201系
にひゃくいちけい
登場の背景
1960年代後半から70年代にかけて、大手私鉄ではチョッパ制御、回生ブレーキ、空気バネ台車、オールステンレス/アルミ車体が普及していた。しかし国鉄は労組の反対等もあって、通勤型電車は抵抗制御、コイルバネ台車、鋼製車体の103系を作り続けていた。
しかし石油危機を発端とする省エネルギー化の風潮や103系の陳腐化もあり、国鉄は電機子チョッパ制御の次世代通勤形電車を開発することとした。それが201系である。国鉄は初の量産回生ブレーキ電車ということで試作車に「省エネ」のヘッドマークを掲げてPRした。
概要
1963年登場の103系以来16年ぶりになる国鉄主力通勤車として、国鉄直流用電車としては初の電機子チョッパ制御とそれによる電力回生ブレーキ、空気まくらバネ台車等、それまでの通勤電車のイメージを覆すブラックフェイスのデザインなど、意欲的な設計を盛り込んだ電車。
1979年に試作車900番台が登場。1981年より量産車が登場し、1982年には本系列をアルミ車体としてデザインし直した203系が常磐緩行線向けに製造された。
またこの系列の量産車以降、鋼製車体の場合でも腐食対策に力が入れられ、若干外観にも影響している。連続溶接と塗装で目立ちにくいが、車体裾部は63系と同様に台枠の鋼材が露出している。
登場時期が国鉄の経営が傾いていた時期に重なったこと、製造価格が高コストな割に消費電力が103系とさほど差がなかったため導入線区は限定的であったが、それでもそのブラックフェイスのデザインは非常に秀逸で､私鉄各社の通勤型電車に模倣された（このデザインの起源は、東急車輛製造であった）。
構造
電機子チョッパ制御を国鉄直流電車として最初に採用。私鉄ですでに10年ほど実績のあった界磁チョッパ制御は複巻電動機を使う必要があり、一部で激しい電圧降下を経験していた国鉄では忌避され、直巻電動機で全速度域をチョッパ制御するものを「本命」としていた。
しかしこの電機子チョッパ制御、主回路電流すべてが半導体素子を通過するため、通常の抵抗制御の電車に比べ高速域での回生力を上げられない。そのため定格速度を113系など近郊型なみに高く取っており、その条件で103系などと同程度の加速力を得ようとした結果、出力150kWもの大きさとなってしまった。なお、実際のメーカー形式は不明ながら、201系で用いている主電動機の出力・定格回転数等は西武101系と概ね同じ数字を示す。
電機子チョッパ制御は低速域まで回生が可能、とされるものの、そもそも低速域の運動エネルギーは小さく、回収してもしなくても電気代にほとんど差異がない。
逆に回生電力を多く見込めるはずの高速域で回生ブレーキを絞らねばならず、高価な制御器を入れての結果がそれでは、費用だおれといいうるものであった。
製造打ち切り
103系に代わる新形式として登場した201系だったが、主電動機の電流制御を全て半導体に頼る電機子チョッパ制御を採用した為、製造費がかなり高額になってしまった。運転条件から回生電力の活用が期待できない九州の筑肥線の地下鉄直通車には、車体こそ201系と同等であるが電装品を103系のもので誂えたほどである。後期製造車は一部装備を簡略化したものの焼け石に水で、1985年を以て製造は打ち切られた。
それでも1000両以上の陣容を誇っており、中央線、中央・総武緩行線、京阪神緩行線の各線で活躍を続けた。その後の通勤形電車の増備は製造・運転コストとも廉価な界磁添加励磁制御を用いた205系に移行している。
民営化後
JR東日本
中央・総武緩行線で運用されていた車両はE231系の増備によって2001年までに撤退し、青梅線・五日市線・京葉線へ活躍の場を移した。また、2001年には観光用改造車「四季彩」も登場した。
E233系が登場した2006年頃より本格的な置き換えが始まり、2010年に中央線、青梅・五日市線、2011年に京葉線から撤退。現在はクハ201-1のみ保留車として残存している。
JR西日本
2003年から2007年にかけて全車に体質改善工事が施行された。
具体的には…
- 腐食対策に窓サッシを2段の田の字窓からバス風の逆T型サッシに取り替え。
- 同様に戸袋窓の埋め込み。ただし103系と異なり妻窓は残存。
- 同じく屋根の雨樋と外板の一体化による張り上げ屋根化。
- 前照灯を前面窓内に配置変更。
- 内装を223系に準じたベージュ色の内装材に交換。
- 妻引き戸を207系風の物に交換。
- ドア付近への吊革増設。
また後に、方向幕を3色LEDに取り替えるなど、誰が言ったか永遠の次世代車両という渾名がついている。
321系の投入によって2007年までに京阪神緩行線から撤退、大阪環状線、大和路線、おおさか東線に活躍の場を移した。
当初は全車両大阪環状線に転属予定だったが、その前提で組み換えを行うと電動車比率が滅茶苦茶になるため、おこぼれで大和路線にオハチが回ってきた。それでも大阪環状線は2017年まで、大和路線は2018年まで103系が居座ってしまったが。
大阪環状線の車両は103系と共に323系に置き換えられる事が決定した。
なお一部のニュースサイトでは他の路線へ再転属する予定とされていることも報じられており、処遇や転属先は公式には言及されていないが、阪和線にも同時期に新車が大量投入されるとの報道があることから、消去法で奈良電車区へ転属し大和路線系統や奈良線の103系置き換えに回される可能性が高いと考えられる。その皮切りとして、2017年10月から12月にかけて環状線からの転属が3編成行われ、大和路線の103系6両編成3本を置き換えた（中間のサハ6両は廃車）。
2018年3月31日をもって大阪環状線に所属していたLB05編成(クハ201-89以下8連)と余剰となった付随車6両の計14両が廃車された。2019年には当形式が登場して40年に達し、大阪環状線から撤退するが、おおさか東線の全線開業が同年に控えており、後期に製造された比較的車齢の若い編成を増発分に回し、全車両が車齢40年に達する2025年頃には網干区の221系、または新型車両で大和路線の運用共々、完全撤退すると考えられる。
201系特有の「ジェット音」
国鉄201系では走行時に鉄道ファンから「ジェット音」と呼ばれる騒音を出すことがある。その原因はベアリングホルダーの電蝕やギアの劣化が挙げられている。現存するJR西日本所有の車両ではそのケースは少ないが、かつて所有したJR東日本においては非常に目立っていた。「ジェット音」が響いていた編成でも全般検査および重要部検査を通したあとは消えていることもあるため、1番の要因はベアリングホルダーの電蝕によるものだと思われる。
メカニズムとしては、主電動機の回転軸とベアリングの間にわずかな電位差が生じることにより、ベアリングホルダーが腐蝕して、内部の球体を傷めてしまうことで発生してしまう。その件については保守関係の職員の頭をおおいに痛めてしまうほどであった。201系ではその電蝕によって主電動機内部のコロ軸受を破損して主電動機の軸が回転不能となり、継続運転ができなくなる大きな輸送混乱を招くことがあった。その対策としてベアリングホルダーを鉄製から砲金製に取り替えて、アース線の増設が行われた。
この「ジェット音」についてだが、201系以外でも発する車両が存在する。
余談ながら、103系よろしくモーター音もかなりけたたましい。
大和路線の快速運用で都会の喧騒と大自然の中を爆音唸らせながら走る様は、往年の中央特快の走りを彷彿とさせる……。と思う。