JR東日本E231系電車
2001年11月から落成が始まり、2002年3月3日に営業運転を開始した。このグループは全編成が新津車両製作所製である。
運用線区: 常磐快速線 ... 上野 - 松戸 - 我孫子 - 取手 常磐線の取手以北は交流電化区間であるため、取手以北に乗り入れない。 成田線 ... 我孫子 - 成田 上野東京ライン...東京 - 上野 東海道線...品川 - 東京
車体の帯の色:上...■エメラルドグリーン(青緑) 、下...■ウグイス色(黄緑) 同じエメラルドグリーン(青緑1号)の帯色を用いている常磐線各駅停車・東京メトロ千代田線直通用車両(203系・207系900番台・209系1000番台・E233系2000番台)との誤乗防止のため、常磐線快速電車・成田線の編成にはエメラルドグリーンの帯下にウグイス色の帯を追加している。同様の理由からE501系も帯上部が□白色 、帯下部が■エメラルドグリーン(青緑1号)の配色となっている(同系列は2007年3月17日をもって上野口の運用から離脱した)。常磐線快速電車用の第1・2編成(第101・102・121・122編成)の帯色は落成当時エメラルドグリーン単色であったが、営業運転開始の直前になってから帯色下部にウグイス色が追加され、同時に乗務員室のドアにもエメラルドグリーンのステッカー貼り付けが施された。本系列の帯のエメラルドグリーンはかつて使用されていた103系と同様のカラーである。
所属車両数(2021年4月1日現在):松戸車両センター.
通勤形ではクラッシャブルゾーンは存在しないが、前面強化構造を採用している。前照灯は窓下配置のシールドビーム式を使用している。全車両がロングシートの座席構成を持つ仕様である。主電動機の制御装置としてIGBT素子(IPMパッケージ)を用いた3レベルVVVFインバータ(三菱電機製)を使用している。
補助電源装置はIGBT素子を使用した静止形インバータ(SIV・容量210 kVA)を採用しており、SC61形またはSC62形(量産形はSC61A形またはSC62A形)を10両/11両編成で2台搭載する(5両編成は1台)。ただし、全車能力向上形空調装置搭載編成の500番台2次車以降や800番台では消費電力が増加するため、編成で3台搭載する。
0番台中央・総武緩行線用SC60A形VVVFインバータ装置
SC61A形静止形インバータ装置(東芝製)
SC62A形静止形インバータ装置(富士電機製)
ドアエンジンは安全装置付き電気スクリュー軸駆動式の採用が基本であるが、900番台と松戸車両センターに新製配置された車両についてはリニアモーター式を採用している。
900番台のVVVFインバータ装置は、試作車という意味合いもあって三菱電機製の3レベルインバータ(後に通勤タイプで採用)と日立製作所製の2レベルインバータ(後に近郊タイプで採用)の2種類が1ユニットずつ搭載され、1編成で2種の異なる起動音がインバータ装置およびモータから発生する。なお、この編成のパンタグラフは後の量産車とは互換性のないPS33形を使用している(量産車はPS33B形)。
側窓の構造が209系500番台と同一の仕様で、ドア間側窓は中間車で4か所、先頭車で2か所が開閉可能な構造としている(ただし、先頭車は2007年3月に固定窓であった車体中央窓の下降窓への改造工事が行われた)。側窓ガラスも0番台とは異なり、可視光透過率約41 %のグレーに着色された熱線吸収ガラスを使用している。車内のつり革も0番台のものとは異なり、209系と同一のつり輪形状となっている。
編成のうち5号車には6扉車を組み込んでおり、先頭車の前面と6扉車の各ドア上部には「6DOORS」のステッカーが貼り付けされている。なお、落成時から5号車に連結をしているが、試験のために2号車へ連結位置を変更することが可能である。6扉車は4扉車とは構造が異なり、側窓が片側5か所のうち、3か所のみ開閉するほか、非常時には換気容量不足が生じることから連結妻面上部に非常換気口が設置されている。
通勤タイプと比較した際の近郊タイプの特徴として、以下の点が挙げられる。
車体の帯色は、湘南電車と称され東海道線などで使用された80系電車以来使用されている黄かん色とダークグリーンのツートーンカラーとしている。
近郊タイプは通勤タイプと比較して踏切が多い区間を走行することからE217系で採用した衝撃吸収構造を取り入れた。前照灯は遠方からの視認性も考慮してHID方式が採用されている。 衝撃吸収構造の採用で先頭車は強固な構造で乗務員・乗客を守る「サバイバルゾーン」とつぶれることで衝撃を吸収する「クラッシャブルゾーン」を設けている。 このため、乗務員室は通勤形の 1,860 mm よりも広く 2,300 mm の奥行きが確保され、運転席の床面高さは 335 mm から 520 mm にかさ上げされ、その分運転台計器盤も高くされている。
併結運転を行うことから、基本編成のクハE230形8000番台以外の先頭車には電気連結器を装備している。上野東京ラインの開業以降は、E231系同士の他、後継車両のE233系3000番台との併結運転も行っている。
湘南新宿ラインや上野東京ラインによって関東全域での運用が組まれるため、全車が寒冷地仕様となっており、客用ドア横にドア開閉ボタンを設置し、半自動扱いにも対応している。
小山車両センターや国府津車両センターに所属する車両のドアには半自動ドアの扱いを表記したステッカーを貼り付けしている。
普通席を備える中間付随車で6扉車。
全車両に前面排障器(スカート)が設置されているが、2005年度以降の新津車両製作所製の一部編成から踏切事故などの被害を軽減するためV字型で尖がっている強化型のものに変更された。なお、2007年夏頃から500番台や初期の近郊タイプなどの標準スカートを搭載する編成も新津車両製作所製の一部編成に使用されていた大型スカート(強化型)に変更する改造が始まった(後述)。
側窓は209系500番台(本系列900番台落成時はこの仕様)と異なり、先頭車後位寄りを除く各ドア間にある窓ガラスはすべて開閉可能な下降窓と固定窓の組み合わせとなっている。これは停電が発生した際など非常時における車内換気を考慮したものである。窓ガラスには可視光線、日射熱線、紫外線の透過率が低く(可視光透過率44 %・日射熱線76 %カット・紫外線96 %カット)、乗用車でも採用が進んでいる汎用性の高いグリーン色の熱線吸収ガラス(UVカット)を採用している。このため、車内の側窓カーテンの設置は省略している。
普通席を備える偶数向き制御車。運転台を備える。
自動放送はJRと東京メトロの両方に対応しており、東西線内では東京メトロ仕様の自動放送を使用する。側面のLED式行先表示器は行先と路線名を交互に表示するが、東西線、中央・総武線各駅停車走行中も路線名の表示は「地下鉄東西線直通」のままである。
また、車内表示器の「地下鉄東西線直通」は東西線に入る前のJR線内および中野・西船橋両駅停車中のみ表示される。車内表示器には行先・種別も表示される。その他、列車番号表示器の表示はJR線内が列車番号をフル表示し、末尾のアルファベットは快速がA、普通はYである(例:500A...01K運用の午前5時台発東西線内快速列車)。対して東西線内は運用番号である○○K(01Kなど)となり、中野と西船橋で切り替える。営業開始直後の2003年5月には東西線内でもJR方式の表示が見られたが、現在では運用番号に統一されている。
三鷹車両センターのE231系編成としては、中央・総武線各駅停車用の編成と東西線直通用の編成の番号(編成札の番号)はともに「ミツ1」 - で表示するため、そのままでは運用の区別ができないので、「ミツ」とは別に運用記号で中央・総武各駅停車用が「B編成」(0・900番台)・「A編成」(500番台)、東西線直通用が「K編成」として管理している。なお、営業運転開始直前の2003年4月には第4編成が性能試験として三鷹 - 塩山間を実際に走行した。また、東海道線国府津まで試運転で入線したことがある。新宿駅跨線橋架け替え工事などで中央線と東西線の直通運転が終日中止になると、車両は三鷹車両センターに留置されたままになり、東西線での800番台の運用は東京メトロや東葉高速鉄道の車両による代走となる。
本系列は従来の通勤形電車・近郊形電車の区分を統一した一般形電車として設計され、その動力性能は歯車比 7.07、最高速度 120 km/h 、起動加速度 2.5 km/h/s(500番台(山手線時代)・800番台と近郊タイプは除く)である。VVVFインバータ機器の性能向上と主電動機の強化(高回転に対応した設計のMT73形の採用)により、近距離用の通勤形電車である209系(歯車比 7.07、最高速度 110 km/h、起動加速度 2.5 km/h/s)と同等の加速力を維持しつつ、中距離電車用の近郊形電車であるE217系(歯車比 6.06、最高速度 120 km/h、起動加速度 2.0 km/h/s)と同等の最高速度を達成している。
通勤タイプと近郊タイプではVVVFインバータの形式が分けられているが、装置は通勤タイプと近郊タイプの2種類の性能モードを有しており、装置内の切り替えスイッチまたはTIMSからの指令で切り替えることが可能となっている。MT73形主電動機は三菱電機・東芝・東洋電機製造の3社で製造されている。
ブレーキ方式は電気指令式空気ブレーキと電力回生ブレーキを組み合わせた方式で、電動車では停止寸前まで電力回生ブレーキが使用可能なほか、空気ブレーキの遅れ込め制御も併用している。これには後述する TIMS による編成単位での遅れ込め制御を行うことで、各付随車で制輪子の磨耗を均等にすることを可能としている。なお、山手線用の500番台と東西線直通用の800番台は純電気ブレーキにも対応している。
本系列は、関東地方の他の鉄道事業者でも今後の車両開発における標準車両として重視されており、相模鉄道の10000系、東京急行電鉄(東急電鉄)の5000系列とその派生系列である6000系・7000系および横浜高速鉄道のY500系、東京都交通局(都営地下鉄)の10-300形が本系列の設計を基本としているほか、関西地方の南海電気鉄道8000系は、既存車両をベースとしながらも、本系列の部品を一部取り入れている。
また、TIMSをはじめとするシステムが特急形のE257系に応用されたほか、2005年から常磐線中距離電車用として本形式の交直流版であるE531系を順次投入している。
2006年12月26日からは本系列の後継車両であるE233系が中央線快速・青梅線・五日市線・京浜東北線・根岸線・常磐緩行線・東海道線・高崎線・宇都宮線・京葉線・横浜線・埼京線・川越線・南武線に投入された。
2015年には、E233系から更に発展したE235系直流通勤型電車が山手線へ投入された。先頭車正面は耐オフセット衝突構造を採用し衝突安全性の向上が図られ、主制御器に炭化ケイ素 (SiC) を用いた次世代半導体素子の採用により車両の消費電力の低減が図られた。また、広告媒体はデジタルサイネージ化されるなど、新機軸が多数導入された。