国鉄151系・161系・181系電車
1966年12月に中央東線新宿 - 松本間で「あずさ」の運転を開始したが、高尾以西の狭小トンネル対策として田町電車区所属の0・40番台車に施工された以下の改造である。
クハ181形は運転台屋根上の前灯・補助警笛・マーカーランプを撤去し、151系からの改造車はスカートをミニタイプへ交換。
モロ・モハ181形のパンタグラフ折りたたみ高さを40 mm低下。
100番台車では製造時から施工されているが、向日町運転所所属車が関東地区へ転出の際にも施工された。また161系時代も含み田町配置の181系に施されたボンネット部赤帯は施工編成識別を示すことにもなり、向日町から転入したクハ181形も同様に赤帯追加とミニスカートへの交換を実施したが、1972年以降に転入した車両の一部はこれらを省略して施工された。
151系は異常時を除き他形式との併結運転は実施していないが、153系電車との併結試験運転が2回にわたり実施された。
181系ではサロ並びにサシ・クハ181形が両渡り構造を採用し、同車を境に引き通し線をクロスさせるが、クハ180形では転用問題から、サハ180形では編成組成の都合上両渡り構造に改造する必要が生じたために施工された。
増加する外国人客に対して英語の車内放送を行うことになり、サロ150・151・モロ151の各形式乗客専務車掌室に磁気録音されたシートの再生装置シンクロファックス(商品名 : リコー シンクロプレーヤー)を取り付け、1963年6月10日より使用開始した。
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。
ベネシャンブラインドを採用し、食堂の椅子もサシ481形と同様のFRP製に変更。また当初は「あずさ」でも運用されるため車内壁面に101が穂高岳、102が槍ヶ岳、103が白馬岳などの中央東線沿線に所在する名峰のレリーフが個別に飾られた。なお従来食堂入口上部にあった列車位置表示装置は複数路線での使用に対応出来ないことから廃止された。
クロ150-3→クハ181-53を除き、クロ151形・クロ181形・クロハ181形を種車としてクハ181形・クハ180形へ改造したグループの区分番台。
運転台部分はそのままに、客室部は新たに製造した構体を接合する改造方法を採用したことから、特徴あるパーラーカー車体は姿を消したほか、オリジナルのクハ181形・クハ180形との比較では車体長が500 mm短いにもかかわらず定員を同一の56名に合わせたため出入台部・トイレ・洗面所の寸法を短縮。このため当該部分側窓は種車の窓ガラスが流用されたため小窓であるほか、窓間柱も狭くシートピッチが5 mm短縮された。車両番号は1965年に151系から直接クハ181形へ改造されたクロ150-3・クロ151-6ならびに1968年にクロ181-11から改造された3両は、車両番号を種車+50としており、後の改正施工予定でも古い文献によっては50番台とする表記もあるが、1972年以降に改造されたグループは62 - 65の続番で落成した。
この後の同年6月に車両称号規定改正により151系に改称。さらに8月には滋賀県で開催された日本ジャンボリー臨席の皇太子用として、7日の101T下り「第1こだま」と10日の102T上り「第2こだま」がサロ151形1両増結の9両編成で運転された。
「こだま」の3等乗車率は運転開始から好評で平均95 %を上回っていたため1958年12月28日 - 31日・1959年1月4日 - 7日・5月3日 - 5日・26日を除く8月18日 - 29日に予備編成のMMb'ユニットを5 - 6号車間に増6・7号車として増結し、10両編成(増結ビュフェは営業休止)での運転を行った。1959年9月22日から、大阪発着列車が6時間40分に短縮。神戸発着列車も下りが7分、上りが5分短縮された。さらに同年12月6日から13日にかけては、昭和34年度本予算で製造されたモロ151・150-1・3・5とサハ150-1 - 6を組込んで順次編成変更が行われ暫定12両編成に増強された。
太字書体:編成変更に伴う増備車両
なお、一連の乗客増に対しては1959年11月21日から1960年1月31日まで日光線運用が冬期減便となった157系電車を充当した臨時特急「ひびき」1往復も設定された。
1960年5月31日に昭和34年度1次債務で製造された増備車を組込んで12両編成×6本にする編成変更が行われ、翌6月1日のダイヤ改正では「つばめ」「はと」を電車化して、愛称を「つばめ」に統一。5編成を充当し以下の運用が組まれたほか、東京 - 大阪間の運転時間を6時間30分に短縮した。
1979年1月30日付:モロ181+180-13 サハ180-14 サシ181-12(サハ180形廃形式)
1979年2月20日付:モハ181-202・30 モハ180-13・63 クハ181-63
またモロ181+180-103→モハ181+モハ180-203への改造は2月28日付で落成。これによりモロ両形式は廃形式となった。さらに1980年10月1日付でサシ181-43・101の2両が廃車廃形式となった結果、配置は以下の62両となった。
上越新幹線開業直前の1982年9月6日からは、サロ181形1100番台の485系化転用改造開始に伴い上述した「とき」3往復運用のうち1を183系1000番台への振替を実施。2往復での運用が最後となり、余剰廃車が同月16日から開始された。しかし、183系1000番台も「あずさ」転用車の長野転出が訓練のため同年10月から前倒しされたほか、「あさま」「そよかぜ」転用車は189系化改造が必須であることから予備車も不足気味となり、183系1000番台運用1仕業を幕張電車区所属の183系0番台9両編成x1本による代走充当を行った。さらに本系列も開業前に検査期限が切れる車両が多発したために一部でMM'ユニット1組減車の10両で運転を行ったが、それでも対応しきれず列車運休としたケースもあり末期には本系列が全く走らない日も発生した。
上越新幹線開業に伴う1982年11月15日ダイヤ改正で「とき」は同月14日の最終運行をもって廃止となった。これにより181系はすべての営業運転を終了した。
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。
1968年7月に157系電車を充当し、東京発着とした列車番号8000番台の予定臨時列車で運転開始。同年9月に「あさま」用の8両編成による運転に置換えられた。 東京0720(8011M そよかぜ1)0935中軽井沢1025(8012M そよかぜ1)1247東京1330(8013M そよかぜ2)1550中軽井沢1640(8014M そよかぜ2)1901東京
当初は上野発車後は横川までノンストップのダイヤ設定がされたほか、1969年10月のダイヤ改正で列車番号7021M -7026Mの季節運転される予定臨時列車へ変更。1973年4月から同年10月まで1往復を金沢運転所の489系へ運用移管したほか、幕張電車区の183系0番台が充当されたケースもある。1973年以後は上野発着へ変更され、1975年の189系置換えまで181系での運転が続けられた。
以後民営化後も含めて、ダイヤ改正での運転時刻変更や長野配置の489系の充当、さらには上田までの延長運転も実施されたが、列車そのものは北陸新幹線長野暫定開業に伴い1997年9月30日で廃止された。
本項では営業運転を除いた各種試験への充当について解説を行う。