415系電車

415系電車とは
 415系電車とは交直流の近郊型電車のことですが、これには415系のもととなった401系や421系も含まれ、さらに同じ415系でも211系のようなステンレス車体の車輌や113系から改造された車輌もあるため、非常にバラエティーに富んだ系列となっています。また、近郊型電車として最初に登場した新性能電車でもあります。

 415系の説明の前に交流と直流について少し説明をしておきます。言うまでもありませんが、直流とはプラス(+)極とマイナス(−)極が変わらない電気方式のこと、交流とはある周期で+と−が入れ替わる電気方式のことです。日本にはじめて電車が登場した明治以後、日本の電化鉄道は直流が基本でした。そもそも交流は電圧降下を最小限にして電気を送ることができる反面、電気機器が複雑となる欠点があり、特に大型の電気機器を使用できないうえ、比較的高圧な電圧を使用する電車では交流用の機器は当時の技術では作ることができなかったのです。
 鉄道において交流電化は変電所を少なくできる長所があるほか、気象庁の地磁気観測所が沿線にある常磐線の電化には不可欠であったため、戦後交流関係の技術開発が進み、昭和29年(1954年)ごろから本格的な試験が始まりました。昭和32年(1957年)には仙山線仙台〜作並と北陸本線田村〜敦賀で実用化されました。これらの電化は機関車によるもので、電車に関しては昭和33年(1958年)にクヤ490+クモヤ491が試作され、翌34年にはクモヤ791・クモヤ790が登場し、仙山線で試験が行われたうえで昭和35年(1960年)にはクヤ490+491の編成が初の交直流旅客営業電車として使用されることになり、交直流電車が実用化されることとなりました。こうして登場したのが415系のもととなった401系と421系なのです。
 401系は常磐線で、421系は鹿児島本線で使用されましたが、401系と421系は使用する電気機器の周波数(東は50Hz、西は60Hz)が異なるだけで、ほぼ同じ車輌でした。401系・421系とも昭和35年に製造され、昭和36年(1961年)から各線で運転が開始されました。この両形式とも初期の車輌は運転台が低く、窓が下にのびた独特の姿をしていました(これは153系などと同様です)。その後、踏切事故の安全対策から現在でもよく見られる高い運転台となり、モーターの出力を上げた403系と423系が昭和41年(1966年)と40年に登場しました。なお、403系と423系ともにクハについては新形式とはならず、クハ401、クハ421の追番とされています。
 交流電気について周波数の違いがあることは前に述べましたが、この周波数の違いが交流電化において問題となります。この問題は長距離を移動する特急型、急行型の順に解決され、近郊型である401・421系においてはこれらの周波数にわたることはなかったのでしたが、機器が統一できるほか場合によっては転配も可能になるため周波数に関係なく使用ができる415系が登場しました。その後数回モデルチェンジが行われたものの、大きくその姿を変えたのは昭和61年(1985年)に登場した1500・1600番台です。この車輌は前年に登場した211系と同様のステンレス車体となりましたが、台車を除く電気機器(下まわり)については従来のままとなっています。この1500・1600番台はJR後も製造が続けられ、JR東日本JR九州ともに在籍しています。1990年には七尾線の直流電化に際し、直流の113系から改造された415系が登場しました。そもそも国鉄の交直流電車は交流電気を直流に変換・降圧してから直流モーターを動かしていたため、直流電車に交直変換機器を搭載すれば交直流電車とすることはできました。この改造415系はそれまでの415系とは少し経緯が異なるため、クハは415とし新形式としてクモハ415が登場しました。
 こうして局地的にも活躍を続ける415系ですが、初期の401・421系と423系はすでに全廃され403系も淘汰が進んでいます。また、415系についても新型車輌の登場によりその動向が注目されます。

 (空欄が多い点はご了承願います 判明しだい順次更新してゆきます)
415系各形式の特徴 登場順
形式
番台
特徴
401系
常磐用50Hz車。クハは1〜50。このうち1〜22は低運転台。通風器はグローブ形。便所つき。
421系
九州用60Hz車。クハは1〜40と61〜66。このうち1〜16は低運転台。61〜66は電源車サヤ421の編成を改番したため。グローブ形ベンチレーター・便所つき。
403系
401系のモーターをMT54(120kW)に変更。クハはクハ401-51〜90。グロベン・便所つき。
423系
421系のモーターをMT54(120kW)に変更。クハはクハ421-41〜60と67〜106。グロベン・便所つき。
クハ411-300
ヘルツフリーとなった415系のクハ。偶数向きにMGがつく。角型通風器で偶数奇数ともに便所つき。クハ411ではクハ401が実質的な0番台となっているため0番台は存在しない。
クハ411
100・200
300番台のシートピッチ改善車。便所は200番台のみとなる。昭和53(1978)年登場
クハ411
500・600
オールロングシート車。便所は600番台に。昭和60(1985)年のつくば万博を見越した定員増加車輌。昭和57(1982)年登場
700番台
新製はモハとサハのみ。車端部をロングシートとしたセミクロスシート。これにより7輌編成が誕生し、最長15輌編成に。クハ411-701はサハからの改造。
クハ411
1500・1600
ステンレス車体・ロングシート車。便所は1600番台に。在来型とも連結可能。
クハ415
七尾線用113系改造車。クモハ415はクモハ113-800改造。3輌1編成。



クハ401
クハ421
クハ411-100番台
クハ411-200番台
クハ411-300番台
クハ411-500番台
クハ411-600番台
クハ411-1500番台
クハ411-1600番台
クハ415
クモハ415

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