搭載により車体高さが60mm高くなっています。車体側面にはステップ付きの両開扉が3ヶ所設置されていますが、キハ35系のような外吊り扉ではなく戸袋式としています。扉は自動・半自動の切り替えが可能で、半自動の場合は扉横にあるボタンの操作により開閉できます。
エンジンはキハ37形で採用したDMF13Sを横型に改良した直接噴射式のDMF13HSを採用しました。液体変速機は廃車発生品のTC2Aを改造したTC2B、あるいはDF1115Aを採用しています。台車も廃車発生品のDT22C/TR51Bを採用しています。
車内はロングシートで、バケット式を国鉄では始めて採用しました。冷房装置はサブエンジン式のAU34を搭載していますが、冷房能力が低いため扇風機も併用しています。
キハ38系は八高線で使用されていましたが、後に久留里線に移動し活躍を続けています。
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