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2014年12月10日 (水)

手動の転てつ器 その1

前々回に電気転てつ器についての記事を書きましたが、今回は手動の転てつ器、そのうちの現場で転てつ転換機を使用するタイプについてです。

全体の構成をモデル的に表現すると下図のようになります(あくまでイメージです(汗))。

2r
・構成要素としては、転てつてこ、直角クランク、エスケープクランク、そしてプランジャーと鎖錠かんからなる転換鎖錠装置があります。
・転てつてこ、直角クランク、エスケープクランクはいずれも固定されたA点を中心に回動できるように支持されています。
・鎖錠かんとエスケープクランクの一端は分岐器の先端軌条に固定されています。
・エスケープクランクの他端は、直角クランクの一端に設けられたローラーが接するようになっています。
・鎖錠かんには2か所の凹部が、プランジャーには2か所の凸部が形成されており、これらは互いに係合が可能になっています。

次に動作の説明です。

1r
・この状態を定位とします。
・鎖錠かんの一方の凹部とプランジャーの一方の凸部が係合していて、先端軌条は固定(鎖錠)された状態になっています。
・この状態では、直角クランクのローラーが接している面(エスケープ面)は、ローラーの軌跡(回動支点を中心とする円弧)の接線となるように形作られています。
・今、反位に転換しようとして転てつてこを少しだけ引いたとします。

2r_2
・直角クランクは若干回動しますが、この範囲ではエスケープ面がローラーの軌跡の接線となっているため、ローラーはエスケープ面を摺動するだけでエスケープクランクは回動せず、すなわち先端軌条は動きません。
・一方、転てつてこに連結されたプランジャーは移動し、鎖錠かんとの係合が外れます。
・すなわち先端軌条が解錠されたことになります。

3r
・さらに転てつてこを引きますと、ローラがエスケープ面を外れて溝にはまりこみ、エスケープクランクが回動を始めます。
・すなわち先端軌条が移動を始めます。

4r
・さらに転てつてこを引きますと、やがてローラは溝を外れて反対側のエスケープ面と接する位置にまで達します。
・こちら側のエスケープ面も、ローラーの軌跡の接線となるように形成されています。
・この段階で先端軌条の移動は完了し、反対側の基本軌条に密着する状態になっています。

5r
・転てつてこ限界位置まで引きますと、この間ではローラはエスケープ面を摺動するだけでエスケープクランクは回動せず、すなわち先端軌条は動きません。
・一方プランジャーはさらに移動し、反対側の凸部が鎖錠かんの反対側の凹部と係合します。
・すなわち先端軌条が鎖錠されたことになります。

このような一連の動作で反位への転換が完了したことになります。
定位に戻すには転てつてこを反対側に転換させます。

以上のように転てつ転換機での転換動作は電気転てつ器と同様に
1)先端軌条の解錠
2)先端軌条の移動
3)先端軌条の鎖錠
の3つの工程からなっているわけで、これらをてこの操作による往復動作だけで行うためにエスケープクランクが用いられています。

現物はこんな感じ。

19800309c03ar
・川端駅です。
・ちょっとわかりづらいですが、転てつ器標識を回転させる動力は転てつてこからではなく先端軌条から取っています。

P1050696
・藤枝駅です。
・転てつ器標識の手前の箱の中に直角クランクとエスケープクランクが収められていると思うのですが、わざわざ箱が用意されているということはひょっとしたらそれだけではないのかもしれません。

19800309f09r
・北宇智駅です。
・直角クランクとエスケープクランクです。

19790810h09r
・弥彦駅です。
・転換鎖錠装置です。

19791005c11r
・同じく転換鎖錠装置です。蓮町駅です。

ところでエスケープクランクにはもう一つの性質があります。

11r
上図のような状態の時に、先端軌条に対してこれを割出す方向への力が作用したとします。この力はエスケープクランクを回転させようとし、エスケープ面がローラーを押すことになります。
ところがローラーがエスケープ面から受ける法線方向の力は直角クランクの回動支点方向となるため、直角クランクを回動させようとするモーメントが発生しないことになります。
すなわち先端軌条を鎖錠する機能をエスケープクランク自体が有しているわけで、現実に転換鎖錠装置が設けられていないケースもあります。
ただそうは言いましても、いろいろな誤差等を考えますとエスケープクランクだけで先端軌条の鎖錠を行うには若干の不安を感じますので、重要度の低い転てつ器に限って使用されているのではないかと思います。

P1070431r
・初狩駅です。転換鎖錠装置は設けられていません。

P1030980r
・新所原駅です。同様です。

P1060071r
・岳南鉄道線の吉原駅です。本線上ですので結構重要な分岐器だと思うのですが転換鎖錠装置は設けられていませんね。ちょっと意外。

19790828f11r
・郡家駅です。
・先端軌条からは3本のロッドが伸びていますが、それらの行先はエスケープクランク、転てつ器標識、第2種機械連動機であって転換鎖錠装置はありません。
・この場合は連動機が鎖錠装置を兼ねているということ? いやいや、入換のときは連動機では鎖錠されないですからね・・・。

P1070283r
・最後にオマケ。安中駅です。
・脱線器の場合も転てつ器標識の回転動力は脱線器から取っていますね。

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コメント

 無理な転換への質問にお答えいただきましてありがとうございます。
 でもその場合はエスケープクランクもプランジャーも動かず破損するわけですね?
 気がかりなのは、どこが破損するのか、信号保安システムへ異常事態を知らせるのはどの部位なのか、という疑問です。
 しつこい質問でごめんなさい。

はい、酔っ払い乙です。
藤枝駅の掲載された転轍器は、昨年、2013年の夏頃に撤去されちゃいました。
下り副本線の外側に側線があったのですが、上り側のこの転轍器から跨線橋の真下近くまで、剥がされてしまいました。
また、上り副本線も貨物側線があった時代の名残の引き上げ線が田沼街道踏切を越した辺りでスッパリ、ただの安全側線になって砂利盛りだけになってしまいました。

万一、車両が転動して、背向側から侵入してしまった場合の対策の一つに、名称がよく分かりませんが、バネとダンパとリンクを納めた五角形のボックスがあります。
基本的に先端軌条を基本軌条に密着させるものですが、割り出してしまったときに反転させて反対側の基本軌条に密着させるモノです。
あと、軌道回路がある区間なら、混触してそれを検出して警報が鳴る、のでは無いでしょうか。

C6217さん、「電気転てつ器」に記事のコメントにも書きました通り、
>どこが破損するのか
>異常の発信はどこが行うのか
については、すみません、いずれもよくわかりません(汗)。
ただ、その後名無し信通区さんより同記事にコメントをいただいておりますのでご覧になってみてください。

酔っ払いのbad.Ⅳh-95さん、そうですか、撤去されてしまったんですか 。無常ですね。
割り出し時については、おっしゃる通り破損させないような機構をそなえた転てつ器があるようですね。詳しいことは知らないのですが(汗)。

お久しぶりです。

実は昭和47年改訂の信号設備施設基準規程を入手しましてちまちまと読んでいるのですが、連動図表調製図記号の「転轍転換機」の項に
「備考:エスケーププランジャ又は転換鎖錠器を使用したものにはNO.1、エスケーププランジャ又は転換鎖錠器及びエスケープクランクを使用したものにはNO.1.2、エスケープクランクを使用したものにはNo.2、アジャストクランクを使用したものにはNO.3を記載する」
と、記されています。

おそらくこのページで解説されているのが転換鎖錠器+エスケープクランクを使用したものと、エスケープクランクのみを使用したNO.1.2、No.2の解説だと思うのですが、いくら調べても「転換鎖錠器のみの使用」パターンは見つからず、また、エスケーププランジャというものは謎に包まれておるのでご存知ないかとお聞きした次第です。

アジャストクランクに関しては一応ここ↓
http://www.lazyjack.co.jp/home/non.php?catid=32&page_5.html
にちょろっと書いてありましたが・・・

km_207様

僭越ながらご返信申し上げたいと存じます。

まず、このページで紹介されているもののうち、川端・藤枝・蓮町のものは、「エスケープクランク」と「転てつ鎖錠器」(本文中では「鎖錠装置」と説明されていますが)を使用した転てつ転換鎖錠装置です。
この「エスケープクランク」と「転てつ鎖錠器」を併用したものを「エスケーププランジャ」と称します。
(「配線略図に記載する記号」では「No.1」で表す)

次に、初狩・岳南吉原・郡家のものが、「エスケープクランク」を使用したものです。
(同「No.2」)

そして、安中の脱線器はアジャストクランクを使用していますので「No.3」です。


そして、前記「No.1」のうち、転換鎖錠器のみを使用するパターンは、このブログの記事「手動の転てつ器 その3」における関西本線加太が該当します。
http://goo.gl/CP4XiS
http://goo.gl/1YKDtg
すなわち、「転換鎖錠器(鋼索用)」を用いた転てつ器転換鎖錠装置です。


なお、「No.1.2」は「エスケーププランジャ又は転換鎖錠器及びエスケープクランクを使用したもの」と定義されていますが、これは2動の転てつ器において、片方がエスケーププランジャ又は転換鎖錠器、もう片方がエスケープクランクのみというような箇所が該当します。


http://81r.in.coocan.jp/siryou/P397.jpg
上記は「信号設備施設基準規程」(以下「信施」)の「連動図表の記載例」からの引用です。

この図のうち、まず52号転てつ器は、本線の転てつ器で、上り列車が転てつ器に「対向※」進入する転てつ器であるので「No.1」の「単式」鎖錠装置の設備(信施48条2号ア(ア))。

53・54・55号転てつ器はいずれも本線の転てつ器ですが、いずれの転てつ器も列車は「背向※」進入となるため、「No.2」の「簡易」鎖錠装置の設備(信施48条2号ア(ア)ただし書き)

そして2動の51号転てつ器の場合は、イ号は上り列車が対向進入するので「No.1」の設備をしますが、ロ号は乗り越し転てつ器のため「No.2」を設備しています。(信施48条2号ウ)
したがって、この51号転てつ器は「No.1.2」となるわけです。


http://81r.in.coocan.jp/siryou/shinshi.jpg
信施の参照条文です。


※分岐器の「対向」と「背向」については下記をご参考に(ご存じでしたら失礼しました)
http://goo.gl/9AG6h1

たいへん長文にわたりましたが、ご参考となれば幸いです。

てつ様、素早い解説ありがとうございます。

いくつかわからない点があるのですが、

①エスケープクランクのみでも鎖錠(簡易ではあるものの)は可能で、その際の記入は「NO.2」である、そして転換鎖錠器を附加し、強固な保安度にしたものが「NO.1」であることでよろしいのですよね?
NO.1とわざわざ1番目であるあたり、採用例が一番多いのもこれではないかと思うのですが実際のところはどうなのでしょう。
そして、「NO.1.2」が使われるのは転轍双動機のみ、ということでしょうか?

②「複式」についてですがこれがよくわかりません。
単式はこのページの写真にもあるようなものでしょう。しかし、複式というのは「転轍機の転換並びに照査及び鎖錠を二本のてこで扱うもので、」とあります。
これがよくわかりません。
てこを二つ必要の転轍機・・・とはなんぞや・・・

③おそらくお持ちの信施は私と同じものだと思うのですが、第48条の解説されているP87上から7行目に「なお、接着と密着という言葉がしばしば使われるが、この用語の相違は、トングレールにことさらに圧力を加えなくても基本レールにくっつく状態を接着といい、圧力を加えてトングレールを基本レールに押し付けている状態を密着という。
したがって、例えばスイッチアジャスタの調節により密着度を確保し、転轍鎖錠器により接着を照査することになる。」
とあります。

しばしば登場するこの「照査」の文字ですが、これが意味しているものは現代のセンサーのようなもので「速度照査65km/h」といった近代的なものではなく、「転轍鎖錠器に各鉄管が引っかかることなく(凹部に凸部が組まれている=転換がしっかり終わっている)転轍転換した」ことが確認できたら、特別な装置等は必要なく「転轍転換を照査した」ということになるのでしょうか。

④「エスケーププランジャ」=「エスケープクランク」+「転換鎖錠器」とのことですが、NO.1には「転換鎖錠器」のみの使用でもNO.1を使うとあります。
この場合「接着及び照査」は転換鎖錠器が行うとして、「密着」の確保はどの部位が行うのでしょうか?

この四点、どれかご存知でしたら教えていただきたいです。

そういえばこれは少し本題と関係ないのですが、配線図を見るとたいてい分岐器は「22」「51」といった中途半端な番号から付番されています。

これには理由があるんでしょうか?

km_207 様

わかる範囲でお答えいたします。

(1)
「転換鎖錠器」ではなく「転てつ鎖錠器」をエスケープクランクと併用したものを「No.1」と記載します。
また、「転換鎖錠器」はこれ単体で設置する機器で、これも「No.1」とします。
No.の付与方は、保安度の高い順というところかと思います。
 「No.1.2」については、ご指摘の通りです。


(2)
「複式鎖錠装置」は、下記のように、転てつ器を転換させるてこと、転てつ器を鎖錠するてこが別に設けられている装置です。
http://blog.railmec.info/?m=20120719
http://goo.gl/5MwkHu

これを取り扱うには、まず鎖錠てこを定位にして解錠し、転てつてこを扱って転換し、改めて鎖錠てこを反位にします。


(3)
これは全く御説の通りで、転てつ器が完全に転換され、転てつ鎖錠器のロックロッドの切欠きに差込桿が正しく挿入されたことが、正当な転換を「照査」したこととなります。'check'の訳語です。


(4)
上記の通り、「エスケーププランジャ」は「エスケープクランク」と「転てつ鎖錠器」の組み合わせです。
密着の確保は上記画像中の「スイッチアジャスタ」によって行います。


転てつ器の番号付与方については、明確なルールは規定されていませんが、一般に、信号機数の少ない第2種連動装置では1から20までを信号機番号とし、21以降を転てつ器の番号とします。
そして、起点寄り最遠を21、終点寄り最遠を51とし、駅中心に向かってそれぞれ番号を振っていきます。

20番台や50番台の転てつ器をよく見かけるのはそのためです。

てつ様

なるほど、よくわかりました。

転てつ鎖錠器というものは検索かけてもわかりませんでしたので、おいおい図書館等で知識をつけたいと思います!

漢字が似ていたり、突然のカタカナワードだったり、保安かかわるものは至極難解ですね・・・

km_207さん、興味深いご質問ありがとうございます。そしてまたてつさん、これに対するご回答ありがとうございます。勉強になります(汗)。

私からも少し質問させて下さい。

①「エスケーププランジャ又は転換鎖錠器を使用したものにはNO.1」の記述の「転換鎖錠器」ですが、これは複式のものに使用されるものと考えてよいのでしょうか?

②現場扱いの転てつ器で複式のケースってあるんでしょうか?

f54560zg管理人様

お答え申します。

(1)
No.1の定義にある「転換鎖錠器」は、「信施」においては一般に「転換鎖錠器(鋼索用)」を指すものとされております。
また、「転換鎖錠器(鋼索用)」は、貴ブログの加太駅
http://senrohaisenzu.cocolog-nifty.com/blog/2008/04/1980316_a069.html
や外房線の一部の駅などにあったもので、1台に対しててこは1本ですので「単式」の設備となります。

ちなみに、かつては鉄管伝導による転換鎖錠器も存在しました。
http://goo.gl/yVySuA
(「運転より見たる保安装置」(1934)より)

が、機能、目的が同じものが2種類あるのは好ましくないということで、「信施」の制定時に、いわゆる「鋼索連動」を除き、単式鎖錠装置はエスケーププランジャの方式に統一することとされました。
http://goo.gl/yVySuA


(2)
検証がやや不十分なところもあり、個人的推測も含まれますが、現場扱いの転てつ器で複式の例はほぼないと思います。

エスケーププランジャによる単式鎖錠装置は、かつては長期の使用に伴って少しずつ狂いが出るのが弱点とされていました。
そのため、単式ではなく複式鎖錠装置が、テコと転てつ器が遠く離れることが多い第一種機械連動装置の、転てつ器に対向する本線進路のある転てつ器に設備されました。
(戦前は複式鎖錠装置を「フェース・ポイント・ロッキング」や「対向転轍器鎖錠装置」と称しました。)
http://goo.gl/MplvOP
http://goo.gl/bscMyE
(「鉄道工学. 下巻」1942)

したがって、テコと転てつ器の距離が比較的短い現場扱い転てつ器、すなわち第二種機械連動装置の設備された停車場では、転てつ鎖錠器等を設けることはせず、「第二種連動機」のはたらきにより、関係する信号テコを反位にすることで転てつ器を鎖錠するものとしました。
http://goo.gl/pDbT1N
(「運転より見たる保安装置」(1934)より。「第107図(B)」が、エスケープクランクと第2種連動機による鎖錠装置)

その後、単式鎖錠装置の信頼度が増したのか、詳しいところは未検証ですが、「信施」にあるように本線の対向進路のある転てつ器にも単式が使用できるようになったようです。

てつさん、ありがとうございます。
エスケーププランジャと転換鎖錠器の違いについてよくわかりました。エスケープクランクを使用している点で原理的には両者はよく似ている気がするのですが、装置としては区別されているのですね。ただ、
>第二種連動機による転てつ器の鎖錠
これはちょっと疑問に感じます。この記事の郡家駅の写真のところにも書きましたが、信号てこが引かれていない状態では鎖錠されないわけですので、入換を考えると支障がありそうな気がします。

f54560zg様

>第二種連動機による転てつ器の鎖錠
誤解を生む書き方であったかもしれません。失礼しました。

転てつ器自体は、エスケープクランクによる「簡易」の鎖錠が施されてありますから、入換作業には別段支障しません。
(エスケープクランクは転てつ器転換鎖錠装置のひとつです)

それに加えて、主信号機を反位にして列車を通すにあたっては、当該主信号機の進路を確実に保証するために転てつ器を第二種連動機で更に鎖錠しているというわけです。


第2種連動装置設備駅の本線、及び重要な側線における転てつ器転換鎖錠装置は、「単式」または「簡易」によることが定められています。(信施48条2号イ)


※なお、かつては標識付転換機やおもり付転換機も転換鎖錠装置の一つとして認められていました。

てつさん、ありがとうございます。
そもそも第2種連動機はてこを鎖錠するためのものであって先端軌条を鎖錠するためのものではないですからね。

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