国鉄583系電車
Mn車(モハネ581・583形)には山岳区間での使用も考慮した抑速ブレーキを搭載した自動ノッチ戻し機構付きのCS15系制御装置を搭載し、ユニットを組むM'n車(モハネ580・582形)も含む8基の定格出力120kWのMT54系主電動機を制御するMM'ユニット方式を採用した。
交流電化区間では交流を直流に整流して用いる401系・421系電車から一貫した手堅い間接式の機器構成が踏襲されており、M'n車には主変圧器・主整流器などの機器とPS16B形菱形パンタグラフに降雪対策として押上げ力の強化や構造の簡素化を施工したPS16D形を搭載する。
台車は車重の増加に伴い、DT32系台車の板厚を増して軸受等を強化した上で枕ばねをベローズ式からダイアフラム式に変更したDT32D形(動力車)・TR69D形(付随車)を採用した。
これらの構成は前後して登場した485系グループと同等である。
配置が167両(13両編成12本・予備車11両)となり、大幅に運用増となった。
夜行 「はくつる」 上野 - 青森(東北本線経由) 「ゆうづる」3往復 上野 - 青森(常磐線経由)
昼行 「はつかり」3往復 東京・上野 - 青森(東北本線経由) 「みちのく」 上野 - 青森(常磐線経由) 「ひばり」 上野 - 仙台(東北本線経由)
「みちのく」は「常磐はつかり」を定期化する形で、「はつかり」の補完列車的存在であった。また、上野口の間合い運用で「ひばり」1往復にも充当。「はつかり」は1往復が東京発着となったが、東海道新幹線ホーム増設工事のため、翌1973年(昭和48年)3月31日をもって再び上野発着に戻されている。
1967年・1968年に京阪神地区発着の九州直通特急列車用に製造されたグループで、電動車ユニットが交流60Hz対応。第11回(1968年)鉄道友の会ブルーリボン賞受賞。
日立製作所・日本車輌製造・川崎車両/川崎重工業・近畿車輛が製造を担当した。
Mn:座席定員60人(4人掛ボックス×15)・寝台定員45人(3段×15)
主制御器:CS15C形
主抵抗器:MR52B形
したがって本系列ともども485系グループとの併結も可能であり、営業運転では分割民営化後に京都総合運転所所属車を充当した「シュプール号」において以下の実績がある。
485系側6両編成のクハ481形200番台と本系列8両編成のクハネ581形を向い合わせで連結 (10M4T) 。もしくは485系側7両編成のクハ481形200番台と本系列7両編成のクハネ581形を向い合わせで連結 (8M6T) 。 北陸トンネル通過時の安全対策上から貫通路も使用。
本系列10両編成からサロネ581形を抜き485系MM'ユニットを組込んだ11両編成 (8M3T)。
どちらも加速力補強という観点から電動車比率が高められた。
動力車を寝台車に用いるという特殊事情から遮音・防振の対策は非常に徹底されており、その後に登場した寝台客車と比較しても遜色のない水準にある。
夜行 「はくつる」 上野 - 青森(東北本線経由) 「ゆうづる」3往復 上野 - 青森(常磐線経由)
昼行 「はつかり」3往復 上野 - 青森(東北本線経由) 「みちのく」 上野 - 青森(常磐線経由)
上野口間合い運用の「ひばり」が485系に変更され消滅。また、翌1979年(昭和54年)10月1日のダイヤ改正でグリーン車の連結位置を183・189・485系と統一するため、6号車に変更した。
貫通扉のスタイリングは、開発担当する車両メーカー設計陣のほか鉄道車両工業会に当時設けられていた鉄道工業デザイン委員会のメンバーが加わって検討が行われ、貫通扉と幌を覆う構造・運転台の窓構成・大きな車体断面から先頭部にかけての形の変化などが議論された。
貫通路方式は将来の列車分割・併合を見越したもので連結器もボンネット形で採用された自動連結器とカバーの構成から密着連結器に変更された。当時の特急列車は長距離輸送の主役であり、優等列車の先頭形状には優雅さが求められたことから、貫通扉・幌・さん板を隠す左右2分割式外扉を設置し、表面の特急マークも外扉の左右2分割式である。
デザインも含めてこれらは後年の国鉄特急形電車に影響を与えた。
しかし、当時の電車特急は長編成での運行が基本であり分割・併合が実施されることはなく、後に正面デザインは前面貫通型をベースとしつつも貫通扉路を省略した先頭車(クハ481形300番台など)が登場することとなった。