Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

カーブ鉄橋の製作 後編

カーブ鉄橋は橋脚ジョイナーを短縮しないと橋梁隙間問題解決できないと解りました。

ジョイナー内側寸法は13.5mm、これを2-2.5mm短くする必要があります。 鉄橋の正確な設置にはジョイナー使用が必須、見えない部分の小さな部品加工はトホホです。

ジョイナー外側の薄い部分を除去し小丸彫刻刀で中央軸を2ヶ所切り3分割しました。
中央部品テーパー部をヤスリで削りフラットにします。
フラットにした部分に1mm厚、2mm幅、11mm長2本を接着しました、両側部品は長さを1mm短くしています。
これを接着組立すると2mm短い橋脚ジョイナー出来上がりです。

早速確認、突っ張ってたジョイナー短縮で隙間は最小になりますが困った問題が、短縮によりジョイナーがカチンとロックしません。 両側から手で押さえ付けて写真撮影です。

角度合わせ調整で力少し加えたら接着部が外れ、業を煮やしてジョイナーに補強板を接着し、橋梁と位置合わせして接着しました。

R718線路敷設用スケールで角度合わせてます、124mmの2スパンで20度です。 残る両側のジョイナーを同方式にすると接着しないと位置決めできず困った事になります。

残り2ヶ所は角度が緩く隙間も小さいので片側短縮方式を採用し2分割しました、橋梁と橋脚中心が1mm弱ズレますが仕方ありません。
橋脚取付突起側切断面をヤスり、1.2tプラ板に接着しました。
もう一方は1.5mm短縮し、橋梁接続方向へ少し角度を付けてプラ板に接着します。
左短縮橋梁側はロック、右側は非ロックの差し込んだ状態です。

鉄橋両端の第1第4橋梁両側にジョイナー各2個をロック、接着した第2第3橋梁間込みで橋脚5本のジョイナー加工終了です。 ジョイナー含めて仕上げ塗装しますが、その前にトラフガーダー橋通路を加工します。

短縮部分から切り出した通路入口に3mmプラ角棒を接着します。
長さ25mmの通路手摺柱で切断し、3mmプラ角棒出っ張りと通路支持板不要部分をヤスリ落としました。
50mm長の3mmL材にこの様に接着しました。
もう一方を位置合わせしてL材に接着して合体、50mm長通路完成のハズでした。

現場確認すると水平方向からOKなのに上から見ると大チョンボ、これでは車両限界内通路で保線区員が事故に逢うのでやり直し決定です(涙)

接着した3mmL材を外して通路支持板間に接着する構造変更しました、左右パーツ接着は中央1本のみ、残り4本は飾りです。
上から通路支持板が見え、トラフガーダー橋梁隙間から下が見える姿への変更です。

現場再確認、これならOKです。 チョイとした風景アクセントになってくれそうです。

ダークグリーン塗装パーツが揃ったので青空ブースで吹きました。 室内から『臭~い』、慌てて窓閉めました、エアブラシ導入は不可能、筆者も掃除するより割高ですが使い切りの方が楽です、天気次第が難点ですが。

トラフガーダー橋通路を取り付けました、塗装で色味が合い支持足を薄くしたので違和感なく馴染んでくれました。

橋梁と通路に隙間がないと通路で安全に待避できません。 この通路ウェザリングは後日ですが、落ち着いた色調なので軽くで良さそうです。

ライトグレーでプラプラした橋脚にはオーシャングレーをベース色として吹きました。

その後黒サフと明る目の呉海軍工廠色をウェザリング吹きしました。 石積みコンクリートに係らず古くなると黒ずんでくるのでこうしました、現場確認します。

少し暗くし過ぎた様でイメージに今一つ合いません。 さてどうするか考えた末、ライトグレーなので多少冒険ですがグレーサフを軽くウェザリング吹きしてみる事にしました。

幸い上手くいき県道トンネルポータルとの色バランスの改善でイメージに近付きました。 カーブ鉄橋はこれでストラクチャ完成とし、橋脚と橋梁仕上げウェザリングは線路敷設時に行います、まだまだ先の工程です。


ではまた。

カーブ鉄橋の製作 前編

カーブ鉄橋を橋梁合成が必要な3連から長さ短縮の4連に設計変更し、鉄橋製作の大きな課題が解決しましたので製作に着手します。

KATOデッキガーダー橋124mm長4本中の2本を35mm短縮し、89mm長に改造します。

橋梁切断前に通路手摺を短縮位置でニッパーカットします。 加工前は左右対称ですが短縮により通路手摺端と橋梁はぎ合わせ部が左右非対称になるので切断位置は逆になります。

若干の余裕を見て橋梁を切断しました、プラ鋸刃形状により一度で切れず左右別々に切断、中央トラスはニッパーカットです。
短縮部分から通路を切り離します、北西ユニットトラフガーダー橋通路に流用予定でしたが、設計変更で繋ぐ必要があり思案中です。
通路を切り離した短縮部はこんな形です。
ここから写真右側橋梁端にあるボックス状部分を切り出し、残りはゴミになります。

KATO鉄橋と高架線路は専用ジョイナーで橋脚と勘合する方式で、短縮橋梁も同方式接続に改造します。 この確認で通路は干渉しないカーブ外側に決め、内側の橋梁/ジョイナー加工必要性が高い事が解りました。

35mm短縮した橋梁切断面側はこの様になってます。
橋梁内部構造材不要部分を除去し、右のジョイナー篏合部品を取り付けます。
ジョイナー篏合部品はジョイナーにこの状態で嵌り、上側に余裕があります。
余裕のある上側に取付台座1.2tプラ板を接着します、幅を左右桁間隔に合わせてます。

1.2tプラ板で高さ合わせし長目の台座板で水平出しして接着します。

接着乾燥後余分な台座切り取ると形状完成、手摺・桁・内部構造3点全ての整合性を満たす短縮量が35mmだと解ると思います。

ここで橋梁幅を計測しました、枕木長より1.3mm短い17.3mmでした。

設計値R718は模型では緩曲線ですが、実物の急曲線R300はスケール換算R2000、橋脚外側に大きな隙間ができ、通路から人が落下しそうです。

計測した橋梁幅から橋梁隙間が計算できます、2.6mm~3mmでした、手摺隙間はこの約1.5倍になり補正が必要と判断しました。

カーブ鉄橋内側、通路反対側橋脚をプラ鋸で1.2-1.3mm切断しヤスリで仕上げました。

左がオリジナル橋脚ジョイナー、右は中央の薄い部分約2mmをニッパーカットし、橋脚に角度を付けても突っ張らない様にしました。

橋梁短縮、ジョイナー加工した物を橋脚にセットし確認しました。 アララ、ジョイナー加工は正解ですが奥が当って隙間ができてます、ジョイナー短縮の追加工が必要です。

何はともあれ橋梁と橋脚組めるので現場確認、約12mm高い位置が最終ですが、中々堂々としてます。 橋脚レンガは似合わない、石積みもチョッとね(製作大変だし)、トーン落としたコンクリートが無難な様です。

県道と第1第2橋脚の位置関係はこんな具合になります。 県道右端から第2橋脚で堤防法面、現場に置くとイメージが膨らみます。


ではまた。

湖南電源⑮安全性保証回路製作の大誤算

納期延長の湖南電源は安全性保証回路設計終了で放置してました。

【7月末に秋月から届いた荷物】
『できた時で良いですよ』の言葉に甘え、興味の赴くまま風景製作に励み、アッと言う間に2ヶ月経過しました。 一度気持ちの糸を切ると戻すのが難しい事もありますが、基板半田付けが苦痛になったのが本音です。

中身はこれだけ、在庫切れブレッドボードタイプユニバーサル基板と安全性保証回路用特殊抵抗器です。 通販だけでなく店舗も持つ秋月のコロナ対策案内が同封されてました。

放置理由がもう一つ、レイアウト製作開始以来愛用半田ゴテが入ったり切れたりの通電不良で、ン十年前の半田ゴテ引っ張り出しましたがコテ先がチビて作業性が悪かったのです。 電材屋に行く機会があり交換用コテ先購入、もう先延ばしの理由がなくなりました。


1.基板製作

設計通りに基板を切り出し、スペーサー用φ3.2mm穴を追加しました。

【『湖南電源⑭』より転載】
自分で設計した部品配置図見ながら基板製作を進めます。

最初にトランジスタE-B間470Ωとコレクタ接続ポリスイッチ足を電源リード線半田付け可能な端子加工し指定位置に半田付けしました。
不足部品調達があったので470Ω4本並列でなく100Ω3Wを使います、巨大で縦付けするとブレーキボリュームに干渉するので足加工し配置図より1ピッチ長く実装しました。
トランジスタを足加工して挿入しECB3端子半田付け、入出力大電流部実装完了です、ブレーキボリュームに干渉する場合はトランジスタを斜めにして逃げます。
プラスペーサーを取り付けました、これを裏蓋に接着固定します。

出力から電源ラインへジャンパー線、電源-GND間に100μF実装しました、と思ったら間違えて10μF実装、後の③で気付き100μF追加、全く小さな文字が読めず嫌になります。
ラッチ回路NPNトランジスタを挿入し、EB端子に5.6kΩ2本とジャンパー線を半田付けしました。
電源オンする微分パルス発生コンデンサは空中配線なのでリードにショート防止被覆線を被せて半田付け、これでオン側部品は実装完了です、左下に100μFを追加しました。
ラッチ回路を過電流検出でオフする各CHトランジスタ2個と電源-ベース間33kΩ、及びエミッタ-GND間ジャンパー線を半田付けしました、この状態で実験開始します。

最初は非通電確認、自分の半田付けが信じられないので欠かせません。 テスターと拡大鏡目視確認で、部品間違いや半田付けオープン/ショートがない事を確認しました。

保護素子を入れずにショートして安全性保証回路と試験用Hyper-G基板を接続し、電源SWオンでラッチ回路がオンし通電する事を確認します。

【実験装置】
A4サイズに入れると結構なボリュームの実験装置です。 左下DCジャックから12V入力、右ダミー負荷セメント抵抗部にオシロスコーププローブ付けて波形観察します。


2.誤算その1
ところが電源SWオンしてもラッチ回路がオンせず電源入りません、色々調べてア-ッ。

【2SB1018端子配列】
通常トランジスタは正面型番印刷面から見て左からエミッタ・コレクタ・ベースをエクボと覚えるのですが、2SB1018は逆端子配列でした。 全てがエクボでないと知ってても確認しなければ何にもなりませんね。

表裏逆の正しい方向に修正しました、ベース・エミッタ逆で通電してもダメージがない事をデータシートで確認し、恐る恐る電源SW入れるとオンしました。 電源SW操作を意図的に瞬時/早く/遅くしても、確実にラッチ回路が動作しオンしました。


3.ポリスイッチ動作確認

ポリスイッチは過電流自己発熱動作素子なので、予備実験では常点灯域低電圧出力時は動作しませんでした。 最終回路でどうなるか計測します。

Hyper-G出力GNDを接続変更しGND間に1.3Aポリスイッチを半田付けします。 予備実験で非動作だった出力1.2Vショート試験は保護回路動作しませんでした、大電流トランジスタにベース電流十分流し損失減らせば改善すると期待してたのですがダメでした。


4.誤算その2
次に予備実験で動作した出力3Vショート試験をしましたが保護回路動作しません。 何で~と実験続けて突然出力なしに、出力トランジスタ2SA1359ご臨終でした。 ここでポリスイッチ計測を断念し、生き残った1CHで本命金属皮膜抵抗0.47Ω試験をする事にしました。


5.金属皮膜抵抗の動作確認

ポリスイッチを金属皮膜抵抗に交換し、Hyper-Gは出力を死んだACHからBCHに切り替えました。 原理はTOMIX/KATOと同じ、最初に波形確認しばがら動作原理を解説します。

出力電圧1.2V常点灯域の電源出力と金属皮膜抵抗両端の波形です。 電源出力は約10%オン90%オフのPWMで1.2V出力になってます。 金属皮膜抵抗両端は電源出力オン時のみ1M車相当ダミー負荷に流れる340mAで0.16Vで両者は完全に同期し瞬時応答してます。

出力電圧を10V時の電源出力と金属皮膜抵抗両端の波形です。 1.2V常点灯域と比較しオン/オフ比が変わるだけで、金属皮膜抵抗両端電圧は0.16Vで変化しません。 この0.16Vが1.3Aでは0.61V(1.3x0.47)となり出力電圧に関係なくトランジスタをオンさせます。


ポリスイッチは自己発熱動作素子なので出力電圧により動作が変化しますが、金属皮膜抵抗は損失がある替わりに出力電圧で動作が変化しないのが特徴です。 横軸数μ秒はトランジスタ動作に十分な時間で、ラッチ回路をオフして回路遮断しその状態を保持します。


6.誤算その3
自信満々出力電圧1.2Vでショート試験しましたが、ラッチ回路をオフし回路遮断しません、そんな馬鹿なともう一度やりましたが動作しません。

三度目は金属皮膜抵抗両端電圧レンジを1目盛0.1Vから0.2Vに切り替えて計測しました。 ショート時は0.88Vでトランジスタを十分オンできる電圧に達してます、瞬時電流は1.87A(0.88÷0.47)です。 ここで4日間足踏み状態が続き公開予定が大きく遅れました。

筆者電気関連知識総動員で何で動作しないのか検証しましたが、まだ答えが見つかってません。 ラッチ回路応用の基本は変更しませんが過電流で確実に回路遮断する回路を考えます、進展有ればまたお知らせします。


ではまた。