レーティッシュ鉄道Ge4/6形電気機関車

250px|thumb|right|Ge4/6 301号機のメーカー公式写真250px|thumb|right|製造当初のGe4/6 351号機、1914年250px|thumb|right|Ge4/6 355号機のメーカー公式写真250px|thumb|right|導入当初のGe4/6 391号機、前面下部に大型のスノープラウを設置、1913年レーティッシュ鉄道Ge4/6形電気機関車（レーティッシュてつどうGe4/6がたでんきかんしゃ）は、スイス最大の私鉄であるレーティッシュ鉄道（Rhätischen Bahn (RhB)）の本線系統で使用される山岳鉄道用電気機関車である。

概要 導入の経緯 スイスにおける鉄道の電化 スイスにおける鉄道の電化はまず直流電化から始まり、軌道線では1888年にヴヴェ-モントルー-シヨン軌道がDC 480 - 500 V1913年にDC 600 Vに変更『Schienennetz Schweiz 』 p.61で、鉄道線では1891年にジザッシュ-ゲルテルキンデン鉄道がDC 500 - 550 V1915年9月に電化設備廃止で、ラウターブルネン-ミューレン山岳鉄道Bergbahn Lauterbrunnen-Mürren（BLM）が同じくDC 500 - 550 Vでそれぞれ電化開業して以降、軌道線や中小私鉄を中心に広く普及するようになっている。その後登山鉄道を中心に三相交流電化が採用されるようになり、軌道線では1896年にルガーノ軌道が三相AC 350 - 400 V 40 Hzで、鉄道線では1898年に登山鉄道のゴルナーグラート鉄道Gornergrat-Bahn（GGB）が三相AC 550 V 40 Hz1930年に三相AC 750 V 50 Hzに変更、ユングフラウ鉄道Jungfraubahn（JB）が三相AC 650 V 40 Hz1960年に三相AC 650 - 1125 V 50 Hzに変更で、一部登山鉄道のシュタンスシュタート-エンゲルベルク鉄道Stansstad-Engelberg-Bahn（StEB）、1964年にルツェルン-シュタンス-エンゲルベルク鉄道（Luzern-Stans-Engelberg-Bahn（LSE））に、2005年にスイス国鉄ブリューニック線と統合してツェントラル鉄道（Zentralbahn（ZB））となるが三相AC 750 - 850 V 33 Hz1964年にAC 15 kV 16 2/3 Hzに変更でそれぞれ電化開業し、その後登山鉄道やスイス国鉄のシンプロン線などで採用されている。

これらの方式に加えて、欧州では単相交流電化方式の導入が検討されており、1903年にプロイセン王国のベルリン近郊のニーダーシェーネヴァイデ - シュピンドラースフェルト間（約4km）の試験線がAC 6 kV 25Hzで電化され、さらに、1905年には世界初の単相交流用電気機関車がAC 15 kV 15Hzで電化されたスイスの通称ゼーバッハ - ウェッティンゲン線で運行を開始している『Elektrische Lokomitiven』 p.24。この機関車はMFOMaschinenfabrik Oerlikon, Zürich製で、同社の技術者であったハンス・ベーン-エッシェンブルクHans Behn-Eschenburgが開発し、その後1980年代まで使用された補極付の交流直巻電動機を搭載している。単相交流電化方式は架線が1本のみでよいだけでなく、電圧を高くすることにより架線や送電線の直径や変電所数を抑制することが可能であるほか、動力車はタップ切換制御と直流直巻整流子電動機と類似の特性を持つ交流直巻整流子電動機の組合わせにより、電力ロスが少なく、かつ、実際の運転状況に合わせた速度制御が可能となっている『Elektrische Lokomitiven』 p.34。しかし、当時の技術では商用電源周波数の50 Hzを大出力の交流直巻整流子電動機にそのまま使用すると良好な整流を確保することが困難であるという問題があった『Elektrische Lokomitiven』 p.34。これは、磁界の変化によって電機子巻線に発生する誘導電圧の影響でブラシと整流子間のアークが大きくなり、ブラシの異常摩耗や整流子の発熱にもつながるというものであるが、誘導電圧は磁界の強さと周波数に依るため、周波数は低い方がよいとされる一方で低すぎると室内灯などの照明がちらつくため、商用電源周波数50 Hzの1/2の25 Hzや1/3の16 2/3Hzが試用されている『Elektrische Lokomitiven』 p.35。何種かの電圧・周波数が試用された結果、AC 15 kV 16 2/3 Hzが輸送量の大きい幹線に適しているとされ、1912年にプロイセン王国、バイエルン王国、バーデンの各国で幹線鉄道の標準電化仕様として採用され、現在ではドイツ、スイス、オーストリア、スウェーデン、ノルウェーなど、ヨーロッパの電気鉄道の約1/3にこの方式が採用されている。

スイスにおける単相交流電化方式による電化は前述のゼーバッハ - ウェッティンゲン線に続き、同線と同じくMFO製の単相交流発電機および電機品を使用したロカルノ-ポンテ・ボロッラ-ビニャスコ鉄道Ferrovia Locarno–Ponte Brolla–Bignasca（LPB）およびロカルノ電気軌道Società Tramvie Locarnesi（STL）と、BBCBrown, Boveri & Cie, Baden製の車両用電機品を使用したゼータル鉄道Seetalbahn（STB）が開業し、その後ベルン-レッチュベルク-シンプロン鉄道Bern-Lötschberg-Simplon-Bahn（BLS）、1907年7月1日にシュピーツ-フルティゲン鉄道（Spiez-Frutigen-Bahn（SFB））とトゥーン湖鉄道（Thunersee-Bahn（TSB））が統合したもので、1996年に同じBLSグループのギュルベタル-ベルン-シュヴァルツェンブルク鉄道（Gürbetal-Bern-Schwarzenburg-Bahn（GBS））、シュピーツ-エルレンバッハ-ツヴァイジメン鉄道（Spiez- Erlenbach-Zweisimmen-Bahnn（SEZ））、ベルン-ノイエンブルク鉄道（Bern-Neuenburg-Bahn（BN））と統合してBLSレッチュベルク鉄道（BLS LötschbergBahn（BLS））となり、さらに2006年にはミッテルランド地域交通（Regionalverkehr Mittelland（RM））と統合してBLS AGとなるレッチュベルク線やレーティッシュ鉄道などの幹線鉄道にも採用されるようになっている。1900-10年代におけるスイスの単相交流電化路線は以下の通り。

+1900-1910年代のスイスにおける単相交流電化の路線一覧『Schienennetz Schweiz 』 p.63, 65電化年路線・区間距離運営者電圧周波数記事1906-07チューリッヒ・アフォルテルン - ヴェッティンゲン通称ゼーバッハ-ヴェッティンゲン線 - kmスイス国鉄/MFO15 kV試験終了に伴い1909年に電化設備撤去、1942年にAC 15 kV 16 2/3 Hzで再度電化15 Hz試験線1907-08ロカルノ・サンアントニオ - ビニャスコ通称マッジア渓谷鉄道、1965年に路線廃止27 kmロカルノ-ポンテ・ボロッラ-ビニャスコ鉄道1948年にティチーノ州地域鉄道に統合5000/800 Vロカルノ市内のロカルノ - ロカルノ・サンアントニオ間のみ800 V、1923年にDC 1200 Vに変更20 Hzロカルノ電気軌道と接続1908ロカルノ市内線1960年に路線廃止4 kmロカルノ電気軌道1922年にティチーノ州地域鉄道に統合800 V1923年にDC 1200 Vに変更20 Hzロカルノ-ポンテ・ボロッラ-ビニャスコ鉄道と接続1910ヴィルデック - レンツブルク - エメンブルックバインヴィール・アム・ゼー - ベロミュンスター通称ゼータル線、ヴィルデック - レンツブルク間は1984年に、バインヴィール・アム・ゼー - ベロミュンスター間は2000年に廃止54 kmゼータル鉄道1921年にスイス国鉄に統合5500 V1930年にAC 15 kV 16 2/3 Hzに変更25 Hz1910-19ベルン - シュピーツ - ブリークベルン - シュピーツ間がスイス国鉄、シュピーツ - ブリーク間がベルン-レッチュベルク-シンプロン鉄道115 kmスイス国鉄ベルン-レッチュベルク-シンプロン鉄道15 kV16 2/3 Hzレッチュベルクトンネルを含む1913-19サンモリッツ - シュクオール・タラスプサメーダン - ポントレジーナトゥシス- ベーベルダヴォス・ドルフ - フィリズール138 kmレーティッシュ鉄道11 kV16 2/3 Hz以降1922年にかけて全線電化

レーティッシュ鉄道の電化 ラントクアルト-ダヴォス鉄道Landquart-Davos-Bahn（LD）として1889年10月9日に運行を開始し、1895年に社名を変更したレーティッシュ鉄道は、1904年までにプレティガウ線、アルブラ線、ラントクアルト - クール間を開業させており、当初は非電化で蒸気機関車が牽引する列車で運転していた。

1898年には、レーティッシュ鉄道の電化に関しスイス鉄道銀行Schweizerische Eisenbahnbankがジーメンス・ウント・ハルスケSiemens & Halske AG, Berlinに調査を依頼したが、この調査の報告書では蒸気動力の方が輸送量の変動に対応しやすいことと、当時は標高の高い山間部での電化の実績がなく、蒸気動力の方が安全性が高いとされたことなどから、レーティッシュ鉄道は蒸気動力による運転を継続することとしたが、1905年には電化の検討が再開されて「スイス電気鉄道運行検討委員会Schweizerischen Studienkommission für den elektrischen Bahnbetrieb」に参加しており、1906年末には当時建設が計画されていたエンガディン線を電化することが検討されていた『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3』 p.29。その後、1907年3月9日にレーティッシュ鉄道の取締役会は同社の鉄道路線全線を電化する方針を決定し『Das grosse Buch der Rhätischen Bahn』 p.60、この決定に基づいてブルクドルフ工科大学technischen Hochschule in Burgdorf、現在のベルン応用科学大学（Berner Fachhochschule（BFH））の一部教授のエミール・ブラットナーEmil Blattnerに調査を依頼し、その調査報告書に基づいて1910年5月18日の取締役会でアルブラ線のサンモリッツ - ベーベル間と新規に建設されるエンガディン線およびサメーダン - ポントレジーナ間の電化が承認された。

調査を担当したブラットナー教授はこの路線を当時計画されていたベルン-レッチュベルク-シンプロン鉄道レッチュベルク線と同じく単相交流で電化することとし、トンネル壁面と架線や集電装置とのクリアランスが小さいことと動力車の出力が低いことを考慮して、電圧をレッチュベルク線のAC 15 kV 16 2/3 Hzより低いAC 11 kV 16 2/3 Hzに設定している『Das grosse Buch der Rhätischen Bahn』 p.60。また、電力の供給はポスキアーヴォ谷に2つの発電所を所有していたブルージオ発電Force Motrice Brusio （FMB）、このうちカンポコローニョ発電所は当時スイス最大のものであったにより三相AC 23 kVの高圧送電線でベルニナ峠を越えてレーティッシュ鉄道のベーベル変電所に電力が供給されており、この変電所もブルージオ発電との共同出資で建設されている。

一方、エンガディン線の電化に伴い導入される動力車の方式に関しては様々な選択肢が検討されたが、直流電化の私鉄で多用されていた電車方式は大型の主変圧器を搭載する必要があること、台車に主電動機を搭載する方式の駆動装置では必要な出力を得られないこと、動力車の点検整備等の期間は旅客車としても使用可能な機材が減となってしまうことから採用されず『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3』 p.29、機関車が列車を牽引する方式とすることとなった『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3』 p.30。想定される旅客列車の運行本数と編成両数から、車軸配置1'B1'で300 PS級の機関車7機と1'D1'で600 PS級の機関車4機が必要と算定され『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3』 p.30、電化に合わせてGe2/4形7機とともに本項で記述するGe4/6形が4機導入されている。

電化工事はレッチュベルク線と同じくベルリンのシーメンス・シューカート・ヴェルケSiemens-Schuckert-Werke GmbH, Berlinが受注して1911年春に着工し『Das grosse Buch der Rhätischen Bahn』 p.60、並行して運行機材の導入も進められて1912年にはGe4/6 351号機とGe2/4 201号機を使用した試験走行が開始され、その後開業式典を6月28・29日に執り行って『Das grosse Buch der Rhätischen Bahn』 p.627月1日に営業運行を開始ししている『Schienennetz Schweiz 』 p.27。その後、レーティッシュ鉄道では1913年に全線の電化を決定したが、1914年に勃発した第一次世界大戦の影響により鉄や銅などの重要な資材が不足したため同年に計画が一旦中止となった一方で、同じく同世界大戦の影響でスイス国内では蒸気機関車の石炭も不足し、1916年頃にはレーティッシュ鉄道においても薪焚きで運行されるようになったため、鉄道の電化に資金援助を行う連邦法を活用して計画を再開することとなった『Das grosse Buch der Rhätischen Bahn』 p.63。これに伴い、1919年から1922年にかけてレーティッシュ鉄道の本線系統全線がエンガディン線と同じAC11 kV 16 2/3 Hzで交流電化されているが『Schienennetz Schweiz 』 p.65, 67、鋼材が不足していたため、鉄製の架線柱であったエンガディン線と異なり、架線柱の電柱部分をカラマツ材としてブームだけを金属としているほか、経費削減や地域経済振興のために必要な部材の製造や建設工事に自社工場や地元の事業者を活用している。また、電化の進展に伴い、使用する機材として1914年と1918年には出力を800 PSに増強したGe4/6形各1機を増備したほか、1921-29年には新形式で出力1080 PS級のGe6/6I形15機を導入している。

レーティッシュ鉄道の本線系統の電化の推移および、電気機関車の導入と蒸気機関車の廃車の推移は下表の通り。

+レーティッシュ鉄道電化および機関車導入・廃車『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3: Triebfahrzeuge 』 p.14-46一覧年電化導入形式・機番廃車形式・機番区間距離電気機関車蒸気機関車機数蒸気機関車機数Ge2/4形Ge4/6形Ge6/6I形G4/5形G3/4形G2/3+2/2形G2/2+2/3形G2/3+2/2形G4/5形1912201351118 - 1194機1913サンモリッツ - シュクオール・タラスプ56.74 km202 - 207301, 352, 391 120 - 12212機 サメーダン - ポントレジーナ5.28 km19147月28日：第一次世界大戦勃発353 - 3551234機1915124 - 1295機191619173 - 53機191811月11日：第一次世界大戦休戦3021914年製造、ベルン博覧会出品機1機1919トゥシス- ベーベル54.34 km ダヴォス・ドルフ - フィリズール21.95 km1920クロスタース - ダヴォス・ドルフ15.05 km21 - 22109 - 1104機1921クロスタース - ラントクアルト - トゥシス73.35 km401 - 4066機25, 29 - 325機1922ライヒェナウ・タミンス - ディセンティス/ミュンスター49.31 km407 - 4104機19236II - 8, 124機192415 - 16101, 1034機1925411 - 4122機21機19269 - 1023-2426 - 28118 - 12919機1927112 - 1175機192811機1929413 - 4153機計276.02 km201 - 207301, 351-355, 391401 - 415118 - 12941機1 - 10, 12, 15-1621 - 2223 - 2425 - 32101, 103, 109 - 110, 112 - 12946機

製造 Ge4/6形は、主電動機1台搭載・2軸駆動・300 PS級のGe2/4形に対し主電動機2台搭載・4軸駆動・600 PSもしくは800 PS級とした機体であるが、当時は電気機関車の主電動機や駆動装置の実績が不足していたため『Rhätischen Bahn: Stammnetz - Triebfahrzeuge』 p.77、全機の電機品がBBC製のGe2/4形に対して本形式は統一仕様に基づいて車軸配置や車体の基本設計等を共通としつつ、制御装置・主電動機等の電機品を複数のメーカーに発注し、駆動装置もそれぞれの電機品に合わせた何機種かの機体を営業運行で試用することとして『Rhätischen Bahn: Stammnetz - Triebfahrzeuge』 p.77、SLMSchweizerische Lokomotiv-undMaschinenfablik, Winterthurが製造した車体・機械部分・走行装置に、BBC、MFOもしくはAEGAllgemeine Elektricitäts-Gesellschaftが製造した制御装置等の電機品と主電動機を搭載した機体となっている。当初Ge2/4形とともに導入された600 PS級の機体4機の概要は以下の通りとなっている。

Ge4/6 301号機：BBCが試作機として設計した機体で1913年7月1日に運行を開始しており、同社製のデリー反発電動機を2基搭載し、歯車は使用せずにクランクロッドおよびサイドロッドのみで動輪を駆動していた『Rhätischen Bahn: Stammnetz - Triebfahrzeuge』 p.77。本機は同じBBC製のGe2/4形をベースとしており、主電動機も互換性があるものであった『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3』 p.30。 Ge4/6 351-352号機：MFOが試作機として設計した機体で、エンガディン線開通前の1912年12月12日と2月7日に試運転と工事列車の牽引での運行を開始している『Rhätischen Bahn: Stammnetz - Triebfahrzeuge』 p.86。交流直巻整流子電動機2基を搭載し、1段減速の歯車とクランクロッドおよびサイドロッドで動輪を駆動している『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3』 p.30。 Ge4/6 391号機：AEGが狭軌電気鉄道市場へ進出するために設計した試作機で『Rhätischen Bahn: Stammnetz - Triebfahrzeuge』 p.96、1913年7月16日に試験運行を開始している『Rhätischen Bahn: Stammnetz - Triebfahrzeuge』 p.91。本機は性能試験結果が各機体中最も良かった一方で、第一次世界大戦の影響でドイツのメーカーでの製造が困難になったことと、速度域毎に制御方法が異なるなど運転方法が複雑であったため増備はされなかった『Rhätischen Bahn: Stammnetz - Triebfahrzeuge』 p.86。AEG製の交流整流子電動機2基を搭載し、Ge4/6 351-352号機と同様に1段減速の歯車とクランクおよびサイドロッドで動輪を駆動している『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3』 p.31。 Ge4/6 353-355号機：エンガディン線の開通目前にSLMとMFOに発注された量産シリーズで、試験運行や性能試験で良い成績を収めたGe4/6 351-352号機にGe4/6形各機体の性能試験結果を反映し、かつ出力を増強した改良型となっている『Rhätischen Bahn: Stammnetz - Triebfahrzeuge』 p.89。 Ge4/6 302号機：SLMとBBCが試験用・展示用として製造した機体で、Ge4/6 301号機の出力を増強して駆動装置を改良したものであるが、同機の使用実績からレーティッシュ鉄道はこの機体の購入を保留していた『Die Fahrzeuge der Rhätischen Bahn 1889-1998 band 3』 p.33。しかし、第一次世界大戦による石炭不足とアルブラ線の電化の進展に伴う機関車不足のため、1918年8月にGe4/6 302号機として試験的に運行を開始し、1918年11月にレーティッシュ鉄道が購入している。

各機体の形式機番と製造所、SLM製番、製造年、価格（スイス・フラン）、経歴は下表のとおり。

+Ge4/6形経歴一覧『Schienennetz Schweiz 』 p.74-97形式記号機番製造所運行開始価格改造廃車備考機械品機械品製番電機品回生ブレーキ装備更新改造使用停止廃車解体Ge4/6301SLM2311BBC1913年7月9日109,000-1957年1966年2月3日Ge2/4 205号機、Ge4/6 302号機他の補修用部品供給用に転用1968年1971年11月3022436BBC1918年8月29日266,000-1968年1971年2月1971年2月1976年12月1914年製造1914年ベルン博覧会出品機3512254MFO1912年12月18日117,0001944年8月1955年7月1973年1973年1977年1月35222551913年2月9日1944年1月1957年2月1973年1973年1977年2月3532433MFO1914年7月24日153,0001921年12月9日1955年4月---動態保存35424341914年10月6日1922年3月24日1960年10月1982年1982年12月35524351914年12月21日1922年7月14日1958年2月1984年8月1984年8月3912275AEG1913年7月16日110,000-1938年4月30日1937年5月19日の事故からの復旧1973年1977年-静態保存ベルリンのドイツ技術博物館

仕様 車体 車体は車体端を絞り、機械室部分と運転室部分に段差があるこの時代のスイス製電気機関車の標準スタイルで、Ge2/4形とも同デザインである。 屋根上には大形のパンタグラフが2基設置され、車体の機械室の明取窓付きの側面壁が全面取外式となっている。 運転室は長さ約1200mmで、円形のハンドル式のマスターコントローラーによりが運転操作を行う。乗務員室扉の窓は下落としで、正面窓上に換気窓を持つ機体もある。 正面は非貫通で縦長の2枚窓、正面窓間と下部左右の3箇所に丸型の引掛式の前照灯が設置されている。連結器はねじ式連結器で緩衝器が中央、フック・リングがその左右にあるタイプである。また、当初は前位側に車体の前面下部を大きく覆う形で連結器も取付けられた大型のスノープラウを冬季に設置していたが、その後は前位・後位側共に前面の連結器下部にスノープラウを設置する方式となった。 301号機は正面窓上に横長の換気口を持ち、機械室側面には縦長の明取窓が4箇所設置されている。 302号機は正面窓上の換気口は無く、正面窓の運転台側にひさしが付き、機械室側面には横長の明取窓が3箇所設置されている。 351、352、391号機はそれぞれの正面窓上に換気口を持ち、機械室側面には縦長の明取窓が4箇所設置されている。なお、351、352号機の正面窓上換気口は後のワイパー移設時に埋められている。 353-355号機は正面窓上の換気口は無く、正面窓が上寄りに設置され、機械室側面には縦長の明取窓が4箇所とルーバーが2箇所設置されている。 塗装 当初は車体を深緑色で、側面中央（302号機のみ側面中央左右）に"RhB"と機番の切抜文字が、正面下部中央に機番の切抜文字が設置されていた。床下機器は黒、屋根および屋根上機器がライトグレーであった。 その後1920-1922年には車体が茶色となり、さらにその後には屋根上が銀色となっている。

走行機器 制御方式は、デリー反発電動機を使用した301、302号機が電動機の2対のブラシの相対位置を変化させることにより制御を行う方式、351-355号機が低圧タップ切換制御、AEG式の交流整流子電動機を使用した391号機が15km/h以下の低速時は反発電動機としての制御、それ以上では低圧タップ切換制御の組合せにより制御を行う方式である。 主変圧器は302号機は2台の主電動機間、その他の機体は車体内後位側に設置され、出力は機体により異なるが、700-930kVAである。 主電動機はいずれも機械室内に2台設置されており、301、302号機は直径2150mmの大形、低速回転のデリー反発電動機を台枠に半埋込に設置し、主電動機からクランクとサイドロッドのみでギヤを使用せずに動力を伝達している。301号機はクランクが第3動輪に連結されているが、302号機は第2・第3動輪間のサイドロッドにジャック軸なしで直接連結される珍しい方式となっている。 351-355、391号機は直径約1200-1400mmの大形の交流整流子電動機を機械室内に2台設置しており、主電動機出力は主電動機軸の小歯車と主電動機の中間に設置された直径1399-1494mmの大歯車で減速されてからクランクによりジャック軸に伝達され、サイドロッドで動輪に伝達される方式となっている。 台枠は内側式の板台枠構造で、4軸の動輪の前後に先台車が付き、先輪と動輪2軸がイコライザにより接続されているが、301号機は先輪と第1・第4動輪がクラウス-SLM式の台車クラウス・ヘルムホルツ式台車と同構造、国鉄8620形蒸気機関車の省式心向キ台車に類似に取付けられ、曲線通過性能に配慮している。その他の機体は通常の先台車とし、第1・第4動輪に25mmの横動を付加している。なお、先輪の横動両は110mm、動輪径は1070mm、先輪径は710mmである。

主要諸元