性能試験


現車３２両・１６００トン列車を牽引して勾配登坂する、Ｔｏｍｉｘ製ＥＦ６６−２０
１００番台車とともに、今なおＮＳＲの歴代機関車の中では最強


＜牽引力試験＞　〜２００７年７月実施〜
＜勾配登坂試験＞　〜２００３年５月実施〜（参考程度）




＜牽引力試験＞
〜２００７年７月実施〜


　Ｔｏｍｉｘ製ＥＦ６６形の後継代替機候補として、２００７年７月にＴｏｍｉｘ製ＥＦ５１０形を導入。
　これを機に、各機関車のＮＳＲ本線上での牽引定数を決めて、適切な車両運用が行えるようにするため、在来機も含めた全ての機関車について、どの程度の牽引力があるのか等を実測した。

　以下の数字のうち、重量については１グラム＝１トン（ｔ）で表記する。

今回の測定・試験項目
＜線路条件＞
ＮＳＲ本線・内回り線区間（L=16.73m）
　（中央ターミナル場内）→（UP 22‰：R=280：L=0.44m）→（UP 25‰：L=0.7m）→（UP 8‰：L=0.84m）→（Level：R=280：L=0.58m）→（UP 17‰：L=2.08m）→（UP 35‰：R=280：L=0.44m）→（UP 10‰：L=0.36m）サミット（DOWN 30‰：L=0.2m）→（DOWN 45‰：R=280：L=1.07m）→（西都駅場内：L=2.12m）→（DOWN 10‰：R=280：L=1.44m）→（Level：L=3.08m）→（DOWN 20‰：R=280：L=0.72m）→（中央ターミナル場内：L=2.66m）
（１）起動電圧値測定 （測定区間）ＮＳＲ本線上での平坦線区間。
（測定条件）単機時の起動電圧値を測定。前後進各５回測定した平均値。
（２）定速走行測定 （測定区間）ＮＳＲ本線・内回り線
（測定条件）７００ｔ牽引時に実車換算１００ｋｍ／ｈ（DF50およびDE10の場合は90km/h）走行時の電圧値。また、この場合の外回り線周回にかかる所要時間（５周周回の平均値）を測定。
※「実寸大換算100km/h＝280mm×2本/3sec」
（３）本線登坂試験 （測定区間）ＮＳＲ本線・内回り線
（運転条件）（２）の走行条件において、中央ターミナル〜サミット区間（距離5.44m／平均勾配16.5‰）を、実車換算平均８０ｋｍ／ｈ（DF50およびDE10の場合は65km/h）以上の速度を保って登坂可能な牽引トン数。
※「実寸大換算平均80km/h＝中央ターミナル〜サミット間所要36sec」
※「実寸大換算平均65km/h＝中央ターミナル〜サミット間所要45sec」
（４）最大牽引力試験 （測定区間）ＮＳＲ本線・内回り線・中央ターミナル〜サミット区間
（運転条件）登坂、および勾配途中（サミット手前）からの再起動が可能な最大牽引トン数。
※牽引トン数は１００トン単位とする
＜使用車両＞コキ１００系を使用。１両あたり積車換算５両（５０ｔ相当）となるようにコンテナを積載。
＜電圧測定方法＞使わなくなったＤＣフィーダを利用し、リード線側を測定器に接続。
＜コントローラー＞Ｔｏｍｉｘ　Ｃ１０００−Ｌ（最大出力１２Ｖ）


形式・番号メーカー製品品番導入年月 重量
(トン)		 （１）
起動電圧		（２）定速走行測定 （３）
本線登坂
試験		 （４）
最大牽引力
試験
電圧所要時間
EF66-20Tomix<2112>2004.91132.9 V5.4 V1min 31sec1,100 t(*1) 1,600 t
EF66-108Tomix<2124>2004.101152.7 V5.0 V1min 31sec1,100 t(*1) 1,600 t
EF66-117KATO<3046>2005.6912.2 V6.2 V(周回不可) 450 t1,000 t
EF200-6KATO<3036>2001.121182.8 V4.9 V(周回不可)500 t1,100 t
EF210-104Tomix<2146>2002.5932.7 V5.5 V1min 43sec700 t1,300 t
EF510-3Tomix<2162>2007.71171.7 V5.3 V1min 37sec800 t1,600 t
EF64-1014Tomix<2115>1987.41092.5 V5.4 V1min 38sec900 t1,500 t
DF50-32Tomix<2204>2001.6821.8 V3.9 V1min 55sec650 t900 t
DF50-60MicroAce(A1378>2005.11691.8 V7.0 V(周回不可)550 t700 t
DE10-1036Tomix<2202>1982.10572.7 V4.6 V(周回不可)450 t700 t
(*1) 車両性能としては 1,700 t 以上



　（２）（３）の結果から、各機関車の通常使用に耐えうる「許容牽引定数」を決め、（４）の結果から、「これ以上は無理！」という「最大牽引定数」を決めた。
　結果は、以下の表の通り。

形式・番号メーカー 許容牽引定数
(換算数)		 最大牽引定数
(換算数)
EF66-20Tomix110両160両
EF66-108Tomix110両160両
EF66-117KATO45両100両
EF200-6KATO50両110両
EF210-104Tomix70両130両
EF510-3Tomix80両160両
EF64-1014Tomix90両150両
DF50-32Tomix65両90両
DF50-60MicroAce55両70両
DE10-1036Tomix45両70両



　相変わらず、手持ちの機関車の中ではＴｏｍｉｘのロクロクがもっとも牽引・登坂力に優れ、１,０００トン列車を牽引してＮＳＲ本線を普通に周回可能なのはこの車両だけである。
　０番台／１００番台とも性能はほぼ同じだが、０番台車の方が若干高めの電圧をかけてやる必要がありそう。
　なお、同車のリニューアルされた現行ロットについては、所有していないので性能については未知数。試してみても良いが、ちょっと恐い（苦笑）

　７００トン牽引時の周回テストでは、１周平均１分３１秒で周回しており、平均時速は実車換算で９９ｋｍ／ｈ。そしてこの場合の中央ターミナル〜サミット間の平均時速は、実に９７ｋｍ／ｈ、、、、つまり上り勾配でも全くと言っていいほど速度が落ちていないことを示している。

　最大牽引力テストでは、実は３５両／１,７００トン牽引でも難なく勾配途中での再起動に成功しているのだが、再起動後の登坂中に、３５‰の左２８０Ｒを通過中に、機関車次位の貨車が転覆してしまっている。０／１００番台車合わせて４回テストしていずれも再起動には成功しているが、そのうちの３回で貨車が転覆または脱線したため、ＮＳＲ本線上における実用上の最大牽引定数を１,６００トンとしている。従って、機関車自体の性能としては、１,７００トン以上の性能があることが確認できている。


　前回（２００３年）のテストで惨憺たる成績だったＴｏｍｉｘのＥＦ２１０形が、今回は大健闘しているのが謎といえば謎。
　前回はどこか調子悪かったのか？（＾＾；　いや、、今回がまぐれとか？（ｗ


　マイクロエースのＤＦ５０形は、８００トン牽引登坂時に１０Ｖ以上の電圧をかけると、カーブで前位側台車が浮き上がって脱線してしまった。７００トン牽引ならなんとか脱線せずにクリア可能。
　しかし、他の機関車はフルパワー（電圧１２Ｖ）をかけても脱線した物は皆無で、基本設計に問題があるのかも？


　導入から２０年を超えたＴｏｍｉｘ製ＥＦ６４形が、いまだにＥＦ５１０形と互角の性能を持っていることに驚かされる。
　ただ、さすがに経年劣化のせいもあってか、発進・停止はお世辞にもスムーズとは言い難く、実際にこんな機関車を旅客列車に使ったら、苦情が殺到するかもしれない（ｗ


　Ｔｏｍｉｘの電機に比べて、ＫＡＴＯのそれは少々情けない結果に終わっており、事実ＫＡＴＯの電機は現在は完全に休車状態となっている。

　一応ＫＡＴＯの電機を弁護しておくと、ＮＳＲでの使用条件が少々厳しすぎるとも言える。
　今回試験に使用したコキ１００系は、空車状態だと１両あたり１０トン程度であり、１個あたり２トン（ウエイト無しの状態）の１２フィートコンテナを満載したコキ１００系を１５両繋いだところで、重量は３００トン程度にしかならない。また、今回は使用しなかったが２４系客車の重量は１両あたり３０〜３２トンで、１２両編成でも４００トンまで行かない程度の軽さである。
　したがって、ＫＡＴＯの電機も通常の常識的な範囲で使用する分においては、性能不足を感じることはまず無いはずである。


　最近の動力車はフライホイールが多く、確かに低速域から高速域まで実にスムーズな走りを見せてくれるのだが、非フライホイールである、現有のＴｏｍｉｘ製ロクロクもギクシャクするほどでもなく走り自体は安定しているし、牽引力に関してはフライホイール車軍団でＴｏｍｉｘのロクロクに敵う車両は未だ存在せず、その点ではフライホイールって意外とたいしたことないなぁ、、というのが、正直な印象。

　その意味でも、ＴｏｍｉｘのＥＦ５１０形の性能は、ちょっと嬉しい誤算だった（＾＾；

　ちなみに、ＥＦ５１０形は１,７００トン牽引では勾配途中から再起動できなかった。


　また、（３）の結果に対する（４）の結果の数値が、非フライホイール車の場合はおよそ１．５倍だが、フライホイール車の場合は概ね２倍程度になっており、動力機構による差ではないかと考えられ、興味深い。


近年購入したフライホイール車の中では最高の性能を発揮した、
Ｔｏｍｉｘ製ＥＦ５１０形
３２両／１６００トン牽引で勾配途中からの再起動に成功！




　なお、これ以降も新規に導入した機関車については、同様のテストを実施して牽引定数を決定することにしている。

　ただし最大牽引力試験は関しては、過去にこの試験が元で調子が悪くなった機関車も存在するほどかなり過酷な試験であるため、「許容牽引定数」の１．４〜１．５倍程度の重量で牽引試験を行い、その結果を基に推定値として最大牽引定数を設定する場合もある。



テスト結果に基づく牽引定数





＜勾配登坂試験＞
〜２００３年５月実施〜


※こちらは、上記試験に比べてかなり大まかなので、参考程度に


　２００３年５月当時在籍していた機関車９両のうち、車齢２０年を超えているＤＥ１０形を除いた５形式について、勾配登坂試験を行った。
　ＥＦ２００形のみ関水製で、それ以外はＴｏｍｉｘ製である。


　試験区間は線路改良前のＮＳアーバンライン内回り線で、中央ターミナルを通過後、まず長さ１ｍ強の５％上り勾配区間（Ａ区間）の後、約１．５ｍのレベル区間（Ｂ区間）を挟んで、約２．５ｍの５％上り勾配が連続（Ｃ区間）する区間で、レベル区間は２８０〜３１７Ｒの逆Ｓ字曲線、そして上り勾配の最後に２８０Ｒの曲線がある、かなりの難所である。

　レールはＴｏｍｉｘの道床付きレール。コントローラーはＴｏｍｉｘのＣ１０００−Ｌを使用。


　この区間を、総重量約０．８ｋｇの２８両編成のコンテナ列車と、それにタンク車１３両を増結した総重量約１．１ｋｇの４１両編成の貨物列車を牽引して登坂させる。

　コキ車２８両のうち、１２両はプラスチック車輪のコキ３５００００形、その他は金属車輪のコキ１００系である。

　登坂開始時点での列車の速度は、実寸大換算で１００ｋｍ／ｈとした（ただしＤＦ５０形は同９０ｋｍ／ｈ）。

　試験結果は以下の通り。


機関車形式 コキ２８両
（現車２８両／換算８０両）		 コキ２８両＋タキ１３両
（現車４１両／換算１１０両）
登坂初速均衡速度再起動登坂初速均衡速度再起動
ＥＦ６４−１０００
（車齢１６年）
（重量：110g）		100 km/h40 km/h(*0)−100 km/h（停止）(*5)不可(*4)
ＥＦ６６−１００
（車齢１２年）
（重量：115g）		100 km/h90 km/h−100 km/h45 km/h−
ＥＦ２００
（車齢２年）
（重量：120g）		100 km/h30 km/h(*0)−100 km/h（停止）(*6)不可(*8)
ＥＦ２１０
（車齢１年）
（重量：90g）		100 km/h（停止）(*1)可(*2)100 km/h（停止）(*7)不可(*8)
ＤＦ５０
（車齢２年）
（重量：80g）		90 km/h（停止）(*3)不可(*4)−−−
ＥＦ２００
ＥＦ２１０
重連
−−−100 km/h60 km/h−
ＥＦ２１０
ＥＦ６４−１０００
重連
100 km/h70 km/h−−−−
ＤＦ５０
重連
90 km/h45 km/h−90 km/h40 km/h−

※速度はいずれも目測による実寸大換算値
※均衡速度は、登坂中もっとも速度の低下した時点での速度
※「再起動」は勾配途中で停止した場合のみ実施

(*0)登坂中は激しい空転発生
(*1)勾配区間終了約０．５ｍ手前で停止
(*2)フルパワーで可
(*3)Ｃ区間開始地点で停止
(*4)フルパワーでも、１０ｃｍ程度動いた後完全に停止
(*5)Ｃ区間終点付近で停止
(*6)Ｃ区間始点から０．３ｍ地点で停止
(*7)Ｃ区間始点から０．２ｍ地点で停止
(*8)フルパワーでも、微動だにせず


　もっともパワーがあるのはＥＦ６６−１００で、ＥＦ２１０とＥＦ６４−１０００の重連をも上回る均衡速度で軽々と登ってしまい、コキ２８両牽引なら端から見ていても多少速度が落ちたかな？　と感じる程度である。モーター自体の出力がある上に重量が重く、それが粘着力の点で有利に働いているというのが要因として考えられる。

　試験に使用したＥＦ６６−１００は１９９１年購入で既に車齢１２年を数える車両だが、コキ２８両＋タキ１３両の４１両編成列車だと、単機でこの勾配を登り切れるのはＥＦ６６−１００だけで、今なお現役機関車の中では圧倒的な高性能を誇っている。

　意外とパワーがあるのがＥＦ６４−１０００で、購入後１６年が過ぎているとは思えないほどの好調ぶり。

　逆に牽引力の無いのがＥＦ２００で、ＥＦ６４−１０００にも完敗という情けなさ。
　テストした車両中でもっとも重量が重い（＝粘着力が確保できる）にもかかわらずこのていたらくで、基本性能自体に問題があると思われる。



　２００４年１０月現在、ＮＳＲのスーパーライナーは現車１４両／換算６０〜７０両が基本なので、上記テストでの２８両編成ぐらいはちゃんと牽引できないと、本務機としては使えない。


　その観点からすればＥＦ２１０はまるでダメダメで、南央美分所から本線へのアプローチ部の勾配さえ登れない有様で、これではスーパーライナー牽引機としては全然使い物にならない。

　ＤＦ５０は意外と健闘しており、コキ２８両重連牽引の場合は、ＥＦ２００を上回ってＥＦ６４−１０００とほぼ同等の登坂力を持つ。




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