381系0番台

0番台
1000番台

形式一覧

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クロ380
「スーパーくろしお」
紀勢線紀三井寺-黒江

クハ381形100番台(スーパーやくも色)
「やくも」
伯備線根雨-黒坂

クモハ381
「やくも」
伯備線井倉-方谷

クハ381
「やくも」
伯備線井倉-方谷

クロ381
「くろしお」
阪和線杉本町-浅香

クロ380
「やくも」
伯備線黒坂-根雨

クハ381
「やくも」
伯備線黒坂-根雨

クロ380
「やくも」
伯備線黒坂-根雨

クモハ381形500番台(国鉄色)
「やくも」
伯備線井倉-方谷

クロ381形100番台(緑やくも色)
「やくも」
伯備線備中川面-方谷

クモハ381形500番台(緑やくも色)
「やくも」
伯備線方谷-備中川面

伯備線黒坂-根雨

登場の背景と概要
関西、中京地区と信州を結ぶ中央西線は順調に輸送需要を伸ばしていたことから、国鉄は中央西線を電化するとともに、線路改良と181系の投入によるスピードアップを計画しました。しかし、費用の問題から線路改良は難しく、曲線区間が多いことから大幅な速度向上が期待できない状況でした。一方、591系試作車による現車試験の結果、振り子式を導入することで曲線通過速度を20km/h向上でき、中央西線において大幅な所要時間短縮が可能になることがわかりました。そこで国鉄は振り子式直流特急形電車381系を開発しました。381系は2M1Tの3両を基本ユニットとし、9両編成が5本と予備の先頭車2両の合計47両が1973年に長野運転所に配置されました。

車体
車体は幅2900mmのアルミ軽合金製で、車体外板及び屋根板にはAL-Mg系合金を、台枠には強度的に優れたAL-Zn-Mg系合金を採用しました。車体長は21300mmで車両限界と偏倚量から車体四隅を幅方向に25mmすぼめ、車体断面は側窓部で3.5度傾斜させています。先頭部は分割併合を考慮して貫通扉をもち、貫通扉及び幌は左右2分割式外扉で覆う構造とし、正面に特急マークと列車種別幕が取り付けられました。先頭部中央には特急エンブレムと手動巻取式列車愛称表示装置が設置されています。台枠高さは低重心化のため1055mmとし、485系より100mm低くなっています。車体側面には幅700mmの片開き扉が1箇所とベネシャンブラインドを内蔵した固定窓が設置されています。戸閉装置は直動式のTK100Aで、鴨居部に取り付けられています。また、車体側面には電動行き先方向幕が設置されています。空調装置は低重心構造とするため床下に28,000kcal/hのユニットクーラAU33が1台取り付けられています。屋根上には、排気用のガーランド式が屋根上に2つ取り付けられています。車体塗装はクリーム色で窓周りと車体裾部に赤色の帯を配しました。

台車
台車は振り子式の動台車がDT42、付随台車がTR224で、枕バネは車体直結式空気バネ、軸箱支持方式は並行両板バネで、軸距は2300mmとしました。振り子装置はコロ式で最大傾斜角を5度とし、曲線区間において本則+20km/hで走行することができます。基礎ブレーキ装置は、動台車は車輪踏面片押し式、付随台車にはディスクブレーキとしています。

走行機器及び補機
主電動機は出力120kWのMT58で、モハ381形に設置された抵抗制御で抑速発電ブレーキを可能とした主制御器CS43がモハ380形を含めた8個の主電動機を制御しています。MT58形は定格回転数が高いことから、従来の特急形の歯数比3.5より大きい4.21としました。これにより、加速性能が向上しています。台枠上面高さの制約から主抵抗器は車体幅方向取り付けるMR123とし、電動送風機には線形送風機を採用しました。モハ381形にはPS16Hパンタグラフをベースに、車体変位に対応したPS16Iが2基、屋根上に取り付けられています。モハ380形の床下には電動空気圧縮機MH113A-C2000Mが、サロ381形、あるいはクハ381形の床下には出力110kVAの電動発電機MH128C-DM85Cがそれぞれ取り付けられています。空気ブレーキ装置は発電ブレーキ併用電磁直通ブレーキで、抑速ブレーキを使用可能としています。

客室設備
客室設備はグリーン車がシートピッチ1160mmで2-2列配置のR30形リクライニングシート、普通車がシートピッチ910mmで2-2列配置のR52形簡易リクライニングシートで、いずれも構成骨組に軽合金を使用することで、軽量化を実現しています。側窓には2重窓の間にベネシャンブラインドを取り付ける構造としました。客室天井は冷房用ダクトを天井内に埋め込まれ、床下に搭載された冷房装置の冷風を通すダクトが左右2箇所の壁面を通じて冷風が供給されます。また、客室の仕切扉はマット検知式の自動扉で、戸閉め装置はTK104です。和式トイレと洗面所はモハ381形以外の車両に設置されており、いずれも循環式汚物処理装置の取付準備工事が実施されています。また、サロ381形には車掌室及び車販準備室が設置されています。

増備車
特急「しなの」を全面的に381系で運転するため、1974年に30両の381系が追加製造されました。この時製造された車両からいくつかの改善が実施されました。防火対策を強化するため床材に使用されていた合板を金属に変更しました。また、座席モケットが難燃素材に変更されました。また、乗客の歩行時の安全確保のため、座席背もたれに取手が追加されました。各トイレには循環式汚物処理装置が設置されました。走行機器では、振り子動作による主電動機口出線損傷防止を図ったMT58Aに変更されました。また、冬期の融雪水の侵入対策として、主電動機冷却風を車内連結部通路から取り入れる構造に変更しました。
1976年には紀勢線電化開業用に381系が先行増備されました。この時製造されたクハ381形から先頭部の貫通扉が廃止され、100番台で区分されました。また、戸締装置がTK103に変更されています。1978年に製造された車両から普通車の簡易リクライニングシートにロック機構が追加され、R52BNで区分されました。

改造
・クモハ381形
伯備線で使用されている特急「やくも」の閑散期6両運転を実現するため、モハ381形に運転室ユニットを接合する改造が1986年に実施され、クモハ381形で区分されました。多客期にはクモハ381形の前に3両増結することから、先頭部には貫通扉が設けられています。

・クロ381形0番台
中央西線で使用されている特急「しなの」の6両編成化による高頻度運転を実現するため、サロ381形に運転室ユニットを接合する改造が1986年に実施され、クロ381形0番台で区分されました。出入台は前側に設置され、車掌室と車販準備室は廃止となっています。多客期にはクロ381形0番台の前に3両増結することから、先頭部には貫通扉が設けられています。

・クロ381形50番台
特急「しなの」の6両編成化に伴い編成数が増加しグリーン車の数が不足したことから、クハ381形0番台の内装をグリーン車に変更し、クロ381形50番台に区分しました。

・クロ381形10番台
JR東海は特急「しなの」のサービス改善のため、1988年にサロ381形をパノラマ車に改造しクロ381形10番台に区分しました。サロ381形の屋根と台枠を残したまま前から3分の1の側面部を撤去し、新たに出入口、車掌室、及びパノラマ展望室を構成しました。運転室は低運転台とし踏切事故を考慮した鋼製で、アルミ製の構体とはボルトにより結合、結合部はシール材を充填しました。前面窓は42度の傾斜を持ち、前面展望を実現するため1650mmの高さをもつ大型ガラスを採用し、前頭部形状はその角度を台枠付近まで連続させています。
客室は床面を150mm高くしたハイデッカー構造で、運転室と客室の間の壁は通路床面から840mmより上をガラス張りとして前方視界を確保しました。座席は新設計のリクライニングシートをシートピッチ1125mmで2-2列に配置しています。

・クロ380形
JR西日本は特急「くろしお」のサービス改善のため、1989年にサロ381形をパノラマ車に改造しクロ380形に区分しました。車体の後ろ側に前面展望を考慮して傾斜した構造の前頭部ユニットを接合しました。客室からの前面展望を可能とするため、運転台と客室との間の仕切り壁を低くするとともに、上側は前面ガラス張り、腰掛部分の床面を通路より100 mm高くしています。また、荷棚は読書灯付きのものに更新しました。座席リクライニングシートは更新され、シートピッチ1160mmで、2-2配列で設置されています。車掌室は車販準備室に変更され、車販準備室が洋式トイレ、及び洗面所に変更されました。
クロ380形は特急「くろしお」用に5両、特急「やくも」用は1994年に2両改造されました。なお、特急「くろしお」用車両の座席は1996年に0系新幹線電車より発生した座席で2-1列配列に交換しました。特急「やくも」用も2007年に交換されています。

・モハ380形500番台
特急「スーパーくろしお」の白浜駅での増解結効率化のため、モハ380形の後ろ側の貫通扉を閉鎖すると共に、自動解結装置を取り付ける改造を1990年に実施しました。同様の改造が特急「やくも」用に2016年に実施されています。

・クハ381形500番台
特急「スーパーくろしお」の白浜駅での増解結効率化のため、クハ381形100番台の先頭部に自動解結装置を取り付ける改造を1990年に実施しました。

・クロ381形100番台
特急「くろしお」で使用されている車両のリニューアルに伴いグリーン車を先頭車に設けるため、クハ381形100番台の座席を0系新幹線電車より発生した座席で2-1列配列に交換し、クロ381形100番台で区分しました。客室の仕切扉は光電センサ式の自動扉に変更されています。また、トイレは洋式に変更されました。側窓のベネシャンブラインドは横引きカーテンに変更されています。

・サハ381形
特急「くろしお」で使用されている車両のリニューアルに伴いグリーン車を先頭車に設けたため、サロ381形を普通車とするためシートピッチ1000mmでリクライニングシートを2-2列に設置しました。側窓のベネシャンブラインドは横引きカーテンに変更されています。なお、同時に他の普通車についても座席シートピッチの変更と、横引きカーテンに変更されています。

・モハ380形200番台
特急「やくも」に使用されていた381系のリニューアル改造に際し、モハ380形の座席1列分のスペースに喫煙室を設ける改造を実施し、モハ380形200番台で区分されました。喫煙室の天井には強制換気装置が設置されています。また、和式トイレの洋式化、及び洗面所を男子用小便所及び洗面台の更新を実施しました。
腰掛部分の床面を通路より70 mm高くし、その下に空調リターンダクトを構成することで、窓下の床に設置されていたリーンダクトを廃止し、足下にゆとりを与えました。座席は体の体勢を維持し振り子車特有の揺れを感じにくくするバケットタイプの座席に全数交換されました。また、天井構造はラインフロー構造にするとともに照明をダウンライトに変更しました。また、化粧板、荷棚の更新も併せて実施しています。喫煙室以外の改造については、他の車両についても実施されました。

現車試験
国鉄は1982年に最高速度130km/h、曲線通過速度+25km/h等の速度向上を図った新型特急電車を開発する方針に基づき、TR906、TR907、TR908の3種類の台車を試作し、クハ381形に取り付けて試験を実施しました。TR906は車体傾斜装置をTR224と同一としつつ、軸箱の柔剛性支持、円弧踏面車輪、コロ式側受けの採用、及び軸距を2200mmに短縮して横圧の低減を目指しました。TR907は車体傾斜装置をTR224と同一としつつ、制御付き振り子、アクティブ車体制振装置、及びシェブロンゴム式軸箱支持方式の採用と軸距を2200mmに短縮し、高速走行時の乗り心地向上を目指しました。TR908は車体傾斜装置をTR224と同一としつつ、制御付き振り子、低横剛性ボルスタレス空気バネ、ロールゴム式軸箱支持方式、波打車輪、ヨーダンパを採用し、軽量化と乗り心地向上を目指しました。
その結果、TR908より横圧低減に良好な結果が得られることがわかったことから、1983年にTR908をクハ381形に取り付けて制御付き振り子の試験を実施し、最高速度130km/hを目標とし技術的な課題を達成することがわかりました。
この結果を踏まえて、最高速度160km/h、曲線通過速度+45km/h等の速度向上を図った新型特急電車を開発する方針が打ち出されたことから、1984年にクハ381形へのTR908の取り付け、モハ380形にPS21改集電装置を取り付け、高速域での走行抵抗、集電性能を確認しました。また、TR908に振り子コロ部の防塵機構改良と台枠強度の見直しを図ったTR908Aが試作され、紀勢線の営業列車にて長期耐久試験が行われました。
1985年にはTR908A台車を基本にDT51X、TR268Xを試作し、高速域と曲線通過域の試験が編成単位で実施されました。制御振り子は編成単位で制御を行えるようにし、集電装置の離線改善のため、集電装置の小型軽量化と架線への追随性向上を図ったPS25Xを採用しました。主電動機は弱め界磁領域拡大による高速性能の向上や高速回転による小型軽量化を図った出力120kWのMT62Xを採用しました。この編成は湖西線で最高速度179.5km/hを記録しています。
1986年にはこれらの技術成果を営業列車に導入し、紀勢線で長期耐久試験を実施しました。

運用
1973年7月より名古屋と長野を結ぶ特急「しなの」8往復の内6往復で営業運転を開始しました。残りの2往復はキハ181系で引き続き運転されましたが、1975年に全列車が381系に統一されました。
中央西線に引き続き、紀勢線の電化に伴い天王寺と新宮を結ぶ特急「くろしお」、伯備線の電化に伴い岡山と出雲市を結ぶ特急「やくも」に381系が投入されました。
しかし、1995年から383系への置換えが開始され、381系は1996年に特急「しなの」の運用から撤退しました。
紀勢線では停車駅を絞った特急「スーパーくろしお」の運転が開始され、運転範囲が京都・新大阪まで拡大しました。また、大阪と城崎を結ぶ特急「北近畿」にも使用されるようになりました。しかし、2012年より287系が特急「くろしお」に投入されたことで余剰となった381系は、特急「北近畿」で使用されていた183系800番台を置き換えました。なお、特急「北近畿」に使用されていた車両は振り子機能を停止していましたが、乗り心地改善のため振り子機能を活用することとなり、1000番台に改造されました。しかし、289系の投入に伴い特急「くろしお」、「北近畿」に使用されていた381系は廃車となりました。
現在、381系は伯備線の特急「やくも」に使用されています。

主要諸元
項目	内容
電気方式	直流1500V
車両性能	最高速度: 120km/h
全長	20800mm
全幅	2905mm
全高	3385mm
台車	DT42 (動台車)　WT224 (付随台車)
集電装置	PS16I
主電動機	MT58, MT58A(120kW)
駆動装置	中空軸平行カルダン方式(歯数比: 4.21)
制御方式	抵抗制御(CS43)
冷房装置	AU33 (28000kcal/h×1)
設計	日本国有鉄道