TOMIX腕木式信号機の切替制御　その3

2020/10/24 06:00

TOMIX腕木式信号機制御法開発は直流切替従来線改修仕様が7Vに決まりましたので、コンデンサ切替式の延伸線に進みます。

【横谷観音】
前回更新日10月21日（水）は例年より10日ほど早く紅葉が見頃を迎えてると聞き、標高1,500ｍの蓼科へ紅葉見物に行きました。

【横谷峡王滝】
平日にも係らず駐車場満杯、地元ナンバーは半分弱、Go to利用でしょうか東京／神奈川／埼玉／千葉の首都圏ナンバーが目立ちました。　もっとも若い人の姿はほとんどなく、平均年齢は軽く60歳を超えてた様です。

【雲海に浮かぶ冠雪の甲斐駒と南ア連峰】
押され気味の地元ナンバーにも『諏訪』より『長野』『松本』が多く、県独自の観光振興策で通常価格1/3以下制度利用者も多かった様です。

５．切替必要パワー下限値の計測コンデンサ切替編
コンデンサ切替式の切替必要パワー下限値の計測は実験回路を作成し、コンデンサ容量を変化させて切替可能下限容量値を計測し、適正動作マージンの最終仕様を決定します。

実験回路はポイント切替と同じ回路構成で、保護回路ポリスイッチを省略してます。

ユニバーサル基板で実験回路を製作しました、ICソケット使ったのは複数コンデンサ合成容量試験の為です、リードが太い大容量コンデンサ用に上端は半田盛りしてあります。　ソレノイド抵抗6.4Ωは12V瞬時電流1.9A近くなるので、3A容量線を使用しました。

でもね、その先製品配線がこれじゃほとんど意味ありません。　多分0.8A、あって1A容量配線です。　KATOはキチンと配線選択してますが、TOMIXは配線選択も出鱈目です。

最初に1000μFで試験します、TOMIXサイドコネクタ10.7V/4700μF比較で小パワーですが、1000μFで動作すれば小容量側へ、動作しなければ大容量側へのスタート条件選択です。

ところが試験開始1発目にカチッと切り替わっただけでウンともスンとも言わず、調べるとソレノイド抵抗オープンで断線しご臨終でした。　7V駆動化で長生きしてもらう予定がコンデンサ切替試験で破損させてしまいました、この条件で試験継続する事はできません。

破損原因を同等抵抗値4.7Ωの16番ポイントマシンを使い確認します。

12V/1000μFの切替波形見てビックリ、ピーク12.8Vでした。　切替可能下限電圧の2.84倍、TOMIX推奨条件サイドコネクター出力10.7Vより2V以上高い電圧です。　従来線用法で消耗した処へ瞬時電流2Aで断線が起きた様です、完全に事前確認しなかった筆者のミスです。　それにしても従来線用法も直流12Vでそれほど違わないハズと確認しました。

12V切替（黄破線）と思ってたら実際は9V前後で、ピーク10.4VはTOMIXサイドコネクター出力より低くなってました。　

何で12Vより低いのかと、信号機SW端子電圧確認すると12Vでした。　ソレノイドは誘導性（コイル）負荷なので抵抗と違う動きをする様です。　いずれにしてもTOMIX腕木式信号機コンデンサ切替に12Vは高過ぎると解りました、1基破損は高い代償でしたが（涙）

なお、前回直流駆動試験はSW入力端電圧計測ですので、従来線用法のオーバーパワー度、単動6.25倍。連動5.3倍に間違いはありません。

★従来線用法の評価
ここで12基中2基破損した7年間の従来線使用実績と波形確認、今回の破損事故結果をTOMIX推奨条件と比較してまとめました。

不良モードには過電流で巻線溶断の『瞬時モード』と、溶断には至らない大電流や発熱ストレス蓄積による『劣化モード』があります。　瞬時モードはピーク電圧で決まり、劣化モードは駆動波形の面積で決まります。　

①従来線用法は予想に反してピーク電圧がTOMIX推奨条件よりわずかに低く、瞬時モード不良リスクは同等と解りました。
②新品では不明ですが、従来線用法7年間使用品がピーク電圧12.8Vで断線しました。
③劣化モードについては従来線用法が圧倒的に不利で、コンデンサ切替のTOMIX推奨条件の2倍から最大6倍程度のストレスがあり、これが2/12基不良の原因と推定されます。
④TOMIX推奨条件は切替必要パワー下限電圧の2.22倍のピーク電圧（ピーク電流1.67A）でオーバーパワーと推定されますが、コンデンサ切替試験終了まで断定できません。

さて、コンデンサ切替試験行うには12Vより低電圧電源が必要です。　直流駆動7Vならコンデンサ切替には9V前後が丁度良いのですが･･･、そう言えばと思い出して探しました。