日ノ出前検車区

趣味は朝活で。最近は備忘録と化しています

KATO動力ユニット対応の短軸Nj台車を作る

KATOの電車・気動車用動力は車輪と車軸が別パーツなので比較的簡単に6.5mm改軌できるのですが、いわゆる長軸改軌ではなく短軸改軌をして台車をなるべくリアルに作ってやりたかったという話です。

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鉄コレの相鉄モニ2000が発売されたとき(2014年4月29日ですって。時の流れは速いものですね)に鉄コレ動力のTM-07を探したのですが、見つからなかったのでKATOのクモハ12の動力ユニットを買ったのが全ての始まり(元凶?)でした。

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三陸鉄道……?
それから6年、モニは未だに積まれたままでN化されていません(笑)。その間に伊豆箱根のコデ165が作りたくてさらに2箱買い足したり「Njゲージ」に目覚めたりと色々ありました。


で、Njの車両を作ったのはいいのですが、一般的な運転会で走らせることができないんですね。それではちょっと寂しいので、いつもの6.5mm台車と汎用性重視の9mm台車を簡単に履き替えられるような車両にしたいと考えてKATO動力ユニット対応の短軸Nj動力台車を設計することにしました。


設計を始めたとき17m旧国の台車を持っていなかったので、クモヤ90の台車を採寸して車体への取付部やギアの軸受を作りました。旧国の台車は物によって軸間が2450mmだったり2500mmだったりするのですが、KATOは全て16mm(2400mm相当)でまとめているようですね。もっとも、KATOの旧国台車の車輪には汎用のφ5.6mmが流用されており、φ910mm相当のφ6mm車輪ではないので、全体としての縮尺を揃えるという意味ではある意味正しいのかもしれません。

飯田線シリーズあんなに頑張ったんだから車輪ももう少し頑張って欲しかった……「正しい」車輪が鉄コレ用しかないってどういうことよ……

また、歯車の軸間距離は、こちらのサイトの数字を利用して出しました。

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色々やって構造を検討し、

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はい。こんな感じになりました。レリーフは別パーツにしておいたので上を向けて出力できます。また、軌間を詰めたことにより台車集電板が内側に寄り、動力ユニット側の集電板と当たらなくなります。このため集電板とユニットの電気的な接続はリード線でやるつもりです。

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3Dプリント材は脆いのでツメを対にしてパチン!みたいな設計にはできません。ツメは片方のみ、反対側にネジを入れて上下を留める方式にしました。



さて。設計が終わった後で買い出しに行きました。伊豆箱根のコデ165に組み込むつもりなのでDT10を表現した物を……ということでクモハ11の台車(740571D1)を買うつもりだったのですが売っていませんでした。ネットで見つからなかっただけで別のがないかと探したら、こんなものが見つかりました。
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4963D1「クモニ13025飯田線 動力台車」です。飯田線シリーズとしてクモニ83とセットで発売されたスカ色のクモニ13のほうのことですね。この後クモニ13(茶)としてクモニ13012が出たのですが、そちらは違う台車を履いて製品化されています。旧国の沼が垣間見えますねぇ。
あとついでにT台車のDT10は74059-1D「クモハ11443鶴見台車DT10」という名前で売られているみたいです。

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車軸の上にあった何かは切除してあります
どうやら違いはスポーク車輪であるか否か……と値段だけな模様。古いほうのクモニ13(須)は普通の黒染め車輪が付いていて100円安いです。


設計の参考にしたクモヤ90の台車とは一つ大きな相違点がありました。
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ウォームギアが付いている軸です。金属軸に対するギアの取り付け位置が違うほか、ジョイントを受ける部品も小型の物になっています。

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以前「走る床板」を作ったときに可能な限り前後方向を詰めたジョイント受けを作ったのですが、これを公式でやった部品があったんですね。




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他の物とくっつけてDMMに出力を依頼し、届くまでにリード線の取り付けを検討します。

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台車を取り外し可能にするにはリード線にコネクターを挟まなくてはなりません。いつものハーフピッチのピンヘッダーの金具を流用した極小コネクターを使いました。

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さて、問題はこれをどこに置くかです。狭い空間に様々な機能が詰め込まれているため、スペースの余裕がほとんどありません。KATOは本当に巧みな設計をしますねぇ。

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結局、ここに横向きで配置すれば入ることが判明しました。


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また、念のため動力ユニット側の集電板の拡幅を想定した実験もやってみました。リン青銅板をもう一枚挟んでみたところ、台車の回転が渋くなってしまいました。やはりリード線で繋ぐしかないようです。


4/28に注文した†加賀の伝統工芸品†が5月2日に届きました。速いですね。みんながコ□ナウイノレス騒ぎで引きこもる→みんなのモデリングがはかどる→DMMが忙しくなるという流れを想定していたのですが、実態はそうでもなかったのでしょうか。

さぁ組み立てましょう、まずはギアボックスに歯車を移植して……

バキッ

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はい。知ってた。3Dプリント材に柔軟性を期待した私が悪いのです。ちょっとだしイケるやろ~~と思ったのですがそんなことはありませんでした。
ちなみに見ての通りギア同士の間隔はほぼ完璧です。先述の模型の歯車のデータは正しかったということになります。ありがとうございます!管理人の方がピッチ円径or軸間をどう測ったのかが気になるところです。


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なお、割れていても組み立てることができました。使えそうなのでリード線を取り付けます。

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リード線はこれを使用しました。非常に柔らかく、かつ細いので愛用しています。


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で、集電→動力伝達という動力台車としての機能を持つことを確認しました。また、強度的な面に関してですが、動力ユニットとの着脱を繰り返しても割れたりしませんでした。歯車まわりが窮屈なので少し寸法を見直せば本格採用できそうです。




というわけでKATOの動力台車を3Dプリントで作る、というのは上手くいくことが示されました。これより先の話はいずれ作る予定の伊豆箱根のコデ165の制作記のほうに書こうと思います。

また、今回は軸間16mmと実装スペースに余裕のある仕様で作りましたが、いずれ軸間14mm仕様でも作ることになるでしょう。現状の設計だとネジ等がギリギリ入らないので、また頑張って考えようと思います。

3Dプリントで小さいベベルギア(かさ歯車)を作ってみた

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鉄道模型の新しい走り装置を作りたくて必要になったので作りました。回転軸の向きを90度変えられれば何でもいいのでクラウンギアでもOKで、車輪の大きさとの兼ね合いで外径が10.5mm未満というのが必須条件です。


この手の歯車は入手性で言えばタミヤミニ四駆用の物が最高なのでまずその線で検討したのですが、外径が10mmを超えていたのでダメでした。


家にあったZZトレインのクラウンギアが使える!!と気づいたりもしたのですが、廃盤品なので入手性に難があります。

それらしい歯車を求めてネットサーフィンもしてみましたが、やはり良さげなものは見つかりませんでした。在宅では埒が明かないと思い秋葉原を徘徊したり渋谷の東急ハンズに行ったりしたのですが、適したものは見つかりませんでした。ちなみに2月頃の話です。念のため。


歯車のような機械部品の小さい物を3Dプリントで出しても動く気がしなかったので避けていたのですが、やらざるを得なくなったのでやってみました。結論から言うと外径4mmぐらいの小さいものでもちゃんと動きます


・3Dデータ

最初はいつも使っているFusion360で作ることを考えました。デフォルトでは歯車を作る機能が付いていないので調べてみたところ、無料のアドインが公開されているそうです。

で、それを入れて作ったのがこちら。

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いじれるパラメータが多くはないですがそれっぽくはなります。ただし余計なものが付いているので削り落とさねばなりません。


ここまでやって、ふと思いました。

歯車も探せばフリー素材があるのでは?

で、適当に調べたらありました。

GrabCADという3Dモデルの投稿サイトにありました。12歯と7歯のセットです。便利な時代ですねぇ。Harm chang wooさん、ありがとうございます!

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さて、このモデルはAutodesk Inventor用の拡張子だったので同じ会社のソフトであるFusion360にそのまま放り込めました。

元のモデルは12歯のほうが16φmmだったので、これを等倍縮尺機能で1/2にしたものと1/4にしたものを作りました。1/2なら動くだろう、1/4は外径4mmで7歯のほうはそれ未満だしさすがに動かないだろう、という想定です。また、性能試験を行うためギアボックスのようなものも作っておきます。


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その他の怪しい物とくっつけてDMMのアクリルのXtreme Modeで出力してもらいました。




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届いたら組み立てます。


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φ8mm12歯のほうが動きました。実験成功です。動くもんなんですね。

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ダメ元の12歯φ4mmのほうはというと……


動きました。低速域で回転がカクカクしていますが、これはご覧の通りにガバガバなジョイントのせいです。



この後、慣らすためにピカールを付けてしばらくグルグル回しました。すると本当にスムーズに回るようになりました。




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というわけで、小さいベベルギアでも(少なくともホビー用途なら)3Dプリンターで作って使える物ができます。敬遠せずもっと早く実験しておけばよかった。



ここまで小さい歯車が上手く動くならば、過去の作品にも改良が加えられそうです。今までは腕時計を分解して得たごく小さい歯車を組み込むのに苦労していました。米粒程度の大きさしかないギアを扱うのが大変だというのもあるのですが、だいたいの樹脂製ギアは難接着性樹脂でできているというのも大変な点です。小さすぎてキー溝を彫るわけにもいかないので、ギア軸と歯車がすべらないように固定するのが難しいんですね。その点3Dプリントのアクリル材は瞬間接着剤で容易に接着できるので楽です。

これからも何か発見があれば上げていこうと思います。

Tゲージの動力ユニットを分解してみた

日本で生まれたもののパッとしないままいつの間にか姿を消した軌間3mmの鉄道模型Tゲージです。かくかくしかじかの色々があって再び日本でも買えるようになりました。


小ささを活かし別の物に転用しようと考えてお前はいつもそうだ、YFS秋葉原で買ってきたものを分解して観察してみました。


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今回購入したのはこちら、『旧国鉄DE10形ディーゼル機関車』です。

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……はい。Tゲージはどちらかといえば風景づくりを楽しむ模型なので、ボディの造形は二の次三の次でよいでしょう。選択の理由はYFSの店員の方に「なんなら動力ユニットだけ欲しい」と正直なところを話したら一番安いこれを提案してくれたからです。あんなの飾りです、偉いh(ry





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Tゲージはとにかく小さいです。試しにNゲージと並べてみるとこんな感じ。Nが大きい模型に見えてきます。


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機関車丸ごと1両がGMの台車ケースに収まります。小ささがお分かりいただけるでしょうか。


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ガチャガチャのおもちゃ、『Cゲージ』と並べるとこんな感じ。Cゲージが自走するというイメージでだいたい合っています。


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色々な軌間鉄道模型大集合!左から16.5mm、9mm、6.5mm、5mm(独自規格)、3mmです。




さて本題です。

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ボディを取るとこんな感じ。栄進堂時代の古い製品だと、M台車・T台車・モーターを繋ぐ集電板は車体側に付けられておりそこの接点が走行を不安定にする要素となっていました。今の製品は全てが動力ユニット側に付いており走行性能は格段に向上しています。

十分なめらかに走ってくれます。ちなみにこれは純正パワーパックではなくKATOのスタンダードSXで動かしています。Tゲージは最大電圧が4V程度(公式のハンドヘルドコントローラーが乾電池3本で4.5Vと記載)なので上げすぎに注意しました。


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台車を外します。ここが一番面白いと感じたところです。台車に付いているバネはもちろん集電の役割も果たすのですが、この集電バネの力で台車を引き寄せることで、台車の上下方向は拘束しつつ回転自由度を残しています。

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普通のNゲージをそのままサイズダウンするような構造だと、歯車自体や組み立ての精度の都合でマトモに走らないのでしょう。部品点数や極小パーツの点数を減らす工夫に感心してしまいました。


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また、軸受けが非常に特徴的で面白いです。だいたいの模型は車輪が凸で集電板が凹ですが、なんと逆の関係になっています。台車レリーフを少しでも薄くするための工夫でしょうか。


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また、小さいがゆえに自重でレールに沿って走るのが困難なため、車輪が磁石、レールが鉄になっています。


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レールの断面形状はこんな感じ。さすがにI字(エ)型になってはいませんが、一応下辺のほうが長くなっています。


独自の工夫が凝らされていて面白いですね。




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冒頭の「別の物に転用しようと考えて」というのは、跨座式モノレールのレールの中にこの動力ユニットを走らせ、上に置いた車両を下から磁力で引っ張れば動く跨座式モノレールができるのでは⁉ということです。

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しかし、Nサイズの車体を牽引できそうな力はどこにもありませんでした。近鉄260系のショーティーを引きずる力すらありませんでした。考えてみれば当たり前ですね。以前Nゲージの自走式台車を作ったときも同じような極小モーターを積んだのですが、台車単体での自走がやっとなパワーしか出なかったからです。この方式での跨座式モノレール計画は諦めることにしました。

ちなみにどんな方法かは不明ですが跨座式モノレールの走行化に成功した例は存在します。こちらです。



さて。自重が軽すぎるので重力ではなく磁力でレールに吸い付いている、ということは重力が作用する向きはあまり関係ない、ということであります。



はい。∞‰の†勾配†だって走れます


崖登りどころか逆さまで走行することも可能です


これができるなら容易に懸垂式モノレールが作れるのでは?というアイデアを頂きました。確かにそうですね。懸垂式モノレールに関しては、2017年の国際鉄道模型コンベンション(JAM)で展示されていた、軌道桁内にBトレ動力ユニットを走らせてそこから車体をぶら下げる方式……の、Bトレ動力をZショーティー動力に変えて作ろうかと思っていました。しかし、この方式だと分岐が欲しくなったら自作せねばなりません。一方、Tゲージをひっくり返して使う方式なら分岐は買ってくるだけです。




他にも使い道が思いつきますね。15インチゲージは1/150の世界だと0.1インチ=2.54mm、だいたい3mmぐらいなので伊豆のロムニー鉄道(と元ネタのRH&DR)三岐鉄道北勢線阿下喜駅にあるミニ電車(もっとも、実物の車体が短いので動力ユニットを入れるのは難しそうですが)などもNゲージワールドに持って来られそうですね。

また、Oゲージの1/43~1/48の世界に持っていくと5インチゲージ相当になります。走る「模型の模型」ができるわけです。


本来の用途であるシーナリー作り以外にもアイデア次第で遊べそうです。色々と模索していこうと思います。


YFS秋葉原の店は将来的にTゲージの修理業務なども請け負う計画があるらしく、パーツ単位で売ることも可能になるかも、と仰っていました。車輪のバラ売り対応をぜひ!とお願いしておきました。森林鉄道などのトロッコを作ろうとすると超小型車輪が必要になりますが、そこまで小さい物はどこにも売っていないんですよね。なお、現段階でもモーターだけはバラで購入することが可能だそうです。

【1/150・5mm】近鉄260系を作る(2)


前回の車体の試作をするところまでです。車体の構造に問題がないことが分かったので次は小さい部品を作っていきます。

・屋上機器

屋根に載っている箱みたいな物です。どうやら2種類あったようなので両方作っておきました。
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ちなみにどれも前後対称なようです。八王子線のWikiの俯瞰写真と、こちらのページ、ならびにこのツイートで確認しました。


後ろ向きで失礼?いやいや貴重な妻面の資料を本当にありがとうございます
なお、ルーバーや穴はあすなろう鉄道に移管されてからの更新工事で塞がれ、現在はただのコブになっている模様です。

・台車

それっぽい見た目の台車を用意します。
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資料は『電氣車の科学』の1978年1月号です。近鉄北勢線(現:三岐鉄道北勢線)の新車として270系が導入された時の特集記事にKD-219台車の組立図が載っていました。車両形式は違いますが履いている台車はほぼ同じだったのでこれを使用します。

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こうして
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はい。後ろの凹みたいな部品はZショーティーの動力ユニットに付ける用の枠です。

なお、実物は軸間距離が1650mmなので1/150にすると11mmとなりますが、Zショーティー動力の軸間が9.5mm程度だったのでそれに合わせて1/174程度でモデリングしています。どう出るでしょうか。


パンタグラフ

パンタは何を付ければいいのかな~~と探っていたら沼を踏んでしまいました。
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2013年8月、まだ近鉄だった頃に「なくなる前に乗っておこう」と乗りに行った時の写真です。近鉄特有の横向きの碍子が付いています。勘弁してくれぇぇぇぇ……
ところが、モデリング資料として見つけたこちら2014年6月のサイドビュー写真を見るとこうなってはいません。
????????というわけでさらに調査をするとこのような資料が見つかりました。

はい。どうやら2014年頃にパンタ台座を改造した上で一般的なPT42系列の物に換装されたようです。内部・八王子線は2013年9月末に近鉄から分離したうえで存続することが決まったため、新会社がメンテナンスしやすいよう近鉄独自の物ではなく入手性の良い汎用パンタグラフが使えるようにした……という話が背景にあったのでしょう。


さて。話を模型に戻します。260系の横向きの碍子が付いたパンタが欲しければ作るしかありません。ちなみに本線の車両に関しても横向きの碍子は近鉄モデラーの悩みのタネなのだとか。

……


というわけで、パンタグラフを作らなくてよい近鉄末期~あすなろう更新前の時期の姿で作ることにしました。
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これがその改造された台座(?)です。ごく小さい部品なのであっさりモデリングにしておきました。元々凸形だったものにΓ形の部品を追加して碍子の間隔をちょっと広げた感じですね。


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屋根板には屋上機器の取付穴と前回の記事で言及したランボードを付けておきます。無線アンテナはKATOのものを裏からはめる想定で穴を開けておきました。


ところでモデリングして出力依頼もかけた後で、あすなろう更新後の屋根の資料を見つけてしまいました。こちらです。クもモも片側だけランボードがあるのがはっきり写っています。



で、これらをその他の魑魅魍魎とまとめてDMM.makeで出力します。
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屋根板と屋上機器と台車のほうはExtreme、側面と前面のほうはUltraの黒で出しました。計約10700円😇😇😇また、車外スピーカーの部分はヤスリ掛けの時に邪魔だったので別パーツにする改良を加えています。



続きます。




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近鉄時代の駅名標。しれっとパンタが写っています

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