モデルが脱線し易い4つの理由

【中途半端に書きながら考え、考えながら書いています。書き掛けです】

■ 前提

　先日、あるところでトレーラー重量の議論をした。
　しかし、アメリカ型ファンには常識となっているNMRA推奨値が分かってもらえず、話が頓珍漢になった。当方もいったい何を言いたいのか、判らなくなってきて、書きながら整理しようと思い立った

　で、我々のモデルは頻繁に脱線するという話。
　まあ、理由は種々あるけれど、極端な物言いをすれば、実物は脱線しない。脱線すればニュースになる。

　じゃあ、どうして模型が脱線し易いのだろうか。自分の腕を棚に上げて、妄想してみる。

その１．メーカーの知識不足

　これについては、「ナダルの式」が基本だと常々書いている。フィレットなんて全く関係が無い。百害あって一利なし。（直接的には、フランジ・ウエイの幅をどうするんだ）
　もっとも、実物関係者だって知らない。40年前の職場で知識があったのは新入社員の小生一人。（実は、1975-76年頃に東京で世界輪軸会議なる催しがあった。で、上司が出席して、山の様な資料を持ち帰った。ほとんどが英文で、図や写真を眺めていたら面白くなって摘まみ食い。まあ、そのあたりが原点）

　模型の車輪を考えるのに相談する適切な人間がいないから、中途半端な思い込みで作ってしまう。アメリカも一緒。車輪の専門家は、ほんの一握り。実物がどうなっているかを知っているだけの人間は役に立たない。却って害悪。どうしてそうなっているかの見識が必要。今は、検索すれば容易に見付けることはできるが、ことの重要性を認識するのは難しい。
　NMRAの連中だって、実物の図面を見様見真似。だから、ピザカッターフランジを目の仇にする。問題なのは、フランジ角度と摩擦係数だけ。

　このところの世の情勢を見渡すに（大袈裟な（笑；）、車輪のプロト化、薄車輪化の欲求が高まっている。ここで間違えると取り返しがつかない。13mmや12mmの二の舞になるぞ（関係の向きには失礼の段、平にお許しを）

その２．台車、車軸回りにバネが無い

　レールの継ぎ目などに衝突して飛び上がる。重量を増やせばこれを防げるかは、学校で習った力積の考え方が役に立たない。車軸が車体と直結する2軸車はどうなんだろう。実績に依るしかないか。

その３．曲線半径が極端に小さい

　これが、トレーラー重量にNMRA推奨値が制定された直接的な理由。
　一方実物では、軽量車は駄目だなんて聞いたことが無い（主張した奴はいた）。

　どういうことかといえば、曲線半径が小さくなると、連結器が車体中心線から外れる。その連結器に牽引力や推進力が働けば、車体に枕木方向の力（分力）が加わる。
　さらにその力は、車輪に加わる横圧となる。
　横圧が増えて脱線係数が上がるということ。

　なお、ここで転覆は埒外。転覆するほどの大きな力は論外。考えるのは脱線だけ。重心高さの影響は、左右動による輪重抜けに出るはずで、実績や経験の裏付けが必要。

　それと、連結両数が問題。牽引両数が増えれば、連結器に働く力が増える。
　1両で走るのなら、いくら軽くても良い（といっても限界はあるけれど‥‥）。ただし、飛び跳ねを除く。

　NMRA推奨値が重すぎるとか、軽すぎると簡単に言うけれど、曲線半径と連結両数を想定しない議論は意味が無い。無知蒙昧。
　加えて、速度が上がれば、それにつれ抵抗が増え、連結器力も増加する。飛び跳ねの話もあるし、前提としなければならない要素は3つか。

その４．スラックがとてつもなく大きい

　モデルでは、直線でも付いている。これが大きいと推進で座屈する。

　ホイルベースが短い車両が危ない。オーバーハングが長くても危ない。NMRA推奨値の重量は車体長に比例させているけれど、日本国鉄の2軸車のような極端に短い車両では成り立たない。

　連結器の上下の食い違いも大きな問題。それなのに、ケーディーがどうして上シャンク、下シャンクを発売するのか。短シャンクも危ない。ただし、連結器力が小さなうち、すなわち連結両数が少ない編成は影響が小さい。

■ 課題

　そう、モデルの脱線は、重量を増せば、大方は防げるということ。

　車輪形状は、NMRA準拠ならば、まあ大丈夫。それに普通の素人では弄れない。
　材質に関しては、近年は金属が標準。プラスチック製ではレールが汚れることが定説となった。また、精度も向上しているのだろう。ただし、摩擦係数ではプラスチックの方が有利。

　で、動力車は、牽引力と集電の問題があるから、重量が大きい方が良いのは自明。

　一方トレーラーは、軽い方が機関車の負担が少なくて、勾配では特に有利。軸受や車輪、レールが摩耗せず、おまけに脱線したときにダメージが小さく、また運ぶときに軽い。推奨値の75％でいいという意見がある（掲示板参照）。

　それを重くしようというのが、ここの主張。

　1995年頃にNMRA推奨値RP20.1（pdf）の存在を知った。たぶん、MR誌1995年1月号p136-137の記事。直ぐにNMRAへ加入して、その規格類一式を入手した。
　試しに手持ちの貨車を推奨値に合わせて補重してみると、車輪はプラスチックのままだったけれど、それまで頻発していた脱線が皆無となった。

　重量が車体長さに比例するというのだから、曲線上での連結器力の作用であることは明白。しかし、計算では数値が導けなかった。このあたりは当時のニフティ外国型会議室に書いた。（当掲示板への再録）

　それ以来、40フィート車は110g、50フィート車は130gを標準としている。基準の車体長さをカプラーポケットの縁から縁までと考えて、ちょいと重め。ただし、オートキャリアーは、推奨値が205gのところ、オーバーハングが大きいので240g。（過去記事参照）
　これで当方のレイアウトでは脱線と縁が切れた。40フィート車で最大50両連結。標準半径610mmのエンドレスを一周してテール・ツー・ノーズとなる。もちろん、さらに長くなったら判らない。

　日本国鉄の2軸貨車は研究中。東海道本線の編成最大長がワム換算70両というので、そのあたりを目安として実験する予定。

■NMRA推奨値が制定された経緯

　どうして、この数字が導き出されたのか、確かに気になる。前述のように、数式的には導けていない。

　NMRAトレーラー推奨値RP-20.1は、"Revised: Jan. 1990"、すなわち1990年1月改訂となっている。オリジナルがどうだったのか、どうしてこの値になったのかは書いてない。同じNMRAのサイトにビギナー向けの"Car Weight"という一文がある。

　また、MR誌を探すと、1948年2月号p102-103にE.A. Ravenscroftという人物の記事があった。

　その記事に、当時の製品重量が出ていた。