けん引力測定

Ｎゲージ鉄道模型の 機関車の牽引力を測定しました。

　やってみないと分からない 意外な発見もありましたので、考察にまとめてみました。

『　牽引力 　』　　奥が深いです。

　ばねハカリを横置きし、フックを引いて 重量を読み取る方式にしました。　ここに表れてくる数値がどれだけ信頼性があるかは不明ですが、目安 としては有効です。
　身近にある物で測定するには、この方法がベストと考えます。




　使用したのは （ 株 ） 三光精衡所 製の １００ｇ手秤 です。　金属製のフックが重いので、外して使います。




　ハカリの本体を水平に設置。　ばねとフックの重量を支えるため、レールと台車に載せました。
　ばねとフックの重量分を ０ｇに補正するので、補正つまみをいっぱいに回します。　それでも足りず、ばねを更に緩め、かろうじて本体とつながっている程度になっています。　許容範囲外の使い方なので、メーカーの人に知られたら 怒られそうです。
　２～３００ｇ用の秤が入手できれていれば、問題なかったのかも知れません。
　最初、５００ｇ用の秤を使ったら、針の動きが小さくて使えませんでした。　つまり、これが ２号器 です・・・。




　リード線で作った連結棒で フックと車両をつなぎました。




　測定するのは 水平状態 と ２％勾配、４％勾配 の３点です。
　市販の線路と橋脚を使って坂道を作った場合、４％程度の勾配になります。




　連結棒として使ったリード線の線径が太かったため、小さなナックルカプラーでは 着かない車両がありました。　アーノルドカプラー付きの貨車を挟んで計測しても、牽引力の数値に変動が無い事を確認しておきます。




　注記の ＥＦ５８上越型ブルー の動輪の軸配置は Ｃ－Ｃ ですが、その内の２軸は遊輪なので Ｂ－１－１－Ｂ と表示しました。

　車両によって牽引力に大きな差があるのが分かります。
　ＥＦ６５レインボー と ＥＦ６６ は自重も全長もほぼ同規模ですが、牽引力が２倍も違います。　その原因は トラクションタイヤ の位置にあります。
　下図で説明していきます。




　注記の ＤＥ１０ の実車の軸配置は Ｂ－Ａ－Ａ－Ａ ですが、模型では Ｂ－Ｃ になっています。　さらに、この内の１軸が遊輪なので Ｂ－１－Ｂ と表示しました。

　ＳＤ７０ＡＣｅ はアメリカ型のディーゼル機関車です。　多重連での運転を想定している為か、トラクションタイヤは着いていません。　そのため牽引力は極めて低いです。

　今回の試験で使用した車両は ここ数年の内に入手したものばかりです。　ですが、トラクションタイヤの劣化などにより、本来の実力を再現できなかった車両もあったかと思います。　ご了承ください。




　ＥＦ６５、ＥＦ６６、ＥＦ２１０ は共に 中間台車を持ったＦ級電機です。　自重も ９０ｇ程度で共通しています。　なのに、牽引力に大きな差が生じました。
　ＥＦ６４-１０００ と ＥＦ８１ も同様です。

　表中で赤塗りした車両のトラクションタイヤは 車両の外側に装着されています。　そして、青塗りした車両のトラクションタイヤは内側にありました。

　トラクションタイヤの位置によって、牽引力が違うことが解ります。
　トラクションタイヤを増やすと 集電用の車輪が少なくなってしまいます。　中間台車が無集電なので 増やすことが出来ません。




トラクションタイヤが台車の外側に着いている場合 ：
　一番後ろの動輪がトラクションタイヤのとき、グリップ力が高いです。　ただし、負荷が高くなると 台車がウイリーしようとします。　それを自重が押さえ付け、牽引力が生まれます。
　トラクションタイヤは左右にあるわけでは無いので、台車が横に向き、脱線しそうになります。




トラクションタイヤが台車の内側に着いている場合 ：
　トラクションタイヤの位置が悪く、スリップします。　自重の軽い車両なら なおさらです。




　ＥＦ１５、ＥＦ５７、ＥＦ５８、ＥＦ６２ は３軸台車です。　ＥＦ１５ と ＥＦ５７ は自重が少ないので、１２輪すべてが駆動輪です。　トラクションタイヤは４輪もありますが、集電用の車輪は８個もあり、集電に問題ありません。

　トラクションタイヤが左右にあるので、台車は横に振れにくいです。
　また、３軸台車は浮き上がりしにくく、自重の軽い車両には理想的と言えます。




　ＥＨ５００ は １端側の車両にトラクションタイヤがあります。　２端側を前にすると 牽引力が上がります。
　負荷がかかると台車が横に振れ、浮き上がってきます。　牽引力の測定は 脱線するギリギリの状態で値を読んでいます。
　圧倒的な牽引力を誇りますが、過度な負荷は トラクションタイヤの破損につながります。

　ＤＥ１０ はトラクションタイヤが微妙な位置にあり、自重も少ないので、牽引力に期待はできません。　ただ、数量の貨車や客車を牽くだけであれば、問題ないと思います。


　今回の実験で、トラクションタイヤの位置と自重が、牽引力に大きく影響することが分かりました。
　魚釣りで使う鉛板を天井に詰め込んで、重量を増やすのも有効な手立てです。
　過度な負荷を与えることは、硬質プラスチックのギアを破損させたり、モーターが焼けたりの原因になります。
　なので、トラクションタイヤが外れたり、ちぎれたりするのは、重大な損傷から保護しているとも考えられます。

　車両の取り扱いや改造等の参考にして頂ければと思います。。。