スイス国鉄RAe2/4形、RBe2/4 1003-1007形電車

350px|thumb|right|スイス国鉄のCLe2/4形203-206号機の組立図200px|thumb|right|スイス国鉄のRAe2/4形、1981年200px|thumb|right|スイス国鉄からオエンジンゲン-バルシュタル鉄道へ譲渡されたRBe2/4形スイス国鉄RAe2/4形電車およびスイス国鉄RBe2/4 1003-1007形電車は、スイスのスイス連邦鉄道の本線系統で使用されていた軽量高速電車である。

なお、本機はCLe2/4形として7両が製造されたものであるが、その後の称号改正、客室等級の変更等を経て最終的にRAe2/4 1001-1002号機の2両およびRBe2/4 1003-1007号機の5両となったものである。

1. 概要
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スイスでは1930年代に軽量構造の車体と台車を持ち、一部は台車装荷式の主電動機を装備するベルン-レッチュベルク-シンプロン鉄道のABDe2/8 701-705形電車といった軽量高速電車が各私鉄で製造され始めていたが、スイス国鉄でも幹線の電化の進捗に伴い、1933年に同様の軽量高速電車を導入することとし、製造されたのが本項で記述する1935年製のCLe2/4形201、202号機の2両と、同形態の車体を持つ1936年製のCLm2/4形101、102号機の2両の気動車であり、その後CLe2/4形は1938年にかけて203-207号機の5両が増備されている。本機は車体の両端の機械室に主変圧器やタップ切換器などの主要機器を搭載する、同じ1935年製のベルン-レッチュベルク-シンプロン鉄道のBe2/4 721-722形と同構造の機体であるが、客室部分を低床式として車体高を低く抑えた低重心構造と両車端のボンネット、赤色の車体の外観が特徴的であり、「赤い矢」の通称とともにスイス国鉄を代表する機種の一つとなっている。本機は主に幹線の旅客列車および団体、臨時列車用として使用されたほか、スイス国鉄では本機をベースとしたRAe4/8形、RABDe8/16形を製造しており、その後、本機などを出発点とした一連の軽量高速電車は軽量客車による短編成の列車を牽引可能なRFe4/4形電車やレーティッシュ鉄道のABe4/4 501-504形への発展を経て、世界初の2軸ボギー台車、全軸駆動の強力な電気機関車であるベルン-レッチュベルク-シンプロン鉄道のAe4/4形やスイス国鉄の高速電機であるRe4/4I形が製造されるベースとなっており、鉄道車両発達史上重要な位置を占める機体となっている。 本機は2'Bo'の車軸配置と、低圧タップ切換制御による最大24.5kNの牽引力と125 km/hの最高速度を特徴としており、車体、台車、機械部分の製造をSLMが、主電動機、電機部分の製造をBBC、MFO、SAASが担当している。

各機体の履歴は下表の通り


脚注：*1：1968-77年の間は一次的にRBe2/4形となる　*2：形式変更後の製造のため当初よりRe2/4形

2. 仕様
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2.1. 車体
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車体は両車端に内部に走行用機器類の設置した長さ2000 mmのボンネットを配した両運転台の流線型デザインの軽量車体で、形鋼を組んだ台枠および車体骨組は軽量穴が設けられたり側面下部に筋交いが入るなどの軽量構造となっており、外板は1.5 mm厚の鋼板のほか、屋根や乗降扉、側面窓枠などにアルミニウム板を使用し、外板の一部が荷重を負担するセミモノコック構造となっている。
正面は丸みを帯びたボンネット式で、運転台部は6枚の平面ガラスからなる正面窓で構成されているが、201、202号機は製造当初は最前面の2枚は曲面ガラスであった。前照灯はボンネット中央部左右に小形の丸形前照灯が、屋根正面中央部の小形の丸形前照灯と標識灯が縦列に配置されており、ボンネットは機器点検用に上半部が取外式となっているほか、側面から前面にかけて機器点検口と冷却気採入用のルーバーが設けられており、単行での運転を原則としていたため連結器は設置されていないが、ねじ式連結器用の簡易緩衝器が左右に設置されている。
側面は両端の2枚片引戸式の幅675 mmの乗降扉間に幅1200 mm、高さ965 mmの下落し式窓が7箇所設置され、このうち最後位左側の一箇所は白色ガラスのトイレ窓となっており、201、202号機の側面窓は四隅ともR無であるのに対し、203号機以降では上部のみR付となっている。また、窓下には補強用の型帯が入るほか、台枠下には車体全周にわたってスカートが付き、床下および台車を覆っている。客室は前位側から運転室とデッキ、3等喫煙室、3等禁煙室、補助席とトイレ付のデッキおよび運転室の順に配置されており、座席は2+2列の4人掛けで、幅1117 mm、座面奥行525 mmの肘掛付きでヘッドレストのないシートピッチ1500mmの固定式クロスシートとなっており、喫煙、禁煙室ともに3ボックスずつが設置されているほか、後位側デッキに補助席1ボックスが、運転室の半運転席側に前向の3人掛け座席が設置されている。室内の天井は白、側壁面はベージュであった。
屋根は二重屋根として内屋根と外屋根の間に主抵抗器を設置し、外屋根の上には排熱用のルーバーを、正面と側面に排熱用の金網付きのスリットを多数設けた構成となっている。そのほか屋根上前位側のパンタ台上に菱型の集電装置が設置されている。
台枠は鋼材を組んで構成されており、車体中央部は床面高720 mmの低床式となっており、その両端の運転室およびボンネット部は一段高くなって床面高さが1106 mmとなっており、台車がその下部に装備される。低床部に設置されている乗降扉の下部には固定のステップが1段設置されるほか、台枠下部にはホームの無いところからの乗降用に引込式のステップが設けられている。主要な機器類はほとんどがボンネット内に設置されており、前位側には主変圧器とタップ切換器などが、後位側には電動空気圧縮機と空気タンク、電動発電機などが設置されている。
運転室は乗降デッキとつながる開放式で奥行は3000 mm弱であるが、その前部約1000 mm程度はボンネット内から続く機器室となっている。正面を構成する6枚の窓のうち運転室両側の2枚はスライド式の引違式となっており、運転台はスイスやドイツ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により操作を行うもので、当初より運転士が座って運転する形態となっており、マスターコントローラーも後方へ傾けて設置されている。また、従来のスイス国鉄機は右側運転台であったが、本機は左側運転台であり、その後の軽量高速機やAe4/6形以降の電気機関車も左側運転台となっている。
車体塗装は赤色で、側面の下部中央に「SBB - CFF」の、乗降扉脇に客室等級を表す「3」のクロムメッキの切抜文字が設置され、側面左側の乗降扉脇に形式名と機番がレタリングされている。また、車体下部のスカートはダークグレー、側面の手すりは黄色、乗降扉および屋根、屋根上機器はライトグレーもしくは銀、床下機器と台車はダークグレーである。なお、車体の赤の色調は時代により異なり、スカートも赤の時代もあった。

2.2. 走行機器
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本機の走行機器は従来の電気機関車の流れを汲んだ機器構成であったBe4/6形やDe4/4形といった電車とは異なり、軽量高速電車として専用の設計とした小型軽量化、高速走行対応を図った新しいものとなっている。
制御方式は低圧タップ切換制御で、主変圧器は走行用に162 Vから833 Vの5つの出力を、補機用に220 Vの出力を持つ容量210 kVAの油冷式のものを前位側ボンネット内床上に搭載して力行10段のタップ切換を行い、後位側台車に搭載された2台直列接続の主電動機2台を駆動する。タップ切換器は電動カムシャフトにより空気式接触器を駆動する方式で主電動機電圧を81Vから833Vまで制御する。
主変圧器の冷却油はボンネット側面から採入れた冷却気により冷却されるが、冷却油の循環は油ポンプを使用しない自然対流式である。
ブレーキ装置は空気ブレーキと手ブレーキ装置を装備するほか、電気ブレーキとして主抵抗器による11段の発電ブレーキを装備する。空気ブレーキは単行運転を前提としたもの、発電ブレーキは定格電流200Aで、立ち上がり時には蓄電池の電力により主電動機を励磁する方式である。
主電動機はいずれも交流整流子電動機 201号機がMFO製のType 6EW440、202号機がBBC製のType ELM383H、203号機以降がMFO製のType 6HW440をそれぞれ2台搭載し、動輪上出力として連続定格324 kW、1時間定格404 kW、最大牽引力24.5 kNの性能を発揮する。冷却は自己通風式で、冷却風はボンネット側面のルーバーから吸入する。
台車は軸距2500 mm、車輪径900 mmで、201および202号機は鋼材組み立て式、203号機以降は鋼板溶接組立式で、軸箱支持方式は円筒案内式、牽引力伝達は台車枠から揺枕へはリンクで、そこから車体へは心皿で伝達され、枕バネは重ね板バネ、軸バネはコイルバネとしている。
主電動機は201号機はノーズサスペンド式の吊り掛け駆動方式に装荷され、202号機以降では台車枠に装荷されて動軸と同心の中空軸の大歯車から6本腕のクイルで動軸に動力を伝達するクイル式駆動方式の一種であるBBCスプリングドライブ式駆動装置によって駆動される方式となっている。
このほか軽量化のために事故電流の遮断は前位側の屋根上の集電装置の後位側に設置された高圧ヒューズによるものとして主開閉器を省略している。また、補機類として電動空気圧縮機、電動発電機と制御用や灯具類用の36 Vの蓄電池、温風暖房用の送風機などを搭載しているほか、空気式ワイパーなどを装備していた。

2.3. 主要諸元
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軌間：1435 mm
電気方式：AC15 kV 16.7 Hz 架空線式
最大寸法：全長21500 mm、車体幅2903 mm、屋根高3353 mm
軸配置：2'Bo'
軸距：2500 mm
台車中心間距離：16300 mm
車輪径：900 mm
自重：32.6 t、33.8 t