651系

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常磐線友部-内原

登場の背景と概要
JR東日本は常磐線の特急「ひたち」に使用されている485系が老朽化しており、常磐自動車道の高速バスに対抗できる競争力を確保するため、1989年に651系を開発しました。651系は常磐線専用の車両としてビジネスマンをターゲットとしてホスピタリティを重視しました。常磐線は上野-水戸間の利用が多く、日立以北では利用客が減少することから、1989年に7両編成が6本と4両編成が4本製造されました。

車体
車体は幅2900mmの広幅車体を持ち、高耐候性高張力鋼板 (SPA)を基本に、屋根と床板はステンレス鋼板を使用しました。床面高さは485系より55mm低くすることで、ホームとの段差を減少させ出入口のステップを廃止しました。先頭部は非貫通の高運転台で、正面には尾灯を兼ねた大型のLED表示器が取り付けられています。車体側面にはブロンズ色の複層ガラスを採用した連続窓風の大型固定窓と730mm幅の片開き扉をグリーン車は1箇所、普通車は2箇所設置しています。また、車体側面には行先方向幕が設置されています。屋根上には14000kcal/hのユニットクーラAU711が2台取り付けられ、車体全長に渡って屋根上にカバーが設置されています。外部塗色はミルキーホワイトで屋根はサンドグレー、窓枠と床下はグレイッシュブラウンで塗装されています。分割併合を容易にするため、先頭部には自動解結装置が取り付けられました。

台車
台車は軽量ボルスタレス方式の動台車がDT56、付随台車がTR241で、牽引力はZリンク式牽引装置を介して伝達されます。高速走行安定化のためにヨーダンパが取り付けられています。枕バネは空気バネ、軸箱支持方式はロールゴムとしています。基礎ブレーキ装置は動台車が車輪踏面片押し式、付随台車が車輪踏面片押し併用ディスク式です。

走行機器及び補機
主電動機は出力120kWのMT61A直流直巻電動機で、最高速度130km/hを実現するため歯数比は3.95としています。モハ651に設置された界磁添加励磁方式を採用したCS57B形により、モハ650を含めた8個の主電動機を制御しています。主変圧器TM24、及び主制御整流器RS51はモハ650の床下に取り付けられています。主制御整流器は全サイリスタブリッジを採用し、力行時は整流器として、制動時は他励インバータ制御することで、交流回生ブレーキを可能としています。直流区間では界磁添加励磁制御による回生ブレーキとしています。主変圧器は50Hz専用とすることで、従来のTM20と比べて20%以上の軽量化を実現しています。なお、80km/hで有効となる定速スイッチが取り付けられています。空気ブレーキ装置は回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキを採用し、130km/hからのブレーキ力を有効に働かせるため、全ての車軸に取り付けた速度発電機の信号により滑走検知を行い、再粘着制御を行います。集電装置は試作パンタグラフPS25Xに対して改良を加えたPS26がモハ650の屋根上に取り付けられており、架線に対する追従性を向上させると共に、軽量化を実現しています。クハ651形100番台を除く先頭車の床下には出力120kVAのブラシレス電動発電機と電動空気圧縮機MH3094-C2000LBが設置されました。

客室設備
座席は全てリクライニングシートを採用し、シートピッチはグリーン車が1160mmで1-2列配置、普通車が970mmで2-2列配置となっており、各客室端に大型荷物置場が設置されています。グリーン車は半室禁煙となるため、喫煙席との境界にガラスのパーティションが設置されています。また、グリーン車の荷物棚はハットラック式です。グリーン車にはオーディオユニット及び衛星放送用液晶テレビを各席に設置しています。普通車はFM輻射式のオーディオサービスとしています。車内仕切扉は、光電スイッチ検知式の自動扉です。客室とデッキを仕切る扉の上部にLED式車内案内表示器が設置されました。サロ651、モハ651、及びクハ650には、洋式トイレ、男性用小便所、及び化粧室が設置されており、いずれも循環式汚物処理装置が取り付けられています。なお、モハ651形100番台は車椅子対応大型トイレとなっており、多目的室も設置されています。なお、車掌室はサロ651に設置されています。

運用
651系は1989年3月から、特急「スーパーひたち」として営業運転を開始しました。1989年には7両編成が4本、4両編成が6本増備されました。後に、「フレッシュひたち」にも使用されるようになっています。
しかし、2010年にE657系が投入されたことにより、651系は運用を離脱しました。一部の車両は高崎線の特急として使用するため1000番台に改造され、残りは2020年までに全車廃車となりました。

主要諸元
項目	内容
電気方式	直流1500V、交流20000V, 50Hz
車両性能	最高速度: 130km/h
全長	20600mm
全幅	2900mm
全高	3515mm
台車	DT56 (動台車)　TR241 (付随台車)
集電装置	PS26
主電動機	MT61 (120kW)
駆動装置	中空軸平行カルダン撓み板継手方式(歯数比: 3.95)
主変圧器	TM24
主整流器	RS51
制御方式	界磁添加励磁制御(CS57B)
冷房装置	AU711 (14000kcal/h×2)
設計	JR東日本