諸　元

車内設備など

概要

　国鉄では戦後、電化推進を積極的に実施しました。地方路線では設備が少なくて済む交流電化を進め、同時にそれぞれの電化方式に合わせた車輛の開発も行われました。電化区間が２つになった事により、両方を行き来出来る車輛の開発も加わりました。車輛ではモハ９０系（後の１０１系）に始まる新性能電車が登場し、特急形及び急行形電車の開発が行われました。これらは直流形電車であり、交流電車は高圧電気を扱うなど少々構造が複雑であったため、開発はちょっぴり時間を要していましたが、少しずつ形になっていました。
　昭和３６年、次の路線が電化開業する運びとなりました。
常磐線取手～勝田駅間　交流電化
山陽本線小郡（現:新山口）～下関駅間　直流電化
鹿児島本線門司港～久留米駅間　交流電化
これらに対応する普通列車用の車輛が開発され、東日本地区向け４０１系、西日本地区向け４２１系が交直両用電車第１号として昭和３５年に登場しました。
　車体は１５３系をベースとした、全金属製セミモノコック構造の車体幅２９００mmの裾絞りのある形状とし、塗装色は交直両用である事意味する赤１３号（ローズピンク）とし、前面に４０１系はクリーム１号、４２１系はクリーム２号の逆台形の警戒色を前面窓下に入れたものとしました。周波数の識別として４０１系は制御車前面窓上、４２１系は全ての車輛の裾部に前面警戒色と同じ色の細帯を巻きました。
　車内は通勤、通学輸送を考え、モハ７０系と同じ片側３扉構造とし、座席配置を改良したデザインとなり、乗降扉付近、車端部をロングシート、乗降扉間にクロスシートを配置したセミクロスシートとしています。制御車にはトイレが設置されています。このスタイルは以降登場する近郊形電車の標準的仕様になりました。
　主回路機器、台車は１０１系をベースに交流電化区間の対策を講じたものとなり、基本的な構成は同じです。交流機器では、我が国の商用周波数が５０Hzと６０Hzの２種類があり、開発の始まった１９５０年代当時、主変圧器や主整流器などは両用のものがなく、個別に対応する必要があったため、それぞれに対応した系列が登場する事になります。
　昭和４０年、主電動機の出力向上を図った系列が登場し、４０１系の出力向上系列４０３系、４２１系では４２３系が登場しました。その後、常磐線、九州地区で活躍を続け、４０１系は平成３年、４０３系は平成２０年、４２１系は平成８年、４２３系は平成１３年に廃車され、系列消滅しています。

４０１系・４０３系
　常磐線取手～勝田駅間交流電化開業に合わせて昭和３５年に４０１系が登場しました。

クハ４０１－１４（１位側）	クハ４０１－５５（１位側）

クハ４０１－１～２２
４０１系の制御車として製作されたグループです。モハ７０系を参考にしたセミクロスシートの座席配置で、３位側にトイレを設置しています。運転台はクハ１５３－１～をモデルとしたもので、運転台の位置が低いのが特徴。後に踏切事故対策を行った車輛が登場すると「低運転台車」と呼ばれていました。奇数車の床下には電動空気圧縮機を搭載しています。
クハ４０１－２３～８８
２３番以降は踏切事故対策が盛り込まれ、運転台をクハ１５３－５０１～と同じ高運転台としました。５１番以降は４０３系の制御車として製作されており、運転台上の通風器を箱型のものに変更しているのが特徴です。

クハ４０１－７６（２位側）	クハ４０１－９０（２位側）

クハ４０１－２３～８８
写真は偶数向きの車輛です。冷房化改造を行った際に運転台後方の窓が埋められ、床下には電動発電機が搭載されています。
クハ４０１－８９・９０
この２両は最終増備車で、通風器をグローブ型から押込み型に変更しています。

モハ４０２－１８（１位側）	モハ４０２－２０（３位側）

モハ４０２－１～２０
４０３系のパンタグラフ付き中間電動車です。４０１系モハ４００形式の主電動機出力を向上させた形式で、主変圧器、主平滑リアクトルの一体化が行われ、機器配置の変更が行われています。また、メンテナンス作業の改善を図る為、パンタグラフ周辺の機器配置を４５５系、４７５系と共通にした変更も行われました。２０番のみ通風器が押込み型となっています。

モハ４０３－１８（３位側）	モハ４０３－２０（１位側）

モハ４０３－１～２０
４０３系の中間電動車で、主制御器や主抵抗器などの直流機器を搭載しています。４０１系のモハ４０１形式の主電動機を出力向上させた形式で、外観は同じとなっています。２０番のみ通風器が押込み型となっています。

４２１系・４２３系
　山陽本線小郡（現:新山口）～下関駅直流電化、鹿児島本線門司港～久留米駅間交流電化に対応する普通列車用電車として昭和３５年に登場しました。因みに下関～門司駅間は関門トンネルで既に直流電化が行われていました。

クハ４２１－１０（２位側）	クハ４２１－７１（１位側）

クハ４２１－１～２２
４２１系の制御車として製作されたグループです。交流商用周波数が６０Hzと異なるだけで、４０１系のクハ４０１形式と同じである。登場時は周波数識別の細い帯が巻かれていましたが、後に省略されています。
クハ４０１－２３～１０６
踏切事故対策を盛り込み、高運転台となりました。４１～６０、６７～１０６番は４２３系の制御車として製作されています。４０３系と同じく、運転台上の通風器が箱型に変更されています。

モハ４２０－２３（３位側）	モハ４２２－１３（１位側）

モハ４２０－１～２３
４２１系のパンタグラフ付き中間電動車です。４０１系のモハ４００形式と同一設計で、交流商用周波数が異なるだけです。主変圧器、主整流器など交流機器が搭載されています。パンタグラフ部分は絶縁距離を確保する為、低屋根構造としています。
モハ４２０－２１～２３は特異な経歴があり、新製された時は「サヤ４２０形式」という事業用車で登場しました。
　サヤ４２０形式が登場する経緯は、東海道新幹線開業により東海道本線で活躍していた１５１系特急形直流電車を山陽本線へ転属させた事に始まります。この１５１系を京阪神地区と九州間のアクセス特急にするのですが、門司から博多駅までは交流電化区間です。機関車に牽引する事は決まったのですが、サービス用電源をどうするか。という問題があり、解決方法として簡易の電源車を製作する事で対応が決まり、サヤ４２０形式が登場する事になりました。１５１系での運転は僅かな期間であるため、設計した車輛を４２１系に簡易な改造で編入できるようにしています。昭和４１年に任務を終え、本形式に編入しました。
モハ４２２－１～３０
４２３系のパンタグラフ付き中間電動車です。モハ４２０形式の出力向上を図った形式で、４０３系のモハ４０２形式同様の改良が行われています。最終増備車の２９、３０番はベンチレーターが押込み型となっています。

モハ４２１－２３（３位側）	モハ４２３－１９（４位側）

モハ４２１－１～２３
４２１系の中間電動車です。４０１系のモハ４０１形式と同一設計で、交流商用周波数が異なるだけです。主制御器、主抵抗器などの直流機器を搭載するほか、単相交流１００Vを出力する電動発電機を搭載しています。
手前に大きなルーバーが見えますが、これは冷房化改造を行った際に設置されたもので、重量のある集中式冷房装置を搭載すると構体や屋根に補強を行う必要があり、コストを抑えるため、ＪＲ九州で開発したものがＡＵ２Ｘ形式床置き型冷房装置です。その本体を置いていた機械室部分にルーバーが設置されました。外気をここから取入れ、冷房装置（凝縮器）で出た風を直上にある大型のグローブ型ベンチレーターから排出していました。
モハ４２３－１～３０
４２３系の中間電動車です。４０３系のモハ４０３形式と同一設計で、交流商用周波数が異なるだけです。写真の屋根上に設置されている冷房装置は国鉄時代に開発したＡＵ１X形式冷房装置というもので、主変圧器で降圧した交流１５００Vを各車に搭載されている補助変圧器で２２０Vまで更に降圧させ、これを電源としたものです。交流電源によって供給される為、直流区間では冷房装置が動かせない欠点がありました。この欠点を改善させたＡＵ２Ｘ形式冷房装置の開発につながりました。

参考書の表紙に戻る　　　　　形式写真の表紙に戻る　　　　　電車その１の表紙に戻る