[철도모형-5] 기관차의 구조 .

* 서문

철도모형 관련하여 초보자에게 아주 기초적이지만 필수 내용을 담은 홈페이지가 있어서 자료의 기록차 번역하여 일부 경험에 기반한 내용을 보충 후 블로그에 게시합니다(청색글자). 원본 홈페이지 에서는 자료를 자유롭게 이용해도 좋다고 기재되어 있습니다만, 저작권 문제 등 있을경우 바로 삭제하겠습니다. 또한 접근성이 양호한 관계로, 부득이 자료들이 일본제 철도모형의 케이스에 국한됨을 양해 부탁드립니다. 영리 목적은 결코 없음을 강조 드립니다.

(출처: Toyoyasu님의 N게이지 증기기관차 페이지 - Ｎゲージ蒸気機関車 www5a.biglobe.ne.jp/~toyoyasu/index.htm)

 

바퀴로 부터 전기가 들어온다.

컨트롤러를 통해 좌우 레일에 흐른 전류는 기관차의 바퀴를 통해 받아 들여져 모터에 흐르게됩니다.

이 그림은 기관차의 구조를 단순하게 그린 것입니다. 적색은 전진시의 플러스의 극성을, 파란색은 전진시의 마이너스의 극성을 보여줍니다.

컨트롤러에서 좌우 레일에 흐르는 전기는 금속 바퀴로 전달됩니다. 이 금속으로 된 바퀴가 금속제의 프레임에 조립되어 있어서, 전기는 바퀴와 프레임을 통해 모터로 전달되어 기관차가 이동 할 수 있게 됩니다. 

좌우 바퀴와 고정 프레임에 각 극성의 전류가 흐르므로, 어떤 연유로든 이들이 상호 접촉하면 쇼트됩니다. 따라서 좌우의 바퀴는 부도체의 차축 등으로 서로 떨어져 있어야 합니다. 그래서 플라스틱 중공 차축 좌우로 금속 바퀴가 박혀있거나, 차축과 바퀴의 연결부분 한 쪽에 고리 모양의 플라스틱 부품으로 절연되어 있습니다. 대차 프레임도 또한 그 사이에 플라스틱 스페이서를 사이에 두고 좌우로 분리되어 있습니다.

KATO 등 양산 메이커 완제품은 다이캐스트 재질의 대차 프레임을 사용하여 튼튼하게 만들어져 있습니다. 사진은 KATO의 구형 D51 제품입니다. 좌우 바퀴 사이에 끼어있는 상자 모양 부분이 다이 캐스트 제의 대차 프레임입니다. 자세히 보면 중앙에 작은 틈이있어 좌우로 절연되어 있습니다. 사진에서는 잘 보이지 않지만, 모터의 단자는 좌우 대차 프레임에 접촉합니다.

조명이 들어간 모형은 모터 외에 전구나 LED의 기판이 장착됩니다. 국철 시대의 증기 기관차는 항상 조명이 켜져 있던 것은 아니었으므로 점등을 지원하지 않는 모형이라도 특별히 문제는 없습니다.

기관차는 손으로 굴릴 수 없다.

모터축에는 보통 웜 이라는 나선형 기어가 사용됩니다(위 사진의 노란색 기어). 웜은 보통 평기어인 웜 휠과 맞물려 있습니다. 보통 웜을 돌리면 웜 휠을 돌릴 수 있지만, 그 반대는 불가능합니다. (처음 게시된 그림을보면, 왜 그런지 알 수 있습니다). 그러므로 N 게이지 기관차 (동력차)는 선로에 올려 놓고 손으로 밀어도 바퀴가 구르지 않습니다. 바퀴를 억지로 밀면 부품이 손상됩니다(최근에는 선로와의 접착력 향상을 위한 고무 타이어까지 끼워진 모델이 많아서 더욱 어려움). 철도는 여러가지 의미에서 저연령층을 위한 상품이 아닙니다.

유지 보수가 필요합니다.

매일 달리게 하면, 며칠 뒤에는 레일과 바퀴의 표면에 먼지가 달라붙어서 전기의 흐름이 나빠집니다. 그대로 두면 나중에는 완전히 움직이지 않게되기 때문에, 사용한 뒤에는 정기적으로 바퀴와 레일을 청소해야 합니다.

레일은 부드러운 천을 손가락으로 감은 뒤 레일 표면의 얼룩을 닦아내는 것으로도 충분합니다. 면봉 등을 사용해도 좋습니다. 바퀴도 같은 방법으로 닦으면 되지만, 앞서 설명했듯이 동륜은 전기 없이는 회전하지 않으므로 보이는 면만 닦을 수 밖에 없습니다. 따라서 한 지점을 닦은 뒤 선로에서 조금 움직여서 새로운 면을 닦는 등을 여러번 반복합니다(토믹스에서 동력차의 바퀴를 청소하는 특수한 레일을 개발/판매하고 있으며, 동 브러시등이 레일과 연결되어 연마를 할 수 있는 상품도 있음).

오염 및 얼룩이 심할 때는 면봉에 전용 클리너를 약간 묻혀 닦는 것이 좋습니다. KATO의 "유니 클리너", TOMIX의 "레일 클리너"라는 이름으로 시판되고 있습니다. 이것들을 사용하면 플라스틱 차체와 장치를 손상시킬 염려가 없습니다. 다만, KATO의 기어 용 윤활유로 "유니 클린 오일 '이 있으므로 이를 세정제로 혼동하지 않도록 하십시오.

이렇게 해도 움직이지 않으면 차체를 분해하여 내부의 이물질을 제거하거나, 경화된 그리스나 먼지를 닦거나, 접점을 살려줄 필요가 있지만, 전문가가 아니라면 모형을 망칠 수 있기 때문에 초보자 때는 수리 취급점 등에 의뢰 할 수도 있습니다. 그러나 이런 것을 일일이 계속 업체에 보내는 것은 시간/비용적으로 큰 일이므로 언젠가는 스스로 할 수 있어야 합니다(철도모형이 어려운 이유 중 하나...).

웨이트(추) 가 필요합니다.

차체가 가벼우면 주행 중 진동으로 바퀴가 레일로 부터 떠 버려, 집전 불량이나 탈선의 원인이 될 수 있습니다. 또한 구동 바퀴가 레일에 강하게 접착되지 않으므로 미끄려져서 기차를 끌 수 없습니다. 따라서 기관차는 웨이트 (추)가 실려 있으며, 바퀴를 레일에 단단히 붙이는 역할을 하고 있습니다.
웨이트의 모양과 크기는 모형에 따라 가지각색입니다. 다만 최근에는 사진과 같이 존재감 있는 웨이트를 탑재하고 있는 모델은 줄어들고 있는 경향입니다.

작은 N 게이지 모형은 웨이트가 있어도 점착력에 충분한 역할을 하지 못할 수 있으므로, 동륜 중 하나에 고무 타이어를 끼워서 잘 탈선되지 않게 합니다. 고무는 부도체이므로, 이 경우 집전용 바퀴가 하나 줄어 듭니다. 그래서 동륜 외에도 전륜/후륜/텐더차륜 등에서도 집전하여 성능을 올립니다. 그러나 소형 기관차처럼 원래 바퀴 개수가 적은 차량은 아무래도 집전 효율도 불리하게됩니다.

그래서, 필자는 최초에는 차체가 무거운 기관차를 많이 추천합니다. 하지만 그 전에 자신이 선호하는 차량을 선택하는 것이 제일이라고 생각하므로, 카탈로그 및 제조 업체 사이트 등에서 충분히 조사 후 선택하시기 바랍니다.