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車両火災事故の原因確定!!危険なのですぐストップ!! 

これが間違いなく車両火災事故の原因です。・・・本物じゃないですよ鉄道模型
先日発生した、、、→詳細はこちら

前の記事でグダグダと理屈をこねましたが、、、原因が判明しました。

株式会社ウェーブ社製の「A・スプリング」
気になったので、ネットで速攻で買ってみました。。。


決してこれが悪いわけではないのですが、やはりこれは本来電気を通して使うものではないので、、、メーカーに責任はないかと…でもだめとは書いてないのですが。

その、だめな理由がやはり・・・こちら、、、


抵抗値!!でました。。。
15cmのまま使いましたが、、、普段はこれを15分割の1cmにして、若干伸ばして使っているようですが、15分割では1つのスプリング2Ωになります。

ちなみに銅テープは、、、1.5mの長さでやりましたが、抵抗値0.1でした。
こちらは「Lughm」が使っている銅テープでは普段3×30mmで使用していますので、、、そのままだと我が家の安物計測器では未検出になってしまいます。が、1.5mからの計算で行くと・・・およそ0.008Ω、、、その差250倍!!

そうは言ったって、計算上ですから、、、なので、、、

実験してみました。。。


実験方法は簡単、、、パワーパック(KATOのハイパーD)につないだクリップにこのスプリングをつなげて、4メモリまで回してみました。

10秒で、、、、熱い!!  熱くて触れません。。。

確定です。。。計算する必要ありません。。。。だって熱いんですもの!!
今までの記事を書く努力はなんだったんでしょう。

熱くなったら溶けるかと思ってビニール製のファイルを置いてみましたが、、、、、必要ありません。。。10秒で熱いです。。。

今回のPopeye鉄道の車両火災事故、、、原因はショートです。

もちろん正しい状態で作られていたのなら問題なかったでしょう。
おそらくショートしていたのだと思います。うえの写真の実験ではパワーパックから直接電気を流しています。でもこのスプリングを使うと安全装置は働かない可能性があります。長さが2cm近くくらいまで短くしてみても、、、1cmではショートするのですが、、、

今回の室内灯、両足で往復2cm程度ありましたので、、、おそらくショートしていたのにある程度スプリングに抵抗があったため、安全装置が働かずに熱されたのです。

もし皆さんの中にも自作室内灯でこのスプリングをお使いの方は十分確認されたほうがいいと思います。信じられない方は、同じようにパワーパックにつないで、電流を流して触ってみてください。。。

ちなみに、熱くなりすぎますので、、、常点灯のダイヤルだけで少し置いてみてください、、、それでも触ると熱さを感じますので、、、

この後、常点灯状態で電圧を測ってみると2.2Vでした。抵抗値が30Ωなので電流は0.073Aで、、、これで十分暖かいくらいの感じでした。。。暖かさを感じるということは、これよりもちょっと電圧がかかると・・・
ダイヤルを4にしたら、、、、8Vで、、、、ということは電流は0.2Aでして。。。これではどんどん熱くなり、、、10秒で手で持てないくらいになりますから、、、このまま長時間走らせるとやはり炎上でしょうね!!

驚きはたった0.2Aでです。

しかも、このアンペア数ならパワーパックの安全装置は作動しませんね!!
もしかしたらPopeyeさんの車両は完全にショートしていたのかも!!それでもこのスプリングだと抵抗があるため安全装置が働かなかった。。。可能性は高いです。

もう一度、言います
株式会社ウェーブ社製の「A・スプリング」
         に電気を流すのは危険です。


最後にまとめです。

①まず、熱源はスプリング


この写真からもわかるように、テープLEDの裏面にはプラバンが貼り付けてあり、ブリッジダイオードにも接していますがこの部分は溶けていません。熱源がテープLED上の抵抗やLED、もしくはブリッジダイオードであればこのプラ板が解けるはず。

②このスプリングは電気が流れると発熱する
 私は素人ですし、この発熱したテープ室内灯は私のものではないので、電気的にどこに問題があったのかを検証することができませんが、このスプリングにある程度の電流が流れると発熱するのは実験により事実です。

この2点の事実から、集電の足にTamTamで発売の電気的に問題のないスプリングやリン青銅板、銅テープを使っていたのなら、発熱はなかったのではないかと・・・

ということで、、、安全な。。。自作テープLED「Lughm」はいかがですか!!
ビスタ2世の鉄道模型部品店』で発売中です(笑)。
買わなくてもいいので、ちょっと覗いてやってくださいな!!

皆さんの一票を!!お待ちしています♪

コメント

No title

> ぼなぱるとさん
コメントありがとうございます。

原因がわかってよかったです。
このスプリングの怖いことは発熱ではなく、ショートしても安全装置が働かないくらいの抵抗値があるということです。

おそらく普通室内灯ができていたのなら、問題なかったのかもしれません。ですが、半田付けのときなのか、テープLEDの不良なのか・・・回路がショート、、、それでもスプリングの抵抗で安全装置画はたらかない。そこが危険でしたね。

でも原因がはっきりしてよかったです。

No title

我が家も同じスプリング使ってるんですが、全く問題ないんですがね・・・^^;
実験の写真は、パワーパックの+-を1本のスプリングの両端につなげてるんですか?

No title

おはようございます。どうやらマズイ方向に話が進んでるようで、、、

まず、LED,抵抗,スプリング(と整流ダイオード)の発熱量は電流*電圧と考えて下さい。厳密にはこれは電力消費量であり、LEDでは発光による消費があるのですが、

点灯状態で、テスターで各素子の電圧を測定して下さい。150抵抗の電圧が6Vだったとしましょう。オーム則により電流は6V/150ohm=0.04A。すると抵抗の発熱量は0.04A*6V=0.24W。セーフ?危険?とにかく放熱環境と気温に依ります。今の季節、気温は上昇気味なので放熱効果が悪くなります。

この0.04Aはスプリングにも流れてます。なので2ohm*0.04A=0.08Vとなり、発熱は0.08V*0.04A=0.0032Wこれは十分にセーフでしょう。そもそもスプリングはむき出しで放熱効果は高いのでセーフのはず。

ちなみに、ダイオードのテスター電圧は2Vくらい?、ならば、2V*0.04A=0.08W、これもやばい熱源かも。

なお、この電流値はほとんどLEDにより決まってます。仮に、品質ムラなどでLEDがもっと電流大食いだとこれら発

No title

字数制限のため短文でまとめようとしてますが、もう少しだけ、整理しますと、

どの素子も発熱はします。問題はそれが危険レベルかどうか?です。それは放熱環境にも依存します。

最重要なことは各素子の発熱量は「電流とその素子の電圧の積」で決まるということです。そして、直列回路なので電流はどこも同じ。その電流を決めているのは、第一にLED、次が150ohmです。LEDが電流大食いだと、150ohm抵抗を増やして、電流を抑えるのが賢明です(暗くなりますが)。または放熱対策をしっかりします。

それと、150抵抗やLEDが発熱すると、導線(基板パターン)を伝わって他の素子も素早く加熱されます。ゆえに、スプリングも熱くなりますが、スプリング自体から生じる発熱量は150抵抗の2ケタ落ちということです。ですので、熱源(150抵抗)への対処が重要です。

最近のパワーパックやDCC機器は取り出せる電流が増えています。最大1A*12V=12W以上は当たり前です。この出力は半田コテ並みです。火事になるほど危ないのにブレーカーは作動してくれないのです。レール上の機器の取り扱いや設定には注意しまし

No title

> mitoona3さん
コメントありがとうございます。

たぶん問題ないです。
結果的には、その車両がショートしていたのだと思います。

普通ショートすると安全装置が働いて止まるのだけれども止まらなかった。今回のこのスプリングが危険だといったのは安全装置が働かない可能性があるので危険だということになります。

今回の足の長さが2本で2cmほどで、、、写真から見るとあまり延ばして使っていなかった感じでしたので、、、

正しく作られていたのであれば問題ないと思います。

No title

> sd7*****さん
コメントありがとうございます。

たぶんちゃんとした状態であればおっしゃられるようにスプリングに問題はなかったのでしょう。

抵抗やLEDの不良や取付けの際の不良でショートしていたのが直接の原因だと、、、

ただそうなったときでもこのスプリングだと安全装置が働かない可能性がある。そこが危険なんだと思います。

銅テープやリン青銅板では抵抗値はほぼ検出されず、安全装置が瞬間的に働きますので、、、

原因はショートですね。スプリングはその際の発熱元なだけで。。。その証拠にそれだけの電流が流れたら、150Ωの抵抗の部分も何らかの発熱があるのでしょうけれどその痕跡が見られませんので、おそらくそこには電流は流れていなかったのだと、、、その手前で短絡していたと考えたほうが自然ですね。

No title

どうも、

うーん、益々違う方向に、、、なかなかうまくコメントできない感じがしておりますが、もう一言だけ。

一般に言う「ショート」とは抵抗がゼロに近い状態を意味しますよね。スプリング付近でショートしただけなら、何もトラブルは起きない、でしょう。

繰り返しになりますが、直列回路の消費電流を決めているのは抵抗値の大きい素子(LEDとか抵抗)です。ショートしてもそこは消費電流には影響しませんし、同じ理由で、抵抗値の小さいスプリングも影響なしです。

そして、消費電流*電圧が消費電力(大半は発熱で消費)です。なお、この電圧は「消費してる素子に加わっている電圧」です。つまり、直列回路の場合「抵抗値の大きい素子」が「発熱の大きい素子」です。なのでここでもスプリングは問題なし。

それと、「黒焦げ箇所」が「熱源」とも言い切れません。焦げてるのは焦げやすい箇所ということですから。熱伝導により熱源以外の場所が焦げる可能性があるのです。

スプリングに何かの電気的な問題があるとしても、それは根本的な問題ではないということです。

150抵抗を500くらに増やすとか、してみて

No title

> sd7*****さん
コメントありがとうございます。

そうですね。焦げは溶けたぷらのものですから、そこが熱源とは限らないのはわかりますが、今回の写真を見てもらいますとわかりますように、テープLEDはプラ板に貼り付けてあって、そのプラ板は溶けた形跡がありません。ということはテープに乗っている抵抗は熱源ではないと、、、また床下もすべてプラで覆われていますがそれ以外は発熱していないと言えないでしょうか。

少なくとも、電気的なことが不明でも、このスプリングがリン青銅板だったらこのような初夏は起こらなかったと言えないでしょうか・・・

また抵抗値についてもおそらくこれを500にすると、明かりが暗くて使い物にならないと思います。

No title

> sd7*****さん
続きです。

ショートという言い方は確かにそのとおりですね。言葉を代用しすぎました。テープLEDに行く前に回路が閉じていたのだと、、、その原因はブリッジダイオードの不良なのか、テープLEDの不良なのか、はたまた、それらを取り付ける際の半田付けが悪かったのかもしれませんが、、、この集電部分が銅製品であれば、、、スプリングであってもTamTamなどで売っているちゃんとした電気対応部品であれば問題なかったのではと、、、今回はその部品が高価なのでモデル飾り用のスプリングを使ったことがまずかったのではないかと。

すいませんねぇ~(笑)
でも気になる事故だっただけに・・・

No title

おはようございます。

トラブルシュートお疲れさまです。
実際にブツを購入してまで検証されるところに熱意を感じましたよ。。
Popeyeさんはスプリングをあまり伸ばさずに使っていたことも一因かも知れませんね。
私もこれいいなぁと思ってまして、もう少しで手を出すところでした(^-^;

No title

> 屋根裏の住人さん
コメントありがとうございます。

たぶん、このスプリングを使っても問題ないのだと思いますが、でもやはり発熱が起こる可能性はあると、、、あくまでも素人検証の可能性ですがね。

やっぱり怖いですねぇ~。模型の改造は自己責任で・・・ってことですよねぇ。

No title

投稿ストップするつもりでしたが、もう少しコメントできそうですので、

>テープLEDはプラ板に貼り付けてあって、そのプラ板は溶けた形跡がありません

テープ自体は断熱材のようなものです。逆に、テープ上の銅製パターンは熱伝導率が高いので熱源からの影響で熱くなってるはずです。ですので、銅パターンにプラ板に直に接触していないなら、なかなか溶けないでしょう。それに、絶縁皮膜で銅パターンをコーティングしてても断熱になります。そもそも、テープ上の素材やコーティングは耐熱性を考慮してあるでしょうから、なかなか焦げないでしょう。

熱源から出た熱は銅パターンを伝わり(ながら徐々に放熱しつつ)、焦げそうな場所で問題を起します。当然、熱源そのものも耐熱性を考慮してあるはずなのでな、かなり焼けても平気でしょう。

抵抗値を増やしたくないのであれば、抵抗以外の方法で電圧降下させる回路を作りこむことになりますが、レギュレーター回路にしてもそこで電圧*電流分の発熱はおきますので、、、、あんまり簡単じゃないでしょうね。

そんな感じですね。では、

No title

> sd7*****さん
何度もすいません。コメント大変ありがたいです。

難しいですねぇ~一番いいのはヘッドライトなどで使われている定電流ダイオードをもひとつ入れてしまうのがいいのかもしれませんが・・・コストがかかりますからねぇ。

そうですね。抵抗は発熱していますからね。断熱効果も大きいのでしょうねぇ。

ちょっと不思議なのは抵抗からそんなに発熱してしまっていたのであればスプリングに伝わる前に自分自身を止めている半田が溶け出さないのかも疑問だったりします。半田とは間に断熱材は入っていないので、、、その熱が伝わって、スプリングまで達したのであれば、、、まぁプラが溶ける温度のほうが低そうでが、どちらかというと今回はそこまでの電圧が抵抗にはかかっていなかったが、スプリングにはかかったと考えるほうが自然ではないかと、、、

ご意見ありがとうございました。
けっこう楽しかったです。

No title

ようやく、話が収束しそうですね。

>(半田より)プラが溶ける温度のほうが低そうでが、

そのとおりです。


>定電流ダイオードをもひとつ入れてしまう

どのみち電圧降下させてるので、物理的な理屈は抵抗と同じで、電流*電圧の分だけ、そのダイオードが発熱します。私が「簡単じゃない」とコメントしたのは、レール電圧を12Vより下げない限り、本当に簡単じゃないのだと思いますよ。まあ理屈としては、その電圧降下分を熱以外の何かの方法で電力消費させればいいわけですが、、、

むしろ、発熱量を下げるのは放棄して、放熱効果をどうやって上げるか?耐熱性をどうやって上げるか?の方向性が賢明でしょうね。

とにかく、詳しく検証されたいのでしたら、点灯状態のLEDの電圧を測定してみてください。基盤が焼けた3連LEDは、問題ない基板の3連LEDよりも、電圧が少し低いんだと思います。そうなら、LEDの製品ムラですね。その「少し低い分」だけ、電流が増えるので、150抵抗の発熱が増えます。つまり、問題ない基板でも、触れないくらい熱くなってるでしょう。

No title

> sd7*****さん
コメントありがとうございます。

写真殻見るとやっぱり車体下側のほうから溶けている感じがするのですがねぇ~今回の場合は・・・これだけ離れた位置まで熱を伝えるほど熱く抵抗がなっているのに、いくら断熱材と入っても厚さ1mmにも満たないテープがそれほどの断熱効果があるとも、、、ものすごい断熱材かとも・・・

残念ながら焼けたその基盤は私のものでもないので我が家にはないので図ることができないのですがねぇ~。。。検証できるのは正常なものばかりでして・・・

放熱ですかぁ~車体をかぶせる以上難しいですねぇ~。。。でもやっぱり熱伝導率で鉄製のスプリングはまずいんじゃ・・・それにスプリングの巻きも今回詰まった状態でやってみたいですからね。もう少し間を最初から伸ばした状態にしてやれば隙間もできるので放熱効果が上がるかも、、、といっても私の場合スプリングは使っていませんが・・・

No title

上の写真(焼けた写真?)を拝見してて気付いたのですが、スプリングの下側のプラ床板が溶けてるんでしょうか?

そして、スプリングはテープLEDに直結ではなく、ブリッジダイオード(黒い平らな板)を経由してるんでしょうか?

それだと、問題の熱源はブリッジダイオードかも知れませんね。今朝の6時10分の投稿で指摘したとおりです。ブリッジダイオードからスプリングは直に加熱されます。でも、スプリングは金属なので少し焼けても燃えません。ブリッジダイオード自体も耐熱性はあるのでビクともしません。

でも、スプリングを伝わった熱は床板プラを(簡単に)溶かすでしょう、ということではないですかね。それを再検証できないのは厳しいですね。

No title

こんばんは

一連のコメント拝見しました。スミマセン、私はこのあたり理屈分からず作業のみ真似てる状態です(汗)
原因がスプリングではないかと結論付きそうでしたがまだ断定はできなそうですね。同じ部品を使ってるだけに気掛かりです。まして個体差の問題だとお手上げっす…。

No title

おはようございます。これがこの件の最後の投稿になりそうです。

個人的には原因は究明された感じですが、検証できないのが残念です。熱源は150抵抗とブリッジダイオードですよ。スプリングは熱源としてはぜんぜん問題ないはずです。

ブリッジダイオードを付けてるということはDCCでなくアナログ方式で使用されているものと推察します。アナログはレール電圧が変化するので、150抵抗を増やすのは躊躇するのでしょう。

さて、正常と思われている他の車両でもそれら素子はかなり熱くなってるはずです。放熱対策としては、スプリングの上端か下端の辺りに何かの金属板を付け足して放熱を促すとか、ブリッジダイオードからスプリングへの直付けをやめて間接的にしてみて下さい。

また床プラとスプリングの接触部を工夫するのも手ですが、そういうこと考えてると、なんでスプリングなの?要らない?と思うかも(笑)。ちなみに、KatoやTomixの前照灯LED基板でも抵抗はかなり熱くなりますが、抵抗をプラに接触させてないのでセーフです。

No title

すみませんが、補足です。みなさんがあんまりスプリングを疑うので、少し調べました。

そのスプリングの素材は鋼線?確かに電気抵抗はすこし高めですが、他の素子の比ではないので問題なしです。ただ、温度上昇における電気抵抗の増加は気になりますね。でもきっかけ(決定的な熱源)はダイオードと抵抗でしょう。

むしろ気になるのは熱伝導率が低いらしいこと。ダイオードで生じた熱が床板の銅板に逃げにくいと、スプリングが温度上昇して、マズイのかも?

こういう話しになると、私には即答できませんので、地道に検証してみてください。

では、

No title

こんばんは。

この製品での集電は、発火の可能性があるのですね。案外お手軽な工作ですので、試してみたいと思ったのですが、やめておきます。
ビスタ2世様の記事を拝見していなかったら、自分も車両が溶けていたかもしれません・・・。

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