서일본 여객철도 681계 전동차

개요

게이한신과 호쿠리쿠 지방을 잇는 특급 '라이쵸' '슈퍼 라이쵸'는 485계가 사용되어 왔지만, 고속도로 망의 정비가 진행되면서 소요시간 단축과 보다 높은 서비스를 제공할 수 있도록 제조된 것이 본 계열이다. 큐슈여객철도(JR 큐슈)의 783계 '하이퍼 살롱'을 효시로 국철 분할 민영화 이후 속속 신형 특급 차량을 도입하는 가운데 JR 서일본은 최후발이지만 1992년 7월 양산 선행 시작 편성이 등장했다.
투입 당시 호쿠리쿠 신칸센은 일부 구간(이토이가와 역 - 우오즈 역간, 이스루기 역 - 가나자와 역간)을 슈퍼 특급 방식으로 착공하고 있었기 때문에 본 계열은 장래적으로 이 신선으로 고속 주행하는 것을 목적으로 최고 속도는 160km/h로 설계되었다. 그 후 이 구간에서도 전선 풀규격으로 변경했으나, 호쿠호쿠 선에서의 160km/h 운행으로 이 설계는 활용되고 있다.
JR 서일본의 차량은 가와사키 중공업·긴키 차량·히타치 제작소, 호쿠에쓰 급행 차량은 니이가타 철공소의 4개 회사가 제조했다. 1997년까지 JR 서 일본·호쿠에쓰 급행 두 회사 합계 102량을 생산했고, 그 후 증비는 비용 절감과 성능 향상을 도모한 683계로 이행되었다.
덧붙여 철도 종합 기술 연구소(철도 총연)에 의한 재래선의 140km/h화의 비상제동 시험에서 본 계열이 사용되었다.

차체

차체는 보통강재이다. 선두 차량의 형상에는 편성간 이동이 고려된 관통형과 비관통형이 존재한다. 측면 창은 연속창 구조이다.
안정된 고속 주행과 곡선 통과 성능의 향상을 목표로 한 저중심 설계가 이루어져 곡선 통과 성능은 반경 200m 이상에서 제한속도+15km/h, 400m 이상으로 제한속도+20km/h, 600m 이상 제한속도+25km/h로 초기의 자연 진자식 차량인 381계에 필적한다.
열차 종별·행선 표시기는 221계 이후 표준인 열차 종별 표시부가 막(롤지)식, 행선 표시부는 LED식이다. 각 승강문 옆에는 LED식의 호차 번호 표시와 좌석 종별 표시기가 설치되어 있다.

주요기기

양산 선행 시작차에서는 전동차(M)에 VVVF 인버터와 보조 전원 장치, 부수차(Tp, T)에 집전 장치, 변압기•정류기와 공기 압축기를 분산 탑재하고 M-Tp-T의 3량 1유닛으로 구성되어 있었지만, 양산차에서는 M-Tp의 2량 1유닛과 동력 관련 장비의 탑재가 없는 순수한 부수차로 고치는 편성의 자유도가 컸다. 이에 따라 전동차는 직류 전동차와 기기의 공통화가 쉬워지고 보수성도 특고압 기기와 고저압 기기의 혼재에 의한 트러블 방지의 장점이 있다. 그와 함께 유닛을 조성하지 않는 부수차(T)를 조성하는 것으로 편성을 구성하고 있다.
주변압기(WTM26)는 강제풍압을 채용하고 1,400kVA 용량을 갖추고 있다.
주정류기(WRS103)는 사이리스터 위상제어 변환기가 사용되고 VVVF 인버터(WPC6)는 GTO 사이리스터 소자를 사용한 PWM인버터이다. 인버터 1기로 1대의 농형 3상 유도전동기를 제어하는 1C1M 제어 방식이 채용되고 있다.
보조 전원 장치(WSC33)은 150kVA 용량을 가진 정지형 인버터이다. 공기 압축기(WMH3096-WTC1500)는 왕복 단동 2단식 수평 대향 4기통이 탑재되고 있다.
절연 구간 통과시에는 운전석의 교직 전환 스위치를 조작하는 것으로 주회로가 바뀐다. 차내 조명은 직류 전원 방식으로 절연 구간 통과시에는 축전지로부터의 공급으로 바뀌기 때문에 기본적으로 소등하지 않는다.
집전 장치는 221계나 207계와 마찬가지로 하부 교차식 팬터 그래프(WPS27C)가 채용되고 있다.
대차는 축침식의 볼스터레스 대차 WDT300(동력차)·WTR300(부수차)로, 차륜 지름은 860mm, 축간거리는 2,100mm 이다. 160km/h 주행에 대응하기 위해 제동 장치가 강화되고 있으며 WDT300은 캘리퍼식 디스크 제동, WTR300은 답면제동과 1차축당 2장의 디스크 제동이 장착되어 있다. 고속 주행시의 안정성을 확보하기 위해 요댐퍼와 안티 롤링 장치가 갖춰져 있다.
지붕상에는 공조 기기가 탑재되어 양산차는 집중식의 WAU704가 1기와 유닛을 짜지 않고 교류 관계의 기기를 탑재하지 않은 차량(쿠로 681형·쿠하 681형·사하 681형)에는 압축기와 에바포레이터를 분리한 분리 방식의 WAU303이 2기 탑재되고 있다. 냉방 능력은 1량당 36,000kcal/h로 공통이다. 양산 선행 시작 차는 분리형 WAU302로, 2기 탑재되고 있다.
뮤직 호른은 선율을 연주하는 형태를 탑재하고, 본계열 이후의 JR 서일본 특급형 전동차에도 채용되었다.

객실

3량에 2량의 비율(편성 중의 부수차)로 화장실 세면소가 설치되어 그 중 편성중의 1군데는 휠체어에 대응한 것이다. 객실 양끝에는 8색 플라스마 디스플레이식 차내 안내 표시 장치가 설치되어 있지만 노후화 등으로 2007년경부터 683계와 같은 LED식으로의 교체가 진행되고 있다.
보통차의 좌석은 통로를 끼고 옆 2+2의 4열 배열로 배치되어 있으며, 팔걸이 내장 테이블, 시트백 테이블이 갖추어진 좌석 시트이다. 시트 피치는 970mm로 좌석 모켓의 색은 홀수호차는 사몬 핑크, 짝수호차는 회색 블루로 나뉜다.
그린차의 좌석은 통로를 끼고 옆 2+1의 3열 배열로 좌석 시트가 배치되어 있다. 시트 피치는 1,160mm로 팔걸이 내장 테이블 및 풋레스트를 구비하고 있다.

1000번대

1992년 7월에 등장하고 같은 해 12월부터 '라이쵸' 임시 열차로 영업 운행을 개시한 양산 선행 시작차이다. 영업 개시 당시는 '뉴 라이쵸'라는 차량 애칭이었다.
2006년 시점에서의 내부는 바닥재나 좌석 모켓의 형상, 칸막이 벽의 색, 차내 안내 표시 장치가 683계와 공통이다. 차내 방송의 벨은 양산차와 다른 톤이다.
후술하는 것처럼 683계 4000번대의 투입으로 운용에 여유가 생긴 탓에 옛 T07편성이었던 6량 편성 1편성, 옛 T18편성이었던 3량 편성 1편성을 2011년 3월 12일 가나자와 종합 차량소에서 교토 종합운전소(현:스이타 종합차량소 교토 지소)에 전속시키고 있다(T07편성 → W01편성, T18편성 → V01편성).

0번대

양산차는 1995년 2월에 등장하고 같은해 4월부터 영업 운행을 개시했다. 차체색은 ■그레이, ■블루 □ 화이트. '하쿠타카'에서는 호쿠에쓰 급행 호쿠호쿠 선 내에서 최고 속도 160km/h 운행을 실시하고 있다.
1995년 4월 20일부터 '슈퍼 라이쵸(선더버드)'의 운행을 개시하기 위해 1995년 2월부터 3월에 걸쳐 기본 편성 6개(T01 - T06편성), 부속 편성 7개(T11 - T17편성)의 합계 57량이 완성되었다. 게다가 1997년 3월 22일부터 '하쿠타카' 운행을 개시하기 위해 1997년 2월부터 3월에 걸쳐 기본 편성 2개(W01·W02편성), 부속 편성 2개(W11·W12편성)의 합계 18량이 완성되었다.
'선더버드'용 T편성에는 'THUNDERBIRD'(2001년까지는 'Super Raicho THUNDERBIRD'), '하쿠타카'용 W편성에는 'Hakutaka WHITE WING'의 로고 스티커가 붙여져 있다.
그 뒤 2001년 12월부터 2002년 2월에 걸쳐 '선더버드'용으로 683계가 증비되었다. 그로 인해 여유가 생긴 18량(T04·T05편성 → W03, W04편성, T14·T16편성 → W13, W14편성)을 '하쿠타카'에 전용하면서 이 열차로 운용되고 있던 가나자와 종합 차량소의 485계가 대체되었으며, 2002년 3월 이후 JR 서일본이 담당하는 '하쿠타카' 운용은 681계로 통일되었다.
683계 4000번대의 투입으로 운용에 여유가 생긴 탓에 2009년 6월에는 9량(T06·T17편성 → W05·W15편성)이 '하쿠타카'로 전용되었으며, 같은 해 7월부터 2011년 3월까지 27량(T01-T03편성 → W11-W13편성, T15·T12·T13편성 → V11-V13편성)을 교토 종합 운전소로 전출시키고 있다.
'하쿠타카'전용을 앞두고 호쿠호쿠 선내에서 단선 터널을 고속으로 통과할 때 발생하는 이른바 '이명 현상'을 방지하기 위해 기밀성을 높이는 공사가 시공되고 있다.

2000번대

호쿠에쓰 급행이 '하쿠타카'의 전용 차량으로 소유하는 차량으로 1996년에 제조되었다. 차체 설비 및 편성은 0번대 '하쿠타카'용 W편성에 준거하고 있지만 호쿠에쓰 급행의 독자성을 표하기 위해서 차체 도장은 변경되어 ■크림슨과 ■아쿠아 블루와 □ 화이트로 Snow Rabbit Express의 로고 스티커가 붙어 있다.
제조는 N01편성이 가와사키 중공업, N02편성이 니가타 철공소, N11과 N12는 긴키 차량이 담당했다.

차량배치와 운용구간

2012년 4월 1일 차량 배치와 운용 구간 및 운용 추이를 아래에 나타낸다.

호쿠에쓰 급행

2000번대 6량 편성 2개(N01·N02편성)와 3량 편성 2개(N11·N12편성)가 배치되어 있으나 차량의 관리는 JR 서일본에 위탁하고 있어 가나자와 종합차량소의 681계 '하쿠타카'용 편성과 공통 운용으로 특급 '하쿠타카' '오하요 익스프레스'(도마리 역 - 가나자와 역간)에서 운용되고 있다.
2005년 3월 1일의 다이아 개정에서는 681계와 683계 8000번대 편성과 완전히 공통 운용이 되는 바람에 사용 차량에 관한 문의가 많아 편성 운용 계획 목록이 호쿠에쓰 급행 공식 웹사이트에서 공개되고 있다.

임시운용

과거에 도야마 지방 철도선 직통 『선더버드 우나즈키·다테야마』로 이 회사의 본선 우나즈키 온천 역이나 다테야마 선 다테야마 역까지 연장 운행하고 있었다. 또한 겨울에는 『슈푸르』로 신에쓰 본선 나가노 역까지 연장 운행한 바 있다. 이 외에도 나가오카 축제 개최에 수반한 단체 임시 열차로 회송 열차인채 니가타 역까지 연장 운행하고 전화 후 오바마 선과 산인 본선, 시운전에서 기타긴키 탱고 철도 미야후쿠선에도 진입한 적이 있다.