ターンテイブル

2017年12月13日

続々 turntable indexing

index roller 転車台のインデックス(割出し装置)は、当初の計画をかなり変更した。楔を差し込む形を考えていたが、ローラ・ベアリングが一つ見つかったので、それを押し付けることにした。そうすればスリットに入らずに滑っているときの抵抗は少ないし、潤滑も要らない。 

DSC_0023 ローラ・ベアリングを収める部分は3 mmの板で作り、軸を真っ直ぐ通すために、縦フライスで孔をあけた。刃が長いものは4枚刃しかなかったので、ドリルで適当に穴をあけ、その後でフライス刃を差し込んだ。2枚刃なら下穴なしで切り込めるが、4枚刃ではそうはいかない。一瞬で正確な穴があき、その部分は完成だ。

DSC_0020DSC_0025 前後に動くプランジャ部分は、当初側面に溝を掘ってボールベアリングを偏心スリーブで受けていた。溝の角にボールベアリングのアウタレースが当たると、いつかは減るだろう。重さを別に受ける必要がある。部品を新製し、ボールベアリングを仕込んだ。簡単な工作だが、機械がないとできない仕事だ。

 真ん中にラック・ギヤをはさんで角棒をハンダ付けする。全く隙間の無い、完璧なハンダ付けをした。ラックの背が低いので、別の角棒で下から支えている。
 このような長いものを付ける時には太い針金を曲げて作ったバネクランプで、全体を締める。ネジ式クランプではハンダが中まで入らない可能性がある。もちろん、接着面はキサゲで刻んで、めくれを付けてある。僅かの隙間をあけておくためである。塩化亜鉛飽和溶液を塗って、ハンダを置いてガスバーナで焙れば、できあがりである。切り口を見ると完全に一体になっている。


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2017年12月01日

推力を一定にする

versine 転車台のindex(割り出し装置)はnotch(切込み)にtongue(楔状のもの)を差し込んで行う。相手は回転するから、位相差はトングの長さに影響する。
 要するに正規の位置にあれば短いが、多少ずれたのを戻すので、その時にversineが無視できない。僅かな距離だが、それをバネで補うとエネルギィが溜まるから、中心に行きにくくなる。正規の位置から外れた位置の方が、安定だからだ。それではセンタリングが効きにくくなる。

 慣性で回り続けようとする重い円盤のノッチにトングが差し込まれた時、ダンピングが働き、軽くブレーキが掛かることも要求される。別部品としてエアダンパをいくつか作ってみたが、大げさであるし、動きも要求を満たさなかった。
 トングを差し込むにはネジ式、ラック式などの方法があるが、バネを介してモータで押し込むと、エネルギィが蓄えられてしまうのだ。外れた位置から元に戻るときは、復元モータが働くのだが、その時抵抗少なく(多少のダンピングを伴い)所定位置に行って欲しい。軽く、いつも一定の力で、押し込まれていてほしいのだ。この解決法はなかなか難しい。

 これらの諸問題を同時に解決する方法を模索していた。一つにはTortoiseに代表される常時通電式のポイントマシンを使うことだが、これは逆駆動が難しい。トータスのギヤトレインの効率が良くないし、そのモータは普通の有鉄心マグネットモータだからだ。より高効率のメカニズムはできるが、その後の保守などを考えると得策ではない。要するに、壊れようがないメカニズムが必要なのだ。

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2017年10月10日

転車台のドライヴ

Drive Wheel 少しずつ進んでいる。駆動用にスイス製のエスキャップのギヤード・モータを使う。いつ手に入れたのか正確には思い出せないが、アメリカのセールスマンに押し付けられたものだ。しばらく使いみちがなかったが、最適な用途が見つかった。

 出力軸でゴムタイヤ駆動する 。そこに使うタイヤは、良いものが見つからなかった。ラジコン屋で買って、油に浸けておくと、ことごとく劣化する。半分諦めていたところだったが、車のエンジンオイルを替えているときに、Oリングを見て閃いた。

 オイルフィルタの固定に、耐油ゴムの太いものを使っていた。これを嵌めれば、耐久性は抜群だ。ブラスの丸棒を旋盤で挽いて、ちょうど嵌まるものを作った。留めネジを二つ付けてできあがりだ。低回転だからバランスもとらなくてよい。回転速度もほどほどである。

 駆動時のみ押し付けられ、普段は浮いているから、歪まない。いつも押付けられていると、ゴムは変形してしまうから、変な振動が出る。
 この押付けのメカニズムは、現在製作中である。長年の使用でもへたらない構造である。接点は一つもないというところがミソである。おそらく世界で初めての方法だろう。
 このメカニズムの基盤は自宅のフライス盤でできる最大のサイズで、無理をしないように工夫して作っている。

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2017年07月29日

続 転車台 

indexing インデックスの部分は、この部分だけは作ってある。例によって荒っぽい作りだが、機能のみを考えればこれでよいのだ。
 廃金属回収屋で入手した砲金のブロックと角棒である。これだけで1 kg弱ある。角棒はペンキが塗ってあったので、ブレーキフルードで剥がし、打痕を削り落とした。フライス盤に銜えて溝を掘り、ボールベアリングが嵌まるようにした。

 剛性がなければならないので、大きな材料を用いている。まともに買ったら高いはずだ。

 ボールベアリングをネジで留めるのは正しいやり方ではない。心が出ないからだ。タップというものには、ネジ溝が一つしかないから、均等に切れて行く筈がない。どうしても、フレが出る。
 本当はピンを植えるべきだが、あえてネジにした。一つしか作らないので、現物合わせで中心をずらせば良いのだ。厚肉パイプをフライスで削って、偏心スリーブを作る。それを嵌めて少しずつ回し、ちょうど良いところで接着する。簡単である。角棒の出入りは正確に直角でなくても良いので、気楽なものだ。

 この角棒が滑らかに出入りすれば良いので、この工作はできあがりだ。問題は先端だが、見通しが付いた。
 外径1/8インチの鋼のロッドがないので、アメリカで探さねばならない。日本ではインチ材が本当に手に入りにくい。削り出せば良いと言っても、ドリルロッドには敵わない。

 

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2017年07月27日

転車台

 回転する円板を支える戸車風の支えを、いくつか買って試したが、すべて不合格であった。とにかく摩擦が大きい。慣性で廻り続けるほど、摩擦が少なくなければならないのだ。

image 仕方がないので、自分で作った。平角棒とチャンネルを組合せて貼り付け、フライスで削って製作した。ハンダは後ろの押えを使って焙り付けだ。高さを低くしたかったので、ベースを切り込んでヤスリで仕上げた。
 多少のばらつきがあったが、ローラ面高さが16.00 ± 0.04 mmでできた。と言っても、合板の円盤に付けるので、その平面度がかなり怪しい。そのうち、自分の重さで落ち着くだろう。チャンネルは快削材であったが、平角は粘い材料で参った。大事なエンドミルを折るのではないかと、ヒヤヒヤであった。
 ボ−ルベアリングは、直接ネジに通してあるのではない。厚肉パイプを通してある。チャンネルにもネジが切ってある。こうしておかないとネジを締めたときにチャンネルがゆがむ。所定の性能を長年に亘って発揮させるためには、余分のストレスが掛からないようにしておかねばならない。

 円盤に取り付けて、手で廻してみると、くるくると廻った。レールの鉄板に埃があるせいか、少々やかましい。油を付けて磨くと、かなり静かになるはずだ。動画があるのだが、サイズが大きいからか、UPしてお見せできない。
 次はインデックスである。ある程度工作は進んでいるが、まだお見せできる状態ではない。ノッチに喰い込むクサビの形状について、いくつか試作をしている。
 思い付く形はすべて作ってみたが、満足がいかない。先週思い付いたものになりそうだが、工作が進んでいない。
 フライスのDRO(ディジタル・リードアウト)を壊してしまい、取り換え作業中である。最近はこれがないと工作できないのがつらい。回転速度も回転計を見て行っている。以前のような勘に頼ることが無い。周速度を一定にすると良く削れる。

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2017年06月23日

果報は寝て待て?!

 度重なる目の手術で、相当に参っている。内部の問題(白内障、緑内障)は全くなく、外部の問題なのだが、余分なもの(翼状片)が表面に出来て、それを切除している。瞳に掛かる前に取らないと、大変なことになる。今回もきわどいところだったようで、「来るのが遅い」と言われてしまった。それが成長すると、目のレンズが多少影響を受けて、歪むらしい。乱視が出てきたのはそのせいだという。
 今回も単に取り除くだけだろうと気楽に行ったら、根本的な原因を解決しないと再発が収まらない、というわけで長時間の手術となった。かなり深く切ってレーザで焼き切る。欠損部分(defect) を埋めるために、よその影響のなさそうな部分から切り取って来た組織を移植するということをしたようだ。手術室には、 新しいZEISSの手術用顕微鏡が装備されていた。
「前の器械はどうされたのですか。」と聞くと「捨てたよ。」とおっしゃる。「それ、欲しかったな。」と言うと、大笑いだ。あれがあれば、罫書き線に沿って切るのは訳ないし、様々な局面で役に立ったろう。

 鎮痛剤は3回分しか出ず、その後の痛みはかなりひどかった。3日間全く動けず寝ていた。好きなメンデルスゾーンの歌曲を100回ほど聞いた。目を瞑っていると、頭の中で 3D の設計図が出てくる。ターンテイブルの機構部分で悩んでいたが、3日も考えると、非常に良い案ができた。片眼でスケッチを描いて保存した。
 頭の中では、裏側からも簡単に見ることができ、下手に現物を見るよりも発想が豊かになることに気が付いた。この方法を、今後活用したい。


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2016年05月02日

鉄橋中の枕木

Ties in the truss bridge 今野氏に作って戴いた枕木を整列させるジグをレーザ加工で切り抜いた。作図は例によってnortherns484氏にお願いした。
 
 橋の幅は少し広がっている。モックアップを作って「当たり」を調べた。長い関節機関車でも余裕を持って回れることが分かったので、安心している。
 
肉を盗む 枕木はちょうどぴたりと嵌まるが、少々後悔したところもある。レーザ加工する時に長方形の穴ではなく、4つの角と中間を丸く盗んでおくべきだった。そうすれば、幅、長さともぴったりであっても着脱が容易である。
 この「肉を盗む」という表現は、分かりにくい表現だ。製品の品質に全く影響が無い部分で、その型のある部分だけを意図的にへこませることを指す。そうすれば、嵌め外しがしやすい。英語では "downgage" という。直訳ではとんでもない勘違いが生じる。
 
 枕木を全部きちんと嵌めると、円錐面が出現する。カントが正確に付いているのだ。先日友人たちが来て、その様子を見て感動していた。レイルはジグで形を決めて接着する。固着後、釘穴を開けておいて、スパイクする。
 当然裏から出るので、それは切り取り、ベルトサンダで削り取る。かなり手間を掛けることになるが、素晴らしい仕上がりになる。このジグはまた別のところでも出番がありそうな気がする。

CAT WALK 今野氏のところで、この枕木材をテーパ無しで少し余分に用意して戴いているので、それを切ってターンテイブル用に用いる。
 ターンテーブルの枕木は標準より長いものを、左右に交代に張り出して、通路を支える。そのジグも作らねばならない。レーザ加工の工場では、この種の加工は極めて簡単に作ってもらえる。ジグは自分で作るより外注すべき時代になってしまった。

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2016年02月09日

続 転車台

 今回作る転車台の中心軸は太く、その中心の座標を決めるのは意外と難しい。天板(地面)と地下の駆動部分の座標を完全に一致させなければならない。その方法を確定するのにかなりの時間が掛かった。
 
 はじめは上下二枚の24mm合板を仮留めして、支持部4本と中心を木ネジで留め、それをばらしたのち、支持用の中心の出た金属棒を旋削してぶら下げようと思った。旋削された棒は端面を垂直にでき、中心のネジ穴も一致する。それで直角を出すつもりであった。しかし作図すると金属棒は太くて重い。鋼の棒にするとネジ切りが大変で、あきらめた。パイプにネジを通すことも考えたが、中心が安定しない。

centering by laser そこで、レーザを使うことを思いついた。支持部の柱を硬い欅(けやき)の太い角材で作り、4本+1本(機構部の張り出しを支える)を天板に固着する。その柱に下から太いタッピング・ビスを打つと、地下部分はもう動かない。 中心の細い穴を介してレーザの垂線を落とすと、駆動部分に天板の座標が正確に写される。
 ネジを外しても、再度組み立てるのは同じネジ穴だから、全く問題なく組み立てられる。

 中心が決まって罫書きを入れてしまえば、ホール・ソウで大きな穴を開けてもよい。部品を付けて組み立てれば、必ず座標が合ったものができる。 地下の駆動部の底板は厚くてとても重い。手では支えきれないので、段ボール箱を積んで位置を組立時の高さ近くまで持ち上げ、保持する。複数人で5 mmくらい持ち上げ、ネジで締め付ける。

 動力や、インデックスを取り付けたら、底板は30 坩幣紊砲發覆襪世蹐Α なかなか大変な作業だ。今回欅を使ったのは、硬くて位置決めには最適だからだ。数年前に、材木屋で切れ端をもらってきて、角材に挽きおろし、保管しておいた。2x4材では軟らかくて、位置決め後も押せば狂ってしまう。

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2016年02月07日

転車台

Disk 転車台の工作に掛かっている。

 メカニズムは以前示した通りであるが、なるべく簡略化し、故障しにくい構造にする。また故障してもすぐに取り換えられるような方法を採りたい。

 円盤にはレーザで切り抜いたインデックスを取り付ける。外周部に付くから、慣性モーメントはかなり大きくなる。中心のシャフトはブラスの φ40 丸棒を使う。初めは鋼製にするつもりであったが、筆者の3尺旋盤の能力を考えると困難で、友人の6尺旋盤を使わせてもらうのも遠くて面倒だ。行きつけの廃品回収の店で入手したものだが、ちょうど良いサイズである。これに17 mm径の穴をあけ、垂直に立っている軸に差し込む。

 このφ17の軸を垂直に立てるのがなかなか難しい。工具屋のK氏からのアドヴァイスを戴き、さらにこの目的にぴったりのフランジ付きベアリングを提供して下さったので、それを2個使って解決した。取り付け孔は移動式のボール盤であけたので垂直である。首下50mmのM6ボルトで24 mm合板に留めた。この軸にはトルクは掛からない。ただ、位置決めをしているだけである。


 転車台の最も大切な部分はこの太いシャフトである。トルクが掛かっても捩じられないように、剛性の高い構造が必要である。円盤との取り付けはフランジを介する。t4 のブラス製フランジを作って用意してある。

 このような材料を新品で用意しようとするとかなりの金額になる。廃品回収の業者と仲良くなっておくと、様々な材料が目方で買える。ブラスや銅のくずを持って行って、物々交換のような形になることが多い。写真に写っている六角の物は、そこで手に入れた砲金製の花瓶で、旋盤で挽けばフランジ代わりになると思ったがやめた。

turntable disk conductor さて、裏側は集電用のレイルを付けねばならない。洋白レイルが余っているので、それを曲げて貼り付けた。ブラスの木ネジを取り付けて、それにハンダ付けする。車輛が走るわけではないので、曲率は多少怪しくてもよい。
 写真に見える6個の玉軸受は失敗であった。精度が低く、ジャラジャラとやかましい。 ベアリングを樹脂製のものに交換する。レイルの上を走るが、そのレイルはゴムで支えて静音化する。

turntable disk 先に穴をあけて電線を通しておく。DC用に反対側に配線をしておく。極性転換のためだ。他の線は照明とか音声用である。
 木ネジの先が飛び出したのを削ったのが見える。このディスクにもゴムを貼って静音化する。



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2015年11月09日

設計変更

114_3959114_3960 先回登場したK氏が、博物館まで見に来られた。その時、ボールベアリングを2つ、お土産に戴いた。先日会った時に説明したのだが、「これを使うと良い」と現物を持ってこられたのだ。早速それをもとに絵を描いてみた。
 中学校以来、製図をしたことがないので、間違いはご容赦願いたい。単なる概念図と承知されたい。

turntable mechanism このボールベアリングはNTN製で、直径63.5 mm(2-1/2インチ)のフランジが付いていて、17 mmの軸が通っている。これを二つ、厚い合板の上下に置いてネジを締めると、自然にその板に対して垂直な軸が立つ。これはまだ細いので、太い軸を旋盤で挽いてかぶせる。
 その太い軸にはフランジが付いていて、合板の円盤を挟んで留める。円盤は6個の戸車で受ける。フランジはハンダで留めてから、旋盤で挽いて直角を出す。これには大した力は掛からないのでブラス製でも問題ない。
 実は太い軸を鋼材で作るには、旋盤の能力がやや足らないと思われたが、ブラス製なら訳なくできる。この太さのちょうどよい長さのブラスの棒は、廃品回収の店で手に入れてある。可動橋を動かす程度のトルクであるので、鋼製でなくても十分耐えられる。細い鋼製軸と大径のブラスの組合せは、工作を簡便化する。

 この方式は、地下部分の深さがやや大きくなるが、工作も楽である。可動橋の中に骨組みとしてブラスの薄板(1 mm程度)で作った板を全長に渡って通してある。これは薄いので簡単に捻られる。すなわち、4点支持が可能になる。側面の板はできる限り薄く作って、剛性を減らす。

 機関車が進入すると、わずかに撓んで、中心を含めて5点支持(3点支持 × 2)になると理想的だ。


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2015年11月01日

turntable indexing

 index とは角度を割り出して固定することを言う。

 所属クラブ員が10人も来てくれたので、ターンテイブルのメカニズムの素案について説明した。全員が慣性モーメントの大きなターンテイブルに興味を持ってくれた。直径の大きなインデックス・プレートによる割出しは誤差が少ないから、HO以下でもこれを採用すべきだという意見もあった。また、慣性モーメントを利用した自動復元割り出しには、「面白い!」との声も戴いた。

centering device 様々な意見が出て、簡単で故障なく長持ちするメカニズムについて相談した。スライド方式は抽斗(ひきだし)などのスライドするレイルを使うと丈夫で永持ちする。センタリングは、斜面を利用したボール・ベアリングによる復元力発生装置を使う。引張るのは、ほとんど質量を持たない長い板バネを用いる。バネによる復元では変位量が小さいと、復元力が少ない。長いバネと斜面を使えば、多少の変位でも力が変化しにくい。

turntable drive with momentum また、 楔を起動する瞬間に駆動用モータのタイヤが持ち上がるようにし、慣性モーメントが損なわれないようにするべきだという意見を戴いた。また、そうすれば、斜面を下り降りて来る力で逆回転するが、それが妨げられないようになる。これは実現は容易で、効果が大きい。

 オイル・ダンパは損失が多いので、軽く接触させた摩擦式ダンパを用いてはどうかという意見も戴いた。斜面を下るときだけ作動する工夫が必要だ。機構学に詳しい会員もいるので、話題は尽きなかった。
 大型のエアダンパを自作するつもりでいるが、まだ検討の余地はある。過去に何度か作っているので、自信はある。テフロンのピストン材料となるべき円盤を持っているので、それを使うという手もある。弁はリード・ヴァルヴである。エア・ダンパは摩擦損失が少ない。
 筆者の死後も無事故で作動し続けなければならないから、確実なものを作りたい。地下部分は大きなスペイスが確保されているので、無理なく動作させられる。

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2015年10月28日

可動橋の懸架装置

turntable equalizing 可動橋の両端は4輪台車で受ける。もちろんそれらは円周の接線方向の車輪を持つ。すべての車輪が異なる方向を向いているので、作るのは大変だ。作図して角度を割り出し、フライス盤で削り出す必要がある。斜めに保持する万力を使えば簡単にできる。車輪の嵌まる台車は、大きなブロックから積み重ねた形を削り出して、それを四等分するのが楽かもしれない。

 地下に集電装置を持って行けば、ボールベアリングをそのまま車輪として使える。ボールベアリングに通電するとろくなことはないのだ。荷重は4 kgw ほどかかる瞬間がある。レイルのギャップが少なければ衝撃荷重も少ないだろう。ここに普通の摩擦式の軸受を使うと、抵抗が大きく、動きが渋い。即ち慣性のある動きはなくなる。

 可動橋は楽に捻られるように作る。そうしないと4点支持だから浮いてしまう。中心の回転軸も荷重を受け、中心位置を保持する。

 最近立て続けに、いろいろな分野の専門家がレイアウト見学に来てくれて、多くの助言を下さる。ありがたいことである。彼らは模型人ではないのだが、面白がっていろいろなことを聞く。
 平坦線に置いてある貨車をそっと押して、遠くまで転がるのが意外らしい。工夫を話すと、感心している。それと、博物館の運営に関する情報も助かる。

「よく脱線するのか?」と聞かれた。
「いや一日中走らせていても、脱線はないよ。」と言うと、
「それが大事だ。ゆっくりと実物のように走ったら、きっと感動するよ。」

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2015年10月26日

続 driving turntable

 ターンテイブルの回転時には、地下の大きな円盤も同時に回転している。慣性モーメントは無視できない。楔が突然スリットに差し込まれるとどうなるだろう。かなり大きな衝撃が発生し、楔を出し入れする装置は徐々に壊れるだろう。スリット付きの円盤も鋼板製とは言え、徐々にへたるであろう。衝撃で、転車台上の機関車が、脱線転覆することもあるかもしれない。

turntable indexing device やはり、何らかの衝撃吸収装置が必要だ。単なるバネでは跳ね返ってくるから、動きが滑稽になる。柔らかいバネと、緩やかな動きをするオイルダンパか同等品が必要だ。そうすれば、多少の操作ミスもうまくごまかせるかもしれない。本当は、楔を出し入れする部分は、円周に沿って動くべきだが、接線方向に動かす方が作り易い。これでも半径が大きいので十分である。telescoping とは昔の望遠鏡のように伸び縮みできることを言う。

 ダンパのストロークは片方で25 mmほどあれば十分だろう。ラジコン部品に豊富なラインナップがある。この商品は意外に長持ちする。今手元にあるのは25年前に買った商品だが、油漏れもない。センタリング装置はバネにすべきか、リンク機構にするか迷っている。後者は錘(おもり)を斜面に沿って持ち上げる方法だ。後者は変位に依らず、復元力が一定であるが、錘の慣性を考えると感心しない。錘の代わりにバネを用いると、その部分の慣性質量は小さくなる。この辺りのことは、30年ほど昔、先台車の復元装置でいろいろなパターンを考えたのを思い出しながら考えている。組合わせるべき方法はいくつかあるが、簡単にまとめられて、なおかつ故障のない方式にせねばならない。

  ターンテイブルがゆっくり回転している様を想像してみよう。目的の枝線が近くなると、減速し、楔を出す。楔はバネで軽く押し付けられるので、円盤の縁の鋼板をこすり始める。目的の枝線でカチンと嵌まり込むのだが、可動橋はまだ少し動いて通り過ぎる。そのうち止まるが、ゆっくり戻り始めて所定の位置に止まるというわけだ。
 ダンパの速度緩和が大事である。良いダンパが見つかれば、ほとんど完成したようなものだ。 


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2015年10月24日

driving turntable

from Southeast 駆動装置は長年の使用に耐え、無故障であってほしい。すなわち、確実な工作でなければならない。集電も埃の積もらない部分でやりたい。すなわちレイル面よりも、むしろ地下の部分で下向きの接触のほうがよい。


turntable's conductorturn table's mechanism アメリカでいくつかのターンテイブルを見た。一番調子よく動いて工作が簡単なのは、Detroit の Dick のところのものだ。大きな円盤が合板で作られ、それには給電用のレイルが同心円で張り付けられている。給電用ブラシは下から接触している。円盤を動かすのはゴムタイヤである。磨り減っても、すぐに取り換えられる。

 位置決めはいろいろな工夫があるが、正確なのは、金属板にレーザで切り抜いた刻みに、楔(くさび)を入れる方法である。円盤は先日切り抜いた合板が残っているので、そのまま使えばよい。その周に正確に嵌まる金属製の円盤を作るのは、機械の仕事だから、あっと言う間にできる。
 自動運転はしない。その理由は以前にも述べたが、面白くないからである。機械に遊ばれてしまう。実際にやってみると、人間が自らの意志で線を選んで止める方が、はるかに面白い。

turntable drive この方法で円盤を作れば、かなり長期間の運転が保証されるであろう。材質は鋼板で十分だ。もちろん錆止めの塗装はする。楔の当たるところはグリースを塗れば錆びることはない。位置決めをしておいて、枝線をその位置に取り付ければ、アラインメントは保証される。

 橋の両端に、枝線にはまり込む楔を付けると、埃も溜まるし、見かけもよくない。枝線にも横向きの力が掛かって壊れ易いこともわかっている。


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2015年10月22日

可動橋

 可動橋の両端には、円周の接線方向に回転する車輪が付く。日本のプロトタイプは2輪ずつであるが、アメリカの大型のターンテイブルには4輪付いているものがあり、それらはイコライズしている。本物の橋の、長手方向の捩じり剛性は知れているので、捩じられて、円周レイルに密着する。それを実現したい。

 車輪にはフランジがない場合もある。実物の駆動装置は4輪のうち1,2輪を用いている。摩擦力が足らない場合は補重している。模型でそれを実現するのは難しいから、中心軸で駆動する。かなり大きなトルクが掛かるので、軸は可能な限り太くする。たまに見る模型化例では、駆動軸の剛性が足らないので、橋がぷるぷると震えている。それだけは避けたい。橋はぐわーんと動かねばならない。

 出力が大きなモータを用いると、立ち上がりが良すぎるので、小さなモータにフライホイールを付けて動かす。もちろんギヤ比は大きくする。これについての基礎実験は終了している。
 見かけもさることながら、今回作成する模型では機能を重視する。橋の捻じれに対する剛性を低くし、円周レイルに密着させる。模型は実物と比べると堅いので、強度を確保しつつ、捻られるようにせねばならない。

DCC-DC compatible turntable 円周レイルを走行電流の給電に用いるとすれば、絶縁部の長さはできる限り短くせねばならない。同時に軸の部分でも給電が必要である。それはロック機構のDCC制御用である。すべてのポイントと同様、ターンテイブルもDCC制御である。進入、退出用線路の反対がわの枝線群にはDC機関車を入れる。そうしないと極性の転換ができないから、事故を起こす可能性があるからだ。   
 その枝線群と直交するエリアの枝線群に、DCCの機関車を配置するというのが、現在の案である。円周区間の絶縁区間はその枝線の隙間に来るようにする。集電は摺動式とする。そうしないと不確実であるからだ。十分な接触圧を確保する。絶縁区間を跨ぐときにショートしないように、精度高く取り付けねばならない。おそらくDCCの機関車はその瞬間、電源が切れてプツンと音を立てるに違いないから、それは避けたい。デコーダが優秀でないと、その停電時にメモリが飛ぶ場合もある。

 円周レイルを集電に使わず、軸の周りから取るとDC時の極性転換が難しい。DCとDCCの共用は難しいのだ。

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2015年10月20日

turntable pit を嵌め込む

 底板は骨組を避ける位置に取り付けてから、外して上の合板を切り抜いた。だから、底板を貼り付けてから嵌め込めば、完全に同じ位置に取り付けられるはずだ。
 木ネジ穴を探し、丁寧に位置を合わせてねじ込んだ。もちろん接着剤を塗って締めた。切り抜いた切り口と、底板との間に、隙間が見えると興ざめだ。よく確認して、木ネジを10本ほどねじ込んだ。
 切り抜いた円盤には有効な用途がある。

from South 貼り合わせた合板はとても重いので、来客があった時にお願いして持ち上げて戴き、嵌め込んだ。どんぴしゃりで嵌まったので安心した。合板は鉄骨にネジ止めして浮かないようにする。廻りの合板とも裏で結合させて全くガタがない状態にした。ピットの中を歩いても平気である。中心が出ているので、それを目安に罫書き線を入れておいた。枝線の位置の目安になる。

 ターンテイブルの枝線の配線で悩んでいる。DCCだけなら、配線は何も考える必要もない。DCにすると可動橋の配線の極性を切り替える必要がある。円周レイルを2分割にして途中で切り替わるようにすべきだろう。そうしておいてもDCCは無関係でオート・リヴァースを挟んでおけば良い。
 問題は可動橋の両端の車輪の数だ。HO 以下では車輪が少ないか、無しの場合がある。今回のターンテイブルでは4個ずつの車輪を両端に付けるので、それらが極性の異なる区間を跨げば、ショートする。通電しなければ、絶縁車輪の必要はない。
 
 工作に取り掛かるのはしばらく先なのだが、良い方法がないか考えている。


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2015年10月10日

turntable pit

 転車台周りの15 mm 合板を、外に運び出した。ピットを丸く切り取らねばならない。
 以前作った時は、ジグソウにアームを付け、中心を固定して切り出した。正直なところ、ジグソウでは丸く切れない。後の修正が大変だった。今回は router (ラウタと発音)を用いた。

 このラウタは30年ほど前にアメリカで買ったものだ。reconditionedと書いてあって、半額であった。見本として試運転をさせたりしたものを整備して、処分していたのだろう。ボール・ベアリングは新品だった。出力は約1 kWで、毎分2万回転のモータである。ラウタは刃に当たる木材を粉にして放り出す機械であって、仕事量が多い。
 出力が大きくないと、負荷が掛かったとき、焼けてしまう。以前ドレメルにラウタ・アタッチメントを付けて削ったところ、あっという間に昇天した。ドレメルの出力は100 Wもなかったのだ。
 刃物も超硬ビットを使わないと、たちまちダメになる。この刃は6.35 mm(1/4インチ)径である。細いので仕事量は小さいはずだが、15 mmの厚さがあるので、負荷は大きい。
 
router armrouter arm 2 回転軸からのアームを付けねばならない。滑りの良い底板を外して、それを留めているネジの長さを調べた。意外と短く、アームに相当する合板を座グリして沈めなければとても届かない。刃を付けてそれで座グリした。刃が出るところも彫り込んで穴を開ける。ごく適当に削り取った。
 半径は450 mmにした。もう少し小さくてもよいのだが、機関車を止める時、はみださないよう細かく神経を使いたくないからだ。
 回転軸の穴を開け、合板の中心に留める。この時、合板だけだと薄くてネジが傾く可能性がある。裏に硬い木のブロックをネジ留めして、それに長いビスで留めた。この時、ガタがないようにしておかねばならない。小さめの穴に木ネジの平滑部が無理やり入る程度がちょうどよい。
 枕木に合板を載せて、切り込む。刃の深さは枕木に多少切り込む程度にしておかないと、完全に切れない。

cutting outturntable pit 電源は昇圧器で120 Vに上げておく。電圧が低いとモータが焼ける可能性が高い。一気に半周廻して、持ち替えてから残りを切った。所要時間1分弱である。近所のおばさんが見ていたが、あまりにもきれいに切れたので驚いていた。
「こんな道具があるのね。」
「腕の部分は自分で作ったのですよ。」
「普通の人は道具に使われているけど、あなたは道具を使いこなしている、素人ではないということね。」と言ってくれた。

 バリ取りをして、断面を塗装した。底板も下塗りした。組み立ててから、もう一度塗る。(この合板のサイズは1220 mm × 2440 mmである。)  

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2015年10月08日

turntable と 隠しヤード

turntable area ターンテイブルのピットを切り抜くために、15 mm合板を外した。外す前に底板になる部材を正確に切り出して、底面に仮に張り付け、持ち上げた。合板の裏に底板の位置を描き、外した後でも元の位置に戻せるようにした。中心の座標はあらかじめマークしておいた。そうしないと、後で中心の座標を割り出すのに大変な手間が掛かるからである。
 合板は重く、多人数が手を貸してくれる日を選んで移動した。

 合板を外すと骨組みが見える。正方形に近い枠がターンテイブルの部分である。この部分は骨がないので、剛性の大きな24 mmの合板を底板にして強度を確保する。中心には直径35mmの軸が通る。もちろん自動調心のボールベアリングで受ける。そうすると、その軸には多少の味噌擂り運動が許容される。そうでないと片方が浮いてしまう。

 動力は今設計中である。駆動モータにはフライホィールを付けて時定数を大きくする。もちろん小出力モータを用い、高減速比にして本物の動きを再現する。減速装置の効率を高くしないと、動きがオモチャっぽくなる

hidden yard 隠しヤードの写真である。骨組みから、吊りボルトを垂らし、それにチャンネルを吊って24亶臠弔鬚屬蕾爾欧襦この合板は3x6の板をつないで1200mmx3000mmにした。あまりにも重いので、6人で移動してはめ込んだ。つないだところが折れるといけないので、補強を入れて運び、後で外した。少々贅沢だが、非常に静かなヤードになるはずだ。

 照明は必要以上に点けている。中で不都合が起きたとき、それを発見できるように明るくするのだ。この頃は燃えないゴミの集積所に、このような蛍光灯が捨ててあるから拾って来られる。LEDがベストだが、それほど長時間点灯するわけではないので蛍光灯で十分だ。
 吊りボルトは、レーザを用いて位置を決めたので、真っ直ぐ付いた。こういうところでも文明の利器は役立っている。


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2015年10月04日

続 博物館工事の進捗

to turntable spurturntable  spur ターンテイブルの枝線を所定の角度で進入させねばならない。進入路が1本であると、運用上都合が悪い。ところが、2本にするとその角度で入るための分岐の設計が難しい。今回はnortherns484氏にお願いして、コンピュータで型紙を作って戴いた。原寸大の型紙を張り付けて切り抜いたので、楽にできた。長さ3.5 m以上あり、合板をつないでからの切り抜きである。これを手で作図するのは大変である。置いてみると正確にできていることがわかった。northerns484氏には大変な手間をお掛けした。感謝している。

 塗装後の様子を紹介したい。
from South これはターンテイブル付近である。spur(枝線)は仮に置いてある。正しい角度は三角法で割り出す。
中心部を切り抜いて、15 mmの深さを出す。道床の高さが30 mm、エラストマの厚さが3 mmであるので、合計48 mmの落差がある。上路式にすると、深さがぎりぎりである。中心と先端部2箇所の3点で受けるタイプにする。それには可動橋の剛性をかなり小さくする設計が必要だ。模型は堅いので、かなり難しい。橋側面の板を極端に薄くするか、プラスティックにすれば可能かもしれないと考え始めた。実験をして決めたい。
  
from Southwest 中央部の客車ヤードへの進入路である。左奥がヤードで、左手前は入替機関車の引上線である。この写真では渡り線だけであるが、向こう側のポイントはダブルスリップに振替える。そうしないと場所がないのである。
 

塗装済み路盤組立中 上の写真の反対側から写している。時間的には少し差がある。信号所の地点からはすべての分岐が一望できる。Max Gray時代のブラス製なのだが、出来が悪く、ハンダがぽろぽろと取れてくる。全てばらして組み直さねばならない。
 アメリカで見たあるレイアウトでは、信号所内部の線路表示板の光が、光ファイバで切り替わっているのが見えた。もちろん色セロファンを張った円盤を廻して透過光が見えるだけの仕組みだったが、現在の技術なら本当にLEDで点灯させることもできるかもしれない。実現は当分先の話だろうが、先日はこの話で盛り上がった。
 

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2015年08月31日

turntable

turntable ターンテイブルは整備されたばかりだ。 手すりが付いているということは、観客を乗せて廻ることがあるのだろうか。



turntable 3turntable 4 動力は電動油圧モータである。三相電動機でポンプを動かし、油圧モータを作動させている。回転方向制御、速度調節が容易で、起動トルクが大きいからであろう。
 駆動輪に掛かる荷重を大きくするために、コンクリート製の錘を載せている。
turntable 2turntable 5turntable 6 これが全体像である。塗装が綺麗で驚いた。中央部は剛構造であるが、上に引張りを受け持つリンクがある。
 ということは、センタで荷重を受けるということである。 

 短いが、これでチャレンジャを廻すことができる。もちろん、テンダの一部をはみ出させ、後ろ2軸を楔で持ち上げるという離れ業である。センティピード台車はイコライザ可動範囲外で底突きするので、このようなインチキができることがわかったのだ。いわゆる現場知というもので、最初からそれを狙って設計したのではない。

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2015年08月25日

Evanston機関区

 今回の最大の目的の一つはこのエヴァンストンの機関区跡を訪ねることであった。昨年友人が近況を知らせてくれ、40年ぶりに行ってみたくなったのだ。

 Evanstonは、ワイオミングの西の端だ。良い水が流れる川があって、機関車の給水には適した。当然のように、そこには機関車の停泊所が作られ、それが機関区になった。

 40年前に行ったときはUPのディーゼル電機機関車の整備工場があり、一般人は立ち入りが制限されていたので、外から見ただけであった。大きなラウンドハウスがあり、ターンテイブルが稼働していた。
 その後、検査・整備の設備はシャイアンの機関区に吸収され、空き家になってしまったのだ。

weddingwedding 5wedding 3 数年前、エヴァンストン市は、この残された建物を歴史的建造物と認定し、税金を投入して保護することにした。一部を改装し、空調設備を取り付け、多目的な会場として貸出している。今回も結婚式をしていたので、中には入れないかと心配したが、「日本からこれを見に来た。」と言うと、「構わんから入れ。」と招き入れられた。式が始まる直前であったが、中を一巡りさせて戴いた。ふくよかなお二人であった。

wedding 7wedding 4 この機関庫は大きい。柱の太さは16インチ(約45 cm)角である。Big Boyは来なかったが、チャレンジャは来ていた。機関庫の奥行きはところにより、増築して長くなっている。扉のデザインも新製時期が違うので、場所によって変化している。

 

 

  

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2014年08月22日

Dennis の Turntable

Dennis' turntable close upDennis' turntable 2年のうちにDennisのレイアウトはかなり進捗した。線路がかなり増えていたし、細かい部分が進化していた。

 ターンテイブルは昔から変わらない。確実に動くので大したものである。インデックスはピンの上下による。所定の位置のピンをソレノイド・コイルで持ち上げる。回転する橋の下には斜面が設けてあり、ピンを押し下げながら廻り、所定の位置に来るとピンがバネでパチンと嵌り込む。実に確実な方法である。工作の簡単な下からの作動であるが、側面からでも構わない。

Turntable indexing このソレノイドはダラスにある電気部品アウトレットで買ったものである。そこは秋葉原のその種の店を巨大化したものと考えて良く、200坪ほどの店舗にモータ、コイル、制御部品、コンピュータ部品がどっさり並んでいる。
 写真が見つからないのが残念だが、面白い場所だ。


Turntable mechanism 駆動部品はその店で買ったギヤ付きモータである。ベルトはテンショナで張りを保っている。ベルトによる駆動なので、動作はややぐわぐわする感じが否めない。
 このターンテイブルの橋はアルミ鋳物で、誰かから貰ったものだそうだ。とても重い。10 kgはある。慣性モーメントが大きいというところがこの駆動方式の弱点を大きく見せている。もし軽ければ、動きは滑らかであろう。また、プーリィの径が大きければ、ぐわぐわ感はかなり減少するものと思われる。

 博物館に建設するターンテイブルはバックラッシュが無く、剛性のある駆動方式にするつもりだ。


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2014年07月14日

バックラッシを無くす方法

canceling backlash 質問があったので、予定を変更してbacklash(ガタ)を無くす方法について紹介する。
 
 歯車にはガタが付けてある。このガタが無いと動かない。ガタを無くす方法は昔からいくつか知られている。ウォームギヤは、理論上はガタが無くても動くことになっている。自動車のステアリングにウォームギヤを使うことが多いのは、そのためである。

 旋盤の刃物台のネジにはガタを無くす工夫がある。雄ネジに嵌まっているもう一つの雌ネジを設けて、その間隔を別のネジで調節する。締め過ぎると調子が悪い。油膜で浮いている程度に調整するのだ。

 歯車の場合は二重にして、それぞれの歯車にバネあるいはネジでトルクを掛ける。これも強く掛け過ぎると動かなくなる。歯車はネジと異なり、加工精度の問題で、ネジによる予圧は困難だ。負荷に負けない程度のバネ圧で押し付けるのが良いだろう。
 
 この絵は少々贅沢に歯車を使っている。同じ歯車がたくさんあったので、設計が楽な配置にした。ピニオンを大歯車に押し付ける構造にすると、歯車が2枚節約できる。

 バネはリン青銅線のちょうど良いのがあったので、それを使うことにした。効率を考えなくても良いところなので、かなり良い加減の工作でも良い。力が掛かるので、歯車軸にはボールベアリングを二つずつ入れる。

 組み付けるときに、バネに負荷を掛けた状態で収めれば良い。難しい工作ではない。中学生の時に、父が描いてくれた絵が非常に印象的だったので、それをいつか応用したいと思っていた。

 トヨタのDOHCエンジンのカムシャフトにこのメカニズムが使われているそうで、その絵を見た時、少々驚いた。これと同じバネによる予圧が掛けてある。

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2014年07月12日

続 転車台

 現在製作中のものは35mmステンレスシャフトの下に300枚歯の特大平歯車を付けてある。それを駆動するピニオンのガタが許せないので、バックラッシを消す工夫(トヨタのエンジンのDOHC駆動メカニズムに似ている)を付けるつもりで図面も描いてある。本当はそれを使って、
16348分割のロータリィ・エンコーダで位相検出をするはずであった。いくつかの特殊部品は友人に貰ったものである。

 ところが、DCCのレイアウトをいくつか見るうちに、自動停止とか、目的のところまでの自動運転に興味が失せてしまって、そのまま何年も放置してある。

 現在の目標は、目的の位置まで行ったら、レイルの内側にぴったり嵌る板をキィとしてロックすることである。前後の板が出入りするようにする。バネで保持すると、目的地に近づいたときに少し出せば、パチンとロックされる。クラッチ付き動力で弱く結合しないと、めりめりと壊れそうである。
 その板は絶縁材料で作らないと短絡してしまう。エポキシ基盤の銅を一部剥がしたものを使う予定である。

 先日のレイアウト・ツアで同行のK氏が、アメリカでのターンテイブルの作り方を話された。ヘッドホン・ジャックを使う話である。これはMRなどでは何回も紹介されている話であるが、日本では知っている人は少ない。回転しても導通は保たれるし、接点も自然に3本付いているから便利だ。

 さて、次に作る転車台はどのような構造にするか、全く決めかねている。出来れば、イコライズしてある4輪台車2組を再現したい。しかも本物のようにそのうちの一部を駆動輪としたいのだが、実際には無理だろうと思う。摩擦がとても足らない。
 実物は橋自身の重さで撓んで接触が保たれるが、模型では剛性が強過ぎる。思い切って折れる構造にするという手もある。


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2014年07月10日

転車台

 蒸気機関車を主題とするレイアウトにはTurntableが不可欠だ。先日見せて戴いたレイアウトにも転車台があり、それがエンコーダの働きで、自動で所定位置に止まる。

 しかし、回転の向きを替えると不調で、リセットしてやらないとうまく行かないのだそうだ。アメリカ製のも時々そういうことがあるようで、今のところ購入していない。

 DCCでコントロールすると、自動停止は意味がなくなるように感じる。前にも書いたが、DCCを採用して模型の運転感覚が大きく変化した。以前はパワーパックで動かしている、すなわち操縦者はパワーパックに向かって立っている筆者自身であった。
 DCCの場合、不思議な感覚になる。電源を入れて、機関車の番号を打ち込んだ瞬間、筆者は1/48になって、模型機関車の運転台に吸い込まれる
 この話をすると、「そんなバカな。」と仰る方もいるし、「僕もそう思っていた。」と仰る方もいる。前方を見て車輌がいないことを確認する。

 ターンテイブルも同じで、起動すると、その運転台に入っているような気がする。レイルのアラインメントを確認して停止させ、機関車を牽き出す。自動だと面白くない。あくまでも主体は運転者なのだ。

 筆者のターンテイブルの主軸は35mm径である。太すぎると言う人は多いが、太いに越したことはない。ボールベアリングのラジアル軸受で支えている。太くないと、裏面から駆動されたとき、軸が捩られ気持ちの悪い動きをする。剛性が大切なのだ。

 

 

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2011年06月29日

続々 Hill氏のコレクション

1081 これはターンテイブルを裏返したものである。片方で4つの車輪がイコライズする。実物通りの懸架装置である。たくさんのレイアウトを見たが、このあたりの工作はどこでもかなり凝っていると感じる。


1085 ヒル氏がコントロール・ボード前に立っている。下に配線が見えるがかなり大変である。保守用の照明まである。これがDCCなら配線は2本しか要らない。改造する気は全くないらしい。


1087 Hiawathaの流線形機がコーナーを回って姿を見せた。これはJerry White氏の作品だそうだ。もう60年も前の製造である。この種のカスタム機をたくさん作った。ほとんど2,3両ずつの製造だそうだ。ホワイト氏はLobaugh氏と非常に親しい間柄で、色々なパーツの提供を受けていたようだ。

1073107210741071




 順次コレクションを拝見した。
 最初はペンシルヴェイニア鉄道の特急である。2番目はAlton Limetedである。シカゴからセントルイス、カンザスシティをつなぐ路線で、1930年代に他社に身売りした会社だ。この列車の赤い色は素晴らしい。3番目はノーザン・パシフィックである。淡緑色はこの会社の基調色である。最後はノーフォーク アンド ウェスタンの蒸気時代の特急である。渋い赤で素晴らしい。

 次から次へと素晴らしいコレクションを見せて戴いたので時間が経つのを忘れた。深夜にGPSを頼りにホテルに着いた。
 

 


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2011年05月16日

Proctor の扇形庫

Proctor ドゥルースの西、数マイルにProctorという町がある。これはDM&IR鉄道の機関区のあった町である。ここには今でも扇形庫が二つ残っている。一つはかなり小さく、相当前に廃止されたものであるが、もう一つはターンテイブルが現役である。これにYellowstoneクラスが載って回転したのだ。Google Earthの日本語版の地名はよく間違っている。この写真上のプロトコルというのはかなりひどい間違いだ。コンピュータ用語であるから、どういう仕事の人がこの間違いをしたかはすぐわかる。どなたかがこの会社に指摘してくださって直るとありがたい。

P628P630 その扇形庫まで行ってみた。凍てついていて誰もいないと思ったが、煙突から煙が出ているので、誰かが作業しているのだろう。車から降りて写真を撮ると咎められる可能性があったので、低速で車を移動させながら窓から写真を撮った。扇形庫の線路は外してあったが、ここにM3、M4がゴロゴロ居たと思うと感慨深い。さぞかし凄い光景であったろう。転車台はWorking Order(稼働可能状態)である。

 上述のように、プロクタの町は鉄道の町であり、住民の鉄道に対する思い入れは強い。DM&IR鉄道が蒸気機関車を全廃したとき、住民の強い要望で一台の機関車が街道沿いの丘の上に展示されることになった。

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2010年04月26日

続 Detroit Model Railroad Club

Service facilityService facility 2turn table





 機関庫周辺を見ると、3Ftナローゲージが併設されている。普通ならば片側に寄せて三線式となるところを、四線式としている。
 その理由はターンテイブルを併用したいためであった。ターンテイブルでは中心を合わせておかないと、重心が偏る。従って、ターンテイブル周辺だけを四線式にする必要があるが、ここではその周辺を四線式にしている。珍しい配置だ。
 サクラメントの鉄道博物館のターンテイブルもこれと同じ方式であるが、実物にこの方式があったのかどうかは知らない。

 偏った重心のことをクリアできる設計法であれば、三線式でも、ターンテイブルにもう一本付け加えてそこだけ四線でもよいはずだ。実際には回転橋の重心は大切であるので、そのような構造のものは見たことがない。
 
 Oスケールは実物の正確な縮尺模型ではなく、線路幅が1.8mm広いので、三線式にすると、ナロー側が狭く見える(正確には標準軌側が広く見える)ので、これはそれから逃れる良い方法なのかもしれない。

2010年04月20日

続 Dickのレイアウト

Dick's turntable このレイアウトにはターンテイブルが二つある。ウォーク・アラウンドの
Point to Point型レイアウトだからである。終着駅で向きを変える必要があるからだ。




turntable's conductor その構造はいかにもOゲージ的で興味深い。ターンテイブルの直径は85cm位である。もし、中心から小さな径の軸でトルクを伝えると、その軸が捩じりバネになるので、動きがカクカクとなる。太いシャフトと大きなディスクでトルクを伝える。
 このディスクには何本も溝が切ってあり、そこに細いブラスの帯がたたき込まれている。それをリン銅板のバネで押さえて集電している。枝線から給電しているのだ。回転橋には方向があり、それを間違えるとショートする。これはDC時代の発想で、DCCなら何も考えなくてよい。

turn table's mechanism 動力は、ゴムタイヤを付けたギヤ付モータで、長いバネで軽く押しつけている。実に良い動きである。ディスクの慣性質量が大きいせいか、グワーンと加速していく。自動割り出しではなく、目で見て位置を合わせる。




 このレイアウトには1台だけ、祖父江氏の機関車がある。ミルウォーキィの展示品のうち1台を持って帰るのが面倒で、買ってもらったのである。それはNYCのMohawk 4-8-2 L-2aである。 1枚目の写真の枝線のうち、ディックに一番近いところに写っている。

 彼はこれを持っているのが自慢で、訪問者には必ずその由来と効能について述べるのだそうだ。25年経っても極めてよく走って安心した。 

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