일본국유철도 205계 전동차

배경

1981년에 103계 대신 에너지 절약 통근형 전동차로 양산이 개시된 201계는 양산 중에도 다양한 비용 절감을 도모하면서도 1,000량 넘게 증비를 해왔다. 그러나 중심이 되는 초퍼 제어의 제조 비용이 매우 고가이고, 당시 재정적으로 어려운 상황에 처해 있던 국철에 있어서 더 큰 폭의 비용 절감을 꾀하는 차량이 필요한 상황이었다. 이 시기에는 111계·115계 등 노후화 치환을 목적으로 한 차기 근교형 차량(현재의 211계)용으로 개발한 계자첨가 여자제어 방식을 실용화를 위해 시험하고 있었다. 또한 이 차량에는 신개발의 경량 볼스터리스 대차와 경량 스텐레스 구조, 전기지령식 제동의 채용 계획 등을 추진했었다.
이후 1984년도에 1985년 3월의 다이아 개정으로 요코하마 선·무사시노 선의 수송력 증강을 실시하게 되어 야마노테 선에서 이들 노선으로 103계를 충당하기 위한 통근형 차량이 필요했다. 이 시점에서 기존의 201계를 야마노테 선용으로 증비하려고 했으나 신형식 차량의 투입으로 방향이 바뀌었다. 그리고 최종적으로는 1984년 6월 말 차기 근교형 차량용 시스템을 사용한 통근형 차량으로 본 계열 제조가 결정되었다. 승무원 훈련 시기를 포함한 다이아 개정 전에 완성할 필요성으로 다음 1985년 1월 말에 제1편성의 완성이 결정되어 데뷔 때까지 불과 7개월이라는 매우 단기간에 설계·제조가 진행되었다.
당초 국철의 계획에서는 수도권 전체의 차량 교체 계획이 있었으며 야마노테 선에 이은 투입 구간으로 주오·소부 완행선에 집중 투입하는 계획이었다.

차체

101계로부터 이어져온 전통적인 전장 20m 측면 4도어 전동차지만, 차체는 종래의 강철에서 스테인리스제 가 되면서 대폭적인 경량화가 실현되었다. 대폭적인 경량화와 도장 공정을 생략한 데 따른 보수 작업이 크게 경감되었다. 스테인레스 차체로 하는 것으로 차량 중량에 대해서는 201계보다 각 차량당 약 7t의 경량화가 실현되었다.
외관은 보강용의 비드(롤러에 의한 단면이 가는 볼록한 모양의 프레스 가공)로 극한까지 줄인 외판에 첫회 제조분(→국철 205계 전동차#0번대 양산 선행차)을 제외하고 밸런스 첨부의 큰 1단식 하강창(양산 선행차만 하단 상승 상단 하강식 2단창)을 갖추었다. 이 1단식 하강창으로의 설계 변경은 요코하마 시영지하철의 2000형(현재는 폐차)이 힌트가 되어 있다. 양산 선행차의 완성 당시 국철의 차량 설계 책임자가 도큐 차량 제조의 공장을 방문했을 때 같은 시기에 생산중이던 요코하마시영지하철 2000형이 본계열과 함께 있었다. 같은 형식의 1단식 하강창을 본 그 책임자가 말하길 '1단식 하강창이 깔끔하다. 스텐레스 차체라면 부식의 걱정도 없기 때문에 보수상의 문제도 없다.'라고 하여 이후의 대량생산차는 1단식 하강창으로 제조되었다.
국철에서는 일찍이 10계 객차의 일부 침대차나 157계 전동차, 거기에 급행형 1등차(153계 사로 152, 키하 58계 키로 28 외) 등의 강철제 차량에서 1단식 하강창을 채용한 전례가 있지만 모두 차체 하부의 배수 구멍 설치가 불충분하고 안쪽에 쌓인 철분이나 진흙, 수분이 남아 차체의 부식을 진행시키면서 차량의 수명을 단축시키고 있었다. 그 때문에 하강식 창문 차량은 당시 '금속제'가 되고 있었지만, 올 스테인리스 구조의 본계열은 부식의 걱정도 없었던 터라 전후의 통근형 차량으로서는 처음으로 1단식 하강창이 채용되었다. 이 외에 차체 측면의 도어포켓 창과 연결면에 있는 처면 창이 폐지되었다. 스테인리스 차량의 경우 외판이 강도를 확보하는데 중요한 역할이 있고 창을 마련할 경우에는 뼈대로 굳힐 필요가 있다. 그러나 창을 없애면 그만큼 경량화나 코스트 다운이 가능하다.
또한 지금까지의 차체 전면 도장에서 창의 상하에 각 노선의 색을 필름의 띠로 나타내는 방법을 선택하여 승객에게 매우 상쾌한 인상을 주고 있다. 당초에는 1색이었지만, 국철의 분할·민영화 이후로는 최대 3색까지 사용되게 되어 종래의 전동차와 같은 꾀꼬리색 차량으로 운행되고 있던 야마노테 선, 사이쿄 선, 가와고에 선, 요코하마 선이 각각 다른 띠색으로 되었다. 이것에 대해서는 후의 #번대 구분이나 운용노선의 마디에 있는 사진을 참조해야 한다.
전면은 201계와 같이 설계에 참가한 도큐 차량의 컬러가 반영된 전면의 창주위를 흑색으로 정리한 좌우 비대칭의 디자인이 채용되었지만, 전조등이 창 아래에 위치했기 때문에 약간 온화한 인상이 되어 있다. 이 변화는 203계로부터의 흐름이라고도 할 수 있다. 또한 전조등의 좌우에도 노선색의 띠가 들어간다. 동일본 지구에서 JR 출범 후에 제조된 차량은 전면 상부 우측으로 종별 표시기가 추가되었지만, 실제는 요코하마 선과 게이요 선 이외에서는 노선명만을 게시하고 있던 예가 많아 현재는 사용되어 있지 않은 경우도 많다.
분할·민영화 이후에는 행선 표시기, 열차 번호 표시기, 미등, 측등이 LED화 되었지만 전구인 차량도 존재한다. 또한 JR 서일본에서는 LED식 행선 표시기를 시험적으로 7량에 설치했지만, 단기간에 다시 막식으로 복원하고 있다.
국철 시대에 제조된 차량은 어린아이가 도어 포켓에 손을 집어넣지 않게 201계와 같게 창을 작게 한 출입문을 갖추었지만, 분할·민영화 이후에는 야마노테 선용을 제외하고 일반적인 크기의 창을 가지는 출입문으로 변경되었다. 또한 JR 동일본이 요코하마 선용으로 제조한 사하 204형 100번대는 같은시기에 양산되고 있던 209계의 차체와 대차(TR246E)를 베이스로 한 설계로 변경되고 있다.

주제어기

이전의 201계와 203계에서 채용한 전기자 초퍼 제어의 제조 비용이 매우 고가였던 터라 본 계열에서는 국철 말기의 재정난의 상황에서도 대량 투입을 실시할 수 있도록 비교적 간단한 기기 구성으로 에너지 절약 효과를 얻을 수 있는 계자첨가 여자제어를 국철에서 처음으로 채용하게 되었다. 기구적으로는 오랜 저항 제어의 연장상에 있지만, 전기 브레이크에 회생 브레이크를 사용할 수 있는 이점이 있다, 경량인 차체와 맞물려 결과적으로 201계보다 뛰어난 에너지 절약 차량이 되었다. 특히 제어 회로는 전기자 초퍼 제어와 달리 비싼 반도체 소자를 사용하지 않고 종래의 차량에서 널리 보급되고 있는 부품을 사용하기 위해 기기의 비용은 크게 억제되어 있다.
또한 도입 전 본 계열의 야마노테선 주행 시뮬레이션을 실시한 결과 성능 향상과 차체 경량화에 의해 201계보다도 전력 소비량은 적고, 해당 노선에서 운용되는 103계보다 큰 폭으로 전력 소비량이 감소하는 것이 확인되었다. 본 계열에서 채용한 CS57형 전동 캠축식 주제어기에는 가감 속도의 빈도가 큰 경우에 유용한 놋치 반환 기기도 탑재되고 있다. 이 역행시에 이용되는 저항 제어 회로의 단수는 직렬 13단·병렬 11단이다
본 계열의 계자 제어를 위해 CS57형 주제어기에 부수한 HS52형 여자 장치가 탑재되고 있다(다만 JR 동일본화 이후 증비차는 뒤에 서술하는 HS52A형으로 변경). 이 여자 장치는 약계자 제어와 회생 제동 사용시 계자 제어를 실시하는 것으로 장치는 사이리스터(1,600V-800A)와 다이오드(1,600V-250A)를 조합한 삼상 혼합 브리지와 바이패스 다이오드(1,600V-800A), 더 나아가 여자용 변압기나 마이크로 컴퓨터 제어부 등 무접점 제어 장치로 구성되는 것이다. 전동기 제어는 전동 발전기(MG)로 3상 교류 440V를 바탕으로 삼상 혼합 브리지를 이용한 전파 정류(HS52형)/반파 정류(HS52A형)를 하고 주전동기의 제어를 실시한다.

주전동기

본계열의 주전동기는 MT61형이라 부르는 근교형인 713계 전용으로 개발된 직권정류자 전동기를 사용하고 있다. 1시간 정격출력은 종래의 표준 전동기인 MT54형과 같은 120 kW 지만 설계의 재검토에 의해 저회전역에서의 토크를 보다 향상시키는 한편, 약계자율을 35%까지 확대하여 고속 성능을 확보하고 있다. 1시간 정격 속도는 39.0 km/h, 1시간 정격 견인력은 1유닛 당 8870kg이다. 이 전동기와 경량 스테인리스 구조 차체에 의해 지하철 직통용의 203계와 같은 기어비 6.07임에도 불구하고 고정격 회전수 사양의 주전동기 를 탑재하여 기어비 5.60으로 고속 사양의 201계와 비교해 거의 동등한 기동 가속도·고속 특성을 확보하고 있다. 본 계열의 6M4T 편성(게이힌 도호쿠 선용)에서의 기동 가속도는 2.4 km/h/s 가 되고 있다.
1988년도까지 투입된 차량에 대해서는 201계와 같은 수준의 소음을 내는 외선형 전동기로, 다음해인 1989년 경의 사이쿄 선 전용 이후 증비한 그룹에서는 소음원이 되는 냉각팬 구조를 변경하여 고속영역에서도 조용한 주행음을 실현한 현재의 내선형 전동기로 이행하고 있다. 같은 노선에서 운용되고 있던 103계의 소음이 오미야 - 아카바네 구간을 주행하는 신칸센보다 컸던 일도 있어 소음 대책 차원에서 조용한 차량이 바람직했던 것이었다. 이후 게이요 선이나 무사시노 선 차량에도 파급되어 갔다. 차량 검사시에 외선형 전동기 차량이 내선형으로 교체되었으며 또는 그 반대의 사례가 있지만, 양자는 기능적으로는 동일하며 호환성을 가지고 있다.

대차

대차에는 국철이 신규로 개발한 경량 볼스터리스 대차를 채용 하고 있다. 액슬박스 지지 방식은 원추 적층고무 방식으로 액슬 박스의 양쪽에 높이를 바꿔 설치되었다. 동력 대차는 DT50형, 부수 대차는 TR235형이라 칭한다. 대차 프레임은 측 대들보를 직선으로 하고 가로 보에는 심리스 파이프를 채용하는 등 구조를 대폭 간소화한 것으로 알려졌다. 또한 저널 박스 방식과 함께 구성 부품 수를 줄여 보수성의 향상을 도모하고 있으며 총 경량화와 코스트의 저감을 실현하고 있다. 이 결과 종래의 대차보다 1대차의 무게는 약 1.5t 경량화되어 있다. 제동 장치는 동력 대차는 편압식 답면 제동, 부수 대차는 편압식 답면 병용 디스크 제동 방식을 채용했다.
이 경량 볼스터리스 대차는 이후 203계 100번대(DT50A형·TR235A형), 211계(DT50B형·TR235B형), 415계 1500번대(DT50C·TR235C형) 등 이 시기에 제조되었던 국철 차량에 속속 채용이 진행되었다.
그 후 1985년도 제1차 채무 도입(야마노테선 쿠하 205-32-쿠하 204-32 이후)에서는 베어링 형상을 편침식 밀봉 롤러 베어링에서 양침식 밀봉 롤러 베어링으로 변경하여 모두 동력 대차 구동 장치의 기어 윤활 방식 변경 등을 실시했으며 형식은 DT50D형, TR235D형으로 개선되었다. 덧붙여 분할 민영화 후에 제작된 JR 서일본 전용 1000번대와 JR 동일본 전용 사하 204형이 다른 대차가 사용되며 이것들은 후에 서술한다.

제동장치

제동장치 계통은 국철에서 처음으로 전체 전기지령식 제동이 채용되어 공기 배관의 대폭 삭감과 경량화가 실현되었다. 제동장치의 전기지령화에 수반하여 원핸들 마스콘의 채용도 검토되었으나, 취급의 익숙성 등 여러 문제로 인해 201계와 같은 횡축식 마스콘·세로축식 제동기(투핸들 방식)의 편성이 되었다. 전기 제동은 첨가 여자 장치를 이용해 회생 제동을 실시한다. 고속역에서는 계자전류를 약하게 하고, 주회로 전류는 강하게 하여 속도의 저하와 함께 계자전류를 강하게 하면서 주회로 전류를 줄이도록 제어하는 것으로 일정한 제동력이 확보된다. 65 km/h 이상으로부터의 제동에서는 전동기는 병렬 연결이 되고 있어 그 이하의 경우는 직렬 연결로 회생 제동을 개시한다. 병렬 연결로 개시했을 경우는 50 km/h 전후로 직렬 연결로 바뀌지만, 바뀔때에는 단자전압을 급하게 반감할 수 없기 때문에 저항을 삽입하면서 회로를 바꾸어 그 후 저항을 빼내는 동작을 실시한다. 저속역에서는 계자전류를 강하게 해도 회생 전압이 가선 전압을 밑돌기 때문에 20 km/h 전후로 회생 제동이 실질적인 효과를 거둔다.
기존의 국철 차량 운전대에 수동 제동이 설치되어 있었지만, 효과가 적으면서 쓸데없이 공간을 점유하는 문제로 폐지했다. 그 외에 공기 압축기(CP)는 전동기에 삼상 유도 전동기를 사용한 왕복식 컴프레셔 MH3075-C2000M형(토출량 2,000L/min)을 채용하고, 보조 전원 장치에는 190kVA의 DM106형 전동 발전기(무브 MG)을 M'차에 탑재한다(MG비 탑재 차량도 있는 것은 후에 서술한다).

실내

실내는 201계를 기반으로 한 것으로 내장 색은 크림색계, 바닥은 옅은 갈색이다. 천장은 평천장 구조로 하여 각 차량에는 보조 송풍기(라인데리아)가 4대 설치되어 있다. 전술한 도어 포켓 창과 처면 창의 폐지로 이들이 있던 장소에는 광고 범위가 설치되어 있다. 출입문을 개폐하기 위한 '도어 엔진(출입문 개폐 장치)'는 대부분의 차량이 좌석 아래 수납식 '이종 경복 실린더형 차동 랙식'을 사용하고 있다.
실내는 기본적으로 올 롱시트로 101계 이후 국철 신성능 통근형 전동차 표준의 좌석 배치(바리에이션은 후에 서술)이다. 완성 당초 좌석 표지는 구분 때문에 양끝 3인용부를 롬 브라운 색(갈색), 중앙 1인분을 헤이즐넛 색(옅은 오렌지 색)으로 했다. 덧붙여 좌석 표지는 JR화 이후 노후화 때문에 각사의 표준품으로 교체가 실시되고 있다. 공기 조절 장치는 집중식 AU75G형(48.8 kW·42,000kcal/h)을 탑재한다.
승무원실과 객실의 칸막이부에서는 기존 기기 설치 공간으로 하여 뒤쪽 창을 생략 또는 작게 하는 것을 고려하고 있었다. 그러나 국철 말기에 제작된 본 계열에서는 분할 민영화를 앞둔 시기이며 여객 서비스 등의 배려로 객실에서의 전망도 고려하여 배면 창을 마련하는 구조로 했다.
운전대의 기기 배치, 치수 등은 201계에 준거한 것이다. 제동의 전기 지령화에 따라 원핸들 마스콘(주간 제어기)의 채용도 검토되었지만 취급의 익숙성 등 여러 문제부터 201계와 같은 횡축식 마스콘·세로축식 브레이크 핸들의 세트로 되었다. 세로축식 브레이크 핸들의 채용으로 운전사의 발밑 공간을 넓게 취하고 있다. 또한 브레이크 핸들은 고정식(기존의 임의 방식이 아니라) 마스콘 키로 핸들 잠금 해제를 실시하는 것으로 되었다.
운전대의 배치는 기본적으로 왼쪽(쿠하 204-20) 같은 배치가 기본인(국철 시대 생산분·JR 동일본 초기 생산분·JR 서일본 제조분). 단 JR 동일본화 후인 쇼와 88년도 3차 예산 증비차(사진 오른쪽, 쿠하 204-130)에서는 간이 모니터 장치의 설치로 배치의 일부 재검토가 실시되고 있다(후에 서술).

형식·생산량수

순서는 과거부터의 관례에 준한다.

번대 구분(신조차량·개조차량) 및 신조차량

본문에서는 신조차(신규 생산된 차량)와 개조차(신조차의 개조로 발생한 차량)로 나누어 등장 시기의 순서대로 기술한다. 덧붙여 신조 형식인 사하 204형도 본문에서 기술한다.

0번대 양산 선행차

1984년도(첫회) 생산분의 10량 4편성이 해당한다. 도큐 차량 제조·히타치 제작소·일본 차량·가와사키 중공업이 각각 1편성씩 제조했다. 번대 구분은 0번대에 포함되어 각각 1 - 의 번호가 첨부되고 있다. 기본적인 구조는 그 후 제조된 차량에 준하고 있지만, 창의 형상이 상단 하강, 하단 상승의 2단창인 점이 차이가 있다. 전 4편성이 야마노테 선에 투입되어 1991년에 다른 편성과 같이 10호차에 사하 204형(1 - 4)이 연결되면서 1996년 - 1997년에 걸쳐 선두차에는 전편성 배장기(스커트)가 설치되었다.
2005년에 사이쿄 선에 전용한 사하 204를 제외한 다음 야마노테 선에서 게이요 선으로 전용되어(후에 서술한다.) 결과적으로 제조시의 편성으로 돌아오고 있다. 덧붙여 선두차의 운행 번호 표시기는 당초 롤지방식이었지만, 1995년에 후에 서술하는 0번대 대량 생산차와 함께 LED식으로 교체되고 있다.

사하 204형 900번대

1990년 2월 27일부로 신조한 6도어차의 선행 시작차로 2량이 생산되었다. 900번대(901·902)가 부여되어 본계열로는 유일한 시작차 번대 구분이 되었다. 당초에는 야마노테 전차구(현재의 도쿄 종합차량센터)에 배치되어 야테 42편성(쿠하205-42이하 10량)의 9호차와 2호차에 연결되어 같은해 3월 10일 운전 시각표 개정으로 영업 운행을 개시했다.
차내의 액정 디스플레이는 대량 생산차와 크기가 달라 평시의 일부 일부 출입문 차단(6개소중 2개소)이 가능한 기능이 있어 도어가 열리지 않는 2개소에 차단중을 표시하는 램프가 설치되어 있었다. 또한 상부 선반의 높이가 대량 생산차보다 조금 높다. 그 외의 설비는 대량 생산차와의 차이는 거의 없다.
이후 각종 시험을 실시하여 양산차 완성을 앞둔 1990년 10월 - 11월에 양산화 개조가 시공되어 차내의 모니터 화면을 양산차와 동일한 9인치 액정식으로 교체하고 선택개폐기능의 철거, 해당 차량용 보조 전원 장치의 탑재(다음 0번대에 기재) 등이 실시되고 있다.
그 후 0번대가 연결된 후에도 시작차 2량은 1량씩으로 나누어 연결(901이 야테 42편성, 902가 야테 60편성에 연결)되어 몇회 이상 연결 편성의 교환이 진행되었다. 1996년 2월 5일부로 야테 42편성이 가와고에 전차구(현재의 가와고에 차량센터)에 전속할때 재편성으로, 당시 야테 49편성에 조성되고 있던 902는 보류차 취급이 되어 있던 0번대의 사하 204-42와 교체되어 그 후 902가 보류차가 되었다.
그 밖에 2001년 6월 30일부로 902는 사이쿄 선용으로서 전속하여 901도 2003년 12월 5일부로 같은 노선으로 전속되었다. 현재는 하에 8편성에 902가, 하에 18편성에 901이 각각 조성되어 해당 노선을 운행하고 있다.
E233계 7000번대로의 전환에 따라 2013년 9월 6일자로 2량 모두 제적되고 형식 소멸되었다.

사하 204형 0번대

900번대의 시험 결과를 기본으로 한 양산차이다. 야마노테 선 11량 편성화용으로 51량이 증비되어 1991년 12월 1일부터 9일에 걸쳐 같은 노선의 전체 53편성중 51편성에 연결되었다.
시작차는 평시에 2곳의 출입문을 꼭 닫아 4도어차로서 사용할 수 있도록 출입문의 선택 개폐 기능과 차단 안내용의 표시기가 비횡에 탑재되고 있었지만, 대량생산차에서는 종일 6도어차로 운용되기 때문에 이 설비는 생략되었다. 한편 증결용 차량으로 제조되었기 때문에 당초부터 냉방 전원용의 전원 장치가 바닥 하부에 탑재되고 있다(900번대는 나중에 탑재).
차내의 모니터 화면은 보기 쉽게 9인치 LCD 디스플레이를 채용했다. 선반은 승객의 설문 조사에서 너무 높은 의견으로 1,900mm로 낮췄다. 또한 성령에 의한 기준에 따라 더 이상 높이를 낮출 수는 없다. 다른 설비는 900번대와 공통이다.
2005년까지 후에 서술하는 전속에 의해 0번대 50량이 가와고에 차량센터, 1량이 가마쿠라 차량센터에 각각 전속하여 2008년 6월 기준으로 가와고에 차량센터 전속차량은 사이쿄 선의 하에 1 - 25·31편성계 26개에 연결되어 특히 혼잡의 격렬한 상황을 보여주는 곳인 가장 혼잡한 역의 계단 부근에 정차하는 2·3호차에 연결되고 있다. 다만 해당 노선에는 본계열을 연결하지 않는 편성(하에 26 - 30·32편성)도 재적하고 있기 때문에 6도어차를 연결하고 있는 편성은 출입문 상부와 선두차의 전면에 '6 DOORS'의 스티커를 붙여 구분하고 있다. 한편 가마쿠라 차량센터 전속차는 요코하마 선의 H27편성 2호차에 연결되고 있다. 덧붙여 해당 노선의 0번대는 이 1량뿐이다. 또한 가와고에 차량센터에 소속되어 있던 50량은 E233계 7000번대의 대체에 따라 2013년 7월부터 2014 년 2월까지 폐차되었다.
가마쿠라 차량센터 전속 차량은 요코하마 선용 H27편성 2호차에 연결된다.

사하 204형 100번대

1994년 12월 3일부터 요코하마 선 전열차 8량 편성화용으로 등장했다.
본계열 제조 종료후의 리피트 주문이였기 때문에 이 차량은 당시 신조차량이었던 209계의 설계가 받아들여져 저널박스 지지방식이 축 대들보식이 된 것 외에 측면 유리창의 지지 방법도 금속 축압금 방식에서 접착 방식(본드식)으로 변경되었다.
냉각 장치는 사하 204형 0번대·900번대와는 달리 AU722형 가동률 제어 방식 쿨러(50,000kcal/h·58.0kW)를 사용하고있다. 또한 0번대의 지붕 통풍 장치에 장착된 액정 디스플레이에 의한 정보 안내 방송용 데이터 수신 안테나는 이 장치를 설치하지 않기 때문에 생략​​되어 차내에서는 선반의 모양이 변경되었다.
2014년 기준으로 요코하마 선의 H1 - 26편성의 2호차에 연결되고 있다(이것은 같은 노선에서 가장 혼잡한 경향을 보이는 곳이다).

개조차량

후에 서술하는 '전속'에서는 주로 야마노테선용(일부 그 이외의 차량도 있다)의 차량을 전속처의 노선 사정에 맞추기 위해 각각 대규모 개조 공사를 시공했다.
아래와 같이 개조차량이 투입된 노선과 그 개조 내용을 기술한다.
선두차 개조에 대해서는 11량 편성으로 운용하고 있는 야마노테 선으로부터의 전출에 있어 전출 노선의 단편성화에 따라 필연적으로 선두차가 부족하므로 중간차의 선두차화 개조가 시공되었다. 전면 디자인은 기존 차량과는 다른 새로운 것으로 했다. 앞유리는 완만한 가로 방향으로 구부러진 1장의 곡면 유리를 사용했으며, 전조등(HID)과 미등은 창내 상부 좌우의 배치였다. LED식 행선 표시기는 중앙 상부의 배치이다.
개조에 있어서 처면 구체를 철거하고 전면 강화 프레임을 용접 상부, 전두부는 FRP에 페놀 발포체를 맞춘 강성이 높은 복합 재료를 사용했다. 개조에 있어서 승무원실부에 방해되는 조수석측 측면의 행선 표시기는 폐지되었다.
승무원실 기기 배치는 E231계 등에 준한 것으로 주간제어기 핸들은 기존차와 달리 왼손 조작형 원핸들식을 채용했으며 개조 직후의 시점에서는 모니터 화면의 설치는 없으나, 기기 대형도 이 계열에 준한 것이다. 또한 디지털 열차무선의 도입 및 보안장치 변경 등으로 별도 모니터를 추가한 차량도 있다.
승무원실은 기존 차량보다 오히려 선로 방향으로 200mm 넓은 것으로 알려져 있으며 승무원실 뒤쪽 칸막이 벽에는 비상 구출구·차광막부가 조망창·칸막이 문 창을 배치했다. 또한 선두차화 개조차의 길이는 21mm 긴 19,715mm가 되고, 또한 연결면 간 거리는 20,100mm이다.
또한 선두차화 개조를 실시한 차량에서는 연결면 측의 차량 단부 좌석을 철거하고 휠체어 공간의 설치가 이루어지고 있다(다만 편성의 짧은 난부 지선용 1000번대·쓰루미 선용 1100번대는 쿠모하 204형만 설치).

체질 개선 공사

JR 서일본 등록 차량은 완성부터 20년 이상 경과하고 있기 때문에 2011년도부터 체질개선 공사의 시공이 시작되고 있어 향후 2년간에 걸쳐 순차적으로 공사가 진행될 예정이다. 0번대 내용은 C2편성(쿠하 205-36 이하 7량 편성), 1000번대는 HH401편성을 시작으로 시공되었으며 모든 차량의 시행이 완료되었다.
외관은 전면 배장기(스커트)의 교체, 전면 및 측면 행선 표시기를 막식에서 LED식으로 교체하고 모든 운행 번호 표시기가 철거되고 있다. 승객용 출입문 하단 부분은 미끄럼 방지 노란색 도장을 실시하고, 지붕에 통풍 장치(환기)가 철거되고 있다(사하 205형 제외)）. 또한 차량 외부 스피커가 신설되었다(1000번대는 신조때부터 설치되었다).
실내는 화장판 및 바닥재 보충에 의한 내장 업데이트 및 동시에 각종 배리어프리화가 실시되고 있다. 좌석옆의 칸막이는 상단에 칸막이를 신설하고, 좌석 가장자리 또는 출입문 부근 등의 난간은 황색 도장에 의한 시인성 향상이 도모되고 있다. 승객용 출입문 하단에 미끄럼 방지 가공의 변경 및 승객용 출입문 도어포켓측에 노란색 마킹에 의한 안전성 향상을 실시했다.
승객용 출입문 상단에 엇갈림 배치로 LED식 차내 안내 표시기를 신설하고 출입문 차임을 추가했으며 승객용 출입문 유리를 UV 차단 복층 유리로 교체했다. 손잡이는 대형화와 황색화, 또한 증설이 실시되고 있다. 이 외에도 각 선두차에 휠체어 공간을 신설, 연결면 관통문 교체(사하 205형 제외), 측면 창문 커텐 교체 등이 실시되고있다.
승무원실(운전실) 내부는 특히 큰 변경은 없으나 안내 방송 마이크를 각 측면별로 2개 증설하고, 차내 안내 표시기 설정기의 신설이 이루어지고 있다.

운용노선

노선명 옆의 사각은 노선과 띠의 색이다. 노선명 옆의 x량 편성 및 기호는 투입 당시의 량수로 편성을 나타낸다(현재와 다른 경우가 있다).

국철 시대

아래의 노선으로 배치되었다.

분할 민영화 이후

분할·민영화 이후 신규 제조에 의해 아래의 노선으로 배치되었다.

JR 동일본 도입분의 사양 변경

JR 동일본용 가운데 1987년도 3차 예산 증비차(야마노테 선을 위한 쿠하 205-49 - 쿠하 204-49 이상)에서 차량의 코스트 다운을 도모하기 위해 특히 대폭적인 사양의 재검토가 실시되었다. 내용은 10량 편성에 3대 탑재하고 있는 전동 발전기(MG) 가운데 편성 중앙에 짝이되는 모하 204형의 MG를 생략하고 대신 전원 유도장치를 탑재했다. 이에 따라 기존차량도 편성중앙에 위치한 모하 204형의 MG를 철거하고 이후의 신조차에 유용할 수 있도록 실시하고 있다.
이 외에도 주회로의 여자 장치를 전파 정류방식에서 반파 정류방식으로 변경하여 제어회로에 사용하는 대용량 다이오드의 사용 개수를 감소시키고(여자 장치는 HS52형 → HS52A형), 공기 압축기 전동기를 전용기에서 범용형에 맞게 제습 장치를 변경하여 차내에서는 선반 형상을 알루미늄 철망식에서 스테인리스 파이프식으로 갱신하고, 냉방 투출구를 알루미늄재에서 FRP 제품으로의 변경 등이 이루어졌다.
국철시대에는 '공공기업체'의 이념 아래 국철 ​​차량을 생산하는 주요 제조업체에 가격에 상관없이 일정한 차량의 생산을 주문하는 '분산 발주 방식'을 실시했다. 그러나 분할 민영화 이후 종전의 이러한 주문 방법은 실시되지 않고 입찰 방식으로 가장 저렴한 가격을 제시한 업체에 주문하는 방법으로 교체되었다.
특히 JR 동일본의 1988년도 3차 예산 제조분은 협상의 결과 대량 발주를 조건으로 가와사키 중공업이 기존보다 25% 저렴한 가격을 제시했기 때문에 508량 전체 차량의 생산을 담당했다. JR 동일본 출범 이후 증비차 1,073량 가운데 절반 미만이 발주분에서 제조되었다. 이 발주분은 1989년도분과 1990년도분, 2년도분의 차량을 대량 발주하고 내역은 난부선 용 78량, 사이쿄 선용 230량, 주오·소부 완행선용 20량, 게이힌 도호쿠 선용 60량, 게이요 선용 120량이 되고 있다. 덧붙여 이후 0번대 증비차(무사시노 선용 40량 한정· 1990년도 3차 예산 제조분)도 가와사키 중공업제가 되고있다.

JR 동일본 도입분

현재 JR 동일본 소속 차량의 좌석 표지(일반석)는 게이요 선용 차량은 마린블루색, 그렇지 않은 차량은 그린색으로 구분 무늬가 들어간 것을 사용하고 있다. 또한 요코하마 선을 위한 차량과 무사시노용 차량은 좌석 옆 칸막이판 위에 아크릴 바람막이판이 설치되어 있다.
각 차량 사이에 전락방지 덮개가 설치되어 있다.
JR 동일본 소속 차량은 2008년 봄까지 우선석 부근의 영역을 명확히 하기위해 손잡이를 E233계에서 사용된 주황색의 길쭉한 삼각형으로 교체되었다.

전속

초기차량의 등장으로부터 20년이 지난 후 후계차량의 신조에 의해 타노선으로 전속하는 차량이 나왔다.

JR 서일본

2013년 현재 전속이 있었던 것은 0번대가 유일하며, 게이한신 완행선과 한와 선 운용이 바뀐다.

한와 선 → 도카이도 본선

2010년 12월 1일까지 225계 5500번대가 히네노 전차구에 배속되어 0번대의 전차량이 11월부터 12월에 걸쳐 미야하라 종합운전소(현재의 아보시 종합 차량소 미야하라 지소)에 전출되어 207계·321계에 준한 띠 색깔로 변경되었다. 그 후 2011년 3월 12일의 다이아 개정으로 도카이도 본선(JR 교토 선·JR 고베 선) 교토 역·다카쓰키 역 ~ 오사카 역·아마가사키 역 사이에서 운용을 재개했다. 또한 그 해 7월 11일 스이타 공장을 출전한 편성은 좌석 모켓이 207계·321계에서 사용하는 녹색의 모켓으로 변경되었다.

도카이도 본선 → 한와 선

2013년 3월 16일의 다이아 개정으로 도카이도 본선에서의 운용이 종료되었다. 같은 달 18일에는 C1편성이 사하 205를 제외한 6량으로 감소한데다 약 2년 만에 한와 선 운용에 복귀한 것이었다. 그 뒤 다른 3편성에 대해서도 비슷한 유형으로 한와 선에 다시 전속하여 해당 노선에 소속된 103계 6량 편성과의 공통 운용에 오르고 있다. 2014년 1월부터 스카이 블루 띠에 전면과 승무원실 문에 오렌지 라인을 추가한 것에서 차례차례 변경되었으며 그 해 2월 17일 전 4편성의 변경을 마쳤다. 오렌지 라인은 최고 속도가 다른 1000번대와 구별하기 위한 시인용의 것으로 6량의 0번대는 103계와 공통 운용이지만, 4량의 1000번대는 공통 운용이 계획되지 않았다.

디지털 무선 탑재 공사

JR 동일본에서는 2007년 - 2009년도를 목표로 수도권 각 노선 열차 무선의 디지털화를 진행시키고 있다. 이것은 종래의 열차 무선장치가 갱신 시기를 맞이하고 있는 것에 맞춰 운행 장해에 의한 무선의 사용 빈도가 증가함에 따라 증강이 필요한 일, 열차 지원 운행 업무의 내실화를 도모하는 것을 목적으로 하여 실시되고 있는 것이다. 본계열에 대해서도 탑재 공사가 실시되고 있어 시공이 끝난 차량에는 운전실에 간이 모니터 화면과 IC카드의 리더·라이터, 운전대 후부의 창 위와 그 하부의 공간에 대형 박스의 설치등을 볼 수 있다.

보류차·폐차

JR 동일본의 본 계열 최대 보유 수는 1,413량이었지만 폐차가 진행된 2012년도 초반 시점(2012년 4월 1일)에서는 총 146량이 폐차되어 있어 JR 동일본 차량 재적수는 1,267량으로 감소하고 있다. 또한 2012년도 상반기(2012년 10월 1일)이 경과한 시점에서도 재적수에 변화는 없었지만 2013년도에는 JR 동일본 차량 가운데 가와고에 차량센터에 소속되어 있던 사이쿄·가와고에 선 차량중 301량과 가마쿠라 차량센터에 소속되어 있던 요코하마 선 차량중 10량이 폐차되어 2014년도 초반 시점(2014년 4월 1일) 현재의 JR 동일본 차량 재적 수는 956량으로 감소했다(덧붙여 JR 서일본 소속 차량 48량에 변화는 없다).
2008년 4월 1일 기준으로, 가와고에 차량센터 소속 6량(모하205-386, 모하204-388, 사하205-107·108·220·221), 도쿄 종합차량센터 소속 2량(사하205-45·60), 게이요 차량센터 소속 10량(원조 게요 21편성 중 가와고에 선에서의 건널목 사고에 의한 대체로서 2007년 5월 21일 가와고에 차량센터에 전속 한 모하 205·모하 204-277를 제외하는 8량과 사하205-29·30(후에 요코하마 선 H28편성에 전용))의 합계 16량이 보류차가 되고 있었다. 다만, 게이요 차량 센터 소속의 경우 원조 게요 21편성의 8량에 대해서는 MM'유닛이 VVVF화 되어 무사시노 선에 전용되었다.
한편, 앞에서 서술한 가와고에 선에서의 건널목 사고로 인해 복구가 보류된 모하 205-386및 모하 204-388는 폐차되게 되어 2008년 6월 18일에 같은 가와고에 차량센터의 사하 4량과 함께 고리야마 종합차량센터에 보내져 다음날의 19일자로 6량 전차량이 폐차되었다. 이것은 본계열로서의 첫 폐차이다.
그 후, 게이요 21편성의 무사시노 선 전용에 의해 M66편성이 염출된 사하 205-29·30을 조성하여 요코하마 선으로 전용되었지만, 그 때에 편성에서 제외된 모하 205·204-44은 2009년 6월에 폐차되었다.
2010년 3월에는 도쿄 종합 차량센터의 보류차 사하 205-45·60이 폐차되어 도쿄 종합 차량센터의 205계 배속이 소멸되었다. 또한 2010년도에는 나가하라 전차구에 배치된 중간차 2량이 폐차되었다.
2011년 3월 11일에 발생한 도호쿠 지방 태평양 해역 지진(동일본 대지진)에 의해 센세키 선 노비루 역 부근에서 센다이 차량센터 미야기 파출소 소속 M9편성 4량(1426S, 쿠하 204-3109·모하 204-3109·모하 205-3109·쿠하 205-3109)가 피해 다음날부로 폐차되어 현지에서 해체되었다.
2010년도 이후에는 게이요 선에 E233계 5000번대 투입에 따라 본 계열의 본격적인 폐차가 발생했다. 게이요 선 소속 차량이던 본 계열(10량 편성 17개 170량)중 도쿄 역 연장 개업용으로 투입된 신조차(전면 디자인 변경차)는 게요 1-10편성은 4량으로 단축되어 보류(총 40량), 남은 중간차 6량 10편성분과 게요 11.12편성(총 80량)은 폐차되었다. 덧붙여 보류차가 되었던 40량은 2012년 10월 이후 차례차례 600번대화 개조 공사를 실시하여 오야마 차량센터로 전속되었다.
한편 야마노테 선에서 전용된 게요 22.24-27편성(총 50량)은 모두 폐차(폐차 후 일부는 뒤에 서술하는 후지 급행에 양도)되었다. 또한 이들의 게이요 선 소속 폐차 정리는 2010년도, 2011년도 내에 실시되었다.
덧붙여 게이요 차량센터에 배치되었던 쿠하 205-1·모하 204-1·모하 205-1의 3량은 폐차 후 2012년 10월에 개설된 오미야 종합 차량센터 내의 견습 사원용 시설 '오미야 글로우 업 스퀘어'에서 검수 기능 훈련소의 훈련용 차량으로 사용되고 있다.
2013년 도에는 사이쿄 선·가와고에 선에 E233계 7000번대, 요코하마 선에 E233계 6000번대 투입에 따라 사이쿄 선·가와고에 선에 소속된 본 계열(10량 편성 32개 320량)중 하에 16.17편성은 4량으로 단축되어 600번대화 개조가 시공된 오야마 차량센터 전속(총 8량)분에서 남은 중간차 6량 2편성 분과 하에 1-15.18-27.30-32편성 전체 차량(폐차 후 일부는 뒤에 서술한 인도네시아로 양도), 하에 29편성 중 사하 205-82를 제외한 9개, 가마쿠라 차량센터 소속의 요코하마 선 차량 중 H3편성 전체 차량, 나카하라 전차구에 전속한 H26편성의 잉여차 2량의 총 311량은 폐차되었다. 또한 이들의 폐차 정리는 2013년 7월 - 2014년 3월에 걸쳐 실시되었다.

후지 급행

E233계 5000번대의 투입에 의해 폐차된 게이요 차량센터 소속의 일부가 후지 급행에 양도되어 6000계로 2012년 2월 29일(후지 급행 날짜)에 운행을 시작했다.

인도네시아

2013년도 부터는 E233계 7000번대의 투입에 의해 잉여가 된 가와고에 차량센터 소속의 180량이 6도어차를 포함하여 인도네시아 PT KAI Commuter Jabodetabek에 양도되는 것이 발표되었다.
그리고 실제로 양도된 것은 사이쿄 선에서 사용된 6도어차였던 사하 204가 조성된 하에 1·4·7·11 - 15·18·20·22 - 25·31 및 6도어차를 포함하지 않는 하에 26·30·32편성(총 180량)이 되고있다.
사이쿄 선에서의 영업 운행 종료 후에는 다카사키 차량센터까지 자력 회송되어 그 후 다카사키 역에서 니쓰 차량 제작소(당시)까지 기관차 견인에 따라 배급 수송되었다. 니쓰 차량 제작소 수용 후에는 트레일러에 의한 육상 수송에 의해 니가타 히가시항까지 옮겨져 해상 수송에 의해 인도네시아까지 수송되었다. 해상 수송은 7회에 나누어 수송되어 2014년 3월까지 전 차량이 배송되었다.
또한 E233계 6000번대의 투입으로 잉여가 된 가마쿠라 차량센터 소속 편성에 대해서도 6도어 차량을 포함한 약 170량에 대해서도 해당 국가에 대한 양도가 결정되었다.