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2016/03/15

ラピッド製F40PHとDCC問答

The Rapido's F40PH model recently obtained, is DC version. Since my friend bought it wrong, it transferred to me. And he replaced to a DCC's. I couldn't understand it's superiority. He said it's "current collection."

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 発売されたばかりのF40PHを要らないか?
 と、AMTK223氏が言う。昨年末のこと。
 ラピッド社のアムトラック・フェーズ3で、DCC版のはずがDC版が届いた。返品するわけにもいかず、改造も面倒。当方までの送料は負担するというので、譲ってもらうことにした。【画像はクリックで拡大】

 コレクションへのアップが遅れた理由は、空気笛が欠けていたこと。メーカーにメールしたら、無償でカナダから送ってくれた。
 それと、比較用に、10年前発売のカトー製同型機を組んだ。

 カトーは静音Qファン付となった後期型で、ラピッドが初期型。
 カトーは手すり等の取付が購入者任せ。ラピッドは何もすることが無い完全な完成品。ディテールの細かさを含めて、ブルーボックス・モデラーの当方には似合わない。

奥がカトーで、手前がラピッド。違いはエアホーン。
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3つ並んだラジエターファンのガードとベースに注目。
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床下は配置自体と燃料タンク容量が異なる。
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 ラピッド製は、エアホーンの取付が甘い。カトー製は、ドアの手すりとか、パッド印刷の塗り残しに難。
 まあ、ぼちぼち。

さて問題は、DCC。

 エンドレス一つに複数列車といっても、皆さん、グルグル回りばかり。加減速度を設定できるったって、それを気にした運転を見たことが無い。ポイントマシンの配線が楽というのは、最初に苦労すれば済んでしまう。サウンドだって、一度なら物珍しいけれど、走るたびに鳴るのはウルサイだけ。
 1両当たり1万円も余分に払うなんて、信じられない。貧乏人のヒガミか? >>ホビーセンターカトーの説明

 これ幸いとAMTK223氏を詰問してみた(笑)

 で、答えは「低速性能がいい。それも桁違い」

「DCで速度を落とすには、レオスタットで12Vから、5Vとか3Vまで下げる。その電圧がレールと車輪の間にかかっているわけ。
 それに対してDCCは、ずっと15V。それも矩形波交流。集電不良は起きない」

 うぅぅむ。

 言われてみれば確かにそうだ。理屈は知らないが。
 鉄道模型は車輪集電なので、12Vという高い電圧を採用と聞いた。そう、1.5Vのマブチモーターでも走るのに、って子ども心に思ったものだ。スロットカーが6Vと低かった理由は確か、ブラシ集電。

 DCCはレールの汚れに敏感っていうし、そんな意識は無かった。デジタル信号のことだったんだ。

 でもなあ、手持ちの動力車は何両あるんだろう。50、いや100?

「そういう考えは、馬鹿げている。
2、3両でいい。
数メートルの直線を微速で走らせる。
目前をロッドが滑らかに動く。
自連のナックルがカチャリ」

 ということは、固定レイアウトにピッタリ。手の届く範囲くらいなら、車両の細かな仕草というか息づかい、重量を感じられるのかな。

「慣性、イナーシャinertiaが大事。
物理法則に即した動き。
加速度と減速度は一定」

 エンドレスのグルグル回り専門だったら不要。おまけに長大編成なら、モデル自体が重く、そんな動きになる。

「鉄道模型って、余裕のある奴の趣味。
懐中は知らず。精神的な豊かさ。
日本にアメリカ的な楽しみ方は無理。
あいつら、模型を作るのは他人に任せて、
汽車ごっこ、というか、仲間を集めて鉄道ごっこ。
LCCって言い出した。総合的なコントロール」

「我々が享受できるDCCの機能は、
低速性能に尽きる」

 小さな地方私鉄とか、路面電車だったら考えられなくもないかな。小さな機関区セクションとか。

 レールからの集電ではなくて、蓄電池を積むってのはどうだ。無線で操縦するわけ。戸外の1番ゲージでは広まっていて、HOクラスでも入る大きさになったって聞いた。
 それと、電力を電波で飛ばすってのが家庭内でも可能というし・・・・

「そりゃあ技術は進歩して、値段も下がり、
いつかは実現する。
ただしお互い、そろそろ石の下・・・・」

"LCC"はLayout Command Controlの略らしい。DCCWikiを乞う御参照。
 鉄道模型に直流12Vが選ばれた経緯を書いたものが見つからない。Oゲージ3線式の交流16Vではビリっときた記憶がある。それと、ホレボレとするDCCの起動&停止動画を探している。モーターの低速回転が利かない理由は、コンミテーターや軸受の摩擦だろうか。ご存知の方のコメントをお待ちする

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コメント

鉄道模型は元々自動車用の6Vの電池で動かしていて、自動車用の電池の主流が12Vになったので模型も12Vになったと言う話を目にした記憶がありますが、違ってるかな?。普通の真空管のヒーター電圧が6.3Vとか12.6Vとかであるのも似たような理由だったと記憶しています。

>>おおっ! 説得力のあるお話ですね。是非、そのお読みになった資料を思い出していただきたく・・・・【ワークスK】

投稿: 松本哲堂@風雅松本亭 | 2016/03/15 12:54

根拠となるとかなり記憶が怪しい(^^;;)ですが、以前は6Vで運転していて最近?になって12Vで運転するようになったと言う根拠(=運転するための電圧が高くなったと言う根拠)であれば、昭和23年8月号(通巻8号)のTMS誌のミキスト欄の記述、です。レールボンドを使うか否か云々と言う記述に6Vで運転していた話がちょっとだけ出て来ます。但し、この記事自体がローダー誌の抄訳みたいな内容でして、ネタとなったローダー誌は1948年6月号です。「8人のアメリカ模型人が線路の敷設について回答した誌上討論会」が出典なんだそうな。レールボンドに関して言えば同じ電力であれば電圧が低い方が電圧降下が大きいので必要性が増すと言うだけの話ですから、600Vの電化路線を1500Vに昇圧するのと似たような理由だと思います。

序でに書くと、電池の電圧が1.5V刻みなのはアメリカ起源のようです。ヨーロッパの電池は2V刻みだと真空管オーディオ関連の本で読んだ記憶があります。またしても怪しい記憶ですけど。

>>素晴らしい記憶力に感服です。お蔭様で一歩、真実に近付けた気がします。それと山崎喜陽氏の文章が60有余年経っても参照に値することに驚いています。MR誌の記事は、"Track Symposium -Poor track can crab model railroad fun quicker than a hostile wife. These expert tips should help you"という題名でした【ワークスK】

投稿: 松本哲堂@風雅松本亭 | 2016/03/16 06:57

山崎さんの文章は、60有余年より遡るようですよ! 以前ベーカーさんを探しての折に御紹介した戦前の『科学と模型』(昭和17年1月号)掲載の「十六番ゲージ日本標準規格に就て」に記載があり、「電気方式 直流十二V (交流 十四V)」とあります。と、これでは結論のみで、ワークスKさんの求める経緯が不明。しかし読み進めると若干触れてありました。「電気方式は試案には「直流六V(交流十V)」としておき、我々より電気方面に詳しいクラブの國峯氏等にお任せした。その結果「直流十二V (交流 十四V)」と訂正されたのである。」とありました。この國峯氏とは、戦後暫くして『鐵道模型レイアウトの作り方』を著した国峰孝太郎さんのことでしょう。どうやら、日本のDC12Vの起源は、74年前までタイムスリップするらしい。

>>うぅぅむ。七十有余年ですか(笑)
 新たな疑問は、直流と交流です。電圧が異なる理由は、単に整流器による電圧降下でしょうか【ワークスK】

投稿: 宮崎 繁幹 | 2016/03/17 01:09

若い頃、と言うよりも子供の頃に読んだ本の内容はかなり鮮明に記憶しているので、どの本のどの辺りにどんな記事がある、ってことは大体記憶しています。その上で最近読んだ本の内容まで詳細に記憶していれば大したものなんですが、ここ30年くらいの間に読んだ新しい本の内容は全く記憶から外れているのは困ったものです(^^;;)。

宮崎さんご指摘の"電気方式は試案には「直流六V(交流十V)」としておき、我々より電気方面に詳しいクラブの國峯氏等にお任せした。その結果「直流十二V (交流 十四V)」と訂正されたのである"と言う件ですが、試案の時点で既に直流6Vの電源は比較的容易し易かったと言うように取れますね。それ以前は、直流配電の地域であれば家庭用の電灯線電源をそのまま降圧して使っていた可能性も考えられますけど。

DCCで運転する場合の電源電圧の波高値は常時15Vだった筈で、これは車輛の速度に無関係だった筈です。「筈」ばかりで恐縮ですがm(__)m。これを実効値に換算することはかなり無理がありますが、強いて15÷1.414と言う計算をしてしまえば10.6V程度です。波高値であっても実効値であっても、超低速度で運転する際にもこれだけの電圧を印加できるならば「DCCは、ずっと15V。それも交流。集電不良は起きない」 と言うご指摘も頷けます。

>>電圧の条件は、集電性能以外に、電気を供給する機器、それにモーター&電球にも依存しますね。さらに、安全性や法令の関係をクリアしなければなりません。ただ当時は、変圧器まで自作した時代なので・・・・。
 DCCの電気は、「約10Vの高周波電流」って書けばいいのでしょうか【ワークスK】

投稿: 松本哲堂@風雅松本亭 | 2016/03/17 06:23

DCCの電圧を実効値換算?する事はやはり無理があると思いますから、アレは15Vのままで宜しいのではないかと思います。高周波電流と言うよりは、デジタル信号と表現した方が宜しいと思います。高機能ホットショットじゃないかって気もしますけど(笑)。ホットショット、、、話が古過ぎますね(^^;;)。

>>「15V交流」は当方の“作文”でした。様々な解説書に当たったものの、理解不能です。「交流」を「矩形波」に直してみました。いかがでしょうか【ワークスK】

投稿: 松本哲堂@風雅松本亭 | 2016/03/17 22:32

交流の定義からすれば、電流が時間とともに反転すれば、波形は丸でも四角でもみんな交流です。ただし何の前置きもない場合は正弦波とみなす場合が多いので、正確には「矩形波の交流」のような面倒な表現になると思います。

それから、実効値を計算する時に1.4で割るのは正弦波の場合に限られるので、DCCの波形では割る必要はありません。実効値でも15Vのままです。

結局のところ、電気の知識がある人に読ませるなら交流15Vと書いても間違いではないということです。

投稿: YUNO | 2016/03/18 05:23

一つ補足しておきますと、実はDCCの規格にはかなり幅があって7V~22Vの間なら何Vでもよいとされています。
しかし実際に22Vを流すと電圧オーバーで壊れるデコーダーも出回っているようですし、逆に7Vだと電力不足でまともに走らない車両もあるんじゃないでしょうか。

厳密に言えば22Vで壊れる車両は規格外なので商品としては失格なんですけど、鉄道模型の世界は規格というものに対してかなりルーズなのでみんな適当にやっているようです。
結局、適正な電圧というのはよくわかりませんが15Vあたりが無難なんでしょうね。

>>お詳しそうですね。私を含めて読者のために、何か参考資料をお示しいただければ助かります【ワークスK:】

投稿: YUNO | 2016/03/18 05:44

これだけBluetoothなどのデジタル無線技術が発達すると、電力供給以外の車両とコントローラーの間の信号送受信はレール経由でなくてもよいように思います。
ただ走らそうとしてバッテリー切れで動かないのは興ざめなので、当面はバッテリーと線路電源併用が続くように思います。
サウンドトラックス社のデコーダーで、キープアライブという蓄電ユニットつけると、線路のないところでもブラスト音出しながらしばらく走り続けますよ!
当面は短時間の集電不良に対応出来るような電源バックアップ付DCCデコーダーというカタチが主力になると思います。電源切れてあまり長時間走っても暴走してレイアウトから落ちるとこまりますょ

>>是非とも動画を拝見したくなってきました【ワークスK】

投稿: ゆうえん・こうじ | 2016/03/18 09:31

DCCの電気信号の規格についてはNMRAの原文を読むのが最も確実でしょう。(PDFです)
http://www.nmra.org/sites/default/files/standards/sandrp/pdf/s-9.1_electrical_standards_2006.pdf

日本語の解説は、デコーダーを自作なさっている方のサイトで見ることができます。
http://www13.plala.or.jp/katsuraan/AboutDCC/AboutDCC.htm

ヨーロッパでも鉄道模型用のデジタル制御装置が何種類も販売されているようですが、どれもDCCとは互換性がないそうです。

>>ご紹介ありがとうございました。この方の入り口はここですね【ワークスK】

投稿: YUNO | 2016/03/19 21:18

訂正です。
ヨーロッパでもDCCは売られているそうです。
DCCとは互換性のない製品もいくつかあって、その筆頭がメルクリンだそうです。

投稿: YUNO | 2016/03/19 21:23

キープアライブではなくてカレントキーパーでした。
https://www.youtube.com/watch?v=Pv_Vh0ACFyk
レンツのデコーダーにも同様な製品あるようです

>>動画のご紹介ありがとうございました。ただ、実感的な起動と停止はなかなか見つかりません。他の要因も大きいのでしょう【ワークスK】

投稿: ゆうえん・こうじ | 2016/03/20 12:43

実感的な起動と停止とは何か考えてみました。

実際の列車の加速について大ざっぱに計算してみますと、加速度を3.3km/h/sとした場合、発車から時速100kmまで30秒かかり、その間に約1.5km進みます。1/80スケールなら19メートルということは8畳間のエンドレスなら2周半もしてしまう距離です。

これは通勤電車の数値ですからディーゼルや蒸気列車なら2倍ぐらい、貨物列車だと数倍はかかるでしょうか。止めるときも停止位置の2周半手前から30秒かけて減速することになるので、いくらDCCなら再現可能と言われても、スケール通りの運転はかなりもどかしいでしょうね。

こんなのんびりした運転を楽しめるのは、やっぱり巨大なレイアウト上に限られるのではないでしょうか。

>>なるほど。そういうのもありますね。一方、当方が気に掛かっているのは、せいぜい0〜5キロの間。DC運転が苦手とする速度域。DCCなら解決するかもしれないと期待しているのです【ワークス】

投稿: YUNO | 2016/03/20 15:39

超スロー運転の動画を探してみましたが、HOサイズだとどれも動きがあまりスムーズではありませんね。
これはDCCさえあれば誰でも実現できるようなことではないと思います。小型モーターの回転を安定させるには高度な制御が必要になるはずで、まずは伝達装置の摩擦を減らし、集電を安定させる必要があるんじゃないでしょうか。

>>実車の運転には訓練が必要で、模型も同じかも‥‥【ワークスK】

投稿: YUNO | 2016/03/20 18:26

>>新たな疑問は、直流と交流です。電圧が異なる理由は、単に整流器による電圧降下でしょうか【ワークスK】

当時の整流によるロスは、30%と聞きますから、交流電圧が入力側の仕様を意味しているなら、YESでしょう。しかし、ここでは走行電源が、交流の場合を意味していると思います。日本の16番の歴史で、交流がどの程度使用されたのか?ですが。交流モーターを交流で使用すると、直流で使用するのに比し、25~50%電圧を上げないと同一の出力が出せないと云うから、その為に高い電圧を定めたものでしょう。

投稿: 宮崎 繁幹 | 2016/03/21 00:15

> 鉄道模型に直流12Vが選ばれた経緯を書いたものが見つからない。

この点を、色々と読み漁ってみました。鉄道模型の歴史は、鉄道とともにある、と言っても良いので鉄道模型に関する本(洋書)も戦前から、結構出版されています。しかし歴史に特化しているものは少なく、書かれていることが、今となっては歴史になっていると言うべきでしょう。

話を16番の範囲に収めると、最初のモーター駆動のOOゲージ模型は、1924年の出現だそうで、DC24Vの由です。

直流は、進行方向の逆転が簡単と云う大きな利点があったので、推奨されました。しかし元電源が電燈線の場合、降圧と整流を経ねばならない。模型動力が蒸気→ぜんまい→モーターと移ってきた初めの頃は、模型屋でパワーパックなど買えないから、自分で電源もこしらえねばならない。

面倒+感電の恐れもあるってんで、どうする。そこで電池だ、と云う訳です。蓄電池、乾電池とも使用されたようですが、電圧は6Vが主流になってます。高圧にしようとすると、複数の電池を直列に接続せねばならないので、コスト高になるからかな。

そんな訳で、OO、HOともDC6Vが、定着したようです。長くなるので、続きはまた。なお今回参照したのは、“The Complete Book of Model Railroading”, Louis H. Hertz著、1951年 Simmon-Boardman刊です。この人、鉄道模型の本を何冊も書いているほか、形式図集も3冊ほど出していました。

>>実務者向けのサイクロ・シリーズと同じ出版社なんですね。多様な御蔵書に敬服・・・・というか、唖然です(笑) パソコンの突然のダウンで冷却ファン交換に手間取って失礼をしました【ワークスK】

投稿: 宮崎 繁幹 | 2016/03/21 01:21

随分と間の抜けた時期になって書かせていただきますが、宮崎さんご指摘の通り電池を使用するとして、わざわざ鉄道模型用の電池を新たに開発?するとも考えられない。結局の処、自動車用だとか真空管ラジオのA電源用の電池だとかを流用しようとしたら6Vだった、と言う程度の理由で直流運転の鉄道模型の電圧が決まっちゃった、と言うことでは無いかと思います。

>>充電器って高価だったんでしょうね。大辞典にセレン整流器の項目を立ててはみたものの、判らないことだらけです【ワークスK】

投稿: 松本哲堂@風雅松本亭 | 2016/04/01 23:28

『科学と模型』(昭和17年1月号)に、16番の電圧標準を定めようとして、原案6Vが12Vとなったと云う話は前に記しました。これは、その頃に海外でそう云う趨勢にあったのを示唆しているように思います。そこで、W.K.Walthers著、“Handbook for Model Railroaders”,1937年,Modelmaker Corp(その後の版は、Kalmbach)を見ると、それらしいのを発見。この本には、NMRA STANDARDの一部が載っていて、HOの電圧は、6VDCとなっています。しかし脚注に、12Vへの変更が現在(1937年=昭和12年)提案されているとあります。これが実際に何時変更になったのかは、調べきれていないのだが、恐らく戦前に昇圧されたと思われます。

>>それでは! とMR誌を検索すると・・・・ 1939年2月号p56に曰く、「NMRA規格では、Oゲージは16VACまたは12VDCで、これは普及しているK&Dモーターによる。HOでは6VDCが規格、OOは24VDC(Scale-Craftモーター)か、10VAC(ユニバーサル・モーター)。
 1943年9月号p386の巻頭言にA.C.カームバック氏が書くには、「HOは12Vへ、電圧の規格(standards)を変えるのに現在はちょうど良い時」だとあります。
 1945年8月号p328、信号回路の記事には、「モデラーは現在、全てのゲージが12VDCと認識」
 引き続き探しています【ワークスK】

投稿: 宮崎 繁幹 | 2016/04/07 17:17

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