近鉄ラビットカーとは、1957(昭和32)年に近鉄南大阪線にデビューした通勤電車で、優等列車の邪魔にならないようにオールMで4.0km/h/sの加速度を誇る高性能車だ。
ここだけを見たら、阪神ジェットカーと並んで凄い存在なのだが、果たしてそれだけの性能があるのかどうかちょっと検証してみよう。
近鉄ラビットカーは6800系といって、車体重量30.5tの20m車だ。主電動機は75kWのMB3032Sを用い、直列制御でのみ使用している。これは、直並の渡りでスムーズな加速が妨げられる事を避けた措置である。
電車は下記のような車両で、2両でユニットを組み、それとは別に1両単位の増結車両もあったらしい。
近鉄6800系 電気車研究会刊 電気車の科学1957年11月号表紙から転載
で、この車両に限らず、車両の性能をみるには、力行ノッチ曲線などがあれば非常にたやすい。
今回は、電気車の科学に近鉄6800系の力行ノッチ曲線が掲載されていたので紹介する。
赤色の縦線は、この車両が装備しているMB3032Sの一時間定格電流である250Aを示している。
近鉄6800系力行ノッチ曲線 電気車研究会刊 電気車の科学1957年10月号34ページから転載
加速度は何度もいうようにモーターの引張力、車両の重量がわかれば簡単に求める事が出来る。加速度(km/h/s)＝編成での引張力÷編成重量÷30.9で良いのだ。
これを組み替えると、加速度4.0km/h/sの時の引張力を求める事が出来る。
あと、このノッチ曲線の単位を見てみると、右端の1000から8000まで数字が書いてある上に「Tractive Effort/4Moter」とある点に注目して欲しい。これは4モーターにおける引張力という意味だ。
6800系は2両単位だから8モーターだけど、このグラフは4モーター単位のグラフになっている。だから、2Mで走る場合の引張力はこの表にある数値を倍にしなければならない。
この単位の欄は、モーター単位やMMユニット単位などがあるから、まずこの単位をきっちりと確認して、どういう状況のグラフかを把握すること。
1両単位なんだから、1両で考えてみよう。近鉄6800系は1両30.5tであるから、空車時の30.5tを4.0km/h/sで加速させるために必要な引張力は4.0km/h/s×30.5t×30.9＝3770kg/tだ。
これがわかれば、ノッチ曲線の3770kg/t出すのに必要な電流を見てみる。
こんなに細かくはグラフから拾えないので、まず右側の3000と4000の間にある太線の部分(3500)をポイント史、これと4000の間くらいの横線を左に追っていき、「TF FF」と書かれた左下から右上に書かれた線との交点をポイント。そのポイントから垂直に下に降りてきたら、その時点の電流量がわかる。
だいたい320Aくらいであろうか。。。。
つまり、近鉄6800系は1両30.5tの車両が空車の状態で、320Aの電流をモーターに流せば起動加速度4.0km/h/sで走る事ができると読めるわけだ。
この6800系のはっきりした定員はわからないが、20m・狭軌・先頭車という組み合わせを考えると国鉄であれば140名程度だが、私鉄は若干多くカウントするケースがあるので、ここでは150名を定員にしてみよう。
空車の段階で320Aの電流が必要なラビットカーは100%乗車時ではどの程度の電流を流す必要があろうか？
1名50kgとして150名だと7.5tとなるので車体重量30.5tと合わすと38tとなり、先の計算から4.0km/h/sを出すには4.0km/h/s×38t×30.9＝4700kg/tとなる。
ノッチ曲線から同様に電流を調べると375Aくらいだろうか。
これだけの電流を流せば、諸元通りに4.0km/h/sを出す事ができるが、問題なのは熱容量だ。一時間定格電流250Aの所に、空車で320A・定員乗車で375Aというのは、かなり過負荷な状態だ。当時の電気車の科学には「往路は順次荷重が増加していくが折り返しての帰路は空車に近くなることから、終端駅で着発運転を行ったとしても、往路に上昇した主電動機の温度は帰路に冷却されるので重量の増加を招く強制通風を採用せず、自己通風のままで75kWの電動機に高温ハンダ、Ｈ種絶縁などを採用してピーク容量を増加し、90kW相当の出力を持たせる事が出来た」とある。
空車時の実出力というのは、端子電圧340V×320A×効率0.85＝92kWで記事の内容とほぼ一致する。
つまり、この運転ができるのは、上り方面で空車～定員乗車程度の乗客が乗り、終端駅で折り返したあとは、ほぼ空車状態で下っていくような乗車人員でなければモーターが持たないわけだ。
ということは、ラビットカーが謳っている4.0km/h/sという加速度は、往復のうち往路のみ乗客が乗り、復路は空車のような乗車率でなければ使えないという事になる。
しかも、往路と言うのは矢田－阿部野橋のわずか5kmという区間の話だ。
つまり、山手線のようにぐるぐる回る路線や、京浜東北線のように長い路線を大量の乗客を乗せて走ると言う事は、モーターの特性上無理と言う事になる。
この辺も、きちんと資料を精査すれば見えてくるのだが、多くの人は「近鉄ラビットカーは4.0km/h/s」という部分しか見ない。
その数値で国鉄線上を走れるのか？いや、別に国鉄線上でなくても良い。南海本線は走れるのか？そういう部分で性能は見ていかねばならない。。。。
結局、一部区間の特定の条件下でのみ出せる性能であるという事は、きちっと注釈にしておかないと、勘違いする人が多く出てしまうのだ。
ここだけを見たら、阪神ジェットカーと並んで凄い存在なのだが、果たしてそれだけの性能があるのかどうかちょっと検証してみよう。
近鉄ラビットカーは6800系といって、車体重量30.5tの20m車だ。主電動機は75kWのMB3032Sを用い、直列制御でのみ使用している。これは、直並の渡りでスムーズな加速が妨げられる事を避けた措置である。
電車は下記のような車両で、2両でユニットを組み、それとは別に1両単位の増結車両もあったらしい。
近鉄6800系 電気車研究会刊 電気車の科学1957年11月号表紙から転載
で、この車両に限らず、車両の性能をみるには、力行ノッチ曲線などがあれば非常にたやすい。
今回は、電気車の科学に近鉄6800系の力行ノッチ曲線が掲載されていたので紹介する。
赤色の縦線は、この車両が装備しているMB3032Sの一時間定格電流である250Aを示している。
近鉄6800系力行ノッチ曲線 電気車研究会刊 電気車の科学1957年10月号34ページから転載
加速度は何度もいうようにモーターの引張力、車両の重量がわかれば簡単に求める事が出来る。加速度(km/h/s)＝編成での引張力÷編成重量÷30.9で良いのだ。
これを組み替えると、加速度4.0km/h/sの時の引張力を求める事が出来る。
あと、このノッチ曲線の単位を見てみると、右端の1000から8000まで数字が書いてある上に「Tractive Effort/4Moter」とある点に注目して欲しい。これは4モーターにおける引張力という意味だ。
6800系は2両単位だから8モーターだけど、このグラフは4モーター単位のグラフになっている。だから、2Mで走る場合の引張力はこの表にある数値を倍にしなければならない。
この単位の欄は、モーター単位やMMユニット単位などがあるから、まずこの単位をきっちりと確認して、どういう状況のグラフかを把握すること。
1両単位なんだから、1両で考えてみよう。近鉄6800系は1両30.5tであるから、空車時の30.5tを4.0km/h/sで加速させるために必要な引張力は4.0km/h/s×30.5t×30.9＝3770kg/tだ。
これがわかれば、ノッチ曲線の3770kg/t出すのに必要な電流を見てみる。
こんなに細かくはグラフから拾えないので、まず右側の3000と4000の間にある太線の部分(3500)をポイント史、これと4000の間くらいの横線を左に追っていき、「TF FF」と書かれた左下から右上に書かれた線との交点をポイント。そのポイントから垂直に下に降りてきたら、その時点の電流量がわかる。
だいたい320Aくらいであろうか。。。。
つまり、近鉄6800系は1両30.5tの車両が空車の状態で、320Aの電流をモーターに流せば起動加速度4.0km/h/sで走る事ができると読めるわけだ。
この6800系のはっきりした定員はわからないが、20m・狭軌・先頭車という組み合わせを考えると国鉄であれば140名程度だが、私鉄は若干多くカウントするケースがあるので、ここでは150名を定員にしてみよう。
空車の段階で320Aの電流が必要なラビットカーは100%乗車時ではどの程度の電流を流す必要があろうか？
1名50kgとして150名だと7.5tとなるので車体重量30.5tと合わすと38tとなり、先の計算から4.0km/h/sを出すには4.0km/h/s×38t×30.9＝4700kg/tとなる。
ノッチ曲線から同様に電流を調べると375Aくらいだろうか。
これだけの電流を流せば、諸元通りに4.0km/h/sを出す事ができるが、問題なのは熱容量だ。一時間定格電流250Aの所に、空車で320A・定員乗車で375Aというのは、かなり過負荷な状態だ。当時の電気車の科学には「往路は順次荷重が増加していくが折り返しての帰路は空車に近くなることから、終端駅で着発運転を行ったとしても、往路に上昇した主電動機の温度は帰路に冷却されるので重量の増加を招く強制通風を採用せず、自己通風のままで75kWの電動機に高温ハンダ、Ｈ種絶縁などを採用してピーク容量を増加し、90kW相当の出力を持たせる事が出来た」とある。
空車時の実出力というのは、端子電圧340V×320A×効率0.85＝92kWで記事の内容とほぼ一致する。
つまり、この運転ができるのは、上り方面で空車～定員乗車程度の乗客が乗り、終端駅で折り返したあとは、ほぼ空車状態で下っていくような乗車人員でなければモーターが持たないわけだ。
ということは、ラビットカーが謳っている4.0km/h/sという加速度は、往復のうち往路のみ乗客が乗り、復路は空車のような乗車率でなければ使えないという事になる。
しかも、往路と言うのは矢田－阿部野橋のわずか5kmという区間の話だ。
つまり、山手線のようにぐるぐる回る路線や、京浜東北線のように長い路線を大量の乗客を乗せて走ると言う事は、モーターの特性上無理と言う事になる。
この辺も、きちんと資料を精査すれば見えてくるのだが、多くの人は「近鉄ラビットカーは4.0km/h/s」という部分しか見ない。
その数値で国鉄線上を走れるのか？いや、別に国鉄線上でなくても良い。南海本線は走れるのか？そういう部分で性能は見ていかねばならない。。。。
結局、一部区間の特定の条件下でのみ出せる性能であるという事は、きちっと注釈にしておかないと、勘違いする人が多く出てしまうのだ。
６９００系が出ていますが？
加速度は若干落ちていますが
3.5だせていますが？
なにか？
つけくわえて 6800系は応荷重装置がついているので当然３５０A 程度でおさまらないからね。
それは貴方はどう考えなの？
2倍の定員で運転することもお忘れなく。
計算では４５０Aほどながれることになるから
それでも熱量容量が少ないとでも？
103系の擁護のために下手な情報操作はやめてね。
要はモーターの過負荷の話をしています。
一時的に高加速を出せるとしても、その際にモーターに電流を流しすぎると、熱容量が不足しますよって話ですから。
一時間定格電流250Aにたいして、例えばコメントされているように200%乗車で450Aの電流が流れたとしたら一時間定格電流の180%もモーターに電流を流している事になるんですよ。
当然、こんな運転を常時続ける事は出来ません。
だから、近鉄のラビットカーでは、ラッシュ輸送の上り方面で、この加速度で走り、戻りの下りは回送のようなもんですから、そこでモーターを休めたというわけです。
これは、この電気車の科学の当該号に近鉄の方が書かれた内容です。
こうしないと、上りの4.0km/h/sと言う加速度を出せなかった事を、私のブログでは指摘したつもりです。
よって、これを例えば山手線に入れて、ぐるぐる回ってモーターを休める暇無く走る場合は、当然のことながら4.0km/h/sという加速度を出す事はできないんですよ。
一時的に使えるからと言って、どの路線でも使えるわけではないってのは、同じように高加速度を出す阪神のジェットカーも同じですが、こういう熱容量の事を考慮しないと、公平な比較というのは出来ないという話ですので、その点お間違えの無いように。。。
450Aほど出てるから熱容量が少ないとでも？
というご意見がありましたが、熱容量というのは、どれだけ多くの電流を流せるかという意味ではありません。
だいたい一時間定格電流の2倍程度まで電流を流せるモーターは多いわけですが、熱容量というのは、そういう一時的にどの程度電流を流せるかどうかという話ではないんですよ。
モーターが熱を持ちすぎない上限として一時間定格電流や連続定格電流などが決められています。
一時間定格電流とは、一時間運転した場合にその電流以下だとモーターが熱に耐えうるという意味です。
ただ、電流は多く流せば流すだけ熱を沢山出しますので単純に平均という訳にはいかず、RMS電流と言う計算式で算出するようですが、ラビットカーのように起動時に一時間定格電流を大きく超える電流を流す場合は、どこかでモーターを休めなければならないのです。
その休むという部分によって、2倍定員で450Aも流していたのが、どんどんならされていくという感じですね。
ですから、山手線のようにぐるぐる回るようなところで、あまりモーターを休ませる暇の無い所では、一時間定格電流の1.4倍程度がやっぱり限度じゃないかと。
103系非冷房車の応荷重装置は空車280A～満車300%で420Aでした。
MT55の一時間定格電流は330Aなので満車時には一時間定格の1.27倍の電流が流れる事になります。
これをラビットカーに当てはめてみると、ラビットカーの一時間定格電流は250Aですから、1.3倍して325Aの電流で300%の乗車率があればどの程度の加速度になるか計算してみましょう。
上のノッチ曲線から、だいたい3800kgくらいでしょうか。
で、100%乗車で7.5tの乗客の荷重がかかりますので、車両が30.5t+(7.5×3)で300%乗車だと53tとなります。
3800kgの引張力で53tの車両を引っ張ると3800÷53÷30.9=2.32km/h/sとなります。
要は、国鉄の山手線のような条件で使おうと思えば、オール電動車なのに2.32km/h/s程度の加速度の設定にしないと走れないというわけなんですよ。
ここでは、一時的に加速電流を高めたら、高い加速度は出せるけど、それを常時出せるかどうかは、その路線毎に査定しなおさなきゃならないよ。という事を問題提起したつもりですので、その点、宜しくお願いいたします。
あたりまえです。
あたりまえのことは言わないことしましょう。
６８００系の場合加速度３００％まで一定です。１０３系の場合１１０ＫＷですから熱容量はあってあたりまえです。
６８００系は山手線の用途で設計されたの
ではありません。それは１０３系が高加速性能で優等列車の待避用で設計されていないと
同じです。変なバイアスな情報はやめましょう。
＞モーターが熱を持ちすぎない上限として一
＞時間定格電流や連続定格電流などが決められ＞ています。
それは６８００とも１０３系常識です。
６８００系の場合当時のラッシュで
２５０％程度の連続ラッシュですから
当然１０ｋｍ程度の片道で熱量がぎりぎり
であってもまた帰路でやすめるには何が問題あるのでしょう？
また、６８００は普通専用でなくて急行も使います。熱量対策で阿倍野橋～藤井寺までは高加速運転ですがそれ以東は低加速運転となっていました。
熱容量のことと加速度の数値の一緒にするのは
やめましょう。
ご勝手ですが書き直しを要請します。・
「一時的に使える」と「常時使える」では全然意味が違います。
そこを問題提起してるわけですからね。
ただ、こうやってタイトルに引かれて来られた方がおられたと言うだけで、このタイトルにして正解だったと思っています。
>６８００系は山手線の用途で設計されたのではありません。それは１０３系が高加速性能で優等列車の待避用で設計されていないと同じです。変なバイアスな情報はやめましょう。
多くの方が、ラビットカーは4.0km/h/sだ、ジェットカーは4.5km/h/sだと、数値のみで判断しようとします。
使う線区の特性を考慮しないわけで、ラビットカーやジェットカーが走る条件でその加速度が出せるように設計されているわけです。
それは、鉄道事業者の設計方法として当然のことなのですが、おかしな事に鉄道ファンは、ラビットカーやジェットカーが4.0km/h/s以上の加速度の車両を出しているのに、国鉄は3.2km/h/s(101系)、2.0km/h/s(103系)なのか？と、数値のみで比較するのですよね。
「走る線区の特性を無視して数値のみを比較するおかしさ」も追求したつもりなんですよ。
じゃぁ、ラビットカーやジェットカーを国鉄線上で走らせてみろよ、ラビットカーやジェットカーが想定してる環境と変わるだろ？それじゃ近鉄や阪神が設計した通りの数値で走れないだろ？と言う事を言ってるんですよね。
そこをバイアスとして捉えるかは個々の判断で結構ですが、少なくとも元の文章はラビットカーは4.0km/h/sの加速度で走る高性能車であると前置きしてから本題に移ってますので、ラビットカーが4.0km/h/sという加速を全く出せてないなんてことは全く主張してませんよ。
なにか、私が103系が好きだから他の形式を批判してると言う風に、変にバイアスかかってませんか？
このような事が、あまりファンの間では語られていませんから、何人かでも「へぇ～」と思ってくれるだけで、その問題提起には十分なったかなと思っています。
ここは私のブログであって、書く内容は当然発信者の自由です。
それが気に入らなければ気に入らないで結構ですが、自分の気に入るように言い直せと言うのは、あまりにも自分勝手な、自己中心的な言い回しですね。
仮に、この意見が気に入らないのであれば、自分のブログなりホームページで持論を展開されてはいかがでしょう。
ここは多くの方の意見交換の場である掲示板でも何でも無いんですから。
また、他人にどうこうお願いする場合は、お願いの仕方ってのがありますよね。
きっちり自分が誰なのか、こういう事をやってるこうこうという者だというような個人的な事を明かして、その上でお願いするのが社会的な常識だと思いますがねぇ。
はっきり言っておきますが、これまでに十分説明はしてきたと思いますし、書き直す不具合も私は感じておりませんので、書き直す気は全くありませんのであしからず。
なにも願いした筋合いはありません。
よく読みなさい。要請です。
「お願いしますから書き直してください」
といっていっていないですよ。
それは貴方の勝手で結構でしょう
バイアスな情報に大しては
ひきませんからな。それはお覚悟のほどを。
だいだいチンチン電車であるまいし
往復10キロの距離を走るのに熱量を
気にしている電車などありますか？
いいましたように６８００は運用が
多岐にわたり１０キロの各駅運用から
急行運用ににわたる電車です。
素人のあなたがいちいち計算するより
近鉄の技術陣はプロですよ。
熱量計算もしっかりと計算しランカーブ
も描いています。
そんなとことより廃車なるぼろい103系
のことを心配しましょう。
ま、説明は一通りしましたし、それで理解出来ないのであれば仕方ないですね。
>よく読みなさい。要請です。
(^^)
笑うしかないですね。
いやぁ、おもしろい。。。。
途中でやめときゃイイのに、程度をわきまえんから、恥かくんだよ。
あ、匿名だから良いのか（笑）
良かったな、匿名で。。。