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モハ72形970番台・クハ79形600番台は、[[1980年]]までに本系列投入による仙石線の未更新旧形車両が置換え後も運用されていたが、1985年に同線の車両が本系列に統一されたため運用を喪失した。しかし、車体更新からの経年が浅かったことと当時の国鉄が逼迫する財政であったために転用先が検討された。
 
ほぼ同時期に埼京線の開業ならびに[[川越線]]の[[鉄道の電化|電化]]が完成し、[[大宮駅 (埼玉県)|大宮]] - [[川越駅|川越]] - [[高麗川駅|高麗川]]間の区間運転用[[電車]]が必要となった。そのため、旧性能電車の[[新性能電車|新性能化]]<ref group="注">理由として、車体は新形であるが老朽化を含め下回りは旧性能電車のため検査周期が短く対費用効果の観点からも不利であったこと。埼京線開通の際に投入予定であった本系列が同じ路線を走行する場合に性能的に[[ダイヤグラム|ダイヤ]]編成上の障害となる恐れがあったためとされる。</ref>という、国鉄としては稀な改造工事を施工しての投入となった。車端部装着の製造銘版には昭和28年(=[[1953年]])や昭和29年(=[[1954年]])など改造種車の製造年が記載されていたが、[[21世紀]]まで生き延び活躍し製造から50年以上も現役だった。
 
分割民営化では全車がJR東日本に継承され、その後AU712形冷房装置とインバーター (SIV) を搭載して冷房化、同時に側面行先表示機(先頭車のみ)も搭載する改造が施工された。