stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
国鉄103系電車
改造 > JR東日本の改造工事 > 1200番台塗色変更・10両編成化関連

1989年（平成元年）に中央・総武緩行線に205系が黄帯で登場し、誤乗防止の観点から帯色をスカイブルー（青22号）に変更した。同時に駅の放送や案内板も「銀色に青帯の電車」に変更された。1987年（昭和62年）4月1日の国鉄分割民営化後は、JNRマークをラインカラーで塗りつぶし、白色の巨大なJRマークを先頭車の側面窓下に貼付するという小変化があった。
ラインカラー変更とほぼ同時期に冷房改造が若干早期に行われたため、冷房改造された黄帯編成も存在した。同時にクモハ102形を除く全形式に側面行先表示器を搭載し、前面方向幕も連電動化された。
1991年（平成3年）12月1日ダイヤ改正では東西線完全10両化により、7両編成で残存していた本系列5本（35両）と301系2本（14両）は全て10両編成に組み替えられた。余裕が生じていたため12両が常磐快速・成田線用として松戸電車区に転出した。これは、冷房化の予備車を確保するために松戸電車区から借入扱いで転入していた103系1000番台を本配置（のちのK8編成）とし、代わりに余剰となった車両を転出させて返却扱いとしたためである。
残存車は、7両編成時代の旧K12・K13編成を中心に以下の車両を組み合わせ10両の新K6・K7編成を組成した。
モハ103・102-1202 : 松戸転出の旧K9編成から捻出
モハ103-1207 + モハ102-1205 : 残存の旧K11編成から捻出
サハ103-429・430 : 浦和電車区から転入
モハ103-1207 + モハ102-1205を抜き取った旧K11編成は、5両編成で新K9編成となり、同じく10両編成化で5両編成で残った301系と組成した。*のちに301系5両編成が廃車されたため、予備編成となった。
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
|   |   | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  | ← 津田沼・西船橋中野・三鷹 →  |
| 号車 | 号車 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 編成番号 | K6 | クハ103 -1204 | モハ103 -1211 | モハ102 -1208 | モハ103 -1210 | モハ102 -1207 | サハ 103-430 | モハ103 -1214 | モハ102 -1210 | モハ103 -1212 | クモハ102 -1204 |
| 編成番号 | K7 | クハ103 -1205 | モハ103 -1202 | モハ102 -1202 | モハ103 -1207 | モハ102 -1205 | サハ103 -429 | モハ103 -1213 | モハ102 -1209 | モハ103 -1215 | クモハ102 -1205 |
| 編成番号 | K9 | クハ103 -1203 | モハ103 -1208 | モハ102 -1206 | モハ103 -1209 | クモハ102 -1203 |   |   |   |   |   |
改造 > JR東日本の改造工事 > 前面強化工事

成田線大菅踏切事故で運転士が殉職したことから踏切事故などでの乗務員の保護のために前面を強化する工事が1995年3月末までに施工された。113系などは車両基地で施工し、施工直後は前面がステンレス地の車両も見られたが、本系列では検査入場の際に工場にて鋼板を取り付ける工事を施工した。1974年以降に製造された高運転台車は製造当初から前面が強化されているため改造対象外であった。1993年12月までの大宮工場にて施工された車両（全車が豊田車両センター所属車）は尾灯上部の足掛けが外側に設置されている。インドネシアに譲渡された初期先頭車はこの形態。
改造 > JR東日本の改造工事 > 仙石線RT-235編成復活時の改造

仙石線での本系列運用は2004年7月に一旦終了したが、2006年以降に予定された多賀城駅付近の立体交差化工事の際に車両不足が想定されることから、本編成のみ郡山総合車両センターで留置された。2006年11月に同センターで復帰のための整備が施工され、2007年3月19日より営業運転に復帰した。
クハ103-235に車椅子対応の大型トイレが設置され、モハ103-343のパンタグラフはシングルアーム式2基に換装された（本系列初かつ唯一）。台車はグレー塗装化、座席モケットは205系と同タイプに変更されている。保安装置はATS-SNからATS-Psに変更された。
復帰後は平日朝のラッシュ時に区間運転2往復限定で運用された。しかし、老朽化と首都圏配置車の需給調整の結果、南武線209系2200番台投入により205系が捻出できることになり、2009年10月21日を最後に営業運転を終了、同月26日に郡山総合車両センターへ廃車回送され、JR東日本管内の103系は全廃となった。4両とも2009年10月28日付で廃車となり、2010年1月に解体された。
| 0 | 1 | 2 | 3 |
| --- | --- | --- | --- |
← 石巻あおば通 → 
| クハ103-235 | モハ103-343 | モハ102-499 | クハ103-236 |
4両とも中央線快速→中央総武緩行線→仙石線と転属してきた車両である。
RT-235編成
クハ103-235 トイレと車椅子スペース（左）
モハ103-343 交換された座席（右）
改造 > JR東日本の改造工事 > 入換車への転用

クモハ103-11とクモハ102-1201の2両は、1993年の廃車後に大船工場の入換車に転用され、従来の101系2両による入換車が置き換えられた。クモハ103-11は1990年7月1日付で、クモハ102-1201は同年4月2日付で廃車となったものである。
クモハ103-11のパンタグラフは運転台側へ移設され、クモハ102-1201には貫通扉に作業用の小窓が設置された。両車とも先頭部への前照灯の増設が行われている。
改造 > JR東海の改造工事

国鉄からの継承車70両は1965年（昭和40年）から翌1966年（昭和41年）にかけて製造された初期車両であったことから、一部の冷房車を含む20両は廃車し、残った50両にリフレッシュ工事などの改良工事を施工した。
改造 > JR東海の改造工事 > C-AU711A形による冷房化

JR東日本のAU712形と同様に（厳密にはJR東海の方が先行）工期短縮と改造費用低減の観点から、C-AU711A形集約分散式搭載による改造工事が施工された。1988年度から翌年度にかけて12両に施工され、非冷房で残った16両はAU75改造車の4両とともに廃車となっている。側面方向幕の設置は施工されなかった。
C-AU711A形集約分散式冷房機の重量は約280 kg/基で、能力20.93 kW ≒ 18,000 kcal/hの装置を屋根上に2基搭載するものである。モハ102-76・81・96・97の4両は、冷房電源確保のためMGが撤去され、4両分の給電能力を有するC-SC24形静止形インバータ（SIV・定格容量120 kVA）に取り替えられた。
改造 > JR東海の改造工事 > ドア点検蓋の設置

JR東海の103系には、側引戸のドア点検蓋の設置も行われた。特別保全工事・リフレッシュ工事とは別工事となったが、50両全車に施工されている。
改造 > JR東海の改造工事 > 電動方向幕の使用

国鉄時代は前面の方向幕部分に「中央線」と表示し、行先案内には先頭車側面の行先表示板（サボ）を使用していたが、JR化後の1987年度より方向幕付車両で電動方向幕の使用が開始された。前面幕にも側面用の幕が流用されたため、前面幕窓の上下に余白が入る形となった。
改造 > JR西日本の改造工事

承継車両の多くが初期から中期型車であったことから、延命を図っている。また、JR化後に新たな用途が多数発生しており、それに合わせた改造も見られる。
改造 > JR西日本の改造工事 > 羽衣線向けワンマン化改造

阪和線の支線である羽衣線には1987年（昭和62年）にクモニ143形荷物電車改造のクモハ123-5・6が日根野電車区に投入されたが、同時にラッシュ時に3両編成で運転する際、123系の増結車としてクハ103-194が用意された。1989年（平成元年）秋からはワンマン運転を行うことになり、車外に外部スピーカー等が設置されるなどのワンマン化改造が施工された。
改造の対象はクハ103-194・クモハ123形2両で、および予備車としてクモハ103-77 + モハ102-186 + クハ103-545の3両でも施工されている。なお、クハ103-194および予備車3両は1990 - 91年にWAU102形による冷房化改造と延命N工事が施工された。車内で運賃収受を行わないタイプのワンマン運転であり、同様のワンマン運転はJR九州の筑肥線、JR西日本の103系では呉線でも行われた。車内に運賃箱を設置した車内収受タイプは播但線や加古川線でも行われている。
1995年の阪神・淡路大震災の後、クハ103-194はJR神戸線の応援編成として貸し出され、代替として大阪環状線で使用されたサハ103-758に朱色のままワンマン化改造を施工し、クモハ123形2両で挟んだ3両編成で運用された。応援運用を終えたクハ103-194は、事故廃車となったクハ103-839の補充として福知山線に転出し、塗装もカナリア色に変更されたが、前面行先表示器が手動であるなど異端な存在であったことから、1997年9月1日に、播但線用3500番台への運転台部品供出のために廃車された。
1995年（平成7年）、クモハ123形2両はクモハ84形置き換えのため岡山電車区に転出し、交代でワンマン化改造を施工した103系3両編成（クモハ103-23 + モハ102-105 + クハ103-26）が投入された。2007年（平成19年）には2編成（クモハ103-2503 + モハ102-396 + クハ103-162・クモハ103-2504 + モハ102-451 + クハ103-192）にワンマン化改造が施工され、1989年と1995年にワンマン化改造された2編成は廃車となった。
改造 > JR西日本の改造工事 > WAU102形による冷房化

JR西日本の冷房改造は、当初は国鉄時代を踏襲したAU75形集中式冷房装置によって行われていたが、1988年（昭和63年）より改造に必要な費用の削減と早期の改造進展のため、WAU102形分散式を1両あたり3基搭載する方法に改められた。
冷房電源は1編成あたりクハ103形1両（大阪環状線用8両編成のみ両端のクハ103形2両）に冷房用静止形インバータ (SIV) 搭載で対応している。WAU102形は製造会社による形状の違いも認められており、東芝製と三菱電機製では外部ルーバー形状などに差異がある。性能には大差はないため、混載する車両も存在する。
WAU102形搭載車は同社エリアに広く配置されていたが、AU75形に比べて冷房能力が不足することから、優先的に廃車が進められた。2007年7月、日根野区に配置されていた羽衣線予備編成の廃車をもって近畿圏からは消滅し227系投入により最後まで残った広島圏の車両も廃車となった。廃車発生品のWAU102形や電源用SIVは105系の体質改善工事の際に一部が再利用された。
改造 > JR西日本の改造工事 > ATS-P形導入に伴うブレーキ弁改造・交換

ATS-P搭載に付随して、ブレーキ弁の改修が施工された。電源投入方式がJR東日本と異なるため非常抜取対応のME48形は導入せず、従来からのME40形に電気接点部分改造施工で対応。その後117系などに採用されたME49系への交換が開始された。
改造 > JR西日本の改造工事 > 座席モケット交換

イメージアップの一環として、201・203・205系と同様の、座席モケットが茶系統で3-1-3の区分入仕様に交換したが、その後、緑色などの試験を経て近年ではシーマンブルー（わずかに紫がかった青）1色に再交換されつつある。優先座席も青地にピクトグラムの入ったものに交換されている。福知山線脱線事故によりJR東日本から転入した8両のうち、広島運転所に投入されたクハ103形は2廃車までJR東日本仕様のままであった。
改造 > JR西日本の改造工事 > 腐食対策

延命の一環として、腐食の原因を取り除く改造がされた。
クハ103形高運転台
戸袋窓閉塞施工車
窓閉鎖車車内
延命N40車
固定式妻窓（左側）
新貫通扉
ステンレス製扉
金属枠支持（左）
Hゴム支持（右）
クハ103形0番台
前面窓ステンレス
側扉窓アルミ押さえ支持車
クモハ103形2500番台
前面窓・側扉窓Hゴム支持車
改造 > JR西日本の改造工事 > スカート設置

201系などとともに、衝撃への耐久性を高める目的でスカート（排障器）が設置され、全先頭車に施工された。
改造 > JR西日本の改造工事 > 下関・広島地区転用改造

下関運転所（現在の下関総合車両所運用検修センター）の115系非冷房車置換えのため、1992年の片町線への207系投入で余剰となった103系が山陽本線下関地区に投入されることになった。転入対応改造は吹田工場・鷹取工場で施工された。塗装はクリーム1号に青20号の帯が入る瀬戸内色となった。1993年に広島運転所に転属した。
当時の下関地区では行先表示に方向幕を使用せず行先表示板（サボ）を使用していたため、各車両の車体側面にサボ受けが設置された。サボが設置されていた場所にあった弱冷車表記受け等は、扉の左側に移設されている。後に方向幕の使用が開始されたが、前面方向幕は未使用であり、運行表示器には編成番号が掲出されていた。サボ受けは方向幕使用開始後も残され、関西地区に再転属した編成でも未撤去であった。保安装置はATS-S・列車無線が搭載された。
改造 > JR西日本の改造工事 > 和田岬線転用改造

2001年7月1日の和田岬線電化に伴い、6両編成1本が網干総合車両所明石支所に配置された。森ノ宮電車区の第8編成を6両編成に短縮し、2001年6月21日付で明石へ転入、編成はR1編成となった。
転属前の塗装はオレンジ（朱色1号）であったが、2001年6月20日付でスカイブルー（青22号）に変更した。全車両が延命N40工事施工車である。
日中は乗務員訓練にも使用されるため、運転台のワイパーが2本増設され計3本となった。乗務員室と客室間の仕切り窓は、金属支持の角型となっている。
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| クハ103 -247 | モハ103 -389 | モハ102 -545 | モハ103 -397 | モハ102 -553 | クハ103 -254 |
改造 > JR九州の改造工事 > 筑肥線向けワンマン化改造

2000年3月11日ダイヤ改正から西唐津 - 筑前前原間で車内で運賃を収受しないワンマン運転を開始した。ワンマン運転に対応するための改造工事を1999年末から2000年3月にかけて小倉工場で実施した。施工内容は車外スピーカーの追設・ドア開閉時に駅ホーム設置のカメラ映像を確認可能な安全確認用液晶モニターを設置している。
改造 > JR九州の改造工事 > 筑肥線向けトイレ設置改造

2002年度下期より本系列としては初となるトイレの設置が行われ、全編成の唐津向き先頭車（クハ103形奇数番号車またはクモハ103形）の車端部の海側に身体障害者対応の大型洋式トイレが設置された。これに際し、トイレ設置部分の側窓・妻窓が埋め込まれ、車椅子スペースとした側窓を1/4程度に縮小された。この改造によりJR九州の電車編成でのトイレ設置率は100 %を達成している。
改造 > その他の改造

WAU709形搭載車
AU75形より小型のためランボード長と不一致
WAU709形上部
性能・運用面での比較・評価など

103系は様々な線区で使用されたことにより、駅間距離が長く高速運転を行う常磐快速線や京阪神緩行線、中央線特別快速の例のように線区特性などに合致しないケースなども多く見られた。経営判断としての投入なのであるが、それ自体に疑問を投げかけられた。故障などの頻度を他形式と比べた場合、103系は他形式より件数が多くなることに留意する必要はある。なお、原因を解明したとしても、それが展開されずに他線区でも同様な問題点が発生する。
性能・運用面での比較・評価など > 投入線区の拡大 > 駅間距離の長い線区への進出

国鉄の新製通勤形電車は、特殊用途の301系を除き全て103系で賄われることになったため、増備が進むと次第に本来の投入予定線区とは性格を異にする路線にも投入されるようになっていった。1962年（昭和37年）の新形通勤電車の投入候補線区には比較的駅間の長い常磐線（平均速度52.8 km/h）と京阪神緩行線（同56.7 km/h）も含まれていたが、本系列の仕様決定は、これらの路線を除いた対象4線区での平均駅間距離（1.34 km）や平均速度が参考にされた。比較的駅間距離が長い路線向けにはMT46A形主電動機の界磁を40 %からさらに弱めた35 %にするなどの措置が必要であり、MT55形が35 %まで界磁を弱めているのはこれに対応するためでもある。
当時の多くの路線の最高速度は95 km/hであり、80 km/hを超える高速域では101系より加速力が高いため大きな問題にはなっていない。しかし、快速列車から逃げ切るために高加速かつ最高速度の高い通勤電車を求めていた大阪鉄道管理局には、1964年（昭和39年）に京阪神緩行線を新性能化する際に、新形式を必要とするのか検討させている。大阪鉄道管理局では当時の線路使用方法（快速と緩行の内側線のみの集中）が改善されるなら、新形式ではなく既存形式（101系や本系列）でも使えるとの認識を示した（詳細は京阪神緩行線#新形通勤電車構想を参照）。
35 %まで界磁を弱めて高速特性を高めたが、定格速度は30 km/h台であることから、平均駅間距離が2 km台の京浜東北線に1965年（昭和40年）に投入する際には、以下の案も検討された。
ノッチオフの速度が上がったことから、本系列の歯車比を1:5.6にする。
MT54形主電動機により中速以上の特性を高めた通勤電車の可能性を模索。
しかし、いずれも本系列に比べて電力消費量が増加することのデメリットが大きく、高速運転区間も経済性が高く、高速タイプにする必要はないとの結論を得た。これらの調査結果を受け、1967年（昭和42年）末から常磐線に本系列が投入される際には、ブレーキ初速と使用頻度が高くなることもあり、新規開発されたメンテナンスフリーのディスクブレーキ付きTR212形付随台車を採用した。
京阪神緩行線への投入から3年後の1972年（昭和47年）3月15日のダイヤ改正後のスピードアップでは、ブレーキ初速が90 km/h台になると電気ブレーキを使用した際に主電動機に過電圧がかかることから、保護回路が頻繁に作動し、電気ブレーキが作動せずに故障と紛らわしいと苦情が多発。保護回路が作動する際に衝動が大きく、乗り心地にも影響を与えることなどが判明した。設計上95 km/h程度までは過電圧が発生しないため、101系に取り付けられていた減圧継電器を省略していたことも原因の1つではあるが、本来の性能に近づけるため一部の回路を改良し、1972年度中に過電圧を防止する対策が施工された。
JR西日本では1991年度からJR東西線の開業を見越し、乗り入れ予定の片町線では地下線対応の207系に置き換えを始めた。捻出された103系は100両を超えそのほとんどが冷房車であったことから、関西本線・阪和線の非冷房車置き換えに転用されたが一部は山陽本線下関運転所に冷房化率改善のため転出。103系は過去にも通勤区間で駅間の長い路線に投入されたことはあっても、近郊形電車の運用区間に直接転用されたことは無かった故に、鉄道雑誌ではその使用方法について疑問が投げかけられた。特に山陽本線岩国以西は105系トイレなし編成での運用実績は有ったが103系の投入により約半年で広島運転所に転配されている。
性能・運用面での比較・評価など > 投入線区の拡大 > ダイヤ上の問題

常磐快速線と阪和線で問題になった。これは103系単独の問題ではなく、運用上、阪和線では113系、常磐快速線では401・403・415系と並行ダイヤを組むことになったためである。加速度が高く高速性能が劣る103系と、加速度が低く高速性能に優れる近郊形電車とで同一の線路を走り並行ダイヤを組んだため、どちらの特性もスポイルした。更に常磐快速線では485系（後に651系も加わる）、阪和線では381系特急もそのダイヤの中に入りこんだため、ダイヤカット（列車の運転間隔の短縮）に苦労することになる。
このため、東京鉄道管理局では1972年（昭和47年）の中央・総武緩行線分離後に首都圏の101系を常磐線に集結させ、上野～取手間の快速電車と取手以北へ行く中距離列車の加減速特性を近づけ、同時に松戸電車区の103系0番代を常磐快速線より平均駅間の狭い線区に転出させることが検討された。しかし、この計画は実現しなかった。元々、常磐線の103系は緩急分離以降4M4Tの8両編成になったため混雑が激しく、1973年3月からは編成に電動車2両を追加して10両編成に増車。結果的にMT比が上がったことで走行性能が改善された。常磐線快速電車と中距離列車の特性を揃えるという対策は、JR化後に前者をE231系、後者をE531系に置き換えることでようやく実現した。
性能・運用面での比較・評価など > 主電動機の性能比較 > 101系との主電動機比較

8両編成でMT比1:1とすることを前提として計画されたが、1968年（昭和43年）10月の山手線10両編成化の際には6M4Tとなるため、MT比が3:2となった。単純に編成出力だけを見れば101系の2,400 kWに対し本系列は2,640 kWと大きく、「10両ならば103系は不要で101系でいい」という意見も存在した。
実際の変電所負担に関わる電力消費に関しては、定格引張力が小さい101系は本系列の加速度に合わせるためには起動時の限流値を高めなければならなかった。
同様な駅間距離を持つ総武・中央緩行線の101系と本系列6M4T同士の試算では、以下のようになる。
運転時分を同等とした場合の限流値は本系列で415 Aに対し101系では480 Aとなる。
同試算によると101系に比べ本系列の方が変電所設備や年間電力消費量を低減できるとされており、上記の編成出力だけを基準とした意見は必ずしも正確ではない。
101系のみならずMT46系主電動機を採用した形式は、主電動機の絶縁種別が低いこともあって熱容量（電動機の通電による熱に対しての耐性）が不足しており、山手線のような加速・減速を繰り返すような線区ではオール電動車にしても熱容量が足りないとの試算がすでに1960年代初頭に出ており、101系は全電動車でも問題点があるとされていた。
さらに101系は熱容量不足から応荷重装置が使えず、乗車効率が300 %にもなるラッシュ時には乗客の数に応じて運転時分が変わる。一方で、応荷重装置を使える本系列は乗客の数に関わらず起動加速度は一定に保つことができる。
そもそもMT比1:1設計をMT比3:2とすれば運転性能は上がり、1965年の京浜東北線10両編成投入の際に、長短所については検討しているが、省電力などのメリットはMT比3:2でも引き続き得られることを確認している。したがって、同じMT比3:2の6M4Tでも101系より本系列の方が加速度の高いことがわかる。
性能・運用面での比較・評価など > 主電動機の性能比較 > 国鉄電車用主電動機との比較

電気鉄道用主電動機は固定歯車比の減速機構を通して車軸を駆動する関係で、主電動機に幅広い回転数変化とくに、弱め界磁時の高速回転に耐えることが求められる。このことを数値的に表すために主電動機の高速回転能力を示す指針としては出力よりもSRP (Specific Ratio Power) を用い、電動機進歩の比較としてSSRP (Specific Speed Ratio Power)を用いることがある。ここでSRPとは許容回転数×（電動機出力÷定格回転数）（馬力HP）であり、SSRPはSRPを主電動機質量で除したものである。下記に国鉄の主な主電動機のSSRPとSRPを示す。
|  | MT30 | MT40 | MT46A | MT54 | MT55 | MT60 | MT61 | MT63 | WMT61A（JR西日本） |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 主な形式 | モハ72形 | モハ72形 | 101系 | 113系 | 103系 | 201系 | 205系 | 207系（国鉄） | 205系1000番台 |
| 許容回転数 (rpm) | 2000 | 2000 | 4320 | 4320 | 4400 | 4850 | 4600 | 6000 | 5100 |
| 定格回転数 (rpm) | 780 | 870 | 1860 | 1630 | 1250 | 1890 | 1540 | 2200 | 1540 |
| 電動機出力 (kW) | 128 | 142 | 100 | 120 | 110 | 150 | 120 | 150 | 120 |
| 電動機出力 (HP) | 171.7 | 190.4 | 134.1 | 160.9 | 147.5 | 201.2 | 160.9 | 201.2 | 160.9 |
| SRP | 440.3 | 437.7 | 355.4 | 426.4 | 479.8 | 516.3 | 480.6 | 548.7 | 532.9 |
| 電動機質量 (kg) | 2100 | 1970 | 740 | 800 | 980 | 835 | 800 | 535 | 800 |
| SSRP | 0.21 | 0.22 | 0.48 | 0.53 | 0.49 | 0.62 | 0.60 | 1.03 | 0.67 |
SRPの定義式は、許容回転数×（電動機出力÷定格回転数）と変形できるのでSRPはすなわち、設計安全最高速度と定格トルクの積に比例する値となる。したがって車両の設計安全最高速度と質量あたり出力を決めると、起動加速度はSRPにほぼ比例することが分かる。定格回転数が低いにもかかわらず許容回転数が高い103系のMT55は、SRPやSSRPで比較すれば、他の新性能電車向け主電動機に負けず劣らず軽量で高速回転に耐える優秀な主電動機であるのだが、「103系の高速運転時にはモーターがブンブンと回るだけ」と、高回転では103系のモーターが能力外であると勘違いさせるかのような記述も見受けられる。ただしMT55を定格速度が低い103系のセッティング（歯数比と車輪径）で使う場合、定出力領域は64 km/hで終わり、それ以上高速になると出力が落ちる。これは113系や115系（ともに歯数比は4.82〈17:82〉）の84 km/hに比べて低いばかりか、定格出力の小さい101系の67 km/hよりも低い数値であり、高速域では主電動機の持つポテンシャルを出し切れていないことになる。
性能・運用面での比較・評価など > 通勤用車両の冷房化率の推移

昭和40年代前半になると家庭でもクーラーが普及し始め、通勤型電車でもクーラーの要求が増していく。そこで国鉄では103系と113系にて冷房装置の試作を昭和45年に行い、昭和48年度より103系は冷房車製造を行っていく。冷房装置付きの103系が増備されることで各線区の冷房化率が上がった。
国鉄広報部が毎年1回出している「数字でみた国鉄」では昭和49年版から通勤用車両の冷房化率が掲載されている。201系の量産が始まる昭和57年版までの冷房化率の推移を示す。一部は101系冷房改造車によるものも含まれるが、103系が昭和50年代に大量に増備された結果、通勤輸送における冷房化率が向上した。
| 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）>  | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1974年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1975年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1976年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1977年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1978年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1979年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1980年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1981年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 1982年 | 東京・大阪付近の通勤用車両の冷房化率（各年7月現在）> 備考 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 中央本線 | 20 % | 21 % | 21 % | 23 % | 34 % | 44 % | 48 % | 52 % | 67 % | 特別快速は100 % |
| 山手線 | 31 % | 31 % | 39 % | 41 % | 54 % | 66 % | 72 % | 74 % | 76 % |  |
| 京浜東北線 | 7 % | 7 % | 18 % | 52 % | 64 % | 64 % | 65 % | 66 % | 68 % |  |
| 常磐快速 |  |  |  | 13 % | 23 % | 38 % | 48 % | 52 % | 56 % |  |
| 総武緩行 |  |  |  |  | 1 % | 10 % | 17 % | 17 % | 39 % |  |
| 南武 |  |  |  |  | 3 % | 16 % | 30 % | 35 % | 50 % |  |
| 横浜 |  |  |  |  | 17 % | 31 % | 44 % | 48 % | 59 % |  |
| 青梅 |  |  |  |  | 3 % | 5 % | 12 % | 12 % | 18 % |  |
| 武蔵野 |  |  |  |  |  |  |  | 6 % | 6 % |  |
| 東海道・山陽本線（緩行） | 20 % | 27 % | 42 % | 43 % | 44 % | 47 % | 51 % | 54 % | 56 % |  |
| 大阪環状線 | 34 % | 34 % | 50 % | 64 % | 64 % | 64 % | 76 % | 76 % | 76 % |  |
| 阪和線 | 8 % | 8 % | 16 % | 23 % | 32 % | 42 % | 61 % | 63 % | 69 % |  |
| 片町線 |  |  |  |  | 12 % | 28 % | 33 % | 33 % | 33 % |  |
性能・運用面での比較・評価など > 他形式等との比較

本形式は、製造期間が20年以上に及んだため、その間の技術向上などを反映しにくく、製造後30年近く経っても大量に残っていたこともあり、陳腐化していた。オイルショック以後の省エネという観点において回生ブレーキを装備していなかったことの指摘もある上、JR東日本が製造した209系通勤形電車の車内に103系電車との消費電力量比較が掲示されたことと相まって、浪エネと表現した記事も見られるようになる。鋼製車体で回生ブレーキを装備しない本形式が過去にどのような比較等をなされているかを示す。
性能・運用面での比較・評価など > 他形式等との比較 > 旧形国電や101系との電力消費量率の比較（1966年頃）

103系が経済性が高いと言われた所以は、単にMT比1:1による運転が出来て車両費などが安いという点だけでなく、高い加速度と高い減速度によって同時代の他の抵抗制御車よりも消費電力量が少なく、経済運転が可能な点に依るところが大であった。設計当時は後者のメリットを語る記述が多かったが、1980年代以降に回生ブレーキ車が一般化し、さらに軽量ステンレスやアルミ車などが標準になってからは「103系は他系列より消費電力において経済的」というロジックは完全に過去のものとなっている。
下表は103系が量産され始めた当時に試算された他形式との比較表であり、103系が他形式よりも有利であることがわかる。電力消費率は、1 kmまたは1000 t・kmあたりの消費電力量だが、ここでは1000 t・kmを用いている。また、消費電力量は運転時分を長くするとそれだけ減る傾向にあるが、103系の消費電力量、消費電力量率は他の形式に比べて運転時分が短い状態での数値である。同じ運転時分ベースで考えるとさらに103系の消費電力量等は下がる。
| 線名 | 車種 | 編成と限流値 | 運転時分 | 電力消費率 | 比率 | 備考 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 山手線 | 旧形 | 5M3T 210 A | 53分40秒 | 58.3 kWh/1000 t・km | 100 |  |
| 山手線 | 101系 | 6M2T 300 A | 53分20秒 | 52.5 kWh/1000 t・km | 90 |  |
| 山手線 | 101系 | 6M2T 480 A | 48分40秒 | 55.4 kWh/1000 t・km | 95 | 参考値。実際にこの限流値で運転されたことはない |
| 山手線 | 103系 | 4M4T 415 A | 50分00秒 | 48.6 kWh/1000 t・km | 83 |  |
| 京浜東北線 | 旧形 | 6M4T 210 A | 79分20秒 | 47.7 kWh/1000 t・km | 100 | 参考値。京浜東北線で旧形の10連は運転されていない |
| 京浜東北線 | 旧形 | 5M3T 210 A | 78分50秒 | 47.9 kWh/1000 t・km | 101 |  |
| 京浜東北線 | 101系 | 6M4T 480 A | 73分20秒 | 46.0 kWh/1000 t・km | 97 | 参考値。実際にこの限流値で運転されたことはない |
| 京浜東北線 | 103系 | 6M4T 415 A | 72分40秒 | 44.0 kWh/1000 t・km | 92 |  |
性能・運用面での比較・評価など > 他形式等との比較 > 113系やMT54の歯車比1:5.60車との比較（1975年頃）

同一駅間における運転時分は、起動加速度を高くとり低い速度で惰行に移る方が省エネになる。このように103系は駅間距離が長くても到着時分は113系などと遜色なく、消費電力量も少ない。車両の最高速度が高いからといって、必ずしも目的地への到達時間が短くなるわけではない。
下表は113系と101系の主電動機をMT54にした架空形式、そして103系の3種類の形式を2M2T・300 %乗車、回復余力10 %という条件で1 km - 5 kmの駅間距離の運転時分と消費電力量を計算したものだが、113系は限流値が低く起動加速度が低いため、省エネ率なども低くなっている。
|  | 1 km | 2 km | 3 km | 4 km | 5 km | 備考 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 113系 | 12.5 kWh 106秒 | 19.0 kWh 154秒 | 24.4 kWh 199秒 | 29.2 kWh 244秒 | 33.3 kWh 289秒 |  |
| 101'系 | 11.1 kWh 101秒 | 18.0 kWh 151秒 | 23.2 kWh 197秒 | 27.0 kWh 240秒 | 31.7 kwh 284秒 | 101系の主電動機をMT54に換装した架空形式 |
| 103系 | 10.2 kWh 96秒 | 16.5 kWh 148秒 | 21.4 kWh 196秒 | 26.2 kWh 242秒 | 31.9 kWh 285秒 |  |
性能・運用面での比較・評価など > 他形式等との比較 > 営団6000系や301系などアルミ車との比較（1975年頃）

鉄道車両の電力消費量は、編成重量に比例する。つまり車体が軽量であるほど、電力消費量は低くなるため、昭和30年代中頃よりステンレスやアルミによる車両軽量化が始まった。国鉄では、ステンレス車は試作車両のみに終わるが、営団地下鉄5号線（現、東京メトロ東西線）乗り入れ用として、昭和41年にアルミ車体の301系が103系をベースにして設計されている。しかし、アルミ車体は製造費が高いこともあって301系の製造は56両で終わり、その後は地下乗り入れ用の車両も103系が製造された。営団地下鉄9号線（現、東京メトロ千代田線）では営団側がアルミ車体回生ブレーキ付きの6000系を使用していたのに対し、国鉄側が回生ブレーキを持たず、電動車比率の高い103系であり、営団側からも早期のチョッパ制御など省エネ車の導入を要請されていた。一時は費用が掛かるため断念したが、1973年（昭和48年）末のオイルショック以後、省エネが社会問題となっていた事から、アルミ車体にした場合の効果を再考し、山手線などの冷房付き103系10両編成をアルミ車にした場合で各車両に10 t荷重がかかった状態（満車は20 tで査定される）では消費電力量が11 %削減できると予測している。また、営団千代田線でも我孫子 - 代々木公園間で乗車率50 %で実測したのが下表で、車体の軽量化と回生ブレーキを有する事で営団6000系は103系に比べて消費電力量が40 %少ない結果となった。
|  | 103系1000番台 | 営団6000系 |
| --- | --- | --- |
| 編成 | 8M2T | 6M4T |
| 編成重量 | 358 t | 288 t |
| 力行電力 (kWh/km) | 25.0 | 20.1 |
| 回生電力 (kWh/km) | 0 | -5.3 |
| 消費電力量 (kWh/km) | 25.0 | 14.8 |
| 比率 | 100 | 60 |
性能・運用面での比較・評価など > 他形式等との比較 > 旧形国電や101系との比較（1981年頃）

経済運転は、動力費が原価の部分であると考えるなら企業内で取り上げられて当然であり、各鉄道会社でも古くは蒸気機関車の石炭消費量の節約方法など活発に行われた。103系のような通勤電車の場合も同様に経済運転の手法が確立されており、通勤電車のように起動・停止が反復するものに関しては、定格速度を低く取る事で起動抵抗を早く抜け抵抗ロスを少なくし、高速域は界磁を弱めて対応することが得策である。一定駅間を同一時分で運転する場合は、加速度を高くとり惰行時間を多く取ればブレーキ初速が遅くなりブレーキによるエネルギー損失を防げ、加速度を大きく取ると103系のような直流直巻電動機を用いる場合、定格速度が低くなるが、逆に起動時の抵抗ロスを減らす効果がある。抵抗損失は抵抗の抜ける速度の二乗に比例して増大するため、101系や旧型国電に対して抵抗を抜ける速度が約30 km/hと低い103系は、これらの形式に比べて格段に抵抗損失が少なくなっている。結果として、103系を用いることで首都圏などの通勤線区では10 %程度省エネとなっている。
性能・運用面での比較・評価など > 他形式等との比較 > 駅間が長く高速運転できる形式との比較（1985年頃）

103系電車が阪和線や東海道・山陽緩行線などに投入されると、駅間距離が長い路線では、一般に最高速度やブレーキ初速が高い運転がされているため、投入当初は苦情も多かった。しかし、原因の追及などによりそれらの不満は解消されることになるが、このことが恒久的な問題点だと記事にしたケースなどもあり、駅間が長く高速運転をする線区では103系は適さないと思われるようになった。
しかし車両設計事務所の川添雄司は「103系は駅間の長い路線や最高速度が高い路線など別形式が有利に見える路線でも、データを見ると103系に有利な数字が出るとしている。東海道本線・山陽本線などでは、3ドアの113系を4ドアにしたような車両でよいかもしれないが、比較すると103系の方が消費電力量が少ない。103系は駅間の短いところから長いところまで使える上に、価格も安い」と述べている。このことは前述の113系等との1 km - 5 kmの運転時分や消費電力量の比較などを見ても明らかである。
性能・運用面での比較・評価など > 他形式等との比較 > 山手線205系との比較（1986年頃）

1985年9月から1986年9月まで山手線の103系と205系それぞれ1編成に積算電力計を設置し、実車による消費電力量調査を行っている。力行時の効果は205系が軽量ステンレス車体やボルスタレス台車などの採用で編成あたり65トン軽いという要素があり、補機については103系が主抵抗器の強制冷却用ブロアモーターがあること、冷房装置が205系の省エネタイプのAU75Gに比べて古いタイプであることなどによる差も含んだデータとなっている。回生率などのデータはその路線での運転方法と綿密な関連があるので、このデータはあくまでも山手線のものである。
|  | 103系電車 | 205系電車 | 差 | 備考 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 力行 | 23.14 | 19.85 | 3.29 |  |
| 回生 | 0 | -4.55 | 4.55 |  |
| 補機 | 7.92 | 4.49 | 3.43 | MG等 |
| 消費電力量 | 31.02 | 19.79 | 11.26 |  |
性能・運用面での比較・評価など > 他形式等との比較 > 京浜東北線205系・209系との比較（1993年頃）

京浜東北線に209系が配置されると、実際の消費電力量を車両サイドで調査している。この結果を受けて、209系には「この電車は、従来の半分以下の電力で走っています」のステッカーが貼られた。山手線205系での比較にあるように、103系は消費電力量の大きな冷房装置などを使っていることや抵抗器を強制冷却していることなどから、これらを含めると差はさらに広がる。
|  | 103系電車 | 205系電車 | 209系電車 | 備考 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 力行 | 18.12 | 16.16 | 12.97 |  |
| 回生 | 0 | -4.19 | -4.38 |  |
| 補機 | - | - | - | 考慮していない |
| 消費電力量 | 18.12 | 11.97 | 8.58 |  |
| 比率 | 100 | 66 | 47 |  |
性能・運用面での比較・評価など > 大量生産の弊害

103系は長期間にわたり大量に製造されたことから、試作後20年を経過した1980年代後半より、アコモデーション面での見劣り、オイルショック以後の省エネ施策の未対応、スピードアップ要求に対応出来ないほか、乗り心地面など様々な面が指摘されるようになる。103系と同時期に設計された国鉄車両も同様な問題点があったが、例えば101系が南武支線の6両を除いて1992年までには置きかえられた反面、103系は最終増備車が1984年（昭和59年）製であることから、21世紀に入っても大量に残った。初期に製造された車両を少両数しか承継せず、比較的早い時期に近郊形電車で置き換えが可能だったJR東海は別にして、103系と同時期に製造され続け、103系同様に陳腐化した113系や115系電車を大量に抱えるJR東日本やJR西日本では置き換えのペースが遅く、新製車両との格差が広がる結果となった。
通常の大量生産される輸送機器では同一の製品を20年以上もそのまま作り続けることは、日本では例がない。例えばスーパーカブのように基本設計の完成度が高く、登場時点で既に21世紀の製品にも劣らない信頼性を有していたものであっても、オイルショック以降の環境・安全面での要請の高まりに対応して大幅な改良が加えられた。しかし、103系電車は試作車落成後20年以上も製造が続けられ、目立った改良は1974年以降の生産分の先頭車両がATCに対応した高運転台タイプに改められた程度で、1980年代に205系が登場するまで新世代の通勤車両は103系を置き換えなかった。これらは下記のような理由によるものである。
性能・運用面での比較・評価など > 大量生産の弊害 > 標準化による技術の停滞

国鉄では1960年（昭和35年）頃から日本国有鉄道規格、いわゆるJRS (Japanese National Railways Standards) が整備されはじめる。標準化の効果は費用が低減すること、品質が安定すること、作業能率が上がること、安全性が高まることなどメリットが多く、大量の資材調達を行う国鉄が導入することは当然のことであった。標準化による技術の阻害については、標準品を継続して使いつつ技術の進歩を蓄積し、一定のタイミングでモデルチェンジを行うことで技術開発との調和ができると考えられていたが、結果的には単純化の考えにより特定メーカーごとの特徴が出にくくなったこと、特定会社に有利にならないように配慮したことが逆にメーカーの競争力を奪ったことなど、技術革新テンポに合致せず技術の停滞を招く原因にもなり、JR化後に廃止された。
性能・運用面での比較・評価など > 大量生産の弊害 > 国鉄の財政赤字

車両を軽量化すれば維持費用が下がるほか、加速力が質量と関係があることから、加速性能や高速性能のアップが見込める。1960年代に入るとアルミやステンレス車体の試作車を製造し始め、国鉄でも関門トンネル用や営業車ではサロ153形やキハ35形などでステンレスを用いた車両を製造していたが、地下鉄東西線への乗り入れ用として1966年（昭和41年）に全アルミ車体の301系を完成させる。301系では1両あたり5 t近い車体軽量化が図られたほか、台車を空気ばね付きとして乗り心地を改善している。
アルミ車体の採用によって103系と同一走行システムを維持しつつ走行性能の問題点を解決できたが、素材の価格が鋼板の6倍から7倍するアルミを用いた車両を大量に製造することは国鉄には難しく、1971年（昭和46年）の西船橋延長用の増備車は低コストな普通鋼車体・金属ばねの103系1200番台になった。これはアルミ車体軽量化で顕著な効果があったと認めながらも、財政事情が悪い国鉄では同じ予算で1両でも多くの車両を製造したいという考えがあり、財政赤字が車両の改善をも影響を及ぼしていることがわかる。長期量産による初期製造コストの低さ（短期的費用の安さ。代わりに長期的には在来車同様のメンテナンスや重更新の必要性が発生する）と、「いくつかの欠点を度外視すれば、大方の用途において当面の必要性能を充足しうる」という103系の特性は、それが旧弊化・陳腐化していることが明白であっても、なお財政赤字の国鉄に増備を続行させる動機となったのである。
性能・運用面での比較・評価など > 大量生産の弊害 > チョッパ制御車の開発遅れ

|  | 山手 | 京浜東北 | 中央 |
| --- | --- | --- | --- |
| 力行時の節減 | 4.4 % | 3.0 % | 0.6 % |
| 回生時の節減 | 22.9 % | 23.4 % | 21.3 % |
営団地下鉄が1965年（昭和40年）に銀座線の2000形を使用して国内初のチョッパ試験を行い結果的に6000系電車として量産を開始した。国鉄でも1967年（昭和42年）3月に101系電車を改造して力行チョッパ試験を行ったのち1969年（昭和44年）11月には装置を一新し回生ブレーキも含めたテストを行った。しかし、回生ブレーキの結果に難があり、翌1970年（昭和45年）11月にも現車試験を行ったが、回生ブレーキ時の界磁電流制御が今後の課題とされた。力行制御としては既に合格の域に達していたが、抵抗を低い速度で抜ける103系電車との比較では、重い装置を積んでチョッパ制御を力行だけで使うメリットがなく、回生ブレーキとの組み合わせが求められた。電機子チョッパ制御による回生ブレーキは発生電圧を抑える必要があったが、103系で用いているMT55は定格速度が低く、高い速度からの発電ブレーキでは発生電圧が高くなった。これらを改善するため、1972年（昭和47年）に直並列チョッパ装置を開発し、工場での試験では高速からの回生ブレーキに対して有効であることが確認された。しかし、当時の労使関係から、1974年（昭和49年）6月まで現車試験は行われなかった。
国鉄の場合、標準化の観点もあり、同一システムを近郊形などにも波及させる困難さが付きまとい、地下鉄のようにブレーキ初速度が低い場所や誘導障害の範囲が限定される状態では導入できる技術も、多くの路線で使うことになる国鉄車での採用には、様々な問題点をクリアしていかねばならなかった。特に標準品との兼ね合いで設計が制約されることがあり、直並列チョッパのような余計な開発時間が必要になる要因を作っていたのも事実である。1975年（昭和50年）頃からは回生ブレーキの特殊性が理解され、チョッパ制御に適した主電動機の設計が認められることになり、チョッパ制御と対になるMT60主電動機の開発と、それを用いた回生システムなどが詰められていく。チョッパ制御の201系試作車が登場したのは1979年（昭和54年）1月であった。右表は電機子チョッパ制御車と103系の消費電力を試算したときの比率で、103系を100とした場合の節減率だが駅間の長い中央線では電機子チョッパ制御のメリットが他線に比べ少ないことがわかる。なお、回生失効は考慮していない。
性能・運用面での比較・評価など > 大量生産の弊害 > 抜本的な性能特性改善の未実施

同時期に製造され性能特性も近い営団5000系電車などは、回生ブレーキ化によるトンネル内発熱抑制や経済化、性能特性改善のため界磁添加励磁制御へ改造されている。他にも大手私鉄では、同時期の抵抗制御車が界磁添加励磁制御に改造された例が散見されるが、本形式ではそれらの改造は行われなかった。
運用

本稿では各線区の103系の動向について、国鉄時代から分割民営化後を通じて述べる。
運用 > 関東・東北地区 > 山手線・赤羽線

103系の初投入路線である山手線には、1963年に試作車が登場し、翌1964年より量産車の投入が開始された。車体塗装はウグイス色（黄緑6号）が初めて採用された。新性能電車としては既にカナリアイエロー（黄5号）の101系が配置されていたが、103系の投入により中央・総武緩行線へ転属した。
量産車は1964年より池袋電車区・品川電車区への投入が進められ、101系の置き換えにより1969年に山手線の全車が103系となった。当初は8両編成であったが、混雑緩和のため10両編成化が行われ、1971年までに全編成が10両編成となった。
1968年10月1日のダイヤ改正には、山手線に103系10両貫通編成が登場した。山手線ではラッシュ緩和を目的として編成を8両から10両に増強する工事を進めていたが、当時の山手線の電車区の状況は品川電車区が手狭で、56編成のうち34編成を京浜東北線の蒲田電車区や下十条電車区に夜間疎開していた。京浜東北線の車庫を間借りしながら10両編成化を進めるには無理があるので、山手線内に新しい電車区を新設することになり、大井工場の敷地内に新たに収容能力490両の2階建て電車区を建設して、品川電車区を移転する工事を1965年（昭和40年）3月に開始すると共に、山手線のホーム有効長延伸工事も進めた。1967年（昭和42年）4月3日に新品川電車区の留置線のみ一部供用を開始し、京浜東北線の夜間疎開を24編成に減らした。同年10月、検修設備など電車区としての設備も含めた一期工事が完成し、京浜東北線の夜間疎開は18編成に減り、翌年の10両編成化への準備を着々と進めていった。当初、1968年12月に新品川電車区は完成する予定だったが、同年10月1日に予定されている全国ダイヤ大改正に合わせて準備を進め、山手線を10両編成運転にするための車両の増備も昭和42年度第3次予算で中間車2両を20編成分、合計40両発注した。
9月から増車用の新製車が山手線に配属されて、10月1日から8両編成の中間に組成し10両運転を開始した。このことにより山手線の10両編成は運転台が編成の前後のみの貫通編成となったが、これは通勤形電車では初めての事であり、余分な運転台がない分だけ定員が増え、ラッシュ輸送に適した編成となった。増車用の車両は10月中に出そろい、10月24日までに8両編成18編成が10両編成に生まれ変わり、ラッシュ時は内回り12編成、外回り6編成が10両編成化され、池袋駅では内回り7時50分から8時17分まで連続して10両編成が来るダイヤとなり、混雑が緩和された。ラッシュ緩和に効果のある貫通編成だが、車庫の検修庫の設備が貫通編成の長さだけ必要な関係で、10両運転をしている他の線区では設備の都合で3両 + 7両編成などの分割編成にしなければならないケースもあったが、常磐線・京浜東北線など設備の整っている電車区の編成は一部が1970年（昭和45年）から10両貫通編成にて運転された。
山手線の路線名は、戦後のGHQによる「YAMATE」のローマ字表記より「やまてせん」と読まれていたが、1971年3月7日に「やまのてせん」が正式な読みとなり、103系の前面方向幕も「山手」から「山手線」に変更された。
山手線の一部であった池袋 - 赤羽間は、1971年3月15日に正式に赤羽線となった。赤羽線では1978年に従来の101系に代わり103系8両編成が投入されたが、103系で初となるカナリアイエロー（黄5号）に塗装された。
1972年6月23日、日暮里駅で京浜東北線の北行電車に山手線の内回り電車が追突する事故が発生した。これを契機に山手線と京浜東北線の保安装置のATC化が決定し、1974年より先頭車のATC対応車への置き換えが開始された。1981年12月6日より山手線・赤羽線のATC運転が開始されている。
1983年からは赤羽線の8両編成に2両を増結し、10両編成での運転が開始された。1984年2月1日のダイヤ改正で増備された1編成10両は、電動車ユニットに103系最終増備車の2ユニットと福知山線6両編成の4両編成短縮化で捻出された1ユニットが組み込まれたほか、先頭クハは中央・総武緩行線から転入の非ATC車がATC車に改造された。
1985年3月より山手線への205系の投入が開始され、103系は置き換えの対象となった。1985年9月には埼京線が開業し、赤羽線区間も埼京線の系統に組み込まれるとともに、山手線・赤羽線から捻出された103系は埼京線用として川越電車区に転出した。
1985年11月には品川電車区が山手電車区に名称変更され、1986年には池袋電車区の車両も転入して山手線の全車が山手電車区へ集中配置となった。
1987年の国鉄分割民営化により、山手線用の103系は10両編成20本の210両がJR東日本へ継承された。民営化直後の1987年4月11日と12日には、JR東日本の103系5色を2両ずつ組み込んだ10両編成による「JRおもしろ電車」が山手線で運転された。
分割民営化後も引き続き205系への置き換えが実施された。1988年6月26日にさよなら運転が行われ、103系の山手線での運転は終了した。