信号機

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背景

信号機、または別名ストップライトは、2つ以上の道路の交差点を通過する車両の交通を、いつ進むか、いつ遅くするか、いつ停止するかをドライバーに視覚的に示すことによって制御します。場合によっては、信号機はドライバーが方向転換するタイミングをドライバーに示します。これらの信号は、手動で操作することも、単純なタイマーで操作することもできます。このタイマーを使用すると、トラフィックが一方の道路を一定時間流れ、次にもう一方の道路を別の一定時間流れてから、サイクルを繰り返すことができます。他の信号は、信号の操作の順序を継続的に調整するために、時刻と交通の流れを感知する高度な電子コントローラーによって操作される場合があります。交通技術者は、信号を使用して交通渋滞を回避し、運転者と歩行者の両方の安全性を向上させます。

最初に照らされた信号機は、1868年にイギリスのロンドンに設置されました。手動で回され、2つのガス灯（1つは赤と1つは緑）で構成され、ポールの上にセマフォアームがありました。発足直後、ランプが点灯している間に爆発し、警官を殺害した。最初の電気信号機は、1914年にオハイオ州クリーブランドに設置されました。これは、ライトがいつ変わるかを示す警告ブザーが付いた緑と赤のライトで構成されていました。おなじみの緑、黄、赤のライトを使用する最初の信号は、1918年にニューヨーク市に設置されました。これは、通りの真ん中にある高架の監視所から手動で操作されました。ロサンゼルスでは、信号機は、警告ゴングと「停止」および「移動」の文字が付いたセマフォアームのペアと組み合わせて使用​​される緑と赤のライトで構成されていました。

最新の交通信号システムは、3つの基本的なサブシステムで構成されています。ハウジング内の信号灯、支持アームまたはポール、および電気コントローラーです。信号灯とハウジングは信号灯スタックとして知られています。 1つのスタックは通常、3つのライトで構成されます。下部にある緑色のライトは交通が進行する可能性があることを示し、中央にある黄色のライトは交通が遅くなり停止する準備をしていることを警告し、上部にある赤色のライトは交通が進行しなければならないことを示します。止まる。一部の人々は赤緑の色覚異常であるため、これらの人々が色ではなく光の位置によって信号状態を認識できるように、上部に赤が付いたライトの垂直スタックを標準化する努力がなされてきました。各ライトにはフレネルレンズがあり、明るい日光の下でライトを見やすくするために、バイザーで囲まれたりフードを付けたりすることができます。フレネルレンズは、レンズの外面にある一連の同心の角度の付いた隆起で構成されており、光を曲げて平行ビームに焦点を合わせます。ライトスタックには、建物や標識から周囲のライトを遮断することで信号をより区別しやすくするために、暗い色のバッキングプレートが付いている場合があります。各道路の各方向に1つまたは複数の信号灯スタックがあります。電気コントローラーは通常、交差点の角の1つにある耐候性ボックスに取り付けられています。より複雑な信号機では、さまざまな地点での交通の流れを検出するために、車道に電磁センサーが埋​​め込まれている場合もあります。

原材料

各信号灯スタックのハウジングまたは本体は、通常、耐食性アルミニウムで作られています。一部のハウジングは、成形ポリプロピレンプラスチックで作られています。各ライトのレンズは、着色ガラスまたはプラスチックで作られています。ランプとして知られている電球は、長寿命のために設計されています。電球メーカーから購入しています。電球は部分的にです。光を前方に向けるために磨かれた金属反射板に囲まれています。フードまたはバイザーは、アルミニウムまたは成形プラスチックで作られています。

支持アームまたはポールは通常、強度と耐食性のために亜鉛メッキ鋼で作られています。それらはグラスファイバーでできている場合もあります。 コントローラは、スチールまたはアルミニウムの筐体に収納されています。コントローラ内の電気部品（スイッチ、リレー、タイマー）は、さまざまな電気部品メーカーから購入しています。コンポーネント間の配線は、重いネオプレンゴムまたはプラスチック絶縁体を備えた銅です。

製造
プロセス

信号機はメーカーの工場で製造され、交差点の場所に設置され、配線されます。

1920年にデトロイトに設置された、これは国内初の3色4方向信号機でした。 。 （ヘンリーフォード博物館とグリーンフィールドビレッジのコレクションから。）

世紀の変わり目に自動車が導入されたのは主に目新しさの問題であり、初期の道路は自動車用に舗装、設計、制御されていませんでした。最初の自動車は、路上で馬車、手押し車、馬、自転車、歩行者に加わった。

当初、交通管制は単に存在していませんでした。人と車は、制御なしに交差点を通り抜けて独自の方法で交渉しました。都市部では、警察官は最終的に交通を誘導しようとし、すぐに「ストップゴー」の手話を採用しました。警官が事前の警告なしに信号を変更し、運転手が交差点に近づくたびに交差点の真ん中で停止したり、近くで停止したりするにつれて、常に問題が発生しました。いずれにせよ、トラフィックはそれが流れていたのでそれほど流れませんでした。

アフリカ系アメリカ人の起業家であり発明家でもあるモーガンギャレットは、1920年代初頭に自動信号機を実験しました。交差点の真ん中に配置された彼の最初のバージョンは、鉄道のセマフォのように機能し、腕がさまざまな位置に移動して、さまざまな方向から来るドライバーに信号を送りました。ギャレットの主な革新は、現代の信号機の黄色に相当する中間位置の導入でした。これにより、運転手は変化を予測し、必要な場合にのみ減速することができました。ギャレットは後に彼の発明をゼネラルエレクトリック社に売却し、ゼネラルエレクトリック社は後に電気式の3灯4方向信号機を製造しました。

ウィリアム・S・プレッツァー

信号スタックの作成

• 1各信号スタックのハウジングまたは本体はダイキャストされており、本体に取り付けられているレンズドアと電球ドアも同様です。それらは、各ライトの個別のハウジングとドアとして、または各スタックのより大きなユニットとしてキャストできます。ダイカストプロセスでは、ダイと呼ばれる大きな2ピースの鋼型を使用します。キャビティと呼ばれる型の内側には、鋳造される部品の逆像があります。ダイは、2,400,000ポンド（1,090,000 kg）の力で2つの半分を一緒にクランプする機械に配置されます。溶融アルミニウムをダイの「ショットエンド」に注ぎ、プランジャーが約2,000ポンド/平方インチ（138バール）の圧力で金属をキャビティに押し込みます。溶融金属はキャビティのすべての部分に押し込まれ、冷却されます。約15秒後、ダイが開かれ、高温部分が排出されます。次に、部品を約30分間冷却します。通常の状態では、このようなダイカストマシンは1時間あたり約30個の部品を生産できます。
• 2鋳造部品が冷却されたら、トリミングします。トリミングプロセスでは、スタンピングダイを使用して余分な金属を切り落とします。次に、パーツを視覚的に検査し、ハンドファイルを使用して鋭いバリを取り除きます。ドアを取り付けるポイント 信号機の悪意のあるコンポーネント。ハウジングは、適切にフィットするように機械加工されています。ドアはヒンジピンでハウジングに取り付けられ、スプリングラッチで保持されます。ハウジングとドアが個別に鋳造されている場合は、それらを組み立ててスタックを形成します。スタックを支持構造に固定するために使用される穴が開けられます。スタックは洗浄され、塗装され、乾燥オーブンに入れられます。
• 3塗装されたスタックは、ランプ、ランプホルダー、リフレクター、レンズが取り付けられている最終組み立てエリアに移されます。ステンレス製のネジと留め具が使用されています。レンズは、耐候性ガスケットでランプソケットアセンブリに対してシールされています。別の操作で製造された板金バイザーは、各ライトに取り付けられています。各ライトからの配線は、中空スタックハウジングを通ってスタック取り付けポイントに配線されます。

コントローラーの作成

• 4電気制御装置のハウジングは、鋳造または製造することができます。信号スタックとほぼ同じ方法でトリミング、機械加工、塗装が行われます。内部には、電気制御盤が取り付けられている取り付けポイントがあります。信号機メーカーは、電気部品を組み立てるか、別の会社がこれを行う場合があります。

サポートの作成

• 5サポートは、鋳造、回転、または製造することができます。サポートは中空で、ベースに電気接続箱が組み込まれており、コントローラーから地下に来るワイヤーに接続します。一部のサポートには、信号を周辺地域のアーキテクチャに適合させるための装飾的な詳細が含まれています。一部の信号設備では、ライトスタックは交差点にまたがる重いスチールケーブルから吊り下げられています。

インストール

• 6コントローラと各信号サポート位置の間の地下電気コンジットが設置され、接続ワイヤがコンジットを介して引っ張られます。信号の電力はコントローラーの場所に送られます。センサーを道路に配置する場合は、センサーもコントローラーに接続されます。サポートはボルトで固定され、ワイヤはベースと信号スタックの取り付けポイントの間の中空のサポートを介して引っ張られます。信号スタックはサポートに接続されています。次に、配線はシステムのすべての要素間に接続されます。個々のライトは、適切に照準を合わせるために最終調整が行われ、コントローラーのシーケンスタイマーは、交通エンジニアによって決定された仕様に設定され、システムは、各要素の適切な動作をテストするために数回サイクルされます。

品質管理

信号機の製造プロセスは、同様の製造施設で見られる標準的な検査と管理の慣行の対象となります。これらには、従来の方法と統計的方法の両方が含まれます。現場での設置は、信号を発信する機関の電気検査官によるレビューの対象となります。配線は、National ElectricalCodeに準拠している必要があります。ライトの位置およびその他の構造上の考慮事項も、さまざまな連邦、州、および地方の条例に適合している必要があります。登録された専門エンジニアは、設置が交通管制装置の国内要件を満たしていることを確認するために計画を確認および承認する必要があります。

未来

コンピュータの使用が増え続けるにつれて、将来の信号機はより洗練されたものになるでしょう。多くのシステムは、消防車やその他の緊急車両が交差点に近づくと、信号を緑色に変更できるリモート制御のアクティベーションシステムをすでに備えています。一部の都市では、交通信号コントローラーのネットワークを開発しています。これらのネットワークは、交通渋滞の激しいエリアを通過し続けるため、または交通量のピーク時に交通の経路を変更するために相互作用します。その他の進歩には、停車中の交通や事故をチェックするための速度警告装置とシステムの統合が含まれる場合があります。