国鉄151系・161系・181系電車
国鉄151系・161系・181系電車
国鉄151系・161系・181系電車(こくてつ151けい・161けい・181けいでんしゃ)は、日本国有鉄道(国鉄)が設計・製造した直流用特急形電車。
国鉄初の特急形電車として1958年(昭和33年) - 1963年(昭和38年)に製造された151系電車(当初の制式名称は20系電車)を基本に、山岳線区対応と耐寒耐雪仕様への設計変更を行い1962年(昭和37年)に製造された161系電車、151系・161系の性能向上と仕様統一を行い1964年(昭和39年)11月以降1969年(昭和44年)までに改造もしくは新製で落成した181系電車に発展した。
151系・161系・181系の3系列は技術面・運用面での連続性が大きいことから、本稿ではこれら3系列を一括して解説を行う。
1956年(昭和31年)秋の東海道本線全線電化に伴い、東京 - 大阪間を6時間30分で運転する電車特急が計画され、翌1957年(昭和32)に完成した国鉄初の新性能電車となる90系電車(後の101系)を基本に設計された国鉄初の特急用電車が20系電車であり、1959年(昭和34年)6月の車両称号規程改正で151系電車に改称された。
最初に投入された列車の愛称名から「こだま形」とも称された。
設計思想や車体構造は後に開発された交流直流両用の485系グループや485系を基本とした183系・189系電車をはじめとする国鉄特急形電車の原点となった。
161系電車は1962年(昭和37年)に運転開始された上野 - 新潟間特急「とき」用に製造された。151系電車をベースに車体構造は共通設計としたが、山岳線区かつ冬期は豪雪地帯である上越線での運用に対応させるべく耐寒耐雪構造とした上で機器類や走行装置の設計変更を行った派生系列である。
181系電車は1964年(昭和39年)以降に151・161系へ仕様・性能を統一した改造により落成した系列であり、1966年(昭和41年)・1969年(昭和44年)・1978年(昭和53年)には新製も行われた。
日本の鉄道の大動脈である東海道本線は、国防上の観点から沼津 - 京都間が第二次世界大戦後まで非電化であったが、1956年(昭和31年)11月19日に全線電化が完成した。特急列車「つばめ」「はと」が全区間EF58形電気機関車牽引となり、所要時間もそれまでの8時間から7時間30分へスピードアップが達成されたが、戦後の東海道本線は輸送量の増進がとどまらず、全線電化によるさらなるスピードアップを踏まえ、東京 - 大阪間を日帰り可能な6時間30分で結ぶ特急列車が計画された。
当初は機関車牽引列車(客車列車)により行う構想であり、EH10 15高速試験車と10系軽量客車による試験が実施され、最高で120 km/hを達成。さらに同年12月5日の下り、6日の上り「つばめ」を東京 - 米原間で試験的に牽引した。本試験結果は特に問題もなく、実績を反映してEH10形をより高速化・軽量化した優等旅客列車牽引用の8軸電気機関車EH50形製造計画も進められ、1956年(昭和31年)には最大運転速度120 km/h、機関車重量102.4 t以下、主電動機1基あたりの出力は325 kW以上といった計画の概要が決定した。しかし、軸重の大きい電気機関車牽引での連続高速運転には軌道強化などに膨大な投資が必要等のデメリットが大きいと判断され、動力集中方式の機関車牽引による高速列車計画は断念された。これを受けて、高速列車運転は日本の鉄道事情に合う動力分散方式の電車で行うとの方針に転換された。
当時は80系湘南電車による長距離電車運転も順次拡大していたが、国鉄内部では「電車は音が大きく乗り心地も悪く長距離に向かない」という認識も根強くあった。しかし、将来は電車特急が主流になるとの技術者の強い信念もあり、国鉄内部でも電車特急による運転方針が決定。1957年(昭和32年)9月には小田急電鉄よりロマンスカー3000形SE車を借り受けての高速度試験が東海道本線で行われ、狭軌では当時の世界最高速度である145 km/hを記録した。同年10月 - 11月には国鉄初の新性能電車90系による高速度試験が行われ、当時の国鉄最高速度となる135 km/hを記録するとともに浜松 - 米原間で長距離高速試験列車が運転された。この試験結果も合わせ、電車による長距離高速運転を行う準備が確立した。東京 - 大阪間を日帰り可能とする本構想は、出張などのビジネス形態に便利とのことからビジネス特急と呼ばれるようになった。
車両設計に大きく関わったのは島秀雄国鉄技師長と星晃主任技師である。車両デザインは高速運転を考慮した高運転台ならびに客室の騒音源となる機器類を遠ざけて収納するボンネットを持つスタイルが採用された。1958年(昭和33年)2月 - 3月には大阪大学の風洞で前面形状の5分の1スケール模型と実物大ユニットクーラーの空力試験が実施され、良好な結果が得られた。
1958年(昭和33年)5月には列車愛称と先頭部シンボルマークの一般公募が行われた。各駅にポスターが掲示されるとともに同月4日の新聞夕刊紙上に発表された。
愛称名は既に他の列車で使用中もしくは将来使用予定のある「富士」を避けるなどの条件が付けられた上で、電車特急の軽快さと東京 - 大阪間日帰りのイメージに合うとして374票の投票があった「こだま」に決定した。
シンボルマークは新設特急以外での将来の使用を配慮し、列車愛称を含まないとした上で円形内に図案を描いた既存のヘッドマークとは異なるスピードを象徴するデザインを求めたが、現実にはこれらの条件を無視したヘッドマークを描いた案が約半数だったほか、小中学生によると思われるクレヨン・オイルパステルなどを使用して安易に描かれた作品も多数存在した中、応募総数5,537点から約800点の候補を選出し、6月末の最終選考で三重県上野市(現・伊賀市)在住の男性による逆三角形の図案が採用された。
同時に先頭車の側面を飾る「国鉄」のロゴタイプも選ばれ、シンボルマーク公募佳作の中からスピード感を持たせたJNRマークが採用された。
20系電車は同年9月に落成し、同年11月1日より国鉄初の電車特急「こだま」として運転を開始した。
※本項では1958年(昭和33年)9月に20系電車として落成した時点での状態を基に解説を行い、以後の後天的改良ならびに改造は後述する。
構体は10系客車を踏襲した軽量セミモノコック構造である。車体長さは中間車が20,000 mm(最大長20,500 mm)、先頭車が21,000 mm(最大長21,250 mm、1960年(昭和35年)以降は21,600 mm)である。
車体断面は最大車体幅が車両限界一杯の2,946 mm、腰板部は半径3,000 mmの裾絞りを設け、側窓から上(幕板)は内側に2°傾斜させた形状とした。特急形車両であり定員乗車を前提としたため、屋根高さは3,350 mmと極力低く抑えられた。この屋根高さは後の481系や183系以降の特急形電車よりも低い。客室床面高さは1,110 mm、天井高は2,100 mmである。
騒音防止と冷暖房効果向上を図り、構体内面にはアスベストの吹付けやグラスファイバーの貼付けを施工した。
本系列を最も特徴付けるエクステリアデザインは、高速運転に備えて運転士の視界を確保するため高く上げられた運転台、騒音発生源を客室からできるだけ遠ざけるため電動発電機 (MG : 150 kVA) や空気圧縮機 (CP : 3,000 L/min) を搭載する運転席前方のボンネットによって構成される。保守点検の容易さとスピード感を両立するため角に丸みを持たせてボンネットの上部が下部より若干突き出た構造を採用する。
前面形状の設計にあたっては、星晃が1954年(昭和29年)にヨーロッパの鉄道視察中に試乗したイタリア国鉄ETR300形展望特急電車を参考にした。運転台は高速運転に最適として高運転台構造が採用されたが、踏切事故での衝突の危険性から展望室の採用は見送られ、従来の電車では床下に吊り下げられていた電動発電機(MG)・空気圧縮機(CP)を格納する機械室を前面に設けたボンネット構造となった。
また前灯・尾灯はボンネットの両側面に設けられたケースに収められ、さらに前灯1灯を運転台屋根上に搭載した。当時の日本国有鉄道運転規則(省令)では前灯は1灯と決められていたが、110 km/hという未曾有の高速運転を実施するにあたり、運輸大臣(当時)の特認を得て遠方視認性向上を目的に増設された。下部前灯には非常時の後方防護用として左右交互点滅回路が装備されており、列車の最後部となる時には乗務員室内に格納された赤色フィルターを装着する。
屋根上前灯横左右には、通過標識灯やマーズライトとしての機能を持つ青紫色に点滅するマーカーライトが設置された。本ライトはアメリカ合衆国の長距離バスに倣ったものとされ、始発駅入線時や主要駅通過時の注意喚起に使用した。
旅客乗降用扉は新たに開発したTK100形小型軽量直動式ドアエンジンで駆動する幅700 mmの片引き戸を各車両の片側1ヶ所に設け、座席車では原則後位側に乗降デッキと併せて設置した。ただしモハシ21形はビュフェと客室の境界を、後に製造されたクロ151形は区分室と開放室の境界を兼ねるため車体中間部に設置するほか、クロ151-7事故廃車に伴い方向転換の上で緊急改造されたクロ150-3は例外的に乗務員室扉次位に旅客乗降用扉を設置する特異な構造となった。
「こだま」運転開始時の8両編成ではクハ26+モハ20+モハシ21+サロ25を向い合わせにして組成したことから、大阪方4両が東京方に、東京方4両が大阪方に乗降扉を設置する形となった。この思想は1959年(昭和34年)12月の暫定12両化時にもモロユニットは大阪方に、サハ150形は東京方に組込み、1960年(昭和35年)の「つばめ」本系列化時にはサシ151形を境に大阪方を1等車、東京方を2等車とする組成に継承されたほか、1960年(昭和35年)12月から運転開始された80系特急形気動車の編成組成にも踏襲された。
客室内は防音を図るため床はキーストンプレートの谷を利用し防振ゴムをはめ込んだ「浮床構造」を採用。電動車は電動機点検口を廃止した。
モハ20形とクハ26形の奇数番号車は防音効果比較のため従来の固定床となったほか、浮床構造の車両でもデッキやビュッフェの部分など客室以外の場所は固定床とした。
空気抵抗低減を目的に、連結面間には車体断面全周を覆う形でゴム製外幌が採用された。
塗色はクリーム4号を地色とした上で窓回り・裾・雨樋に赤2号の帯が巻かれ、後の「国鉄特急色」の原点となった。これは当時国際的に注目されていた欧州のT.E.E.列車に倣ったものである。下部のライトケースは逆に赤2号を地色とし、クリーム4号による細線を3本通した翼をイメージさせるものとした。窓回りとライトケース回りの帯端部は、運転台前部窓に対して60度の傾斜角度を持つ。当初は側面の赤帯を前面へ回すことも検討されたが不採用となった。
前頭部に設置された特急の「T」を意匠化した逆三角形エンブレムのデザインは、一般からの公募で寄せられた原案(先述)を手直ししたもので、応募総数5,000通以上の中から選定された。これらは後に製造されたほとんどの国鉄特急用電車・気動車にも特急の一貫したイメージとして採用されたほか、EF66形電気機関車では正面ナンバープレート台座の意匠としても採用された。
側面にもステンレス製の新たな国鉄マークを取り付けることとなり、特急エンブレム公募の選外佳作デザインの中からスピード感のあるJNRマークが採用された。JNRマークは国鉄広報部の広報資料や公式パンフレットを始め、国鉄鉄道連絡船のファンネルマーク、国鉄コンテナ(黄緑6号への塗替え後)、国鉄バス(ピンク色の特急色以降)にも使われ、国鉄分割民営化までの新たなシンボルマークとなった。
本系列以前の機関車牽引特急列車では愛称と絵が入ったヘッドマークやテールマークが装着されていたが、本系列では五角形状のアクリル樹脂製電照透過式愛称板を前面中央部に掲出するスタイルに変更。白地に愛称名を黒、その下に赤のローマ字で記す方式となった。当初は「こだま」以外の定期運用がなかったため固定式であったが、1960年の「つばめ」電車化により交換可能な構造に変更された。
ただし、ヘッドマークデザインについて数種の例外がある。詳細については#ヘッドマークを参照。
先頭部には連結器を常備せず、非常時に取り付けるためのスペースのみが設けられ、通常はその部分を赤く塗装した四角いカバーで覆う形を採用した。
座席は、3等車が2人掛け回転クロスシート、2等車が2人掛けリクライニングシートを採用。窓ガラスは2等車が座席1脚分で幅975 mm、3等車が座席2脚分で幅1,435 mmの大きさとなった。完全空調方式を採用したことから、側窓は乾燥空気を封入した二重ガラス複層固定窓が採用された。
冷房装置は分散式のAU11形で、各車の屋根上に中間車は6基、先頭車は5基搭載された。2基を1組(5基搭載車は1組が1基のみ)とした上で、「キノコ型」と呼ばれるカバーが設置されている。暖房装置は従来と同じく座席下に電熱ヒーターを搭載するが、架線から直流1,500 Vを直接通電する従来の方式をやめ先頭車搭載の電動発電機 (MG) から供給されるサービス用交流電源から給電へ変更した。
トイレ・洗面所を各車両に設置し、外国人客を考慮してサロ151形には洋式トイレを採用した。トイレ側窓は小さくして外部から人影が見えないように配慮し、臭気抜き窓は上部が内折式で7 cmだけ開く構造である。
走行機器類は90系電車を基本としており、CS12A電動カム軸多段抵抗制御器により2両分8基のMT46A形主電動機を制御するMM'ユニット方式を採用。高速運転に備えて歯車比3.50・弱め界磁率35 %とし、SELD発電ブレーキ併用電磁直通ブレーキを搭載。当初の4M4T→6M6T編成で10パーミル勾配均衡速度103 km/h(速度種別A3)、起動加速度はMT比1:1で毎秒1.3 km/h、同2:1で毎秒1.6 km/hの性能とされた。
台車は、空気ばね台車が国鉄電車で初の本格採用となった。DT21系を基本に、枕ばねを空気ばねとしたDT23形・TR58形を装着する。台車枠は6 mm厚のプレス鋼板が用いられ、揺れ枕つりの支持方式はナイフエッジ式、補助空気室は上下分割式、空気ばねパンク検出装置はマイクロスイッチ式が採用されている。
パンタグラフは、PS16形の集電舟支え装置の改良等を加えたPS16A形を採用した。
「こだま」の運行開始当時は台車を含む床下機器がグレーに塗装されていたが、運行開始後に全般検査を担当した大井工場の要請で他の国鉄電車と同様の黒に変更された。
国鉄151系電車 (モハ20系→151系)
1950年に登場した80系湘南電車による長距離電車運転の実績ならびに90系新性能電車の技術を元に国鉄初の特急型電車として1958年に落成したのが20系電車である。当初は旧形式称号規定により落成したが、1959年6月の車両称号規程改正で151系に改称された。東海道新幹線開業前の東海道本線のみならず国鉄黄金時代を象徴する車両で、1959年には第2回鉄道友の会ブルーリボン賞を受賞した。
1958年11月1日よりビジネス特急「こだま」として営業運転を開始、1959年7月31日には高速度試験が行われ、当時の狭軌鉄道世界最高速度となる163 km/hを記録した。
1960年には客車特急「つばめ」「はと」の電車化が行われ、展望客車に代わる特別座席車のクロ151形「パーラーカー」も組み込まれた。1964年の東海道新幹線開業後は山陽本線系統の特急に転用されたほか、一部車両が上越線特急「とき」へ転用される際に性能向上工事を施工し181系へ改称。また山陽本線転用車も1965年以降同様の工事を施工され181系化され、1968年以降に485系への置換えにより、上越線・信越本線・中央本線特急に転用された。
151系のまま余剰休車となったサロ151-6・サロ150-2も1969年までに「あさま」増発用として181系に改造され、151系は形式消滅した。
クハ26001 - 26006(Tc)
ボンネット形先頭部を持つ制御車で定員56名の3等車(現・普通車)。後方確認用にボンネット上にバックミラーを、運転台後部にはパンタグラフなどの監視用窓を設置する。
1960年の編成替えにより東京方先頭車となる。
クロ151形の落成に合わせ屋根上前灯左右に予備笛を増設。
ウインカーランプは砲弾を逆向きにした形状である。
サロ25001 - 25006(Ts)
2人掛けリクライニングシートを装備した2等車で定員は52名。国鉄電車史上初の「特ロ」クラス座席車である。AMラジオ聴取用としてイヤホンジャックが装備され、車掌室前には2人用のビジネスデスクが設置された。回送運転台を装備する。
モハ20001 - 20006(M)
主制御器を搭載しモハシ21形とユニットを組む中間電動車で定員は68名の3等車。
モハシ21001 - 21006(Mb')
モハ20形とユニットを組むビュフェ3等合造中間電動車で客室定員は36名。半室構造立食スタイルのビュフェではあるが、国鉄電車史上初の食堂車である。客室部とビュフェ部の中間にデッキを設置したため冷房装置も2基・1基ずつ都合4つの大小カバーに収納され搭載するほか、本形式のみ洗面所がない。
水タンクはビュフェでの大量使用に対応できるよう950 Lを1基・550 Lを2基搭載とした。
ビュフェは中央にカウンターを設けカウンターの反対側窓下にもカウンターテーブルを取り付け、外を眺められるような立食スペースとした。この部分の窓は立ち姿勢からの眺望を考慮し下端を床面から1,080 mmとした。
中央カウンター内側は調理室とし、大型電気冷蔵庫・大型冷水器・ジュースクーラー・アイスクリームストッカー・電気コンロ・サイフォン式コーヒー沸かし器・トースター等の電気機器を装備するが、電子レンジは当時まだ開発途上だったことから未設置。この部分は、下端を床面から1,305 mmの高さとした1,230 mm×315 mmの小窓が3枚設置された。また物資積卸用750 mm幅の業務用開き戸が設置された。
サービス面では壁面へのスピードメーターならびに将来の列車電話サービス開始に備えて電話室が設置された。
1959年6月1日付の車両称号規程改正により、20系の各形式は151系に改称改番された。
当初から151系として製造されたのは、1959年12月に実施された「こだま」暫定12両編成化で増備された以下の3形式からである。
モロ151・150-1 - 13(Ms・Ms')
従来の電車では騒音を避けるため2等車は付随車としていたが、列車の長編成化に伴う2等車の両数増により電装化が避けられず初の2等電動車として誕生した形式である。
車体設計はサロ151形から回送運転台を省略した形で定員も同様の52名であるが、モロユニットではそれぞれ後位構造に差異を持たせた。
モロ151形は乗務員室と荷物保管室を設置しトイレは和式、モロ150形は乗務員室兼荷物保管室と1 - 6ではビジネスデスクと7 - 12では荷物保管室を設置しトイレは洋式とした。
1959年製造車は1・3・5の飛び番とされ、2・4・6は1960年の「つばめ」「はと」電車化時に、7 - 12は1961年の増発、13は1962年の山陽本線広島電化による「つばめ」1往復延長用として製造された。
サハ150-1 - 24(T')
定員72名の3等付随車。第2次増備で製造されたモハ150形を付随車化した構造のため偶数形式となった。
1959年製造車は1 - 6でモロユニットのような飛び番ではない。
7 - 11は1961年の増発、12は1962年の広島電化増発、13 - 24は1963年の再12両化に対応する形で製造された。
1960年(昭和35年)6月1日ダイヤ改正で実施された客車特急「つばめ」「はと」の電車化に伴い、以降に製造されたのが以下の形式である。
クロ151-1 - 12(Tsc)
以前の特別2等車を凌ぐ設備が特徴となる定員18名の2等制御車で、編成の組成変更に伴い大阪方先頭に組成された。営業運転開始1ヶ月後の同年7月1日に2等級制度移行に伴い1等車(現・グリーン車)となった。愛称はパーラーカー。
1958年(昭和33年)に運転を開始した「こだま」は非常に好評であった反面で、「つばめ」「はと」は依然として客車列車のままであり、冷房装置も食堂車と展望車のみにしか搭載されておらず、車齢が30年に達する車両もあるなど接客設備の陳腐化・老朽化が顕著になっていた。そのため「つばめ」「はと」を「こだま」と同じ151系による共通運用化が決定したが、純粋なビジネス特急として設計された設備のみでは、観光客・外国人・重要人物の利用も多く国鉄の看板列車であった「つばめ」「はと」にふさわしくないということになり、それまで連結されていた展望車を廃止した代替として開発された。
車体は前位から、ボンネット・運転席・乗務員扉・区分室・給仕室ならびに荷物保管室・乗客用扉・洋式トイレならびに洗面所・開放室・サービスコーナーの順に配置。屋根上のAU12形分散式冷房装置は運転席後部に区分室用を1基、開放室用は2基×2の計4基を独特のキノコ型カバーに収納するためクハ151形とは搭載位置が異なるほか、また台車は1960年製造車がTR58形、1961年以降の製造車がTR58A形を装着する。
側窓は当時としては世界最大級である縦1 m×横2 mのガラスを区分室に1セット、開放室に3セットと縦1 m×横1 mを1セット設置する。なおVIP対応貴賓車予備である12の区分室客窓は防弾ガラスを装着する。また給仕室とサービスコーナーには大阪向き左側に釣合下降式業務窓を設置する。
区分室は要人や貴賓客利用を考慮した床面積9.53 m2・定員4名のコンパートメント個室で、開放室とはデッキを挟んで分けられており、開放室を経由せずに乗降が可能。デッキからの入室はドアを軽く触れると開き、出る際はマットを踏むとドアが開く方式を採用する。
室内には2人掛け中央肘掛付きのソファータイプの椅子が向かい合わせに配置し、その間に移動可能なテーブルを設置する。また、両脇の肘掛に差し込んで使うことができる膝上用テーブルも用意された。
照明は「光り天井」方式を採用し、戸棚型荷物棚を装備されている。室内の壁は織物張りとされ、座席モケットと壁の色は奇数番号車と偶数番号車で異なる。
開放室は床面積23.0 m2の室内に回転機能付1人掛けリクライニングシートを中央通路を挟み1列ずつ窓際に7脚設置し、定員は14名とされた。
座席は1 - 6では窓方向28度の位置にあわせて窓寄りに足乗せ台を設置したR2形としたが、7 - 12では足乗せ台を座席に取り付け回転方向に関わらず使用できるように改良を施したR2A形へ変更。またシートピッチは1,100 mmと2等車標準の1,160 mmより僅かに狭い。また座席上の荷物棚は圧迫感を与えないよう強化ガラス製とした。
接客サービスについては、区分室・開放室共通で上述したように設備がかつての特別2等車を凌ぐものとなったが、特別2等車の制度は1958年10月1日より廃止されていたため通常の2等車として運用することとしたが、利用する場合には当初は2等、1960年7月1日以降は1等料金のほかに1,800円の特別車両料金を必要とした。
このほか座席近くに給仕呼び出し用ボタン・座席ラジオのイヤホン用ジャック・電話機用ジャックがあり、NHKラジオ第1・第2放送を選択して聴くことが可能。1960年8月20日より沿線14箇所に基地局を設置して、400 MHz帯UHF無線通信を利用した列車電話サービスが通話可能区域を東京23区・名古屋市・大阪市に限定して開始。給仕室に持ち運び可能な電話機が用意され、座席近くのジャックにコードを差し込むことで乗客は自席を立つことない通話を可能とした。
サービスコーナーには、山側は冷蔵庫と冷水器、海側は内側に流し台・電熱器・タオル蒸し器・棚などを配置するカウンターを設置。乗客の注文に応じ飲み物や軽食をデリバリーしており、紅茶とクッキーのサービスも行われた。
貫通幌は当初1 - 11が空気抵抗低減を目的に外幌・内幌ともファスナー接合タイプとしたが、12は曲線通過時等の強度に問題が生じたため外幌を省略すると同時に内幌を一般的なタイプへ変更した。本変更は1 - 11にも実施された。
製造年は、1 - 6が1960年、7 - 11が1961年、12が1962年で計12両が製造された。メーカーは1・2・7・8・12は川崎車輛(現・川崎重工業車両カンパニー)、3・4・11は近畿車輛、5・6・9・10は汽車会社が製造した。
このうち1960年製造車は「こだま」暫定12両のB1 - B6編成を組み替えて組成する際にメーカーを合わせる対応に準じた製造元とされたほか、組成変更が方向転換を伴う大規模なものであることから、作業簡略化の観点で1・3・5は本来とは逆向きの東京方向きで納入された。
サロ150-1 - 6・11(Ts')
車体設備上はモロ151形と同一の2等付随車。車掌室を乗務員室に、トイレを和式に変更。ビジネスデスクと回送運転台は未設置。
1962年増備の11は当初より回送運転台を装備するための番号区分である。
3はクロ151-7の事故廃車に伴い1964年にクロ150-3に改造。詳細についてはこちらを参照。
モハ151-11 - 30(M)
1960年度増備車からはモハ150形とユニットを組む本形式は、乗務員室を乗客専務車掌室に変更したため11以降の番台区分を実施。1961年度増備車からはモハシ150形とユニットを組む本形式も本区分とされた。
モハ150-1 - 13(M')
モハ151形とユニットを組む3等中間電動車で定員は72名。
サシ151-1 - 12(Td)
国鉄電車初の全室食堂車で食堂定員は40名。客席側妻面に回送運転台を装備する。調理設備については完全電化されており、自車給電用70 kVA電動発電機を床下に搭載する。
客席側車端上部には内蔵された指標が時計じかけで移動する列車位置表示装置のほか、国鉄の食堂車では初めて調理室側車端に男子従業員用トイレが設置された。
1960年の「つばめ」「はと」151系時に1 - 6が、1961年の増発時に7 - 11が、1962年の山陽本線広島電化増発用に12が製造されたが、7以降は回送運転台脇に手すりを装備する設計変更を実施した。
全車とも新製配置は田町電車区であったが、1964年の東海道新幹線開業に伴い、6・8を除いて向日町運転所(→京都総合運転所→現・吹田総合車両所京都支所)に転出。181系改造後は最終的に全車新潟運転所(現・新潟車両センター)集中配置となった。
以下の2形式は20系時代に新造された形式であるが、増備は1961年・1962年に行われており、以下の設計変更を実施した。
モハシ150-7 - 13(Mb')
調理室窓を小窓2枚化ならびに業務用扉を引き戸化。
ユニットの組成相手が1 - 6ではモハ151形同番号であったが、本グループではモハ151形が設計変更した11以降になり、かつモハ150形が相手方となるユニットもあるために組合せ番号は一致しない。組合せ詳細は上述一覧表を参照のこと。
クハ151-7 - 12(Tc)
1960年製造のクロ151形で行われた改良や設計思想を採用しており、1961年製造の7 - 11と1962年製造の12ではさらなる改良を実施。
1958年製造車は20系電車、1960 - 1963年製造車は151系として落成した。
ビジネス特急「こだま」運転開始に伴い製造されたグループ。川崎車輌・近畿車輛・汽車製造の各社で8両編成が1本ずつ、計3編成24両が製造された。田町電車区(→田町車両センター→現・東京総合車両センター田町センター)に配置され、同年11月1日より営業運転を開始した。
編成はクハ+モハ+モハシ+サロによる4両ユニットを基本とし、これを背中合わせにした8両編成が組成された。背中合わせで中心となるサロの連結面に回送運転台を設置した。