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鉄道模型実験室 No.248 小型のターンテーブル式実験装置 測定データのN増し（２）
小型のターンテーブル式実験装置を作りました。そして、低速域のスリップ領域においても牽引力が測定出来るようにと、ターンテーブルをPWM制御方式でも駆動できるように改造しました。でも、この改良工作に影響しないと考えていた牽引力測定データに疑問が生じてしまいました。その要因を追求するため、データのＮ増しを実施しています。
■ Ｂトレディーゼル機関車 DE10-1719号機
バンダイ製 Ｂトレイン DE10形 JR貨物新更新の DE10-1719号機を測定しました。 動力台車は、バンダイの動力ユニット５ ディーゼル機関車用 ４軸の全軸駆動を装着しています。
| 今回 |   |
実施日：2024年10月2日 測定装置：小型のターンテーブル式実験装置 車両重量： 20.2 グラム |
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| 先回 |   |
実施日：2023年10月21日 測定装置：小型のターンテーブル式実験装置 車両重量： 33.6 グラム
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先回の測定データと比較して牽引力が半分近くに落ち込んでいいるので、測定ミスかと思って慌てしまいました。でも、昔のレポートを見て安心しました。それは訳あって、測定後に追加重りを減少させていたのです。 「DE10-1719号機」 （2023/10/22）参照。 車両の重量が 20.2/33.6 = 0.60 即ち、４割も軽くなっていたので、それに比例して牽引力も減少していたのでした。測定データは正確でしたね。
でも、牽引力・電流特性は何だか変ですが、よく分かりません。
■ Ｂトレディーゼル機関車 DD51-1029号機
バンダイ製 Ｂトレイン DD51形ディーゼル機関車・標準色 DD51-1029号機を測定しました。 動力台車は、KATO製 小型車両用動力ユニット 通勤電車１ （ 11-105〉を装着しています。車輪は４軸中の２軸が駆動軸です。
| 速度 特性 |
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実施日：2024年10月2日 測定装置：小型のターンテーブル式実験装置 車両重量： 37.4 グラム
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| 牽引力 特性 |
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測定途中にて、様子がおかしいので台車の状態を観察しました。上の写真を参照。するとトラクションタイヤがガタガタで一部に損傷が見られました。このため、新品のゴムに交換してデータを取り直しました。交換部品は、TOMIX JG04 車輪ゴム（Φ5.6mm）です。対応する補充部品をストックしているとは、エライ ですね！
車両重量が37グラムもあるのに、牽引力は５グラムを切っています。上記のDD51-1029号機とは、４軸駆動と２軸駆動の違いが表れているもとの判断します。
■ Ｂトレ電気機関車 EF61-1号機
バンダイ製 Ｂトレイン パート14 EF61 ぶどう色 EF61-1号機を測定しました。 動力台車は、KATO製 小型車両用動力ユニット 通勤電車１ No.53 （ 11-105〉を装着しています。車輪は４軸中の２軸が駆動軸です。
この車両も車輪の状態を事前チェックし、台車周りのクリーニングと、切れかかっていたトラクションタイヤの交換を実施しました。こちらはKATO Z01A4012 トラクションタイヤ Φ4×1mm に交換しました。TOMIX製の数量があとわずかでしたのでサイズがほとんど同じだったこちらの部品にしました。本当はこちらが正規品ですよね。TOMIX 製とKATO製の寸法標記が異なっていますが、製品の寸法なのか装着対象の車輪外径の寸法の違いですかね。
| 速度 特性 |
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実施日：2024年10月3日 測定装置：小型のターンテーブル式実験装置 車両重量： 38.5 グラム チップLED式の前照灯が点灯 |
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| 牽引力 特性 |
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上記の、EF61-1号機とはおなじモデルの動力ユニットを使用しているのですが、牽引力特性のパターンがかなり異なっています。特に制動領域でのパターンの違いが理解出ていません。
■ Ｂトレ電気機関車 EF66-18号機
バンダイ製 Ｂトレイン ＥＦ66+コンテナ車 ６両セット EF66-18号機を測定しました。 動力台車は、KATO製 小型車両用動力ユニット 通勤電車１ No.52 （ 11-105〉を装着しています。車輪は４軸中の２軸が駆動軸です。また、測定前に切れかかっていたトラクションタイヤを、KATO Z01A4012 トラクションタイヤ Φ4×1mm に交換しました。
| 速度 特性 |
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実施日：2024年10月4日 測定装置：小型のターンテーブル式実験装置 車両重量： 41.2 グラム
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| 牽引力 特性 |
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同じモデルの動力台車を選んで測定していますが、またまた変なパターンに出くわしました。電流消費値が大きい事（およそ10mAアップ）、遷移点の値が大きい事（４から５グラム）などから、動力部の内部抵抗が大きいのではないかと疑っています。部品不良か組付け不良によりコジレや干渉などが生じているやも知れません。
■ Ｂトレ電気機関車 EF65-1136号機
バンダイ製 Ｂトレイン 20系ブルートレイン・EF65 (6両セット) EF65-1136号機を測定しました。 動力台車は、KATO製 小型車両用動力ユニット 通勤電車１ No.51 （ 11-105〉を装着しています。車輪は４軸中の２軸が駆動軸です。また、測定前に切れかかっていたトラクションタイヤを、KATO Z01A4012 トラクションタイヤ Φ4×1mm に交換しました。
| 速度 特性 |
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実施日：2024年10月4日 測定装置：小型のターンテーブル式実験装置 車両重量： 36.7グラム
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| 牽引力 特性 |
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EF61-1号機と殆ど同じパターンですね。遷移点が１グラム程度なので、減速部の摩擦抵抗が小さいようです。このためなのか、制動領域でのデータが垂直の部分は、やはり測定できませんでした。抵抗制御の場合でもこの程度のデータしか収集できませんでした。わずかな違いで上下の部分に固まってしまうのです。
■ 疑問点を考察する
今回の測定でも色々な疑問が出てきましたが、あれこれと考えてみました。
１） 台車に発生する牽引力や制動力を真っすぐに測定しているか？
先回の C56-144号機の場合の様に、駆動力や制動力を発揮している動力部に対して、測定は真っすぐに実施しているだろうか、の疑問に対し、ストック品の動力台車部を線路において、目視ながら確認しました。下の写真。
まずは、問題ないと判断できます。でも、引張状態の駆動領域では問題無いと思われますが、制動状態の圧縮状態ではカプラー部で座屈が発生し、何らkの横力が台車に働いているのではの疑問が新たに生じてきました。パターンが変なのはこの制動領域ですからね。
２） 制動領域でのスリップ力は、なぜ速度に比例して大きくなっていくのか？
今までは、制動領域でのスリップは、駆動領域でのスリップ状態と同じだと考えていました。このため、その制動力は一定になると考えていたのですが、今回のスリップパターンを眺めていて、この考えに疑問が出てきたのです。 なぜ速度に比例して大きくなっていくのか？
ふと頭に浮かんだは、車輪のスリップは動摩擦の状態で、その摩擦力は速度に比例しているのではないかと・・・・・・・・・。さらに駆動領域でのスリップも、速度に対して一定では無くて、勾配を持っているようにも見えるデータもあるのだ。
これらの疑問に対しては、以前実施したように動輪の回転数を測定して観察する必要があるのだ。動輪の回転数、即ちモータの回転数を測定することは今回の装置にはその準備が出来ているのだ。しかし、動力車に回転センサを取り付ければよいけなのであるが、Bトレに細工すのは難しそうな気がする・・・・・・・・・・。
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2024/10/5