2019年09月21日

分配弁

分配弁1.jpgC53用分配弁のロストワックス原型を作製しました。
市販の分配器の部品を使いたかったのですが、1930年代のC53の分配弁は、上から吊ってあり、市販品にはないので新規に作成した次第です
3Dのデータを作成し、外注で造型してもらいました。
拡大すると、積層造型の筋が見えますので、もう少し磨かないといけません。
配管用の穴は、造型では表現できなかったため、後でφ0.2の穴を開けました。
ちょっとずれてしまっていますが、許容範囲と判断しています。
3D造型の場合、1から部品を作って組み立てていくのと比べると、ディテールが甘いですが、複雑な形状が作りやすいので、この方法を使っています。
京都鉄道博物館にある、上から吊るタイプのD50の分配弁を測定しデータを作成しました。
同館のC53の分配弁は、後年の取付板に載せるタイプだったので、それほど細かくは調べていません。
比較で撮影した市販品と比べると、珊瑚製よりは細く、イモン製よりも太く短くなっています。
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2019年09月20日

ウォームギア

1条、2条、3条ウォームギアで、ウォームホイールから回した時の比較映像です。
2条ウォームは、軸受がボールベアリングの場合と、スリーブメタルに変更した場合の比較も行っています。
ウォームホイールから回す場合は、ウォームの軸受はボールベアリングが必須ですね。
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2019年09月18日

ロッドピン

このblogで2013年に少し書きましたが、今回作るC53でも同様のロッドピンを作ることになったので、少し詳細に書きます。
模型の場合、動輪にロッドを取り付けるロッドピンはねじとなっていますが、ねじを回すためにマイナス溝が掘られていたり、外形を六角形にしてレンチで止めるようになっていたりします。
実物の古い機関車のロッドピンは、六角になっているものもあるようですが、C53の場合は、そうではありません。
クランクピン.jpg
京都鉄道博物館にあるC53のロッドピンはこのような形状になっています。
そこで、模型でも多少でも実物に似たような感じで、ドライバーで回せる穴を作ってみました。
穴は、できるだけ小さく、実用性のあるものとして、ヘクサロビュラ(トルクス)のT1としました。
プラス(フィリップス)ドライバの溝を付けて、中央はマイナス溝のねじで埋めるということは、できないと判断しました。
ねじ加工.JPG穴の開いていないロッドピンを加工します。
穴開け.JPG
まず、センターに穴を開けます。
ロッドピンの材質はステンレスです。
φ0.5の穴を開けるのですが、私は機械で小径の穴を開けるのが苦手で、ちょっと気を抜くとドリル刃が折れてしまいます。
写真のドリル刃も撮影後すぐに折れました。
治具.JPG
ドライバの穴を作る治具です。
ドライバビットをロッドピンに開けた穴に押し込んでドライバの形状を作ります。
プレス.JPGエキセンプレスで押さえつけます。
治具2.JPG
ドライバの先端が、ロッドピンに食い込んで抜けないので、治具に取り付けたねじを回して無理矢理外します。
これで、ねじ穴の作製は完了です。
タグ:動輪
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2019年09月14日

ウォームギア

ウォーム.JPG
ウォームホイール側から回せる、3種類のウォームギアをギアボックスに組み込んで比較してみました。
写真は、右から1条、2条、3条のウォームです。
ウォームホイールは、1条、2条は23枚歯、3条が32枚歯です。
ほぼ同じ大きさのフライホイールを付けてあります。
デモンストレーション用として、ウォームギアは見えるようにしてあります。

定量的な測定は行っておらず、感覚的なものですが、
・ウォームホイール側から回すのに必要な力は、2条のものが一番小さい。
・ウォームホイール側から回わして回転し続ける時間は、1条、2条、3条の順に長い。(ギア比に比例してフライホイールの回転数が速くなるためではないかと思います)

3条ウォームは普通のギア屋さんで製作を請けてくれますが、2条、1条のは製作を請けてくれるギア屋さんが限られます。
1条は、ウォームギアが非常に細くなり、加工が困難なため、歯形状が設計通りできていません。

しかし、このような製作上の問題が解決できれば、ウォームホイール側から回せるウォームギアは、あえてギア比の小さい3条にこだわる必要は無いと思われます。
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2019年09月06日

2条ウォームギア

https://youtu.be/lNIRK3n9qSA
コンさんの真似をして、2条ウォームにフライホイールを付けて、ウォームホイール側から回してみました。
ギアには潤滑剤や油は塗布していません。
エッチングを組み立てたギアボックスのため、精度はそれほど高くなく、ウォームホイール側にはボールベアリングは入っていなくて少々ガタガタです。
コンさんが3条ウォームで撮影されたのはこちら(youtube)
https://www.youtube.com/watch?time_continue=19&v=hJFnKGvuyYU
コンさんの映像の後半部分は、私が作製した3条ウォームによるものです。
こちらは、フライスを使用して製作されたギアボックスで、ウォーム側にもウォームホイール側にもボールベアリングが入っています。
諸条件が違うので何とも言えませんが、2条でも3条ウォームに負けないくらいよく回ります。
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2019年09月05日

ウォームギアの効率(2)

ウォームギア効率2.pngウォームギア効率3.png

摩擦係数が変化した時とギアの圧力角が変化した時の伝動効率変化のグラフです。
摩擦係数は、当然少ない方が効率が良くなります。
摩擦係数の実際の値は、材質や表面荒さ、潤滑によって変わるので、よく分かりませんが、できる限り摩擦係数を小さくする努力は必要と思われます。
牽引力の計測データから、潤滑剤を塗っていない洋白ー洋白や洋白ー真鍮の摩擦係数は、0.18〜0.2程度ではないかと思われます。
ギアの場合は、油等潤滑剤を塗布するので、摩擦係数が0.2を超えることは無いと思われます。
圧力角は、ウォームギアの進み角が大きい時に歯形が期待した形状にならなかった場合等に変わる可能性があります。
通常の圧力角は20°ですが、その前後に多少ぶれても、伝動効率が極端に落ちるということは無さそうです。

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2019年09月04日

ウォームギアの効率

ウォームギア効率.pngウォームホイール側から回転できるウォームギアを検討するデータとして伝動効率をグラフにしてみました。
条件としては、歯直角でウォームギアを作製し、摩擦係数が0.15、歯直角基準圧力角が20°です。
効率の計算式は、小原歯車工業で公開されているものを使用しました。
このグラフは、あくまでもウォームギヤ自体の伝動効率であって、軸受損失等は考慮されていません。

このグラフが正しければ、進み角10°以上になると、ウォームギアのセルフロックが外れて、ウォームホイールからウォームギアを回せるようになります。
実際のところ、カツミの1/80 16.5mmゲージのC51に付いていたウォームギアは、2条で進み角約18°(実測)だったのですが、ウォームホイールからの回転はかなりきつかった記憶があります。(今は手放したので確認はできません)
スパイクモデルの、2条で進み角21°19"(設計値)のウォームギア(コースティングギアとして販売されているもの)は、カツミのよりもスムーズに回ります。
上記のデータもあり、私が作製するウォームギアは、進み角20°以上を目指して設計しました。

1/87用ということで、ある程度のギア比の確保が必要で、モジュールは0.4にしており、3条ウォームなら難なく作れますが、2条や1条で進み角の大きいウォームギアを設計すると、歯底径が非常に小さくなり、製作可能なギア屋さんがほとんど無くなってしまします。
1条ウォームで、モジュール0.4、進み角20°のウォームギアを設計通りに作れるギア屋さんがあったら、どなたか紹介して下さるようお願いします。

進み角20°を超えたあたりから、効率の上昇率はかなり低くなり、逆に進み角が大きいほど、ウォームを回した時にウォームホイールの軸方向に押しつける力が強くなり、効率の低下も発生すると考えられます。
なので、あまり進み角を大きくしても伝動効率の点では良くならないとは考えられます。
ただ、個人的な興味もあり、製作可能でできるだけ進み角の大きいウォームギアを作りたく、30°で作ってもらった次第です。
22.5°や、25°のもあるので、比較試験をする材料はあるのですが、非常に手間なので、現状は放置状態です。
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2019年09月02日

吊り掛けモータ

吊掛1.JPG
吊掛2.JPG


何年も前に作製した物ですが、公開したと思っていたら、写真すら撮影していませんでした。
16.5mmゲージ用に作製した吊り掛けモータです。
市販の吊り掛けモータは、ギアが1段で、非常に高速に走るのが気に入らなく、2段の減速としました。
1段目は、8:25で、2段目は8:35となっており、約1/13.7の減速となります。
モータの大きさ違いで2種類作ってみましたが、モータは少しでも大きい(トルクが強い)方が扱いやすいです。
大きい方のモータは少し長いので、ギアの厚みを半分(0.5mm)にして組み込んであります。
ボディはまだ無いのに、床だけで何時間も連続走行させていますが、写真をよく見ると、糸くず状のゴミが付いていますね。。。
posted by よしひろ at 00:59| Comment(0) | TrackBack(0) | 近鉄2200系

ウォームギア

動輪を組み立てたので、ギアボックスを組み立て、動輪の方から回してみました。
潤滑剤は塗っていないので、多少ひっかっかりがあります。
潤滑剤を塗れば問題は無くなると思います。
2条のウォームギアで、ウォームホイールは23枚歯です。
ギアのねじれ角は、30°とかなり大きくしてあります。
ギアボックスは、ギアの動きが見えるように上を開けてありますが、最終的には、油が漏れないように閉じます。
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糸鋸

糸鋸刃のメーカによる切れ具合の違いを見るため、動画にしてみました。
ベルジョン、バローベ、ゴールデンアイ、アンチロープ、スーパーパイク各ブランドの比較として、糸鋸刃(6/0)で0.4mmの真鍮板を切っています。
切る時の音が微妙に違うと思います。
私は直線切りの際は、糸鋸刃を斜めにしているのですが、切る物に対して糸鋸刃を垂直にすべきという意見もあります。
posted by よしひろ at 00:00| Comment(0) | TrackBack(0) | 工具

2019年09月01日

糸鋸刃

糸鋸刃.JPGずいぶん久しぶりの更新ですが、ネタは以前にFacebookで公開したものです。
糸鋸刃ですが、最近、vallobeが無くなって、super pikeとかsuper Qとかが出てきています。
vallobeの後継とされるsuper pikeは切れが悪いとかいう話もちらほら聞きます。
各社、刃にどのような違いがあるのか写真を撮影しました。
刃の荒さは、000000(6/0)です。
会社によって刃の形状は様々ですね。
タグ:糸鋸刃
posted by よしひろ at 23:35| Comment(0) | TrackBack(0) | 工具