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。

雪崩覆い周辺の製作 その4

何か忘れてる様な、でも何だか思い出せない、65歳を過ぎ法的にも高齢者になってからそんな経験が良く起こり、毎日脳細胞が死んでる何て話聞くとゾッとします。 雪崩覆い周辺製作にもそれがあり、慌てて進めては危ないと思ってましたが何だか解りました。

コレです、従来線接続部基準で路盤と線路合わせると5mmほど線路が飛び出してたのです、これでは雪崩覆いユニットの位置がズレ勾配も微妙に変化します。 路盤の薄いPecoレール接続余裕で短目にしたのですが5mmは大き過ぎました。

台座はR315緩和勾配が路盤端になる前提で設計してあり、そうすれば線路接続は正確で雪崩覆いユニットに狂いは出ません。 台座位置をケガキ直しました。
その結果R315反対側に5mm隙間ができ、地震ヒューズとして幅の狭い継ぎ板1枚にしたので逆カント気味になってしまいました。
台座をケガキ直し位置に接着し、雪崩覆いユニット最終位置を確認しました。
いくら何でも5mm隙間は脆弱過ぎ、逆カントで線路敷設に影響したら本末転倒です、両側から当て板して強度アップと逆カント補正しました。

もう一つ忘れてたのは雪崩覆い次の台座、6mm下るから10mm下駄を4mmにすれば良いと背景板端材を接着しましたが、ここから1/60緩和勾配になる先の区間が40mmしか使えず台座で勾配設定できません。
下駄を2mmアクリル板と1.2mmプラ板で0.8mm下げると1/40勾配台座に取り付ける前区間位置が32mm移動します、前区間は台座密着敷設なので大丈夫です。
次区間が1/60勾配となる様に0.4t、0.8tを貼りました、台座位置の上手移動です。
雪崩覆い先はR718/35度で水平になり、小さな沢をトラフガーダー橋で渡ります。 ユニトラック接続部からR718終了部まで694mmを一括敷設します。

緩和勾配で2.5mm下り水平区間基台上台座高は62.5mmになります、この台座は水平に製作し30mm角材両端に30mmキューブ材を接着しました。
2.5mm下駄を履かせれば良いので2mmアクリル板と0.5mmプラ板を重ねて嵩上げしました。
曲線区間の長い台座なので曲線Rを台座にケガいて寸法取り、このラインより左が水平、右が1/60緩和勾配です。
24mm毎に0.4mm高くなる様に0.4t/0.8tを貼って台座完成、さあこれで線路敷設できるぞと思ったのですがそうは問屋が卸しませんでした。

線路敷設は台座固定後でコンクリート擁壁がこの位置に固定されます、左端と背景板距離は30mm、擁壁背後の風景製作ができません、天井まで300mm弱ですし背景画にもダメージが出ます、先に擁壁奥風景製作してから台座固定する必要が出てきました。

せめて50mmあれば後で壁立て製作する方法取れますが30mmでは絶対無理、基台設置位置25mmミスの影響です。 でもそれはよくぞ間違ったと受け入れた事なので打開策を考えるしかありません。

B4板紙フルサイズに5mmプラ角棒を接着し、端材で前倒れ防止を付けて背景板に接して置きました、雪崩覆い奥風景基準板です。 強度的にはプラ棒でなく10mm以上厚板を使いたいのですが台座基部が邪魔して入りません。

雪崩覆いユニット台座足奥側に5mmプラ角棒を接着しました。

現場で寸法確認して板紙で型紙を作ります、角度20度は100mmで275mm、40mmなら110mmです、この比で考えると角度出しが簡単です。

雪崩覆いユニットを基台にケガいた20度ラインと平行にセットし型紙寸法をチェックしました、台座を少し曲げて取り付けた分だけ修正が必要でした。

型紙から4mm厚背景板余材にケガキ、切り出してヤスリ仕上げします。

これを現場で5mmプラ角棒間に接着すると、足元側で雪崩覆いユニットと風景基準板との位置が固定します。 勿論これだけでは全く不足、精度など出る訳ありません。

相互位置関係固定はコンクリート擁壁上部の補強5mmプラ角棒で行います。 角度は約20度ですがコンクリート擁壁5mmプラ角棒は勾配で傾いてるので現物合わせで修正(全長で1.5mm)し、風景基準板側に5mmプラ角棒を接着しました。

現場で一旦プラ棒位置をケガいたのですがコンクリート擁壁側が定位置に乗ってなくケガキ直し、何しろ天井気にしながら覗き込まないと見えない場所なので厄介です。

現場で出来ない接着作業は基台上で行いました。 上下で接続されかなりの強度になりました、片手で持って扱っても歪む心配不要の強度です。

現場へ戻し台座ネジを仮締めして問題ない事を確認して再び取り出し、地形基準になる一番狭い部分の稜線を取り付けました。 擁壁なしで60度までOKですが、なだらかな里山なので最大40度ほどにしてあります。

最終地形イメージに従い20mm間隔で稜線を取り付けました。 一方的に低くならず小さなピークを設けたのがミソで、トンネル出口からこのピーク間が雪崩の通路、県道洞門を超え河原へ落とします、でないと右下に位置するドライブインが立地できません。

風景基準板を稜線ラインでカットし現場に設置してイメージ確認、何故ここに雪崩覆いが必要だったか納得性のある地形になり満足しました。

と、ここで悩んだのが左端コーナー、最終的には南北背景板取付部です。 手前側最低30-50mmの風景製作して置かないと後で進退窮まる状況に追い込まれてしまいます。

最初左下の台座干渉しない位置に接着した木製ブロックからステーを立てる案でしたが。線路敷設やバラスト撒布の邪魔になるのでボツ、左上30mmキューブ材(塗装台使用)でコーナー部だけ風景完成させ、他工程完了後接続部どうするか決める事にしました。


今回はR718ベース作って線路敷設準備完了までと考えてましたが、予期せぬ方向へ進みレイアウト製作備忘録の様相を呈してきました。 でも、先を考えながら手持ち材料活用でアレコレ工夫し、それが形になるプロセスは楽しいと感じてます。


ではまた。

雪崩覆い周辺の製作 その3

雪崩覆い周辺の製作続きです、工作順番を考えながら進めてます。

雪崩覆い出口側の細工が終わったので入口側の細工です。 トンネルポータルの正確な位置決めと側溝隙間埋め、及び袖石垣部にコルクシートを貼りました。 緩和曲線ユニット端面角度加工し、背景板と余裕が少ないコーナーも削りました。

コンクリート擁壁トンネルポータル側をこの様に加工しました、使用予定の左端は寸法不足と先端が剥がれてしまいNGに、どんな造形になるかは後程説明します。

擁壁は反ってませんが上部風景製作足場と補強兼用で5mmプラ角棒を接着しました。 下部3mmプラ角棒で位置決めとおおよその角度出しを行い接着しました。

擁壁角度は3mmプラ角棒だけでは保持できませんので1.2mmプラ板で角度固定します、ユニット端に0.8t板紙3枚重ねでプラ板がほぼ垂直になりました。 この結果から擁壁角度を計算すると、設計値より立った81.5度になりましたがOKとします。

正面から見ても違和感あるほど急傾斜ではありません、待避スペースを兼ねた側溝エリアを0.5-0.7mm狭くすれば80度になりました。

雪崩覆いとトンネルポータルを定位置に置いて見ました。 この状態では擁壁角度の1.5度は全く問題になりません。 図面書いてこうしたいと思った物が徐々に形になるのを見るのはレイアウト製作の醍醐味です。

最初に出てきたトンネルポータル側擁壁形状の種明かしです。 擁壁角度により鋭角三角形の隙間ができます、ここも小さな擁壁になりますが垂直にしたくありません、トンネルポータル側に傾いた擁壁になり、小さな擁壁パーツが必要になります。

【色は後で直します】
トンネルポータル固定はユニット台座固定、台座基台固定、線路敷設、バラスト撒布後になります。 先送りすると面倒、コンクリート擁壁残材利用は切り出し困難、方向転換し石垣パーツ残材から切り出し、先端加工した2mmプラ角棒を介し接着しました。

バラスト撒布後プラ材の白色が見えると興醒めなので、コルクシートに貼った1mm厚材端面をフラットアース塗装しました。

そして雪崩覆いが嵌まり込む溝をバラスト撒布から保護する為に、マスキングしてベース単体加工は終了、ベースを25‰勾配にする台座製作に移ります。

ユニット起点台座は水平、雪崩覆い区間が水平なら3.6mm嵩上げでユニトラックと高さ調整OKですが25‰の下り勾配です。 従って3.6mm差は接続部のピンポイント。25‰は1/40なので16mm毎に0.4mm高さ調整が減る勾配です。

48mm+に2mm厚アクリル板、32mmに0.8t板紙。16mm幅0.4t KATOパッケージ紙2枚を貼りました、紙の端面で25‰勾配が形成されてます。 この区間で5度曲がるのに合わせ台座平行ではなく傾けてます、面倒ですがベース勾配角度出しをこの様にします。

【従来線スイッチバック直線区間の台座】
ユニット反対側の台座は25‰勾配がまだ続くので台座自体を1/40勾配に傾けます、従来線スイッチバック路盤建設に採用した方法です。

【ボビーセンターカトーHPより】
現在はこの様な便利な素材が市販されており、ループ線の様な連続勾配曲線敷設には非常に便利ですが使ってません。 従来線ダブルループはお座敷レイアウト流用橋脚付き高架線路で敷設、延伸線トンネル内待避施設90度曲線も同じ方法で製作します。

30mm角材を約85mmx2本、約90mmx2本切り出し、ヤスリで1端面を直角仕上げし、40mmと80mmラインをケガキました。 鋸直角切りはプロでなければ無理とハナから諦めたアバウト切りなので、てんでバラバラです。
短い方2本に80mmラインの先に2mmアクリル板小片を張り付けましたが、撮影忘れました。 熱中してると良くあります、なしで誤魔化しも何度か(汗)
それを長い方に接着すると80mmで2mm、つまり25‰勾配台座ができます。 雪崩覆いの先はR718左カーブ35度なので次に必要な台座も一緒に製作しました。
40mmラインを裏側に回したラインが高さ61mmの25‰勾配ユニット端位置です。

雪崩覆いユニットを25‰勾配で設置する台座高の計算結果は71mm、つまり61mm台座に10mm下駄を履かせればOKです、次の台座は6mm低いので4mm下駄です。 先の設計一緒にしてるのは、フレキブツ切りの非効率を避け敷設区間を長くする為です。

雪崩覆い先の10mm厚下駄を作りました、4mm背景板端材2枚重ねに2mmアクリル板を貼ってます。 手間の掛け過ぎと感じる方も居るかと思いますが、線路敷設はレイアウトの基本、高剛性でガッチリが考え方で、アレコレ工夫するのも楽しんでます。

10mm下駄に61mm 25‰勾配台座接着すれば雪崩覆い出口台座の完成です。 見えなくなる部分なので剛性と正確性重視、外観無視です。

雪崩覆いユニット出口谷側をドライブイン風景製作都合で斜めカットしてから台座に接着しました。 この先左カーブなのでベース逆カント防止目的でわずかに傾けてます、この傾きは雪崩覆いユニットに不要なカントを生むのでごくわずかです。

入口側台座に載せてみました、捩れもなくベースは平行、計測してませんが延伸線側が高さ合わせ分高く段付きになってます。

木ネジ1本で仮止めし段差3.6mmを確認しました、入口台座位置は従来線接続部から決まる基台ケガキ位置です。 一方出口台座はユニットを基台20度ライン平行に置いて決まる位置なのでこの部分は接着できません。


早く台座固定し線路敷設へ進めたいのですが、コンクリート擁壁奥の風景製作法など進め方を良く検討しないと後でアチャーとなります。 亀の歩みの様な建設進度です。


ではまた。

湖南電源⑬物作りって難しい・・・

製造業で働いている方は良くご存じだと思いますが、継続生産製品でも予期せぬトラブルは発生する物、新製品生産開始時は事前のテストランで問題なしの判定が出ても、新たなトラブルにに見舞われるのが普通です。


湖南電源は特別仕様の一品料理、開発設計者の筆者は元電子回路設計エンジニアとは言え電源は専門外、30年前に自家用電源製作経験あるだけでPWM電源開発設計はHyper-Gが始めてですから、トラブルが起きるのは至極当然です。


◆残された課題の解決
A.出力電流容量とトランジスタ破損対策
電流容量余裕が欲しいの要望を入れオリジナル1.2A仕様の1.3A化が仇になってしまいました。 出力トランジスタ動作点変化が安定出力最低電圧、つまり常点灯性能にこれほど影響を与えるとは想定を超えてました。

『がおう☆』さんに状況説明し、オリジナル1.2A仕様に戻す了解をいただきました。 KATOコアレスモーター蒸機の常点灯ができる/できないの選択、半ば強姦ですね。

これで1.3A化の為に330Ωに変更した出力トランジスタベース抵抗(黒丸)を470Ωへ戻す事になりました。 同時に軟破壊したトランジスタ(黄丸)も交換です。

トランジスタ破損原因が最大出力ショート試験と推定してますが詳細は不明です。 電流容量強化半田付けトランジスタ交換は大仕事なので、信頼性向上の為に出力ジャンパー線(赤丸)に1.3Aトリップポリスイッチ入れる提案しましたが却下されました。 パイロットランプでショート表示ができなくなるから当然です。

電流容量強化した出力トランジスタラインの半田をソルダーウィッグ大量消費で吸い取り抵抗2本とトランジスタ2個を取り外しました。 半田吸い取りで長時間加熱した非破損トランジスタも安全を見て交換します。

さて困りました、このブレッドボードタイプユニバーサル基板はサイズ・電極数・価格の三拍子揃ってHyper-Gに最適ですが、欠点は銅箔が薄くパターン幅が狭い事です。 次に壊れたら多分パターンが持たず修理できません。

そこでトランジスタ破損時の交換を容易にする為、ICソケットを使い差し替え可能にするアイディアを思い付きました。 8ピンICソケット利用の差し替え式、誤挿入防止に一番手前端子(空ライン未使用)は半田盛りしました。


つまり[絶対壊れない様に設計変更する]から[万一壊れても簡単に交換できる]への発想の転換で、出力トランジスタは『がおう☆』さんが百個近く使用するリレードライバと共通なので問題ないと思います。

そこに新品トランジスタ足カットして挿入しました。 電源落とす様な衝撃与えると抜けるリスクはありますが、簡単に交換可能構造メリットは大きいと思います。


と、一旦は自分を納得させたものの次の常点灯試験完了後、少しグラ付き最悪点接触に1.2A流して良いか?と自問しました、答えはNO!、自分に嘘は付けません。 このアイディアを活かすもっと良い方法を考えなくてはなりません。

そこで目を付けたのが14ピンICソケット、Hyper-G設計当初4回路入りアナログスイッチ利用回路を考えて手配し滞留在庫化してた部品です。
ICソケットには丸型と挟み込み型2種類のピンタイプがあり、どちらも同じICピンを挿入できます。
丸型ピンは入口が狭くトランジスタ足は太くて挿入できませんが、プラグのオス/メスの様にピタリ嵌まり込みます。。
ならばトランジスタ足を丸型ICソケットに半田付けし、3ピンIC足に変換して丸型ICソケットに挿入すればしっかりとホールドされ接触面積も十分確保できます。 ここでは扱い易い様にトランジスタ2個1セット6ピンにしてます。(3ピンx2でも強度OK)

14ピンICソケットを6Pに切り付け直しました、今回は半田吸い取り6ピンなので簡単でしたが基板パターンはボロボロ、ICソケット足曲げとジャンパーで配線しました。

見た目は悪いですがこんな具合、根元までしっかり挿入でき、ピンセットでこじらないと外れません。 トランジスタ破損発生確率は高くないので『がおう☆』さんには交換構造と補修用ICソケットで勘弁していただきます。


B.蒸機常点灯性能確認と改善
導通試験と抵抗値測定による確認実施後、通電試験をしました。

結果は上々、安定出力最低電圧は1.1Vから0.8Vへ改善、オリジナルHyper-Gと同じになりました。 出力トランジスタオーバードライブかこんなに影響するとは意外で、容量1Aで十分な当社延伸線用は更にベース電流絞って常点灯性能向上させようと思います。

レイアウト上で長野式集煙装置付きD51で確認しました。 常点灯可能ですがピンポイントで使い易いとは言えません、TOMIX N-1001-CL比較でも合わせ易さは同等、常点灯時輝度が少し明るい程度でキハ20系比較の大きな差はなく五十歩百歩です。

その時の常点灯電圧は抵抗ダミー負荷より0.36V低い0.4V強、またKATOコアレスモーター蒸機走行開始電圧は0.5-0.8Vと一定せずロッド抵抗等の条件で変化する様です。

【『高機能電源⑥』より転載】
そして蒸機常点灯を使い難くしてる要因がもう一つ、常点灯ボリュームに25kΩを採用し制御特性を変化させた結果、キハ20で使い易くても蒸機は敏感過ぎて使い難くしてしまいました。 当時は蒸機常点灯性能知らなかったので仕方ありません。

この図は30度毎の抵抗値計算作図ですが、不安定チラチラ点灯から蒸機常点灯0.5V付近では3倍近く違い、正に策士策に溺れるで点線通常10kΩがはるかに優れてます。 この問題発見前日に秋月調達品が届いたばかりなので電材屋へ走りました。

10kΩ小型ボリューム2個調達し早速交換しました。 効果は驚くばかり、0.3-0.5Vは3倍でも、それ未満は10倍近くの分解能差になってた様です。 多少馴れは必要ですがKATOコアレスモーター蒸機常点灯できますと言える性能になりました。

常点灯ボリュームを非常にゆっくり回し点灯確認した時の出力電圧は0.02-0.03Vで安定しません。 出力パルスがパラパラ出る状態で、常点灯としては実用外です。
出力電圧0.1Vは歯抜けのある非安定発振ですが継続的パルス出力があり、常点灯下限性能が得られます。
出力電圧0.2Vはそこそこの輝度が得られます、非安定発振なので0.15-0.3Vに電圧変動しますがチラつきはなく、気にするのはオシロ見てる筆者だけ、実用上OKです。
出力電圧0.4Vは十分な輝度が得られます。 更に電圧上げると輝度上昇し、走行開始電圧は0.5V~0.7V強で一定しません、0.8Vで確実に走行開始しました。

普段非安定発振領域波形観察しないので筆者も始めて見ました、歯抜けになって電圧下がりますが、蛍光灯またたき1回より短い時間内なのでチラつきなく十分に実用域です。 実験セットしたついでにフライホイール動力ユニット搭載DD51も確認しました。

出力電圧約0.2Vで点灯確認しました。
出力電圧0.5Vで実用レベルの輝度が得られます。
出力電圧1Vでは走行開始しないのでラフな常点灯調整でもOKです。
写真で差が解り難いですが電圧連動で輝度上昇し出力電圧1.5Vで十分な輝度が得られます、通常モーター走行開始電圧は1.8-2.0Vなので1.5Vを設計の基準値にしてます。


C.速度計表示異常
最後は正常/異常動作をランダムに繰り返す速度計表示異常、筆者が自分で解決するしかない設計課題です。 テスターで正常動作、速度計は正常と異常(マイナスオーバーレンジ)で一定しない神出鬼没トラブルです。

その様子から速度計搭載半導体の軟破壊を疑い、完成してる延伸線Hyper-Gから速度計を取り外し交換しました。 すると正常動作、やはり速度計壊したと判断し他の確認試験してたら異常表示発生、今度は全く正常表示に戻りません。 湖南電源メイン基板に原因があり速度計破損と考えるしかなくなりました。(実は違ってた)

納期に間に合わせ延伸線Hyper-G復旧するには速度計が必要と予備含め3台、実験用リレーや大容量コンデンサと合わせ急遽秋月手配し届きました。 いきなり速度計交換したら同じ事の繰り返し、まずは原因究明が先です。

異常現象発生後は安定してたので、通電しオシロスコープで一つ一つ確認した処、速度計マイナス端子異常を発見しました。 接続延長コードの半田付け不良、剥き残し被覆を介して撚り、被覆が溶けて固着してました。(黄丸部)


力の掛かり具合で芯線1本でも接触すれば0Ω(正常)、離れれば数十kΩ(異常)に接続抵抗変化する気付き難い不良モードで原因の視力低下を呪いました。 再半田付けで一発解決、速度計は破損しておらず3台の電圧計は不良在庫になりました、トホホです。


ではまた。