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鉄道模型実験室 　　C56のバック走行を調べる

 

　先回報告した「C56の動力特性を調べる」の中で、気になっていた点について追加測定を実施した。　注目した点は、ひとつには、KATO 製C56-149号機の牽引特性における駆動側と制動側の「断層」である。　もうひとつは、MICRO ACE 製のトラクションタイヤの位置である。　そして追加実験した内容は、これらの後進時の特性である。

 

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■　KATO 製C56-149号機のバック走行

　疑問とした内容は、右のグラフに示すように、牽引特性における駆動側と制動側の「断層」である。　牽引力がプラスの駆動状態と、マイナスの制動状態では、動輪系の力の掛り具合が反転しているので、この力が反転する遷移点を境に摩擦抵抗が大きく変化しているものと推定する。

　そこで、走行状態を前進から後退に変更して、その走行状態での牽引力を測ってみれば、何か分かるのではないかと考えたのである。　走行状態を逆にすると、力の掛り具合も逆になり、前進時に駆動状態であった力の方向はバック走行時には制動状態となり、前進時に制動状態であった力の方向はバック走行時には駆動状態となるはずである。　その時もこの様な「断層」状態を示すのだろうと考えたのである。

　その結果を下のグラフに示す。　まず、速度特性であるが、バック走行時には速度もアップし、電流もかなり低下し正常個体と推定しているC56-144 号機と似た特性を示すようになった。

　　　　バック走行は正常だ・・・・・・！

 

　

　小生の推定は的を得ていると意を強くして、牽引力特性も測定した。

　

　５ボルト時のみ測定したが、バック走行では、「断層」は認められない！　前進走行と後進走行では牽引力特性が異なるのである。

　　やはり、KATO製C56-149号機のどこかがおかしいと言わざるを得ないのでる。

　また、今回の調査で気が付いた事として、微速走行時に、ロッド系が「カチャ、カチャ」と音を鳴らしており、そのたびに電流計の針がピン、ピンと跳ね上がるのである。　速度が遅く、また走行音が小さくなったために目立つのかも知れないが、ロッド系の干渉もチェックしてみる必要が有りそうである。　このロッド系の干渉が原因とは思われないが、伝達系の特性を詳しく調べて見る必要が有りそうである。　しかし、SL系の分解組付けの経験が少ないので、今後の検討課題としよう。

　ホビーセンター・カトーが近くにあったらすぐに現物を持ち込みたいが、往復運賃に２万円も掛けるなら、その分を追加の車両購入費に当てたいものである。　２台は買えるぞ・・・・・・・・・。　でも、この車両は、ギクシャク運転でも無く、低速もスムースに走るので、「走行上は問題無く、正常です」とも言われそうである。

 

■　MICRO ACE 製のC56-160 号機のバック走行

　MICRO ACE 製のトラクションタイヤの位置は、第一動輪に採用している。　何故かは知らないが荷重配分から考えると不利なように思われる。　自動車のFF車は、FR車に比べて坂道登坂に不利であると言われてきたが、同じ様にこのSLにも言えると考えられる。　坂道において、機関部の重心が高いと、重量配分は後ろの方に移動するし、カプラーに掛る牽引力は、そのモーメント作用により前輪を浮かす方向に作用する。　小生の牽引力測定装置は傾斜を利用して測定しているので、その影響が出るのではと考えており、MICRO製 C56-160 号機のバック走行を測定してみることにした。

　その結果を下に示す。

　

　供給電圧５ボルトに設定して実施したが、測定中に驚いてしまった。　急勾配をスイスイ登って行くではないか！　あわてて重い方の重り車両に取り替えて測定したが、なんと牽引力が30グラムにも達してしまった。　一般的な電気機関車でもこれだけの牽引力を発揮するのは、数が少ないのである。　グラフのデータを見る限り、前進走行よりも２倍以上の牽引力を発揮していることなる。　この時の測定条件を表にまとめると下の様になる。

状態 重り車両の重さ 勾配 計算された牽引力
前進走行
85.0 グラム
81 パーミル
12.3 グラム
後退走行
126.4 グラム
153 パーミル
29.8 グラム

　この車両の重さは 62.0 グラムであるので、その２倍以上もある車両を 153 パーミルもある急勾配登っていける能力が有るのである。　数値だけでは実感が湧かないと思われるため、測定時の重り車両とその時の勾配を再現した状態を下の写真に示す。　左の写真が前進登坂状態で、右の写真がバック走行による登坂状態である。　重い方の重り車両は、鉄コレのシャシーに鉛板をグルグル巻きにして作ったもので、走行抵抗は平坦路で１グラム弱であった。

　それにしてもC56の隠された能力には驚きである。

　

 

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　　また、この特性グラフを見ていて気が付いた点がある。　牽引力と車速の関係を示す勾配は、一直線に伸びている事である。　屁理屈上でもそうなるのであるが、160号機の前進時のデータを見ていると、その自信がグラついていたが、今回のデータを見て意を強くした。　さらに、供給電圧を上げると粘着領域での牽引力が少しずつアップしている理由もわかってきたように気がする。　

　５ボルトバック走行の特性と同じ勾配を持つ直線A を７ボルト前進走行の特性に重ねるとピッタリと一致する。　右のグラフを参照下さい。　そして、10 グラムを超えるあたりからカーブB を描いて粘着限界に突入している。　これは明らかに車輪が少しずつスリップしている事を明示している。　動輪はAの直線に沿って回転しているが、車体はBのカーブに沿って走っているので、その差は車輪のスリップとなってゴシゴシとレールを磨いているはずである。　このレール磨きの早さが早いほど少しは力となって車体を引っ張るので、牽引力は増加していると考えれば、電圧が高くなれば粘着領域の牽引力が高くなるのもうなずける現象である。

　即ち、この車両の動輪がスリップを始めるのは10グラムを超えた辺りと考えることが出来る。　このため、この車両を安心して走らせるには、牽引力が10グラム以下の状態で走らせるのが良いであろう。

　このスリップ現象は負荷が掛ると前輪が浮いてくる前進状態では顕著に表れ、逆に前輪に荷重が集中してくるバック走行では生じにくいと考えれば納得がいく屁理屈となる。

　自動車の場合、前進で登れない様な急坂はバック走行で登れという常識があった。　現在の車両でも通用すのかどうかは不明であるが、バック走行の場合のミッションのギヤ比が大きく取っているためであり、今回の原因とは異なっているものの、同じ諺が通用しそうである。　即ち、

　　第１動輪にトラクションタイヤを履いたMICRO-ACE製C56は、バック走行で坂道を走らせよ！　　　　　　　　　　　　　　　　

と言えるであろう。