HOME >> 鉄道模型実験室 > 新しい測定方法を検討する
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■ はじめに
右の写真は、最近測定したC12形機関車の場合の測定時の状態である。 小ぶりな機関車に比べて、測定車両はコンパクト化したとは言え、大袈裟の装置となっている。 また、センサーからの配線もぐるぐる巻きであり、もっとスマートにならないかと、「カイゼン、カイゼン・・・・」の声がだんだん大きくなって来た。
そんなある日、ふと浮かんだアイディアが次に説明する「8字レイアウト」である。ポイントは、有線通信が可能であることである。
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■ 8レイアウトと有線通信
まずは、アイディアを絵にした状態を右のイラストに示す。 その内容は、測定対象車両に取り付けたモータ回転数センサとモータ端子電圧センサの信号線を柔軟な細い線で取り出し、上に設置した「釣り竿」につるす。 そしてその信号線を測定処理装置の Arduino まで、有線で接続するのである。
この時の問題点は、単なる小判型のレイアウトでは、接続線がぐるぐる巻きになって行き、どこかで回転逃げを設ける必要があったのである。 このような回転逃げの処理はスリップリングなどの機構が必要となり、ノイズの発生や信号の断絶などが発生するのでセンサ信号線としては不適切な構造であると考えられる。 このため、この方法は、まず不可能と考えてて良いであろう。
今回思いついてアイディアは、測定用のレイアウトを8字形にして走行させる事である。 これによって接続線のぐるぐる巻きの発生を防止出来ることに気がついたのである。 右回転と左回転が交互に実施されるので、ねじれはせいぜい1回まで、巻いては戻しの状態が連続的に続くので、信号線の捩れは防止されるのである。
有線通信が可能になると、無線通信のXBeeや、赤外線通信が不要となり、測定のために牽引していた測定車両も不要となってしまうのである。 折角苦労して開発してきたご自慢の測定車ではあるが、無線基地局としてのシールドや、赤外線通信受けのサテライトユニットも不要となってしまうのである。 そのメリットは大きいと思われる。
■ 課題の検討
そこで、アイディアを実現させるために、予想されるいろいろな課題について検討してみよう。
■ 8字レイアウトの検討
最大の課題である8字レイアウトを検討する。 使用する線路は、TOMIX製を基本にし、旋回部の半径は標準的な 280mm として検討した。 なお、現在の測定台のサイズは、外枠の内側寸法で 1175×625mm である。 検討した順番に記載して行くので、その考察過程が読み取れるでしょう。
NO | 特徴 | パターン図 | 備考 | 評 | |
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1 | 30度クロスを使用した8字パターン | サイズは2800×700必要で、長すぎる。 | × | ||
2 | 30度クロスを使用した8字パターンの長さ方向を圧縮 | サイズは 2100×700 必要で、やはり長い。 これ以上縮めると測定のための直線部が取れない。 | × | ||
3 | 90度クロスと280・30ポイントを使用した小判型+8字パターン | サイズは1500×700 でOKである。 測定は直進部で実施する。 ポイントはある一定状態にセットしておき、戻り側ではスプリングポイントの機能を使用する。 しかし、電気の極性が反対になる処が発生し、ショートしてしまう。 |
× | ||
4 | 90度クロスとカーブポイントを使用した小判型+8字パターン | サイズは1500×700 でOKである。 ポイントはある一定状態にセットしておき、戻り側ではスプリングポイントの機能を使用する。 しかし、電気の極性が反対になる処が発生し、ショートしてしまう。 曲線状のクロス線路が欲しい! |
× | ||
5 | 複線を利用した2重パターン | サイズは1800×750 でやや大きい。 測定は直進部で実施する。 電気的なショートは回避されている。 |
△ | ||
6 | 複線を利用した2重パターンの変形 | サイズは1800×750 でやや大きい。 測定は直進部で実施する。 電気的なショートは回避されている。 |
△ | ||
7 | 90度クロスを使用した8字パターン | 単純な8字パターンに戻って検討。 サイズは1500×700 でOKである。 測定は45°の斜線路で実施するが、途中にクロス部分があるため、測定での外乱となる恐れがある。 |
△ | ||
8 | 60度クロスを使用した8字パターン | サイズは1800×700 でやや大きい。 60度クロスは市販されていないので自作となるが、果たして工作できるか疑問あり。 |
× | ||
9 | 90度クロスを使用した8字パターンの変形 | サイズは1800×700 でやや大きい。 15度傾いた直線路で測定する。 |
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10 | 30度クロスを使用した8字円形パターン | サイズは1800×700 でやや大きい。 傾斜台と平行な直線路で測定する。 |
△ | ||
11 | 30度と90度クロスを使用した2重の8字パターン | 曲線部でのクロス線路を検討する。 サイズは1400×900で縦方向が大きくなった。 測定のための直線部も長くとれているが、二つの直線部の進行方向が同じとなっている。 ⇒ 駆動側と制動側の牽引力は傾斜台をプラスとマイナスに傾けなけらばならないか、あるいは、進行方向を逆にさせる必要がある。 これは光ゲートの測定方法を変える必要がある。 |
△ | ||
12 | 3重旋回パターン | 曲線部に15度クロス線路を検討する。 サイズは1600×950で縦横方向共に大きくなってそまった。 測定のための直線部4ヶ所に増やしたが、進行方向に偏りがあり、複雑化したメリットが無い。 |
× | ||
13 | 3重旋回パターン変形 | サイズは1500×950で横方向を少し小さくできたが、やはり大きいサイズである。 複雑化したメリットが無い。 |
× | ||
14 | 自動制御運転式の小判型+8字パターン | 行き詰ったアイディアを打開するために、No.3 のパターンに自動運転制御を取り入れる。 8字のリバース線を入れる事によって進行方向を変えて測定する。 サイズは1420×620 でOKで、現行の測定台と長さが少し長くなる。 |
○ | ||
■ まとめ
やはり単純な8字パターンは無理であった。 曲線部の半径をもっと小さくすると、現行のサイズでも可能であろうが、それは最後の手段としておく。 最終的にはNo.14 の自動制御運転を取り入れた「 小判型+8字パターン」に落ち着いたが、その運転制御方法も検討したので、次回に報告しよう。