일본국유철도 113계 전동차

구조

도카이도 선에는 1950년대 말부터 1960년대 초에 걸쳐 80계와 153계가 운용되어 왔다. 그러나 두 형식은 차량 한쪽 면에 외미닫이문이 둘씩 밖에 없었고, 데크가 있어 출퇴근시간대의 여객 취급에 어려움이 있었다. 이 문제를 해결하기 위해 일본국유철도(현 JR)에서는 차량 한쪽 면에 양미닫이문 셋이 있고 데크가 없는 근교형 차량을 도입하게 되는데 이 차량이 바로 111계이다.
1960년대 조반 선에서 사용하기 위해 개발된 교직류 겸용 전동차인 401계와 그 자매차인 421계의 직류 전용형이라 할 수 있는 차량으로, 주전동기로는 이들 계열과 같은 출력이 100kW인 MT46형 직권전동기를 탑재하였다. 차체 구조나 좌석 배치 등도 이들 계열과 대동소이하다.
동력차의 대차는 401계·421계와 같은 DT21B형 대차를 사용하였으나, 부속차의 대차는 제동력을 강화하기 위하여 디스크 제동을 사용하는 TR62형 대차를 채용하였다.
전두부는 1961년 이후 제작된 153계 전동차의 고운전대 구조를 채용하였다. 전조등은 완성 시점에서는 대형 타입으로, 후에 전면 강화 공사와 병행하여 소형인 실드빔으로 개조된 차량도 있다. 쿠하 111형 중 시즈오카·고베 방면에 연결되는 선두 차량은 전동 공기압축기를 탑재하고 있어 300번대로 분류된다.
이윽고 출력이 120kW로 더욱 강력한 MT54 전동기가 개발되었고, 신규 도입 차량은 이를 탑재한 113계가 생산되면서 111계의 생산은 1962년에서 1963년이라는 짧은 기간동안만 이루어지게 되었다.

113계

1962년에 선행 개발된 상기 111계를 바탕으로 120kW로 출력이 강화되어 새로운 표준 MT54형 주전동기를 이용한 형식이다. 이에 따른 주제어기, 주저항기 등도 용량이 증대되었다. 1963년부터 1982년에 걸쳐 약 2,943량(사로 124.125형을 포함하면 2977량)이 생산되어 주로 혼슈내의 평탄하고 온난한 지역의 노선에서 널리 보통 열차와 쾌속 열차로 이용되었다. 관련 계열로 한랭·급경사 노선용으로 병행 생산된 115계가 있는데 이것과 비교해 평탄선용이기에 억속 제동, 노치 반환 제어는 탑재하지 않는다.
JR 이행에 즈음해서는 동일본 여객철도(JR 동일본)·도카이 여객철도(JR 도카이)·서일본 여객철도(JR 서일본)의 3곳으로 계승되어 주로 도카이도 본선과 산요 본선 계통 등 평탄 노선의 보통·쾌속 열차에 운용되었지만, 후계 형식에 의한 교체로 JR 동일본에서는 2011년, JR 도카이에서는 2007년에 운용을 종료했다. 2014년 4월 시점에서는 JR 서일본에 162량과 JR 시코쿠(JR 동일본으로부터 일부 차량이 양도되었다)에 12량 합계 174량이 재적하며 주로 보통 열차에 운용되고 있다.
113계의 형식의 신조차 및 개조차는 다음과 같다. 덧붙여 순서는 과거의 관례에 준한다.

신규 제조차 상설

여기에서는 신규로 제조된 113계의 번대 구분을 지상용과 지하용으로 나누어 해설한다. 개조 차량의 번대 구분에 대해서는 다음 절을 참조.

개조

본 계열은 오랫동안 대량으로 제조되었고 JR각사로 이행된 후에도 사용되면서 지역과 시대의 요구에 맞춘 개조 공사가 다수 있다.

JR동일본

국철에서 대량으로 승계되었만 신형식의 투입에 따라 현재는 전 차량이 정기 운용에서 퇴역했다.

AU712형에 의한 냉방 개조차

국철 시대에는 냉방차는 신조차와 동일한 AU75계 냉방 장치로 냉방 개조되어 있었지만 비냉방차는 냉방 탑재를 전제로 한 설계에서는 없어 탑재에는 구체 보강 및 전원용 3상 교류 인통선 증설 공사가 요구되어 큰 비용과 시간을 필요로 하고 있었다. 113계에서는 마쿠하리 전차구에 속해 있던 야마자키 로컬용 차량에는 대량의 비냉방차가 남아 있어 대응이 시급했었다. 1000'번대 냉방 준비차는 AU75에 의한 냉방 개조를 실시했으나 초기차량에 대해서는 1988년 이후 지붕에 복수의 냉방 장치를 장착해 중량을 분산하기로 하고 보강이 불필요한 집약 분산식 냉방 장치를 사용한 냉방 개조로 이행했다.
처음 시행된 3량(쿠하 111-1007·모하 113/112-1014)은 AU75형 냉방차와 혼결되기에 냉방 전원은 모하 112형의 MG교체에 의한 용량 증강으로 대응하고 있었지만, 그 다른 차량은 편성 단위로 개편이 이뤄졌기 때문에 개조 기간·비용을 더 절감하기 위해 옥상별 설치의 SC24형 보조 전원 장치(SIV)도 함께 설치한 타입으로 등장했다. 많은 차량은 차량 갱신 공사와 동시에 치러졌지만 일부 차량은 차량 갱신 공사 또는 특별 보전 공사 시행 후에 별도 냉방 개조가 이루어졌다.
1992년에 대상 차량 개조가 완료되었지만 이들 차량은 원래 차령이 높은데다 AU712형 냉각 용량이 낮은 결점이 있었기에 특별 보전 공사차는 1996년 이후 E217계의 투입에 의해 조기에 폐차되고 나머지 차량도 2004년 이후 고즈 전차구에 E231계가 투입되면서 상태가 양호한 113계로 대체되고 2006년 중 전차량 폐차되었다.

모야 113형

이상시의 대응 및 차량 고장시의 응급 처치 등 승무원의 순회 훈련용 차량으로 모하 113형(#신조 형식을 참조)에서 개조된 사업용 차량이다. 차내는 후방측 절반의 좌석이 철거되고 미팅용 공간과 시청각 교육용 AV 기기가 설치되었다. 차량 외부는 측면에 훈련차임을 보여 주는 흰띠 2개와 '훈련차'의 문자가 추가되었다.
당초 1991년에 0번대 모하 113-68이 모야 113-1로 개조되었으나 1995년에 같은 0번대에서 내구연한이 짧았던 모하 113-192 개조의 모야 113-2와 교대로 폐차되었다. 모야 113-2는 2005년까지 사용되었지만 폐차되어 형식 소멸되었다.

전면 강화 차량

1992년 113계의 쿠하 111-1038이 나리타 선에서의 건널목 사고로 승무하던 기관사가 변형된 운전대에 끼여 순직했다. JR동일본은 이 사고로 충돌에서의 승무원 보호를 위해 선두부에 스테인리스판(일부 철판의 예도 있음)을 추가하는 공사를 적극적으로 실시했다.
이런 종류의 공사는 국철 시대부터 이뤄져 왔으나 이 사고 이후에는 더 내성을 높이기 위해 그 이전이나 다른 JR 각사보다 철저한 자체 메뉴로 이행했다. 하부의 안티 클라이머(판상의 물체)는 1장에서 4장(점퍼 연결기 입력 부분은 2장)으로 증강되고 창 밑의 난간은 철거되어 충격 흡수판이 설치되었다. 원래 안티 클라이머는 정면 충돌시 다른 차량의 타오름 현상을 막는 것이지만, 여기에서는 장애물에 대한 범퍼적 의미가 강하다. 같은 해에 모든 비 시행차를 강화하기 위해 공장뿐 아니라 각 전차구에서도 공사가 실시되었다. 이 중 요코스카·소부 쾌속선의 가마쿠라 차량 센터, 마쿠하리 차량 센터)의 두곳에서 시행차에는 도장을 생략하고 스테인레스지에 띠 테이프를 첨부된 정으로 출전한 차량도 존재했지만 다음의 공장 입장시 도장이 실시되어 단기간에 소멸했다.
또한 전조등이 백열전구인 차량은 개조와 동시에 실드 빔으로의 교체가 실시지는 바람에 공사 완료에 따라 부차적으로 백열 전구 탑재차도 소멸되었다.

리뉴얼 차량

1999년부터 마쿠하리 전차구(현 마쿠하리 차량 센터) 소속 1000'번대 후기형 1500번대를 대상으로 리뉴얼 공사가 실시되었다. 내용은 압축기를 왕복식에서 나사식으로 교체, 좌석 교체, 대차의 액슬 박스 밀봉을 롤러 베어링으로 개조, 보조 전원 장치 MG에서 SIV교체 등이 꼽힌다. 편성 번호는 4량 편성은 S221-S225, 6량 편성은 S61-71이 부여되었다. 이들 편성에서는 후년에 열차 번호 표시기가 LED화되고 있는 것도 특징이다. 또한 모하 112-1252와 1517은 리뉴얼 공사는 시공되지 않았으나 보조 전원 장치나 컴프레셔가 변경되었다.
마쿠하리의 차량만으로는 쿠하 111이 부족했기에 예전부터 배치된 0'번대 선두차(-231, -249)도 리뉴얼이 실시되었다. 이 외에 폐차 대상이었다가 상태가 양호했던 오야마 전차구 소속(구 오후나 전차구 소속) -1138, -1455의 2량을 전속시켰고 마쿠하리의 1000'번대 갱신차와 고즈 전차구의 미갱신차(-244, -552, -1602, -2146)와 교체가 실시되었다. -2146은 2000번대에서 유일하게 리뉴얼 공사가 실시된 차량이다.
리뉴얼 공사는 2001년까지 실시되었다.

화장실 부분의 측면 행선막 철거

1996년경부터 요코스카·소부 쾌속선 및 도카이도 선에서 운용되고 있는 쿠하 111, 사하 111의 화장실 부분 행선막이 사용 정지되었다. 이는 화장실 부분 행선막의 도난이나 이를 노린 악질 행위가 자주 일어났기 때문이었다. 시행 후에 막 부분은 흰색 또는 오렌지의 종이가 붙고 가리개 부분만 남은 것과 스테인리스 철물로 채운 것이 있었다. 덧붙여 대상 차량이 보소 지구 로컬로 전용된 경우 행선막은 복원되어 있다.

JR도카이

후계 형식의 투입에 따라 2007년도내에 전차량 폐차되었다.

C-AU711형에 의한 냉방 개조차

비냉방차를 많이 보유하고 있던 JR도카이에서는 1988년부터 냉방화율 향상 조기 실현을 위해 0번대 비냉방차에 국철 시대와 비교하여 간소한 냉방 개조를 실시했다.
탑재되는 냉방 장치는 기존의 집중식 AU75형 1량당 1기에서 집약 분산식 C-AU711형 1량당 2기로 중량의 분산에 따라 차체 보강 등의 관련 공사가 간략화되었다. 냉방 전원은 냉방 동력차와 편성을 조성하는 쿠하 111형으로 모하 112형의 대용량 MG로부터 급전한다. 편성 단위인 냉방일 경우 비용과 중량이 증가하는 관계로 모하 112형의 MG 교체는 실시되지 않았고, 편성 중의 쿠하 111형 1량에 전용의 직류 600V 정지형 변환기(SCV)가 신설되었다.
냉풍 토출구는 AU75형 탑재차와 달리 실내등 설치 위치에 따라 선로 방향으로 2개 설치되어 기존의 설치된 선풍기도 냉방 장치 등의 지장이 되지 않는 것에 대해서는 그대로 사용되었다. 형광등은 냉풍 토출구 옆의 설치 자리로 이전되어 증설되었다.
개조에 있어 냉방 동력차와 편성을 조성하는 쿠하 111형은 이전 차호에 SCV 탑재의 쿠하 111형은 전 번호+6000, 나머지는 전 번호+5000로 구분된다. 또한 냉방기의 외관은 다 마찬가지이지만, MG에서 급전을 받는 것은 C-AU711C형, SCV에서 급전을 받는 것은 C-AU711D형으로 구분되고 있었다. 또한 측면 행선막은 설치하지 못했다. 운전대 후방의 통풍기 교체(대형→ 통상의 흡출식 또는 가압식)도 실시되지 않았다.
SCV 탑재차는 모두 오가키에, MG 급전차의 대부분은 시즈오카에 배속되었다. 일부의 쿠하 111형은 오물 처리 장치를 장착한 채 화장실 사용을 가능하게 하고 있었다. 대상 차량은 전체 차량 초기 차량으로 313계 투입에 의해 2001년 3월까지 전 차량 폐차되었다.

운전실 후방 창 확장

쿠하 111-0'번대, 2000번대는 운전석, 조수석 부분의 창이 작은 객실로 전면 조망 및 차장 승무시 객실 전망이 좋지 않았다. 이 때문에 1991년부터 1994년에 걸쳐 대상 전체 차량에 이 공사가 실시되었다. 또한 H고무로 마감한 유리 지지는 확대시 금속 마무리로 변경하여 확대시에 지장이 되는 기기는 이설되었다. ATS-P 설치차는 설정기를 조수석 창 하부부에 들어가 아울러 조수석 의자가 철거되었다. 쿠모하 113은 선두차 개조시에 시행되고 있다. 창 면적은 쿠하 111 개조차보다 크다.

JR서일본

게이한신 지구에서 많이 사용되고 있었지만 후계 형식의 투입에 따라 폐차가 진행되고 있다. 또한 복잡한 개조 및 전용도 많다. 2008년부터는 히로시마 지구에서의 운용도 개시되었다.

연명 NA공사

국철 시대에 특별 보전 공사를 받은 차량에 어코모데이션 개량만 추가한 공사. 중복되는 부분은 생략되었다.

간이 냉방 개조차

JR서일본에 승계된 비냉방차는 221계의 투입과 함께 상당수 폐차되었으나 선두차를 중심으로 일부 분산식 냉방 개조가 실시되었다. 아래 다음과 같다.

WAU102형 탑재차

1988년부터 JR도카이 C-AU711형에 의한 냉방 개조와 같은 방식으로의 간이 냉방 개조가 실시되었다. 편성에 따라 급전 방식이 2가지 준비된 점도 동일하다.
JR서일본에서는 집약 분산식 1량당 3대의 유형이 채용되어 냉방 동력차와 편성을 조성하는 쿠하 111형은 모하 112형의 대용량 MG에서 급전된다. 편성 단위 냉방의 경우는 편성 중의 쿠하 111형 또는 쿠모하 112형 1량에 직류 440V 정지형 인버터(SIV)가 신설되었다. 전자는 각지에 존재했으나 후자는 후쿠치야마 운전소(→후쿠치야마 전차구)의 800번대만 시행되었다. 또한 비냉방 시절 설치되어 있던 선풍기는 존치되어 쿠하 111형의 운전대 후방 통풍기 교체(대형 → 통상의 흡출식 또는 가압식)도 이뤄지지 않았다.
개조에 의한 차량 번호 변경은 없다. AU75계에 비해 냉방 용량이 떨어지는 등의 문제에 더해 노후화로 폐차가 진행되고 있어 현재는 쿠하 111형(-811, -812) 2량만 시모노세키 종합 차량소에 남아 있다.

WAU202형 탑재차

비냉방차의 비율이 높아 초반의 교체 계획 예정도 없었던 800번대를 대상으로 WAU102형과 병행하여 버스용 냉방을 응용한 냉방 개조가 실시되었다. 1991년까지 쿠모하 113형+쿠모하 112형 2량 편성 3개(후의 5800번대 1인 승무 대응차, 800번대 항에서 해설)와 쿠하 111형 3량(823-825)의 9량이 개조되었다.
당초 장치의 거의 전부가 차내에 탑재되어 냉방 전원은 난방과 마찬가지로 가선의 직류 1,500V를 직접 수전받아 이용하기로 했다. 그러나 차내 기기 점유 면적이 많은 후기에 시행된 쿠하 111형 3량의 실외기 부분이 지붕 탑재로 변경되어 쿠모하 113형+쿠모하 112형의 3개도 1992년부터 1993년에 걸쳐 실외기 부분의 이전이 실시되었다. 쿠하 111형 3량은 1999년과 2001년 5800번대가 된 쿠모하 113형+쿠모하 112형 중 -5807과 5809는 2009년 2월 마지막 남은 쿠모하 113-5803+쿠모하 112-5803은 2010년도에 각각 폐차되었다.

415계 800번대로의 개조

개조 후에는 3량 편성이었기에 쿠모하 113, 바닥 밑에 교류 기기를 탑재하기 위한 MG 비탑재 차량의 모하 112(시작 및 1971년도 냉방 개조차 및 모하 112-801), 110kVA의 MG를 탑재한 쿠하 111(시작 및 1971년도 냉방 개조 차량)이 편성 대상으로 선정되었다. 개조 후에는 차량 부족을 메우기 위해 일시적으로 신후쿠치야마색으로 도장을 변경하고 후쿠치야마 선 계통에서 사용되었다. 자세한 사항은 415계 800번대를 참조.

800번대 개조 관련

나나오선 전용 차의 출연으로 부족한 800번대가 추가 개조되고 잉여차를 활용하는 추가 개편도 실시되었다.

반자동 설비 탑재차

사가노 선에서 운용되는 무코마치 운전소(현 교토 종합 운전소)의 113계는 겨울 한랭지대인 가메오카 분지를 운행하는 데도 불구하고 출입문의 반자동 설비가 없어 차내 보온에 문제가 있었다. 이 때문에 1991년에 이 구간에서 운용되는 113계 2000번대(→7000번대)의 전체 차량에 대해 누르는 버튼식 반자동 장치가 설치되고 동시에 내설 제동의 증설도 실시되었다.
다음해에 후술하는 체질 개선 공사를 시작했을 때 고세이 선 계통에서 운용되는 5700번대와의 운용이 바뀌면서 사가노 선 운용에 투입된 5700번대에도 누르는 버튼식 반자동 장치가 설치되었다. 5700번대는 출입문 버튼 설치 위치 관계에서 도어 포켓 창이 좁아지거나 또는 매립되면서 외관의 인상이 바뀌었다.

115계에서의 개조

1984년 2월 1일 국철 다이어 개정에서 아보시 전차구의 8량 편성(TcMM'Tc'TMM'Tc')을 7량 편성(TcMM'TMM'Tc')으로 변경하기 위해 짝수번호 쿠하 111형 300번대가 잉여가 된 한편 오카야마 지구에서 모하 115형을 쿠모하 115형으로 개조하면서 짝수번호 쿠하 115형이 부족하여 쿠하 111형 300번대 6량을 쿠하 115-601 - 606으로 개조하여 전용했다. 또한 1994년에는 223계 투입에 따른 잉여 히네노 소속 113계 냉방차 3편성의 쿠하 111형 5300번대를 쿠하 115-620 - 622로 개조한 냉방의 쿠하 115형으로 교체했다. 게다가 게이한신 지구에서 사용된 115계 편성으로 오카야마 지구 전속때 소요된 사하 115형을 115계 편성에 조성되고 있었던 사하 111형을 개조하여 충당했다. 자세한 것은 쿠하 115형 600번대, 사하 115형 7000번대를 참조.

또한 이와 별도로 시모노세키 지구에 잔존한 115계와 편성을 조성한 쿠하 111형에 대해서는 115계 제어차로 사용하기 때문에 주간 제어기를 억속 제동에 대응한 것으로 교체하는 등 개조하였고, 실제로는 115계 제어차이다. 승객용 출입문 반자동 제어는 지원하지 않는다.
2012년부터 시모노세키 지구에 재적하고 있는 0번대와 115계 0번대 쿠하의 노후차 교체를 목적으로 히로시마 지구 2000번대에 주간 제어기를 억속 제동에 대응하는 것으로 교체하는 등 개조가 실시되고 있다.

후쿠치야마 선·산인 본선

후쿠치야마 선 사사야마구치-후쿠치야마간 및 산인 본선 후쿠치야마 - 기노사키(현재의 기노사키 온천)간의 수송력 적정화와 2001년 3월 일부 열차의 1인 승무 운행으로 800번대 가운데 모하 113형+쿠모하 112형 유닛에서 다시 개조된 그룹이다. 2량 9개 편성이 개조되었다.
2량으로 운행할 수 있도록 모하 113형에는 운전대가 설치되어 쿠모하 113형이 되었으나 개조 공정과 경비 절감을 위해 기존처럼 폐차체에서 전두부를 이식·용접하는 것이 아닌 편성에 조성된 쿠하 111에서 운전대 기기만 유용, 중간차 시절의 구체를 유지하여 매우 간단하게 신조한다는 가치 공학적 수법이 채택되었다. 그 결과 3장의 평면 창이 설치된 비관통의 맞배 형상에 전조등은 중앙 상부에 2등이라는 원래와는 전혀 다른 형상이 되었다. 차체 아래를 가득 채운 후미등에 해당 부분만 노천 보강판이 설치된 것과 더불어 독특한 외관으로 마치 개조한 왕년의 구형 국철의 양상을 보이고 있으며, 철도팬 사이에서는 '상파치 군'의 애칭으로 불렸다. 이어 전면 행선 표시는 행선지 표지판으로 사용되었다.