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大型蒸気機関車：　　　D51 498 C

　

実車プロフィール

　D51形は、昭和11年(1936)に本線用大形貨物用蒸気機関車として、高性能を発揮できるよう溶接を多用して車体の軽量化を計り、日本で最初の箱型輪芯(ボックス動輪)を採用するなど、当時の最新技術が投入されて誕生した。D51形は全体で1115両が量産され、四国を除く全国各地で活躍しました。名実ともに日本を代表する蒸気機関車として、デゴイチの愛称で広く親しまれています。

　D51 498号機は、昭和63年（1988）に動態保存機として復活し、高崎車両センターに所属して上越線をホームベースに磐越西線や釜石線などJR東日本管内のイベント列車を牽引し、現在も走り続けている現役の蒸機である。

模型プロフィール

メーカー ：　MICRO ACE
商品名　：　D51-498
品番　：　A9501
車両番号：　D51 498 C
発売日 ： 1996年12月
入手日 ： 2013年6月　中古品入手
定価 ： \
● 車両番号に C を付与しているのは、同じ番号の車両が揃ってきたので、識別のために便宜的に付与したものである。

分解調査

　

●　マイクロエース初の国内型蒸機で、1996年12月に発売され、その後のシリーズ展開の基礎になったモデルである。

●　カプラーはかもめナックルに交換する。

 

 

 

 

連結面間距離 142.0 mm 先輪車軸荷重 1.6 gf 動輪車軸荷重 64.0 gf ギャ比 i = 33.23
車体全重量 93.0　ｇｆ 従輪車軸荷重 1.2 gf テンダー車軸荷重 26.2 gf 動輪直径 D = φ9.3 mm

● 動力ユニットで、重りや先台車、従台車を外した状態を下に示す。　トラクションタイヤは第４動輪に履いている。

● 部品を分解した状態を下に示す。　

● 下左の写真は右側のフレームの裏側を示す。　また、右の写真は動輪とロッドセットの状態である。　第２動輪は、ロッドと連結していない。　

● 下左の写真はモータを示す。　　回転子には約10°のスキューが見られる。　白ペンキのマーキング無し。　ウォームは左右を軸受で保持されており、モータ軸とはシリコンチューブのジョイントで連結されている。　下右にギヤ類を示す。　３個のアイドラギヤとウォームホイールを並べてみた。　

 

● アイドラギヤの歯数は、３個とも z = 29 であり、左のイラストの様に配置されている。　ウォームホイールは、歯数 z = 24 のホイールと、 z = 13 の小ギヤによる ２段ギヤとなっている。

● 動輪のギヤは、歯数 z = 18 で、第１、第２、および第４動輪に設けられ、それぞれアイドラギヤと噛み合っている。

● また、第１動輪と第４動輪はサイドロッド連結されている。　そしてこのサイドロッドは、第３動輪とガタの多いピンで連結されている。　また、第２動輪にはロッドピンが無いため、ギヤ連結のみになっている。

● 動輪を１回転させるために必要なモータ回転数、即ち減速ギヤ比は、

　　　　　ギヤ比　 i = 24×18/13 = 33.23

である。

● トラクションタイヤはギヤ駆動されている第４動輪に装着されている。

● カプラーは、下の写真に示すように、KATOのかもめナックルを装着する。　この時、車輪の動きが引っかかる様であったのでチェックしてみた。　カプラーが原因ではなくて、車輪の絶縁フランジ部と台車の一部が干渉していた。　絶縁フランジ部は円形でなく、樹脂成型時のゲートがしっかりと切除されていなく、一部で飛び出していた。　そこで、ゲート残りを削除するとともに、車体側も一部ナイフで削って、干渉部分を解消した。　下右の写真の赤丸部分である。　これは製造品質不良なり！

　（ 2013.7.1 分解調査実施）

 

動力特性

　ここに示す動力特性の測定は、安定化電源を使用した自動測定システムにて実施する。　測定実施日：　2013/7/11

　テスト走行時に電流が大きかったので、何度か分解調整を実施するも変化がなかったので、これが正常と判断して測定に入る。

　

暖機運転特性：

　マイクロエース製の蒸気機関車の代表として、暖機運転特性を測定した。

　暖機運転による速度変化は大きいものの、３分間程度で収束している。　その後の変化は安定している様である。

　走行直後に、放射温度計で各部の温度を測定すると、

であった。　モータはほんのりと温ったたかった。　放射温度計は、エー・アンド・ディ社製の AD-5617 を使用する。　小型軽量で携帯にも便利であり、簡単に表面温度が測定出来る優れものです。

　

速度特性：

　スケール速度の80Km/h を出すには、 ５Volt 必要であり、一般的なNゲージとしては遅めである。　電流も、150 〜 190 mA もあり、意外と大きく、バラツキもあるが走行は安定している。

　速度と電圧のパターンは、歪みもなく線形特性を示している。

 

牽引力特性：

　動輪荷重が約64グラムで、トラクションタイヤを第４動輪にはいている。　粘着領域での牽引力は約35グラムであり、ＳＬとしては大きいと言えよう。　さすがはD51 であると言える牽引力である。

　また、駆動領域側の粘着領域は30〜35グラムのようである。　重り車両の選定をミスって測定限界に入ってしまったが、5Volt では限界に達していたようである。　低速側の限界に達していたのである。

　制動側において、ウォームギヤに掛る力が逆転する遷移点は - 12 グラム前後と大き目であり、制動領域は垂直パターンのようである。　また、滑り始めは意外と早く、-25 グラム付近で、駆動側と様子が異なる様である。

　電流と牽引力の関係は、電圧を変化させても変化がなく綺麗に揃っているが、珍しいパターンである。　モータのトルクは電流に比例すると言う理屈に沿ったパターンであるのでこれが本来の姿であるが、他のトルク損失の要因が一定しているためと推察する。

　このような綺麗に揃っている牽引力特性線図は珍しく、それだけ安定した性能を発揮していると言うことか。　マイクロエースの国内型蒸機第1作として、早くも性能を確立しているとは、さすがである。

（2013.7.12　追記）