プラレール改造： 蒸気機関車C12のモーター交換

（概要）
●蒸気機関車C12の走りは登り坂で力不足を感じます。
●タミヤのトルクチューンモーターに換装したところ、蒸気機関車らしい力強い走りが手に入りました。

※（株）タカラトミーではプラレールの改造はしないよう勧告しています。
　本ブログはプラレールの改造を推奨するものではありません。
　また、本記事を参考にして不利益を被っても、管理人は一切その責を負いません。
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動かなくなっていた蒸気機関車C12ですが、今のところ分解手入れ後は順調に走行しています。

快調に走るプラレールC12

ところが、馴らし運転の様子を眺めていた子供から「遅っ！！」という声が・・・。

確かに、先日買ったばかりのプラレール新幹線E4系マックスと比べると、明らかにスピードが遅く感じられます。
しかし機関車ですので、やたら早いとかえって違和感が出てしまいます。

とは言え、登り坂を苦しそうに登るC12を見ていると、やはりトルク不足は否めません。
なんとかもっとパワーアップを図る方法はないでしょうか。

前回、動力ユニット内部のゴミを清掃して油を注していますので、これ以上、できることは次の２つしか思いつきませんでした。

１．電池を換える。
　エネループから乾電池にすれば、使用初期の電圧が高いため元気のいい走りが期待できる。

２．モーターを変更する
　より定格トルクが大きいもモーターに換装する。

１案はお手軽ですが、エネループがとても便利なのですぐ却下となり、２案を試してみることにしました。


モーターの交換に際して、まず初期状態の（といっても購入直後と比べれば動きが悪くなっている可能性がありますが）、C12が現在どの位の性能なのか確認したくなりました。

まず、動輪の回転数を確認します。
測定には、（株）小野測器のディジタルハンドタコメータHT-4100を使用しました。
　→（株）小野測器HP http://www.onosokki.co.jp/

単4電池3本で使えるお手軽タコメータHT-4100

測定するには、まず反射テープを被測定車輪に貼り付ける必要がありますが、添付のテープのままだと大きすぎるので、車輪の幅に合わせてカットしました。
説明書を見ても何も書いていませんが、ちゃんと測定できるかちょっと不安です？

動輪に反射テープを張り付け

HT-4100を近づけてボタンの押すと、赤いレーザー光が照射されました。
数字が表示されましたので、なんとか測定できるようです。

回転数を測定中

機関車C12の回転数は174～178r/minでした。
ちなみに、新幹線E4系マックスは高速モードで305r/min位、低速モードで145r/min位。

また、実際に貨車を引かせて平坦レールを走らせた時の走行速度を計測します。

レールの両端にストップレールを設け、直線レール11本をつなぎます。
直線レール11+ストップレール1、1本あたり21.5cmですので、全長は258cm = 2.58mです。

ストップウォッチで時間を測定しました。
機関車C12は13.3sでしたので、698m/h = 0.7km/h
新幹線E4系マックスは7.1s　→　1,308m/h = 1.3km/h（高速モード）、14.2s　→　654m/h = 0.7km/h（低速モード）

誤差を含むとはいえ、平坦レールで比較すれば、低速モードとしては特段機関車C12が遅い訳ではないようです。


では、いよいよモーターの換装をすることにします。
換装するモーターは、タミヤミニ４駆のチューンナップパーツとして売られているトルクチューンモーターを準備しました。

模型店で400円弱で売られています。

前回と同じ手順で、本体ボディーと台車を分解します。

動力ユニットも台車から切り離した。

動力ユニットのモーターを外すため、モーター側のスイッチ金具を外します。
上手く説明しづらいですが、金具は穴を通したプラスチックの頭を熱で溶かして潰すことで、これが固まって固定されています。

金具は２か所で留められています。（矢印のところ）

 金具を抑えているプラスチック部分を、デザインナイフで丁寧に削り取ります。

プラスチックを削り取ったところ。違いがわかります？

下の写真は、モーターユニットを開けて撮影したものです。上で外した金具はモーターのリード線接続端子に直接ハンダ付けされていました。

モーターのリード線端子は両方ともハンダ付けされている。

市販のハンダ吸い取り線を使って、ハンダを取り除きます。

ここで完全にハンダを取り除くことができれば、先の金具を外さなくても、モーターの取り外しが出来るかもしれません。
私の場合、ハンダを取り去るまで、どのように端子に金具が付いているか判らなかったことと，作業中に金具にへんなクセがつくことを嫌って、念のため金具を外しています。

かなりしっかりハンダ付けされていました。

ハンダをきれいに取り去ると、接続されていたリード線と金具が外れました。

写真では動力ユニット内のギアはすでに外されています。

初期状態で装備されていたモーターを取り外して、買ってきたトルクチューンモーターと並べてみました。
左が初期モーターです。白いシールはハンダの熱保護用でしょうか？

サイズは全く同じです。

念のため、シャフトの頭がウォームねじから出ている長さを計測すると0.85mmでした。

実際はデプスバーで測定しています。

マイナスドライバーをねじの根元に差し込んで、ウォームねじを少しずつ抜きます。

ある程度抜けたら、一気につまんで抜きました（笑）

外れたウォームねじです。根元側には十字のモールドが掘ってありました。
組立工程で方向を間違わないためだと思われます。

見ずらいですが、ねじの根元側にモールドが。

ウォームねじを、新しいモーターに差し込みました。
ねじの頭から、シャフトの頭が0.85mm飛び出すように慎重に調整します。

ウォームねじの向きもOKです。

動力ユニットに新しいモーターを入れて、ギア類を組み込みました。

ウォームギアのかみ合わせも問題ありません。

動力ユニットの外側カバーをはめ込みます。
外した金具は、瞬間接着剤で慎重に固定しました。

モーターのリード線接続端子はまだ何もしていません。

最後に、リード線と金具をモーターの端子にハンダ付けします。外す前と同じように、簡単にとれないよう、ハンダは惜しまず使うようにしました。

遊ぶ途中で外れないよう、しっかりと固定します。

台車を組み立てると、僅かに新しいモーターのオレンジ色を見ることが出来ます。ちょっとワクワクしてきましたね。
試しに電池を入れてスイッチをオンにすると、おお～！！軽快に動きます。

オレンジ色がちょっとカッコいい感じ

あとは、ボディをつけて完成です。
モーターは全く見えないため、外観上はモーター換装前の初期状態と変化ありません。

それでは、どの程度性能が変わったか確認します。

まず、回転数ですが、測定したところ171r/minでした。
換装前に比べやや遅くなりましたが、まあ誤差の範囲でしょう。

つづいて、スピードです。
同じコースで時間を測定したところ13.4sでしたので、693m/h = 0.7km/hとなり、こちらも変化なしといって差支えないレベルでした。

しかし、坂道を登らせると、貨車を引かせても全くスピードが衰えることなくグングンと登ります。
試しに８台の貨車を引かせて登らせると、坂レールを登り切るあたりで後輪をやや空転させながらも、力強く進んでいきました。
子供からも「C12スゲー！！」と感嘆の声が（笑）


実は、換装前に平坦コース以外に坂道コースも作り時間を測定するつもりでしたが、用事があって省略してしまったのでした。
おかげで、具体的な登坂性能向上が値でわからずじまい。こんなことなら、平坦コースをやめて坂道コースだけにしておくべきだった・・（笑）

しかし、機関車らしい、とても力強い走りが手に入ったので満足しています。

オマケに、機関車C12のために子供たちが坂道コースを作り、いろいろテストしてくれて写真まで撮ってくれたので紹介します。

ちらかっているのは愛嬌ということで・・・（笑）

息切れせず、ラクラク登るようになりました。

これで、またしばらく遊んで様子をみることにします。