2016年11月19日土曜日

レイアウトの製作17 なぜポイントで脱線するのだろう?


以前 4番分岐器分岐側での脱線について,その対策について報告したが
それ以降も頻繁に発生している。


いろいろ試してみて 良くなっても
またいつ再発するかもしれず 原因は何なのかを追及してみた。

脱線時の車輪とポイントの関係を見てみたいが肉眼ではよくわからないので,
実際に車両を走らせ脱線するところをビデオで撮影してみた。

ビデオカメラは フルハイビジョン1920×1080画素 1秒間に30コマ撮影するので
画像と画像の撮影間隔は ほぼ0.033秒

その撮影画像から 
脱線した前後の連続画像を抽出してみた。

それらからの脱線瞬間の画像を拡大した。


1.車輪がトングレールに接近


2.車輪がトングレールを左(写真の方向)に動かし始めた最初の一コマ
  車輪の高さは変わらないので 車輪のフランジがトングレールを押し広げていると推察できる。


2-1 2写真の拡大
   写真右車輪のフランジがレールとトングレールの間に入り込んでいるのが見える


 3. 2の一コマ後(1/30秒後)トングレールが更に左に動く
  フランジの先端は0.3Rがついて細く,根本は0.45mmなので
  トングレールが更に押し広げられたと推察できる。


 4. 車輪の踏面がレールから落ち始めた瞬間

  

5.車輪が道床に落下した瞬間
  左右の車輪は,それぞれ基礎レールとトングレール間にフランジが挟まっているので
脱線には至っていなかったが,トングレールと基礎レールの隙間が踏面幅より広くなり
  車輪がレールから脱輪,道床に落下した。



今回の映像と従来の脱線の傾向は次の通り

1.   脱線は分岐器の分岐側方向と同じ方向の曲線から分岐器に進入した時により多く発生している。

2.   実験では,右カーブから右方向に分岐する分岐器に進入して,脱線に至っている。

3.   固定軸間隔の長い車両は,先端車輪のフランジがカーブ外側のレールの内側に強く押し付けられる。

4.   固定軸間隔の短い車両は,ほとんど脱線しない。

5.   映像では,車体または車輪はレール面を水平に進行した後,道床に落下して脱線している。 これは別途実施した,走行車両を横方から撮影する映像でも確認した。

6.   映像では,車体または車輪が上方向に移動した形跡は見られないことから,脱線車輪のフランジがレールを乗り越えてはいない。

7.   トングレールが基礎レールに押し付けられる力は,きわめて弱い。


以上の結果から以下の原因により脱線に至ったと推定される。


車輪の薄いフランジ(0.3mm)が分岐側トングレールと基礎レール間に入り込み
分岐側トングレールを広げて直線側基礎レールとの間に入り込み脱線に至る。


車輪とフランジ  比較のシャープペンシルの芯は0.9mm



原因は分かった。

次の問題はその対策だ。


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