シュタッドラー He4/4形電気機関車

シュタッドラー He4/4形電気機関車（シュタッドラー He4/4がたでんきかんしゃ）は、ブラジルの山岳鉄道用ラック式電気機関車。2012年にスイスのシュタッドラー・レールにより製造された。
概要.
導入の経緯.
ブラジルおよび南半球最大の都市の一つでサンパウロの外港であるサンパウロ州のサントスと同州内陸部のジュンジアイ間の約140 kmをサンパウロ市を経由して結ぶは、同州内陸部で生産される特産物のコーヒー豆の輸送を主な目的として、イギリス資本の（SPR）によって1867年に開通した。
全長約140 kmのうち、標高2 mのサントスと17 mのライース・ダ・セーハ間の21 kmと、標高810 mのパラナピアカバと730 mのジュンジアイ間の110 kmは曲線が多いものの比較的平坦な線形であるが、サンパウロ州の海岸部と高原の内陸部の境界部のセーハ・ド・マール（海岸山脈）の断崖を登る、クバタン市のライース・ダ・セーハとサントアンドレ市のパラナピアカバ間は標高差が大きくなっていた。そのため、イギリスの山岳鉄道建設の専門集団により、いくつかの経路および方法が検討され、そのうち最も現実的な案であったインクラインによる方式が採用され、全長約9 km・標高差790 mの区間に4区間の蒸気動力式インクラインが設置された。
その後、輸送量の増加に伴い、従来のインクライン（通称 Serra Velha）に並行して別のインクライン（通称 Serra Nova）が建設され、1901年より運行を開始した。このインクラインは、1運行あたりの輸送力が従前のものの36 tから60 tに引き上げられた。このインクラインも従来のものと同様に4区間で構成されるもので、経路の変更により全長が約10 kmとなったほか、下り勾配でのブレーキ用と4箇所のインクラインの間の付替えの際の列車入換機として「ロコブレーキ」が使用された。
その後しばらくは2組のインクラインが併用して使用されたが、従来のコーヒー豆に加えて、ブラジルの新たな輸出品となった鉄鉱石の輸送の増加などもあり、一列車あたりの重量を大幅に増やすことが必要となり、当時サントス=ジュンジアイ鉄道を運営していた国有のは、開通から100年が経過し、老朽化していた最初のインクラインを大幅に改良することとした。一列車あたりの輸送量が限定されるインクライン方式をやめ、代わりにゴムタイヤを装備する大型機関車による粘着式や、リオデジャネイロのコルコバード登山鉄道でも採用されていたラック式など数種類の方式が検討されたが、最も安価かつ短期間で建設することが可能なアブト式のラック式鉄道が採用されることとなり、提案者の丸紅と日立製作所が主体なって改良工事が施工された。最初のインクラインの運用を1960年代前半に中止して設備を撤去し、新たにラック式鉄道を建設して1974年に開通した。この区間は直流3,000 Vで電化され、勾配は104から110 ‰、使用されるラックレールは幅60 mmのタングステン鋼製である。
これに伴い、日立製作所がスイスの機関車メーカー、SLMの技術供与を受けて製造した車軸配置 Bzz'Bzz'の大型ラック式電気機関車、2000形が導入された。この機関車は、当時の世界で最も強力かつ大きなラック式の鉄道車両であり、1972年から1990年にかけて合計14両が製造されたほか、1979年にはこの機関車を基礎とした事業用の電気式ディーゼル機関車・1100形も日立製作所で製造されている。
このラック式区間を含むサントス＝ジュンジアイ鉄道は、ブラジル国内の他路線とともに1996年からブラジル国内で鉄道貨物輸送を手掛けるMRSが運行を担当していたが、同社では2000年代に入り老朽化対応と輸送力増強、電力回生ブレーキ導入による使用電力の削減のために新しい機材を導入することとして計画をすすめ、2005年にスイスのシュタッドラー・レール社に総額60百万スイス・フランでラック式電気機関車7機（このほかオプション3機）と保守部品等を発注し、導入されたラック式電気機関車が本形式である。
車両概要.
本形式を製造したシュタッドラー社はラック式の鉄道車両も多く手がけたスイスのSLMのラック式機関車および台車製造部門を2005年に譲受し、スイス、イタリア、スペイン、ギリシャ、フランス、オーストリアのラック式鉄道に向けて電車や電気式ディーゼル機関車を製造してラック式駆動装置にも新技術を随時導入していたが、MRS向けに製造した本形式は、当初最大牽引力700 kN、重連時104パーミルで750 tを牽引できる機関車として設計が進められ、その後仕様変更により連続定格牽引力540 kN、定格牽引力730 kN、重連時104パーミルで850 tの牽引が可能な性能に引き上げられた。その結果、本形式は従来の日立製電気機関車より出力、牽引力が大幅に増強された世界最高出力のラック式の鉄道車両となったほか、単車体の電気機関車としても世界最大級の牽引力の機体となっている。
従来からの日立製電気機関車との性能比較は以下の通り。
車体、台車、機械部分の製造と最終組立がスイス北東部トゥールガウ州のシュタッドラー社ブスナング工場で行われるほか、主要電気機器をスイスの伝統的な電機メーカーであったBBCやSAASの流れを引くABB SchweizおよびABB Sécheronが担当するなど、多くの部品がスイス製であることも特徴となっており、全機がスイス国内で生産されてブラジルまで航送されている。なお、機体のMRS機番およびシュタッドラーにおいての製番、製造年、製造会社は以下の通り。
運用.
スイス北東部のシュタッドラー社・ブスナング工場で竣工後、低床式トレーラーに積載されて陸送され、バーゼルから河川用貨物船でライン川を大西洋岸まで下り、ベルギーのアントウェルペンから貨物船でブラジルへ航走され、サントス近郊クバタン市のウジミナス社の製鉄所で陸揚げされてそこから鉄道路線で輸送が行われた。2012年7月に90 1501号機と90 1502号機が、同年10月には90 1503号機と90 1504号機が発送され、現地へ納入後、整備と試運転が行われ、2013年より順次運用入りし、2014年に従来からの日立製電気機関車を代替した。
なお、本形式は従来の日立製電気機関車と同様、サンパウロ市内のMRSの整備工場へ出入場する際を除き、基本的にサントス＝ジュンジアイ鉄道のライース・ダ・セーハ＝パラナピアカバ間のラック式区間のみで運行される。ラック式路線を通過する貨車もラック式区間用のブレーキ用ピニオンを装備していない一般路線用の車両であるため、本形式は常時勾配の山麓側に重連で連結される運用となっており、山麓側から勾配を登る列車では機関車が列車最後尾に連結される推進運転を行い、列車最前部に制御車などは連結されない。