ビスタ模型鉄道（エヌゲージ日記）

> 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。

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？

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

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

> 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。

> 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。

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

> 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。

> 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・・・

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(^-^;

> 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。

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、

> 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。

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。

> 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・・・

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。

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…。

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。

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、

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･･･｡