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
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)
主電動機 MT54形直流直巻電動機(120kW)
※ただし413系の一部は暫定的にMT46形(100kW)を搭載
制御装置 抵抗制御・直並列組合せ・弱め界磁
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)

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。

両系列とも老朽化・陳腐化した交直流両用451系・453系・471系・473系・475系・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。

概要[編集]

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]

そこで国鉄では少ない投資で輸送改善を図るため、老朽化した急行形電車からCS15系主制御装置などの電気部品やDT32・TR69系台車の再利用できる機器を活用[2]。劣化・陳腐化の著しい車体部分を新製する車体更新改造を1986年(昭和61年)から実施し、JR移行後も本系列への改造増備が行われた。

運行路線の状況に応じて種車同様の交直流両用車としたのが413系電車、交流専用車としたのが717系電車である。

新製車体は、すでに地方都市圏向けに製造されていた417系や713系と設計思想を同一とするデッキのない構造で、従来車に比べて幅広の1,300mm幅[3]ステップ付両開扉を2箇所に設置。座席は扉付近がロングシートで他がボックスシートのセミクロスシート配置とした[4]戸袋部分のガラスは熱線吸収ガラスとなっており、この部分のカーテンは付けられていない。クロスシートは種車のシートをロングシート[5]廃車発生品を改造して装着した[6]。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。

九州地区配置となった717系200・900番台を除きロングシートのドア寄には寒冷地対策として、アクリル防風板が付いた袖仕切りが、Mc車とM'車の1・4位には雪切室が設置された。

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きくした。戸閉回路は自動・半自動切替式で、417系同様に編成中の任意運転台から操作が可能。

またコスト低減とサービス向上の相反する見地においては、車体側面に電動式行先表示器を設置・搭載した。

  • ただし落成時から採用されたのは717系仙台地区向け車両のみで、413系と717系九州地区向け車両は準備工事とされた。

さらにコスト面では車両重量面にまで検討され、床板厚さは70mmから25mm薄い45mm、床面高さは713系同様の1,200mmとした[7]ほか、台車中心間距離は717系200番台・900番台を除き417系同様に先頭車も含めて13,800mmとした。

結果として両系列の投入により、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

西日本旅客鉄道(JR西日本)金沢総合車両所に所属し、北陸本線で運用される。直江津方からクモハ413形 (Mc) - モハ412形 (M') - クハ412形 (Tc') の3両1編成(B01 - 11編成)で通常は本系列単独で運用される。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運用は可能である。

種車の471系と473系では主電動機が異なるが、本系列への改造の際にはMT54系に統一する計画とされた。

  • ただしJR移行後に改造されたクモハ413・モハ412-8は部品需給上の都合で471系のMT46系が流用された。その後1991年7月30日に松任工場でMT54系への交換が行われたため、現在は種車による性能差はない[8]

当初は471・473系全車と近郊形改造の対象から外された475系が改造予定であったが、クハ455形700番台2両を含む3両編成×11本が出場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。

後に当初から準備工事だった先頭車の列車種別表示器のHゴムを廃して溶接仕上げとした。また通風器は全車撤去された。

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塗装費用削減の見地からB08編成が青色一色への塗装変更を施工された。

  • 2014年2月現在の青色変更編成:B03・B04・B08・B09・B10[9]

また2013年10月にはB08編成に[10]、2014年2月にはB10編成に以下の工事が施工された。

  • 転落防止幌取付
  • 台車交換(DT32B→WDT32/TR69H→WTR69)
  • 床材・吊革・手すりの交換

なお2015年春に予定される北陸新幹線開業による経営分離では、富山県で開業する第三セクターあいの風とやま鉄道が5編成をJR西日本から購入・導入する見込みである。

形式[編集]

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)を搭載する直江津向きの制御電動車である。
種車の20kVA電動発電機(MG)は撤去され、クハ412形搭載MGに集約された。
AU13E形分散式冷房装置も種車から再用されたが、当車とクハ412形は1基増設の6基となり能力が増大した。
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ある。主変圧器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、電源周波数50/60Hz両用車となった。
種車のAU72形集中式冷房装置も再用[11]された。
McM'ユニットは471系を種車としているが、101は473系を種車[12]としたための区分番台である。
クハ412-1 - 3・5 - 10
米原向きの制御車トイレ・水タンク・汚物処理装置を設置。種車の汚物処理装置も再用したため、近郊形では初めて4位側(東海道本線基準で海側)への取付となった。MGは冷房電源用出力110kVAを制御電源兼用に改造施工。
クハ451形を種車とするが3・8はサハ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では本形式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

717系[編集]

仙台地区・南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車両番号が区分されている。

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

仙台地区に投入された交流専用車両である。クモハ717形 (Mc) - モハ716形 (M') - クハ716形 (Tc') の3両編成10本計30両が、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)で改造更新された。

改造内容は413系同様で、引通線も更新時にKE96形ジャンパ連結器1基装備に改造されたが、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455・457系と編成単位での併結運用実績がある[13]

塗装は当初からクリーム10号の地色に緑14号帯のデザインである。

仙台運転所(→仙台電車区→現・仙台車両センター)に在籍。編成番号は種車の電動車ユニットが451系の0番台車がT-1 - 5、453系の100番台車がT101 - 105。415系電車(1500番台)E721系電車への置換えにより、2007年11月10日に定期運用を終了。置換え前の2006年から廃車がはじまり、2008年に全車廃車された。

主に常磐線水戸 - 仙台間で普通列車に運用されていたが、末期は原ノ町以北と範囲が狭まった。東北本線での運用実績もわずかにあり南は福島、北は小牛田までの入線が記録されている。

形式[編集]

クモハ717-1 - 5・101 - 105
モハ716-1 - 5・101 - 105
クモハ717形はクモハ413形、モハ716形はモハ412形に相当する交流専用形式である。
主電動機は改造の際に451系が種車の車両はMT54系に交換され出力120kwに統一されたが、453系が種車の車両は主抵抗器と転換器箱が相違するため100番台に区分された。
413系同様にPCB対策から主変圧器をTM20形に交換しているために商用周波数50/60Hz両用車である。
クハ716-1 - 10
クハ716形は種車がクハ451形のみのため100番台と組成される車両も0番台とした。
MGは冷房電源用出力110kVAを制御電源兼用に改造。
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

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

九州旅客鉄道(JR九州)鹿児島車両センターに在籍し、HKxxxの編成番号を付番される。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。

200番台は暖地向け車両で車体は713系をベースとしており、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とした。台車中心間距離も713系同様14,000mmであり、0・100番台や413系・417系とは異なる。

900番台は種車の車体をそのまま利用し、車両中央部に両開きドアを新設した片側3扉構造とされた。

組成はクモハ717形 (Mc) +クモハ716形 (Mc') の2両編成であるため以下の特徴を持つ。

  • 各車床下にMG搭載スペースがないことからサービス用電源はMGではなく主変圧器の3次巻線から供給する方式を採用。
  • 冷房装置は713系用に開発された交流専用のAU710形集中式を搭載。
  • 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基装備とした。

形式[編集]

クモハ717・716-201 - 207・901
200番台は475系が種車のグループ[14]。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[15]した区分で、クモハ716-901の運転台はクハ455-601からの廃車流用品である[15]
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扉車
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扉車
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

運用の変遷[編集]

2009年3月までは杵築まで同年9月までは大分まで運用されていたが、それ以降は鹿児島本線川内 - 鹿児島間と日豊本線鹿児島 - 延岡間で運用された。

2009年10月1日から、日豊本線佐伯 - 延岡間の普通列車は大分鉄道事業部大分車両センター所属のキハ220形気動車の単行運転に置換えられたため、余剰となったHK206・HK901の2本が定期運用を離脱し、大分地区での定期運用も消滅した。

  • 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ていたが、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[16]

817系の増備により淘汰され、[17]、2013年度にHK201・HK202・HK205・HK207の4本が廃車となった。そして、2014年7月14日に鹿児島車両センターに最後まで残っていたHK203・HK204が小倉工場へ回送された[18]

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. ^ ただし一部電気部品は再用せずに、他系列からの廃車発生品の流用や新品交換も実施した。
  3. ^ 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となっている。
  4. ^ ただし、トイレ前のみは2名分のクロスシートである。
  5. ^ 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ったバケットシート風の「ブリッジシート」を試験的に装備した。結果は良好で、後に東日本旅客鉄道(JR東日本)では107系113系・115系ロングシート改造車に採用した。
  6. ^ ただしクロスシート窓側部の肘掛は撤去。
  7. ^ 種車の床面高さは1,225mmで、417系も同様である。
  8. ^ 『JR電車編成表』'03夏、ジェー・アール・アール、2003年、p.144
  9. ^ 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
  10. ^ 【JR西】413系B08編成に「転落防止幌」取り付け - 鉄道ホビダス RM News 2013年11月1日
  11. ^ 室内側は平天井構造となり、この中にダクトが収まり見付が良くなった。
  12. ^ 473系はMcM'ユニット1組のみの存在であったため、413系への改造により形式消滅。
  13. ^ 本系列との併結の際には455・457系に装備される抑速ブレーキは使用不可。
  14. ^ この改造で種車と編成と組成していたクハ455形は余剰廃車となった。
  15. ^ a b 『鉄道ピクトリアル』、電気車研究会、2007年4月。
  16. ^ 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
  17. ^ 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。
  18. ^ 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

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!」