ディジタル技術

2017年07月03日

脳内3D

 先日、目を瞑って頭に浮かぶ3D画像をひっくり返した経験を紹介した。
 何人かの友人が、感想を聞かせてくれた。

「あれは面白いね、確かに頭の中でひっくり返して裏を見れば、簡単だし、好きなように回転させられるからね。」

「それができる人は、最近はほとんどいなくなった。会社の中でも我々の世代の少し後までだね。若い奴は図面を持ってきて説明するけど、『この裏はどうなっているんだ。』と聞くともう駄目。コンピュータで裏返してそれをプリントアウトするのに時間が掛かってしょうがない。頭の中でやる訓練をしてないんだ。」

「伊藤剛さんなんかは凄かったね、質問すると、『裏はこうなっていてね。』と、たちまち絵を描いてくれる。遠近法まで使った絵をさらさらと描いたよね。」
「頭の中ですべてやる訓練をしているからだけど、生まれつきの素質もあるね。」

「特定の音楽を聴くと、空中に浮かんだものが見えるんだ。海岸線を俯瞰しながら、自分も飛んでいるカモメになる。相手の下に回り込んだりできるんだぜ。」
「そりゃ少々異常かも知れんな。」

 この話をコンピュータ業界の男にしたら、
「それは違うな。そういう3Dの能力がある人が、別の業界に行くようになったというだけじゃないか?僕の周りにはいっぱい居る」と言う。さて、実際はどうなのだろうか。

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2017年06月11日

続 wireless control

detail_1318_no01 他にこんなのもある。これは単三電池1本で動くプラレールのようなおもちゃをラジコン化する装置である。単三電池を外して、単四電池をはめ込んだこの装置を、代わりに差し込めばできあがりだ。

 すぐに鉄道模型に使えるわけではないが、何かの補助装置を動かすディヴァイスとしては有効だ。連結解放装置にはすぐ使えそうだ。10チャンネルあるそうだから、目的の車輛以外には影響なく作動させることができる。

 先回のもそうだが、汎用を考えているので、もう少し絞ったものであれば、鉄道模型用として使いやすい。特許で縛られているようなものではないから、簡単に開発して市場に出せるはずだ。

 実は筆者も、その分野の専門家に話をしているところだ。ハードは既に確立されているので、ソフトの部分での様々なアイデアを検討している。問題は到達距離で、Oスケールだと20 mほど届いてくれないと意味がない。

 レイルからの給電を考えないと、さまざまな可能性が広がりそうだ。

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2017年06月09日

wireless control

a216d9a0-0b8e-56c3-1a96-2555e9050b68 最近のラジコン技術の進歩には驚く。いつかは出るだろうと思っていたが、もう売っているものがある。このウェブサイトの製品は安くて簡単そうだ。小電力Bluetoothなので。到達距離は小さそうだが、とにかくすぐできる。

 すでに4チャンネルのproportional control(比例制御)である。これが数千円で買える。電圧が5.5Vなのは残念だが、実は6V用のモータが、いくつか手持ちにあるので、そのまま使えそうだ。
 設定はほとんど何もしなくてよい。そのまま動くはずだ。ただ、モータ出力2チャンネル、サーボ出力が4チャンネルもあって、それで何をしようかということになる。LED出力も4つある。

 電車ファンなら、左右のドアを開けて2チャンネル、連結器の解放で1チャンネル使える。iPadでもスマートフォンでもOKだ。
 
 どなたか電子工学にお強い方が、鉄道模型専用12 Vのディヴァイスを作られれば、きっと売れるであろうと思う。


 

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2017年06月07日

WiFi control

WiFi 先日、関西で行われたOゲージの例会に行き、WiFi controlを披露した。線路の上では誰も気が付かないので、床の上を走らせた。出席の皆さんは非常に驚いたようだ。
「これは面白い、僕も欲しいな。」とおっしゃる方もあった。今後の発展が期待される。
 スウィッチを窓から指を入れて操作できるようにしてある。当初、取り付け板が 1 mm板を曲げて作ってあったので、指を入れてぐいと押したり引いたりしているうちに曲がってしまった。そうなるとスウィッチが何処にあるか分からなくなり、さらに指を出し入れしているうちに、余計曲がってしまい、操作できなくなった。ボディを取り付ける部材を避けているので、このような曲がり方にならざるを得ない。

switchswitch2 仕方がないので、スウィッチ取り付けスティを剛性のあるもので作った。厚手のアングル、チャンネルを組合わせた過剰品質のもので、とてつもない剛性がある。窓から指を入れると確実に on,offできる。
 博物館での運転で勾配を2往復したら電池が無くなったが、運転会場の平坦線では、かなり持つ。鎮目氏の客車10輌編成を牽いて、エンドレスを何周か廻った。その客車はLow-Dを付けていることもあって、摩擦が極端に少ない。そういうことを知らない方は、「006Pでもずいぶん持つものですね。」と驚いていた。普通の車輪なら、一周もできないはずだ。 

 無線制御方式はいくつか出ているようだ。 

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2016年10月02日

携行用DCC

power-cab 今回はDCCの機関車を持って行ったので、その電源を持っていく必要があった。これは、非常に軽くて助かる。2A電源を含めて350 gくらいだ。他に電線が100 gほどある。
 

 NCEはフル・ファンクションのスロットルを売っているが、これは単なるスロットルではなく、 ブースタ(出力の電源)まで内臓である。しかも電流計が付いていて、その瞬間の電流が直読できる。

wiring 配線はこの図の通りで、簡単明瞭である。薄く右側に描いてある小さいスロットルは、場合によって付けることができる。そうすると大きなスロットル内蔵の出力電源がブースターとなる。好みによって、小さいほうだけを使うことができる。デコーダのプログラムには、大きい方を使える。 
 
 このPower Proは、普通のブースターにつないで使うこともできる。博物館のレイアウトのDCCではこの方式を使っている。そうすると既存のスロットルと組み合わせて、重連で前牽き後押しが楽しめる。
 価格は非常に低く抑えてあり、今でも実売価格135ドル程度だ。お勧めする。

 これを持って行ったら、NCEは初めて見たと皆さんが仰る。
「ボタンがたくさんあるから大変そうだけど、かえって初めての人には分かり易いかもね。」ということであった。

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2015年04月18日

CNCルータ加工

CNC-milled plywood 半径2800 / 2900 mmの複線は必要数以上にあるが、複々線の3000 /3100 mmの道床付き路盤がない。吉岡方式で作るのはやや面倒であったので、12 mmのType 2 ラワン合板で正確なものを切り出して作ることにした。その他、高架線の緩いS字カーヴ(cosmetic curveという)を直接切り出した。いくつかの会社に見積もりを出してもらい、安いところに注文した。高いところと比べて40%以下の価格であった。 

 DXFというプログラムで書いた図面を送ると、直ちに見積もりが出てくる。工場としても、何も考えることもなく、合板を持ってきてセットするだけであるから、割の良い仕事であるはずだ。本業の仕事の隙間に入れて貰えば、訳なくできてくる。

 S字カーヴは見せ場である。緩いカーヴをうねりながら列車が走る。真正面から見ると素晴らしい景色だ。この種のカーヴでは、カント(superelevation)が重要である。この区間ではコの字断面の路盤の片方の足を多少伸ばしてカントを付ける。長さが何 mもある側板の高さが、左右に曲がると微妙に伸び縮みしてカントを作る。それを卦書いて、正確に切り出すというのは、凡人には出来ない。削り易い材料で作って鉋(かんな)を掛けようとも思ったが、潔く諦めて、CNCのお世話になった。プログラムはnortherns484氏にお願いした。曲率が微妙に変化するのだが、実に美しいS字カーヴになった。

 この写真の左上の6枚は緩和部も含めて切っている。一枚ずつ形が違うことがお分かりいただけよう。
 出来上がりをノギスで測ると、実に正確で驚いた。これを組めば、自然に、うねる線路が出来るわけだ。

 このようにCNCは、人間の工作の限界をはるかに超えた正確な寸法を出してくれる。カントの無い線路を作って、楔(くさび)を挟んで調節するなどということは、しなくて良いのだ。

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2015年04月12日

電子工学の専門家

 せっかく専門家に来てもらったので、手元にあるいろいろな車輛を見せ、工夫したところを説明した。

 速度計内臓の車輛にはとても驚いていた。速度は一定区間を通過する時間で測定するものだ、という固定観念が、その方たちには あったようだ。それよりも車内の大きなディスプレィに現在の速度が表示される方が面白い。
 車輪にスリットを入れ通過する光の時間当たりのパルスを数えて、演算する。すなわち表示は3秒に一回更新される。この速度計のついた貨車は、30年も前に作ったものだ。今なら PIC を使って簡単に作れるが、当時は大袈裟な回路で、不調も多かった。 

「それよりも、パルスの間隔の時間を測って、リアルタイムの表示の方が面白い。」と言うのだが、スリットは自作なので、それほどの精度がない。すなわち一定速度で走っていても、速度が一定にならない可能性が高い。

 現在作っているダイナモメータ・カァの構想を話した。どのような構造にすべきか、いろいろなアイデアが出た。
 構造計算の専門家も同席していたので、力が掛かった時の車体の歪みの解析をすると面白いということだった。もちろん模型の歪みは少ないから測定は難しいのだが、等角逆捻り機構の付いた車輛を使えば、線路の不整を調べることが出来るというアイデアには恐れ入った。前後の台車の捻りを測定すると、軌道試験車になるというものだ。これはやってみる価値がある。測定の精度を上げる工夫はしなければならない。
 彼らは等角逆捻りの車輛をひねくり回し、例の不整線路を走らせて、「実に面白い」と評価してくれた。

 この二人の客人は様々なアイデアを出してくれ、それを筆者が聞いて、実現の可能性を探った。すぐにも出来そうなアイデアもあったし、とても無理なものも多かった。
 しかし、どの話もテレメータにするという前提があったのは、時代を反映している。

 Oスケール程度の大きさになると、たいていのものは詰め込むことが出来る。Gセンサを3つ付けて、一周すると、レイアウト全体の図を描くことが出来るというのは、既に夢ではない時代になったそうだ。ジャンボ・ジェットが出来たころ、慣性航法装置と云って最先端の技術だったが、今はカーナビにも付いているのだそうだ。

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2015年04月10日

自動信号

automatic signal 電子工学の専門家に作成をお願いしていたが、昨日納品された。作動状況をいずれyoutubeにupするつもりである。言葉では説明しにくいところがある。配線は単純明快で、電源線2本と、投光部、受光部それぞれに行く2本ずつと、次のユニットに行く渡り線だけである。

automatic signal system 以前にも書いたが、ほとんどの市販品はオモチャである。タイマで色が変わるから楽しそうに見えるが、全く役に立たない代物である。今回の方式が優れているのは、黄色信号の回路だけで、本物と同じ動きをすることである。
 No.1の位置に居れば、その信号は赤である。列車がNo.2に進むとその信号が赤になり、No.1は橙になる。No.3に行けば、No.1は緑である。これはいくらでもつなげられる。
(説明図中の信号機の位置が良くなかった。一つづつ、ずらすべきであった。) 

 列車の長さが大体決まっているので、信号の位置は決まる。通過するとそこに居ることを記憶するようにする。そうすれば、列車の長さは関係なくなる。 
automatic signal units 取り敢えず複線5区間で10個のユニットが来た。手前に写っている信号機が何者であるか知りたい。市販されていた3線式Oゲージの時代の信号機よりかなり小さい。大体半分だ。
 背が低い。部品は大量生産されているのは明白だ。ひさし部分はプレスで抜いて曲げてある。これらは伊藤剛氏の遺品の中から見つかった。

 筆者の推測は、剛氏が本物の鉄道会社から頼まれて「信号機を並べた教習システムを作った時の残った部品ではないか」、というものである。 かなりの数が見つかった。


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2015年01月01日

続 Occupancy Detection

  信号機の方式については、いろいろな方からご意見を頂戴している。
 
 一言でいえば、ほとんど検討済み、実験済みである。この博物館ではDCCオンリィではなく、未改造の機関車に対しても門戸を開かねばならないので、複線の内、一つはDCにも切り替えられるようになっている。
 電源および制御方式の異なる線路に検知電流を流すのは、あまりにも困難である。

 全く無関係な光を使った検知方式が、最も信頼性が高いことは自明である。伊藤剛氏の実験結果を利用したい。それは検知光を連結器の高さで、45度の角度で通すことである。この方法であると、連結面の隙間を通った光が誤動作を招くことが無い。直角方向に光を通すと、剛氏の実験では、有蓋車のドアが開いていても具合が悪いそうである。
 連結面なら、無蓋車やフラットカーに対しても確実な検知が出来る。

 踏み子(treadle) をフランジで押して検知する半機械式検知方式も、大昔に試作したことがあるが 、接触不良が多かった。また、接触をよくするためにマイクロSWを使うことも考えたが、脱線すると確実に壊されてしまうはずだ。
 軸重が1 kg重掛かっている車輛もある。それが毎秒30 cmでぶつかってくることを考えると、防御は難しい。

 Shibata氏から、3-8ラインデコーダを使うアイデアを戴いている。これは非常に賢明な方法で、いまその方式を検討している。その出力はLEDを点燈させることが出来るので、いろいろな意味で部品数が減る。プリント基板も簡単で小さくなって、省資源、省エネルギィである。

 試作が出来次第、発表させて戴く。

 雪がちらついて、博物館までの道が凍ると、作業は取りやめである。最近天候が不調で、作業は工程表より遅れ気味である。片道25分でほとんど信号の無い道なのであるが、凍ると危険である。


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2014年12月28日

レーザ測距計

laser tape measure 長さ7.5 m の巻き尺を30年ほど使ってきた。アメリカ製で、インチとメートルの併記されているものである。とても便利で、家を建てるときにも活躍した。
 さすがに、あちこちが擦り減ってきて、動きが渋くなってきた。先日、中のスプリングが折れ、出し入れ不能になった。分解したが、修復不能であった。仕方が無いので、5.5 m のを買ったが、長さが足らないので、使いやすくはない。本当は10 m のものが欲しかったが、大きすぎて使いにくい。

 northerns484氏と作業しているときに、「レーザ式の測距計があるといいね。」という話題が出たが、高くて手が出せないと思っていた。
 先日、通りがかりのホームセンタでそれを見つけた。4000円台で買えたのだ。ウェブ上での最安値は6000円ほどであるから、買い物である。「店長イチ押し」というディスプレイ台で売っていた。20台ほどあったが、あっという間になくなった。その店ではいつも8000円ほどで売っていたのだ。

 さっそく電池を入れて試してみた。素晴らしい精度で驚いた。10 m 離れての測定で、誤差は1 mm 程度である。巻き尺の伸びとどちらが大きいだろう。繰り返し測定でも同じ数字が出る。巻き尺で二回に分けて測ると誤差は大きい。また、思わぬ計算違いもあって、失敗する可能性がある。現実に、以前のマーキングをこれでチェックしたところ、一箇所 1 m 間違っていたところがあり、冷汗をかいた。

 これを使えば、間に障害物があっても、基準のガラス面からの距離が直ちに出る。もちろんガラスには反射させるための紙を貼って、誤測定しないように気を付けている。
 斜めの距離も一瞬で測定出来るから、三角関数で角度も算出される。煙突などの高さを、ピタゴラスの定理で測定できる機能が付いたものもある。高級機には角度センサが装備されていて、一回の測定で高さ測定が出来るものもある。 また、測距離も大きい。エアコン屋が持っているのは、一回で面積を算出することが出来る。
 この機械の最大距離は15 m までだが、このレイアウト建設には十分だ。

ceiling height 立てれば高さも測定できる。自宅で天井高さを調べているところである。
 

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2014年02月09日

Dynamometer Car

 最近はダイナモメータという言葉が、日本語に入っているようだ。自動車の動力系を改造して試験をするのだそうだ。以前はこの種の測定器は自動車製造会社にしかなかったのだが、最近は街なかの自動車改造ショップにも置いてあるらしい。看板をよく見かける。アメリカの自動車屋にもある。dyno ディノゥ という言葉を使う。ダイノゥと読むはずなのだが、そういう発音は聞いたことがない。
 
 鉄道車輌にそれを積み込んだものがdynamometer car ダイナミタ・カァ である。太字にアクセントが来る。
要するに牽引力と速度を測定し、その積を求めるのだ。当時はこの二つをグラフとして出力させ、それを持ち帰って計算して出力を得ていたようだ。すなわち、当時はリアルタイムの出力は、直接には得られなかったのだ。

 当鉄道ではディジタル速度計は25年前から実用化されている。これは以前雑誌に発表したが、車輪の回転を光電式で読み取り、速度をマイル表示あるいはkm表示で示すようにしたものである。ディスプレイは貨車のドアを開けるとLEDで大きく表示される。約1秒ごとのサンプリングである。

 今回製作中のものは牽引力と速度を測定し、演算して積の形で表す。つまり仕事率が直読できるようにする。それを無線で手元に表示するようにしようというわけだ。最近はbluetoothなど、安くて簡単な方法がいくらでもある。
 あるいはリアルタイムでなく、一巡りして来て、蓄積したデータを取り込む形でも良い。それなら無線でなくても良い。

mousepower MR1950-02p26

 窓からリアルタイムの出力を見せることは必要だろう。問題はその出力がせいぜい4Wくらいなのだ。あまりにも小さく面白みに欠ける。  1950年2月のModel Railroader にとても興味深い記事が載った。馬力 horsepowerは大き過ぎるから、ネズミ力 mousepowerを導入するという話だ。よく読むと次元が間違っていて、力と仕事率とを混同しているからアウトなのだが、面白さはある。それをTMSが1957年9月号に解説しているのだが、中味は感心しない。
 しかし、その記事中、”mousepower”の日本語訳に「チューリキ」というのは愉快だ。これについては、伊藤剛氏が1950年頃クラブ会報に解説を書かれていたが、それは正しい内容であった。

 出力のワット数に適当な比例定数を掛けて、スケール馬力数を表示させるのが良さそうだと思う。

  [画像は栗生弘太郎氏よりコピィを戴いた。64年前だから、わが国では版権の問題はないものと思う。しかしインターネットは外国にもつながっているから……… 。] 


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2014年02月07日

牽引力

 牽引力を測定するのは、バネ秤を用いる。Oスケールでは最大15 N (約1.5kg重)ほどの牽引力を発生するので、2 kg の秤を持っている。大きな鈎が付いているので、垂直使用時(普通の用途)ではそれで良いが、牽引力は水平使用なので鈎の重さが差し引かれるべきである。
 調節ネジを緩めて、零点を合わせる。所定の台に載せて釘で仮留めする。テンダの連結器に針金を引っ掛け、バネ秤と直結する。これで起動時の牽引力は測定できる。
 今までの実験では摩擦係数は0.22近辺である。ニッケルめっきされた鉄タイヤで、すでにめっきは擦り減って剥がれている。ちなみにLow-Dは0.15近辺である。これらの値は乾燥した鋼製レイル、洋銀レイル上で測定した。鋼製レイル上の方が僅かに大きいが、誤差範囲に入るので、事実上同じとする。

 走行時の牽引力は、測定用貨車を作り、それに秤を載せて歩きながら見る。かなり滑稽な状態だが、それをまじめにやった。床に線路を敷いていた25年前はそれが出来たが、現在は不可能だ。
 
 
 所属クラブの新年のお題として「特殊車輌」というのが与えられた。良いチャンスだから、それに参加することにした。Dynamometer Carを作ることにしたのだ。部品もある程度揃ったので、作り始めた。
 少し短い客車(70’ combine)の始末に困っていたので、それの屋根を削り取った。キュポラを付け、テンダへの乗り移りがし易いようにデッキを付ければ外見上は出来上がりだ。

 中味はどうするか迷ったが、その分野の測定装置を作っている研究者の方が近所に居るので、話を聞いた。
 結論は、いわゆるディジタル・フォースメータは信頼性が小さい。特に温度特性が良くないとのことであった。時を経てもバネ秤に敵うものはないらしい。ただし、バネは伸び縮みで先端が多少回転するので、スラスト・ボールベアリングを付けたほうが良いようだ。

 バネ定数を測定して、誤差のほとんどない部分で測定すれば、極めて正確なバネ秤が出来るということだ。読みをどうするかであるが、その方のお勧めはディジタル・ダイヤルゲージであった。要するに軽く動くDROである。

Dynamometer Car  [写真はHOの既製品のDynamometer Car 外見のみで機能しない]

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2010年11月14日

Leaf Springs

Leaf Springs その通りで、これはリーフ・スプリングである。スペーサをはさんで1mmの針金を通し、軽くはさんでハンダ付けする。ここで軽くはさむというところがミソである。ステンレスの裏面には、材料が燃えて飛んで行った時のカエリが出ている。これを削ってはいけない。
 ハンダ付けするには隙間が必要である。またフラックスを洗うにも隙間が必要である。カエリの高さががちょうどその隙間に相当する。バネの先端にはブラスの挽き物をハンダ付けする予定だが、その寸法はまだ決めていない。ハンダ付けがすべて終わってから、それに合う寸法のものを作って取り付ける。

Leasf Springs2 この内側のところを見て戴きたい。今までに見た模型の中でこの部分が表現できていたものをまず見たことが無い。見る角度によっては丸見えであるから、作ってみた。図面の上で指示すれば出来てしまい、さほど費用も掛からない。工賃は作業時間で決まる。1秒いくらという単価がある。ステンレスの場合は切断速度が非常に大きいから、内部を作っても安上がりなのである。

 本当のところはこのリーフ・スプリングを薄板積層で作りたいところであるが、以前にも書いたようにヤング率は材料に固有で、小さくなるとモーメントが小さくなり、相対的に硬くなる。すなわちバネは効かなくなる。仕方が無いから形態だけはしっかりと図面通りにした。図面には撓んだ状態の形態が載っているから容易だ。

Daylight 台車 吊リンクはステンレスの0.8mm板で作った。残る問題はウィングバネの製作である。この台車はデイライト用で、ナポレオン・ハットと呼ばれる形をしている。この部分はロストワックスで作る以外ないと思っている。他の部分が完成してから製作することにしている。全部で100以上も必要である。

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2010年11月12日

Laser によるブラスの切断

Laser CutLaser Cut Trouble 久しぶりにレーザ切断を依頼した。かねてから製作中のものの部品を作るためである。
 
 仕事の完了を待っていたら、悪いニュースが入った。「ブラスの切断中にレンズが熱で壊れて仕事が出来なくなった。もうブラスの切断は勘弁してほしい。」と言う。
 他のいくつかの工場に問い合わせてみると、どこもブラスの切断は難しいという。それは鉄合金のように酸素で燃やして飛ばすということが出来ないからである。また反射熱も大きい。銅合金は赤い光をよく反射するから難しいのであろう。緑のレーザを使えば吸収率がずっと良くなるはずであるが、それを採用した機械はほとんどないそうだ。
 ブラスが出来なければステンレスで作ればよいが、ネジを切ったりヤスったりという仕事はほとんど出来ない。しかし小さい穴も容易に開くから、手摺の穴は設計時に指定しておけばよい。やる気があれば、リベットも、沢山穴を開けておいて線を植え込んで表現することもできるだろう。

 模型工作にブラスを使う最大の理由はヤスリ掛けが容易ということに尽きる。ドリルでの穴空け、ネジ切り、いずれも簡単である。しかし、ステンレスの穴空けは大変だ。特殊な切削油を使うと多少楽になるがやりたくない仕事だ。しかし、ステンレスのハンダ付けは、ブラスよりはるかに容易である。それは熱伝導率が小さいので熱が逃げにくいからである。小さなコテでもすぐ付く。

 だから、設計時によく検討して、追加工が全くなければ、ステンレスでも問題ない。ネジが必要なところはブラスにしておく必要がある。塗装は正しいプライマを使えば簡単である。

 さて写真を見て戴くと、ブラスの抜け具合が分かる。厚さは2.6mmである。この工場で使った最も厚い板だそうだ。途中でおかしくなって加工をやめた様子が分かる。部品の隙間をもう少しせまくしてくれれば、材料の節約になるのだが、次から次へと切るので、熱膨張の影響を考えるとこれぐらいになるのだそうだ。

 切りかすはもったいないのでフライスで削って平角棒材にする。どうしようもない部分は、叩き潰して鋳物の材料として取っておく。

What is this? 今回製作のこの部品は何であろうか。材料は2mmのステンレスである。



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2009年08月27日

Solid State

 先回の記事で「ソリッドステート」という言葉を出したところ、複数の方から「ソリッドステートって何でしょう?」という質問を受けた。

 少々ショックであった。ソリッドステートとはまさに固体化状態 Solid State のことであり、旧来の真空管方式からトランジスタの時代に移った時によく使われた言葉である。1960年ごろから70年ころまで、よく新聞などで見た。電気製品の広告には必ず使われていた言葉である。

 確かに最近は聞かなくなった。すべてのものがソリッドステートであり、言う必要がなくなったからであろう。もはや死語に近い。たまに見るのは、ハードディスクがないコンピュータを指す言い方である。

 気体状態 Gaseous State、液体状態 Liquid State の次の言葉であり、物理、化学で出てくる言葉ではある。真空管は内部に空間があったので固体ではない。固体化すると隙間がないのでショックに強い。落しても壊れなくなった。
 真空管には必要であったヒータがないので、省電力である。その他ありとあらゆる点で高性能になり、IC、LSI の時代になって現在に至る。

 ASTRAC もトランジスタがなければ成立しなかったであろう。正確に言うと、SCRがなければ、あんなにコンパクトにはまとまらなかった。SCR とは Silicon Controlled Rectifierのことである。ゲートに電圧を掛けると通電し、主電流が止まれば通電しなくなる。交流を使って電力制御をすることができる画期的な素子であった。

 筆者はSCR制御に興味を持ち、いろいろな装置を作って遊んだ。日本にはほとんど資料がなくアメリカから手に入れた資料に基づいて作った。

2009年07月14日

さらに沢山のリヴェットを正確に打つ

 さらにたくさんのリヴェットを打つ方法について考えたい。たとえばテンダーの側面は大きい。大型機であると250mmもある。これを正しく打つのはかなりの修練と覚悟が要る。しかも左右で対称だから間違えると大変である。

 友人の鉄工所経営者は「そんなの簡単だ」と言う。「CNCフライス」を使えば良い」と簡単に言ってのけた。

 メス型は鋼板にリヴェットの大きさの穴を座標を指定して貫通穴を開ける。材料をその上に固定して、その穴にポンチを落せば良いと言うのだ。機械に深さを指定すれば正確にその上を押す。全く狂いはない。主軸の回転数を0に指定すれば、回転せずにそのまま押すことができる。
 対称に打たねばならない時は、その鋼板を裏返せば良いことで、ポンチの座標は、ボタン一つで裏返る。

 確かにその通りで、間違いなくできるだろう。ドリル刃かタップの折れたのを正確に研いで鋭いポンチを作ればよい。あるいは特注してもよいだろう。高いものではない。

 たくさん作るのでなければ、この"CNCリヴェット"はそれほど高いものでもないそうだ。これも景気の悪い今がチャンスのようだ。

 この方法であれば、外周も同時に切ることができ、外周との誤差も全くなくなるであろう。
 

2008年11月10日

擬似三相交流

 先日の擬似三相交流で三相モータを回す話を紹介したところ、複数の専門家からお便りを戴いた。

 効率を考えなければ問題なく動くという結論である。驚いたのは、新幹線の床下にある空気圧縮機等の小さいモータを動かすための三相交流はこの方法で作り出していたということである。架線から来ている電源は、当然単相である。

 現在はインバータであるが、0系新幹線の時代には擬似三相交流であったそうだ。ただし、キャパシタではなくリアクトルで遅らせるということである。
 電子工学が未発達の頃は、これがベストの方法であったらしい。

 いずれにせよ三相モータを動かす電源は120度の完全な三相交流でなくともよいということである。

 また、別の方からはこのリンクを紹介戴いた。これによるとやはり90度、135度であった。記憶していた数値は正しかった。
 この回路は出力によってかなりの変動があるはずである。回すモータの特性によって定数を計算して最適値にする必要がある。

 送電線の3線の並べ方については、興味深いことをお教え戴いた。3線はところどころでひねってあるのだそうだ。3つの線を等価にするためには、そうせざるを得ないが、今までそんなことには気づかなかった。これからは上を見て歩かねばならない。

 「いろいろなところで物理学は生きている」と感じた一週間であった。
 
 

2008年07月17日

続 Back EMFフィードバック付きパワーパック

Back EMF 永末氏がどうしてこのようなパワーパックを発売したかという経緯は興味深い。
 DCCがある程度浸透して来ると、DCCを採用したいのに、それが出来ない顧客が発生する。それはZゲージを楽しむ人たちである。
 車輌が小さく、各動力車にデコーダを積み込むのはどう考えても無理である。また、車輌が小さくメカニズムには設計上の制約があり、低速で滑らかに動かすことが難しかった。

 Back EMF{逆起電力}を測定しフィードバックできれば、それは超低速で一定速度の走行を保証することである。要するに、Back EMFフィードバックつきのデコーダを手元で動かしているわけである。これらは、Zゲージのクラブからの要請で作られたものだそうだ。

 先日、T氏の古いHO機関車を動かすところを見て、その作動の確実さには正直なところ、舌を巻いた。

 おそらくほとんどの方が、その存在をご存知ないと思い、ここに紹介した次第である。DCCにすると、多重制御が出来るということはよくお分かりになっていらっしゃるとは思うが、DCCでは低速での定速運転が容易に出来ることはご存じない方が多い。

 このパワーパックを使用すると、DCCデコーダ搭載後のBack EMFの効き目を事前に知ることができるという点でも効果がある。もちろんBackEMFのフィードバックの効き目は多段階で設定できるから、実験には便利である。

現在市場で入手できるパワーパック中、最高の性能を持っていることは間違いないと思う。

     

2008年07月15日

Back EMFフィードバック付きパワーパック

 Nagasue's BEMF Throttle 永末氏の新製品のBack EMFフィードバックつきのパワーパックの作動状況を見た。予想はしていたが、実力を目の前で見せられると、かなりの迫力である。

 簡単に説明すると、今までは多少構造的に問題のある旧型の機関車が低速で走らないのは、仕方がないとあきらめていたが、これを使えば難なく毎秒5mm以下で走らせることが出来る。しかも正確にその速度を保つことが出来る。

 この装置では、下記のような手順を毎秒100回以上も行う。 
.癲璽燭枠電機でもあるので、パルスを送ってモータが回り、その慣性で回り続けている間に発生している電圧を測定する。
発生した電圧を元にモータの回転数を算定する。その回転数が予定よりも少なければ、より長いパルスを送ってモータの回転数を上げる。
もし少なければ、パルス幅を減少させる。
ず禿戰癲璽寝鹽梢瑤鯊定する。

Back EMF この図は模式図であり原理を表しているだけである。モータ回転数を表す緑の部分は電圧である。それが少なければ、次のパルスを長くしていることがお分かりいただけるはずだ。

2008年03月08日

続々々 三次元印刷機

 この項が始まってから、このブログを読まれる方の数が急に増えた。あちこちのブログで三次元造形の記事がほとんど同時多発的に出ている。
 それをお読みになって、検索をかけてここにいらした方が多いのではないかと推察する。私信も多く戴いている。「もっと詳しく」とか、「日本からでも頼めるのだろうか」というものである。

 Brisko氏は、注文を引き受けているし、価格は日本の相場より安いはずである。三次元のデータさえあれば、話は簡単である。それを作れということになると、かなり難しいだろう。形を見たことがないものを二次元の図面から起こすのは、かなり困難な仕事だ。Brisko氏は、三次元のソフトウェアとしてSolidworksを使っていた。

 近未来の話は先回書いたが、そうなるとますます工学的素養が要求されるだろう。「なぜこの部分はこうなっているのだろう」ということが判らないと、その形にする意味がない。そういう意味で、ディジタル化はますます頭脳の勝負になるであろう。

 今までは、達人の域に達した方たちは、実物の構造に通じた人たちばかりであった。そうでないと作られたものは実感味がないはずだ。二次元の図面では、角の丸みは表現されていないことが多い。それを読み取るのはかなり難しい仕事である。実物を知らないと出来ない仕事である。 

 ところで三次元造形で検索するといくつかの項に行き当たった。この方のブログでも今後の価格の推移について記されている。興味深い記事であるのでお読み戴きたい。

2008年03月06日

続々 三次元印刷機

UP9000 25年ほど前、アルビン・トフラーの「第三の波」という本があった。筆者はそれを繰り返し読んだので、かなりの部分は覚えている。その中の一節に「安くなるから大量生産が行われてきた。一品ものの注文生産は高価であるのが常識であったが、これからはそうではなくなる。」というくだりがあった。
 印刷物が送られて来て、封筒を開ける。一人一人の宛名人に、異なる名前が書いてある手紙風のダイレクト・メイルが入っていることがある。このようなことは20年前には考えられなかったことだ。鉄道模型もそれと同じことが可能である。

 例えば、UPの9000という機関車がある。4-12-2という軸配置で筆者の好きな機種のひとつである。2台あって、標準型と改造型である。フレームも微妙に異なる。
 近未来の模型製作はこうなるだろう。

 注文するとCDが一枚届く。それをコンピュータで読むと三次元の図面が出てくる。
Boldfaceにしたいと思えばあちこち修正して、電送する。
 するとフレームが、鋳鋼製そのままの形で一体成型のロストワックスで送られてくる。後は自分で加工して出来上がりというわけである。もっとも、機械加工を同時に頼むこともできるようになるだろう。

 ついでにボイラも薄く鋳造することもできるだろう。すべての部品が付いたボイラが、ネジも切った状態で鋳放しで納品されるかも知れない。ハンドレイル・スタンションだけは別部品の方が見栄えがよいであろう。

 煙突の固定ボルトまで、法線方向に植えられた状態で出来てしまう。こうなると優れたソフトウェアを使いこなすのが、模型製作になってしまうであろう。

 機構部品はモジュール化して別売となるわけだ。

2008年03月04日

続 三次元印刷機

 Brisko氏とは毎年いろんな話をしてきた。ほとんどCNC関連の話であって、これと言って目新しいものではなかった。

 昨年、"3D-Printer”があるんだよ。あれを買えばさー"と言うので、"そうだね、買えればいいね。"と言って別れた。本当に買ったのだ。

 公演中に、"E-bayで中古を買った"と言ったのには驚いた。帰宅後、熱心にE-bayを覗いているが出てこない。3D-inkはいつもいろんなものが出ている。

 価格については言わなかったが軽自動車程度らしいと見当をつけた。これさえあれば、3Dソフトで作成したデータを入れれば、後はインク代、電気代、それと支持用ワックスを溶かす溶剤だけでいくらでも出来てしまう。

 副業としては面白そうだ。現実に、彼はたくさんの模型メーカから、動輪、その他のパーツの原型作りを請け負っている。

 見せてもらったサンド・ボックス(蒸気機関車の砂箱)には驚いた。厚さが均一でプレスで打ち抜いたように滑らかである。これならプレス型など要らない。

 この機械はこれからどんどん安くなるだろう。1台20万円くらいまで下がると思う。すると模型の世界は大きく変わる。
 どうなるかは、想像がつく。今までは作る技能が大切であった。達人が評価されてきた。達人でなければ出来ないものがたくさんあった。

 しかし、これからはソフトが評価される。すばらしいソフトが出来ればOゲージであろうとHO、Nであろうと同じものが出来る。そういう時代が、すぐやってくることを感じた。     

2008年03月02日

三次元印刷機



 今回のコンヴェンションで一番印象的な講演は、William Brisko氏の「三次元印刷機」であった。

 理屈はそれ程目新しいものではない。ただ、どの程度のものが出来るかは見たことがないので、それを現物で見せてもらえたのは面白かった。

 最近は、歯科医は技工(入れ歯を作ったりする作業)を外注するのが普通である。技工士は、石膏型をレーザ光線で三次元測定し、それを三次元印刷機で作り、鋳造する。鋳造時の微妙な鋳縮みは、係数を掛けることにより、完全にキャンセルすることが出来る。これが最新の技工技術である。それを模型に応用するのだ。

 詳しい説明はNorthern484氏がレポートされているので、それをご覧になるのがよいだろう。また、Brisko氏のウェブサイト をご覧になると、非常に詳しい説明が図入りでなされている。

このような方法があることは知っていても現物を見せられると、さすがに興奮する。
要するに図面さえあれば、何でも出来てしまうのである。もちろん三次元に変換するソフトが必要であるが、このような動輪などは簡単に出来てしまう部類に入る。
 やろうと思えば、ボックス動輪を本当に中空にすることも可能である。

 このような技術が、それほど高価でないところまで降りてくると、手作りに頼る必要がなくなる。すなわち、達人でなければ作れなかったスポーク動輪の卵型断面など、完璧な形が自動的に生成されるわけである。
  

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