鉄道模型机上の空論

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zoom RSS スーパーキャパシタの失敗報告

<<   作成日時 : 2009/04/21 23:47   >>

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 車輪が少なく軽量な小型車両は、車輪の汚れやポイント上の無電区間等が原因ですぐに集電不良を起こして止まってしまいます。そうなった時の対策に使われるのが一つはフライホイール、もう一つがスーパーキャパシタ(電気二重層コンデンサ)です。集電不良で通電が切れた時に、走行中キャパシタに溜めておいた電気がモーターを回し、停止するのを防ぐわけです。収入がなくなっても貯金があればしばらくは生活できる、といった感じですか(笑)。電気的フライホィールとも呼ばれ、ネット上やRMM誌の記事でも紹介されて、フライホィール的な効果は実証されています。おまけに惰走距離はフライホイールよりはるかに長そうです。うちのPECOの中型ポイントの無電区間は、いくらフライホイールを使っても小型の二軸車がスローで通過するには絶望的な寸法。まぁ無理に走らせようとは思いませんが、しかしキャパシタを使えばもしかして、とも思います。そんなところまでスローで走ればやはり痛快ですし。

・・・というわけで私もやってみようと秋葉原で部品を仕入れ、実験を始めるというのは前回書いた通りですが、Nの小型機に収めるべく寸法だけで選んだのが間違いでした。どうも使えないものを買ってしまったようで車両に積むまでには至らずです。パルス電源ではどうなるのかも調べたかったのですがやってません〜(汗)。

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 出来ればニチユ10tクラスの小型の入換機に使えるといいな、こいつがスローでポイント渡ったら・・・なんて思っていたので、売っているものの中で一番小型のものを買いました。前回の最後の写真でも紹介したもので直径7oほどの超小型。コレが失敗のもと。しかし一段上のはいきなり直径20mmの大きさのものしか無かったのでNの小型機にはスペース的に無理。付属のデーターシートには「模型飛行機を飛ばす」という回路の例も載っているので安心しきっていましたが、本来は主にデーターのバックアップ用などに使われるもので、集電不良の改善には適さないものです。小型のモーターを回すくらいは出来るのですが、その分の電気がなかなか溜まらない、また溜めた電気を一気に放出しないタイプです。スローでスタートさせた場合、電気はほんのわずかしか溜まらないので集電不良が起こればとたんに止まってしまう。1分ほど通電してみても低電圧だとほとんど蓄電されない(蓄電していても放出の電流が小さい?)ようで、一番肝心の「スロー運転時(電圧の低い時)の集電不良」には効果が無いです。

 だいたいこのサイズで使えるならば他の人がとっくに使っているはずです。使いにくさの原因はいろいろ調べてみると「内部抵抗」というものが問題のようです。実はこのキーワードも買う前からちょくちょく見かけていたもの。きちんと勉強してから買わなきゃいけませんね〜 まぁ、身をもって知るという意味では勉強になりましたが、内部抵抗というものの意味、未だによくわかっていません(笑)。とりあえずスーパーキャパシタといってもいろいろあるようで注意が必要ということです。

 もちろんすでに作例として発表されているものなら使えるわけで、それらの中にはかなり小型(10.5×11.5×6.5)のものもあります。RMM誌の記事で使われていたのはコレ。ネット上で見かける作例の多くもこのタイプです。今回私は手に入れられなかったのですが、またちょっと秋葉原で探してみてトライします。(今度トーマモデルワークスさんでも通販が可能になるようです)

 んで、キャパシタでつまずいたので気分直しに本来のフライホィールの方などをいじってました。

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 一つは以前の記事でもご紹介した、Bトレイン動力の台車利用のもの。動力も自作となると気が重いですが心臓部に市販品を使えば割と楽です。モーターやフライホィールを交換しやすいので時々姿が変わります。
 もう一つは二年近く前、小型動力の検討用にいろんな機能を盛り込んだもの。雑な工作がたたって不調をきたし長らく放置されていたのですが、今回調整してやったら機嫌を直して復活しました。今のところ未完成の路面電車の上回りを乗っけてます。後は仕上げだけなのに・・・早く手を入れてやらなくっちゃね〜

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 いろいろいじっているうちに小型の二軸車の走行も何とかなりそうな予感が・・・本当は今回この辺のことをちゃんとまとめてのっけようと思ったのですが、工作不足でデーターは揃ってないし異様に長くなるし・・・なので次回に。どうもすみません!
 とりあえず良く走る(本当はまだ問題があるんだけど)ようになった二軸単車の動画をコソっと貼っておきますね。



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コメント(10件)

内 容 ニックネーム/日時
いや、どうもご苦労様です。前回の予告で面白そうだったので待ってたんですが残念でした。理論的にはいけるんでしょうがやはり小型に使うとなると条件が厳しいですね。
 で、機械式フライホイールとの事ですがこれについてはウチも研究してまして取り敢えず動力に付けて色々試したり、各方面より情報収集してます。出来るだけ径を大きく回転を早くすると効果大なのですが小型で低速仕様となると難しいですね。ギア比大きく駆動系を軽くするのが最良と考えますが具体的にどうしましょう?(←自分で考えろ・笑)
 それと「二軸単車」効いてますね低速! コレくらい低速なら文句ないのでは。集電シューも効果大きいんでしょうね。
RODEO
2009/04/22 22:35
なるほど・・・
電子パーツのポテンシャルとNゲージサイズ
の模型化は相反する部分もあり、なかなか
大変そうですね。

仰る様に
『このサイズで使えるならば他の人が
 とっくに使っているはず』
というのはそのとおりでしょうし・・(^^;)

でもスーパーキャパシタというものがあるんですね。
「電子的フライホイール」という感じでしょうか。
(“貯金”という喩えがとても判りやすかったです)

今後の実験も期待してますね☆




高田潜水艦
2009/04/23 23:17
 RODEO様お待たせしましてすみません。実は二軸単車は動画のスピードならいつまでも回っているのですが、コレより遅くなるとポイントどころかレールの段差でも引っかかって止まることがあります。集電はとぎれないので動力軸だけが空回り。下手なところに止まると空転でスタートしない、駆動軸側にウエイトをかけると今度は集電が不調に・・・(泣)。
 二軸だけで車体を支える車両は重量バランスが結構デリケートみたいですし、車輪径やら使っているポイントの種類やらも絡んでくるのでもうちょっと研究?します。あと私も駆動系は軽くと考えて(本当は連動が面倒だったという手抜きかも?)最もシンプルな一軸駆動としました。でもちょっとした悪路くらい対応させるなら二軸駆動かなぁと思っています。
バラックモデル
2009/04/24 00:12
 高田潜水艦さま。電子パーツでは苦労することが多いです・・・といってもたいていは私の無知が原因なんですが(笑)。
 でもLEDが表面実装用のチップになってきたのには参ってます。程ほどの大きさでいいから配線が出ているものが欲しいです・・・老眼にチップのハンダ付けはきつい!

 鉄道模型メーカーが製品用にヘッドライトの形にモールドされたLEDなんかを特注して、それを分売してくれないかな〜なんて虫のいいことを願っています(笑)。
バラックモデル
2009/04/24 00:36
>>ヘッドライトの形にモールドされたLEDなんかを
>>特注して、それを分売してくれないかな〜なんて

そういう自作派向けのカスタムパーツ販売を製造小売り
するショップがもっと出てくるといいんですけどね。
シールや鋳造品などは製造が簡単なのかよく見かけます
が、電子部品で“鉄道模型向けパーツ”というを出したら
売れるんじゃないでしょうかね。

特定の車種でもいいですが、『キャラメルナイン』
の動力ユニットのような汎用の製品だと面白い市場
が拓けると思うのですが・・。



高田潜水艦
2009/04/24 11:44
 鉄道模型向け電子部品、電子部品というと大げさですが点灯用のものだけでも充実してくれると夜景好きには助かるのですがね〜。仰るようにディテールアップの部品は随分出てますから、ヘッドライト、シールドビーム、標識灯、ジオラマ用に街灯、蛍光灯、駅名表なんて揃えば・・・と、また虫のいいことを言ってしまいました(笑)。
 でも簡単に灯りがともせるなら女子のマーケットも広がりそう、とは思います。
バラックモデル
2009/04/26 00:42
 あ、どうも。横からすみません、以前お話のあったカトーE231を中古で手に入れまして台車のギアを確認したところバッチリBトレ動力にハマりました。嬉しさのあまり失礼とは思いましたが報告とお礼まで。まだ走らせてはいませんが確かに低速利きそうですわ(喜)。
 それとチップLEDですが両面テープに貼付けてスタンド式拡鏡を見ながらハンダ付けすると良いらしいです。チップLEDもお値ごろになってきたので挑戦してみてはいかがでしょう。
RODEO
2009/04/28 21:54
 やはりNゲージの小型車だとパーツの大きさがネックですよねえ。うちの赤外線コントロールの電車もちょうどいいバッテリーが見つからずに苦戦してます。小型化だけを考えればボタン電池を使えばオープンデッキタイプの2軸路面電車に入ることがわかりました。ただし走行時間が短いのと充電式ではないので経済的ではありません。
小さめの充電式電池を見つけたのですが、値段が1個3000円、充電器を付けると7000円と言われてしまいました・・・

 スーパーキャパシタももう少しいろいろサイズがあると選びやすいのですが、パソコンなんかの中に入ってるパーツから派生してるから形や大きさが増えないんでしょうねえ。充電媒体として実用化してくるといろいろ手に入るようになるのでしょうけど。まだ大学レベルで研究してるとう段階なのでもう少し先になりそう。
くれは
2009/04/29 03:55
RODEOさま。

 いや〜そいつはラッキーでしたね。失礼なんてとんでもないです。ご紹介したものを実践してくださって非常〜にありがたいです!通販で中古のE231を見つけてもギアを確認出来ないので店でよく見て買うしか手がないのがネックですね。私はまだ一台しか持っていません。DD51やスーパーレールカーゴのAssyで車軸とウォームホイールは手に入るけど、中間の13枚のが無いとBトレ動力には使えない・・・このギアを入手できるもので代替しようとインドアエアプレーンの通販でM0.2、13枚を手配はしたのですが軸の工作を怠けているのでまだ未組込です。やればすぐなんだろうけど・・・
 LEDの情報ありがとうございます。実は私もほとんどこのやり方(ヘッドルーペ)です。2〜3個焦がしました(笑)。スタンド式のほうが楽かもしれませんね。緊張のいる作業では少しでも身体を楽に出来る体制が良さそうに思います。

バラックモデル
2009/04/29 17:36
 くれはさま。

 コメントありがとうございます。部品の小型化は進んでいるのでしょうけど、ちょうど使える大きさの製品となると需要がなければなかなか出回らないんでしょうね。鉄道模型で需要となるとDCCが思い浮かびますが、このへんから使いやすいキャパシタが出回れば・・・なんていうのは素人の考えでしょうか。でもキャパシタとデコーダーを組み合わせたナローの機関車をyoutubeで見たことがあります。集電に難がある状態でも制御できるのか解らずじまいですが、もしそうなら欲しい人は多いはず。ただしまだまだデカいんですが。

 ところで赤外線制御の路面電車といえばyoutubeや2ちゃんですばらしい作品を見せていただきました(違っていたらすみません)。こちらも目が離せません!今後ともよろしくお願いします。
バラックモデル
2009/04/29 17:37

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