趣味の鉄道模型

円弧踏面の輪軸を付けた台車です。

進行方向は左です。

上が曲線の外側です。

アタック角が生じ、前側の輪軸は曲線の外側(写真上側)に寄って走ったため、上の車輪の踏面はフィレット付近、下の車輪は踏面の外側にレールの痕跡があります。

後ろ側(写真右側)の輪軸の中心はレールとレールの中心より若干曲線の内側(写真下側)に寄っているように見えます。

円錐踏面の輪軸を付けた台車です。

進行方向は左です。

上が曲線の外側です。

アタック角が生じ、前側の輪軸は曲線の外側(写真上側)に寄って走ったため、上の車輪の踏面はフィレット付近、下の車輪は踏面の外側にレールの痕跡があります。

円弧踏面の曲線外側に寄っている車輪のレールの痕跡です。

ほぼフィレットのみに痕跡があるように見えますが、若干フランジの根元あたりまでレールが接触しているようにも見えます。

円錐踏面の曲線外側に寄っている車輪のレールの痕跡です。

痕跡はフィレットと踏面のフィレット寄りにあるように見えます。

フランジの根元あたりまでレールが接触しているようにも見えます。

2時間かけて計測予定でしたが、機関車の速度のむらが大きくなってきたので、約1時間で切り上げました。

負荷のばらつきが徐々に大きくなっているのが分かります。

前回の円弧踏面(ステンレスタイヤ)のデータと比べてみると、平均的な負荷の増え方は今回の方が小さいようです。

試験後、レールの汚れを確認しましたが前回の試験後と比べて汚れはかなり少なくなっていました。(試験時間が違うので正確な比較にはなりませんが、かなり汚れ具合が違いました)

この試験結果が正しいとすれば、洋白のレールでは、洋白のタイヤを使用した方が、レールが汚れにくく、連続運転時の負荷の増大は緩和されると考えられます。

反対側の車輪は、フィレットとフランジの境界あたりがレールと接触しています。

(踏面の筋は、別の試験の際に付いたもの)

フランジにはレール当たっている痕跡はありませんが、フィレットからフランジにかけて表面が非常に荒れており。これが負荷のばらつきに影響しているのではないかと考えています。

こちらは円弧踏面です。

これも、フィレットとフランジの境界あたりがレールと接触しており、フランジにはレール当たっている痕跡はありません。

踏面とフィレットの境界あたりに黒い何かが付いています)

フィレットからフランジにかけて表面はそれほど荒くありません。

今回は約1時間20分走行後に客車が脱線してしまいました。

前回と比べると、比較的早い頃から機関車から滑るような音が聞こえ、たままた離席中に脱線転覆していました。

前回の試験後にタイヤ踏面を磨き、レール頭面も拭きましたが、充分でなかったのかもしれません。

タイヤやレールはそのままで復旧後再開したものの割と早く、また脱線しました。

数値的にはそれほど大きな負荷には見えませんが、機関車の速度にむらが見られましたので細かくデータを取ると時々非常に大きな負荷があったのかもしれません。

その後何度か試験を再開してみましたが、いずれも客車の2輛目の後ろ側の輪軸が脱線しました。

満足な試験にはなりませんでしたが、このデータから軸受の潤滑の影響はあまりないだろうと推測されます。
また、脱線転覆後に連結を切り離した際には負荷は0gfを示していましたので、フォースゲージで懸念される時間経過による測定値の変動はほぼ無かったと考えられます。

#2000の布やすり(裏にスポンジが付いたもの)で磨きましたが、筋状のものが残っています。

かなり強固にくっついているようです。

今回は、フォースゲージからのデータ取得を10回/秒の設定で行いました。

実際には、約0.66秒に1回のデータ取得になっています。

また、約1000回データを取得した時に無線機の電池が切れたので、一旦中断してからデータを再取得している関係で、1000回目前後で少々歪な形になってしまいました。

最後の方は負荷変動が大きく機関車の速度が変化しているのも分かりました。

いずれにせよ、走らせ続けていると負荷がどんどん大きくなっていきます。

試験後の踏面です。

前回と同じく、レールとの接触面に何か付着しています。

色が微妙に違うので、今回はレールの洋白が付着しているのではないかと思います。

試験後にレールの頭面を拭くと、かなり汚れていました。

円錐踏面の従来の輪軸ではそれほど汚れていなかったので、この輪軸の問題と考えられます。

違いとしては、

• 踏面形状
• 材質(ステンレス:SUS303)

がありますが、汚れている位置はほぼ円錐状になっている箇所なので、材質の問題なのではないかと考えています。

ということで、洋白のレールを使用する限りでは、付随車の輪軸のタイヤはステンレスよりも洋白の方が望ましいと思われます。

試験を重ねる度に負荷が大きくなっています。

2回目と3回目の間、3回目と4回目の間で約1時間20分8Vで連続走行させています。

レールは試験の度に拭いており、綺麗な状態のはずなので、輪軸の踏面側に何か問題のある可能性があります。

3回目と4回目の間で約1時間20分8Vで連続走行した時の負荷です。(2回目と3回目の間もデータを取ったのですが、その後excelが固まってしまってデータが消えてしまいました。)

このグラフから、徐々に負荷が大きくなっているのが分かります。

8Vでの試験結果はこのようになりました。

右回りの方が負荷が小さく出ていることが分かります。

びっくりハウスさんのコメントを参考にフィーダを2カ所にしてみましたが、牽引負荷のゆらぎは変わりませんでした。

各試験でのデータの平均を取って、試験回数で並べたものです。

この図からも右回りの方が負荷が小さく出ていることが分かります。

右回りの方が速度の影響が少ないようです。

試験の度に微妙に値が違います。

±0.5gfには収まっているので以前よりは改善されていると思います。

使用しているフォースゲージの精度は仕様書上では±0.2%RC ±1/2digit=0.002×200 + (0.1/2) =±0.45gf

ということなので、これ以上誤差を減らすことは難しいでしょう。

線路の設置場所を変えましたが、正弦波状の変化は残っています。

怪しそうな線路の下に紙を敷いたりしてみましたが改善することはできませんでした。

測定値のばらつきは減りました。

フォースゲージの応答時間を遅くするのが効いたようです。

その他、

・レールの切断部のバリ取り

・測定車の連結器に緩衝ばねが入っていたので、緩衝ばねの無いIMONカプラーに取り替え

・測定車のボルスタばねを強くした

といった対策も行いました。

測定は複数回行っていますが、測定する度に負荷が大きくなっていきました。

4回目の測定の前にレールを拭いたところ、負荷がかなり減りました。

レールの状態が牽引負荷にかなり影響するようです。

8Vで走らせた時の負荷の測定グラフです。

データのばらつきが多く、25gf以上の負荷も頻繁に出ているので、測定に検討の余地があります。

線形近似を見ると時計回りの方が若干負荷が小さいことが分かりますが、それほど大きな差は見られないので、横方向の負荷が測定器に与える影響は少ないものと考えられます。

移動平均を見ると、正弦波状に変化しています。

エンドレスをぐるぐる回して測定していますので、線路を設置した床が傾いているのか、エンドレスの位置により負荷が変わるようです。