国鉄151系・161系・181系電車
サロ180-1001・サロ181-1051・1052は東海道本線東京口113系用グリーン車サロ110形300番台へ1983年に改造された。しかし老朽化や2階建てグリーン車サロ124・125形への置換えで1991年までに全車廃車となった。
従来からの変更点として冬期に主電動機へ雪の吹込みを防止するため電動車室内に冷却風取入口が設けられた。
1969年の最終増備ではモハ180形がユニット数より1両多く製造された(詳細は後述)。
運用1:東京1630(107T 第二つばめ)2300大阪
運用2:神戸0630(102T 第一こだま)1330東京1430(105T 第二こだま)2128神戸
運用3:大阪0900(104T 第一つばめ)1530東京
運用4:東京0700(101T 第一こだま)1330大阪1430(106T 第二こだま)2100東京
運用5:東京0900(103T 第一つばめ)1530大阪1630(108T 第二つばめ)2300東京
客車特急で連結されていた1等展望車を廃止した代替として大阪方に「パーラーカー」クロ151形の連結、全室食堂車サシ151形も組み込まれた12両編成となり、日本の電車特急としては空前絶後の豪華編成となった。なお、1960年6月中は3等級制であったためパーラーカーは同月のみ2等車で運用された。
斜体:方向転換を行った車両(クロ151形は納入時基準)。
太字書体:編成変更に伴う増備車両。
本編成変更以降はB編成から特編成に名称を変更。
モハ151形10番台は、乗務員室を車掌室に設計変更した番号区分。当初はモハシ150形とユニットを組み8号車に組み込まれる予定であった。しかし、大規模編成替え作業でユニット組替の時間を確保するのは困難と判断され同時期に製造されたモハ150形とユニットを組み11号車に組み込まれた。
また157系電車で運転された「ひびき」は、1960年12月10日からほぼ毎日運転の不定期列車化されたが、以下に示す本系列の使用実績がある。
本項では、151系・161系からの編入車と新造車の番台区分による形式解説を行うものとする。
1978年の「とき」編成変更ではモロ181・180形ユニット・サハ180形・サシ181形が編成から除外されたが、グリーン車は新たにサロ2両組込に対応して10両が必要になった。これに対しMG・CPを搭載するサロ181-1101 - 1106の6両が新製されたが、残り4両は逼迫する国鉄財政を顧みて余剰車両を有効活用させる観点から改造で落成したグループである。
主抵抗器交換。主抵抗器・補助抵抗器側面に着脱可能な覆いの取付け。主電動機冷却風を妻面風洞からに変更。雨水漏入防止対策として主電動機点検蓋の密着性を強化。
1965年5月27日には台風6号の影響で東海道新幹線が不通となり代替として在来線の東京 - 大阪間に臨時急行列車が運転された。東京発13時の列車に田町電車区の181系10両編成、大阪発13時の列車に向日町運転所の151系12両編成を投入。向日町所属車は折返し東京発22時30分の大阪行き臨時急行列車にも充当された。
運用1:東京1800(2007M おおとり)2215名古屋
運用2:名古屋0745(2008M おおとり)1200東京1300(3M はと)大阪1930
運用3:神戸0730(2006M 第一富士)1430東京1530(2005M 第二富士)2230神戸
運用4:大阪0900(4M 第一つばめ)1530東京1630(7M 第二つばめ)2300大阪
運用5:大阪0700(2M 第一こだま)1330東京1530(5M 第二こだま)2100大阪
運用6:大阪1300(6M はと)1930東京
運用7:東京0900(2003M 第一つばめ)2010広島
運用8:広島0945(2004M 第二つばめ)2100東京
運用9:東京0700(1M 第一こだま)1330大阪1630(8M 第二こだま)2300東京
運用10:東京0800(2001M 第一富士)1720宇野1910(2010M うずしお)2200大阪
運用11:大阪0700(2009M うずしお)0950宇野1240(2002M 第二富士)2200東京
太字書体:運用変更 斜体:列車番号変更
従来の下り「第一つばめ」→上り「第二つばめ」運用を分離させたことから、1編成分運用増となり、昭和36年度2次債務で11両編成×1本(特12編成)が増備された。
瀬野八と通称される山陽本線瀬野 - 八本松間には22.
運転台は高速運転に最適として高運転台構造が採用されたが、踏切事故での衝突の危険性から展望室の採用は見送られ、従来の電車では床下に吊り下げられていた電動発電機(MG)・空気圧縮機(CP)を格納する機械室を前面に設けたボンネット構造となった。
また前灯・尾灯はボンネットの両側面に設けられたケースに収められ、さらに前灯1灯を運転台屋根上に搭載した。当時の日本国有鉄道運転規則(省令)では前灯は1灯と決められていたが、110 km/hという未曾有の高速運転を実施するにあたり、運輸大臣(当時)の特認を得て遠方視認性向上を目的に増設された。下部前灯には非常時の後方防護用として左右交互点滅回路が装備されており、列車の最後部となる時には乗務員室内に格納された赤色フィルターを装着する。
屋根上前灯横左右には、通過標識灯やマーズライトとしての機能を持つ青紫色に点滅するマーカーライトが設置された。本ライトはアメリカ合衆国の長距離バスに倣ったものとされ、始発駅入線時や主要駅通過時の注意喚起に使用した。
旅客乗降用扉は新たに開発したTK100形小型軽量直動式ドアエンジンで駆動する幅700 mmの片引き戸を各車両の片側1ヶ所に設け、座席車では原則後位側に乗降デッキと併せて設置した。ただしモハシ21形はビュフェと客室の境界を、後に製造されたクロ151形は区分室と開放室の境界を兼ねるため車体中間部に設置するほか、クロ151-7事故廃車に伴い方向転換の上で緊急改造されたクロ150-3は例外的に乗務員室扉次位に旅客乗降用扉を設置する特異な構造となった。
1960年度増備車からはモハ150形とユニットを組む本形式は、乗務員室を乗客専務車掌室に変更したため11以降の番台区分を実施。1961年度増備車からはモハシ150形とユニットを組む本形式も本区分とされた。
20系として製造された24両、当初から151系として製造された127両で計151両中事故廃車となったのは後述するクロ151-7のみである。事故詳細については日本の鉄道事故 (1950年から1999年)#「第一富士」脱線事故を参照し、以下で車両面・運用面での解説を行う。