La (415けいでんしゃ/415 keidensha ou 415系電車) est un type de rames automotrices électriques (EMU) bi-courantesSous et non comme en Europe, et à et donc bi-fréquences également. utilisées pour les services de banlieue et périurbains japonais, introduites en 1971 (année 46 de l'ère Shōwa) par la Japanese National Railways (JNR) et encore exploitées actuellement dans la région de Kyūshū par la JR Kyūshū.
À la privatisation de la JNR en 1987, les furent pour la plupart héritées par l'East Japan Railway Company (JR East) et la JR Kyūshū. Certaines voitures furent modifiées et incorporées dans des formations de série 113 par la West Japan Railway Company (JR West). Après la privatisation, la production a continué, pour la JR East, jusqu'en 1991.
Cet article décrit également les séries de véhicules ci-dessous, qui partagent le même objectif de fabrication : train série JNR 401 ; train série JNR 403 ; train série JNR 421 ; train série JNR 423.
Histoire La est une héritière directe des . Les furent les premiers trains de banlieue dotés d'une structure à trois portes à double vantauxAussi surprenant que cela puisse paraitre, car on est en 1960, les précédents trains tels que les ou KumoHa50 avaient des portes à un seul vantail : une seule porte, qui s'ouvrait latéralement, comme pour une voiture Corail. et utilisant comme transmission le système d'entraînement à cardan à arbre creux de la JNRAvant, ils utilisaient ce que les japonais appellent « le type suspendu », transmission par cardan à angle droit comme le Mf67 ou les « Z ».. Ce fut aussi le premier train bi-courant, qui fonctionne directement entre les sections électrifiées en courant alternatif (AC) et en courant continu (DC) en commutant à bord le système d'alimentation. Il a été développé durant la fin des années 1950 et sa production a commencé en 1960. Puissance du moteurSérie 401Série 421100 kW (MT46)Série 403Série 423120 kW (MT54)Série 415 Les différences sont que la prend en charge le DC/AC et la prend en charge DC/AC Au Japon, la fréquence du courant alternatif est de dans l'est du Japon et dans l'ouest du Japon. Le Japon est le seul pays au monde à disposer de réseaux indépendants en et , qui sont interconnectés à l'aide d'installations de conversion de fréquence. La limite entre les deux réseaux suit grosso modo une ligne entre Shizuoka et Toyama. Cela a été déclenché par la controverse CC/CA entre Tokyo Electric Light et Osaka Electric Light, inspirée par un débat aux États-Unis (la guerre des courants), pendant la période Meiji.. Les et 423 sont des versions à puissance accrue des et 421, fabriquées à partir de 1966 (année 41 de l'ère Showa) ou 1965 pour la (). La est la symbiose de toutes les séries pré-citées car pouvant être utilisée à la fois en courant continu et en courant alternatif et . Elle est fabriquée à partir de 1971.
À la fin des années 1950, lorsque la était en début de développement, les équipements pour courant alternatif à double usage, , tels les transformateurs principaux, les redresseurs principaux et les réacteurs de lissage principauxLes réacteurs de lissage sont des réacteurs connectés en série insérés dans des systèmes à courant continu pour réduire les courants harmoniques ., n'avaient pas encore été pleinement développés. La conception de tels systèmes pour un fonctionnement en bi-courant/bi-fréquence était en cours d'installation pour des tests sur des trains. En conséquence, avant la fin du développement de la , on ne put unifier toutes les variantes en un seul modèle de train, en raison de la différence de fréquence commerciale sur le , ce qui amena a la création de plusieurs séries (401, 421).
Pour cette raison, les et 403 qui fonctionnent sous courant alternatif diffèrent légèrement techniquement des et 423 qui fonctionnent sous courant alternatif ) .Mais elles sont identiques visuellement . En revanche, la ,elle, est légèrement différente visuellement des séries 401/403/421/423, reprenant plutôt l'esthétisme du modèle série 111,113 et 115 .
Le dépôt de matériel roulant pressenti au moment de la production de la était le district ferroviaire de Katsuta pour les lignes Jōban et Mito.
Description Ici nous parlerons des points communs a toutes les séries ((401/421/403/423/415)), les séries 401 à 423 étant techniquement les modèles dont est issue la série 415 donc très similaires.
Extérieur La carrosserie est une structure semi-monocoque entièrement métallique. Sa réalisation par soudage de profilés en acier légers est basée sur la technique utilisée pour construire la série 153. La carrosserie présente une section transversale conique d'une largeur de . La longueur de la carrosserie est de pour les voitures intermédiaires. La , elle, a une carrosserie légère en acier inoxydable basée sur la série 211. La largeur de la carrosserie est de , ce qui est la largeur maximale pour les véhicules, et sa forme transversale est effilée. Considérant leur utilisation pour les déplacements pendulairesDomicile-travail., et comme un modèle de banlieue, avait trois portes de chaque côté, sans marche, comme la série 70, et la porte passager a été nouvellement conçue comme une porte à double vantaux de de large comme la . De plus, les vitres latérales sont de type coulissantes vertical à deux étages comme la . La , elle est de type coulissante vertical à un étage.
Afin d'assurer la dans la section à courant alternatif, le montage du pantographe est différent des modèles a courant continu. Une partie est abaissée et transformée en structure.
Le nez des types Kuha 401 et 421Les KuHa sont des remorques avec cabine de conduite, « S » dans la nomenclature métro. adopte une fenêtre panoramique, similaire à celle de la série 153-0, et dispose d'un porte traversante pour tenir compte du fonctionnement en . On disait qu'il avait une « structure de cabine basse »Surnommée affectueusement « Big Window » par les passionnés., avec un grand pare-brise dans la cabine du conducteur. À partir de 1962, on adoptera une « structure de cabine haute » avec des fenêtres frontales plus petites, pour prévenir les accidents aux passages à niveau. (Seules les conserveront le pare-brise panoramique à la conception, les autres séries, 101-401-421, n'en recevront plus.) De plus, des améliorations ont été apportées aux ventilateurs de toit, notamment ceux des et 423, pour correspondre au type Kuha 111 de la série 111 fabriqué à la même époque (à partir de 1963).
Le modèle de girouette latérale de destination a été achevé pendant les travaux préparatoires, à l'exception des modèles pour la , fabriquées après la création de JR East (après 1987). Par ailleurs, l'affichage avant de la destination sur les voitures appartenant à JR East est sur un fond blanc pour des raisons propres à la ligne Jōban (c'est habituellement sur fond noir), qui sera maintenu sur les trains lors du transfert à JR West et JR Kyushu.
La peinture de toutes les séries était à base de rose (rouge ) du prototype de voiture préliminaire à la peinture de 1961 (Showa 36), avec de la crème pour la et de la crème pour la en forme de trapèze inversé sous la vitre avant. Le rouge est devenu la couleur standard des trains JNR bicourants (visible aussi sur les séries 45x/47x ou les locomotives bi-courantes type EF80 par exemple). De plus, pour l'identification de fréquence, la a une fine bande crème sur la vitre avant du nez, et la série 421 a une bande crème légèrement plus épaisse sur la face latérale de tous les voitures au niveau du bas de caisse.
En 1962 (Showa 37), la bande d'identification de fréquence a été omise et seule la bande blanche sous les vitres avant a perduré.
En , le matériel roulant de la ligne Joban a commencé à être repeint avec la crème (blanc ivoire) et une bande de bleu (Bleu Shinkansen) pour améliorer son image, jusqu'au printemps 1985,pour l'Expo TsukubaLa combinaison de ces deux teintes fut aussi celle du Shinkansen type 0, le premier de tous, ce qui donne un certain cachet..
En , la série 415-500 nouvellement peinte sur la ligne Joban a été transférée à Kyushu, et au cours de l'été de la même année, la série 423 a été repeinte par le blanc et une bande de bleu , et la série 713 a été remplacée par crème et bleu . La couleur de la peinture a été différente à des fins de comparaison, et à partir d'octobre de la même année, la couleur de la bande de ceinture a été changée en bleu , qui a une légère teinte indigo. Quant aux voitures transférées à la JR East en 1987, elles ont continué à utiliser la livrée Joban Line jusqu'à la réforme dans les années 2010's.
Intérieur vignette|droite|Absence d'accoudoirs coté fenêtre pour un gain de place. La disposition des sièges a également été améliorée sur la base des sièges semi-croisés (transversaux) de la . L'espace entre les portes et l'extrémité de la voiture est un siège longitudinal pour deux personnes. À l'extrémité de la voiture, côté cabine de conduite, il y avait deux ensembles de sièges longitudinaux pour 3 personnes et des « sièges loges » (siège comme dans un avion tournés vers l'avant) pour 4 personnes.
La largeur des allées a été augmentée, de sur la , à . L'ancien espacement et la largeur des sièges transversaux à dans les étaient étroits. Pour améliorer cela, l'accoudoir côté fenêtre a été omis 浅原信彦『ガイドブック最盛期の国鉄車輌5交直流・交流電車 新性能直流郵便電車 』ネコ・パブリッシング、2008年、36頁. À partir de la , les dimensions et la forme du bloc 4 places transversales sont les mêmes que ceux des trains express. Des toilettes sont installées. L'équipement de traitement des eaux usées est initialement à pulvérisation, puis un type à circulation est installé. Ces caractéristiques sont devenues pendant longtemps la norme pour les « nouveaux trains de banlieue à hautes performances ».
Caractéristiques techniques L'équipement du circuit principal est basé sur la série 101, avec des mesures prises pour éviter les courants pulsésUn courant pulsé est un courant électrique unidirectionnel dont l'intensité varie périodiquement entre une valeur minimale et une valeur maximale, sans jamais s'inverser dans la section en courant alternatif. Dans la initialement développée, le moteur principal était du type MT46B, une version améliorée (avec des mesures contre le courant d'ondulation) du moteur à collecteur bobiné de , et le contrôleur principal était du type contrôle a résistance à arbre à cames électrique (combinateur JH pour comparer ), la série 401/421 utilisant le . Le système de contrôle gère donc disposés sur des deux motrices côte à côte.
La est équipée d'un contrôleur principal et la résistance principale est équipée d'un de refroidissement à air forcé.
Le système de freinage utilise un frein pneumatique direct à commande électrique.
Étant donné que le pantographe devait avoir une distance de séparation d'au moins de la partie sous tension de la caténaire de AC, il a été choisi le modèle PS16B, qui avait un châssis et une tuyauterie d'air modifiés par rapport au modèle PS16. Cependant, il a été rapidement remplacé par le type PS16C, en acier inoxydable, pour éviter les dommages causés par le sel et la poussière.
Les bogies sont du type DT21B, qui est le même que la , pour les motrices, et du type TR64, qui est basé sur le DT21B avec une forme du châssis de bogie modifiée pour s'adapter au véhicule. La utilise un bogie sans traversin, similaires à la . Les motrices sont équipées du , les remorques sont équipées du , et est équipé d'un frein à bande de roulement et le second est équipé d'un frein à disque.