新幹線0系電車

略歴

1965年（昭和40年）には、鉄道友の会のブルーリボン賞史上最大の得票率となる70.3 %で、第8回ブルーリボン賞を受賞した。当時は「0系」の呼称が使われていなかったため、「東海道新幹線用旅客電車」という名称で表彰状が授与された。
東海道新幹線開業時は12両編成だったが、1970年に日本万国博覧会（大阪万博）が開催された際、輸送力増強のため16両編成化された。
1975年（昭和50年）の山陽新幹線博多開業を控えた1974年（昭和49年）からは、食堂車が組み込まれた。
1985年（昭和60年）には、山陽新幹線開業時に増備された0系を置き換えるため、後継車両として100系が開発されたが、0系の増備は日本国有鉄道（国鉄）が民営化する間際の1986年（昭和61年）4月まで続けられた。
1986年（昭和61年）に最高速度を開業当初からの210 km/h から220 km/h に引き上げ、ATC作動速度も210 km/h から225 km/h へと変更された。
1992年（平成4年）加速度を1.0km/h/sから1.2km/h/sに変更、これは100系やこの年に登場した300系が加速度が1.6km/h/sであり、このままではダイヤに影響を及ぼすためである。
1999年（平成11年）9月18日の「こだま」473号（YK8編成）で東海道区間における最後の定期運用を終え、0系は東海道新幹線から完全に撤退した。ただし、新大阪と「鳥飼基地」間の回送列車のみ2008年（平成20年）まで走行していた。
2001年（平成13年）にはイギリス・ヨークの国立鉄道博物館に先頭車1両（22-141）が西日本旅客鉄道（JR西日本）によって寄贈されている。これ以外には、建築限界測定車として改造を受けた先頭車両（21-5035）が中華民国（台湾）へ渡った。
2007年（平成19年）8月にはYS-11などとともに機械遺産として認定される。
2008年（平成20年）11月30日に岡山14時51分発、博多18時21分着の「こだま」659号（R68編成）をもって、0系の定期運用を終了。同年12月6日・13日・14日に新大阪 - 博多間にて「ひかり号」として「0系さよなら運転」が行われ、12月14日に新大阪14時56分発、博多18時1分着の臨時「ひかり」347号（R61編成）をもって営業運転を終了した。その後は全車が廃車され、車種としては廃止された。

長期増備の原因

東海道新幹線の建設から開業までは時間的にかなり限られていて、車両開発に十分な時間を割けなかったため、モデル車両「1000形」をベースにした車両（現在の0系）を開発し、そこから得られた改良箇所を後継車両（0系増備車）に反映させる計画だった。この車両は全国新幹線網成立の時点で周波数50 Hz/60 Hz 両用車両にする構想だった。この一環として951形・961形といった試験車両が製作された。また後継車両のために100代形式を欠番扱いとし、東北・上越新幹線用営業車両には200系の形式称号が与えられた。しかし、実際には計画どおりにはならなかった。
新幹線車両は当初の耐用年数を20年と想定していたが、連日の長距離高速（高負荷）運転による酷使の結果、車体と機器、両面の劣化が予想より早く進行したため（特に車内の気密性の低下が問題となった）、初期製造車は12年目の法定検査切れの車両より廃車が始まった。以上のような理由から、1976年（昭和51年）9月より1、2次車の淘汰が開始されたが、当時の国鉄の財務状況の悪化や、労働紛争の影響で、国鉄内部では車両を含めた技術革新が停滞していた。その一方、0系の基本性能は必要な水準を満たしており、かつ、それが安定していたことからも、当時の動労をはじめとする労働組合は新形車両の導入に否定的であった。さらには0系の増備を過剰に推し進めた結果、ひとつの編成中で車両の経年が不揃いとなっていったことも合わせ、既存の車両と混成・編成替えを行う都合などから、互換性を配慮する必要も生じた。
このため0系を新しく製造して古い0系を置き換える状態が続き、約22年間・38次にわたって、細部の改良を重ねながら0系が発注・製造され続けることになった。なお、JR東海会長葛西敬之「国鉄改革の真実」によると、編成価格は約30億円である。

車体

車体長24.5 m、車体幅3,380 mm と非常に大型の流線型準張殻構造車体である。在来線車両より5 m 長く、50 cm 以上（151系に対しても約43 cm）広い。また、高速安定走行実現のため、車輪径が大きく台車の背が高くなったことや床下に艤装される電装品の制約もあって客室床面高さも1,300 mm （旧南満州鉄道「あじあ」号用客車などの標準軌用旅客車の標準床面高さと同じ）と高い。
このように従来にない破格の大型車体であるが、1 mm から6 mm の範囲で部材の板厚を細かく変更し、必要に応じ高耐候性圧延鋼材(SPA-C)・熱間圧延軟鋼板(SPHC)・一般構造用圧延鋼材(SS)と鋼材の種類を使い分けることで、設計当時の技術で実現可能な普通鋼製車体としては限界の軽量化に近い、公称構体重量10.5 t を実現した。そのため、車体側面の側鋼体は平行柱構造となっている。また、屋根上は2重構造とし、屋根上の歩行を可能としており、空調装置を搭載してその空気を取り入れるほか、主電動機を冷却するための空気も取り入れる構造としている。
もっとも初の超高速電車として機器構成の冗長性を高めて信頼性を確保する設計であり、搭載機器が重装備であったため、各車の公称自重は52.5 t（25形）から57.6 t（21形）に達した。
そのデザインは、空力特性を考慮して形状を決定された。設計者の三木忠直の下で風洞実験に当たった鉄道技術研究所の技術者田中眞一によれば、レーシングカーや航空機などの設計を検討したうえで、ジェット旅客機DC-8の機首を修正して前頭形状を設計したという。
前頭部先端には丸いカバーを装着している。この中には非常用の連結器が納められており、使用の際にはボルトで固定された丸いカバーを外して、収納された連結器をロープと滑車を用いて降ろす仕組みとなっている。開発当初、この丸いカバーは半透明のアクリル樹脂製で、前部標識灯（前灯）の漏れ光を光源にして光る構造となっており「光前頭」と呼ばれた。後に走行中の鳥との衝突で破損することから、丈夫なFRP製のものに変更され、不透明となったことで「光前頭」は廃止された。前灯と尾灯は同一のランプを兼用しており、尾灯として使用する場合は赤いスクリーン（赤フィルター）を通して点灯させる仕組みとされ、前期車はバタフライ（二つ折り）式スクリーン、後期車は半円形（回転式）スクリーンである。前照灯を減光せずに用いるため一般的な尾灯に比べて非常に輝度が高く、雨天時に列車がトンネルに入った際など、トンネル坑口から赤い光の帯が延々と伸びる様子が見られた。
先頭車の運転台は、レール面上から運転士の目の高さが約3.5mとなるように高い位置に設置されており、高速運転での運転士の視界を確保している。前面ガラスは2枚貼り合せの防弾ガラスを使用しており、鳥類などの衝突にも充分に耐える構造としている。運転装置は2ハンドルであり、自動列車制御装置（ATC）での運転を前提としているため、横軸・前後回転式のマスコンハンドル（マスターコントローラー）を右側に、縦軸・水平回転式のブレーキハンドルを左側に配置している。これは、走行中に扱う頻度の多いマスコンハンドルを右手操作とし、駅停車以外ではあまり扱わないブレーキハンドルを左手操作としているためである。速度計は運転台正面と運転台右奥に2つ配置されており、前者はATC速度信号を表示する機能が付いた針が横に動く大型のアナログ指針式の主速度計と呼ばれており、後者は主速度計が故障した際にも運転を可能とするためのバックアップであり補助速度計と呼ばれている。また、運転台中央には、故障や動作表示の表示灯が配置されており、その左側には電圧計と圧力計が、その右側に常時に使用するスイッチ類が配置されている。2人乗務ができるように運転士側と助士席側に2つの腰掛が設置されているが、運転操作は1人で行えるようになっている。
先頭車の前頭部内には列車無線や電話装置などの機器が収納されており、機器を保護するため空調装置が装備されている。また、そこに点検の際に出入りできるように、運転室の運転台中央下部にくぐり戸が設けられている。
先頭車床下には、障害物を跳ね除けることのできる排障器を設けている。鋼板を多重にしたこの「スカート」部分は、少々の岩なら軽く跳ね除ける。高速運転時の脱線を警戒したものである。そして本来は揚力による浮き上がり脱線転覆を防ぐ意味があり、スカート両脇のフィンも、風の力で車体を押し下げる作用を持つ。これも三木忠直の航空力学を応用したものである。
先頭車屋上には、今や新幹線のトレードマークともなった、架線に電気が流れているかどうかを検知する逆L字型で薄い板状の「静電アンテナ」が装備されている。新幹線開業前の試作車1000形のものとは大きく異なっている。設置位置の変化はあるものの、この0系で採用された静電アンテナの形状は、N700系に至るまでほとんど変わっていない。
先頭車内部には警笛装置が在来車同様に備わっているが、それまでの国鉄車両とは異なり、高低2種類のホーン（形式はAW8とAW9）を組み合わせた。これは、やわらかく明るい音色を出すために和音で表現しようとしたもので、この警笛は後の新幹線車両にも引き継がれている。
車両の連結部には、車端ダンパが装備されており、車両妻面上部にオイルダンパを設置して、それをアームとリンクを介してお互いを連結することにより、車体に発生するロール方向の動揺を低減させる。また、ヨー方向の動揺にもある程度の効果を示す機能を持っている。
最初期の車両は列車種別・列車名・号数・行先が書かれた行先サボと、「座席指定」（青地白文字）および自由席（「座席指定」の裏面に表記。白地青文字）を表示する座席表示サボが取り付けられていたが、高速走行中の脱落の可能性や列車本数の増加による煩雑さ、さらには盗難が相次いだこともあり、まず1965年および1966年頃に座席表示サボ枠の使用を中止し、その後1967年および1968年頃に行先サボも使用を取り止めた。このため行先サボ枠については中間車は3次車より、先頭車は11次車より省略され、座席表示サボ枠についても6次車より省略された。
上記のサボ使用廃止後は、しばらくは車両側に行先表示がされることはなかったが、東京 - 新大阪間のみだった当時は運行系統自体は単純であり、終着駅の表示だけで事足りたが、岡山開業以降は複雑化したため、以後の新造車は現行の電動式方向幕が取り付けられた。電動幕に関しては、既存の車両に対し、当初は取付工事（改造）が行われた車両も存在したものの、新製車で旧来車を淘汰する方針となり、1976年（昭和51年）以降は取り付けられることはなかった。また指定・自由席表示も当初の札式から、省略の時期を経て、スリムライン、電動幕と変化している。

塗装

オリジナルの塗装は、車体がアイボリーホワイト、窓周りがブルーの塗り分けだった。この青色塗装は、新幹線ブルーともいわれる。配色は、航空機（旅客機）をライバルとして意識し、青空と白い雲のイメージから採用されたものである。配色の由来は太平洋の青、航空機や青空など諸説あるが、JR東海の運営するリニア・鉄道館が保管していた旧国鉄の内部資料「東海道新幹線電車技術発達史」に記載のあることが判明し、それによれば、1962年（昭和37年）、国鉄や車両メーカーの担当者、外部の画家やグラフィックデザイナーらが参加した会合で配色が決定した際、卓上にあった煙草のハイライトのパッケージが議論の中で重要な役割を果たした。星晃へのインタビューによれば、塗色はパンアメリカン航空の旅客機の塗装と煙草のハイライトのパッケージを意識したものである。当初は部外委託委員会の検討結果から「アクリル樹脂エナメル塗装自然乾燥」で行われたがその後変更された。なお21-2は保存の際にこれに近い材料を用いて復元されている。1988年（昭和63年）に登場した「ウエストひかり」用車両は100系と似た窓下に子持ちラインを追加した塗装パターンを採用した。当初地色は他の0系同様のアイボリーであったが、その後1995年（平成7年）に100系の地色と同じ白3号となり、それ以外の車両も順次変更されている。
その後の塗装の変遷については「#JR西日本」および「引退に至る経過」の節で詳述する。

主要機器

最高速度200 km/h 以上で走行するため、在来技術を最大限に活用しながらも、強化したものとなっている。本系列の全電動車方式（全車を動力車とする方式。オールMとも。）は、走行中に1ユニット（2両）が故障しても25 ‰ の連続勾配で160 km/h の走行を可能にするために採用され、以後新幹線の基本的なポリシーとして踏襲されている。

駆動方式・主電動機

駆動方式はWN継手を介して電動機の出力軸と駆動歯車を接続するWN駆動方式を採用。主電動機は MT200 形と称する直流直巻電動機で、連続定格出力185 kW/415 V・490 A・2,200 rpm であり、原設計は三菱電機が担当した。1964年（昭和39年）当時、日本における電車用、かつカルダン駆動方式のモーターとしては最高の出力を持つ。これを1両あたり4基搭載し、1両で740 kW（≒1,000 HP）の出力を確保している。全車電動車編成を組み、動力性能上の均衡速度は平坦で235 km/h、10 ‰ 上り勾配で196 km/h に達する。1966年（昭和41年）度の新造車（4次車）より絶縁強化を図ったMT200A形を、1973年（昭和48年）度の新造車（15次車）からは1時間定格出力を225 kW に増強したMT200B形を装備する。1992年（平成4年）、0系の主電動機がMT200Bに統一されたことで、限流値を上げ、起動加速度を1.2 km/h/s に向上させた。

設備

グリーン車（1969年まで一等車）のうち、15形は博多方車端の1か所に、食堂（ビュフェ）合造車のうち35形は車体中央部と東京方車端の2か所に、これ以外の形式（36形を除く）は各車両端の2か所に客用扉・デッキを設けた。全室食堂車として製造された36形には東京方車端にデッキがあり、海側には客用扉と同様な扉を持つが、これは業務用扉であり、乗客の乗降には供されない。
全車両にヒートポンプ式の空調装置を備えている。車内の気圧変動防止のため、固定式の窓はもとより、客室用のドアまでが気密構造となっており、トンネル内での気圧変動による耳ツン防止のため、トンネル前方に設置された地上子からの電波を列車が受信して、屋根上の換気用吸気口、すなわちルーバと床下の排気口を自動で遮断してこれに備えていた。しかし山陽新幹線博多開業後は山陽新幹線で長大トンネルが連続する区間があり、換気を遮断する回数が多くその時間も長くなることが懸念された。そのため、岡山駅以西では951形で試作されたターボファンによる連続換気方式が採用されることとなった。1973年（昭和48年）以降に製造された車両（14次車以降）はこの新換気方式に対応しているが、それ以前の車両は当時の「ひかり」編成にのみこの対策がなされることとなった。後に編成組み換えでS編成やY編成が組成された際に、非対応車が入っている編成は岡山以西乗り入れ不可を示すため原編成番号+50で識別していた。
開通当初より製造された基本番台車両は側窓が座席2列で1個の広窓であったが、1976年（昭和51年）以降増備された1000番台車より石跳ね等による窓ガラスの損傷を警戒し、座席1列に1窓という狭窓となった。そして1981年（昭和56年）より増備が開始された2000番台は、座席間隔（シートピッチ）の拡大（普通車：940 mm → 980 mm）に伴い、僅かながら窓の横幅も広げられている。この2000番台車では製作の簡略化のため、車内の窓周辺部がFRPユニットとなり、窓下のかまちと呼ばれるスペースが廃止された。このかまちには落下防止用の浅い縁が付けられており、小物（飲み物の容器等）を置く場所として利用されていた。後の100系以降ではFRPユニットにもこのスペースと縁が作られている。
初期に落成した車両から1000番台までは車体側面の腰板に非常口が設けられていたが、車体の腐食を防ぐ意味と、新幹線のシステム全体における高い安全性もあって、後に埋め込まれている。この改造は、JR東海所属車は蓋を除去して新たに板をハメ合わせて溶接、平滑に仕上げたのに対し、JR西日本所属車は非常扉そのものを溶接しただけであった。また2000番台からは落成時より非常口を設けていない。
便所は2両に1箇所（奇数号車の東京寄り）に設置されており、原則として大便所2箇所と小便所1箇所、洗面所2箇所に冷水器という構成である。大便所は基本的に和式便器であったが、一等車（グリーン車）の15形と25形200番台（乗務員室付）の大便所1箇所は洋式便器とした。その後、洋式便器は食堂車に隣接する27形（食堂従業員用）や、35形に代わって製造されたビュフェ合造車で車椅子対応とした37形の車椅子対応便所にも設置された。冷水器の水は設備に付属の紙コップで飲めるようになっていたが、紙コップは円筒形ではなく封筒形で底が平らではなかったため、テーブル上に置く事ができず、繰り返しの使用にも適したものではなかった。

ビュフェ車・食堂車

ビュフェは開業時から存在し、岡山開業時までに製造された車両（35形、1992年までに全廃）には椅子が設けられていたが、本格的な全室食堂車である36形の登場後は、軽食堂よりも売店・車内販売基地としての機能が主体となったことから、第22次車以降の増備車両（37形）からセルフサービスの立食式に変更され、ビュフェ自体の面積も縮小された。
開業時は全編成とも2両組み込まれていたが、日本万国博覧会（大阪万博）輸送を控えた1969年夏頃より輸送力増強を目的として「こだま」用編成の5号車を売店車（25形400番台）に差し換え、以降「こだま」用編成はビュフェ1両が正規となった。ただし、こだま用全編成の組み換えまでには至らず、1973年8月から1980年9月までのこだま用K編成47本体制下において、17本がビュフェ2両組み込み（ただし1両は売店扱い）のまま残ったが、そのうち10本については1975年から1976年にかけて2両のうち1両が新製の売店車と差し替えられ、ビュフェ車については増備されたひかり用編成に転用された。
山陽新幹線全線開通を控えた1974年以降、「ひかり」用として使われたH・NH・N編成には食堂車（36形）が設けられていた。食堂車については山側に独立した通路を設け、通り抜ける乗客と食堂車利用者の分離を図っている。食堂内の山側には4人掛けの、海側には2人がけのテーブルが設置された。
当初は通り抜ける客に食事をするようすを見られないように、食堂と通路を隔てる壁に窓を設けていなかったが、利用客から「食事しながら富士山を見られないではないか」というクレームが多かったことを受け、1979年以降、通路側壁面に窓（通称：マウント富士）を設置する改造が施工された。
1995年1月17日に阪神・淡路大震災が発生し、姫路 - 新大阪間は高架橋の落橋や橋脚の損傷のため運休していた。この時に博多 - 姫路間の運用に充当されていた本系列の食堂車は営業休止となり、そのまま再開されることなく営業を終了した。
民営化以降、JR西日本はサービス改善のため「ウエストひかり」編成にビュフェを改装した車両を連結した。ビュフェカウンター横のスペースを拡大してテーブルと椅子を設け、座席に持ち帰ることなくそのまま座って食べられるようにした。ここではカレーライスなどの軽食が提供された。最後までビュフェ車が連結されていたのはR62編成の3号車（37-7302）で、フリースペースとして供用されていたが、2008年3月14日に運行を終了し、3月28日付で廃車された。

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。
奇数形式と偶数形式でユニットを組んでMM'ユニットを構成し、偶数形式（M'車）博多方にパンタグラフが設置されている。

製造・編成の推移

主な出典は日本車両ミュージアム 0系新幹線　1次車から38次車までの変遷である。

山陽新幹線

0系で最後まで残った車両は連日の高速運転や20年を越え老朽化が進んでいた。
当初、JR西日本では「0系はN700系の営業開始まで使用する」と発表していた。
その後、2007年9月に発表されたN700系の追加増備計画に伴い、余剰となる500系5編成を16両編成から8両編成に短縮し、山陽新幹線の「こだま」として運用することにより、0系を置き換えることが同年12月19日にJR西日本より正式に発表された。これにより0系は2008年11月30日をもって営業運転を終了し、全車廃車と発表された。
同年2月27日には、6月ごろまでに3本の編成（R61,R67,R68編成）を落成当時のクリーム10号と青20号の車体塗装に復元することが発表され、塗り替えられた編成は、同年4月18日より運用を開始した。塗り替えられなかった他の編成が廃車となり、2008年6月20日からは、運用につく0系はすべて白地に青帯の原色編成となった。塗料の材質が当時と異なるため、落成時とは若干異なった色合いとなった。
また、同日より車内放送用メロディーも2003年秋まで使用されていたものに戻された。

映像作品の登場

0系は、その人気ゆえに、映像作品にも数多く登場している。