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マン島のタンク機関車(7) 集電ブラシ

集電ブラシをつけて自走可能となりました。

集電ブラシは、φ0.4燐青銅線をはんだ付けした半円筒状の取付板をモーター本体に厚手両面テープで貼った手抜き仕様です。

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第二動輪のスプラッシャーカバーは、元の製品に比べて車輪が厚くショートの原因となるようなので、外側を切り落としました。

あと下回りではブレーキ関連(ブレーキロッドは6200形などとおなじ、外吊り式)やダミーのイコライザーやバネの台枠への装着が残っています。

またSさんのFBの記事によると動輪のみからの集電では、軸距が短か過ぎてIMONのポイントが通過できないらしいので、先台車の集電化工事も必要になりそうです。

後部カプラーは、やはり英国式のリンクフックカプラーにしようと思っています。

上回りもちょっとディテールアップしようと思っています。

 

 

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高効率ギアボックス(6) モーター特性を考える

I田さんのブログで、モーターの特性についてわかりやすく解説されていますが、もう少し単純化して自分の理解のために書いてみたいと思います。

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 モーターにかかる電圧が一定(定電圧制御)であれば、負荷(トルク)と回転数の関係は、無負荷回転速度Kmaxと停止時最大トルクTmaxを結んだ赤色の直線となります。というわけで黄色矢印の分だけ負荷が増えると回転数が緑矢印の分だけ下がって速度が落ちます

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 ところが無負荷回転数が高く、最大トルクの小さなモーターでは赤色の傾きが急になるので、上の図と同じだけ負荷が増えても回転数の低下が大きくなります。
 というわけで私が6200につかったコアレスモーターは 無負荷回転数が高く 最大トルクが小さいので同じだけ負荷が増えても、回転数の低下が大きいということになります。
 この高効率ギアはギア比が小さいので、それが顕在化することになります。
 この理屈でおかしな点があればご指摘お願いします。
 もちろんI田さんご指摘のように、慣性が大きくて走行抵抗の少ないトレーラーを牽かせれば、曲線や勾配といった負荷がかかっても速度変化は小さくなることが期待できます。実際に走行抵抗の少ない速度測定車のみ牽かせると速度変化は小さくなりますが、電車のように固定編成でなければすべての車両に走行低減化加工おこなうのは現実的には難しいと思います。やはり私の作例のように無負荷回転数が高く、最大トルクが小さいモーターでは電子回路で回転数制御するしかないと思います。DCCデコーダーを搭載してCV値を変化させて、加減速度の調整とPID制御のパラメーターをいじることで、線路負荷による速度変化の少ない走行ができるようにやってみたいと思います。

それでうまくいかなければ、機関車に小型モーター積むのは諦めて、テンダーモーターに戻してSE15搭載を考えます。 

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上京してきました

昨夜は東京で、友人のNK君とIK君と久しぶりに会ってきました。個別には会っていますが、3人揃うのは40年?ぶりです。
IK君は小学校以来の友人で、今月号のTMSに掲載された木造客車編成の作者です。
というわけで展望車を持ってきてくれたので見せてもらいました。モデルワークスのキットから改造されたとのことですが、ネタのホヤ16950はナハ22000系より幅が狭いので、2mm拡幅改造されたそうで車体工作にもかなり手間がかかっています。

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居酒屋でiphoneの手持ち撮影なので、写真の質がよくないです、申しわけありません。

作者のIK君の工作技量ももちろん凄いですが、最近のペーパーキットは凄いと思います。レーザーカットが出回る前とは隔世の感があります。金属製客車にこだわっている自分が時代に取り残されたような気がします。
また室内装置を作り込んであると室内灯が点灯するとよいですね!
NK君とは、今組込試用中の高効率ギアの話題とかで盛り上がりました。

今朝はちょっと美術館で絵をみてから、ブラブラしてIORI工房に行きました。ところで国立西洋美術館収蔵品の核になった「松方コレクション」の松方幸次郎って96とか作った川崎造船の初代社長だったんですね。今日初めて知りました。

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IORIさんと少し話をして、ホハ6810のキットを買って帰りました。

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IORI工房は奥に製造工場があって、店でもスタッフが製品の箱詰めしているし、まさに製造直売の昔の模型屋さんの匂いを感じました。

やはり一等地に店を構えている製造現場が別のビル内店舗より、こういう模型店が好きです。

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高効率ギアボックス(5) 6200をレイアウトで走らせる

本日H御大のお宅におじゃまさせていただいたので、高効率ギアボックスを組み込んだ6200を千曲鉄道走らせていただきました。

これまでは自宅の直線やユニトラックの平坦エンドレスでしか走らせていなかったので、本格的レイアウトでの走行は初めてです。

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千曲鉄道の平坦線を、ムサシノモデルのナハ22000系客車2両(重い!)と速度計測車を牽いて走らせました。さすがに客車3両では空転して牽けませんでした。なお電源はSL1の平滑直流で走らせました。

結果は、カーブや勾配(1%程度)でもスピードが変化します。電圧が同じでもカーブに入ったり上り勾配があると減速し、下り勾配では増速します。線路状態に応じて速度がしばしば変化します。実物的といえばそうなんでしょうが、スロットルを常時握っていないと速度変化が非常に激しく、こまめに速度調整が必要です。走りでいうといさみやなどから発売されている平ギア減速の釣り掛けギアを運転したときと似たような感覚でした。やはりこれはギア比が小さく、車両の慣性が実物に比べると格段にすくないことからおきている現象だと思います。国鉄の制式機など大きな重量のある機関車でSE15などのトルクの強いモーターを使ったときはあまり速度変化はないのかもしてません。

なおφ8mm16mm長小型のコアレスモーターを使っていますが、ギア効率がよいためかモーターのパワー不足は感じませんでした。もう少しボイラー内に余裕があるので補重して、テンダーのウェィトをロコ本体にもかけてみようと思います。重い真鍮製の客車を2両なんとか牽いたので、現状でもペーパー製客車なら4両は可能かと楽観視しています。

このギアシステムは運転してみると操作性が従来のギアを使った機関車とはちょっと違う印象を受けました。

このままDCで使うか、DCCデコーダーを搭載してフィードバック回転数制御をおこなうべきか今後検討していこうと思います。

なお平均すると実物換算速度60km/hぐらいで 走行電圧は5-6V 電流は0.3-0.4Aといったところですが、変動が大きいです。

※6/20追記

スピードが変化するのが困るのは、固定レイアウトでは列車がトンネルに入って、列車の走行状態が見えないときです。列車の状態が運転席から目視で確認できれば、スロットルで制御できますが、見えないとどういう状態で走っているのかよくわかりません。千曲鉄道はトンネル内に曲線と勾配があるので、余計にその印象が強かったのかもしれません。今回は手もとのスマホでスピードが確認できる速度計測車を連結して、そのスピードを見ながらスロットル操作しました。

※さらに訂正追記

この客車は室内灯がついていたので、その分差し引くと 電流は0.2A前後と推測されます。速度計測車は乾電池電源でレールからは給電していませんので消費電力は関係なしです。

 

 

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高効率ギアボックス(4) 6200に組み込む

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組み上がったギアボックスをトビーの6200に仮組み込みしました。今回は吊り掛け式にします。
まだモーターアームのギア取付は仮付けで両面テープで貼っていますが、調子よく回ります。

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キャブ内のモーターのはみ出しもこのくらいなら許容範囲内でしょうか?
バックプレートのディテールも焚口戸は支障しますがそれ以外は大丈夫なようです。

 

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ピーコック製の2-4-0 3フィートゲージ マン島にて 2009年

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高効率ギアボックス(3) 動輪を組み立てる

ギアの位置出し治具を使ってギアの位置をだしてロックタイトで固定します。dda40xさんのご指定のロックタイトは200番台ですが、今回は嵌め合い用の601を使って固定しました。

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ギアボックスは幅が9mmありそのままでは入らないので、両側面を0.4mmずつ削って幅を狭くしました。この加工で一悶着ありました

ウォームシャフトの端には、1.4mmナットから加工した六角ジョイントの受け手をロックタイト601で固定しました。

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動輪はコンさんが頒布された位相合わせ治具を使って組み立てました。

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