2021年02月27日

DROの取付け法

45 degree 博物館の工房にある縦フライスにはDROが付けてある。3次元をディジタルで読めるので大変便利だ。友人が見て、「良いデザイン」と褒めてくれるのは、この45度傾けたDROだ。形を褒めてくれるが、その意味を考える人は少ない。これは機能優先のアイデアである。意匠優先ではない。

 DROは本体と移動部(XYテイブルなど)を結んで、移動距離を測るものだ。たいていは移動部に棹をネジ留め、本体にはカーソルをバネで固定する。どんなに細かく調節して水平に取り付けたつもりでも、動けば多少のズレや撓みが生じる。バネは多少の動きを吸収する。バネは堅く、無駄には撓まない。材料は厚めのリン青銅の板である。

 ズレや撓みを吸収しても、読みに影響するのは避けたい。写真の場合、もし水平面に取り付けてあれば、Y軸方向の動きは吸収できない。垂直面に付けてあればZ軸方向の動きは吸収できず、それが原因でX軸の長さの読みに影響を与えるかもしれない。

DROを45度傾ける理由 そこで、バネを”く”の字に曲げて本体に取り付ける。こうすると、Y,Z方向の撓みはどちらも無理なく吸収され、読みには影響を与えない。易しい工夫で 克服できる。傾けたのは、単に見掛けを良くしたり、読み取り易くしたのではないのだ。

 作例ではDROの棹を支えるものは、ブラスの角棒を切り出し、銀ハンダで付けてフライス加工してある。作るのが簡単で、丈夫である。飛び出した構造で強度が必要であるが、ハンダ付けでも壊れることはない。銀ハンダの効用について、再認識されるべき時期に来ていると思う。ロウ付けでも良いのだが、筆者はこちらを好む。

2021年02月25日

フライホィールの支持

momentum unit (1) フライホィールを支える台は、軽衝突の衝撃に耐えねばならない。前回は厚さ 6 mmの円盤を切ったものをハンダ付けして支えを作った。1.5 mmの板に銀ハンダで付けたものを、1 mmの床板の上にネジ留めしたのだ。今回は太いアングルがあるので、それに固定すれば済む。

momentum unit (2) なるべく厚い材料を探していたが、快削材が無いので、しばらく前に外したギヤボックスの鋳物を使った。祖父江氏がヤスリで削り出したものだ。測定してみると、厚さは0.2 mm以下の誤差しかない。角も直角が出ている。手仕上げの量産でこの精度を出しているのには驚く。
 孔がたくさんあるので、ドリルで拡げてブラス棒を差し込み、銀ハンダを流す。それをフライスで削って再利用した。分厚くてなかなか豪勢である。
 軸の通る部分にはボールベアリングを嵌めるので、切り取ってブロックを嵌め込んである。もちろんあとでフライス加工して、平面を出した。

 アングルの隙間にぴたりと嵌まるように削った。ラジアルベアリングとスラストベアリングを用いて支える。

 フライホィールの径は現在の 52 mmではテンダの天井板に0.7 mmほど障ることが判明したので、少し小さくして50 mmにせざるを得ない。


 作り掛けの状態では部品を無くす惧れがあったので、毎日1時間ずつ作業して、形にした。

2021年02月23日

続 テンダと台車を結合する

how to fix trucks  (1) 床板を載せるとこんな具合だ。床板の抜け留めは、上から締めるM2ネジで受け持つ。細いように見えるが、持ち上げた時に台車の重さを支えるだけのものだから十分だ。 

how to fix trucks  (4) そのネジを締めるのは、この 5 mm板の上からだ。大きなワッシャを介して締めるのだ。この板の裏側は 2.2 mm彫り込んである。丸棒の飛出し分は 2.0 mmだが、多少の隙間が無いと台車の動きが良くないからだ。ネジを締める部分はΦ4であるが、穴はΦ4.2である。これも多少の動揺を許容するためである。本来はバネを介して締めて、台車と床板下部の密着を良くするべきだが、上部がかなり重いので、その必要はなかった。

 かなり面倒な方法ではあったが、台車はテンダ床板との滑らかな回転を確保しつつ、堅固に結び付けることができた。普通のテンダではないので、強度、耐久性に留意した構成となった。

2021年02月21日

テンダと台車を結合する

momentum unit 台車の上に床板を置いた。フライホィールも置くと、こんな具合だ。質量を積算すると、2.3 kgである。予定より軽くなったので助かった。許容最大加速度(テンダを引張った時、車輪がスリップし始める加速度の限界値)の計算をした。ちょうど良い値だ。

how to fix trucks  (2) センタ・ピンは床板を貫通して上に出るようにする。写真に見える大きな穴(Φ10)にぴったり嵌まる丸棒を旋削し、台車上蓋に銀ハンダで留める。牽引力はその丸棒で受け持つ。ロウ付けではなく、銀ハンダで十分だ。フライスで追加工しても、はがれることはない。ブラスの色が見えている面は摺動面である。塗装せず、モリブデングリスを塗布する予定である。
 軸を太くしたのは、いつも大きな力が掛かるので、細いピンでは穴がガタガタになってしまうからである。
 
 台車センタピンが、車軸よりかなり高い位置に来ている。何も工夫しないと、牽引力が掛かった時に軸重移動が起き易い。すべてウォーム軸でつながっているから、引張力の総和は変化しないのだが、軸重移動を少しでも減らすために前後に長い面で接触させている。軸重移動は脱線の原因の一つだ。
 軸バネはよく効いている。重い車輛はバネが作動する様子が良くわかる。底衝きがあると衝撃でボールベアリングが傷む。これは当然のことなのだが、ボールベアリングが壊れるということを信じない人が居る。こんな重いものが、ある程度の速度で走っていれば、フログや、高さの微妙に異なるレイルの継ぎ目でゴンと当たれば、たちまち異音を発するようになる。
 作動範囲で浮いていることが大事だ。 


2021年02月19日

gear tower

working on gear tower (1) フライホィールからの回転はユニヴァーサル・ジョイントを経て、この塔状の構造物のスプロケット、チェイン、ウォーム軸と伝わる。ボールベアリングの座グリは専用工具で行った。台になっているのは、フライホィールの材料である。800 gある。


working on gear tower (2) 前後の台車は全く引掛かることのない動きが保証されねばならない。チェインも滑らかに力を伝達せねばならない。この塔の中を通る軸の高さは微妙だ。当初の計算値では少し短いようで、塔が傾いている。


working on gear tower (3) 傾きから塔の底部分の削り量を計算した。難しい計算ではない。0.28 mm削ることになった。銀ハンダで付けてあるので、フライスでそのまま削り落としても外れることはない。2回に分けて削り、滑らかな仕上げとした。 ピンボケで分かりにくいが、同時に二つの高さを揃えて削っている。全く同じものを作るためである。

working on gear tower (4) これをアルミ合金製のギヤボックスに取り付ける。チェインは極めて滑らかに廻り、抵抗は感じられない。殆ど無音である。前後の台車は全く同等の仕上がりであって、滑らかに動く。今回の台車は独立しているので、これは比較的楽である。前回のテンダは 5軸固定だったので、調整が難しかった。

 今回の車輪は、以前の40インチではなく36インチだから回転数が高く、増速せずに動力を採取している。径が大きなスプロケットだけを用いるので、効率は高くなる。

<お知らせ>
 ボールベアリングを嵌めるための座グリドリル(外径 5 mm用)が数本ある。リンクの記事の後日追加製作分である。もう再生産しない。
 ご希望の方は連絡されたい。コメントの本文に連絡先(メイルアドレスも)を書いて戴かないと、こちらでは読めないので、その点留意されたい。



2021年02月17日

センタピンの無い機構

 この機関車も、テンダのセンタピン位置にドライヴシャフトが通るのでセンタピンが置けない。すなわち、台車の回転は何らかの疑似回転運動をさせる方法(仮想心皿方式)を採ることを考えた。今回は単純に回転するだけなので、面倒な計算はいらない。リンクを付けて前後の位置だけ保持し、左右への振れ止めがあればよい。リンクを快削ブラス板から切り出した。

linkage こんなことを考える人はまずいないだろうと思っていたが、友人から坂本 衛氏が凸型電気機関車に採用していたという情報があった。条件が限られれば、誰しも行きつくところは同じである。これは「鉄道模型工作手帳」という本にあったそうだ。コピィを送って来た。筆者が作りかけたものと全く同じ配置であったのには驚いた。これを見て、やる気が失せ、別方法を探ることにした。誰もやってなければ作ってみたが、すでにあるなら冒険するまでのことはない。

 実を言うと、作り始めて分かったが、この方法では台車はかなり不安定だ。台車は一つ 350gもある。持ち方によっては、リンクが曲がって壊れる可能性があった。それを外れて来ないようにうまく支えるのは意外と難しいし、さらにリンクの邪魔をしないように作らねばならず、かなりの工夫が必要だ。
 熟慮の結果、より堅固な方式を採用することにした。

 あとは時間があるときに作れば、70時間でできるという計算だ。今その時間がない。信号機の工事に時間を掛け過ぎてしまった。まだやることはかなりある。


2021年02月15日

動力ピックアップ

 レイアウトの工事で忙しく、車輛工作はしばらくしていなかった。例のATSFのHeavy Pacific は、テンダの慣性増大化工事がそのままになっていて、少々気がかりだ。
 
6-wheel truck with power pickup 6輪台車は完成しているが、まだ心皿については迷っている。ギヤボックスがあるので、心皿は通常の構造では付ける場所が無い。駆動軸の台 (tower)を作るが、センタピンを付けられない。ギヤボックスはバネで浮動するので隙間を 1 mm程度空けねばならない。全く新しい方法でセンタピンを無しにするか、テンダボディの中にめり込ませて固定するしかない。他と干渉しなければ、後者を採りたい。
 写真は 後者の様子で、ギヤボックスの浮動分をクリアするように彫り込んである。

 チェインは1コマが単位なので、許される軸距離は連続ではない。多少のたるみを見越して、とびとびの値しか与えられないのだ。その中でベストの高さを拾い出すわけだから、意外と面倒である。メーカのカタログにも算出データがあるが、信用してよいのか迷う。伸びをどの程度考えているか、だ。

 支持方式も先回とは少し異なる。せっかく太いアングルを通したので、それに直接付けてしまう。ネジ留めだけで、ボ−ルベアリングの予圧を掛けられるように設計せねばならない。その上でスラストベアリングで受ける。こうすれば軽衝突時にも生き残る。剛性を高くしてネジで締めるのが最良だが、それではあまりにも重くなる。2.5 kg以下にしたい。
 必要なことはフライホィールの径を許される限り大きくすることに尽きる。軽くても径が大きく、速く回転するものを作れば、用が足りる。


2021年02月13日

続 漏電

 この種の漏電箇所は、這いつくばって探しても、そう簡単には見つからない。最近の大きな技術的な進歩が無ければ、発見は難しかったと思う。

 Tom Harveyは、
「俺は線路の every inch(どの1インチ)をも知り尽くしている。」
と豪語していた。レイアウト中を這い廻って作業した時、筆者はその言葉を思い出していた。

 以前、絶縁車輪を作った時、ショートして困ったことがある。小さな金属クズが絶縁紙に刺さっていて、通電しているのだろう。祖父江氏に聞くと、
「なーに、簡単だよぉ。自動車のバッテリィを持ってきて、ちょっとつなぐと、いいんだよぉ。パシッと音がして、問題個所は燃えてなくなっちまうんだぁ。」
と言った。乱暴ではあるが、それで解決することが多かった。これは鉛蓄電池の内部抵抗が小さいことを利用している。

 その後アメリカで、レイアウトのショート箇所を特定するのに、似た方法を使うのを見た。可能性のある部分に、人をたくさん配置してレイアウトの上下の面を見張らせた上で、バッテリー(確か24 Vだと思う)をつなぐのだ。どこかから煙が上がるから、用意した水を掛けて消す。アメリカの大きなレイアウトの饋電線はAWG12(約3.5 mmsq)以上だから数十アンペア以上流していることになる。
 今回もそれがやりたかったが、一人ではそんな危ないことはできない。そのまま火事になるかもしれないからだ。もう少し賢い方法を採らねばならない。
 
 肺炎禍で非接触体温計が手に入りやすい。これを使った。大きなトランスを用いて15 Vを掛けると、10 Aほど流れるから、温かくなるだろう。通電しながら怪しい部分の温度を測定した。すぐに温かい部分が特定された。電源を切り、修復作業に取り掛かった。この方法なら、煙が出る前だから、安全である。

 ダブルスリップの絶縁されたフログのギャップ部分に青い錆のかけらがあった。ハンダを外して分解清掃し、再度組み立てた。ギャップにはエポキシ樹脂を詰め込んだから、大丈夫だろう。場所の特定までには長い時間が掛かったが、修復はあっという間だった。

 この方法は、むすこたかなし氏から赤外放射計を使うというヒントを得たことから、思い付いた。感謝する。 
 今回の件で、レイアウト全体に掃除が行き届き、とてもきれいになったのは思わぬ余禄である。

2021年02月11日

漏電

 信号機が完成したので、DCC本線で4-8-4の牽く旅客列車を走らせて悦に入っていた。ところが、ある日突然ショートしていると表示され、2週間の運休を余儀なくされた。
 
 列車全体を退避させ、ディジタル抵抗計を接続してみると、両レイル間にはわずか 1.5 Ω 〜 2 Ω程度の抵抗しかない。12 Vを掛ければ数アンペア以上流れることになる。1.3 Aで制限しているので、当然ショートと認識される。

 突然のことで原因がわからず、二日ほど考えた。敏感なディジタル抵抗計で全線にわたって抵抗を調べた。もちろんセクションごとのフィーダをすべて外してからである。そうすると、10 mほどのセクションの抵抗が少なく、他は十分な抵抗がある。3年ほど前にネズミが侵入して小便をした辺りである。ということはその尿の成分の塩が残っている可能性がある。

 高性能な抵抗計は、 3 Vを掛けて、被検知部分に発生する電圧を調べる。その抵抗の読みは、接続した瞬間は小さいが急速に大きくなって一定値になった。金属を接続したときとは明らかに違う。抵抗値が時間が経つと大きくなるのだ。オシログラフにつなぐとおもしろそうだったが、筆者の真空管式のオシログラフはかなり前に捨ててしまったのだ。

 1.5 V電源のテスタをつなぐと、抵抗はゆっくり大きくなり、抵抗値は前者より大きい。電圧によって伝導率が違うのである。これが何を意味するかは、興味深い。電気化学の教材に適する。

 これは金属導体内の電子の移動による通電ではないということだ。イオンが動いていると結論せざるを得ない。電気分解が始まれば電流は一定になる。電気分解電圧に達していなければ、そこで通電は見かけ上、停まるはずだ。ところがDCCは12 Vの交流である。イオンはあっちに行ったり、こっちに戻ったりしているはずだから、電流は通じる。しかし、ガスが発生したり、金属が腐食したりすることはないだろう。

 ともかく、漏電は塩(”えん”と発音)によるものだということが分かった。何の塩かはよくわからないが、ニッケルや銅の塩化物は潮解性である。これは乾くことが無いことを意味する。空気中の水分を集めて湿っているのだ。

 線路に掃除機を掛け、ごみやほこりを完全に清掃し、ネズミの小便によると思しき汚れの発見に努めた。事件の後、掃除をしたので殆ど痕跡は消えていたが、3か所それらしきところが見つかった。水を掛けてブラシでこすり、紙タオルで吸い取った。これを数回繰り返すと、残存する塩を十分に少なくできる。

 ネズミ侵入事件が起こった時、穴があることを知り、それはモルタルで埋め、建物の内外にネズミを捕獲する装置を多数置いたところ駆除に成功し、それ以降は問題ないものと思っていたが、年を経てこのような事件が起こったのは意外であった。

<お知らせ>
 小さなものを正確に複数切断しようと思っても、ふつうのシァではなかなか思うようにはできない。友人がこれを買うと言って、リンクを送ってくれたので紹介する。
 切るものは金、銀、銅だから、もともとは彫金、歯科用だろう。印刷所で銅版を切るのにも使うようだ。
 動画を見るとなかなか良さそうだ。今の為替レートなら51000円強。1台なら運賃税金は1万円以上かかる、と予想する。
 日本の輸入代理店で購入すると69000円もして、1世代前の物しかない。
 相乗りがあれば、運賃は多少安くなるだろう。12台以上の注文があれば値引き交渉は可能だろうが、難しそうだ。希望の方は、コメント欄を通じて申し込まれたい。本文に連絡先を書くようにされたい。15日締切とさせて戴く。


dda40x at 02:11コメント(0)DCC化学 この記事をクリップ!

2021年02月09日

続 信号機の工事

bird view 車輛検知は赤外光で行うが、その位置で微妙な問題が起きることが分かった。曲線上ではカントが付けてあるので、連結器位置が持ち上がっている。すると光が下を通り抜けてしまうのだ。枕木で反射される光もあるらしく、列車を検知しそこなうことがあった。

 曲線上での連結器高さを再度測定し、そこにビームが通るようにLEDを付けた投光部位置を上げた。受光部も少し上げると完璧であった。設置位置は直線部のみを考えていたので、考えが及ばなかったことを反省した。

 電源から最遠部分の電圧は、上下線の信号機が開通しても 4.88 Vあって、作動は完璧であった。電源部の電圧は、無負荷で5.03V、全負荷を掛けた状態で4.96 Vであるから、0.08 Vの電圧降下である。
 電源は、長時間通電時もほのかに温まる程度であるから問題ない。

 閉塞信号回路はできたので、次はポイントマシンと連動する方向信号機の配線をする。おそらく、これもひと月ほどかかる見込みだ。

 照明を暗くして、信号機が付いているさまを見ると、幻想的である。駅や機関区の照明をつけるとさらに良くなるだろう。 

2021年02月07日

信号機の工事

working signal 年末から掛かっていた信号機9台の配線が、すべて完成した。今回の配線工事にはF氏が駆け付けてくれた。1台だけ少々不都合があるが、いずれ解決できる見通しが立った。
 全区間を4つに分けた複線だが、遠方信号機も必要になって9台設置した。


cantilever signal bridge 遠方信号機はCantilever型に付けられている。これは分岐があって、その進路を示すためにも必要なものだ。右に曲がるとダブルスリップがあるので、それが開いていることを示すものである。この角度からであると、信号機の配線が少し見えるが、観客側からは殆ど気が付かない程度になった。同じ色で塗れば、目立たない。 

signal bridge 信号機を作るのはそれなりに面倒な仕事ではあるが、その配線がこんなに大変だとは思わなかった。たくさんの線を見えないように配置せねばならない。細い線を使いたいので、ポリウレタン被覆線を採用した。それを束ねて軽く撚り、熱収縮チューブに入れて加熱する。細いものを用いるとΦ1.5程度になるので、それを鉄骨の陰になるように接着する。細いクランプをたくさん必要とするので、一部は洗濯バサミを加工して自作した。接着には時間が掛かるので、かなり長期間の工事であった。漏電すると失敗であるので、各工程ごとに絶縁試験をした。その手間が、とても大変であった。この信号橋には全部で18本の電線が通っているが、全く見えないように死角に設置することができた。これだけで1週間掛かってしまった。

 これらの写真には、信号機の裏に漏れる光も写ってしまっている。いずれ遮光塗料を塗れば見えなくなるはずだ。


2021年02月05日

丸金床

round anvils 友人が筆者の丸棒を熔接した金床を見て、これが欲しいと言う。作ってくれと言われたが、ちょうど良い丸棒もないし、足になるH鋼もない。
 友人の鉄工所に行って頼んだら、二つ返事で引き受けてくれたが、H鋼の良いのが無かった。似たものを作ってくれれば良いのだと頼むと、それなら簡単、と作ってくれたのがこれらである。見本は筆者の下手な熔接品で、プロに見せるのは恥ずかしかったが、持って行かざるを得ない。右が見本、左が製品である。
 
 高さ、幅などはどうでもよかったのだが、 全く同じ寸法に作ってくれた。さすがは熔接のプロで、素晴らしい作りである。細い方がΦ12,太い方がΦ30である。HO用にはもう少し細いものも必要かもしれない。

 これらは丸屋根を作るときにとても便利である。ブラスの板を置いて、ゴムハンマで丹念に叩く。鋼製ハンマは使ってはならない。端から曲げて、曲げ過ぎたら太いほうで戻す。これを繰り返すとどんな形状にも曲げられる。筆者の客車の屋根はすべてこれで曲げたものである。誰も自分で曲げたものだとは思わない。大きなプレスで曲げたと思われているようだ。

 追加生産できるので、欲しい方はコメント欄を通じて連絡されたい。最近はコメント欄にあるメイルアドレスに書き込んでも、それがこちらには表れないので、本文に連絡先を書かれたい。 


2021年02月03日

完全直流デコーダ

 ゆうえん氏は先回の記事で納得戴けたのだろうか。次いで、完全直流デコーダによる駆動についての質問があるが、これは高効率低摩擦の機関車、列車を動かしたことのない人には、なかなかお分かり戴けないと思う。

 筆者のOスケールの機関車は、どれも3 kg以上あり、すべての回転部分にはボールベアリングが入れてある。ギヤボックスを外せば、どれも0.5%以下の坂を下り降りる。モータと連結しても1.5%弱で下り降りる。単3電池一つでゆっくり起動し、毎秒数ミリの速度で動く。このような機関車であるから、電池をたくさん用意して1.5,3.0,4.5 Vと電圧を上げるだけでも、滑らかな運転ができるほどである。伝達効率は50%を下回らない。

 一方大半のHO以下の模型では、モータの出力の大半は動力伝達装置内や、車軸の摩擦で消費され、最終伝達効率は10%もいかない。 NMRAのレポートによると、あるHOのシェイの実測値は0.25%であった。こうなると負荷の大小は問題ではなく、どうすれば一定速度で走らせれるか、が最大の目標になる。昔はギヤ比を大きくする以外の方法はなく、モータは高速で回り続けて凄まじい音を出していた。
 Back emfフィードバックができるようになると、かなりギヤ比を小さくしても、見劣りしない走りをさせることができるようになった。これが現実の世界であろう。
 
 もし、HOでも”全くひっかかりのない滑らかな運転ができるようなボールベアリング装着の高性能機関車”ができれば完全直流デコーダが使えるだろうが、牽かれる車輛すべてが、低抵抗車輪と摩擦の少ない軸受で統一されている必要がある。その実現は、かなりハードルが高い。しかも、小さなものは大きなもののようには動かないのは、何度もここで採り上げた通りである。


 ゆうえん氏は、考え方には優劣が付けられないというのが持論のようだが、それは同じスケールでの比較の場合である。大きさが異なるものは同じ考えでやってはいけない場合もある。アメリカで、韓国製の機構のあやしい模型にBack emfを効かせて無理やり一定速で走らせてモータを焼いたという実例をよく聞く。優劣は明白だ。
 HOに向いたやり方があるだろうが、それがほかのサイズの模型にも通用するわけではない。BEMFは動きが今一つの模型を、見かけ上調子よく動かす機能であるが、かなり無理をしている部分がある。

 ちなみにこの永末氏のデコーダは、氏が筆者の地下室のレイアウトでの走行を見て、実現したいと感じられたのがきっかけで作られた。残念ながら、筆者と土屋氏以外には売れなくて、大半を筆者が購入した。音声用デコーダと別にしてあるので、全く相互干渉がなく、きわめて静粛な運転ができる。蒸気機関車には最適である。この製品の概要に、
 DC駆動については、BEMF駆動とは対極の位置にあり、高品位のコアレスモーターと駆動伝達装置により効果を発揮いたします
とある。これはメリット・デメリットの話ではなく、用途目的が異なると言っているから、比較はできない。

 要するに無理やり一定速で走らせるのが目的ではなく、負荷が掛かれば遅くなり、スロットルを開けば出力が増大する。開き過ぎればスリップする。スロットルを戻せば電圧は出力はゼロとなって電気的に切り離されるから、勝手に惰行する。本物のような運転を楽しみたい人はこの方式を採用するが、その性能を持たない動力車には使えない。

2021年02月01日

空転させる設定

 ゆうえん氏から質問があったので、少しく詳しく説明したい。

 スロットルのspeed tableは、NCEの場合126ステップある。それぞれのステップに固有の出力電圧を割り当てることができる。殆どの場合は、最高速を抑えるとか、動きの悪い機関車の出発時の電圧を上げるくらいしか用途が無いだろう。筆者の場合、(0,0)を通る完全な直線で使っている。伝達効率の高い動力装置と、全軸ボールベアリング装荷のおかげで、何もしない方が自然な動きをするからだ。

 例えば、第10番目のステップだけで、最高速の40%ぐらいの電圧を与えるとする。起動して直ぐには列車の抵抗があって動き出していない。短時間高電圧が掛かればスリップするだろう。ステップ10以降はごく普通の出力曲線で加速するだろう。

Momentum 減速時にご心配のスリップが予期せぬ時に起これば、気分が悪くなる。しかし、NCEにはスロットルの上の方にMomentumというボタンがある。これを押すと、見かけ上の慣性を与える動き(徐々に加速する、あるいは減速する)の程度が10段階で指定できる。その設定変更は、運転中でも可能なのだ。

 起動時のスリップを希望するときはこのモメンタムを、0 にセットする。そうすればステップ10だけで高電圧が供給され、派手にスリップするだろう。列車は重く、その慣性は大きいから、実感的なスリップの再現が可能だ。そして順調に加速していくだろう。このモメンタムの値を適宜増減すると、スリップ発生具合も変化するはずだ。
 巡航時にモメンタムを最大値 9 にセットする。そうすると、ステップ10を通過しても、ほとんど変化を感じないだろう。

 もし、派手に逆回転をさせてみたければ、逆転をかけ、モメンタム0でステップ10を選べばよい。あるいはステップ2あたりにもそのような電圧が与えられていると良いかもしれない。

 筆者採用のデコーダは永末氏の完全直流デコーダで、スロットルOFF時には、モータの逆起電力は完全に遮断されるので、列車は自らの慣性でかなり進んでしまう。そこで、逆転してそこそこの電圧が掛かれば、逆転空回りを披露することができるはずだ。


2021年01月30日

圧着工具

 最近は電気工事ばかりしている。信号機周りはハンダ付けが多いが、路盤下の配線は圧着端子が多い。
 以前、この工具が原因で拇指の脱臼が始まった。それ以来なるべく使わないようにしていたが、使わざるを得ない時がある。そういう時は床に立てて、体重を利用して押していた。そうすると、不安定でなかなか難しい。

crimping tool 台を付けてハンドルを太くすれば楽に押せるし、体重を掛けても問題ないだろう。自分で熔接しようと思ったが、体重を掛けるものを下手に熔接すると、外れたときに大けがをする。ここはプロの腕に頼ろうと、友人の鉄工所に行き、図面を渡してお願いした。
 すぐにやってくれたので、さび止めの黒い塗料を塗っておいた。

 安定が良く、使いやすい。どうしてもっと早く、こうしなかったのだろうかと、悔やまれる。整形外科の先生は、工具の現物を見て、
「これは良くない。こんなに手を開いて力を入れれば、関節が壊れるのは当たり前だ。」
と言った。圧着工具はもう一つあるので、それは小物を付けるときに使う。どうしても手に持ってやらねばならないこともあるからだ。細い端子なら取っ手の開きも少なく、安全な範囲にある。

2021年01月28日

しなやかな太い電線 

woven wire 大型の変圧器により、大電流のハンダ付けができるようになった。しかし炭素棒を保持する手元のテフロン被覆電線が固くて、取り廻しが難しい。置くと弾力ではね返り、落ちてしまうことがある。熱いものが落ちるのは絶対に避けねばならない。アース線は多少固くても困ることはないが、しなやかな太い電線が欲しい。

 電線の断面は、5.5平方mm欲しい。3.5では熱くなって、どうかなりそうだった。電線のカタログを順に見ていて、平編線に行き当たった。この線は厚さが1.4 mm、幅が9.6 mmで、細いΦ0.12 の線480本で出来ているから、しなやかである。
 被覆をどうするかが問題だ。柔軟な素材でないといけない。この編んだ保護チューブは見かけは細いが、長さを縮めると太くなり、先の編み線を入れることができた。

 細かな穴があるから完全な電気絶縁はできないが、使ってみてショートすることはないから十分だ。結線は圧着端子で行う。その時、末端を折り曲げて細くし、端子に押し込む必要がある。

 ほかにもしなやかな電線はあるようだ。Dr.Yのお勧めは、これだ。
細い線を使っている。普通の線はΦ 0.17程度の線を使っているが、これはΦ 0.08だそうだ。概算で1/16以下の剛性しかないことになるから、柔らかいだろう。 

2021年01月26日

クラブの新年会

 所属クラブの新年会があった。広い部屋を借り、ゆったりと線路を敷いた、少人数の集会だ。無観客である。窓は開けっ放しで涼しい。みな上着を着ての参加だ。
 
 いつもなら大きな声でワイワイやるのだが、今年はきわめて静かだ。HOの人たちは新レイアウトでの走行を楽しんだ。その中で名古屋地下鉄の一群を作られたK氏の作品はなかなか良い。色がズバリで、レモンイェロゥがまぶしい。既製品のラッカ・スプレィを使ったそうだ。
 車体は市販されていないものなので、どうやって作ったのかを聞くと、ブラス板をレーザで抜いたものだそうだ。手際よく作られていて、感じをよくつかんでいる。いよいよレーザカットが身近なものになったのを感じる。

Rotary Dumper 伊藤 剛氏のロータリィ・ダンパの実演があった。電源装置を新しくしたので、運転しやすい。組立式なので、滑らかな机の上では徐々に滑って位置関係が狂う。厚い布の上に敷くと摩擦が大きく、具合が良い。クラブ員は順に運転して楽しんだ。こういうモデルが60年前に存在したことは、驚異的である。

 他に、例のパワーショベルも持って行った。伊藤剛氏の頭脳と腕には、みな感服した。残念ながら、「僕が直す」と手を挙げた人は居なかった。その場での結論は、直すよりもこれを見本に、もう一つ作る方が良さそうだということであった。

FEF4 UP850 テイブルが余っているので、筆者も直線の線路を敷き、運転をした。例の慣性増大装置付きのUP850 4-8-4だ。この写真を見て気が付いたが、先台車の外れ止め鎖を付けていくのを忘れていた。あまりにも透けていて良くない。
 試しにクラブ員にも、交代で運転してもらった。止まらないところが怖くて、楽しいそうだ。現在はDC仕様だが、間もなくDCCに改装する。

 意図的にスリップさせるアイデアがあるので、それをやってみる。DCCだからこそ簡単にできる。さて、どうするのだろうか。

2021年01月24日

側線分岐部の信号

 当博物館のレイアウトには側線に入るための信号機が2つある。一つは、ダブルスリップで対向する線路も跨がねばならない。下り本線から分岐して上り本線を跨ぐので、上り線の出発信号機を赤にする必要がある。ここの論理回路をどうするかは、なかなか面倒であった。

sygnal system and route control 今回の試運転をしているうちに、ある簡便な方法を思い付いた。
 センサ部の赤外線を遮断すれば、その信号は赤になる。すなわち、赤外線LEDにスウィッチを付けて消しても同じことだと考えたのだ。設計者に聞くと、何ら問題は起こらないとのことであったので、回路を開いてポイントマシンで動くスウィッチで開閉するようにした。この図の複線部分は左側通行である。


 配線をやり直してみると、その信号は赤になり、その前の信号は黄色になるから、実感的である。もちろん対向列車がすでに止まっているときも問題は起こらない。上り線のダブルスリップの場合はポイントマシンが2つあるし、下り線では分岐のポイントマシンがある。これらの動きをよく考えて事故が起こらないようにスウィッチを連動させねばならない(この図のスウィッチの結線はまだ未確定であるので、追及しないようにお願いする)。
 
 これで良いと思ったが、実際には不都合がある。赤信号から抜け出せないのだ。本線側に切り替えても緑が出ないのである。2つ先の信号を赤にすると、この信号が緑になるので、その手も考えたが不自然でもある。製作者に問い合わせると、その対策をしたものを作ってくれたそうで、間もなく送られてくる。

 細かなことで、意外と面倒なことがあるものだ。いずれ、この信号機回路はあちこちのレイアウトで使われるようになるだろうと思う。優れた装置である。


2021年01月22日

続 自動信号機の設置工事

automatic signal センサ部を列車が通過して光を遮ると、その信号が赤になると同時に、一つ後方の信号は黄色に、もう一つ後方は緑になる。これを順次繰り返していく。(コメントを戴いたので補足すると、これは閉塞区間よりも短い列車を運転している。)

 4区間なので、一つの線に2列車入れることも可能である。いつも黄信号であるから徐行せねばならないが、そういう運転も面白いだろう。また、赤信号ぎりぎりまで詰めていくと、緑の区間が一つできる。
 この方法は、危険な運行である。本物と同じで、全体を見ていないと追突が起こる。ATSは付いていないのだから。博物館レイアウトは全体を見渡すことができる場所があるので、見ている限り追突は起こらないだろう。

 1列車の場合、たとえ長い列車が2つの閉塞区間を跨いでいても、問題なく作動する。この博物館のレイアウトでは、1つの信号の閉塞区間は22 m強である。120輌編成の列車は34 mほどある。(これも補足すると、信号は前から、赤、赤、黄、緑・・・・となる。)

 論理モヂュールは非常に信頼性が高い。最高電圧さえ気を付けていれば、壊れることはないそうだ。5 Vが必要なので、USBの電源を用いた。いくつかの電源を順次、負荷をかけてテストし、安定して5.0 Vが出るものを選んだ。何かの間違いで7 V以上になると壊れてしまうので、それだけは気を付けねばならない。

 自動信号機は、かねてから採用予定者が見学を要望している。今回の工事で実際の設置状況を見ることができるようになったので、来訪が増えるだろう。

 順次色が変わるのを見るのは楽しい。立体交差の下のセンサで検出されると、その信号が赤になると同時に、すぐ上の線路の信号(2つ前の閉塞区間)が緑になる。当然ではあるが、感動的である。

 このレイアウトでは配線が長く、末端では電圧降下がある。と言っても一番遠いところで4.92 Vである。下り線も配線されると電流が2倍になるから、もっと下がる可能性がある。
 4.76 Vでも間違いなく作動することは確かめてあるが、饋電線があると、より信頼性が増すだろう。太い線を引き廻すより、LANケーブルの残余線2本を使うと良さそうだ。(これも補足すると、現在では4つをループと短絡線で結び、電源回路の抵抗を減らしている。) 

2021年01月20日

自動信号機の設置工事

 信号機の工事をしている。この工事は、博物館レイアウトの最も手間がかかる部分である。信号機の部品を作るのに3箇月を要し、信号橋の中の細かい配線だけでも3週間かかった。センサの取り付け、調整をしてから、論理モヂュール周りの配線準備をした。複数の手でやれば、かなり省力化できるが、一人では難しい。
 この種の仕事に比べると、車輛工作は手離れが良く簡単である。

signal modules 論理モヂュールの設計製作は、電子工学のエキスパートのNS氏にお願いした。素晴らしい動作を見せてくれる。

 細かい配線を一人で進め、残りの大規模な配線を助っ人を頼んで複数人でやるという方法で進めている。年末にNG氏とF氏が駆け付けてくれて、上り線だけの工事を終えた。下り線は今月中に施工予定である。 配線よりも、事前の準備の方が大変である。信号橋の中を、目立たないようにたくさんの線を通さねばならない。観客側からは殆ど見えないようにしたいので、気を遣う。

sensors at signalbridge 赤外光の送受装置の間を列車が通ると感知される。光には暗号がかけてあるから、混信は起こらない。
 信号機周りの線は細い。床下に付けたモジュールにつないでも断線しないように、熱収縮チューブで保護しなければならない。モジュールは計8台あり、普段は畳んで見えないようになっている。点検時はパタンと降りてきて、パイロットランプを確認できる。格納時には、手を触れられない形になる。

 配線はかなり複雑だ。NG氏がうまく配線を整理して下さったので、ターミナルは8端子で済んだ。当初、あと2端子増設するつもりであったから大助かりだ。 LANケーブルは8心であるが6本だけを使う。
 
 一応結線は完了したが、一つの信号が赤で固まって動かない。トラブル・シューティングには5日ほど掛かった。動作を表にして、電圧変化を追いかけ、故障個所を特定できた。なんとLANケーブルの断線であった。細いところを無理に通して引張ったので、角スタッドの鋭利な角で切り裂かれたのだ。外のシースが裂けていた。ハイテクであっても、最も基礎の部分をおろそかにした報いである。
 新しく電線を張り直した。今度は、別経路でゆったりと通した。


2021年01月18日

続 むすこたかなし氏の実験 

 動画の撮り方が上手で、説得力がある。また、前車輪がフィレットに乗り上げていると、軸が傾くというのは、非常にうまい写真である。こういうのを見て、「個人的見解」に賛同する人は、もういないだろう。

 車輪については過去にいくつかの論評があるが、どれも実験とは言えないレヴェルのものばかりだ。実験とは何を調べたいのかを考えて計画されるべきものである。

 車輪にマジックインキを塗り、剥げた場所を確認するというのは、筆者も何回もやったことである。また10年も毎日運転していれば、どこが当たっているかは、光ってよくわかるようになる。大半径のフィレットの効果は非常に大きい。ブラス製車輪はすり減ってコンタが変化するが、硬いステンレス車輪では摩耗は無視できる。

 アメリカの富豪は大量に買ってくれて驚いたが、日本でもすべての車輛を Low-D にするという目標で、すでに数百輛を交換された方もいる。レイアウトで走らせている人は、既存の車輪ではとても満足できないのだ。

 高梨氏が今後どのような展開をされるかを、期待したい。低抵抗車輪を付ければ、長いフル編成をユーレイなしで楽に牽けるだろう。しかも旋盤の精度が高ければ、きわめて静かだ。それを運転会で見せることができれば、訴求力は大きい。

 模型雑誌を見ると、技巧をこらした細密車輛が毎回載っているが、走行性能については疑問だ。走らせていない人にとっては、それで充分なのだろうが、高度な運転性能を持つことを見せれば、大きなインパクトを与えることが可能だろう。
 また、細密度について言えば、どんな細密車輛でも、時計細工に比べれば一桁粗いと感じる。そういう意味では中途半端なものである。時計旋盤を持っていると自慢する人は居るが、作品をじっくり拝見したいものだ。

 高梨氏の研究により、HOゲージの世界にも、新しい光が射す可能性が高いと見ている。

2021年01月16日

むすこたかなし氏の実験

 ブログでの連載記事が始まってから、毎回の更新がとても楽しみであったと同時に、異なる結果が出るのではないかという、期待と不安があった。
 すべての段階で、筆者の歩んだ筋道を全く同じように歩まれた。なかでも、旋盤を使って旋削していく様子は、緊迫感があった。

 高梨氏はサイエンティストであるから、実験の手順が正しい。この報告は、今後いろいろな場面での模範となるべき例である。意味のない実験をしても気が付かない場合もあるから、参考にされたい。

 基礎実験は手間がかかる。その多大な手間を惜しまず、丹念に一つの次元を少しずつ変化させ、データを取っている。先の伊藤剛氏の実験も、簡単なことなのだが、やらない人が大半だ。
 データ取りの仕事は単調でつまらない。やらねばならないことではあるが、それをしない人は多い。この場面で二つの次元を変化させるようでは、何の価値もない

 筆者も30年前、かなりの時間を掛けてデータを取った。サンプルを作るのが大変であった。サンプルはたくさん作って、所定の寸法のものを選り出し、実験の再現性を高めた。

 車輪を均一に作るのはなかなか難しい。総型バイトを使うのは駄目である。負荷が大きく、組んだ車輪など挽けるわけがない。
 小型の旋盤ではうまくいかない。フィレットは、先を調整した剣先バイトで作る。拡大鏡と特殊なスケールが必要だった。高梨氏は先端Rの決定に、スローアウェイ・バイトの丸みを利用している。これはうまい工夫だ。
 踏面の勾配を決めて、フィレットまで一気に旋削している。これは筆者と同じである。基本を守ったやり方で、負荷が小さく、削り面がきれいである。

 総型バイトを過信する人は多いが、結果は見えている。失敗例はアメリカでもよく見た。挽き目が残るようでは、車輪として用をなさない。総型バイトを特注したと自慢する人は居たが、挽き目を見せてもらったことはない。
 そういう筆者も1つだけ、細いヤスリから総型バイトを作った。削ってできたフランジの角を落とすためのものである。この部分は適当で良く、表裏両面を早く旋削できることに価値があった。

 旋盤作業は熟練が要る。高い旋盤を欲しがる人が居るが、要は骨(コツ)であって、価格はあまり関係ない。うまい人の作業を横から見ていないと、進歩できない。最近は、youtube で素晴らしい例がたくさん見つかるので、見るべきである。それと、旋盤を買ったままで使う人が多いが、一度ばらして整備すべきである。それと、どんどん改造して、自分の”工具”として使えるようにした方が良い。筆者の機械は殆ど原型を留めていない。

 車輪を挽くのは大変だ、と述べた。機関車の動輪8枚を挽くくらいは、やるかもしれないが、貨車の車輪を1000軸挽くのは不可能である。こういうところでケチるのは間違いで、量産屋に発注するべきだ。昨今は不景気で、引き受けてくれるところはあるはずだ。最近の機械の精度は驚くべきものがある。
 今回の発注でできた車輪の径、厚みは1/100 mm以下の誤差範囲である。マイクロメータでも測定できない程度のばらつきしかない。精度の高い車輪を装着すると、それだけで走行抵抗が減少する


2021年01月14日

scientific であるということ (7)

「実物通り」という言葉は、ある種の魔力を持っているように感じる。客観的にものを考えられない人にとっては、あこがれの対象であり、崇拝したい考え方のようだ。


 先日某所の組立式レイアウトを更新するということで、古いものを引き取ってきた。実は、当博物館3階の空きスペースに試験運転場を作ろうということになって、有志が動き始めたのだ。(博物館の本線上では試験運転はできない。ギヤボックスのない車輛は油を撒き散らすから入線できないので、より気楽に運転できる周回線路の設置を要望されていた。)

 見ると、曲線の部分のゲージがかなり広い。軌間31.75 mmのところ、33 mmほどもある。どうしてかと聞くと、
「スラックが付けてあるんだそうだ。」と言う。
どんな基準で付けたのだろうと訝しげに見ている友人に、誰かが答えた。
「国鉄の技師の〇〇氏が、本物の計算式で付けたと言っていたから、完璧なんだそうだよ。」

 こうなると、もうパラノイアとしか思えない。技師氏はどんなデータを入力してこの数字を出したのだろう。国鉄に半径94mの本線があったのだろうか。軌間は31.75 × 45 = 1429 ≒ 標準軌となるが、それを考えたのだろうか。模型のフランジの形、高さを考慮したのだろうか。模型の線路の数値を実物の計算式に入れたようだ。何もかも虚構であって、めちゃくちゃであった。ここまで軌間が広いと、はまり込む車輪もあったようだが、Low-Dはタイヤ幅が狭くないので、かろうじて助かっている。 

 模型の軌間はスラックを内包しているということが、分からないらしい。車輪ゲージとの差を”ユルミ”というらしいが、これはかなり大きい。Low-Dではそれをかなり減らしている。その結果チェックゲージを保ちつつ、バックゲージ  (back to back) を広くでき、フランジウェイを狭くできる。当然、走りも安定する。

 この結論を見せても、「素人は黙っていろ!」という態度であった。本物縮小主義者は、大体似たような傾向を持つ。しかし、どちらが素人なのかはすぐにわかってしまい、Low-Dは売れ続けた。一方、模型は実物とは異なるのだが、技師氏は最期まで非を認めなかった。
 
スケール効果MCB TMS誌21号(1950年)には、MCB台車の製作記事が伊藤剛氏によって書かれている。揺れ枕の話が出ているが、そこには、模型の揺れ枕は手で押すと動くのが良いが、「實物と同じ揺れ方はしません。(これをスケール効果といゝます)…」と書いてある。現代でも「揺れ枕を本物のように作った」、とご自慢の車輛を見るが、単なる自己満足の域を出ない。伊藤剛氏は揺れ枕吊りを天井まで伸ばしたものを作ってみたそうだが、それでも全然足らないと言っていた。この時代から、実物を縮小しても動作は異なると書いてあるのに、学習しない人は多く存在する。
 
 現代においても「実物通りに作られている」と言うと、平伏する人は多い。運転性能は怪しい。車輪規格を実物に合わせた(つもり)かもしれないが、模型の軌間は実物通りではない。摩擦係数も異なる。どうするのだろう。 


2021年01月12日

scientific であるということ (6)

 次元という概念は難しいと思われがちで、敬遠する人は多いが、そんなことはない。日常生活では、時間という次元を含む概念は多く存在する。

 速度は時間当たりの距離変化で、加速度は時間当たりの速度変化である。月給という概念も、ひと月という時間当たりの給金と考えれば、そう難しい話でもない。しかし、昇給があると加速度を感じるかどうかは、微妙である。

 しばらく前の天秤…の件も、剛体の組み合わせでの変位を考えているときに、弾性梁を入れると言い始めたわけだ。弾性があると時間当たりの変位は遅れが生じ、その変位の遅れは、のちに放出されたエネルギィで面倒な動きになる。それを何らかのダンピングを利かせた機構で緩和せねばならない。そういうことを総合的に考えるのは人間の頭ではとても無理だから、とりあえず弾性体を分離し、時間の次元を外して、剛体だけでコマ送りのいくつかの場面での釣り合いを考えるのである。それを最初から弾性梁を導入しようというのであるから、これまたファンタジィに取り込まれているのである。

 議論を始める前に、この話はどの次元での話か、を決めない人とは議論ができないというのはこういうことである。相手が知らない概念を出して、こけ脅しする人も居るが、それは古い手である。実際には、自分自身も理解していない場合もあるようだ。 


 牽引力を測定すると機関車の出力がわかると信じていた人が居た。1950年のModel Railroaderの記事に、それがあった。
 情けないことに時間の次元が抜けていて、全く意味不明の記事であったが、情けないことに、TMSにはその受け売りがそのまま書いてあった。高校一年の物理の教科書レベルの理解ができていない。当時の伊藤 剛氏のクラブ会報での対応は実に見事であったが、TMSには訂正記事は載らなかったように思う。訂正は必要なことだが、尻ぬぐいをしない人たちが雑誌を作っている。

 これは遠い昔の話だと思っていたが、最近もウェブ上にその種の記事があるそうで、進歩が無いことに驚いている。

2021年01月10日

scientific であるということ (5)

 誰がやっても同じ結果になることを、「再現性がある」と言う。再現性がないものはサイエンティフィックではない。それはマジックかもしれないし、錯覚かもしれない。

 筆者は、サイエンティフィックでない人とはお付き合いできない。それは、物理や化学をしっかり勉強していない人とは付き合わない、という意味ではない。「正しいことは何か」を追求し、なおかつ物事の論理性を大切にし、客観性のある人でなければ、議論しても噛み合わないからだ。例えば、ある話をしているときに、それとは異なる次元の話をしようとする人がいる。


 しばらく前にこういうことがあった。石炭の燃焼熱は、無煙炭(anthracite アンスラサイト)のそれが一番大きく、瀝青炭(bituminous coal ビチューミナス・コール)のそれはやや小さい。燃焼熱の定義は、完全燃焼のプロセスで得られる熱量である。そこには時間の次元は入っていない。酸素を十分に与えて、ゆっくり燃焼させたときの値だ。

 ところが、蒸気機関車での燃焼はそういうものではない。どんどんくべると揮発分が出て、それに火がついて大きな明るい炎を作り、その輻射熱で加熱している。そのためには煉瓦アーチで炎を大きく曲げることが必要で、燃焼室が大きいほど有利である。当然煙も出て不完全燃焼しているが、早く燃える燃料は機関車の出力増大に直結する。出力(仕事率)の次元は、時間当たりのエネルギィであるから、多少燃焼熱が小さい瀝青炭であっても、燃焼速度が大きければ出力が大きくなるのである。それなのに、その人は「無煙炭を燃やす機関車の出力が小さいのは、燃焼熱が小さいからだ」と言って聞かない。燃焼熱は最大であることぐらい、理科年表を見れば載っている。含まれている炭素分が多いからだ。データを読み、何が問題かを正しく捉える姿勢が無いと、議論の入り口まででさえ、たどり着けない。

 これは極めて客観的な話であるのに、先入観に左右されている。次元というものに対する理解がないため、聞く耳を持たない状態であって、大変疲れた。多分、その方は今でも自分の間違いには気付いていないだろう。不思議なのは、その方が実物業界(もちろん技術系)の方であったことだ。


2021年01月08日

scientific であるということ (4)

 先回の4つのファクタは、35年ほど前、吉岡精一氏から与えられた課題の答である。整理して提出すると、「よし、合格!」と言われた。吉岡氏は、絶対に答を言わない人である。問題を出して答えさせ、そのプロセスを検証するのが趣味であった。これは、取りも直さず、ご自分の答を確認していたのだ。
 その中で異なる材質の組み合わせによる摩擦係数の低減は、氏も気付いていなかったことで、「知らなかった」と正直におっしゃったのには敬服した。そういう点でも客観的な方であった。知ったかぶりは決してしなかったのだ。

 その後フィレット半径、フランジ角の選定のプロセスを黙ってごらんになって、決定版ができたときに、「俺のと同じになった。」と言われた。
 これこそが、サイエンティフィックなプロセスである。誰がやっても同じ結論に到達するのである。吉岡氏は自分の理論が正しいかどうかを、筆者に証明させたのである。その間、ヒントは全く与えず、遠くでニコニコして見ていたのであった。
 また、車輪直径公差を2/100 mm以下にできたので、転がしても左右に偏ることは無くなった。それも抵抗の低減に大いに寄与している。これは吉岡氏の考えた範囲をはるかに超えていた。

 最初の1万軸の頒布以降、これに関する論議は全くなく、採用してとてもうまくいくという賛同者と、根拠無く批判する人の二つに分かれた。前者が圧倒的に多いのは、当然である。使ってみればわかることなのである。

 しかし自分で実験もせずに批判する人が居るのは、理解しがたい。実験して、良い結果が出ることを確かめてあるのだから、口先だけで否定できると思うのは、無理筋である。いまだにLow-Dの大きなフィレット半径の効用を、「個人的見解」と書いて否定しているサイトがあるのには、驚きを禁じ得ない。 すでに3人が独立に証明しているのだ。否定するならそれなりの実験結果が必要であり、それが無ければ単なる知ったかぶりのホラ吹きであろう。模型は実物の一次近似であるというファンタジィに取り込まれて、酔っているのだ。
 2点接触についても、重い実物における損失と、軽い模型での損失を比べれば、模型では無視できない。しかも線路の曲率を考慮していない。

 今回の高梨氏の研究着手に際して、筆者は吉岡氏の態度をそのまま踏襲した。導いてはいけないのだ。
 着実に同じプロセスをたどって、三回目の証明に至ったのはご覧のとおりで、感動した。


2021年01月06日

scientific であるということ (3)

 低抵抗を得るというのは、いくつかのファクタを小さくすることである。

1.フランジがレイルを擦ることによる抵抗
2.行路差による摩擦
3.摩擦係数
4.2点接触による速度差から生じる損失

 これらの中で一番大きいのは、1.である。NMRAのRP25は実物の形態を少しでも真似すべきという幻想にとらわれた結果であって、中世ゴシック建築のアーチにある ogive(オーヂャイヴと発音)をとり入れている。形にこだわって性能を落としているのだ。プラグマティズムとは正反対の方向にある。
 示されている数字はでたらめで、絵が描けないものがあるが、それすら無視して強行している。描けるものについては、筆者の作図によればフランジ角は、79度である。この角度は大きい。描けないものについて、彼らは間違いを認めない。情けない限りである。こんな部局は潰すべきだ。

 2.の行路差は、意外に大きい。模型の線路の曲率が大きい(急カーヴ)ので余計に影響が大きくなる。踏面のテーパでは賄いきれないから、行路差を補償するのは別の要因(フィレット)の効用が大きい。また、2軸台車では後ろの車輪は外周レイルには接触しないから、行路差は殆どそのまま出る。

 3.の転がり抵抗は静止摩擦抵抗の関数である。静止摩擦係数が大きいものは転がり抵抗も大きい。なるべく堅い材質のレイルと堅い車輪との組み合わせが、良い結果を生む。さらに異なる材質の組み合わせが、ベストの結果をもたらす。
 行路差の損失は、摩擦係数が小さいほど小さくなるのは自明だ。 

 4.の 2点接触は、二つの意味を持つ。最初は1.のフランジの接触である。フランジの先が触るような車輪は脱線機そのものであるから、全く考慮に値しない。捨てるべきである。次はフィレット付近の接触(RP25で見られる)である。レイルヘッドの半径と比べて相当に大きな半径のフィレットを与えておけば、いつも1点接触になり、抵抗は大幅に減る。
 このあたりのことについては、実物形状を縮小することにのみ価値を認めている人、また、実物理論を出して来る人は、引き下がらない。このあたりの2点接触は、速度差が小さいから無視できるなどと断言している人まで居る。1点接触にする工夫ができれば、はるかに勝るものができることを否定するのである。全くもってサイエンティフィックでない。実物では無理でも、模型なら1点接触は可能なのだ。レイルも車輪も十分に堅く、潰れることがないからだ。 

 「フィレットは接触圧でレイル・車輪が破壊されるのを防ぐためのものである。」という主張には参った。この種の知識を振りかざして模型に対しても適用すべきだと言う人は、模型作りをするべきではなさそうだ。

 我々は模型を走らせたいのであって、実物を走らせたいのではないのだ。このように現実とファンタジィの区別がつかない人とは、話ができない。ここで言うファンタジィとは、実物を縮小した世界に縮小された自分も存在し、実物の理論が100%適用される世界に生きているという妄想の世界である。縮小模型は本物とは異なる挙動をするという常識が欠落している人の生み出す幻想だ。

 実物理論を模型に適用するというのは、ほとんどの場合において、サイエンティフィックではない。

2021年01月04日

scientific であるということ (2)

 開発から25年を経て、Low-D の追試が行われている。高梨氏とは何回かお話したが、意図的に内容については話さなかった。予断を与えるといけないからだ。高梨氏もサイエンティストなのでその点はわきまえていて、答を聞くということは一切無かった。そういう意味でも、極めて客観的な実験である。

 結論としては、筆者のLow-Dと全くと言ってよいほど、同じになった。これは何を物語るのだろう。

 今まで、筆者の実験結果を否定する論調の記事がいくつかあった。自称技術者なのに、実験をしていない。摩擦係数すら測定していない。そこにあるのは、否定せねばならないという感情だけである。どうやら実物業界の方は、実物理論が模型に適用されると信じているらしい。線路の曲率も、質量も、材質も異なるものにも、同じ理論が完全に適用されると思っているのだ。Low-Dの車輪断面では乗り心地が悪い、とまで書いた人が居て、失笑した。

 O scaleの世界では、もうそのようなことを言う時代はとっくに過ぎ去って、無風ないし僅かの追い風状態である。むしろ、他の車輪を手に入れることが難しく、かつそれが高価であるから、この車輪が欲しいのだそうだ。安くて性能が良いので、注文が多い。国内では、すでにデファクト・スタンダードになっている。

 HOの人たちは、「HOでは実現が難しい」と思い込んでいた人が多かった。実験してみれば良いのに誰も手を付けない。観察は難しいことではないが、やる人が居なかった。この国の教育では、観察から始まる考察によって、正しい推論を得る訓練が少ないのではないか。答の出し方しか興味のない人が多い。しかも、それは必ず答が用意されている問題を解くことである。

 高梨氏が、
「やってみたい。」
とおっしゃったので、
「どうぞご自由になさってください。私の記事は、ある程度参考にはなるかもしれませんが、HOではまた別の解があるかもしれませんね。」
 と答えた。先入観を植え付けるといけないので、それ以上、何も言わないことにしたのだ。 

2021年01月02日

scientific であるということ (1)

 先日のコメントでサイエンティフィックという言葉を出したら、反応した方が何人かいらした。どなたも肯定的で、もっと詳しく書いたらどうかということであった。(太字を強く発音する)

 筆者は、サイエンティストのはしくれである。客観性のあるもののみを追求してきた。世の中にはいろいろな人が居て、主観的なことをゴリ押しして恥じない人が居る。また歴史を無視して捏造したり、自称専門家でも、サイエンスを無視する人が居る。


 例えばこういう例を考える。ある人がAを見て、それに対する評価がXであったとする。その人がAをもう一度見せられた時に、Yという評価をするならば、そういう人とはお付き合いしかねる。その2回のチャンスに大きな時間的距離があった場合は、持っている知識の理解度が変化しているからそういうことはありうるが、1週間で評価が変わるのは理解しがたい。その変化の説明を求めると、たいての場合、支離滅裂だ。
 何回でも同じ評価をする人が、サイエンティストだ。しかも他のサイエンティストに聞いてみても、同じ答えが返って来る。同じでなければならないのだ。
 実験をしても、その結果はいつも同一でなければならない。再現性の無い実験では意味がない。


 筆者は低抵抗車輪の開発に数年掛けている。その間、様々な仮説を立てて実験し、どの方法が最も良い結果を生むかを調べた。各国の車輪、規格を調べて表を作り、現物を入手して全く同じ軸受で試験した。車輪は快削材で出来ているので、フランジ形状の変更は簡単だ。摩擦係数もいろいろな組み合わせで調べた。レイルとの当たり具合を望遠鏡で覗き、フランジが当らないフランジ角を、曲線半径ごとに確認した。

 旋盤屋をなだめすかして仕事をさせ、300軸作ったのが最初のロットである。それを使って走行試験をして、吉岡精一氏、魚田真一郎氏らに配り、使用感を聞いた。結果は「極めて優秀」であった。その後、何度か再生産され現在までに4万軸程出ていった。利潤は無い。工場は3箇所目である。工場は相次いで倒産して蓄積されたノウハウが失われたが、工作機械の進歩で、より素晴らしい仕上がりのものが得られるようになった。同じ図面を持って行くと同じものが出来るのは、サイエンティフィックである。昔はそうでもなかった。”腕”が必要な仕事であったのだ。


2020年12月31日

長浦軌道の動画 公開さる

 修復成った長浦軌道はクラブで公開され、その時の動画が公開された。

 運転者側から見た様子

 観客席から見た様子

 収納編

 まだ仮の状態であるので、いずれ再編集される可能性があるが、とりあえずご覧戴きたい。

NMRC Jan.1966 この機関車の動力装置を作った時の、実験に基づくギヤ比の決定手順の記事が見つかった。クラブの会報である。発行は昭和41年だ。
 モータ軸と同軸に出力軸があるのは珍しい。のちにSG氏が増速フライホィールを付けた例とは、裏返しにすれば似ている。歯車は時計部品屋で買ったというところが面白い。現在はそういう店はまずないだろう。 時計の歯車はインボリュート曲線を使っていないので、音は大きい。

NMRC Jan.1966(2) モータの回転数を測定する手順が面白い。実際に無負荷でエンドレスを走らせて、1周2.81 mのラップタイムを調べている。実験を基に考察しているのだ。簡単に出来ても、こういう基礎実験をする人は稀である。実験もしないで分かったようなことを言う人は多い。剛氏の姿勢に学ばねばならない。測定ということは、すべての基本である。当時はセレン整流器の時代である。電圧降下は大きい。

 最近はマグネットモータしかないので、分捲特性と言っても誰もピンと来ないだろう。ギヤ比が適切なので、走りは素晴らしい。低速でトロッコをぐいぐいと押す。ゴムタイヤを使っているところも、考慮に入れているはずだ。


2020年12月29日

双方向クラッチ

 双方向クラッチのことを書いたところ、何人かの方から連絡を戴いた。モータと動輪を切り離す機構の存在価値について、全員が疑問を投げかけている。
 切り離すと手で押せるというのは面白いが、ボールベアリングで摩擦を減らした機関車では、わずかな傾斜でも動き出して卓上からの落下の心配があるという指摘を受けた。全くその通りで、筆者もあわや、という経験がある。

 祖父江氏から最初の1輌を受け取った時に、父に見せた。陸軍の…という話はその時のものだが、筆者が、
「中はどうなっていると思うか。」
と問うと、さらさらとスケッチを描いて、
「こうなっているんだろうな。外と中の速度差があれば、摩擦で爪が動いてひっかかるだけのことだろう?」
 
 驚いたことに、その図は祖父江氏の試作品と全く同一であった。
「手で廻すなら良いが、モータで廻すと寿命は短いだろうね。」とも言った。

 実際に80坪の仮設レイアウトで長大編成を牽かせてみると、シャフトに彫った、爪がひっかかる溝は徐々に拡大し、爪のピンの入る穴もガタつくようになってきた。その後、その種の機関車はほとんど稼動させていない。ガラス棚に飾るときも、前後に車止めを挟み、注意書きも置いてある。

 ”押して動く”件は、考え得るすべてのパターンを祖父江氏と共同して試作したが、蒸気機関車に関しては3条ウォームが最適解であることが分かった。

 ちなみに、その英語訳は"Free to Roll"としたい。”Free Rolling"では勝手に転がることを意味する。前者は「押せば動く」ということで、このメカニズムの意味をよく表している。これは native の英語を話す人に聞いたことで、間違いはないだろう。


2020年12月27日

続 自動操縦自動車 

TMS #6 この車は小菅製作所というおもちゃメーカの”ダンディ”という製品らしい。だいたい1/42サイズくらいだとある。1947年型キャデラックである、と01175氏からお知らせ戴いた。

 ブリキ板をプレスしたものだったそうだが、モータの界磁が近いので、磁気回路が外に出来てしまい、モータの力が出なかったそうだ。界磁に近いところを切り取って捨て、その部分をブラス板から叩き出してハンダ付けしたそうである。その継ぎ目が全く分からないので、磁石を近づけて境界を判定した。この工作は素晴らしい。

 70年以上経ってもその価値が減じない模型というものには、なかなかお目に掛かれない。どんなに細かく出来ていても、塗装が美しくても、工学的な裏打ちがあり、模型人の心を揺さぶる模型というものは稀である。

 博物館が開業すると、伊藤剛氏の作品を間近で見るチャンスがある。手に取ってという訳には行かないが、目の前で動きをご覧に入れることができるだろう。

 肺炎禍のせいで、何もかもが遅れているが、なんとか来年には開館できるめどが付いた。維持費は安いので、開業が遅れたからといって赤字がかさむわけでもない。筆者も、開業していないほうが工作に時間が取れてありがたいと言えば嘘ではない。
 信号機の完成実用化のめどが立ち、後は転車台を取り付けて、防護ガラスを付けるだけとなった。 

(TMSの旧い号は傷んでいるものが多いが、この椙山氏からお預かりしたものは全く傷んでいない。左上にサインが見える。椙山氏のご子息の意向で、蔵書をかなりお預かりした。)


2020年12月25日

自動操縦自動車

 伊藤剛氏の作品で、鉄道車輛でないものは、これら以外にもいくつかある。

TMS6 これはTMSの6号の記事である。自動操縦とは何だろう?と思う人は多かろう。今でいうスロット・レーシングカーである。ただし、極めて高級なものである。ステアリングは本物のように動く。アッカーマン機構のステアリングで誘導する模型は、当時なかった。これは実用新案を取得している。図はすべて剛氏作成のものである。
 記事を読んで少々驚いたことがある。その中に松田恒久氏の名前が出て来る。TMS 3号に自動クラッチの記事を書いた人だ。今まで何回もこの模型を触っていたが、自動クラッチ付きであることを失念していた。ウォーム駆動だから動かないはずの車輪が軽く廻るのにそれに気づかなかったのだ。また、ディファレンシャル・ギヤも搭載されているし、3点支持で極めて滑らかに作動する。伊藤剛氏は車庫で手押しで動かせなければいけないと思ったらしい。

Dandymechanism この自動クラッチは、1978年に祖父江氏によって改良されたものが出来、筆者の模型にも4輌搭載されている。1983年に筆者の運転の車に井上豊氏を乗せて祖父江氏宅に行き、それを見て記事を書いたのだ。本当は祖父江氏の名前を出したかったのだが、
「松田さんのを改良しただけだよぉ、俺のアイデアではねぇからさー。」と辞退されたので、井上氏が作ったように紹介されている。祖父江氏は松田氏を知っているような口ぶりだった。井上氏の作例は小さいので、作動の確実性はやや劣った。祖父江氏のは2倍の大きさで、円周の外側に摺動子があって確実に作動するが、Oスケールの長大貨物列車を起動する時のショックに耐えるようにするには数度の改良が必要だった。最終的には、爪をS45Cで作り熱処理をしたが、滑らかな運転が出来る3条ウォームには、到底、敵わなかった。惰力が利くのは面白いが、快適な運転はできない。
 下り坂で、重い荷物を積んだブレーキ無しの自転車に乗るようなものである。逆転すると瞬時に噛み合って急ブレーキが掛かるが、列車は脱線する。またその瞬間に、爪が噛む相手がヘタる。松田氏のように電車に付けて手押しを楽しむのは良い利用法とは思うが、機関車には向かない物である。
 という訳で7輌ほどの試作で、双方向クラッチは廃案となった。摩擦の少ない車輛からなる列車を牽いて、勾配での運転をしない人には分からないのだろうが、実用性は無いと言うべきだろう。

 この件は以前にも書いたが、この双方向クラッチは珍しいものではない。陸軍の手廻し発電機にも、これが搭載されていたと、亡父が言っていた。よくある工夫で、特許にもなっていないようである。これを高く評価するのは間違いだそうだ。

2020年12月23日

side dump car

side dump car パワーショべルの近くにあったサイド・ダンプ・カーである。1輌しかないが、実によく出来ていて驚く。幅は広く、O scale の建築限界一杯である。工事用の車輛だから、そういう点では制約がなかったのであろう。

side dump carside dump car パワーショべルで掬って、この貨車に積むのだろう。台車が一つしかなかったので、仮台車を付けて撮影した。数字から判断するに昭和27年製である。DLというのはDream Land Centralという鉄道名から来ている。面白いことに、このあたりのTMSには模型鉄道の会社名が毎号2ページほど載っている。その中に剛氏の鉄道も掲載されているわけだ。高校生が沢山登録しているのは、ほほえましい。

side dump car このサイド・ダンプには床下に巨大な空圧シリンダがある。油圧ではないから、かなり大きな面積で押さないと持ち上げられなかったのだろう。実際には、どのように空気を入れたのかは興味深い。急に最大圧を掛ければ、荷台は折れるかもしれない。また土砂は飛び跳ねるだろうし、貨車の下半分は反作用でめり込み、その反動で脱線するかもしれない。何らかのガバナーでゆっくりと入れる筈だ。

 この貨車は左右どちらにも傾けることが出来るが、細いエナメル線で、動かないように縛ってあった。おそらく正立させた状態でないと、荷台を起こしたときに、ばらばらになってしまうのだろう。

 友人が来たので、パワーショベルとこの貨車を見せたところ、驚嘆していた。板金加工で肉厚の鋳鋼製を模しているところや、巧妙なリミット・スウィッチの工夫、薄型ソレノイドによる底蓋開放装置には恐れ入ったようだ。
 彼もDCC化には賛成である。多重制御化は剛氏の意思であり、事情が許せばやっていたことなので、いわゆる復元ではなく、発展的な再構成となるであろう。これについては、異論はないと信ずる。

 これらの模型に関する資料を探さねばならない。NMRC名古屋模型鉄道クラブの会報を丹念に見ている。きっと剛氏が細かく書いているはずだ。あるいは日本車輛の資料の中にあるかもしれない。 

2020年12月21日

続 伊藤 剛氏の Power Shovel

 TMS の何号に載っていたかを探すのは大変な手間であった。ようやく見つけたところ、railtruck氏からコメントでお知らせ戴いていて、悄然とした。1959年の伊勢湾台風のころである。

 この時期のTMSはとても面白い。様々な工夫の発表が多く、現在のように「綺麗に作ってある」ということを強調する記事は少ない。自作記事が多く、しかもそれらの中で高校生の作が目立つ。この時期の高校生は既に80歳近い。ご存命であれば、いかがされているのだろうか。


 当博物館に現存する作品は、発表当時とはかなり異なる。セレンはシリコン・ダイオードに更新され、下廻りのモータは鉄道模型用のモータに取り換えられている。その他、内容は発表された写真とは大いに異なる。

 当初は1/30で設計されたようだが、Oスケールでも通用する(大型の機械を1/45にしたと考える)と書いている。1/48でも似たようなものだ。このショベルは、自分よりも高いところを削るのが目的だとある。崖を崩すようなシーンだ。海外の露天掘りは、そのような方法を採る場合が多い。
 昔アラバマ州で見た鉄鉱石の採取はまさにそれで、土砂の層10 m 程を取り除き、その下の5 mの鉱石の層 を掘ってトラックに積んでいた。剥がした土砂は、鉱石を取り除いたところに積み上げる。見渡す限りの荒野を剥がし取るのである。
  TMSの記事には”ジッパー”とあるが英語は”dipper"のはずだ。ひしゃくのことで、掬い取るものである。こんなことを伊藤剛氏が間違う訳はなく、元原稿には”ヂッパー”とあったのではないかと推察する。 


 動作部分の行程はリミッタを付けてあるので自然に止まり、極性反転すると戻って来る。ロープのたるみ止めの装置は床下にある。様々な工夫があり、とても書ききれない。

 この制御回路には、いかにも剛氏らしい工夫が沢山ある。電線の数を減らすことを考えていたのだ。剛氏はこれを貨車に積んで、動かしたかったようだ。最終的には2本の線で動かしたかったとある。多重制御については、大変興味をお持ちで、筆者のアイデアをよく聞いて下さった。DCCの前の段階の時期のことである。
 筆者がDCCをお見せすると、「これが使えるならクレーンを自由に動かせますねー。」とおっしゃったので、何の事だろうと、思ったことを記憶している。
 2本の線による多重制御の可能性をずっと考えていらしたのだ。

 現在の技術なら、ギヤード・モータを用いて、コンパクトにまとめることができる。工作は難しいことではないが、実物の作動原理が理解できていないと、設計は難しそうだ。

2020年12月19日

伊藤 剛氏の Power Shovel

 所属クラブで伊藤剛氏の鉱山鉄道の復元のお披露目があったが、その席上パワー・ショべルの話題が出た。それは当博物館に来ていたので、探し出して写真を撮った。一部をお見せする。ボディは見つからなかった。

loading shovel Power Shovelはコマツの商品名だそうだ。本来は loading shovel と呼ぶらしい。掘って貨車やダンプトラックに積み込むのが仕事である。最近は油圧式の機械が増えて来たので、ワイヤ・ロープ式のものはわざわざ rope shovel と言うらしい。巨大な、ひと掬い数十トンのタイプは、すべてロープ式である。ショベルの底が開く様になっている。油圧式は、ロープ式に比べると寿命が短いそうだ。ロープ式は何十年も使える。  

crawler 剛氏の話によると、職場で顧客に説明する時、
「模型があったほうがいいね、ということになったので、作っちゃった」そうだが、とてもそんな程度の模型ではない。6モータで非常に複雑な動きをする。ショベル部分は伸縮する。本物は、ここの裏がラックになっていて、ピニオンの回転で伸縮する物が多い。これはロープで出し入れする。 

chasis これは剛氏のその他の模型に比べると、かなり保存が良くない。履帯も、片方が行くえ不明だ。履帯は蝶番をたくさんつないで構成されている。履帯内側の脱線防止爪が細かく出来ていて驚く。駆動輪、転輪は鉄道模型車輪を貼り合わせて出来ている。ロータリィ接点もある。現在ならDCCで2本の線でコントロールできるし、無線操縦も簡単だ。
 床板は劣化して割れている。作り直すなら、床板を分厚い金属板から作る必要がある。クラブ員の中で、これを作り直す、という意思を持つ方が出て来ないかと楽しみにしている。

2020年12月17日

またまた天秤棒…

 できれば触れるのを避けたかったのだが、コメントでぐさりと刺されてしまったので触れない訳にはいかなくなった。その通りである。コメント主は鋭い方だ。

 例の天秤棒ナントカはイコライザではないのである。この台車は弾性のある材料でできているので、かなり自由に捻られる。ただしボルスタが撓んだりしないように設計してある。

 奇しくも、筆者の愛車の前輪スタビライザ・リンクが傷んで、異音がし始めたところである。交換せねばならない。試しに右前輪だけを、整備用の斜面を登らせ、最大限持ち上げてバネを底衝きさせてみると、スタビライザは限界まで捻られた。その時、タイヤに掛かる力は右前と左後が極大値に達し、残りの2輪の輪重はかなり減る。これを「イコライズされている」と言う訳にはいかないのは、当然だ。スタビライザが無いと、左前のタイヤにはほとんど力が、掛からなくなるはずだが、それを多少緩和しているに過ぎない。

 この試作台車の一輪の下に何かを挟んで、センタピンに錘を載せると、同じようなことになる。ボルスタのセンタピンは僅かに傾く。もっとも、線路の不整は極めて小さい量なので、輪重変化は少なく、ほとんど同一であろう。その範囲ではイコライザと言っても良いのかもしれないが、それは単なる言葉遊びである。

 この件については解決済みであるが、いまだにくすぶっている人も居るようだ。要は定義域の問題で、身勝手な定義を振り回しているということだろう。


2020年12月15日

3Dプリントによる国鉄型台車

 S氏にお願いし3D-printed (1)3D-printed (2)た国鉄型台車が到着した。この写真はかなりの近接撮影であってざらつきが気になるが、実際の鑑賞距離ではほとんど見えない。Oスケールでの鑑賞距離は50 cmほどだろう。HOゲージならば、滑らかさを追求した別の出力方式を採る必要があるだろう。本物の図面から描き起こし、模型化の手順を経ているので、走行性能は抜群である。 実物をそのまま縮小した訳ではない

 稲葉氏の遺品である昭和29年の客車列車を保管することになり、その台車を交換する必要に迫られた。OJに改軌する必要があるのかもしれないが、とりあえずOゲージの台車を履かせて、12輌編成の特急、急行列車としたかった。機関車はEF58をお預かりしているので、その下廻りを新規に作れば一応の体裁は整う。その部品は揃った。

 OJ長軸が作ってあるから、車輪を嵌め替えればOJ用にもなるが、ブレーキ位置が異なる。しかし台車自身それほど高価なものでもないので、OJ用のも作ってもらった。こうすれば台車ごと嵌め替えれば対応でき、楽である。
 もちろん、ブレーキ装置は車輪踏面に当たるような位置に来ている。

  TR47、TR23を作ってもらったので、ピヴォット軸を嵌めれば走らせることが出来る。軽い車体なので、それで十分だ。ただ、床下器具は接着剤が劣化しているので、全部剥がして優秀な接着剤による再接着が必要だ。今のままでは、走行中に落下する。

 車輪はスポーク輪心ではないが、TR47では全く目立たない。TR23には、新設計のスポーク輪心を再利用するプロジェクトの完成を待ちたい。このスポーク車輪の再生は新年には出来るだろう。今、ネジ太さの微妙な調整で手間取っている。

 この新台車は、素材の性能を生かしたひねりの利く設計を採用している。すなわち、台車そのものが線路の凹凸に追従するから、バネ装置を省略できて経済的で、しかしながら走行性能は抜群である。端梁は、180度屈曲させ、ひねりに対応する。イコライズされているわけではないが、弾性のある素材を使っているからこそできる技である。走りは静かで、脱線も少ない。
(左の写真ではその180度ひねりの部品を、仮に上に載せて撮影している。実際には右のように上面が面一になる。)

2020年12月13日

続々 Sofue Joint

 1本ピンのSofue Jointはトルクを伝えているのではない。変位を伝えているのだ。この説明をどのように書けば一番わかりやすいか、といろいろ考えた。

 早い話が、クランクを手で廻していることと同じなのである。フライス盤のZ軸高さを決めるネジのクランクは、本体が重くないと廻せない。小型のフライスでは押さえつけないと、本体が踊ってしまうだろう。
 いつも有用なコメントを送って戴くTavata氏も、「氷かきのクランクと同じ」という解釈を送って来られた。確かにこれも、本体を押さえ込んで足を踏ん張って廻さなければならない。

 頑丈な構造体の中に、ある半径のクランクがあって、他方の腕でそれが廻されているわけだ。沢山の腕で廻すと考えると、多気筒の星形エンジンも似ているだろう。
 丈夫な構造体を作る余裕があれば、製作は容易で、動作は確実である。微妙な芯ずれが許されるのは、製作者にとってはありがたいことだ。

 今回製作中の機関車に組み込むかは思案中である。

2020年12月11日

ステンレス容器 塩水漬け

removing broken drill bit in stainless steel bowl この方法を編み出したのは筆者である。しかし10年以上前にやったきりで、そのチャンスがしばらく無かった。それは通称 ”ガラ”を使うようになったので、タップを折ることが無くなったからだ。しかし、今回は少し違う事案だ。

 台車枠の鋳物に、軸箱護をネジ留めするための下孔をあける時に、折ったのだ。高速ボール盤を使っているので孔は簡単にあくが、中に鬆(す)があったようで、がくんと中に落ち込んだ時に折れた。高速ボール盤といえども、送りは無造作ではいけない、という良い例だろう。(写真の左上の部分の裏側に折れて刺さっている。)

 当時の韓国製の鋳物は見えない鬆がある場合があった。おそらく、熔湯を入れる速度が大き過ぎるのだろう。埋没材が削れて落ち込むのだが、それが浮力を得て上がって来るが、途中で引っ掛かってその分が空洞になる。もっとも埋没材はそこに残っているが、脆いのでドリル刃は一瞬で通過し、その先の金属に当たる。

 今回の失敗例をよく観察すると、ドリル刃は穴の中で斜めに刺さっている。すなわち、空洞を通過した後の向こう側の金属が斜面だったのだろう。それに乗り上げて、ドリル刃は横這いし折れた、と解釈した。

 ステンレス塩水漬けの方法は、「蒸機を作ろう」にも掲載され、利用する人が多くなったのは喜ばしい。しかし、相変わらず「溶けない」という文句が来る。
 ステンレス容器を使わない人が居るのには驚く。これはステンレスを使うことに意味があるので、プラスティック容器ではうまく行かないのは当然だ。書いてある通りにやらないと意味がないということを理解しない人は少なくない。
 また超硬のドリル刃を折り込んだという相談も時々あるが、それは諦めて戴く以外ない。切り取って埋め金をするしかないだろう。相手がブラスであれば、超硬を使う理由は見つからない。

2020年12月09日

続 veranda GTEL を作る

 スパン・ボルスタを持つ車輛は比較的少なく、その構造をじっくりと考えるチャンスは、今までほとんどなかった。今回はアジン製のGTEL を観察して、その問題点を洗い出した。衝突時に力がどのように掛かるかを考えると、弱いところは2箇所のセンタピン周りである。台車にはほとんど力は掛からない。

 連結部からの衝撃力は2箇所のセンタピンを剪断するように掛かる。センタピン周りの構造体は折り曲げられるだろう。祖父江氏はそこに角材を貼り付け、補強していた。しかしセンタピンだけは細いままだったので、
「ぶっつかったらさー、センタピンが切れっちまうからね。」
と言っていた。筆者はそのセンタピンをスティール製に替えた。しかし、その周りが弱いので、どうなるかは不明だ。

 速度を出すつもりは全くないが、なにかの間違いで追突することは、考えておかねばならない。長大編成での連結器切れは起こりうる。一編成45 kgほどあるので、置き去りにされた貨車にぶつかるとかなりの被害が出る筈だ。貨車は壊れても機関車は温存したい。

lap joint 主台枠中心にはチェインを通すので、角穴が開いている。だから、そこが弱くなる。その部分は 3 mmの厚板を用い、縦の部材を追加している。一方、前後の床板は薄い1 mmを使っている。3 mmの板と1 mm板は、祖父江氏の手法で欠き取って重ね継ぎをしている。ハンダが廻ると、最初から一枚板だったような剛性がある。

 今回設計の主台枠とスパン・ボルスタ2本の質量は、約 1 kgである。ジグを作って押し込み、ガスバーナで焙ってハンダ付けした。そう簡単には壊れないものが出来たが、やや過剰品質ではある。  

2020年12月07日

veranda GTEL を作る

 長年放置してあったヴェランダ・タービンを完成させるべく、とりかかった。台車は30年以上前にAjinで調達したものだった。
 どうしようもない部分もあるが、台車の側面のディテールだけは秀逸で、 手を入れれば十分使えた。問題は、彼らが実物の図面からそのまま作っていたことだ。ペデスタル部には必要以上の凹凸がある。実物通りに作ったのだ。上下の滑りを確保しつつ軸受の距離(枕木方向)を保つのは良いが、台車ボルスタがへなへなで何の意味もない。ボルスタを補強し、重い本体が載ったときにもへたらないように、せねばならない。強度が不足しているし、また模型として作りやすい構造にすべきである。

 久し振りに鋳物に細孔を開けた。下穴ドリルを折り込んでしまい、ステンレス塩水漬けで3日待った。うまく錆びてくれたので取り出し、ネジを切った。ネジはあまり使わないM1.7で、タップの予備が無いのでヒヤヒヤであった。

 スパン・ボルスタは衝突に耐えるようにした。祖父江氏がAjin製GTELの剛性のなさを指摘していたので、材料置き場をひっくり返し、厚さ4.2 mmのnaval brass (ネーバル黄銅)の大きな板から切り出した。この長さを糸鋸で切るのはとても自信が無いので、ジグソウに金工用刃を付け、時間をかけて切り出した。自宅のフライス盤で直方体に仕上げ、台車の嵌まる部分を少し彫り込み、前後端のバッファを削り出した。
 ネーバルは海水に耐える材料である。廃金属商で入手したものだが、粘りがあって加工は大変だ。フライス刃は喰い込みやすく、難削材用の刃を用いる必要がある。さらに、切削油をたくさん使って削らねばならない。また、ネジを立てるのは一苦労であるが、とても丈夫である。

GTEL span bolster スパンボルスタの中央部はさらに1 mmと2 mm の板を貼り重ね、全面ハンダ付けをした。ここの部分には孔が開いているので弱く、本物も丈夫に作ってあるのだ。

 本体の骨組みは9.5 mm角のアングルで3 mmの板をはさみ込み、スパン・ボルスタのセンタピンはΦ8である。ここが弱いと衝突時に剪断されてしまう。 
 中心部は高さを稼いで撓みを防ぐ。トラス橋と同じである。


2020年12月05日

rotary tippler

 本物の rotary dumper(人によってtippler とも言う)  は各種の構造がある。貨車を回転させ、傾けて積荷を出すのだが、1輌ずつ切り離すのはかなり面倒である。切り離したものを押し出して、向こう側で止めなければならない。しかも再連結するのは、速度管理が大切だから面倒である。

 現代のアメリカの大規模な積み下ろし施設は、連結を開放せずに平坦線で作業する。巨大な施設で、貨車を丸ごとひっくり返すが、連結器を軸として回転する。連結器がねじ切れるといけないので、連結器は回転出来るようになっている。もちろん貨車の両端の連結器が自由に回転すると、あらぬ方向に回転した状態のまま列車が運行されてしまうので、それを回避するようにせねばならない。貨車の片方は回転不能で、もう片方が自由回転になっているのだ。
 これらの貨車を正しくつないであれば、何の問題も無いが、ドジを踏んで回転できない方同士をつなぐと、ロータリィ・ダンパ上でねじ切れるだろう。それを防ぐために、貨車の連結器回転側は、黄色またはオレンジ色に塗ってある。遠くから見れば、正しくつないであるかどうかは一目でわかる。
 機関車の次位につなぐ貨車では、機関車側も回転しなければならない。それを忘れるとこうなるという写真がある(写真23)。


 この模型はSスケール(1/64サイズ)3.5フィートゲージ(HOゲージ)である。
 これは、3Dプリンタを駆使したものである。連結器は自由回転できるものを作ったようだ。貨車を押す装置がややオモチャっぽいが、よく出来ている。
 本物は機関車の移動量がすぐわかるように、線路わきに停車目印が貨車の数だけ用意されている。もちろんダンパの脇には、目視で安全確認する要員が配置されている。 

 ライオネルには製品がある。面白い。この会社の製品は少々お高いが、良く出来ている。つまらぬ機関車を買うより、楽しそうだ。

2020年12月03日

伊藤 剛氏の長浦軌道の修復成る

Nagaura kidorotary tippler box N氏の尽力で剛氏のロータリィ・ダンパの修復が完成した。原則として、オリジナルに戻すという方針であるので、55年前の状態を見ることが出来る。
 車輪は現在のものを用い、ピヴォット軸受にはモリブデン・グリースを少量入れてある。滑走性能は良く、”飛び出さないかと思わず手を出した” という状況が再現された。 

 今回手直しをしたところは、スピードが出過ぎるのでリターダを付けたことだけだそうだ。長いリボン状のバネによって車輪の内側を擦り、減速する。

 機関車のタイヤはゴム製であったので劣化していた。それを現代の材料で再生した。集電はレイルを直接擦るスプーン状ブラシが4個付いている。集電は完璧で、いかなる場所でも起動不良になることがない。5輌のトロッコを軽々と押して登る。

 ロータリィ・ダンパの回転する枠は缶詰の蓋部分を切り取ったもののようだ。鉄の色が出ているところが実感的である。丸みはもともと完全であるし、作りやすい。元はビールの缶ではないかと思われる。当時はビールは薄鉄板の缶で売っていた。三角の孔を開ける道具も酒屋でくれた。2箇所に孔を開けて中身を出したのだ。直接口に付けて飲むと、妙な味がすると不評であった。

 おそらく、剛氏はその缶詰を手に取った瞬間に閃いて、全体の構想が出来たのではないだろうか。図面無しで、あっという間に作られたような気がする。

 全体を1800 mmに収めたかったようで、最終端は少し曲げて長さを短くしている。

 組立式なので、滑りの良い机の上では徐々に位置関係がずれてきて、脱線してしまう。大きな板の上に固定するのが良いだろう。クラブでのお披露目のあと、当博物館で永久保存の予定である。もちろん動態で公開する。その場所も確保した。

 クラブで動画を撮影したので、編集後、公開される予定だ。

2020年12月01日

カビのこと

 木製キットを組んで塗装したものが、カビ始めた。不思議なことにガラスケースに入っているものがひどい。

 当博物館は24時間空調をかけているので、湿度は60%以下を保っている。かなり乾いているはずだ。それなのに、一部の車輌がカビだらけになった。分析すると、次のようなことになる。

1. Quality Craftのようなバスウッド(シナノキの亜種)に細い溝を切ったものの、溝の中からカビ始める。それは木造貨車を再現する縦溝が細かく切られたものが多い。

2. 滑面の塗装は大丈夫である。塗膜が薄く、木材に薄く浸み込んだだけの部分はカビ易い。

3. オイルステインを浸み込ませて固めたものは、その上に塗膜が無くても、全く大丈夫である。

 レイアウトの線路上を走っているものは全くカビていない。どうやら空気が循環していると良いらしい。空気清浄機が設置してあり、カビ防止に寄与するオゾンを発生するからかもしれない。

 対策としては殺菌剤の次亜塩素酸ナトリウム(キッチンハイターの類)を含む洗剤液を噴霧して、歯ブラシでこすり落とす。次は、よく水洗して乾かす。エアコンが効いているので、扇風機で良く乾く。カビは塗膜を明らかに侵す。一部はタッチアップが必要だった。組立の接着剤はエポキシが多いので、水で洗っても問題ない。
 外に持って行って、カビ止めスプレイを噴霧する。アルコールベースの薬剤であるから、濡れているうちに触ると塗料が傷む可能性があるので気を付ける。乾くとわずかに風合いが変化した。微妙に艶が増したような気がする。

 以前気が付いたオイルステインは、大変効果がある。中まで浸み込んで固まっているので、カビの胞子が取り付く場所がないのだろう。現在組立て中のものはすべてオイルステイン漬けにした。どうせ塗るのだから、下地に色がついていても何ら問題ない。

 ガラスケースの中も、何らかの対策が必要だろう。それまではガラス戸を開放しておかねばならない。置いておくだけでカビ止めになる薬剤があれば試してみたい。昔は臭素を含む薬剤があったが、最近はある理由で売っていない。

<追記>
 Bass Woodはアメリカの東部、中西部にいくらでも生えている木で、日本では榀(シナ)と呼ばれる。ヨーロッパではリンデンバウム(菩提樹)である。
 軟かく木目のほとんどない材が採れる。木彫り、家具その他の安価な工作材として使われる。模型材料としての適性があり、床板、屋根板などに使われている。
                          Dec.3, 2020

2020年11月29日

続 "しょうなんでんしゃ"の記事

 実物車輌がレイルの上に載っている時、車輪、レイルともにわずかに凹む。その量は目には見えない程度だが、確実に凹む。これは弾性変形である。
 D型蒸機機関車の動輪半径は小さく、C型蒸気機関車では大きい。同じ粘着重量でもD型の方が粘着力がある。それは動輪が小さいことによる。半径が小さいもので押すとよく凹むのである。それによって摩擦力は増大する。米国の入替え機には、動輪が極端に小さなものがあったが、それはこの摩擦力が大きいことを狙ったものだったのかもしれない。

 こういう話が模型でも通用するだろうか。ここまで書けばお分かりのように、模型では、軸重による線路の弾性変形などは完全に無視しうる範囲にある。しかし、こういう話をとくとくと語る模型人が居る。それは実物の話なのだが、模型でも起きていると言うのだ。それを信ずる人も、信じがたい話だが、多少は居る。この種のファンタジィから出られない人なのだ。   

「実物をそのまま縮小した模型」というのもよく聞くフレイズだ。本人は正しいと思っているが、車輪の厚みを考えていないから、台車の内側に当たる。昔、吉岡精一氏は、「実物を縮小したら模型になると思っている人は、ソリッドモデルでも作っていなさい。」と言った。その通りなのだが、この現代においてもその呪縛から逃れられない人はかなり居る。
 吉岡氏はさらに続けた。「実物の図面を持って来て、それを元に作るというのは、実は難しいことではないんだよ。頭を使う必要がないからね。走る模型を作るには頭が要る、ということが分からない人は多いんだよ。」

 Low-Dの設計にはかなりの時間を掛けている。初めは2次元の図面だけで判断していたが、後に3Dの画面で覗けるようになった。設計は完全に正しく、最初のロット1万軸は、国内外でたちまち捌けた 。曲線での抵抗は格段に減り、神戸の運転会で好評を得て、国内ではデファクト・スタンダードになった。その後増産され、3万5000軸強が出て行った。アメリカの富豪は一人で4000軸も買った。利益を考えていないから、価格は十分に安いが、受注は製造所の景気に左右されるところが問題だ。

 模型の線路は十分に堅く、凹まない。車輪も凹まないから、うまく設計すれば1点接触に出来る。RP25ではそれができない。  

2020年11月27日

"しょうなんでんしゃ"の記事

 むすこたかなし氏の連載記事が興味深い。HOの様々な車輪を調べてよく転がるものを選び、さらに曲線上の挙動を観察している。そして、フランジが曲線上で当たる実例を詳細に調べている。

 筆者が2014年に15年以上の検証実績を発表したが、それに関する追試の報告は全くなかった。今回が最初の追試であると思われる。Oゲージはさておき、HOでの挙動は実例がなく、興味深い。
 
 勾配を下っている途中の曲線上で止まってしまう実例を、紹介している。中にはそういうのもあるだろう。フランジが団子のような格好の、RP25準拠風のものだ。フランジが当りやすい形をしている。フランジを内側に押すと、しばらく転がって、また止まるというのが、実に面白い。これは、フランジが問題点であることを示している。

 この種の追試は大歓迎だ。追試もしないで批判をする人がかなりあったが、そういう人は、学校で理科の時間に何をしていたのだろう。「観察する」ということが、最も大切なことである。観察した上での考察は価値があるが、先入観のみで語る人が多くいるのには驚いた。しかもそれは自称専門家の方が多い。
 今回はかなり細かく観察している。むすこたかなし氏は全く専門家でないので、より客観性が高まっている。

 軸受を改良してもフランジの改良をしなければ、ほとんど利益がない。また、タイヤは摩擦係数の小さな金属でないと脱線しやすくなる。摩擦係数が小さければ、フランジ近辺の摩擦損失も小さくなる。そういう意味でステンレス素材は望ましいのだが、これについては今まで誰も反応しなかった。

 何度も書くが、めっき製品は外見を良くしているだけで、走行音は小さくない。チャンスがあれば、めっき面を電子顕微鏡で見てみるとよい。どの程度の粗粒面かが分かる。どなたか電子顕微鏡にコネクションのある方は、写真を発表されたい。

 HOは車輪径が小さく、Oに比べるとテコ比で損をしているはずである。テコの原理によって、車輪径と軸の半径比が大きいほど軽く廻せるのだピヴォット軸受がなぜ軽く廻るかというのは、まさにこのテコ比を利用している

 要するに、軸受部を相応に細くできないから、緩い勾配では動き出しにくい。O scaleでは、そのタンジェントが0.0023の勾配で動き始めるものもある。またここでの実験では、まだステンレス車輪を使っていないので、その分の損失もあるだろう。

 実物業界の方で、模型も実物と同じ理屈だとおっしゃる人が居るが、曲率、材質、質量が異なるものでも同じと言い張るのだろうか。それなら証拠を出すべきであろう。模型は実物とは異なるのだ。
 模型は実物を小さくしたものである、というのはファンタジィである。 

 今後の展開を期待する。 

2020年11月25日

続々 Sofue Joint 

 先日紹介した現物以外にかなりの数の実例がある。いずれ写真をお見せしよう。

 また似て非なるものとして、中心ピン付きのものもある。これはトルクを伝えている。
Sofue Joint 2 これが実用化されている例があるのだろうか。かなり探したが見つかっていない。これはDDA40Xなどの4軸台車を全軸駆動する時に使う。以前はこのジョイントを六角のルース・ジョイントでつなぎ、反トルクをバネ材で承けていた。バネ可動時に無理をしないようになっているのだ。
 現在なら、可撓継手(フレキシブル・ジョイント)を使うが、当時は無かった。

Sofue Joint 2 (2)Sofue Joint 2 (1) 中心ピンで反トルクを承け、外周ピンでトルクを伝える。これは先回のと比べると使い方が簡単である。周りの剛性も必要がないが、駆動軸が振り廻されないような支持法が必要である。ここでは、中心の2軸が、台車内で左右に動かないことが必要である。動軸が左右にガタがあってブレる模型を見ることがあるが、そのような車輌には応用できないということである。コンパクトにまとまり、安上がりである。音は聞こえない。
Sofue Joint 2 (3) これは軸が可動であっても無理なく力が伝わる。厳密には等速ではないが、曲がる角度が非常に小さいので等速と見做せ、問題ない。各軸にはボールベアリングが装荷され、3条ウォームで極めて軽く作動することが、うまく行く秘訣である。

 この継手が成功したので、祖父江氏は嬉しそうだった。全く問題なく作動したので、いくつかの輸出モデルにも付けたはずだ。この種の継手は、模型全体が総合的に正しい設計でないと正しく作動しない。採用を考えていらっしゃる方は、その点をご理解戴きたい。

2020年11月23日

続 Sofue Joint 

Sofue Joint 祖父江氏開発の一本ピンのジョイントが話題になっているようだ。このページへ訪問者が異常に多い。検索サイトからいらっしゃる方が、普段の数倍もある。
 brass_solder様からの情報で、TMS516号1989年7月号に載っていることを確認し、写真を拝借している。

 理屈を勘違いしている人もかなりあるようだ。コメントでいろいろなことを書いて来られるが、根本的に間違っているものは掲載していない。撓み継手のピンを減らしただけだというのは、最も多い誤解釈である。

 この継手はトルクを伝えているのではない。この継手を囲む構造体が大切で、それが前後上下左右に動かないように押さえつけている。この点はTavata氏のご指摘の通りであるが、そのコメント掲載後にも誤った解釈がいくつか来ている。

 TMSの新製品紹介にあったC57は、筆者の機関車を完成させた直後に、祖父江氏のアイデアを実現したものである。これ以外にカツミがHOに使用した例があるのだろうか。
 TMSの解釈は、コアレスモータは軸方向の力に耐えられないからだとある。それもあるかもしれないがそれだけではない。僅かな軸ずれを許容できるメリットが大きいのだ。

 そのC57のギヤボックスの中の写真がある。なんと4条ウォームで16歯のヘリカルギヤと組んでいる。そのあとはまたスパーギヤ2段で1:4にし、全体で1:16にしてある。これではだめだ。「互いに素」になっていない。動きが渋いそうだ。これがもし、互いに素で、モリブデン・グリースが使ってあったら、全く違う動きを見せ、評価は大きく変化しているはずだ。ウォームの進み角は非常に大きく、歯型が心配だ。これは角速度が一定にならない可能性がある。

 ところで、このギヤボックスにはトルクアームが付いている。これは明らかに祖父江氏の指導である。不思議なのはこの手法が使ってある模型が極めて少ないことだ。どうしてトルクアームを付けないのだろう。

 4条ウォームの模型が日本にもあったというのは驚きだ。韓国製で4:40というおかしなものがあったらしいことは聞いている。


「歯車 互いに素」を検索すると、拙ブログの記事が最初の方に出て来るそうだ。毎日の読者数のある一定の割合で、この記事を検索する人がいるわけだ。模型の記事なのできっと驚いているだろう。 

2020年11月21日

3-unit GTEL の駆動方式

 第三世代のGTELの駆動はやや難しい。C-Cだから簡単そうであるが、それはA-unitの話である。B-unitは面倒な点がある。

 B-unit の床下には何もない。B-unitは鉄橋のような台枠の上にガスタービンを載せ、床下機器は一切ない。 すなわち、透けて向こうが見える。だから、普通の駆動方式では下にぶら下がってしまって、おかしなことになる。Ajinの初期製品では、床下にギヤタワァの下半分が見えないように、円筒を半分に切った形のもので隠している。オムツを当てているように見えるのだ。 これは極めてまずい。

 それで、その次のロットではB-unitの動力化を諦めてA-unitだけで走るようにしてしまった。これは、牽引力が無くて評判が悪かった。のちに室内で駆動する方式に改めたが、排気ダクトが邪魔であるから、切り詰めて極めて底の浅い排気ダクトになった。ガスタービンは、排気ダクトから中が見えるところが面白いのに、それが塞がれていると気分が悪い。

How to drive 3-unit GTEL この図は筆者の方式である。排気ダクトを温存するために、駆動装置を前後非対称にした。 6軸が連動するから、牽引力は大きい。3軸台車は、バネを利かせて可動軸にすると、3軸目の駆動は工夫が要る。ジョイントが必要である。

 かなり面倒な方式である。何回か作り直している。

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