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動力車の調査  KATO EF510-1  その1

 

 動力車調査の第1弾として、KATOのEF510-1 を選び分解調査することにした。 このモデルは1989年に発売されたEF81型から始まったフライホイール搭載の新しい動力ユニットから、すでに17年後に発売されており、多くの改良が実施されていると推測する。 そこで、このタイプの動力ユニットの完成型として、その動力特性を調査することにした。

■01 車両の概要

 性能測定の前に、このモデルの概要と分解調査の結果を報告する。

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このモデルの詳細は、マイコレクションの EF510-1 を参照して下さい。 重複記載あり。
また、4年後に発売されたEF510-510 (品番:3065-2) との比較を「EF510の新旧比較」に示す。

メーカー KATO 商品名 EF510-1
品番 3051-1 車両番号 EF510-1
発売日 2006年7月 入手日 2007年12月27日 新品購入

          模型車両の特徴:  ・ヘッドライト点灯   ・フライホイール搭載動力ユニット   ・サスペンション機構  ・ ローフランジ車輪 など。

 ◆構造を理解するために、車体を少しずつ分解していきましょう。

(注) 前方のフライホイールは、回転数測定のために、白色マークの細工がしてあります。

  

 主な部品の分解状態を上の写真に示します。 ダイカスト製のフレームは一体的に作られているタイプである (左右あるいは上下に分割されていない)。 モータとジョイント、およびウォームを右の写真に示す。 フライホイール付きで、2ポール5スロットのスキュー無しマグネットモータである。 その寸法を下に示す。

 また、台車部をさらに分解した状態を下に示す。 台車の刻印は3051とあり、この車両専用の台車と思われる。 

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また、ウォーム軸の軸受を支持する支持体は、今までにお目に掛ったことがない特殊な構造であり、ウォームとホイールのこじれ防止対策なのだろうか。 この駆動系を構成するギヤ列を拙速なイラストにて下に示す。

歯車は全て m = 0.3 で構成され、ウォームは1条ネジ、ホイールは Z = 26 、そして同軸で Z = 17 の2段歯車を形成し、アイドラギヤを介して動輪の Z = 17 の歯車に伝達している。従って、減速ギヤ比が i = 26 のギヤ列を構成していることになる。 動輪径は、φ7.4mm で、内側の片方の動輪にトラクション・ゴムを履いている。 その他の諸元として、車体重量は 95.5 グラム、前後の台車の動輪に掛る荷重はそれぞれ 40.0 グラムであった。

 

■02 ライト基板の特性調査

 まず、電気回路上、モータと並列に挿入されているライト基板の特性を調査しておこう。

 

 この基板は、裏表に回路が形成され、スルーホールを通して導通されている。 両端には前後のライト用のチップLED が半田付けされており、 このLED と直列にチップ抵抗も半田付けされている。 テスターで測定すると、およそ560 Ωであった。

 このスルーホール近くの導線部をクリップで挟み、電圧を掛けながら電流を測定したのが右上のグラフである。 3 Volt 近くになるとLED が光り出すと共に、電流は一直線状に上昇する。 極性を反転しても同様な傾向を示し、対称な特性であることが判る。 電流の上昇勾配は 1.81mA/Volt である事から、約552Ωとなり、チップ抵抗の実測値と合致する。 電流の立ち上がりはおよそ 2.8Volt で、それまではわずかに電流が上昇しているが無視出来るであろう。