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。

ユニトラックとPecoコード55の接続

延伸線はPeco、従来線接続部とトンネル内はユニトラックと早くから決めてましたが、その接続をどうするかは全く未検討でした、何とかなるさと高を括ってました。 今回は接続検討とPeco路盤構造の基本設計を行います。


◆当社ユニトラックの路盤構造

ユニトラックレール高は7mm、幅は25mmです。 2mmコルクシート上に敷設したので450mm高従来線基台では床上459mm、これを全ての風景製作基準面にしてます。 従って床上360mm北基台表面は▲99mmになる訳です。

7mmは実寸換算1050mm、コルクシート面が路盤・犬走りでは道床が高く広過ぎ、そこでユニトラック肩部分にコルクシートを貼り、7mm⇒5mmにして敷設してます。

5mmに下げてもまだ高いと考えてます。 初訪問線区で下車しようとしたらホームがない、デッキステップから犬走りに飛び降りた経験が数度ありますが、従来線路盤構造高さでは怪我しそうです。 延伸線は低くしローカル線っぽくしたいと思います。

枕木幅16mm、枕木端1mmから先は45度以上の急傾斜です。 通常のバラストを均してボンド水固着工法はレール間のみ、肩部分は流れて施工不能です。 バラスト固着半裁または1/3裁両面テープを貼る方法を採用し、バラスト幅は23-25mmになってます。

このバラスト幅23-25mmもかなり広目です、前述デッキステップ飛び降り時のステップ真下にバラストなし、あったら足挫きます。 つまり国鉄バラスト幅は3m弱、N標準軌分差2.4㎜足した22mmがスケール値。枕木バランスで23-25mmが適正な様です。


◆Pecoコード55との接続
まずはコード55の寸法確認からです。

枕木裏からレール天面まで3.4mm、枕木幅16.8mmでした。 ユニトラックより3.6mm薄く、逆に枕木は0.8mm長くなってます。

【信号機部はファイントラックで道床幅が狭い】
従来線笠松信号所は場内信号機に通過信号機を代用し、ファイントラック付きなので両側ジョイントレールで接続してます。 ユニトラックレール断面形状特殊さが原因で、ユニジョイナーでPeco接続不能は解ってました。(確認したらPeco全く入らず)


従ってPecoジョイナーにユニトラック入らないと大変ですが接続可能でした。 ただし緩目で電気的導通信頼性は期待できず半田付けが必要です。 3.6mm高さ合わせは2mmアクリル板(湖南電源ケース端材)と0.8t板紙2枚でピタリでした。


◆延伸線路盤設計
接続と高さ合わせができたので次は路盤設計です。 ユニトラックより0.8mm長い枕木長がバラスト幅に影響し、従来線23-25mmと同等にするしかありません。

これに両側犬走りを加え28mmを基準寸法に決めました。 一方高さはコード55の厚さ3.4mmそのまま、ユニトラック5mmから▲1.6mmはやり過ぎ感もありますが、曲線にはカントが付くので低過ぎる事はないと考えてます。

上記基準寸法はタイトな設計にした雪崩覆いの土台間距離28mmに合わせてます、この雪崩覆いはレールメンテ利便性を優先し置くだけ方式を予定してます。 なお路盤高さを変更したので、トンネルポータルは裾を2mmカット予定です。


◆北基台へ線路が伸びる
さて接続問題が予定外に捗り必要条件が整ったので北基台への線路敷設を開始します。 目的は風景製作、基準になる線路位置が確定しないと着手できません。

北基台へはユニトラックR315/60度の16‰下り勾配で接続、路盤用5.5mm厚75mm幅板に道床外形をケガキます。
この区間で5mm下ります、基台高差90mmなので、90-5-5.5=79.5mm高の路盤台座が必要です。 2x4端材利用で製作、ノギス計測値79.4mmは許容誤差です。
16‰は1/60勾配です、左端は0.4t厚紙、24mmの位置にマーキングします。
路盤を木ネジ2本で台座に取り付けます、ネジ頭が突出しない様ザクってあります。

ユニトラックにPecoジョイナーを半田付けしました。

半田が前面に回り込み、ギャップ過大で吸い取りも想定し、裏面も半田付けしました、何の事はない最初からこうすべきでした(汗)

合わせて見ると路盤が長過ぎる、従来線側路盤延長を忘れてました。
現物合わせでケガいて切断。
切断部を糊代に流用、ボンド接着しました。 他部分は剛構造、この区間は意図的柔構造で地震対策、万一の場合は影響度が少ないここで壊れてもらいます。
まだ固定してませんが、延伸線はここから北基台に乗入れます。

コルクシートを敷かずレール接続して様子見すると何か違和感があります。 この先Pecoコード55になりトンネル出口、雪崩覆いに続きます。

背景板がやけに近く計測結果50mm、設計図は75mmで25mmも違います。 床端と基台端一致と信じて基台設置しましたが基台足だった?、としたら18mm、25mm違う理由が解りません。 建設基準点から追うと北基台が25mm南にズレてました。

【『卓さん沢山有難う何ちゃって!』より転載】
通常は原因調査・再発防止ですが、やり直す気がないので調査の意味がありません、むしろ『良く間違った!』、設計通りなら背景画上部12.5mmカット、梁の影が更に下に来ます。 ミスを帳消しにして『災い転じて福と成す』にすれば良いのです。

北基台基準で見れば線路が25mm上方にズレ、設計通り敷設すると線路全体25mm移動で風景製作に支障が出ます、雪崩覆い付近の風景もスペース減で窮屈になります。 解決策としてR282/45度1本採用もありますが、最小曲線半径変更は行いません。

雪崩覆い部直線角度を15度⇒20度に深くし、両側に緩和曲線を追加して北基台と線路の位置関係を補正する事にしました。 トンネル出口/雪崩覆い移動でドライブインに近付きますが、角度5度追加により風景製作制約条件影響は相殺可能だと考えてます。


ではまた。

露太本線ブログINDEX-7:Hyper-G高機能電源

当ブログではマスコン・惰行・ブレーキ操作で実感的運転を楽しめるHyper-G高機能電源について数多くの情報を公開してます。 Hyper-G高機能電源関連記事のまとめページを作成しましたので、参考にしていただければ幸いです。


【お知らせ 2022.0508】
Hyper-G高機能電源を製作される方は7-7.項に完成形Hyper-G Evo製作法を掲載しましたので、メインボードをそれに従い製作してください。 マスコン/ブレーキ/速度計機能搭載の高機能基板製作と使用部品は従来記事を参考にしてください。


7-1.高機能電源とは?
Hyper-G高機能電源は、Hyper-G高性能電源をベースに実感的運手を楽しめる電源として開発しました。 高性能電源と何が違い何ができるのか、最初にご理解ください。。 
◆高機能電源①設計製作の進め方
高機能電源でどんな運転操作を楽しめるのかをかいせつしてます。
◆高機能電源②使用キーパーツ
使用するキーパーツの解説です。
◆高機能電源③電源電圧vs車両速度の関係
電源電圧と車両速度、実速換算と間隔速度、車種による違いについての解説です。
◆高機能電源④各ノッチ最高速度を決める
各ノッチ最高速度の決め方とお薦め仕様の解説です。


7-2.露太本線延伸線用開発と製作
詳細な設計内容を含む製作記です、実際に製作される場合は次項「湖南電源製作」の方がより解り易いと思います。 設計プロセス資料としてご活用ください。
◆高機能電源⑤ロータリースイッチの加工
各ノッチ最高速と加速特性を決めるロータリースイッチ前加工の解説です。
◆高機能電源⑥常点灯VR加工と速度制御回路
常点灯調整と即沿制御解説及び部品前加工です。
◆高機能電源⑦基板製作 その1
高機能電源基板製作法解説です。
◆高機能電源⑧基板製作 その2
同上です。
◆高機能電源⑨速度計の設計
速度計の設計解説です。

【生野駅前大通り 昼 再掲】
◆高機能電源⑩基板製作 その3
基板製作続編です。
◆高機能電源⑪動作確認と評価 前編
組み上がった基板の調整と動作確認です・
◆高機能電源⑫動作確認と評価 後編
同上です。
◆高機能電源⑬基板完成
基板製作続編です。
◆高機能電源⑭制御盤パネル製作
2mmアクリル板使用制御パネル製作記です。
◆高機能電源⑮制御盤パネル組込み その1
制御パネルへの部品組込み作業解説です。
◆高機能電源⑯速度計の設計検証
速度計表示の設計検証解説です。
◆ドツボにハマリ苦しい選択(滝汗)
速度計の表示異常に遭遇し緊急避難策を取りました。
◆一難去ってまた一難 道は険し
オペアンプバッファ飽和電圧問題が発生し品種変更しました。
◆高機能電源⑰制御パネル組込み その2
制御パネルへの部品組込み作業続編解説です。
◆高機能電源⑱製作情報まとめ
製作情報まとめと作り易い部品配置図を掲載してます。
◆高機能電源⑱部品リストとコスト集計
部品リストとコスト集計です。

【生野駅前大通り 夜 再掲】


7-3.高機能電源走行試験
高機能電源走行試験を動画で紹介してます。
◆Hyper-G高機能電源走行試験 DC編
DC走行試験動画を掲載してます。
◆Hyper-G高機能電源走行試験 SL編
蒸機走行試験動画を掲載してます。


7-4.湖南電源製作 Part-1
『がおう☆』さん製作レイアウト湖南総合運転所へ2CH Hyper-G高機能電源納入契約があり、その製作記です。 実際に製作される方にはより解り易く使い易い仕様と記事構成になってますので、参考にしてください。
◆湖南電源①開発仕様決定
電気的開発仕様決定の解説です。
◆湖南電源②部品前加工
開発仕様に基づく部品前加工の解説です。
◆湖南電源③メイン基板の製作 その1
メイン基板製作記です。
◆湖南電源④メイン基板の製作 その2
同上です。
◆湖南電源⑤メイン基板完成
完成基板動作確認です、この後約1年の中断期間がありました。


7-5.湖南電源製作 Part-2
1年の中断後再開した湖南電源は高機能基板流用になりました。 基板製作はなく電源ケース設計製作、性能評価中心の内容になります。
◆湖南電源⑥仕様変えれば簡単に決まる
Hyper-Gベースの湖南総合運転所専用電源の製作が始まります。
◆湖南電源⑦近道とTOMIXの?見~つけた
湖南電源ケース検討とその過程で発見したTOMIX電源の欠点解説です。
◆湖南電源⑧電源ケースの製作 その1
電源の魅力アップする新規採用部品を含めた電源ケース製作の解説です。
◆湖南電源⑨電源ケースの製作 その2
前回の続編です。
◆湖南電源⑩基板準備 恥を晒します
引き続き続編です。
◆湖南電源⑪ケース組立完成
2mmアクリル板の電源ケース製作組立の紹介です。
◆湖南電源⑫配線と動作確認
配線を行い動作確認の様子を紹介してます。
◆湖南電源⑬物作りって難しい・・・
製作過程で遭遇した問題対処法について解説してます。
◆Hyper-Gに関する【重要】なお知らせ
Hyper-G 2CH仕様安全性問題の告知です。


7-6.過電流検出型安全性保証回路
最終的に湖南電源に過電流検出型安全性保証回路を追加する事になり、その開発・設計・評価プロセスをまとめました。
◆湖南電源⑭追加安全性保証回路の設計
ラッチ回路応用の回路設計解説です。
◆湖南電源⑮安全性保証回路製作の大誤算
部品調達して組んだ回路が設計意図通り動作しない顛末記です。
◆湖南電源⑯安全性保証回路 その後-1
非動作解析と改善設計の第一章です。
◆湖南電源⑰安全性保証回路 その後-2
非動作解析と改善設計の第二章です。
◆湖南電源⑱安全性保証回路 その後-3
非動作解析と改善設計の第三章で最終設計が固まりました。
◆湖南電源⑲新安全性保証回路製作と評価
最終設計回路を製作・評価し設計目標を達成しました。
◆湖南電源最終章①&氏神様の正月準備
新安全性保証回路を組み込み、損失影響の補正を行いました。


7-7.Hyper-G Evo製作法
保護回路動作感度等を改善した最終完成形Hyper-G Evoメイン基板の製作法です。
◆Hyper-G Evo➊回路設計
最終回路図を掲載してます。
◆Hyper-G Evo➋回路確定実験
同上未定部分の回路定数確定実験です。
◆Hyper-G Evo➌部品配置設計
メイン基板部品配置設計です。
◆Hyper-G Evo➍メイン基板製作 その1
部品実装の第1回目です。
◆Hyper-G Evo➎メイン基板製作 その2
部品実装の第2回目です。
◆Hyper-G Evo➏メイン基板製作 その3
部品実装の第3回目で基板完成です。


以上、キーワード『Hyper-G高機能電源』の露太本線ブログINDEXです。
なお本稿完結しておりませんので進捗に合わせ随時追加します。


★お断り
Hyper-G製作者の個別サポートを行ってきましたが、高機能電源は高性能電源より基本的電気知識を必要とし、誰でも作れるとは言えません。 技術的難易度の高さに加え筆者の高齢化もあり、高機能電源製作個別サポートは終了させていただきました。 なおコメント欄での質問回答は引き続き行います、ご了承ください。


[露太本線ブログINDEX一覧]
1.Nゲージポイント
2.鉄道模型照明技術
3.TOMIXの功罪
4.Hyper-G高性能電源

5.市販電源
6.レイアウト制御

8.半世紀前の鉄道雑誌
9.History
10.旅の記録
公開毎に順次追加します。


ではまた。

湖南電源⑧電源ケースの製作 その1

右往左往しながら地道な作業が続きます。


◆踊る仕様
ケース製作が始まったのに仕様が次々変わります。 『がおう☆』さんが「あーしたい」「コレできないか」と我儘言ってるのではありません。 全く逆に筆者から様々提案して仕様がコロコロ変わってます。

【『湖南電源⑥』より転載】
湖南電源はレイアウト関連電気技術の筆者集大成です。 露太本線従来線電源は30年前に設計製作した物です、『がおう☆』さんの年齢から間違いなく筆者がこの世を去った後も「あのフルスペックHyper-G」として残ると思うと変な物を残したくないのです。

天面4隅ネジを廃止しました、市販電源全て裏なので。 社紋で窮屈な中央部改善の為、ディレクションスイッチ位置を少し右下へ移動しました。 不必要な小数点以下速度を、ブレーキ操作感改善抵抗追加による停止時微少速度表示が見えない様マスクしました。

更に安っぽい電源スイッチも変更しました、125V/3A仕様の小型シーソースイッチを採用し、背面左上部に取り付けます。 メイン/サブ天面差はパイロットランプだけになり、電源スイッチ干渉を避け位置変更してます。

メイン/サブ接続仕様も変更しました、当初サブCHに6本のコードが生えメインCHコネクタ接続仕様でしたが収納が面倒です、双方コネクタにしました。 という具合で自分で自分の仕事増やしてる状態ですが、嫁に出す娘に化粧させたい心境です(笑)


◆電源ケース③
ケース素材のアクリル板は6H硬度でツルツルテカテカ、黒サフ仕上げを予定するも塗装強度は疑問、部分剥げしてテカったら高級電源の面目丸潰れです。

シボ加工して塗料の喰い付き良くしたらどうか、いつもの行き当たりバッタリアイディアです。 端材に400番サンドペーパーで試したところ荒過ぎて傷が目立ちNG、600番で試すと荒目ではある物の天井灯の光を乱反射しシルエットが見えず良さそうです。

左から①が600番サンドペーパーシボ加工、②がシボ+黒サフ、③がアクリルに黒サフ、④がアクリル素材です。 塗装部分剥げが発生した場合③⇒④より②⇒①の方が外観影響少ないのは確実ですし、シボにより塗料が喰い付き剥げ難くなる効果も期待できます。

本番仕様は1,000番と決めたのですが、1,000番サンドペーパーは目が細か過ぎ、天井灯シルエットを乱反射してくれません、どうやら600番が最適だった様です。

底板と前後面板6枚を600番サンドペーパーでシボ加工後、中性洗剤で良く洗って乾燥させ黒サフを吹きました。 組立完成時外面に出る端面にも吹いてあります。

裏面2枚に電源出力ターミナル、メインCHにはDC入力ジャックと電源スイッチを取り付けました。 これで背面完成、スッキリして中々格好良いと思います。

底板にはゴム足と基板スペーサを取り付けます、メインCHは基板2枚ですが取付位置未定です。 万一の場合は底板外し分解可能な様に配線長を決める必要があり、基板位置方向により必要配線長が変わるからです。

基板は5mmスペーサで底板に固定されます。 自社用は天面パネルが隠しネジで基板背負ってるので配線最短ですが、分離する湖南電源は多数の配線が行き交います。


◆接続ケーブルの製作
ケース設計に影響を及ぼす接続ケーブルを先に仕上げる事にしました、購入準備した6芯コードは太くて重く取り扱い難いので新たに製作します。

角型コネクタをケースに取り付けるのは非常に面倒です、左がケーブルに付くオス、右がケースに固定するメスのコネクタです。
メスコネクタ上部2本のリブの赤長丸部をヤスリ落とします。
そこに2mmプラ角棒を接着し抜け防止ストッパーにします、こんな時材料ケチっちゃいけません、キッチリ直角出してガタ防止、何?ウデの問題?、ピンポ~ンです。
余分を切断しました、最終的にケースから10mm強コネクタが突出します。

ケーブルがバラバラでは見た目も悪く使い難いので熱収縮チューブで一体化します、ところが以前量り売りだった店が最長1m切り売り、取り寄せ100m単位で話にならず1mを選択、細く柔らかい被覆線3本を最初に通しました。
次に回路系GND線、前3本と外径同じでも芯線が太く硬いので簡単でした。
最後が電源出力3A容量の太い平行線、入れたり出したりチューブ揉み解したり、1時間かけてようやく通過、当初予定の1.8mはとても無理な感じでした。
長さを切り揃えオス電極を半田付けしました。

オス電極半田付けした片側配線をカチンとロックするまでコネクタに差し込み、ここでドライヤー登場、チューブを収縮させます。
手持ち50mm長の熱収縮チューブを2本、最終的に4本通して反対側の電極半田付けとコネクタ取付を行いました。
コネクタ付近を絶縁テープで巻き上げます。
1m熱収縮チューブと絶縁テープ境界から50mm長熱収縮チューブを重ねて収縮させました。

完成した6Pケーブルです、電流容量ギリギリにすれば更に細くできますが、余裕優先でこの太さになりました。 極性なしどちらに差してもOKなピン配列です。

最終的な6Pケーブル長は1145mm、コネクタ篏合部25mm、ケーブルピンと張った最大メイン/サブCH距離は1145+50+180で1375mm、実用的には1.25mMaxです。

電源ケース内配線にメス電極を半田付けしコネクタ組立完成です。 電源内回路系GNDには6Pケーブルに黒使って後家さんになった赤配線使ってます(笑)


ではまた。