20000系
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 1999年登場。製造から30年がたち老朽化した旧101系の置き換え用に製造された通勤型車両である。車体は6000系50番台と同じくアルミ製となっているが、こちらは日立製作所のA-trainに基づいて製作されており、車体には塗装が施されていない。地下鉄直通車の6000系とは異なりこちらは地上線用の車両であることから、前面の貫通扉は廃され非貫通構造となった。制御方式はVVVFインバータ制御方式だが、こちらはIGBT-VVVFインバータ制御方式が採用されており、従来の車両に比べて車両の騒音が低減されている。車内は基本的に6000系に準じているが座席は片持ち式ロングシートとなり、更に後期製造車では先頭車の車椅子スペース部分に折りたたみ式座席が取り付けられている。尚、西武鉄道の車両としては新交通システムの8500系以外では初めてワンハンドルマスコンハンドルが採用されているが、両手操作型ではなく左手操作型となっている。また、ATIと呼ばれる車両情報装置が採用されており、これにより従来車に比べて様々な面での省力化が図られている。2005年までに10連・8連各8本の144両が製造され、前年までに本線系統から101系を撤退させている。現在も池袋線・新宿線の双方で主力車両として活躍しているが、2006年以降は6000系の副都心線改造工事に伴う転用により、新宿線の方が本数が上回っている。

 2009,02,16 新所沢


■Variation
 「レンゲショウマ」のヘッドマークをつけて走行する新宿線の20000系。四季に応じて季節折々のヘッドマークを掲出する編成が走る点は、阪急と並んで西武の特徴的な一面である。尚、8連は50番台の車号が付けられており、池袋線・新宿線共に2000系や30000系の8両編成と共通運用である。

 2007,08,07 小 平
 行き先表示器がフルカラーLED化された20000系。行き先表示器の換装は2015年より始まり、後に全編成に波及している。

 2019,05,11 石神井公園
 銀河鉄道999ラッピングが施された20158F。好評を博していた3000系が引退となったことに伴い、2代目として20000系に白羽の矢が立った。一目見てすぐわかるこのラッピングは引き続き注目を浴びたが、2019年3月を以てラッピングは終了した。

 2017,09,18 練 馬
 3代目「L-Train」として全面ラッピングが施された20104F。3000系・9000系と続く埼玉西武ライオンズの全面広告車両であり、球団のチームカラーである「レジェンドブルー」を基調にロゴマークなどがあしらわれたデザインとなった。従来の「L-Train」と異なり、こちらは池袋線のみならず新宿線の1本(20105F)も同様のラッピングが施され、2本体制となった。

 2019,05,11 石神井公園