趣味の鉄道模型

といった手順で穴を開けました。

糸鋸刃は、Φ0.35に入る6/0を使用しましたが、普通に糸鋸弦が使えないので、短く切った糸鋸刃をピンバイスに咥えて切っていきました。

幅0.3mmの穴を開けるのにΦ0.35の穴を開けたのは、Φ0.3では糸鋸刃が入らないためです。

縦方向の罫書はハイトゲージを使用したのですが、ボイラーを水平に固定できていなかったようで、少し斜めにけがいてしまいました。

肉眼で微妙にずれているように思われたため、再度罫書を行ったので罫書き線が二重になってしまっています。

円弧踏面に加工したC11の動輪です。

第2動輪の歯車は、C53と同じく動輪側から回せるものに入れ替えてあります。

この写真ではウォームホイールの横にちょっとだけ写っていますが、ギアボックスの軸受に砲金を使ってみました。

たまたま、燐青銅棒が無くて砲金棒があったので使用した次第です。

元のMolelsIMONのは真鍮製でした。

加工の際にめっきが剥げたりしたので、最終的には再めっきをしたいと思っています。

動輪の圧入および位相合わせ治具です。

C53のと似たようなものですが、動輪のタイヤ外面よりバランスウェイトが出っ張っていたり、クランクピンのねじ部がさらに出っ張っているので、その辺を避けるための加工が面倒でした。

動輪圧入の様子です。

C53ではエキセンプレスを使用しましたが、今回は1輛のみなので、旋盤を使用しました。(芯合わせや位相の調整がしやすい)

なお、写真は撮影用に内側の治具を外してあります。

2016年2月14日のblogに提示したグラフです。

C11の第2動輪だけをモータで回転させての牽引力測定結果です。

電圧を徐々に上げていった時の牽引力です。

この測定が正しければ、踏面角0°では牽引力が2割程度弱いことになります。

なお、MoldelIMONの公式見解では、踏面角0°の方が牽引力が向上するということになっていると思います。(どのように検証されたのかは存じません)

ModelsIMONのC11キットの動輪と、組み立てた主台枠です。

写真ではよく分からないかもしれませんが、踏面角は0°(レール上面と水平)になっています。

以前にC11第2動輪の踏面を切削した際に使用したヤトイで今回も切削しています。

動輪が切削の圧力で振動しないように両側から押さえつけ、総型バイトで切削しています。

総型バイトを使う場合は、ビビりやすいので、少しずつ削っています。

動輪は軸から外してありますので、位相を合わせて車軸を圧入する必要があります。

 これは、かなり以前に私の所属するクラブの人が本人の自作の機関車用にNCで踏面角0°と3°の動輪を作ってくださり、入れ替えて牽引力を測定したものです。

これも電圧を徐々に上げていった時の牽引力ですが、電圧を上げきった後はしばらくスリップさせて測定したと思います。

この時も踏面角0°では牽引力が2割程度弱いという結果でした。

この実験をする前は、踏面角0°はレールとの接触点が多いため、牽引力が強いと考えていたのですが、私の浅はかな考えは覆されてしまいました。

この結果に対し、誰かが言っていたような気がするのですが、踏面角0°の車輪の精度が悪いからこのような結果になったのではないかと。

プロの方が自らNC加工機を使用して作った車輪ですので、精度には問題は無いと思っています。

設計では動輪の3点支持の重心あたりが機関車の重心になるように設計しています。

ウェイトを前方に1cm移動した場合との牽引力の比較を行いました。

ウェイトを移動しても動輪の3点支持の内側に重心があるので車輛が前に傾くことはありません。

8Vでスリップした状態での牽引力を交互に各5回測定し、各データを平均したものをグラフにしています。

結果としては、全く変化無しでした。

機関車の重心が多少ずれたところで牽引力は変わらないということになります。

むしろ、今回の牽引力の測定値が90gf強でしたが、前回の測定値に比べると約2割少なくなっています。

前回の測定とは使用した線路が異なりますし、前回の牽引力測定実施後、牽引負荷測定のためにかなり走っており、動輪踏面の状態も変わっていると思われます。

動輪踏面やレールの状態の方が牽引力への影響が大きいようです。

ウォームギアの状態は24時間稼働時と比べると角が丸くなったような気がしますが、ほとんど摩耗はしていないと思われます。

状態確認のため、ウォームギアに付けたグリスはぬぐい取っています。

スリップしながらの試験に使用した動輪をそのまま使用しましたので、本試験前にもそれなりの摩耗があったのですが、ボールベアリング上で回してもタイヤは摩耗しました。

フィレットのところが摩耗しているのはスリップしながらの試験での摩耗です。

それより外側で一段摩耗し、黒くなっているのは今回の試験によるものと思われます。

黒いのは、ボールベアリングの油が付着したのではないかと思います。

動輪の直径は、約0.1mm小さくなっています。

試験で使用したレールもかなり摩耗しています。

試験中に線路が動いたようで、摩耗している箇所が長くなっています。

3本ローラである程度丸めます。

この3本ローラは剛性不足のようで、中央部分が広がって均等には丸まりません。

その後、丸棒を使ってある程度均一に丸めています。

蒸気機関車の自作をされる方のblog等を見ると、両端を先に曲げるということが解説されていますが、後工程の都合で、両端は真っ直ぐのままです。

C53のボイラーは、火室の部分が少し上がっています。

それを表現するため、治具に入れて万力で押し出ししています。

高さの差は0.数mmなので、実際のところ見てもほとんど分かりません。定規を当てると何となくわかるレベルです。

油圧プレス等が欲しいところですが、現在は万力がプレス機代りです。

エキセンプレス(ネコプレス)はありますが、万力の方が強く締め付けられます。

丸め終わった写真です。

スプリングバックで若干開きますが、これで曲げ作業は終わりです。

3本ローラで屋根上部を丸めます。

最終形状よりも小さめの径で曲げています。

ある程度曲がった板を治具を使い、最終形状に曲げます。

スプリングバックがありますので、治具から取り出した後に微調整します。

適当なプレス機がないので、万力で押さえつけています。

1/87の運轉室程度であれば、この程度のもので曲がります。

雑誌等には未発表。

福原金属さんの会(7月)にてお披露目。
韓国製コピー製品あり。
工業生産向きの構造で、確実に動作する。

2条ウォーム 13mmゲージ用

進み角21°19'(設計値)

ウォームホイール内オートクラッチとベアリング入り輪軸。
クラッチは、Canon F-1の巻き上げレバーのクラッチ構造を参考に双方向にクラッチが効くようにして製作。
製作が非常に面倒なため、製作は1回のみ。
200g程度の車輛では輪軸にボールベアリングを入れたものよりも良く調整されたピボットの方が軽く回る。

2条コースティングギア内蔵
進み角約18°(実測)

動輪側から回転するが重かった。

2条でウォームを製作できる会社を見つけられず、3条で試作。特に問題なし。

1条ウォームで動輪側から回転可能な歯車を作製。
歯底径は設計値0.17mmであるが、加工中に折れるため、0.77mmで製作。
ホイール歯の先端をウォーム歯底径が大きくなった分切削。
動輪側から回すと時々引っかかりあり。

特に問題なし。
但し、無負荷回転数が12Vで4000〜5000rpmのコアレスモータが必要であるが適当なものが見つからない。

1条ウォームで動輪側から回転可能な歯車を作製。
歯底径は設計値0.17mmであるが、加工中に折れるため、0.64mmで製作。
ホイールはウォーム歯底径が大きくなる分、歯を転位して外径を小さくした。
特に問題なし。