● 機関車の動力特性一覧
今まで測定してきた動力特性を整理し、一覧表にしてみました。
これらの特性は、数値では無く、グラフで示すのが一番正確で、かつ理解しやすいと思っています。 しかし、マイコレクションの「客車類リスト」や「貨車類リスト」に記載した編成列車を、この機関車で牽引可能かどうかを判断する事も可能ですが、見やすくすにはグラフ化などの工夫が必要です。 そこで、これらの測定結果を数値化し、グラフ化しておくことにしました。
なお、 牽引力については、粘着領域での牽引力を表わすのが一般的であり、かつ牽引可能かどうかの判断もこの値を使用するのですが、測定方法にやや問題があり正確には測定出来ておりません。 そこで牽引特性のグラフから推測することにしております。 また、「トレーラ車の特性を測定する」で記載した機関車の牽引力余力も40パーミルの標準勾配にて計算しております。
● 蒸気機関車編
所有する蒸気機関車の動力特性を一覧表にまとめました。
分類 | 形式 | 車両番号 | 補足 | メーカー | 品番 | 重量 | 粘着 牽引力 |
40‰での 牽引力余力 |
速度系数 | 最低電圧 Eo |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
グラム |
グラム |
グラム |
Km/h/Volt |
Volt |
||||||
小型蒸気機関車 | B6 | 2157 | KAWAI | KP-150 | 41 |
未測定 | 未測定 | 12 |
0.6 |
|
2120 | KAWAI | KP-152 | 42 |
未測定 | 未測定 | 14 |
1.4 |
|||
2286 | KAWAI | KP-151 | 42 |
未測定 | 未測定 | 12 |
1.1 |
|||
C11 | C11 155 | KATO | 2002 | 53 |
未測定 | 未測定 | 32 |
1.0 |
||
C11 227 | KATO | 2002 | 54 |
12 |
10 |
31 |
1.4 |
|||
C12 | C12 164 | MICRO | A4294 | 66 |
17 |
14 |
27 |
1.2 |
||
C56 | C56 160 | MICRO | A6308 | 62 |
12 |
10 |
30 |
1.3 |
||
C56 125 | MICRO | A6302 | 63 |
12 |
9 |
27 |
1.1 |
|||
中型蒸気機関車 | 96 | 29611 | KATO | 2014 | 64 |
18 |
15 |
20 |
1.0 |
|
69654 | デフ付 | KATO | 2015 | 65 |
18 |
15 |
19 |
1.3 |
||
39679 | MICRO | A0327 | 71 |
20 |
17 |
31 |
1.3 |
|||
29608 | TOMIX | 2050 | 58 |
未測定 | 未測定 | 未測定 | 未測定 | |||
86 | 18688 | デフなし・箱形テンダー | MICRO | A6102 | 69 |
17 |
14 |
30 |
1.6 |
|
C50 | C50 78 | KATO | 2001 | 73 |
20 |
17 |
32 |
1.2 |
||
C50 142 | 標準デフ付 | KATO | 2001-1 | 81 |
20 |
17 |
28 |
1.5 |
||
C50 110 | デフ付き | MICRO | A7401 | 69 |
16 |
13 |
30 |
1.9 |
||
C58 | C58 98 | MICRO | A7202 | 82 |
25 |
22 |
23 |
1.3 |
||
C58 127 | KATO | 2010 | 82 |
20 |
17 |
33 |
1.8 |
|||
大型蒸気機関車 | C51 | C51 247 | MICRO | A6608 | 83 |
20 |
17 |
22 |
1.6 |
|
C55 | C55 62 | KATO | 2011 | 90 |
24 |
20 |
34 |
1.0 |
||
C57 | C57 180 | KATO | 2013 | 91 |
15 |
11 |
30 |
1.3 |
||
C57 135 | TOMIX | 2003 | 77 |
18 |
15 |
17 |
0.5 |
|||
D51 | D51 125 | 標準形 | KATO | 2006-1 | 101 |
21 |
17 |
27 |
1.7 |
|
D51 36 | なめくじ | KATO | 2009 | 101 |
20 |
16 |
26 |
1.6 |
||
D51 498 | KATO | 2016-1 | 74 |
18 |
15 |
16 |
0.2 |
|||
D51 498 | 動力改良 | MICRO | A9536 | 91 |
未測定 | 未測定 | 未測定 | 未測定 | ||
C62 | C62 36 | 東海道形 | KATO | 2019-2 | 94 |
23 |
19 |
20 |
1.9 |
|
C62 2 | 北海道形 | KATO | 2017-2 | 88 |
19 |
15 |
26 |
1.6 |
||
C62 2 | 函館本線・小樽築港機関区 | MICRO | A9810 | 97 |
15 |
11 |
26 |
1.6 |
.
表の数値では見難いのでグラフ化してみました。 粘着牽引力と牽引力余力を棒グラフにしたのが、右のグラフです。 蒸気機関車での牽引力は、15〜20グラム程度と考えておけば良さそうです。 中には10グラム程度の力の弱い釜もありますが・・・・・・・・。
また、速度特性の特性値もグラフ化してみました。 下のグラフです。 このグラフの見方については、「速度特性について」を参照下さい。
速度係数(Km/h/Volt ) は、電圧の上げ具合と車速の上昇具合を示し、模型運転時に直感的に感ずる係数でもあります。 そして、主にモータ特性とギヤ比、および車輪直径から決まる係数のため、その模型の特徴として表現しやすいと思われます。 この値が小さいとコントローラのダイヤルを回してもいつまでものろのろと走っている車両となり、逆に大きいとすぐスピードが上がるかっ飛び型の車両を表わしています。
また、最低電圧とは、動き始める電圧を示しており、電圧が低いほどスムースに走り出す嬉しい車両です。 この値は、モータ特性と共に、メカ部分の摩擦が大きく影響するため、調整具合によってはかなりのバラツキが発生するものと考えています。 即ち、速度係数は設計要因で決まり、最低電圧は調整要因で決まると考える事が出来るでしょう。 上のグラフの赤丸で囲んだ河合のB6シリーズの3台は、その事を物語っています。 同じ仕様の3台について、速度係数は殆んど同じであるのに、最低電圧は大きく異なっています。
KATOのD51と、TOMIXのC57は、最低電圧が非常に小さい事も注目されますが、その理由はご存じの通りです。 この2台とB6を除けば、殆どの釜が似たような特性になっています。 即ち、速度係数が20〜30Km/h/Volt程度、最低電圧が1.0〜2.0Volt程度であり、この領域が適正領域と考えられます。
この領域の集まっているのは、Nゲージとしては操作しやすい領域なのでしょうか。 メーカーやユーザーなどの長年の経験によって落ち着いてきた適正値と考えられますが、技術の進歩によってさらに進化した理想領域が、D51やC57のように味付けされた領域なのだろう。 動力車としてのチューニングは、メーカーの設計意図と共に、開発努力や試行錯誤によって実施されていると思われます。
● 電気機関車・ディーゼル機関車編
蒸気機関車の場合と同様に、電気機関車とディーゼル機関車もまとめて見ました。
分類 | 形式 | 車両番号 | 補足 | メーカー | 品番 | 重量 | 粘着 牽引力 |
40‰での 牽引力余力 |
速度系数 | 最低電圧 Eo |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
グラム | グラム | グラム | Km/h/Volt | Volt | ||||||
直流電気機関車 | ED16 | ED16 3 | KATO | 3068 | 70 | 未測定 | 未測定 | 未測定 | 未測定 | |
ED17 | ED17 2 | 4段痛風器 | MICRO ACE | A2902 | 71 | 22 | 19 | 27 | 1.0 | |
ED18 | ED18 1 | MICRO ACE | A3801 | 71 | 25 | 22 | 29 | 1.2 | ||
ED61 | ED61 1 | ワールド工芸 | 76 | 21 | 18 | 22 | 1.2 | |||
ED62 | ED62 15 | ワールド工芸 | 80 | 21 | 18 | 28 | 2.6 | |||
EF15 | EF15 79 | 標準形 | KATO | 3062-1 | 71 | 18 | 15 | 24 | 1.4 | |
EF15 189 | TOMIX | 2116 | 95 | 未測定 | 未測定 | 31 | 0.9 | |||
EF58 | EF58 60 | お召予備機 | KATO | 3050 | 126 | 30 | 25 | 33 | 1.2 | |
EF64 | EF64 1032 | 1000番台 一般色 | KATO | 3023-1 | 101 | 20 | 16 | 35 | 1.6 | |
EF65 | EF65 505 | KATO | 302 | 135 | 20 | 15 | 34 | 1.1 | ||
EF65 70 | 一般色 | KATO | 3002-2 | 133 | 28 | 23 | 40 | 1.7 | ||
EF65 511 | JR貨物色 | KATO | 3017-3 | 99 | 17 | 13 | 38 | 1.7 | ||
EF65 1097 | KATO | 3019-1 | 109 | 26 | 22 | 31 | 1.4 | |||
EF65 1124 | 1000番台 | KATO | 3035-1 | 91 | 23 | 19 | 35 | 1.6 | ||
EF65 1103 | 1000 後期形 | KATO | 3061-1 | 90 | 21 | 17 | 25 | 1.2 | ||
EF66 | EF66 51 | KATO | 3047 | 90 | 19 | 15 | 28 | 1.7 | ||
EH10 | EH10 61 | KATO | 3005-1 | 103 | 25 | 21 | 29 | 2.0 | ||
EH10 9 | MICRO ACE | A0826 | 104 | 35 | 31 | 26 | 0.9 | |||
EH500 | EH500 2 | 1次形 | TOMIX | 2142 | 126 | 28 | 23 | 30 | 1.6 | |
交流電気機関車 | ED75 | ED75 96 | 耐寒形 | KATO | 309-2 | 未測定 | 未測定 | 未測定 | 未測定 | 未測定 |
ED75 710 | 700形 前期型 | TOMIX | 2175 | 75 | 24 | 21 | 29 | 0.9 | ||
ED75 1001 | 一般形 | KATO | 3028 | 80 | 22 | 19 | 35 | 1.2 | ||
ED79 | ED79 11 | KATO | 3031 | 78 | 22 | 19 | 32 | 0.7 | ||
ED79 10 | TOMIX | 2123 | 79 | 31 | 28 | 35 | 1.5 | |||
EF70 | EF70 27 | KATO | 301 | 130 | 未測定 | 未測定 | 未測定 | 未測定 | ||
交直流電気機関車 | EF81 | EF81 119 | KATO | 3010-1 | 117 | 26 | 21 | 38 | 1.5 | |
EF81 81 | KATO | 3021-1 | 101 | 24 | 20 | 35 | 2.3 | |||
EF510 | EF510 1 | 量産先行車の1号機 | KATO | 3051-1 | 96 | 22 | 18 | 27 | 0.8 | |
EF510 510 | 500番台 カシオペア色 | KATO | 3065-2 | 103 | 33 | 29 | 25 | 1.2 | ||
S系電気機関車 (ショーティー化改造) |
EF58 | EF58 45 | 改造 | 55 | 9 | 7 | 34 | 0.6 | ||
EF58 116 | 改造 | 76 | 9 | 6 | 34 | 1.7 | ||||
EF63 | EF63 3 | 改造 | 80 | 20 | 17 | 32 | 1.1 | |||
EF65 | EF65 105 | 改造 | 80 | 13 | 10 | 25 | 2.7 | |||
EF65 528 | 改造 | 77 | 27 | 24 | 44 | 1.6 | ||||
EF210 | EF210 10 | 改造 | 63 | 20 | 17 | 30 | 1.4 | |||
EF510 | EF510 509 | 500番台 カシオペア色 | 改造 | 63 | 21 | 18 | 25 | 0.8 | ||
EH10 | EH10 17 | 改造 | 76 | 26 | 23 | 22 | 0.6 | |||
EH500 | EH500 3 | 改造 | 64 | 23 | 20 | 28 | 1.8 | |||
ディーゼル機関車 | DE10 | DE10 1574 | 暖地形 | KATO | 7011 | 60 | 16 | 14 | 20 | 1.6 |
DE10 1728 | TOMIX | 2208 | 53 | 15 | 13 | 29 | 1.9 | |||
DF50 | DF50 44 | 四国形 | KATO | 7009-1 | 79 | 15 | 12 | 25 | 1.1 |
.
粘着牽引力と牽引力余力を棒グラフにしたのが、右のグラフです。 電気機関車に於いては蒸気機関車と比較して、構造上から重量をアップ出来る事や動輪を効果的に配置できることなどから、牽引力は5〜10グラム程度大きくなっています。 この牽引力は、意外と昔の車両の方が力強かったりしますが、やはり適正値があると思われます。 ユーザーニーズなど商品の魅力として何が求められているのかを検討されてきた結果と思われます。
また、速度特性の特性値をグラフ化したのが下のグラフです。
電気機関車の場合、蒸気機関車と比較して車両内部の空間が大きく、動力機構をより自由に設計出来るはずです。 こう考えると速度係数は、25〜35Km/h/Voltあたりが適正値ではないかと考えられます。 上記のグラフはタイプや製造年代がごちゃ混ぜになっていますので、年代別などで整理してみると面白そうですが、重箱の隅を突く様ですのでパスすることにしましょう。
● まとめ
模型車両の動力特性を調べ出したのは、動力車の重連問題から端を発したものですが、あちこちの脇道に潜り込んでしまっているようです。 でも、鉄道模型を扱いだした経験が、まだまだ浅い小生としては、いろいろな事が理解できるようになり、自分なりの趣味の範囲が深まった様な気がします。 自己満足!
測定した牽引力余力と編成の負荷をマッチさせ、実際のレイアウトで検証してみるのが、鉄道模型工学を追求する者としての務めと思っていますが、まだ、手付かずの状態です。