台車

2019年09月27日

3Dプリンタによる台車

 S氏に作って戴いていた台車が何種類か届いた。

 客貨車の台車はナイロン製、POM製が良い。ショートによるトラブルから逃れられる。軸受の耐久性は全く問題ない。毎日走らせているが、減ってきた兆候はない。おそらく50年以上持つであろう。壊れたら差し替えれば良いので、気にする必要はない。

 3Dプリンタで作ると、人智を超えた構成に出来る。組立てなくても、込み入った形がそのまま出力される。作ろうと思えば、しなやかな鎖でさえも、そのまま出来る。外見だけのコイルバネは、再現できる。もっとも、荷重を掛けるバネは金属製にするべきである。
 車輪を嵌め込むときに部品を脇に寄せ、それを戻してネジ留めすればおしまいだ。ネジも切った状態で出力されている。部品には弾力があるので、曲げても復元する。

Woodframe caboose truck 今回どうしても欲しかったものは、この木製台枠のカブース台車だ。Low-Dの33インチ車輪に適合する貨車用台車である。 ブラス製のものも何種類か作ったが、決して満足できない。たまにショートする。その点、これは素晴らしい。(やろうと思えば、絶縁車輪の向きを変えて、1台車で2極の電源も採れる。)
 ざらついて見えるが、30 cmの鑑賞距離からでは実に自然な感じである。高精細のものもあるが、実用上はこれで十分だ。HO以下の場合は別の材料の方が良いかもしれない。Oスケールは強度が大切である。
 もちろん塗装するのでかなり滑らかになる。焼結ナイロンは多孔質で、瞬間接着剤、塗料は吸い込まれていく。写真の状態は染色を施したものである。生地は白い。 

UP CA3 この台車を付けるのは、この車輛をはじめとする数輌のUPカブースである。1950年頃までのUPカブースはこの色であった。Red Caboose という話は、しばらく前にした。この写真は仮の状態で、収まり具合を見ている。以前に比べて、高さが低くなり、安定感がある。まだ細かい部品は付けてない。 

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2019年09月29日

続 3Dプリンタによる台車

4-wheel Pullman truck Pullmanの4輪の客車台車である。これは36インチ車輪を付ける。
 すっきりしている。今までのはWalthersの文鎮のようなダイキャスト台車であった。それを糸鋸で切り抜いてヤスリを掛け、バネを接着すると可動のように見えた。膨大な手間を掛けて改造していたが、新しい台車を見ると古いものは投げ捨てたくなった。

 ブレーキシュウまできちんと付いている。隙間が少なかったようで、少し削る必要があった。次回生産では改良する。摩擦が極端に少なく、するすると走って行ってしまう。

Pullman 6-wheel truck Pullmanの6輪台車である。これはイコライザ可動である。この台車もすっきりと出来ている。普通に考えると、非金属でイコライザを作っても、動きにくいし、組むのも難しい。
 ところが、S氏はそれを思わぬ方法でクリアした。本当に、イコライザが軸重を均等にしているが、組立ては一瞬で終わる。そのアイデアは素晴らしい。
 
exploded view キングピン(台車の回転軸)は中央車軸の真上にある。キングピンのネジを下から締めるのは難しいが、それを克服している。台車ボルスタを下から締めている。そのネジは、揺れ枕の底板の穴から締められるようになっているのだ。
 未塗装で、光をしかも上から当てているので、ざらつきが強調されているが、実際はもう少し滑らかに見える。  
             【後半部分を差し替えました。】           

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2019年10月03日

台車各種

 Walthers, Lobaugh, 3Dプリンティングの台車を比較してみる。

4-wheel Pullman 4輪台車である。これらが同じ台車とは信じがたい。
 左のダイキャスト製はバネが抜けてない。これを抜いたところで形が悪すぎるので、40年以上放置である。車輪だけLow-Dにしている。背が高い。
 中のLobaughは形が良い。バネを切り抜いて適当なコイルバネを接着してある。実感的だと評判であったが、やや小さい。
 右は今回の台車だ。図面通りだ。

 こうしてみると、ボルスタ高さ、軸距離など思いのほか、異なっている。

6-wheel Pullman 6輪台車である。左の二つはコイルバネが抜けていない。切り抜いたものもあるが、いまひとつである。
 今回の台車はブレーキシュウもついているし、しかもそれがタイヤ踏面の位置にある。ナイロンだからこそできることだ。絶縁材料は助かる。

 造形的にはLobaughのものが良い。凹凸の深さも適当で、黒く塗ると十分に気分が出る。しかし、抵抗が大きく、ショートする。

 今回の試作で、いろいろな改良点が分かったので、次期量産品は素晴らしいものとなるだろう。アメリカに送って評判を聞いてみる。

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2020年04月23日

3D printing

 今回の出力は多岐にわたる。構造・機能部品もあるし、台車関連もある。

light weight car truck (2) 台車の中ではこの軽量台車が出色である。これは1930年代のUPの特急M10002辺りから始まった軽量客車用の台車で、バネ下質量が小さい。またブレーキ装置が台車に付き、応答性が良い。もちろん、ブレーキロッドがちぎれる事故とは無縁になる。高速列車用として不可欠の要素をちりばめた台車である。S氏が「出来る」と言ってくれたので、ソフトウェアの作成をお願いした。

lightweight truck 1lightweight truck 2 この二つの図は極めて初期の構想図である。やめてしまったアイデアもあるし追加したものもある。重ね板バネは内部まで作ってあるが、揺れ枕は作動させなかった。 

light weight car truck (1)light weight car truck (3) 車輪径はやや小さく、36インチ(915 mm)ではない。貨車用の33インチよりも少し大きいようだ。確認できないが、34インチのようだ。
 模型ではフランジが大きいので33インチを嵌めるとちょうど良く見える。36インチではブレーキが掛かってしまう。 

 これをブラスで作ろうと思うとかなり難しい。5段くらいのロストワックス鋳物の集積を覚悟せねばならない。各部の組立精度の確保も難しい。飛び出したブレーキロッドもそう簡単にはできない。作っても曲がってしまうのがオチだ。また、ブレーキシュウを付けてあるが、近接させることができる。ショートの心配が無いからだ。

 こういうものは3Dに限る。バネを廃し、ボルスタの捻りで逃がしている。十分なcompliance (追随性)を発揮する。弾力があるのでバネの効果もある。仮車体を載せて走らせると極めて静かである。ボルスタは垂直荷重には耐えるが、捩り剛性を小さくする設計にしてある。

 ナイロンは結晶性プラスティックで、へたらない。熱可塑性ではあるが流動する温度は高く、常温では”流れ”ない。いわゆるプラモデルの材料のポリスチレンなどは、常温でも力を掛けていると少しずつ”流れて”、撓んだり潰れたりする。

 写真は高精細の近接撮影であるのでざらついて見えるが、30 cm程度の鑑賞距離であって、車体の下に付いているのであるから、全く気にならない。HO以下で矯めつ眇めつ見るには、やや粗いかもしれない。走行を主とするなら(そういう人は少ないが)全く問題ないだろう。

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2020年04月25日

続 3D printing

6-wheel truck 今回作った新しい台車としては、このコイルスプリングの6輪台車がある。これには、見かけだけは良いが出来の悪い韓国製台車がある。高価であるがその機能はでたらめであって、揺れ枕は動くはずだが微動だにしない。摩擦が大きくて、たくさんは牽けそうもない。作り直す気が失せてしまうほどダメなものであったが、ボールベアリングを押し込んでLow-D化すると、良くなった(右)。バネを縮めるため、錘を載せてある。

 これを3Dプリントできればと思い、S氏に相談すると、それほど難しくないと言う。イコライザは例の支えを入れる手法で作り、コイルバネで荷重を受け持つ。基本的にプルマン6輪台車と同じである。揺れ枕は作らなかった。ボルスタアンカはΦ1のステンレス線である。
 この台車は銀色に塗装すると金属製に見える筈だ。荷物車、社長専用車などに使う。

 やはり客車の台車はプラスティック製に限る。絶対ショートしないし、軸の抵抗が少ない。現在使用中の金属製台車はすべて用済みとなる予定だ。そうすると、パシフィックでプルマン10輌が牽けるはずである(現在は6輌)。

disc brakebrake disc お遊びでこんなものも作った。ディスクブレーキ・ロータである。キャリパは省略した。やろうと思えば本物通り、 中空のventilated diskもできる。今回は外形だけである。旋盤で孔の中をリーマ通しして、心を出した。 

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2020年04月27日

続々 3D printing

National trucks この台車は以前作ったNationalの製品である。大きなコイルバネは別に作って、本体にぶら下げてある。こうすれば、数が必然的に合う。コイルバネは3Dで螺旋状に作られている。


clasp brake クラスプ・ブレーキ(両抱き踏面ブレーキ)を作った。なるべく密に詰めたクラスタである。こういう状態をクラスタというべきなのだ。一つで1台車分である。バネ座とか面倒なものは同時に作ってクラスタに入れておけば、数を数える必要もない。

 これでDaylight用の客車台車を作っている。本体はブラスの厚板をレーザで抜いたものだ。これはハンダ付けして組んである。
 ブレーキ装置で悩んでいた。ロストワックス鋳物では必ずショートする。ブレーキ関係をプラスティックにすれば問題は解決だ。ほとんどの製品では、ブレーキ・シュウが台車枠の位置にある。ショートしないように工夫したつもりだろうが、非常に大きな減点箇所である。そんな台車など要らない。ブレーキ・シュウの位置は大切である。  

 他の機能部品はいくつか問題があるので、発表はしばらく控えたい。積層方向によって、精度が変化する。3Dプリントは簡単そうに見えるが、高精度を期待すると、難しいものである。 次回の試し打ちでうまく行けばよいが、なかなか難しそうである。

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2020年05月31日

続 Streamliner の組立て

 電気絶縁方式を考えておかねばならない。連結器はMonarchで金属製であるから、台車を絶縁せねばならない。また、木製床板であれば心配ないのだが、ブラスの床板であると導通してしまう。半固定編成にして解結しないという前提でないと、つなぎ方によってショートしてしまう。
 電気的には、3Dプリンタによる樹脂製台車は好都合である。金属製台車は絶縁された床板に用い、樹脂製台車は金属製床に用いることにした。さらに、編成時はよく考えて、金属製床と木製床の車輛をなるべく交互につなぐように心がける。そうすれば間違ってショートすることはない。中には金属床板に樹脂製のボディ・ボルスタを付けてあるものもあって、ややこしい。
 
 これらの客車は入手した先が異なり、また作られた時の状況が異なるので、1輌ごとに作りが全く異なる。床高さもまちまちで、車体高さと連結器高さを同時に独立して調整せねばならない。列車としてのまとまりは、揃った屋根高さ、一定の連結面隙間によって得られる。簡単なジグを作って不揃いは修正した。規格があって、同時に作ってあれば非常に楽であったろうと思う。その修正は大変な手間である。だから、現在作っている12輌には完全な互換性を持たせる。
 色調は多少異なってもさほど問題ない。本物の編成でも褪色具合の差があって、かなりの違いがあるのが普通だ。

forced vent 生地完成のものは13輌あったので、よく洗って、準備した。長年の保管中に一部破損しているものもあり、整備するだけで5日を要した。屋根上のディテールは、昔の申し訳程度のエッチングパーツではなく、3Dプリンタで作った本格的なものを使用した。小さな部品でも、これを付けると、全体が引き締まる。塗装済みの車輌に付けたものを示した。色や艶が多少異なり、剥げているところはタッチアップする。

rivets ところで問題である。このリヴェットはどうやって作ったのであろうか。屋根板は、0.7 mmのブラス板である。 


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2020年06月24日

bolster anchor の向き

 ボルスタ・アンカの向きについてさらりと書いたら、早速詳しく解説せよ、との要望があった。

 ここで述べることはアメリカの台車についてであり、日本国内でどのような基準で作られているか、については全く知らない。また、一部の機種で見られる仮想心皿方式のリンクは、ここでは考えていない。 

 しばらく前、シカゴのコンヴェンションで撮った写真があるので、紹介したい。
UP Streamliner trucks (2) この写真の裏返したものは正しいボルスタ・アンカの向きを示している。どちらも車体の中心の方に向かってボルスタ・アンカが伸びている。一つの台車の中ではアンカーボルトは線対称である。
 向こう側の横に寝たのはダメである。連結器の方向を向いている。

UP Streamliner trucks (1) もう一つの写真を見てみよう。これもダメな例である。二つの台車のボルスタ・アンカが、どちらも連結面方向に伸びている。UPでは採用していない。どちらでも良さそうだが、何らかの理由があるはずだ。

 様々な間違いを含む模型に遭遇する。もっとも多いのはボルスタ・アンカが台車の中で点対称になっているものである。これは奇妙だ。
 先回紹介した記事には、「UPに関してはアメリカ随一の知識と腕のある模型人による塗装だ」と持ち上げてあるが、何を考えているのかよく分からない。


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2020年06月30日

Kemtron の台車 

 Kemtronの台車は十分量用意してあった。安いものではなかったが、他に良い台車が無かったので、イコライザ可動であるから買っておいた。友人が手放すのをすべて買ったのだ。
 ロストワックス鋳物(厳密にはinvestment casting というべき) だから、湯口を切り、ヤスリ掛けをして、ボールベアリングが入るように座グリした。ここまでの処理だけでも、かなりの手間がかかる。ハンダ付けすれば組めるわけであるが、スプリングが無いので組まなかった。

 正規のキットにはブラスワイヤで作られたスプリングが入っていた。それを自作せねばならない。旋盤でブラスワイヤを巻いてバネにし、切断して座面をベルトサンダで削り落とした。かなりの手間である。1回に30本も作ると疲れてしまう。ブラスワイヤは、加工硬化してほどほどの固さになる。ヘタることはない。

 在庫の半分は組んで塗装してあった。その中に一つだけまずいものが見つかった。ボルスタ・アンカが点対称である。ということは左右が同じものであるということだ。それではと、組んでないものを点検した。その鏡像が見つかると信じていたのだが、…。

same side frames 残りを半日かけて組んだ。最後の残りの2つが同じ形なので、問題の台車枠の鏡像であって、めでたしめでたしだと思っていた。しかし、とんでもないことに4つが合同であった。ということは、点対称の台車が2つ出来てしまう。
 これには参った。今さら間違っていたと連絡しても、相手がまだ部品を持っているとは思えない。眺めているうちに、ボルスタ・アンカを外して、新しく作る部品と置き換えるのが最も簡単であろうことに気付いた。糸鋸を駆使して、切り捨てた。

mirror image 手前が、アンカを外した状態である。左後のように作らねばならない。アンカ・ボルトはやや太い。細くしたいが、そうすると車体の同じ側で太さが違うのが見えてしまい、みっともない。同じ太さの材料を旋盤で挽き出すことになった。 

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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。 

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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。)

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2021年04月12日

客車列車

TR47TR47O,OJ 国鉄客車を完成させるべく、改造工事を急いでいる。TR47はいわゆる長軸台車で、車輪はかなり奥の方にある。右の写真は、OとOJの二種類のTR23である。OJの方は、ボールベアリングが入れてあるので、グリースの攪拌抵抗が無視できない。しかし、重い車体が載れば、効果を発揮するはずだ。Oスケールの台車の方は、ピヴォット軸受だからとても軽く動く。台車枠はボルスタと一体成型で、ひねりやすくするために端梁はU字型にしてある。車輪を嵌めてネジで端梁を付ける。ブレーキは車輪すれすれにぶら下がり、気持ちが良い。

 稲葉氏のご家族からお預かりしている客車群を、稼働状態にせねばならない。10輌組んでつないでみたところ、連結器が切れたのが8箇所あった。当時のダイキャストは、お話にならないほど質が悪い。
 新しい連結器に取り替える。切り離すことが無いから、単なる棒でも良いが、収納が難しい。3Dでも作ってみる。

JNR ExpressJNR Express2 連結器が健全な8輌をつないでみたが、摩擦が少なく抵抗を殆ど感じない。1輌は平均550 gである。
 ナイロン製台車でのピヴォットの効果は素晴らしい。


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2021年04月14日

OJ用 Low-D 車輪

 Low-Dを再生産するときに、OJも作ってくれという要望があった。車輪厚さを 3.5 mmとして、バックゲージを 21.5 mmとした以外は、Oスケールと同一である。これは吉岡精一氏の助言を受け容れた設計である。車軸はΦ4である。絶縁側は圧入、他方はネジ込みである。また、ジャーナル部はΦ1.5のボールベアリングが嵌まるようになっている。
 実は 、発注数を間違えて、長軸(先回の台車に使用)が多少余っている。ご希望の方にはお頒けする。 コメント欄を通じて申し込まれたい。email address は本文中に書いて戴かないと、こちらでは読めない。短軸もあるが、これは数が少ない。

 OJのレイアウト上で試運転させてもらったが、極めて快調であった。ポイント上の挙動も全く問題ない。普通の車輪との転がり抵抗の違いは、顕著である。特に曲線上の挙動は全く別物である、との評価を得た。走行音がとても静かであることも特筆すべきことである。メッキされたものとは、大いに異なる。

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2021年04月22日

TR73 3軸台車 

TR73 trucks 展望車にはTR73が付いている。このカツミ製の台車はなかなか良い設計であるが、砂鋳物を直接組んでいるので、隙間が多くて剛性が無い。

 砂鋳物には抜き勾配があるので、そのまま組むべきではない。しかしそんなことは無視して、大きな頭のネジで締めてある。矢印の部分は特にひどい。そのまま締めてあるので、ネジの頭の片方しか当たっていない。強く締めると疲労して折れるだろう。
 フライスで上面を直角に削り、ネジ頭を沈める。その他の抜き勾配をヤスリで軽く修正するだけで、見かけはぐっと良くなる。スポーク車輪が欲しいが、とりあえず手元の Low-D を嵌めた。軸箱が小さいので、内径 1.5 mm、外径 4 mmのボールベアリングを使う。今まで内径 2 mm、外径 5 mmを使っていたが、径が小さくなると、抵抗は明らかに少なくなる。
 部材同士の当たり面がざらついていると、ネジが締まりにくいので、さっと削って密着するようにする。こうするだけで、ネジは緩みにくい。 

 TR73がもう一組ある。使える車種はわずかだ。
maironefu38 マイロネフ38のブリキ製キット(1950年代)を発見したので、それを作ってみようと思う。屋根もブリキだが、本物はデッキ部分で絞ってあるので、ブラスで作らないと難しい。ちょうど t 0.7のブラス板を良い具合に曲げたのがあるから、それを使ってみよう。
 この種のブリキ製キットがたくさんあるので、いずれ組んでみたいが、知識量が無いので、今のところ難しい。「つばめ」「はと」編成の連結順は見つかったが、車輛の向きに関する情報は少ない。あまり良い資料には出会えない。昭和28年(1953年)の名古屋電化の頃の記録を探している。これは妹の生まれた時期で、母の実家に行くときは特急つばめをC62が牽いていたのを目撃したが、帰るころには電気機関車だったことを記憶している。

 マイロネフなどの車輌記号の文字順は、車輌ごとに構造と共に変遷している。マイネロフ37という並び方もある。寝台車だからネロで、食堂車だからスシとか、友人と話し合った中学生時代を懐かしく思い出す。 

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2021年04月24日

続 TR73 3軸台車

Nylon and Brass このブラス製台車は、車輪込みで180 gある。左の 3D 出力のナイロン製3軸台車は 60 gだから、かなりの差だ。左は1/48,右は1/45である。TR73のホィールベイスは意外と長い。

 組み終わると、あまりの転がりの良さに驚く。うっかり机の上に置くと、わずかでも勾配があれば走り出し、落ちて壊れる。必ず裏向きに置かねばならない。展望車は窓が大きく、中が良く見えるので、ある程度の造作を作らねばならないが、重くなってもこの台車なら問題ない。

 稲葉元孝氏の組まれたものでは、中間軸の軸バネが抜いてあるのに気付いた。ライオネルと同じ発想である。中間軸は浮いていても構わないという考え方である。当時はブリキ製のガラレール(2線式に打ち替えてある)である。前後軸のバネが効いていれば、中間軸はどうでも良かったのかもしれない。分解して、新たな軸バネを入れた。レイルの継ぎ目での音は素晴らしい。

 昭和29年にして、すべて絶縁車輪を採用していたというのは、素晴らしいことである。椙山氏の指導力は偉大である。  

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2021年04月30日

バネを入れる

Pullman 6-wheel truck (1) 3Dプリントで作った台車を組み、バネを入れる。バネは最初に入れることはできるが、完成後に入れる方が紛失の可能性が少ない。組立て途上では、緩んで落としやすい。

 この方法は一度紹介したことがある。絹糸を用いるのが正統派だ。今回は思い付いて、デンタル・フロスを用いた。デンタル・フロスは、ワックスが塗ってあるので滑りが良い。すなわち抜き取るときに支障がない。また、絹糸よりずっと重いので、短くてもバネが爆ぜた時に飛んで行きにくい。
 要するに、縮められたバネに蓄積されたエネルギィは、バネそのものを数メートル飛ばすほどもあるが、糸を引っ張っていては、せいぜい10 cmしか飛ばない。だから、紛失する可能性はなくなる。

 カーペットを敷いた部屋では、バネを飛ばすとカーペットのループの中に食い込んでしまい、引っ掛かる。うっかり引っ張るとバネが変形してオシャカになってしまう。飛ばさないためには、この種の防護策が必要である。

Pullman 6-wheel truck (2) バネをはめ終わったら、バネ座に正しくはまっているのを確認して、バネを押さえながらデンタルフロスを引き抜く。実に簡単に抜け、バネの位置は変化しない。
(本日の写真はKS氏による)

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2021年06月17日

M10000の改良

M10000 内側台車 直すべきものは付随車の台車である。内側台車の軸をプレスで押し抜き、新たに細い軸を作って、ボールベアリングで承けるつもりであった。しかし、台車に流線型外被を取り付けると、写真のように、車輪外側とピヴォット軸の先端が同時に触る位置である。すなわち、流線型外被の丸みを考えると内側軸受にする価値がない。ピヴォットのほうが、はるかに抵抗が小さいからだ。線路上では、どの方向から見ても台車の内側は見えにくい。模型として最高の性能を出すようにするのが目的だから、形には拘らない。

 この写真の上の方に写っているのは、内側台車の軸箱の孔を広げて、ボールベアリングを入れるためのジグである。万力に銜えると、軸の心が出るように段取りしてあったが、取り止めた。内側台車は叩き潰して廃棄した。設計があまりにも下手で、直す価値がないし、退路を断つと良いものができるという経験が多いからだ。また、外側台車にしても誰も気が付かないはずだ。

 1 mm板を台車側枠とした。その末端には、さらに板を貼り足して厚くした。ピヴォットの軸穴を、専用カッタで厚さの3/4掘った。台車は3つしか無いので、全て手作業である。一つずつ、最良の結果が出るように磨り合わせて組んだ。穴の深さを調節し、ガタが最小になるようにしたのだ。互換性は無いから、刻印を打ってある。

M10000 外側台車 台車ごとに3点支持にする。段付きネジを旋削して、ガタがないように磨り合わせて留めた。側枠が回転し過ぎて車軸が外れないように、回転制限も付けてある。この種の工作は楽しい。分解して他の台車の部品と入れ替わると、組めない。
 台車枕梁は12mm角材から削り出しである。流線型カヴァは、仮に置いてある。ネジ一本でピタリと留める方式を採る。こういうところで2本もネジを締めるのは好きではない。


 モリブデングリスを付けると素晴しい転がりで、ボールベアリングをはるかに凌ぐ。小さなモータで快適に走るはずだ。本物の車輌も、そういう走りをするものである。


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2021年06月19日

続 M10000の改良

 流線型外被の付いた台車は、車体に当たる。模型だから実物より車輪が厚く、ゲージも少し広いからだ。
 どんな工夫をしても当たるから、車体の一部を切り取るか、台車外被の上の方を切り取るしか無いだろう。

rubber grommet 台車には弾性懸架がないから、その上の部分で衝撃を緩衝せねばならない。電線を通すゴムのグロメットがたくさんあるので、使ってみた。厚み方向には、良いクッションである。最近のは品質が格段に良くなって、20年経ってもへたらない。


interior 車内には座席がついているので、乗客を座らせた。窓からちらりと見えるだけなので、少々出来の悪いのを使った。足を切ったり、尻を削ったりして、かなり無理をして入れている。椅子、床の塗装は元の持ち主による。 


aero-dynamic 最初付いていた後ろの方の動力台車部分には、座席がついてない。設計当初はあったのだろうが、走らなかったので動力台車を追加して、座席を外したのだろう。愚かな発想だ。
 24人分の座席を作らねばならない。この種のものを揃えて作るのは大変である。アルミ板を切って作り始めた。
 重い車輛なので、少しでも軽くしないと抵抗が大きいからだ。この模型は前頭部、後尾とも一体ロストワックス製の重い部品でできているから始末に負えない。また造形は美しいとは言えない。遠くから見るべきもののようだ。
 実物の車体は、飛行機と同じ作り方のジュラルミン製である。 


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2021年06月29日

車軸の太さ

 M10000の改造依頼があったSE氏に完成した部品を送ったら、その日のうちに組付けして、youtubeにupされていた。あまりにも素早くて、驚いた。

 当方としての心配箇所は、付随車の台車の摩擦だった。送られてきた台車の車軸の回転は悪く、機関車の牽引力では牽けないだろうという感触があった。油を替えてみようと思い付いて、洗浄スプレーで溶剤を吹き付けた。もちろん回転させながら、念入りに洗った。乾燥後、Wako'sのエンジンオイルを注し、しばらく回転させて馴染ませた。再度洗って注油した。かなり軽くなったような気がする。200 gの錘を載せて斜面で調べると1.56%でも滑り降りる。 
 油は低粘度であるが、ミシン油より粘い。車のエンジンオイルを替えた時に缶の中に少し残ったのを取っておいたものだ。これでなくてはならぬと言うものではないが、適当な粘度で具合が良い。

 軸の太さ(半径比、テコ比)については、友人たちからいろいろな話題が出た。分かっている人にとっては当然のことだが、初めての人もいるだろうから、少し話をしたい。

 小学生のころ、インディアンが馬で引き摺って荷物を移動させる様子をテレビで見た。簡単なソリの片方を持ち上げて馬で牽かせるのだ。一緒に見ていた父は、「車輪にするとどうして楽に牽けるか、分かるか?」と聞いた。

 もちろんこの問題では、ソリには油を注す条件であり、それと比較するわけだ。これは小学生には難しい質問であった。答は、「車軸が細いから」であった。
 説明は、車軸の直径を車輪の直径の半分にするとどうなるか、から始まった。摩擦部分の速度が半分になるから、熱になるエネルギィが半分になる。それなら1/10にしたらどうなるというわけで、「車軸は折れない限り細くしたほうが有利だ」という結論を導いた。
 それ以来、車軸は硬い材料を用い、できる限り細くしている。潤滑は最重要項目である。


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2021年07月23日

続 直角カルダン駆動

 最近、電車の動力をすべて入れ替えたいという要望が、友人からある。
「今までは外見を素晴らしくすることには努力してきたが、走りは今ひとつだ。このままでは面白くない。」と言う。

 友人たちは、筆者の車輛が音もなく走り、押して動き、なおかつ滑走するのを見ると心を動かされるようだ。
 博物館の線路には、ギヤボックスがない車輛の進入は禁止であるから、その本線上を走らせてみたいというのもある(油を撒き散らされては困るから、未整備車はお断りしている)。


D-21 by Mr.H この台車を見せられた。外見は素晴らしい出来である。作者のH氏はもともと本物の電車を作る会社に居た。押さえどころがしっかりしているので、シャープで実感的である。もちろんイコライザは可動である。センタピン位置が高いので、軸重移動はかなりある。

 モータ軸を延長して2軸に吊り掛けている。この模型では、油が飛ぶので、ウォームの寿命は短い。頻繁に取り替えねばならない。これを3条ウォームでやりたいそうだが、スペイスが足らない。
 1軸駆動なら出来るが、それでは嫌だと言う。乗越カルダンで2軸駆動でも嫌なのだそうだ。実物にもこの種の配置のカルダン駆動はある。さりとて、先回の動力を付けると、床下器具をなぎ倒すことになる。

「全軸ボールベアリング装荷にすれば、動軸が少なくても十分走りますよ。」と言うと、やる気が出たようだ。おそらく合葉式直角カルダンになるだろう。その方式ならば、駆動軸がおとなしいので、床下の改造は最小限で済む筈だ。

 New O gauge, New OJ gauge の時代は来るだろうか。 

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2021年07月25日

枕梁を更新する

 貨車の台車は、 Athearn のデルリン台車に敵うものはない。その低摩擦は、Low-Dと組合わせると無敵である。ピヴォット軸受であるが、軸重100 g重までなら全く問題ない。しかし、長期に亘って使用していると、たまに事故もある。

Athearn truck bolster 台車枕梁が破損するのである。一番多いのは黄色矢印の部分のひび割れである。徐々に疲労し、脱線などの衝撃で折れてしまう。折れなくても片側が開いて、枕梁が曲がる。すなわち、車軸が外れ、脱線する。この設計はまずい。力のかかるところの肉厚が、一番小さいのだ。ネジによる応力割れもある(後述)。
 二番目に多い事故は、赤色矢印の爪状部分の破損だ。これが赤の線で欠けてしまう。脱線などで、衝撃があると欠けるのだろう。これが無くなると台車枠は外れ、脱線転覆する大事故につながる。

 台車枠は、デルリン(いわゆるポリアセタール)であるのに、枕梁はポリスチレンである。とても弱い。リモネンを使って接着しても、他のところが割れてしまう。
 こんなところにポリスチレンを使うのは間違いだ。こういうところこそ、結晶性プラスティックを使うべきだ。どうしてデルリンを使わないのだろう。 

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2021年10月19日

怪しいボールベアリング

UP express 貨物列車を走行させている時に、ある貨車からキーコーと金属音がすることに気が付いた。すわ、ホット・ボックス(軸箱の油切れで、軸受が焼け切れること)を疑い、列車から外した。ばらして、じっくり見た。

 驚いたことに、それにはボールベアリングが装着されている。Lobaughの台車枠に、座グリをして、ボールベアリングを入れたのだ。車輪は当然Low-Dだ。そんな音などするはずがないのである。

 裏返して車輪を廻すと4軸とも、キリキリと音がする。信じられない話だ。ばらしてから、ボールベアリングそのものに軸を通して廻してみると、ガタガタと振れる。また、ガリガリとひっかかる。このベアリングは友人から、
「すごく安いけど、十分な性能だから」
と言われて買ったものであることを思い出した。
 当時、新しく改造した機関車のテンダに入れたのだ。驚いたことにそのテンダから異音が発生した。ジャラジャラという音だ。すぐにばらしてベアリングを外して廃棄した。残りの数十個も捨てたが、10個ほどは行くえ不明であった。それがこうして見つかったわけだ。

 見かけは普通の両シールド・ボールベアリングの形をしているが、時々回らないものもある。切り粉が入っているのだ。溶剤中で振り洗いすると、なにかが出てくる。最低だ。
 洗った後、グリスを薄めて漬けておき、溶剤を飛ばすと少しは使えるらしい。しかし、使い続けることは無理だろう。一体どのような用途向けに作られたものなのだろうか。役に立たないことは明白だ。製作は資源と時間の無駄である。
 詳しくは知らないが、中国製だと聞いた。 

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2022年01月19日

先輪はなぜ小さいのか

 先輪の軸重が少なくても脱線しない理由を、問われた。それを疑問に持つ人が少ないのは不思議だったので、良い機会であるから説明したい。
 これも、まず作図をすることから始めるべきだ。ここに図を出してしまうと「ふーん、そうか」で終わってしまう。読者が手描きで良いから作図をしてみるべきなのだ。
 フランジがレイルヘッド側面に当たる図を描けば、同じフランジ高さであっても、小半径の先輪が如何に脱線しにくいかわかるはずだ。

 蒸気機関は実用最大回転数が限られているから、高速を出すには大動輪を持たせるしか方法がない。最大、直径 2 m程度である。このような動輪では脱線しやすいので、先輪は不可欠なのである。

 最近「蒸気機関車の◯◯」という3冊の本を読む機会があったが、説明に怪しいところがかなりある。工学に疎い人のような気がする。しかし、大上段に構えて書いているので、初学者が読むと信じてしまう人もいるだろう。間違いを指摘して差し上げたいが、これをやると「『悪口を言われた。』と取られる可能性が高いから気をつけろ。」と友人に釘を差された。

 振り返ると、筆者は人生の中でサイエンティストとしか話をしなかった。間違いを指摘して感謝されたことは数多くあるが、逆恨みされたことはまず無い。しかしこの趣味界では、サイエンティストでない人のほうが多い。どうするべきか思案している。 

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2022年05月23日

吊掛け駆動

 いわゆる吊掛け式とは、一体何だろう。
 元々は、電気機関車の台車内の構造を表す言葉である。重いモータが車軸に付いていると、線路の不整でモータが上下に揺さぶられて、壊れやすいし、線路も傷む。そこで、モータ軸を車軸と近い高さにし、モータの質量の半分を台枠に結び付ける。そうすると、線路からの衝撃はかなり減り、不都合なことが減る。車軸は片足持ち上がる可能性もあるので、固定は一点である。

nose suspension その台枠に結びつけるモータの突出部分を英語で "nose"と言う。飛び出しているからだ。英語で吊掛け式は、nose suspension drive という。趣味人でこの英語表現を知っている人には会ったことがなかったが、最近電鉄会社OBと話したところ、この表現が出てきて驚いた。会社によっては、ノーズという言葉を社内で使っていたようだ。

 この部分はモータの質量を承けるだけではなく、反トルクをも承けている。”吊掛け式”と称する機関車や電車の模型を見せてもらうと、その部分が怪しいものをよく見る。ノーズ部分をきちんと作ったものを見ることは少ない。起動、停止によって、モータがガバガバと上下するものがあるが、それでは全くダメである。反トルク承けが付いていないものは、うまく走るはずがないのだ。

 蒸気機関車の模型では、直角伝動だから、モータはかなり後ろに来る。すなわち、モータの重さは、動軸にほとんど掛からない。しかし、そのノーズは先述の1点支持になるべきなのだが、このあたりの構造が怪しい模型がとても多いと感じている。 

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2022年06月02日

イコライザ付き台車

 最近、電車の台車の図面を熱心に見ている。戦前の台車は興味深い。イコライザがついているものに興味がある。

 イコライザの形は工夫されている。イコライザが軸箱に当たるところには、軸箱との相互の位置がズレないように、凸凹があって噛み合うようになっている。すなわちイコライザが折れてしまわない限り、軸は平行に保たれる。軸箱守との隙間が多少あっても、構わないということだ。ガタがあって操舵台車のようになるという珍説を聞いたことがあるが、そういうことは起こり得ない。

KS31 (1)KS31 (2) この台車のイコライザは2枚合わせである。よく見ると奥の方が低い。板バネを避けるようになっているのだ。真横から見ると確かに低くなっているが、よほど注意深く見ない限り、低いことには気付かないだろう。

 模型の場合は外の一枚だけという場合が多い。HO以下では、動くのはまず見ない。 

 本物の台車の保守は、イコライザだけを見ていれば良かったそうで、仕事は楽であったという。ヒビが入るところはイコライザだけだったからだ。 

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2022年06月24日

続々 8軸ディーゼル電気機関車を作る

 4軸台車は、実物の保線屋からは嫌われていた。軸距離が長く、横圧でポイントを壊すのだそうだ。軸重は30トンもあるので、破壊力はあるだろう。

 台車は必要数以上に用意した。Bill Melis の型を持っている人が居るので、それから作ったものもあるし、KTM製をアメリカで買ったものもある。
 細かいパーツは自作の部品をロストワックスで作ったから、問題ない。但し、台車は2種あって、互換性がない。

4-axle trucksknock pins KTM製は台車ボルスタの鋳物が薄くて、弱そうだ。Billの方はかなり分厚い材料を使っているが、1本なので、台車枠がガタつくおそれがある。ガタをなくすには、このようにピンを植え込んでハンダ付けしておく。ネジ一本で完璧な組立てが可能である。ピンが長いと組立てに手間がかかるので、太さくらいの飛び出しで十分だ。先は角を落としておくと、組立てが容易だ。

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2022年07月26日

続 EMDの機関車群 5

 先回の最初の写真の一番右は、左から2番目と同等であるが、ショート・フッドを切り縮めてキャブの窓を増やしている。これを作った人は、現物を見て作ったのだろうが、その現物が何なのか不明だ。Southern Pacific にあったという話は聞いたが、写真が見つからない。

 どの機関車にも、Winterization Hatchが付いている。これはアメリカのジャンク市で見つけたものだ。もちろん日本製のアフターマーケット商品である。 売れなくて、非常に安くなったものを買った。

EMD GP7 truck これらの台車はKTM製の中古部品を集めた。GP7,GP35に使ったものを部品として分売していたのだ。安くはなかったが、CLWのものよりは廉価であるので、買い集めた。祖父江氏の設計で、非常に頑丈であり、筆者の好みである。重ね板バネの表現がやや浅いが、砂型鋳物の限界だろう。軸箱蓋は張り替えた。一部の台車には板バネを貼り重ねたが、さほどの効果もなかった。台車のディテールは、車体全体の印象には負けるのだ。
 韓国製の台車もあるが、弱くて実用に耐えない。補強しても構造に無理があるから、効果がない。内側台車にして、外にぶら下げるだけにするのが良いだろうと思う。
 これらの機関車は軸重が350 gfもある。ウェイトを積んでいないのにブラスとモータだけで、これほど重い。台車にはボールベアリングが入っているから動くが、摩擦軸受ではすぐヘタってしまう。また、ちょっとした軽衝突でも、連結器周りはかなり破損する可能性が高いので、補強を十分に入れている。

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