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2014年8月

2014年8月30日 (土)

一枚の図面から 29 機関車編 アプトの機関車 3950-1

3920に続くピーコック社の量産車は重量が3.6t増えて従輪が追加されて、軸配置が1-C-1になりました。

外観は3920を踏襲していますが、特殊装備はなくなり、外観はおとなしくなりました。
製造は1898年、1902年、1908年の3度で合計10両と、最大勢力となりました。

竣工写真です。1898年製
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3920と同様、勾配用機関車を強調して斜めの写真になっていますね。
ですが、実際は横河向きに頭を向けているので、傾きが逆で前部が下になります。

次は組立図です、これも本邦初公開です。
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この図面は最終の1908年のもので、重油タンクを当初から装備しているものです。
図面の日付は1910年となっているので、機関車納入後に整備した組立図ということになりますね、総組立図は実際の製造には関係ないので、鉄道院からの請求で書いたものと思われます。

もう1枚、1898年の日付の組立図があります。
Beyer_peacock_3950_39503959_82565_4
これは組立図というより、アイディアスケッチ程度ですね。

最終タイプの図面。
しかし、こんなに線の多い図面も珍しいですね。
しかも、ランニングボード幅が8’8”(2641.6mm)と、この時代の機関車としては広いので、模型化設計が楽です。

明治時代の写真です。初期のタイプです。
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1902年製、重油タンクを装備。
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1908年製の機関車は写真が見当たりません。

次回は3950の部分写真です。

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2014年8月27日 (水)

一枚の図面から 28 機関車編 アプトの機関車 3920

どんどん交通量が増える碓氷峠では、使用する機関車が不足してきて、初期の3900形4両の増備は、当時の官鉄で権力を握っていたイギリス人のメンツによるのか、豊富な経験を持ったドイツエスリンゲン社によらず、わずか8年前からアプト式機関車を作った経験を持つだけのイギリスのベイヤー・ピーコック社に、試作としてこの機関車を発注しました。

3900に対して、できる限り違いを出したいと考えたように感じますが、アプト機構の基本構造はさほど変えられず、細かい特殊アイディアは自爆して、次の3950は特殊構造は全くなくなり、ベーシックな物になってしまったので、勢いこの機関車の試作的な面白さが引き立ちます。製造は1895年(明治28年)、製造は2両です。

まずは、竣工写真を見ていただきましょう。
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意図してか斜めになっているのが面白いですね。

まず目を引くのは上部の前後に伸びた煙突ですね。
これは、煙室から上がった垂直の煙突上部に前後方向に回転するダンパがあって、それを操作することによって、煙の排出を前方。直上、後方の3方に切り替えられるようになっています。ダンパは煙突上部から運転室へ行くレバーで操作します。
このような煙突は日本ではこの機関車だけのもので、勾配線なのに26もトンネルがあるこの線の乗務員の環境を少しでも改善したいという気持ちが表れていますね。
せっかくの機構ですが、実際に排出方向を切り替えて運転してみると、排気の通風が悪くて、石炭の燃焼が悪くてボイラーの性能が低下してしまって、勾配線で力を出せないという問題があって、早い時期に撤去されて普通の煙突に改造されてしまいました。

もう一つの試作は、復水装置で、機関車前面、水タンク前面の縦の太い配管。
これは動輪用シリンダの排気管で、煙室への排気をこの管に切り替えることができます。
この管の上部は後方へ行き、サイドタンクの中央より少し前の上部でサイドタンク上部からタンク内へ入りタンク下方の水の中に排気します、水を通った排気はその管の後ろの煙突から排気します。
これは、煙突からのばい煙の排出を減らして、排気の蒸気を水に復元する効果があります。
この構造はロンドンの初期の地下鉄用の蒸気機関車に採用されてそれなりの効果がありましたが、勾配用のこの機関車では、排気を切り替えると上記の煙突と同様、通風がなくなって機関車の力が出なくなって、これもすぐに取り外されてしまいました。

これらの構造を含め、組立図で確認しましょう。
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この組立図は今まで発表されていなかったものですが、さる研究家の方がイギリスで発見されて取り寄せたものです。
側面図は中央で切断した図で、サイドタンク等は破線になっていますが、ちゃんと書かれています。断面に着色されたシリンダはアプトのピニオン用です、ピニオンギヤー同士は中間ギヤーを介したギヤー伝導で、中間ギヤーの軸がクランク軸になっていて、そこにシリンダからの動力が伝わります。
非常にわかりにくいですが、よく見ると外側の動輪用のシリンダも書かれています。

煙室のシリンダ排気管が二重になっていますが、細い方はピニオン用、周りの太い管は後方の動輪用の排気管で、ピニオン用シリンダ後方で上記の復水装置へ行くラインと分岐しています。

煙突の切り替え用のダンパは側断面図のように垂直の煙突の前後にあって、図の状態は通常の煙突の状態です。

動輪の外側にある台枠は7/8”(22.2mm)厚の板台枠です。
弁装置は、動輪、ピニオン用ともにワルシャート式ですね。

日本に来てからの写真です。
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すべての初期の装備を備えた状態ですね。

特殊装備が撤去された後の姿。
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反対側、こちら側の写真は珍しいですね。
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サイドタンク上部の大きな板は、増炭おおいです。
リベットの並びにより、サイドタンク後半が石炭庫になっているのがわかりますね。

碓氷峠の電化後の1917年に廃車されました。

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2014年8月24日 (日)

キットの製作 オハ32000(31)系の製作 2

デッキ周りは、アンチクライマや、カプラ受けを付けて一通り出来上がり。
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篠原製も始めたので12両分、数が多いので、内容の割に時間が掛かります。

次に側板をどうしようかと思って、珊瑚製と篠原製を比べると・・・何か違う・・・
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上が珊瑚製、下が篠原製、同じオハフ30ですが・・・・なんでこんなに窓配置が違うんでしょう?

拡大
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なんか上下方向も違う・・・・

重ねてみると
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手前が珊瑚製、奥が篠原製、窓の下端の高さが違うし、全体高さが全然違う!

そこで・・・・・
今回は見る気はなかったけど、前に実物図面を元に作った、鋼製客車断面の比較図
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客車を作る時には、高さ方向の寸法は最も大事なので、先ずこの図を書くのですが、メーカー製の製品は必ずしも実物に即していないものが見受けられます。
今回の2つのメーカーもどちらかが違っていると言う事ですね。

これの左側の断面の右側が、このオハ32000クラスの断面です。
ウィンドシル上部は斜めになっているので、窓枠の下端をシルの上面とした図です。

これに、珊瑚製と篠原製の実測を書いてみると
Photo
赤文字が珊瑚製、青文字が篠原製。
全高は1mmも違う!窓の下端も窓高さも全高も全部篠原の勝ちです。
珊瑚製はなんでこんなに違うんでしょう?
珊瑚製の雨どいは、ほぼ上端に付けなければいけません、どうやって付けるんでしょう?

珊瑚のメーカー完成品
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完全に幕板が狭いですね、雨どいを下げて付けています。
実物写真とは全然イメージが違う。
扉の窓上部も高さが低い、こんな変な物にはしたくない。けど、もう作ってしまった・・・うーん困りましたねぇ。

完成品全景
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巨大な形式文字に赤帯・・・・・・
ん?、赤帯の廃止は昭和15年、形式称号改正(オハ32000からオハ31)は昭和16年!
オハ31の形式で赤帯は絶対許せない!!!!

それにしても、メーカーは何を考えて製品化しているんでしょうねぇ。

ちなみに、今日、私たちの仲間がLazyJackに特注してたこのシリーズ用の、幅1.2mmのウィンドシルと幅0.9のウィンドヘッダが届きました。
非常にきれいです。普通に製品化されたらいいですねぇ。
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キットを作るのに、実物資料を見るのは自殺行為と分かっているのですが、見た目があまりにも違うので驚きました。
余りのひどさに辟易しますが、10両ものキットを捨てるわけにもいかないので、我慢して、多少なりともましになるように作るしかありません。

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2014年8月22日 (金)

一枚の図面から 27 機関車編 アプトの機関車 3900

今回は、久しぶりに機関車の紹介をしようと思います。

今回紹介するのは、信越本線、横河-軽井沢間の碓氷峠の専用機関車達、400形式近い国鉄の蒸気機関車の中でも、最も変わったグループといえば、このグループと言えると思います。

信越本線の群馬県と長野県の境にある碓氷峠は鉄道開通前から中山道の難所でしたが、東京と関西を結ぶ鉄道を計画した時に、中山道を通すことになりましたが、この碓氷峠が難工事となることで、中山道ルートをやめて東海道経由となって、明治22年に開通して翌年の帝国議会に間に合わせたことは有名です。
東西の幹線は東海道になりましたが、日本海への幹線として信越本線の一部としてこの区間はやはり重要な区間として残ります。
日本最大の幹線ともいえるルートの変更を余儀無くするほどの難所で、横河-軽井沢間11.2㎞のうち8kmに及ぶ66.7‰の勾配、26のトンネルがあり、当時の通常の鉄道方式では輸送能力を確保できないことがわかり、線路の間にラックレールを3列配置するというアプト式を採用して、明治26年に開通しました。

ここで最初に用意された機関車がこの3900です。
メーカーは、ドイツのエスリンゲン、このメーカーは勾配用の特殊機関車を得意とするので、非常に良い選択と考えられます、製造は1892年(明治25年)と1908年(明治41年)です。

この機関車の組立図は鉄道ファン誌29号に掲載されたので、みなさんご存知のことと思いますが、金田茂裕氏のネガにこれの原本と思われるものの複写があります。
それは、ENGINEERING誌1894-10-19号です。
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写真の複写ですが、ひずみ等もあるので、模型等に使用する時は上記の鉄道ファン29号の図面を参照してください。

この機関車の大きな特徴は、第1第2動輪間のピニオンギヤですが、これのユニットは前後の動輪に軸箱を付けてそれにより釣り掛けられていますので、動輪の上下動に追随するようになっています。
そして、このピニオンを駆動するために台枠の内側に2つのシリンダを持っていますので、日本ではこのアプト式のグループのみの特徴といえます、そのため、主台枠は動輪の外側となって、これもこのグループの大きな特徴となっています。
弁装置は、外側の動輪用はワルシャート式、内側のピニオン用はジョイ式です。

この機関車の写真はあまり多くはないようですが、原型に近いものを紹介します。
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ENGINEERING誌の同じ号には路線の記事もありますので、おまけで載せておきます。
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次は3920ですが、オハ32000の進捗次第で割り込むかもしれません。

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2014年8月19日 (火)

キットの製作 オハ32000(31)系の製作 1

リベット打ち出し機ができたので、早速それを使って・・・と行きたいところですが、私が所属する「冗車会」は毎年1回の運転会が10月に迫っていますので、それに向けて列車をデビューさせようと思います。

まぁ、普通のクラブなら、どこかの電鉄の新しい電車ということになるでしょうが、冗車会ではそのようなことはあまりなく、私の場合の新車は、鉄道省最初の鋼製客車、オハ32000(のちのオハ31)の仲間です。

このグループは、新製の最後の17mクラスの客車で、昭和30年代まで、本線筋の区間列車から支線まで、全国で活躍した客車ですが、鉄道模型の製品は、真鍮製は3、4社ほどが発売した程度で、運転会でもほとんど見ることがないのは不思議な事と思います。

手元には、長年集めてきたキットが、珊瑚製が10両、篠原製が2両あります。
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形式は、珊瑚はオロ31x1、オハ31x3、オハフ30x3、オハニ30x1、スユニ30x2
篠原はオハ31x1、オハフ30x1です。

ちょっとオハの比率が少ないのですが、編成としては成り立ちそうです。
実際の編成はこのシリーズばかりで構成されることが多いのは戦後の話で、木造客車がある時代では、このグループと木造車が混在した編成で走っていたと考えられるので、このグループに、ナハ22000やナロなどを格下げした物を入れれば実感的な編成になると思います。

というわけで、とりあえず、珊瑚製のキットを10両一気に作ろうと思います。

珊瑚のキットは、箱が違うように、旧製品と近年の製品とは、細かな寸法や構成が変えられています。
また、メーカーの完成品では明らかにおかしな所もありますので、そういうところは修正して作っていきたいと思います。
冗車会のメンバーは客車に凝る人が多いのですが、最近の私は機関車グループなので、客車グループに敬意を表して、ディテールはキットレベルで、簡単に作ろうと思います。

第一段階として、工作する場所の引っ越しです。

私が通常工作に使っている部屋は、窓が小さくて壁がなく、天井が低い部屋で、クーラーの取り付けができない部屋で、夏バテがひどい私にとっては、夏は工作が進まない季節なんですが、今回キットを作るに際して、クーラーのある部屋に軽工作をする場所を作ることとしました。
最も大事な、半田付けの台ですが、通常使ってるものは置いておきたいので、今回、ホームセンターで物色して見つけた、295mm角の石板を使うこととしました。
これは一見御影石に見えるものですが、750円と非常に安く、友人の話によると合成物だそうです。
厚さは18mm、片面は研磨されたもので、かなりの平面が出ています、また、端面もスコヤで当たってもほとんど問題のない程度の直角度が出ています。

半田コテはいつもの100W、予備品があったのでそれを使います。
電圧調整をして使います。
フラックスは市販のステンレス用を4,5倍に薄めて使用。
半田は大きな63%半田。

こんな感じ。
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工作の最初の工程は、デッキの組立です。

石板の角を使うと非常に簡単に直角を出すことができます。
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指で押さえて、半田を流します。
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扉全体に半田を流します。
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第1日目はこんな感じ
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なんか、数が多くてぐちゃぐちゃですねぇ。







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2014年8月15日 (金)

リベット打出し機の製作 10

リベット打出し機、今回でやっと完成です。

最後の工作は、ポンチのストッパです。

ボール盤の上下レバーの軸の先端にφ6.0の穴を開けます。
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その穴に6mmの丸棒を突っ込んでロックタイトで固着します。
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これで全部品の加工が終わり。いよいよ総組立です。

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ポンチ部。
ポンチの左は、奥行きストッパ。
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詳細。
手前のねじ止め部品はピッチ調整板。
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試験打ち
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φ0.3で奥行き、等ピッチ治具使用。何かごみが付いてるねぇ。

ほんのちょっとセンターがずれてるかな?

もう1台の方
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こちらはφ0.25、板はt0.2の燐青銅。

燐青銅はくっきり出るので好きです。
この後、ボール盤を回転させてのテストも終わって、完成です。

ついでに自分用も完成。こっちは治具が無いのでシンプルです。
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思ったより難物でしたが、これで普通の模型作りに復帰できます。

何を作ろうかな・・・・・

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2014年8月12日 (火)

リベット打出し機の製作 9

リベット打出し機の製作もいよいよ大詰めです。

ボール盤本体のベースの所定位置にφ2.4の穴を開けます。
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ネズミ鋳鉄なので、いとも簡単に開きます。
この後、M3.0のタップを立てます。

次はダイの製作
M3.0の鉄のホーローセットを使います。

旋盤にくわえて、中心に0.2~0.6まで、各種の穴を0.6mm程度の深さで開けます。
写真は0.2の穴を開けてるところ
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そのまま、外径を所定の寸法に削ります。
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それをバーナーで赤くなるまで炙って・・・もうちょっと赤く・・・
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チュン!!と水に入れて焼き入れをします。
このネジの材質は焼きが入るので便利です。
今回はちょっと低めの温度で、ゆるめの焼き入れとしました。

温度を上げすぎると、先端の細い所が溶けてしまうので・・・

出来上がり。
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16番用は、φ0.2,0.25,0.3の3種が2組、大きいスケール用は、φ0.3,0.4,0.5,0.6の4種。
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次は、ポンチです。

たまたま、ハイスのφ1.0のエンドミルの折れた物が3本ありましたので、それを使います。
旋盤のコレットにくわえて・・・
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リベットはポンチを回転させながら打ちたいので、センターが出てることが非常に大事です。
通常の旋盤の回転数では十分に振れが取れないので、私はリューターの回転も利用して、切削部の相対速度を上げる方法を取ります。
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この方法で3本作りました。
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今回はここまで。

残りわずかです。

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2014年8月10日 (日)

リベット打出し機の製作 8

本体となるボール盤に仮組します。

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取付用の溝は、バリを取って寸法を整えただけで収まりました。

これは私用なので、オプションは付けませんが、付いた場合の仮組は大丈夫のようです。

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拡大

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ダイのネジは、センター合わせ用です。

ところで、昨日からの台風11号ですが、私の家の裏にある川、普段はたいした流れではないのですが、今こんな具合です。
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まぁ、近いように見えても堤防から3mほどあるので大丈夫と思いますが・・・小降りになったのでもう大丈夫かな。

ブログをご覧いただいている皆さんに被害のないことを願います。

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2014年8月 7日 (木)

リベット打出し機の製作 7

リベット打出し機、今回は、等ピッチ治具を作ります。

フライス盤でt2x16の材料を加工します。
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もう一つ、5x5角棒を加工。
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機械切削の仕上がり。
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半田で組み立てた物にM1タップ立て。
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これに真鍮ネジをねじ込んで半田を流します、これにt0.1のステンレス板を曲げた物を半田付けします。
これは摩耗した場合交換の必要があるので、半田の熱でバラバラにならないようにネジを立て込んだわけです。

完成
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フライス加工の線が見えますが、気にしない。

ここまでの部品全部。
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これで、主要部品は終わりです。

後は、ボール盤に穴を開けてこれらの部品を組み付け、ポンチとダイを作り、高さ治具を作れば完成です。

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2014年8月 4日 (月)

リベット打出し機の製作 6

リベット打出し機、今回は、奥行き治具の上部を作ります。

まず、t1.0の真鍮板を切り出します。
今回は曲げがあるので、図面寸法より長めにします。
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折り曲げます。
 今回は、Z形の折り曲げで、正確な曲げが必要なので、
曲げの中心を決められる「THE BENDER」と言うのを使いました。
友人にアメリカで購入してもらったものですが、非常に便利ですよ。
 これは一般の工場で板曲げに使われているベンダーと同じく、上部は下が刃状にとんがっているので、それをケガキ線に当てて押し下げると、正確に曲げられます。

 難点は角度が決められないので、後で修正する必要があると言う事と、インチネジで、標準ではないレンチが必要なくらい(元々はプラスティック製のツマミが付いていたのですが、割れてしまいました)

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Z形なので、2回曲げです。

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曲げ終わり、角度を直角に修正。
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寸法ピッタリに曲がりました。
長めの部分をカット
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糸鋸はバローベの#3です。

穴を開け、上に付く板もt1.5から切り出して、半田付けをする段階で終了。
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2014年8月 2日 (土)

リベット打出し機の製作 5

リベット打出し機、次の工程は、オプションの、奥行き、等ピッチも治具を作ります。

今回は奥行きの治具です。

まず、10mm角材(前回切り出したもの)に7mmピッチで2.4の穴を開けます。
フライスで送るので簡単です。
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この穴にM3のタップを立てます。
私は子供の頃からこの方式で、ハンドドリルでドリルレースをやっていた頃のままですが、旋盤を使うもの等以外は、未だにこれに代わる方式はやりません。
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出来上がり。

これを、前回切り出した板にクランプで止めて、バーナーで半田付けします。1407294l

2個完成
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机の上がごちゃごちゃですねぇ。

どぶちゅーさんに怒られそう・・・

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