JR東日本E231系電車

概要

本系列は、老朽化および陳腐化が進んだ首都圏の通勤車両（103系、201系、205系ならびに301系）および近郊形車両（113系ならびに115系）の置き換え用として開発、投入された。0番台は2000年（平成12年）3月より中央・総武緩行線（習志野電車区）に、次いで近郊タイプが同年6月より東北本線（宇都宮線）（小山電車区）に、500番台が2002年（平成14年）4月より山手線（山手電車区）に、そして800番台が2003年（平成15年）5月より地下鉄東西線直通用に、それぞれ順次投入され、現時点ではその運行範囲は宇都宮線、常磐線、成田線、東海道本線、伊東線、高崎線、上越線、両毛線、横須賀線、武蔵野線、京葉線、湘南新宿ライン、上野東京ラインにまで拡大している。
省エネルギー化と生産コスト、メンテナンスコストの大幅な削減を目的にJR東日本が1990年代に開発した「新系列車両」の技術に加え、運行制御システムへの新機軸の採用により、その後の鉄道車両の開発にも大きな影響を与えた。本系列の開発目標としては「ライフサイクルコストの低減」「サービス向上」がある。本系列はJR東日本と東急車輛製造が共同開発した車両であり、東急車輛製造のほかに川崎重工業やJR東日本新津車両製作所でも製造されている（注・ただし、グリーン車は新津で製造された実績がない）。
運用路線は首都圏近郊区間全域に拡大しており、2010年（平成22年）現在ではJRグループで同一系列の最多配置両数を誇り、2011年夏に総生産両数は2,736両に達した。山手線用の6扉車サハE230-500番台104両と中央・総武緩行線用の6扉車サハE230-0番台3両が廃車になったほか、サハE231-4600番台1両がE235系に編入されたため、2015年4月1日現在の在籍数は2,628両である。
車両のデザイン開発は榮久庵憲司主宰のGKインダストリアルデザインが担当している。本系列の開発により、JR東日本は2006年度地球温暖化防止活動環境大臣表彰（対策技術導入・普及部門）を受けた。その理由は省エネルギー化およびリサイクル可能部品の多数使用、さらに他社での技術採用（後述）により鉄道業界全体の省エネなどに貢献しているとする点である。さらに、本系列およびNEトレインの開発・導入によってJR東日本は「省エネ車両の継続的導入と世界初のハイブリッド鉄道車両の開発・導入」という理由により、第16回地球環境大賞の文部科学大臣賞を受賞した。

乗務員室

乗務員室は基本的に209系で採用したユニット構造の運転台としている。主幹制御器は東芝製の左手操作式ワンハンドルマスコンが採用されている。保安機器では緊急停止装置（EB装置）と緊急列車防護装置（TE装置）を標準装備している。各番台とも乗務員室内には異常時に、非常用ハシゴとしても使用可能な補助腰掛が設置されている。
0番台・500番台・800番台、近郊タイプの初期落成車ではアナログ計器式の速度計・圧力計・各種表示灯類を配置し、TIMSモニターは1画面を設けている。また、情報提供装置 (VIS) を搭載する常磐快速線用0番台および500番台では将来の情報量の増加を考慮して計器盤右側にTIMS第2モニター画面の準備工事がされている。
その後の東海道線向け以降の近郊タイプでは見やすさや機能性、コストダウン等のため、速度計・圧力計・各種表示灯類を液晶モニター画面 (LCD) に集約したグラスコックピット方式に変更した。この方式の場合、液晶モニターは3画面が用意され、左からNo.1メータ表示器、TIMS表示器、No.2メータ表示器とされ、1画面が故障しても相互にバックアップが出来るなど冗長性も確保されている。乗務員室背面仕切壁は、運転席背後に非常救出口を、中央に遮光幕付きの大窓、助手席側に仕切扉窓を配置するものである。また、途中の増備車から大窓部の下に埋め込み形の手すりが設置されている。

標準車両としての応用・改良

本系列は、関東地方の他の鉄道事業者でも今後の車両開発における標準車両として重視されており、相模鉄道の10000系、東京急行電鉄の5000系列とその派生系列である6000系・7000系および横浜高速鉄道のY500系、東京都交通局（都営地下鉄）の10-300形が本系列の設計を基本としているほか、関西地方の南海電気鉄道8000系は、既存車両をベースとしながらも、本系列の部品を一部取り入れている。
JR東日本でも、自社の車両製造部門であった新津車両製作所において他社・局向けの車両生産を総合車両製作所への事業統合まで行い、相模鉄道、小田急電鉄、東京都交通局向け車両の一部を製造した。
JR東日本E257系電車にTIMSをはじめとするシステムが応用されたほか、2005年から常磐線中距離電車用として交直流一般形電車E531系を順次投入している。
2006年12月26日からは本系列の後継車両であるE233系が中央線快速・青梅線・五日市線・京浜東北線・根岸線・常磐緩行線・東海道線・高崎線・宇都宮線・京葉線・横浜線・埼京線・川越線・南武線に投入された。
連接車体を採用した次世代型のE331系の開発が進められていた。2006年3月に量産先行車（京葉車両センター所属）が落成し、同線や外房線などでの走行試験を約1年間行った後、2007年3月18日より営業運転を開始した。営業運転を重ねながらの試験を2010年度までの3年間で行わなれたが、量産化されることなく、2014年4月2日で廃車となった。
2015年には、E233系から更に発展したE235系直流通勤型電車が山手線へ投入された。先頭車正面は耐オフセット衝突構造を採用し衝突安全性の向上が図られ、主制御器に炭化ケイ素 (SiC) を用いた次世代半導体素子の採用により車両の消費電力の低減が図られた。また、広告媒体はデジタルサイネージ化されるなど、新機軸が多数導入された。

概説

通勤形では近郊タイプほどではないが、前面強化構造を採用している。前照灯は窓下配置のシールドビーム式を使用している。全車両がロングシートの座席構成を持つ仕様である。主電動機の制御装置としてIGBT素子（IPMパッケージ）を用いた3レベルVVVFインバータ（三菱電機製）を使用している。
補助電源装置はIGBT素子を使用した静止形インバータ（SIV・容量210 kVA）を採用しており、SC61形またはSC62形（量産形はSC61A形またはSC62A形）を10両/11両編成で2台搭載する（5両編成は1台）。ただし、全車能力向上形空調装置搭載編成の500番台2次車以降や800番台では消費電力が増加するため、編成で3台搭載する。
ドアエンジンは安全装置付き電気スクリュー軸駆動式の採用が基本であるが、900番台と松戸車両センターに新製配置された車両についてはリニアモーター式を採用している。
この系統に属する他社局向けの派生車としては、前述の相鉄10000系や都営10-300形・10-300R形が該当している。

0番台

2000年（平成12年）3月に103系と201系の置き換えが急務となった中央・総武線各駅停車に投入され、同月13日から営業運転を開始した。続いて2002年（平成14年）3月からは常磐線快速電車（上野 - 取手間）と成田線（我孫子 - 成田間）にも投入され、同月3日に営業運転を開始した。
2017年（平成29年）春から、中央・総武各駅停車用0番台は、山手線へE235系量産車導入に伴い、山手線用500番台を中央・総武各駅停車へ転用させるため、武蔵野線及び川越線・八高線へ各線の仕様に改造の上、転属することになった。初めに武蔵野線に転用され、第1編成が2017年9月14日に落成、同年11月1日から運用を開始した。なお、川越線・八高線用となった3000番台については、後述の「3000番台」の項を参照のこと。
当項目では、使用線区別に記述する。

中央・総武線各駅停車への投入

2014年11月の発表で、山手線のE231系は順次E235系に置き換えられることとなった。これに先立ち、トウ520編成のうち8両が総合車両製作所新津事業所へと配給輸送され、うちサハE231-4620を除く7両は返却された。トウ520編成は帯の黄色化・所属表記変更（東トウ→八ミツ）・改造を受けた上でミツA520編成となり、三鷹車両センターへと回送した。配給時に抜き取ったサハE231-4620はサハE235-4620へと改造され、E235系第1編成に組み込まれた。
その後、E235系の量産が2017年春から開始、置き換えられるE231系500番台は中央・総武線各駅停車へ転用され、2019年4月1日現在随時進行中である。それに伴い、捻出される同線用の0番台の詳細は前述の#0番台##武蔵野線の項目及び後述の#3000番台の項目を参照。

構造

すべての基本編成には4・5号車にグリーン車が連結されている。混雑緩和と着席機会を増やすためE217系と同様に全編成2階建て構造+2階建て構造の組成となっている。初期の小山車両センター配置車両には導入当初グリーン車が組み込まれていなかったが、2004年10月16日のダイヤ改正から宇都宮線・高崎線の上野発着一部列車と湘南新宿ライン全列車へのグリーン車導入のため、同年7月1日から順次基本編成への組み込みが行われ、1年後の2005年6月末までに全編成への組み込みが完了した。組成開始からダイヤ改正によるグリーン車サービス開始までの期間、宇都宮線と高崎線ではグリーン車を普通車扱いとして運転し、「ただいまこの車両は普通車です」と表されたステッカーが貼り付けされていた。
グリーン車自体はE217系のサロE217形・E216形を設計の基本としているが、本系列に合わせて床面高さの変更や客用ドア幅の拡大など改良が加えられている。冷房装置は普通車とは異なる新設計のもので、容量 23.3 kW (20,000 kcal/h) のAU729形を1両に2台搭載している。台車はTR246T形台車が採用されており、製造時にはヨーダンパが付いていたが、後年になり撤去されている。

車内

グリーン車車内の仕様は小山・国府津所属車でほぼ同一であり、ドア開閉表示灯・VIS装置・2段式車内LED表示器が完備されている。主要駅停車直前ではデッキにおいて、「まもなく停まります。手すりにおつかまり下さい」と注意喚起の放送が流れるようになっている。
座席はE257系普通車用リクライニングシートをベースに、背面テーブルの大形化や物掛けフックの新設などの改良がなされた。座席モケットは2階席は青色系で平屋席と1階席は赤色系である。側窓は熱線吸収・UVカットガラスではあるが、各窓にはカーテンが設置されている。E217系同様、平屋席には網棚が設置されている。初期に落成した小山所属の1001～1006ユニット及び国府津所属のK-01編成とK-02編成のサロの座席は、当初背もたれのグリップが設置されていなかったが、2008年春頃から他編成同様に取り付けられた。2006年に落成した小山所属車（U584～591編成）では難燃化対策として蛍光灯カバーが金属製のものに変更されている。
4号車の5号車寄り車端部には車掌用乗務員室と業務用室があり、乗務員室内にはTIMS端末のモニター画面と基本編成用のVIS中央情報装置、VIS無線アンテナなどが設置されている。5号車の熱海・上野寄りのデッキには洗面所と男女共用の洋式トイレが設置されている。
2008年に東海道線で女性のグリーンアテンダントへの暴行事件が多発したことを受けて、乗降口（デッキ）と乗務員室・業務用室前へ防犯カメラが後に設置された。

グリーン車Suicaシステム

宇都宮線・高崎線・湘南新宿ラインでは、グリーン車の導入と同時にグリーン車Suicaシステムとグリーンアテンダントによるサービスが導入され、グリーン車の各座席の天井部には Suica（PASMO・Kitaca・TOICAも含む）をタッチするための装置（R/W〈リーダ/ライタ〉）が取り付けられた。駅やホームでグリーン券販売機でICカードに乗車区間の情報を記録させ、乗車区間の始発駅でICカードを読み取り装置（R/W〈リーダ/ライタ〉）にタッチすると座席の天井部のランプが赤から緑に切り替わり、乗車区間の終着駅に停車すると座席の天井部のランプが緑から赤に自動で切り替わるようになっており、また乗車区間でグリーン車の座席を変える事や別の列車のグリーン車に乗り換える事もできるようになっている（この時にはリーダ/ライタにICカードをタッチして天井部のランプを緑から赤にする必要がある）。また、テーブルにはSuicaシステムの利用方法の案内ステッカーが貼り付けされた。
その後、東海道本線の東京方面発着列車では2006年3月18日のダイヤ改正からグリーン車Suicaシステムが導入され、宇都宮線の宇都宮 - 黒磯間でもグリーン車を連結した編成の運用が開始された。なおE217系や211系のグリーン車においても、後に同様のシステムが導入されている。

製造時期・所属線区による仕様の差異

2000年3月から2003年2月までに小山車両センターに新製配備された車両と、2004年1月から2006年3月までに国府津車両センターに新製配備された車両とでは仕様の見直しがされており、以下に主な変更点を述べる。なお、前述した2006年2月以降に再度小山車両センターに新製配備された車両については別途記載する。ただし、国府津車両センター配置車両（K-02～42編成・以下、国府津車）のうち、前述した編成替えで小山車両センター（以下、小山車）から転属して組み込まれたサハE231形1000番台については、特に改良はされず、初期の小山車両センター所属車両の仕様である（K-01編成は全車新製車）。