国鉄キハ20系気動車
キハ20形を片運転台にした形式である。計画時にはキハ49500形と称したが、登場が1957年の称号規程改正後となったため、この形式番号を称したことはない。キハ20形0番台に相当する0番台、同200番台に相当する200番台、同500番台に相当する300番台がある。片運転台となったことで、キハ20形より客席が2区画(8名分)多い。後位(運転台のない側)の車端に便所を持つが、位置はキハ20形と異なり、3位側となった。
真岡線での運用を最後に1987年2月までに全車廃車された。
中国地方では山陰本線や木次線、因美線、芸備線などで運用された。芸備線では準急「たいしゃく」(1966年3月5日以降は急行)がキハ20形単行で運行されていた時期がある。
1960年に岡山 - 出雲市間で運転を開始した伯備線準急「しんじ」では、当初はキハ55系の配置がないためキハ25形が使用された。キハ55系への置き換え後は1961年10月改正(サンロクトオ)で運行区間が宇野 - 博多間に延長され、1962年3月改正からは「砂丘」「しらぎり」「たいしゃく」との併結運転が実施された。
1962年3月改正では岡山 - 広島間を伯備線・芸備線経由で運行する準急「たいしゃく」にキハ20形1両編成が投入され、岡山 - 新見間は準急「しんじ」と併結、新見 - 三次間はキハ20形単行で運転された(三次以西は増結)。1964年10月改正では下り列車の備後落合 - 広島間が準急「第1ちどり」との併結となった。山陽新幹線岡山開業の1972年3月改正で急行「たいしゃく」は新見 - 広島間に短縮され、車両もキハ20形からキハ58系に変更された。
木次線ではキハ52形が投入されており、100番台を改造した簡易郵便荷物車キハ52 651も運用されたほか、元只見・会津線急行「いなわしろ」用のキハ52 128が1983年に国鉄一般色で転入している。JR化後はキハ120形への置き換えでキハ52形の廃車や転属が進み、末期には神話をモチーフとした通称「オロチ」塗装となっていたキハ52 651は1994年に廃車となった。キハ52 128も国鉄一般色を維持したまま1999年に廃車となった。
キハ20系初期車は出力160 PSのDMH17Bを搭載していたが、1958年のキハ20形200番台以降は予燃焼室の噴射口を4穴から3穴に変更して170 PSに出力向上、続いて燃料噴射ポンプのプランジャ径拡大により出力を180 PSとしたDMH17Cに順次改良された。1959年度より出力160 PSのDMH17B搭載車、および出力170 PSのDMH17C搭載車として登場したグループの機関出力を180 PSに向上する工事が実施された。
本系列の基本形式。暖地向けの両運転台、1基エンジン形で、4位側の乗務員室にやや食い込むかたちで便所を備える。1957年から1965年に409両が製造された。計画時にはキハ49000形と称したが、登場が1957年の称号規程改正後となったため、この形式番号を称したことはない。
298・299のように北海道に新製配置されたものや、多客期に渡道したものもあり、日本全国で用いられた。戦前形の機械式気動車キハ04形・キハ05形・キハ06形、キハ07形の取替時期に丁度当たっていたこともあり、大量に製造された。0番台は初期形のバス窓車、200番台以降は改良形の2段窓となった。最終期に製造された500番台では室内灯が蛍光灯に、暖房装置も温水式となり、台車もDT22C・TR51Bに変更されている。
九州地区のキハ52形100番台の一部では、貫通扉がキハ58系のような窓が小さく高い位置にあるタイプに交換されている車両が存在した。交換理由は不明ながら、国鉄時代の1970年代には施工車が存在したとされる。キハ52 129・142のように前後とも交換された例のほか、キハ52 105のように後位側のみ交換された例もある。
JR九州に承継されたキハ52形100番台にも、これらの貫通扉交換車が数両含まれていた。
豊肥本線の貫通扉交換車キハ52 134(立野駅、1983年頃)
JR九州承継の貫通扉交換車キハ52 114(南宮崎駅、1993年8月23日)
1958年にキハ55系でDT19系台車とDT22系台車の比較試験を行った結果、DT22系の乗り心地が優れていることが判明した。これを受けて優等列車に使用されるキハ55系のうち初期車の大半で1965年度よりDT19B系からDT22系に交換されるとともに、キハ20系でもDT19系を使用していたキハ20・21・25形初期車の一部でDT22・TR51への交換が実施された。
交換用のDT22系台車はキハ80系の台車新製で捻出されたDT27系をキハ58系に装着し、キハ58系で捻出されたDT22系がキハ20系に流用されたとされるが、新製された台車も存在した。
キハ20系は東北地方各線にも投入され、北東北ではキハ22形も青森、盛岡、山形などに配置されていた。JR化後は盛岡地区に遅くまで残り、2007年に運用を終了した。
車体は先行するキハ55形の設計が踏襲され、柱や梁だけではなく側板なども強度を分担する準張殻構造となり、キハ10系より大型化され、客車並みの大断面となった。また、従来の反省から、客ドア位置も車体中央寄りに配置され、ラッシュ時の客扱いに配慮している。座席も車体幅拡幅を受けて準急形に準じたゆとりのあるものとなった。客室内を通る排気管のキセはキハ55 1 - 46などと同様に大型のタイプである。暖房装置は燃焼式の温気暖房である。
客室窓はキハ10系のそれを踏襲して、上段がH断面ゴムによる構体直接固定、下段が上昇式の俗にいう「バス窓」である。しかし、キハ10系とは異なり、窓下のウィンドウシル(補強帯)は廃され、平滑な外観となった。
初期車竣工当初の車体塗色は、当時の気動車標準色である濃い青(青3号)+窓周りが黄褐色(黄かっ色2号)のツートーンであった。また当系列においては前面幕板部の塗色が前照灯部分に回り込むように塗装されていることが他系列には見られない特徴となっている。
暖地向けの郵便荷物合造車。キハユニ25形と同様に室内配置は前位から運転室・荷物室・郵便室・客室となっている。客室窓は上・下段とも上昇式で、客用扉はキハ25形の後位扉と同位置にある。便所はない。
番台の区分はないが、構造は1 - 41がキハ20形200番台に、42 - 59は同500番台に準ずる。