スイス国鉄Re420形電気機関車

200px|thumb|right|Re420 310号機（運転室空調/気密改良機）、SBBカーゴ塗装 200px|thumb|right|Re4/4II 11109号機、スイスエクスプレス塗装、自動連結器付、EW III客車で編成されるスイスエクスプレスを牽引 200px|thumb|right|Re4/4II 11253号機、TEE塗装 スイス国鉄Re420形電気機関車（スイスこくてつRe420がたでんきかんしゃ）は、スイスのスイス連邦鉄道（スイス国鉄、SBB）の本線系統で使用される電気機関車である。

概要 1960年代のスイス国鉄では、増大する輸送量と機材の老朽化による機関車が不足する状況となっており、特に最高速度110 km/h以上の性能を持つ機体は、最高速度125 km/hでスイス国鉄初の軽量高速機であるRe4/4I（現Re410）形50機と、ゴッタルド鉄道トンネルを擁するスイス国鉄のアルプス越えルートのゴッタルドルート用の強力勾配用機で最高速度120 km/hのAe6/6（現Ae610）形120機、旧型のAe3/6I形のうち110 km/h対応の通称Ae3/6I-110形後期形の10637-10714号機が1937年に最高速度110 km/hまで引き上げられている78機のみであり、Re4/4I形は1時間定格出力1830もしくは1854 kW前期形の10001-10026および後期形の10027-10050号機で出力が異なるの小型機、Ae6/6形は当時はゴッタルド線のほぼ専用機で、かつ曲線通過性能の低い速度区分"A"の機体であった。

1960年代に入って、機材の近代化の一環としてローカル列車の牽引用で一時間定格出力1988 kWの性能を持つRBe4/4（現RBe540形）形電車が1963年-1966年に82両が導入されていたが、本線用機は経年の進んだ機体が多く、本格的な本線用の機関車の開発が必要であった。このような中、本線の列車の近代化と高速化を目指し、Bo'Bo'の車軸配置、140 km/hの最高速度と、高い曲線通過能力を持つ機体として開発、導入されたのが本形式であり、一時間定格出力4650 kW本形式の1時間定格出力は4700 kWと表記する文献もあるの性能を持つ中型万能機として276機が導入された、スイス国鉄を代表する機関車である。

当時、同じスイスの私鉄であるベルン-レッチュベルグ-シンプロン鉄道Bern-Lötschberg-Simplon-Bahn（BLS）では、1964年に高圧タップ切換制御とシリコン整流器、直流直巻整流子電動機を組み合わせにより高い粘着性能を確保して最大牽引力を334 kNとしたRe4/4（現Re425形）形最初の5機である161-165号機は当初形式はAe4/4II 261-265号機であったを導入していたが、スイス国鉄では機材不足を早急に補うことを優先して実績のある高圧タップ切換制御と交流整流子電動機の組み合わせを採用することとしたために最大牽引力は255 kNにとどまったものの、台車の中梁を省略して固定軸距を短縮したり、前後の台車をリンクで連結したりするなどの機構の採用により、高い曲線通過性能を確保しているのが特徴となっている。

本形式はまず試作として1964年に6機が、その後主電動機の変更等がされた量産機が1955年から1983年にかけて車体長や屋根上機器配置等若干の改正をしながら249両が導入された後、後継機となるはずであったRe4/4IV（現Re440）形が1982年の試作機4両のみで開発が中止となった代替として1984年-1985年に導入された27機に至るまで生産が続けられ、この間貨物用機として歯車比を変更したRe4/4III（現Re430）形や、各私鉄におけるそれらの同型機などいくつかの派生型も生産されているほか、改造によりドイツ国内乗り入れ用のRe421形も導入されている。

本形式はTEEや振り子式専用客車によるスイスエクスプレス、また、ゴッタルドルートやシンプロンルートでの貨物列車、制御客車を編成端に連結した都市近郊列車などスイス国内の多くの路線、列車で運行され、現在では事故などにより一部が廃車となっているものの、UIC方式の新しい形式名であるRe420形となって機体の形式番号の変更が進められながら、ほぼ全機がスイス国鉄旅客部門、貨物部門（SBBカーゴSchweizerische Bundesbahnen SBB Cargo AG）の双方で運行され、一部機体には新しい欧州共通信号システムであるETCSの搭載も進められている。

本形式は車体、機械部分、台車の製造をSLMSchweizerische Lokomotiv- und Maschinenfablik Winterthurが、電機部分、主電動機の製造をBBCBrown, Boveri & CieとMFOMaschinenfabrik Oerlikon, Zürich、SAASSA des Ateliers de Sechéron, Genèveが担当しており、各ロットの機番及びSLM製番、製造所、仕掛年、製造年は以下のとおり 試作機 11101-11106（1965年-1967年までは11201-11206） - 4444-4449 - SLM/BBC/MFO/SAAS - 1963年 - 1964年 量産機 11107-11152、11153-11155 - 4640-4684、4686-4688SLM製番4685は11153号予定機であったが、ギア比を変更した貨物用の試作機となり、後にスイス南東鉄道Re4/4III 41号機となったほか、1996年にはスイス国鉄に譲渡されてRe4/4III 11350号機となり、同形式中唯一の短運転室、集電装置1基搭載機となっている - SLM/BBC/MFO/SAAS - 1966年-1967年 - 1967年-1968年 11156-11215 - 4718-4777 - SLM/BBC/MFO/SAAS - 1968年 - 1969年-1970年（11156号機以降運転室延長、集電装置2基搭載形） 11216-11254 - 4813-4851同一ロットの製番4852-4871はギア比変更の貨物用機Re4/4III 11351-11370号機 - SLM/BBC/MFO/SAAS - 1970年 - 1971年-1973年（11220（除11236-11238）号機以降自動連結器取付準備） 11255-11304 - 4901-4950 - SLM/BBC/SAAS - 1972年 - 1973年-1974年（11299号機以降運転台改良形、11302号機以降バックミラー設置形） 11305-11349 - 5168-5212 - SLM/BBC - 1980年-1983年 - 1981年-1983年 11371-11397 - 5235-5261 - SLM/BBC - 1983年-1985年 - 1984年-1985年（11371号機以降角型前照灯形、11377号機以降赤塗装） 編入機 11172II - 4797 - SLM/BBC/MFO/SAAS - 1969年 - 1969年（ミッテルトゥールガウ鉄道Re4/4II 21号機を2002年に編入）

なお、連続的に製造が進められているため、同一ロット内でも設計変更が行われているほか、本形式の区分には製造ロットによるもの以外にも以下のようないくつかの方法がある。 運転室長と集電装置搭載数による基本的な分類 試作機 - 11101-11106 1次量産機 - 11107-11155 2次量産機 - 11156-11349、11371-11397 上記に加え自動連結器取付準備の有無などによる分類 試作機 - 11101-11106 1次量産機 - 11107-11155 2次量産機 - 11156-11219、11236-11238 2次量産機（改） - 11220-11235、11239-11254 最終量産機 - 11255-11349、11371-11397

200px|thumb|right|11239号機の紋章 また、本形式は基本的には機体名が付かないが、11239号機のみ、1979年にそれまでAe6/6 11483号機が付けていた機体名を下記の通り引継いでいる。なお、これはAe6/6形が11401-11425号機にスイスのそれまでの全25州の名称と紋章をつけていたが、1979年に26番目の州としてジュラ州が発足したため、Ae6/6形の1機に新たにその機体名を付けることになったためであり、11483号機には新たにJuraの機体名と紋章を設置している。 11239 - Porrentruy

仕様 車体 車体デザインはAe610形のものをベースとしたもので、正面は後退角の付いた2面折妻で2枚窓＋車体隅部の曲面ガラスの小窓の組合せで、下部左右と前面窓間に小型の丸型前照灯謙標識灯を計3箇所設置したもの、側面は平滑で機器室部には明取窓が3箇所設けられており、Ae610形と比較して正面窓が大きくなり、ガラス押えが金属枠+ゴムのものに変更されている。なお、このデザインはベースとなったAe610形のほか、同型のRe430形、後のRe620形や、若干アレンジされた上で狭軌私鉄であるレーティッシュ鉄道Rhätische Bahn（RhB）のGe4/4II形にも引継がれており、1950-1980年代におけるのスイス国鉄の標準的なデザインとなっている。なお、Re440形試作後に製造された11371号機以降は正面下部左右の前照灯がRe440形のものと同一で、1980年代以降のスイス車両標準となった角型の前照灯と標識灯のユニットに変更されている。 連結器は標準ではねじ式連結器で角型の緩衝器が左右、フック・リングが中央にあるものであるが、一部機体は台枠端梁を改造の上、UIC方式のAK69e自動連結器を装備していた時期があり、また、11220（除11236-11238）号機では端梁の改造なしで自動連結器が設置できる構造となっている。（詳細は改造の項を参照）。 11101-11155号機までは屋根上前位側に菱型のパンタグラフ、中央部から後位側にかけて各種抵抗器や主開閉器が設置される配置となっており、11156号機が両端部に計2基のシングルアーム式パンタグラフを、機器類をその間に設置する配置をなっている。また、屋根肩部には主電動機や主変圧器の冷却気導入口が設けられているが、11101-11155号機では小型のルーバーが前後に4箇所ずつと中央に1箇所配置されており、11156号機以降では前後のルーバーが大型の2分割のものに変更されている。 台枠は鋼材を箱型に組んで構成され、端梁には5 mm厚の鋼板を使用しており、台車も台枠内にはまり込む形で装備されるものとなっている。台枠長は試作機では13500 mmであったが、11107-11155号機では13600 mm、11156号機以降では運転室の延長と端梁の連結器取付部構造強化のため14410 mmとなっているが、台車中心間距離はいずれも同一の7900 mmで台枠端部のみが延長されている。また、端梁下部にはスカートが取付けられているほか、車端部台枠内には砂箱が設置されている。 車体は鋼製で外板は正面は3 mm、側面は2.5 mm、屋根は2 mm厚の鋼板で構成され、長さ10200 mmの機器室部の屋根は機器積降ろしを考慮して取外式となっている。機器室内はZ形に通路が配置され、中央を低床として主変圧器とタップ切換装置、変圧器用油ポンブ等を搭載し、台車上部を高床として主電動機用送風機、各種接触器等を設置している。 運転室は11101-11155号機は奥行1780 mm、11156号機以降では拡大されて2035 mmとなっており、反運転席側にのみ乗務員室扉がある構造で、ドイツなどで一般的な円形のハンドル式のマスターコントローラーではなく、Ae8/14 11801、11851号機で試行された運転席左側の空気ブレーキ関係のレバーと右側の電気関係のレバー式のマスターコントローラーにより操作を行う方式を本格的に採用しており、その後のスイス国鉄の標準的な配置となっている。運転席横および乗務員室扉の窓は下落し式で、11302号機以降は乗務員に室扉の前部に小窓と電動式のバックミラーを設置している。 運転台はデスクタイプで、運転席左側に縦軸式の逆転ハンドル、マスターコントローラーハンドル等が、右側にFV4b自動ブレーキ弁、FD1単独ブレーキ弁が設置され、正面がスイッチおよび表示灯盤となっており、その前方に2面の計器盤が設置されて正面のものに空気圧関連、右側に電流関連のメーターが配置され、計器盤の左側に速度計が配置されている。なお、11299号機以降は機器配置が一部変更となり、運転席正面の計器盤が3面となり、左側に空気圧関連、右側に電流関連のメーターが配置され、正面に横軸式の速度計と表示灯類が配置されるものとなっている。

塗装 試作機の塗装はAe610形の後期形と同一のもので、車体は濃緑色をベースとして、正面中央にスイス国旗のエンブレムが設置され、側面中央下部には「SBB」の、右側には「CFF」もしくは「FFS」の、側面中央と正面エンブレム下には機番の切抜文字が設置されている。なお、正面下部のステップ部に白帯が入り、屋根上機器および屋根は銀色もしくはグレー、床下機器と台車はダークグレーである。 11107号機以降の量産機は正面下部ステップ部からの白帯が車体全周に入り、その下の車体裾部がグレーとなるものに変更されており、試作機も1966年には同様の塗装に変更されている。 1984年製の11377号機以降はそれまでの濃緑色ベースの塗装から赤ベースのものに変更となり、それまでの濃緑色機体も1986年の11112号機などを手始めにR3と呼ばれる大規模検査/修繕時を中心に順次赤系の車体に変更が進んでいる。なお、この塗装は従来の濃緑色が赤となった以外の紋章や切抜文字の設置は同一のものとなっているほか、塗装変更のペースは遅く、2010年時点でも3機程度が濃緑色ベースの塗装のままとなっている。 スイス国鉄の貨物輸送部門であるSBB-Cargoの所属となった機体のうち、SBB-Cargo仕様の塗装変更がなされた機体は、スイス国鉄時代の赤色塗装をベースに、赤色部裾の白帯がなくなるとともに側面機械室部分が青となって「Cargo」のレタリングが大きく入り、その横にSBB-Cargoのロゴが入れられている。また、SBB-Cargo塗装機は全機がUIC方式の機番となっており、正面中央下部と側面下部左側に機番が入れられているほか、切抜文字類は撤去されている。なお、こちらも塗装変更のペースは遅く、2009年時点で貨物会社所属機のうち90機以上が赤塗装のままとなっている。 このほかの特別塗装機として、11181号機が「Bourret」（1983-1985年）および「Zugkraft Aargau」（1999年-2005年）、11288号機がスイスの旅行代理店の広告機である「Kuoni」（1998年-）、11238号機がスイス鉄道労働者組合75周年記念塗装機である「SEV Schweizer Eisenbahner-Verband」（1994年-1995年）、11276号機がSBBカーゴの広告塗装機である「SBB CFF FFS Cargo - We go logistics」（1999年-2002年）、11322号機が「2X150=222?」（1999-2002年）の塗装となり運行されていたほか、2009年からは11320号機が新しい制御貨車による貨物列車のシャトルトレインを運行する「Interregio Cargo」塗装となり運行されている。 TEE塗装 1957年から運行されたTEEの専用機として、11158-11161、11249-11253号機の9機が赤とクリーム色からなるTEE標準色で1969年および1972年に製造され、同様にTEE塗装に変更されたRe4/4I 10033、10034、10046、10050号機の4機とともに運行されている。 車体は下半部を赤、上半部をクリーム色、正面ステップ部を白としたもので、紋章、切抜文字類は基本的には標準塗装機と同様であるが、赤とクリーム色の塗分位置との関連で正面のスイス国旗の紋章が標準塗装機より上方へ、側面の「SBB」、「CFF」もしくは「FFS」の切抜文字が下方へ設置されている。 その後のTEEのインターシティへの移行に伴い、TEE塗装機も標準塗装へ変更されることとなり、11158-11161号機が1981-1982年に濃緑色塗装へ、11249-11253号機が1993年-1994年に赤塗装へ変更され、車体の紋章および切抜文字の位置も従来機同様に変更されている。 スイスエクスプレス塗装 1975年から運行されたEW III系客車によるスイス国内の急行列車であるスイスエクスプレス専用の牽引機として、1972-1975年に11103、11106、11108、11109、11112、11113、11133、11141号機の計8機が自動連結器取付改造を実施するとともにEW III系と同一の塗装に変更されている。 車体はライトグレーをベースに車体下半部と窓周りをオレンジ色としたもので、正面にはスイス国旗のエンブレムの代わりにスイス国旗の十字と矢印を組合わせたスイス国鉄の紋章が設置され、側面の「SBB」、「CFF」もしくは「FFS」の切抜文字を撤去して改めてオレンジ色部分に「SBB」、「CFF」および「FFS」の三か国後のロゴが入れられるものとなっている。 8機は1982年のスイスエクスプレスのインターシティへの代替後もスイスエクスプレス塗装のまま運行されていたが、1983年-2009年にかけて11112、11113、11133、11141号機が赤塗装へ変更され、11103、11106号機は後述するBLS AGへの譲渡に伴いBLS塗装へ変更されている。なお、赤塗装に変更された機体のうち11112号機以外の機体の正面の紋章はスイス国鉄の紋章のままとなっているほか、11108、11109号機は現在でもスイスエクスプレス塗装のままとなっている。

走行機器

本機はMFO製の交流整流子電動機を4台搭載し、試作機の11101-11106号機は1時間定格出力4010 kW、牽引力144.1 kN、最大牽引力254.8 kN、量産機の11107号機以降は1時間定格出力4650 kW、牽引力167.4 kN、最大牽引力255.0 kNの性能を発揮する。冷却は台車毎に設けられたファンによる強制通風式で、冷却風は車体肩部のルーバーから吸気口から吸入され、主変圧器用油冷却器を経由して主電動機へ導かれる。 主電動機は試作機はTyp 10 HW 895、量産機はTyp 10 HW 895で、軸出力はそれぞれ1時間定格出力1030、1195 kW、連続定格955 kW、1113 kWで定格電圧は500および525 V、最大電流はいずれも3400 Aとなっており、冷却風量は2.5 m3/s、絶縁は量産機の回転子のみH種絶縁、固定子と試作機の回転子はF種絶縁、重量3900 kgで製作されている。 台車は軸距2800 mm、車輪径1260 mm（新品時）の鋼板溶接組立式台車で、曲線通過性能の確保を念頭に置いて設計されており、前後の台車をリンクで接続し、曲線区間での台車変位を均等なものにしてレールとの横圧を減らす方式としているほか、軸箱内の軸受部で10 mmの各軸とも2×10 mmの横動量を設けている。また、Ae610形では台車軸距を短縮するため主電動機を動輪のほぼ直上に装荷していたが、本形式では台車枠を端梁と側梁のみとして中梁を省略した上から見てロの字型の構成とし、搭載する前後2台の主電動機を直接連結し、それを台車前後の端梁に装荷する方式として低重心化と軸距の短縮を両立しており、結果として定格出力が半分以下のRe410形の台車よりも軸距を200 mm短い2800 mmとしている。 軸箱支持方式は円筒案内式で軸箱ベアリングはSKF製のコロ軸受Typ 235548と軸端部の玉軸受Typ 6040 MA/C3の組合せ、軸ばねはコイルばねとしているほか、枕ばねは試作機ではゴムブロックであったが、量産機からは3重のコイルばねに変更となり、試作機も後にコイルばねに改造されている。牽引力伝達は低引張棒方式で、台枠端梁と車端側主電動機下部間、車体中央側主電動機下部と台枠横梁間にそれぞれの中央1本ずつの引張棒で連結しており、台車は無心皿構造である。 主電動機および歯車箱は台車装荷となっており、クイル式の一種であるBBC製のスプリングドライブ式駆動装置で動力が伝達され、歯車比は33:87=2.636となっている。このほか、基礎ブレーキ装置は両抱式の踏面ブレーキで、ブレーキシリンダは各台車2基ずつ台車端梁下部に設置されているほか、両端動輪に砂撒き装置が装備されている。

電気機器 制御方式はTyp NO 32/4タップ切換装置による高圧タップ切換制御で、制御段数はそれぞれ力行32段、回生ブレーキ23段、主電動機は4台永久並列接続である。 主変圧器は油冷式のTyp TUDB xzラジアル積層コアトランスで入力15 kV、出力は走行用はタップ切換により19 - 550 V、列車暖房用1046 V（定格1000 V）、補機駆動用252 V（定格240 V）で容量は走行用が4000 kVA、列車暖房用500 kVA、補機駆動用80 kVA、重量は冷却油を含めて約12500 kgである。 ブレーキ装置は電気ブレーキとしてタップ切換装置による回生ブレーキを装備するほか、空気ブレーキ、手ブレーキを装備しており、空気ブレーキ関係の機器は機器室内中央の主変圧器付近に設置されており、容量2520 L/minの電動空気圧縮機1台を搭載し、空気タンクを台枠中央下部に搭載して元空気溜容量計900 Lを確保している。 そのほか、パンタグラフは11101-11155号機はBBC製のTyp 350/2菱形を1基、11156号機以降は同じくBBC製のTyp ESa 06-2500を2基、主開閉器はTyp DBTF 20i200空気遮断器をそれぞれ屋根上に搭載し、補機類は定格出力22 kWの主電動機送風機2台、定格出力2.8 kWのオイルポンプ1台、蓄電池充電用のコンバーターなどを機器室内に、36 Vの蓄電池を床下に搭載している。 電気連結器は列車暖房引通用のものを正面端梁右下部に、重連総括制御用で42芯のTyp STK 42 36を正面端梁下部中央左側に設置されており、重連総括制御装置としてはSystem IIIdを搭載し、以下の各動力車と重連総括制御および制御客車からの遠隔制御を可能としている。 動力車：RBe540形、Re430形、Re620形、RBDe560形、Re440形、Re465形（BLS AG） EW I系客車：BDt 82-33 960-980号車、BDt 82-33 950-955号車、DZt 91-33 910-915号車 EW II系客車：BDt 82-33 910-939号車、Dt 92-33 920-959号車 EW III系客車：Bt 29-34 990-996号車

主要諸元 軌間：1435 mm 電気方式：AC15 kV・16.7 Hz 架空電車線方式 最大寸法：（下表参照） 軸距：2800 mm 自重：80 t 走行装置 主制御装置：高圧タップ切換制御 主電動機：交流整流子電動機×4台 試作機：Typ 10 HW 895（連続定格出力：955 kWこのほか、電流2080 A、回転数1200 rpm、電圧500 V、1時間定格出力：1030 kWこのほか、電流2250 A、回転数1140 rpm、電圧500 V） 量産機：Typ 10 HW 895（連続定格出力：1113 kWこのほか、電流2300 A、回転数1200 rpm、電圧525 V、1時間定格出力：1195 kWこのほか、電流2485 A、回転数1140 rpm、電圧525 V） 定格出力 試作機：3700 kW（連続定格、105 km/hにおいて）、4010 kW（1時間定格、100 km/hにおいて） 量産機：4360 kW（連続定格、105 km/hにおいて）、4650 kW（1時間定格、100 km/hにおいて） 定格牽引力 試作機：127.4 kN（連続定格、105 km/hにおいて）、144.1 kN（1時間定格、100 km/hにおいて）、254.8 kN（最大） 量産機：149.4 kN（連続定格、105 km/hにおいて）、167.2 kN（1時間定格、100 km/hにおいて）、254.8 kN（最大） 牽引トン数（量産機）：2000 t（平坦）、500 t（26パーミル）、250 t（50パーミル） 最高速度：140 km/h ブレーキ装置：回生ブレーキ、空気ブレーキ、手ブレーキ + Re420形車体寸法一覧製造グループ機番連結器台車中心間長屋根高/全高/運転室長台枠長緩衝器長全長備考試作機11101-11106ピン・リンク式7900 mm3800 mm/4460 mm/1780 mm13500 mm650 mm14800 mm11103、11106自動連結器（改造）14410 mm705 mm16030 mm連結面間長15570 mmピン・リンク式（再改造）15520 mm1次量産機11107-11155ピン・リンク式13600 mm650 mm14900 mm11108、109、112、113、133、141、155自動連結器（改造）14410 mm705 mm16030 mm連結面間長15570 mmピン・リンク式（再改造）15520 mm2次量産機11156 - 1121911236 - 11238ピン・リンク式3805 mm/4415 mm/2035 mm650 mm15410 mm11157、166、169自動連結器（改造）705 mm16030 mm連結面間長15570 mm、両端設置時ピン・リンク式（再改造）15520 mm11157号機は全長15465 mm2次量産機（改）11220 - 1123511239 - 11254ピン・リンク式700 mm15510 mm最終量産機11255 - 1134911371 - 11397705 mm15520 mm 改造 1990年代より、入換時の作業員の安全確保のため、正面右側のバッファの横と上にステップを設置し、前面に手すりを設置する改造がスイス国鉄のほぼ全機を対象になされており、Re420形についても全機完了している。 駅発車時の後方確認用バックミラーを製造当初から設置なかった11302号機以前の機体について、運転室乗降扉窓に電動式のバックミラー設置する工事が順次実施されている。 正面の左右正面窓間の前照灯下部に重連時および旅客列車牽引時等に使用する放送用の電気連結器が設置されている。 菱型のパンタグラフで製造された11155号機までの機体のうち、一部についてはシングルアーム式へ換装されており、2009年時点では11109、11114、11140、11141、11143、11145号機の6機がシングルアーム式1基搭載となっている。 チューリッヒからオーストリアのブレゲンツおよびドイツ国内リンダウまで乗り入れるユーロシティの牽引用として、1980年代半ばに片側の集電装置をドイツおよびオーストリア対応の舟体幅の広いものへ交換する改造がRe4/4II 11196-11201号機を対象に行われた。その後1988年には11201号機が復元されて新たに11195号機が改造され、さらに2005年には11199、11200号機も通常の集電装置に復元されており、現在では11195-11198号機と後述するSBBカーゴの本格的ドイツ乗入対応改造機のRe421形がこれらの運行に使用されている。