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KATO C57 4次形 分解

2014/06/12 22:18
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 着実に車種を増やしているKATOのNゲージ蒸機、今回はC57です。こうしてみると、なかなかかっこ良いではないですか。私は古風なスポーク動輪が好みなので、実のところスルーしようかとさえ思っていたのです。しかし皆様ご存知のwebサイト「Nゲージ蒸気機関車」で発表された動力部の写真、これまでより滑らかな走行性との評を拝見し、やはり現物で確認したくなりました。

 一通り走らせて見ると、やはりスタートの感じが良いように思います。新世代のKATOの蒸機で、動輪径、軸配置など一番近いC62北海道形と比べても、低速のコントロールが楽な感じです。

 まあ、これは感覚的なもので、個体差もあるかも知れませんね。実は上記サイトの写真中、ウーム、どうやら改良されていそうだぞ…、と感じる所があったのです。早速分解して調べます。もちろんなくても分解しましたけど(笑)。

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 全体はやはり上記サイトを参考にバラしました。最初の取っ掛かり時点で迷わずバラせるのは非常に助かります。いつも参考にさせていただいています。ありがとうございます。

 感じた点その1

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 まずはウォームです。外径に比して進み角(ウォームの歯の傾き)が大きく見えます。2条ウォームです。以前C56を分解した時に見たものがまた出ました。ウォームの進み角は伝動効率に関係するそうで、角度は大きい方が効率が良いとのことです。C56のより細いですから、進み角は大きくなっています。
 また、逆伝動(車輪からモーター側に回転を伝える)もしやすくなっています。このC57はどうかな?と手で押してみるともうちょっとでウォームが回りそうです。同じ径の2条ウォームが使われている、KATOの16番のEF510の動力台車は逆伝動出来ましたので、もっとがんばれば(笑)きっと回るはず!・・・まぁ、無理はいけません。でも、押して動くNゲージ蒸機なんて、あったら面白いですね。

 で、フライホイールの効きはC62より良いようです。感覚的には、2条ウォームは効率が良い、逆伝動しやすい、と言う上の理屈に合う結果です。

 実際は逆伝動というと大げさで、あくまで「逆伝動しやすい」です。Nゲージ車両の慣性なんて知れたものです。フライホイールを回す、と言うよりは、止めにくくなっている、程度のことです。
 しかしこの「止めにくくなっている」ことが、下り坂や重連で機関車が押された場合のノッキング(ギクシャク)防止に役立っているのでしょう。
 ノッキングはD51498の開発時にも問題になったそうです。雑誌(RMM 2012 7月号)のKATO開発部インタビュー記事には、その時に「いかにウォームを回し続けるかがポイント」で、そのため「ウォームの前後にフライホイールを装備」とあります。2条ウォームはその効果をさらに高めているわけです。

 ところで16番以上の模型でも、こういった現象が起こっているのでしょうか?1条ウォームの蒸機が、長い貨車を牽いて下りにかかるとノッキング、とか。そういえば古くはインサイドギア用のパーツに、17:2など2条ウォームがありましたね。実は協調運転をスムーズにするための対策?

 感じた点その2

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 動輪のギアは、C62よりずっと大きいです。また、歯も細かく見えます。きっとギア比が大きく、その分スローが利くはず・・・?

 しかしウォームが2条と判明した以上、コレはちょっと怪しいです。2条ウォームでは1回転でウォームホイールの歯は2枚進みます。C62、D51に使われている1条のものの倍の回転数になります。同じモーターですから単純に考えて倍以上減速しないとさらなるスローは望めません。

 しかし運転した感じではC62よりスローが利く感触です。

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 で、どのくらいのギア比なのか。フレームを割って見てみます。

 余談になりますが、KATOの蒸機、かつてはフレームはネジ止めで組まれていました。しかし新世代になってからは絶縁のブッシュを介してのはめ込み式になっています。
 毎度分解の時は、合わせ目にドライバーを差込み、こじってフレームを割っていますが、今回特にはめ込みがきつく、ジワジワ30分ほどかけて外しました。ダイキャストですから無理にこじると曲がります。ASSYパーツは出ていますので交換は可能ですが、ここはなるべく外さない方が良いです。普通は外しませんね(笑)。

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 結局キズを入れてしまいました(泣)。

 それはさておき、肝心なのはギアの歯数です。ウォームホイールが23T、M0.3(23歯、モジュール0.3)で、同軸の11T、M0.25から第三動輪に伝えています。結構期待できそうです。

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 こちらが動輪のギアです。動輪のギアは外径寸法から割り出したものですから1枚前後するかも知れませんが、多分36枚です。

 で、コレらが正しいとして計算すると、2条ウォームと言うのも入れた総合のギア比は、約37.6:1です。C62は30:1でしたから25%増のギア比です。しっかりと減速されていました。構造上でもC62よりスローが利く設計になっていた訳です。良かった良かった。

 えー、簡単ですが以上です。効率の良い2条ウォーム、C62に比べて減速比の増加という改良点がありました。

 2条ウォームのことについては、私は勉強不足で解説にも自信が無いです。ついついゴチャゴチャ書いてしまいましたが、内容は疑ってかかってください。 

 それでも少なくともギア比は大きくなっています。個体差はあるにせよ、滑らかな発進、停止が期待できると思います。


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 画期的なリニューアルで登場したD51498から3年半、KATO蒸機はまだ進化を続けていました。この調子でいつかC55やC51が出るといいなぁ。出来れば8620、8850なんかも・・・さらなる進化と共に!


 以下、オマケなど。

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 テンダーのカプラーはマグネマティック(MT-7)を台車マウントにしてみました。先にTOMIXC57を改造のC54、KATOのD51498で試してみて、そこそこ使える感触だったので、このC57にも付けてみました。プラ板から作ったカプラーユニットを台車端梁にはまるようにして接着しましたが、ちょっとグラグラするので補強を当てています。

 重い列車を牽かせるのはちょっと不安です。無理せず車体側に付けるのが良いと思いますが…昔ながらの台車マウントが好き、という理由だけでやってみたものです。

 C54、D51の様子を写真で。

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 C54は簡単でしたが、D51は高さの調整用にプラ片を追加しています。カプラーの出方は、どちらも端梁の真上に洋白線のカプラー押さえが来るよう取り付けるとちょうど良くなりました。

 台車の首振りを邪魔しないように、本来は車体側のカプラーポケット周辺もカットする必要があると思います。
 しかし最近の製品のテンダー台車はあまり首を振りませんので、D51、C57ではそのままです。C54ではポケット両側を0.5mmほど削りました。

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 ラストでチョコッと出た給砂塔。ペーパークラフトのキットが出たときに、買おうか、どうしようか、と悩みながらいたずらしていたら、トラス部分が出来てしまったのでそのまま完成させました。メインのトラスはGMの火の見やぐらの幅を詰めたものです。

 手遊び的にこねくっていたのでややこしいですが、やぐらの×の部分を外して幅詰め、その後×を適当にカットしてはめ込みました。寸法がうまく合わず、一段ずつ上にずらしてはめ込んだかも知れません。なんだか面倒に見えますが、GMのキットはカットも楽でしたし、プラボンドでぺたぺた付くので割とすぐ出来ます。リベットもついているのがうれしいです。

 手すり、はしごはハガキと手芸(造花)用針金から。「灯台リニューアル」の記事内の技法です。後はプラ細工。グレーのプラ板を使ってますが、意味はありません。バルブ、パイプ状の部分はこれもGMの工場施設か何かのキットから拝借しました。

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 ターンテーブルに似合う機関区施設、買い物が続いたので、節約モードで自作になりそうですね〜(笑)。

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KATO電動ターンテーブル分解

2014/06/07 23:42
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 よし出た。発表から長かったですがよしです。車両の進歩も喜ばしいことなのですが、やっぱりこういう製品が出ると元気が出ます。運転の楽しみが増え、鉄道の風景に魅力のある動きが加わります。ここ数年で増えてきた高性能蒸機達に、スローの実力を発揮してもらう舞台としても欠かせないアイテムです。

 量産品として確実な動作が必要なため、ギアやらスリットやらが見える部分もありますが、それもまたミニチュア世界の楽しさです。機構がチラチラ覗き、仕組みを感じながら遊ぶのがまた楽しいのです。

 で、一通り遊んだら早速分解です。やはり私はチラリズムだけでは満足出来ません(笑)。こういう「仕組みもの」となればなおさらです。

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 まずは序の口。この辺までは分解するのに抵抗はないですね。はめ込み式で割と素直に外れました。とは言え分解は自己責任でお願いします。やはり操作室は窓を何とかしたいし(実は既にしてしまっていますが)、ガーダー部分も塗装で表情を変えたい場合もあります。梅小路タイプに改造するのも面白そうです。もしかしたらパーツが出たりして。

 やはり操作室にモーターが収まっているのには感動します。ただモーターの差込がゆるく、グラグラするのが怖かったです。最初はちょっとのことでもヒヤヒヤします。爆発したらどうしようとか(笑)。今となってはここはあまり気になりません。非常にシンプルな構造でした。後のお楽しみです。

 ここから先の分解は、テーブル本体を外さなくては出来ません。テーブルの外し方は上面から中心軸のネジを外すのと、ピットの裏から給電リング部のネジを外す2通りあります。

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 テーブル上面からの分解です。テーブル線路のレール間の歩み板を外すとネジが現れます。これを外します。

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 前後しますがテーブル位置の外周部分は外しておきます。もちろん全周外しても良いです。ごらんのように給電リングの接点がむき出しになります。テーブル側に集電用の線がずらりと並んでいますが、ここを曲げないよう注意が必要です。心配なら次の裏から外すやり方にしたいところですが、レイアウトに組み込んだ場合はたいていこのはずし方になるでしょう。

 ぐるぐる回るものなので、つられてネジが緩まないよう、一部を平面に削った回り止めのスリーブをはめてあります。組立の時、穴側の面と合わせてはめるようにします。

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 一方こちらは裏面からの分解です。給電リングはピットの裏からネジ止めされています。こちらを外すやり方ならテーブルにリングをつけたまま外せます。コネクターの付いたフラットケーブルは穴をくぐらせて抜きます。

 テーブル裏面には各機構がユニット状にまとめられています。非常にコンパクトで驚きます。それに比して給電リング部は大きめです。
 旋回、ラッチ、スイッチ各ユニットから2本ずつ線が出ています。コレとテーブル線路への給電を加えた計8本のラインを、回転に関係なくコントローラーに繋ぐためには、8個の同心円状の接点が必要です。構造上この大きさになるのでしょう。

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 もちろんこちらの分解方法でも給電リングは外せます。
 こちらの分解方法だと良く判りますが、給電リングはびっくりするほど固く締め付けられています。手で軽く回せるような感じではありません。旋回には相当トルクが要りそうですが、外周部で駆動する構造だから、結構てこの原理も利いてくるのでしょう。それでもかなりトルクは必要なはずです。

 その反面、接点の接触状態は安定します。加えて、基盤上で各ラインから接点バネを2箇所づつ出して、左右対称に配され、どちらに回っても同じ接触状態になるような配慮もされています。


 では、この先は分解中の色々な状態の写真を使いながら作動の概要を解説して行きます。一応太字でもう一度

※分解は自己責任でお願いします。

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 コントローラーには、旋回用のスイッチと、テーブルが反転した時、線路の極性を揃えるためのリバーススイッチが付いています。旋回スイッチを操作してターンテーブルを回転、停止させます。

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 一応内部も。底足のゴムをはがすとネジが現れます。割とスカスカです。基板上にはIC2個と、FETのモーターコントロールの回路らしきものが2系統。スイッチ類も一般的なもので、バラしてボードに組み込むのも楽そうです。

 コントロールの仕方はシンプルです。スイッチを右回り、左回りのどちらかに倒すと、ターンテーブルが旋回を始めます。中間の停止位置にすると旋回速度が落ち、次の線路の位置まで行って停止します。

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 で、その旋回の動力機構はこれだけです!実にシンプルでコンパクトです。ターンテーブルの動力と言えば、マブチモーターにせっせと大径のギアを噛ませて減速させたものですが、最新のメカニズムはこれだけで済んでしまうのですね〜。上記のリング部の固さもわけなくクリアして回っています。

 力は直径6mmのギアヘッド付きコアレスモーターから、2枚のギアを経てピット底の円周上の歯に伝わっています。小さなモーターの収まる操作室の真下では、回転力は既にギアダウンされ、ゆっくりとした強いトルクに変換されていたのですね。モジュールも荒めなので多少取り付けがぐらついても問題は出ないのでしょう。ねじれはしませんからトルクの反動は抑えられているようです。

 …まぁ、しっかり固定されるべき所ではあります。作動時にはちょっと首を振っていますので、きちんと直されるよう希望します。


 旋回機構はあっけなく終了。次は停止のメカニズムです。

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 ピット周囲には10度間隔で線路が付くようになっています。30度を1つのブロックとしてまとめていますから3本単位で線路のある、なしの状態を選んでブロックを配置します。テーブルはこの10度間隔の任意の位置でピタリと停止する必要があります。

 写真はその外周部分を外して見た様子です。ピット内壁に相当する部分がぐるりと円周状に立ち上がっていて、やはり10度ごとの線路の位置にスリットがあります。定位置停止のための重要な部分です。

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 テーブル側でスリットに相対する部分です。操作室側に切替スイッチのレバーとラッチバーが上下に並んでいます。写真ではラッチバーが出た状態ですが、実際の旋回中では引っ込んでいて、停止時にゆっくり出てきます。

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 スイッチはバネ式の単純なものです。こちらもラッチバーが出た状態ですが、実際の旋回中では引っ込んでいます。

 で、実際の動き方の流れはこうです。

 コントローラーのレバーを「旋回」にすると、まずラッチバーがゆっくり引っ込み、その後テーブルが動き出します。切替スイッチは無効の状態で、スリット通過時にはただカチカチ音を出すだけです。 

 コントローラーを「停止」にすると、まず旋回速度が落ちます。その後停止位置であるスリットにスイッチレバーがはまり込むと切替スイッチが作動。旋回が止まりラッチ機構が動き出し、ラッチ用のバーがゆっくり出てきて、やはりこのスリットにしっかりはまり込んでテーブルを固定します。 

 ゆっくりしたラッチの動きは感動的です。ここも結構トルクの必要な部分です。

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 ラッチの動力源はなんと3.2mm径の小さなコアレスモーターです。40、50、60位の(ちゃんと数えてませんが)平ギアで1300:1位に回転を落とし、ラックギアを使って両端のバーを動かしています。端まで行った時の停止用のスイッチは見当たりませんが、コントローラー内の基板が回転方向、電流値を検出、などして判断するのでしょう。

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 ラッチバーの先端は斜めにカットしてあり、多少停止位置がズレてもスリットにはまり込んでゆくようになっています。切替スイッチは単純なものですから、切替のタイミングには誤差があります。実際右回り、左回りで停止位置が微妙に違います。これを修正するための、ちょっと大胆な工夫が見られます。

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 なんとテーブルの線路をズラして対応させています。テーブル本体は大まかな位置(とは言え0コンマ何ミリレベルの誤差ですが)に止まり、ラッチバーが出てくるときに線路も一緒に動いて位置を修正しています。このため線路はある程度動くよう、アソビを設けてテーブルに取り付けられています。

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  線路下にガイドがあり、ここをラッチバーがスライドします。ラッチバー先端はある程度左右に振れる構造で、ズレを修正しながらスリットにはまって行きます。線路はバーに誘導され、一緒に正しい位置(線路中心がスリット位置の真上)に来るわけです。実に良く考えられています。


 まぁ、欲を言えばテーブル本体を誘導して欲しかったところです。しかし本体に微調整分のアソビを設けるには、給電リング部の固さやら、旋回用のギアのバックラッシュやら、いろいろ都合があったのでしょう。

 機能優先の大胆な工夫ではありますが、普通に遊んでいると全く気付きません。やはり優れた設計です。ターンテーブルでは、きちんと線路が合うのが何より大事です。


 以上、分解しての解析を、非常に楽しんだのでした。もちろんこの先もいろいろ楽しめます。なかなか良い製品です。

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 チラチラ出ていましたが操作室は少し手を入れました。ピットのレールが無いのが何とも惜しいですが、付けるには寸法的にかなりきついです。半分に割ったリングにして、なんて大胆な方法もチラリと考えましたが、とりあえずこのまま遊びましょう。

 新しいC57もスロー性能が向上しています。ターンテーブル遊びにはピッタリです。
 
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ボールドウィンのキットで遊ぶ(その1)

2014/06/01 03:19

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 またまたのご無沙汰ですが、ここ2ヶ月ほどトーマモデルワークスのボールドウィンのキットで遊んでおりました。組み立てやすさ、低速性能の評判は相変わらずのキットです。久しぶりに金属工作を、と、私も発売後すぐに購入しました。

 C54を仕上げていた時の流れで、自室の予備の机でも作業できるよう体制を整え、少しずつでも作業を進められるようにしました。狭いながらも工作室はあるのですが、ここは以前ご紹介したように使用していない洗面所利用の部屋。最近どうも窓のない密閉空間が気分的にキツく、工作意欲が湧いても、閉じこもるのがいやでやめてしまう事が多かったのです。

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 で、上の写真はほとんどフルセットで拡げた時ですが、準備、片付け共に5分以内で済みます。
 バイスを挟まなくてもそこそこの糸鋸、ヤスリ作業が出来るような台と、糸鋸やリューターをコンパクトに収めるスタンドを追加しました。

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 板は小さく切って100均のトレーに。線材は程ほどに切り、小さな筆箱のようなものを作って収めています。私のNゲージの工作ではこの程度で充分です。

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 ハンダゴテは普通のもの(30W)も使うのですが、小ささに魅かれてテスター棒くらいの6Wのもの(12V)を使ってみました。熱量は小さいですがそれなりに先端を削れば熱は伝わるようです。30秒もあれば熱くなり、コテ先も小さく、このような工作には結構使いやすいです。しかしこの前ヒーターが断線してしまいました。線の一方がパイプ状の本体にアースされている構造のようですから、無造作にフラックスに漬けるのは良くないかも知れません。

 断線といえば「懐中ボール盤」のモーターも焼いてしまいました。調子に乗ってロストのシリンダーブロックに貫通孔を開けようとして…やはりちょっと無理な作業でした。コレはまた秋葉原でモーターを買ってきて交換します。文具程度の大きさの電動ドリルはこの体制での金属工作には便利です。これからは無理せず使いましょう。

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 そんな感じで、4月になってからちょっとづつですが地道に手は動かしていましたので、私としてはこれでも結構早い進行状況なのです。ああ、地道はエライ!

…しかしまあ、まだロッドもつけていないのに何を威張っているのか?と呆れられそうです(笑)。例によって実際工作した時間より、眺めてアレコレ考える時間の方が多かったです。そんなときでも工具を広げた体制での方が、ちょっとバラしたり削ったり出来て進展が早かったと思います。

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 で、何をアレコレ考えていたのかと言うと、全体の印象を変えることと、点灯化のことです。

 キットは明治村の保存機がモデルで、どちらかというとかっちりした印象のロコです。私はもうちょっと曲線味が欲しかったのでキャブ、サイドタンクを作り直しました。煙室とボイラーの間のバンドは磨き出しにしたかったので首チョンパして真鍮リングを挟みました。

 あまり実機に詳しくないのに生意気ですが、私にとってボールドウィンといって思い浮かぶのはこんなスタイルです。さらにサイドタンクを少し下げ、腰を低く見せました。見ただけで「こいつ、スローが利きそうだ」という印象にしたかったのです。ここのキットは実際利きますし。

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 リベットは大分以前に作った打ち出し機で打ちました。プラやペーパーには何度か使いましたが、本格的に金属工作に使ったのは今回が初めてです。0.2mm洋白板に打ちました。

 KATOのピボット軸を利用した、目盛を合わせて手打ちというお粗末なものですがそれなりに打てます。ダイは1mm真鍮線ですからダレるのも早いと思いますが、作る数も少ないのでこれで良しとしています。

 ゴルフボールで軽く「コン」と打っていますが、いつの間にか針が曲がってきていました。見通しを良くしようと支えの板を切欠いたのがまずかったようです。だましながら使っています。

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 え〜、点灯加工についてはまた近いうち書きます。すみません。どうも集中力が続かなくなってきた今日この頃…。バラした部品を並べてときめくとしますか…(笑)。

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鉄道模型机上の空論 2014年6月のブログ記事/BIGLOBEウェブリブログ
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