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zoom RSS 祝C56製品化と接触抵抗のこと

<<   作成日時 : 2012/06/05 05:53   >>

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 KATOがC56を9月に発売とのこと、いきなりでびっくりしましたが何はともあれめでたいです。C56はアリイ製を改造したもので遊んでいますが、コレが壊れたらどうしようと思っていました。この前作った机上運転用のターンテーブルにもピッタリでしたから、もう1台増備したいのはやまやまだったのです。しかし年々工作の気力は蒸発し、逆に仕掛り品は増えていくばかり・・・

 そんなところのニュースですから非常に嬉しい限りです。贅沢は言わない、あと1台増備出来れば、と思っていたのは昨日までのこと。実売で8000円位でしょうから、どーんと買うぞ!と意気込んで、「二つ買っていい?」と妻に伺いを立てました(笑)。

 そんな訳で、いつか記事に書くかな、と思っていた我が家の改造C56も、ご参考になるような立場ではなくなりました。ちょっと不憫なのでちらりと写真を。

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 モーター端子をちょっとだけ低くして、ややぽっちゃりながらプロポーションを直したものです。スローは効いていたのですが、次々に発売される高性能蒸機と並べるにはスタートに不満が出てきて最近ギアダウンの改造をしたばかり。そのためやや音が出るようになってしまいましたが低速中心の使い方ならまずまずです。
 新しいC56はきっと静かに走るでしょうから、コレはいずれ使わなくなってしまうかも知れません。しかしそれまではこのC56で遊んでやりましょう。走行調整のこと、ボディーの切り継ぎや仕上げの仕方など、多くのことを学んだ機関車です。

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・接触抵抗のこと

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 前回、走行速度が不安定になる原因はレールの酸化皮膜らしきものの電気抵抗だろう、という感じのことを言いました。すごくあいまいな言い方ですみません。「酸化皮膜」があったとしてもそれ自体の電気抵抗は大したことはないと思います。影響があるとしたら「酸化皮膜」の表面状態によるものと思います。

 問題は「接触抵抗」です。酸化皮膜等の「抵抗体」によるものではなく、導体同士の接点で発生する電気抵抗を「接触抵抗」と言うそうです。そしてコレは導体同士の接触圧や表面状態に影響を受けるといいます。接触圧が高いと抵抗値が低い、つまりギュッと押し付けると電気がよく流れるのです。これは直感的に解りやすいですが、表面状態の影響は複雑で、未だちゃんと解析されていないようです。「酸化皮膜」が影響するとしたらこちらでしょう。
 鉄道模型は接点だらけです。線路と車輪間だけではなく、車輪と集電ブラシ(フレーム)などの車体側の全ての接点間で、ある程度電気抵抗が発生しているはず。具体的にどのくらいか、とテスターで計ってみました。ちょっと信じられないです。

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 小型2軸で軽いバグナルタイプを使い、フィーダからモーター端子までの抵抗値を計ってみたら、ちょっと突付くだけで抵抗値がものすごくふらつきました。線路への置き方、押さえ方でも0近辺から数百Ω近くの開きがありました。もちろん車輪、レールとも磨きました。さらに軽い集電板つきの台車でも調べましたが似たような値です。テスターが壊れているのかも知れませんが、ある程度重い動力車ではこんなに差は出ません。



 上の動画にも出ていますが、バグナルは結構安定していて、動画の速度で2時間でも3時間でもほぼ同じ速度で回っています。10V、20khzのパルス電源で、メーターが付いてないので正確にはわかりませんが電圧の平均値は3V位です。直流ではあまり安定して走りませんが並みの走行は可能です。モーターの消費電流はせいぜい30mA位までですが、単純なオームの法則では上で出た抵抗値ではパルスで10V出ていても不安定な走行になりそうに思います。

 安物のテスターでの雑な測定(普通の固定抵抗で目盛りは確かめましたが)で、私自身の間違いがある可能性も大です。しかし走行状態と抵抗値のギャップが激しいです。通電状態によって抵抗値が安定するなどの現象があるのでしょうが、私には解りません。お手上げです。

 動画の南海の電気機関車は鉄コレ12m級を両台車駆動に改造したもので、長いこと動きが不安定(カーブで速く直線でスピードが落ちる&尺取走行)でしたが、最近割りと調子が良いです。初期の鉄コレ動力の黒染め車輪は質が悪いという話もありましたが、集電部分が剥げてきてなじんだのでしょうか?メーカー様には言いがかりのような推測ですが、接触抵抗という観点から考えるともしかして、とも思います。

 低速走行が好きで、長いことモーター、ギア、フレームなどの機械的な面の工夫に手間(浅い思い付き程度ですが)をかけてきましたが、接触抵抗という電気的な面も観察と工夫が必要かもしれません。

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 ふと、集電ブラシにはベリリウム銅が良いという話を思い出し、使用しているチビロコを計ってみたらかなり安定して0Ωを指しました。車輪裏に当てていて、接触面積が大きいことも関係しそうですが、接点に有利な材料というのはあるはずです。モーターには貴金属ブラシ使用、なんてものがありますが、もし銀の動輪がいいなんてことになると、お値段が凄そうです(笑)。でもかっこいいですね。銀の動輪。

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※今回コメントのお返事があきれるほど遅くなるかも知れませんがご容赦願います。

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コメント(8件)

内 容 ニックネーム/日時
銀を鉄道車両の集電部分に使う試みとして、私は架線とビューゲルで実験を行ったことがあります。
確かに、「走らせているときの電食など」には確かな効果があるのですが、問題は「銀は凄く錆びること(黒くなる)」です。
1日もあれば真っ黒になり、ほとんど絶縁材状態になってしまい手入れが大変なため、架線にもビューゲルにも採用出来ませんでした。
銀食器が「使用人イジメ」と言われる所以はこれか、と思いました。

2012/07/07 18:24
ム様

 コメントと貴重な情報ありがとうございます。

 常に接触させている状態と、空中に晒す状態では、表面の変化(酸化、硫化など?)が違うと感じております。自宅の金属類では銅関係がすぐ抵抗を生じ、洋白、ニッケルメッキの車輪は皮膜を生じにくい感じです。
 モーターのコンミにグリスが塗ってあるのは、機械的抵抗だけでなく、空中に晒さないためもあるのかなぁと思っています。

 銀の車輪かっこいいなんて書きましたが、そういえば銀に関しては車の多い都市部、温泉地域等で硫化水素の影響があると読んだことがあります。
バラックモデル
2012/07/07 19:54
バラックモデルさん、こん??は。初見ですがよろしくお願いします。・・・C56はアリイ製品の改造ですか。確かにカトーの方が良さそうですが、これもなかなかいいです!なにしろマグネマティツクカプラーが普通につくんですから。精一杯遊んであげましょうよ。
ペーパーライン
2013/10/23 22:48
バラックモデルさん、こんにちは。私は、アリイのC56を探していたのですが、手に入らなくて困っているのですよ。カトーのC56は小海線仕様なのでイマイチ、なのでこんな私に譲っていただけませんか。無理はしません。使っていないのなら、よろしくお願いします。(m_ _m)
ナニワ
2013/10/24 17:04
ペーパライン様
ナニワ様

 初めまして。同じ方だと思いますのでまとめてのお返事失礼します。

 この記事のC56、ギアダウンしただけあり、低速域でのコントロールがしやすく、KATOのC56とは違った良さを感じています。その代わりスピードを上げるとうるさいです(笑)。また、我が家のアリイ改造のC12との重連も出来るので、まだまだ活躍の場があります。

 で、記事のC56ですが、申し訳ありませんがお譲りすることは出来ません。使う使わないにかかわらず、自分の工作法、研究の歴史(大げさではありますが)として手元に置いておきたいのです。悪しからずご了承ください。
バラックモデル
2013/10/25 19:01
そうですか、でも低速のコントロールがしやすいのは、いいところです。ぜひとも保存していってください。たしかこのC56はゴムタイヤレスに改造してありましたね、忘れていました。ゴムタイヤがないと、牽引力が落ちるので、我が家では使えません。(と言っても、使うのは貸しレイアウトなので)私もカトーのC56にします。よくよく考えれば、ツム1000やコキ5500やワフ29500などを持っているのでこちらの方がいいですね。
ペーパーライン
2013/10/25 19:46
その後、カトーのC56を購入して、遊んでおります。そして、C56160へと「プチ加工」をすることにして、ライトを銀河モデルの大型に、ナンバーをレボリューションファクトリーのものに、煙室扉ハンドルはやえもんデザインの4本タイプに交換しておりました。かなりよい感じです。私はこのC56にしてよかったと思います。 ・・・たしか、津川洋行から「有田鉄道コッペル1号機」が出るはずだったかなぁ〜〜・・・
ペーパーライン
2013/12/30 18:38
ペーパーライン様

 それは何よりでした。プチ加工は楽しいですよね。どうも私はくどくどやりがちで困ります。ハンドルが立体になるとアクセントとしても利くし、効果がありそうですね。コッペルは私も早く現物が見たいです。
バラックモデル
2014/01/02 20:20

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