鉄道の某区間内に、すでに車両が存在しているのかどうか、それを間違いなく、近隣の他の列車へ教えてやれる電気的な信号メカニズムが、1870年代から普及し始めます。本書はその発明と改良に注ぎこまれた苦心の跡を辿って、鉄道の事故を未然に防いでいる最新テクノロジーについての理解を助けてくれます。

　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさま、上方の篤志機械翻訳助手さまはじめ、関係の皆さまに、御礼を申し上げます。
　図版類はすべて省略しました。
　以下、本篇です。（ノーチェックです）

プロジェクト・グーテンベルク電子書籍　『軌道回路の発明』

アメリカ鉄道協会　信号部門　1922年　ニューヨーク

序文

ウィリアム・ロビンソン博士ほどふさわしい追悼の形はないと考え、本委員会は、博士自身が1906年に「History of Automatic Electric and Electrically Controlled Fluid Pressure Signal Systems for Railroads（鉄道用自動電気および電気制御流体圧信号システムの歴史）」という題で発表した小冊子から、特に重要な箇所を多く抜粋し再構成することとした。これが本書の第Ⅰ部の主な内容である。

第Ⅱ部は、ペンシルベニア鉄道の元総支配人ウィリアム・A・ボールドウィン氏に捧げる。彼は軌道回路によって制御される自動閉塞信号の最初の設置に責任を負った人物である。

本追悼録を完全なものとするためには、軌道回路そのものの説明、現在における原理と運用が欠かせないため、第Ⅲ部をこれに充てた。

ハーバート・S・バリエ（委員長）
キース・E・ケレンバーガー
ヘンリー・M・スペリー
　委員会

目次

決議文　1
Ⅰ　軌道回路の発明　3
　ロビンソンの特許　42
　ロビンソン自身の発明説明　50
　ウェスリアン大学におけるロビンソン博士の記録　59
　A.I.E.E.におけるロビンソン博士の記録　60
Ⅱ　ウィリアム・A・ボールドウィン　68
Ⅲ　軌道回路　76
　その原理　77
　その特性　85
　その使用範囲　98
Ⅳ　英国および大陸ヨーロッパにおける軌道回路（T・S・ラッセルズ著）　103
　初期の設置例　106
　大陸における軌道回路　109

軌道回路

「鉄道輸送の発展史において、おそらくこれほどまでに安全と迅速性に貢献した単一の発明は他にないだろう。それが軌道回路である。このきわめてシンプルな発明によって、今日使用されているほぼすべての複雑な鉄道閉塞信号システムの基礎が築かれた。これらのシステムでは、列車はあらゆる状況において、継続的に自らの保護を維持するという特徴を持つ。

言い換えれば、軌道回路は今日、鉄道信号の専門家が根本的に安全と認める唯一の手段であり、列車またはその一部が信号によって守られている軌道のどの部分を占領している間も、連続的かつ直接的に閉塞信号を制御し続けることを可能にするものである。」

（引用：州際商業委員会に対するブロック信号・列車制御委員会　第3回年次報告書　1910年11月22日）

決議文

アメリカ鉄道協会信号部門　1921年6月　シカゴ年次総会にて採択

神はみ摂理により、われわれの名誉会員故ウィリアム・ロビンソン博士をこの世から召還された。

博士は1872年8月20日に閉軌道回路（closed track circuit）を発明し、「自動閉塞信号の父」と呼ばれるにふさわしい人物である。彼は1867年から自動信号システムの開発に着手し、1870年にはフィラデルフィア＆エリー鉄道（現ペンシルベニア鉄道）キンズア（ペンシルベニア州）において、いわゆる「開放回路システム」を設置した。

また1876年には絶縁レールジョイント用の繊維素材の開発に取り組み、同時にチャンネルピンの開発も行った。

1877年にはカリフォルニア州テワンテペックトンネルにおいて、複数の軌道回路で制御される最初の信号の一つを自ら監督して設置した。

1921年1月2日、ニューヨーク州ブルックリンにて80歳で逝去されたことは、本協会にとって取り返しのつかない損失である。

よって、われわれアメリカ鉄道協会信号部門会員は、故人の記憶に対し最後の哀悼の意を表し、会員および関係者が博士に対して負っている数多くの永続的な恩義に深い謝意を表明する。そして言葉と目に見える形で、協会が被った取り返しのつかない損失に対する衷心の悲しみを表明する。

よってここに決議する。
ウィリアム・ロビンソン博士の閉軌道回路発明50周年を記念し、博士の偉業を称えるにふさわしい追悼録を作成し、1922年の年次総会において本協会に献呈する。

決議する。
本決議文を協会記録に記載する。

Ⅰ　軌道回路の発明

1867年頃、大学を卒業したばかりのウィリアム・ロビンソンは、鉄道における各種事故を防止するための自動信号システムの開発に本格的に着手した。いくつかの鉄道事故を検討するうちに、当時はそれらを防止する有効な手段が全く存在しないことに気づいたことがきっかけだった。

そこから彼は一つのシステムを完成させ、1869年にその精巧な模型を製作、1870年のニューヨーク市アメリカ研究所博覧会に出品した。このシステムは現在「ワイヤー式」または「開放回路システム」と呼ばれるもので、軌道の近くに設置した回路機器を車輪で作動させる方式だった。

車輪がある地点のレバーを押すと、リレー回路が閉じられ、リレーの電磁石が瞬間的に通電してアーマチュアを引きつけ、自身の回路を閉じたまま保持する。信号を直接作動させる電磁石の回路は、このリレーが制御し、リレーは信号回路を直接開閉する。

列車がさらに進んで所定の地点に達すると、反転レバーが作動し、リレーの回路が開かれて信号が元に戻る。

上記の模型では、反転レバーはバッテリーを短絡させることでリレー回路を開いていた。この模型は博覧会期間中、終始完全に作動し続けた。

博覧会終了後、ロビンソンは残った説明パンフレットをいくつかの鉄道会社に無差別に送付した。

そのうち少なくとも一枚は、良い土壌に落ちた種となった。フィラデルフィア＆エリー鉄道の総支配人ウィリアム・A・ボールドウィン氏から即座に返事が届いたのである。ボールドウィン氏は元電信技手でもあり、きわめて有能かつ進歩的な鉄道人だった。彼はこのシステムの実用性と重要性に深い感銘を受け、すぐにロビンソンと会って自社の路線に設置することを決定した。これが1870年のことである。

当時、ペンシルベニア鉄道の動力部長（1906年時点）であるセオドア・N・イーリー氏はフィラデルフィア＆エリーの副支配人で、ボールドウィン氏の指示のもと、ロビンソンに設置作業に必要なあらゆる施設と資材を提供した。

最初の設置場所はペンシルベニア州キンズアで、少し試行錯誤の後、すぐに完全に作動し、鉄道会社が期待したすべての機能を果たし、満足を得た。

ただしこれは、前述の模型と同様に、軌道レバーで制御する常時開放回路のワイヤー式システムだった。

完全に作動し、期待通りの性能を示すことが確認されると、ロビンソンは──自分自身に対して最も厳しい批判者であろうとした彼は──鉄道人の立場からさらに深くシステムを検討し、欠陥があれば見つけ出そうとした。

やがて彼は、すべての常時開放回路またはワイヤー式自動信号システムに本質的に存在する以下の重大な欠陥を発見した。

この種のシステムは機能が極めて限定されており、ある状況下では、危険が存在するにもかかわらず「安全」の信号を表示してしまう可能性がある。具体的には以下のケースである。

第1：列車が正規に区間に進入し、信号を「危険」にした後、列車が分離（連結解除）し、前部が区間を出て信号を「進行」に戻してしまう。後部が区間に取り残されたままなのに、後続列車は偽りの「進行」信号に誘われて突入し、立ち往生している前列車の後部に衝突する。これは急カーブや勾配の多い区間で特に起こりやすい。

第2：反対方向または側線から列車が区間に入ってきて軌道を塞いでいても、信号は影響を受けず「進行」を表示したままになる。再び偽りの信号。

第3：線路ワイヤーが事故または悪意で切断されたり、接続が外れたり、バッテリーが何らかの理由で消耗したりすると、区間を通過するすべての列車に対して必ず「進行」が表示される。またしても偽りの信号。

ロビンソンはこの早い時期に、開放回路式信号システムから切り離せない上記の重大な欠陥を──おそらく他のだれよりも早く──認識し、ただちにこれらの欠陥を排除し、安全かつ効率的な鉄道運行のすべての要件を満たす信号システムを生み出すという課題の解決に取りかかった。

彼はまず、次の2点を達成しなければならないと論じた。

1. 列車のすべての車両、すべての車輪が、閉塞区間の1インチごとにわたって信号を制御する能力を持つこと。
2. 信号は重力で「危険」に戻り、電流は「安全」位置に保持するためだけに使用されること。

この2つを達成できるだろうか？　レールを何らかの信頼できる方法で一次電流の通路として使用できるだろうか？

明らかに開放回路では不可能である。なぜなら、たとえ中程度の長さのレール区間でも、特に湿気や雨天時には良好な接地となってしまい、回路が常に閉じたままになり、いかなる作動もできなくなるからだ。

彼はすぐにこの開放レール回路の考えを無益なものとして捨て去った。そして以前、1869～70年に模型で使用した短絡の原理を思い出し、これこそが問題の唯一の解決策であると結論づけた。

そこで彼は、今日使用されているものとほぼ同じ閉レール回路システムの図面を作成し、1871年にその広範な特許を申請した。

1872年にはペンシルベニア州エリーで開催された州博覧会でこのシステムを実演した。彼は建物の外壁に大きなゴングを設置し、建物内には特製の長い水槽の中に区間ごとに分けた軌道を敷き、何インチもの深さまで水を張った。模型車両の走行装置も同様に水に浸した。

システムはレールを介した短絡原理で接続され、ゴングは軌道リレーの背面接点に接続された。

水は装置の作動にまったく影響を与えず、模型車両が信号区間に入るとリレーの電流が短絡され、アーマチュアが解放されて背面接点が閉じ、ゴング回路が通電して会場全体に響き渡るほどの大音量で鳴り響いた。

車両が区間を出ると電流がリレーに戻り通電、リレーの背面接点が開いてゴングが止まる。

動作は完全に完璧で、閉回路システムの成功を実証し、多くの観衆と実際の鉄道関係者の注目を集めた。

もちろん、ローカル回路は上記のように常時開放でも、現在一般的に使用されている常時閉鎖でも、状況や使用者の好みに応じて使用できる。また必要に応じて可聴信号の代わりに視覚信号を用いてもよい。これらはすべて、別個の発明を必要としない細部である。

ロビンソンはすでに新しい閉レール回路システムをボールドウィン氏に説明しており、ボールドウィン氏は大いに興味を示し、自信を表明するとともに、すでに開放回路ワイヤーシステムを設置していたキンズアで新システムを設置するよう依頼した。

【図1　ロビンソンの閉レール回路システム　フィラデルフィア＆エリー鉄道　1872年】

キンズアにはすでに信号装置、リレー、バッテリー、事務所スイッチ、オーバーラップ装置がすべて設置済みだったため、開放回路システムを閉レール回路システムに改造するのは短時間で済んだ。

最初の試験で、システムが確実に作動することが決定的に証明された。

しかし軌道の状態は目的に対して恐ろしく不適当だった。軽量レールは外側に4フィートの木製フィッシュバー、内側に12インチの鉄製フィッシュプレートで継ぎ合わされていた。鉄製プレートには2つのボルト穴があり、レール1本につき1本のボルト、木製バーには4つの穴があり、レール1本につき2本のボルトだった。

それでも少し注意を払うことで、約1.25マイルの区間全体に電流を通すことに成功した。

しかしこのような区間では、信頼性のある連続運転のためには何らかのレールボンドが必要であることは明らかだった。そしてここで、1872年にロビンソンは、現在世界中の電化鉄道でレールの帰線として普遍的に使用されている（または同等の）ボンドワイヤーによるレール電気接続方法を発明した。

キンズアでは新しいレールを敷設することが決定されていたため、別の閉レール回路システムが直ちにペンシルベニア州アービントンに設置された。この信号が図1である。

アービントンの設置は最初から完全に作動し、決して故障しなかった。機関士たちは大いに喜び、すぐに「老いても頼りになるヤツ（The old reliable）」という愛称をつけた。

【図2　ロビンソン閉レール回路　1871年設計　フランス特許1872年2月29日、アメリカ特許1872年8月20日　1874年7月7日再発行　No.5958】

現在、世界中の効率的な自動電気、空気圧、電気制御流体圧システムの基礎となっているロビンソン閉レール回路は、最もシンプルな形で図2に示されている。

この図では、鉄道軌道が1マイル前後の区間に分割され、区間レールは隣接区間から絶縁されている。区間の一端では軽量バッテリーの端子が対向レールに接続され、他端ではリレー電磁石の端子が対向レールに接続されている。こうして電流は区間全体を通り抜け、リレーは常時閉回路で通電・磁化された状態が正常となる。リレーは信号を直接制御する二次回路を常時閉じておき、信号は通常「安全」を表示する位置に保持される。

列車が区間に入ると、車輪と車軸が対向レールを接続してリレーの電流を短絡し、リレーは瞬時にアーマチュアを解放して信号回路を開く。信号は即座に釣合おもりによって「危険」位置に倒される。

信号は密閉円盤式、電気機械式、空気圧式、電気制御ガス式、その他いかなる形式でもよい。ロビンソンの特許システムは広範かつ基本的・総括的な創案であり、特定の信号構造や配置に限定されず、あらゆる種類をカバーしている。

閉軌道回路（続）

閉回路の優位性

本システムは閉回路式であるため、バッテリーが手入れ不足その他の理由で消耗しても、信号を絶対に信頼している列車に対して、決して悲惨な結果を招くことはあり得ない。これが現在までに考案された閉塞信号システムの中で最も優れたものである。

（1872年2月フランス特許より訳）

第88クレーム
「鉄道軌道の区間C5のレールa9、b9にバッテリーB5および電磁石M5を接続し、これらのレールが金属ブリッジ（車輪・車軸）で接続された場合には電流が電磁石M5から逸らされるが、ブリッジが区間C5から除かれると電流が自由に流れて電磁石M5を励磁するようにする。」

第93クレーム
「バッテリーB5および鉄道軌道のレールと、可聴または視覚の信号を組み合わせ、列車が通過することによって信号を作動させるように全体を構成する。」

ウィリアム・ロビンソン
ペンシルベニア州クラリオン郡セントピーターズバーグ　1872年9月

（前述の一部は開放回路システムに関するもの、一部は閉回路システム専用、一部は両者に適用可能なものである。）

1873年5月　ロビンソンが全国に配布した郵便はがき（写真再録）

ロビンソンの無線電気信号
世界で最も単純・最も安価・絶対に安全な電気信号
現在、次の鉄道で実績稼働中
ボルチモア＆オハイオ鉄道
フィラデルフィア・ウィルミントン＆ボルチモア鉄道
フィラデルフィア＆エリー鉄道
その他多数

自動閉塞信号＋事務所内監視警報
駅・踏切・分岐器信号
レール折損検知器
昨年冬の雨・雪・泥濘・晴天を問わず一度も停止することなく作動継続
説明書ご希望の方はご請求ください
1873年5月　ウィリアム・ロビンソン（ペンシルベニア州セントピーターズバーグ）

1874年1月発行パンフレットより図3（閉軌道回路＋リレー＋オーバーラップ方式）

この図は、すでに説明したロビンソン閉軌道回路、リレーR、軌道バッテリーI、信号作動電磁石E、それによって作動する信号C、リレーRによって完全に制御される信号回路、そしてホーム信号Cの位置によって絶対に制御される遠方信号Lとその回路Hを示しており、ホーム・ディスタント両信号を備えた完全な閉軌道回路オーバーラップシステムである。

同パンフレットより抜粋：

「主信号より前方または後方に副信号を置く場合は、線路Hを使用し、主信号Cが先に露出しない限り副信号が作動しないように主信号Cに接続する。副信号は主信号用バッテリーKで作動する。」

「中間駅から信号を操作したい場合は、区間Aの両レールからそれぞれ駅まで導線を引き、鍵で接続すればバッテリーIの電流が短絡され、従来通り信号が露出する。」（図7参照）

「一つの区間だけで以下の機能をすべて実現できる：
・自動＋手動閉塞信号
・分岐器信号
・開閉橋信号
・踏切信号
・駅接近信号
・レール折損検知」

「本システムでは信号は機械的に露出するので、レールや接続をいじられても、バッテリーが死んでも、必ず信号は危険に出る。
どんな原因でも誤作動は常に安全側に働く。 危険が存在するのに「安全」を表示することは絶対に不可能である。」

1870年代前半のその他の設置実績

フィラデルフィア＆エリー鉄道をはじめ、ペンシルベニア州・メリーランド州の各鉄道に次々と閉軌道回路を設置。

1873年10月24日　ペンシルベニア鉄道幹部視察

ペンシルベニア鉄道特別検査列車がフィラデルフィア＆エリー鉄道を西進。
乗車していた幹部は以下の通り：

• A・J・カッサット（当時総支配人）
• ガードナー（総監督）
• ルイス（経理部長）
• ロバート・ピットケアン（西部地区監督）
• フランク・トムソン（動力部長）

P&E総支配人ウィリアム・A・ボールドウィン氏も同乗。ロビンソンはP&E線内で列車に乗り、エリーまで同行。

中間部のリッジウェイと西部地区のアービントンでロビンソン閉回路信号を停止して徹底検査。各種試験を行ったが、信号はすべて即座かつ完璧に応答した。

ロビンソンが翌日（1873年10月25日）実兄に宛てた手紙より：

「ボールドウィンさんは信号を褒めちぎっていた。（中略）
私はあくまで説明役に徹していたが、やがてカッサット、ピットケアン、トムソンがバッテリーその他の点について議論を始め、私を呼び込んで論戦に加わらせた。（中略）
ピットケアンが「理想の信号とはこうあるべきだ」と自分の考えを述べると、ボールドウィンさんをはじめ皆が「それこそまさにこの信号そのものだ」と論破した。
ガードナーさんは図面で仕組みを理解すると、残りの皆に「これがあればあの事故は防げた」と講釈を始めた。
皆非常に感心していたが、あまりに衝撃的だったらしく、数日かけてじっくり考えないと現実のものとして受け入れられない様子だった。」

ニューイングランドでの活動

1875年12月、ロビンソンはボストンに移住。
1876年1月、ボストン＆ローウェル鉄道支線（ウェスト・サマービル）のエルム街～ノース街間に閉軌道回路を設置。最初から完璧に作動。

1876年6月14日　ブラジル皇帝ドン・ペドロ2世がロビンソン信号を視察

皇帝はボストン滞在中にロビンソンの招待を受け、特別列車でウェスト・サマービルへ。
『ボストン・ポスト』1876年6月15日号より：

「ドン・ペドロ2世陛下は、昨日午前8時過ぎにローウェル鉄道特別列車でウェスト・サマービル駅に到着。ロビンソン教授が出迎え、ただちに無線信号システムの説明を開始した。

エルム街には大型視覚信号が設置されており、ノース街間のレール区間に単電池1個を接続しているだけで、一切の線路はない。陛下がエルム街の信号を注視している間に、列車を両方向から信号区間全長にわたって走行させた。

列車がどちらの端から区間に入った瞬間、遅滞なく信号は「閉塞」を示し、区間を出ると即座に「進行」に戻った。次にレールを1本外してみせると、ほぼ同時に信号は「危険」を示し、レールを元通りに接続すると瞬時に「進行」に戻った。

その他各種の実演を行ったが、信号はすべて即座に応答した。陛下は非常に興味を示され、ロビンソン教授と長時間にわたり科学的な議論を交わされた。陛下の質問は深い科学的知識をうかがわせ、システムを完全に理解されていた。

実験終了後、陛下はロビンソン教授に丁寧に謝意を述べ、ブラジル政府と連絡を取り、同国への導入を検討するよう要請された。」

注目すべきは、この視察日（1876年6月14日）時点で、使用中のバッテリーは設置後ちょうど180日間、蒸発分の水を2回補充しただけで一度も交換・手入れをしておらず、それでいて信号は完璧に作動し、バッテリーも満充電を保っていたことである。

エルム街駅代理人報告（1877年6月2日　設置後18ヶ月）

「ロビンソンの電気信号は設置以来一度も停止することなく作動し続けている。（中略）信号は完全に信頼できる。」

この信号は木製柱が腐るまで数年間完全に作動し続けた。

分岐器との連動（1876～1878年）

ボストン＆プロビデンス鉄道、オールド・コロニー鉄道、ボストン・ローウェル・ナシュア鉄道などに多数設置。

特にウィルミントン分岐点では、複線並列の2区間（短距離）に6つの分岐器を設置し、そのうち5つを1つの閉塞区間に含めた（1876年）。
すべての分岐器が本線に正しく閉じられ施錠されていない限り、必ず危険信号が露出するように配線。

この方式はすでに1873年にフィラデルフィア＆エリー鉄道で3分岐器を1閉塞区間に組み込んで実用化していた。

開閉橋（ドローブリッジ）への適用

同時期、オールド・コロニー鉄道サマセットの閉塞区間に開閉橋を包含。
橋のロックボルトが1本でも抜けたり緩んだりすると即座に危険信号が出るようにし、すべてが正常に戻るまで危険のままにしておいた。

トンネルへの適用（テワンテペックトンネル　1877年）

長大かつ湿気の多いトンネルは軌道回路にとって特に困難だが、図8のように区間中央に追加リレー＋バッテリーを置くことで容易に解決できる。

ロビンソンは信号機と取扱説明書を送付し、サンフランシスコの電気工事会社書記スティーブン・D・フィールド氏が現地設置を行った。

フィールド氏の手紙（1877年3月21日）より：
「トンネル内はレールが湿った泥に埋まっているが、外は年間6ヶ月間全く湿気がない。貴殿の図面通りに配線した。」

区間全長2マイル（トンネル1マイル＋両端各0.5マイル）、中央に補助リレー設置で完璧に作動。以降も満足に稼働したとの報告。

絶縁ジョイント

1872～73年頃：図9のように木製バーを使用。
1876年以降：図10のようにフィッシャー＆ノリス製トラスジョイントをベースに、
・レール底とベースプレート間に加硫ファイバー
・レールフランジとフォアロック間にファイバー
・レール端面間にレール断面形状のファイバー
を挿入。これで機械的・電気的に極めて優れた絶縁ジョイントが得られた。

レールボンド（Rail Bonding）

ジョイント部において、フィッシュプレートとレールの間に発生する乾燥錆は導電性を著しく低下させる。そのため、信号用軌道回路に使用するわずか1～2セルのバッテリーの微弱電流は、ジョイント部で十分な抵抗に遭遇し、リレーまで連続的に流れることができなくなることが非常に多い。

ロビンソンは1872年の最初の軌道信号実験でこの問題に直面し、閉軌道回路システムの信頼性を確保するためには、レール同士を確実に電気的に接続する必要があることを認識した。

そこで彼はすなわちボンドワイヤー（図11）を発明した。
方法は次の通りである：

• 隣接するレールのウェブに穴をあける
• 銅線の両端をその穴にきつく打ち込み
• 湿気や錆が入り込む余地が全くないほど密着させる

代替案として、ワイヤーまたは銅板の端をレールに半田付けする方法も提案した（図12）。

しかし当時、この2つの方法には重大な技術的障害があった。

1. 全区間のすべてのレールに穴をあけて接続する作業の困難さと費用、そして鉄道会社が「まだ実験段階」と見なしていた新技術に対して穴あけを許可することを渋ったこと。
2. 半田付けは、必要な箇所を素早く十分に加熱することが極めて困難だったこと。

そのためロビンソンは、ボンドワイヤーの実用化をより良い条件が整うまで保留した。

その間、彼はレールに穴をあけずに良好な電気的接触を得る別の方法を研究し、そのうちの一つが非常に成功した。それは弾性分割スプリングを使用する方法で、スプリングの両端を隣接レールのフランジに乗せ、小さなブロックで枕木に固定する。列車が通過してレールをわずかに沈ませると、レールとスプリングの間に微小な摩擦運動が生じ、常に良好な接触が保たれた。

1876年1月、ボストン近郊ウェスト・サマービルに設置したシステムでは、図11のボンドワイヤーを使用した。レールに穴をあけ、できる限りぴったり合うワイヤーを打ち込み、半円形ポンチで慎重に金属をワイヤー周りに寄せて完全に密着させた。

それ以降、機械的構造を除けば、これより優れたボンドワイヤーは発明されていない。
現在は、より太く、端部のプラグも大型化した各種設計のボンドが作られているが、これは破損しにくくするために良い改良である（特に電車用としては、信号用よりもはるかに高い導電性が必要なので当然である）。

最良のボンドワイヤーは以下を満たすべきである：

• 一体構造の均質な金属であること（複数部品の場合はすべて溶接または最低でも半田付け）
• レールが相対的に動いても接続が乱れない十分な長さと柔軟性を持つこと
• プラグ端部（または同等物）の全周面がレールと可能な限り密着し、実質的に均質（homogeneous）な接続となること
  （理想は溶接だが、常に実用的とは限らない）

理由は明らかである：ボンドとレールの間に錆が入る隙間を一切残さないこと。

したがって、ボンド本体→中間プラグ→レールと電流が2段階で流れる構造（独立プラグ式）は、錆が発生する面が2倍になるため最良とは言えない。

図11・12は1872年のロビンソンのボンドワイヤーとストリップで、図12はレールに半田付けしたものである。
1876～78年にはボストン周辺の各鉄道で図11の形態を使用し、ボストン＆プロビデンス鉄道では図11・13・14の形態を使用した。

図13の形態では、わずかにテーパーのかかったプラグの上端に穴をあけ、ワイヤーを通して硬半田で完全に接合。プラグはワイヤーよりはるかに太いので、強力に打ち込んでもワイヤーを傷めることなく、極めて良好な電気的接触が得られた。

1879年8月29日英国特許第3479号では、図15・16に1876年にすでに使用していた図14と同等の形態を示し、以下のクレームでボンドワイヤーを広範に権利化した：

第10クレーム
「レールB³, B³に強固に固定されたワイヤーA³を組み合わせ、記述の目的を達成するもの。」

第11クレーム
「ワイヤーA³、レールB³, B³、リベットa³, a³を組み合わせ、記述の通り構成し、前記レール間の電気的連続性を確保するもの。」

これが特許文献におけるボンドワイヤーによるレール電気接続手段の世界初の開示である（ロビンソンはそれより何年も前から関係者に披露し、実際に設置で使用していたにもかかわらず）。

ボンドに関する興味深い証拠（1874年10月29日　ボルチモア　ワッツ＆カンパニー　J・H・C・ワッツ氏よりロビンソン宛書簡）

「レールに銅ストリップを半田付けするという貴殿のアイデアは、実行してみると非常に厄介なものになりそうに思います。
あれほどの鉄の塊を、貴殿が求めるような確実な接合を作るのに十分に加熱するのは極めて困難ですし、列車の振動にも耐えなければなりません。それに、銅がむき出しになっているところにはどこでも泥棒がうようよしていますからね。
まあ、貴殿は理論など鼻で笑う人ですから、これ以上は黙りますが……」

現代の電気溶接（電動ダイナモ）は、上記の困難を完全に解消した。
現在ではボンドワイヤーやストリップをレールに溶接して確実な電気的接続を得ている。
溶接は、広義の「半田付け」である。
百科事典的辞書でも「Solder：任意の方法で結合または接着すること……自家溶接（autogenous soldering）では、隣接面を部分的に溶融させて直接結合する」と定義されている。

つまり、ロビンソンは30年以上も前に、良好な電気的連続性を得るためにボンドワイヤーまたはストリップをレールに半田付けすることを提案していたのだ。
ただし、それを商業的に実用化する技術が整うのにさらに20年を要した。それが現代の電気溶接である。

ロビンソンの目的は、ボンドとレールの間に完全に均質な（homogeneous）接合を得ることだった。
彼の発明は、「隣接レールを電気的に接続する金属ボンドと、レールとの間に均質な接続を形成する手段」であり、結果を得るあらゆる方法を包含する。
彼は単に電気溶接プロセスを20年先行していただけであり、現代の技術はその当時不可能だった方法を簡単に行えるようになったにすぎない。

今日、多くの都市で路面電車のレールを両側から溶接しているスプライスバーは、まず第一に電気的ボンディングを目的としており、ついでに機械的ジョイントとしても優れている。
世界中のすべての電化鉄道は、帰線にレールを使用している限り、ロビンソンが最初に発明し使用したボンドワイヤーまたはプレートの何らかの形態を使用している。

したがって、50年以上前のこのシンプルな発明――閉軌道回路という彼の原初の発明から生まれた派生発明――こそが、今日の電気鉄道を可能にしたのであり、
レールボンディングの方法は、今やレール帰線を使用する世界中のすべての電気鉄道で使用されている。

図17　1875年9月発行はがきより

「前方軌道が完全に安全なときに機関室でベルを鳴らすロビンソンの最新電気信号装置」

列車が進入しようとする区間の遠方端からレールを介して電流を送り、軌道が安全であれば機関室で確実な安全信号を作動させるシステム。
1879年英国特許でさらに詳しく開示され、単線区間でもどちらの方向から来る機関車にも作動するよう、対向端から電流を送る方式（線路なし）が示されている。

初期の鉄道信号システム

我々が知る限り、レールを電気信号の導体として使用するというアイデアが最初に示されたのは、1848年の英国特許である。ただしこれは単なる提案にすぎず、具体的な使用方法については一切記述されていなかった。

1853年になると、ジョージ・ダグモアとジョージ・ミルワードに対して英国特許が与えられた。ここではレールを導体として使用する方法が初めて具体的に記述されている。この発明の目的は、同じ線路上の列車同士、または列車と駅との通信である。そのため、非常に長いレール区間を使用することが提案されている。

しかしこのシステムの致命的な非現実性は、発明者自身が述べているように、「すべての車両の対向車輪同士を電気的に絶縁しなければならない」という点にある。こうして初めて、車輪と車軸によって両側のレールが電気的に接続されることを防げるというのだ。

──現代の巨大蒸気機関車の左右の動輪を電気的に絶縁するなど、想像しただけで笑止千万である。

図18は、1860年10月31日付ウィリアム・ブル英国特許に記載された信号システムである。
このシステムでは、レール区間は「20フィート前後」と非常に短く、線路ワイヤーの端子となっている。バッテリーと電磁石は駅に設置され、駅の信号は視覚式で、図に示す電磁石Mによって制御される歯車機構で作動する指標器である。信号は一方向にのみ、ステップ・バイ・ステップで動く。

ブルは次のように説明している：

「列車の進行を表示する必要のある駅にはバッテリーを固定し、それに指標器を接続する。これらも線路永久導線に接続され、その端子は前述の絶縁レール対である。

列車が線路上の接触点に達すると、機関車の車輪が2本の絶縁レールを接続して電気回路を完成させ、電流が流れて電磁石のアーマチュアを作動させる。」

レールの絶縁方法については、次のように述べている：

「レールの端と端の間、およびジョイントプレートとレール端の間には、革、ミルボード、ガッタパーチャその他適当な物質の薄片を挿入して金属接触を遮断し、20フィート前後のレール1本を絶縁する。」

フランク・L・ポープは、1871年にマサチューセッツ州チャールズタウンで行った実験を、ニューヨーク実践技術者協会（ちなみにロビンソンはこの協会の創立会員である）で発表した論文の中で、「軌道回路」を本当の意味では一切使用していなかったと自ら認めている。

彼が使用したのは、線路ワイヤーを主回路とし、その端子として約42フィート（1本のレール長）程度の短いレール区間を用いるものであった。

列車が一方の短区間を通過すると線路ワイヤー経由で回路が閉じられ、信号が露出する（「デテント」で保持）。さらに遠方の別の短区間を通過すると別の電磁石が作動してデテントを解放し、信号を元に戻す。

つまり、ポープが大いに強調し、画期的だと宣伝した実験の本質は、ブル特許と完全に同一であり、すなわち「開放回路で20フィート前後の短いレール区間を回路閉鎖器として使用し、線路ワイヤーで駅に接続する」というものである（ポープは42フィートにしただけ）。

ポープとその仲間たちは、ブル方式の単なる復活にすぎないこの実験を、あたかもポープの驚異的な発明であるかのように大々的に宣伝した。

ウィリアム・ロビンソンが自動電気信号で成し遂げたこと

1. 彼は鉄道における人命と財産の大量救済という、計り知れない価値を持つ劃期的な発明を創造した。その重要性と効率は時が経つほどに増大し、使用範囲が広がるにつれてさらに高まっている。
   この発明はあまりにも独創的かつ深遠な哲学を内包していたため、当時最も優れた電気技術者たちは「既知の電気作用の法則すべてに反しており、絶対に作動しない」と断言した。
2. ロビンソンの発明は、既存のものの改良ではなかった。前例が一切存在しなかった。
   それ以前に誰一人として知らず、使用したこともない原理と作動方法を含む、完全に新しい創造物だった。
3. 彼の発明は極めて稀な例である。
   基礎発明を構想し、試験し、数多くの実設置で実用化し、すべてを最初の発明者自身がシステムとして完成・完善させた。
   彼はそれを最も単純な形にまで還元し、同時に最高の効率にまで高めた。その完成度と作動効率は、彼の手を離れてから数十年経った今日でも、依然として超えられていない。
4. 彼の発明こそが、今日の高速度鉄道を安全に可能にしたものである。
5. すでに述べた通り、ニューヨーク地下鉄で使用され、列車運行を完全に制御している自動信号システムは、純粋かつ排他的にロビンソン・システムである。
6. ロビンソンの自動信号システムは、ニューヨーク地下鉄の輸送能力を少なくとも3倍、おそらくその2倍にまで増大させた。
   これがなければ、現在運んでいる乗客の4分の1すら安全に輸送することは不可能だっただろう。
7. この発明は実質的に新たな産業を創出し、数千人に及ぶ熟練・非熟練労働者に雇用を与えている。
8. 鉄道会社に富をもたらしている。同一設備で以前の2倍の輸送を可能にし、衝突その他の破壊的手段による設備損失を防いでいるからである。
9. ロビンソン自動システムは、安全かつ迅速な鉄道運行のすべての要件を満たす、史上唯一の信号システムであると認められている。
10. 彼の副次的発明であるレールボンドは、50年以上前に自動信号システムと同時に生み出されたもので、現在では軌道帰線を使用する世界中のすべての電気鉄道で普遍的に使用されている。
    このロビンソン・ボンドまたはそれと同等のものでなければ、軌道帰線式電気鉄道は稼働できない。
    つまり、彼のボンドこそが今日の電気鉄道を可能にしたのである。
11. ロビンソン自動システムは最高の人道的発明であり、鉄道で旅する何千人もの人々が、生命と四肢の保全をこの発明に負っている。

アメリカ合衆国特許庁

特許第130,661号　1872年8月20日認可
ウィリアム・ロビンソン（ニューヨーク州ブルックリン在住）
鉄道用電気信号装置の改良

（以下、特許明細書全文和訳）

私、ニューヨーク州キングス郡ブルックリン在住のウィリアム・ロビンソンは、鉄道用電気信号装置の新しく有用な改良を発明した。その完全かつ明瞭正確な説明を以下に述べる（図面参照）。

【図面説明】
図は複線鉄道の平面図と、信号機箱（正面板を外した状態）の立面図を示し、本発明の全体を説明するものである。

本発明の目的は、通常の軌道接触装置を用いることなく、また線路ワイヤーを使用せずまたは極めて限定して、レールの軌道自体を導体として使用し、移動中または停止中の車両・列車によって可聴または視覚の電気信号を作動させるものである。

発明は以下の点に存する：
・極めて単純な構造で、作動が極めて軽快な改良信号機
・信号機およびバッテリーから軌道への配線の特異な配置

Aは複線鉄道である。
Cは1マイル前後の軌道区間であり、そのレールa・bは、図のa’・b’に示すように、隣接区間D・Eのレールと金属接触を絶たれている。同様に、もう一方の軌道の区間C’も、D’・E’から絶縁されている。
レールa・b・c・dは、それぞれの区間内では金属的連続性を保たなければならない。

信号機箱Fは任意の材料で作り、中央に好ましくはガラス窓付きの開口部を設け、昼夜を問わず信号が見えるように照明可能とする。

箱内には信号Gを置き、これはディスクSをレバーeに取り付け、eは水平軸fで枢支されている。
レバーeまたはその軸には、小さなセグメント状レバーgを固定する。
コード、リンク、チェーンまたは繊細な弾性ばねiを、gと長レバーLの上部に取り付け、アーマチュアm（Lに付属）が電磁石Mに引きつけられてLの上部が矢印z方向に振れると、セグメントレバーgの上部が前方・下方に動き、iが枢支fに近づくようにする。

この配置により、アーマチュアmが電磁石から最も遠く、磁力が最も弱いときに最大のてこ比が得られ、アーマチュアが近づくにつれて徐々にてこ比が減少する。

垂直レバーLは水平軸f’で動き、可調整ストップsで後退しすぎるのを防ぐ。sを調整することでアーマチュアmと電磁石Mの距離を適宜変更できる。

レバーL・eは任意の材料で作れるが、最小重量・摩擦で最大の強度・剛性を得るため、薄肉中空金属管とするのが好ましい。

またディスクSは可調整分銅wで釣り合いを取り、レバーeの枢支fからディスクSまでの部分を十分に長くすることで、ディスクは比較的小さな角度で隠蔽状態から露出状態（またはその逆）に移行する。さらに図のようにレバーeを配置し、ディスクの移動時にレバーeが水平位置を越えるようにすれば、最大の運動均一性と最小の動力損失が得られる。

視覚信号Gの構造を以上のようにしたとき、電磁石Mが通電するとアーマチュアmを引きつけ、レバーLの上端を矢印z方向に振り、セグメントレバーgの上端を前方に動かし、同時にレバーeを軸fまわりに回転させ、ディスクSを図の点線位置（隠蔽）まで下げる。

ここでバッテリーBの一方の極をワイヤーk・k’で区間C・C’のレールa・cに、他方の極をレールb・dに接続する。
同様に電磁石Mのコイルの両端を、ワイヤーl・l’でレールa・cおよびb・dに接続する（図参照）。これで装置は作動可能となる。バッテリーおよび信号から軌道へのワイヤーは絶縁することが望ましい。

装置全体の作動を説明する前に、次の事実を述べる：
電気は、十分な表面積を持つ裸の金属導体があれば、川の中や川底の泥の中でもその導体を伝う。なぜなら金属は水や泥よりもはるかに抵抗が小さいからである。
ましてや鉄道レールは巨大な良導体表面積を持ち、周囲の媒質よりもはるかに抵抗が小さい。複数の経路がある場合、電気は常に抵抗の最も小さい経路を選ぶことは周知の事実である。

作動は次の通り：

区間C・C’に車両が全くない場合、バッテリーBの＋極Pからの電流は矢印x・xに従い、ワイヤーk’→レールb→ワイヤーl’→電磁石Mを通ってMを励磁し、ワイヤーl→レールa→ワイヤーkを経て矢印y’・yに従い－極Nに戻る。
電磁石Mが励磁されるとアーマチュアを引きつけ、信号ディスクSを点線位置（隠蔽）に振り、分銅wの重さでそこに保持する。これが区間C・C’が空いているときの正常状態である。

ここで列車がHの位置でC’区間に入ると、車輪・車軸がレールc・dをブリッジし、巨大な導体表面を提供する。これにより電流に対して電磁石Mを通る経路よりもはるかに低抵抗の完全な回路が形成される。
電流は今やワイヤーk’→レールd→車輪・車軸H→レールc→ワイヤーkと、矢印x・x’・yに従って流れ、レールc・dとそのブリッジを使用し、電磁石Mを完全に回避する。
電磁石Mは消磁され、アーマチュアを解放。わずかに重い分銅wがディスクSを図の位置（露出）まで持ち上げ、列車が区間CまたはC’にいる限りその位置に留まる。

列車が区間から出てC・C’が再び空になると、電磁石Mは瞬時に再励磁され、ディスクは隠蔽位置に戻り、次の列車が来るまで保持される。

ディスクが露出位置にあるとき、レバーlで追加回路rを閉じることができ、これで警報Iを鳴らしたり、遠方の別の信号を作動させたりできる。逆にディスクが隠れると別の回路を閉じて別の信号を露出させることも可能である。

ここに詳細に記述した信号Gの代わりに、任意の構造の信号を使用しても本発明の本質は変わらない。
また電磁石Mを直接信号を作動させるのではなく、リレーとして使用し、通電時に信号を直接作動させる回路を開閉するようにしてもよい。
可聴警報は視覚信号と併用または単独で使用できる。

図は特に複線における踏切信号に適した適用例を示しているが、単線でも閉塞信号その他に使用可能である。

閉塞信号等として使用し、遠方の駅で信号の状態を知る必要がある場合は、電磁石Mからのワイヤーの一本を遠方駅まで延ばし、そこでベル電磁石その他の信号装置のコイルを通した後、軌道に接続する。こうすれば事務所信号は信号Sと同時に作動し、任意の数の信号を1区間だけで同時に異なる地点で作動させられる。

記述した方式を少し変更すれば、分岐器や開閉橋の効率的な信号も作動できる（レールを導体として）。

分岐器から0.5マイル程度離れた場所に信号機箱と信号を設置し、図のようにレールに接続する。分岐器近くでレールを分割し、信号・バッテリーのワイヤーは分岐器側の区間に接続する。
本線に正しく分岐器が掛かっている間は、分岐器レールの接続バーがブリッジとなって電流を信号電磁石から逸らす。
分岐器が誤って開いていると軌道レールの金属的連続が断たれ、信号電磁石が通電して信号位置が変化する（この場合は電磁石通電＝信号露出とする）。

同様に開閉橋では、橋のレールにクロスバーをブリッジさせる。橋が開いたり固定ボルトが抜けたりすると信号電磁石が通電し、信号が変化する。

必ずしも区間Cのレールa・b両方を隣接区間D・Eから絶縁する必要はない。多くの場合、片側のレールだけを絶縁すれば十分である。

以上を新発明として特許を請求する：

1. バッテリーBと電磁石Mを鉄道区間のレールに接続し、車両の車輪・車軸が区間をブリッジしたときに電気回路が変化し、電磁石Mの消磁によって信号が作動する構成（実質的に本明細書記載の通り）。
2. 軽量かつ強度を確保するため、管状材料を部分的に用いた信号機構（実質的に本明細書記載の通り）。
3. 信号ディスクの露出・隠蔽水平線の中間にレバーeの枢支を配置する構成（図示・記述の通り、その目的のため）。
4. 弾性ばねi（または同等物）をレバーL・eおよび信号ディスクSと組み合わせる構成（実質的に記述の通り）。
5. バッテリーBをワイヤーk・k’、鉄道レールa・b、ワイヤーl・l’、電磁石Mと組み合わせる構成（実質的・本明細書記載の目的のため）。
6. 追加または局部回路rを電磁石M、ワイヤーl・l’・k・k’、バッテリーB、鉄道区間レールと組み合わせる構成（実質的に記述の作動のため）。

ウィリアム・ロビンソン
証人：ジョン・ルーニー、ヴァン・ウィック・フォスター

ウィリアム・ロビンソン博士

電気・機械工学博士
アメリカ電気工学協会フェロー
ウェスリアン大学卒（文学士・文学修士）
ボストン大学大学院修了（博士）
（1913年ロビンソン博士発行パンフレットより再録）

閉軌道回路システムの創始者および基本特許（1872年）保持者

ウィリアム・ロビンソン博士
──今日の鉄道で使用されているほぼすべての自動電気閉塞信号システムの基礎となる「閉軌道回路システム」の発明者

以下は、1910年11月22日付　州際商業委員会（ICC）ブロック信号・列車制御委員会　第3回年次報告書（p.177以降）からの抜粋・コメントである。

軌道回路

「鉄道輸送の発展史において、おそらくこれほどまでに安全と迅速性に貢献した単一の発明は存在しない。それが軌道回路である。
このきわめてシンプルな発明によって、今日使用されているほぼすべての複雑な鉄道閉塞信号システムの基礎が築かれた。これらのシステムでは、列車はあらゆる状況において、継続的に自らの保護を維持するという決定的な特徴を持つ。

言い換えれば、軌道回路は今日、鉄道信号の専門家が根本的に安全と認める唯一の手段であり、
列車またはその一部が信号によって守られている軌道のどの部分を占領している間も、連続的かつ直接的に閉塞信号を制御し続けることを可能にするものである。」

レール回路の発明

「実用的な軌道回路（rail circuit）すなわち『レール回路』を最初に考案した栄誉は、特許庁記録によりウィリアム・ロビンソン氏に帰せられる。
彼が考案したのは、それ以前に存在した『開放型』とは対照的な『閉鎖型』軌道回路である。（中略）

閉軌道回路は極めて信頼性が高く、原理的に完全に安全であり、適用・保守もシンプルである。（中略）

したがって、現代の自動信号システムのうち、安全性の最高水準を体現するものとして認められるすべてのシステムの基礎は、この閉軌道回路である。」

閉軌道回路の最もシンプルな構成

両側のレールが一次導体として機能し、区間が空いているときは発電機（バッテリー）が両レール間に電位差を保ち、一つ以上のリレーがレール間に接続されている。

閉軌道回路は、通常状態ではリレーを通電状態に保つ。
列車がレールに与える影響は、発電機を完全に短絡（シャント）してリレーを完全に消磁することである。これは1両の車両や機関車でも、長大編成でも、実用上まったく同じ効果を生む。

発電機の故障や、回路のどこかの断線（レール自体でもその他の部分でも）は、列車が区間にいる場合とまったく同じ効果をリレーに及ぼす。

これは、安全信号の公認原則に完全に合致するものである。
その原則とは、システムが正常に動作している場合だけでなく、異常・故障が発生した場合にも同等に安全な結果を生むことを要求するものである。

歴史的注記（閉レール回路システムの起源と導入）

1870年　ウィリアム・ロビンソンはニューヨーク市アメリカ研究所博覧会で、精巧な鉄道自動電気信号システムの動作模型を展示した。
これは両方向から接近する列車によって作動する踏切信号で、列車が適当な距離に来ると踏切前方でゴングが鳴り始め、通過するまで警報を継続し、通過すると停止するものであった。
この模型ではリレーは短絡によって消磁されたが、信号自体は常時開放回路方式で作動していた。
鉄道信号の作動に短絡原理を使用した世界初の事例と信じられている。

1871年　ロビンソンはフィラデルフィア＆エリー鉄道キンズア（ペンシルベニア州）に、1マイル超の閉塞区間を持つ自動閉塞信号として本システムを設置した。
この設置にはリレー、大型視覚信号、リレー制御の大型電気ゴングが含まれ、信号地点から1マイル先の駅までオーバーラップを延ばし、事務所内に監視ベルを設置。遠方の主信号が実際に「危険」位置にあるときだけ事務所ベルが鳴るようになっていた。

このシステムは完全に作動し、期待されたすべての機能を果たした。
しかしそれは、当時考えられていた唯一の原理である常時開放回路システムだった。

この開放回路設置が完了するや否や、ロビンソンはただちにその弱点を洗い出す作業に取りかかり、やがて以下の重大な欠陥を発見した（現在ではすべての常時開放回路システムに本質的に存在することが周知である）。

──回路がどこかで切断されたり、電流が何らかの理由で途絶えたりすると、信号は「安全」のままになる。
危険が目前に迫っているのに偽りの「安全」信号を示すことになる。これは原理的に致命的な欠陥であり、常時開放回路方式の信頼性を根底から崩すものである。

そこで長期間の研究の末、彼は閉軌道回路システムを考案した。その構成と作動は、上記州際商業委員会の記述で明確に示されている通りである。

ロビンソンは、効率的かつ信頼性の高いシステムとするためには、
列車のすべての車輪が信号を制御できなければならない
──単独の1両でも、回路のどこかが切れても、電流が失われても、リレーに影響があれば、まるで長大編成が区間にいるのと同じように信号を「危険」に保つことができるものでなければならない
と論じた。

この考えが、彼を閉軌道回路の発明へと導いた。

試験を行う前に、彼はすでに1871年に閉軌道回路システムの基本特許を米国とフランスに出願し、
・米国特許　1872年8月20日　第130,661号
・フランス特許　1872年2月29日　第94,393号
を取得していた。

キンズアにはすでに開放回路システムの全信号装置が稼働していたため、ここで閉回路システムの試験を行うのは簡単だった。
彼は対向レールを区間ごとに絶縁し、リレーの端子を一方の端に、適当な距離を置いてバッテリーを接続し、閉軌道回路を形成した。

最初に通過した列車が車輪・車軸で対向レールを接続し、リレーを短絡、リレーが制御するすべての信号回路が作動した。
これが1872年のことである。
こうして閉軌道回路システムの実現可能性が実地に証明された。

この区間はさらに事務所駅まで1マイル以上延長され、事務所に軌道バッテリーと手動操作スイッチ、遠方主信号が実際に「危険」位置にあることを示すオーバーラップ監視信号が設置された。列車が1マイル先に接近したことも事務所に知らされた。

直ちに同鉄道のアービントンにもう1か所の設置が命じられ、1873年初頭に完成。最初から完全に作動し、キンズアと同等のすべての機能を果たした。
機関士たちは大いに喜0123名で、すぐにこの信号を「老いても頼りになるヤツ（The Old Reliable）」と呼ぶようになった。

1873年中には、ロビンソンはすでに4つの異なる鉄道に閉レール回路システムを設置していた。
その後も彼は約9年間（1880～1881年頃まで）本システムの唯一の所有者であり、数多くの鉄道に設置を続けた。

その後、ウェスティングハウス一派がロビンソンの権利を買い取り、会社は「ユニオン・スイッチ・アンド・シグナル・カンパニー」として再編された（「Union」はロビンソン側、「Signal」はウェスティングハウス側を表す）。

こうしてユニオン社がロビンソン閉回路システムの唯一の所有者となり、彼の基本特許が切れるまで独占した。
特許が切れると、すべての信号会社がこぞってロビンソン・システムを自社の信号の基礎とした。

現在、どの名前で自動信号を設置していようとも、すべての鉄道信号会社が使用しているのは、純粋かつ単純なロビンソン・システムそのものである。
他に「システム」として存在するものは一つもない。

（ロビンソン自身が1878年に設立した会社名は「ユニオン・エレクトリック・シグナル・カンパニー」だった。再編時に「Electric」を削除し「Switch and」を挿入して現在の社名となった。）

レールボンド

キンズアでの粗悪な軌道での経験から、閉塞区間を構成するレール全体に信頼性の高い電気的連続性を確保するためにはレールボンドが不可欠であることが証明された。
そこで1872年、ここでロビンソンは今日使用されているボンドワイヤーを発明した。

長大区間のすべてのレールに2つずつ穴をあける煩わしさを避けるため、1873年にはレールジョイント部に弾性鋼板を当てて接触させる方式も試したが、ボンドワイヤーほど満足すべきものではなかった。
そのため1873年以降のすべての設置では、最初の構想通りのボンドワイヤーを使用した。

彼はボンドを2種類作った。
第2の形態では、わずかにテーパーのかかったスタッドに穴をあけ、ワイヤーの端を通して硬ろう付けし、それを隣接レールの穴に強固に打ち込んだ。
数年後に点検したところ、機械的・電気的に設置当初と変わらぬ良好な状態を保っていた。

レールボンドは現在、軌道帰線を使用する実質的にすべての電気鉄道システムに不可欠な基本要素となっている。
軌道レールの確実なボンディングがなければ、回路の必須な電気的連続性は得られない。

したがって、博士ウィリアム・ロビンソンは、電気鉄道が始まる以前に、現代の電気鉄道を可能にしたシンプルかつ基本的な発明──ボンドワイヤー──を行った人物として、明らかにその功績を認められるべきである。
この発明がなければ、今日の電気鉄道の成功的な運用は不可能だっただろう。

この発明は電気鉄道に数え切れないほどの億ドルを節約し、空中帰線導体という唯一の代替手段ではどんなコストをかけても達成し得なかった結果を、シンプルな方法で実現した。

ウィリアム・ロビンソン博士　電気・機械工学博士
自動電気信号システムの原発明者および特許権者
（現在、アメリカおよび世界各国の主要鉄道で使用されているもの）

ウェスリアン大学　ロビンソン博士の記録

ウィリアム・ロビンソン
1865年文学士、1868年文学修士、Alpha Delta Phi会員
1907年ボストン大学博士（Ph.D.）

1840年11月22日　北アイルランド生まれ
1865-66　コネチカット州アンソニア高校校長
1866　ペンシルベニア石油地帯
1867　コネチカット州スタンフォードで教鞭
1867-69　ニューヨーク州スプリングバレーアカデミー校長
1869-72　ペンシルベニアで石油事業
1873　ロビンソン電気鉄道信号会社社長兼支配人
1875-81　ボストンで事業
1878　ユニオン・エレクトリック・シグナル社設立
1879-80　欧州・エジプト・パレスチナ旅行15ヶ月
発明：ロビンソン無線電気鉄道信号システム、ロビンソン径向台車、自転車用コースターブレーキ、ローラーベアリングスケート、リピーティングテレフォン
著書：「鉄道用自動電気および電気制御流体圧信号システム史」
1921年1月2日　ニューヨーク州ブルックリンにて死去

A.I.E.E.（アメリカ電気工学協会）　ロビンソン博士の記録（1909年7月申請書より）

生年月日：1840年11月22日　北アイルランド（父方スコッチ・アイリッシュ、母方イングリッシュ）
教育：ウェスリアン大学卒（1865年文学士、1868年文学修士）、ボストン大学大学院博士（1907年、電気・機械工学）
1870年以前から現在（1909年）まで電気工学の開発・実践に従事

──世界中の主要鉄道で、誰が設置しようとも普遍的に使用されている自動電気・電気制御流体圧信号システムの原発明者および特許権者

1870年　本システムに関する米国特許4件取得（出願はそれ以前）
1870年　ニューヨーク・アメリカ研究所で精巧な動作模型を展示
1871-72年　閉軌道回路信号システムの原発明者・特許権者（1872年米国・フランス基本特許取得）
1870-71年　自動空気圧信号システムの原発明者・特許権者（1871年英国基本特許　世界初と信じられる）
1872年以降　フィラデルフィア＆エリー鉄道ほか複数路線で閉軌道回路を実用化
1872-79年　ペンシルベニア・ニューイングランドほかで完全な閉回路自動信号システムを設置（今日と同等の完成度）
1878年　自らの信号特許のみを基にユニオン・エレクトリック・シグナル社設立（後にウェスティングハウスが買収→現ユニオン・スイッチ・アンド・シグナル社）

数年前に出版した「鉄道用自動電気および電気制御流体圧信号システム史」は、本テーマに関する唯一の真正な歴史であり、技術者仲間からの要請により、議論の余地のない歴史的正確性を期して執筆・出版したものである。

──ウィリアム・ロビンソン

電話実験

1876年　ちょっとした興味深い話として申し上げておきますが、私はこの年、閉軌道回路信号区間を構成する両側のレール線を回路として使用し、鉄道レールを通して電話で会話を成功させました。これが世界初のレール電話だったと信じています。

1877～78年　電話に関する多数の挿絵付き講演を行いました。このとき、私は無線電話の原理を発見し、実際に片側端子のみを接地し、もう一方を空中に浮かせた電話機との間で、数インチの開放空間を隔てて明瞭に音声を往復送信することに成功しました。
空中に絶縁されずに伸びていたワイヤーは数百フィートに及びました。
使用した機器は、私が講演用に特別に設計・自作した大型マグネト電話で、バッテリーは一切使用していません。

電気鉄道システム

自動信号以外にも、私は多くの独創的な電気工学の仕事をしてきました。

特にここ15年以上、私は電気鉄道における抜本的に新しい方式の開発に多くの時間を費やしてきました。
このシステムに対しては、複数年にわたり20件以上の特許を出願し、すでに14件が認可されています。

本システムが実現すること

1. 第3レールまたは接触導体を任意の長さの区間（ブロック）に分割し、通常は死電（無電圧）だが、列車がその区間に入ると自動的に活電（通電）となり、列車が去ると再び死電に戻る。
2. 列車がある区間に入ると、その直後の区間への動力電流供給を自動的に阻止する。
   したがって何本の列車が続行していても、前方の列車（走行中でも停車中でも）の1区間後ろの列車はすべて動力電流を失い、衝突が完全に防止される。
3. 分岐器や開閉橋に接近する列車は、自動的にその区間の1ブロック手前で停止させられる（ボルトが抜けたりロックが外れたりする前に）。
4. 推進電流が迷走しても、他の回路（信号など）に一切干渉しない。
5. 使用するすべての電流は同一特性でも、任意の組み合わせの異なる特性でも可能。

このシステムは、車上・車外の安全、電流の経済性、動作の単純・確実性、電解作用の大幅な排除を徹底的に追求したもので、交流推進電流を使用する場合でも帰線は当該ブロック長に限定されます。
このシステムは、推進電流の直接作用による乗客・列車へのあらゆる危険を排除できると確信しています。

ルーズベルト大統領は、私の鉄道を安全にする電気・機械発明に特に注目し、州際商業委員会に報告するよう指示しました。

機械工学

私は機械工学でも多くの独創的な仕事を行ってきました。

その代表が、ロビンソン径向台車（Robinson Radial Car Truck）です。
現在、電気鉄道でかなり広く使用されています。
これは、私の知る限り、正しい機械原理に基づいて設計・製作された世界で唯一の鉄道台車です。

すべての車軸が、通過する曲線の正確な半径方向に向き、直線ではすべての車軸が完全に平行になるように構成されています。
これにより、曲線部での摩耗・削り取り・脱線が防止され、電力消費も大幅に節約されます。

セントルイスで、車体長28フィートの車両（プラットフォーム除く）に、ホイールベース15フィートの径向台車と2モーターを搭載したものが、街角の曲線上で完全に停止した状態から、直線と同じ電力で発進したことが、ボルトメーター・アンメーターによる厳密な試験で確認されました（この試験は私が知らない間に会社幹部が行ったものです）。

私は、これが将来の電気機関車用台車として標準になると確信しています。

（本日同封で、ロビンソン径向台車のカタログ（完全図版付き）を委員会にお送りしております）

コースターハブ

私はまた、バックペダルブレーキ付きコースティング自転車ハブの発明者でもあります。
これは長年、世界中で一般的に使用されています。
このハブに関する基本特許出願は、すでに12年間特許庁に係属中です。そのうち9年間は、存在意義すら説明できない時代遅れの干渉手続によって停滞していました。

タービンエンジン

タービンエンジンでも重要な改良を行いました。

1つ目は、単一レバーの左右操作だけで即座に正逆転可能なエンジン。
2つ目は、蒸気を2度利用して元の効率を倍増し、かつエンドスラストを完全にバランスさせるもの。
3つ目は、同クラス・同床面積のどのタービンよりも3倍以上の出力を発生するもの（特許認可済み、未発効）。

これらの機械は、特に遠洋定期船に大きな用途があると考えています。

敬具
ウィリアム・ロビンソン
ニューヨーク州ブルックリン　スタイヴサント街276番地

第Ⅱ部　ウィリアム・アッシュブリッジ・ボールドウィン

閉軌道回路の実列車運行条件下での初の実地試験を可能にしたのは、ウィリアム・アッシュブリッジ・ボールドウィンの進歩的思想であった。
ロビンソン博士のこの発明に対する彼の信頼があってこそ、閉軌道回路を列車運行の安全に適用できることが証明されたのである。

ボールドウィン氏は、キンズア（ペンシルベニア州）とアービントンに最初の信号が設置された当時、フィラデルフィア＆エリー鉄道（現在のペンシルベニアシステム中央地域北部大管区の一部）の総支配人であった。
1870年代に彼が示した関心と積極的な協力によって、列車運行の安全化が実現し、今日の信号技術の水準に至ることができた。
したがって、ロビンソン博士記念のこの文書に、彼の名を刻むのはまことに当然である。

ボールドウィン氏がどのようにしてロビンソン博士とその仕事に興味を持ったかといえば、以下の通りである。

ロビンソン博士は大学卒業後すぐに、頻発していた列車事故を防止する信号システムの研究に取りかかり、1870年にニューヨークで開催されたアメリカ電気工学協会博覧会に、開放線路ワイヤー方式の模型を出品した。
博覧会終了後、彼は各鉄道会社の幹部にシステム説明の冊子を送付した。

その一通をボールドウィン氏が受け取り、非常に興味を引かれ、ただちにロビンソン博士にキンズアでの設置を依頼した（1870年）。
これは軌道レバーで制御する常時開放線路ワイヤー方式だった。

設置後、ロビンソンはこの方式に多くの深刻な欠陥があることを見抜き、改善策を研究し、ついに閉軌道回路を発明した。
1872年、ペンシルベニア州エリーで開催された州博覧会で、彼は長大な水槽内に軌道回路を設置し、水中で動作させるデモンストレーションを行った。

ロビンソン博士はすでに閉軌道回路の原理をボールドウィン氏に説明しており、氏はキンズアの既設開放方式を閉軌道回路に置き換えるよう即座に指示した。
これが稼働すると、氏はただちにアービントンにも設置を命じた。
この信号は極めて信頼性が高く、機関士たちからすぐに「老いても頼りになるヤツ（The Old Reliable）」と呼ばれるようになった（写真は第Ⅰ部に掲載）。

旧従業員が語る最初の実設

ペンシルベニアシステム北部大管区総支配人A・J・ホイットニー氏、信号部長A・H・ラッド氏のご協力により、以下の情報が得られた（取材対象：元フィラデルフィア＆エリー機関士ウィリアム・メッツガー（88歳、当時）、元アービントン構内主任ウォーレン地方裁判事J・W・ヒューズ、車輛検査員ジョン・クリスティ、元レノボ管区列車指令J・C・カーティス）。

「1872年頃、アルトゥーナからと思われるロビンソン博士が、アービントン付近に西行き列車を制御する信号を設置した。
場所はアーヴァイン・ラン橋のすぐ西側、現在の上り本線北側で、線路脇に小さな木造小屋があり、直径約2フィートの円形開口部の奥に昼間は赤旗、夜間は旗の背後に灯火を表示する電気式信号だった。
小屋内と駅電信室（2つの鉄道が合流する地点）にベルが設置され、車輪フランジで作動するトリップ装置が電信柱上のワイヤーに接触して信号とベルを作動させた。
信号には『Dr. Robinson’s Patent』の文字が円形開口部周囲に描かれ、『The Old Reliable』と呼ばれた。

キンズア（現ラドロー）にも、駅停車列車保護用に一対の信号が設置された。
こちらもアービントン同様に架空ワイヤーで作動し、列車が信号の横に来ると両方の信号が赤表示になり、昼は赤旗、夜は灯火が点灯。
各小屋には大きなゴングが設置され、赤表示と同時に鳴動した。
列車の後部が前方の信号を通過すると両信号が緑に戻り、ゴングも止まった。
このシステムはバッテリーで作動していたが、バッテリー保守が困難なため1年足らずで撤去された。」

ウィリアム・アッシュブリッジ・ボールドウィン略歴

（1906年版『アメリカ鉄道幹部人名録』より）

1835年6月28日　フィラデルフィア生まれ
1851年11月　シュウキル郡コール・ラン道路の測量チェーンマンとして鉄道業務開始
以降、助手技師、レベルマン、トポグラファーとして各地で勤務
1857年3月～1858年12月　ホンジュラス大陸横断鉄道助手技師
1858年12月　ペンシルベニア鉄道入社
1862年2月7日～1868年3月13日　フィラデルフィア＆エリー鉄道西部分署長
1868年～1870年　同鉄道助手総支配人
1870年5月7日～1873年10月1日　同鉄道総支配人
1873～1881年　同職＋ノーザン・セントラル鉄道一部管轄
1881～1888年　ペンシルベニア・カンパニーおよび関連線区支配人
1888～1892年　バッファロー・ロチェスター＆ピッツバーグ鉄道副社長兼支配人
1893年～1906年4月30日　クリーブランド＆マリエッタ鉄道社長（兼支配人～1899年）
1906年4月30日　70歳でペンシルベニアシステム年金規定により退職
1911年2月17日　ペンシルベニア州スーイックリーにて死去（享年75歳）

（『Railway Age』1911年2月24日号死亡記事より抜粋）

第Ⅲ部　軌道回路とは何か

（前出　1910年11月22日　州際商業委員会ブロック信号・列車制御委員会第3回年次報告書より再掲）

「鉄道輸送の発展史において、単一の発明でこれほど安全と迅速性に貢献したものは他にない。それが軌道回路である。（中略）
実用的な軌道回路（rail circuit）を最初に考案した栄誉は、特許庁記録によりウィリアム・ロビンソン氏に帰せられる。彼が作り上げたのは『閉鎖型』軌道回路である。（中略）閉軌道回路は極めて信頼性が高く、原理的に完全に安全であり、適用・保守もシンプルである。」

以下は、ユニオン・スイッチ・アンド・シグナル社　J・P・コールマン氏が数年前に執筆した、技術に詳しくない人にも理解できる平易な軌道回路の原理説明である。

レール回路の原理（J・P・コールマン）

（以下、極めて明快で美しい説明の完全和訳）

電流はバッテリーで発生し、導線（その一部が電磁石のコイル）を経て再びバッテリーに戻る。
電磁石は回路に挿入された装置にすぎず、電気エネルギーを機械的（磁気的）エネルギーに変換するものであり、電流がなければ磁気は存在し得ない。──これを明確に理解した上で、電気軌道区間の原理を説明しよう。

電流の流れに関する不変の法則を一つ述べる：
「2つ以上の経路が与えられると、電流はただちに分割され、それぞれの導電率に比例した量が各経路を流れる」

電気抵抗の単位を「オーム」と呼び、様々な材料の導電性の良し悪しを表す（長さの単位がフィートであるのと同様）。

図1は通常の重力電池とその導線、電磁石、アーマチュアが磁石に引きつけられてばねに抗している状態を示す。
電流が電磁石を通り続けている限り、この状態は変わらない。

ところが、元の経路よりも数百倍抵抗の小さい第2の経路を与えるとどうなるか？
電流の数百倍の部分が電磁石を離れて「短絡」経路に流れ、元の経路に残る電流はごくわずかになり、電磁石は実質的に消磁される。

図2で、電磁石Rの抵抗を10オーム、導線自体の抵抗は無視できるほど小さいと仮定する。

ここで、抵抗が0.01オームの金属片を、バッテリーと電磁石の間の導線のどこかに接触させると、
電流は10オームの電磁石を通る代わりに、0.01オームの経路を選ぶ（不変の法則）。

これが図3・4の状況である。
導線が1マイルの鋼レール（各レールの抵抗は約1オームだが、ここでも無視できる程度）、
0.01オームの金属片が列車の車軸と車輪（a）であるとすると、結果は全く同じになる。

つまり、レールが空のときは全電流が電磁石を通っていたのが、車輪が入ると電流の999/1000が車輪を通り、電磁石に残るのは1000分の1のみ。
この微弱な電流では電磁石を励磁状態に保てず、ただちに消磁され、アーマチュアに対する制御力を失う。

このように、電磁石のアーマチュアを小さなレバーに取り付け、その動きで第2の回路を開閉したり複数回路を制御したりする装置全体を「リレー」と呼ぶ。
ほぼすべてのリレーは、消磁されると重力または小さなばねでアーマチュアが磁石から離れるように設計されている。

図5のように分岐器が区間に含まれる場合は、安全のため、分岐器が本線に正しく設定（および施錠）されていない限り軌道回路の連続が断たれ、信号が「危険」に保たれるようにしなければならない。
より確実にするため、分岐器の回路制御器（スイッチボックス）は、分岐器が正しくないときは軌道回路を遮断するだけでなく、短絡もさせるようになっている。
また、分岐ポイントからフアウリングポイントまでの側線も軌道区間に含める必要がある。これにより、本線に「進行」信号が出ているときは側線上の全列車が本線と衝突しないことが保証される。

軌道を電気的に独立した区間に分割するには、各区間の端でレール同士を絶縁しなければならない。そうしないと各区間の電流が隣に流れ込み、無限に続き、互いに干渉して作動不能になる。

すべての物質はある程度電気を通すが、銀・銅・鉄などの純金属は抵抗が極めて小さく「導体」と呼ばれる。
酸・塩水・水も導体だが金属よりはるかに劣る。
大地も導体だが、鉱物が多い場所とそうでない場所では大きく異なる。総じて貧弱な導体である。

一方、ゴム・ガラス・革・樹脂・木・硫黄・乾燥空気などは極めて大きな抵抗を持ち、「不導体」または「絶縁体」と呼ばれる。

木が不導体であるから、鋼レールの下の枕木はレールと大地を絶縁している。
レール端の間に木または同等材を挟み、フィッシュプレートの代わりに強度の高い不導体を入れれば、完全にレール同士を絶縁できる。

これが実際に行われている方法である（図6）。長年の実績で経済的かつ極めて有効であることが証明されている。

より強固なジョイントを得る方法として、既存の鉄フィッシュプレートを厚いファイバープレートでレールから絶縁し、ボルトもファイバー・ブッシングで絶縁する方法がある（図7）。
これはジョイント強度では優れているが、絶縁性能は前者と変わらない。

レールとフィッシュプレートの接触面は大きく、ボルトで強固に締結されているように見えるが、実際はボルトやプレートが緩み、錆や汚れが抵抗を著しく増大させる。
たとえ完全に締結・ロックされていても、錆スケールのために不完全な接触になる。

したがって、軌道区間の抵抗をできる限り低く・一定に保つためには、隣接するレール端同士を強靭な短いワイヤーで接続することが絶対に必要である（図8）。

これが「ボンドワイヤー」（軌道ワイヤー）である。
現在はチャンネルピンまたは溶接でレールに取り付けられる。
軌道区間のバッテリーとリレーの接続も同様に行う。

バッテリーは通常、各区間の端に地中に埋めたチャートまたは井戸に収められ、エレベーターで昇降可能にされている。
地下配線は溝付き木材内に収めて損傷を防ぐ。

非常に湿った天候や降雪時でも、3/4マイル未満の区間なら通常、重力電池1ジャーでリレーを十分に作動させられる。
長い区間では2ジャーが必要になることもあるが、それ以上は絶対に避けるべきである。
電流強度を上げると、雨天時にレール間への漏れ電流が増え、リレーの作動が不安定になるからだ。

2ジャーでは信号機・ロック・ベルなどを確実に作動させられないので、これらにはジャー数の多い別のバッテリーを用意し、軌道区間のリレーのアーマチュアでこの第2回路を制御する（図3・4・5）。
したがってリレーの使用は必須であり、1つの軌道で複数の装置を独立に制御する場合は、リレーは不可欠である。

軌道回路の特性

軌道回路の基本原理は、1872年にロビンソン博士が発明した当時と今日とで変わっていないが、かつて考えられていたほど単純な装置ではなく、多くの問題が生じ、信号技術者による慎重な研究が求められ、現在も続いている。したがって、今日知られている軌道回路の特性について簡単に述べるのがよい。以下の説明は、信号技術者A・R・フュギナ氏およびルイビル・アンド・ナッシュビル鉄道の信号検査員J・B・ウィーグル氏が軌道回路について発表した論文の要旨を含む、多くの資料から収集したものである。

軌道回路には大きく分けて直流と交流の2種類があり、さらに単軌条回路と複軌条回路に細分される。軌道回路の本質的な特徴は、各区間を隣接区間から絶縁することにある。各区間のレールは、ボンドワイヤで隣接レールと接続され、区間の端から端まで連続した導体となるようにされている。

レールボンディング

現在のボンディング方法では、電流の大部分をアングルバー（継目板）が担っており、ボンドワイヤが運ぶのはしばしば20％程度、ときにはそれ以下である。新レールのレール抵抗は最も低いが、アングルバーとレールの間に錆や汚れが付着するにつれて徐々に高くなる。しかし新レールであっても、レール抵抗は時期や1日のうちでも大きく変動する。これは、アングルバーがボンドワイヤよりも多くの電流を運び、ボンドワイヤはどんな条件でも電池からの電流の小部分しか運ぶ能力がないためである。ボンドの抵抗が低いほど、レール抵抗の変動は小さくなる。

レール抵抗が増加すると、アングルバーの抵抗も大幅に増加し、その結果アングルバーが運ぶ電流は急速に少なくなる。

1000フィート当たりのレール抵抗が0.20オームに達することは珍しくなく、特に良好なボンディングに注意を払った新レールでも0.264オームに達した例がある。このような条件下ではアングルバーはほとんど電流を運ばず、ボンドの容量も電流を運ぶには不十分であり、その結果、軌道回路の不作動が生じ、おそらくバラスト不良や亜鉛処理枕木などの原因と誤認される。

軌道回路の主な欠陥は不適切なボンディングである。なぜNo.8鉄線がボンディングの標準となったのか、その理由は、レールにボンディングが始められた当時、一般に使用されていた鉄製電信線の余りからこのサイズのワイヤが切られて使われたこと以外に説明が見当たらない。最小かつ一定のレール抵抗を得るためには、より良好なボンディングを得ることが重要である。

以下のことが推奨されている：

1. 亜鉛メッキワイヤボンドの使用を廃止すること。
2. 暫定的措置として、亜鉛メッキボンドワイヤの代わりに40％銅被覆ボンドワイヤを使用すること。
3. 盗難と結晶化の問題を除けば、純銅ボンドワイヤがはるかに望ましい。
4. より太いボンドワイヤを使用し、その通電容量は少なくとも46インチのNo.6ソリッド銅線2本またはNo.2の40％銅被覆ワイヤ2本に匹敵するものとすること。

最近まで、軌道回路の専門家の間では一般に、レール抵抗はあまり重要な要素ではなく、通常、軌道回路の調査や計算においてレール抵抗の変化は無視できると考えられていた。

多くの不良軌道回路が、バラスト不良、亜鉛処理枕木、湿った軌道などに起因するとされてきたが、慎重に分析すれば、その原因が極めて高いレール抵抗にあることが分かったであろう。このような誤った結論はほぼ毎日下されている。

片側レールのみを絶縁する、いわゆる単軌条軌道回路も使用されている。この種の設置は、2つの絶縁継目にかかる費用を避けるため、または一方のレールを別の回路に使用する必要がある場合に行われる。このような軌道回路は、両側レールを絶縁したものよりも故障しやすい。なぜなら、1つの絶縁継目が破壊されると回路が適正限界を超えて延長され、隣接回路の干渉や、絶縁継目を超えた位置に列車が存在することによるリレーの長時間短絡（シャント）が発生するからである。

軌道回路は、電流の有無だけでなく方向または極性も利用してリレーを作動させることにより、2つの別個の機能を果たすようにすることができる。ただし、電流の有無によって作動する第1または主機能が、電流の有無と極性の両方によって作動する第2機能に干渉しないことが条件である。

軌道回路内に分岐器がある場合には、分岐器ロッドを通じた短絡やターンアウトレールへの電流漏れを防止するため特別な手段を講じる必要がある。通常の方法は、絶縁分岐器ロッドを使用し、ターンアウトのリード線およびターンアウトのファウリングポイントに絶縁継目を設けることである。分岐器ポイントはストックレールにボンディングされ、軌道のどの部分に車輪が乗ってもシャントが確実に行われるようにする。

分岐器を通る軌道回路に用いられる方法のいずれも、分岐器の開きに対する保護は提供していない。この保護を得るためには、スイッチインスツルメントまたはスイッチボックスが使用される。これは電気接点を備えた装置で、分岐器枕木に取り付けられ、ロッドによって分岐器ポイントに接続されるようになっており、分岐器が滑って開いたり投げ開けられたりすると、ロッドの動きが接点を動作させ、閉じるとレールから接点に接続されたワイヤを通じて両レールの間に閉回路を形成する。これにより、分岐器が開かれたときに接点が閉じると、列車が回路に乗っている場合と同じ効果が生じ、回路がシャントされる。

電化鉄道で、推進電流の帰回路として太い銅ボンドでレールをボンディングしている場合は、追加のボンドワイヤは不要である。

軌道電池

通常の軌道回路では、絶縁軌道区間の片端に一次電池を置き、電池の正極を一方のレールに、負極を他方のレールに接続し、区間の他端のリレーを同様にレールに接続する。電流は電池の正極から一方のレールを通り、リレーを経て他方のレールを通って電池に戻り、リレーを通電状態に保つ。

直流軌道回路には、程度の差こそあれ4種類の電池が使用されてきた。すなわち、ダニエル電池、ラランド（ソーダ）電池、蓄電池、乾電池である。ダニエル電池の電圧は約0.8～0.9ボルトで、抵抗は維持方法によって異なり平均約3オームである。閉回路で長期間使用しても分極がほとんど生じない。この高い内部抵抗のため、通常、電池とレールの間に外部抵抗を入れる必要はない。ラランド（ソーダ）電池の起電力は約0.67～0.88ボルトで、内部抵抗は0.019～0.4オームの範囲である。これらの電池は内部抵抗が低いため、電池とレールの間に適切な値の外部抵抗を入れる必要がある。蓄電池は各種容量で作られており、満充電時の開放電圧は約2.1ボルトで、放電時には約2ボルトとなり、完全放電時には約1.8ボルトまで低下する。この種の電池の電圧は電解液の密度や、ある程度は温度によって変動する。内部抵抗はほとんど無視できるため、列車が軌道に乗ったときに過大電流が流れないよう、電池と軌道の間のリード線に外部抵抗を入れる必要がある。乾電池は緊急時または2～3レール長の開放回路軌道回路（塔守に列車接近を知らせるアナウンシエータ起動用として時折使用される）にのみ使用される。本来は開放回路用に設計されており、一定値以上の電流を連続して取り出すと分極する。

軌道リレー

軌道リレーは電信用に使用されていた同名の機器を発展させたものである。馬蹄形電磁石と、信号装置を制御するための回路を開閉する1本または複数本のフィンガーを備えた可動鉄片で構成されている。

通常、抵抗2オームおよび4オームの軌道リレーが使用される。ルイビル・アンド・ナッシュビル鉄道で2オームリレーを各種回路に多数使用した経験から、次の結論が得られた：

• 電池と軌道の間にR.S.A.推奨の制限抵抗を最低でも入れる限り、2オームリレーは4オームリレーよりも一般的な軌道回路に適している。
• 2オームリレーは、4オームリレーが作動しない不良軌道回路でも満足に作動し、しかも消費電流がかなり少ない。
• 平均的な長さの良好な軌道回路では、2オームリレーも4オームリレーと同等に作動し、消費電流にほとんど差はない。同条件では、より長い軌道回路を2オームリレーで運用できる。

2オームリレーは少なくとも4オームリレーと同等の安全性を持つ。4オームリレーでも2オームリレーでも、電池と軌道の間にR.S.A.推奨の制限抵抗を最低でも入れることが同じくらい重要であることが十分に理解されなければならない。これは内部抵抗の低いあらゆる種類の電池において重要であり、条件によってはダニエル電池でも同様である。

ある場合は列車がリレー端から電池端へ進む場合、もう一方は電池端からリレー端へ進む場合である。達成される効果は同じであるが、列車が電池端からリレー端へ進む場合には、リレーの解放がそれほど速やかでない。これは、リレーコイル、レール、列車車軸を通る回路の自己誘導に一部起因するが、それよりも、隣接区間からの微小な電流漏れや、常に多少存在する迷走電流の影響の方が大きい。レールが折損した場合も、通常は回路が開かれ、リレーが非通電となる。

各種信号装置を制御する回路は、軌道リレーの接点を通じて開閉される。

軌道回路の保守

枕木は電気の通過に対して比較的高い抵抗を持つが、多数の枕木がレールを接続している場合、多数の並列経路が回路に導入され、電流が一方のレールから他方のレールへ流れることができる。全体として見ると、枕木が電流の通過に提供する抵抗は比較的低い値となる。したがって、常に枕木およびバラストを通じたレール間電流漏れが存在する。直流・交流を問わず軌道回路では、可能な限り最良のバラストと排水を確保・維持する努力がなされるべきである。灰バラスト、汚れた砂、水浸しの柔らかい枕木、レール基部から十分に清掃されていないバラストは、特に雨天時に軌道回路障害を引き起こし、良質の砕石バラスト、健全な枕木、清潔な軌道が最大の効率をもたらす。

塩化亜鉛で新しく処理された枕木を使用するとバラスト抵抗も低下する。このような枕木を軌道回路内にあまり多く使用すると、レール間の電流漏れが大きくなりすぎ、リレーを閉じた状態に保つに十分な電流が到達せず、列車が軌道回路に乗ってリレーをシャントしているのと同じ効果が生じる。良好な結果を得るためには、軌道回路内の年間設置される亜鉛処理枕木の数は、その回路の総枕木数の15％を超えてはならない。

軌道回路の障害

一般的な軌道回路障害としては、リレーおよび軌道電池の不具合、軌道接続不良、不良ボンディングおよびレール折損、短絡またはシャント、過度な漏れ、絶縁継目不良などがあり、これらはすべて信号を危険位置に設定する。一方、リレー不良、迷走電流、車輪接触不良は、区間内に列車があるにもかかわらず誤進行信号を表示する原因となる。

不良軌道回路を作動させるために、ダニエル電池を並列または直並列に大量に追加して結果を得ようとするのがかなり一般的な慣行であり、安全性を無視していたため、疑いなく多くの誤進行故障がそれによって引き起こされた。

温度変化が軌道回路の動作に及ぼす影響はかなり重要である。通常鋳鉄または鋼板製の箱に収納されている軌道リレーは、軌道回路の他の部分よりも温度変化の影響を最も強く受ける。70°Fで2オームの2オームリレーの抵抗は、120°Fでは2.22オーム、0°Fでは1.69オームとなり、0.53オームの変動となる。70°Fでの吸い上げおよび解放電圧（それぞれ0.2ボルトおよび0.1ボルト）は、120°Fでは0.22および0.11ボルト、0°Fでは0.17および0.085ボルトとなる。70°Fで通常抵抗4オームのリレーは、120°Fで4.45オーム、0°Fで3.38オームとなり、1.07オームの変動となる。吸い上げおよび解放電圧（70°Fでそれぞれ0.3および0.14ボルト）は、120°Fで0.33および0.16ボルト、0°Fで0.25および0.12ボルトとなる。

これらの数値で示したいのは、リレーの温度が上昇すると、それに応じてより高い電圧が電樞の吸い上げに必要となり、温度が低下するとコイルにかかる電圧が低くても電樞が保持されるということである。これは、寒冷時に不完全な列車シャントによって軌道リレーが解放に失敗する危険性が他の時期よりも高いことを示している。

列車が回路内にあるにもかかわらず軌道リレーが解放せず誤進行信号が出るのを防ぐ最良の予防策として、次のものが挙げられる：

1. 電池と軌道の間に実用可能な限り多くの抵抗を入れる。
2. 低抵抗ボンドワイヤを使用し、ボンディングを良好な状態に保つ。
3. バラストをレールに接触しないよう十分に清掃する。
4. 絶縁軌道継目の絶縁状態を良好に保つ。

これらの簡単な対策以外に、迷走電流に対抗する確固たるルールは与えられない。それでも対処できないほど深刻な場合は、影響を受けている回路を慎重に調査し、迷走電流の発生源とレールへの経路を特定すれば、通常は特別な手段によって克服できる。

バラスト抵抗と漏れ

バラスト抵抗の重要性は以前から認識されており、常にこれが最大の変動要因と考えられてきたが、調査の結果、バラスト抵抗は少なくともレール抵抗よりも変動が大きくなく、両者のうちではレール抵抗を最小にし、特に一定値にすることがより重要であることが分かった。

バラスト漏れ問題が最初に取り上げられたとき（ルイビル・アンド・ナッシュビル鉄道において）、各種バラストを乾いた状態と濡れた状態の両方で測定し、それぞれのバラストについて1000フィート当たり可能な最低抵抗を決定しようとした。この方法で、各種バラストについて1000フィート当たりの標準最低抵抗を定める予定であった。例えば、雨天時の多数の測定で砕石バラストの軌道回路の最低抵抗が8オーム／1000フィートであることが分かれば、砕石バラストを使用しているすべての軌道回路について8オームを標準最低バラスト抵抗とする予定であった。灰バラストで雨天時測定の最低値が4オーム／1000フィートであれば、灰バラスト使用の全軌道回路について4オームを標準最低バラスト抵抗とする予定であった。同じ手順で使用されているすべてのバラストについて標準を定める予定であったが、すぐにこれは現実的でないことが判明した。

多数のバラスト抵抗測定を行った後、任意の軌道回路における抵抗の変動が、乾いた状態と濡れた状態の間でかなり一定の法則に従っていることに気づいた。例えば、乾いた状態のバラスト抵抗が1000フィート当たり28オーム以上であれば、濡れた状態でも最低8オーム／1000フィートとなる。乾いた状態で22～28オーム／1000フィートであれば、濡れた状態で最低6オーム／1000フィートとなる。

一度リレーが吸い上げられ（通電され）ると、それを維持するにはごく少量の電流で済む。これがバラストをレールから離しておくことが重要な理由の一つであり、リレーが通電状態を維持する可能性があるため、レール交換作業を行う際には信号係が軌道リレーを切り離すよう規則が定められているのである。

レールとボンドワイヤの合成抵抗

継目ごとに46インチの亜鉛メッキ鉄線2本で新しくボンディングした回路では、レールとボンドワイヤの合成抵抗が、ある回路では1000フィート当たり0.02オームであるのに対し、別の回路では0.265オームと、1300％以上の差があることが判明した（ルイビル・アンド・ナッシュビル鉄道）。これはかなり困惑させられた。多くの回路で測定を行った結果、レールサイズ、ボンドワイヤ長さ、ボンディングの経年が全く同じ回路でも、2つの測定結果が同じになることはなかった。ボンディングが新しく、チャンネルピンが十分に打ち込まれているため、ボンドワイヤとレールの接触は疑う余地がなかった。この差の原因となり得る軌道回路の残りの部分はアングルバーとレールの接触しかなく、後でそれが原因であることが証明された。現地での実測により、新レールで継目ボルトが十分に締まっているときは、レール間を流れる電流のほぼ全てがアングルバーを通ること、レールが古くなるとレールとアングルバーの間に錆と汚れの層ができて実質的にすべての電流がボンドワイヤを通るようになることが証明された。ルイビル・アンド・ナッシュビル鉄道で測定したほとんどの回路では、レールとボンドワイヤの合成抵抗は1000フィート当たり0.1オーム未満であったが、0.10～0.30オームのものも多数あった。興味深いことに、52インチ鉄線2本でボンディングされた2つの回路では合成抵抗が0.410オームであったが、各継目にもう2本の40％銅被覆ボンドワイヤを追加したところ、合成抵抗が0.144オームに低下した。

軌道回路の発展

残念ながら、ロビンソン博士がペンシルバニア州キンズアおよびアービントンで初めて設置を行ってから1905年頃までの軌道回路設置マイル数に関するデータはほとんど存在しない。1905年1月1日から1906年9月30日までの間に設置された自動閉塞信号の総マイル数は1,710.6マイルで、これにより米国全体では6,826.9マイルとなった。1906年9月30日から1908年1月1日までの間に3,976.1マイルの自動信号が設置され、合計は10,803.0マイルに増加した。

閉塞信号・列車制御委員会は、信号分野における正確なデータの必要性を認識し、1908年1月1日現在の閉塞信号統計をまとめ発行した際にこのような統計の集計を開始した。同委員会が解散した後も、州際通商委員会の安全局が毎年これらのデータの収集と公表を続けた。ロビンソン博士の発明が鉄道に何をもたらしたかを示す言葉による描写として、1908年1月1日以降の軌道回路を装備した道路マイル数と軌道マイル数を示す表ほど適切なものはあるまい。表に加えて、添付の図表はこれらの情報をグラフ形式で示している。

［図：1908年1月1日以降の自動信号設置進捗グラフ］

米国における自動および制御手動信号用の軌道回路マイル数（I.C.C.報告より）

	自動信号	制御手動信号
	マイル数	軌道マイル数
	道路	軌道
1908年1月1日	10,819.3	18,534.1
1909年	12,174.3	20,590.9
1910年	14,238.9	23,771.3
1911年	17,709.8	29,151.6
1912年	20,300.0	33,343.8
1913年	22,196.6	36,873.0
1914年	26,569.3	44,461.2
1915年	29,863.5	49,442.1
1916年	30,942.5	51,119.7
1917年	32,954.6	53,799.8
1918年	35,193.1	57,083.6
1919年	36,989.4	59,458.2
1920年	37,968.8	60,992.3
1921年	38,543.9	61,744.5

州際通商委員会安全局の閉塞信号に関する最初の年次報告書で、交流軌道回路が設置された道路マイル数と軌道マイル数に関する情報が含まれたのは、1914年1月1日現在の報告書である。その報告書から最新のものまで抜粋したデータを下表に示す。

交流軌道回路マイル数

	道路マイル数	軌道マイル数
1914年1月1日	3,289.2	4,144.6
1915年1月1日	2,728.2	5,814.9
1916年1月1日	3,186.7	6,679.0
1917年1月1日	3,336.2	6,823.6
1918年1月1日	3,748.0	7,530.1
1919年1月1日	4,496.6	8,620.2
1920年1月1日	4,676.5	9,026.0
1921年1月1日	4,786.1	9,120.2

交流軌道回路は直流軌道回路に比べていくつかの利点があり、特に一部の地域で直流軌道回路が被る危険な外部直流電流の影響を受けにくい点である。したがって上表は、ロビンソン博士の閉軌道回路発明に対する交流の適用状況を示すものとして興味深い。

第IV部

イギリスおよび大陸における軌道回路
T. S. Lascelles 著

アメリカ合衆国以外における軌道回路の起源と発展については、満足な記録が残されていないため、この興味深い主題について真正の歴史的概観をまとめるための確固たる結論を導き出すことは非常に困難である。アメリカ鉄道協会信号部会が、閉軌道回路の発明者として一般に認められ、かつ自動閉塞システムの制御にこれを最初に応用した故ウィリアム・ロビンソン博士の記念出版を計画していることを踏まえ、以下に記す短い記述が、筆者と同じ信号部会の同僚諸氏にとって多少なりとも興味を引くものとなるかもしれない。以下は決して完全なものではなく、完全な調査を行うには相当な努力が必要である。ここに述べるのは、あくまで筆者が現時点で有する本件に関する大まかな理解であり、英国または他国の方々からどのような批判や訂正をいただいても構わないものである。

イギリスでは、軌道回路の着想および実際の実験が非常に古くから行われていたことは疑いがない。おそらくアメリカでの最も初期の試みと同時代、あるいはそれよりも古い時期にまで遡ると思われる。しかし、満足な記録が残されていないため、何が実際に行われたのかを判断するのは極めて困難である。ただし、制御手動閉塞やその他の発明で鉄道界に名高い故W・R・サイクス（William Robinson Sykes）が1860年代に軌道回路の使用を試みたこと、そして英国で普遍的に使用されている椅子式軌道に用いられるブルヘッドレールの発明者であるブル（Bull）が1860年に取得した特許の中で明確に軌道回路の概念に言及していたことは確かである。

1860年代初頭、サイクスは旧ロンドン・チャタム・アンド・ドーバー鉄道のブリストン（Briseton）に実験的に軌道回路を設置し、まもなく同鉄道のクリスタル・パレス駅にも設置した。当時使用された装置は、当然ながらかなり原始的なものであったに違いない。1870年代には、同じチャタム鉄道のセント・ポールズ駅に彼の手で軌道回路が設置されている。この時代には軌道回路に関する理論的知識はほとんどなく、リレーの構造も現代のものとは大きく異なっていた。サイクスのリレーは、水銀槽に接触点を挿入することで制御回路を完成させる方式であり、筆者の記憶ではソレノイド原理で作られていたようである。この時期には、軌道回路によって制御される自動閉塞システムを提案することすらなく、ましてや実際に試みることはなかった。当時提案されていたこの種の信号方式は、すべて断続式または軌道装置制御方式に基づいていた。

イギリスに存在した状況は、アメリカ合衆国とは大きく異なり、自動信号の発展を促すようなものではなかった。それに加えて、英国人の保守的な性質は、常に鉄道機器における自動化に対して懐疑的であった。軌道装置方式による自動信号は1893年にリバプール高架鉄道で本格運用に供されたが、連続閉軌道回路によって制御される自動信号が英国の本線鉄道で稼働するようになったのは1902年のことである。それ以前にも軌道回路はある程度進展していたが、大きなものではなかった。その最も重要な適用例は、1890年代初頭にグレート・ノーザン鉄道のロンドン終端直外にあるキングス・クロス・トンネルであった。この設置は、成功運用という観点から決して好条件とは言えない状況下で行われたが、英国人に軌道回路の能力を示し、鉄道の安全運用におけるその地位がより高く評価される日が来ることを予告するものであった。

この頃までには、アメリカではロビンソン博士の先駆的業績の影響を大きく受け、自動信号は相当な進展を遂げており、軌道回路の可能性はかなり認識されていた。

アメリカ人からは、なぜ英国での進展がそれほど遅かったのかという疑問が投げかけられるかもしれないが、これは単一の理由では説明できない。複数の要因が複合的に絡み合っていたからである。

まず第一に、旧来の英国信号担当者は、他国の信号慣行に対して異常なほど保守的であり、知識不足から生じる特有の軽視態度を持っていた。筆者のように、制御手動閉塞に対する一部の者たちの反対意見を実際に聞いたことのある者なら、彼らが運用改善に抵抗するあまりどれほど非常識な主張にまで及んだかを知っているだろう。このような精神は過去15年間で著しく薄れてきたが、英国における軌道回路の遅い発展の一因であったことは確かである。しかし、それ以外にも、より合理的な理由がいくつか存在したことも考慮しなければならない。

英国の軽量四輪貨車（空気ブレーキなし）は、どんな状況でも満足に低いシャント抵抗を得ることが難しいため、軌道回路技術者にとって厄介な存在であった。また、マンセル式ディスク車輪（Mansell disc wheel）を使用していたため、車両が軌道回路をシャントするにはタイヤとハブの間にボンディングを施す必要があり、これは鉄道会社が特に軌道回路の数が少ない、あるいは計画していない場合には渋々負担する費用であった。たとえ1つだけの軌道回路を使用する場合でも、実際にはその鉄道のすべての車輪に同様の処理が必要となるためである。

当時、手動閉塞システムは良好な成果を上げており、鉄道員の賃金が低かったため運用コストも安価であったことから、自動信号に対する大きな需要は存在しなかった。これらすべての理由が相まって、英国における進展は極めて遅いものとなった。

初期の主な設置例

それでも1902年、ブリティッシュ・ニューマチック鉄道信号会社（British Pneumatic Railway Signal Company）は、前年にロンドン・アンド・サウス・ウェスタン鉄道のグレートリー（Grateley）に初の低圧空気式連動装置を設置した後、同駅とアンドーバー（Andover）の間、約6マイルの区間に連続軌道回路によって制御される自動閉塞システムを導入した。信号機は低圧空気で作動していた。このシステムの成功により、まもなくサウス・ウェスタン鉄道のウォキング（Woking）～ベイジングストーク（Basingstoke）間の拡幅された四線区間（24マイル）にも同様のシステムが採用された。グレートリー－アンドーバー間の設備は現在撤去されているが、それはシステム自体に不満があったからではなく、交通量その他の状況からそれ以上の継続が不要と判断されたためである。

1905年には、ホール式電気ガス自動信号（Hall electro-gas automatic signals）がノース・イースタン鉄道本線のオーン（Alne）～サースク（Thirsk）間11マイルに導入された。1907年にはグレート・ウェスタン鉄道がパンボーン（Pangbourne）～ゴーリング（Goring）間2.75マイルの四線区間に半自動信号を設置し、長い手動閉塞区間を分割した。同様の設備はミッドランド、グレート・セントラル、ベルファスト・アンド・カウンティ・ダウン鉄道などでも少数設置されている。

この年までには、イギリスで軌道回路がかなり広範に使用されるようになっていた。ブリティッシュ・ニューマチック信号会社はグレート・セントラル鉄道のマンチェスター近郊に一連の低圧空気式設備を設置し、全区間に軌道回路を使用した。またサウス・ウェスタン鉄道のクラパム・ジャンクションでも同様であった。ウェスティングハウス社はロンドンのディストリクト鉄道に自動信号を納入し、チューブ線にも同様の装置を積極的に設置しており、まもなくメトロポリタン鉄道でも工事を開始した。

主要な蒸気鉄道本線でも、各所で通常の手動信号と併用して軌道回路の適用が始まり、この動きはミッドランド鉄道のスコッチ・エクスプレスがホウズ・ジャンクション（Hawes Junction）付近でトンネルから出て、忘れられたまま信号に従って閉塞内に入っていた2台の軽機関車に衝突した凄惨な事故によってさらに加速された。

タフ・ヴェール鉄道のポンティプリッド（Pontypridd）での事故など、信号係が停止信号に従って停車中の列車や機関車を見落としたことによるその他の重大事故も、軌道回路問題に真剣に取り組む必要性と、軽量貨車などによる困難を克服または大幅に軽減できるかどうかを真剣に研究する必要性を強く印象づけた。

第一次世界大戦勃発までに相当な進展が見られ、主要鉄道各社に多数の軌道回路が設置されたが、蒸気鉄道における純粋な自動閉塞システムの拡張は注目に値するほどではなく、この種の工事は主に郊外電化線に限定されていた。残念ながら、他の多くの分野と同様に、戦争は進展を遅らせ、多くの計画を延期させた。賃金と資材の高騰も進展を大きく阻害しており、当分は大きな改善は見込めない状況である。

一方で、賃金の大幅な上昇は鉄道の運営コスト削減要求を生み、その結果、信号技術者は従来連続勤務であった信号扱所を廃止または間欠運用にし、不要な人員を削減する方案を立案しようとしている。この点で軌道回路は大いに貢献するだろう。イギリス鉄道における軌道回路のさらなる拡大は確実であり、もはや時間と資金の問題に過ぎない。

鉄道信号技術者協会（Institution of Railway Signal Engineers）の設立以来、直流・交流を問わず軌道回路に関する要件等の議論と研究が多数行われてきた。これらの成果により、運行担当者は軌道回路および関連機器に対する信頼を強め、信号技術者が運行業務を支援する存在としてますます尊重されるようになり、彼に相応しい評価を与える姿勢が強まっている。

筆者は、本稿が実情を非常に不完全な形でしか伝えていないことを承知しているが、信号部会が望む数値データを提供できる段階にはまだ至っていないため、とりあえず予備的な報告としてここに記すことにする。

大陸における軌道回路

大陸に関しては、英国内の雑誌よりも大陸の雑誌に掲載される情報が少なく、また対象が多くの国と言語にわたるため、非常に概括的な記述にならざるを得ない。もちろん軌道回路自体はかなりよく知られているが、自動閉塞の大規模な設置例はほとんど見られない。

フランスでは、パリ・リヨン・地中海鉄道（PLM）が戦前、ラールシュ（Larsche）～オーペール（Auperre）間24マイルに設備を設置し、他にもいくつかの半自動区間があった。ミディ鉄道はボルドー～ランゴン（Langon）間26マイルにホール式ディスクシステムを導入しており、筆者の知る限りその後延長されている。エスト鉄道は戦前から試験を開始し、戦争中は人員不足と東部軍事地域への交通量増大のため、パリ～ニュジャン（Nugent）線に自動信号を設置した。全線をアヴリクール（Avricourt）まで装備する計画が検討されていると聞いている。他のフランス鉄道会社に自動閉塞があるかどうかは知らないが、おそらくないと思われる。ただし、各社とも通常信号と併用して各所に軌道回路を設置している。生活水準が低く、多くの箇所で女性操縦士が雇用されているため、他国ほど自動化への強い動機付けはない。しかしフランス技術者はアメリカの成果をよく知っており、「La Revue générale des chemins de fer」にアメリカシステムの非常に詳細な報告が掲載されている。パリ地下鉄は軌道回路を用いない断続接触方式で自動信号化されている。

ドイツでは、蒸気鉄道における軌道回路はあまり好意的に見られていない。シーメンス式制御手動閉塞と、ドイツ特有の「駅閉塞（Station Block）」と呼ばれる駅長制御システムが広く採用されており（安全性記録は非常に高いことを認めざるを得ない）、軌道回路や自動信号を大々的に導入しても大きなメリットはないと考えられている。つい先ごろ、バーデンのブルフザールにあるドイツ鉄道信号会社の重要工場を視察した友人からも同じ見解を確認した。

自動信号は、戦前にロンドンのウェスティングハウス社が交流複軌条軌道回路で設置したベルリン高架・地下鉄道の重要区間に使用されており、いずれ残りのシーメンス式制御手動区間にも拡張される予定である。ベルリン総鉄道局のケマン博士（Dr. Kemmann）は昨年、ロンドン地下鉄やニューヨーク地下鉄の設備も含めて自身の業績を述べた非常に興味深い著書を出版しており、ドイツでも海外システムが研究されていることがわかる。しかし蒸気鉄道については、筆者がドイツの手法や考え方を研究した限りでは、手動システムが引き続き使用され、軌道回路はあまり採用されないだろうと考えている。

オーストリア、オランダ、スカンジナビア諸国にもほぼ同様のことが言えるが、後者では英国の考え方がより強く現れており、すでに一部で使用されている軌道回路は今後さらに発展する可能性が高い。オーストリアでは南部鉄道で小規模ながら自動信号が試みられたようだが、結果は不明である。スイスでは鉄製枕木の多用が軌道回路に不利に働いている。ベルギーではかつてホール式システムがヘント～ヴォンデルヘム（Ghent–Wondelgem）間に使用されていたが、路線変更に伴い撤去された（区間長約3.25マイル）。現在は自動信号はないが、ブリュッセル北駅およびその近辺の全電化電源設備など、特定の駅では軌道回路が使用されている。ベルギーの蒸気鉄道で自動信号が使用される可能性は、当分ないと筆者は考えている。

イタリア、スペイン、ポルトガルについては詳細を知らないが、軌道回路はせいぜい重要な駅に少数設置されている程度だろうと思われる。マドリードの新地下鉄は、おそらくパリ地下鉄を模倣した断続接触方式で装備されている。

本稿の範囲を少し逸脱するが、英国植民地および南アメリカ（特に前者）では軌道回路がかなり使用されており、その価値が認識されている。ビクトリア州、クイーンズランド州、南オーストラリア州、ニューサウスウェールズ州では自動信号が使用されている。これらの国の運行条件はアメリカの状況とかなり似ており、自動信号の採用は自然な発展と言える。

総括すれば、英国におけるW・R・サイクスの最も初期の実験は、おそらくロビンソン博士のものと同時代であるが、サイクスが置かれた環境が異なっていたため継続する励みを得られず、まずアメリカの発展が英国を大きく引き離した。そしてアメリカ大陸の広大さゆえに、信号技術者の創意と活動の場は常にアメリカの方が大きいと言える。しかし近年、英国の信号技術者たちはこの問題の重要性に目覚め、規模は小さくともアメリカのものに匹敵する技術的完成度を示す設備を建設してきた。今後も同様の設備が増えることは疑いない。

大陸でサイクスやロビンソンの実験と同時代に軌道回路の着想を得た者がいたかどうか、また最初の試みがいつ行われたかは筆者には知られていない。それを明らかにするには多大な調査が必要である。現在では軌道回路の可能性は十分に認識されており、使用は拡大するだろうが、ドイツやスイスなど一部の国では現時点でかなり強い地方的要因がそれを阻んでいる。

本件に関する統計は現時点では提示できない。筆者が所有する数値もあるが、信号部会が公表する前に検証・補完する必要がある。上記の記述は、筆者自身が十分に認識している通り、非常に不完全かつ概括的であるが、現時点で多少なりとも役に立てば幸いである。

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍『THE INVENTION OF THE TRACK CIRCUIT』終わり ***
《完》