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13mmゲージ 組立式レールの製作(第10回) ひとまず連結構造決定 [>13mmレール]

 いろいろ忙しく、かなり間が空いてしまいました。
 前回の別構造の試作品では、ロックレバーの剛性が低く十分に機能しませんでした。
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 ロックレバーの付け根の寸法を大きくしました。前回出力品とはロックレバーの付け根の寸法が違うだけですので、前回出力品とは見た目はほとんど変わりません。
 この内容で出力を依頼しましたが、今度は剛性が高くなり過ぎました。力を掛けると抜き差しできますが、レバーを押してもロックを解除できません。ロックレバーの改良という点では失敗です。レバーの付け根の形状や寸法を突き詰めていけば満足できるものができるのでしょうが、そこまで手間と時間をかけたくないというのが本音です。
 一方で、抜き差しの力の具合が当初狙っていた感覚に近いものになりました。
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 そこで、このロックレバーから押しレバーの部分を無くし、力を掛けて抜き差しする構造を最終構造にしました。
 R370mmの小判型エンドレスを作成できるよう、R370mmで22.5°の曲線のデータを作成し、2本出力依頼しました。カトーのユニトラックの最小半径と同じで、クローゼット内に出しっぱなしにするにはちょうど良いです。
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 送られてきた出力品です。
 特に問題ないようですが、角度は22.5°ではなく45°でよいような気がします。細かく分割しても意味がないような気がしますので、次はR370mmで45°の曲線にして出力を依頼することにします。また、小判型エンドレスができるよう、45°を7本、312.5mmの直線を4本出力依頼することにします。312.5mmは実物の25mの定尺に相当します。

 ただ、先月からいろいろ出費がありましたので、出力依頼は来月の給料日までお預けです。
 それまでに今回出力した2本にレールと配線を取り付けることにします。塗装も考えなければなりません。

(つづく)




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13mmゲージ 組立式レールの製作(第9回) 別構造一次試作品 [>13mmレール]

少し間が空きましたが、ロックレバーを使う連結構造を検討していました。
これまで検討してきた構造では、力ずくで抜き差しします。これが問題というわけではなく、これまでの構造も検討を進めますが、抜き差しに力が要らない構造も並行して検討することにしました。

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道床の裏側にロックレバーを一体に造形します。突起の先端には、ロックレバーの爪が嵌まり込む窪みを設けます。ロックレバーの爪が突起の窪みに嵌まり込むことでロックされ、ロックレバーが押されるとロックが解除されます。ありがちな構造で、特に珍しくも難しくもありません。ただ、こういう構造を一体に造形できるのは、3Dプリンタのありがたいところです。
ロックレバーの爪は半円形状にしました。三角形にして完全にロックする構造も考えたのですが、無理な力がかかった場合には壊れずに分離するよう、この形状にしました。

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一次試作品です。いつものように、DMMに出力を依頼しました。素材は今回もPA12GBです。
ロックレバーの付け根の剛性が思ったより小さく、あまりロックレバーとして機能しません。もう少し剛性を高くする必要があります。この点は要検討です。
犬釘の寸法も見直しました。PA12(PA12GB)はかなり強度があることが分かりましたので、見栄えのため前回までよりも小さくしてあります。
犬釘とレールとの嵌め合いの寸法も修正しましたので、前回試作品よりはレールのガタツキが少なくなりました。それでもまだ緩いように思いますので、この点も要検討です。

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引き通し配線のコネクタには、φ2.0mmのヨーロピアンコネクタ(バナナプラグ)を使ってみることにしました。道床の端面にφ2.5mmの穴をあけ、そこにφ2.0mmのヨーロピアンコネクタの端子金具を接着しました。接着にはセメダインスーパーXを使用しています。
今回は検討のための試作ですので、コードを繋げていませんが、完成形では端子金具どうしをコードで接続することになります。道床の裏側にコードを固定するためのフックを造形したほうがよいかもしれません。これも要検討です。

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抜き差しを試してみましたが、特に問題ないようです。ただ、オス金具は接着面積が小さいため、耐久性が心配です。強固に固定するために「しまりばめ」にするか、接着面積を大きく取れるコネクタを探すのが良いかもしれません。

(つづく)

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13mmゲージ トキ21500型の製作(第1回目) [>貨車]

13mmゲージ トキ21500型の製作(第1回) 

3Dプリント出力サービスを利用して、13mmゲージのトキ21500型を製作します。
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上から順に、粟津駅、関ヶ原駅、東港駅で撮影した実車の写真です。
愛知と岐阜と石川に住んでいたことがあり、それぞれで見かけたため、少数車ながら馴染みがあります。
最後まで残った2両を製作する予定で、まずは1両製作します。
トキ21500型と同じ列車にはワキ9000型が連結されることがありましたので、いずれはワキ9000型も製作する予定です。
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詳細図を持っていませんので、形式図と写真を参考にして3Dデータを作成しました。
アクリルでの出力を想定し、覆いは側面部品と上面部品に3分割しました。
妻板と覆いの境界部分の構造が分からず、写真から構造を推測しました。どうやら、覆いの端はフランジ状になっており、さらにフランジには雨除けのようなものが設けられているようです。さらに、雨除けが妻板の上側に重なっているようです。
この「フランジ」と「雨除け」のおかげで、3Dデータ上、妻板とカバーをどこで分割するか悩みました。いろいろ考えた結果、フランジと雨除けは妻板部品に造形することにしました。

出力は、いつもどおりDMMに依頼しました。曲面や微細な凹凸が少ないので、Ultraモードを選びました。床板はプラ板から製作する予定ですので、出力品には含めません。

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送られてきた出力品です。今回の出力品は結構反っています。
ところで、いまだにPC画面上でのイメージと実際の出力品のギャップが埋まりません。特に、微細な凹凸は、画面表示から予想した造形よりも小さくなります。経験を積むしかないのでしょうか。

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研磨に備えて油性サインペンで赤く塗りました。赤く塗ると、表面の模様や造形がよくわかります。
表面には3Dプリントに特有な模様が現われています。Ultraモードですが、ディテールはきちんと造形されているように思います。

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スティック砥石での研磨を終了し、精密セラミック砥石で研磨している途中の状態です。
覆いの上面部品をスティック砥石で研磨中、中央にある雨除けのリブを折ってしまいました。微小なディテールのギリギリまでスティック砥石で研磨しようとしないのが良いですね。といっても、手が滑ってスティック砥石を微細なディテールにぶつけることがありますから、何らかの対策が必要に思います。

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妻板部品は、支柱リブの表面をセラミック砥石で軽く研磨しただけです。3Dプリントの模様が木目に見えましたので、研磨せずそのままにします。
残りは側面部品だけで、スティック砥石では研磨できない部分(細かい突起状のディテールの周り)を精密セラミック砥石で研磨すれば完了です。

(つづく)
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13mmゲージ 組立式レールの製作(第8回) 四次試作品 [>13mmレール]

前回の第三試作品の問題点は
(1)突起と穴の嵌め合わせがきつい
(2)分解に要する力が大きすぎ
(3)犬釘とレールの嵌め合わせがきつい
 というものでした。今回は、寸法の修正で対応しました。
 ただ、構造の抜本的な見直しを止めたわけではなく、どのような構造が良いかは今も考え続けています。

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 出力はいつも通りDMMに依頼しました。今回の素材には、新たにサービスが開示されたPA12GBを選びました。PA12GBには「PA12の強化品」という説明がされています。「GB」はガラスビーズのことでしょうか。なお、価格はPA12と同じでした。
かなり色が違いますが、まとめて出力依頼したものです。

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 前回試作品(左)と今回試作品(右)を並べてみました。微妙にピンボケしてます。
 素材自体の見た目や触感は、PA12と変わらないように思います。
 ただ、これまでのPA12の試作品と比較して、造形のエッジがシャープになっているように思います。素材として造形に差が出るのか、あるいは今回たまたまなのかは分かりません。

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 前回試作品(修正前)と今回試作品(修正後)の拡大です。寸法の微調整ですので、見た目はほとんど変わりません。問題点(1)(2)に対しては、突起をわずかに薄くし、突起の先端の窪みの位置と寸法を修正してあります。概ね狙い通りになりましたので、この寸法で進めることにします。
 問題点(3)については、今度は緩くなりすぎがたつくようになりました。ちまちまと修正を繰り返しても時間とお金がかかるだけですので、様々な寸法の犬釘を1つの出力品に造形し、その中で最も良いもの選ぶのが良いかもしれません。

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13mm レール 第8回006.jpg

 犬釘の外形寸法も要検討です。最初の設計の段階では、PA12の特性が分かりませんでしたので、見栄えよりも強度の確保を優先し、できるだけ大きくしました。実際出力してみましたところ、素材の強度が想像よりかなり高いことが分かりましたので、必要強度を確保しつつもう少し小さくできるように思います。

 ともかく、ここまで来ましたので、完成を目指して進めます。次は、電圧降下抑制のための引き通し配線の端子の検討です。
(続く)

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13mmゲージ 組立式レールの製作(第7回) 三次試作品 [>13mmレール]

出力依頼した三次試作品のレールが送られてきました。

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抜き差しが非常に固かったのですが、何度か抜き差しを繰り返したら、それほど力を入れなくても済むようになりました。抜き差しを繰り返すことで表面の凹凸が潰れて滑らかになったためと思います。ただ、抜き差しの抵抗をもう少し小さくしたいので、さらにクリアランスの調整が必要です。

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連結部の拡大です。ジョイナーの下に金属帯板をはんだ付けするつもりですので、その分ジョイナーが浮いています。電圧降下の抑制のため、はんだ付けした帯板を下側に引き出し、引き通し配線と電気的に接続できるようにします。

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途中まで差し込んだ状態と完全に連結した状態です。ジョイナーが緩いため、ジョーナーとレールの連結はスムーズです。

最後まで差し込むと「カチッ」という音と手ごたえがあります。かなり強固に連結され、それなりに力を入れないと抜けないようになります。連結強度の確保という目的は達成できましたが、取扱い性には多少難があるように思います。この構造では連結強度と分解のしやすさが相反しますので、当然ではあります。
この点、カトーのユニトラックの「引張っても抜けないが、折り曲げると簡単に抜ける」という構造は、よく考えられていると思います。
このままの構造で進めるか、連結強度と分解のしやすさの両立のために抜本的に構造を見直すか、少し考え中です。

前回の試作品ではレールにガタツキがありましたので、今回の試作品では犬釘とレールのクリアランスを小さくしました。結果、ガタツキはなくなりましたが、指では押し込めないくらいにきつくなりました。このため、犬釘の寸法も要再々検討です。写真の試作品では、ペンチでレールを挟んで差し込んでいます。1回差し込めば基本的に外すことはありませんし、緩くて抜けたり軌間が変わったりするよりは良いのですが・・・。

レールが無ければ走らせられませんので、できるだけ早く完成させたいのですが、解決しなければならない問題がまだまだあります。ゴールはまだ先です。

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13mmゲージ 組立式レールの製作(第6回) ジョイナー [>13mmレール]

深い意味はありませんが、タイトルを「組レール」から「組立式レール」に変更しました。
無事に給料日を迎えることができましたので、前回修正したデータで出力を依頼しました。現在、出力品の到着待ちです。

今回は、ジョイナーについて検討します。
イモンからもコード70用のジョイナーが販売されていますので、比較検討のために購入してみました。

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左側の黒メッキしてある2個がイモン製、右側の塗装してない2個がME社製です。

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ME社のジョイナーには、長手方向の端部にベロが設けてあります。底面は単純な平面ではなく、曲面になっています。何らかの技術的な効果を狙っているのでしょうか?
イモンのジョイナーは黒メッキしてあります。全体的に反っていますが、狙って反らせてあるのか、製造上の都合で反ってしまっているのかはわかりません。個人的には、逆向きに反っていてくれた方が良かったのですが。
ME社のは50個入りで、私が購入した店(さかつう)では1890円でした。イモンのは12個入りで、イモン店舗で200円でした。

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13mmゲージ 組立て式レールの製作 第6回目 06.jpg

レールに嵌めてみました。右側がME社、左側がイモンです。
ME社のはかなりきつく、指で押し込むには固すぎます。強固に連結するためのものという気がします。
一方のイモンのは、かなり緩く簡単に抜けます。ME社のレール向けではないでしょうから、ぴったりではないのはある意味当然だと思います。
抜き差しを繰り返す組み立て式レールという点では、イモンの方が適しているように思われます。ただし、緩すぎますので、多少潰して使用することになると思います。
というわけで、イモンのジョイナーの使用を前提に進めていくことにします。

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テ1200製作記(第2回) [>貨車]

テ1200製作記(第2回)

13mmゲージのテ1200製作記の第2回目です。
今回は地味な研磨作業です。正直なところ、記事にするほど進んでいません。

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出力品の表面を油性サインペンで赤く塗り、塗ったインクが無くなるまで研磨します。
まず、エスコの3×6×150mmのスティック砥石を使用して全体的に研磨します。
写真は、1枚の側板のスティック砥石を使用した研磨が途中の状態で、それ以外の部品の全体的な研磨が完了した状態です。個人的な感想ですが、スティック砥石は耐水ペーパーよりも便利で作業しやすいです。結構な値段がしますが、1本あれば一生持ちそうな気がします。

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スティック砥石での研磨途中の側板の拡大写真です。赤色の部分はまだ研磨していない部分で、表面には3Dプリンタ特有の模様(凹凸)が現われています。白色の部分は研磨が完了した部分で、分かりにくいですが凹凸がなくなっています。
スティック砥石での研磨が終了したら、コーナー部などの残った部分を、アルゴファイルジャパンの0.5×2×50mmと0.9×0.9×50mmの精密セラミック砥石を使用して研磨します。その作業はこれからです。

研磨にはかなりの時間と根気が必要です。1回の作業で全て終了させようとすると、途中で嫌になります。このため、研磨作業を1日1回5分程度にとどめ、その代りに、寝る前の数分間の時間など、できるだけ毎日こまめに作業するようにしています。
ただ、テ1200の場合、最終的には真っ黒に塗装するので微小な凹凸は分からなくなるでしょうから、開き直って研磨しないのも有りかもしれません。
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北陸鉄道 キハ1 製作記(第1回目) [>北陸鉄道 キハ1]

北陸鉄道能登線のキハ1型を、3Dプリント出力サービスを利用して製作します。
縮尺は1/80です。13mmゲージにするか16番にするかは未定です。

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3Dプリント出力用のデータは、 「内燃動車発達史(下巻)」に掲載されている阿南鉄道のキハ101型の図面を利用して作成しました。単純に車体を窓1つ分延長しただけです。阿南鉄道のキハ101型の模型はアルモデルから販売されていますが、北陸鉄道のキハ1型の模型は販売されていません。よって、自作することになります。北陸鉄道能登線の気動車の図面は、有り難いことに「日車の車両史」と「内燃動車発達史」でおおむね揃います。このキハ1型のように図面が無い形式もありますが、類似形式の図面を流用できます。
今回は、アクリルでの出力を想定し、板キット状態のデータを作成しました。

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送られてきた出力品です。DMMのアクリルのウルトラモードです。写真が下手ですね。表面の造形が分かりません。ただ、現物も白色半透明で、表面の凹凸が分かりにくいです。
屋根と妻面に見えている台枠は、塗装のし易さを考えて車体と別部品にしました。床板はプラ板から作る予定ですので、出力品には含めていません。

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調子に乗って仮組してみました。接着強度と組み立て易さを考えて、妻板と側板を嵌め込み式にしてあります。

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表面処理に備えて、油性サインペンで赤く塗りました。この状態から、塗ったインクがなくなるまで表面を研磨します。
・・・こうして、仕掛品が増えていきます。
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13mmゲージ組レールの製作(第5回) 連結部の設計見直し [>13mmレール]

前回の二次試作品では連結強度が低すぎたので、連結部の設計をやり直しました。
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突起を先割れ構造とし、側面に窪みを設けます。差し込まれる穴の内面には、出っ張りを設けます。トミックスのNゲージのレールとほぼ同じ構造だと思います(所有していませんので、正確な内部構造は分かりませんが)。
こんな造形も簡単にできるのが、3Dプリントの良いところですね。金型を使った射出成形では、このような形状はかなり難しいのではないでしょうか?
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今回の設計では電圧降下対策を盛り込みました。道床の端面に通電端子用の穴をあけておきます。小さい穴はオス端子の金属棒を差し込むためのもので、大きい穴はメス端子の金属パイプを収納するためのものです。道床どうしの連結の際に、金属棒を金属パイプに差し込むようにすることで、通電できるようにします。さらに、ジョイナーに電線を接続できるように、ジョイナーを収容する部分から下側に貫通する穴を形成しておきます。
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レールの接着の際に接着剤がうまく流れるように、レール接着用の穴をテーパー穴に変更しました。

いずれも机上の設計ですので、うまくいくかどうか分かりません。ただ、いろいろ考えるのは結構楽しいです。
この内容で出力を、と言いたいところですが、これまで短期間に結構な金額を投入しましたので、次の出力依頼は給料日までお預けです。それまでは、仕掛品を進めることにします。

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13mmゲージ組レールの製作(第4回) 二次試作品 [>13mmレール]

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 出力品が送られてきました。連結できるかどうかを試すため、2個出力を依頼しました。

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 連結部が浮いていますが、これは道床が全体的に弓なりに反っているためで、道床の反りを矯正すれば浮かなくなります。
 連結の強度が弱く、簡単に抜けてしまいます。実用的な連結の強度が確保できませんので、連結部の設計をやり直すことにします。
 反りの矯正の際に、かなり力を加えてみましたが、破損しませんでした。現状でもKATOのユニトッラクと同程度の強度はあるように思います。材料費を節約するため、もう少し薄くしてみようと思います。
 まだまだゴールが見えません。

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