国鉄151系・161系・181系電車
1966年の運転開始時に製造されたものは、他列車用と同等の特太ゴシック体をベースに角を微妙にR取りした通称国鉄書体と呼ばれるタイプであるが、運用を長野運転所へ移管した1969年以降に増発対応で製造されたものは、丸ゴシック体をベースに等幅フォントに近づけた独自の書体を採用する。
本系列から189系に置換え後も運用を共管する金沢運転所所属の489系でボンネット車(クハ489形0・500番台)が充当される際には、2種類とも併用されており、1978年以降は「とき」同様にイラスト入りマークが製造された。
1978年の「とき」編成変更で投入されたグリーン車のうち新製のサロ181形1100番台は、製造当初から485系への編入を想定した設計であり、「とき」運用終了後にサロ481形1500番台へ改造された。外観上の変化は車端ダンパ交換程度である。6両中5両が先頭車化改造を経て、2001年時点では4両が車籍を有していたが、そのうちジョイフルトレインへの改造種車となったため新しい構体に載せ換えた2両が、2022年いっぱいまで残存していた。
本系列最後の車両構体維持車であったサロ181-1101→サロ481-1501は、1990年に先頭車化改造でクロ481-1104へ、続いて1993年に仙台運転所へ転出し、磐越西線特急「ビバあいづ」用半室グリーン車のクロハ481-1501へ改造。2003年には勝田電車区(現・勝田車両センター)へ転出し、2013年まで波動運用対応のK40編成に組成され廃車となった。
このほかジョイフルトレインへの改造は3両が施工されており、サロ181-1106→サロ481-1506へ改造後に常磐線特急「ひたち」などで運用されたが、1998年に「ニューなのはな」のクロ484-5に再改造されたものの2016年に廃車された。最後まで車籍を有していたのは「リゾートやまどり」に組成されるクハ485・484-703の2両で、これが2022年12月に運用を終了したことで、485系の全廃と同時に181系として新製された車両も全廃されたことになる。
本系列が所属した車両基地は、田町電車区・向日町運転所・新潟運転所・長野運転所の4箇所であるが、以下の12両は全基地に所属した経歴がある。
モロ181・180-1
モハ181-1・2・4
モハ180-51・52(元・モハシ180-1・2)
クハ181-1・2
サハ181-1・4
サハ180-23
その一方で以下の番台区分や形式ならびに改造グループによっては以下の所属経歴がない。
クロ151-7:向日町・新潟・長野
1964年の151系田町残留車で1965年までに181系へ改造された28両・40番台車・モロ181・180形100番台ユニット・サシ181-101 - 103:向日町・長野
クハ180-1 - 3・サロ181-6・サロ180-2:向日町・新潟
100番台車(クハ180-1 - 4・サシ181-101 - 103・モロ181・180形ユニットならびに後述する1969年製造車を除く):向日町
1969年製造車(クハ181-109・クハ180-5・モハ181-113・114・モハ180-113 - 115・サロ180-101):田町・向日町
クハ181-56・61 - 65・71・72・サハ181-5・サシ181-1 - 5・7・9・10 - 12:長野
クハ180-51 - 55・サロ181-2・3・サロ180-1・4 - 6・11:新潟
サロ181形1050番台・1100番台:田町・向日町・長野
1963年9月8日、上り「第1こだま」の東京での折り返し運転に伴う点検時にモロ151-8の台車側はりに亀裂が発見された。原因は6 mm厚の特殊鋼板を使用していた台車枠が運転の酷使により亀裂を生じたもので、151系全車を点検したところ大井工場で中空車軸の亀裂が発見された。中実車軸への交換を兼ねて、同年中に27両(電動車21両・付随車6両)から9 mm厚の普通鋼板を用いた改良型のDT23Z・TR58Z形への交換が開始され、浜松工場および鷹取工場で台車枠を新製し、大井工場で台車枠の取替が行われた。181系改造時にDT23B形以外の全車の台車をDT23Z・TR58Z形に交換している。
大井工場には改造が比較的早期に終了する17両が入場し、1964年12月27日から運転された年末年始輸送の臨時「とき」運用に充当された。
上野0753(3001M 臨時とき)1235新潟1515(3002M 臨時とき)2000上野
1965年1月にクハ181-44・45とサシ181-43が汽車会社で落成。上述した大井工場施工17両に浜松での改造施工車11両と合せた計31両が181系化。出力増強により編成も7号車にサハ180形を組込んだ10両化の上で3本と予備車1両により、1965年3月に2編成を充当し「とき」は2往復に増発。
運用1:上野1645(3M 第二とき)2130新潟0830(2M 第一とき)1315上野 運用2:上野0750(1M 第一とき)1235新潟1515(4M 第二とき)2000上野
なお大井工場施工車は、改造後も181系へ改番せず暫定的に151系のまま出場したことから、「とき」は151・161・181の3系列すべてが定期運用として充当された特急列車となった。
1965年5月 - 7月にかけて161系15両も改造を施工。田町所属車の181系化は、保留から余剰休車となった2両を除き完了した。
また1966年3月にMG負荷平均化のためサハの連結位置は方向転換をし4号車に変更された。
保留休車のサロ151-6→サロ181-6は1968年11月12日付、サロ150-2→サロ180-2は1969年6月14日付で「あさま」増発用として181系に改造竣工。151系は系列消滅した。
1966年10月のダイヤ改正用に181系新製車100番台が落成し、信越本線直江津電化に対応した上野 - 長野に「あさま」2往復が新設された。「あさま」は碓氷峠通過の制約で食堂車不連結の8両編成が組成された。また、上越特急「とき」も1往復増発の3往復となった。
さらに同年12月には中央本線大月 - 初鹿野(現・甲斐大和)間の複線化を含む改良工事が完成し、「とき」と共通運用で新宿 - 松本「あずさ」2往復の運転を開始した。
サハ180形はサハ181形の場合がある。
田町電車区より「とき」は上野まで東京 - 上野間の回送線経由で、「あずさ」は新宿まで山手貨物線経由で回送されており、編成の号車番号の順序は上越線と中央本線で逆になる。
初日の下り「第1あずさ」は、甲府 - 竜王間で踏切事故によって運転不能となり、甲府以西と折り返しの上り「第2あずさ」は165系で代走した。
クハ180形は信越特急「あさま」「そよかぜ」増発用に信越本線横川 - 軽井沢間でEF63形電気機関車との連結に対応する改造を含めて施工された区分。0番台車は床下機器を種車ならびにクハ181形と逆転配置としたが、本区分番台は種車のままとした。車両番号はクハ181形改造車と異なり種車の車両番号とは関係なく改造落成順に51から付番されており、51のみ1969年に郡山工場(現・郡山総合車両センター)で、52 - 55は1972年 - 1973年の山陽特急から転用時に長野工場(現・長野総合車両センター)で改造施工された。長野運転所配置となったが1975年の189系置換え時に全車廃車となった。
またクハ181形前頭部は、1965年改造車がボンネット部に赤帯を入れた以外はロングスカートならびに屋根上前灯を装備したままとされ、1966年の「あずさ」充当に伴い山用改造を施工。61 - 64はクハ化時に山用改造を同時施工した上でショートスカートへ換装。65は帯無かつロングスカートで落成し、後に赤帯を追加したなど若干の差異がある。なおクハ180形改造車は全車赤帯追加ならびに専用スカートへ交換された。
181系では計5回のユニット組換が実施されたが、そのうち3回は1969年に単独製造されたモハ180-115が関与する。
同車は山陽本線でのビュフェ営業休止に伴うモハシ180形→モハ180形への改造工事の際に休車を少なくするための措置と関東地区の列車増発を考慮し、需給調整の観点から対となるモハ181形がない形で製造された。
1973年10月のダイヤ改正では向日町運転所の山陽特急運用が終了。最後まで配置されていた29両のうち191系へ改造された2両を除く27両は新潟・長野へ転出し、以下の増発が実施された。
「とき」:13往復に増発。
「あさま」:6往復に増発するも1往復は金沢運転所所属の489系による間合い運用で充当
「あずさ」:10往復まで増発となったが、うち5往復は大糸線季節延長を含めて共管となる幕張電車区所属の183系0番台による運転となった。本系列所要となる定期4往復・季節1往復は新潟運転所から長野運転所に運用移管するとともに10両編成を維持したものの食堂車が不連結となったことから、以下の12両が改正直前の9月29日付で新潟から長野へ転出した。
モハ181+モハ180-1+51・2+52・11+1 モロ181+モロ180-1 クハ181-1・2 サハ181-1・4
配置両数は新潟運転所が129両、長野運転所が88両となった。また「あずさ」編成は以下の2種類となった。
クハ180形・サロ180形・サハ180形はクハ181形・サロ181形・サハ181形の場合がある。
1973年10月改正後はクリスマス前後から新潟県中越地方に豪雪が襲い、12月28日までに上越線を中心に233本が運休し、本系列でも雪が原因となる絶縁不良が多数を占める故障が目立ち始め、翌1974年1月には「とき」最大5往復が運休する事態に発展した。
運用6:新大阪1028(1001M しおじ1)1450広島1615(1002M しおじ3)2045新大阪
臨時1:大阪0920(8011M しおじ51)1335広島1420(8012M しおじ51)1848新大阪
本改正から1号車のパーラーカーをクロハ181形に統一することになり、貴賓車予備のクロ181-11・12は特1・特2編成のクロハ181-1・2と差し換えられ、それぞれクハ180-51・クハ181-61に改造施工。特1・特2編成が田町区へ再転出。関東地区の特急増発に転用された。
また編成組成では、MG負荷平均化のため7号車に連結されていたサハ180形は方向転換の上で4号車に組成変更された。
さらに1969年(昭和44年)10月1日のダイヤ改正では、以下の変更を実施。
「しおじ」は定期4往復・臨時1往復に増発。
「うずしお」は1往復に485系を充当。181系は2往復に減。
この結果運用は以下に変更。
運用1:大阪0850(1011M うずしお1)1134宇野1229(1014M うずしお2)1522新大阪1728(1007M しおじ4)0045下関
運用2:下関0540(1008M しおじ2)1312新大阪1528(1003M しおじ2)2248下関
運用3:下関0700(1004M しおじ3)1422新大阪1628(1005M しおじ3)2054広島
運用4:広島0710(1006M しおじ1)1140新大阪1335(1013M うずしお2)1629宇野1835(1016M うずしお3)2132大阪
運用5:新大阪1028(1001M しおじ1)1450広島1615(1002M しおじ4)2045新大阪
臨時1:大阪0902(8011M しおじ51)1312広島1524(8012M しおじ51)1950新大阪
食堂車。基本的にサシ151-7以降の構造を踏襲する。
前頭部に設置された特急の「T」を意匠化した逆三角形エンブレムのデザインは、一般からの公募で寄せられた原案(先述)を手直ししたもので、応募総数5,000通以上の中から選定された。これらは後に製造されたほとんどの国鉄特急用電車・気動車にも特急の一貫したイメージとして採用されたほか、EF66形電気機関車では正面ナンバープレート台座の意匠としても採用された。
側面にもステンレス製の新たな国鉄マークを取り付けることとなり、特急エンブレム公募の選外佳作デザインの中からスピード感のあるJNRマークが採用された。JNRマークは国鉄広報部の広報資料や公式パンフレットを始め、国鉄鉄道連絡船のファンネルマーク、国鉄コンテナ(黄緑6号への塗替え後)、国鉄バス(ピンク色の特急色以降)にも使われ、国鉄分割民営化までの新たなシンボルマークとなった。
本系列以前の機関車牽引特急列車では愛称と絵が入ったヘッドマークやテールマークが装着されていたが、本系列では五角形状のアクリル樹脂製電照透過式愛称板を前面中央部に掲出するスタイルに変更。白地に愛称名を黒、その下に赤のローマ字で記す方式となった。当初は「こだま」以外の定期運用がなかったため固定式であったが、1960年の「つばめ」電車化により交換可能な構造に変更された。
ただし、ヘッドマークデザインについて数種の例外がある。詳細については#ヘッドマークを参照。
先頭部には連結器を常備せず、非常時に取り付けるためのスペースのみが設けられ、通常はその部分を赤く塗装した四角いカバーで覆う形を採用した。