国鉄キハ391系気動車
非電化区間の高速化にあたっては、軽量車体や車体傾斜装置などに加えて、大出力機関の搭載が必要である。しかしディーゼルエンジンでは大出力化すると大型化し重量も増すため、軽量車体などの効果を相殺してしまう。このため、世界各国の鉄道では、1950年代から1960年代にかけ、非電化区間高速化の切り札として、比較的軽量で大出力が期待できるガスタービンエンジンを用いる車両の開発が進められていた。
日本国内においても、第二次世界大戦後まもなくから開発が始まり、1955年(昭和30年)度にいったん打ち切られてしまったものの、1966年(昭和41年)に日本車両工業協会(現:日本鉄道車輌工業会)ディーゼル車技術委員会がガスタービン車両の検討をスタートさせ、翌1967年(昭和42年)には運輸省(現:国土交通省)のバックアップによりガスタービン車両委員会が発足して開発が進められていった。
591系電車と同様に、曲線高速通過時の乗心地向上を狙って、自然振子式車体傾斜装置(コロ式)を搭載し、傾斜角度は591系と同様6°傾斜が可能である。本系列の車体傾斜は、先頭のT1・T3車のみ実施し、客室がない(後述)中間のM2車は実施しない。前述したように、先頭台車の枕梁はそのまま中間連結部まで中梁という形で伸びているが、T1・T3車の車体はこの枕梁=中梁上に設けられたコロによって支持されており、この上で通常のコロ式車体傾斜と同様に車体を傾斜させている。
1軸駆動の動台車(DT97)・付随台車(TR98)ともキハ181系などの新系列気動車の構造に準じており、軸箱支持はゴム・コイルバネ併用のリンク式の空気ばね台車である。何れも横圧軽減のため軸距は1,800 mm と非常に小さく、車輪径も動力台車は従来の気動車に準じた 860 mm であるが、付随台車は低床化・低重心化のために 800 mm 径に縮小されている。また、曲線高速通過のために591系電車と同様の心皿移動装置を設けているほか、付随台車については自然振子式の車体傾斜を行う機構が装備されたが、動台車は動力伝達の関係上車体傾斜機構は持たない。