国鉄115系電車
概要
寒冷地区・急勾配路線での運用を目的にした近郊形車両で1963年（昭和38年）から1983年（昭和58年）まで改良を重ねながら1,921両が製造された。
開発の経緯
国鉄の新性能電車は、1957年（昭和32年）に製造を開始した101系通勤形電車を祖とし、その後は151系特急形電車・153系急行形電車とともに増備が進められた。また、鹿児島本線・常磐線の交流電化により3扉セミクロス交直流両用となる401・421系が1960年から製造が開始された。しかし、東海道線東京口などでは80系電車や客車など2扉車が使用されており、増加する通勤客に対応できないことから、401・421系と同等の車体構造を持つ111系が製造された。
さらに同時期には山間部路線でも電化が始まり中長距離列車が運行されるようになったが、111系が搭載する出力100kW級のMT46系主電動機では出力不足が如実であり、編成の組成において電動車を多くした高MT比とするか、補助機関車の連結が要求された。しかし電動車を増やす場合、製造・運転・保守ともに高コストとなり不経済であることから、111系をベースに主電動機の出力増強を目的に開発されたのが113系と本系列である。
構造
同時期に製造された113系が暖地・平坦地向けであるのに対して、本系列は113系と基本的な部品の共通化をしつつも山間部・寒冷地・急勾配路線での運用を考慮し耐寒耐雪構造・勾配対策が施工された。またローカル線への投入が想定されたためクハ115形2両+モハ115形・114形ユニットで組成される4両編成を最小単位として運用できる構造を採用。1966年にはクモハ115形の製造開始により3両編成での組成も可能となった。本節では主に各区分の共通仕様について記述し、区分ごとに異なる部分は当該節を参照されたい。
車内設備
座席は他の一般的な国鉄近郊形電車と同様、扉間に対面式固定クロスシート（ボックスシート）を配し、扉周り戸袋部にロングシートを配したいわゆるセミクロスシートである（鉄道車両の座席も参照）。
区分によっては一部の座席配置が異なるほか、クハ115形ではトイレが設置・未設置の差異もあり、設置車両では後位3位側隅部がトイレとなる。
車内色は、当時の近郊形で標準的に用いられていた淡緑で、座席モケットは青をベースとした。
改造車
1983年6月の最終増備まで冷房改造などを除き車種間改造などは施工されなかったが、それ以降多くの改造車が登場している。なお改造車については分割民営化後の会社ごとで解説を行うが、モハ115・114形についてはJR西日本のみの改造である。
6000番台（JR西日本）
京阪神快速用に電動車ユニットの最高速度を110km/hとしたものである。
クハ115形
クハ115形の改造車は方向転換改造車を除き500番台（偶数向の車両は600番台）とし、種車が1000番台の場合は1500・1600番台に区分される。これはクハ111形からの改造車も同一である。また同じ運転台取付車両でもモハ115・114形を電装解除してクハ115形化した車両は550番台・650番台に区分され種車の判別が容易である。これは台車が付随車用のTR62形台車でなく電動車用のDT21形台車を付随車用に改造したDT21T形を装着しているのを車両番号で判別できるようにしたためである。
冷房化改造
新製車に合わせて国鉄時代に施工された改造工事はAU75形集中式冷房装置の搭載を前提としていたが、分割民営化後のJR東日本・JR東海の両社では経費削減の観点から独自の集約分散式を搭載する改造も施工された。
JR西日本
クハ115-604・605・609・651・653には、大手私鉄で採用されているものに酷似したWAU101形・WAU102形集約分散式を3基搭載した。冷房搭載後も扇風機を装備し、集中式とは天井意匠が異なるほか、クモハ115・114形550番台は105系冷房改造車と同じバス用冷房を応用したWAU202形を搭載した。これらの車両は2013年現在いずれも現存しない。
特別保全工事
車齢が15年以上経過した車両は老朽化や設備の陳腐化が深刻になってきたが、当時の国鉄は財政状況が厳しく、それらの車両を新車に置き換えることは難しかったため、延命のために特別保全工事が行われた。改造内容は主に屋根や腰板、窓まわりの外板の補修および空気配管や配線の取り替えであった。この工事は全般検査2回分（約16年）分の寿命を延ばすことが目的だった。
車両更新工事（JR東日本）
国鉄時代の特別保全工事を発展させ、20年程度の延命を目的とした車両更新工事。外板や配管の交換、座席モケットや化粧板の交換、屋根の塗り屋根化、前照灯のシールドビーム化、方向幕準備工事車への方向幕設置などが行われた。
ロングシート改造
分割民営化直前の1987年3月に長野地区の1000番台1編成3両へ試験的にセミクロスシートをロングシートにする改造を施工した。
その後東京都市圏の輸送力増強のため1989年度から1990年度に小山電車区の300番台7両編成のうち、14編成98両にロングシート改造を施工した。
前面強化工事
1992年3月に発生した成田線大菅踏切事故を受けて、JR東日本は113系電車と同様に1972年度以前に製造された車両にアンチクライマー付きのステンレス板を取り付ける前面強化工事を施工した。当初板は無塗色のステンレスカラーだったが、やがて通常の塗色に戻された。初期車は前照灯のシールドビーム化改造（後述）も合わせて行われた。
トイレ追設工事
新潟・長野地区では先頭車化改造車増備によりクモハ115形・114形による2両編成で運行されていたが、この編成にはトイレがないため1992年から新潟地区の車両に、1999年から長野地区の車両に大型トイレを設置する改造工事が施工された。
半自動ドアスイッチ設置改造（JR西日本）
岡山電車区所属の300番台（D編成）は乗降ドアの半自動設備がなく、車内保温において問題があった。このため2017年4月に出場したD-26編成より、押しボタン式の半自動ドアスイッチの設置工事が進められている。ドアスイッチの取り付け位置の関係から戸袋窓が小型化され、外観の印象が変わっている。
運用の変遷
国鉄時代とJR化後に分割して解説を行う。
国鉄時代
本項では投入された地域ごとに分けて行うものとする。本来の運用とは別に1970年代の一時期はに東北本線・高崎線・中央東線・房総西線（現・内房線）の急行列車（いわゆる遜色急行）にも投入されたほか、通常はEF63形による推進･牽引となる信越本線横川 - 軽井沢間（碓氷峠）での自力走行試験も実施された（詳細は後述）。
新潟地区
1976年に上野口への300番台投入で捻出された基本番台で、70系電車の置換えを目的に長岡運転所へ投入開始された。
1978年からは1000番台投入により、捻出された基本番台は岡山地区に転出して80系を置換えたほか、1982年には水上以北での減車化（6連→5連へ変更）に伴う運用見直しで長岡運転所所属サハ115形1000番台19両が小山・新前橋の両電車区へ転出した。
1984年の越後線・弥彦線電化開業により本系列が投入されることになり、一旦山陽地区に転出した基本番台（先頭車化改造車）や身延線用2000番台が転入したため、新潟地区は基本・1000・2000各番台が混在した状態となった。
長野地区
1977年に80系電車の置換えを目的に松本運転所に新製配置された。その後大糸線の旧形国電も置換えられることになり、36両（McM'T'c、3両編成12本）は1981年より松本運転所北松本支所に配置された。1983年からは短編成化のため電動車に運転台を取り付ける改造も行われた。その際反対向きの制御車が不足するため他の車両区の付随車に運転台を設置した。
1985年3月14日に北松本支所は松本運転所に統合され、中央本線・篠ノ井線・信越本線で運用される117両（3両編成39本）と大糸線で運用される31両（3両編成7本、増結ユニットMcM'5組）の計148両が配置された。
1986年11月1日に信越本線と篠ノ井線の一部運用を長野運転所（現・長野総合車両センター）に移管・転属となったが、中央西線が分割民営化時にJR東海管轄となるため神領電車区にも転出した車両も存在する。
なお、国鉄時代の長野地区配置車両はすべて1000番台新造車で他地区からの転入車は皆無である。
静岡地区
1979年、御殿場線用旧形国電置換え用に小山電車区から基本番台4両編成11本計48両が沼津機関区へ転入した。後の減車化（4連→3連へ変更）により車種間改造を含む広域転配が実施された。
1981年には身延線用旧形国電置換え用に2000番台が新製配置され32系・42系・40系・51系などの旧形電車は1981年8月に運用を終了。車体更新車のモハ62系も1984年2月のダイヤ改正で運用を終了し、1986年に廃車となった。
1986年11月のダイヤ改正で分割民営化に備えて中央西線用車両が神領電車区に、飯田線用車両が豊橋機関区に、また沼津配置車は静岡運転所に配置の見直しが行われた。
山陽地区（岡山・広島・下関）
新潟地区と同様に、1976年から旧形国電置換えを目的に関東地区に新製配置された300番台で捻出された基本番台が岡山・広島に配置された。下関への配置は1984年からである。
32系・42系・40系・51系・80系などの旧形車置き換え・短編成化・列車増発・電化開業により新造車も配置された。1978年から、岡山地区向け1000番台と広島地区向け（山陽本線姫路以西の旧形車置き換え名目）2000番台の新製配置が行われた。これらは6両編成が主とされ、一部が4両編成とされた。
1982年には伯備線が電化開業することから6両編成1000番台が岡山電車区に追加投入され、電化開業時の1982年7月現在で6両編成61本の306両（0番台非冷房車が20編成120両、1000番台冷房車が31編成186両）が配置された。また、広島地区旧形車置き換えならびに列車増発目的（ひろしまシティ電車）として3000番台の投入が行われたが、こちらは4両編成が投入された。
「ひろしまシティ電車」は乗客数6%増と成功を収め、同様の手法が1984年に岡山地区にも導入されることになった。6両編成を3・4両編成に短縮し、奇数向きクハ115形が余剰となって首都圏に転出し、不足する偶数向きクハ115形が新前橋から転入した。
1984年の越後線・弥彦線電化開業、1985年の御殿場線短編成化をはじめ関東地区との車両転配も数多く実施されており、分割民営化直前には211系投入により捻出された300番台も転入した。
JR東日本
分割民営化後も引続き運用されたが、E231系電車への置き換えにより2000年から廃車が開始され、高崎線では2001年11月30日に、東北本線上野口では2004年10月のダイヤ改正で本系列の運用は終了した。211系電車への置き換えにより、中央本線や長野地区では2015年10月に運用を終了し、北関東地区でも2018年3月に運用を終了している。引き続き運用されている新潟地区においても、状態の良い300番台後期車や1000番台で初期車を置き換えるなどの転配が行われている。また伊豆急行200系電車第3編成以降としなの鉄道115系は、ともにJR東日本が保有していた本系列を譲受・改装したものである。
小山車両センター（宮ヤマ）
1966年（昭和41年）に宇都宮運転所より移管されて以来、新前橋電車区所属車とともに最大15両編成で東北本線・高崎線の上野口普通列車の主力として運用されていたほか、タウン・アーバンやスイフト・ラビットなどの快速列車でも運用された。当時は基本編成7両・付属編成4両の11両のほか、4両編成2組を繋いだ8両を中心に運用され、2001年12月から2002年7月にかけては湘南新宿ライン運用にも投入され、東海道線の113系との並走シーンなども見られた。このため先頭車前面の種別表示器に「横須賀線直通」「宇都宮線直通」などのコマも追加された。また2000年ごろから当センター在籍のロングシート車には客室窓下段を固定する（窓戸錠を撤去）工事が施工された。
この他に特筆すべき事項は、長野オリンピックの時に7両編成1本からサハを抜いた6両を長野総合車両所に貸し出し、長野 - 直江津で運用されたことである。
E231系の増備により、2002年7月24日のダイヤ改正で湘南新宿ライン、2003年に高崎線での運用が終了。最後まで残存した東北本線での定期運用も2004年10月ダイヤ改正で終了し、2005年1月15日にさよなら運転を実施した。
その後、4両のY427編成のみが大宮支社管内の予備・訓練車兼用として使用するため残存した。訓練車として宇都宮運転所・黒磯駅・川越車両センター・大宮総合車両センター・東京支社への貸出も行われたほか、営業運転では日光線や青梅線などホーム有効長が短い路線での臨時列車にも投入された。しかし最後まで残っていた大宮 - 奥多摩間の快速「むさしの奥多摩」運用が201系「四季彩」に置換えられ、2007年3月にE231系付属編成（U-118編成）の増備により訓練には当日予備の車両を使用する体制となったため2007年12月1日付で廃車となり、同センターの本系列配置は終了した。
松本車両センター（長モト）
国鉄末期の松本運転所時代には長野鉄道管理局の全運用を担当していたが、分割民営化直前の1986年11月1日ダイヤ改正で信越本線の運用は長野運転所に移管され、中央本線甲府以西・大糸線・篠ノ井線の運用を担当した。
北陸新幹線が一部先行開業した1997年には、当所配置車両の一部が一旦長野総合車両所（当時）に転属した上でしなの鉄道へ譲渡された。
その後、2000年12月に中央本線・大糸線・篠ノ井線関係の運用を長野総合車両所に移管し、豊田電車区が担当していた中央本線小淵沢以西の長野支社管内運用が分離移管されることになった。これにより豊田区から転入した基本番台・300番台初期車から3両編成x2本による6両のB編成が組成された。また3両編成のB編成のうちB36・B35編成は伊豆急行に譲渡され同社の200系となった。さらにE231系電車配置で余剰となったものの状態の良かった小山所属の300番台後期・1000番台車に置換えられた。
しかし、2007年3月18日に長野総合車両センターに運用移管されることになり全車転出。本系列の配置がなくなった。
長岡車両センター（新ナカ）
1999年12月4日のダイヤ改正で、所属車両はすべて上沼垂運転区（現・新潟車両センター）に転属した。所属車両は現在のS編成にあたる。
現在の配置車両基地
国鉄民営化時に590両を継承し、2019年（平成31年）4月1日現在でも福知山電車区・岡山電車区・下関総合車両所運用検修センターに318両が配置されている。
同社の車両の特徴として大半の車両が40Nもしくは30Nの体質改善工事を施工されており、EBリセットスイッチなどの機器類更新はもちろんのこと、内装も223系並みに換装されている。なお、広島地区で運用されている車両については2015年（平成27年）春より227系への置き換えが開始されている。
運用面では、2019年3月16日ダイヤ改正までは、岡山・下関の両車両基地が山陽本線での長距離運用や広島地区のラッシュ時運用で相互乗り入れ・併結などの旅客需要に応じた柔軟な対応が行われていた。
網干総合車両所（神ホシ）
1992年に新快速運用が減少した宮原電車区（現・網干総合車両所宮原支所）の117系が岡山に転出となったため、それと入れ替わる形で岡山電車区からの転入によって配置された。転入に際して#高速化改造が行われた。
所属する113系と同様に7両編成および4両編成を組んだが、7両編成ではクモハ115形を含む6M1T(Mc+M'+M+M'+M+M'+Tc)と電動車比率が高い編成も存在した。この編成は1999年5月10日のダイヤ改正で運用を終了し、クモハ115形+モハ114形ユニット計6両は舞鶴線電化用として転用された。
以後はクハ111形およびサハ111形と4両および7両編成を組成したが、2004年10月16日ダイヤ改正で運用を失い下関区に転出し配置車両がゼロとなった。