国鉄181系電車
181系電車（181けいでんしゃ）とは、日本国有鉄道の直流用特急形電車である。151系電車、161系電車の出力増強改造及び新製によって誕生した。ここでは、その母体となった151系、161系についても記す。
151系
1958年に登場した国鉄初の特急用電車である。新製当時は20系電車と称したが、1959年6月の車両称号規程改正により151系電車と改められた。最初に投入された列車の愛称をとって「こだま形」とも呼ばれる。東海道新幹線開業前の東海道本線のみならず、国鉄の黄金時代を象徴する車両である。第2回（1959年）鉄道友の会ブルーリボン賞受賞。本系列は、1956年秋、東海道本線の全線電化が完成したのに伴い、東京～大阪間を7時間で運転する電車特急が計画され、同年に完成したばかりの国鉄新性能電車の嚆矢である101系電車のシステムを基本にして設計された。1958年11月に運転開始されたビジネス特急「こだま」に投入され、その好評を受けて1962年までに計151両が製作された。
日本における初の本格的な長距離用電車であり、狭軌で路盤の脆弱な日本の鉄道における動力分散方式の優位性を立証した。この電車の成功が後年の新幹線の実現につながり、近距離用のみならず長距離列車にまで5万両以上の電車が稼働する世界的にも例を見ない「電車王国」日本の礎となった。
外観
本系列を最も特徴づけるのは、その前頭部である。高速運転に備えて運転士の視界を確保するため、運転台は高く上げられ、電動発電機、空気圧縮機といった騒音発生源を客室からできるだけ遠ざけるため、運転台の前部にボンネットを設けてその中に収納した。前照灯と尾灯は、ボンネットの両側面に設けられたケースに収められ、前照灯の1灯は運転台の屋根上に設置された。国鉄車両の前照灯は、従来1灯と決められていたが、110km/hという未曾有の高速運転を実施するため、遠方からの視認性を良くする目的で増設されたものである。
車体は、車内の快適性に考慮して限界一杯の幅2946mm、高速運転に備えて重心を低くするため乗客全員の着席乗車を前提に天井高は2100mmと低くされ、車体の最大高も3350mmと極力低く抑えられた。車体長は20000mm（最大長20500mm）で、後述の先頭車は車体長21000m（最大長21250mm）である。
また、車内は完全空調とされ、側窓は乾燥空気を封入した二重ガラスの複層固定窓とされた。屋根上にはクーラーユニットが独特のキノコ型のカバーに2台ずつ納められて、各車6台（先頭車は5台）が搭載された。
車体塗色は、クリーム色の車体に窓回り、裾、雨樋に赤色の帯を通し、ライトケースの側面も赤色に塗ってクリーム色の細線を3本通し、羽根をイメージさせるものとされた。窓回りとライトケース回りの帯の端部は、運転台前部窓の傾斜角度（60度）に合わせられ、統一のとれたスマートでスピード感にあふれるものとされた。
また、国鉄特急の象徴として親しまれた前頭部に設置された逆三角形のマスコットや側面に貼付されたステンレス製のJNRマークも、この車両のために用意されたもので、デザインは一般からの公募によるものである。これらのスタイルは、国鉄特急の一貫したイメージとして現在に至るまで受け継がれている。
台車は、101系電車で開発されたDT21形を基本に枕バネを空気バネに改めたDT23形(T車はTR58形)とされ、主電動機や制御器は101系と同一のものが採用されたが、高速運転に備えて歯車比は3.50とされ、1959年の7月27日から31日にかけて東海道本線金谷～焼津間で実施された高速試験では、163km/hの狭軌鉄道の世界最高速度（当時）を記録している。
車内設備については、三等車は2人掛けの回転クロスシート、二等車は2人掛けのリクライニングシートで、AMラジオの聴取ができるようイヤホンジャックが装備された。またビジネス特急の名に相応しく、車掌室前には2人用のビジネスデスクが設置されていた。また三等車のうち1両の半室は軽食堂車「ビュッフェ」となっている。
運転
1958年11月1日の登場時は、 クハ26（クハ151）形 - モハ20（モハ151）形 - モハシ21（モハシ150）形 - サロ25（サロ151）形 の4両を背中合わせに連結した8両編成とされ、田町電車区に配置、東京～大阪間の新設特急「こだま」2往復に充当された。それまでの電気機関車牽引による客車特急「つばめ」・「はと」が同区間を7時間30分で運行していたのに対し、電車特急である「こだま」は6時間50分(のち6時間30分)で運行され、東京・大阪間の日帰りが可能となった。その速達性が好評を博したことにより、1959年12月には12両編成に増強。翌年6月には、客車特急であった「つばめ」・「はと」を電車化して本数が倍増し4往復となった。この時の編成は、同時に客車特急で連結されていた一等展望車を廃止する代わりに「パーラーカー」クロ151形を大阪寄りに連結し、続いて一等車（1960年7月1日、三等級制から二等級制への移行にともない二等車から改称）4両、食堂車を連ねた12両編成で、日本の電車特急としては空前絶後の豪華編成であった。この「パーラーカー」クロ151形は、運転台の後に4人用の個室があり、VIPや貴賓客用に備えられた。その後部の開放室には左右各1列ずつの回転式リクライニングシートが7列配置された豪華な車両であった。
1961年10月のダイヤ改正では、新たに「富士」・「はと」・「おおとり」・「うずしお」が設定され、東京～大阪間には、9往復18本の電車特急が運転されることとなった。151系電車も56両が増備され、編成は一等車1両が減車され11両編成となったものの、11本が揃えられた。
1962年6月には、「つばめ」1往復が広島に延長され、11両編成1本が増備された。広島延長に際して、瀬野～八本松間の急勾配で出力が不足するため、上り列車の広島～八本松間で電気機関車（EF61形）を補機として連結し、その後押しを受けることとなった。
翌1963年8月には、二等車が1両増結され、再び12両編成となった。これをもって151系電車の増備は終了し、奇しくも系列名と同数の151両が出揃っている。
東海道新幹線開業直前の1964年4月24日、東海道本線草薙～静岡間を運転中の下り「第1富士」が踏切を横断中のダンプカーと衝突し、先頭車が脱線大破するという事故が発生した。この事故で大破したパーラーカークロ151-7は廃車（ちなみに国鉄新性能電車の廃車第1号）となったが、東海道新幹線開業後に備えて九州乗入れ改造(後述)が行われていた時期と重なり、深刻な車両不足状態となってしまった。そのため、一時的に急行用の153系電車を使用した「こだま」（これを称して「かえだま」とも揶揄された。）の運転や、「とき」で使用されていた161系電車や157系電車まで動員して臨時編成を仕立て、この緊急事態を凌いだ。最終的に予備車であった一等車サロ150-3が緊急に先頭車に改造され、クロ150-3となり、7月1日から運用に就いている(このため当時の編成案内には1号車は日により、展望車でない1等車の場合があるとの注意書きが記され、1号車に限って指定券の販売は1週間前の販売と変更された)。151系電車は、この体制で東海道新幹線開業を迎えることになる。
1964年10月1日、東海道新幹線が開業すると、151系は向日町運転所に転属し、新大阪以西の山陽本線系統に転用されるグループ（120両）と、田町電車区に残って出力増強改造のうえ上越線方面に転用されるグループ（30両）に分かれる。
山陽本線系統では、新大阪発着の特急「うずしお」・「はと」・「つばめ」・「ゆうなぎ」・「しおじ」の5往復に使用された。うち、新大阪～博多間運転の「つばめ」・「はと」は、交直流両用の特急型電車落成までの暫定的措置として、電気機関車（ED73形、EF30形）牽引で交流電化の九州島内へ乗入れ、電源車のサヤ420形からサービス用電源の供給を受けられるよう改造されている。改造は、同年5月から8月にかけて12両編成6本に施工され、形式番号の標記を赤色に変更した。この九州乗入れも、交直流両用の481系電車が落成した1965年10月には解消し、余剰車は山陽本線系統の増発用に転用された。
山陽線系統の151系は、1965年から1966年にかけて出力増強改造を受け、181系に改められている。改造の完了した1966年の夏には、広島～八本松間の補機連結が解消された。また、山陽路に移った181系のうち、パーラーカークロ181は、特別座席料金1,650円(東海道時代)から500円に値下げしたにもかかわらず、利用率が低く、結局開放室を2等室に改造し、クロハ181となって運用され、モハシ180についてもビユッフェの利用率が低下したことから、モハ180に改造された。
田町電車区に残った30両は、年末の臨時列車に充当するため、ダイヤ改正直後に出力増強・耐寒耐雪化改造を受け、暫定的に151系のまま出場した（区別のため白ナンバーとされ、ボンネットには161系と同様の赤帯が入った。翌年秋に181系に改番）。
また、半室ビュッフェのモハシは上越線系統では不要なため、全室二等車に改造され、181系として1965年春に落成している。
これらの改造により、1966年度には余剰の一等付随車2両を除いて151系はすべて181系に改造され営業線上から姿を消した。余剰休車となった2両も1969年までに181系に改造されており、これをもって151系は消滅した。
161系
161系電車は、1962年、上野～新潟間の特急「とき」用に製造された、151系の派生型である。1編成分と予備車の15両が製造された。1964年にも「とき」増発用に3両の増備が計画されたが、この分は製作途中で181系に変更された。1961年に行われた151系電車の上越線での走行試験の結果に基づき、山岳路線である上越線の連続勾配を考慮、151系電車の電動車比(MT比)を1:1から2:1と電動車を多くして、歯車比は151系よりも低速寄りの設定(4.21)とした。さらに、長い下り勾配での安全な降坂のため、大容量の発電ブレーキである抑速ブレーキを装備し、耐寒装備も強化して、寒冷な山岳地帯での運転に対応した。走行性能的には157系に近似する。
外観上は、スノープラウ（排雪器）取り付けのため、前面のスカートが短くなったのと、識別のためボンネットに赤帯が入れられた点が151系と異なる点である。
1962年6月、161系電車は9両編成で営業運転を開始したが、1965年に181系（40番台）に改造され、わずか2年で消滅した。これは、国鉄新性能電車として初めての系列消滅である。
181系
181系電車は、上記2系列を1965年以降改造、仕様を統一して統合した系列である。主電動機を100kWのMT46系から、120kWのMT54系に変更、出力の余裕ができたことから、歯車比は高速寄り(3.50)に統一された。さらに、上り勾配対策でノッチ戻し機構を搭載したCS15形制御装置を搭載した。上越線系統に転用されたグループはは耐寒耐雪対策を併施している。 1966年以降は当初から181系として新車（100番台）が製作されたが、この新車は台車を新型のDT32系に変更している。181系となったのは、151系からの改造車150両、161系からの改造車18両（製造途中で変更され181系として落成した3両を含む）、新製車59両（1978年の新製車6両を含む）、485系からの改造車3両の総計230両である。
運転
上越線系統に転用された151系は、出力増強、耐寒耐雪化のうえ1964年末から臨時「とき」として運用を開始した。1965年3月には、2往復体制となり、編成を従来の9両から10両に増強、161系の181系化の終了した1966年10月から3往復体制となった。「とき」が3往復となった1966年10月ダイヤ改正では、信越本線上野～長野間に新造車45両と山陽本線系統から転用の10両を使用して特急「あさま」2往復が新設された。横川～軽井沢間の碓氷峠通過のため、編成は8両に制限された。
同年12月には、中央東線新宿～松本間に特急「あずさ」2往復が新設されている。こちらは、「とき」と共通の10両編成とされた。この中央東線乗入れに際して、高尾以西の狭小トンネル対策として運転台屋根上の前照灯等の撤去やパンタグラフ取り付け高さの低下等の「山用改造」が施工され、山陽本線系統の同系とは異なる形態を見せることになった。この山用改造は、以後の山陽本線からの転用車すべてに行われることになる。
1969年7月には、「とき」・「あずさ」用94両が新潟運転所へ、「あさま」用31両が長野運転所に転出し、田町電車区から181系が姿を消している。
一方、山陽本線系統では、一等車の利用減少にともない、1966年12月から1両を減車、前述の「あさま」・「あずさ」に転用した。また、パーラーカークロ181形も利用者の減少から順次開放室を二等車（普通車）に改め、クロハ181形に、さらに全室普通車のクハ181形またはクハ180形に改造されていった。
さらに、山陽新幹線が岡山まで開業した1972年3月ダイヤ改正では、岡山～下関間の「はと」3往復と新大阪～下関間の「しおじ」1往復となり、山陽本線から中央・上信越線へ24両が転用されていった。続く1973年9月には、最後に残っていた「しおじ」1往復の運用も失い、全車が中央上信越線へ転用され、山陽本線から181系が消滅した。また、同時に「あずさ」運用が新潟運転所から長野運転所に移管されている。
1975年7月には、碓氷峠での連結両数制限のため8両以上での運転ができなかった「あさま」の輸送力増強のため、同区間専用の補機EF63形との協調運転により12両編成が可能な189系に置き換えられた。この際、車齢の若い100番台車は「とき」用に新潟へ転出したが、一部は余剰となり廃車された。
また、同年12月には、「あずさ」の181系も189系及び183系に置き換えられ消滅した。これにより、181系は全車が新潟に集結し、「とき」に使用されることとなった。
さて、「とき」用の181系は、寒冷な降雪地を走るために一応の耐寒耐雪装備がされているが、1974年1月から3月の豪雪では、故障による運休が続発する事態となってしまった。そのため、国鉄では耐寒耐雪装備を強化した183系電車（1000番台）を急遽投入することとした。183系は1974年12月から12両編成で使用が開始され、「とき」13往復中3往復を置き換えた。この183系は次第に数を増やし、1975年10月には過半数の7往復を占めるまでになり、181系も183系にあわせて12両編成に増強された。この時点で「あさま」「あずさ」からの転用車が転入し、新潟の181系は99両となっている。
1978年10月のダイヤ改正では、抜本的な体質改善と183系との編成統一が実施された。食堂車が編成から外され、電動発電機を装備した新製グリーン車サロ181形（1100番台）と485系からの改造車サロ181形（1050番台）が組み込まれた。新製車は上越新幹線開業後の転用を考慮して485系（1000番台）を基本に設計されており、改造編入車とともにオリジナルの181系と床面高さが揃っておらず、凸凹編成となった。それに先立って183系の追加投入により老朽車が淘汰され、181系は64両に減少、運用は14往復中わずか4往復となった。
181系電車は、1982年11月15日の上越新幹線開業に伴い、全車が営業から退いた。ダイヤ改正に先立ち、181系担当の「とき」4往復のうち1往復が183系に振り替えとなり、「とき」3往復が最後となった。
181系その後
1978年に投入された新製グリーン車は計画どおり485系に編入され、先頭車化改造を経て現在も1両が残存している。一部の車両はすぐに廃車されることなく保管されていたが、改造グリーン車の一部が1983年に東海道本線東京口ローカル列車の113系用に転用された。 また、先頭車2両が1984年に特急列車の短編成化にともなう先頭車不足のため485系に改造され、九州に転出している。それ以外は1986年までにすべて廃車された。
九州に転じた先頭車は、国鉄分割民営化後も九州旅客鉄道（JR九州）に承継され、最後の1両は1993年に廃車となった。これをもって、「こだま形」の流れを汲む181系電車はすべて姿を消している。
