レバーフレーム

機械式鉄道信号設備は、信号機、線路ロック^[1]、ポイントを連動させて、信号機が制御するエリアで列車が安全に運行できるようにするために、レバーフレームの操作に依存しています。通常、信号ボックス内に設置されているレバーは、信号手またはポイント手によって操作されます。^[要出典]

世界最大のレバーフレームは、オーストラリアのメルボルンにあるスペンサーストリート第1信号ボックスにあったと考えられており、191個のレバーがありましたが、2008年に廃止されました。^[要出典]現在稼働している最大のレバーフレームは、イギリスのシュルーズベリーにあるセバーンブリッジジャンクションにあり、180個のレバーがありますが、そのほとんどは現在使用されていません。^[2]

レバーフレームは信号ボックス内に設置されており、信号ボックスは地上の建物、または既存の駅舎から分離または接続された塔である。初期のレバーフレームは、線路の横に地上フレームとして建設され、いかなる形のシェルターもなく、通常は列車乗務員によって操作され、常駐職員はいなかった。特にイギリスでは、信号ボックスの床下にピボットがあるレバーフレームが一般的だった。^{[3] : 122}この設計の比較的短いレバー角度は大きな欠点であり、レバーを動かすのに大きな力が必要になる。そのため、後に、特にドイツでは、信号室内にピボットがあるレバーフレームが使用され、約180°のレバー角度が可能になった。^{[3] : 123}

個々のレバー（またはクランク）の動きによって、^{[3] : 123}信号、ポイント、線路ロック、踏切遮断機または遮断機、および時には水路上の航行可能な可動橋がワイヤーとロッドを介して操作されます。信号手は、操作するポイント、対向するポイントロック、および信号の正しい組み合わせを選択し、それによって各列車が制御エリアを通過する動きを制御します。レバーフレームには、レバーを操作して列車の動きが矛盾しないように設計されたインターロックが含まれています。各インターロックの設置は個別に行われ、制御される場所ごとに異なります。インターロックは、機械的または電気レバーロックによって実現されるか、または（より一般的には）両方の組み合わせによって実現されます。^[要出典]

機械式レバーフレームは、インターロックロジックの保護下で、機械的利点を利用してスイッチポイント、信号、またはその両方を操作するように設計されています。レバーは、レバーを完全に動かすと機器が確実に完全に動くように、固体パイプまたは緊張したワイヤを介して現場機器に接続されています。各レバーはインターロックロジックと連動しており、必要な条件がすべて満たされた場合にのみレバーの動きが可能になります。インターロックは、機械的、電気的（ソレノイド経由）、またはその両方であり、装置はレバーフレームの後ろに水平に取り付けられるか、またはその下に垂直に取り付けられます^{[3] : 125}。

操作員が機能を判断しやすいように、フレーム内の各レバーには通常、一意のラベルが付けられます。一般的な方法の 1 つは、レバーを左から右の順に番号を付けることです。レバーの識別は、側面に塗装するか、レバーまたはその背面に取り付けられたバッジまたはプレート上に刻印することができます。これには、レバーの機能の説明が添付されている場合があります。通常、大きな線路図が操作員の見やすい場所に配置され、各レバー番号が、操作する機器を表す記号の隣に明確に示されています。レバーは、制御する機器の種類に応じて色分けされるのが一般的で、色のコードは鉄道管理局によって異なります。たとえば、英国の慣例では、次のコードが一般的に適用されます。赤いレバーは停止信号または入換信号を制御し、黄色のレバーは遠方信号を制御し、黒いレバーはポイント セットを制御し、青いレバーは対向ポイント ロックを制御し、白いレバーは予備です。茶色のレバーは踏切の遮断機をロックするために使用されます。レバーハンドルは通常、磨かれた塗装されていない鋼鉄製で、信号手は手の汗による錆を防ぐために布でハンドルを操作する。^[4]ドイツでは、信号レバーは赤、分岐器や線路ロックのレバーは通常青、路線ロックのレバーは緑である。また、ドイツでもレバーが操作する個々の項目を示すために個別の数字と文字が使用されている。^{[3] : 126}

一部の機械フレームは、電気信号やその他の非機械的に作動する装置をより効率的に動作させるために、一連の電気レバーまたはスイッチと組み合わされました。^{[引用が必要]}通常、他の装置は比較的電力を消費せず、バッテリーまたは低容量の鉄道駆動電力システムで動作できるため、スイッチポイントは機械的に操作されます。^{[引用が必要]}

電動インターロックフレームは、何らかの形のパワーアシストを使用して、スイッチ、信号、その他のインターロック装置を現場で操作します。動力は、直接または低電圧電気制御による油圧、空気圧、または電気源から供給されます。^{[3] : 250}

油圧レバーフレームでは、レバーを動かすと、ワイヤやロッドではなく油圧バルブが作動します。事故を防ぐために、ポイントのセットを操作するには、ポイントの実際のレバーと二次チェックレバーを引く必要があります。ポイントは油圧モーターによって移動します。このタイプのパワーフレームは、ポイントと信号ボックス間の距離が比較的短い（約200〜250 m）ことと、動作速度が遅いという欠点があります。イタリアとフランスでのみ一般的でした。^{[3] ：250}空気圧レバーフレームの動作原理は油圧レバーフレームの動作原理に関連していますが、油圧液体の代わりに圧縮空気が使用されます。2つのタイプには、現場機器とレバーフレームの間を直接加圧チューブで接続する必要があるなど、同じ欠点もあります。現場での油圧または空気圧アクチュエータの電気制御ははるかに簡単で信頼性が高く、信号ボックスとポイント間の距離を大きく取ることができました。このシステムは、ユニオン・スイッチ＆シグナル社（ウェスティングハウス・エア・ブレーキ社の一部門）の取り組みにより米国で最初に普及しましたが、後にウェスティングハウス・エア・ブレーキ社が拠点を置いていた英国やその他の連邦諸国でも使用されました。^{[3] : 251}

オーストリアでは、シーメンス・ハルスケ社が1894年に完全電動式の動力フレームを製造したが、これは圧縮空気に頼らないもので、電動モーターでポイントを動かす。後にこのシステムはドイツでも使用された。^{[3] : 252}米国では、後にジェネラル・レールウェイ・シグナル社に合併されたテイラー・シグナル社が、従来の機械式ロックを機械式スライドで作動させる電動連動システムを開発した。ユニオン・スイッチ・アンド・シグナル社は、1896年に早くも電空式システムを全電動式に改造した。^[要出典]

パワーフレームの主な問題は、フレーム上のレバーの位置が、現場のスイッチやその他の機器の位置を正確に表していることを保証することでした。機械的なリンクとは異なり、空気圧または油圧ラインは漏れてポイントが対応から外れ、悲惨な結果を招く可能性があります。Taylor/GRS の電力パワーフレームシステムは、「ダイナミック表示」と呼ばれる機能を使用していました。これは、電気モーターが移動の限界に達したときに生成される逆起電力が、ポイントの移動が終了したことをインターロックロジックに通知しますが、ポイントの位置は継続的に通知しません。^[5] このシステムと、19 世紀から 20 世紀初頭に高価なリレーを節約するために設計された他のオープンループシステムは、いくつかの事故の後、クローズドループシステムに置き換えられました。北米では、これは「スイッチ信号」保護として知られており、現場機器の位置が変化すると、パワーフレームによって制御される電気信号が直ちに危険になります。^[6]

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  信号ボックスレバーフレーム
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  ワイト島蒸気鉄道の信号ボックス内
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  カーカム信号ボックス内の 60 レバー ランカシャー アンド ヨークシャー鉄道タペット フレーム。1987 年 9 月 12 日土曜日
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  米国のハンコックタワーの機械式レバーフレーム
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  信号レバー、スイス
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  オーバン、サスカチュワン州、カナダ
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  英国コルチェスターのイーストゲイツ信号ボックスにあるマッケンジー＆ホランドのレバーフレーム
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  英国クロマー、クロマー ビーチ信号ボックスの鉄道信号会社のレバー フレーム
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  信号ボックス内にフレームがどのように取り付けられているかを示す、ロック室のフレームの眺め。オールトン ブロード スイング ブリッジ信号ボックス、ローストフト、イギリス
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  英国ローストフトのオールトン・ブロード・スイング・ブリッジのロッカールームの別の景色
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  信号ボックス内部、トルロ、イギリス
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  ダービー ロード信号ボックス、イプスウィッチ、イギリス。マッケンジー & ホランドのフレームが見える。1997 年撮影。1891 年にグレート イースタン鉄道によって開業。1999 年に廃止され、取り壊された。

• 統合電子制御センター – 英国の鉄道信号技術

ウィキメディア・コモンズには、レバーフレームに関連するメディアがあります。

• ウェスティングハウス ミニチュア パワー レバー フレームの Web サイト
• ウェストミッドランズ プロジェクト グループ「機械的インターロック」の S&T エンジニアリング ディレクター。