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2021年06月

今日は何の日6月19日(月)
1933年(昭和8年)
東海道本線の丹那トンネル(7841m)が貫通。着工から15年、工事殉職者67名。


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丹那トンネル(たんなトンネル)は、東海道本線熱海駅函南駅間にある複線規格のトンネル。総延長7,804メートル、1934年(昭和9年)開通。

完成当時は清水トンネルに次ぐ日本第2位の長さで、鉄道用複線トンネルとしては日本最長だった。現在、東日本旅客鉄道(JR東日本)と東海旅客鉄道(JR東海)との会社境界はトンネル東口付近(来宮駅電留線の上り場内信号機)で、丹那トンネル自体はすべてJR東海の資産となっている[注釈 1]

なお、本稿では東海道新幹線の熱海駅 - 三島駅間にある新丹那トンネル(しんたんなトンネル)についても記述する。

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函南駅より丹那トンネル坑口をのぞむ、2011年

トンネル開通の効果

1934年(昭和9年)に丹那トンネルが開通するまで東海道本線は、現在の御殿場線を経由していた。この区間は急な勾配が続くため、下り列車は国府津駅、上り列車は沼津駅において全列車に登坂専用の補助機関車を連結していた。それでも登攀勾配による速度低下は避けられず、補助機関車を増解結するための停車時間とともに、御殿場線の区間は東海道本線の輸送上のボトルネックとなっていた。詳細は、御殿場線#沿線風景を参照。

丹那トンネルが開通すると、東海道本線のルートはただちに同トンネル経由に変更され、線路延長が11.81キロメートル短縮されたばかりか、上述のボトルネックが解消された。その結果、東海道本線の速達性は改善され、運行経費も大幅に削減された。なお、丹那トンネルは完成当初から直流電化されていた。長大トンネルであることから蒸気機関車の煙をトンネル外へ排出することが困難と考えられたためである。


トンネル付近の地質

この付近は活火山箱根山から続く火山地帯で、トンネル自体は活動を止めた熱海火山(多賀火山とも呼ばれる)の山体を貫いている。通常、火山の山体には緻密な溶岩流層と十分固結していないでできた層が存在する。そのため大量の水を溜めたり湧き水として湧出させたりするが、丹那トンネルの上部にある丹那盆地も地下に大量の地下水を溜めていた。またトンネルは活発な活断層である丹那断層を横切っており、トンネル掘削中の1930年にこの断層を震源とする北伊豆地震が発生した。この断層以外にもトンネルは4か所の大きな断層帯を横断しており、大湧水を伴う1か所の火山荒砂帯とともに、工事進捗の阻害要因となった

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トンネルの真上にあたる丹那盆地。盆地の左右に断層が走る。

計画

開通直後の東海道本線国府津駅より酒匂川沿いに箱根外輪山の外側を通る箱根線ルートだった。そのため25/1000の急勾配が19キロメートルを占め、補助機関車の連結や食堂車の切り離し作業などが必要であり、また豪雨による土砂崩れによる不通もしばしば発生していた。1910年代にはマレー式機関車を導入したが、期待どおりの輸送量増大には至らなかった

鉄道院では箱根線を経由しない新路線を建設し東海道線の輸送力の増強を求める意見が高まり、国府津駅から小田原駅湯河原駅熱海駅から三島駅沼津駅を結ぶルートが検討されたが、箱根から天城にかけての丹那盆地を貫通するトンネル建設が課題となった。

当時の鉄道院総裁後藤新平は新路線建設可否を管理局に命令、1909年(明治42年)に鉄道員技師の辻太郎が復命書を提出、輸送力強化のために新線建設は必要であると説き、また湯河原や熱海等の温泉地への旅行者の利用が見込め鉄道院の収入増加となり、丹那盆地のトンネルも技術の進展と共に可能であると結論付けた。この復命書に基づき山口準之助が工事費見積書を作成、尾崎錦太郎による実地調査が行われた。1911年(明治44年)、佐藤古三郎技師を隊長とする測量隊を派遣、1913年(大正2年)に熱海を経由する熱海線の建設予定地が決定された。同年6月に小田原から熱海までの熱海線建設および丹那盆地のトンネル工事を指揮するため熱海線建設事務所(後に熱海建設事務所と改称)が新橋駅内に設置され、富田保一郎技師が所長に就任した。

しかし政府内部では多額の建設費に反対する意見も強く、また後藤総裁に対し熱海に別荘を所有しているために工事推進しているという誹謗中傷が行われ、床次竹二郎が鉄道院総裁に就任すると工事中止となったが、仙石貢が総裁に就任すると再び工事計画が推進されることとなった。

1918年(大正7年)、熱海線建設が総予算2,400万円(当時)で決定された。当初は丹那山トンネルと称されたが、丹那山という山は存在しないために丹那トンネルに名称が修正された。トンネル工事費には770万円(当時)が計上され7年後の1925年(大正14年)の完成予定で着工され、鉄道院は設計、監督にあたり、工事作業は民間企業に委託されることが決定し、鹿島組鉄道工業会社がそれぞれ三島口、熱海口から掘削を開始した。


難工事

丹那トンネルの工事は、1918年(大正7年)に予算770万円(当時)で着手され7年後の1925年(大正14年)に完成する予定だったが、約16年後の1934年(昭和9年)に総工費2,600万円(当時)で完成した。この工事期間の長さと膨れ上がった工費、事故による犠牲者67名(うち熱海口31名、函南口36名)が難工事を象徴している。

着工

1918年(大正7年)3月21日熱海町の梅園付近の坑口予定地で起工式が行われた。丹那トンネルは排煙効果の高い、また脱線事故等に際しての復旧作業を考慮し複線型をオーストリア式で掘削するという当時の日本鉄道技術では画期的な工事だった。当初は国府津から熱海までの東海道本線支線の熱海線の起工式であるため小規模なものだった。

掘削では削岩機を利用し、また坑道照明用の電力が富士水電株式会社より供給される予定だった。しかし第一次世界大戦による好景気により電力価格が高騰したことで電力供給の合意に至らず、工事はカンテラ照明にツルハシを使用した原始的な手掘りで開始された。その後蒸気機関を利用した空気圧削機が採用され作業効率が飛躍的に向上した。

建設現場に電力供給が行われるようになったのは1921年(大正10年)の三島口への火力発電所建設による。照明が電灯に切り替えられたほか、牛馬に頼っていた余土輸送にも電気機関車が利用されることになった。大戦景気の反動で大不況となり電力需要が減少した富士水電からの電力販売の申し出もあり、火力発電所は停電対策用とし通常の電力は価格面で有利な富士水電からの供給を受けるようになった。

大量湧水

丹那盆地の地質構造から、トンネル掘削は大量の湧水との戦いだった。トンネルの先端が断層や荒砂層に達した際には、トンネル全体が水であふれるような大量の湧水事故も発生した。湧水対策としては、多数の水抜き坑を掘って地下水を抜いてしまう方法がとられた。水抜き坑の全長は本トンネルの2倍の15キロメートルに達し、排水量は6億立方メートル(箱根芦ノ湖の貯水量の3倍とされる)に達した。

トンネルの真上に当たる丹那盆地は、工事の進捗につれて地下水が抜け水不足となり、灌漑用水が確保できず深刻な飢饉になった[2]。丹那盆地では元来、稲作を主な産業とし、清水を利用したワサビ栽培もおこない、副業として酪農を行っていた。しかし水源不足により農作物が枯れ農地が荒れる被害が出て、鉄道省では対策として水道の敷設や貯水池の新設などを実施した。それでも十分な効果が上がらなかったため、1932年(昭和7年)になり農民らは県知事に訴え、知事の指示で耕地課農林主事であった柏木八郎左衛門が対策に乗り出して鉄道当局と交渉し、1933年(昭和8年)8月に見舞金117万5,000円が交付されることになった[3]

現在でも、完成した丹那トンネルからは大量の地下水が抜け続けており、かつて存在した豊富な湧水は丹那盆地から失われた。例えば、湿田が乾田となり、底なし田の跡が宅地となり、7か所あったワサビ沢が消失している[2]。こうした関係で、被害対策に尽力した柏木の提唱もあり、トンネル工事以前には副業に過ぎなかった酪農が、丹那盆地における主要な産業となることになった

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丹那トンネル湧水状況
   『鉄道80年のあゆみ 1872-1952』(p25)

トンネル崩壊事故

1921年(大正10年)4月1日4時20分、270メートルの熱海口工事現場で崩落事故が発生し、33名が崩落に巻き込まれた。4月8日に坑道奥で作業していた17名が救出されている。また1924年(大正13年)2月10日には三島口で崩落事故が発生し16名が巻き込まれ全員が死亡している。

この他1930年(昭和5年)11月26日に発生した北伊豆地震でも崩壊事故があり5名が遭難、3名が犠牲になった。なお、1923年には関東大震災が発生して、熱海線や東海道本線(現御殿場線)に甚大な被害を与えているが、工事中の丹那トンネルそのものにはほとんど被害がなかった。

北伊豆地震

1930年(昭和5年)に、西から掘り進んでいたトンネルが、明瞭な断層に到達した。断層を突破するため、数本の水抜き坑が掘削されていたまさにその時、その断層を震源とする地震(北伊豆地震)が発生した。ある水抜き坑では、切羽全体が横にずれて、坑道一杯にきれいな断層鏡面が現れた。地震で断層が動いた影響で、熱海側(東側)の地面が函南側(西側)に対して北へ2メートルほど移動した。このずれのため、本来直線で設置する予定だったルートが、S字型にわずかに修正されている。

温泉余土

工事関係者が「温泉余土」と名付けた、安山岩質溶岩と集塊岩が熱水で変成し粘土化した緑色の地層にも悩まされた。この地質はトンネルを掘っていく時には堅く何の問題もないのだが、掘った後で空気中の水分を吸うと軟らかくなり、きわめて激しく膨張する。膨張力はいろいろと工夫した鉄製の支保工でさえ曲がるほどだった。また、温泉余土はもともと水を通さないが、湧水と出会うと溶けてしまう。トンネルが崩壊する危険があるほか、溶けた粘土で排水ポンプが詰まるのにも困らされた。


新工法の検討

難工事の対策として様々な工法が検討された。「水抜き坑」は多用されたうえ湧水対策として有効だったため、以後「丹那方式」と呼ばれて各地のトンネル工事で採用された。軟弱地盤や湧水帯を掘削する際に使用される「セメント注入法」と、高圧空気で湧水を押さえる「圧搾空気掘削工法」が、日本では丹那トンネルの工事で初めて実用化された。圧搾空気掘削工法は、水頭の低い湧水箇所、つまり河底トンネルなどに利用されるべきであるが、トンネルに用いられた。まず坑内に空気閘を作り、0.35 - 2.5 kgf/cm²の圧力の空気を坑奥の掘削面に送り、湧水を抑圧して掘進させた。地質不良で土圧の大きいときは支保工代用としてシールドを使用し、これが掘進にしたがって鉄製セグメントで畳築しながら進行した。この圧搾空気掘削工法に従事する者はすべて厳しい身体検査ののち入坑させ、彼らの空気病の治療のため坑門付近に治療用空気閘を用意し、医員が配置された。羽越本線折渡トンネル(現在の下り線トンネル)に続き日本で2例目の「シールド工法」も試みられたが地盤がこの工法に適しておらず成功しなかった。地質を調べたり湧水を抜くためにトンネル先端で行う「水平ボーリング」も日本で初めてと推測される。


開通

1933年(昭和8年)6月17日午前7時、三島口より探り鑿が入れられ水抜坑の両坑口切端間が5.2メートルと確認されると、6月19日午前11時半に貫通式が開催されることとなった。三土忠造鉄道大臣が大臣室で最後の発破合図のボタンを押すと、坑道内にその信号が伝えられ発破が実行され丹那トンネルが貫通した。その後本線導坑工事を推進、8月25日午前11時32分に貫通、内装工事を完成させ1934年(昭和9年)3月10日に鉄道省は工事完成を発表した。その後レール敷設工事及び電化工事が行われ、12月1日に開業することが決定された。

丹那トンネルを最初に通過する列車には11月30日午後10時東京発神戸行き二・三等急行、第19列車と決定した。乗車希望者が多いために臨時に車両を増結し当時としては異例の15両編成での運行が決定され、また機関手には東京機関庫運転手指導員の殿岡豊寿、助手に中山貞雄が指名された。また日本放送協会では、通過第1号列車の丹那トンネル通過を実況中継放送すべく熱海口、三島口出口付近に受信所を設置し、放送自動車を貨物車に積載することも決定した。

第19列車は提灯で開通を祝う沿線駅を通過し、12月1日午前0時3分30秒に来宮信号所を通過、午前0時40分に熱海口に入り、9分2秒で丹那トンネルを通過し沼津駅に到着した。

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丹那トンネル 熱海口坑門
『鉄道80年のあゆみ 1872-1952』(p25)、
1950年登場の
国鉄80系電車が写り込んでいるため1950〜1952年の撮影と思われる


教訓

丹那トンネルの難工事は、地質が分かっていない所へ遮二無二トンネルを掘ろうとした結果だった。その後のトンネル工事は事前にできるだけの調査を実施し、難工事が予想される箇所を避け、地質に合った掘削方法を準備するようになった。次の長大トンネル関門トンネルは事前調査の結果、地盤の軟弱な九州側の主要工法としてシールド工法が採用され、工事推進の原動力となった。

北伊豆地震の震源となった丹那断層は、その後の調査で活動周期が約700年と判明し、当分の間地震は無いと判定され、東海道新幹線新丹那トンネルも丹那断層を横切って建設された。

慰霊碑

丹那トンネル工事の犠牲者全67名の殉職碑が、鉄道省によって熱海側の坑門の真上に建立されている。付近にある、工事の際に労務者の信仰の篤かった山神社なども含めて、地元有志の手で丹那神社として整備されている。

工事は熱海口を鉄道工業、函南口を鹿島組が請負った。函南口の犠牲者36名に関してはもう1つの慰霊碑が鹿島組によって函南側の坑口近くに建立されている。この碑は当初は東海道本線の線路の北側にあったが、現在は南側に移転している。現在JR東海が樹木伐採等の周辺整備を行い、地元有志により定期的に清掃奉仕をされている。



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丹那トンネル工事殉職者慰霊碑(函南側)


扁額

熱海側の坑門上部には、開通時の鉄道大臣内田信也揮毫の銅製「丹那隧道」扁額が中央にあり、左に2578、右に2594という数字も掲げられている。2つの数字は着工と開通の年の皇紀を表す。


新丹那トンネル

新丹那トンネル(しんたんなトンネル)は、丹那トンネルの約50メートル北側に並行して延びる長さが7,959メートルの東海道新幹線(三島熱海間)のトンネルである。


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新丹那トンネルのトンネル工事が開始されたのは、1941年(昭和16年)8月にさかのぼる。新丹那トンネルは、もともとは戦前の高速鉄道計画である弾丸列車計画に基づくもので、他に、日本坂トンネル東山トンネルが同時期に着工されている。しかし、1943年(昭和18年)には第二次世界大戦の戦況悪化にともない中止されてしまった。中止の時点において、熱海口(東口)は647メートル、函南口(西口)は1,433メートルの先進導坑がすでに掘削され、両坑口ともに200 - 300メートル程度の覆工を完成させていた[4]。なお、戦時中の約1年半の期間でスムーズに工事が進行したのは、掘削に数々の新手法を投入したためでもあった。新オーストリア式逆巻方式と呼ばれる導坑の掘り方や、4 - 5台のドリフター型削岩機を装備した自走・自碇する削岩車が活用され、人力に依存して掘削を行なった丹那トンネルの工事よりも安全面において有利だった[4]

戦後、東海道新幹線のために弾丸列車計画のルートが採用されたため、新丹那トンネルは今度は新幹線用のトンネルとして利用されることになった。新丹那トンネルは、1959年(昭和34年)に工事が再開され1964年(昭和39年)に完成した。丹那トンネルの難工事とは異なり、新丹那トンネルの工事は順調に進んだ。地質構造がよく分かっていたことと、既設の丹那トンネルを水抜き坑代わりに利用できたことを差し引いても、工事再開から4年4か月という工期の短さはトンネル掘削技術の進歩を物語っている。新丹那トンネルの工事は、熱海口は間組、函南口は鹿島建設(鹿島組)が請負った。なお、工事での犠牲者は熱海口10名、函南口11名だった。ただし、丹那トンネルの工事とは異なり大きな崩壊事故は1件も発生していない。

ちなみに、東海道新幹線の全体の起工式が行われたのは、新丹那トンネルの熱海側坑口前である。新丹那トンネルこそが全体の工期を律する最重要工区とみなされていたためである。

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静岡県田方郡函南町には「新幹線」という地名が存在する。これは戦後の新幹線計画からの地名でなく、戦前の弾丸列車計画時代に新丹那トンネルの工事を行うための従業員宿舎が置かれた場所である。工事終了後、従業員宿舎は撤去されたが、のちに同地に住宅団地が作られ「新幹線」という地区が生まれた。その後の同地区の住居表示実施によって「函南町上沢字新幹線」となっている。現在も同地区には新幹線公民館や「幹線上」、「幹線下」という名称のバス停が存在している。

> 幹寿会の記録によると、当初は住所はなく、郵便物は「国有鉄道官有無番地」で届いていた。しかし役場から行政区名を決めるよう求められ、48年に函南工事区長が「将来ここを通るはずだから」と「新幹線」を提案したという。寺戸さんは「『新幹線』を名乗ったのは、列車よりうちの方が先だよ」と胸を張る。
> 寺戸さんによると、かつての集落は西側に管理職が住む一軒家、東側に作業員の長屋が段々畑のように並んでいた。「国鉄関係者しかいなかったから、まるで一つの大きな家族のようだった」という。しかし新幹線が開業すると職員は次第に新しい職場へ移り、70年代には官舎は全て払い下げられ姿を消した今や当時を知る住人は少ないが、寺戸さんは「生まれ育った地で、愛着のある名前。ずっと残ってほしい」と話している。



丹那断層


丹那断層(たんな だんそう)は、日本の東海地方静岡県伊豆半島北東部にある断層箱根山南麓から函南町丹那盆地を通り、南の伊豆市内旧修善寺町域へ伸びる30kmほどの北伊豆断層帯を代表するものである。1980年代前半の発掘調査により、過去6000年から7000年の間に小さな活動も含めて9回の断層活動のあったことが確認されており[1]、およそ700年から1000年の周期で巨大地震を起こすと考えられている。


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伊豆半島北部の地形図/右の南北に走る谷が丹那断層および北伊豆断層帯の断層群である

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丹那盆地/画像の右奥から左下へ断層が走る

北伊豆地震

1930年(昭和5年)11月26日、丹那断層は北伊豆地震を引き起こした。この時、断層は横ずれを起こしている。

北伊豆地震発生の際の横ずれ断層の様子が明瞭に現れた2つの区域(畑字上乙越の断層遺跡、および、火雷神社の断層遺跡)と、“天然の地震計”と化した1つの物品(地震動の擦痕)は、地質学的等における保存価値の高さが認められ、丹那断層公園として整備された。



火雷神社の断層遺跡

丹那盆地の北に位置する田代盆地の中に所在する火雷神社からいじんじゃ(所在地:静岡県田方郡函南町田代57)では、石造りの鳥居とその先の石段がちょうど断層の境目に位置していたため、断層が横ずれしたことで鳥居と石段の乗った地面が計ったように横に1.4メートルほどスライドし、(柱のみを残した)鳥居の向かって左側のおよそ3分の1だけが石段に繋がっているという状態になってしまった。

当区域は、1981年(昭和56年)7月25日、函南町の天然記念物に指定された。

地震動の擦痕
北伊豆地震の激しい揺れは、旧江間尋常小学校校庭に展示されていた魚雷とその台石を揺さぶった。その結果、魚雷の側面には台座の粗い造りになっている角に引っかかれてできた全長725mmの傷がくっきりと残された。奇しくも天然の地震計のように貴重な記録を留める形となったこの魚雷は、人工物でありながら、天然の現象を記録したという事由で、1934年(昭和9年)1月22日付で国の天然記念物に指定された。その名義は「地震動の擦痕(じしんどうのさっこん)」である。その後、同校は江間尋常小学校跡地となり、現在は丹那断層公園の一区域として整備されている。



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地震動の擦痕/丹那断層公園の一物件として保存展示されている


地震動の擦痕(じしんどうのさっこん)は、静岡県伊豆の国市南江間にある魚雷に付いた摩擦痕。国指定の天然記念物

1930年(昭和5年)3月10日、旧・田方郡江間村江間尋常小学校の校庭に忠魂碑が建立された際、海軍省より譲り受けた魚雷(長さ約5メートル)が忠魂碑の付属物として展示された。

同年の11月26日に発生したマグニチュード7の北伊豆地震により、魚雷を載せていた台座の突起物により魚雷腹部に曲線状の傷がついた。魚雷自体は重量が大きかったため地震による動きは乏しかったが、台座のほうは軽く不安定であったため、地震による激しい揺れによって、台座から突き出ていた突起物が地震計の針の役割をした結果、天然の地震グラフ曲線ができた[1]。傷の長さは全長725mmに及ぶ[2]

4年後の1934年(昭和9年)1月22日、この傷のついた魚雷そのものが国の天然記念物に指定された[3]。2013年(平成25年)に、神奈川県茅ヶ崎市にある旧相模川橋脚が指定される(液状化現象を対象とした指定)まで、日本に数ある国指定の天然記念物の中で、自然物でないのはこれだけであった[1]。伊豆の国市南江間の旧江間小学校跡地の一角に展示されている。



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旧江間小学校北東の角に展示されている

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箱根町断層

直接繋がってはいないものの、北の延長線上には、芦ノ湖東岸を通って箱根山外輪山の北東側に到る箱根町断層がある[2]。この断層は、北伊豆地震の発生に伴って顕在化した地震断層の一つであり[2]、歴史的に見れば、江戸時代箱根関もそれとは知らぬままに箱根町断層の断層崖を利用した施設であった。



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断層谷(中央右)を北の箱根火山の外輪山から望む

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畑字上乙越の断層遺跡の一角である、
北伊豆地震によってずれた円弧状の石組み/丹那断層公園として整備されている


天然記念物(国指定)  函南町


丹那断層

箱根芦ノ湖から伊豆市修善寺まで続く長さ約30キロメートルの丹那断層帯の代表的な断層で、周辺には近接して7つの断層が知られています。
東京大学地震研究所の発掘調査によって、過去6000年から7000年の間に小さな活動も含めて9回の断層活動があり、その中には『続日本後紀しょくにほんこうき』に記録が残る、承和じょうわ八年(西暦841年)の伊豆国大地震の震源が丹那断層であることもわかってきました。
断層は約700年から1000年の周期で定期的に活動する活断層かつだんそうで、昭和5年の活動により北伊豆地震が発生しました。指定地には、石組のゴミ捨場・水路・石垣があり、これらのほぼ真ん中を断層が通っているため、地上の目印となり水平の横ズレ(約2.6メートル)が良くわかります。
トイレを併設した休息所には丹那断層の解説や図解板、北伊豆地震の被害状況などの写真パネルなども展示しています。


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指定地周辺一帯を整備し断層公園として公開している丹那断層

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トイレを併設した休息所



1930年北伊豆地震の元凶・丹那断層【じおじぃ・もじおの番外編】





北伊豆地震(直下型)による断層ずれの痕跡!「丹那断層」0:00「火雷神社」2:22




丹那断層を飛ぶ(ドローン空撮)Tanna Fault, Izu Peninsula Geopark, Japan




丹那断層 tanna fault





200828アーカイブス「丹那トンネル貫通・開通」鉄路の昭和史より





【TBSスパークル】1934年12月1日 丹那トンネル開通(昭和9年)





丹那トンネルの話





弾丸鉄道 新丹那トンネル 一部 英映画社制作





弾丸鉄道 新丹那トンネル 二部 英映画社制作





190425新丹那トンネル工事・起工式・貫通カラー合作版





2012年丹那神社例大祭





【前面展望】東海道線で1番長いトンネル(丹那トンネル)














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How US could shoot down an enemy ballistic missile




How Powerful is Javelin Anti-Tank Missile





Soldier Firing M249, M4 & Rocket Launcher - US Army Combat Tactics | MFA




アメリカ海軍で最大の原子力潜水艦の中身



JJY

JJY(ジェイ・ジェイ・ワイ)とは、日本標準時を送信する日本無線局である。総務省所管の国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT)が運用している

JJYは呼出符号であるが、無線局そのものも指す 


概要

電波法令上の無線局の種別は標準周波数局である。原則として常時運用しているが、メンテナンス落雷などで停波することがある。周波数偏差などの情報はNICTより随時アナウンスされており、高精度な周波数の基準として利用できる。また時刻の情報がタイムコードとして重畳されており、これを利用することにより時計の時刻を自動で調整することができる。従前は短波も使用していたが、2001年3月31日正午以降は長波のみを使用している。

送信所は福島県田村市都路町のおおたかどや山標準電波送信所(周波数40kHz空中線電力50kW位置)、および佐賀県佐賀市富士町はがね山標準電波送信所(周波数60kHz・空中線電力50kW・位置)の2ヵ所に設けられている。最初に大鷹鳥谷山(おおたかどややま)の送信所が1999年6月10日に設けられ、その後、西日本地域への安定供給や大鷹鳥谷山局の補完を目的に羽金山(はがねやま)の送信所が2001年10月1日に置局された。

なお、JJYとしての長波送信を行う前の1966年1月〜1999年6月には実験局JG2ASと海岸局JJF-2による40kHzによる実験送信が実施されていた。1966年1月〜1977年11月は千葉県千葉市の電電公社検見川送信所からの送信。検見川送信所閉鎖に伴い、1977年11月〜1999年6月4日は茨城県猿島郡三和町の電電公社名崎送信所から送信となっていた。なお、2局の使い分けは通常時は海岸局JJF-2が送信し、2分以上休止した場合実験局JG2ASが送信することとなっていた


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。長波60kHzで送信している「はがね山標準電波送信所」(佐賀・福岡県境)の全景(写真:NICT)

送信内容

多くの長波報時局と同様に、JJYの信号にはタイムコードが重畳されている。1秒ごとに1ビットの情報を送信し、1分間(60ビット)で1セットの情報が送信される。日本国内で販売されている電波時計は上記いずれかの電波を受信し、時刻を自動的に調整する仕組みになっている。データ放送なので、耳で聴いても内容は理解出来ない。

各秒のタイムコードの信号には、以下の3通りがある。ここで、「高出力」は定格の空中線電力、「低出力」はその10%の出力を意味する。

  • 0ビット - 0.8秒高出力の後、0.2秒低出力
  • 1ビット - 0.5秒高出力の後、0.5秒低出力
  • ポジションマーカー - 0.2秒高出力の後、0.8秒低出力

毎分0秒にマーカー、9、19、29、39、49の各秒および次の0秒の1秒前(通常は59秒。うるう秒の場合は58秒または60秒)にポジションマーカーが送信される。残りの53ビットで時刻の情報を表す。日本標準時(JST)による0秒のマーカを送信した時点の分、時、1月1日からの通算日(1月1日を1とする)、年(西暦下2桁)、曜日は、それぞれの桁ごとに二進数に変換する「二進化十進表現」(BCD)で表現される。例えば、"23"は"0010 0011"と表される。うるう秒の有無を通知するビットもあり、うるう秒の挿入・削除が行われる月(UTCにおける月)の初日から、うるう秒の挿入・削除が行われるまで通知される。なお、日本には夏時間がないが、夏時間の有無を表すビットも用意されている。

タイムコードのフォーマットを以下に示す。最初の35秒はWWVB英語版と同じであるが、それ以降は大きく異なっている。WWWBにあるDUT1世界時(UT1)と協定世界時(UTC)の差)の情報が省かれており、逆にWWVBにない曜日の情報やパリティビットが加えられている。

ここで、"Weight"はそのビットの「重み付け」であり、1になっているビットの重み付けを全て加算すると、表したい数値になる。


おおたかどや山標準電波送信所  40kHz 50kW

おおたかどや山標準電波送信所(おおたかどややまひょうじゅんでんぱそうしんじょ)は福島県田村市都路町と福島県双葉郡川内村の境の大鷹鳥谷山の山頂付近にある、日本標準時のデータを送信する標準電波の送信施設(送信所)である

222

概要


東日本大震災による停波

標準電波の停波そのものは、普段から機器のメンテナンスなどのために行われており、数秒間から数時間程度の短いものであれば年に数十回ほど起きている。しかし、本施設は2011年(平成23年)3月から5月にかけ東日本大震災により停波する事態となっていた。

3月11日の東北地方太平洋沖地震発生直後は、揺れている最中の14時48分31秒から、余震が続く中の同日16時40分12秒まで停止した。

翌3月12日に福島第一原子力発電所事故に伴う避難指示(半径20km圏内に所在)に従い、常駐して保守管理に当たる所員が不在となる事態となり、9時41分に停波措置を取った。

その後、4月21日 13時53分に暫定的に送信を再開。ところが25日正午過ぎに落雷を受けて機器が破損、再度停波した。5月9日に一時立ち入り、暫定的に送信を再開したが雷の発生など気象条件の悪化等が予想され、継続的な送信を行った場合には機器の損傷のおそれが高いため、5月10日 12時40分、再び停波。その後、5月13日 17時32分から暫定的に送信を再開。5月17日に復旧した。


はがね山標準電波送信所  60kHz 50kW

はがね山標準電波送信所(はがねやまひょうじゅんでんぱそうしんじょ)は佐賀県佐賀市福岡県糸島市の境の羽金山の山頂付近にある、日本標準時のデータを送信する標準電波JJYの送信施設(送信所)である。JJYの送信所として、福島県所在のおおたかどや山標準電波送信所とともに電波の送信を行っている


111


概要





以前の運用形態

短波JJY

2001年3月31日に廃止された短波のJJYは、1940年1月30日アメリカ合衆国WWVに続いて世界で2番目の短波標準電波局として、千葉県千葉郡検見川町(現・千葉市花見川区検見川町)に開設された。以来、短波を使った標準無線局と位置付けられた。その後、1949年に東京都北多摩郡小金井町(現・東京都小金井市)に移転した。昭和40年代頃から、周辺の宅地化に伴い電波障害などの弊害が顕著になったことや小金井市緑町にある庁舎にあった周波数標準部の同市貫井北町への移転(1974年6月から1975年1月にかけて実施)などにより、1977年12月1日からは茨城県猿島郡三和町(現・古河市)のNTT名崎送信所からの送信となり次の周波数で発信していた。

周波数

  • 2.5MHz
  • 5MHz
  • 8MHz
  • 10MHz
  • 15MHz

上記のうち8MHz波以外は近隣地域の標準電波と周波数が同じであり、西日本地域を中心に日中でも混信の影響を免れられなかった。廃止時まで運用されていたのは3波(5/8/10MHz)である。

送信内容

送信内容は、数度変更されている。以下に、停波前直近の送信内容を記述する。

電波は短波ラジオで受信でき、内容としては以下の組み合わせがずっと流れていた。ただし毎時35分0秒から39分0秒までは諸外国の標準周波数局との較正作業の為に停止していた。

  • 1秒毎のコッコッという信号音(周波数1600Hz、毎正秒から5ミリ秒間)
  • 毎時10分毎(00・10・20・30・40・50分)の前半(x0分0.045秒からx4分58.960秒まで)に連続的なピーという信号音(周波数1000Hz、毎正秒の45ミリ秒後から960ミリ秒後まで。毎分59秒の時間帯を除く)
  • 1分毎のポーという信号音(分予告信号:周波数600Hz、毎分59.045秒から59.700秒まで。うるう秒がある場合は1.000秒前後する)

世界時(UT1)から協定世界時(UTC)を引いた時刻差(DUT1)の予測値も0.1秒の精度で以下の形式により通報された。

  • 予測値により以下の1600Hz秒信号を40ミリ秒引き伸ばし、毎正秒から45ミリ秒間とする(nを1≦n≦8の自然数とする)
    • +0.1×n秒の場合 - 毎分1秒からn秒まで
    • −0.1×n秒の場合 - 毎分9秒から8+n秒まで
  • 予測値が0.0秒の場合 - 1600Hz秒信号は本則どおり5ミリ秒間とする

毎時10分毎のポーという信号音の前(x9分30秒からx9分52秒まで)には上記の信号音に重ねてモールス信号(信号音周波数1000Hz)の「JJY JJY hhmm(24時制の時・分を4桁数字に符号化したもの。例として9時00分は「0900」、16時30分は「1630」)」が流れ、続いて女声の合成音声で「JJY、JJY、○時、○分、JST」とアナウンスがあり、最後に電波警報(モールス信号で伝播状態のステータスを5回続けて)が流された。

  • Normal:伝播状態が正常である
  • Unstable:伝播状態に異常(磁気嵐Eスポなど)が発生する可能性がある
  • Warning:伝播状態に異常が発生している

時計の修正に限らず、正確な周波数であることを利用してアナログ式短波受信機での受信の手助けになっていた。またアマチュア無線機等の短波無線機での周波数表示の較正にも利用された(ダブルビート法でマーカー発振器を較正、正しく調整されたこのマーカーで更に周波数表示器を修正)


テレホンJJY

一般の電話回線を利用した日本標準時・協定世界時提供サービス「テレホンJJY」(TEL-JJY)も行っている。精度は±1ms。なお利用にはパソコン通信用のアナログモデム、もしくはテレホンJJYに対応した専用機器が必要。パソコン通信・ファクシミリの利用者減少によってアナログモデムが入手困難になってきていたり、4800bps以上の高速通信には対応していなかったり、さらに高精度なものが必要とされているため、2016年5月26日からNTT東日本・西日本の光電話回線網を使用した「光テレホンJJY」の試験サービスが行われ、2019年2月1日から本格運用を開始している。テレホンJJYは、2024年3月末にサービス終了予定。NTT東日本・西日本の時報(117番)の校正や、公共交通機関・放送局の標準時計の校正などで使用されており、2018年2月の時点で月に16万回以上のアクセスがある



電波時計


電波時計(でんぱどけい)は、標準電波を受信して誤差を自動修正する機能を持つ時計のことである

112
アナログ電波置時計
113
内部構造。電波受信用のバーアンテナが確認できる(左下の棒状のもの)。


概要

標準電波の送信局から送信される原子時計による日付・時刻情報(タイムコード)の電波を受信し、自動的に時刻を合わせる時計が電波時計であり、電波が正常に受信できる環境に限り、秒単位で正確な時刻を知ることができる。

標準電波の情報を利用するため、夏時間(サマータイム)や閏秒によるずれも自動的に修正される。ただしこれは時刻のずれを後から修正するというだけであり、夏時間の切り替え直後は(そのタイミングで受信しない限り)時刻はずれたままになる。閏秒という制度についても、それに対応している(○時59分60秒といった表示を行える)訳でもない。

標準電波の受信の頻度は機種によって様々であり、前回の受信から次回の受信までの間の精度は、その時計(通常はクォーツ時計)自身に依存する。受信頻度や時計の精度がさほど高くなくても、毎回もれなく受信できる環境であれば、意識されるような時刻のずれは生じない。だが、以下のように電波の受信ができない場合には、その時計(同上)自身の精度によるずれが生じる事になる。

標準電波の停波
送信局は、機器のメインテナンスや故障、事故、災害(あるいはその予防)のために標準電波の送信を停止する場合がある。日本のJJYの場合、数秒から数時間程度の短時間の停波は年に数十回ほど発生している。複数の送信局に対応している機種で、複数局の電波が受信できる地域であればこの問題は回避できる。
2011年3月11日に発生した東日本大震災などの際、電波が一時的にキャッチできないという現象が発生した(後述する福島県の送信施設が、東京電力福島第一原子力発電所事故で避難指示が出て要員が常駐できなくなったことから、しばらく送信を停止していたため。九州からの電波を受信できれば問題はないが、遠く離れた東日本エリアを中心に受信できないケースがあった)。
電波が届かない環境
送信局から離れすぎている場合には受信できない。受信可能な地域の建物においても、まれに受信できないことがある。ただし、最近[いつ?]は技術の進歩で、強固な鉄筋コンクリートなどの建物内の場合でも受信可能な場合が増えている。
また、時刻データは一瞬で送られてくるイメージがあるが、実際には60秒で1データとなっており、環境や状況によっては60秒内において時刻データの受信と未受信を繰り返してしまい、時刻データが揃わず受信が未完了となることがある。そのため、表示時刻が電波により修正されたものかを確認できるように、受信状態を表示するインジケーターが設けられている製品もある(デジタル表示では送信アンテナ型のアイコン、アナログ表示ではLEDなど。1日から数日間電波受信による較正を行えなかった場合は消える)。
電池残量の減少
電池式の電波時計では、電池の残量が少なくなると電波が受信できなくなることがあり、機種によっては省電力(時計機能の維持)のため受信機能を停止する。太陽電池を搭載したものでも、二次電池(充電池)の劣化によって同様のことが起こる。

このほか、標準電波は光の速度で伝播するため、電波発信源より遠い場所においては数ミリ秒程度の誤差が発生する。たとえば、送信所から300キロメートル離れた場所では約1ミリ秒遅れて受信することになる[4]

アナログクォーツ電波時計、コンビネーションクオーツ電波時計は一定の衝撃を受けても基準位置がずれる場合がある。このため、電波時計が電波を正常に受信していても正確な時間を指さない場合がある。基準位置の修正は針位置補正機能が付いていない限り、手作業で行う以外にない


日本における電波時計

日本では「JJY」と呼ばれる標準電波の送信局があり、福島県大鷹鳥谷山おおたかどや山標準電波送信所(送信周波数40kHz)と、福岡県佐賀県との県境に位置する羽金山はがね山標準電波送信所(送信周波数60kHz)の2つの送信所で、ほぼ日本全国をカバーしている(ただし先島諸島小笠原諸島などは範囲外。逆に、日本と時差のない韓国北朝鮮の全域に電波が届くために、日本製の電波時計がそのまま使用できる。時差が異なるグアムでも受信可能となっている)。

主な製品

時刻合わせの手間がかからないという利点を生かし、メンテナンスしにくい場所に設置されることが多い掛時計や据え置き型の目覚まし時計のような製品が多数のメーカーより販売されている。デジタル表示、アナログ表示ともいずれの製品もあるが、アナログ表示の方が若干高価な傾向にある(内部計時と針位置の同期を計る必要があり、構造が複雑になる)。標準電波に含まれる日付情報を表示するカレンダー機能を持つものや、アナログ表示でも内部では午前と午後を認識して昼間のみ時報を鳴らす製品などもある。

最近は複数の国の電波に対応している機種や腕時計型の機種も製品化されている。2009年近辺から受信装置の小型化・低価格化が急速に進み、2012年現在では、デジタル式小型目覚まし時計で家電量販店あるいはディスカウントストアでの実売価格が1000円未満のものも、デジタル式腕時計で2000円未満のものも売られている。さらに、女性用のクォーツ時計並みの小型でファッション性の高い、特にブレスウォッチと呼べるようなデザインの製品も発売されている。

以下は主な「電波時計」機能名と、その受信可能局である。

カシオ
wave ceptor - 日本(福島局・九州局・JJY)と、一部機種除きアメリカコロラド州・WWVB)
MULTI BAND 5 - 日本2局、アメリカ、イギリス(アンソーン・MSF)、ドイツ(マインフリンケン・DCF77)
MULTI BAND 6 - 日本2局、アメリカ、イギリス、ドイツ、中国河南省・BPC)
シチズン
電波時計 - 日本2局
Perfexマルチ3000 - 日本2局、アメリカ、ドイツ、中国
セイコー
RADIO WAVE CONTROL SOLAR - 日本2局
RADIO WAVE CONTROL ADVAN WAVE SOLAR - 日本2局、アメリカ、中国

電波受信可能域については、各社ごとによって説明・見解が異なっている。上記3社の他にエルジンなど複数のメーカーより電波受信機能搭載の腕時計は多数発売されている。

一部の電子キットメーカーから基板などのセットが発売されており自分で組み立てることも可能である。


中継機を使った製品

前述の電波が受信しにくい問題点を改善するために、屋外や窓際等の電波状態の良い場所で受信した電波を一旦復調し、別の周波数で時間情報を再送信する中継機が市販されている。

シチズンから発売されている9ZZ005-008(リズム時計製)という製品は、東西の受信可能な周波数のうち、手動切替スイッチで選択した周波数を受信し、送信用の切替スイッチで選択した東西の周波数のいずれかで中継することができる。

標準電波の中継ではないものの、インターネット上のNetwork Time Protocolから時刻情報を取得し、標準電波と同じ信号電波を生成、送信する屋内向け機器もある。厳密には標準電波とは時刻信号のズレがあり、両方が同じ周波数で受信されてしまう状況では、信号干渉から時刻校正ができなくなる可能性があるため、設置環境や送信周波数設定には注意が必要である。

日本アンテナからは、NTPリピーターという名称の製品が発売されている。NTPリピーターは、上記にあるインターネット上のNetwork Time Protocolから時刻情報を取得し、標準電波を再送信する。標準電波は40kHzと60kHzをスイッチで切り替えができるようになっており、半径約10mの範囲で標準電波を再送信する。東日本と西日本でそれぞれ標準電波の周波数が違うため、地域に合わせて干渉しないよう切り替えができるようになっている。

セイコーからは、タイムリンクという名称の製品が発売されている。タイムリンク送信機(親機)で受信した時刻情報を特定小電力無線で再送信、タイムリンククロック(子機)で受信する。標準電波との信号干渉は発生せず、到達距離も標準電波中継器より長くすることができる反面、通常の電波時計では受信できない。


その他の電波を使った時計

一般的には前記の「標準電波を受信し時刻を合わせる時計」が狭義での「電波時計」ではあるが、「標準電波以外の各種電波により時刻情報の伝達を受けて時刻校正を行うもの」も広義での電波時計といえる。以下にその例を示す。

  • GPS受信機、カーナビゲーションGPS腕時計など衛星電波利用の時計 - GPS衛星より送信される時刻情報を利用。時分秒の校正および日付曜日の校正もできる。腕時計でもこの技術が使われており、2014年現在、シチズン・セイコー・カシオから「標準電波ではなくGPS衛星からの電波を受信することで正確な時刻を刻むGPS腕時計」が発売されている。この方式によると、標準電波の届かない地域(陸上・海上・上空)や標準電波自体のない国の中でも、時計の時刻校正が可能である。2014年8月現在、最先発であったシチズンはGPSの時刻情報のみを使用している。捕捉する衛星は1基であるため位置情報が取得できず、タイムゾーンをまたいでの使用時はマニュアルによるエリア設定が必要。しかし、測位を行わないために受信に掛かる時間は短い。後発のセイコーは4基の衛星の捕捉を必要とするが、位置情報も取得できるためエリア設定が不要。現時点では最後発のカシオはタイムゾーンをまたいだ時にタイムゾーン設定のためのGPS信号受信を行う必要があり、その時は4基から受信、以降は1基から時刻情報のみとなっている。
  • 携帯電話各社の携帯電話機 - 基地局からの制御信号に時刻情報(時分秒、日付曜日)が重畳されており、この情報を取得して時刻校正を行う。
  • NTTドコモのFLEX-TD方式クイックキャストの時計 - 呼び出し用の電波に時刻情報(時分秒、日付曜日)が重畳されている。
  • 国内のテレビラジオ放送時報やデータ放送電波を用いたもの - テレビ放送がアナログ放送だった時代、テレビ放送の時報やテレビのデータ放送電波に重畳されていた時刻情報を用いて家庭用ビデオテープレコーダ等に組み込まれた時計を校正していた。家庭やオフィスで使用できる壁掛け時計でも、1960年代前半にはセイコー等からラジオの時報を受信し時刻補正するものが発売されている。一般に、時報を用いたものは、日に数回程度正時の時報と同時に時計の長針と秒針を12時の位置に合わせる、あるいは正時の時報と同時にデジタル時計表示の分秒部分を時とは無関係に00分00秒と表示させる正時時刻校正機能のみを有し、時・日付曜日の校正はできなかった。一方、データ放送電波を利用したものは、日に数回程度時分秒、日付曜日の校正をしていた。ラジオ放送の時報を用いたものは、例えば、現行の長波帯のJJYが運用される前に親子時計等のオプションとして存在した。ただし、正時時刻校正機能しか持たなかったため、一度は手動で時刻を合わせなければならない。リズム時計工業よりJJYとAMラジオの時報の両方を受信できる時計が発売されている。このほか、公園に設置されている屋外時計にも、例えばNHKのラジオFM放送の時報で日に1回程度正時時刻校正するものがある。
  • BSデジタルテレビや地上デジタルテレビなどのデジタル放送テレビでは、放送波の中にTOT(Time Offset Table)として現在時刻(時分秒)と日付曜日情報が織り込まれている。2011年7月25日以降は、このTOTを使ってテレビやビデオレコーダーなどに組み込まれている時計の時刻校正が行われている。
  • 見えるラジオの時計 - FMラジオの文字多重データに時刻情報が重畳されている。専用受信機のみ対応。


【写真で見る“JJY”】<250m高の傘型アンテナで長波40kHzを送信!!>おおたかどや山標準電波送信所


222
アンテナは地上高250mの傘型。最頂部から6方向に空中線が展開されている。
ちなみにアンテナ効率は約25%という


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「おおたかどや山標準電波送信所」の局舎


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局舎の玄関には長波40kHzを受信中のIC-R75が置かれていた


203
窓越しに撮影した時刻信号管理室の機器類。日本で「サマータイム」
が設けられた際にも対応できる体制が取られているという



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送信機室は2棟あり、それぞれに長波40kHz、50kW出力の固体式送信機
(米国Continental Electronics Corporation製)が2基ずつ設置されている



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現用と予備の送信機を切り換える際に使用する出力切替器


206
整合器室は内壁すべてがシールドで覆われ、送信中は内部への立ち入りができない
(監視用の小窓から撮影)



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アンテナの基部(給電部)を撮影する参加者たち



【追記:電波時計の受信報告はNG】<受信報告期間は2019年12月31日まで>福島県田村市「おおたかどや山標準電波送信所(JJY)」20周年記念ベリカード(受信確認証)発行


「JJY」のコールサインで知られ、日本標準時(JST)を伝える長波の「標準電波送信所」。福島県田村市都路町にある「おおたかどや山標準電波送信所」(周波数40kHz/空中線電力50kW)と、佐賀県佐賀市富士町にある「はがね山標準電波送信所」(周波数60kHz/空中線電力50kW)の2か所に設けられ、この信号が「電波時計」の自動調整に利用されるなど生活に欠かせない存在となっている。このほど「おおたかどや山標準電波送信所」が開局20周年(1999年6月10日開局)を迎えたのを記念し、2019年6月1日から同年12月31日までの受信報告期間に限り、「20周年記念ベリカード」を発行することが同送信所を管理・運営する「国立研究開発法人 情報通信研究機構(NICT)」から発表され、BCLファンを中心に話題となっている


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今回発行された20周年記念ベリカード(Tnx マイクロ・パワー研究所)

【追記:電波時計による受信報告は受け付けていない】2019年6月26日(水)10時30分

 

 記事初出時、「過去、同局の記念カードを入手した方のブログの内容」として、「電波時計で電波をキャッチした内容でもOKだった」と記載したところ、「電波時計では受信報告を受け付けていないのではないか」との問い合わせをいただいた。

 

 送信所を管理・運営する「国立研究開発法人 情報通信研究機構(NICT)」の担当者に確認すると、「記念カードの発行は、ほとんどの電波時計が周波数を特定することができないいことから電波時計によるものは除かせていただいております。以前は発行していたと記事にはありますが、普段の受信報告についても今はお断りさせていただいております」との回答を得た。

 

 電波時計による受信報告は受け付けていないので、十分注意してほしい。


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福島県田村市の「おおたかどや山標準電波送信所」に向かう私道入口にある看板


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送信機室は2つあり、それぞれ長波40kHz、50kW出力の固体式送信機が2基ずつ設置されている


JYはかつて短波帯でも送信され、古いタイプのHF受信機やアマチュア無線機では周波数の較正にも利用されていた。しかし、短波帯は2001年3月31日正午で終了し、現在は長波のみの送信となっている。

 今回、国内に2か所ある「標準電波送信所」の1つ、福島県田村市の「おおたかどや山標準電波送信所」が1999年6月10日の開局から20年を迎えたことを記念し、2019年6月10日から2019年12月31日(当日消印有効)までの期間に限り、受信報告に対して記念のベリカード(受信確認証)が発行されることになった。NICTは過去にも5周年や10周年などの節目に記念カードを発行したことがある。


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過去に発行された「長波標準電波運用開始5周年記念」「おおたかどや山標準電波送信所開局10周年記念」
のベリカード



●20周年記念カード発行について(一部抜粋)

 おおたかどや山標準電波送信所は、今年20周年を迎えました。

 長波帯40kHzの電波を送信し続けて20年間、非常に多くの皆様にご利用頂いてきたことは、喜ばしい限りです。また、広く皆様から寄せられる受信報告も大きな励みになりました。
つきましては、20周年を記念して、以下の要領で記念カードを発行いたします。

 

期間:2019年6月10日から2019年12月31日(消印有効)まで


受信報告:期間中におおたかどや山標準電波送信所からの40kHz電波を受信して、受信報告書をお送りください。記念カードを発行します。受信報告書の要領は従来と変更はありません。


発送:カードの発送は、7月以降からになりますのでご了承ください。

おおたかどや山標準電波送信所(日本標準時(JST)グループライブラリーから)


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設備更新の計画 (日本標準時グループからのお知らせ)


 
 標準電波JJYでは、その運用に必要な設備機器の更新を計画的に
行っています。
 2020年度は主なものとして、下記の機器の更新を計画しています。
機器の性能については暫定的なものです。公募・入札では仕様書等を
必ずご確認下さい。
 また、運用状況の変化により、更新計画は変更される場合もございます。
詳しくは、日本標準時グループにお問い合わせ下さい。
 

  • セシウム周波数標準器 1式1台
    (Microchip社 5071Aに準ずる性能を持つ装置またはシステム)
  • 標準電波送信信号発生装置(長波JJY方式) 1式2台
    (日本通信機社 3570TAに準ずる性能を持つ装置またはシステム)
  • 高精度時刻比較用GNSS受信機 1式1台
    (Septentrio社 PolaRx5Rに準ずる性能を持つ装置またはシステムで、3周波GNSS受信アンテナとアンテナケーブルを含む)
  • 標準電波送信所1秒信号(1PPS)計測システム 1式
    (キーサイト・テクノロジー社 53230Aと34941Aに準ずる性能を持つ装置またはシステム)



JJY 福島県 おおたかどや山 標準電波送信所 40kHz




40kHz 🇯🇵JJY 福島県おおたかどや山標準電波送信所





【はがね山標準電波送信所 】ずっと行ってみたかったお家から見える巨大アンテナ見てきました❣️





はがね山標準電波送信所で電波時計を動かしてみた






レーダーサイトと標準電波送信所JJY





JJY 40kHz コールサイン受信部分 AOR AR3030 2016-03-20





これが電波時計の電波だ





ドラえもん標準電波送信所





【電子工作】ニキシー管(電波)時計を作ろう!





大人の科学、パタパタ電波時計を組み立てる





電波時計をラジオアンテナとアプリで受信させてみた





共立プロダクツ P18-NTPWR Wi-FI式電波時計用リピータ






Вести-Хабаровск. Конкурс на знание азбуки Морзе




潜水艦で初の"女性隊員"6人 その仕事に1年間"密着取材"(2021年6月6日放送「真相報道バンキシャ!」より)





                                                                                     


                                
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シコルスキー S-97   二重反転式次世代ヘリコプター


 シコルスキー S-97は、アメリカ合衆国シコルスキー・エアクラフト社が、シコルスキー S-69およびシコルスキー X2で収集されたデータを元に、アメリカ陸軍武装偵察ヘリコプター計画 (Armed Aerial Scout, AAS) の要求仕様に対応して開発した偵察ヘリコプターである。重量 5.00 t (11,000 lb)、回転翼径34フィート (10 m)で、軽攻撃ヘリコプターの機能を併せ持つ。

AAS中止後の将来型攻撃偵察機計画には改良型のRaider Xが参加している

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開発背景

シコルスキー S-97 レイダー (ライダー)は、ベル・ヘリコプター社が開発した観測ヘリコプター OH-58 カイオワと、MDヘリコプターズが生産しているアメリカ陸軍特殊作戦部隊向けの軽汎用・攻撃強襲用ヘリコプター MH-6 リトルバードの後継機として、アメリカ陸軍の武装偵察ヘリコプター計画の要求仕様に基づき開発された。

アメリカ陸軍の武装偵察ヘリコプター計画は2013年末をもって終了したが、引き続きアメリカ陸軍で運用されている数系列の軍用ヘリコプターを新開発機で代替する統合多用途・将来型垂直離着陸機計画Joint Multi-Role / Future Vertical Lift , 略語:JMR / FVL)において、軽量機である FVL-CS1 / JMR-Light(軽量級・偵察ヘリコプター)としてシコルスキー・エアクラフト社より提案中である。

本機はシコルスキー S-69 、シコルスキー X2から続く二重反転式ローター、およびそれを発展させたABCローターを採用するシコルスキー・エアクラフト社の複合ヘリコプター系列が目標としてきた技術の集大成であり、かつ「統合多用途・将来型垂直離着陸機計画」の中重量級機として開発中のSB>1 デファイアントの基礎ともなる、同社開発計画の中核機である。

特徴

二重反転式ローターは、高速化を実現するため「アドヴァンスト・ブレード・コンセプト・ローター」(ABCローター)を採用している。

これはリジッドローター(主回転翼の各々の羽根の迎角を羽根の前進翼状態から後退翼状態にかけて周期的に変化させる「フェザリング・ヒンジ」のみで構成され、他の関節部を持たない)を用いた二重反転式ローターのことで、上下に配置された各々の回転翼の前進側の羽根だけで全ての揚力を賄う(後退側は揚力を発生させないようにして利用しない)形式であり、後退側の逆流や失速による左右の揚力バランス喪失に対する解決策の1つとされている。

低速での操舵は、上部と下部回転翼の差動トルクを利用することによって、従来のヘリコプターに比較してより機敏な機首の操向が可能である。

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諸元

性能[編集]

  • 巡航速度:253 mph (407 km/h; 220 kn) (規定の標準外部搭載兵装にて)
  • 超過禁止速度: 276 mph (444 km/h; 240 kn)
  • 行動半径: 354 mi (308 nmi; 570 km)
  • 航続時間:2時間40分
  • 実用上昇限界:10,000 ft (3,000 m) (95 °F (35 °C))

兵装


以下は選択装備(オプション)であり、機体の側面後方に揚力には寄与しない極めて小型の小翼を装備した上で、対地用あるいは対戦車の兵装のいずれか一組を選んで搭載する。


二重反転式ローター

二重反転式ローター(にじゅうはんてんしきローター、coaxial rotors)、または同軸反転式ローターは、単軸型のヘリコプターのメインローターを2重反転プロペラ状としたものであり、それぞれのローターによってカウンタートルクを相殺できるという利点がある

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特徴

ツインローター形式としては最も歴史あるもので、乗物としての用途でなければ気球以前より実物が存在していた。また18世紀ジョージ・ケイリーが作成したモデルも、最終的には上反角付の並列ローターを採用しているが、原案は二重反転式だった。2機のメインローターを同軸に配置して上段と下段を逆に回転させるものである。

ロシア(かつてはソビエト連邦)のカモフが得意としている方法であり、ほぼ全てのカモフ機に採用されている。アメリカ合衆国シコルスキー・エアクラフトなどでも試作されたことがある。シングルローター+テールローターが主流の現在においては少数派となる方法だが、テールローター式、ノーター直列式並列式交差反転式に対して以下の利点と欠点を持つ。

利点

  • ローターの直径を小さくできる。
  • テールローターが不要になり、テールブームをメインローター回転面の外まで伸ばす必要が無い。またテールローターが低空飛行時や着陸時に、何らかの物体や地上の人と接触することによって起こる事故が無くなり、安全性が向上する。
  • メインローターに全出力を回せるためパワーロス低減が可能。
  • 小型化し易く艦上機あるいは艦載機としての使用に有利となる。陸上機の場合もヘリポートの面積を節約できる。
  • ヘリコプターに不利とされる高速性能の追求が容易。
  • テールローターを装備する形式と比較して自立安定性が優れているので高度な制御が無くても一定の安定性を維持できる。

欠点

  • ローター回転軸やトランスミッションの構造が複雑になり、操縦系統を含め、設計・製造、メンテナンスの難易度が高い。
  • 飛行中の応力によりローターが衝突するのを防ぐため上下間隔を広げる必要があり、非常にローターマストが高くなる。このため格納庫の天井を高くしなければならない。
    このことは、ロシア海軍のように艦載ヘリコプターを2重反転ローター形式の機種のみで運用する海軍では問題になる可能性は少ないが、一国の海軍が艦載ヘリコプターの多機種運用を実施しようとする場合や、多国間運用の際に他国艦船に着艦するような場合に、艦上の格納庫の内寸が機体寸法に適合しないといった不具合が発生する恐れがある(相互運用性の問題)。
  • 上下の干渉による損失が発生する。(そのため、シコルスキー S-69のように回転翼を剛体化するか、カモフ Ka-25のように上下の回転翼間を離す必要がある。)
  • 機体のヨーイングを2つのローターのトルク差を利用して制御している機種の場合、オートローテーション中は操作が逆になるため、方向舵が必要になる。
  • ヨーイングに反トルクを利用している関係上、方向舵のきかない低速時かつ反トルクの小さい低コレクティブピッチの状況下においてヨーイングが不可能となる。

ABCローター

二重反転式ローターを発展させた形式としてアドヴァンスト・ブレイド・コンセプト・ローター(ABCローター)がある。

これは主回転翼の各々の羽根の迎角を羽根の前進時から後退時に掛けて周期的に変化させる「フェザリング・ヒンジ」のみで構成され、他の関節部を持たない「リジッドローター」を用いた二重反転式ローターのことで、上下に配置された各々の回転翼の前進側の羽根だけで全ての揚力を賄う〔 後退側は揚力を発生させないようにされ、利用しない 〕形式であり、後退側の逆流や失速による左右の揚力バランス喪失に対する解決策の1つとされている。

この形式では、より高速飛行に向いた翼型の回転翼の羽根形状を用いることが可能になるため、従来では不可能だった高速ヘリコプターが実現できるとされている。

通常のヘリコプターではメインローターの前進側が遷音速に達し衝撃波が発生する速度が限界となり、解決策としてローター先端に後退翼をつけ、さらにその部分には遷音速翼型を用いるヘリも実用化されているが、シングルローターでは後退側の逆流と失速による限界があるので、この対策も大きな効果は見込めない。この問題は ABCローターを用いることで後退側ローターに依存しない飛行が可能になるため解決できるという。

またリジッドローターはヒンジが存在しないという性質上フラッピング動作も小さいため、高速飛行時における後退側の失速も抑え易く (前述の通り本来は後退側に依存しない形式ではあるが) なり、またローターの衝突防止のために上下間隔を広くとる必要から背が高くなりがちな二重反転式ローターの欠点もある程度解決できる





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カモフ Ka-27

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カモフ Ka-32

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カモフ Ka-50



交差反転式ローター

交差反転式ローター(こうさはんてんしきローター、英語intermeshing rotors)は、2つの回転翼が互いに交差した状態で反対方向に回転することにより、反動トルクを相殺するヘリコプターの一形式である。“シンクロプター”とも呼ばれる。また、開発者であるアントン・フレットナーに因んで“フレットナーシステム”とも称される。
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交差反転式ローターを備えた HH-43 ハスキー

概要

第二次世界大戦時、ナチス・ドイツの艦載用対潜哨戒任務を目的としてフレットナー Fl 282が開発された。

冷戦期にはアメリカ合衆国カマン社で同様のヘリコプターがアメリカ空軍向けに開発・生産された。カマンのヘリコプターは従来のテールローター式に比べ、高い自律安定性を備えている。また、同じ出力のエンジンでも無駄なく浮上に用いることが出来るため強力であるだけでなく、回転翼の回転軸の下に重心があるために慣性モーメントが少なく機動性にも優れている。
2018年3月現在量産されているもので登場が最も新しいカマン K-MAXは空中懸架に特化した設計で建設業や林業等の分野で活用されている。

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カマン K-MAX

特徴

二重反転式タンデム式等の2ローター形式と同様、メインローターを回す反動として発生するトルクを打ち消し合うのでテールローターが不要となり、エンジン出力を全てメインローターに利用できるために出力の無駄が少ない。二重反転式よりもローター回転軸やトランスミッション構造が簡素で整備性が良く、回転面が完全には重ならないため円板荷重が下げ易く、タンデム式のように特定の飛行速度で一方のローターが他方を後流に巻き込んでバランスを損なう恐れが無く(これを避けるためタンデム式では後方ローターを前方ローターよりかなり高い位置に配置する)、並列式のように大きな支柱を出して正面面積を広げることも無くなる。

欠点としては、横向きの揚力(ローターを外側に傾斜させることで発生する)を打ち消し合うためのパワーロスがある点、ローター回転面が交差しているためにローター同士の干渉による損失が二重反転ローターより大きい点が上げられる。両ローター回転の完全な同調を保証しなければ飛行できないのは他の2ローター形式でも同じだが、交差反転式の場合の同調不良はメインローター同士の衝突を意味するため危険が大きい。

応用

ヘリコプター特有のトルクキャンセル制御が必要なく、同軸の場合と比較して単純な構成の回転系で実現できることから、科学玩具などにも採用例がある。既存の商品としては、「空中戦機AIRBOTS」や、学研の「手回し発電ヘリ クロスコプター」及び同EXなどがある。



ノーター

ノーター( NOTAR , NO TAil Rotor の頭字語 )とは、他の多くの「単一の主回転翼」〔メインローター〕型式のヘリコプターが備えるテイルローターに相当する飛行装置の一形式の名称。

テイルローターと同様に、ヘリコプター特有の「主回転翼(メインローター)の駆動に伴う反作用」(トルクとも呼ぶ)による、機体の操縦性喪失と墜落の危険につながる、水平面での回転運動を打ち消すための機体固有の仕組み。MDヘリコプターズによって開発された


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MD エクスプローラー (ドイツ・バーデン=ヴュルテンベルク州警察)

開発

ノーター・システムの開発は1975年ヒューズ・ヘリコプターズ技術者が概念を開発した。1981年、12月、数機のヒューズH-6Aにノーター・システムが初めて搭載された。米陸軍からノーター技術開発の為、貸与された機体であった。


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MD 520Nのテールブーム


動作原理と機構

コアンダ効果を応用している[3] 内蔵されたファンの角度を変える事により、テイルブームから噴出する空気の量を変える事によりメインローターの反トルクを生じる。 テイル・ブームの基部内に備わった送風ファンエンジンによって駆動されて、外気を取り込み、後部へと伸びるテイル・ブーム内へ送風する。テイル・ブームにはブーム途中の片側側面とブーム末端部の反対側面に開口部を持ち、送風された空気を噴出させる。

それぞれの噴出は「サーキュレーション・ジェット」と「ダイレクト・ジェット」と呼ばれる。ブーム途中の開口部では、側面から下方へ向けてサーキュレーション・ジェットを噴出することでメイン・ローターの作り出す強力な下降気流(の一部)を曲げる。このコアンダ効果によって、ブーム左右の下降気流の流れが不均一となり、開口部側の流速が高まって側方へ引っ張られる。ブーム末端部の開口部からのダイレクト・ジェットはそのまま側方へ押す力となる。

2つの側方への力は、メイン・ローターの回転が作り出す機体の回転運動(反トルク)を打ち消すように働く。また、機首方向を決める運動(ヨー)で使用される。

通常のテイル・ローターのように回転翼が露出せず、機体内部にあるので地上着陸時などでの人身事故の危険が減らせることや、騒音の低減が図れる。

ホバリング時には、サーキュレーション・ジェットとダイレクト・ジェットは、ヨーイングの制御にほぼ50%ずつの効果を発揮しているが、前進飛行速度が40 km/h - 95 km/h 程度では、テイル・ブーム側面を流れるメイン・ローターからの下降気流が斜めになるためコアンダ効果は働かず、サーキュレーション・ジェットの効果に代わって、テール末端部の垂直尾翼が反トルクを含めてヨーイングの制御に使用できる[4]

内部に空気を通すため、テールブームの断面が円形になっているのが外見上の特徴である。

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ノーターの原理。青色が空気の流れ。1.空気取入口 2.可変ピッチファン 3.コアンダ・スロット付きのテイルブーム 4.垂直安定板 5.直噴ジェットスラスター 6.下降流 7.コアンダ効果による横推力の発生を示したテイルブームの断面図 8.反トルク力

長所・短所

長所

  • 騒音低減が期待できる
  • 地上離着陸時に高速回転しているテイル・ローターに接触する危険がなくなる
  • テイル・ローターの翼端が発生する渦流がないので振動が軽減される
    • テイル・ローター機のドクターヘリでは振動の為に機内で注射を打つことは困難だったが、ノーター機では可能となった
    • ダクテッド・テイル・ローターでは振動が軽減される
  • パイロットの負荷が軽減される
  • 伝達軸等の駆動系統の部品点数が減り、整備費が軽減される

短所

  • テイル・ローター機と比較して、ペダル操作の反応に時間差(タイムラグ)がある
  • テイル・ブームが太くなるので空力特性、特に直進時の安定性が悪くなる
  • 巡航時には効果がなくなるため、ヨー操縦を方向舵に頼る必要があり、また大きな抗力が発生してしまう
  • 推力効率がダクテッド・テイル・ローター以上に悪く、上述した抗力と相まって燃費が悪くなる

ノーター採用機種

ノーター・システムを搭載した機体は3機種生産されている。全てMDヘリコプター製である。

テイルローターに起因する振動や危険が皆無であるため、ドクターヘリへの採用が多いが、低騒音なため警察、報道にも採用されている。ただし、燃費の悪さがネックとなって今の所軍用として採用された事例はMD 900がメキシコ海軍で採用された程度である。



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JA6955 KAMOV OPERATION





静岡ヘリポートを離陸するアカギヘリコプター カマン K-MAX JA6236







カマンK-MAX JA6236 場外離陸






Burbank PD MD-520N NOTAR Start Up & Takeoff






K-MAX KAMAN K-1200 アカギヘリコプター 2020年夏



















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