概要
1989年から1992年にかけてJR西日本が新製・投入した直流近郊形電車。同社として初の在来線用新形式車両である。3扉転換クロスシート車両。
そのデザインと走行性能は、JR西日本のイメージアップに大きな貢献を果たし、以後のJR西日本の一般型車両の基本形を作り上げたといっても過言ではない。。
本形式の最大の特徴として、車体は普通鋼製であるがアルミ車両に匹敵する軽量車体であることと、異なるユニット方式の混在が挙げられる。通常、形式内のユニット方式は一種類であるが、221系はMM'方式と1M方式の両方が採用されている。MM'方式は「221」、1M方式は「220」の形式を使用している。最高速度は120km/hであるが、初期グループの一部は681系開発のため、湖西線で160km/h試運転を実施した実績もある。海からの潮風の影響を受けやすいJR京都線・JR神戸線での走行に対応するため、海寄りに空気制御部品、山寄りに電気部品関係を集中的に配置した。
車両編成は当初2両、4両、6両とあり、のちに8両編成が登場した。2011年3月12日までに2両編成はすべて4両編成に組み替えられた。
製造開始から5年後に130km/h性能の223系が登場して以降、定期運用では新快速から撤退し、アーバンネットワーク内各線において快速・普通列車に広く運用されるようになっている。223系に比べると車両のバリエーションや改造も少なく、塗装も登場時より変わっていない。なお、JR西日本の鋼製車で行われている塗装単色化については、221系については今の所は行う予定がないことがJR西日本から発表されている。
走行性能
- 最高速度:120km/h
- 歯車比:16:83=1:5.19
- 制御方式:直並列組合せ抵抗制御・界磁添加励磁制御
- 起動加速度:2.5km/h/s(登場時)→2.1km/h/s
- 減速度:3.5km/h/s(常用最大)、4.2km/h/s(非常)
走行機器は、205系1000番台・213系の設計を踏襲している。
MM’ユニット車であるクモハ221形・モハ221形には主電動機としてWMT61S(定格120kw・端子電圧375V時)を搭載し、クモハ221形に搭載されたWCS57B形主抵抗器によって2両分8台が制御される。
単独M車であるクモハ220形・モハ220形には主電動機としてWMT64S(定格120kw・端子電圧750V時)を搭載し、各車両に搭載されたWCS59C形主抵抗器によって自車の4台が制御される。
213系に引き続き、補助電源装置には静止形インバータを採用。クモハ220形・モハ221形・モハ220形に搭載され、空気圧縮機や冷房装置、添加励磁装置などの電源を供給する。
台車はヨーダンパ取付台座付のWDT50H・WTR235Hである。当初はヨーダンパが未設置であったが、1998年以降、順次取り付けが行われた。
電動車比率は1:1が原則とされ、8・6・4・2両編成の4形態が存在した。2両編成については、編成組み換えにより現在は消滅している。
クモハ221-モハ221-サハ221-クハ221を基本とする「221形グループ」と、クモハ220-サハ220-モハ220-クハ220を基本とする「220形グループ」が並行して製造され、以下のように編成組成された。
| 編成形態 | 1号車 | 2号車 | 3号車 | 4号車 | 5号車 | 6号車 | 7号車 | 8号車 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8両 | クハ221 | サハ220 | モハ220 | サハ220 | モハ220 | サハ221 | モハ221 | クモハ221 |
| 6両 | クハ221 | サハ220 | モハ220 | サハ221 | モハ221 | クモハ221 | ||
| 4両 | クハ221 | サハ221 | モハ221 | クモハ221 | ||||
| 2両→4両 | クハ220 | モハ220 | サハ220 | クモハ220 |
※太字は220形グループ。
※221形グループはモハ221形に、220形グループはクハ220形・サハ220形に空気圧縮機を搭載する。
※2両編成はクハ220-クモハ220の組成で登場し、8両・6両編成から抜き取ったモハ220-サハ220を組み込んで4両化。
運用
当初は混雑が激しくなっていた東海道・山陽本線系統(JR京都線・JR神戸線)の新快速等に投入され、117系を置き換えた。同時期に関西本線(大和路線)の快速・大和路快速にも投入され、113系の運用を置き換えた。
変わった運用としては登場初期に夏場の紀伊・山陰方面への臨時急行にも充当されていた(いわゆる「遜色急行」だが、当時まだ山陰方面で残っていたディーゼル急行よりは速度も速く、騒音も少なく座席の質は良かった)。
体質改善工事
これまで国鉄型車両を対象に施行されてきたJR西日本の体質改善工事だったが、2012年末より自社オリジナル車である本系列にも施行されることになった。
工事内容は213系に施行されたものとほぼ同じ要領だが、ヘッドライトがHIDランプ4灯(左右各2灯)になった点が最も注目を浴びている。ただし制御方式はVVVFインバータ制御ではなく直並列組合せ抵抗制御・界磁添加励磁制御のままである。
他にドアチャイム・ドア上へのLEDの設置・正面の行先LED・トイレの大型化・立席スペースの拡大と同スペースの椅子の補助椅子化などが行われ、吊り革も225系と同様のものに変更されている。また、単独運用にしか使用しない編成を除き、順次先頭車両の先頭部に転落防止ホロを装着している。さらに、側面行先表示機のフルカラーLED化が追加で行われた編成も存在する。
編成・配置車両所
←長浜・JR難波・京都(嵯峨野・山陰線)
上郡・播州赤穂・加茂・京都(奈良線)→
| 8両編成 | クモハ221(Mc) | モハ221(M') | サハ221(T) | モハ220(M1) | サハ220(T1) | モハ220(M1) | サハ220(T1) | クハ221(Tc) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6両編成 | クモハ221(Mc) | モハ221(M') | サハ221(T) | モハ220(M1) | サハ220(T1) | クハ221(Tc) | ||
| 4両編成(MM'方式) | クモハ221(Mc) | モハ221(M') | サハ221(T) | クハ221(Tc) | ||||
| 4両編成(1M方式) | クモハ220(M1c) | サハ220(T1) | モハ220(M1) | クハ220(T1c) | ||||
| 2両編成(消滅) | クモハ220(M1c) | クハ220(T1c) |
網干総合車両所本所
- 8両編成:A編成
- 6両編成:B編成
- 4両編成:C編成
吹田総合車両所京都支所
- 4両編成:K編成
吹田総合車両所奈良支所
- 8両編成:NB編成
- 6両編成:NC編成
- 4両編成:NA編成
関連イラスト
