工作
2015年1月9日 9:12 PM | 投稿者名： treasure
平成26年関東合運において、ATLAS製スナップポイントは、ストックレールとトングレールの接触点の前後(凡そ2 mm程度)において、ゲージが広くなっていることが明らかになりました。
NMRAゲージで測ってみますと、写真のように落ち込みます。ノギスで計ってみますと、ゲージは17.25 mm程になっています。
トングレール先端の厚さをゼロにすることは不可能なので、その影響を回避するために、1)ストックレールを削って凹みを作る、2)トングレール先端をレール面－フランジ高より下げる、という工夫があります。2つのうち、どちらかを行っていれば充分だと思われるのですが、このポイントには両方の工夫が適用されています。これが脱線等の原因になる様でしたら、舗装する前に何らかの手当てをせねばなりませんので、その辺りを考察してみました。
先ず、この程度のゲージの違いで輪軸が落ちるかどうかを検討してみます。
図で示した通り、線路に対して輪軸がぎりぎりまで偏った状態が、最も落ち込みやすい状況です。ここでゲージが、輪軸のチェックゲージ＋車輪厚を超えると落ち込んでしまいます。NMRAのS-4.2によれば、チェックゲージ(K)の下限は15.14 mm、車輪厚(N)の公称値が2.79 mmですので、ゲージが17.93 mmより広くなると落ち込んで脱線する場合があることになります。そのような場合でも、車輪はレールに0.5 mm以上掛っていますから、まぁ大丈夫ではなかろうか、と考えられます。実際のところ、BowserのPCCカーに使用されている輪軸のチェックゲージは15.3 mm、車輪厚は2.8 mmなので、更に余裕があるものと考えられます。
次に、果たして長さ2 mm程度の凹みに、輪軸が嵌り込むかどうかを検討してみます。
路面電車等で使用される26’φ(HOで7.6 mmφ)で、フランジ高0.71 mmの車輪を考えると、図示の通り、フランジがレール面以下になっている長さは4.86 mmです。フランジ高0.71 mmというのは最大値なので、これを0.5 mmとしてみても、約4 mmがレール面以下になります。ということは、長さ2 mm程度の凹みに嵌り込むことはなさそうです。
ということで、じゃぁどれだけの厚さの車輪ならば落ちずに済むのか、を計算してみました。
凹んでいる箇所の直前のゲージは16.8 mmです。片側はフランジが凹みの前後に引っ掛かりますから、ゲージは実質的には(16.8＋17.25)÷2≒17.03です。これからチェックゲージの最小値を引くと1.89… チェックゲージが合致していれば、ここはかなり薄い車輪でも大丈夫でしょう。ちなみに、NMRA Standards Gageで、車輪チェック用スリット(入ってはいけない)の幅を計ってみると、2.7 mmでした。
最後にNMRA規格をもう一度眺めてみました。
S-3.2では、確かにゲージは16.49～16.79 mmとなっています。しかし、S-1.2をみてみると、ゲージは16.50～17.07です。おまけに、S-3.2には「Gage at Frog」での値、S-1では、ゲージは「a length of track」でのレール頭部間の距離とあります。「a length of track」がどの程度なのかが問題なのですが、2番目の検討の通り、フランジがレール面以下になる長さは意外と長いので、2 mm程度の間、少々凹んで、ゲージが拡がっていることは問題にはなりそうもありません。大体、何処でも規格通りのレール頭部間隔を維持しなければならないのであれば、直交クロスはフランジウェイを越える部分(フランジウェイの最大幅は1.27 mmです)で規格を満たしていないことになります。直交クロスだとこの位で済みますが、4番ポイントだとこの長さは5 mmm以上になります。そういった問題をクリアするためにも、規格的には「a lenth of track」になっているのでしょう。
ということで、実用上問題ない範囲と判断しましたので、先の工作会のレポートにありました通り、特に修正はせず、舗装工事に入っております。
本稿を記すにあたり、ddx40氏、Kiyo Inaba氏、ワークスK氏のblogやwebページを参考にさせて頂くと同時に、多大な知見を頂きました。厚く御礼申し上げます。
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2014年12月29日 8:43 PM | 投稿者名： treasure
12月20日に、中央区立築地社会教育会館において、工作会を開催しました。
昨年は運転会を開催したのですが、その後の忘年会の際、余りの荷物の多さに難儀しましたので、今回は工作会ということにしました。
私のプロジェクトです。「合同始末」にも書きました、標準ホイホイからの車庫分岐の舗装です。標準ホイホイで線路を構成する場合、使用頻度が高そうですので、優先して舗装することにしました。
Sさんのプロジェクトです。16番のペーパー車体の製作中です。これだけでは何を製作中なのか皆目不明ですので、「乞うご期待」というところです。
途中で中座したり、材料の買い出しに行ったりで捗りませんでしたが、とりあえず下層の2 mmスチレンボードは貼り終えることができました。現物合わせで切り出すしかない、ポイント分岐側外側の部分を完了できたので、あとは家でぼちぼちやっていこうと思います。
工作会終了後は月島へ移動し、恒例通り、もんじゃ焼きで忘年会を開催しました。
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2014年10月5日 9:40 PM | 投稿者名： treasure
本日は、第14回関東合運までの、最後の休日となりました。ですので、合運に向けての最終整備を実施しました。
ループ線を、取り敢えず見られる程度にまで舗装しました。レール間の敷石は、通常の複線カーブと同じ状態にまでしてあります。
今回、仮設線路の複線間隔をしっかり保持する必要があるところが出来てしまいました。ということで、複線間隔を50 mmに規制すべく、下敷き用の9 mm厚べニアに角材(2×8 mmと2×2 mm)を貼ってみました。目分量と実物合わせでやりましたので、べニア板の端とはちょっと平行が狂ってしまいましたが、実用上差支えありません。
長い距離の通電に、KATOの延長コード(24-825)を何本も連結するのは感心できませんので、在庫していた一回り太い、同配色のコード両端に、遊休品のKATO純正コネクタを取り付けた延長コードを作りました。ついでに、分岐コネクター(24-827)のコードも、太いものに交換しました。作業には、一緒に写っている。(株)エンジニア製汎用ピン抜き工具(SS-31)を使いました。これまでは、糸鋸の歯を使って、四苦八苦してコネクタ内部のピンを抜いていましたが、これを使うと一瞬で取り外せますので、「時間を買う」と考えれば廉いと思います。
(多分、ちょっと廉価なPAS-31でも大丈夫な筈ですが… 在庫切れでした…)
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2014年4月5日 10:24 PM | 投稿者名： treasure
長年、懸案となっていた仕掛品を、運転できるまでに仕上げました。
プロトタイプはB&O鉄道のC-16です。本来の棲家は、深夜の併用軌道でしたから(実車で7フィートという、ボギー台車並の軸距がそれを象徴しています)、まぁ、仲間に入れてもいいのではないかと思っています。
はじめはBowserの最終製品だったのですが、ひょんなことから入手したVarneyのダイキャスト版の重量に魅かれ、上回りとシリンダーブロックを振り替えました。更に、別売されていたバルブギアーと、スーパーディテールセットの一部を取り付けてあります。あと、弊社では本線運用にも就く、ということで、マーカーライトも増設しました。
さてこのモデル、キャブ下のエアタンクがぺったんこだったり、妻前面窓がなかったりと、ディテール的にも少々怪しいところがあります(実は米国HO初のスケールモデルですから、仕方ないといえば仕方ありません)。真面目にB&Oの塗装にする知識もありませんので、Komar Dry Transfersのデカールを使って、我々世代には憧れだった、John Allen氏の、Gorre and Daphetid Railroadのコスプレをさせてみました。サン・フランシスコのFラインでは、PCCが全米各都市で走っていた同類のコスプレをやっていますから、それに倣った訳です。
走行用デコーダはLenzのGold+、サウンドデコーダはMRCのSOUNDER(1908)を搭載しています。動輪固定のBタンクですので、集電不良の影響をできるだけ軽減しようと、GOLDにPOWER-1を付加しています。GOLD+デコーダも当初、JSTソケット付のものを入れようとしていたのですが、無理矢理入れたため動作がなかなか安定せず、苦労しました。どうも無理に入れたため、基板上の回路にへアクラックでも入った様で、最終的には動作不良となってしまいましたので、JSTソケットなしのものと交換しました。というか、JSTソケット付きを修理に出したら何故かソケットなしが交換で戻ってきたので、試したみたところ、前より余裕をもって入ったので、そのまま使ってしまった、というのが真相です。また、着手から完成まで長時間かかってしまったので、SOUNDERも1665から1908にアップグレードしました。
もうひとつ苦労したのが、POWER-1の設定です。マニュアルでは、電源供給停止からの動作時間をCV112で設定することになっているのですが、これはCV122が正しい様です。
まだまだマーカーライトにMVレンズを入れたり、ロッドにネオリューブを塗ったりしなければなりませんが、それらは分解せずに実施できるので、とりあえず御披露目です。
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2014年1月24日 10:14 PM | 投稿者名： treasure
トロリーモデルでは、全輪集電のための集電ブラシや、スプリングポイントのために、ばねが多用されます。そこで、どうすれば柔らかいばねを作ることができるのか、計算式から考えてみました。
Ⅰ．薄板ばね
集電ブラシ等に多用されるばねです。大きく変形しても、かかる力の変化が小さいことが求められます。
計算式は、ここにありました。これを変形して整理すると、
変化量∝荷重×ばね長の３乗／（ばね幅×ばね厚の３乗）
となります。∝は、左右が比例関係になることを意味しています。ここから、変化量と荷重の差分(⊿)を導くと、
⊿変化量∝⊿荷重×ばね長の３乗／（ばね幅×ばね厚の３乗）
となるかと思います。これを読み解くと…
① ばね長を長くすると、変化量は大きくなる。例えば、長さを1.26倍にするだけで、変化量は2倍になる。逆にいえば、同一変化量に対する荷重は半分になる。３乗で利いてくるので、ばね長を伸ばす効果は大きい。
② ばね幅を狭くすると、変化量は大きくなる。ただし、半分の幅にしても、変化量は2倍になるだけである。比例、反比例関係なので、ばね幅を小さくする効果は余り大きくない。
③ ばね厚を薄くすると、変化量は大きくなる。例えば、厚さを8割にするだけで、変化量は2倍になる。逆にいえば、同一変化量に対する荷重は半分になる。３乗で利いてくるので、ばね厚を薄くする効果は大きい。
薄板を自作することは極めて困難なので、薄いばね材を入手する機会があれば、迷わず入手しておくべきだと思います。
Ⅱ．細線ばね
スプリングポイント等に多用されるばねです。これも、大きく変形した際に、かかる力の変化が小さいことが求められます。
計算式は見当たりませんでしたが、丸線を角線と考え、ばね幅＝ばね厚と考えれば、方向性は示せる筈です。で、式を書き換えると…
⊿変化量∝⊿荷重×ばね長の３乗／（ばね径の４乗）
となります。読み解くと…
① ばね長を長くすると、変化量は大きくなる。例えば、長さを1.26倍にするだけで、変化量は2倍になる。逆にいえば、同一変化量に対する荷重は半分になる。３乗で利いてくるので、ばね長を伸ばす効果は大きい。
② ばね材を細くすると、変化量は大きくなる。例えば、直径を8割にすると、変化量は2.4倍になる。逆にいえば、同一変化量に対する荷重は4割になる。４乗で利いてくるので、ばね材を細くする効果は非常に大きい。
ということになります。
Ⅲ．ねじりコイルばね
サーボモータによるポイント駆動で、リンケージに使ったばねです。これを柔らかくして、スプリングポイントを兼ねさせられれば好都合なので、これを柔らかくする方向を探ってみます。
計算式は、ここにありました。これを変形して整理すると、
⊿ねじり角∝⊿トルク×コイル平均径×コイル巻数／材料直径の４乗
となり、読み解くと…
① コイル平均径を太くすると、変化量は大きくなる。ただし、２倍径にしても、変化量(この場合はねじり角)は2倍になるだけである。
② コイル巻数を増やすと、変化量は大きくなる。ただし、２倍巻いても、変化量は2倍になるだけである。
③ ばね材を細くすると、変化量は大きくなる。例えば、直径を8割にすると、変化量は2.4倍になる。４乗で利いてくるので、ばね材を細くする効果は非常に大きい。
ということで、ポイントリンケージに使うねじりコイルばねは、直径を大きめに沢山、細い材料で巻くのがいいだろう、という結論になりました。
Ⅳ．余禄
ねじりコイルばね計算式のページに、縦弾性係数の表がありましたので、傾向をみてみました。
① 黄銅（＝真鍮）線と燐青銅線は同じ値である。ということは、無理して燐青銅線でばねを作る効果は少ないのかもしれない。
② 燐青銅線で作るくらいなら、洋白線を使うほうがいいのかもしれない。
③ ベベリウム銅線が入手できるなら、集電ブラシにはそれを使うのがいいのだろう。
④ やはりばね用の鋼材やステンレス線は格が違う。
以上、ご参考になれば幸いです。
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