国鉄381系電車
381系電車(381けいでんしゃ)は、日本国有鉄道(国鉄)が開発・設計した直流特急形電車である。
国鉄分割民営化後は東海旅客鉄道(JR東海)・西日本旅客鉄道(JR西日本)に承継された。
曲線通過速度を向上させる日本初の振子式特急型車両として1973年(昭和48年)5月に登場し、同年7月10日から中央本線特急「しなの」に投入された。その後、1978年(昭和53年)に阪和線・紀勢本線特急「くろしお」、1982年(昭和57年)に伯備線特急「やくも」にも投入され、計277両が製造された。
日本の鉄道路線は、地形上の問題から勾配や急カーブが多く、出力の増大だけによるスピードアップには限界があった。そこで国鉄は、「曲線通過速度」を向上させることを目標に1970年(昭和45年)に振子式試験車両591系電車を試作し、各種性能確認試験を行ってデータの集積を行った。
591系での試験の結果、曲線通過時の遠心力で車体を傾ける自然振り子方式を採用することで曲線区間を従来より20 km/h高い速度で通過でき、大幅なスピードアップが可能であることが確認された。この試験実績をもとに営業列車用の量産車として登場したのが本形式である。
本形式は振子装置を装備している上、車体にアルミニウム合金を使用しており、加えて低重心化のために、本来屋根上にある機器を床下スペースに取り付けるなど、多くの機器・部品が本系列専用のものとなっているため、他の在来線特急車両に比較して製造費用は高額となっている。
本項では、落成時の構造について述べる。
振子車両に必要とされる軽量化と低重心化を図った車体構造となっている。
車体は軽量化によるカーブ通過で発生する横圧(遠心力)の低減と乗り心地向上、線路などの地上設備の投資抑制の観点からアルミニウム合金製構体を採用した。床下機器搭載による低重心を図るため、国鉄の電車では初めて全長を14系客車などと同じ新基準の 21,300 mm としている。振子作用による車両限界への抵触を防ぐため、183系に比べて車体下部の裾絞りが大きく、台枠上面幅は 2,600 mm となっている。側窓の傾斜角度も591系試作車と同じく3.5度(485系は2度)とされた。モハ381形・モハ380形・サロ381形には側面中央部付近の窓下に非常口を設置したが、1981年(昭和56年)の「やくも」導入分では廃止された。
塗装は他の昼行特急形電車と同様に特急色(クリーム4号地に赤2号帯)となっている。車両番号はステンレスの切り抜き文字で表記されている。
運転台は、運転士の視認性を重視して183系0番台車や485系200番台車などと同様、「電気釜」と呼ばれる高運転台形状とし、将来の分割併合を考慮して貫通形とした。先頭車前面には愛称表示幕の上に特急のシンボルマークが設置され、側面にはステンレス製のJNRマークが貼られた。183系と同じく、狭小断面トンネルが存在する中央本線高尾以西への入線対応から運転席上の前灯が省略されている。なお、1976年(昭和51年)製造車からはクハ381形の貫通扉が廃止され、100番台に区分された。
冷房装置はAU33形集中式冷房装置(冷房能力28,000 kcal/h)を床下に各車1基搭載する。冷風は各車両中央・左右2箇所の窓柱部の床からダクトを経由させ、天井吹出口から供給される。
客室床面高さは181系とほぼ同じ 1,105 mm とした。屋根高さは 3,385 mm だが、天井は冷房ダクトを通した平天井構造のため、床面からの高さは 2,050 mm である。
座席は183系と同一仕様で、普通車が 910 mm 間隔の簡易リクライニングシート、グリーン車が 1,160 mm 間隔のリクライニングシートであるが、座席端部には取手を設け曲線通過時の立ち席客の安全に配慮した。なお最終製造グループの普通車では、座席の背もたれにロックがかかるように改良された。
側出入口は従来車と同じく幅700 mmの片開き扉を片側1ヶ所に設け、ドアエンジンも標準のTK100A形が用いられた。客室と出入口デッキの間の仕切り扉は、在来線で初となる自動ドア式を採用した。自動ドアの動作スイッチは新幹線0系電車と同じくマット式で、ドアエンジンはTK104形が搭載されている。
窓の日除けはベネシャンブラインドを採用した。これは591系の装備を踏襲したもので、開閉方式は591系の電動式から手動式に変更された。
MM'ユニットに付随車(T車)を1両加えた2M1Tの3両ユニット方式を採用し、M車(モハ381形)には主制御器と抵抗器 (MR123) 等の主回路機器が、M'車(モハ380形)には電動空気圧縮機・集電装置といった補機類、T車(クハ381形・サロ381形)には電動発電機を搭載する。
主回路は抵抗制御を採用、主制御器は電動カム軸方式のCS43である。主制御器1基で2両8基分の主電動機を制御する1C8M方式で、総括制御は90芯のKE91形ジャンパ連結器により行われる。
主電動機は591系で試験されたMT58X形(1時間定格出力110 kW)をベースに、運用線区拡大を考慮して容量アップをした、1時間定格出力120 kW(定格電圧375 V、定格電流360 A)の直流直巻電動機MT58形である。原設計は三菱電機が担当し、MT54形と同等の出力を確保しながら、200 kg弱の軽量化 を達成するため、定格回転数が2,130 rpmまで上げられた。1974年12月落成車からは、リード線直出しから端子箱方式に見直されたMT58A形(重量:680 kg)に変更。前述のように、回転数を上昇させたことにより定格トルクが57 kg・mまで低下した。
歯車比は特急形電車標準の3.50ではなく、前述の定格トルク低下による起動加速度の確保を目的に急行形電車と同じ4.21に設定し、MT比2:1での編成を基本として加減速頻度の高い山岳線区での使用に適応させた。この結果、1時間定格速度は従来の特急形電車より若干上がって 72.0 km/h となり高速性能も軽量車体との相乗効果で向上した。許容最高速度は120 km/hである。
集電装置は菱形パンタグラフのPS16I形をモハ380形1両あたり2基搭載する。
サービス電源用の電動発電機(MG)は、MH128C-DM85C(容量110 kVA)をクハ381形・サロ381形に搭載しており、自車を含め最大3両までの給電が可能である。
電動空気圧縮機には、MH113A-C2000Mを採用する。
運転台機器は、主幹制御器は115系などで実績のあるMC53、ブレーキ弁はME47を採用する。各種NFBは助士側にまとめて配置されている。JR West 381 yakumo No.7 moha381-89 takahashi.ogg
台車は振子装置(車体傾斜用コロ装置)を組込むことから本系列専用の台車が新設計された。軸箱支持には板ばねを、枕ばねには空気ばねを用いたダイレクトマウント方式のDT42形(電動車用)・TR224形(制御車・付随車用)を装着する。591系を用いて連接車と2軸ボギー車の場合で比較した結果、走行性能上2軸ボギー車で問題がないことがわかったため、在来特急形と同じ2軸ボギー車で使用する台車と同様の形態としている。固定軸距は 2,300 mm、車輪径は860 mmである。
基礎ブレーキは、DT42が踏面ブレーキ、TR224が1軸2枚のディスクブレーキである。このほか、踏面清掃装置を取り付けて車輪とレール間の粘着改善を図っている。
先述のように本系列では振子装置を装備しており半径 400 m の曲線における通過速度は本則+20 km/h(高速貨物列車の制限速度より 20 km/h 高い速度)の 90 km/h を実現した。また走行時における乗客にかかる遠心力を軽減することができ、乗り心地を一般の車両よりも向上させた。半径400mの曲線は中央本線や紀勢本線(きのくに線)和歌山 - 紀伊田辺間の標準的な連続曲線半径の数値であり、これらの曲線を走行するとき 90 km/h で連続走行することができる本系列の投入により同区間を走行する特急列車の「しなの」・「くろしお」の所要時間は、曲線を走行するときに減速を強いられる従来車両での所要時間より大幅に短縮することができた。
本系列で採用された振子装置はコロ軸支持式の自然振子装置であり、これはカーブで車体にかかる遠心力によりコロで支持された車体を傾けるものである。591系と異なり心皿移動方式は採用していない。591系での性能試験の結果から、振り子中心高さを上げた方が振り子作用がしやすく乗り心地も良くなることが判明したが、無闇に上げる事は転覆限界の風速値が下がることや、振り子作用による車両限界の接触から来る車内環境の低下を避ける観点から、振り子中心高さは 2,300 mm 、車体最大傾斜角は5度とした。速度が50 km/h以下の時は、機械的に振り子をロックし、動作しないようになっている。
自然振子式では緩和曲線上で徐々に加わる遠心力が振り子装置の静止摩擦力を打ち破った途端、一気に最大限度まで車体が振れるため不自然な揺れを生じることに加え、カーブを走行中に縦方向の荷重が加わるという振子式車両の特性もあって乗り物酔いを訴える乗客が多発し、列車名になぞらえて「げろしお」「はくも」などと揶揄された。これを受けて当初はエチケット袋が各座席に用意されたほか、車掌が酔った乗客のために酔い止め薬を常備していた逸話も残っている。なお、この機構の開発には当時名古屋鉄道管理局に在籍していた山之内秀一郎(後のJR東日本副社長・会長)も関わっており、開発に相当苦労した経験からJR東日本では振り子機構の導入には消極的になった、と自著で語っている。
本系列の車両は屋根上にパンタグラフを直接載せているため、振り子装置を動作させるとカーブではパンタグラフの舟体が傾いてしまい架線への当たり方が通常とは変わってしまう。このため振り子装置を作動させて走行する区間の架線は一般の電化路線と架線の張り方を変える必要があり、本形式が導入された路線は電化工事も同時に実施した線区が大半を占める。したがって実際に振子装置を使用する区間は、新規に電化された中央西線・篠ノ井線・紀勢本線・伯備線と山陰本線の一部と、阪和線鳳 - 和歌山間に限られている。それ以外の区間(東海道本線・山陽本線・大阪環状線など)では、架線やATSなど地上の設備が補強されていないので、振子機能を生かした速度向上はなされていない。
「くろしお」用の車両では振子制御の実験が行われた。また1985年には湖西線で高速試験が行われており、同年11月26日には179.5 km/h を達成し、クモヤ93000形が保有していた日本の狭軌鉄道最高速度記録を25年ぶりに更新した。これは現在に至るまで、日本における在来線の最高速度記録である。
JR移行後は在来線の曲線の多い線区に対しては、自然振子式に比べて乗心地が良い制御付き自然振子式や空気ばねによる車体傾斜方式を使用する車両の導入が進められ、自然振子式の営業用鉄道車両は本系列のみとなった。
モハ381形・モハ380形・クハ381形・サロ381形の4形式が登場した。当形式では同時期に登場した183系と同じく、食堂車やビュッフェ車は当初から計画されていなかった。
モハ381形 (M)
普通席を備える中間電動車。モハ380形とユニットを組んで使用される。定員を確保するためトイレ・洗面所は省略されており、主制御器・抵抗器などを搭載する。定員76名。92両が製造された。
9両が運転台を取付けクモハ381形に改造された。
モハ380形 (M')
普通席を備える中間電動車。モハ381形とユニットを組んで使用される。トイレ・洗面所を備え、集電装置(2基)、CPなどを搭載する。定員72名。92両が製造された。
短編成化により、先頭車化改造されたクモハ381形とユニットを組むようになったものもある。
クハ381形 (Tc, Tc')
普通席を備える制御付随車。トイレ・洗面所を備え、MGなどを搭載する。定員60名。本形式は引通しが両渡りとなっており、奇数・偶数いずれの方向でも使用が可能。「しなの」用として製造された貫通扉付きの0番台が18両、「くろしお」「やくも」用として製造された非貫通形の100番台が44両ある。
サロ381形 (Ts)
グリーン席を備える中間付随車。トイレ・洗面所・車内販売準備室・車販コーナー を備え、MGなどを搭載する。定員48名。本形式は窓の形状がほかの特急形電車のグリーン車と異なり、中間に柱を設けた2列ごとの大窓を採用し急行形電車のグリーン車に似た外観の窓である。側窓長は1,930 mm 。
1986年11月1日のダイヤ改正で「やくも」の基本編成をサロ381形を連結したままで6両編成に短縮、捻出した車両を「くろしお」全列車の381系化用に転用するためモハ381形を先頭車化改造した車両である。改造施工は吹田工場と後藤車両所。本形式は国鉄のアルミ車両では初の先頭車化改造車である。種車の前位寄に運転台ユニットを接合し、多客期の増結を考慮してクハ480形に準じた構造の貫通扉が設置された。
モハ381-78・81・76・90・88・75・66・84・72→クモハ381-1 - 9
クロ381形(0番台)
「しなの」用で、1987年(昭和62年)から実施された「しなの」の短編成化に伴ってサロ381形を先頭車化改造したものである。改造施工は10番台・50番台ともに名古屋工場。運転台はクモハ381形と同様、前位寄の車販準備室を撤去して簡易構造の貫通扉が設置された運転台ユニットを新製して取付けている。
1・2の落成日が国鉄最後の日である1987年3月31日で、国鉄最後の新形式となった。末期には連結作業省力化のために、前面貫通幌を装着したままで運用された。
サロ381-8・9・5・3・1・2・4 → クロ381-1 - 7
クロ381形(50番台)
「しなの」用で、1988年(昭和63年)の改正に伴う「しなの」短編成化に合わせて準備された車両である。1987年にクハ381形0番台を格上げ改造したもので、座席は10番台の展望室と同様の1列2人+2人掛のフリーストップリクライニングシートとしている。
クハ381-7・13・11・17・5 → クロ381-51 - 55
クロ381形(10番台)
「しなの」用で、1988年にサロ381形を先頭車化改造したパノラマグリーン車である。前部約1/3は展望室で、前頭部は前面展望を考慮し傾斜した構造となり、側面窓も拡大されている。日除けは横引きカーテンに変更された。展望室内には1列2人+2人掛のフリーストップリクライニングシートを3列配置し、床高さも従来より 150 mm かさ上げされた。後位は従来のグリーン室のままである。展望室の後方に車掌室を設け、展望室と従来のグリーン室を区切る形で車両中央部にデッキと出入口を設けている。先頭の運転台部分のみ鋼製となっており、車体との結合は特殊ボルトを用いている。愛称表示器はLED方式が採用された。この車体構造は後継の383系にも引き継がれた。
サロ381-6・7・20 → クロ381-11 - 13
「スーパーくろしお」「スーパーやくも」用で、サロ381形を先頭車化改造車したパノラマグリーン車である。改造は1989年(平成元年)に「スーパーくろしお」用の1 - 5が吹田工場で、1994年(平成6年)に「スーパーやくも」用の6・7が後藤車両所で施工された。
クロ381形と異なり、車体長を400 mm延長し、種車の後位寄に前面展望を考慮して傾斜した構造の前頭部が取付けられている。その形状は傾斜角度は異なるが、1988年に瀬戸大橋線用として投入されたクロ212形を基とした。同時に車掌室を車販準備室に、車販準備室を洋式トイレ・洗面所に改造した。座席は1列2人+2人掛のフリーストップリクライニングシートに交換され、展望を考慮して座席の枕の部分が少し小さくなっているのが特徴である。落成時の定員は44人。
1 - 5 は1996年に座席を新幹線0系発生品で1列2人+1人掛け(最後尾のみ1人+1人掛け)に交換したため6・7とは室内設備と定員(32人)は異なっていたが、6・7も2007年から2008年にかけて座席を新品に交換などがなされ、改造当初の座席はすべて撤去された。
サロ381-10・14・18・21・15・26・27→クロ380-1 - 7
モハ380形500番台(初代)
「スーパーくろしお」の白浜駅における増解結の効率化のため、増結編成の新宮側編成端部に連結する車両として改造されたもので、1990年(平成2年)・1991年(平成3年)に吹田工場で3両が改造された。非ユニット側の貫通扉をふさぎ、自動解結装置・電気連結器を装備した。増結編成単独で運行することはなく、運転台は設けられていない。
モハ380-34・36・43→モハ380-501 - 503
「スーパーくろしお」の増解結の効率化のため、「くろしお」用のクハ381形100番台に自動解結装置・電気連結器を装備した車両で、吹田工場で5両が改造された。モハ380形500番台と同一の装備である。
クハ381-101・102・105・117・118→クハ381-501 - 505
クハ381形100番台からの格上げ改造車である。「くろしお」用は1998年(平成10年)、「やくも」用は2007年(平成19年)から実施されたリニューアルにより登場した。座席は1列1人+2人掛となっている。「くろしお」用は新幹線0系グリーン車の発生品を改造の上使用している。番号は改造元となったクハ381形の番号を踏襲している。
クハ381-104・106・110・114・120・124・126・128 - 130・132・134・139・141・144 → クロ381-同番号
1998年から実施されたリニューアルにより登場した。グリーン車 → 普通車格下げ工事を行い、車両番号は種車と同じである。
サロ381-11 - 13・16・17・19・22→サハ381-11 - 13・16・17・19・22
2007年から登場した「やくも」用のリニューアル改造車(通称「ゆったりやくも」)で、洋式トイレの女性専用化、男性小用トイレと喫煙室が新設されたが、2009年6月1日から全車禁煙となったため、喫煙室が使用中止になった。定員56名。基本編成の2号車(2011年3月改正までは4号車)に連結される。車両番号は種車+200である。
モハ380-68・83・87→モハ380-268・283・287
2007年から実施のリニューアルによって登場した改造区分。「やくも」全席禁煙化により喫煙室が設置されたが、2009年6月1日からは廃止となった。岡山寄りにクモハ381形を連結する編成の2号車(2011年3月改正までは4号車)に連結される。車両番号は種車の元番号+200となる。
サロ381-23 - 25・28 - 31→サハ381-223 - 225・228 - 231
「やくも」用の自動解結装置取付工事施工車。2016年(平成28年)3月より導入された。
クモハ381-1 - 3・6 - 9→クモハ381-501 - 503・506 - 509
モハ380形500番台(2代)
「やくも」用の自動解結装置取付工事施工車。2016年3月より導入された。
モハ380-69・73・77・80・86・92→モハ380-569・573・577・580・586・592
国鉄最末期の1987年から普通車指定席車の座席が従来の座席を改造したバケットシートとなった。リクライニング機構はそのままであるが、座席モケットの色はピンク色と赤紫の2色となり、座席背面に大形テーブルが設けられ、廊下には赤色のカーペットが敷かれた。その後、自由席車両も「くろしお」編成に準じた座席の改造が行われ、これ以降は自由席・指定席の区別なく両タイプが混用されるようになった。
「くろしお」のグリーン車の利用増による高級化志向を反映し、また若年層や家族客への需要拡大を目指し海岸美を楽しませゆったりとした旅を志向すべく、1989年8月までに6両編成4本が改造された。その後1991年3月までに6両編成1本と3両付属編成3本が追加された。
普通車では座席が従来品の改造ながらバケット式のリクライニングシートとなり、座席背面には大形テーブルも設けられ、簡易式リクライニングシートながら座席背面の構造に工夫を凝らし、リクライニング角度を大きく取っている。その結果、485系グレードアップ改造車の新品のリクライニングシートと遜色ないものになった。
グリーン車はパノラマグリーン車クロ380形となり、前面はLED表示器を採用した。客室は高級感を演出すべく運転席を含め茶系統を基調色とし二枚折テーブル入り枕付きバケット式リクライニングシートを導入、その他床の絨毯敷化や床高さは100 mmかさ上げされた。これに併せて側窓が上方へ拡げられ、窓の構造も普通の合わせガラスに変更された。日除けもベネシャンブラインドから横引プリーツカーテンへ交換され、荷棚読書灯やマガジンラックの設置を行った。トイレ・洗面所は化粧板張りを基本にと腰部より下をタイル張りとし洋式便器・自動給水栓・化粧鏡・紙タオルの設置等大幅な改装を実施。車掌室は車販準備室に改装し、手狭となった為にアイスクリームストッカーやジュースクーラーの代替として冷蔵庫が置かれ、タオル蒸し器やコーヒーマシン用のコンセントと取付空間が設けられた。
塗装はリゾート地区を走る特急にふさわしいものとして、白地にみかんをイメージしたクリームイエローと太陽をイメージしたトリコロールレッドのラインを入れた物とし軽快で明るいイメージとした。
一時期、サロ381の「スーパーくろしお」塗装車が1両のみ存在していた(サロ381-13)。
「スーパーやくも」運行開始に伴って改造されたもの。基本仕様は「スーパーくろしお」編成に準じており、塗装は薄紫色地に青紫・白・赤紫の帯となっている。パノラマグリーン車クロ380形も登場したが、従来のサロ381形をパノラマグリーン車と同じ座席に取替えた編成もある。
その後、座席はそのままで座席前後間隔(シートピッチ)の拡大が実施された。また2006年3月ダイヤ改正で「スーパーやくも」の名称を「やくも」に統一したのに伴い、これまで「スーパーやくも」に充当されていた車両に表記されていた英称「SUPER YAKUMO」から「SUPER」という表記と「WEST JAPAN RAILWAY COMPANY」の文字が除去された。
「くろしお」系統において381系を継続使用することから、日根野所属車のうち、「くろしお」用9両編成×7本、「スーパーくろしお」用6両編成×5本、3両編成×3本の計102両に1998年12月から2000年3月にかけて大規模改造が実施された。また、「やくも」に使用される車両についても1997年4月より同様の改造が実施された。
改造内容は普通車のシートピッチ拡大と座席の改造、グリーン車の3人掛座席化、塗色変更などである。「くろしお」編成用車両の普通車は座席が「スーパーくろしお」編成用と同じ改良型簡易リクライニングシートへと改造された。また、シートピッチを 1,000 mm に広げたため、一部の席で側壁の冷房立上りダクトと競合するようになり、その部分の席は片側1人掛席に変更されている。具体的にはクハ381形の11番、モハ380形の6番、モハ381形の6番、サハ381形の12番のそれぞれA・D席、クロ381形の4番A席が欠番となっている。グリーン車の座席は、2列側は0系「ウエストひかり」グリーン車の転用である。また、トイレにあった小窓が埋められている。グリーン車・普通車ともベネシャンブラインドは取外されて横引カーテンに交換された。クロ380形と異なり窓構造はそのままである。
塗装は「くろしお」「スーパーくろしお」編成は共に統一され、283系に似せた白地にオーシャンブルー・青色の帯となった。乗務員室後部には681系以降の新造車で採用されている「JR WEST JAPAN」のロゴが追加されている。
「やくも」編成は灰色地に緑色・黄色の帯となり、前頭部に新たに「381 Yakumo」のロゴが追加された。こちらは「スーパーやくも」とは別塗装のままであったが、「スーパーやくも」を「やくも」に統一した後は混用されている。なお、「ゆったりやくも」編成もリニューアル「くろしお」同様、冷房立上りダクト側面の座席は欠番となっているが、パノラマグリーン車に限り当該部分の座席が欠番となっていない。
2006年12月にJR西日本から「やくも」編成のリニューアル(「ゆったりやくも」)が発表された。2011年7月までに57両に施工された。主な改造内容は、座席を683系と同等型のものへ交換、和式トイレの洋式化および女性用トイレ、男性小用トイレの設置、喫煙室の設置(2009年6月1日廃止)、塗装変更、窓側座席の足元にあった通風ダクトの撤去(一部車両を除く)など。改造が終了した車両には「ゆったりやくも」の愛称が与えられた。また、2007年時点で統一されていなかった「やくも」塗装および「スーパーやくも」塗装が、改造に伴い「くろしお」用と似たレイアウトの白と赤系統のものに変更されている。これは、大山の冠雪の「白」と、出雲大社の巫女の「赤」をイメージしている。そのほか、6両編成の2号車に組み込まれるモハ380形で座席を一部撤去し、車いすスペースを設置した簡易バリアフリー工事が施工されている。
当初、2010年(平成22年)度までにすべての編成に施工されると発表されていたが、6両が改造対象から除外されて廃車となった。
北近畿地区の183系置き換え用として転用された編成は、当初地上設備の関係から振り子機能を使用せずに運用されていた。しかし287系の導入後に乗客から乗り心地に関する苦情が多数寄せられたため、調査と試験走行を実施した結果、振り子機能を復活させることで横方向の揺れを抑えられることが確認された。
このため、振り子動作時の限界に支障しないよう傾斜角度変更改造を行ったグループとして2014年(平成28年)6月に登場した。改造車は新たに「1000番台」に区分されており、車両番号は原番号+1000となった。
改造内容は車体傾斜角度の5°から3°への変更、台車枠への振り子ストッパ調整板の挿入である。車両番号の表記は従来の番号を車体色と同じ色で塗りつぶし、その横に新番号が黒文字で書かれたステッカーを貼り付ける方式が取られた。
本節では主たる運用線区別の分類を行い、国鉄・JR化後を通じて解説を行う。
中央西線電化開業に伴う1973年7月10日のダイヤ改正で、特急「しなの」8往復のうち6往復(名古屋 - 長野)で運転を開始した。これに合わせて、長野運転所(現・長野総合車両センター)に47両が配置された。キハ181系気動車によって運転されていた2往復も、増備車(30両)の投入で1975年3月10日ダイヤ改正で381系化され、所要時間の短縮および本形式の大阪駅乗り入れが開始された。1978年10月2日ダイヤ改正からは、1往復増発の計9往復となったことから、11両が新製配置された。長野運転所への新製投入は計88両となった。
なお、導入後1年の時点で長野工場で検査をしたところ、振り子作用の影響による車輪の摩耗が予想以上に激しい事が判明し、予備車確保のため1974年5月から1975年5月までの間(多客期を除く)、MM'ユニット(3・4号車)を減車した7両編成で運転した。
1982年5月17日の塩尻駅移転で中央西線 - 篠ノ井線直通列車のスイッチバックが解消したため、編成の号車番号が逆転した。1982年11月15日ダイヤ改正では、「しなの」1往復が運転区間延長により大糸線白馬駅まで乗り入れるようになった。さらに、上越新幹線開通によって余剰となった183系のうち84両を長野運転所に転属させたため、車両配置に余裕のある神領電車区(現・神領車両区)に88両全車が転属した。
1985年3月14日ダイヤ改正では、閑散期にはMM'ユニット(5・6号車)を減車した7両編成で運用されることとなった。ただし、「くろしお」「やくも」では所定7両編成、変更時9両編成とされたのに対し、「しなの」では所定9両編成、変更時7両編成とされた。
JR東海には神領電車区に配置されていた88両が承継された。