国鉄72系電車

概要

72系とは、同一の設計思想により製造された電車を便宜的に総称したもので国鉄制式の系列呼称ではない。
書籍等によっては、これらグループの電車をクモハ73形を基幹形式とみなした73系と表記する場合や、63系とを総称して63・72・73系と呼称する場合もある。
72系と呼称する場合、狭義には63系電車の改良型として、1952年から1958年にかけて新製されたグループ（72系新製車）およびこれらの改造車を指す。
広義には、1944年から1950年にかけ製作された63系電車に1951年以降安全対策・体質改善工事を実施して改称したグループ、戦前製20m級2扉車（32系、42系）の4扉化改造車（制御車・付随車のみ）を含む。
ここでは主に狭義の72系電車（新製車）について記述することとし、63系改造編入車についても後段において記述することとするが、戦前型改造車については、それぞれの項で記すものとする。63系時代については国鉄63系電車を参照。

登場の背景

1945年8月の第二次世界大戦の終戦後、戦後復興にともなう急激な輸送量増大に伴い、国鉄は輸送力増強の対応を迫られた。そこで大都市の通勤輸送向けとしては、戦時設計で1944年に開発されていた63系電車（モハ63形、サハ78形）を標準型電車として緊急に大量生産し、1945年度下期から東京及び大阪の電車運転線区に投入することで、輸送力増強に一定の成果を挙げていた。1946年からは一部の大手私鉄にも割り当てられ、やはり輸送力増強の成果を挙げている。
しかし63系電車は、戦時中の資材不足のなかで基本的に各部の設計を極度（あるいは過度）に簡略化した戦時設計車であり、1951年には、その構造的欠陥から火災事故（国鉄戦後五大事故の一つである桜木町事故）を引き起こし、多数の死傷者を出す大惨事に至った。欠陥電車として糾弾された63系電車は、1951年から1953年にかけて徹底的な体質改善工事が実施され、モハ63形電装車はモハ73形（制御電動車）およびモハ72形（中間電動車）に、モハ63形未電装車（通称「クモハ63」・「サモハ63」）は、クハ79形（100番台）およびサハ78形（300番台）に改造・改番された。なお、詳細については後述する。
その後も大都市圏各線区の輸送量は増加するばかりで、車両のさらなる増備が望まれていた。これに対し、63系電車の基本設計を踏襲しながらも、1949年に登場した80系電車の設計思想も取入れて通勤形電車が再設計された。これが72系新製車である。
72系新製車では、80系電車で採用され、成功を収めた電車列車（列車を車両単位ではなく編成単位でとらえ、電動車を運転台のない中間電動車とし、先頭車はモーターのない制御車とする）の思想が採り入れられた。このため、このグループで新製されたのは、中間電動車のモハ72形 (72500 - ) 、制御車のクハ79形 (79300 - ) のみとされ、制御電動車のモハ73形、付随車のサハ78形は新製されなかった。
このグループは、台車や車体構造、特に先頭部形状などに改良を加えながら、1957年までにモハ72形234両（低屋根車の850番台15両を含む）、クハ79形179両の計413両が製造された。これらは半鋼製車であった。

半鋼製新製車の構造

72系新製車の半鋼製車グループは、基本的にモハ63形の基本設計を踏襲し、20m級切妻車体に幅1,000mmの片引扉を4箇所設けた構造を採用している。
窓も63系以来の3段窓が踏襲されたが、63系体質改善工事車と同様、中段も上昇できる構造となった。車体外板も戦前型並みの標準板厚に戻り、63形では省略されていた扉上部の補強帯（ヘッダー）が復活し、台枠部分にも外板が張られた。
モハ72形は完全な中間車となり、モハ63形では扉はすべて運転台のない後位側に引かれていたが、車体中央から2枚ずつ車端側に引かれる構造となった。屋根高は63形の3,720mmに対して3,650mmとされ、若干屋根が浅くなり、車端部の断面から受ける印象が変わった。
電動台車は、新型の軸ばね式鋳鋼台車であるDT17（のちの増備車での電動台車は、鋼板プレス溶接構造のDT20になる）に、また付随台車も同時期製造の80系や70系と共通の軸ばね式鋳鋼台車のTR48となり、主電動機は従来の63形と同等のMT40（端子電圧750V時定格出力142kW）である。
主制御器は自動加速のカム軸式ではあったが、63系の電空カム軸式（空気圧作動式）のCS5から、80系で採用されていた電動カム軸式のCS10に変更され、作動性や加速性能が向上した。
ブレーキは従前からのA動作弁によるAMA/ACA/ATA自動空気ブレーキを踏襲している。

72系全金属車（920番台）

1956年から1957年度にかけて増備された72系の最終グループである。1954年に実施されたジュラルミン電車を用いた試作全金属化改造（後述）の結果を受け、1956年度に量産先行試作として9両 (72920 - 72924, 79920 - 79923) が新製され、続いて1957年度に量産車68両 (72925 - 72963,  79924 - 79949, 79951, 79953, 79955) が新製された。なお、このロットでは72系新製車で初めて大阪地区（淀川電車区）にも新製配置された。
車体は、10系客車の設計思想を取り入れた軽量構造の全金属車体とされ、車体側面は従来車にあった窓上下の補強帯を外板の内側に隠し、雨樋を高い位置に置いて幕板に埋め込んだ、平滑な車体となった。内装についても木材の使用をやめて全金属化され、窓も従来の3段窓を廃してアルミサッシの2段窓とし、量産車では室内灯に蛍光灯が採用されている。クハ79形の前面には、全金属試作改造車に続いて、行先表示器が本格的に採用され、これにより、当時の国鉄通勤形電車前面形態の基本形が確立した。
また、台車も一体鋳造による軸ばね式台車のTR48（制御車・付随車）とプレス材溶接組み立て構造の上天秤式ウィングばね式台車であるDT20（電動車）を採用し、従来とは一線を画する乗り心地を実現している。
これらのスペックからもうかがえるように、本グループは従来車の設計を完全に一新した、国鉄旧性能電車の集大成ともいうべき車両であった。
「戦争に勝つまで保てばよい」として逼迫した情勢下で急造された63系電車は、その窮乏構造が大惨事の一因となった桜木町事故などによって「粗悪品」「ろくでもない代物」という世評を被ることになったが、その血統を継ぐ72系新製車は改良を重ねた結果、この最終形全金属車に至って完全に戦争の影を払拭し、当時の経済白書に記された一節「もはや戦後ではない」を体現した近代化車両となっていた。
しかしこのように装いを改めたとはいえ、大正時代の木造電車以来連綿と搭載されてきたゼネラル・エレクトリック亜流のMC1主幹制御器、電気ブレーキなしの自動空気ブレーキ方式、直流式の電動発電機、そして磁気回路の容量が大きく重い低定格回転数・強トルク仕様の電動機とばね下重量の大きな吊り掛け式の動力伝達機構を組み合わせた駆動システムなど、1950年代後半にはすでに前時代的となったシステムを引きずっていたことも、72系と国鉄の現実であった。それは例えば1926年製の17m電車であるモハ11形・クハ16形とも併結できる互換性確保には役立ったが（実際、昭和30年代の東京都心などではそのような運用も見られた）、当時ますます逼迫の度を強めていた東京圏の通勤輸送対策には、むしろその30年前の車両とも互換性を残した伝統的な仕様が、足かせとなり始めていた。在来技術改良ではこれ以上の発展は見込めず、制御システムや駆動方式、ブレーキ機構の根本的革新を待たねばならなかった。
全金属車のうち1958年初めに製作されたグループをもって、国鉄旧性能電車の新製は終了し、以後の増備は101系などの新性能電車に引き継がれていくことになる。

背景

太平洋戦争後の復興輸送のため、大量増備が行われた63系電車であったが、その構造的欠陥から1951年に火災事故（桜木町事故）を引き起こし、多数の死傷者を出すことになった。事態を重く見た国鉄は、63形電車の徹底的な体質改善を急遽実施することとした。
この事故により、粗悪品、欠陥電車のイメージが定着してしまったモハ63形は、そのイメージを払拭するため体質改善工事が実施され、中間電動車のモハ72形、制御電動車のモハ73形に改称された。同系の制御車クハ79形、付随車サハ78形についても同様の工事が実施されたが、この2形式については「63形」とは離れた番号ということもあってか、改称は行われなかった。

背景

太平洋戦争末期には輸送力増強のため、戦前に製造された一部の2扉セミクロスシート付随車・制御車に、扉の増設とロングシート化（座席撤去）改造、トイレの撤去を行い、4扉車とする改造が計画された。制御車は新形式のクハ85形、付随車は63系のサハ78形の続番に編入されたが、戦局の悪化により、改造は全車におよばなかった。終戦後の1949年に、クハ85形は新造される80系電車に形式を譲って、クハ79形に編入された。
種車としては42系のクハ58形、32系のクハ47形、サロ45形、サロハ66形で、種車の相違や改造工場によって窓配置や扉幅には細い差異がある。72系の形式に編入されてはいるが、同様の改造を施された制御電動車モハ64形（→二代目モハ31形→クモハ31形・片運転台）、モハ42形（→二代目モハ32形→クモハ32形・両運転台）の仲間である。
※詳細は、国鉄42系電車#戦時改造、国鉄32系電車#戦時改造参照。

試作全金属改造

1947年に63系の試作車として登場したジュラルミン電車6両 (63900 - 902, 78200 - 202) は、車体の腐食が進行したため、全金属車体の試作車として1954年に車体更新工事を実施した。この6両は、量産車の仕様の比較検討用に車内の掴み棒の形状や位置、蛍光灯の配置や色彩など車内設備の仕様が1両ごとに変えられた。同時に車種の変更も行われ、それぞれ72900, 73901, 72901, 79900, 79902, 78900となった。車体は窓上下の補強帯が残るなどいささか旧来の仕様を踏襲する面も見られたが、側窓は開放的なアルミサッシとなり、運転台前面形状も各種のものが試作された。
1956～1957年には、事故休車を活用して全金属車体の追加試作が実施され、73174, 73400, 78144 が車体を載替えられ、73900（改造当初は73174のままで1957年3月に改番）, 73902, 79904となった。こちらは、前述の920番台新製全金属車に近い仕様で、車体は1956年施工の73900のみ窓上下の補強帯が残るものの、1957年施工の73902、79904は平滑である。前面窓は920番台新製全金属車より1枚あたりの幅が110mm広いガラスを使用し、ガラス間の柱が25mm幅（920番台では100mm幅）と非常に細く、10度の傾斜がつけられている為、101系に酷似した前面形状となった。また、73900では前照灯を半埋め込みとし、前面窓上中央に大型の方向幕を設置する試作が実施され、この方向幕配置は後の301系で活かされた。73902、79904の両車は920番台の先行量産試作車よりも後の落成で、920番台では側面乗務員扉が木製であったが、本グループは乗務員扉も鋼製となっており、よりスマートで近代化された形態となった。

整備改造（大阪）

1960年に施工された体質改善工事で、東京地区のものが応急的な性格が強かったのに対し、大阪地区のものは全金属化をともなう本格的なものであった。5両がいずれも吹田工場で施工されている。施工車は72024, 72213, 73001, 73233, 73387である。クモハ73形の前照灯は幕板に埋め込まれ、73001と72024は交換されたアルミサッシの上下比が1:2 で、妻板上部に屋根布押えがある。

クハ79929

1972年5月に大井工場で開催された、出来栄え審査会で出品された3両 のうち1両で、吹田工場のアイデアによる座席改造車である。この車両には、通常のロングシートを昼間の閑散時には自動でクロスシートに転換できる機構が装備されている。クロスシート使用時には、中間の扉2枚を締め切り、ロングシート時の背面部からクッションを引き出して使用することもできた。この予備席については、手動である。
しかし、クロスシート時の背ずり高さがロングシート時のままで、座り心地がよくなかったため、営業運転では全く使用されることがなかった。
その後ロングシート・クロスシートの切り替え可能な座席（デュアルシート）は24年後の1996年に近畿日本鉄道が2610系を改造した「L/Cカー」として実用化された。その後、東日本旅客鉄道（JR東日本）仙石線205系3100番台の一部や東武鉄道50090系「TJライナー」などでも採用されている。これは車両の窓が固定または下降式でロングシートの場合でも窓操作に支障が出ない前提で背ずり高さを上げることにより実現したものである。

荷物車・郵便荷物合造車

電車列車の普及による荷物車・郵便荷物合造車需要に応じ、1960年代より、一部の72系は、郵便荷物電車や荷物電車に改造された。
車齢や車体の状態から、主にモハ72形とクモハ73形の3段窓車が改造種車となった。一部の例外を除き、走行機器と台枠を流用して、車体部分は簡素な非貫通高運転台・切妻構造の軽量構体に作り替える、比較的低コストな改造手法が用いられている。また、当時旅客電車の主力となりつつあった新性能電車と併結できるよう、ブレーキや制御回路が特殊仕様となっていた。
後年まで多くの電車が残存したものの、1986年の国鉄郵便・荷物輸送廃止により、後述の通りクモニ83形4両が西日本旅客鉄道（JR西日本）に承継されたほかはすべて廃車されている。

クモユニ74形

東海道本線の80系電車が111系に置換えられたため従来使用されていたクモユニ81形の代替としてモハ72形を改造して登場した新性能電車併結対応の形式である。併結形式の違いにより、0番台・100番台・200番台の番台区分がある。新旧自動切換装置は当時開発前であり、後年改造を受け搭載した(外観上はジャンパ栓の交換(KE58x2をKE70-9に)で識別される)が、全車には及ばなかった模様である。また、後年、両毛線、房総方面の運用対応で両わたり化改造を受けた車両も全番台で確認されている。

クモニ83形

クモニ83形は、新性能電車との併結を目的とした荷物専用車で、クモハ73形・モハ72形を改造して登場した車両である。なお、クモニ83形にはこれ以外にもクモユニ81形改造の100番台車（こちらは新性能電車との併結不可）が存在するが、本項では省略する（80系電車の項参照）。

アコモデーション改良車

旅客用車両としての72系アコモデーション改良の試みは、1950年代から1960年代の全金属化改造が先駆的なものであるが、1970年代初頭になると新性能電車と同等の車体を新製し、載せ替えた改造車が登場した。
このグループは車体が新性能電車と同等で、接客設備が新車並みであるのが特徴だったが、種車が古いこともあって走行機器の老朽化が進んでおり、新性能電車と比較して故障が多かった。また、検査周期も旧形のままで変わらないことから、検修面でのメリットが少ないこともあって、以降の追加改造は中止されるとともに、早々に長期使用は諦められた。

モハ72970

本車は、1972年（昭和47年）にモハ72587の改造により郡山工場で1両（モハ72970）が試験的に製作されたものである。
走行機器と台枠を流用し、車体を当時の103系中間車（ユニットサッシ車）と同じ両開き4扉としたものであった。制御電源等は直流電源のままで在来旧形車との併結を想定しており、室内照明等も旧形車と同じ直流蛍光灯、パンタグラフも103系とは異なりPS13を用い、前位に装備した。在来型の72系と混結されて鶴見線で運用されていたが、101系への置き換えにより1980年（昭和55年）に廃車となり、解体された。当初は仙石線用予備車の計画だったが、電動発電機の交流化が行われておらず、引き通し線を改造しなくてはならないため、中止された。なお、この車両は登場時、朱色（朱色1号）だったが、1974年（昭和49年）に茶色（ぶどう色2号）に塗り替えられた。

事業用車

72系は車両数自体が多かったことやモーター出力に余裕があったことなどから、事業用車両改造の種車としてもしばしば用いられた。この節では、事業用車両に改造された車両について解説する。

クモヤ491形→クモハ491形

1958年（昭和33年）2月および3月、仙山線の仙台 - 作並間の交流電化と作並 - 山寺間の直流電化を直通する試作交直流電車としてモハ73形2両 (73033, 73050) が大井工場および吹田工場で日本で最初の交流直流両用電車に改造された。電動車は屋根上のパンタグラフが撤去され、相棒の制御車は伊那電気鉄道からのクハ5900形 (5900, 5901) とし、A編成のモハ73033+クハ5901、B編成のモハ73050+クハ5900、で編成した。塗装は、モハ73形が茶色一色にクリーム色の帯が車体裾に引かれたもの、クハ5900形は幕板と腰板を小豆色、窓周りをクリーム色に塗り分けた。また、1959年6月の称号規程改正により、モハ73形の2両はクモヤ491形に、クハ5900形の2両はクヤ490形に改称され、モハ73033+クハ5901はクモヤ491-12+クヤ490-11となり、モハ73050+クハ5900はクモヤ491-11+クヤ490-1となった。
この電車は、クモヤ491が制御電動車でモハ73形で使用されていた142kwのMT40B形を改造した4個の主電動機を2つの台車に、制御装置と抵抗器を床下にそれぞれ搭載しており、クヤ490が制御車で屋根上に交直両用のパンタグラフ・空気遮断器・交直切替器を、床下に主変圧器・水銀整流器・交直転換器・直流リアクトルをそれぞれ搭載しており、交直の切替は車上切替方式を採用していた。クモヤ491をM車、クヤ490をD車（電源車）と呼称され2両でユニットを組んでおり、直流区間では、架線からの電源が、交流区間では、主変圧器・水銀整流器により降圧・整流された直流電源が制御車を介して制御電動車に入り、制御電動車の制御装置と主抵抗器を介して抵抗制御で電動機を制御する構成となっており、制御電動車とユニットを組む制御車から電源の供給を受ける方式であった、また、A編成とB編成では搭載されている主変圧器と水銀整流器が異なっており、主変圧器はA編成では外鉄形、B編成では内鉄形で、水銀整流器はA編成では三菱電機のイグナイトロン、B編成では日立製作所のエキサイトロンがそれぞれ搭載されていた。水銀整流器は水銀を入れた真空タンクを加熱させて発生させた水銀蒸気の作用で整流する方式であったため、温度制御の取扱いが極めて厄介であり、出庫時に水銀整流器の予熱などで数10分の時間がかかっていたが、その後に予熱が不要で耐電圧性や容積が優れたシリコン整流器が三菱電機・日立製作所・東芝の3社で製作され、1958年（昭和33年）11月に両編成に仮設で搭載され性能試験が行われた。この時のシリコン整流器の素子には日立製作所・東芝製がGE社製、三菱電機がウェスチングハウス社製の外国のメーカーのものが使用されていたが、翌年の1959年（昭和34年）にはこの素子の国産化ができるようになり、水銀整流器に代わる形で搭載されて長期の耐久試験が行われた。
試験終了後は試験を行っていた仙山線で営業運転を行うこととなり、1960年10月に営業用に改造された。クモヤ491形は総括制御装置が設置されたほか、車体後方に機械室・トイレを設置し、中間の2か所の扉は締め切られてその部分にも座席および吊り革が設置された。また、両端部の扉は半自動化され、扉の下には自動ステップが取り付けられた。車体の塗装も、小豆色（赤13号）とクリーム4号の交直流電車標準塗装となった。これにより、クモヤ491形はクモハ491形に、クヤ490形はクハ490形に形式を改めた。仙山線では、同年11月から臨時列車で使用されたが、1966年2月に廃車となった。

クモヤ92形

クモヤ92形は、1958年に教習制御電動車として大井工場でモハ73055から改造された。改造当初はモヤ4600形と称したが、1959年6月の称号規程改正により、クモヤ92形 (92000) と改称された。
教習用として改造され、室内床上に遮断器、主制御器、界磁接触器、電動発電機、空気圧縮機が設置されており、走行中の動作を観察できるようになっていた。また床にはガラス窓部分が有り、床上に設置できない制動装置等の動作を観察できるようになっていた。車体は前面非貫通で、妻面上部に前照灯が埋め込まれている。側扉は中央の2か所が埋められ、4か所から2か所に減らされている。
改造後は1983年の廃車まで中央鉄道学園で使用されていた。

クヤ497形

1987年3月にクモニ83805の改造により製作された、鉄道総合技術研究所（鉄道総研）所有のすべり粘着試験車である。車籍は、JR東日本に編入された。詳細は、鉄道総研クヤ497形電車を参照。

72系の運用

72系は4扉車体による圧倒的な輸送力・客扱能力を活かし、山手線・京浜東北線や中央線（中央快速線）、城東線・西成線（現：大阪環状線の前身）、片町線（現：学研都市線）、京阪神緩行線など、首都圏・関西圏の通勤路線で1950年代から1970年代初頭まで広く用いられた。またクモハ73形を使用することで最短2両編成でも走行でき、運用上小回りが効いたので、首都圏近郊の電化支線区では2 - 3両編成でも運用された。
だが1957年以降の高度経済成長期に入ると、72系はまず列車密度の高い中央線や、駅間距離の短い山手線等から撤退していく。
輸送力の逼迫した過密路線では、高い加速力と強力なブレーキ力を兼ね備えた高加減速車両を使うことで、列車の運転密度を上げる必要があった。中央線や山手線、大阪環状線のような路線に、72系の走行性能は早期に不適となっていたのである。
72系が新性能車両に比して最も劣る点は、ブレーキであった。新性能電車に搭載された電磁直通ブレーキに比べ、72系の旧式な自動空気ブレーキは反応が遅く操作も難しい。また、モーターを発電機として作動させることでブレーキ力を得る発電ブレーキも装備されておらず、総合的なブレーキ力は新性能車両に比べて相当に劣っていた。
また、吊り掛け駆動方式も不利に働いた。101系以降の新性能電車（カルダン式駆動車）は、高回転モーターと超多段制御器を使うことで低速域から高い加速力を得ていたが、72系の制御器は旧形電車としては段数が多いものの、定格回転が1,000rpmに満たない低回転大出力モーターとの組み合わせでは、高い加速力を得ることは困難であった。しかし、高速走行では142kWの大出力のゆとりを活かす余地もあり、駅間距離の比較的長い京阪神緩行線などでは、限界一杯の100km/h走行を行うこともあった。
主要幹線で遅い時期まで運用された例は、首都圏では1972年の常磐線、京阪神地域では1977年の阪和線や片町線とされる。首都圏の通勤路線で最後まで72系が運用されたのは、1980年の鶴見線であった。72系に限らず、旧形国電の1970年代中期以降における急激な退潮は、車両の老朽化による故障多発と、旧形電車の検査周期が新性能電車に比して3分の1と短く、高コストであることが原因であった。
大都市での用途を失った72系は、1960年代後半以降、新たに電化された御殿場線や房総地区、呉線等に、また17m旧形国電置き換え用として仙石線や可部線に転用された例もあった。この際、一部のクハ79形・サハ78形にはトイレを取り付けた。特異な運用例としては1971年 - 1975年の年末年始に臨時荷物列車 として村上駅 - 大垣駅（東京経由）間という長距離運行を行なったことがある。
1980年以降の末期は、可部線・富山港線（現：富山ライトレール）の運用が残存したほか、仙石線でアコモデーション改良車が運用されていたが、可部線では1984年、仙石線・富山港線は1985年に撤退し、一般営業から退いた。

優等列車運用

「房総夏ダイヤ」の一環として1964年に80系6両編成による下り中野・上り新宿 - 館山間の臨時準急「白浜」が運転された。本列車は稲毛 - 館山間でDD13形ディーゼル機関車重連+電源車クハ16形の牽引による運転となった。 
基本的に80系6両編成での運転であったが、1964年8月12日 - 14日にかけて、編成中のモハ80形1両に不具合が生じた為、代走としてモハ72形1両を組み込んだ珍しい混成編成で運転された。料金を徴収する優等列車に本系列が充当された唯一の例と推察される。

保存

クモハ73001が廃車後保管されていたが後に解体された。広島市佐伯区の西広島バイパス付近にクモハ73383の前頭部が個人の手で残されていた。この保存車は有志（クモハ73を直す会）に引き取られて2013年10月より修復が行われ、柵原ふれあい鉱山公園に移設され修復が進められている。
同じ63系を原型とする車両としては、JR東海浜松工場に保存されていたクモヤ90005がモハ63638に復元した上でリニア・鉄道館に展示されている（クモヤ90形の項にて前述）。その他に個人所有のクモヤ90055が台車を外された上で倉庫として利用されている。部分保存としては鉄道博物館にクモヤ90801の客室の一角が展示されている。
車体更新車ではクモニ83006が東芝府中事業所に保管されており、技術的な試験に用いられている。自走も可能である。