JR北海道721系電車

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JR北海道721系電車
721系電車（豊幌~幌向間）
起動加速度	2.4km/h/s
営業最高速度	130km/h
軌間	1067mm
電気方式	交流単相20,000V (50Hz)
制御装置	サイリスタ位相制御直流電動機駆動（1 - 5次車） VVVFインバータ交流電動機駆動（6次車以降）
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JR北海道721系電車（じぇいあーるほっかいどう721けいでんしゃ）は、北海道旅客鉄道（JR北海道）が1988年（昭和63年）から製造した交流近郊形電車である。

目次 1 概要 2 構造 3 形式概説 4 製作年次別詳説 4.1 1 - 4次車 4.2 5次車 4.3 6・7次車 4.4 8次車 4.5 改造 5 編成・運用 5.1 3両編成 5.2 6両編成 6 脚注 7 参考文献 8 関連項目

[編集] 概要

北海道内の電化区間、特に札幌近郊においては輸送需要の増加が著しく、新駅の設置や列車増発などの対応が図られてきた。当該区間は複線ではあるが待避設備をもつ駅が少なく、かつ、特急列車から回送列車まで多様な種別の列車が同一の線路を往来することから、列車運転頻度を向上するためには加速・減速性能に優れた車両が必要であった。また、バス・自家用車など競合交通機関の存在も無視できず、高品質の旅客サービス提供も課題とされた。

従来から同区間で使用してきた711系電車や50系（51形）客車はこの条件に対応しきれず、内外装の仕様を一新した新形式として開発された車両が本系列である。1988年11月3日に営業運転を開始した。

当初はサイリスタ位相制御を用いた3両編成を基本とし、札幌駅を中心とする近郊区間で使用された。1992年には空港アクセス輸送（「新千歳空港駅乗り入れ）に対応する6両固定編成が製作され、翌1993年からは VVVF インバータ制御を採用するなど仕様の変更を重ね、2003年まで製作された。

製作は川崎重工業・日立製作所・東急車輛製造にて行われたほか、苗穂工場でノックダウン生産された車両もある。

[編集] 構造

車体は軽量ステンレス製で、正面窓直上部に設けた灯火類を保護ガラスで覆った前面形状はキハ183系500番台に類似する。客用扉は片開き式を片側3か所に設ける。北海道の普通列車用車両として初めて冷房装置を装備し、各車の屋根上に集中式冷房装置 N-AU721 形 (23,000 kcal) を1基搭載する。側窓は大型の固定窓で、8次車以外は冷房故障時の換気のため一部が開閉できるようになっている。車体の帯色は、一般車が萌黄色（ライトグリーン）、uシート車は側窓下部のみ濃青+赤である。

運転席にはプラズマディスプレイ単色表示のモニター装置を装備し、JRグループの車両としては初めて、ワンハンドルマスコンを採用した。

制御系は5次車までがサイリスタによる直流電動機駆動、6次車以降は VVVF インバータによる交流電動機駆動を行う。仕様の詳細は後述する。

台車は211系電車などの DT50 系ボルスタレス台車を基本に、高速走行時の蛇行動を防ぐヨーダンパを設け、氷雪対策として基礎ブレーキ装置を鋳鉄制輪子両抱き方式とした N-DT721 形・ N-TR721 形で、枕バネは空気バネ、軸箱支持は DT50 系と同様の円錐積層ゴムを用いる。1000番台（6・7次車）からは支持方式を軸梁式に変更し、台車形式は N-DT721A 形・ N-TR721A 形と^[1]された。

室内は寒冷対策として両開き式の仕切扉を設けたデッキがあり、客室は前後2室に分かれる。座席は 2+2 列の転換クロスシートで、デッキ隣接部のみは 1+1 列となる。指定席「uシート」として使用される車両にはフリーストップ式のリクライニングシートを設置する。8次車ではデッキ仕切扉を廃止^[2]し、扉隣接部の座席を2人掛けロングシートとしている。

[編集] 形式概説

クモハ721形

モハ721形

モハ720形

クハ721形

サハ721形

[編集] 製作年次別詳説

721系は製作年次ごとにグループ分けがなされ、製作初年の1988年から1年ごと^[3]に「 - 次車」と呼ばれる。

本節では製作年次ごとの仕様について記述する。編成の詳細は「編成・運用」節にて記述する。

[編集] 1 - 4次車

• クモハ721形 (1 - 22)
• モハ721形 (1 - 22)
• クハ721形 (1 - 22)

1988 - 1992年に製作された。サイリスタ位相制御で、主電動機は直流電動機の N-MT721 形 (150 kW) である。屋根上に発電ブレーキ用の抵抗器を設置する。最高速度は 120 km/h で、下記の3両編成で使用する。

• ←（札幌・小樽）クモハ721+モハ721+クハ721（新千歳空港・苫小牧・滝川）→

製作年次ごとに細部の仕様が異なり、詳細は下表のとおりである。

製作年次 番号	表記文字色	座席配色	デッキ仕切配色	抵抗器カバー 形状	現況
1次車 1 - 8	黒	赤 手掛は黄色	青+白スズラン	台形	（注）[4]
2・3次車 9 - 18	黄緑 縁は白	茶	水色+青スズラン	台形	15以降は 3000番台化
4次車 19 - 22	白	茶	水色+青スズラン	クーラーと同形状	全車 3000番台化

15 - 22は2002年に 130 km/h 対応改造を受け、車両番号は3000番台 (3015 - 3022) に変更された。

17（現3017）は本系列で唯一、苗穂工場でノックダウン生産された編成である。

[編集] 5次車

• クモハ721形 (201 - 203)
• クハ721形 (101 - 103)
• モハ721形 (23, 101 - 103, 201 - 203)
• モハ720形 (23, 101 - 103)
• サハ721形 (22, 201 - 203)

6両固定編成用の車両で、新千歳空港アクセスの快速「エアポート」用として1992年に製作された。

基本仕様は4次車と同一で、新たに中間車のモハ720形・サハ721形が製作された。モハ720形は本次車のみに存在する形式で、4両のみ製作された。4号車となるサハ721形にトイレと車掌室を設ける。

番号は 100・200 番台を付番して区別するが、4次車の F-22 編成に組み込まれた中間車3両（モハ720-23+モハ721-23+サハ721-22）のみは在来車の続番で付番された。

2002年に全車が 130 km/h 対応改造を受け、車両番号は3000番台（原番号+3000）に変更された。

[編集] 6・7次車

• モハ721形 (1001 - 1009)
• クハ721形 (1001 - 1009, 2001 - 2009)

1993年から製作された。785系電車の制御システムを採用し、制御装置は GTO 素子を用いた VVVF インバータ、主電動機は かご形三相誘導電動機の N-MT785 形 (215 kW) である。主電動機の出力増大によって、電動車は編成中に1両のみ組み込む 1M 方式とされた。このためクモハ721形の設定はない。番号は1000番台に区分された。

車体の基本構造は5次車までと同一であるが、客室窓が熱線吸収ガラスに変更され、厚さは従来より 1 mm 薄い 4 mm となった。

• ←（小樽・札幌）クハ721-2000+モハ721-1000+クハ721-1000（新千歳空港・苫小牧・滝川）→

上記の3両編成を基本単位とする。最高速度は 130 km/h である。

1001 - 1008 は2003年の編成変更で8次車を混成し、6両固定編成となった。詳細は「編成・運用」節を参照されたい。

1994年製作の モハ721-1009 を含む F-1009 編成は次期近郊形車両（→731系電車）のシステム試験に供され、VVVF インバータの半導体素子を IGBT に変更したほか、抑速装置を発電ブレーキから電力回生ブレーキに変更し、屋根上のブレーキ用抵抗器は廃止された。2003年の編成組替を受けず、1000番台として唯一残存する編成である。

[編集] 8次車

• モハ721形 (5001, 5101 - 5103, 5201 - 5203)
• サハ721形 (4101 - 4104, 4201 - 4204, 5101 - 5103, 5201 - 5203)

快速「エアポート」編成変更のため、2003年に製作した車両である。731系の制御システムを採用し、IGBT 素子を用いた VVVF インバータで主電動機 N-MT731 形 (230 kW) を制御する。抑速装置は電力回生ブレーキを装備し、屋根上にブレーキ用抵抗器は設置しない。最高速度は 130 km/h である。モハ721形のパンタグラフは当初よりシングルアーム式を装備する。

製作はモハ721形・サハ721形の中間車のみで、先頭車は1000番台編成（6・7次車）を組み替えて充当した。編成に組成する電動車の仕様で車両番号を区別し、1000番台の電動車を組成した編成は4000番台（ブレーキ遅れ込め制御なし）、本区分の電動車を組成した編成は5000番台（ブレーキ遅れ込め制御あり）を付番する。

戸袋窓^[5]・非常窓が廃止され、従来車と窓配置が変わっている。側面窓は当初からポリカーボネート製である。防雪および氷塊落下事故防止のため、床下には789系電車などと同様の、全体を覆う機器カバーを設置する。

一般座席車の室内はデッキ仕切扉を廃止し、扉隣接の座席をロングシートに変更して大型の袖仕切を設けた。座席の配色は青を基調とする。扉周辺の配置や配色は731系に類似しており、客用扉の上と横から温風を送り込み冷気を遮断するエアカーテン、遠赤外線暖房装置、ボタン開閉式の半自動ドアを装備する。冷房装置は容量を増大した N-AU722 形 (30,000 kcal) に変更された。

トイレは車椅子対応のため大型化し、3号車となるサハ721形（一般座席車）に設置する。uシート車のサハ721形はデッキ扉を片開き式自動ドアとし、座席等の内装も大幅に変更された。

モハ721-5001 の1両のみは編成組替で余剰となった先頭車と組成し3両編成とするため、室内配置は他の8次車と同一であるが、デッキ仕切扉が設けられ、客用扉の半自動機能は装備しない。

[編集] 改造

「uシート」設置改造

快速「エアポート」に使用する編成を対象に、指定席「uシート」として、リクライニングシート化・座席間隔拡大・文字ニュース表示ディスプレイ（見えるラジオ）取付などの改装を2000年から実施した。当初は半室のみの設定で、6両固定編成の4号車（サハ721形）および、一部の3両編成（新千歳空港方先頭車）に設置し、該当車室部の車体帯は赤+青として識別を容易にした。

2003年の編成変更で「uシート」は1両の全室に拡大され、室内設備を一新した車両が投入されたほか、「エアポート」の運用から外れた編成では一般座席への復元が行われた。現在、「uシート」は6両固定編成の4号車全車と、F-1009 編成の先頭車（クハ721-1009）に設置される。

130 km/h 運転対応改造

2002年3月からの快速「エアポート」130 km/h 運転に対応するため、同列車に運用する 2 - 5 次車について以下の改造を行った。

ブレーキ装置を対応のものに強化、前照灯を HID に交換したほか、冬季の石跳ねによる破損防止のため、客室・ドア窓をすべてポリカーボネート板に交換した。運転席のモニター装置はカラー液晶ディスプレイに更新^[6]し、自動放送装置を取り付けている。

改造車は車両番号に3000をプラスし、3000番台として区別している。

その他の改造

• 731系の使用開始後、同系列と併結運用をする3両編成の車両に戸閉回路の改造を実施している。731系の半自動扉を本系列側でも制御できるよう、客用扉を操作する車掌スイッチを半自動制御可能なものに変更^[7]している。
• 冬季の着雪軽減を目的に、パンタグラフを下枠交差式からシングルアーム式に換装した。8次車以外の全車が対象で、785系と同形の N-PS785 形を装備した。2006年に全車の換装を完了している。
• 運転室助士席側の前面窓・客室窓をポリカーボネート板に交換する改造、および「エアポート」に運用される車両を中心に、8次車に標準装備された床下機器カバーを在来車に追設する改造が順次実施されている。
• 2007年からは種別・行先表示器の書体変更・英字併記化などの意匠変更や、自動放送装置搭載車では放送内容の変更が順次行われている。

[編集] 編成・運用

全135両が札幌運転所に配置され、「エアポート」^[8]・「いしかりライナー」の快速列車に充当されるほか、普通列車として以下の区間で運用される。

• 函館本線（小樽 - 滝川）
• 千歳線・室蘭本線（札幌 - 苫小牧・新千歳空港）

5次車まではサイリスタ制御、6次車以降は VVVF インバータ制御であり、制御方式の同じグループで編成を組成する。編成番号は中間電動車の番号に識別記号「F」を付加した番号で、3両単位で付番される。6両固定編成は前後の3両が各々別の編成番号をもつ。

[編集] 3両編成

主として普通列車に使用される。2本を併結した6両編成・731系との併結運用も多数存在する。

F-1 - F-14

初期の 1・2 次車^[9]の編成で、3両編成14本（42両）が在籍する。区間快速「いしかりライナー」と普通列車に運用されている。

F-3015 - F-3021

3両編成7本（21両）が在籍する。2 - 4 次車を2002年に 130 km/h 対応改造した3000番台の編成である。現在では F-1 - F-14 編成と共通に運用されている。

2003年までは「エアポート」運用があり、F-3015・3017・3019 編成は新千歳空港方先頭車の半室を「uシート」としていた。2003年の運用変更で「uシート」は普通席に戻されたが、当該車両は床の模様が他の車両と異なるため識別は容易である。

F-1009

3両編成1本（3両）が在籍する。2003年に編成変更されず残存した唯一の1000番台編成である。新千歳空港方先頭車の全室が「uシート」に改造されている。

F-5001 編成と混成し、6両編成での運用が多い。快速「エアポート」の予備編成的存在で、通常は一般の3両編成と同様な運用に充てられるが、他の「エアポート」編成の検査などがある場合は、「エアポート」運用にも使用される。

F-5001

3両編成1本（3両）が在籍する。2003年の編成組替で捻出された1000番台の先頭車2両に、8次車の電動車 モハ721-5001 を組成した3両編成である。F-1009 編成と連結し6両編成での運用が多い。

• • 番号の新旧対比
    • クハ721-1005・2006→クハ721-5001・5002

[編集] 6両編成

全編成とも、普通車指定席「uシート」を4号車の全車に設定する。主に快速「エアポート」として運用される。

F-3023 + F-3022

6両編成1本（6両）が在籍する。

1992年、3両編成であった4次車 F-22 編成に中間車3両（5次車）を組み込み、6両固定とした編成である。2002年の 130 km/h 対応改造で3000番台を付番した。

編成は以下のとおりで、4号車の サハ721-3022 に「uシート」を設定する。

• ←（小樽・札幌）クモハ721-3022+モハ721-3022+サハ721-3022+モハ720-3023+モハ721-3023+クハ721-3022（新千歳空港・苫小牧・滝川）→

F-3022編成は6両編成の小樽方3両、F-3023編成は新千歳空港方3両である。

F-3100 + F-3200

F-3101 - 3103 + F-3201 - 3203 編成の6両編成3本（18両）^[10]が在籍する。

1992年に6両固定編成で製作された5次車を2002年に 130 km/h 対応改造し、3000番台化した編成である。

編成は以下のとおりで、4号車の サハ721-3200 に「uシート」を設定する。

• • ←（小樽・札幌）クモハ721-3200+モハ721-3200+サハ721-3200+モハ720-3100+モハ721-3100+クハ721-3100（新千歳空港・苫小牧・滝川）→

F-3100番台は6両編成の新千歳空港方3両、F-3200番台は小樽方3両である。

F-4100 + F-4200

F-4101 - 4104 + F-4201 - 4204 編成の6両編成4本（24両）^[10]が在籍する。

2003年の編成変更で、1000番台の6両（3+3両）編成3・4両目の先頭車を8次車の付随車2両に組み替え、6両固定とした編成である。

電動車は従来の1000番台仕様で、ブレーキ遅れ込め制御を持たないため編成の全車を4000番台として区分する。

編成は以下のとおりで、4号車の サハ721-4200 に「uシート」（新型）を設定する。

• • ←（小樽・札幌）クハ721-4200+モハ721-4200+サハ721-4200+サハ721-4100+モハ721-4100+クハ721-4100（新千歳空港・苫小牧・滝川）→
  • 番号の新旧対比
    • モハ721-1003・1006・1007・1002→モハ721-4101 - 4104
    • モハ721-1004・1005・1008・1001→モハ721-4201 - 4204
    • クハ721-1003・1006・1007・1002→クハ721-4101 - 4104
    • クハ721-2004・2005・2008・2002→クハ721-4201 - 4204

F-4100番台は6両編成の新千歳空港方3両、F-4200番台は小樽方3両である。

F-5100 + F-5200

F-5101 - 5103 + F-5201 + 5203 編成の6両編成3本（18両）^[10]が在籍する。

2003年の編成変更で、4000番台編成の組成で捻出された1000番台先頭車2両に、8次車の中間車4両（電動車2両+付随車2両）を組み込み6両固定とした編成である。

新製した電動車の制御システムが従来車と異なり、ブレーキ遅れ込め制御を行うため編成の全車を5000番台として区別する。

編成は以下のとおりで、4号車の サハ721-5200 に「uシート」（新型）を設定する。

• • ←（小樽・札幌）クハ721-5200+モハ721-5200+サハ721-5200+サハ721-5100+モハ721-5100+クハ721-5100（新千歳空港・苫小牧・滝川）→
  • 番号の新旧対比
    • クハ721-1005・1001・1004・1008→クハ721-5001・5101 - 5103
    • クハ721-2006・2001・2003・2007→クハ721-5002・5201 - 5203

F-5100番台は6両編成の新千歳空港方3両、F-5200番台は小樽方3両である。

[編集] 脚注

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[編集] 参考文献

• 交友社 『鉄道ファン』 1992年9月号 No.377 p65
• 交友社 『鉄道ファン』 2003年12月号 No.512 p64 - 69
• 電気車研究会 『鉄道ピクトリアル』 1989年3月号 No.508 特集：711系・781系交流電車 p23
• 電気車研究会 『近郊形交直流・交流電車』 JR電車ライブラリー4 1995年 ISBN 4885480787

[編集] 関連項目

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