先台車のばねを弱いものに変更して測定しなおしました。
以前に測定したのとほぼ同じ牽引力となりました。
今回は、静止摩擦から動摩擦へ変わっていると思われるデータが取得できました。このデータが正しければ、静止摩擦力は動摩擦力の1.3倍程度でしょうか。
これまで、先台車の押えばねの強さについてあまり意識したことがなかったのですが、牽引力にこれほど影響があるということが今回の発見でした。
他の測定で静止摩擦と動摩擦の違いが出なかった理由は不明ですが、考えられる理由の一つとしてデジタルで測定しているからというのがあると思います。
デジタルでの測定の場合、ある時間間隔でその時点の値を取得しますが、その時間間隔の間に特異点があった場合、検知できません。
その点、アナログであれば、連続してデータを取得できますから、特異点も検知可能かもしれません。
ただ、アナログであっても測定器の応答速度によっては特異点の変化に追随できないかもしれません。
ここで、質問というか疑問と言いますか（汗；）
先台車の圧着バネの強さで牽引力が変わるのは、動輪上重量が減ってしまうので、分かりやすいですが、動摩擦と静止摩擦で変化が無かったように見えたのは、なぜなのでしょうか？
動き出す瞬間に、重心移動して、先台車への荷重が変化して、偶然「変化しない」ように見えた、と云う感じなのでしょうか？？？
なぜでしょうか?
もし、仮説でも結構ですので分かりましたら教えてください。
難しいですね。
例えば･･･
１）バネが弱いと、最初は前が沈んでいる。
２）牽引力が上がると、前が浮いて、後が下がる。
３）ちょうどピークを迎える頃。
従台車の荷重が増える
クリアランス無くなる、もしくは
抑えバネの撓みで、増える。
４）動き出すと、姿勢が元に戻る。
仮定・憶測だらけですが（汗；）
前のコメントに続いて失礼します。前のコメントでも書きましたが、小さなスケールの精度高めの鉄道模型の台車に果たしてバネが必要なのか？ちょっと疑問なのです。
特に、森井さまの実験の先台車が2軸の先台車なら弱いとはいえ あくまでも車の様な独立懸架では有りませんよね？つまりは2軸が一緒に傾いて、動輪の接地を邪魔してしまう結果になりませんか？
先台車の2軸の軸距離が長ければ 長いほど動輪の接地を邪魔すると思います。これはその鉄道模型車輌の重量バランスが悪ければ、更に顕著ではないでしょうか。
勿論、模型車輌でも理想の重量バランスは車輌の中央に重量バランスが集中するのが一番良いのでしょうが？あくまでも実物を模した鉄道模型車輌ですから、それは難しいのでしょうが。もし実物並みの再現と云うなら、バネはかなり弱く 或いは無しが正解だと思うのですが。
長文になりました。失礼します。
考え方は人それぞれだと思いますが、私は1/87程度の大きさの模型になら、ばねは必要と思っています。
動輪のイコライザにも軽いばねを入れてあります。
私は自動車にあまり興味が無いので独立懸架の詳細は分かりませんが、自動車の構造とは全然違うと思います。
動輪はイコライザで3点支持となっていて、先台車の動きとは無関係です。
先台車自体は動輪とは関係なく1mm程度上下が許容されています。
先台車の上下でばねによる動輪上荷重の変動はありますが、線路がそんなに凸凹していることはほとんど無いと思います。
先台車のばねを省略するとポイント通過等で先台車が脱線します。
実物並の再現ではなく、模型的的に機能することを目指しています。
動輪がイコライザーで、3点支持になっているなら。尚更、先台車にバネは必要ないのでは？
森井さまがおっしゃってる通りなら、Nの蒸機は全て脱線する事になりませんか？
ちょっと追記しますが。
私は、1/87で先台車の上下動が1mmと云うのに問題があるとも思います。
Ｎゲージが脱線しないのは、詳しい理由は存じ上げません。友人の車輌で遊んでいる経験から見て、先輪は脱線防止のため、フランジが高くなっている製品なども有ります。重心位置や、軸箱非可動なので、姿勢の安定性は良いのかもしれません。これらの要因から、脱線しにくいのでは無いかと思います。 なお、非可動で線路への通電性は悪いのですが、ほぼ前輪集電なので、大きな問題にはならないでしょう。
私の例はJMですが、C11、B6程度でしたら、１軸先・従台車は、圧着無しでも大丈夫です。ただこれも、台車に僅かですが補重したり、ロスト製の重い台車の場合です。真鍮板の１枚モノでは、難しかったように思います。8100程度になると、復元＋圧着をする方が安全と感じています。機関車が大きくなると、姿勢が不安定になるので、先・従台車である程度復元を掛けないと、台車の変位が増えてアタック角が増えるためも有って、競り上がり脱線を起こしやすい様子でした。
C53の様な大型機では、何らかの方法で荷重を掛けないと難しいように思います。
私の持っている1/150 9mmゲージのKATOのC622東海型やモアのC53の場合、先台車の上にばねが付いています。(私のC53と似たような押え方です)
1970年代に発売されたKATOの1/140位 9mmのC62の先台車にはばねは付いていなかったと思いますが、確かダイキャスト製で、重くしてあったと記憶しています。
それから、先台車の上下動が1mmだとどういった問題がありますでしょうか。
実際にレイアウトで走らせて先台車の脱線は発生していません。
従台車は現状では自重だけなのですが、こちらは路面状態の悪いところで脱線しますので対策が必要と考えています。
1/87で、先台車の上下動が1mm。
その為にバネが必要なのでは？
N蒸機でもバネ無しが有る。でも脱線頻繁ではない。
先台車でも、先台車が1軸の蒸機は脱線しにくい。
これらから、2軸の先台車にはバネが必要なのか？
と、私は思うのです。
まあ 大型の蒸機には、先台車にバネが必要かもとも思いますが？
つまりは、小スケールの鉄道模型蒸機車輌には先台車のバネは 果たして必要なのか？
とも思うってことですが。
そしてそれはつまり、大スケールの鉄道模型と小スケールの模型の決定的に違うのは。
精度の誤差が大スケールより、小さいとも思っています。
先台車の上下動が1mmあるのが大きいのか小さいのか分かりませんが、ばねが無いと脱線しやすいのは現実です。
大スケールより小スケールの精度の誤差が小さいとのことですが、相対的に見れば大スケールの精度の方が高いと思います。
1/87の模型の精度を実寸大にするとすごく誤差が大きいと思います。
量産工業製品のKATOの車輛ですとそれなりの精度はありますが、手作業で組み立てる真鍮製車輛の精度はそれほど高くありません。
森井さまの主張は分かりましたが。
1/87や1/80の蒸機で、先台車にバネ無しは有りませんよね？つまり、検証はされてませんよね？
しかし、1/87や1/80でもナローなら。先台車にはバネは無い物ばかりです。
脱線問題は有りません。
もしかしたら、フランジの高さかも知れません。
でもバネが無いのも、事実です。
勿論、先台車の上下動が1mmなんて有りません。上下動自体しませんから。
それと、手作業の組み立てでも下廻りの精度は高められます。量産品の精度が本当に高いですかね？
ましてや、プラスチックの量産品の下廻りの精度が高いとも思いませんが？
それと、森井さまがおっしゃってる先台車がダイキャストで重いというのも やはりそこに重量が必要だという証明ではないのですか？
更にいうならば、もし大スケールなら先台車の上下動が1mmというのが問題になりますかね？
他の機関車は確認していませんが、先に書いたとおり、このC53の場合は、ばね無しでは脱線しやすいのは事実です。
このC53は、動輪で3点支持にしてありますので、先台車の上下動を無くしてしまうと、動輪が浮き上がったり、逆に先輪が浮き上がります。
なので、先台車には、ある程度の上下動が必要なのです。
先台車の構造上、重量を増やすことはできませんので、その代りにばねで押えているとお考えくださっても結構です。
すみません、1/87や1/80のナローで2軸先台車が付いているものは、どういったものがありますでしょうか。
HOn2-1/2(1/87 9mm)の日本型では先台車付の蒸気機関車を見かけませんし、HOn3(1/87 10.5mm)のアメリカ型では1軸先台車付は見かけるものの2軸先台車付を存じません。
参考までのご教示いただければ幸いです。
すいません、私のいう2軸ナロー蒸機車輌は1/76でした。
バックウッズのイギリス形ナロー蒸機沢山作りましたから。蒸気機関車の名称は忘れましたが。2軸先台車は、勿論バネは無しでした。でも、脱線頻繁に起きませんでしたが？
森井さまのC53の場合。12mmである事とボイラーの大きい蒸機という観点で、バランス取るのが難しいのではないでしょうか？
同じ蒸機の模型でも、ボイラーが小さければ重量バランスも違うのではないでしょうか？
それと、森井さまとのこのコメントのやり取りで気が付いたのですが。
NのC53や、16番のC53なら先台車にバネは必要では無いのではないでしょうか？
あくまでもこれは、想像の域は脱してはいませんが。
長文、失礼しました。
バックウッズのイギリス形ナロー蒸機というのは、OO9(1/76 9mm)でしょうか。
00n3なら1/76 12mmなので、1/87 12mmとあまり変わりませんね。
Backwoods Miniaturesのサイトには、Darjeeling Himalayan Railway 4-6-2があってこれが現状では唯一2軸先台車付のようです。
イギリスのキットなので、日本と作り方が大きく違うような気がします。
(イギリス製キットは見た記憶はありますが組んだことはありません)
http://www.009.cd2.com/members/how_to/darj_pacific.htm
にthe Backwoods kitの作例が載っていますが、確かに2軸先台車上にはばねは無いようです。
この作例ですと、動輪はイコライザなど無く、全軸軸受固定のようです。
だとすると、その流れで先台車にばねが無くても良いのだと思います。
動輪の軸箱可動とか機関車の模型化設計によって構造が変わりますので、一概に先台車にばねが必要/不要とは言えないと思います。
私は全ての小さなスケールの蒸機の先台車に、バネが必要無いとは云っていません。
ただ、必要無い物も有るのでは？という事です。
それと、イギリスの蒸機のキットも動力部分の造りは日本のキットと何ら変わりませんが？
モーター等、日本製だったりしますから。
それと、イコライザー有りでも。
先台車が2軸でも、4-4-0の蒸機なら果たしてバネは必要でしょうか？
どうも？森井さまのおっしゃっている事は。
C53限定のような気もするのですが。
イギリスのキットを充分に知らないので失礼しました。
昔の鉄道模型社のキットを彷彿とさせるイメージを持っていました。
先台車が2軸の4-4-0の蒸機で、動輪にイコライザありの場合は、動輪だけで3点支持ができないので、ロンビックにするか、先台車を含めた3点支持になると思います。
ロンビックの場合は、先台車にばねが必要な場合があり、3点支持の場合はばねは不要と思います。
今回の先台車の件はC53限定ではなく、日本型では大きめの4-6-2もしくは4-6-4蒸気機関車に当てはまると思います。
こちらこそ、文面に気配りが至らなかったようで失礼しました。
しかし、バックウッズのキットが作りづらいのは事実かも知れません。
森井さまの作例のキットの下廻りは、分解大変ですから。それと上廻りは合いも悪いかも知れません。でも完成してしまえばメンテナンスも日本の物と、別段変わりありませんね。