681系1000番台
0番台
1000番台
2000番台

形式一覧


東海道線 千里丘-岸辺
登場の背景と概要
北陸線で活躍する特急「雷鳥」は高い乗車率を誇っていましたが、高速道路の整備に対抗するため競争力を強化する必要があることから、JR西日本は高速性と快適性を向上させるため、次世代交直流特急電車681系の量産先行車を1992年に開発しました。681系は主制御装置をもつ電動車、主変圧器や主整流器、パンタグラフを搭載する付随車、及び補助電源装置や電動空気圧縮機を搭載する付随車の3両1ユニット構成で、485系と同等の輸送力を維持するため3M6Tの9両編成とし、分割併合編成を将来投入する場合は、6両編成と3両編成とすることで計画しました。

車体
車体は幅2915mmの広幅車体を持ち、軽量形鋼と鋼板形押材を使用した普通鋼製で、車体は高耐候性圧延鋼板 (SPA)と溶接構造用耐候性熱間圧延鋼板(SMA)、屋根はステンレス鋼板、あるいは耐候性鋼板を使用しました。屋根はポリウレタン樹脂の塗り屋根です。床面高さを485系より75mm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。先頭部は大型曲面1枚ガラスが特徴的な非貫通構造で、先頭部の格納式密着連結器を採用することで台枠下部のスカートと一体感のある流線型を実現しました。車体側面にはグレーの熱線吸収複層ガラスを採用した連続窓風の大型固定窓と700mm幅の片開き扉をモハ681形0番台とサハ680形0番台は2箇所、それ以外の車両は1箇所設置しました。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。車体側面には種別幕及びLED行先表示装置が設置されています。低重心化のため2台の室内機を屋根上、1台の室外機を床下に設置する36000kcal/hのWAU302としました。床下機器は凸凹を無くし、機器間にはふさぎ板を取り付けて、雪の付着を防止しています。外部塗装は白色とし、窓下にブルーとウォームグレーの帯を配しました。

台車
台車は軽量ボルスタレス方式のWDT300/WTR300で、牽引力はZリンク式牽引装置を介して伝達されます。枕バネは空気バネ、軸箱支持方式は軸梁式とし、160km/h運転時の安定性確保のためヨーダンパ及びアンチローリング装置を取り付けています。基礎ブレーキ装置は車輪踏面への熱影響を防止するため対向形油圧キャリパ式車輪ディスクブレーキを採用しました。

走行機器及び補機
主電動機は出力190kWの三相かご形誘導電動機WMT101で、各電動車に取り付けられているGTOサイリスタによるVVVFインバータ主制御装置WPC3により、4個の主電動機を軸単位で個別制御します。サハ680形の床下には主変圧器は軽量化を図ったWTM25、主整流器はサイリスタブリッジ直列接続のWRS100が、屋根上には下枠交差形パンタグラフWPS27Cがそれぞれ取り付けられています。最高速度160km/hとしつつ中高速域の加速性能を高めるため、歯数比は5.22としています。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。先頭車及びサハ681形の床下には電動空気圧縮機WMH3096-WTC1500あるいはWRC1600Xとトランジスタインバータを採用した150kVAの補助電源装置WSC22が設置されています。

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列配置となっています。グリーン車にはビデオサービスのため液晶テレビを各席に設置しています。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。サハ681形100番台、サハ680形200番台、及びモハ681形100番台には洋式トイレ、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、サハ680形200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。車掌室はモハ681形100番台、プチカフェテリアはサハ680形200番台に設置されています。

運用
681系量産先行車は1992年に湖西線及び北陸トンネルにおいて160km/h走行試験を実施し、基本性能の確認を実施した後、臨時特急「雷鳥」で営業運転を開始しました。

改造
1995年に量産車が登場したため、量産車に仕様を合わせる改造を行い、1000番台に区分しました。
グリーン車は従来と反対の大阪寄りとした編成としました。また、将来量産車と同様の分割併合編成とするため、6号車及び7号車が付随車となるよう組み替えが実施されました。
付随台車は量産車と同一のWTR300に変更されたため、基礎ブレーキ装置は1軸2枚のディスクブレーキ+踏面ブレーキに、牽引装置は1本リンク式にそれぞれ変更されました。動台車はアンチローリング装置の変更、及び量産車の主電動機WMT103に対応できるように改造を実施し、型式はWDT900に変更されました。
車内設備ではトイレを増設するためクロ680とクハ681にトイレが設置されました。
車体塗装は量産車と同じくオフホワイトとし、窓周りをグレー、窓下にはブルーの帯を配したものに変更されました。
量産改造後も681系1000番台は9両編成であったため、分割併合運転しない列車に限定して使用されていましたが、683系導入を機に更なる車両運用の効率化のため、681系1000番台を6両編成と3両編成に分割する改造が2001年に実施されました。
サハ681-1101及びサハ680-1001を先頭車とするため、貫通型構造の運転台及び自動解結装置を新設しました。運転台の形状は683系と同一ですが、材質は鋼製としています。これに伴いサハ681-1101のトイレがなくなるため、サハ680-1001を改造したクハ680-1501にトイレを新たに設置しました。また、クハ680-1001のトイレを身障者対応としたため、クハ680-1201に改番されました。また、サハ680-1201のプチカフェテリアは車販準備室及び車掌室に変更され、サハ680-1301に改番されました。モハ681-1201にあった車掌室は、客室及び増設された出入台に変更され、モハ681-1051に改番されました。
走行装置では主電動機が683系と同じ出力245kWのWMT105に変更されています。

廃車
681系1000番台は681系0番台と同様に特急「サンダーバード」に使用されていましたが、3両編成が2015年に、6両編成がクロ681-1001を除いて2017年に廃車となりました。
主要諸元
項目 内容
電気方式 直流1500V、交流20000V, 60Hz
車両性能 加速度: 1.8km/h/s 減速度: 4.3km/h/s 最高速度: 160km/h
全長 20600mm
全幅 2915mm
全高 3550mm
台車 WDT300(動台車) WTR300(付随台車)
集電装置 WPS27C
主電動機 WMT101 (190kW)
駆動装置 WN平行カルダン歯車形たわみ軸継手方式(歯数比: 5.22)
主変圧器 WTM25
主整流器 WRS100
制御方式 VVVFインバータ個別制御 (WPC3)
冷房装置 WAU302 (36000kcal/h×1)
設計 JR西日本