趣味の鉄道模型

C53の動輪のタイヤに輪芯を圧入しました。

圧入となっていますが、念のため接着剤も併用しています。

導通側は嫌気性接着剤、絶縁側はシリコーンゴム系接着剤を使用しています。

圧入は、

治具にタイヤを入れ、その上に輪芯を置きます。

臨戦の先は少し細くしてあるので少しだけタイヤに嵌まります。

エキセンプレスで、輪芯を押さえつけ、圧入します。

ボールベアリング付の動輪軸を組み立てました。

元の動輪の軸径は3mmなのですが、内径3mmのボールベアリングで外径が一番小さいもので6mmあります。

鉄道模型趣味誌1980年1月号に「スムーズな運転のために玉軸受を機関車に」という記事があり、機芸出版社よりボールベアリング用軸箱の頒布があり、入手したのですが大きすぎて使えませんでした。

台枠の軸受の入る軸箱守の幅は4mmで作ってあり、それ以上広げたくはありません。

そこで内径2mm、外径4mmのボールベアリングを使用することにしました。

内径2mmのボールベアリングは3mmの軸には入りませんので、軸を3分割し、組み合わせることにしました。

写真の左右が2mmベアリングを付けた軸です。

これを中央のパイプに差し込んで、接着します。
中央のパイプには溝を付けてありますが、2mmの軸を差し込んだ際に接着剤や空気を逃がすためです。
写真の下のものはギアを取り付け前のパイプです。

細くローレットを切ってあります。

3つの部品を組み合わせて動輪の軸にしたものです。

ボールベアリングは、内輪と外輪を平行にしないといけないので、2個のボールベアリングを軸と平行のパイプで結ぶのが正しい構成のはずですが、場所が無いのでボールベアリングは1個ずつ独立しています。

間違った使い方ということになりますが、実用上さほど問題にならないことを期待しています。

切削した動輪の輪芯を黒くするため、黒ニッケルめっきを施してみました。

もう少し黒く、艶が押えられれば良いのですが、黒ニッケルなので仕方がないかもしれません。

黒染の方がもっとつや消しの黒になると思いますが、手で触っているとすぐに剥げるので、今回はめっきにしてみました。

めっきごっこ用の黒ニッケルめっき液に漬し、約0.2Aの電流を約1分流しています。

めっきについて詳しくないので、この条件が適切かどうか不明ですが、それなりにめっきできているようです。

NMB(ミネベアミツミ)の外径1.5mmのボールベアリングが届きました。

NMBのベアリングは一般に購入できるのは海外製ですが、これは日本製のようです。

写真の左側のベアリングはISC(NSKマイクロプレシジョン)の外径2mmのもの、

右側の車輪は9.8mm径です。

それに挟まれて写っているのが今回の外径1.5mmのボールベアリングです。

ものすごく小さいので、はたして使えるかどうか不明です。

製作中のC53の動輪回りの回転部にボールベアリングを使おうと考えています。

北日本精機(EZO)製のボールベアリング

左が外径4mm、内径2mmのもの

動輪の軸受が4mmなので、これが使えないか検討中。

写真の一番左はこのベアリングを車軸に組み込んだものです。

写真の右側のベアリングは外径2.5mm、内径0.6mmのもの

一番右のロッドに入らないかと考えたのですが、少々大きすぎるようです。

ミネベアミツミ(NMB)に外径1.5mmのボールベアリングがある(同社によると世界最小)とのことなので、現在発注中です。

ただ、同社の営業との電話での話では、受注後1個ずつ作るそうで、納期は4ヶ月ほどみたいです。
価格もISCの外径2mmのと比べ2.5倍ほどします。

ワールド工芸の電気機関車用動輪は車軸がプラスチックでできているため、1/87クラスでは走らせていると車軸が曲がるという事象が複数件発生しているようです。

そこで、補強のため、軸にΦ1.0の穴をあけ、ステンレス線を入れました。

これで曲がらなければ良いのですが。

切削した輪芯の外径を確認しています。

輪芯とマイクロメータを水平に保つのが難しいです。

この映像の寸法表示が正しければこの輪芯は正円ではなく、4μmほど歪んでいるようです。

C53の動輪を作ろうと、ロストワックスの動輪輪芯の外径を加工しています。

このような治具で加工しています。

治具をチャッキングした後に、中央の軸を輪芯の軸穴径に合わせて切削してあります。

これによって、中央の軸の振れができるだけ少なくなるようにしています。
横に刺さっている燐青銅製の線は切削時に輪芯が回転するのを防止するためのものです。

加工する輪芯を取り付け、押え治具を回転センタで押えます。

輪芯は事前に軸穴を加工し、リーマ仕上げをしてあります。
最終的な軸穴は、タイヤを圧入した後に所定の寸法に仕上げます。

写真の輪芯は、一度非絶縁側用に加工したものですが、ロストワックスに偏心があり加工しきれなかったので、絶縁分直径の小さい絶縁側輪芯として加工しています。

加工面です。

目標はつるつるの仕上げなのですが、残念ながら切削痕が残ってしまっています。

タイヤに入れやすくするため、輪芯の先は少し細くしてあります。

目標精度としては、+0.01mmなのですが、なかなか目標通りにはできません。
+0.005〜+0.025mm位になっています。

国際鉄道模型コンベンションにどこまで急な勾配を登れるかを競う「登坂コンテスト」というのがあります。

それに参加するにあたり、私の持っているがどの程度の坂を登れるのか確認してみました。

約24.5%の勾配はぎりぎり登れるようです。

ウェイト入の重いのとウェイトなしの軽いのとでは軽い方がわずかに勾配に強いように思えます。

それにしても歯車音が大きいにが気になります。

過去の登坂コンテストの優勝は30％以上の勾配を登っていますのでまだまだです。

ただ、急な勾配を登れるようにするにはどうすれば良いのか、よく分からないのですが、車輪とレールの摩擦係数が大きい方が良いだろうということで元のステンレスタイヤに鉄タイヤを履かせました。
もっと急勾配を登るにはどうすれば良いのかよく分かっていません。

ボールベアリングの振れを確認してみました。

小さなボールベアリングの振れを正確に測定できる測定設備がありませんので、簡易的な確認です。

外径3mm、内径1mmのボールベアリングに直径1mmのドリルロッドを挿し、直径2mmのパイプでボールベアリングの両側から旋盤で押えて内輪を固定しています。

ピックテスタをボールベアリングの外輪に当てて指でボールベアリングの外輪を回してどれ位ピックテスタの指針が振れるかの確認をしました。

日本のNSK製のものは指を振れている時は多少指針が動きますが、離した時にはほぼ1目盛内に収まります。

一方中国製のものは指を振れた時の指針の動きも大きいですし、離した時も数目盛のずれが確認されます。

このピックテスタの1目盛は2μmなので中国製のは10μm近い振れがあるのかもしれません。

所詮、指で外輪を回しているので測定としては疑問がありますが、簡易的な確認ということでお許し願いします。

明らかに日本のNSK製よりも中国製のは振れで劣っていると思いますが、実際のところ、鉄道模型に使用する程度では10μm程度の振れは実用上の問題はないかもしれません。