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閑話数題(1)鉄道模型モーターのパワーについて

いま組んでいるトーマさんのCタンク、キットに入っているモーター使うと少し起動電圧が高い(5-6Vぐらい)ようです。また素組でウェイト追加なしなら問題なさそうですが、ボイラーやサイドタンク、キャブ内に目一杯ウェイト追加すると少しモーターが力不足になりそうなのでモーターの換装を検討中です。

鉄道模型のモーターは、パワーが過大だという話は昔からあります。
私の模型仲間でも、大きなモーターをつけるのは無駄で、モーターを小さくしてその分ウェイトで補重した方がよいというご意見の方は数名おられます。ただし そういう方の模型を拝見すると動輪の軸受にベアリング入れたり、ギアボックスを工夫されてかなり伝動効率がよくなっている=モーター外して車輪を手でまわしても抵抗なく回るように思います。
やはり普通の伝動機構の模型では、それなりに伝動部分には抵抗があって効率も高くないので、やはり少し力持て余し気味の大きなモーターで回した方が調整が楽だと思います。またボールベアリング入れない普通の軸受でも、注油して整備してやるとかなり軽く走るのですが、しばらく放置しておくと油とチリ?が固まってしまって動きが渋かったり、ひどいときは動かなくなってしまうこともあるのはみなさんご経験があると思います。そういうときでも力を持て余しているモーターだと少し注油して強引に回して走らせているうちに調子が出てきますが、小さいモーターを搭載した機関車だと分解掃除して注油整備しないと動かないこともあります。
そんな場面を考えるとやはりモーターは大きくて強い方がよいと私は思ってしまいます。これは機械の専門家観点からみると邪道な考え方なのでしょうかねぇ?全て密閉式のギアボックスにしてグリス充填でもできればいいでしょうが、なかなかそうはいかないです。
といってもモーターが力強すぎるのも問題で、8760に搭載したイモンのコアレスモーターは、バルブギアーが引っかかったとき、力が強すぎてラジアスロッドひん曲げてしまいました。それでも走っていたのは凄いです。

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Comments

いつも興味深く拝見させていただいております。貨車のイコライザーの話や今回のモーターの強さについても、考えさせられる事ばかりです。非常に参考になります。先日、珊瑚模型店にお越しになられたとの事。その際、店舗にいた一人が私で、一言二言お話しさせていただきました。その時は、いつもサイトを拝見している方とはわからず、失礼いたしました。今後も楽しみにしております。

Posted by: 松本成実 | April 05, 2016 at 08:45 PM

ご存じとは思いますが、私はモータを小さくしてウェイトを入れる派です。(小さいけど、そこそこ強いのを選びますが)
私の場合、牽引力が出れば良いので、牽引力に直接寄与しない動輪の軸受けにボールベアリングを入れることはやっていません。(小さなベアリングが手に入ったのでそのうち入れるかも?)
φ20の動輪で、ギア比30:1、重量300gの機関車なら、計算上は2gfcm以上のトルクがあれば回ります。
効率が10%(90%がロス)としても、20gfcmで回ってしまいます。(IMONのコアレスは100gfcm程あります)
強力なモータで力づくで回すようにすると、ある程度精度を落とすことができ、扱いやすいとは思いますが、そのうち機械的な無理が出てきやすいと考えています。

Posted by: 森井 義博 | April 05, 2016 at 10:15 PM

松本さま
東京から遠く離れた田舎に住んでおりますので、珊瑚の店に行けるのは一年にせいぜい2,3回です。また店頭でお会いできたときには声をかけてください。

森井さま
確かに力づくで回すと機械的な無理が出てくる。
おっしゃる通りでしょうね。
といっても模型の場合いつもベストコンディションに整備しておくのは困難なので、ある程度は扱いやすさのための妥協も必要だと思います。

Posted by: ゆうえん・こうじ | April 06, 2016 at 12:36 AM

無論、私も長期保管のメンテナンスフリーを目指しているのですが、なかなか計算通りにはならないものです。

Posted by: 森井 義博 | April 06, 2016 at 01:48 AM

何年か動かさずに箱に入れておいたロコを線路の上に載せて通電してみると、自作品よりキット組み立て品や完成品の方がすっと動く率が高いのはやはり「扱いやすさ」のためかもしれないと最近は思っています。
概して既製品はモーターは大きいし、サイドロッド孔はクランクピンピンとのガタがあるし、余裕のある設計なのか?精度が低いのか?
精度の高い機械はやはりメンテして最高の性能が得られるのでしょうね。

Posted by: ゆうえん・こうじ | April 06, 2016 at 09:33 AM

森井さん
なんだか少数派と見られているようですが、不思議な感じです。
機械屋は普通効率を考えると思うので、伝達効率と必要な仕事量に対する適正な動力を選択します。

以前、C53の神様と呼ばれる甲子園のさるお方から、このモーターで大丈夫でしょうかと確認を求められた事があります。
提示されたのは確かに機関車に入る大きさですが、入る最大限に近い大きさをチョイスしておられました。
モーターは大きくなるほど効率が上がるので、その、我々から見れば巨大なモーターは、5インチの電動ライブでも使えるほどのトルクがあったように思います。
もちろんクランクピンが緩むなど考えられない模型なので「それで十分に大丈夫」と言いましたが、要求される適正なモーターはその1/3でも良いものだったと思います。

森井さんの前で書くのはちょっと気が引けますが・・・
直巻タイプに限らず、モーターには設計(定格)回転数というのがあり、基本はその回転数で最大トルクを出せるので、鉄道模型のように低い電圧でゆっくり回転させるという使い方は一般の世界ではありえない使い方ですが、その使い方が優先事項になっているところに鉄道模型のモーターの難しさがあります。
ゆうえんさんたちの考え方は、モーターに余裕があれば低速のトルクに余裕があるとか、長時間運転しても発熱が少ないとかではないかと思うんですが、それらはモーターの大きさとはほとんど関係ないものなんですよ。
低速トルクが欲しければそのような仕様にすれば良いし、高速にすることも巻線次第で変えられます。一般にコアレスなら低速から大きなトルクを持っている物が多いので、そういう選択肢もありますし、トルクが巨大なギヤードモーターを使う選択肢もあります。
またモーターの電機子の直径と長さもトルクや回転数に大きく関わります、一般に直径が大きければトルクが大きい傾向にあるかと思いますが、直径が同じの場合は回転数はさほど変わらなくて、全体の磁力が大きいのでモーターとしての強さは大きくなります。
もちろん巻線の長さが変わるので、同じメーカーの同じシリーズで同じ直径のモーターでも、回転数等は一定とは限りませんが・・・
現在鉄道模型で使われるモーターは、模型店で販売されている物も含めて、鉄道模型用に設定して設計されたものはほとんどなく、何か別のもののために設計されたモーターを鉄道模型用に流用しているにすぎません、ですから、模型店で販売されている物だけでなく、広い視野で探すのも面白いと思いますよ。

ミネベアの例のモーターが良いという印象は、単に低速回転、高トルクに設定しているだけで、低速が利くという評価になったんではないかと思うんですがねぇー

Posted by: クラーケン | April 06, 2016 at 11:05 AM

本当は自分の目的にあった特性のモーターが注文購入出来ればいいのでしょうが、普通の有鉄心モーターだと受注最低ロットが千個以上らしいので個人では特注は到底手が出ないですね。模型メーカーでもそういうことが余裕でできるのはイモンさんぐらいでしょう。アルモデルさんやいさみやさんも清水の舞台から飛び降りる心境だったかもしれないですね。
というわけでクラーケンさんのいわれるのように、模型店だけではなく電気パーツ店・ジャンク屋・ネットオークションといったところで、いろいろ探してみるしかないと思います。一時ネット上で盛り上がったミネベアのSE15Hもたまたま模型に適したモーターの半端ものを秋月電子が売ったということですね。
マクソンのコアレスモーターだと標準在庫品以外でも、メーカーの企画リストにあるものなら受注生産してくれますが、納期もかかるし一個一万円以上になるのでちょっと手を出しにくいです。

話はかわりますが「電気街のジャンク店で¥100ぐらいで買ったモーターをネットオークションで\500以上で売ってボロ儲けしている輩がいる」というようなネット上の書き込みを見ることがありますが、田舎住まいで東京や大阪の電気街に出かけられないものにとってはネットで買えるのはありがたいことです。またネットオークション出品者によっても、ジャンクモーターを買ってきてテストもせずに出品して闇雲に利ざや稼ぎしている人もいるし、一応自分で使って、いい結果が出たので追加購入して出品されている良心的な方もおられるようなので、見極めが必要でだと思いました。

Posted by: ゆうえん・こうじ | April 06, 2016 at 01:10 PM

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