13mmゲージ 組立式レールの製作（第11回） 曲線レールの製作

会社のことで何もする気が起きず、ずいぶんと間が空いてしまいました。結局、会社を見限って転職しました。正直なところ、まだ“何もやる気が起きない”状態から脱し切れていないのですが、気持ちを切り替えていこうと思います。

前回からR370mmの小判型エンドレスの製作に進いましたが、少し戻り、ロックレバーの設計を一部変更して曲線レールの再出力を依頼しました。今回は1本あたりの角度を45°に変更しました。


出力品です。すでに塗装してあります。
犬釘の造形に一部欠落がありましたが、特に問題ないと思われますので製作を進めます。
塗料には、入手しやすく“捻じっても割れたり剥がれたりしない”ということで、染めQスプレーを使用しました。まず全体にライトグレーを吹き、その上にサンドベージュを軽く吹き、その後枕木をエスプレッソブラウンで塗装しました。
・・・砂利に見えませんね。




配線です。
オス端子には外径2.0mmの真鍮パイプをハンダ付けし、接着長さを稼ぎました。
2.0mm×0.2mmの真鍮帯板をジョイナーにハンダ付けして裏側に引き出し、メス端子から分岐させたコードをハンダ付けしました。
試作品では向かって左側にオス端子を、右側にメス端子を取り付けましたが、作業の都合上、オス端子とメス端子の位置を入れ替えました。
今回の出力品では、ロックレバーの寸法を再検討し、レバーの操作でロックを解除できる構造に戻しました。


レールを差し込みました。あとは配線コードを接着剤で固定すれば完成です。
いくつか改良を要する点が見つかりましたが、全体としては問題ないようです。


ポイントの設計を始めました。今後は、小判型エンドレスの製作を進めつつ、ポイントの設計を進めます。

（つづく）

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

　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。


　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。


　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。





　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

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。





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。





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。




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。



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 組立式レールの製作（第8回） 四次試作品

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。



　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。



　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。




　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。




　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

出力依頼した三次試作品のレールが送られてきました。





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。



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。






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

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。



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。




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。





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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13mmゲージ組レールの製作（第5回） 連結部の設計見直し

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。



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？


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。

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

　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。





　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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13mmゲージ組レールの製作（第3回） 連結構造の設計

　道床どうしの連結構造を設計します。

　カトーのユニジョイナーが使えるなら、道床の構造もユニトラックのコピーで、と考えていましたが、ME社のコード70レールはカトーのユニジョイナーに嵌りません。ME社のレールの底部の幅は、カトーよりも大きいようです。
　IMONからは12mmゲージのフィーダー線付レールジョイナーが販売されていますが、13mmゲージ用は販売されていないようです。販売されていても、コスト的な理由で採用するか（採用できるか）どうか悩むところですが。
　とりあえず、市販品で使えそうなものが見当たりませんので、自前で設計します。





　道床の端面に連結用の突起と穴を設け、互いに突起を穴に差し込んで連結する構造にします。さらに、差し込んだ突起を弾性片で上側に押し付ける構造にします。
　前回の一次試作では、枕木どうしの中間（枕木ではない位置）で道床どうしを連結する構造にしましたが、今回の設計で、１つの枕木の中心で道床どうしを連結するように変更しました。一次試作の構造では、ジョイナーが２つの枕木に跨りますので、レールが２つの枕木にわたって連続して固定されません。今回の設計では、レールが固定されない枕木が１つになりますので、レールの固定強度や精度がよくなるのではと考えています。

　とりあえず、この構造で２個出力を依頼しました。

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13mmゲージ組レールの製作（第2回） 一次試作品

　依頼した出力品が送られてきました。

　ＭＪＦの出力依頼は今回が初めてでしたので、強度等の特性が全く分からず不安でしたが、実物を触ってみたところ、実用に耐えうる強度があるように思われます。全体的に僅かに反っていますが、矯正可能で問題ないレベルのように思われます。レールに横方向に力をかけてみましたが、それなりに力をかけても犬釘の造形が破損することはありませんでした。少なくとも、アクリル出力よりは強度があると思います。





　一応、犬釘の造形の強度が実用に耐えられない場合の代替案として、スパイク用の穴を開けた枕木を造形し、レールをハンドスパイクする構造を考えていました。出力品を見た限りでは、その代替案を採用しなくてもよさそうです。手間を考えると、ハンドスパイクはやりたくありませんので。




　というわけで、製作可能と判断し、本格的に進めることにします。続いては、道床どうしの連結構造の設計です。

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