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国鉄キハ40系気動車 (2代)

| 国鉄キハ40系気動車 |
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 キハ40形100番台とキハ56系の普通列車 （1990年）
基本情報
運用者:   日本国有鉄道  北海道旅客鉄道  東日本旅客鉄道  東海旅客鉄道  西日本旅客鉄道  四国旅客鉄道  九州旅客鉄道  会津鉄道  道南いさりび鉄道  錦川鉄道  小湊鉄道  北条鉄道  ミャンマー国鉄  タイ国有鉄道 
製造所:  新潟鐵工所 富士重工業
製造年:  1977年 - 1982年
製造数:  888両（キハ40形392両、キハ47形370両、キハ48形126両)
主要諸元
軌間:   1067 mm  1000 mm (ミャンマー国鉄/タイ国有鉄道) 
最高速度:  95 km/h
全長:  21300 mm
全幅:  2900 mm
床面高さ:  1240 mm
車体:  普通鋼
動力伝達方式:  液体式
機関:  DMF15HSA
機関出力:  220 PS
変速機:  DW10
制動装置:  CLE自動空気ブレーキ
備考:  原型車のデータ
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国鉄キハ40系気動車（こくてつキハ40けいきどうしゃ）は、1977年から1982年にかけて日本国有鉄道（国鉄）が導入した気動車。
これは国鉄の車両称号規程に則った制式の系列呼称ではないが、同一の設計思想により製造された気動車の形式を便宜的に総称したものであり、キハ40形・キハ47形・キハ48形の3形式およびこれらの改造等による派生形式からなる。
概要

1977年から1982年にかけて計888両が製造され、日本全国各地に投入された。キハ65形、キハ66・67形から設計の多くを受け継いでいる。
本系列は客用の片引戸を車端部2か所に設置した両運転台のキハ40形と、それを片運転台としたキハ48形、都市近郊向けに両引戸を車体中央に寄せて2か所に設置した片運転台のキハ47形の3形式が導入され、運用線区の気候に応じた酷寒地用、寒地用、暖地用の仕様の違いと便所の有無によって下表のとおり計13車種が設定される。なお、本系列より、北海道向け車両もそれまでの気動車のように別形式とせず、同一形式内での番台区分とした。
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キハ40系 新造時形式・番台別特徴一覧
| 運転台 | 客扉 | 形式 | 番台区分 | 仕向け地 （仕様） | 枕ばね | デッキ | 便所 | 両数 | 製造年 | メーカー |
| 両 | 片開き | キハ40形 | 100 | 酷寒地 | 空気 | 有 | 有 | 150 | 50年度3次債務 - 56年度1次債務 | 新潟 富士 |
| 両 | 片開き | キハ40形 | 500 | 寒地 | 空気 | 有 | 有 | 94 | 50年度2次債務 - 56年度1次債務 | 新潟 富士 |
| 両 | 片開き | キハ40形 | 2000 | 暖地 | コイル | 無 | 有 | 148 | 53年度1次債務 - 56年度1次債務 | 新潟 富士 |

| 片 | 両開き | キハ47形 | 0 | 暖地 | コイル | 無 | 有 | 193 | 50年度3次債務 - 56年度1次債務 | 新潟 富士 |
| 片 | 両開き | キハ47形 | 1000 | 暖地 | コイル | 無 | 無 | 134 | 52年度1次債務 - 56年度1次債務 | 新潟 富士 |
| 片 | 両開き | キハ47形 | 500 | 寒地 | 空気 | 無 | 有 | 22 | 52年度1次債務 - 54年度2次債務 | 新潟 |
| 片 | 両開き | キハ47形 | 1500 | 寒地 | 空気 | 無 | 無 | 21 | 52年度1次債務 - 54年度2次債務 | 新潟 |
| 片 | 片開き | キハ48形 | 0 | 暖地・準寒地 | コイル | 有 | 有 | 6 | 55年度1次債務 - 56年度本予算 | 富士 新潟 |
| 片 | 片開き | キハ48形 | 1000 | 暖地・準寒地 | コイル | 有 | 無 | 4 | 55年度1次債務 - 56年度本予算 | 富士 新潟 |
| 片 | 片開き | キハ48形 | 300 | 酷寒地 | 空気 | 有 | 有 | 4 | 56年度1次債務 | 新潟 |
| 片 | 片開き | キハ48形 | 1300 | 酷寒地 | 空気 | 有 | 無 | 3 | 56年度1次債務 | 新潟 |
| 片 | 片開き | キハ48形 | 500 | 寒地 | 空気 | 有 | 有 | 59 | 53年度1次債務 - 56年度1次債務 | 新潟 富士 |
| 片 | 片開き | キハ48形 | 1500 | 寒地 | 空気 | 有 | 無 | 50 | 53年度1次債務 - 56年度1次債務 | 新潟 富士 |

 ↑  酷寒地：北海道、寒地：東北・中部地方、準寒地：中部地方 
在来の一般形気動車に比し、客室設備の改善や走行機器の刷新などが図られた一方、エンジン出力は増加したものの、車体の大型化や新装備の追加などで重量も増加したため動力性能は若干の向上に留まったほか、設計当初より経年の進んだ急行形気動車の普通列車用への転用が並行して計画されていたため勾配線区用の強力形も導入されなかった。
国鉄分割民営化後は、事故廃車となった1両を除く887両がJR旅客各社へ継承されて使用線区に応じた種々の改造が実施され、多数の番台区分が生じた。また、余剰車が出始めた1990年代以降は観光列車やジョイフルトレインにも改造されている。2000年代後半以降は新形気動車への置き換えやローカル線の廃止に伴って廃車が始まり、東海旅客鉄道（JR東海）では2016年に全廃となった。それ以外のJR各社も置き換えを進めており、一部の車両は私鉄・第三セクター会社や日本国外へ譲渡されている。
概要 > 導入の経緯 > 1970年代初頭の需給計画

国鉄における1973年4月時点の一般形気動車保有数は2457両（そのほか急行形2413両、特急形542両）という体制であったが、うち731両を占めるキハ10系は老朽化が進んでおり、なかでも、"所定の修繕費の範囲で使用は可能だが特別な修繕費をかけることは不経済"とされた車両が166両、”次回の全般検査を通す価値がない”と判断された車両が196両という状況であった。また、キハ10系は低いエンジン出力を軽量化で補う設計思想で、設計当時の技術との兼ね合いもあり、同時期の客車や電車よりも車体断面が小さく、接客設備や台車も簡素なものであったため、新形式の気動車の導入に伴い陳腐化が顕著となり、特に座席と台車設計に起因する乗り心地の悪さが問題となっていた。
また、この時点において考えられていた、整備新幹線（北海道、東北、北陸、九州）の整備状況や電化の進捗を考慮した、1982年頃の車両需給によると一般形気動車の所要数は約1800両と見積もられ、所用数の減少と経年20年以上の車両を代替することを併せて考慮すると、約650両の新製が必要であると考えられていたが、一方で、当面の需給を考えた場合には、キハ10系の代替のため、"在来の急行形の一般形への転用"と、"波動輸送用急行にも使用できる、従来の一般形気動車とはイメージの異なる車両の新製"の、2通りの方法を時期・線区に応じ選択することが望ましいと考えられていた。
導入される気動車としては、冷房化、座席の拡大、汚物処理装置の装備等をしつつ、コスト削減を図ることを目的とし、また、当時の気動車普通列車の編成両数の実態（2両編成の列車が29.9 %、3両編成以上の列車が60.3 %）に鑑み、2両編成での使用を基本とした、DML30H系のエンジン1基を搭載する車両が考えられており、1974年から1975年にかけてキハ66系30両が導入された。しかし、キハ66系は車両改善委員会の議論に基づいて1年間試用経過を観察することとなっており、導入当初はその後の他路線への導入も期待されていたものの、実際には量産されなかった。
概要 > 導入の経緯 > キハ40系の導入

キハ66系は量産先行車の30両のみで製造を終了し、引き続きキハ10系を代替する車両の開発が進められたが、特に搭載するエンジンの選定には多くの検討を要していた。これは、火災対策強化・車体前面強化・台車枠強化などにより車両重量増が見込まれるため、従来のDMH17系より出力の向上が必要となる一方で、キハ66系のDML30HSHなどの大型のエンジンを搭載することは、さらなる車両重量の増加を招くため、軌道の弱い線区では速度制限もしくは軌道強化が必要となるほか、機関のサイズや構造の関係から、工場・検修区によっては検修設備の大幅な改修が必要となる場合がある、などの問題があり、広く全国の各線で使用する一般形気動車に採用するには適さないとされたことによるものである。
検討の結果、エンジンにはDML30HSHを片列化し、シリンダーヘッド・シリンダーライナー・シリンダー・過給機・弁動作機構等に共通の部品を使用したDMF15HSAを使用することとした。また、1970年代の国鉄は労使紛争が盛んで、組合側は労働環境の改善を強く要求していた。その一環として、国鉄車両にも安全対策や整備性の改善が求められ、国鉄ではこの時期に1950年代から1960年代にかけて設計された量産形式を基本に随所を改良したマイナーチェンジ車を製造し続けていた。本系列もその方針の下に[要出典]キハ10系のほか、1950年代後半に製造されたキハ55系 とキハ20系の老朽化も視野に入れ[要出典]、それらの代替用として開発された。そして、1976年2月に最初の車両となる酷寒地向けのキハ40形と暖地向けのキハ47形各16両の製作が決定され、1977年2 - 3月に前者は札幌および旭川地区に半数ずつが、後者は福知山地区にそれぞれ配置されており、その基本構想は以下の通りであった。
キハ40形はキハ24形、キハ47形はキハ45形をそれぞれベースとしつつ、キハ66系での経験を十分に反映させるとともに部品の共通化を図る。
どのような線区でも運行できるよう、設備改善に伴う重量増を最低限に抑える。
従来車と併結運用が可能とし、運転取扱もできるだけ同じとする。
暖房能力向上を図るため、新方式の温風暖房装置を搭載する一方、軽量化と機器の簡素化のため冷房装置は搭載しない。
重量増に伴う走行性能の低下を防ぐため、DMF15HSA機関を採用し、キハ66系同様、エンジントラブル防止のため出力を抑制して使用する。
液体変速機はキハ66系のDW9をサイズダウンした、逆転機内蔵・湿式多板式クラッチのDW10を使用する。
防蝕・軽量化のため、暖房配管はステンレス製とし、空気配管の一部はステンレス管とするほか、その他は内側を燐酸被膜塩処理したものとする。
車体は難燃化構造とするほか、踏切事故に備え車体前面を強化構造とし、また、客室・乗務員室の環境改善・居住性向上を図る。
便所には洗面所を設置しないが、汚物処理装置の設置準備を行う。
保守の省力化を図る。
キハ40形には、これまでの北海道での経験を反映させた耐寒・耐雪装備を備える。
概要 > 導入の経緯 > 1980年代の需給計画におけるキハ40系

キハ40系により進められてきた老朽化した一般形気動車の代替であるが、輸送の効率化や特定地方交通線の廃止等の動きがあるなかで気動車の所用両数の減少が見えてきたため、1982年度をもって一旦取りやめ、急行形気動車の特別保全を実施しながら、1990年前後から置換時期を迎える気動車の代替を検討することとなった。1981年時点では、1970年代に起こった2度のオイルショックと燃料費高騰や、国鉄の経営状況に鑑み、エンジンの直噴化や車両の小型軽量化による省エネルギー化と、機関の大出力化による高出力車の2基→1基エンジン化や新設計エンジンによる省力化が構想されており、具体的には、キハ40系が導入された路線よりも経営環境の厳しい路線で運用するためのキハ37形と、キハ58系を代替する軽量車体・高出力1エンジンの急行用気動車が計画されていた。
これらと並行して新型エンジンの開発も進められており、1981年時点ではキハ40系のDMF15HSAを直噴化改造するDMF15HSA-DI、DMF15HSAをベースに新設計とした新形式急行用気動車向けのDMF15HZB、軽快気動車用として舶用機関を転用したDMF13Sの開発が並行して進められていた。しかしながら、同時期に第1次特定地方交通線の廃止が具体化し、また、経営改善計画に則った輸送改善が1982年11月、1984年2月、1985年3月に実施されることとなって車両需給が見通せなくなったためキハ37形の量産は見送られ、キハ40系の直噴化（DMF15HSA-DI化）改造も1987年までに北海道配置の112両に実施されたのみとなった。
1985年頃の時点では、1990年度の一般形気動車の所要数は約2200両で、キハ40系は特別保全工事を実施した急行形気動車約600両とともに継続使用され、残る約600両はその手前頃より順次代替する必要があると見積もられており、国鉄再建監理委員会の答申では特定地方交通線は廃止し、その他の地方交通線は当面各旅客会社で運営することとされ、また、1986年度には分割民営化に向けての最後の輸送改善が計画されていたため、これらが固まるにつれて具体的な需給状況も明確になる見通しであった。そしてその後、国鉄末期にかけ、接客設備の違いから在来の気動車で代替できないキハ35系を代替するキハ38形7両と、分割民営化の時点で北海道、四国、九州に残る1965年度以前製造の一般形気動車約300両のうち、輸送効率化、電化、路線廃止等による必要数削減後も残ると見積もられる約100両を代替する、キハ54形、キハ31形、キハ32形計82両が導入されている。
構造

1974年に開発されたキハ66系をベースにしており、車体や制御回路、変速機、ブレーキ方式などの基本構造は同系を踏襲しているが、搭載機関は、同系で採用された180度V型12気筒と基本設計を共通化しつつ、直列6気筒として出力を半分に落とし、当時の国鉄の技術力・予算に見合った設計としている。また、国鉄時代には全国で大規模な車両の配置転換を行っていたことから、暖房やラジエーターなど酷寒地向けを基本として設計された箇所が多く[要出典]、温暖地で寒地向け車両が使用される場合は過剰装備となる。
構造 > 車体 > 構造

全長21.3 m（車体長20.8 m）、幅2.9 mで既存の急行形気動車同等の大型車体である。酷寒地や海岸沿いでの使用を考慮して[要出典]外板、屋根板、床板には当時の鋼製車両標準の車両用耐候性高張力鋼板 (SPA) を用いて耐久性を向上させている。板厚は例えば同じSPAを使用した201系電車と比較すると、外板厚が2.3 mmに対して国鉄気動車標準の1.6 mm、屋根板厚は1.6 mmに対して1.2 mmと薄く、台枠に設けた軽量孔とともに軽量化に配慮している。製造当初の車体塗装は「首都圏色」と呼ばれる朱色5号一色であった。
前頭部形状はキハ66系を踏襲し、踏切事故対策として高運転台化、運転室長さの350 mm拡大、前面外板の4.5 mm厚への強化、床下前面へのスカートの装着が行われている。運転台窓は運転席からの視認性に配慮して側面部に回り込んだパノラミックウィンドウとし、前照灯は前面窓上にRBS-24V形150/50 Wシールドビームが2灯、尾灯は在来形気動車よりも高い位置に40 Wのものが2灯、それぞれ左右に振り分けて設置され、貫通路直上には列車種別表示器が設けられている。側窓は寒地形、暖地形は外はめ式のアルミ合金製2段ユニット窓として工数を削減している。一方、酷寒地形は、キハ22形から採用された幅930 mmの1段上昇窓で、FRP製窓枠による内窓を組み合わせた二重窓構造とし、冬季の車内保温を図っている。
構造 > 車体 > 設備

キハ40形、キハ48形は車体両端2か所に1 m幅の片開き扉、キハ47形はやや車体中央寄り2か所に1.3 m幅の両開き扉を設けており、いずれもステップ付の半自動扉である。ドアエンジンは両開き式はキハ45形と同じTK106形、片開き式はキハ46形と同じTK105形で、在来車のような半自動式用ではなく自動式用ドアエンジンの指令回路を変更して半自動動作としており、人力での開閉はやや重い。キハ40形、キハ48形の寒地・酷寒地形は客室と出入り台の間に仕切り扉を設けたデッキ付きとし、寒冷時の保温を図った。
運転台は機器配置・座席形状とも人間工学を取り入れた設計である。また、投入線区の運用実態に即し、側面にはタブレットキャッチャーと、勢いのついた重い玉から、車体、窓ガラス、乗客を守る防護板または防護枠を設け、タブレット閉塞式での通過運転に対応した。客室内壁の化粧板は、在来形気動車に比してやや明るい色調であり、初期の車両は、キハ40形・キハ48形は薄茶色6号、キハ47形は淡緑1号であるが、中期以降の車両は、北海道・本州以南用ともクリーム9号となっている。座席はボックスシートを基本としてドア付近にのみロングシートを配したセミクロスシートとした。ボックスシートはシートピッチをキハ58系までの急行形車両と同等の1,470 mmとし、一般形気動車として初めて人間工学を採り入れた新形状のものとした。キハ40形にはスペースの都合で向かい合わせになっていない2人掛クロスシートが片側1ヶ所ずつある。
便所はFRPユニット組み立て式 で、キハ40形は出入り台側から内開き扉で、キハ47形・キハ48形は側面の客室通路側引き戸から出入りする。キハ48形の便所出入口の向かい側には座席を設置していない。水タンクは屋根上搭載の重力給水式として、ポンプや空気配管を不要としている。汚物処理装置は搭載を考慮して機器搭載スペースを確保する準備工事が実施されたが、当初は地方路線の汚物処理施設整備が進んでおらず、便所装備車は全車が従来通りの垂れ流し式であった。
キハ40形700番台の車内（2005年3月）
タブレットキャッチャーと防護板（1990年）
構造 > 主要機器

JR四国キハ47形501の走行音
（2008年10月18日 讃岐牟礼 - 志度間）
構造 > 主要機器 > 機関

→詳細は「DMF15系エンジン」を参照
従来のDMH17系機関に代えてDMF15HSA形（連続定格出力220 PS / 1,600 rpm、連続定格出力時燃料消費率185 g/PS/h、最大出力250 PS/2000 rpm）を搭載する。この機関は、1963年（昭和38年）に開発され、キハ90 1で試験されたDMF15HS形の派生形で、水平シリンダー形の予燃焼室式直列6気筒機関であり、TB11B形排気タービン過給器を装備、補機類はCW750D空気圧縮機、DM99AもしくはDM99B形4 kVA交流発電機などで、いずれも歯車駆動としてVベルトを廃している。
DMF15HSA形機関 釧路運輸車両所にて
構造 > 主要機器 > 液体変速機・減速機

変速・直結各1段のDW10形を装備する。これはキハ65形・キハ66系に搭載されたDW9形をベースにとしたもので、液体変速機の構成は在来標準形のDF115・TC-2形（3段6要素）に対して、DW4形・DW9形やDE10形用のDW6形（2000番台）などと同じ中高速での引張力を確保するとともに、エネルギー損失を抑制した1段3要素となり、クラッチはいずれも湿式多板式で、変速、直結が各3枚、逆転機が8枚の構成となっている。なお、変速と直結の切替は変速機の入力軸と出力軸の回転差を検出して機関の吹き上げ、アイドル指令を出し、最適な回転数で切り替える半自動式とすることでショックのない変速としたほか、変速機の特性の異なる手動変速の在来形気動車との併結に対応している。 変速機油冷却は従来の空冷式から油冷却器による水冷式に変更となっている。また、逆転機を台車に装架するのが困難な2軸駆動車用のDW9の構造を踏襲して逆転機を変速機内に内蔵し、台車側には推進軸の方向転換と最終減速段を受け持つ減速機を装架している。なお減速比は2.995と従来の一般形気動車よりもわずかに大きくされている。
トルクコンバーターのストールトルク比の違いにより、起動時の動輪周引張力はキハ20系（定格出力180 PSのDMH17C形機関搭載車。変速機としてDF115A形ないしはTC2A形を搭載）の2,500 kg弱に対して2,400 kg弱と低く、車両重量の増大と相まって「キハ40系＝低出力」のイメージを強める一因となっている。一方で、例えば10 km/hではキハ20系の約1,800 kgに対し約2,100 kg、50 km/hでは約600 kgに対し約800 kgと逆転しており、当初特急・急行形用として開発された変速機の中高速域を重視した特性が表れている。駆動方式は1軸駆動で車両内側よりの第2軸を駆動しており、台車にキハ65形・キハ66系の第2減速機と共通 のGB122形減速機が装架されている。
GB122形減速機（推進軸側）
GB122形減速機（減速機支え装置取り付け側）
構造 > 主要機器 > 台車

酷寒地形・寒地形は本形式用に新開発のDT44形・TR227形もしくはDT44A形・TR227A形空気ばね台車を採用した。一方、暖地形はコストダウンを優先し、従来からの標準台車であるコイルばね式のDT22D形・TR51C形を採用しているが、台車に逆転器を搭載しなくなった分、側梁を軽量化している。
DT44形・TR227形もしくはDT44A形・TR227A形は枕ばねを空気ばねとしたが、これは寒冷地域でコイルばねの間に雪が詰まって固着してばねが効かなくなる問題があったこと、北海道には地盤の悪い低規格路線が多いこと、軽量化、構造の簡略化、省力化などを考慮したもので、軸ばねはコイルばねをゴムで被覆したいわゆる「エリゴばね」として、雪咬みを防止している。初期に製造された車両は軸箱支持方式がペデスタル式で、荷重を軸箱直上の軸ばねで伝えるDT44形（動力台車）・TR227形（付随台車）であったが、以降は制輪子交換を容易にするため、軸箱支持方式を乾式円筒案内式としたDT44A形・TR227A形に変更された。枕ばねは保守面での制約などから、空気ばねを車体直結とするダイレクトマウント方式ではなく、ボルスタ直下に上揺れ枕を置きその下に空気ばねを挿入するインダイレクト方式（国鉄では165系電車などに広く採用されたDT32・TR69系台車で採用された支持方式）として基本構造をDT32系と共通化しており、空気ばね・ボルスタアンカ・LV4-1形空気ばね自動高さ調整装置などは同系列と同一もしくは一部変更品を使用している。枕ばねを横剛性の高いダイアフラム型空気ばねとして揺れ枕吊りを廃止したことや、ブレーキシリンダの台車装架などにより台車の揺動特性は優秀で、DT22・TR51系コイルばね台車を装着する一般的な急行形気動車を超える乗り心地となった。また、各形式とも制輪子の自動隙間調整器によりブレーキシリンダストローク調整作業を省力化している。
DT22D形台車
DT44形台車
TR227形台車
DT44A形台車
TR227A形台車
構造 > 主要機器 > ブレーキ

キハ66系と同じく、12系以降の新型客車で実績のあったCL空気ブレーキに電磁弁を加えた「CLE空気ブレーキ装置」（C: 3圧式制御弁付、L: 応荷重装置付、E: 電磁弁付をそれぞれ示す）とした。これは従来型気動車の標準ブレーキ装置であったDA1系自動空気ブレーキのA動作弁に代えて三圧式制御弁 (KU-1B) を使用し、ブレーキ弁によるブレーキ管 (BP) の減圧と並行して各車のC13-4AまたはA14-4電磁弁を制御する、電磁自動空気ブレーキである。このCLEブレーキはDA1系と比較してKU1B制御弁により空気圧指令時のブレーキ応答性が向上し、BPの最大減圧量が1.4 kg/cm2から1.8 kg/cm2となってブレーキ制御範囲が拡大されたほか、U5A応荷重弁により荷重に応じブレーキシリンダ圧力が自動的に増減される。また、電磁弁の付加により空走・込め時間の短縮による列車衝動の緩和や保ち作用が可能となる、あるいは非常ブレーキ動作時の伝達促進が得られるなど、作動性や操作性、整備性、それに保安性が改善された。床下の制御弁関係はC26Aブレーキ制御装置として1つの機器箱内にユニット化し、電熱ヒーターを装備して凍結防止を図り、加えて直通予備ブレーキ装置と耐雪ブレーキ装置を装備している。なお、DA1系自動空気ブレーキやDAE1系電磁自動空気ブレーキを搭載する在来気動車とも相互に併結可能であるが、DA1系自動空気ブレーキ搭載車との混用の場合、電磁弁が使用不能となるため最大連結両数に制約が生じ、ブレーキの応答性能も低下する。
構造 > 補器類 > 冷暖房装置

暖房はキハ20系の後期製造車やキハ45系の温水暖房式から、一部のバスでも採用されている温風暖房式となった。これは、機関冷却水を床下の熱交換器に通し、ここに外気および室内空気を通して温風として車内に循環させる方式である。また、気温が低い時、下り勾配、停車時など、機関の廃熱だけでは冷却水温が上がらない場合には、機関始動用のWH250B形機関予熱器 を使用して機関冷却水を加熱するが、外気温が0度程度までであれば機関予熱器の使用は不要とされている。1両あたり2基搭載された重量125 kg、放熱器水容量14.3 Lの熱交換器により暖房能力は公称30,000 kcal/hとなり、従来の軽油燃焼式温気暖房に比して著しく強力な暖房能力を得た[要出典]。また、機器搭載に床下スペースを必要とするが、温水管を車体内に引き通す必要がなく、構造も単純であった。加えて運転室内に自動車用温水暖房装置であるWH33形が運転席側、助士席側に各1基ずつ設置されている。
一方、冷房装置は製造時には設置されず、準備工事も見送られた。当時は地方路線の冷房化は時期尚早であると判断されたほか、本形式のDMF15HSA機関は、DMH17系と比較して2割程度の出力増であるが、車体の大型化や事故対策などで車両重量が増加したため、満足できる走行性能が得られず、そのため、自重増となる発電セットの搭載や機関出力を低下させる直結式冷房装置の搭載が困難であったことも理由である。
構造 > 補器類 > 電気連結器

本系列の初回生産グループの1975年度3次債務車は、各種電気信号用の電気連結器として、在来の一般形気動車と共通の制御用KE53形（接点数15）を2個と放送回路用KE66形（接点数2） を1個、電磁自動空気ブレーキ指令用のKE67形（接点数2） を1個の計4個の電気連結器を装備する。冷房装置を備えない一般形気動車ではこの4個の電気連結器が標準で、冷房を搭載する急行形気動車ではこれに加えて冷房制御用のKE53形1個と高圧電源供給用のKE8形（接点数8）1個を装備する。
しかし、芯線数の少ない電気連結器を多数接続するこの構成は、装備の追加に伴って後追いで電気連結器を追加していった結果であり、特急形を除く全ての形式を制約なく併結するためには必要であったが、増解結作業が煩雑となり、保守上も部品の種類が増えて望ましくなかった。このため、本系列の設計の基本となったキハ66系で2両ユニットの連結面間に使用されていた、新世代の多芯電気連結器であるKE91形（接点数90）へ集約することが検討され、1977年度1次債務車で、その準備工事として妻面向かって左下に大きな縦長の窪みを設け、将来ここにKE91形を格納する計画とした。
その後、1978年度本予算車では電気連結器格納用の窪みはそのままに、新設計のKE93形 1個で従来のKE53形2個を置き換えるように計画が変更された。KE93形には在来の気動車との併結を考慮して、KE94形アダプタ が用意され、これをKE93形にボルトで固定することで、KE53形2個を備える一般形気動車と併結可能としている。
なお、KE53形2個の接点数は合計で30であるため、接点数61のKE93形では多数が空き接点となる。これはKE66・67形相当の信号線の割り当て予約など、将来的な割り当て数の増加を見越して接点数に余裕を持たせたためであり、KE93形をKE94形を併用せずに単独で使用する際には、KE66・67形や冷房用のKE53形1個の接続が不要となる。
1977年前期製造車（左）1977年末以降製造車（右）
キハ40 6307
KE94形アダプタを外し、KE93形電気連結器（蓋を赤色塗装）を直接使用可能とした状態
構造 > 性能に対する評価

車体の大型化と追加装備は重量の増加を招き、機関出力と低さと相まって走行性能が低かったことから、その低性能や、それを招いた国鉄の開発思想に対して有識者から批判があった。
本系列と同様の構成の従来形式と比較すると、キハ45形が自重33.0 tであるのに対し、キハ47形0番台が35.5 - 35.6 t（いずれも全長21.3 m、片運転台、便所付、両開き2扉、暖地向け）、キハ24形の34.5 tに対しキハ40形100番台が36.8 - 37.6 t（いずれも全長21.3 m、両運転台、便所付、片開き2扉、酷寒地向け）で、7 - 9 %程度自重が重いのに対し、搭載機関の連続定格出力は約22 %高い220 PSで、動輪周引張力は例えば10 - 55 km/hの速度域では約15 - 45 %高くなっている。
本系列による代替の対象となったキハ10系は1機関搭載・運転台付の車両で自重が29.5 - 34.0 t、同じくキハ20系で30.0 - 33.1 tであり、単位重量あたりの出力ではキハ10系とキハ20系の1機関搭載車とおおむね同等、2機関搭載のキハ51形やキハ52形などには大きく劣り、新形式車両でありながら走行性能は大きくは改善しておらず、地方線区の経営改善のためのダイヤ改正にも支障となるものとして批判された。
また、本系列（暖地向け車）を使用した普通列車（普気）の速度種別設定は「停気F1」で、上り10パーミル勾配における均衡速度は51 km/h、25パーミル勾配では26 km/h にとどまる。従来の気動車と同様、電化区間へ乗り入れる場合は、電車列車より加速力が大きく劣るため足並みが揃わず、ダイヤ作成の障害となったほか、平坦な非電化線区においても機関2基搭載車基準のダイヤでは運行できず、本形式が運用に入る列車は別途遅いダイヤを設定しなければならないなど、スピードアップの阻害要因となることが多かった。1980年代後期から1990年代にかけて、曽根悟らの有識者がこの過重量と出力不足を批判しており、特に曽根は、本形式の時代錯誤的な低性能を「（数世代前の）キハ42500形にも劣る」と評価している。
低出力による加速力の低さに加え、変速機の特性上、低速域の引張力が小さいため、起動はキハ20形などと比べても鈍重で加速も悪く、乗客には低性能ぶりが一層強く印象付けられることとなり、1980年から1990年代の鉄道旅行誌の掲載記事等においては、新系列車両であるにもかかわらず執筆者から「旧式気動車」などと記されてしまうこともあった。
DMF15HSの定格時燃料消費率は185 g/PS/hであり、基本設計が1941年であるDMH17系 (190 g/PS/h) と同水準で進歩がなく、のちにJR東海がカミンズNTA855-R1（JR形式C-DMF14HZ） (154 g/PS/h) に換装した際には、燃費が換装前の71 %に改善 した。また変直切替速度が高く、変速段とエンジンの高回転域を多用する変速機の非効率がそれを一層助長した。排気系の過熱防止のため全出力運転が5分までに制限されるDMH17系と異なり、DMF15HS系は全出力運転の時間制限がなかったため、運行中はほぼ全出力で運転できてしまい、かえって燃料消費量も増加した。DMH17系機関を1基搭載する車両の代替は可能であったが、加減速の多い仕業や勾配路線向きの形式は製作されなかった。
| 参考：キハ40とその他の気動車の出力重量比比較> 形式 | 参考：キハ40とその他の気動車の出力重量比比較> 自重 | 参考：キハ40とその他の気動車の出力重量比比較> 機関出力 | 参考：キハ40とその他の気動車の出力重量比比較> パワーウェイトレシオ |
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| キハ20形 | 30.6 - 32.2 t | 180 PS | 170 - 179 kg/PS |
| キハ23形 | 34.2 t | 180 PS | 190 kg/PS |
| キハ40形2000番台 | 36.4 t | 220 PS | 165 kg/PS |
| キハ110形 | 約31 t | 420 PS | 73.81 kg/PS |
新造車 > 酷寒地仕様 > キハ40形100番台

北海道向けの酷寒地仕様で、1977年上期から1982年までに150両 (101 - 250) が製造された。暖地向けのキハ47形とともに最初に就役したグループである。番台区分が0番台 (1 -) とならなかったのは、旧形客車を気動車化改造したキハ40形（後のキハ08形）が書類の上で存在しているためとされている。
車体はデッキ付きで、1段上昇式の二重窓、便所、空気ばね台車を装備する。床材は北海道向け従来形式のキハ24形などの鋼板+木材板張りから、1.2 mm厚SPA鋼板と断熱材+リノリウム張りに変更されている。
1977年製の16両 (101 - 116) は、角型水タンクカバー、4人掛けクロスシート12組、客室の小窓が両端配置、客室の化粧板が薄茶色、台車は、軸箱支持装置がペデスタル式の空気ばね台車であるDT44・TR227である。
1978年以降に製造された117 - 250はトイレ周辺の機器や排気ダクトの設計変更により4人掛けクロスシート12組+2人掛クロスシート2席 となったほか、水タンクカバー、窓割り、外気導入ルーバー、スカート形状がキハ40形2000番台1次形と同様になった。客室の化粧板はクリーム色になり、台車はDT44A・TR227Aに変更された。
1988年に9両 (141 - 149) がキハ400形に改造され、残りの車両も全車が1990年から1995年にワンマン化改造により700番台となった。
新造車 > 酷寒地仕様 > キハ48形300番台・1300番台

キハ48形の北海道向け酷寒地仕様で、デッキ付き、1段上昇式二重窓の車体構成はキハ46形とも類似する。輸送量が限られた北海道の路線では2両編成以上が必須の片運転台車は使いにくく、1982年に便所付きの300番台車は4両 (301 - 304)、便所なしの1300番台車は3両 (1301 - 1303) が製造されたのみとなった。
キハ40 184（歌志内駅、1986年）
キハ40 136 急行「えりも」（1986年）
キハ48 301（2009年9月）
新造車 > 寒地仕様 > キハ40形500番台

主に東北地方を対象とした寒地仕様で、1977年末から1982年までに94両 (501 - 594) が製造された。デッキ付きで上段下降・下段上昇式のユニット窓と空気ばね台車を装備する。
このうち、キハ40 501 - 520はDT44・TR227台車を装備し、車内の化粧板は淡緑色であり、キハ40 521以降はキハ40 117以降と同様にトイレ周辺の機器や排気ダクトの設計変更によって窓や座席の配置が変更され、車内の化粧板がクリーム色系、台車がDT44A・TR227Aに変更され、スカートの形状も変更された 。
新造車 > 寒地仕様 > キハ47形500番台・1500番台

新潟地区向け寒地仕様で、空気ばね台車装備。デッキはなく、客室窓は暖地向車と同じ2段上昇式となっている。1978年から1980年にかけて便所付きの500番台車22両 (501 - 522) と便所なしの1500番台車21両 (1501 - 1521) が製造された。越後線と弥彦線の電化に伴い、四国や中国、九州などに転じた。
新造車 > 寒地仕様 > キハ48形500番台・1500番台

キハ40形500番台と同様の寒地仕様車で、1979年から1982年までに便所付きの500番台が59両 (501 - 559)、便所なしの1500番台が50両 (1501 - 1550) 製造された。デッキ付き、上段下降・下段上昇式ユニット窓と空気ばね台車を装備している。主に東北地区や飯山線、高山本線に投入された。
キハ40 502（2018年5月）
キハ40 551（2017年5月）
キハ47 503・四国色（2007年10月）
キハ47 1501・朱色（1987年）
キハ48 523の車内
1キハ48 523の入口とデッキ部
新造車 > 暖地・準寒地仕様 > キハ47形0番台・1000番台

暖地向け仕様で、金属ばね台車装備で、車内の化粧板は初期に製造されたキハ47 1 - 16は淡緑色、キハ47 17以降はクリーム色である。便所付きの0番台は1977年上期から1983年までに193両 (1 - 193) が、便所なしの1000番台は1978年から1982年までに134両 (1001 - 1134) がそれぞれ製造され、これら327両が本系列の最大グループとなっている。
新造車 > 暖地・準寒地仕様 > キハ40形2000番台

暖地向け仕様で、1979年から1982年にかけて148両 (2001 - 2148) が製造された。当初キハ47形を両運転台式としたキハ41形が計画されていたが、便所と暖房用ダクトの配置が困難であるため、キハ40形500番台に準じた車体で製造されたものである。一部車両は男鹿線、只見線、石巻線など寒冷地でも運用された。
客室窓は外バメのユニット窓であるがキハ47形や113系1000番台などと同じ2段上昇式（上段下降・下段上昇式の500番台と比べて四隅に丸みがついておらず、天地寸法が小さく、車体よりやや奥まっている）であるほか、車内の化粧板はクリーム色系で、デッキは装備されていない。なお、2000番台は100番台の117、500番台の521より後に製造されており、トイレ周辺の機器や排気ダクトの設計変更を行った窓・座席配置を採用しており、いわゆる「前期型」に当たる車両は無い。台車は金属ばねのDT22D・TR51Cである。
新造車 > 暖地・準寒地仕様 > キハ48形0番台・1000番台

キハ48形500・1500番台と同一車体・デッキ仕切り付きながら金属ばね台車装備とした準寒地向けで、1981年から1982年にかけて便所付きの0番台車が6両、便所なしの1000番台車が4両製造され、美濃太田（1 - 3・1001・1002）と敦賀（4 - 6・1003・1004）に配置された。
キハ47 15（1987年）
キハ47 1108（1987年4月）
キハ48 6（近江今津駅、1988年3月）
キハ48 1004（近江今津駅、1988年3月）
改造車 > 国鉄時代の改造車

国鉄時代に行われた改番を伴う改造はキハ40形1000番台のみである。
改造車 > 国鉄時代の改造車 > 冷房化改造

指宿枕崎線で運用する本系列に対し、桜島の降灰対策のためバス用独立機関式クーラーのトヨタ2Jと自動車用車内放熱器のRH21を用いたAU34による冷房化を、1986年から1987年にかけてキハ40形5両およびキハ47形10両に実施した。
改造車 > 国鉄時代の改造車 > 機関直噴化改造

1983年製のキハ37形に搭載したDMF13Sの実績に基づき、本系列のDMF15HSAについても機関直噴化改造を実施した。試作として、キハ40 109およびキハ47 47・48・1034が改造され、試験の結果16 - 20 %程度の燃料節減となったため、その後1987年までに北海道配置のキハ40系112両が改造された。改造を施した機関の形式はDMF15HSA-DIとされた。
改造車 > 国鉄時代の改造車 > 烏山線向け改造（キハ40形1000番台）

烏山線向けに2000番台からトイレを撤去するなどの改造を行い、9両が1000番台となった。1001 - 1007は国鉄が1986年11月末から翌1987年3月末の間に、1008と1009は東日本旅客鉄道（JR東日本）が1991年と1995年に各1両を改造した。改造時期やその後の改造などにより形態には差異がある。
キハ40 1001 - 1007：1979年4月から5月に宇都宮運転所に新製配置し烏山線で運用していたキハ40形2000番台 (2011 - 2020) のうち水戸運転所へ転出した3両 (2018 - 2020) を除く7両 (2011 - 2017) を改造。工事は大宮工場で施行した。トイレの撤去により定員は98名となったが、撤去したトイレ部分の小窓と屋根上の水タンクが存置された。塗色は烏山線色（白（クリーム10号）地に緑色（緑14号）でr字様帯模様の2色塗装）に変更されている。
民営化後の1990年3月に、1006を除く6両についてワンマン運転（後乗り前降り）対応改造と座席のロングシート化工事を施行した。定員は144名に増加し、車内案内自動放送装置、外部スピーカー、乗降口案内表示器が設置された。客室は旧トイレ部分の小窓をそのまま固定化して座席および網棚、吊手を延長し、ロングシートの中央部の排気管立ち上がり部分には消火器とくず物入れを設置した。さらに1995年から1996年にかけて冷房装置（サブエンジン式のAU34）を搭載して網棚上4か所にクーリングユニットを装備し、水タンクとその横にあった通風器が撤去された。乗降扉の半自動対応改造（乗降扉横に押しボタン式のドア開閉装置、ドア開閉時チャイム音）も行われた。機関換装は行われていないが、1001・1002・1004・1005の4両は燃料直噴式に改造（DMF15HSA-DI、出力230 PS / 1600 rpm）された。
ワンマン化されなかった1006は、耐寒耐雪改造を受け東北地区に転出し、2004年に秋田総合車両センターでリニューアル工事が行われた。烏山線に残留した車両とは下記のように仕様が異なるが、番号の変更はない。
座席配置がセミクロスシートのまま
屋根上水タンク存置
旧トイレ部分 の窓を埋め込み
機関をカミンズ製DMF14HZ (300 PS / 2,000 rpm) へ換装し、機関直結式冷房装置（AU26J-A×2）を搭載
同車は2021年3月の同系列運用終了まで秋田地区で運用されし、7月に小湊鉄道に譲渡された。
キハ40 1008：1991年8月に、高崎運転所のキハ40 2087を改造。他の1000番台と異なり旧トイレ部には他の客室窓と同様のユニット窓が設けられている。また、高崎時代にAU34を搭載して冷房化されており、室内はクーリングユニットではなく天井に冷房用ダクトが設けられている。水タンク横の通風器が残る他、床下機器配置も異なっている。機関は燃料直噴式へ改造（DMF15HSA-DI、出力230 PS / 1600 rpm）された。
キハ40 1009：1995年12月に水郡線営業所のキハ40 2139を改造。水郡線時代にAU34による冷房化とワンマン化改造を受けており、1008同様に水タンク横の通風器が残り、室内も冷房用ダクトが天井に設けられているほか、旧トイレ部の窓はトイレ時代の小窓のまま固定化され、ワンマン化時期の関係で外部スピーカーと乗降口案内表示器の位置も他車と異なる。機関は原形のまま。2017年に錦川鉄道へ譲渡された。
キハ40 2011 - 2017・2087・2139 → 1001 - 1009
キハ40 1003 屋根上の水タンクは撤去済み
キハ40 1003「一般気動車色」
キハ40 1005「首都圏色」（2017年1月）
烏山線仕様の1000番台の車内。旧トイレ部分は固定式の小窓になっている。
改造車 > JR北海道の改造車 > 宗谷本線急行用改造車（キハ400系）

キハ480-1301の走行音 304D サロベツ
（函館本線岩見沢 - 札幌間、1996年9月26日）
1988年11月3日の北海道旅客鉄道（JR北海道）ダイヤ改正に伴う宗谷本線の高速化のため、「宗谷」・「天北」・「利尻」に使用されていた14系客車 を置き換えるために経年の浅いキハ40形100番台9両、キハ48形300番台1両、1300番台3両の計13両を急行用に改造したもの。車番は改造前から変更せず、それぞれの形式称号の末尾に0を加えてキハ400形・キハ480形に形式を改め、両形式を総称してキハ400系ともいう。
特急が多くダイヤ密度の高い函館本線での高速運転や、宗谷本線の勾配区間での優等列車運用に対応するため、機関をキハ183系550番台・1550番台でも採用されたDMF13HZ (330 PS / 2,000 rpm) に、変速機は同時期に製造が始まったキハ85系やキハ110系などに採用された多段式のN-DW14B形（3段6要素・変速1段・直結2段）に交換。特急用気動車と同等の性能となった。その結果名寄駅での増解結作業が増えたにもかかわらず、所用時間は客車時代より約40分、キハ56系時代よりも約20分の短縮した。
接客設備は14系客車に遜色ないものに改められた。座席はキハ183系500番台と同等のリクライニングシートへ交換され、横引きカーテンや窓框に縁取りが設けられたが、窓配置がキハ40・48時代のままのため窓と座席の間隔が一致しておらず、眺望はほとんど利かなかった。キハ400形は便所を改良して隣に洗面所を新設した一方、キハ480形は種車が便所付きだった304も撤去して全車便所なしとしている。また、屋根上に各車1基搭載したインバーター式の冷房装置 (N-AU400)を、キハ400形車内の機器室に設置した発電用電源エンジンから自車とキハ480形へ三相交流220 Vの電力を給電して稼働させる独立機関・電気式冷房システムとており、キハ480形単独では冷房装置を使用できなかった。
外観はグレー系のツートンカラーに赤の細帯という独自の塗装に変更された。また、先述のように窓配置は変更されていないものの、キハ400は先述の改造によりトイレの隣の窓1つは洗面所スペースとして埋め込まれ、反対側は発電用機関スペースとなった窓2つ分が同様に埋め込まれてルーバーが増設され、使用列車名をあしらったエンブレム状のロゴが塗装で表現されていた。定員はキハ400形が48名。キハ480形は当初68名だったが、のちに飲料水の自動販売機が設置され66名に減少した。
予備車が少なく、またキハ400形が機器室・便所・洗面所付き両運転台車で定員が少ないため、多客期は自由席としてキハ56系やキハ54形などが増結された。その後、1997年にキハ400形100番台3両が、老朽化したお座敷気動車を置き換えるため、お座敷気動車の500番台に改造され、代替でキハ182形改造車3両が補充された。残る10両は、宗谷本線高速化により急行列車が特急化された2000年3月11日のダイヤ改正まで使用され、その後、うち9両は同年夏に学園都市線（札沼線）用の一般車（キハ40形330番台・キハ48形1330番台）に再改造され、キハ480 304は2006年10月6日付で廃車された。
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| キハ400形 | キハ400 141 | キハ40 141 | 1988年10月14日 | 苗穂 | 苗穂 | 改造(キハ400 501) | 1997年12月28日 | 苗穂 |  |
| キハ400形 | キハ400 142 | キハ40 142 | 1988年10月14日 | 苗穂 | 苗穂 | 改造(キハ400 502) | 1998年2月28日 | 苗穂 |  |
| キハ400形 | キハ400 143 | キハ40 143 | 1988年11月18日 | 釧路 | 苗穂 | 改造(キハ40 331) | 2000年7月1日 | 苗穂 |  |
| キハ400形 | キハ400 144 | キハ40 144 | 1988年10月15日 | 五稜郭 | 苗穂 | 改造(キハ40 332) | 2000年7月26日 | 苗穂 |  |
| キハ400形 | キハ400 145 | キハ40 145 | 1988年10月27日 | 五稜郭 | 苗穂 | 改造(キハ40 333) | 2000年8月11日 | 苗穂 |  |
| キハ400形 | キハ400 146 | キハ40 146 | 1988年10月28日 | 五稜郭 | 苗穂 | 改造(キハ40 334) | 2000年6月20日 | 苗穂 |  |
| キハ400形 | キハ400 147 | キハ40 147 | 1988年10月24日 | 苗穂 | 苗穂 | 改造(キハ40 335) | 2000年7月11日 | 苗穂 |  |
| キハ400形 | キハ400 148 | キハ40 148 | 1988年10月27日 | 苗穂 | 苗穂 | 改造(キハ40 336) | 2000年7月19日 | 苗穂 |  |
| キハ400形 | キハ400 149 | キハ40 149 | 1988年10月20日 | 苗穂 | 苗穂 | 改造(キハ400 503) | 1998年4月18日 | 苗穂 |  |
| キハ480形 | キハ480 304 | キハ48 304 | 1988年10月24日 | 苗穂 | 苗穂 | 廃車 | 2006年10月6日 | 苗穂 |  |
| キハ480形 | キハ480 1301 | キハ48 1301 | 1988年10月15日 | 五稜郭 | 苗穂 | 改造(キハ48 1331) | 2000年7月15日 | 苗穂 |  |
| キハ480形 | キハ480 1302 | キハ48 1302 | 1988年10月20日 | 苗穂 | 苗穂 | 改造(キハ48 1332) | 2000年8月11日 | 苗穂 |  |
| キハ480形 | キハ480 1303 | キハ48 1303 | 1988年10月14日 | 苗穂 | 苗穂 | 改造(キハ48 1333) | 2000年7月21日 | 苗穂 |  |
キハ400-141先頭の急行「サロベツ」（札幌駅）
キハ480-1301先頭の急行「利尻」（2両目はキハ182）
側面洗面所部分に描かれたロゴ
改造車 > JR北海道の改造車 > ワンマン化改造車（700番台）

1990年から1994年にかけてキハ40形100番台にワンマン運転対応工事を行ったもので、キハ400形に改造された9両を除く141両全車が改造された。番号は1次車 (101 - 116) が種車の車両は元番号に725を足した連番、その他の竣工順の付番とされている。
また、17両が都市近郊輸送に対応するため、旧番号時代の1991年から1992年にクロスシートを1+2列に改造している。番号は次のとおり。
キハ40 175・178 - 180・186 - 188・207 - 210・222・226 - 228・249・250 → 802 - 805・813 - 825
のちに、機関の換装などにより一部が300・350・400番台に改造されたほか、789は改番前（キハ40 150）の1988年に機関をキハ400形と同じDMF13HZに、変速機をN-DW14Bに換装しているが、番号上は区別されていない。DMF15HSAのまま機関の直噴化改造を施工された車両があり、その車両はエアクリーナーが移設されたため、車体側面の機関用吸気口が塞がれている。循環式汚物処理装置の取り付けが進んでおり、屋上の水タンクを撤去し車内設置に変更した車両も存在する。
JR移行後は、地域色を除き外板色が白地に萌黄色と青の帯に統一されていたが、2010年4月に、釧路運輸車両所所属の777が首都圏色（朱色5号）に変更された。
更なる使用を目的に後述する1700番台への延命改造が実施されたため数を減らし、2022年3月12日のダイヤ改正まで残っていたキハ40 721-730-733-802が改正後順次廃車回送され、形式消滅区分となった。
改造車 > JR北海道の改造車 > 学園都市線用改造車（300番台）

1996年に学園都市線（札沼線）の増発のため、同線での運用に対応する改造をキハ40形700番台4両に対して行った。
機関はN-DMF13HZB (330 PS / 2,000 rpm) に換装され、出力増強が図られた。サービス向上のため機関直結式冷房装置 (N-AU26) やトイレの汚物処理装置を搭載、混雑緩和対策としてシートが2+1人掛けとされた。客室とデッキの間の仕切り壁が撤去されたことにより車内の保温が困難になるため、ボタン開閉式の半自動ドアを装備している。本番台は全車が苗穂運転所に配置され、同じく同所配置で札沼線（学園都市線）で運用されていたキハ141系気動車とともに、車体地色がライトグレーとなっている。札沼線一部電化後は定期運用がなく予備車となった。
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| キハ40形 | 300番台 | キハ40 301 | キハ40 702 | 1996年2月2日 | 五稜郭 | 苗穂 | 苗穂 |  |  | マヤ35 牽引車（観測装置搭載） |
| キハ40形 | 300番台 | キハ40 302 | キハ40 748 | 1996年3月7日 | 五稜郭 | 苗穂 | 苗穂 |  |  | 苗穂運転所入れ替え車 |
| キハ40形 | 300番台 | キハ40 303 | キハ40 773 | 1996年1月23日 | 苗穂 | 苗穂 | 苗穂 |  |  | 苗穂運転所入れ替え車 |
| キハ40形 | 300番台 | キハ40 304 | キハ40 782 | 1996年1月31日 | 苗穂 | 苗穂 | 苗穂 |  |  | マヤ35 牽引車 |
キハ40 301
車内側のドア開閉ボタン（2009年7月13日 札沼線列車内）