JR西日本321系電車
車両概説 > 主要機器

本系列では先行して設計された支線区用の125系と同様、各電動車の後位寄り台車のみを主電動機を装架する電動台車とし、全電動車ないしそれに準じた編成とすることで1列車として運行するのに必要な出力を確保している。この「0.5Mシステム」の導入により、編成内各車の重量均一化と牽引力の分散による車両間衝動の抑制、冗長性の確保、編成組成の自由度の向上、前述の全車共通設計による設計・製造の合理化が図られた。また、MT比1：3まで主電動機を開放した状態で35 ‰上り勾配での起動が可能となっている。
最高速度は120 km/h、台車・ブレーキなどの改造で130 km/hへの向上に対応する。
なお、メディア報道では、本系列が両先頭車を電動車としたことを捉え、電動車が付随車に比べて重心が低く転覆し難いという理由により、JR福知山線脱線事故の影響で急遽設計変更したかのように報じる向きもあったが、先に125系でこれが採用されていることもあるため、これは誤りである（これらの報道の中で先頭車の運転台寄り台車が従台車であることや､「0.5M システム」の導入目的について触れたものはない[要出典]）。
Mc車およびM車に搭載された集電装置によって取り入れられた直流1,500 Vは、下り寄りに隣接するM'車およびM'c車にも車間に渡されたWKE20ジャンパ連結器を介して車両制御装置に供給される。補助電源に関してはWKE21ジャンパ連結器を介して編成に引き通されており、異常時の冗長性を確保している。このほか低圧回路用（直流100 V）のWKE108ジャンパ連結器、情報配信装置用のMY119コネクタを備え、元空気だめ管（MRP）引き通しは連結器直下に設置されている。
車両制御装置の社内形式はWPC15で、三菱電機・日立製作所・東芝・東洋電機製造の4社が製造した。基本的に競作だが、三菱電機製は東洋電機製造のOEMであり、ソフトウェアも同社のものとなっている。
主回路部はIGBTによる2レベル電圧形PWMインバータ1基で2基の電動機を制御する、いわゆる1C2M構成のVVVFインバータを搭載し、速度センサレスベクトル制御に対応する。補助電源部もIGBTを用いた2レベル電圧形PWMインバータを用いており､CVCF制御することで三相交流440 V/60 Hzを出力し、定格容量75 kVAを得る。他車の補助電源部と並列運転を行うことで、1基当たりの容量小型化および故障時の編成全体での冗長性を確保する設計である。また、223系での1C1M制御に比べて半導体素子数の削減を図っている。
電動空気圧縮機（CP）は223系2000番台などの実績である除湿装置一体型の低騒音形スクリュー式 WMH3098-WRC1600 がモハ321形に搭載されている。
主電動機は自己通風かご形三相誘導電動機 WMT106 で、センサレスベクトル制御の採用により速度センサを省略、このスペースを活用することで磁気回路の増量を図り、1時間定格出力270 kW/1100 Vを実現している。この出力増強は回生ブレーキの負担割合向上を目的としたものであることから、力行性能は223系と同程度に抑えている。回転数は定格2955 rpm 、許容5830 rpmで、130 km/h運転にも対応可能な高速性能を有する。
駆動装置はJR西日本標準のWNドライブで、歯車比は近郊形と共通の15：98（1：6.53）となっている。
台車は、223系2000番台のWDT59・WTR243をベースとした軸梁式のボルスタレス台車のWDT63（動台車）・WTR246 もしくは WTR246A（付随台車）が新たに設計された。バリアフリー化への社会的な要請に対応すべく、ベースとなったWDT59・WTR243系台車と比較して空気ばね上面高さを15 mm下げて床面高さを低減させ、空気ばね中心間隔を20 mm拡げロール剛性が高められている。空気ばね自体も、前後方向に柔らかく左右方向に硬い設計とした異方性空気ばねとすることで曲線通過性能と乗り心地の両立が図られている。
基礎ブレーキは、WDT63 が踏面ユニットブレーキ、WTR246 がSJシリンダによる踏面ブレーキと1軸1枚のディスクブレーキとし、Mc車およびM'c車の WTR246A に関してはSJシリンダ踏面ブレーキに代わって駐車ブレーキ機能を内蔵した踏面ユニットブレーキを搭載する。
最高運転速度が120 km/hであることから、構成部品を223系2000番台と共通としつつも、軸ダンパー、アンチローリング装置、各軸制御用滑走検知を準備工事としている。また、省メンテナンス化を図るために速度発電機の非接触化、制輪子・ブレーキライニング着脱のワンタッチ化、ワンタッチカプラ化された空気ホースを採用する。
集電装置はJR西日本標準の下枠交差式パンタグラフの WPS27D である。最初の9編成はMc・M車後位寄り（車体西側）の第一パンタグラフのみとし、第二パンタグラフ側は台座と碍子をつけた準備工事状態で落成した。D10編成以降JR東西線乗り入れのため落成時から2基搭載し、最初の9編成も2006年（平成18年）8月までに追加搭載がなされた。地上区間では207系と同様に第二パンタグラフは降ろして運用されており、JR東西線乗り入れ時は尼崎駅と京橋駅で第二パンタグラフを上げ下げする。
また、D1 - D16編成では全ての車両にパンタグラフ台座が取り付けられているが、D17編成以降はクモハ321形とモハ321形以外の車両は省略とした。
冷房装置は集約分散式の WAU708（冷凍能力20,000 kcal/h）が1両につき2基搭載されている。1989年（平成元年）に登場した221系から採用された方式であるが、保守性を高めるため外装ケーシングの上下寸法が拡大されている。
ブレーキは電気指令式空気ブレーキが装備されており、ブレーキ制御装置は各車両に2基搭載し、台車ごとに個別制御を行う。これにより故障時の冗長性を高めたほか、装置自体を各台車直近に配置することで配管を簡素化、応答性も向上させている。
車両情報システムとして、東芝製のデジタル伝送装置を搭載する。インタフェースは車両間の幹線に10 Base相当のイーサネット、端末装置と機器の間に RS-485 が用いられている。全車共通設計を図るため先頭車の中央装置を排し、各車の端末装置にその機能を分担させた。伝送速度は207系の1 kbpsから10 Mbpsと大幅に向上し、力行・ブレーキの編成単位での制御が可能となった。幹線と端末装置を2重系として冗長性を確保しているが、従来の機器ごとの引き通し線も設けており、「ソフト・ハード双方の信頼性の実績を示すデータが蓄積できた後、伝送のみで制御するシステムに移行させる予定」としている。
連結器は1編成を1車両として運用する考え方を基本としたため、中間連結部は半永久連結器を使用することを基本としている。ただし明石支所にある車輪転削線の有効長の都合上、3両と4両に分割できるようにするためにモハ320形後位およびサハ321形前位は密着連結器としている。先頭車運転台寄りの連結器も密着連結器としているが、営業列車での増解結作業が存在しないことから、電気連結器・自動解結装置は搭載しない。
保安装置は、新製当初からATS-SW,ATS-Pに加えてEB・TE装置を搭載する。中間車と先頭車で床下機器配置を極力共通化するため、従来は床下に搭載されていたATS制御装置は床上に設置する事とした。それに対応するため、ATS-P制御装置を小型化し、ATS-SWとの機能集約を行ったATS-P3制御装置を開発して搭載した。
警笛は、空気笛・補助警笛のミュージックホーンが先頭車両床下に搭載されている。
車両制御装置（山側）
車両制御装置（浜側）
フィルタリアクトル
電動空気圧縮機・除湿装置
WDT63電動台車
WTR246付随台車
先頭車運転台寄りに装備されるWTR246A付随台車
集電装置
冷房装置