***************************************
1  2  3  4  5  6  7  INDEX

電力・電化・信号通信(日本の鉄道 5)

1 電力
 @ 発電
 A 送電
 B 変電
 C 配電
 D 電車線路(架線)
 E 鉄道電化
2 信号・保安
 @ 閉塞
 A 信号機
 B 連動装置
 C 転轍器
 D カーリターダ
 E 踏切警報機
 F 雪崩・落石警報機
3 自動列車停止装置
4 有線通信
5 無線通信

1 電力

 国鉄における昭和26年度の年間使用電力量は、13億5,000万kWhである。
 この56%に当る7億5,000万kWhは自営電力がまかない、他は全国の各地で購入した。
 自営電力の99%は信濃川水系の千手・小千谷の2水力発電所と、川崎の火力発電所によって発電される。
 この3箇所の発電所と5箇所の交流変電所(給電区)及び給電区から直流変電所(変電区)までの合計1,200kmに及ぶ送電線を含めて、発電、需給の電力施設の総合運用が給電という一つの管理系統の下におかれ、直流変電所(変電区)から変成された動力がき電、配電の系統に入っている。

@ 発電 top

 国鉄の発電所は、次の6個所である。
千手発電区(水力)
 設備容量   31,000kVA×4
 最大出力   120,000kW
 26年度年間発電量 645,772,000kWh
小千谷発電区( 〃 )
     〃      28,000kVA×2
     〃      50 000kW
     〃    261,097,000kWh
三内川変電区( 〃 )
     〃        200kVAX4

     〃     3,459,000kWh
川崎発電区(火力)
           25,000kVA×2
 設備容量   20,000kVA×1
 最大出力   75,000kW
 26年度年間発電量 47,651,000kWh
赤羽変電区( 〃 )
     〃       6j667kVA×3
     〃          0
     〃          0
志免発電所( 〃 )
     〃       2,800kVA×2
     〃      723,000kWh

千手発電所
 国鉄の信濃川発電所は千手発電所と小干谷発電所の2ヶ所にあり、わが国でも有数の発電所である。
 東京付近の電化区間の電力は、ほとんどこの2つの発電所から送電される。
 信濃川を180mの取水口堰堤で堰き止め、長さ350m、幅121mの沈砂池で水の速度を落して砂を沈下させ、信濃川の本流に沿った2本の馬蹄形のトンネル(直径6.82 m)で浅河原の調整池に導く。

 一定流量の水をこの池で調節し、発電所の負荷の少ないときに余水を池に溜め、重負荷時に連絡水槽の扉を開けて他の水をあわせ取る調整法を行う。
 連絡水槽から圧力トンネル(直径6.7m円形)で竪軸フランシス型水車(最大直径3.74m・高さ1.55m・重量23トン)を廻し、主発電機(最大外径11.5 m、高さ12m、全重量550t)によって発電する。


千手発電所


千手発電所の主発電機

小千谷発電区
 千手発電区の放水を再度1本の水路トンネルで小千谷に導き、2台の水車(竪軸渦巻型)で発電機を廻す。
 いま3台目の工事中で、調整他の完成を見れば重負荷時の発電力を引き上げ得る。
 将来いま1本の水路トンネルと発電機2台の増設によって完成されることになる。
 これら2つの発電所は電車・電気機関車の運転用電カを発生しているので、一瞬の停電もゆるされない。
 総ての設備は、2重の方式が採用され、あらゆる保護装置が施されている。

川崎発電所
 鉄道の運転用電力は(殊に大都市)朝夕の混雑時には、非常に大きな電力を必要とする。
 これに応ずるために火力発電所が補助的に必要となり、また冬期の渇水時にも当然必要となる。
 川崎発電区はストー力式汽缶4基、重油混燃式徴粉炭汽缶4基を設備し、主タービンは、横串復圧力衝動式で戦災復旧後重油混燃式を採用し、また随時発電機と調相機との切替を行い得るようにしてある。

川崎発電所

主発電機(川崎発電所)

ボイラ(川崎発電所)

A 送電 top

 小千谷・千手で発生した電力は、154,000Vで武蔵境へ2つの回線で送られる。
 この送電線は名だたる峻嶮上越の国境を越えるので、吹雪・雷・洪水・台風等で年中苛酷な気象環境の下にさらされる。
 これらの災害から守るために、八箇峠・清水峠は1回線2ルートとし、これを六日町給電区で保守し関東平野に入ってからは岡部給電区が保守している。


 154,000V送電線鉄塔     66,000V送電線コンクリート柱   66,000V送電線鉄搭


ケーブルより立上りの特殊鉄柱


 殊に清水峠の詰所では無線が唯一の連絡設備なので交替も意の如くならず、吹雪を衝いて各鉄塔の巡回を行い、鉄塔脚部の除雪・雪庇の切りくずしを行う等、自然の脅威の下で決死の保守作業が行われる。

 送電線の亘長は右表に示す。(ケーブル鎧装亘長)
 支持物は、鉄塔・本柱が用いられていたが、高崎線の電化工事の時から60kV送電極線コンクリント柱使用された。
 電線には特殊の場所を除いて、鋼心アルミニューム撚線が用いられることになる。
 東京都区内の家屋密集地帯では、架空送電線を架設することが出来ないため、ケーブルを埋設している。鎧装延長的400kmは、新鶴見給電区で保守している。経過年数25〜31年が52.2%を占め、頻発する絶縁劣化の事故の復旧に忙殺されている。最近、新鶴見−大井町間に60kVOFケーブルの新設を見たが、今後更に都内電車運転用電力の増加に対応して、武蔵境−新宿間・赤羽−神田間の60kVOFケーブルの新設を行い、60kVの都心乗入を行うとともに目下工事中の武蔵境−新鶴見間の60kV送電線を150kV送電線に昇圧し、三島方面の電圧降下の面で、よい結果を得るであろう。

B 変電 top

 送電線によって送られた交流の電力を直流に変換して電車線路へ送るのを直流変電所といい、現在102個所ある。
 交流の電力を電圧の変更のみで送る交流変電所が7個所ある。

直流変電所
 交流を直流に変換するために、次のものが使用されている。
  回転変流機  158組 271,775 kW
  水銀整流器  104組 165,650 〃
  電動変流機   8組  16,000 〃
  電動発電機   2組  4,000 〃
 これらの機器の1組の容量は大部分2,000kWで、最近3,000 kWを使用し、1変電区としての最大は、新橋・大井町の両変電区で12,000kWに達している。
 近時、水銀整流器の研究が大いに進歩し、今後の変電所は大半これを使用することになろう。
 回転変流器もその特徴を生かし一部区間には使用されるが、横浜変電所では銅粉・カーボン粉の飛散付着と騒音防止のためにカバーをかぶせて強制通風を行い、良好な結果を見ている。
 33‰の急勾配をもつ奥羽本線福島−米沢間における3つの変電区にはインバータを設備し、機関車は電力回生制動を行っている。
 これは車両の下り勾配における加速力を利用して電気機関車の電動機を発電機とし、この発電力を制動力としている。
 発生した電力は他の同一区間の力行列車で消費され、また変電区に返して逆に交流にインバータで変換して送電線へ送るもので、電力節約に大いに役立つとともにスムーズかつ安全な高速運転がなされる。
 アプト区間の横川−軽井沢間は回転変流機変電所で回生制動を実施している。これは至極簡単に行うことができる。
 その他、変電区から交流3,300Vで、電灯・電力・信号用の電源を供給している。


主変成器(大井町変電所)


遠隔制御方式の変電所
 隣接変電所から機器の操作を電気的に行う遠隔側御方式の変電所が5個所あり、今後もこれを多数採用し人的節約が図られる。


富士変電所

吹上変電所

新宿変電所主変圧器

カバー付回転変流器(横浜変電所)

移動変電所
 車両上に一切の設備を備えて留置線と受電(20,000V)設備のある地点に随時移動し得る移動変電所が1両ある。

交流変電所
 7個所の交流変電所があり、交流の変圧のみを行う給電関係のものが5ヶ所、配電用のものが東京と大成の両変電所である。
      容量kvA 受電電圧V
  東京 12,000   20,000
  武蔵境 162,000  140,000(給電関係所属)
  新鶴見 67,500   60,000(  〃  )
  赤羽 43,500    〃(  〃  )
  小岩 27.000    〃(  〃  )
  大成 6,000   〃
  岡部 20,000  140,000(給電関係所属)
   計  338,000
 東京変電所は、東京駅・国鉄本庁庁舎の電灯・動力用電源の供給を行う。
 大成変電所は、大宮工場の電源変電所である。
 武蔵境ほか給電の5変電所は、それぞれ電圧を落して送電する変電所である。

C 配電 top

 変電所で直流に変換された電カはき電線を通じて電車線路、交流3,300Vで電灯照明用、動力用、信号用に配電される。
 これらの一切の設備を保守しているのは電力区である。
 全国に73個所の電力区と3個所の支区があって、この下に分区が445個所ある。
 分区には次の種類がある、
 配電分区 144箇所 電車線・高圧配電線の保守
 電灯分区 57    電灯・電力の保守
 電力分区 243   電灯・電力・高圧配電線の保守
 送電分区  1   送電線(福島−米沢間)の保守

配電線亘延長(26年度末)
         亘長   延長
 自動信号用  2,767km 7,046km
 電灯高圧用  3,292  11,222
 低圧用    7,359  23,557
   計    13,418  41,825

設備個数
 電灯  1,208,254個 74,706kW 平均 62W
 動力用
  発電機  91個 4,151kW 平均 45.6kW
  電動機 33,319 194,050    5.82
  変成器  5,972 16,507    2.77
  変圧器 28,661 506,070   17.65
  融雪器 26,025 37,356    0.143


東京駅丸の内南口照明


高崎電力区

熊谷き電室

ヤード照明

電修場 top

 電力関係電修場は東京と大阪に在り、変電区・電力区の機器類の修理・検査・試験を行うところである。
 変電所の回転変流器・変圧器の大型のものの更新修繕に当っては、ほとんど新品同様になる。
 運搬困難なものに対しては、現地修理も行う。

自動信号用高圧配電線
 主として単相3,300Vが使用され、電車線支持柱に添架される。
電灯電力用高圧配電線
 3相3線式3,300Vで配電し、随所に変圧器を設備している。
低圧用配電線
 単相200V、100V等とし、屋内照明、操車場照明(1kWで4〜6灯を鉄塔上に装置)小動力・融雪器(多雪区間のボイント融雪用)等に配電している。
 蛍光灯は、今後、益々増加することであろう。
 その他、戸畑配電室では、風冷の水銀整流器をもち、直流600Vで若松・戸畑の港湾荷役機械の電源用に供している。


回転機職場        試験職場



田端電修場

回転機職場

 
A 亀甲型セクション B コンパウンドカテナリ式   C シンプルカテナリ式     D 張力自動調節装置 

D 電車線路(架線) top

 電気方式は、大部分1,500V架空式でシンプルカテナリ式(C)コンパウンドカテナリ式(B)があるが、今後はシンプルカテナリ式で長い径間のものが実施される。
 支持物は、鉄柱・木柱・コンクリート柱等いろいろの形のもので作られているが、コンクリート柱が将来は多く使われる。
 近時、電気車の容量と連結両数の増加により、列車の所要電流は急激に増加し、この対策として複電車線の方式が福島−米沢間で実施された。
 今後種々の研究の余地はあるが、目下は1本の吊架橋から2本の電車線を吊っている。
 電車線の抵抗を減じ、従って電圧降下を防ぎ、集電状態を著しくよくする。
 電車線は一定の張力で張られるが、気温の変化によって伸縮する。
 電車線の張力を常に一定にするために図に見るように重しで張力の自動調整(D)を行っている。
 き電線は、電車線支持柱に添架し、列車密度・電気車容量等により条数が計算され、500〜100m毎にフィードブランチ(E)と称するものでき電線と電車線とを結んでいる。
 複線区間では上下のき電線を分け、両変電区の中間に(変電所間隔の長いとき)き電室を設け、高速度遮断機を設置して、事故電流を瞬時に遮断するようにし、またこの上下のき電線を結んで電圧の降下によい結果をもたらしている。
 電車線路は、いくつかの電気回路に区分される。
 これは事故時の区分遮断を行ったり、また工事を行う場合に便利である。
 これには電車線を切りはなしたエアセクション、中間に木材を挾んだウッドセクションがあるが、図のように2個の木材を絶縁して、亀甲型にした亀甲型セクション(A)が使われている。
 この絶縁区間に電車が停止すると前後のパンタグラフによって、絶縁部分を短絡することになる。
 これをバンオーバと称し、両区間の電圧に差があるときは電車線遮断の事故を起す。
 これを防ぐため写真のように柱に標示灯を付けて、セクションの所在を運転手に知らせるようにしてある。

 
E フィードブランチ

E 鉄道電化 top

 鉄道の電化とは、動力源を地上に移すことである。
 蒸気機関車は石炭のもつエネルギーを運動のエネルギーに自身の力で変換利用する。
 長さ・幅・高さ等限られた体積の中で行うため、火力発電所のポイラに比べ熱の利用率が悪く、火力発電所で電気のエネルギーとして電気機関車に送って、運動のエネルギーに変換した場合との仕事量を比較すると、同じ仕事を後者は1/2.4の石炭で行うことが出来る。
 すなわち同一区間を全部火力発電による電力で賄っても石炭の使用量は1/2.4で済むことになる。
 わが国は水力資源に恵まれていて、冬季の渇水期を除くほかは、水力電気で行い、渇水期の補助として火力発電を使用するから、蒸気運転の場合と比べて、石炭消費量は10%以下で足り、90%以上の石炭が節約されることになる。
 わが国の石炭は、北海道と九州の大部分に産し、水力の発電力は、本州の中央部に多く、また輸送量も中央部に多く、石炭の使用量も多い。


電化は進む、静岡駅を出る試運転列車

 従って、水力を利用して本州中央部の輸送量の多い地区の電化を行うことは、石炭の節約とともにその石炭の輸送用石炭・車両をも節約できることになる。
 わが国の石炭埋蔵量は少く、200年をまたないで枯渇する。
 この貴重な石炭を低能率な方法で使用することは許さるべきでない。
 石炭の節約とともに輸送力の増強、速度の向上、サービス改善等利点は数多いが、動力源として発電所・送電線・変電所・電車線の設備に多額の施設費を要するのが欠点である。


2 信号・保安 top

 鉄道によって旅客・貨物を輸送する場合、安全ということが最も重要な問題となる。
 いかに輸送が迅速に行われ旅行が快適にできても、事故が起って人命や荷物が損われては、鉄道は社会の信用をおとすばかりでなく、その公共的の使命を失うことになる。
 運転事故を防止して、列車運転の安全をはかることを保安といい、保安の分野は鉄道のあらゆる面に亘っている。
 即ち線路・車両は列車を運転する上に充分な強度を持ち、運転を安全に行えるように、配線その他の設備が施され、常に完全な状態を保持するために、検査や修繕が行われる。
 これらの条件を基礎として保安のための具体的な取扱方法と、そのための諸設備が必要となる。
 これを「運転の保安」という。
 運転の保安は、運転の取扱・閉塞・信号及び連動がその主要なものである。
 運転の取扱とは、列車組成の手続、即ち動力車の連結位置・編成両数・危険品積載車両の連結制限等、或は曲線・勾配線等における運転速度の制限、更に線路の工事を行う場合の手続等を規定してある。

@ 閉塞 top

 列車の衝突を防止するために列車を運転する線路を多くの区間に分割し、 1箇の区間には原則として1箇の列車以外運転しないようにすることを閉塞という。
 この区間は停車場或は数停車場間を1区間とするものと、停車場間を数個の区間に分割するものとがある。
 それらは単線・複線の別、列車回数の多寡等によって、おのおのその線区に適応した方式が採用される。
 単線区間では、票券式・通票式・通票閉塞式・連動閉塞式・自動閉塞式等があるが、一般には通票閉塞式が使用され、列車回数の多い場合は連動閉塞式・自動閉塞式が用いられる。
 複線区間では双信閉塞式・自動閉塞式が使用されるが、主として自動閉塞式が用いられる。

通票閉塞式 top
 通票閉塞式は1個の区間に一定の形式の通票(金属製の円板)を備え、これを携帯しなければその区間を運転することができないことするもので、その区間の両端の停車場にはこれらの通票を収容する閉塞器を備え、電気的作用によって両停車場の閉塞器からは唯一箇の通票しか取り出せないようにしてある。
 今A・B両駅間でAからBに向って列車を出す場合、Aから「列車進入できるか」の電鈴合図をBに送る。
 Bから承認の電鈴合図があった時、Aは送信電鍵を押して電流をBに送る。
 この場合Bの検電計は右方(半開)に傾斜して、Bは解錠用電鍵を押して下部引手を半開とする。
 次にBは送信用電鍵を押してAに電流を送ると、Aの検電計は左方に傾斜(全開)する。
 Aは解錠用電鍵を押し下部引手を全解して通票を引出しテキャリヤーに納め、駅長から機関士に渡しB駅長に届けられる。
 B駅長は受取った通票を上部引手を引出し納入して、下部引手を閉じてAに列車到着の電鈴合図をし、Aから承認の電鈴合図があった時、送信電鍵を押して電流をAに送る。
 この場合Aの検電計は右方(半開)に傾斜する。
 この時、Aは解錠用電鍵を押して、下部引手を閉じ通票閉塞器を定位にする。

自動閉塞式 top
 自動閉塞式は信号機と信号機の間を一閉塞区間とし、電気的に列車自体でその区間に対して閉塞を行う方式であって、閉塞方式中で最も保安度が高く、また閉塞区間を任意に短縮できるため、運転密度を高め、輸送力を対人することができる。
 自動閉塞式では閉塞区間のレールで 1つの電気回路を作るのであるから、閉塞区間の境界点では隣りの閉塞区間に電流が流れこまないように、レール継目絶縁を行って電気的に隣りの区間と絶縁する。
 普通の場合電源は閉塞区間の出口に接続してレールに電流を送り、区間の入口すなわち自動信号機の立っている側に軌道継電器を接続してレールに流れる電流を受けさせる。
 閉塞区間に列車が入っていない場合は軌道継電器のコイルが励磁され、その接触子を吸引して再び他方のレールに入り電気回路を構成する。
 軌道継電器のコイルが励磁されるか否かで、接触子により開閉される接点を介して、自動信号機の信号現示を変化させる。
 自動信号機は、その閉塞区間に列車が入っていなければ、常に進行または注意信号を現示するのであるが、列車が閉塞区間に入ると、車輪及び車軸は軌道継電器のコイルに比べて電気抵抗が少いから、電流は抵抗の少いすなわち通り易い車軸を通って短絡してしまう。
 このように列車が区間に入ったために、軌道継電器のコイルに流入していた電流が列車の車軸により短絡され、軌道継電器が無励磁となって今まで吸引していた接極子を落す。
 接触子が落ちれば、上部接点が離れて下部接点が付くから、自動信号機は緑色灯の回路が断たれ、赤色灯の回路を構成する。
 進行信号は閉塞区間が2区間以上開通しているときに現示する。
 また注意信号は同じく一区間開通しているときに現示する。
 この作用の選別は軌道回路の送電電流の極性を逆にすることによって行われる。
 すなわち次の信号機が停止信号の場合と進行及び注意信号の場合とで、軌道継電器の動作で区別して送電を変えるのである。


複線区間の自動閉塞信号装置

A 信号機 top

 信号機は、運転保安土に重要なもので、一定区間を運転する条件即ち進行・減速・注意・停止等を乗務員に指示するものである。
 現示の方式によって腕木式・灯列式・色灯式等に分類される。
 腕木式は、腕木の傾きの位置、灯列式は、2個以上の白色灯を 1組として、その点灯の組合せ、色灯式は緑色、燈黄色、赤色等の色灯によって信号を現示する。
 これらは常置されている信号機で、これには出発・閉塞・入換・遠方・通過等の信号機がある。


信号機器函内の機器

 
   腕木式場内信号機       腕木式電気遠方信号機       単灯型信号機    色灯式自動閉塞信号器

場内信号機
 停車場へ侵入する列車に対し、停車場入口に設ける信号機で、構内に進入の可否を指示する。
出発信号機
 停車場より出発する列車に対し、進出の可否を指示する。
閉塞信号機
 閉塞区間(一列車以外に列車を同時に運転しないように定めてある区域)の入口に設けて、その区間への進入の可否を指示する。
援護信号機
 停車場外で特に防護を必要とする箇所(線路の分岐、平面交叉或は可動橋など)を通過する列車に対し、通過の可否を指示する。
遠方信号機
 場内・出発・閉塞及び援護信号機に従属する信号機であって、これらの信号機の前方で、主体の信号機に向って淫進行する列車に対し、運行の条件を指示する。
誘導信号機
 場内または出発信号機が停止信号を現示している場合、列車を進入させる時は一旦圏外に停止させ、該信号機内に進入できることを指示する。
入換信号機
 停車場構内で入換する車両や列車に対し信号を現示するもので、この信号機を超えて進行してよいかどうかを指示する。
 出発信号機に従属する遠方信号機は、列車が停車場を通過できるかどうかを、場内信号機のところで予告するものであるから、これを特に通過信号機という。
 信号にはこれらの常置されているもの以外に臨時に使用するものとして、人の携帯する旗、灯による手信号、非常の場合に爆音或は火陥によって停止を指示する発雷信号、発炎信号等がある。


場内・出発・閉塞・入換信号機の信号現示


機械式入換信号機

電気式入換信号機


遠方信号機の信号現示


通過信号機の信号現示

B 連動装置 top

 信号機・転轍器は、相互に関連をもって操作されなければならない。
 例えば場内信号機に進行を現示する場合には、その列車の所定の到着線までの各転轍器が正当な位置に転換されていなければならない。
 そこで転轍器が正当な位置に転換されなければ、場内信号機に進行信号を現示することがてきないような装置とする。
 このように或る条件を満たさない時にその機構を鎖錠する作用を連動といい、関係のある信号相互作用、信号機と転轍器間、或いは転轍器相互間にこのような配置が施されている。
 連動装置には、次の第一種および第二種の別がある。

第二種連動装置
 信号機は普通停車場の適当な場所に、集中された信号テコで操作される。
 転轍器は、総て現場で転轍手が取扱う。
 また信号機と転職器相互間の連鎖関係も現場で行われる。
 中間の停車場ではほとんど第二種連動装置であるが、その中にも機械式と電気式がある。
 機械式信号機では信号テコと信号機との間は鉄線で繋がれ、関係転轍器との連動関係は操縦鉄線の途中で、第二種連動機という信号桿と転轍桿切欠の喘み合せによって鎖錠する。
 これを第二種機械連動装置という。
 信号機が電気式の場合は操縦鉄線を使用しないから、機械的に連鎖関係を行うことができない。
 その場合現場の転職テコに電気鎖錠器を取付け、電気的に信号機と転職器に連鎖関係を付する。
 これを第二種電気連動という。


第二種機械連動機


電気鎖錠付転轍テコ

第一種連動装置
 停車場構内の作業が煩雑で信号機や転職器の設備数の多い所では、第二種連動装置ではこれらを迅速にまた問題なく取扱うことが困難であるから、信号テコを 1箇所に集めテコ相互間に必要な連鎖関係を施すことにする。
 その連動部を第一種連動装置という。
 第一種連動装置には以下の機械・電気機・電気・電空・電気継電・電空継電等がある。


第一種機械連動装置
 構内に散在する信号機・転職器・轍査棹等を、鉄管または鉄索を用いて1箇所に集めテコに依って動かす装置である。

第一種電気機連動装置
 信号機を電気テコで転轍器を機械テコで扱い。
 遠距離のために機械式では操作困難な転轍器がある場合は転轍テコを電気テコとすることがある。
 テコ相互間の連鎖関係は、機械連動機の鎖錠部で機械的に取扱われる。

第一種電気連動装置
 列車の出入・入換作業が相当頻繁な構内では、信号テコも転職テコも電気によって操作する全電気式の電気連動装置が用いられる。

第一種電気継電連動装置
 信号機や転職器等の祖互間の連動を継電器だけで行うもので、制御盤と多数の継電器とからできている。
 継電器には直流の挿込式小形のものが使用される。
 制御方式には進路テコ式と進路選別式がある。
 前者は総ての進路毎にそれぞれテコに設けて扱うことにより進路上の転轍器を総括制御するもので、後者は出発点にテコを到着点に撰別用の押ボタンを備え、これらの組合せ操作により進路上の転轍器を総括制御するものをいう。

第一種電空運動装置
 電気動動装置と同種の電気連動機を使用するが、転轍器を操作するのに圧搾空気を用い、制御に電気を用いるものを電空連動装置という。
 信号扱所内に空気圧縮機を設け、圧搾空気を気送管により転轍器を操作する。
第一種電空継電運動装置
 電気継電連動装置と同様、信号機・入換標識等を電気により、転職器を電気および圧搾空気により操作するものをいう。

C 転轍器 top

発条転轍器

 単線区間の行違駅のように、常時運転する列車の進路が一定している場合に利用される。
 発条によって定位に保たれるもので、背向列車の反位通過の場合は車輪のフランジで割り出して進み、車輪が1輪通過する毎に定位に復することは、転轍器に絶えず衝動を与え運転上にも危険が伴うので、これを防ぐために緩衝器を用いて定位に復すのに一定の時間を要するようになっている。
 もし反位の対向列車通過を必要とする場合は、転轍器に取付けられたテコで転換できる構造で、背向運転に対しては転換に転轍子を必要とせず、人件費を省き運転費の軽減を目的とした設備である。
電気転轍機
 信号扱所より遠距離の転轍器、転換回数の多い転轍器及び複雑な構内の転轍器を操作するには、手動の伝動管では重くまた構内の配管も厄介なので、電気によって転換させる転轍器を利用する。
 電気転轍機の場合は配線もトラフ内に収めるので、用地も余り拘束されない。
 電磁型のものと電動型のものがあるが、高速鉄道では、電動型のものが利用される。
 また直流式と交流式があるが、一般に交流式が利用される。
 テコを扱うと制御器を通じて電気転轍機の電動機が回転して、歯車により動力を転換鎖錠装置に伝える。
 尖端レールの転換動作が完了すると、電流を断って動作が終る。
 尖端レールの密着状態、鎖条の完・不完、或は転轍器の定・反位を表示する電気回路の開閉器を有し、表示継電器を動かしてその操作を制御している。
電空転轍機

 圧搾空気を動力として転轍器を転換し鎖錠する。
 電気転轍機より構造が簡単で保守が容易であるが、気送管を設設しなければならない。
 ビストンの運動によってエスケープメントクランクを直接動かすので、転換時分は短く動作も強力である。
 電気連動機のテコを扱うことにより電磁弁が働いてシリンダに圧搾空気を供給しピストンを動作させる。
 表示回路は電気転轍機と同様である。

D カーリターダ top
 操車場の高い丘(ハンプ)から貨車を方向別に各仕訳線に流れこませる際、頂上から下降する列車を適当な速度に制動して、所定の位置に止めることは重要な作業である。 
 1車毎に連結手が添乗したり或は途中から飛乗ったりして、手と足でサイドブレーキを操作して制動する。
 そのため多数の連結手が必要であるし、危険作業のため死傷事故も少くない。

 またサイドブレーキが不良の場合はいろいろ困難な作業を伴い、操作能率を低下させる。
 これらの点を解決する目的で、手動制動の代りに機械的に制動するものがカーリターダーである。
 カーリターダーは、ハンプの勾配線路の途中或は仕訳線のあたまに設けられる制動機で、自走して来る貨車の車輪を両側からはさみ、貨車の種類・強度・停止位置等により適当な制動を行う。
 転轍器のテコが設備されているテコ扱所内に制御盤が設けられ、このテコを操作すると動力室で作られた圧搾空気が制動機に流入して、制動機の制動靴の間隔が車輪の幅より僅かに狭くなり、ここへ車輪が割込んでくるので車輪と制動機の摩擦抵抗によって貨車の速度が減殺される。


操車場とカーリターダー

  
ハンプ信号機               カーリターダ制御盤              カーリターダ

 

E 踏切警報機 top

 踏切警報機は列車の接近を通行者に予報し通行を停止するよう警告すらもので、音響式・閃光式・発声式等があるが、国鉄では警報電鈴・警標・閃光する警報灯を備えた閃光電鈴式を採用している。
 踏切道に接近する列車自体で自動的に列車接近を警報する。
 警報機は列車が踏切道にかかる約30秒前から警報するよう装置するのが普通で、警報時間は速度に関係するから線路の勾配その他により警報機の制御区間の長さは多少相異するが、600〜800mである。
 警報機を動作させる回路構成は、軌道接触器によるものと軌道回路によるものが一般に用いられる。
 軌道接触器とは列車がレール上を運転するとき、その重量でレールが撓むことを利用して電気回路を構成させて、警報機を始動しまた終止させるものである。


踏切警報機

軌条接触器

F 雪崩・落石警報機 top
 雪崩または落石のおそれのある箇所に設備するもので、危険個所に柵を設けて電線を張り、雪崩または落石によって電線が切断されると、警報識の危険信号現示回路を構成し、両端駅或は踏切番舎に設備されたベルを鳴らせる装置である。
 警報器の信号灯は電池の消耗を防ぐために、接近点灯式といって常時は消灯して、列車が軌道回路に進入すると点灯するようになっている。


雪崩警報器


雪崩警報装置回路図

3 自動列車停止装置 top

 列車追突事故防止のための保安設備で、運転士が信号を見誤るようなことがあると、追突事故を起すおそれがある。
 信号機の手前一定の距離にこれを設備し、自動閉塞信号機と関連させ、自動的に制動して列車を停止させ事故を未然に防止する装置である。
 その制御方式に2種ある、
 第1は停止信号現示の場合だけ作用する方式、第2は3位式信号機の停止現示だけでなく注意現示の場合にも作用する方式である。

自動列車停止装置の種類
 機械接触式・磁気誘導式・連続誘導式等がある。
 このうち機械接触式はトリップアーム形で、構造が簡単で、わが国の地下鉄で採用されている。

機械接触式(下図参照)
 線路側にトリップアームを装置し、このトリップアームは平素はレール面以下に倒れているが、信号機が停止信号を現示しているような場合にはレール面上に現われて、車両台下制動管から分岐して取付けられたコックに接触激突して、制動管の空気を大気に導き自動的に制動作用を起すものである。
 車上装置のトリッバーaが地上装置に触れると、bによりc弁が動かされ、吐出弁d室内の空気を吐出す。
 (c弁はd室内の圧搾空気がある限度まで低下しないと戻らない)
 その結果吐出弁が作用し制動管の圧搾空気は吐出管を通じて吐出され、車両に制動作用を行う。
 トリッパーを使用しない場合は、ロックcを使用し、圧搾空気を入れてトリッバーaを傾斜させ、地上装置に触れないように保持させる。
 コックAは、この装置を使用しない場合に締切るもの。
 ロックBは、中間車となった場合に締切るもので、コックを開閉するとともに、電気回路を開閉するようになっている。
 コックCは、把手を手で支える間は、圧搾空気を供給し、手を放せば、供給した空気を吐出すようになっている。

信号通信区・信号区・通信区
 信号・通信保安設備の保守、工事並びに運用を担当する所で、保安設備の密度により信号区・通信区・信号通信区に区別される。従事員約11,700名、信号区は新橋ほか8個所、通信区は新橋ほか6個所、信号通信区は全国主要駅57個所にある。

  
建柱作業             信号機器保守作業            電気転轍機保守作業



電修場
 信号・通信・電力関係機械機具の解体検査及び修繕を担当する所で、倉賀野・東京(分場)・草津は信号及び通信、田端・大阪は電力関係専門、そのほか名古屋・広島・丸亀・門司・新津・仙台・札幌では信号・通信・電力の職場がある。
 従事員約1,700名。


通信機器職場(草津電修場)

信号継電器職場(札幌電修場)


通信機器試験職場(丸亀電修場)

閉塞器職場(倉賀野電修場)

4 有線通信 top

 管理部門と現場を通じて全国にある多種多種の機関は広範囲に亘り、膨大な数に及んでいる。
 これらの各機関や現場相互間には、密接な関係があって、距離の遠近を問わず、常に迅速な通信連絡を必要とする。

 安全な運転、確実な輸送を行うためには、通信を確保しなければならない。
 国鉄では電信・電話の専用設備をもっていて、毎年25億円に上る経費をかけている。
 通信設備を大別すれば、次の通りである。
 @電信線       A 電話中継線  B交換加入連接線  C交換加入単独線
 D区間電話線    E構内電話線   F指令電話線     G電気時計線
 H時報回線     I電鈴線     J表示回線
 ABCに示す回線は、電話交換機を経由して交換手の接続、或いは自動交換により希望個所と通信を行い、交換所間を結ぶ電話中継線を介して遠距離の通話も可能である。
 D−Eの回線は、交換に加入せず、数個の電話機により、最も関係の深い関係相互間のみの通信を行う。
 Fの指令電話回線には、運転用、配車用及び電力用があり、各系統或は地区毎に別れる。
 親となる指令電話装置が各鉄道管理局所在地やその他中継地点の指令所に置かれ、ここから現場に連なる子電話によって、作業または臨機の処置が直接指令される。

新宿電務区
国鉄最新の規模をもつ電務区、昭和26年11月竣工、
自動交換機容量700回線、無線中継台8台
電務区 top

 電話交換と電信送受信の業務部門を担当しているのが雷務区てある。
 電信機・電話交換機その他の諸設備が設けられてある。
 すなわち継電器架・搬送電信電話装置等の機械部門、各種配電盤・試験台等の回線、集中並びに試験を行う部門、電池類・充電用機械、配電盤等の電源部門がある。
 次に掲げる7枚の写真がその大体を示している。

東京電務区電話交換室

本庁内搬送通信機室

東京電務区電信室

本庁内回線試験室

本庁内自動交換機室

本庁内電池室

本庁内電源機器室

その他 top

印刷電信機(テレタイプ) 
 操車場に対しての列車相成表の送達、操車場内での分解表送付等に使用される。
 正確・迅速が特徴である。一般通信・統計の面へも具体化しつつある。
 通信速度 1分間375字、在来の手送電信機の3〜4倍である。
 受信機はページ式で、受信したものをそのまま配達することができる。
東京指令所
 運転、配車関係の指令所である。指令員が列車ダイヤと首つ引きで、所要駅を呼出して指令している。
 列車の動きを最もよく感じとれるのはこの室である。
 東京指令所は東京鉄道管理局管内全部にわたり指令を発するところである。
 昭和27年2月竣工、国鉄最新のものである。指令装置は、全部で7台ある。

ケーブル通信線路(地表式)(門司−小倉間)
 通信線路には架空と地下の別がある。
 架空には裸線とケーブルを併用し、地下にはケーブルのみを使用している。
 地下式では保安上不利であるので、常時点検できる地表式も多く採用されている。


架空線路(品川−大井町間)

5 無線通信 top

固定無線電信
 国鉄本庁(東京)を中心として各鉄道管理局間を結ぶ固定無線電信で、本庁対地方及び地方対地方の無線系を楷成し、事業用として電報の送受信を行う。
 空中線出力は東京400ワット、地方200ワット、周波数は8メガ台2波、4メガ台1波の3波を交互に振換えて、通信( 1日約1,000通)を行っている。


東京固定無線外観


400W固定無線送信機

移動無機電話 top
 国鉄では過去において種々な災害によって有線通信が杜絶して連絡の途がなくなり、輸送上に支障をきたした経験が多く、無線通信の必要を痛感し、研究・試験の結果、最初に雪害対策無線電話を構成し、引き統いて風水害対策無線電話系を、また不時に発生する地震・土砂崩壊等の場合に逸早く現場に急行して無線電話系を構成し、復旧応急対策に万全を期するために、小電力の無機機を設備している。
 これには距離的な問題災害区間が広い場合と一小部分の場合によって、空中線電力50ワット・30ワット・5ワット等の無線機を移動して使用している。
 周波数は、2メガ台と3メガ台を使用している。
 終戦後設備の拡充を行い、現在全地域にわたり101箇所で192台の無線機が日常活用され、災害に待機している。
 移動方法としては、その時々によって、自動車・軌道自動車・軌道自動自転車・急援列車等によっている。


5W無線機


30W移動無線機

4000メガ極超短波時分割多重無線通信

 青森−函館間の海峡無線系として中短波無線と、400メガの極超短波無線があるが、26年新たに回線不足のため、23通信路を包含するこの設備を設置した。
 青森を起点として途中2箇所で中継し函館に終っている。
 いままでの無線機と異なる点は、電波の伝わりが直線性を帯びているので、空中線は放物面を利用して電波を集束して送り、受ける方は窓中線の放物面で受けて、 1点に集中させて導波管に伝えている。
 23通信路を重畳変調する方式は、時分割変調という方式を用いている。


4000MC中継所


    4000MC端局   4000MC送信機 4000MC受信器

400メガ極超短波多重無線通信 top

 通信路3並びに6を重畳して通信する。
 これは八木式空中線により指向性を特たせて電波を飛ばしている。
 現在は同じ個所で平行運転、すなわち4つの周波数の組合せを適当に配分し、送受無線系を2回路構成している。

400MC送受信機


400MC通信所と空中線

レーダ

 船舶航行安全施設として、日本で初めてレーダーを設備したのは、青函連絡船である。
 続いて宇高連絡船にも設備した。その構成は、回転空中線・送受信機・指示器とよりなる。
 船舶周囲の地物がブラウン管面に白色で影像される。
 この影像は、残光性があるので、空中線が 一回転して、再度影像するまで、指示面一杯に像が映される。
 通常 1分問に10〜15回転する。また距離目盛が人つでいて、30〜40浬から約1/2・1/4・1/8・1/16の偶数倍の距離を切替えて、地物を影像することができるので、障碍物の距離も算定することができる。


レーダ空中線         レーダ表示盤

操車場無線電話 top
 構内の広い操車場では運転室と入換機関車との連絡が多く、これまでは構内に有線電話機を所々に配置し、不便な連絡をしていたために、旗を振る操車掛の労働条件が最も大きく、四六時中の緊張感も大きかった。
 しかるにこの無線電話機を取付けてからは、運転室から各入換機関車を呼び出して通話ができ、現在位置も知ることができる。
 一方、操車掛の方からは作業状態の報告も簡単にできて、能率の向上と無駄な時間の空費も少くなり、構内掛・機関車等の人員、機材を節減することができる。
 周波数は、150メガ台FM方式2波で、同時送受話、空中線電力約20ワット。
 機関車に取付が不便なために、特別な車を連結して、無線機及び蓄電池電源を搭載している。
 呼出しは特殊な継電回路を作りブザーを動作させ、運転中でも楽に通話ができる。


固定用無線電話(神戸港駅)


移動用無線電話(神戸港駅)

 

誘導無線電話 top

 長距離列車に取付けて、主要駅とを結ぶ電話線。
 進行中の列車と駅との連絡の方法がいままでなかったので、終戦後、種々検討して改良を加えた。
 通話は、非常に良好であるが、既設の通信線路を空中線として使用するので、他の通信線に及ぼす影響が大きく、今その対策を研究中で一般には公開されていない。

誘導無線列車搭載用送受信機

排雪車連絡用超短波無線電話 top
 現在降雪の最も多い地方に、2・3箇所使用している。
 ロータリー・マックレー排雪車は、同時に 1閉塞区間に、2箇列車が運転するので、先行・後続の列車間の連絡を緊密にする必要があるので、この無線電話が使用される。
 地形、地物、鋼鉄の車両等に禍されて、空中線電力が小さいために、電波伝播が悪く、種々研究中であるが、使用上には差支えなく、現在、上越線で冬期間使用している。
 設備は、運転指令室で、直接排雪車を呼出すことができ、位置と作業終了後の運行を直接指令することができるので、能率をあげている。


排雪車無線電話機空中線

超短波無線電話

 比較的近距離間において、船舶が港湾に入るとき、岸壁に近づくまでの陸上との連絡、近距離間の連絡船並びに狭隘な水路の汽船相互の運行、連絡に使用している。
 150メガ台AM方式・FM方式の2種類で、空中線電力約20ワットの同時送受話を用いている。現在、船舶10隻、陸上設備4箇所に設置している。


超短波無線電話機

top
***************************************