工学

2022年09月12日

HOのギヤボックスの見分

3-thread worm gear 友人がHO用として売られているギヤを見せてくれた。よく売れているそうだ。ところが、彼の知り合いの博物館の人が、「すぐダメになる」と言うので「どうしてだろう」と、筆者に見分を依頼してきたのだ。

 開けてみて驚いたのは、3条ウォームギヤが入っていたことだ。その割には押しても動きにくい。多少は動くが、動きは渋い。
 しかし、じっくり見ないと3条ウォームには見えない。進み角が小さいからだ。なぜ小さいか、よく考えてみよう。

  以前にも見かけたが、太いウォームに3条を彫っても、細い1条の普通のウォームと進み角は大差ない。どうしてもっと細いウォームを作らなかったのだろう。それは軸の太さに拘っているからである。

 軸が Φ2 もあるのだ。これではダメだ。軸と一体にしてギヤを細くすべきであった。そうすれば、進み角は大きくなる。

 博物館での連続使用でダメになる理由だが、それは進み角の小ささによる低効率から来ているのだろう。摩擦熱が大きいので、POM製のウォームホィールが融けるのでは、と推測する。また、グリースがたくさん入っている。多すぎるのではないか。その撹拌抵抗だけでかなりの損失である。スラストを受けるボールベアリングもない。
 設計は元KTM社員のT川氏らしい。彼とは親しかった。どうして筆者に相談してくれなかったのだろう。いくらでも助言をしてあげたのに。

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2022年09月06日

六角ジョイントの効果

 何度も同じことを書くのは気が退けるが、六角ジョイントの評判はすこぶる良い。
 ギヤボックス、ギヤセットの組の数の2倍程度が出て行った。すなわち、既存のギヤボックスを残し、ゴムジョイントを置換するだけの軽い工作をした人たちからの連絡である。順次紹介させて戴く。


・「驚いた」の一言です。今まで一体何をしていたのだろうと思いました。これさえあれば、電流を半分にすることが可能です。もちろんギヤボックスはトルクアームで支えています。

・今まで、ゴムジョイントの調整は腹立たしい事の連続でした。前進を良くすると後退がダメでした。ところがこれを付けると、一発で解決です。これは工作力がなくてもできますから、どなたにもお薦めできますね。

・中にケイディーのバネを入れるのがミソですね。賢い方法です。六角ナットも正確に孔を拡げなければならないと思っていましたが、よく考えてみると、多少のフレは吸収されてしまうのですね。それに気がついてからは、取替のスピードが3倍になりました。

・これでゴムジョイントは完全に駆逐されるでしょう。最初から曲がっているものを売っているのもおかしいし、軸との摩擦が少ないので抜けてしまいますからね。



「トルクアームの価値に気がついたのが遅すぎた。」と、悔やむ声が多い。ある程度のジョイント交換をしてから、高効率ギヤに嵌め換えた人たちの声は過去に紹介している。 

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2022年06月06日

モータの選定

 brass-solder氏のブログが興味深い。列車を牽かせると、「直線は速く、カーブでは減速する」とある。素晴らしい観察である。
 本物と同じように、走行抵抗が変化しているのだ。今までのゴリゴリ走る模型では気づかなかったことであろう。登り下りがあると、もっと楽しい結果が出るだろう。

 モータの出力が、もろに牽引力に表れる。伝達効率が良いからである。低回転では出力の小さなモータなのだろう。低回転でトルクの大きな特性を持つモータを手に入れれば、かなり楽な運転ができると思う。経験者に、どんなモータとの組合わせが良かったのか、お聞きしている。結果は発表したい。

 無負荷では速過ぎると感じるだろうが、実物でも単機でフルスロットルというのはあまり意味がないことである。機関車は負荷を与えた状態での挙動が全てである。今までのHOの運転ではこのような状態を考慮することがなかったのだろう。

 重りを積むとどうなるのだろう。出力の小さなモータを搭載した場合は、軸受での摩擦で、出力がかなり減殺されてしまう。小さなモータなら、軽い機関車にせねばならない。本物と同じである。
 I田氏の動画では、軽い機関車で重い列車を牽き出している。こういう運転を楽しみたい。

 当ブログで最初から言っていることだが、牽かれる車輌の責任である。軽く動く車輌を用意し、高効率の機関車をつなぐとどうなるかということを実験せねばならない。「重く、効率の悪い機関車で、摩擦の大きな車輌をゴリゴリ牽く」という状態から脱すると、鉄道模型って、こんなに楽しかったのだろうかという気がするはずだ。


 当博物館では、いつもそれを考えて運転している。停止から、じわっと120輛編成を牽き出して、1.56%の坂を登らせるのだ。下手をするとスリップするから、スロットルは細心の注意で操作する。サウンドがついているから、スリップすると楽しいのではあるが。

 しばらく前、所属クラブで伊藤剛氏を偲んで、OゲージのOld Black Joe競作をした。その時、モータ、チェイン、スプロケット、ギヤボックス、車輪は全て筆者の提供である。その時の感想は、皆さん同じで、
「こんなによく走る機関車は初めてだ。吊掛け式の1段歯車駆動のような感じだ。モータの出力が、直接連結器に表れる。」
と言った。今回もそれと同じで、モータの出力が小さければ、それなりの出力である。牽かれるものを整備すると、実感的な運転ができるはずだ。しかし、個別駆動の吊掛け式より、牽引力がはるかに優ることまでは気付いた人は少ない。


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2022年02月14日

入賞作

 読者氏からのコメントを読んで、やはり、という感じがした。TMSの新年号表紙の後ろにあるシャシを見た瞬間、反っている感じがしたのだ。目の錯覚か、レンズの特性か、それとも製版上の問題か、と思っていた。読者氏は実物を見たそうで、かなり派手に曲がっていたと言う。これは褒められた話ではない。車体と組合わせればなんとかなったのかもしれないが、大きな構造物が出ているので、運搬中に加速度が掛かると曲がるだろう。また、走るときにレイルに触らないようにできているのだろうか。しかし、線路には上り下りもある。

 機関車というものは、運転中にさまざまな加速度が掛かるものである。また、筆者は常に軽衝突を想定している。貨物列車に追突した時、ブラス製貨車の何輌かは破損しても、機関車の構造体には何ら影響が出ない程度の堅さに作っている。

 過去の入賞作を見ると、首を傾げるものも多々ある。椙山氏の仰った「コンテストは魔物だ」という言葉が、重みを増す。

 これは作者の問題ではない。コンテスト主催者側の問題である。模型の構造について、何が必要かを理解しているとは思えないのである。そういうものを入賞させると、それが一人歩きを始めてしまう。これが良いのだと読者に思わせてしまうようでは、これこそ「鉄道模型の発展に資する」とは言えない。

 入賞作は、それを真似て作っても問題が起こらない程度の出来でなければならないはずだ。スケールスピードも大切である。走らせて文句無いものしか、入賞させるべきでない。ヤマ氏は、走行テストをして、鉄道模型の名に相応しくないものは落としていた、と書いてあったように記憶する。 

 手厳しい感想を書いたが、例によって、悪口を言っていると感じる人が多いそうだ。そうではない。改善策を提示しているのだ。TMSはこの1年ほど、「鉄道模型の発展に資する」という言葉を、毎月掲げてきたではないか。それに沿った編集を心懸けるという意味だ、と信じたい。読者氏も提言しているように、建設的な討論がなされるべきである。

 古いTMSが博物館に揃っている。70年前からの過去のコンテストの記事を読み始めている。今回の件と共通した、ある問題点が、そこにはあるように感じている。

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2022年01月17日

続 面圧を下げる

 表題の記事を書いてから会った何人かの方が、もっと詳しく書くべきだと言う。動軸にはボールベアリングを入れるべきだと信じている人が多いが、そんなものはHOの大きさでは意味がないと言う。それより、正しい軸箱を装備して、適切な潤滑をするほうが、ずっと価値があると力説する。

 畏友U氏はボールエンドミルを使い、僅かな隙間を得るために、少しずらして刃物を通したのだそうだ。いずれにせよ、そのあとで1200番以上のサンドペーパで磨く必要がある。
 筆者はLobaughの軸受を再度洗って、潤滑油を入れ直した。素晴らしい滑りで、ボールベアリングと同等である。

2120 2Kawai HO 21202120 いつも有用な情報を下さる01175氏から、またもや貴重な写真を送って戴いた。
 カワイモデルの特製品の2120だそうだ。軸受には円筒を使っている。バネが掛かる部分にはバネ座も用意されているから、用意周到だ。注油すると非常によく走るとのことである。この種の知見がTMSに紹介してあったとは思えない。

 話は変わって、電車用のいわゆるインサイドギヤの車軸部分は板そのものが軸受である。当然油膜切れである。油はすぐに黒い汁になる。がたがたになるのは早かった。筆者はそこに厚板を貼り付け、孔を開け直した。黒い汁はあまり出なくなったから、その部分は解決したのだが、ジャーナル部の抵抗が大きく、効果は見えなかった。


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2021年11月30日

走らないものも鉄道模型か?

 展示会の終わりに、出席者が皆で各1分程度自己紹介をした際、ある方が興味深い発言をした。
「最近のレイアウトコンテストに、模型が走らないものを出して、入賞しているのはおかしなものだ。あんなものはレイアウトではない。」

 筆者は思わず拍手をしてしまった。コンテストの主催者は、とんでもない思い違いをしている。観光地の土産物屋で売っているような、その地の風景の立体的なレリーフに、極端な遠近感を付けただけのものがレイアウトの筈がない。それはある分野の芸術作品であるに過ぎないのだ。模型の世界には入って来てほしくない。
 最近の模型雑誌で、走りについて書いてあるのをご覧になったことがあるだろうか。北海道のレイアウトが大きく採り上げてあったが、その上での走りを動画で拝見したいものだ。

 走りの改善に貢献するために、HO用の3条ウォームとギヤボックスの2次試作品を持っていった。どなたも興味深そうであった。価格は安いので、予約された方が多かった。一月以内に出来てくるであろう。中にはお持ちのすべての機関車を改装したいと言う方もあった。確かに押して動くというのは魅力があるようだ。ただし、Oスケールのように1輌を押すと、もう1輌も動くというのはかなり難しい。機関車、テンダのすべての軸受の摩擦を最小にせねばならないのだ。ボールベアリングを付けても、車輪径が半分ほどのHOでは半径比の問題があり、抵抗は相対的に大きい。

 その点でも、O scaleはこういう動きを再現できるギリギリの大きさなのだろうと思う。 

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2021年11月26日

気が付かない人

 スパーギヤを使った車軸と平行のフライホイールを持つ増速装置は、作ったことがある。一言で言えば音が気になる。効率はあまり良くなかった。もちろんピニオンは15枚歯である。ここはぬかりない。しかし、3条ウォームを使う直角伝動では静粛である。

 10年ほど前、高効率のウォームギヤ・セットを作ることが出来たので、それを使うと、無音で逆駆動でき、効率は非常に高かった。あとはチェイン駆動である。Delrin製のチェインは素晴らしい性能で、十分に静粛である。しかし、テンダを強く押すとチェインが多少伸びるせいか、少し音がする。すなわちチェインの伝達能力の限界ギリギリで使っているのだ。当初はフライホィールが重過ぎて、車輪とレイルとの摩擦力が大きくなり、限界を簡単に超えた。そこでフライホィールの中を中空にして軽くし、摩擦力を減らした。すると慣性モーメントは少し減るので、増速率を上げて補った。
 簡単な経緯を説明すると、「素晴らしい。見事だ。」という感想を戴いた。


 午後には某雑誌社の取材があったが、その質問には失望した。
これってスクラッチですか?」それ以外聞かない。
 その程度の感受性しか無い人が取材しているのだ。
「それ以外の質問はないのですか。なければ取材を受ける必要はなさそうです。」
と答えると、
「FEF3は844までですよね。850というのは想像の産物ですか。」と来た。生産されなかった形式であることを告げるとメモして立ち去ろうとした。放置するつもりだったが、他の人がわいわいと見に来て、慣性の話をしているのを聞いて、慣性増大装置とメモしていたようだ。筆者に詳しく聞けばよいのに、そのまま行ってしまった。理解したかどうかは、しかとは分からない。そのようなことなら、記事にならないほうが良い。

 こういう人が取材しているのでは、まともな記事は期待できない。 この社の人ばかりではない。最近の模型雑誌は、写真映りが良いものしか載っていない。外観だけだ。もう一社来ていたようだが、見に来ることもなかった。外国の雑誌に載ると取材に来るのかもしれない。

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2021年08月22日

TMSの記事

MIXT 21 古いTMSの記事には良いことも書いてある。 
 21号のミキストには、「吊掛け式のユニットを作ると良い」と図まであるが、それっきりである。反トルクの処理がしてないと、このようにジョイントがよじれる様子を描いている。程度の差はあるが、シリコーン・チューブも同様によじれる。

 吊掛け式が良いなら、その理由も含めてしつこく繰り返し書くべきであったが、山崎氏はそれには何回も触れていない。単なる「感じ」で終わっているのは残念だ。
 
 駆動に関する色々な単元の紹介があるが、一回きりという例が多い。それは山崎氏自身がモデルを作っていなかったからであろう。見れば理解したと思っていたようだが、その種の能力はお持ちではなかったようだ。単に、誰かからの受け売りに過ぎない。きちんと頭に入っていないから、説明できていない。だから、TMSが存在しても、駆動方式、懸架方式の進歩はほとんど無かったのではないか。これは合葉氏も指摘していた。
 イコライザの理屈がわからないままに模型を作り、それが掲載されるということを60年以上も続けている。内野氏の4-8-4の記事は、まれな良い例外である。吉岡精一氏の監修が有効であった。ただ、重ね板バネを使っていないのは残念である。

 先のコメントにもあったように、高価な完成品のOゲージ模型の懸架装置が完全に間違っている。作る人が、理屈を何もわかっていないからだ。先台車、従台車ともに無負荷でぶら下がっているような模型がまともに走るわけがないが、それが輸出されている。恥ずかしいことである。理屈の分かっている人が、早い時期にきちんとした記事を書くべきであった。合葉氏はその働きかけをしていたが、山崎氏には、その気がなかったそうだ。

 先台車の心皿上にゴム板を入れるのは筆者のアイデアだが、これは非常によく働き、静粛化に大きく貢献する。動軸はたくさんあるので、たとえバネなしでもあちこちが微妙に撓んで衝撃を吸収するのかもしれないが、先台車はシリンダブロックとボイラに直結しているから、何らかの緩衝機構がないと壊れるし、音がひどい。ある程度の速度でポイントを渡らせると、先台車が通過する瞬間に、かなりの衝撃音を感じる。軸重は動軸の半分程度ではあるが、上部構造物の質量があるので、加速度が与えられると掛かる力は大きい。
 もちろん、そこには重ね板バネを入れるのが筋だが、その場所がないときには小さなゴムのワッシャを挟むだけで、大きな効き目がある。 


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2021年08月14日

続々々 またまたイコライジング

 前半のイコライザはこの図のようなものである。もちろん、この方法は自分で思い付いたものではない。

 近くの工場に、国鉄からの引込線の入替用蒸気機関車があった。小学生のときに下を覗き込んで、左右を繋ぐイコライザに気がついた。家で絵を描いて見たが、理屈はよくわからなかった。高校になって、もう一度見に行き、その模型を作った。うまく作動し、その意味を深く噛み締めた。一緒に見に行った友人は大変感心し、自分のも改造し始めたが、彼は若くして他界した。

 B型機のイコライザ構成はそういうものだと思っていたが、 それから40数年後、鉄道業界にいたある模型人が、
「そんな構成はありえない。」と否定した。
 どんな根拠でそれを否定したのかはわからないが、絶対にありえないと言う。後に、アメリカで現物を見つけたので写真を撮って見せたところ、絶句した。その後彼が何を言っているかは、定かでない。
「あれは間違いです。」などとは言わないと信じたい。 

 先入観というものは恐ろしい。根拠のない自信というのは、その延長上にある。筆者が客観性ということを繰返し強調するのは、それがなければ進歩できないからである。 

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2021年08月12日

続々 またまたイコライジング

 合葉氏正しい鉄道模型という言葉を使った。それが全くと言ってよいほど、通用していないのである。
 先入観が大きい分野なのであろう。最近は「刷り込み」という言葉があるが、よく言い表していると思う。最初に見た模型の印象が強く影響するのだ。それが間違っていても、その間違いに気付けない。たとえ気付いても、「あの方がこうやっていたのだから、それでよいのだ」と考えるらしい。根本原理を考えることができれば、間違いを指摘できる。筆者は経験が少ないので、原理だけからしか考えることができない。しかしその結果は、客観的である。

 業界人は、自分が現場で見てきたことが世の中の全てだと思う人が多いように感じる。根本原理を考えずに、専門用語を散りばめて怪しい論理を展開する。そういうコメントはよく来るが、排除している。
 

 筆者の高校1年の頃の話だ。Bタンク機関車を持っていた。軸は固定で、走りは実に良くなかった。一念発起して、板バネで軸可動に改造した。当時は左右の動輪を抜きたくなかったので、軸箱は樋状のものを作った。
trough type axle bearing 角材の中心に正確に孔をあけてもらい、底の部分を切り取った。U字型断面にしてひっくり返したのだ。油を注すと油膜ができて摩擦が激減し、これは父に褒められた。ギヤボックスを抱かせ、吊掛けにした。
 前の軸バネの前端をイコライザでつないで、中点を台枠から下に引張り、三点支持にした。実によく走り、静かであった。3線式であったので、後に分解して処分したが、下側の写真を撮っておけばよかった。

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2021年08月10日

続 またまたイコライジング

 先回の図の間違いはお分かりになっただろうか。4日間に多くのコメント、メイルを戴いた。
 確かにバネは利いているが、この機関車は転んでしまう。前に傾いて顎を擦るか、後ろに傾いて尻を引きずる。このイコライザ群は、しばらく前に扱った、仮想心皿と同じである。枕木方向に通る、目に見えない1本の回転中心があるから、それを中心に前後に振れる(ピッチング)。
 田中氏の記事では、錘を加減して水平になるようにしたとあるが、全く無意味である。イコライザ周辺の摩擦がかなりあるので、転ばなかったように見えるだけで、潤滑が良ければ、走行中に必ずどちらかの限界まで傾いて、運行不能になる。おそらく走らせた時間が短かっただけであろう。
 バネ付きイコライザの概念は、ここにも書いてある。この図の先台車が支えて、転ばないように働いていることがおわかりになるだろう。
 

 伊藤剛氏のファイルの中で、ある模型同好会の機関紙を綴じたものを見つけた。その記事で、HOのC58キット組みの再生をした話があった。
「イコライザを取り付けたら、機関車が前後にギッコンバッタンして困った。ひどい設計だ。先台車と従台車にバネを付けて転ばないようにした。」というようなことが書いてあったが、これも勘違いしている。設計は間違っていない。その改造者が間違っただけであろう。
 その正解例のひとつとしては、従台車を無荷重にして、弱い線バネで軽く押し付けておく。錘の位置を加減して、重心を第一、第二動軸の間に持っていくことだ。先台車にはゴム板などを介して、機関車前部を載せると良い。このゴムがあるとレイルの突起を乗り越えるときに衝撃を緩和する。先輪の数が少ないので、無いと具合が悪い。

 イコライザに関する記事で、まともなものは、やはり少ない。合葉氏が、正しい鉄道模型ということを力説したのも、無理はない。以来30年以上も経っている。これほど理解されていない分野も、珍しいと思う。イコライジングを正しく理解している人は本当に少ない。

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2021年08月06日

またまたイコライジング

 古いTMSの整理をしている。たまに欠落した号が補充されると、バインダを開いて綴じ直す。その中で気付いた記事があった。

Tanaka 180号に田中長治氏の記事がある。田中氏は京都の方で、病床にあったにもかかわらず、ベッドの脇で様々な工作をされて発表されていた方だそうだ。その中で、イコライズしながらバネを利かせる工夫の図があった。4軸タンク機関車である。

 この頃のTMSには、イコライジング + バネの案はいくつか発表されている。その後、何を間違えたか、イコライズすればバネは要らないという”迷信”が世にはびこるようになってしまった。近代の模型的イコライジングの元祖である井上豊氏の記事が誤解を増幅したように思う。

井上氏は、
バネが要らないはずは無い大型機はバネがないと壊れてしまうだろうね。」
と、勘違いを一生懸命打ち消してはいたが、TMS読者全体には届かなかった。この世にあるイコライズされた機関車の中でバネが装備されているものは0.5%にも満たないであろう。 

Equalizing idea さて、これが田中長治氏のメカニズムである。一見うまい工夫のように見えるが、極めてまずいところがある。Dタンクに付けたという条件で、考えて戴きたい。これはイコライザの落とし穴である。ネジが段付きでない、というのは、ここでは無視されたい。


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2021年08月02日

続 吊掛け駆動

 これは簡単で良いが、シャフトではいささか剛性が足らない。ショックを与えるとパイプが曲がり、修復不能である。自宅のHOレイアウトの上から動かさないなら良いが、クラブに持って行って見せている時に、ゴンと衝撃があるとまずいだろう。分解したものを再度機関車に組み込む時に、引っ掛かりがあっても曲がりそうだし、鞄の中に入れていても心配だ。ご本人は「大丈夫だ」とは言っていたが、移動時には何があるか、わからない。宅配便での配送は、こわくてできないのではないか。これはHOの模型の話である。大きなOスケールならば、脱線した衝撃でさえも、間違いなくアウトだ。大きいものは弱いのである。

 やはり、吊り掛け式の場合は、前回の図のように支持装置に十分な剛性が必要である。先にお見せしたギヤボックスの角は、その剛性のある腕を取り付けるものである。 
吊掛け駆動方式 これは、友人の依頼で作ったOJ蒸機用の吊掛けドライヴである。簡易な支持構造で、ある程度の剛性を確保している。腕は、チャネルを使用しているので剛性は十分だ。駆動軸には小さな伸縮する自在継手を 用いているので、微小な”心ずれ”に対処できる。あまり剛性を大きくすると重くなる。剛性が足らない分、その時に生じる軸のずれはユニヴァーサルジョイントで解決すると、極めて滑らかに回転させることが出来る。ここにゴムジョイントを用いると、押して動かすことは難しい。様々な損失がそこに生じるからだ。鉄道模型からゴムジョイントを排除できれば、かなりの走行改善が望める。

 筆者のOゲージ機関車群と同様の、非常に滑らかな運転ができたので、依頼者は大喜びであった。

 筆者は、OJの蒸機の主台枠の内側がこんなに狭いとは知らなかった。ギヤを薄くし、ボールベアリングを薄いものに取替え、ギヤボックスを新製して、HO並に薄いものを作った。On3のギヤボックスはこれを使えるはずだ。 

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2021年07月31日

吊掛け駆動

吊掛け駆動 非常に明快な、吊掛け駆動のさし絵があった。TMSの100号の記事に8号の絵が再録されていた。これは素晴しい絵だ。モータは自作なのだろう。軸を伸ばして、先にも軸受があれば、言うことはない。いわゆる棒型モータの原型だ。
 8号はあるが、紙が劣化しているので、あまり開きたくない。 早くデジタル化せねばならない。
 
 吊掛け駆動、トルクアーム、トルクチューブの区別が難しいという話を聞くので、新刊にその解説をすることにした。
 要するに、吊掛け式ではモータの重さの一部が車軸に掛かっている。後の2つはいわゆるカルダン駆動である。カルダン駆動では、モータは車体に固定され、ギヤボックスは自由に動く。カルダン軸は、ユニヴァーサル・ジョイントによるトルク伝達軸である。ギヤボックスに発生する反トルクは、いろいろな方法で押さえ込まれて、その結果として牽引力を生み出す。 

チューブはよじれる ゴムチューブによる接続はよく用いられているが、正しいところがない。ギヤボックスの反トルクを、ゴムチューブで承けることは出来ないから、妙なよじれ方をして、効率は下がる。前後進で調子が異なるものが大半だ。雑誌にはこの方法がいまだに載っている。全く進歩していない。

閑林式吊掛けモータ 30年ほど前、閑林氏は面白い吊掛け法を開発した。それはモータ軸を延長して、それをそのまま吊掛けの支持装置にしてしまう方法だった。すなわち、モータ軸を反トルクの伝達に使うわけだ。
 モータ軸にピッタリ嵌まるパイプを用意し、ギヤボックスから生えている駆動軸に挿し込んで、5分間型エポキシ接着剤を流し込む。モータを回転させながらエポキシ樹脂が硬化するのを待つと、心が出たまま固まる。ギヤボックスを台枠に嵌めて、動軸をセットし、軸箱の底蓋を留める。モータの後ろを台枠に半固定すると完成である。シリコーン・シーラントなどを使うと良いらしい。

 この方法には弱点がある。衝撃に弱いのだ。長くて細いものに、折る方向の力が掛かる。

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2021年07月19日

続 クラウンギヤ

 クラウンギヤは、径が十分大きければラックと同等とみなせるが、20枚歯程度では歯型がでたらめである。点接触をしているから、摩耗がひどく、徐々に崩れていく。ピニオンが硬い材料なら、クラウンギヤが適度に減ってそれなりの形で、ある程度の時間使える。しかし、音がするし、効率も良くない。要するに、減ることを前提にしている。

 ところが以前見たものは、大きな40枚歯を硬質クロムメッキしてあった。これはまずい。そもそも、歯車をめっきすると歯型が狂うから、常識的にはしてはいけないことである。光っているから滑らかだと思うのは、勘違いである。顕微鏡で見ると、表面は粗雑だ。(自動車のエンジンのシリンダ内壁はクロムメッキしてから研磨してある。そうすると、その粗雑面の突起が削り落とされ、無数のクロムの金属結晶の隙間に潤滑油が満たされて摩擦を減らしている。)
 
 ところがそれを使っている人は、嬉しそうに「クロムめっきしてあるから減らない」との”効果”を謳うのだ。大ギヤが硬いと、ピニオンがどうなるか、である。そこで見たピニオンは8枚歯のブラスであった。小さいものを軟らかい材料で作れば、たちまち寿命が尽きる。潤滑油が飛び散る開放されたギヤであったから、あっという間であろう。ギヤボックスを付けない人は大半である。密閉式にして油溜まりがあれば、かなり違うはずだ。

 ギヤ比は、8:40=1:5 であった。割り切れるし、ピニオンが小さ過ぎて、歯型がおかしい。走らせるとギャーという音がするが、本人たちは至って無関心で、静かだと言う。重負荷を掛けると音がひどくなるが、そういう走らせ方はしていない。勾配がない線路しか走っていないのだ。また、各動輪が個別に駆動されるから、牽引力が大きいとは思えない。

 こういうことに注意を払わない人は多い。いわゆる腕の良い模型人にも、この種の人はいる。合葉氏の言う「正しい鉄道模型」の実現は遠いと感じる。

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2021年07月17日

クラウンギヤ

 前回紹介した記事ではクラウンギヤが用いてある。これは意外だ。合葉氏に見せてもらったものはすべてウォームギヤであった。作られた時期によって違いがあるのかもしれない。

 合葉氏宅で話をした時、
「貴方はどうしてウォームを使うのか?」
と問われた。答は単純であった。
「静粛であることは、この上ないのです。効率も、工夫すればかなり上げられます。潤滑剤の進歩があり、他のギヤに勝るとも劣らないものができるはずです。」
と言うと、
「それでは、クラウンギヤについてはどう思う?」
と聞かれた。筆者は思い切って挑発的な表現をした。
「クラウンギヤは嘘で固めたギヤです。どこにも正しい部分がない。」
 合葉氏は腹を抱えて笑った。
「その通りなのだけど、そこまで言うかって感じだね。」

 こういうやりとりがあって、合葉氏は筆者のウォームギヤに傾倒していった。合葉氏と会う頃までには、筆者自身もウォーム・ドライヴの歴史については勉強して、実車にも使ってあったことを知っていた。
「初期のPCCカーにも使ってあったのです。」
と言うと、驚かれた。
「よくそんなことを知っているね。伊藤 剛氏は、名古屋市電800型で、それを近代化したのだね。名工大の先生にお願いして、より効率の上がる歯型を計算してもらったのだよ。PCCはその後、グリーソンのハイポイドギヤに切り替わったのだけど、そのギヤが精度高く出来るようになってからだ。」 
「軍用6輪トラックにも多条ウォームが使ってありました。」
と言うと、
「うーん、参った。我々はウォームギヤを再評価せねばならないわけだ。山崎氏は『ウォームは逆駆動出来ない』と、昔のミキストで断言していたので、それは間違いだと指摘したが、わからなかったね。モリコーのギヤも逆駆動できる細い2条ウォームだったのだけど、彼は全く理解しなかった。」
という会話があった。この時点で合葉氏は、
「貴方のウォーム・ドライヴこそOゲージの未来を切り開く。」
と述べた。


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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。


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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。

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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。

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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。  

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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。


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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(フレクシブル・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。

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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。 

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2020年11月15日

Sofue Joint

Sofue Joint 1 このジョイントには参った。常識では考えられない構造だ。二つの向き合った円板が、たった一本のピンで引っ掛かって廻っている。相手は長溝で、ピンの太さより微妙に幅が広い。Φ1.6のピンに対し、2.0 mmのスリットである。ピンは硬く、スリットは軟らかい。このジョイントで、軸の心ずれ、軸長手方向の伸縮、微妙な傾きを全て吸収する。オレンジ色の矢印はピンである。バランスは取れていないが、軽く半径も小さいから、影響は少ない。
 幾何学的には問題がある。しかし、比較的低トルクで、回転数も知れている。磨り減ったらスリット側を取り替えれば良いのだが、ほとんど減る気配はない。モリブデングリスを少しだけ塗ってある。沢山塗ると飛び散るだろう。

 初めはこんな子供だましの方法ではだめだと思ったが、走らせているうちに、これは無視できない方法であると評価した。筆者の8軸ディーゼル電気機関車の半分ほどに装荷されている。どの機関車も、複数のモータ搭載であっても全部の軸が連動し、同時に回転する。こうしないと牽引力は稼げないが、この理屈に興味を示さない人は多い。


Sofue Joint 2「インチキのように見えるけど、これでもいいんだぁ。軸重が大きいから問題ねえよ。レイルがあるから上下動はねぇってわけだし、台車は左右にゃ動かねえんだから、トルクは伝達されるさ。昔からアイデアはあったんだけどねぇ、付けたのは初めてだよ。」と言った。
 そんな馬鹿な、と言いたくなる設計であるが、問題なく作動する。オルダム継手は摩擦損失が大きいがこれは少ない。面白い設計だ。これは3条ウォーム、ボールベアリング装荷だからこそ通用する工夫で、ドライヴそのものの損失が大きいと振り廻されて、振動の元になってしまうはずだ。駆動軸でトルクが小さいから問題が目立たなくなるということもあろう。
 また、Oスケールの大きさだからこそ、うまく行くのだと思う。HOの大きさでは、径が小さい割に変位が大きく、難しいだろう。

 角速度変化はないとは言えないが、全く検知できない。重負荷でも音は聞こえないのだ。その後、かなりの文献を調査したが、これに関するものはまだ見付けられない。祖父江氏のオリジナルなのだろうか。1987年に取り付けられている。
 先例を見付けられた方は、お知らせ願いたい。

 この頃は祖父江氏がチェイン・ドライヴで様々な試行をしていた頃だ。ありとあらゆるところに使ってその音と耐久性を調べていた。

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2020年10月10日

ガスタービンを始動する

4500hp gasturbine ガスタービンはどんな燃料でも、火が付けば燃やせる。重油はそう簡単には火が付かないので、燃焼室が十分に熱くなってから供給する。点火時は火の点き易いディーゼル・オイル(軽油)を用いる。

 発電機に補助エンジンで発生した電力を投入し、モータとして回転させる。それに接続されているタービンが高速回転すると、吸入した空気は前半のタービンで数分の一に圧縮されるのでかなり熱くなる。そこにスタータ・オイル(軽油の事)を噴霧すると同時に、電気火花を与えると点火する。うまく行けば数秒で規定の回転数まで上がる。燃焼室が赤熱するまでその状態を保つ。そこで燃料を切り替えれば燃焼は持続し、稼働状態になる。このプロセスはすべて全自動で行われる
 その切り替え時に火が消えることがあるので、そこだけは見ている必要がある。失敗の原因は重油の予熱が不足している時である。それと燃焼室の温度が足らない時だ。燃焼室は6個あるが、どの部屋にもギヤポンプで同じ量の燃料が供給されるようになっている。またすべての燃焼室は横につながれている。そうしないとタービンの羽根に均一に力が掛からないので、壊れることがあるからだ。点火に成功すれば、最大出力まで上げ、燃焼室を十分に熱くする。温度を確認してスロットルを絞るが、燃料はすさまじい勢いで注入される。

 この種のエンジンはアイドリングでもフルスロットルの半分の燃料を喰う。また、音が大きいので、目的地に着いたら、さっさとエンジンを切る。しかし、ディーゼルエンジンは止めずに、タービンの出力軸を低速で廻して置く。こうしておかないと、軸受やタービンの羽根が傷む。どの羽根も、均一に冷えるようにするのだ。ディーゼルエンジンはいつも廻してある。

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2020年09月06日

続 模型を作ると…

 学生の頃、生物の講義で筆者の質問に対して講師が展開した話が、実に面白かったことを覚えている。
 それは生物が巨大化できる限界の話である。豪州のジャングルだったか、しかとは覚えがないが、とても太いミミズが居るらしい。長さが3 mくらいで胴回りは10 cmくらいだそうだ。
 動きは遅く、危険なものではないとのことだったが、それより太いものは存在しないということだった。その根拠は、心臓を持たず酸素を体の隅々まで運ぶことができないから、体表面から吸収した酸素が内部まで届く限界が2 cm以下らしい。これが蛇なら心臓を持つので、動作は機敏である。
 ついでに恐竜はどこまで大きくなれるものかという質問に対しては、骨の材質が現在の爬虫類と同じなら、既に限界を超えていたという。恐竜の骨を見ると骨折しているものが多いそうだ。自重を支えきれないのだ。大きなものは壊れやすいという実例を見たことになる。そのことをアメリカにある恐竜の博物館で聞いてみた。ほとんどの個体で大腿骨にひびが入っているのが見つかるらしい。
 ゴジラほど大きなものはありえないのは自明だ。

 
 T氏が送ってくれたURLを開くと、2乗3乗則について興味深い話があった。是非お読み戴きたい。大きなものは壊れやすく、小さなものは頑丈だ。しかし、小さなものは慣性が小さく、慣性のある動きはどうしても作れない。電子的な疑似制御ではない機械的な方法で慣性を増やした動きを再現するには、高速回転のフライホィールしかないのだ。このあたりのことはこのブログで何度も紹介しているのだが、理解戴けない人が少なからずいる。

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2020年09月04日

模型を作ると…

 模型と実物は違う。筆者は高校生の時に兄からその話を聞いた。兄は航空分野に居た。飛行機の設計時に用いる風洞実験の話を聞くと、Reynolds Numberというものを導入するのだ、と説明してくれた。模型にぶつかる空気の粒子も、実物にぶつかる空気の粒子と同じだからだ。気体分子は縮小できないことを忘れてはならない。また、ヤング率が一定だから縮小模型は相対的に堅くなるということも、その時知った。

「お前の作っている模型はオモチャだ。本物はもっと柔らかい。レイルも、枕木も、砂利も柔らかい。車体なんて、手で持ったら潰れるようでなければ、本物のような動きはしない。」とも言った。

 模型は実物の1次近似寸法を縮尺通りに作れば、動きも含めて、すべてを実物通りに縮小近似できる)だと主張するようなおめでたい人も居るから、模型界は進歩しない。模型は手で持つからある程度の堅さが必要であるが、下廻りは最大限の柔軟性を持たせねばならない。ところが、「イコライザさえあれば、バネは不要である」という、とんでもない迷信が、大手を振ってのさばっている。これについてはTMSなどで「そうではない」という記事を見たことがない。

 小さなHO以下の軽い模型は壊れにくいだろうが、少し重い模型は、バネ無しでは、すぐにヘタってくるのが分かる。またポイントのフログがてきめんに傷む。HOでさえも、バネが利いている車輛の走行音の軽さには、驚くはずだ。何らかの緩衝機能がないと、壊れていくのである。
 ゴムでも良いのだ。何かの緩衝材が入っていると音は極端に小さくなり、車輛は長持ちする。これは井上豊氏が研究していた。その続きをやれと言われていたが、重ね板バネの効果を確かめ、ゴム板による台車センタピン支持で消音効果があることを立証した程度である。

 模型のカーヴでの挙動について、「遠心力」という言葉を用いている記事はすべて誤りと言ってよい。高校1年の物理の教科書を開いて計算すれば、愕然とする人は多いはずだ。考慮する必要がないことは明白である。即ち、カントは気分の問題である。傾いていると気持ちが良い、という程度のことである。また、自然振り子電車は、実現できるわけがないことは自明だ。

 いつも的確な指摘を下さる工学エキスパートのT氏から、興味深い記事を送って戴いたので紹介したい。

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2020年08月29日

続 メルクリンの失敗

 先日のメルクリンの不合理なユニヴァーサル・ジョイントについて、01175氏から調査結果をお知らせ戴いた。これはドイツ製ではないそうで、驚いた。

 メルクリンは、2006年に創業一族からイギリスのファンドに売却されたが、2009年に倒産しているそうである。そして2010年に自力再生を果たしたとのこと。
 そのファンドに売却されたのちの製品は中国のサンダカンという会社(現在はバックマンに吸収された)に製造させたものがある。そのジョイント部分がおかしい2007年製の電気機関車(ジーメンスのユーロスプリンタ)もサンダカン製かもしれないということである。

 話題になったH型スパイダ金具は、製造初年1957年の 44型蒸機機関車に既に使われていた。写真を出したディーゼル機関車は1966年製の V90 という入替用機関車だそうである。


 メルクリンがこのような初歩的なミスを犯すはずは無いので、なにか怪しいと思っていたら、案の上中国製であった。これでは改良部品を所望しても無理だろう。捨てるしかない。それにしても01175氏の情報収集力には驚きを禁じ得ない。

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2020年08月25日

日本製のミニチュアベアリング

 しばらく前、日本製のミニチュアベアリングの話題を出した。過去の懐かしい思い出を書いたところ、「日本製のものはない」という珍説を唱える方が、とんでもないコメントを送って来たが掲載しなかった。各方面に御迷惑をかける可能性が生じたので、そのブログ記事そのものも削除した。
 一般論として、「〜はない。」と断定した話で、正しいものは少ない。自分の視野が非常に狭いことを自白しているようなものだ。その種の 否定を断定口調で書くブログはこの趣味界にも多々あるが、それらは内容が怪しいと自己宣伝しているのと同じだ。否定の証明は困難だ。


Made in Japan  2Made in Japan よく調べてみると、手元に日本製のものは多数ある。ラベルに書き込みがあって、プライヴァシィの点で公表ができないものもあるが、筆者がベアリング屋で直接購入したもののヴァイアル(ベアリングを多数入れた長い容器)も見つかった。その店の納品伝票まであるから、筆者が購入したものであることは間違いない。


 
供給元の安定と確保が必須の産業では、国産品を作るのは当然のことである。また、西側諸国の軍用はもちろん、ほとんどの民間航空機のジャイロは、アメリカ製だそうだ。Honeywell ともう1社あるが、アメリカ製のボールベアリングを使っているとの証言を得ている。

<追記>
 客観的事実のみの記述とした。
 また、削除された部分を再現し引用することを禁ずる。



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2020年07月24日

メルクリンのuniversal joint

 知人に古いメルクリンの機関車の整備を頼まれた。B型台車を二つ付けたディーゼル機関車である。今までメルクリンは眺めていただけで、手に取るのは初めてであったが、興味があって引き受けた。綿ボコリを噛んでいるのを取り、上下バラして注油するだけの事だと思っていたが、意外な展開であった。

 開けて見て驚いたのは、モータが、車体に固定されている。台車は派手に首を振るので、そこには何らかのしなやかに曲がる動力伝達装置が必要である。

Maerklin (4) モータからスパーギヤで減速されるのだが、途中のギヤはかなり大きい。そのギヤには大きな穴が二つ開いている。グリスが詰まっているのが、固まっているようだ。
 台車を抜くネジを外すとパラリと部品が落ちた。それは、H字型の板であった。スティール製で、4つの角を丸くしてある。 

Maerklin (1)Maerklin (2)   バラバラになった状態では機能がわからなかったが、再組立てしてみるとなるほどという構造であることが分かった。そのH型板がユニヴァーサルジョイントの中間軸を構成していて、4つの角は2つのスパイダの代わりをしている。部品の数を大幅に減らして、ほぼ同等の機能を得たわけだ。これを見ると角度はほぼ等しく、十分に等速であると推測する。
 これらの写真をご覧になると、その機能がお分かり戴けるだろう。

Maerklin (3) そのH型の部品は硬いスティール製で、2つの孔の中で動く。この部分を掃除して、新しいグリスを詰めた。モータ軸には保油装置が有り、そのスポンジに注油すると、スパーギヤの方にも油が広がっていくようになっている。このあたりの設計思想は素晴らしい。ただし油は撒き散らされる。それが集電の突起あたりにも付いて、滑りが良くなっているのかもしれない。ダイキャスト鋳物は出来がよく、緻密である。直捲3極モータは回転が意外と滑らかであってトルクは十分だ。軽くはないが、押して動く。自動逆転器の作動は確実である。歯の数は、ちゃんと互いに素になっている。また、あちこちにコンデンサが入れてあって、雑音防止に寄与している。


 ライオネルも、メルクリンも、よく出来たおもちゃである。学ぶべきところはたくさんあるが、いわゆるスケール・モデルにはほとんど採り入れられていないように見える。

 電源と線路一巻きを借りてあったので、完工検査をしてお返しした。以前よりずっとよく走るそうで、安心した。


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2020年05月13日

トルクアーム、トルクチューブ、吊掛け式

 コメントが多いので、予定を変更して稿を起した。

 吊掛け式は、トルクチューブの先端に剛の状態でモータが付いていると考えられる。そしてそのモータの一部を、僅かの自由度を与える方法で(ゆうえん氏は軟かい素材の両面テープで)フレイムに取付けている。要するにモータ軸の延長線に対して垂直の動輪軸が、減速装置を介して廻るだけ、と考えることができる。その動軸が、バネその他の懸架装置で、レイルに押し付けられている。反トルクはモータの尻で承けている。遠いところにあるから、力は小さい。

torque tube 左の写真のトルクチューブは、その先端が一点で固定されている。長孔があり、多少の伸縮(チューブが斜めになっているから)があっても逃げられるようになっている。この方法ではモータは固定できる。これはOスケールではありがたい。モータは350 gもある。そのモータが吊掛け式で動くと壊れやすい。また吊掛け式ではモータ固定ネジが、軸方向から締められるので、どうやって締めるべきか、設計に苦労する。また、吊掛け式ではバネ下質量が大きいから、軸重は均等にはならない。即ちレイル接続部を渡る音が、同じ音ではなくなる。

 トルクアーム方式は機種ごとにトルクアームの位置を考えねばならない、ところがトルクチューブはすべて共通部品で済む。モータ軸とドライブシャフトとはほぼ同一直線上にあれば良い。ルース・カプリングを介して付ければ、全く無調整でよく走る。トルクチューブには簡単な腕を付け、その先端にはピンを差すようになっているだけで、とても簡単である。モータ・ブラケットに小さな腕をつけたのは、祖父江氏のアイデアである。これは優れたアイデアで、簡単に、かつ確実にできるので、量産には都合が良い。筆者のプロトタイプは、配線用のゴムのグロメットで承けたが、これでは経年変化が無視できない。10年でパリパリになったので改装した。

 この駆動方法は、祖父江氏が改造して世界中に出て行った1000輌超のほとんどすべてに使われている。即ち、Sofue Drive の一部を成している。

 愛読者氏のコメントで質問されているフレイムが曲がる話は、ギヤボックスや反トルク承けとは全く無関係の話である。おそらく、高ギヤ比の減速装置の付いたモータを取り付けたが、動輪が何らかの原因で廻らなかっただけのことである。単なる失敗の話であるので、削除した。


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2020年05月09日

続々々々 ATSF Heavy Pacific

torque tube 動力部分を示す。過去に何度か触れたトルクチューブである。これは筆者の発案で、祖父江氏が全面的に採用したメカニズムである。ギヤボックスから生えた剛性のある円筒の後ろをピンで支える。発生するトルクは、そのピン一本で受ける。ギヤボックスは自由に動くので、サスペンションに何ら影響を及ぼさない。トルクをリンクで承けるのも良いが、そのリンクは意外に目立つものである。トルクチューブは目立ちにくい。

 この種の反トルク承けは実物にとっては大切な機械要素であるが、そのスケールモデルと称する模型に正しく付いているのを見ることは、まれである。TMSの記事で出現確率を調査されると面白いと思う。コンテストの入賞作品でさえも、ついているものはまれだ。

 スリップさせながら(最大のトルクを発生)、フログなどの不整部分を通過させる時、バネ、イコライザの動作があっても、全く同じように引張力を発揮することが求められる。要するに動輪の上下動があっても、引張力が変化してはならないのである。これはサウンド装置を働かせながら、重列車を牽いてポイント上で起動するとよくわかる。

 ギヤボックスは、負荷の大小に関係なく、自由に動かねばならないのだ。 

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2020年03月14日

炭素棒ピンセット型ハンダ付け機

carbon pliers 筆者は炭素角棒の付いたピンセット型のものを使うことが多い。
 これは炭素棒が2つ、ワークとの接触部も2点あるので、単純に考えると電気抵抗は2倍だ。同じ電圧ならば出力も半分になる。つまり、これを使う時には入力電圧を上げねば、同等の発熱は得られないことになる。
高電圧用スライダックを用いて電圧を130〜170 Vほどにすると、出力が120 Wくらいになって、瞬時にハンダ付けができる。加熱点がハンダ付する箇所の両面にあるので、明らかに温度上昇が早い

 今までは必要があるとそのスライダックを持って来て接続をしていたが、今回の装置が導入されたので、単極の太い電極の場合は新型を用い、ピンセット型は、旧来のタイプにスライダックを接続済みのものをそのまま使うようにする。

 いずれにせよ、炭素棒ハンダ付けは数秒で終わることであり、変圧器が焼けることは考えられない。
 ところが電気工学を勉強したと称する方は、必ず、こんなものを紹介するのはおかしい、火災の危険があると言ってくる。しかし、忘れてはいけないのは連続定格ではないということだ。どんな電気装置であっても、短時間なら焼けない
 筆者の父は、昔、面白い表現を使った。
焼けるまでは焼けていない。」
 どんなものにも、熱容量がある。発生熱量がそれを昇温させる。熱くなると外界に熱が逃げる。逃げる熱量が少ないと温度が上がって来る。しかし許されないところまで温度が上がる前に、電源が切れていれば何の問題も無いのだ。

 この装置のトランスではその制限時間は30秒くらいだろう。それ以上時間が掛かるものには使うべきではない。普通は5秒程度である。そして、次の通電までには10秒ほどおけば全く問題ない。それでも文句を付けてくる人が居るから困ったものだ。客観性のない人たちだ。

 こういうことを考えて見よう。ノーフューズ・ブレーカは各家庭にある。ショートするとバチンと音を立てて落ちる(トリップと言う)。ショートしてから切れるまでの間、0.1秒弱は、電流が数百アンペア以上流れている。内部のバイメタルが焼けて温度が上がって曲がり、引き金を引いて切るのである。文字通り、短時間はショートしているけれど、火事にはならない。そういう仕組みを理解できれば、炭素棒ハンダ付け機が危険だと言うのは矛盾していることが理解できるはずだ。

 炭素棒ハンダ付け機を何かの装置に埋め込んで使う人はいないだろう。目の前に置いてあるのだから、焼けた臭いがすれば切るだろうし、温度ヒューズも付いている。手でスウィッチを入れるのではない。足で踏むのだから、踏みっ放しにはならない。また、ワークを手で持った炭素棒で押さえるのであるから、手を離せば電流は切れる。すべて意図しないと働かない方向だから、安全であると言えるだろう。

soldering 炭素棒ハンダ付けを導入すると、完全なハンダ付けが誰でも可能になる。先回紹介した信号橋の歩み板は、骨組の上に置いた角材に、少量のハンダで完全密着している。普通の方法ではコテが入らないから難しい。これを見た友人はかなり驚いていた。歩み板(0.5 mm厚)の裏面にハンダを少し付けて所定の位置に押さえ込み、上の面から炭素棒で触るだけである。一回で半径 5 mm程度が融けるので、それを順にやればできあがりだ。反ることがないから誰でもできる。何の骨(コツ)もない。

signal bridges 歩み板の上面は炭素棒の痕が付いているが、融けたりしたわけではない。実はこのエッチング板の表面には、レジストが残っている。それが熱分解して痕を残しているわけだ。磨き砂でこすると無くなる。アメリカ製の物にはよくある。面倒なのでそのまま塗るつもりだ。見えなくなる。 

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2019年11月12日

折れない切断機用ハンドル

shear handles 折れないハンドルの注文がある程度溜まったので、発注した。切断機の回転軸の5/8インチ(15.87 mm)径の切れ端、キィ材のサンプルを添えて、切り出しを依頼した。厚板でも正確に切る自信があるとは言っていたが、さすがにキィをそのまま入れる注文は初めてだそうだ。
 うまくやってくれた。レーザの入射側はぴったりだ。油目ヤスリで調整するだけで、するっと入る。反対側はバリが多い。うまく切れているようだが、融けたものが再付着している。送り出す酸素の量を、もう少し増やすべきだったかもしれない。

 反対側は甲丸ヤスリでゴリゴリと出ているところを落とすと、ぴたりと入った。調整に要する時間は、5分ほどだ。

 角が手に痛いので、それはディスク・グラインダで落としてしまうべきだ。ホースの切れ端か、自転車の握りを付けると良いだろう。

 たいていの方はフライス盤をお持ちのようで問題ないが、少数の方にはキィ溝を彫って差し上げる必要がある。難しいことではないので引き受ける。

 このハンドルは 19 mm鋼板であるから重いが、レターパック・ライトに入るので安く送れる。郵便屋さんは、持つと驚くだろう。

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2019年10月11日

続 歯車の要件 

 他の友人たちとの会話の中で、歯数の少ない正しい平歯車が欲しいという話が出た。どれもこれもやかましいのは、角速度が一定にならないからだ。市販のものは怪しい歯型で、しかも偶数歯の物ばかりだ。奇数歯のものがあれば、かなり助かる。”互いに素”を作りやすいからだ。しかし一般的に言えば、14枚以下のものは感心しない。

 他のゲージも含めて走行音を聞いて歩いた。歯車の音がするが、正直なところ、誰も気にしていない。本物ではありえない音を立てていると、気分が悪い。車輪の音も誰も気にしないのであろうか。明らかに「めっき音」がする。
「めっき音」というのは、筆者が勝手につけた名前だが、精密な旋削だけで出来たものと、ブラス素材をめっきした物と比較すると如実にその差が分かる。めっきしたものはゴロゴロ音がするのだ。表面が粗雑なのだが、光っているので研磨されていると信じてしまうのだろう。
 以前にも述べたが、細かい紙やすり(#1200程度)で磨くとかなり改善される。

 話が飛んだが、模型用の正しい歯型の、奇数歯の歯車が欲しい。こういうものこそ皆で共同して出資し、作るべきである。模型クラブ組織があるのだから、出来ないことではない。インヴォリュート歯車の設計能力のある人も居る筈だ。歯車は意外と高くないものなのだから。

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2019年10月09日

歯車の要件 

 スパイクモデルの2条ウォームをたくさん持っている、という友人Bob氏が来た。
「残念だよね。dda40xさんの記事を読めばすべてのノウハウが書いてあるのに、それを読み取れないんだね。どうせ盗まれてしまう特許より、名を残すという手に出ているんだから、教えてくれと言われたら教えたんだろ?」
「そりゃそうさ、世界で一番素晴らしいものが作れるように指導したさ。」

 現実に出来たものは感心しない出来で、このブログで検討されている。それでも動くそうだ。割り切れるギヤ比で、もったいない話である。ダイキャストの型代を掛けて、変なものを作っている。もし正しい設計の物であれば、素晴らしい走りを提供し、模型界を席捲したに違いない。模型人は人の指導を仰ぎたくない人が多いらしい。”オリジナルを凌ぐコピィなし”ということが、わからないのだろう。

 インヴォリュート歯車は角速度を等しくするために作られたのだが、それを忘れた実例もある。歯型が正しくないものはダメなのである。「動きます」とは言うけれど、正しい角速度で動いている証拠を見たいものだ。重負荷をかけて高速で駆動する時、角速度が等しくなければ音がする。
 ウォームギヤの特質は、バックラッシを理論上、ゼロに出来ることである。こういう歯車は他にない。即ち無音に出来る(現実には潤滑油が廻るように、ごく僅かの隙間を空けるが、普通の歯車より、ずっと近づけることができる)。工作機械で使う割出盤にウォームギヤが使われているのは、そういう理由である。
 オルゴールに付いている2条ウォームもどきが、どういう動きをしているかはよく分からない。スプリングモータで軽い羽根を動かしているので、この場合、問題は見えて来ない。

 平坦線でぐるぐる廻しを楽しむ分には、それでも良かろう。最近問い合わせを戴く方々は、筆者と同じように勾配線を重負荷で登りたい、そしてエンジンブレーキを掛けて下りたいという人達だ。正しいギヤを使わないと泣きを見る。 
 先日博物館のレイアウトを見学にいらした方は、本当に無音で機関車が動くので、とても驚いた。彼は、
「想像したのと違っていた!」
と叫んだ。ある程度はガラゴロ音がするのだと思っていたらしい。
 道床のエラストマも騒音減少に貢献しているが、動力車の無音化は、それとはまた違う話だ。

 歯車の最小歯数については既に述べた。そういう歯車しか使っていない人がこれを見れば、驚くのは当然だろう。

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2019年10月07日

関西合運参加

go-unn 年に一回だから、行かねばならない。自宅から山を越えて街道を行く。早朝で交通量も少なく、平均速度は 50 km/hだから、かなり速い。高速道路は山崩れとか、いろいろな障害があって、渋滞気味で避けた。燃費の良い車で、35 km/L も走る。軽快なドライヴであった。

3D printing 今年は新作の貨車3輌と切断機(テーブルと折れたハンドル、その代替品)を展示した。高精度3条ウォームの実物を見たい、というリクエストもあったので、持って行った。
 3D プリンティングの見本を置いておくと、興味のある方はじっくり見ている。質問にはお答えした。今まで紹介されている材料とは違うことに興味がある人が多い。

 切断機の諸問題については、興味のある人が多く、テーブルと新ハンドルの注文 を受けた。テーブルは、あと6台ある。もう再生産はしない予定なので、売り切りである。ハンドルは、1/2インチネジのを持っている人は不安で、注文が多かった。皆さんフライスはお持ちのようで、こちらも気楽である。キィ材と共に送る予定だ。ご希望の方はコメントを通じて連絡されたい。

 すでにテーブルを買われた方が、感想を知らせてくれた。横についている定規が便利で、役に立つということである。テーブルが薄くて、小さなクランプで材料を留められるのも有難いとのことだ。設計者としては、この種のお褒めは嬉しい。

 遠藤機械の切断機については、専門家のコメントとして、「ハンドルが折れないのが奇跡だ」という話には、皆驚いていた。

 3条ウォームの新しいギヤボックスには興味津々で、廻してみて愕然とする人が多かった。ただ廻りますというのとは、異なる世界であることがお分かり戴けたのだ。押して動かす動作をすると、感動するらしい。  

 紹介した本の英語版、日本語版を置いておいた。意外なことに、日本語版は持っている人が多いことがわかった。英語版の著者名にLinn Westcott氏の名前を確認すると、皆さんは安心するようだ。 

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2019年08月24日

中澤 寛氏の記事

 中澤氏から、TMSに載らなかった写真が送られてきた。掲載する許可を戴いたので、ここで紹介したい。

Nakazawa1 ロンビック・イコライザの一種の方法で、片軸だけに依存するタイプである。この方法は、ガタが大きいと、動作が不確実になる可能性がある。それを強調する人も居るが、作ったことが無い人だろう。作ればすぐに理屈が分かり、解決法が得られる。
 このタイプは、ガタが無いように作ることができれば、イコライザの回転中心と軸とが同じ高さにならなくても良い。つまり、菱形タイプより、はるかに作りやすい。どちらかと言えば、初心者にはこれをお勧めしたい。アメリカの講演会で見せた時も、このタイプの方が人気があった。軸の中央に、ボールベアリングを嵌めて、そこを保持することができれば、さらに具合が良くなるだろう。

Nakazawa2 伝動台車である。電車では1軸に伝導することがあるので、そこにイコライザ支点を置く方が良いことがある。微妙にひねられるが、その角度が小さければ、コジることはないだろう。
 これは、台車枠を外した状態である。スペイスがあれば、手前に支点を置いて、ギヤボックスを完全に浮動させる方がより良いが、実際にはそのようなスぺイスを得るのは難しいだろう。


Nakazawa3 集電シュウは先を二股にしている。接触点を増やし、接触抵抗を低減させる。ブラシは極めて薄いものを使うべきである。全軸がイコライズしていて、なおかつ、全軸集電であるから、走りは極めて滑らかな筈である。


 TMSがどうしてこれらの写真を使わなかったのかは、極めて不可解である。全くイコライザというものを理解していないのではないか。写真を見て、その作動状況が目に浮かぶ人なら、必ず使うであろう。車輛の外観だけにしか興味のない人が編集に携わるのならば、この雑誌の存在価値はない。どうして、スタッフに工学を理解する人材を入れないのだろう。見つからないのなら、連絡してくれれば助言くらいはして差し上げる。出典に書いてあるのだから、連絡が付かないことはない筈だ。 

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2019年08月07日

TMSの記事

 正直なところ、TMSを読んだのは久しぶりだ。旧体制のころからやっているドイツの”速報”とやらを、1年も続けているのは、どう考えてもおかしなものだし、小林氏の記事も連載するようなものでもない。金をとって見せるのだから、もうすこし良い記事が欲しい。

 今月号の中澤 寛氏の車輛は素晴らしい。ところが記事がおかしい。皆さんの中で、あの記事を熟読されて、意味を完全に理解できた人が居るのだろうか。
筆者は何が言いたいか」を忘れてしまった編集だ。
 何回か読んだが意味が分からないので、中澤氏にそれとなく聞いてみたら、やはり筆者の推察した通りであった。説明に対応する写真を殆ど載せていないとのことだ。走行性能を向上させる工夫について画像が全く無くなっていたのは、心外であったそうだ。

 言えることは、編集者は模型工作をしたことがあまりにも少ないのではないか。ゼロではないだろうが、糸鋸、ヤスリ、ドリル、ハンダゴテを使って、ブラスの板から、イコライジングやその他のメカニズムを作り上げた経験がほとんどないのではないか、と思う。あまりにもトンチンカンな記事で、情けなくなってしまった。

 30年前のヤマ氏のころ、実物誌が増えてきたので、実物の話題を載せるのをやめるとの決断があった。またぞろ実物の話題が載っていて、しかもそれが間違っているのでは困ったものだ。
 金を取っているということを忘れてはいけない。先のM氏が書いた不発弾の中に、「TMSを100円にして、イモンの広報紙とする」という案が書いてあった。その第一歩なのかとすれば、あまりにも悲しい。


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2019年06月16日

見学者

 先日、親戚の土木工学の専門家から、元同僚2人を連れて見に来たいという連絡を受けた。彼らは、定年まで海外でインフラ工事の監督をしていた人たちだ。
 3人とも鉄道模型にはあまり縁がないが、路盤の設計方針を確認したいという、非常に珍しい申し出であった。筆者にとっては、まさに卒業に当っての口頭試問であって、合格点をとれないと恥ずかしい。

 彼らの興味の対象は、縦曲線、緩和曲線、カントの緩和、曲線上の複線間隔などであった。曲線上で均一な勾配を作る方法も興味があった。

 現場を見せて、質問に答えた。ある程度は説明の図を用意していたので、それを見せれば、なるほどと納得してくれた。
 緩和曲線については直ぐ合格したが、縦曲線は引っ掛かった。筆者は二つの勾配が接するところの縦曲線は3次曲線になると信じていた。作図するとそうなるのでそれで良いと思っていたが、現実には円曲線を嵌め込むだけだそうだ。
 人間は縦方向の加速度変化に鈍感なのかと考えた。現実にはバネも入っているし、加速度の変化率は大きくないだろう。コメントに拠れば、大半径の円弧を入れれば問題ないらしい。

 彼らが1970年に就職した当時は、いつも7桁対数表を持って仕事をしていたが、いつの間にかコンピュータで処理するようになって、もう手計算は出来ないと言っていた。

 カントのある曲線の勾配部分の計算の話は、楽しそうに聞いてくれた。彼らは現場で物を作っているので、工場で作ったものをはめ込む作業とは異なる。だから面白がった。直線で構成された骨に路盤を張って均一な勾配にするのは、なかなか難しいという評価であった。シムを挟む計算法には驚いたようだ。

 レーザで水平を確保し、アラインメントを出す方法は、そりゃそうだろうという感じであった。この辺は本物の仕事をしている人の感覚だ。路盤の強度は、筆者が載った時に変位量3 mm以内という基準で作ったことを話すと、剛性が高いねとのことだった。

 結論としては「高得点で合格」だそうだ。こういう異業種の人と話すと面白い。博物館を開くと、時々こういう人が来てくれるのだろう。断片的につまみ食いした知識ではなく、中身まで詰まった議論は本当に面白いと感じた。

 最後に123輌を1輌の蒸気機関車で牽き出して、勾配を登って下った。まさかそんなことが出来るとは思わなかったらしく、彼らは非常に驚いた。坂の途中で電流を遮断すると、貨物列車がズルズルと滑り落ちていくのを面白がった。
 直ちに列車を引っ張り上げるのに必要な力を測定し、速度を掛けて、機関車に要求される出力を計算した。電流値を調べると効率が分かる。こういうことをあっという間に処理するのは凄い。
 機関車本体を手で押してほとんど抵抗なく動くのには、全員が非常に驚いた。押してやると、発電して前照灯がともるところを見せると仰天した。
 歯車について説明すると、現物を見せてくれという。組み掛けのギヤボックスを見せたら、これがウォームギヤとは信じがたいとのことであった。貨車のほとんどが金属製であることも意外だったようだ。

 摩擦の少ない被牽引車、効率の良い駆動装置、高トルクモータの組合せがこのような運転を可能にする。彼らはかなり満足して帰った。 

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2019年05月31日

雑誌の存在価値

 Empirebuilder氏が一体誰なのかを知らせよ、ということも、複数の人から問い合わせがある。そんなことを聞くのは、非常識極まりない。
「素性のわからない人の意見は信用できないから」と書いてくるのである。信用できなければ応答する必要もなかろう。全く以って、理解不能だ。新聞社に電話したら、ニュースソースを教えてくれると思っているのだろうか。

 日本には確かな鉄道模型雑誌がない。何かの解決法になればと思って、このブログを始めた。初めは外国と提携して翻訳記事を載せようと思っていたが、独自記事だけでやってきた。
 なぜ既存の雑誌が面白くないかというと、スポンサがあるからだ。結局は提灯記事を書くことになる。”暮らしの手帖”誌は、その点よく頑張ってきたから、応援している。雑誌社には、やせ我慢の反骨精神が必要な筈だ。
 出版社がものを売るというのは禁じ手である。その雑誌そのものが、広告になる。読者が有料で広告を買うというのは、客観的に見れば滑稽だ。

 また、編集部の能力も透けて見えている。ある部分がすっぽり抜けた状態で、何十年もやっている。雑誌を手に取って開いて、脱力するような記事は多い。「工学」が全く抜けているのである。ありえない設計を見せつけられると、投げ捨てたくなる。このブログでは、雑誌の記事では見かけない部分に力を入れて来た。年少者のために、正しいことを多少の摩擦を覚悟で書いてきたのだ。

 雑誌では、走るかどうか怪しい、外見だけは極めて美しい車輛記事が多い。せめて、カーヴで建築限界に当らないとか、スケールスピードが確保されているかとか、スリップする時の引張力、その時の電圧・電流くらいは載せても罰は当たるまい。スリップしない機関車はそのままボツにすべきである。


 今回井門氏は、TMSの存続に、「金は出すけど口は出さない」とおっしゃっている。素晴らしい見識だ。この言葉を覚えておきたい。しかし、社長がそのつもりでも、社員は社長に対して忖度するだろう。「忖度を禁止しています」という言葉も欲しい。

 井門氏からコメントが入ったが、説明が全くないので困っている。当初、なりすましを疑ったが、先日の会話内容が含まれているので、間違いないと判断して掲載した。
 そのまま載せるので、是非とも詳しい理由をお聞かせ願いたいものだ。2千字以内でまとめて戴けると嬉しい。他人の言葉を引用する時は、そのご本人からの確認を再度お願いしたい。


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2019年03月30日

パナマ運河

 小学校の時にパナマ運河の本を読んで以来、一度は行きたいと思っていたが、チャンスがなかった。しかし、今回思わぬことで夢が叶った。

New Canal 最近新しい運河が平行してできたのだが、あまりにも大きくて面白味がない。この写真の右側である。できれば旧運河を通りたいと思っていた。どちらを通るかは当日までわからないのだが、運よく、旧の方を通った。通行量は船の大きさによって決まる。客船の場合は乗客数によるらしい。この船で2000万円程度払うのだそうだ。
 小さい船は当然安い。今までで一番安かったのは、冒険家が泳いで通ったときだそうで、36セントだと言っていた。

Panama Canal 水平式のスエズ運河とは異なり、閘門式で、26 mほどの高低差を乗り越えていく。閘門の中はせいぜい300 mほどの長さで、幅は33 mほどである。船との隙間は1 mもないから、ぶつからないように両側から8輌の電気機関車で引っ張る。

 mule trackLock (2)mule閘門部は最大27度の勾配があるのでラック式の鉄道である。新しい機関車は、日本製である。超低速で安定した動きをする。

worn out レイル2本のうち、運河寄りのレイルがかなり磨り減っているのが分かる。機関車は常に張力を与えているのだから、当然である。前部の4輌のうち最前方2輌は勾配部分ではロープを緩めて駆け上がり、上で再度ロープを緊張させる。その間に、次の機関車が駆け上がる。その瞬間には最後部の2輌は軽く引っ張って、船が前に行かないようにする。このあたりの動きが実にきびきびしていて、頼もしい。船は左右に全く振れずに静々と進む。

619_0468619_0471619_0473 閘室への一回の注水で、12mも持ち上がるところがある。船の脇の地面に立つ照明灯が、数分のうちにめり込んでいったように見えた。船が持ち上がったのであるが、あまりにも静かに水面が上がるので、地面が下がったように感じたのだ。船が上下する時は、機関車からのロープは緩まないように少しずつ長さを調節する。

619_0491619_0494 閘室の水面が次の水面と一致すると、閘門が開く。油圧式で、二重になっている部分もある。修理のための予備かもしれない。
 閘門の上には渡り廊下があり、閉ると手摺りがパタパタと立ち上がるのが面白い。開くときは倒れるのである。


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2018年07月14日

技術者T氏の来訪

 先日、技術者のT氏が見学に来て下さった。以前、等角逆捻り機構のまとめをして下さった工学エキスパートのT氏とは異なる別のT氏である。こちらのT氏は、貨物船のクレーン、冷凍機などの専門家であり、歴戦練磨の技術者で、いくつかのbreakthruを実現された方である。かねてより見学を希望されていた。プラグマティズムに満ちた方で、名うてのクラフツマンである。様々な点で尋常ではない方だ。筆者も来訪を心待ちにしていた。どのような視点でご覧になるかが、知りたかったのだ。

 転車台駆動モータを押し付ける機構のピニオンの歯数が17枚であることに気が付かれた。模型用の歯車は14枚とか12枚、ひどいものは8枚などがあるが、皆インチキな歯型で、音がするし、効率が悪く、寿命が短い。これは静かで良いそうだ。
 T氏は粘性継手に感銘を受けられたようで、実現したいことがあるとのこと。

 車輪のフランジの形、踏面の滑らかさ、ピヴォットの潤滑を一つずつ確かめ、列車全体を手で押し、確認された。機関車単独で押したときの感触も確かめられ、旅客機の動輪が大きいことによって、軽く押せることを確認された。小動輪の関節型機関車は、モ−タを2台積んでいるので、押したときやや重く感じる。小動輪は回転数が多いので、効率もやや低くなることを見抜かれた。

  レイアウトの下にも潜って、構造を調べ、鋼板製角パイプの強度について具体的に教えて戴いた。下にはふんだんに照明があるのは良いそうだ。また、潜って入る部分に、簡単な線路と台車があってそれに乗って辷り込むのは、真似したいとのことであった。

 路盤に敷くPVCの道床の消音効果には驚かれた。車輪の踏面が滑らかなのと相まって、音が殆どしないのには興味津々であった。また、転車台の作動状況には興味深そうだった。 

2018年02月15日

続 困ったユニヴァーサル・ジョイント 

 先回の記事に対し牛越氏から送られてきたコメントには、恐れ入った。このブログ始まって以来、最大の衝撃を受けた。旧製品は3種3個の部品からなるようで、「それらの中の同一のものを組合せると、対称的なものができる」というアイデアだ。非常に賢い解決方法である。牛越氏には感謝する。これを広めるべきだ。

 しかし、メーカーはどうして3種作ってしまったのだろう。何かむなしいものを感じる。

 先回の写真を使って解説しよう。

ABC これは最初の状態である。仮に左からA,B,Cと呼ぶことにする。もう一組あるから、これらをばらばらにしよう。中間軸の B はひねることができない。

ABA 次に、 A に B を挿し、そしてもう一つの B を挿す。これで第1組の完成である。


CBC その次は、C に B を挿し、次いで C を挿す。これが第2組である。こうして正しいものが二組完成した。

 
 実に賢明な方法で、作り直す必要はない。生産する時はとりあえず C を作るのをやめるだけで済むという訳だ。 売るのはA-B-A だけにすれば良いということだ。


nakazawanakazawa2 最初のコメントを戴いた中澤氏から、写真が送られてきた。形が変わっている。既に型を変更して、スプライン軸が片方の部品と一体になっているように見える。
 誰かから指摘を受けて直したのだろうが、それが公表されていないというのはおかしな話だ。

 写真を探すとイモンのウェブサイトにもあった。これは位相が間違っている。市場には、かなりの間違った製品が在庫されているものと思われる。エンドウは、とりあえず市場にあるものすべてに、この方法を知らせる紙を添えるべきだ。それによって企業のイメージを向上させることができれば、却って大きなプラスとなろう。今のままではいけない。


 railtruck氏からお知らせ戴いたウェブサイトの最下行には、正しいことが書いてある。"constant velocity" という言葉が使ってあるのが、すばらしい。 どうして日本の模型界にはこのような”常識”がないのだろう。おそらく、走らせている人の数が少ないということに起因している。走らせていなければ気が付かないことだからだ。外見しか興味がない人の比率が多いのだろう。
 ある程度の編成を牽いて曲線のある勾配線を走らせれば、如実に差が出ることである。

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2018年02月13日

困ったユニヴァーサル・ジョイント

MPギヤ2 10年以上前に、このブログで扱ったことのある話題だ。先日所属クラブの会合があり、HOの人たちと話をしていた。ある会員が持って来た動力車が、大半径の曲線上では快調であるのに、小半径の時はゴロゴロという音がする。
 どうしてだろうと皆が裏返して見ている。結論が出なかったようで、指名があった。見てみるとユニヴァ―サル・ジョイントの位相が間違っている。回転ムラを助長する方向の接続である。

revised この写真を加工して、正しい配置にしてみた。こうでなければならない。要するに左右対称でなければならない。こうすると不等速はかなり打ち消される。以下の写真は、加工していない他の車輛のものである。 



MPギヤ3「こりゃダメですよ。中間軸を90° ひねらないと・・・。」
バラしてひねろうとすると、それはプラスティックの成型品で、スプラインがモールドされている。打つ手はない。ということはたくさんのダメな製品が日本中にばらまかれているということだ。

MPギヤ その場にあった何台かの動力車を見たが、すべて間違っている。困ったことだ。その会社はエンドウである。MPギヤという製品の一群の中にある。たくさんの製品を売ってしまった後なのだろうが、良心があれば、無償交換すべきであろう。中間軸のスプラインが90° ひねられたものと現物を交換すべきだ。安いものだから、現物との交換ではなく、申し出があれば渡すという選択肢もある。

 このブログで大きな話題になったから、この種の間違いはもう存在しないと思っていたが、とんでもない思い違いであった。
 このブログで、もっと頻繁に繰り返し扱うべきことなのだろう。TMSの記事で、この種の間違いは、昔はたくさんあったが、誰も指摘しなかった。しても無駄、と感じていた人も多いのだろうと思う。

 まさか現行のMPギヤに間違いがあるとは思わなかった。エンドウともあろうものが、こんな間違いを放置するとは信じられない。

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2018年01月06日

インヴォリュート歯車

 その方にどうして100%ということがありうるのかと聞くと、99.99%以上だという。少し後退した。何か怪しい。その電車に乗ってみて音を聞いた。モータ音以外に歯車音もある。これでは99%近辺だ。歯車箱を触ってみればすぐわかる。かなり温かいはずだ。
 普通の平歯車は98%である。効率を上げるには径を大きくしたり、モヂュールを小さくする以外に、斜歯(はすば)にする方法がある。そうすると重なり噛合い率が上がる。

 噛合い率とはいくつの歯が噛んでいるかということである。斜歯なら、3枚程度を噛ませることができる
 転位させて歯先と歯元を薄くすることができれば、殆どがピッチ円付近の接触になり、転がり摩擦に近づく。この辺のことは50年前に亡父から聞いた。
 船のスクリュウのように連続負荷なら良いが、鉄道では衝撃負荷が多いので、斜歯は感心しないのだそうだ。斜歯は弱いのだ。それから、設計時は歯車の効率を95%と見積もって、発生する熱をどうやって捨てるかを考えておかないと実戦で役に立たないのだそうだ。今はもう少し良いだろう。潤滑油の進歩もある。第二次世界大戦の兵器はそんなものだったのだ。斜歯の場合は負荷によって性能に差が出る。力が掛かると歯が曲がるのだそうだ。要するに彼は、軽負荷での性能を拡大解釈しているのだろう。

 もう一つ父は付け加えた。斜歯にするときは歯先、歯元ともに薄くしてはならない。すべてが当たるようにすると、効率が上がるというのだ。その理由は聞きそびれたが、多分、噛合い率が上がり、歯が曲がりにくくなるのだろう。

 話題になった電車は、出力が小さいので斜歯であるが、機関車などで一台1MW(1300馬力)もあるモータでは使えない。即ち効率は98%程度だ。
 歯車の効率はコンピュータが進歩し始めたときに、数学の先生に計算してもらった。そう簡単には騙されない。一応は勉強しているのだ。


2018年01月04日

続々々 困った3条ウォームギヤ

 歯車は奥が深い。筆者は父から聞いた話と、数冊の本を読んだ程度の知識しかなく、高度な計算を伴う設計はしたことが無い。ウォームギヤについて知っていることは、
・バックラッシを小さくできること、
・摩擦を低減することができれば効率は上がること、
・進み角を大きくすると単純な滑りではなく、転がりに近くなって効率が格段に上がること、しかし、進み角が18度を超えると、歯形を変更しなければならない(ホブで切る場合)こと、である。
 先日来、この項目で、某模型店製の進み角の小さな3条ウォームを紹介しているが、ある方から次のようなお便りを戴いて、新年早々大笑いした。

 3条ウォームの件は本当にお気の毒様です。私に言わせれば、小さな進み角の制限のもとで3条もの溝を成立させる方がよほど難しいです。故にこれは、貴殿の方式を貶めるため、相当頭の切れる策士が緻密に練った謀略に違いありません。

 これはジョークにしても、どうやって考えるとあんな結果になるのかは、本当に不思議だ。



 話は替わって、スパーギヤ(平歯車)の効率は100%ではない。この動画は歯車が摩擦しながら動いている様子をよく表している。この線の角度が圧力角である。中心から遠い部分と近い部分での周速度は異なる。その速度差分が損失を生じる。ピッチ円上だけが、完全な転がり摩擦だ。
 スパーギヤの効率を上げるには、ピッチ円付近でしか接触しないようにすることが必要である。径を大きくすると、ピッチ円付近しか接触しなくなる。即ち、相対的に大きくするにはモジュールを小さくすることが同じ働きをするだろう。その他、高度な工夫もあるが、結局は摩擦から逃れることはできない。即ち効率は100%にはなりえない。

 しばらく前、ある実物業界の方が、インボリュート歯車は完全な転がり摩擦だとおっしゃるので、質問してみた。どうやら歯車メーカの効能書きの受け売りをしているようで、実際に運転時に触ってみたことは無さそうだ。100%なら発熱は無く、潤滑も要らないだろう。
 人の言うことやカタログを信用する人は進歩できない。しかし、その方は筆者に「もっと勉強せよ。」としか言わなかった。ご自分がどんな勉強をしたのかを、聞いてみたかった。



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2017年12月31日

続々 困った3条ウォームギヤ

 このウォームを発注した時の仕様書らしいもののコピィがある。判読が難しいところもあるので、読めるところだけ書くと、モヂュールは0.6らしい。

 歯先円直径は 7.8 mmとある。これはどうしたことだろう。この現物はもう少し
太い。ピッチ円を指定していないところが不可解だ。また、軸穴を3.0 mm径と指定している。これはまずい。2.5 mmにすべきだった。そうすればかなり細くなり、進み角は大きくなる。このあたりは経験不足から来ている。どうして先駆者に聞かなかったのだろう。小学校の算数と理科の範囲である。 
 材質はS45Cである。どうして快削鋼にしなかったのかは疑問だ。快削鋼であれば、表面の粗さが、より良いものができる。逆駆動には、このあたりの微妙なところも大切なのである。イモネジはM1.4らしい。

 ウォーム・ホィールは28枚歯で、歯先円直径は18.7 mmとある。これは正しい。歯数が互いに素であることは良い。これもイモネジ(M1.6)で締めるようになっている。このような留め方は避けたい。僅かの偏心が逆駆動の妨げになりうる。材質はリン青銅で、これは良い。

 組み込んで動かなかったものだから、その模型店には客から文句が来たようで、その返答のコピィを見せてもらった。それは私信に属するから、写しは取らなかったが、概要はこういうことであった。
 逆駆動するには動軸にボール・ベアリングを入れないとダメである。逆駆動はこの程度が限界であると認識されたい。なじんで来れば多少は良くなるかもしれない。”

 何を言っているのか、全く理解できない。滅茶苦茶である。かなりの金額を支払ったそうだが、全て灰燼に帰している。もったいないことであった。
 ウォーム軸にスラスト・ベアリングを入れれば、動軸側には無くても逆駆動できる。進み角の小ささと歯面の仕上げの悪さが、こういう事態を引き起こしている。快削鋼で作っていれば、きっと動いたであろう。進み角が小さいので、効率は良くないが、一応は動いたはずだ。モリブデン・グリースを使うことも必須だ。

 筆者の機関車は、同一の線路に2輌載せて、片方を押すと発電してもう一輌が走り出す。正しい設計とそうでないものとは、ここまで違うのだ。
 筆者の発表した記事には、全ての必要項目が書いてある。そのまま作れば、必ず動いたのだ。そして、そのグループでも標準仕様として採用されて、動力機構の改善が進んだはずだ。下手な知恵を出すからこういうことになる。残念な限りだ。もう既に時効だろうが、正しいものを作り直させることが必要だ。
「オリジナルを凌ぐコピィなし」ということが分からない人が多い。発明者は様々な条件を満たすものとしてそれを作ったのだ。それを思い付けなかった人が、工夫をしてもっと良いものを作り出せるわけがない。まずは完全なコピーを作るべきであった。

 返すがえすも残念なのは、そのグループには吉岡精一氏も居たのに、吉岡氏に相談しなかったことだ。吉岡氏は筆者の設計の歯車を多角的に解析し、実験結果を含めた「ウォームギヤ調書」という数十ページのレポートをグループ内で配布している。それは筆者がアメリカに居る頃で、日本では盛り上がっているのだろうなと想像していたが、結果はこれであった。誰もその内容を読んでいないのだ。非常に分かり易く書いてあるのにだ。吉岡氏曰く、”中学生にも分かるように書いた”とのことであったが。吉岡氏は筆者のギヤを活用されていた。 

 筆者の正しい3条ウォームは手持ちに余裕があるので、希望の方にはお譲りしている。

dda40x at 12:31コメント(2) この記事をクリップ!

2017年12月19日

困った3条ウォームギヤ

 最近3条ウォームギヤに出会うことが多い。模型人の友人が見せてくれるのだ。しかし、少々頭が痛い。

「動かない!」と言って、筆者に文句を言う人が居る。そう言われても、その設計には関与していないのだから、文句を言う相手が間違っている。
 Oスケールの3条ウォームは筆者設計のもの3種、某模型店製の1種の2系統しか国内にはないと思っていたが、もう一つあった。それは後述するが、出来が良くて、ちゃんと逆駆動できる。

 HO 用のものは2条で以前話題に上ったが、2:30という割り切れる歯数で感心しない。
 某模型店製のものは悲惨である。動かないというのでそれを見ると、進み角が小さい。ウォームギヤの径が大きいからだ。3条であるのに進み角が普通の1条と大差ないのである。これではだめである。話にならない。

 筆者が発表した記事には全ての情報が詰まっている。
 進み角を大きくすること、材質を異にすること(快削鋼とリン青銅)、潤滑油は二硫化モリブデンを含むものを使うこと、ギヤ比は互いに素にすること、スラスト・ベアリングを使うことである。
 それらをすべて守れば、必ず正しく動く。しかしながら、そんなことは何一つ考えていない。真似をするならすべて真似をすれば良い。こちらは特許申請していないのだから、直接問い合わせて来てもよいはずだ。喜んで教えただろう。似て非なるものが世に出て、それが本家の評判を下げているとは思わなかった。いい迷惑だ。

2017年11月17日

第4章 ロール軸の高さに関する考察

(8回連載の6回目)
 ロール軸高さの議論は、第1章で考察した通り、実車は車輌全体の図心軸を中心に捩じれますので、実車の近似的再現という意図であれば、回転中心は床上よりさらに上でも構わないと思います。ただし、模型としての機能性を考えますと、ワークスK氏の提唱される線路面と同一高さにロール軸を置きますと、車体の「レイル面に対する移動量」(地上座標系での車体変位)を最小化できます。(純粋な輪軸のロールのみなら重心高は変化なし=仕事しない)
 
 したがって、模型の線路に存在する大きな誤差に対しても、不自然に大きな車体の揺れを低減できると思います。また、コン氏が提唱されるロール軸を車軸高さ(輪軸のロール方向の図心)とした場合、車体と「輪軸との位置変化」(輪軸上に置いた座標系での車体変位)を最小にできます。なお別の視点から見ますと、ロール中心高さが連結器高さと大きく離れていると、連結運転で重牽引している際に曲線(特に登り勾配)で連結器からロール方向モーメント成分が大きく生じるので、ボディーが倒れやすくなる懸念があります。特に弾性支持の場合が気になるのですが、ロール・トーション・バー等角逆捻りでは床板近傍にロール軸(トーション・バーそのもの)があるので、連結器からのロール・モーメントが小さくなり問題は少ないでしょう。

 また逆説的に、ロール軸を高くするほど線路の誤差に対して車体が大きく変位するので、自由形などでは、あえてロール軸を高くして、フラフラ、ユラユラとユーモラスな走らせ方をさせることもできると思います。つまりロール軸高さは車輌に与えたい特性や工作性を考えて個々に判断する要素ではないでしょうか。



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