国鉄の電車として初めて中空軸平行カルダン駆動方式などの近代的メカニズムを搭載し、いわゆる「新性能電車」のはしりとなった系列で、この基本システムは、1980年代前半に至るまでの国鉄電車に広く応用された。
車体は切妻形で運転台は傾斜した平面3枚窓のシンプルなデザイン、両開き4扉を持つ軽量構造の全金属車体、車内は扉間7人掛け、車端部3人掛けのロングシート。コイルばね台車で、ウイングばね軸箱支持、直巻整流子電動機を抵抗制御、発電ブレーキ併用の電磁直通ブレーキと、続く103系電車にもほぼそのまま引き継がれた、国鉄通勤形電車の一時代を画した仕様である。また2両の電動車を1ユニットとして必要機器を分散して搭載するMM'ユニット方式も以後の基本となった。
また101系は、通勤電車としては10両編成2分間隔運転と輸送力増強が頭打ちになっていた中央線快速に投入することを想定して仕様が決められ、従来の旧形電車の加減速のほぼ倍の性能をもってラッシュ時の運転間隔を短縮することで、輸送力を増強することとされた。私鉄各社でも高性能車と呼ばれる高加減速の電車が出てきていたこの時期、開発当初は加減速性能の向上を狙って全電動車方式(オールM編成)を採用したのが大きな特徴である。個々の電動機の能力を極限まで高めるのではなく、全車両を電動車として編成全体の出力を高める方針が取られ、電動機は高回転型で小型軽量になり急行形などとも共通の標準形としたMT46A形が用いられた。
しかしこの構想は、電力設備等の問題により変更を迫られることになり、後には例えば電動車6両に付随車を2-4両連結して使用された。これでは所期の性能が発揮できず、またなお残る経済性の問題から、新形として103系電車が開発され、国鉄の標準通勤電車の位置を譲ることになった。これらのことから国鉄においては、カルダン駆動の車両を「高性能車」と呼ぶのをやめて、「新性能車」と呼ぶようになった。
編成と形式
・クモハ101形 - Mc - 旧モハ90形500番台奇数番号
・クモハ100形 - M'c - 旧モハ90形500番台偶数番号
・モハ101形 - M - 旧モハ90形0番台奇数番号
・モハ100形 - M' - 旧モハ90形0番台偶数番号
・クハ101形 - Tc
・クハ100形 - T'c
・サハ101形 - T - 旧サハ98形奇数番号
・サハ100形 - T' - 旧サハ98形偶数番号
※クハ100・101形は1959年の車両称号規定の改正後に登場したため、旧形式は持たない。
【サハ100形・サハ101形200番台】
中央線快速電車は1960年(昭和35年)に6M4T化が実施されたが、編成が基本編成7両(4M3T)+付属編成3両(2M1T)となり、基本編成中の電動発電機(MG)と空気圧縮機(CP)の所要数が不足するため、MG・CP付きのサハ101形・100形が登場し、番台区分上200番台が起こされた。
後年片町線に配置されたサハ101-258・281・289・100-241 - 244についてはMGとCPの撤去が行われ、基本番台のサハ101-146 - 148・100-108 - 111に編入された。
・サハ101-201 - 301、サハ100-201 - 294
【クモハ100形・モハ100形800番台】
中央本線の臨時列車での運用に用いられていた旧形国電を置き換えるため、トンネル断面の小さい高尾以西への入線に対応するためにパンタグラフ取り付け部の屋根高さを低くした構造の車両で、1961年(昭和36年)にパンタグラフを備えたクモハ100形・モハ100形のみが登場した。
特徴として、他系列の低屋根車と同じく低屋根部分は扇風機に代わってファンデリアが備えられていた。国鉄時代末期までは全車武蔵小金井電車区に配置されていた。
1985年に中央本線で101系の運用が終了したのち、モハ100形808 - 810が鶴見線で運用されたほか、「たんぽぽ」の改造種車も800番台である
・クモハ100-801 - 806、モハ100-801 - 811
【900番台】
国鉄初の新性能電車として試作されたモハ90形を量産化改造して登場した番台区分である。
量産車に合わせて押し込み型通風器をグローブ型に取り替えたり、パンタグラフのPS16形への交換、ドア窓と戸袋窓のHゴム化、車体外板を上方に延長する形で埋め込まれていた雨樋を外付け式に改造するなどの各種量産化改造が行われたが、一部の車両は雨樋端部が運転台前面に回っている、台車の構造が異なる、乗務員室手すりが非埋め込み式であるなど、最後まで量産車とは異なる外観となっていた。
・モハ90000・90002・90004→モハ100-901 - 903
・モハ90001・90003・90005→モハ101-901 - 903
・モハ90500・90502→クモハ100-901・902
・モハ90501・90503→クモハ101-901・902
【910番台】
変電所容量などの問題により当初目指した全電動車方式での投入が困難な情勢となったため101系に代わる通勤電車を設計することとなり、その仕様決定に必要な電力回生ブレーキの試験車として1960年(昭和35年)にクモハ100形・クモハ101形の制御電動車同士の1ユニットのみが試作された。
この試験の結果、常用回生ブレーキは制御機器の重量増、保守困難、回生失効の問題などが挙げられ、時期尚早として導入は見送られた。
その原因として、当時は半導体技術が未熟であったため、磁気増幅器を用いた回生であったことが挙げられる。
しかし、磁気増幅器を使用した抵抗制御車の常用回生ブレーキ車は古くはすでに戦前に登場しており、101系のような大量輸送向けの車両としては小田急電鉄の2600形が製造され2004年まで活躍していた。
試験終了後は中央線編成で付随車扱いとして使用されたが、1964年に電装解除されクハ100-911・クハ101-911となり1979年(昭和54年)に廃車された。
【1000番台】
1973年(昭和48年)4月1日の武蔵野線府中本町 - 新松戸間開業に備えて登場した番台である。同線には一部区間に長大トンネルが存在することから、101系の初期車に対してA基準に準拠した難燃化対策が施され、6両編成15本の計90両が改造された。
開業時に11本(計66両)が準備され、1978年(昭和53年)10月2日の新松戸 - 西船橋間延伸開業時に4本(計24両)が増備されている。
先頭車はすべて制御電動車のクモハであり、電動車と付随車の比率は4:2(4M2T)である。
また、自動列車停止装置(ATS)は同線用のS形(当時の列車区間用)と当時の電車区間用のB形が併設された。これに加えて同線用の列車無線を搭載したため、運転席後部の中央窓をふさいでいたのが特徴である。
なお、改造から同線転用まで時間のあった車両は転用時まで中央線快速や中央・総武緩行線にも使用された。
編成:(←西船橋方面)McM'TT'MMc'(府中本町方面→)
この時に発注された103系冷房車の製造名目は、武蔵野線開業用であった。
しかしこちらを同じ豊田電車区に配置し、101系を不燃化仕様の1000番台として、改造転用したものである。 改造された車両は、主にモハ90、サハ98として製造された初期型が多かった。前述のとおり2度にわたり改造されたが、それぞれ種車の番号順に番号を振っていったため、種車の番号順の進番とはなっていない。
クモハ100型での改造種車でいうと、圧倒的に初期型から改造されていっていたが、まず中間型で、後部標識灯は、外から球を変えるタイプになったが、乗務員室の仕切り窓の大きいタイプの(クモハ100、クモハ101ともに汽車会社製の79〜81※クモハ100,101ともに日車製の82は旧タイプで、この3両より製造が古い。)クモハ100‐80より改造の1010番、1011番※こちらは仕切り窓の小さい後期型。そしてまた初期タイプの後、1015番が後期タイプであった
【運用】
101系は電動車が1966年(昭和41年)、付随車が1969年(昭和44年)まで製造され、1979年(昭和54年)までは事故以外の廃車はなかったが、同年に201系の試作車が中央線快速に登場したことから同線を皮切りに老朽化に伴う廃車が始まった。
結局、総製造数1,535両のうち最終的にJRに継承されたのはわずか224両だった。
なお、国鉄時代に廃車になった車両はすべて非冷房車で、冷房改造済み車両は103系750番台に改造された車両を含めてすべてJRに継承されている。
関東地区
首都圏では、山手線・京浜東北線・中央線快速・青梅線・五日市線・武蔵野線で使用されていた車両は国鉄時代に廃車または他区への転属によって姿を消し、東日本旅客鉄道(JR東日本)には210両が継承され、中央・総武緩行線・南武線・鶴見線で運用された。
このうち南武線のみ冷房車が含まれていた。
しかし、民営化後間もなくこれらの各線からは次々と撤退し、1992年以降は南武線の浜川崎駅 - 尻手駅間(南武支線)の2両編成3本(6両)のみとなっていた。
南武支線用の車両はJR発足後にワンマン化(塗色も変更)と冷房化の2つの改造を受けており、他線で使用されていた車両が全廃された後も長い間使われていたが、205系1000番台への置き換えにより2003年(平成15年)11月28日までに定期運用を終了した。
関西地区
近畿圏では、大阪環状線・桜島線(JRゆめ咲線)・片町線(学研都市線)・関西本線(大和路線)で使用されていたが、関東地区以上にハイペースで103系への改造や廃車による撤退が進み、西日本旅客鉄道(JR西日本)に継承されたのは片町線で使用されていた14両(うち冷房車8両)のみであった。
同線での編成はMM'×2が中央・総武緩行線からの転入車(非冷房でT車代用として使用された)、他は大阪環状線からの転入車であった。
その後、Tを抜いて6連化して桜島線に転用されたが、207系量産先行車(第1編成)によって置き換えられる形となり、1991年(平成3年)3月に同線での営業運転を終了し、同年4月29日のイベント電車の運転を最後に翌1992年(平成4年)に全廃された。
103系への改造車はその後も一部が残存したが、2002年10月までにすべて廃車となった。 |