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2013年4月 4日 (木)

ロンビックと3点支持についての考察(車体質量の影響ほか)

ロンビック機構は「等角逆ひねり」の原理でイコライジングを行い、4つの支点を頂点とする菱形の面に車体が乗っかるというイメージですね。菱形が平行四辺形になると、交差フカヒレ型イコライジングになると考えれば良いわけです。ロンビックやフカヒレイコライジングの原理と特徴、実際の動きについてはdda40xさんのブログで詳細に解説されています。

でもこれ、「等角逆ひねり」という要素に限定して考えたら、3点支持で十分なんですね。違いは各車輪のイコライジングによる上下動に対して、車体が乗っかる面(以下、基準面という)の傾き(回転)の方向と量が異なるという点につきます。

試しにスケッチを描いてみました。斜線でハッチングした面が基準面です。通常の3点支持の場合は一軸が固定されているので、左右のレールの不陸がそのまま基準面のロール角(横方向回転角)となり、前後車輪間の不陸の総和がピッチ角(縦方向回転角)となります。横3点支持は通常の3点支持に対してレールの不陸と基準面の動きの関係が90度ずれるわけですね。

Photo

あ、この図、横3点支持の場合の車軸を描き忘れてますね。原理的にはこれでいいんですけど、車軸を描き加えると下の図のようなイメージになります。

Zu1

で、何が違うのかといえば、ロンビックの場合はレールの不陸に対する基準面のロール、ピッチ角がそれぞれどちらも各車輪のイコライジングによる上下動の総和となり、結果的に3点支持の場合の半分程度以下に抑えられることと、車体の揺れがそれなりに実感的になる?ということ、それから、これがいちばん重要なことですが、全車輪が支点を介してイコライジングされる結果、車輪の動きが車両本体の質量の影響を受けず、より自由かつ容易にレールの不陸に追従するため、特に大スケールの模型で大きな質量を持つ車輛、つまり大きくて重い車輛でも脱線はほぼ防げるだろうし集電も確実になるということでしょう。

あと、3点支持の場合は、カーブや加減速時に重心が基準面の外に出てしまいやすいので不安定になり脱線しやすくなってしまいますね(^^;;; 特に車体の重心の位置が高かったり質量が大きかったりするとその傾向が顕著になります。

でも、ま、私の場合は対象がHOナローや小型のOナローですから車体質量の影響なんて殆ど無いに等いし、ましてや実感的な車体の揺れなんてよくわかんないというか、気になんかしてないというようなていたらくなので、現実的には3点支持で十分じゃないかな、と割り切って工作しています。

だって、ロンビックイコライザを組み込むのって、やたらめんどくさいんですもん、ってのが本音ですが(^^;;;

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コメント

>大きな質量を持つ車輛、つまり大きくて重い車輛でも脱線はほぼ防げるだろうし集電も確実になる…

 まさに本質はそこにあります。小さな模型ですと慣性質量は小さく、加速度が大きくできますから、コンプライアンス(追随性)が良く、3点支持でもさほど大きな問題は起こりません。
 ある程度の大きさになりますと、走らせる向きによって、明らかにコンプライアンスに差が生じたり、重心のはみ出しに因って脱線し易くなったりします。

 確かに、ロンビックですと正確に作るのは至難の技ですし、それにバネを付けるメカニズムは考えただけで頭が痛くなりますね。
 
 

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