新幹線200系電車

概要

200系は、1982年（昭和57年）の東北新幹線および上越新幹線の開業に合わせて、962形試験車を基本として量産化され1980年（昭和55年）に発表された。100系（1985年登場）よりも発表が早いにもかかわらず系列・形式番号が200系と大きいのは、200系の登場当時の付番体系が、東北・上越新幹線系統の車両の百の位には偶数を、東海道・山陽新幹線系統の車両の百の位には奇数を与えるようなものだったためである。1980年から1986年にかけて688両が製造された後、民営化後の1991年に二階建て車両12両が追加製造され、総製造数は59編成700両である。後に一部中間車の先頭車化改造が行われたため、最終的には66編成となった。
E2系以降の新型車両の増備により、1997年から廃車が進み、2013年（平成25年）3月15日限りで定期営業運転を終了し、同年6月までに全車が廃車となった。本系列の廃車によって国鉄時代に製造された新幹線電車は本線上から全て姿を消している。

構造

200系は落成時の営業最高速度に従って番台が区分された。具体的には、1980年から製造された基本番台は営業最高速度が210km/hであるのに対し、1983年以降に製造された1000・1500・2000番台では、いずれも240km/hとなっていた。
なお、基本番台の中にも245km/hおよび275km/hの走行対応が可能なように改造された車両が存在していた。これは、車両の元々の性能ではなく大清水トンネルから塩沢トンネルまでの下り坂で勢いをつけることでこの速度を出していた。

車体

200系の先頭車には、2種類の前面形状のものがあり、一つは国鉄時代に製造された0系に似た「丸目丸鼻」（ラウンドノーズ）のもの、もう一つは同じく国鉄時代に製造された100系に似た「流し目」（シャークノーズ）のもの（200番台、2000番台）である。なお、0系に似た先頭車の運転席の側窓は、0系2000番台と同じく開閉可能な状態で製造された。また、200番台は225形もしくは226形中間車からの改造車、2000番台は新製車である。
200系の設計は、正面から見た造形デザインの類似や基本的なサイズ等は0系ベースであるものの、特徴的な曲面を描くスノープラウ・「鼻」の部分が若干伸びていること・雪対策のされた吸気口と雪切り室の空間、といった目立つ造形上の違いだけでなく、実際には以下に述べるように大幅な変更がある。まず第一に雪対策として、0系では床下機器の凸凹に張り付いた雪が凍りつき氷塊となった後に落下して砕石を跳ね上げる等のトラブルがあったことから、車体下部まで一体のボディーマウント構造の2重床構造とし、床下機器は2重床の間にある。これによりトラブルを根絶すると同時に、車輛システムとしては耐雪・耐寒性を向上させた。そのような構造で0系同様の鋼製車体とすると、重量が過大となることから、アルミ合金製である。詳細には、試験車の951形がベースであり、構体骨組は加工性や溶接性に優れた7N01(Al-Zn-Mg)を、車体外周部には耐食性に優れた5083(Al-Mg)を、車体側面部から屋根にかけての曲線部には7N01よりも押し出し加工性に優れた7003(Al-Zn-Mg)を使い分けることで、構体重量7.5t（0系比3tの軽量化）を実現した。ただし後年登場した2階建て車両（248形・249形）は、製造コストや電動機非搭載の観点から普通鋼製となった。
電動機を冷却する際に、外気とともに取り込んだ雪を分離するために、雪切り室が設けられた。先頭部のスカートはスノープラウと一体化した形状である。豪雪地帯を走ることから、線路面上に積雪があっても支障なく走行出来るよう設計され、確認試験も行われた。
車体塗装は、クリーム色をベースに窓の部分に緑14号の帯を配した。この色使いは寒冷地を走行するため雪解けの新芽のイメージから選んだとされている。登場時には「緑の疾風（みどりのはやて）」の愛称があった。

台車

電動車台車はDT201、付随車台車はTR7002と呼称され、電動車は0系と同等のものを装着する。着雪による動作不良を防ぐために、バネ部分にカバーが装着されている。
ブレーキは、電動車では0系と同じく発電ブレーキを高速域での減速に使い、低速域では空圧油圧変換式ベンチレーテッド車輪ディスクブレーキを使用する。H編成組成時に新製された2階建て車両の248・249形は200系唯一の付随車であったが、同じく付随車2階建て車両を有していた100系とは異なり、渦電流ブレーキを設置せず、ディスクブレーキを車軸に2枚設置した。
IS式軸箱支持装置、枕バネは0系と同様に採用された。

集電装置

集電装置は0系から引き続き下枠交差型パンタグラフが採用された。PS201と呼称される。集電舟（架線と接触する部分）が可動式となった微動すり板を採用したことにより架線追従性が向上し、台枠をFRP製にすることで誘導障害の低減を図った。さらに、降雪対策として押上げ力を5.5kgから7.5kgまで向上させた。
当初の200系の編成では0系の設計を踏襲し電動車の各ユニットごとに1基のパンタグラフが搭載されていたが、パンタグラフが多いことが走行時の騒音源となっていた。これを解決するためには、車両間に特高圧引通線を引き通し、パンタグラフを上げないユニットには特高圧引通線からの架線電気を供給することにした。東北・上越新幹線はAT饋電方式を使用しており、BT饋電方式にはつきもののトロリー線に設けられたブースターセクションが無いため、ブースターセクション短絡によるトロリー線を流れる負荷電流短絡による破壊の心配が無く実施が可能であり、F・H・K編成では天井に這わせた高圧ケーブルによる特高圧引通線を車両に引き通し、各車両間をケーブルヘッドにより接続することによりパンタグラフの実使用数を削減することにした。0系とは違い、車両に設置されている空調室外機が車端部2箇所に集約されているため、200系ではこの様な引き通しが可能になった。なお使用しないパンタグラフの一部は、折り畳んで予備として車体に搭載したままにされた。
この引き通し線は、新製時から引き通しがなされている1000番台車両の場合はすべて山側（列車を南北に延ばした際の西側）に設置された。しかし、新製後に改造して設置された0番台車両（E編成から改造されてF編成に編入されたものなど）のうち、225形などの奇数形式では引き通し線は海側（同、東側）に、226形などの偶数形式では山側に設置されている。
パンタグラフカバーは、常時使用のパンタグラフでは、四方から囲む形で、予備のパンタグラフは、車両サイドのカバーが省略されている。

運転台

主速度計は0系が針が横に動くアナログ指針式であったが、本系列では、LEDランプが横に向かって点灯するバーグラフ式となり、0系と同じく右奥に故障した際に使用されるバックアップの補助速度計が配置されているが、補助速度計は格納式となっており、前方視野を妨げないよう常時使用しない場合においては収納され、必要な場合のみ横にある取出しハンドルを操作することで、バネの力で上昇する仕組みとなっている。車両故障が発生した場合には、0系がユニット表示灯と呼ばれる表示装置により、列車のどの車両に異常が発生したかを表示灯で確認してから、人間がその車両まで行き故障個所に対処しなければならなかったのに対し、本系列では、運転台にいながらにして故障表示や必要な各種情報を表示するとともに機器の遠隔解放ができるシステムが装備された。日本の鉄道車両では初めて運転台に単色プラズマキャラクタディスプレイによるモニタ支援装置を装備した。この装置は9.6kbpsのFSK (Frequency Shift Keying) モデム伝送により、ドットマトリクスによる片仮名・アルファベット・数字のみを、8行×33文字（合計264文字を同時に表示可能）で各種情報を表示していた。
たとえば走行中は、2行目に「ウンテンジョウタイ」、4行目に「TIME 00:00:00 キロ 12.2」、5行目に「SPEED 206 ノッチ B 3 」、6行目に「ATC 110 ジョウヨウ * 」7行目に「カイホウ」などのように表示されていた。
これらは21世紀初頭の現在においても通用する設備であり、乗務員の作業が大幅に軽減された。

車内設備

普通車の座席は0系と同様の海側3列、山側2列の合計横5列配置で、0系で試行されたオレンジ基調の簡易リクライニングシート (D-23, D-32) が採用された。本系列では座席前後間隔は980mm、3列座席は集団離反で回転出来ないものとなった。後年、モケットは交換された。
1987年（昭和62年）に登場した200, 2000番台は100系と同じ1,040mm間隔となり、フリーストップ式のリクライニングシート、3列座席も回転出来るようになった。ただしこの200, 2000番台は先頭車のみで、当時、中間車は3列座席回転不可能だったため、同一編成内で格差が生じていた。
後年、JR東日本は3列席を「本体部のみ回転」させる方式を考案した。これは両端の手すりを残して回転させるもので、座席間隔を広げることなくフリーストップのリクライニングシート化を実現させた。まずは1990年（平成2年）にH編成の中間車のうち、指定席普通車となる車両を座席交換し、さらに該当車両は拡大した。この方式は西日本旅客鉄道（JR西日本）も0系で採用した。
後述のK編成リニューアルに関しては、簡易リクライニングだったものに関してはE4系と同等品に交換された。普通車の3列座席も全体が回転する構造となっているが、両端のひじ掛けを曲げる、背すりを鉛直にするなどの工夫で座席間隔980mmのまま回転可能とした。既に「本体部のみの回転」だったものに関してはモケットの張り替えのみが行われた。
空調機器は多雪地域・寒冷地を走行する事から冷房専用のAU82形となり屋根上の車体端部に設置した、暖房は電気ヒーターを別に使用した。これは、0系のAU56・57 (ヒートポンプ式)では比較的温暖地の東海道・山陽でも暖房能力が不足気味であった事から変更された。

形式および車種

本系列に属する各形式名とその車種は以下のとおり。
付随車である248形と249形以外は、奇数形式と偶数形式でペアを組んでMM'ユニットを構成する。

製造・編成の推移

それぞれの概要は以下のとおりである。

ラッピング

2003年（平成15年）7月から2004年（平成16年）4月にかけて、残存していた一部の編成についてディズニーの部分的なラッピングが施され、『ドリームキャンペーン号』として運行していた。
2008年（平成20年）7月19日からは、「ピカ乗りサマー2008」キャンペーンPRラッピングの一環としてK43編成にポケモンのラッピングが施された。これに関しては他の系列にも波及し、JR東日本の公式ホームページで2日後までの運行情報が公開された。
2009年（平成21年）7月18日から、2008年同様「ピカ乗りサマー2009」キャンペーンPRラッピングの一環としてK26,K49編成にポケモンのラッピングが施されている。

脱線事故

2004年（平成16年）10月23日午後5時56分ごろ (JST) に発生した新潟県中越地震により、東京発新潟行きの「とき」325号（K25編成）が時速約200kmで走行中、長岡駅手前約5kmの滝谷トンネル先の地点で被災し、10両中8両が脱線した。日本の新幹線史上初の営業運転中の脱線事故となった。
航空・鉄道事故調査委員会からは中間報告が出されたものの、直後に発生したJR福知山線脱線事故の調査が優先されるなどして長らく最終報告がまとめられず、事故から3年経った2007年（平成19年）11月30日、調査委員会から最終報告書が発表された。当初は瞬間的に車体が浮き上がったものとされていたが、報告書では地震の揺れによって四股を踏んだような状態になり脱線に至ったものと結論付けられた（その後、200系K25編成の代替車両として、廃車予定だったリニューアル改造未施工車K31編成の運用が2005年まで継続された。そして2006年初頭にK31編成が廃車され、その代替車輛としてE2系新幹線（J69）編成が製造された。なお、K31編成は先頭車両の10号車が、さいたま市大宮区の鉄道博物館に保存されている）。
また、この経験が後年に生かされ、2011年3月11日発生の東日本大震災での被害は東北新幹線仙台駅構内で試運転走行(約72km/hで走行)していたE2系(J69)編成の一部脱線に留まった。
脱線したK25編成の先頭車両1両が、福島県白河市の東日本旅客鉄道総合研修センターで保存・展示されている。

引退に至る経過

本系列は1999年（平成11年）4月から2002年（平成14年）にかけて、2010年頃までの使用を想定したリニューアル工事を実施していたが、1982年の運用開始から既に30年が経過していた。また、リニューアル工事の完了から10年以上が経過し、老朽化が進んでいた。
2007年（平成19年）5月以降はリニューアル編成のみの運用となっていたが、2009年（平成21年）2月12日付けの産経新聞によると、E5系の増備により、本系列は順次廃車となり、E2系へ置き換える予定であると報じられていた。
K編成のリニューアル工事の施工により、他の新幹線よりも置き換え時期が10年以上伸びたことになる。

定期運用終了

K25編成の事故廃車後、動きがなかったK編成であるが、2011年春から投入が開始されたE5系の増備進捗により運用を離脱する編成が出始めた。
まず、2011年11月19日のE5系3編成の投入により、200系の東北新幹線の大宮駅以北での定期営業運転は終了。次いで2012年9月のダイヤ改正で一部がE4系に差し替えられた。さらに2013年1月26日から本系列充当列車の一部をE2系に置き換え、残存した運用についても2013年3月16日実施のダイヤ改正で全てE2系に置き換え、これをもって定期営業運転を終了した。
上り定期運用最終列車は「とき342号」、下り定期運用最終列車は「とき347号」であった。