国鉄413系・717系電車

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国鉄413系・717系電車
413系0番台
413系0番台
編成 3両編成(2M1T)413系・717系0・100番台
2両編成(2M)717系200・900番台
設計最高速度 130 km/h
最高速度 110 km/h
最大寸法
(長・幅・高)
20,000×2,950×4,088 (mm)
軌間 1,067 mm
電気方式 直流1.5kV・交流20kV 50/60Hz(413系)
交流20kV 50/60Hz(717系0・100・900番台)
交流20kV 60Hz(717系200番台)
編成出力 960kW
主電動機 MT54形直巻整流子電動機(120kW)
※ただし413系の一部は暫定的にMT46形(100kW)を搭載
歯車比 80:19(4.21)
駆動装置 中空軸平行カルダン駆動方式
制御装置 CS15形電動カム軸式(抵抗制御・直並列組合せ・弱め界磁
台車 空気バネインダイレクトマウント台車
DT32・TR69系
制動方式 発電ブレーキ併用電磁直通ブレーキ
抑速ブレーキ(717系200・900番台のみ)
保安装置 ATS-S(落成時)
製造メーカー 松任工場(413系)
郡山工場(717系0・100番台)
土崎工場(717系0番台)
小倉工場(717系0・100・200番台)
鹿児島車両所(717系200・900番台)

国鉄413系・717系電車(こくてつ413けい・717けいでんしゃ)は、日本国有鉄道(国鉄)が設計した近郊形電車である。

概要[編集]

両系列とも老朽化・陳腐化した交直流両用451・453・471・473・475・457系急行形電車の電装品・冷房装置台車などを再用して車体を新造した近郊形電車[1]であり、このうち交直両用車が413系電車、交流専用車が717系電車である。

登場の背景[編集]

1980年代に差し掛かり分割民営化を控えていた末期の国鉄は、多額の債務を抱える赤字経営に加えてサービス水準の低さから社会的な批判が大きく利用者の視点に立った輸送サービスの改善が強く望まれていた。一方、この頃まで金沢富山あるいは仙台といった交流電化区間の地方都市圏輸送は機関車が牽引する客車列車および急行列車削減により余剰となった457系をはじめとする急行形電車により運転されていた。この輸送体系は比較的長編成の列車を少ない運転本数で行う旧態依然としたものであり、都市近郊輸送として乗客のニーズにおよそ合致しないものであった。

これに対して国鉄では1984年昭和59年)から1985年(昭和60年)にかけて地方中核都市圏のダイヤ改正を実施。列車短編成化によるフリークエンシー向上と定時隔ダイヤを採用し、全電車化によるスピードアップなどの輸送改善を行った。「汽車から電車へ」とも言える改善策は功を奏し減少傾向にあった乗客数が増加に転じる結果となり、ダイヤ面での改善は成功を収めた。

しかし、運行車両設備面ではラッシュ時における円滑な乗降に問題が残ったことから新たな近郊形車両の投入が望まれた。

  • 列車短編成化と客車列車淘汰を目的に419系・715系が投入されたが、寝台・座席兼用特急形電車581系・583系から改造されたことから、乗降口は改造前と同じ700mmの折戸形式で1人が乗降するだけの幅しか持っておらず、以前から投入されていた急行形電車もデッキ付きのためラッシュ輸送に適した車両ではなかった。

上述ニーズの対応車両として、1,300mm幅両開きドアを片側2か所に設置しデッキなしとした417系1978年)・713系1984年)が一部で新製投入されていたものの国鉄は財政悪化に伴う歳出抑制に迫られており、417系が3両編成x5本、713系が2両編成x4本の総計23両が新造されたにすぎなかった。

急行形車両の車体更新[編集]

そこで国鉄では分割民営化後も継承各社による増備も視野に入れ、1986年(昭和61年)からコスト低減をした上で輸送改善を図るため老朽化した急行形電車の劣化・陳腐化が著しい車体から新製した近郊型への車体更新改造を開始した。

このうち投入線区が、北陸本線金沢富山地区)向けのため種車同様の交直流両用車としたのが413系電車東北本線常磐線仙台地区)および鹿児島本線日豊本線熊本鹿児島宮崎大分地区)向けのため交流専用車としたのが717系電車である。

新製車体は既に地方都市圏向けに製造されていた417系・713系と設計思想を同一とする以下の構造である。

  • 客用扉は1,300mm幅[2]ステップ付両開扉を片側2ヶ所に設置しデッキを省略
  • 戸袋部分のガラスは熱線吸収ガラスとしカーテンを省略
  • 座席は客用扉付近は他系列の廃車発生品を改造したロングシート[3] 他は種車の窓側肘掛を撤去した上で流用のボックスシートとしたセミクロスシート配置[4]
  • 荷棚も種車から再用しているためロングシート部のつり手の取付方法が従来の近郊形と異なる
  • 運転室415系500番台を基本とした貫通型高運転台構造だが客室との仕切窓を大型化
  • 戸閉回路は417系同様に編成中の任意運転台から操作が可能な自動・半自動切替式
  • 台車中心間距離は717系200番台・900番台を除き先頭車も含めて417系同様の13,800mm
  • 床板厚さを種車の70mmから25mm薄い45mmとした結果床面高さも種車の1,225mmから713系同様の1,200mmに変更
  • 九州地区向け717系200・900番台を除き寒冷地向きとした以下の対策を施工

一方でコスト低減の観点から、機器類は種車からCS15系主制御装置などの電気部品やDT32・TR69系台車など再用のほか、検修予備部品や他系列の廃車発生品を流用する反面、一部部品は新品を使用するなど省力化も図られた。

  • 主変圧器は、413系・717系0・100番台ではポリ塩化ビフェニル(PCB)対策から絶縁油にPCB油不使用のTM20形へ改造時に交換されたため商用電源周波数50/60Hz両用車となった。
  • 3両編成を組成する413系・717系0・100番台では、本系列化時に種車での電動発電機(MG)が制御電動車(Mc)搭載補助電源用20kVAと制御車(Tc)搭載冷房電源用110kVAの分散方式から、制御車搭載MG1基への集約化が実施された。
  • 電動車ユニットの種車が451・471系の場合は、性能統一の観点から主電動機を定格出力100kWのMT46形から、定格出力120kWのMT54形への交換も同時施工した。
  • ただし1988年2月改造のクモハ413・モハ412-8は、部品需給の都合からMT46形搭載で落成し、1991年7月30日に松任工場でMT54形へ交換を施工[6]

またサービス向上の観点から、冷房装置ならびに車体側面に電動式行先表示器を搭載した。

  • 冷房装置はベースとなった417系では準備工事で落成。後に全車AU75形集中式冷房装置を搭載したが、本系列は九州地区向け717系200・900番台を除き廃車発生品のAU13E形分散式冷房装置・AU72形集中式冷房装置の再利用により冷房車で落成した。ただし前者は急行形時代から1基増設の6基とし能力増大を実施。後者は室内側のダクトを一体化した平天井構造に変更された。
  • 側面行先表示器を落成時から搭載したのは仙台地区向け717系0・100番台のみで、他地区向けはクモハ717・716-207[7]を除き準備工事とされた。

結果としてラッシュ時の乗降性を高め当該区間の近郊輸送に対する改善が図られた。

413系[編集]

落成時の塗装1987年 富山
落成時の塗装
1987年 富山
北陸地域色
北陸地域色
青色単色塗装
青色単色塗装

北陸地区向け交直流両用車で分割民営化後は西日本旅客鉄道(JR西日本)が承継。改造施工は全車松任工場。配置も落成後から現在に至るまで金沢運転所(→現・金沢総合車両所)である。

当初は金沢配置の471・473系全車ならびに近郊化改造対象外となった457・475系に施工予定であったが、クハ455形700番台2両を含む3両編成×11本が竣工したところで計画中止となり、最終的に31両のグループとなった。

車体更新時に制御回路引通線はKE96形ジャンパ連結器1基に改造されたが、他系列との併結用に先頭車前位にKE76形2基も装備するため415系800番台・471系・475系などと編成単位での併結は可能である。

後に当初から準備工事だった先頭車の列車種別表示器はHゴムを廃して溶接仕上げとしたほか、通風器撤去が全車に施工された。

塗装は落成当初が赤2号クリーム10号の帯を入れた塗装とされたが、分割民営化後にオイスターホワイトにライトコバルトブルーの帯を入れた明るい塗色の通称「北陸色」に順次変更された。しかし2012年1月には人件費およびコスト削減の見地からB08編成に青色一色へ塗装変更を実施。2014年2月現在ではB03・B04・B08・B09・B10の5編成に施工された[8]

形式[編集]

直江津方からクモハ413形 (Mc) - モハ412形 (M') - クハ412形 もしくはクハ455形700番台(Tc) の3両編成(B01 - 11編成)が組成される。

クモハ413-1 - 10・101
主制御器・第二断流器箱・主抵抗器等の主回路機器と電動空気圧縮機(CP)を搭載する直江津方制御電動車で定員は118(座席65)名。
モハ412-1 - 10・101
パンタグラフや空気遮断器などの特高圧機器・主変圧器・主整流器・交直切替関連機器・第一断流器箱・蓄電池を搭載する中間電動車で定員は132(座席72)名。
McM'ユニットは0番台が471系を、101が473系[9]を種車とする番台区分である。
クハ412-1 - 3・5 - 10
トイレ・水タンク・汚物処理装置を搭載する米原制御車で定員は116(座席65)名。
トイレは種車の汚物処理装置を再用したため近郊形では初めて4位側(東海道本線基準で海側)へ設置された。
3・8はサハ451形が、その他はクハ451形が種車である。
本系列では編成を組成するMcM'ユニットと本形式の車両番号を揃えたことから、クハ455形700番台と組成される4・101では欠番となり存在しない。
クモハ413-101 モハ412-3 クハ412-3
クモハ413-101
モハ412-3
クハ412-3
金沢総合車両所413系編成表
 
金沢
直江津 →
松任工場改造
編成番号 クハ412orクハ455 モハ412 クモハ413 落成日
B01 1 1986.03.03
種車 クハ451-37 モハ470-8 クモハ471-8
B02 2 Tc:1986.03.31
McM':1986.06.07
種車 クハ451-36 モハ470-5 クモハ471-5
B03 3 1986.07.30
種車 サハ451-101 モハ470-10 クモハ471-10
B04 クハ455-701 4 1986.10.25
種車 サハ455-1 モハ470-7 クモハ471-7
B05 5 1986.12.28
種車 クハ451-32 モハ470-13 クモハ471-13
B06 6 1987.02.04
種車 クハ451-40 モハ470-6 クモハ471-6
B07 7 1987.03.31
種車 クハ451-34 モハ470-3 クモハ471-3
B08 8 Tc:1986.09.25
McM':1988.02.26
種車 サハ451-2 モハ470-15 クモハ471-15
B09 9 1988.08.09
種車 クハ451-35 モハ470-4 クモハ471-4
B10 10 1989.11.17
種車 クハ451-38 モハ470-11 クモハ471-11
B11 クハ455-702 101 Tc:1988.02.26
McM':1986.09.25
種車 サハ455-6 モハ472-1 クモハ473-1

運用[編集]

落成当初は北陸本線米原 - 直江津間ならびに湖西線近江今津 - 近江塩津間で運用されたが、敦賀以南の直流化や521系投入により2006年以降は敦賀以北、2010年以降は小松以北、2012年以降は金沢以北に短縮された。また通常は本系列単独で運用されるが、異常時には475系グループとの併結を実施するほか、415系800番台の検査・車両故障時には七尾線での代走運用に充当される。

今後は2015年3月の北陸新幹線金沢延伸開業による在来線経営分離で金沢 - 直江津間は第三セクター化されIRいしかわ鉄道あいの風とやま鉄道えちごトキめき鉄道へ移管されるが、本系列はあいの風とやま鉄道へ5編成計15両の譲渡が決定している[10]

譲渡予定のB01・B07・B08・B09・B10編成は2014年10月までに金沢総合車両所松任本所で以下の延命体質改善工事が施工された[12][13]

  • 中間車・先頭車間連結部に転落防止幌を設置
  • 台車更新(DT32B→WDT32/TR69H→WTR69)[14]
  • 床材・吊革・手すりの交換

717系[編集]

仙台地区ならびに九州地区に投入された交流専用車である。運用線区と種車の違いから番台区分された。

0・100番台[編集]

クハ716-4
クハ716-4
0・100番台 車内
0・100番台 車内

仙台地区向け交流専用車両で分割民営化後は東日本旅客鉄道(JR東日本)が承継。郡山工場(現・郡山総合車両センター)・土崎工場(現・秋田総合車両センター)・小倉工場(現・小倉総合車両センター)でクモハ717形 (Mc) - モハ716形 (M') - クハ716形 (Tc) の3両編成x10本計30両へ改造更新を施工し、仙台運転所(→仙台電車区→現・仙台車両センター)に配置された。

改造内容は交流専用とした以外は車体構造ならびに定員ともに413系と共通である。制御回路引通も更新時にKE96形ジャンパ連結器1基装備とされたが、先頭車前位に従来車との併結用KE76形2基も装備。このため417系[15]ならびに451・453・455・457系と編成単位での併結運用が可能で実績がある[16]

塗装は当初からクリーム10号の地色に緑14号帯である。

形式[編集]

編成番号は電動車ユニットの車両番号と一致させたT-1 - 5・101 - 105である。

クモハ717-1 - 5・101 - 105
モハ716-1 - 5・101 - 105
0番台は種車が451系。
100番台は種車が453系で0番台とは主抵抗器ならびに転換器箱が異なる。
クハ716-1 - 10
種車はクハ451形のみ。100番台と編成組成する車両も0番台の続番とした。
仙台車両センター717系0・100番台編成表
 
水戸・福島
小牛田 →
717系化改造
編成番号 クハ716 モハ716 クモハ717 施工工場 落成日
T-1 1 郡山 1986.05.31
種車 クハ451-8 モハ450-12 クモハ451-12
T-2 2 土崎 Tc:1986.05.27
McM':1988.02.26
種車 クハ451-4 モハ450-4 クモハ451-4
T-3 3 Tc:小倉
McM':郡山
Tc:1986.04.27
McM':1986.12.15
種車 クハ451-23 モハ450-3 クモハ451-3
T-4 4 Tc:郡山
McM':土崎
Tc:1986.12.15
McM':1987.03.12
種車 クハ451-3 モハ450-11 クモハ451-11
T-5 5 Tc:郡山
McM':小倉
Tc:1987.01.28
McM':1987.03.27
種車 クハ451-5 モハ450-1 クモハ451-1
T-101 6 101 Tc:土崎
McM':郡山
Tc:1987.03.12
McM':1986.04.27
種車 クハ451-11 モハ452-14 クモハ453-14
T-102 7 102 Tc:郡山
McM':小倉
Tc:1987.03.27
McM':1987.01.28
種車 クハ451-1 モハ452-17 クモハ453-17
T-103 8 103 郡山 1987.03.31
種車 クハ451-15 モハ452-3 クモハ453-3
T-104 9 104 1988.03.01
種車 クハ451-6 モハ452-10 クモハ453-10
T-105 10 105 Tc:1988.04.28
McM':1988.04.29
種車 クハ451-19 モハ452-7 クモハ453-7

運用[編集]

抑速ブレーキを搭載しないため仙台を中心としながらも主に常磐線水戸 - 岩沼間ならびに東北本線白石 - 利府間の普通列車で運用された。

保安装置については2001年から仙台地区で運用が開始されたATS-Psに対応するため搭載工事を施工。しかしATS-P搭載は対応しなかったことから、2003年の常磐線勝田いわき間ATS-P化に伴い運用は原ノ町以北に縮小された。

2006年から検査期限切れの編成で廃車がはじまり、2007年11月10日には415系ならびにE721系への置換えにより定期運用が終了。2008年までに全車廃車となった。

200・900番台[編集]

クモハ717-203 車内
クモハ717-203 車内
クモハ717-901 車内
クモハ717-901 車内

九州地区向け交流専用車両で分割民営化後は九州旅客鉄道(JR九州)が承継。改造は小倉工場ならびに鹿児島車両所(現・鹿児島車両センター)で施工されたグループ。

輸送実績から他地区同様の3両編成では過剰気味なことから、種車の中間電動車(モハ474・456形)に運転台を接合し、組成をクモハ717形 (Mc) +クモハ716形 (Mc') 電動車ユニットのみの2両編成としたため200番台では種車時代に編成を組成していたクハ455形[18]は改造時に廃車された。

上述した2両編成での組成のほか投入線区が暖地であることから寒冷地対策の省略、さらには種車が457・475系による差異など0・100番台や413系・417系とは以下の相違点がある。

  • 雪切室は装備せず主電動機用冷却風は各車とも後位戸袋上部より採風する方式
  • 台車中心間距離も713系同様の14,000mm
  • 種車の関係から抑速ブレーキを搭載
  • 2形式とも床下に冷房電源用MG搭載スペースがないため主変圧器3次巻線からの電力供給とし対応するAU710形集中式冷房装置を搭載
  • トイレはクモハ717形に設置
  • 引通線は457・475系などとの併結運用を考慮したためジャンパ連結器は種車同様のKE76形3基装備
  • 200番台はタイフォンを前照灯横から床下設置に変更
  • 塗装はクリーム10号の地色に青23号の帯が入った九州標準色

形式[編集]

200番台は暖地向けで713系をベースとした車体更新車。900番台は種車の車体中央部に両開きドアを新設した片側3扉構造である。H●(配置基地略号アルファベッド)***(車番)の編成番号が付番された。

クモハ717・716-201 - 207・901
200番台は475系が種車のグループ。分割民営化後に改造された205 - は戸袋窓の廃止やクロスシート設置数の減少など差異がある。
901ユニットは1994年に日豊本線鹿児島地区の列車遅延改善のため457系の電動車ユニットを改造[19]した区分で、クモハ716-901の運転台はクハ455-601[20]からの廃車流用品である[19]
717系200番台HK204編成国鉄時代改造車戸袋窓有 717系200番台HK206編成JR化後改造車戸袋窓無 717系900番台HK901編成457系改造車変則3扉
717系200番台
HK204編成
国鉄時代改造車
戸袋窓有
717系200番台
HK206編成
JR化後改造車
戸袋窓無
717系900番台
HK901編成
457系改造車
変則3扉
鹿児島車両センター717系200・900番台編成表
 
← 延岡
川内 →
717系化改造
編成番号 クモハ716 クモハ717 施工工場 落成日
HK201 201 小倉 1986.11.06
種車 モハ474-4 クモハ475-4
HK202 202 1987.01.23
種車 モハ474-7 クモハ475-7
HK203 203 鹿児島 1986.12.17
種車 モハ474-8 クモハ475-8
HK204 204 1987.03.31
種車 モハ474-39 クモハ475-39
HK205 205 1987.12.15
種車 モハ474-13 クモハ475-13
HK206 206 1988.02.12
種車 モハ474-23 クモハ475-23
HK207 207 1988.06.28
種車 モハ474-28 クモハ475-28
HK901 901 1995.03.29
種車 モハ456-14 クモハ457-14

運用[編集]

当初は大分電車区(現・大分車両センター)ならびに鹿児島車両所に配置され日豊本線を中心とする東・南九州地区で運用され、2003年以降は鹿児島集中配置となった。

  • ただし900番台のみ2004年から2007年にかけて熊本運輸センター(現・熊本車両センター)への配置され、熊本 - 八代間でワンマン運転にも充当された。

日豊本線での運用は2009年3月までは杵築以南、同年9月までは大分以南とされていたが、同年10月1日から佐伯 - 延岡間の普通列車定期運用を大分車両センター所属キハ220形気動車単行運転に置換を実施。運用区間が延岡以南ならびに鹿児島本線川内 - 鹿児島間と短縮されたことも含め余剰となったHK206・901の2編成が定期運用を離脱した。

  • 全編成とも車内収受式ワンマン運転対応改造を施工されていたが、大分地区ではワンマン運転非対応のため車掌が乗務した。

運用離脱した2編成は鹿児島総合車両所に留置されたが、同年12月13日から14日にかけて小倉工場へ廃車回送された[21]

817系の増備により[22]、2013年度にHK201・202・205・207の4編成が廃車となった。2014年7月14日には鹿児島車両センターに最後まで留置されていたHK203・204編成が小倉総合車両センターへ回送[23]。4両とも同年8月30日から9月18日にかけて廃車され廃系列となった[24]

脚注[編集]

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  1. ^ 一部に従来の車体を利用した車両がある。
  2. ^ ただし半自動扱時の取っ手が付いているので実際の開口幅は1,100mm。
  3. ^ クハ716形一部車両のロングシートは座り心地と着座姿勢の改善を図りバケットシート風とした「ブリッジシート」を試験的に装着。結果は良好で、後にJR東日本は107系113系・115系で採用した。
  4. ^ ただしトイレ前のみは2名分クロスシート。
  5. ^ 417系は送風機を内蔵するタイプ。
  6. ^ 『JR電車編成表』'03夏、ジェー・アール・アール、2003年、p.144
  7. ^ 同車のみ準備工事は施工されず通常のサボ受けのみ設置で落成。後に側面行先表示器を施工。
  8. ^ 413系B08編成が青一色に - 『鉄道ファン』交友社 railf.jp 2012年1月12日
  9. ^ 473系はMcM'ユニット1組のみであったため本系列化により形式消滅。
  10. ^ 富山県並行在来線経営計画概要(最終)- 富山県並行在来線協議会 2013年1月23日
  11. ^ しらさぎ」は金沢以遠を区間廃止。「はくたか」「北越」は全廃。
  12. ^ 『鉄道ファン』2014年12月号、交友社、2014年、p.36-p.37
  13. ^ 【JR西】413系B01編成、北陸色のまま全検と体質改善施工を受ける - 『RMニュース』鉄道ホビダス 2014年10月31日
  14. ^ 台車は近畿車輛で新製。
  15. ^ 417系はCS43A形電動カム軸式抵抗制御器を搭載するため起動時のいわゆる「ドン突き衝動」が発生しやすい(詳細は国鉄115系電車#3500番台(JR西日本)も参照)。
  16. ^ 本系列との併結の際には417・455・457系に装備される抑速ブレーキは使用不可。
  17. ^ 2002年頃の側面方向幕には黒磯郡山一ノ関盛岡のほか、磐越西線仙山線関連のコマが確認できる。
  18. ^ クハ455 - 5・7・17・28・31・32・52
  19. ^ a b 『鉄道ピクトリアル』、電気車研究会、2007年4月。
  20. ^ サロ455-36へ1985年に新規製造された運転台ブロックを接合する改造と同時に普通車格下げを施工。
  21. ^ 717系Hk901編成とHk6編成が小倉工場へ - 『鉄道ファン』交友社 railf.jp 2010年12月15日
  22. ^ 松永智「新車ガイド・817系2000・3000番台」、『鉄道ファン』第52巻第7号、交友社、2012年7月、 102頁。
  23. ^ 717系HK3編成+HK4編成が小倉総合車両センターへ - 『鉄道ファン』交友社 railf.jp 2014年7月16日
  24. ^ 「JR電車編成表2015冬」ISBN 9784330516141 p.358。

参考文献[編集]

  • 鉄道ジャーナル社『鉄道ジャーナル
    • No.232(1986年)佐藤芳彦 「413系交直流電車/717系交流電車」
  • 電気車研究会『鉄道ピクトリアル
    • No.465(1986年)野元 浩「413系、717系近郊形電車」
    • No.788(2007年)「特集:451〜475系電車」
    • No.886(2014年)「特集:455・475系電車」
  • ネコ・パブリッシング『レイルマガジン
    • No.369(2014年)岩成政和「特集:新幹線開業まであと1年…今こそ北陸!」