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ATS列車自動停止システム ブリッジ部左側の工作と試運転

 信号機、センサ、および制御ユニットなどの制御機器をレイアウトに設置する作業を実施している。 高架部に続いて、今回はブリッジ部左側の工作について報告する。

 

■ ブリッジ部左側の制御機器

 やっと周回路を一周するゾーンにたどり着いた。 ここでは既に工作済みのブリッジ部右側と接続し、周回路を完成させることが出来る。

 ここブリッジ部左側では、外周路と内周路の右回り路線の制御を実施し、ブリッジ部のギャップを挟んで右側部と接続させる。 このため、2セットの制御ユニットを設置し、さらに、左方の高架部と駅構内からの通信を合流させ、さらに、内回りと外回りの通線線を交差させる。 線路そのものは、ヤード出口での高架橋部分で交差しているが、通信線はここで、内回り線と外回り線を変更させることにした。

 その、回路構成を下に示す。 制御用電源である 5volt 電源は、冬のゾーンから供給しているが、各ゾーンをつなぐ通信線を伝って供給しているものの、各回路の電源降下を心配して、電源から直接引いた電源線からも供給するようにしている。 即ち周回路をつなぐ通信線の2ヶ所から供給するのである。 勿論電源はひとつで、DC 5volt 用のACアダプタを使用している。 電流は 2A の物を使用しているので充分と考えている。

 制御機器の設置場所は線路下しかないので、通過センサと一体化したユニバーサルボードを使用することにした。 25×15 穴のユニバーサル基板に通過センサとその調整部、および制御ユニットを取り付けるピンホルダーを一体化した。 下の写真。

 ここで、センサ調整用のLEDは今までの緑色から電球色に変更した。 これは制御ユニットを覆い隠すものとして、簡単な建物を想定し、その照明を兼ねて電球色にしてみたのである。 線路脇の工事小屋のイメージである。

 

 外周路用の線路に制御機器を取り付けた状態を下に示す。

 組み上がった状態で電源をつなぎ、機能チェックを実施した。

 

 次に内周路用の工作を実施した。 こちらは、線路下の工作物が邪魔している事、さらに登坂になる事より、通過センサとギャップの位置が近くなっても許されると判断して、ひとつの線路上に通過センサを設置することにした。 その完成品を下に示す。

 制御ボードや信号機の取り付けは、メンテナンスを考えて M2 の小ねじを使用している。

 

■ 配線工作

 次にゴチャゴチャした配線工作を説明しよう。 まず最初に、配線の要となるボードを作り、ここで配線を集中させることにした。 まず、通信線と給電線をまとめて接続するため、レールに設置した制御ボードからの配線をピンホルダーで接続させる。 

 次に、このボードの設置場所を確保し、その近くにレイアウトベースの下に通じる穴を開けた。 下左の写真。 さらに、開閉ブリッジが収まる部分には、通信線をつなぐ接触部を設置した。 下右の写真。 角材の周りは、厚みが 0.1mm で裏側が接着剤付きの銅版で巻いて接点としている。

 この接点の相手側は、開閉ブリッジの先端部の裏側に下に示すような接触子を工作した。 こちらは板厚が 0.1mm のリン青銅板である。 この板のバネ作用はブリッジの接触部分が閉じる方向に働くように考慮している。 これによって、ギャップ部の隙間はきっちりと固定され、その上で通信線の接触も確保できるように配慮した。

 今までの様に通信線の接続は、コネクタを使用すればもっと簡単に実現できるのであるが、ブリッジの開閉の度に、コネクタをいちいち脱着させるのは不便であるので、この様な工作を実施した。 ブリッジを降ろせば自動的に接続が完了するのである。

 この配線ボードに通信線と給電線を配線した。 上の写真。 線路との接続状態を下の写真に示す。 配線類は高架線路の下側に隠す作戦である。

 配線は、レイアウトベースの下に通じる穴を使って、ベースの左側に通すものと、右側の接点に接続させる配線に分離させている。

 接点部の接続状態を下左に、また、ブリッジ可動側の方の配線を下右の写真に示す。

 レイアウトベースの下を通て来た配線は、山岳ゾーンのベースの下側に導き、ここでコネクタでの接続を行う。 なにしろ、高架部のからの配線、ブリッジ部からの配線、駅場内からの配線がここに集中するのでゴチャゴチャになるのですが、ラベルを使って間違いない様に接続するように配慮した。 さらにここは、登山電車の自動運転システムも利用しているので、前面はカバーなどで覆てしまう必要がありそうだ。

 設置が完成状態を下に示す。 制御ユニットが目立ち過ぎますね。

 ブリッジを潜り抜けて入り口側から見た状態を示す。

 階段から見るとユニットの裏側が丸見えです。 何らかの誤魔化し工作が必要ですね。

 最後に点灯試験を実施して機能確認を行った。 これで周回路の通信線は繋がったが、駅構内の部分はまだ未工事なので、駅のゾーンはATS未設置のままでスルーさせて、ATSシステムの周回走行テストが実施した。

 

■ 試運転の実施

 駅構内のATS制御装置は未設置の状態であるが、給電線の工作は必要である。 このATSシステムは閉塞区間の先端部分で給電している。 このため、駅構内において、出発側閉塞区間は制御されているものの入場側が未制御の状態である。 そこで、右回りは閉塞区間(1)と(8)の間に、左回りは閉塞区間(1)と(2)の間にギャップを設けて、未制御の区間を駅構内の(1)と入場側区間のみとした。 駅構内への給電線は仮接続を実施した。

 ハンダ付け不良や配線ミスによる作動不良が何か所かあったが、やっと正常に機能するようになった。 幾つかの列車を走行させ、各閉塞区間の制御状態や、信号機の表示も問題無く作動していることが確認できた。 同一路線に3本の列車を走らせたが、追突事項も無く走行していた。

 しかし、試運転によっていくつかの課題も明らかになった。

  1. 線路の汚れについて。  何本かの列車を同時に走らせているので、線路の汚れによる車速低下は、スムースな運行を邪魔し、低速走行を楽しもうとするときは、停車してしまう場合も発生した。 走行前にレールのクリーニングは必要だが、毎回毎回は面倒である。 そこで、クリーニングカーも一緒に走らせることも必要かもしれない。
  2. レールと同じ様に、動力車の車輪の汚れもメンテするする必要がある。 1編成のみで走らせる場合には、少しずつ電圧を上げて行く手もあるが、同時に何本かの編成を走らせる場合には、個別の汚れ程度の差によって速度差が出てしまう。 これには給電性の良い車両か、あるいは通電カプラーなどの多くの車輪からの給電が効果があるのでであるが・・・・・・・。
  3. 後ろからのあおり運転を避けるためには、速度差の小さい動力車を選択するのばベターである。 これは以前からの課題であるが・・・・・・・。
  4. 動力車はフライホイール付き動力を搭載している車両を運転させるのが望ましい。 これは、ATSによって停止させる場合、給電をいきなりカットする制御であるので、モータも急停止してしまう。 テスト走行では “キュー!” という音を出して急停止している車両をあった。、フライホイール付き動力車は滑らかに停止している。
  5. 脱線した場合は、運転再開時にはATS をリセットさせておこう。 途中でシーケンス制御が停滞している場合があるので、システム制御をリセットさせておく必要があるのだ。 このために制御用 5volt 電源の ON/OFF スイッチを設けていたことは正解であった。

 

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 2019/8/31 作成