趣味の鉄道模型

この前の試験で、R732曲線での負荷は直線の約3倍という結果が出ました。

はたしてこれで正しいのか、ちょっと疑問が残ります。

というのは、連結部が直線ではなく、斜めになっているので、フォースゲージに対して横向きの力もかかっているはずだからです。

連結器の角度からある程度の推定はできるはずですが、信憑性のある結論が出るか疑問です。

フォースゲージの連結器を付けている部分を右に押したときと、左に押したときで検出される力がプラスマイナス逆になることを利用し、右回りと左回りに走らせてその時の結果に差があれば、その差(の半分)が負荷とは関係のない横向きの力と推定されます。

ということで、機会があればその試験をやってみたいと思っています。

Vallorbeの糸鋸刃が市場から消えて久しいのですが、アメリカで新しいVallorbeの糸鋸刃を販売しているところがありましたので購入してみました。

コメントでヒストグラムのリクエストがありましたので、作ってみました。

あまり細かく分けると煩雑になるので、0.5gf単位で分類してあります。

今回の試験ですが、所定の印加電圧で急発進、急停止させて測定しています。

そのため、発進直後は急加速するためかなり大きな負荷抵抗になっています。

停止時は、客車側から押されるため、逆向きの値となります。

測定データとしては発進、停止直後のデータをカットし、安定したと思われる箇所を使用しています。

客車の牽引試験のついでに、試験に使用したC53蒸気機関車の牽引力を測定してみました。

この機関車は耐久試験で動輪の踏面が削れてしまっているので、新品の動輪とは違う結果になっている可能性があります。

4Vの時は動輪が回っていませんが、6V以上では動輪はスリップしています。

客車を牽引するのに必要な力を測定しました。

結果は以下の表のようになりました。

※既存輪軸は円錐踏面、新輪軸は円弧踏面です。

上記の結果から、今回測定した輪軸では、円弧踏面の方が曲線通過での負荷が少ないと言えると思います。

いずれにしても、曲線通過時は直線に比べてかなり負荷が大きくなるようです。

直線については円錐踏面の輪軸の方が負荷が少なかったのですが、この要因として2点考えられると思います。

1. 既存輪軸の方がピボットの性能が良い
2. 円弧踏面では踏面のレールに当たる角度が急なため、レールを外に押し広げる力が働き、負荷が大きくなる。

今回の試験では上記の原因は究明できませんが、円錐踏面より円弧踏面の方が曲線では有利と言えるのではないかと思います。

参考のため実際のデータの一例を示します。

このデータは既存輪軸を使用し、印加電圧4Vで走らせた時の測定データです。

フォースゲージからは1秒に10回データが送られてきます。

連結器のガタ、線路の状態、車輛の揺れ、牽引機関車の走行速度の不安定さ等の不確定要素が大きいため、その時々の値にはばらつきが出ます。

これらのばらつきをできるだけ解消するため、3回測定し平均した値で評価しています。

客車を牽引するのに必要な力を測定しています。

条件としては、

このような感じでデータを取得し、後でデータをまとめます。

使用しているフォースゲージは1997年頃購入したもので少々古く、校正は行っていませんが、100gの錘をつるすと98gf、50gの錘では59gfを示すため、2%程度の誤差に収まっていると思われます。

なお、錘の重量は、A&D社製HT-500(最大500gを0.1g単位で測定できる秤)にて測定しています。

曲線はエンドレスにしたいところですが、測定場所の都合で円の5/8で測定しています。

直線も場所の都合で、IMONの直線線路10本(2.88m)で計測しています。

15年前に作製した速度計を使用して、模型のC53蒸気機関車の速度が印加電圧度でどう変わるか調べてみました。

12Vから2Vずつ電圧を低くして走行速度を測定しました。

残念ながら2Vでは動かなかったので、最小電圧は3Vで測定しています。

左図の通り速度はほぼ印加電圧に比例しているようです。

12Vで93km/h程度なので、ほぼスケール通りと思いますが、模型としてはもう少しスピードが出ても良いのかもしれません。

IMON12mmシステムとラックレールに使用されているレールが#70から#80に変わったということで文句を書きましたが、ちょっと調べてみました。

とりあえず、#70と#80のレールを接続してみましたが、特に脱線することは無さそうでした。

この程度の差でわざわざ違うものを作る理由がよく分かりません。

前の試験で、踏面が円弧踏面のものと円錐踏面のものを比較し、円弧踏面の輪軸を使用した客車の方が若干負荷が少なさそうでした。

※これまで「曲面踏面」と書いていましたが、実物では「円弧踏面」と表記されるため、合わせることにします。

円弧踏面の方が行路差によるレールでの滑りが少なく負荷が減ることが考えられるのですが、実際の回転負荷に対してどれくらいの影響があるのかはよく分かりません。(ほとんど影響が無いのかもしれません)

行路差で影響があるのなら、アタック角に差が出るのかもしれないということで確認してみました。

※アタック角については、むすこたかなし氏のblog(しょうなんでんしゃ　のブログ)に詳しく書かれていますので説明は割愛します。

下記の通り、円弧踏面でも円錐踏面でもアタック角はほとんど変わりませんでした。

台車だけの実験なので、車体を乗せて重くなると多少変わるのかもしれませんが、ほとんど期待できないような気がします。

同じ旋盤、同じ仕様の輪軸の踏面を削った際の踏面の状態を比較します。

通常のバイトで切削した物よりも総型バイトで切削した物の方が挽き目が多く残っています。