国鉄72系電車
72系は4扉車体による圧倒的な輸送力・客扱能力を活かし、山手線・京浜東北線や中央線(中央線快速)、城東線・西成線(現:大阪環状線の前身)、片町線、京阪神緩行線など、首都圏・関西圏の通勤路線で1950年代から1970年代初頭まで広く用いられた。また、クモハ73形を使用することで最短2両編成でも走行でき、運用上小回りが効いたため、首都圏近郊の電化支線区では2 - 3両編成でも運用された。
しかし、1957年以降の高度経済成長期に入ると、72系はまず列車密度の高い中央線や、駅間距離の短い山手線等から撤退を始めた。輸送力のひっ迫した過密路線では、高い加速力と強力なブレーキ力を兼ね備えた高加減速車両を使うことで、列車の運転密度を上げる必要があった。中央線や山手線のような路線に、72系の走行性能は早期に不適となっていたのである。
72系が新性能車両に比して最も劣る点はブレーキであった。新性能電車に搭載された電磁直通ブレーキに比べ、72系の旧弊な自動空気ブレーキは反応が遅く操作も難しい。また、モーターを発電機として作動させることで制動力を得る発電ブレーキも装備されておらず、総合的な制動力は新性能車両に比べて相当に劣っていた。
また、吊り掛け駆動方式も不利に働いた。101系以降の新性能電車は、高回転モーターと超多段制御器を使うことで低速域から高い加速力を得ていたが、72系の制御器は旧形電車としては段数が多いものの、定格回転が1,000rpmに満たない低回転大出力モーターとの組み合わせでは、高い加速力を得ることは困難であった。
1947年に63系の試作車として登場したジュラルミン電車6両 (63900 - 902, 78200 - 202) は、リベット加工などに起因する車体の腐食が進行したため、全金属車体の試作車として1954年に車体更新工事を実施した。この6両は、量産車の仕様の比較検討用に車内の掴み棒の形状や位置・蛍光灯の配置・色彩など車内設備の仕様が1両ごとに変えられた。同時に車種の変更も行われ、それぞれ72900, 73901, 72901, 79900, 79902, 78900となった。車体は窓上下の補強帯が残るなどいささか旧来の仕様を踏襲する面も見られたが、側窓は開放的なアルミサッシとなり、運転台前面形状も各種のものが試作された。
1956~1957年には、事故休車を活用して全金属車体の追加試作が実施され、73174, 73400, 78144 が車体を載替えられ、73900(改造当初は73174のままで1957年3月に改番), 73902, 79904となった。
モハ72形については、電動発電機が1.5kVAから3kVAのものに増強されたが、外観上大きな差はない。クハ79形については、前年に試作された傾斜窓上部からの通風が好成績を収めたため、本格的に採用されたが、傾斜角度を10度に増大し、窓上下の補強帯を廃して一段くぼませ、デザイン的により洗練されたものになった。これが国鉄通勤形電車の基本形態として101系や103系に引継がれ、以降30年以上にわたって使用されることになるデザインの発祥である。なお、EH10形電気機関車でも同様のデザインを使用していた。また、このロットから奇数向のクハ79形も新製され、301から付番された。
1964年(昭和39年) - 1965年(昭和40年)に改造された74200 - 74207の8両。高崎線・東北本線向きで80系・115系と併結可能とした仕様である。100番台同様新旧読替機構のほか、ノッチ戻しと抑速ブレーキに対応した主幹制御器を搭載する。
番号の新旧対照は、次のとおり(ローマ字は改造工場の略号)。
クモユニ74000 ← モハ72115 OY
クモユニ74001 ← モハ72081 OY
クモユニ74002 ← モハ72239 OY
クモユニ74003 ← モハ72155 OY
クモユニ74004 ← モハ72208 OY
クモユニ74005 ← モハ72129 OY
クモユニ74006 ← モハ72005 OF
クモユニ74007 ← モハ72083 OF
クモユニ74008 ← モハ72032 HM
クモユニ74009 ← モハ72003 HM
クモユニ74010 ← モハ72009 HM
クモユニ74011 ← モハ72093 HM
クモユニ74012 ← モハ72256 TT
クモユニ74013 ← モハ72228 TT
クモユニ74014 ← モハ72052 TT
こちらは、前述の920番台新製全金属車に近い仕様で、車体は1956年施工の73900のみ窓上下の補強帯が残るものの、1957年施工の73902、79904は平滑である。前面窓は920番台新製全金属車より1枚あたりの幅が110mm広いガラスを使用し、ガラス間の柱が25mm幅(920番台では100mm幅)と非常に細く、10度の傾斜がつけられている為、101系に酷似した前面形状となった。また、73900では前照灯を半埋め込みとし、前面窓上中央に大型の方向幕を設置する試作が実施され、この方向幕配置は後の301系で活かされた。73902、79904の両車は920番台の先行量産試作車よりも後の落成で、920番台では側面乗務員扉が木製であったが、本グループは乗務員扉も鋼製となっており、よりスマートで近代化された形態となった。どちらかと言えば、こちらを量産型にしてほしかった。
戸袋窓がHゴム(断面がH型の帯状のゴム)支持となり、クハ79形の前面窓や運行番号表示窓も同様にHゴム支持となった。前面窓のうち向かって左側(1位側)のものは通風のため2段とされ、下部の窓は上昇可能であったが、これもHゴム支持とされた。クハ79形のうち350と352については、試作的に前部窓を5度傾斜させ、窓上部のくぼんだ段差に通風口を設けた。なお、日立製作所製造のクハ79324 - 79330(偶数)については側面乗務員扉上に補強帯が回された形態で、本系列中この4両のみの珍しい形態であった。
同じくクハ58形(42系)を鷹取工場で改造。1100mm幅の扉を2か所増設。窓配置は種車の面影を残しており、増設扉の上にヘッダーは回り込んでいない。なお、79055は半流線型の最終形クハ58形が種車であるため、クハ79形で唯一の半流線型車体となっている。
1962年 - 1965年に改造された74000 - 74014の15両。111・113系の新性能車とのみ併結可能な仕様で、74011までは大型前照灯を窓下両脇に装備する。74012 - 74014はシールドビーム化されているが取付高さ(153系クハ153形0番台と同じ)は変更がない。
基本的に前年度車と同様であるが,雨樋が木製と鋼製の両方が存在する。
0番台(82000 - 82005。1974年改造)は、篠ノ井線電化による増備車で、この時点で小断面トンネル対応のPS23形パンタグラフの開発により低屋根車とする必要がなくなったため、普通屋根車となっており、パンタグラフ搭載基数も1基となっている。当初は本番台の投入予定はなく、全車荷物車であるクモニ83 0番台の予定であったが、配置予定先からの郵便輸送対応要望で本番台が新規に設計されることとなった。800番台車と異なり車体はクモニ83 0番台を元にし、荷物室の一部を郵便室に変更しただけであるため側面窓配置は大きく異なる。郵便室は郵袋室と区分室が一体であり、区分棚部分に高所の採光窓がないのが特徴的である。新旧自動切換装置を改造当初より搭載している。後年一部車両は50番台同様の両わたり化を実施しているが理由は不明とされる。
他同様改造が外部車両メーカー(富士重工業)に委託されたものが多数である。1974年改造車は、大井工場・長野工場改造分ともに、実際の工事は外部車両メーカー(富士重工業)に委託された。
クモユニ82形は、中央東線客車列車の電車化用にモハ72形・クモハ73形を改造して登場した車両である。
1976年から1978年にかけて、モハ72形850番台 (1 - 5) 、920番台 (6, 7) を改造して7両製作された交流直流両用牽引車である。クモヤ440形同様車体は新製され、種車からの流用は直流機器や下回りのみとなっている。外観は103系1200番台を模した貫通形高運転台で、前面強化構造となっている。屋根は全体が低屋根となっているが、中央本線・身延線への入線は不可能である。室内には保守の省力化と耐雪構造という面から、特高圧機器と床下機器の一部が機器室内に収納されている。クモヤ440形と異なり、すべての交流直流両用電車と協調運転が可能で、無動力車を2両以上牽引する場合には重連運転も可能となっていた。塗色と塗り分けはクモヤ440形と同じ赤13号とクリーム4号である。
番号の新旧対照は次のとおりである。
クモヤ441-1 ← モハ72862
クモヤ441-2 ← モハ72864
クモヤ441-3 ← モハ72852
クモヤ441-4 ← モハ72853
クモヤ441-5 ← モハ72857
クモヤ441-6 ← モハ72923
クモヤ441-7 ← モハ72935
全7両がJRへ承継されたが(JR東日本に6両、JR西日本に1両)、最後まで残っていた秋田車両センター(現・秋田総合車両センター南秋田センター)所属の1と青森車両センター(現・盛岡車両センター青森派出所)所属の4が2006年に廃車となって形式消滅した。
旅客用車両としての72系アコモデーション改良の試みは、1950年代から1960年代の全金属化改造が先駆的なものであるが、1970年代初頭になると新性能電車と同等の車体を新製し、載せ替えた改造車が登場した。
このグループは車体が新性能電車と同等で、接客設備が新車並みであるのが特徴だったが、種車が古いこともあって走行機器の老朽化が進んでおり、新性能電車と比較して故障が多かった。また、検査周期も旧形のままで変わらないことから、検修面でのメリットが少ないこともあって、以降の追加改造は中止されるとともに、早々に長期使用は諦められた。