軸受けを取り付けました

２０１０／１１／１９　（金曜日）　晴れ


朝起きて窓の外を見てみると、屋根が白っぽくなっている。
もしかして霜が降ったのかな？
天気はよいけどとても寒い朝だった。
だけど工作実習生は寒さなどものともしない。
今日も朝から工作に取り掛かった。



↓　　過日、工作台を作ったときの端切れ板を使ってベースを作り、軸受けを取り付けた。
　　　　そしてフライホイールとクランクを取り付けてみた。

　　



↓　　今回の軸受けにはこんな工夫をしてみた。　少しは回転が滑らかになるかな？




↓　　アルミ丸棒からピストンを切り出した。　　今度のピストンは１０ｍｍ厚にしてみた。　



↓　　アルミパイプを切り出してシリンダーを作った。
　　　　スチームエンジンは前面からも後面からも圧力を受けるのでその長さはシビアになるはずだ。
　　　　そこで長さを慎重に合わせた。





↓　　　シリンダーとピストンを作った。　　



定時が迫る頃（４時過ぎ）仮にシリンダ後蓋を作ってピストンの動きを確認してみた。
ダメだ・・・・・
固くて動きが悪い。
いくら調整してもスムーズに動かすことが出来ない。
夢中になっていたのでいつもの　♪夕焼けこやけで日が暮れて・・・　のメロディも聞こえなかった。

「ほら、定時のメロディーが鳴っているよ、もう片付けなさい！」とお代官さまの声。

えーっ、もうそんな時間なの？　　仕方ない、この続きは明日にしよう・・・

というわけで今日の工作はここまで。　続きはまた明日。　

ロウ付けは面白いよ

２０１０／１１／１８　（木曜日）　晴れ


卓上ボール盤を備えてから工作の材料として真鍮が楽に扱えるようになった。
今までは材料に穴を開けるときはハンドドリルでギリギリと手回しで
軟らかいアルミ板がせいぜいだったが、ボール盤のおかげで硬い真鍮板でも
平気で穴あけが出来るようになったのだ。
そして真鍮板を材料にすると半田付けやロウ付けが出来るので応用範囲が
広がった。
今日は、シリンダー前蓋や後蓋を取り付ける金具をロウ付けで作った。



↓　　アルミ・シリンダーの前後を密閉する蓋（前蓋、後蓋）を止める金具を作るために
　　　　切り出した真鍮のバンドと爪。　これをロウ付けで組み立てる。



↓　　バンドと爪を火床にセットした。（風除けのために植木鉢を使った）
　　　　そして爪の根元に銀ロウを置いてフラックスを塗った。



↓　　ガス・バーナーで加熱する。
　　　　材料が真っ赤になるほどに加熱するとやがて銀ローが溶けて接着される。　



↓　　ロウ付けで出来上がった止め金具。
　　　　以前は爪をリベットで止めて半田付けで補強していたのでちょっと不恰好だったが、
　　　　今回は少しスマートになった（と、思います）。　　　





↓　　フライホイールの切り出し。　今回は直径を小さくしたかったのでアルミより重い銅版を使った。　




↓　　今回は厚さ３ｍｍ直径６０ｍｍにした。　前回のスターリングエンジンは厚さ３ｍｍ直径１２０ｍｍのアルミ板だった。



↓　　角角をヤスリでゴシゴシ削って丸い円盤にする。（丸いから円盤だよね、「馬から落ちて落馬して」と同じだね。



↓　　大体丸くなったからこれでよし、としよう。



↓　　軸受けとフライホイール。　　軸は２φのステンレス丸棒だけど、硬くてネジ切りが大変だった。



ここまで工作しているとき、また　♪　夕焼けこやけで日が暮れて・・・　のメロディーが流れてきた。
あれ、もうこんな時間かぁ・・・
さぁ、良い子と一緒におうちに帰りましょう・・・・
今日の工作はここまで。　　また明日をお楽しみに。

千里の道も一歩から・・・・・

２０１０／１１／１７　（水曜日）　曇り後雨


朝から曇り空で寒い。　昼前からは雨が降り出し寒さも増してきた。
いよいよ今日からスチームエンジンの工作を始めた。
シリンダーにはアルミパイプ、ピストンはアルミ丸棒を使う。
アルミは軟らかくて粘っこいので摩擦が多くてシリンダーやピストンには向かないと思う。
それに半田付けが出来ないので気密部分の工作にも向かない。
本当は真鍮のパイプや丸棒が良いのだが、隙間のないぴったり合うものがなくて、
止むを得ずアルミのものを使用することにした。
そのため工作にはいろいろな制約が出てしまう。
その一つが、９０度曲がりパイプだ。
シリンダーに蒸気を送り込むパイプにもややこしい細工をしなくてはならないのだ。
そのためには“ロウ付け”という作業が必須だ。
実習生はロウ付け作業なんてやったことがない。
これが出来なければスチームエンジンも出来ないのだから大変だ。
そこで先ず一番にロウ付け作業をやってみた。
初めてのスチームエンジン工作は完成まではいろいろと長い道のりがあるだろう・・・
しかし、その長い道のりでも一歩を踏み出さなくては・・・・
“千里の道も一歩から”　だよ。




↓　　ロウ付け用の銀ロウ。　ロウ付けの方法はインターネットのサイトを検索して調べてある。



↓　　針金で９０度に曲げた状態に固定して銀ロウを載せた。　後はバーナーで加熱するのだ。


小さく切った銀ロウが吹きこぼれたり、飛び散ったりでなかなかうまくいかない。
何度も何度もやり直しをした。
そしてだんだんコツを覚えて少しずつ作業が進んでいくようになった。
ロウ付けはパイプが真っ赤になるほど加熱しなくてはならないんだよ。
パイプが溶けてしまわないか心配するほどだった。


↓　　何度目かでやっとロウ付けができた。


↓　　ロウ付けは結構面白い。　　３方に分岐したパイプも作ってみた。



↓　　出来上がった９０度曲がりパイプと３方分岐パイプ。



ロウ付けしたパイプはとても硬く接続できている。
半田付けなんか問題にならないほどの強度がある。
スチームエンジン工作の第一関門はなんとか通過できた。
さぁ、明日もまたもう一歩進もう。

圧力チェッカーを改造しました

２０１０／１１／１６　（火曜日）　晴れ


先日工作した圧力チェッカーに不具合があった。
乾燥した空気の圧力をチェックするときは問題ないが、
水蒸気の圧力をチェックすると、動作が鈍くなり、
特に蒸気圧が減っていく場合は、指針が全然戻らなくて
いつまでも高圧を示したままになってしまうのだ。

何でだろう？
針を動かすリンクが重いのだろうか？
注射器のピストンが押す場所の摩擦が大きいのだろうか？
注油したり、動きをチェックしたりしたが、ダメだった。
長いことあーでもない、こーでもない、と頭をひねっていたが
やっと原因がわかった。
圧力をチェックするために蒸気を引き込んだ注射器の内部が湿って
摩擦が大きくなって動きが鈍くなるのだ。
特に高圧がかかって注射器の中筒が押し出される量が大きいと
（摩擦が大きくても圧力が強いので押し出される）圧力が減って
戻るとき摩擦が大きくてそのままの位置で停止してしまうのだ。

注射器は乾いているときは本当にスムーズに軽く押し出せるが
湿ったり、濡れたりすると、とたんに摩擦が大きくなるのだ。
これでは水蒸気を扱うことができない・・・・　困った！

何か注射器に代わる圧力センサーを探さなくては・・・・
無い頭をしぼってあれこれ考えてみた。
夜店のヨーヨーの硬い風船はどうかな？
薄い真鍮板でぺこぺこの缶を作ろうか？
アルミのピストンを作ろうか？
床に就いてからもあれこれ考えてなかなか寝付けない。
「あっ、そうだ！　あのスポイトがいい！」
１００円ショップで買ったインクを吸い取るスポイト。
一応蛇腹がついていて伸び縮みするように「なっている。
ただ、水蒸気の高温に耐えられるかどうか心配だ。
朝一番でテストしてみよう！


↓　　１００円ショップで買ったスポイト。　蛇腹がついているので伸び縮み出来る。
　　　　蒸気の高温に当てても大丈夫だった。



↓　　注射器を取り外してスポイト・センサーを取り付けた。　




↓　　目盛り版を取り付けてほぼ完成だ。



↓　　針に触れないように透明プラスチック板をカバーにした。　これで工作完了だ。
　　　　この工作は思ったより難しくて（取り付けネジ支柱を作るのが大変だった。）時間がかかってしまった。



↓　　夕食を終えてすぐ自室にこもり、最後の仕上げをした。　　　鉻板なんかつけっちゃたりして・・・・・



↓　　早速、ボイラーの蒸気圧をチェック。　火を消してスムーズ圧力が下がっていくのが確認できた。　　



よく晴れた一日だった。
だけどとても寒かった。
こんな寒い日に新しい作業場で工作するには初めてだ。
朝のうちちょっと日が当たるが、その後はずーっと日陰でとても寒かった。
でも、工作に熱中し始めると寒さも忘れてしまった。
この圧力チェッカーを作るのに３日かかった。
頭で考えたようにはなかなかうまくいかない。
まぁ、何とかクリアーできてよかった。

ボイラーの工作

２０１０／１１／１４　（日曜日）　曇り


圧力チェッカーも出来たのでいよいよボイラーの工作を始めた。
ボイラーはお茶が入っていたアルミ缶。
熱源はアルコールランプを使おうと思っている。



↓　　１ミリ厚のアルミ板を切り取ってボイラー（お茶が入っていたアルミ缶）を乗せる台を作った。





↓　　アルミ缶を乗せるとこんな感じだ。




↓　　アルコールランプを置いてみた。　うん、なかなか良い感じだ。



↓　　ボイラーの構成部品。



↓　　ボイラーのテストに入る前にスターリング・エンジンのディスプレイサーから出る空気の圧力を確認してみた。
　　　　最高の圧力でも目盛り３ちょっとだった。


↓　　その圧力でも、こんなに勢いよく回転する。




いよいよボイラーの圧力チェックを始めた。


↓　　　アルコールランプに点火。　ボイラーを熱し始めた。



↓　　　すぐ圧力が上がり始めた。



↓　　　あっという間に目盛り７を越えてしまった。



↓　　うわー、目盛りをオーバーしてしまった！　　急いでアルコールランプを消した。　　　



目盛り３ちょっとの圧力でもスターリング・エンジンは勢いよく回っている。
それがボイラーではわずかの時間熱しただけで目盛りをオーバーするほどの圧力を出す。
これはすごいぞ！
そこで輪ゴムを２本にして圧力をチェックしてみた。


↓　　輪ゴム２本だと針が動き出すまでちょっと時間がかかる。



↓　　やがてこれも目盛りオーバーになってしまった。　



ボイラーが出す圧力は大したものだ。
スターリングエンジンのディスプレイサーが作り出す圧力は輪ゴム１本の目盛り３ちょっと。
このボイラーは楽々と輪ゴム２本の目盛りオーバーだ！
すごいなぁ・・・　　これでスチームエンジンを回したらどんな勢いで回るんだろう・・・
想像するだけで胸が躍るよ！

圧力チェッカー、ほぼ完成

２０１０／１１／１３　（土曜日）　晴れ


昨日に引き続き、圧力チェッカーの工作をした。
昨日は「圧力計の工作」なんて言ってたけど、この圧力計は実際は圧力なんて測れない。
圧力をかけると針は動くが、果たしてこれが何気圧なのか、何Ｋｇ／平方ｍなのか
校正手段がないので全くわからない。
まぁ、そこに圧力がかかっているのか、その圧力は他の圧力に比べて強いのか弱いのか
相対的なものしかわからない。
だとすると、これは“圧力チェッカー”ぐらいの名前が適当だろう。


注射器にかかる圧力に応じるバネとして事務用品のＷクリップを使ってみたが
これは失敗だった。
結構腰が強くて、バネが強すぎるのだ。
反発を弱くしようとして焼入れを弱めにすると、バネりがなくなって変形したままに
なってしまい、ちょっと強く焼入れをすると、もろくなってポロリと折れてしまう。
何個のもＷクリップを使って試してみたが、どうしてもダメだった。
そこで素人工作の定番、輪ゴムのバネにした。
これは案外うまくいった。
輪ゴムなんて柔なもので安定性など期待できないが、どうせチェッカーなんだから
いいとしよう。　　切れたらすぐ交換すればすればいいんだからね。



↓　　輪ゴムのバネにするために輪ゴム掛けを作った。　輪ゴムを引っ掛ける位置で強度を調整する。



↓　　仮組み立てをした圧力チェッカー。　Ｗクリップスプリングがなくなったので空きスペースができてしまった。


↓　　輪ゴムスプリングの様子。　輪ゴムを引っ掛ける位置と輪ゴムの本数でチェック範囲が変えられる。




↓　　本組み立てをして目盛りをつけた圧力チェッカー。　





↓　　　圧力入力チューブを口にくわえて息を吹き込んでみた。　針はスムーズに動く。



↓　　　チューブの口を緩めて減圧してみた。　スムーズに追従する。　よし、よし・・・・・



圧力チェッカーはまだむき出しで完成一歩手前だけど、あとは適当なケースに入れるだけだから
問題はないだろう。　明日１００円ショップに行って適当なケースを見つけてこよう。

さぁ、明日からはボイラーの工作をしよう。

圧力計の工作

２０１０／１１／１２　（金曜日）　晴れ


今日も穏やかな良い天気だった。
日中は暖かくて上着を脱いで作業したくらいだった。

今日はスチーム・エンジン工作の準備として圧力計の工作をした。
これからボイラーを作る予定だけど、このとき必要だと思って
先ず圧力を測るツールを用意した。



↓　　これから工作しようと思う圧力計のイメージ図。　スターリング・エンジン試作機で使っていた
　　　　注射器が余っているのでこれを利用しようとこの案を思いついた。



圧力計なんて作るのは初めてだ。
まぁ、圧力を受けてその力で指示針が動いて値を示せばいいのだからこんなイメージの
ものでいいのではないか・・・・
さて、“ばね”が問題だ。
何か適当なものはないだろうか？　　うん、そうだ！　Ｗクリップが良いかもしれない。



↓　　小さなＷクリップ。　けっこう腰が強いばねになりそうだ。



↓　　ばね材は硬くて加工できない。　　ガストーチで炙って焼きなましをしてから加工した。



↓　　加工したばねに今度は焼きを入れるために再び加熱。　　直後水に入れて急冷して焼き入れした。





↓　　もう夕方で薄暗くなった頃、やっと指示針が出来た。



また　♪夕焼け小焼けで日が暮れて・・・　のメロディーが流れてきた。
市の防災センターが夕方４時半に有線放送で流す。

　「もうすぐ日が暮れます。　良い子の皆さん、車に気をつけておうちに帰りましょう」

さぁ、良い子達と一緒におじいさんもお仕事を片付けましょう・・・


↓　　ここまで出来た圧力計。　圧力ナシのときは指示針はこの位置ぐらい。



↓　　口で空気を吹き込んでみると針は動く。　　



だけどこれは失敗だった。
注射器から初めのリンク支点までが近すぎて接続点が回転するに連れて弧を描くので
きつくなってしまい、圧力がなくなっても元に戻らないのだ。
ダメだ、これは・・・・・
明日、改造しなくては・・・・

今日の柿木舞台

２０１０／１１／１１　（木曜日）　晴れ


朝方はとても寒かったけど、日中は穏やかでちょっと急ぎ足で歩くと
汗ばむような陽気だった。
今日は用事があって東京・新宿まで出かけなくてはならない。
それまで庭の柿木舞台を眺めて時間をつぶした。


↓　　毎朝、やってくるコゲラ。　まだ日が当たらない頃なのでＳＳが上がらず、ブレた写真ばかりだ。　





↓　　シジュウカラもよく柿を食べに来る。



↓　　何といってもこの柿木舞台の主役はメジロ達だ。　何羽ものメジロが入れ替わり立ち代りでやってくる。



小鳥達のために残しておいた柿の実もだんだん少なくなっていく。
せめて赤いきれいな実があるうちに好い写真を撮りたいと思うがなかなか思うようには行かない。
それに最近は工作にも熱中してるからね・・・

ついに完成。 “実習生式”と名付けました！

２０１０／１１／１０　（水曜日）　晴れ


見よう見まねで作り始めたスターリング・エンジン模型。
その後改良、改造を繰り返して今日ついに完成した。
改良には独自のアイデアを盛り込んであり、ユニークなものと
なったのではないか、と自負している。
そこで完成に際してこのスターリング・エンジン模型に“実習生式”
という名前を付けた。


↓　　完成した実習生式スターリング・エンジンの模型。
　　　　作成当初のものよりベースの板は６ｃｍ位小さくなっている。



↓　　斜め上からの様子。　



↓　　諸先輩の記事を参考に見よう見真似で作った試作機。（９月１６日頃）
　　　　固形燃料でがんがん炙ってやっと回転する程度だった。　



↓　　実習生式のディスプレイサー。　試験管口のゴム栓を金属製のベースに変更して安定性を確保した。



↓　　実習生式のアルミ製パワーピストン。　試作機ではガラス製注射器を使っていたが、本物のピストンらしく
　　　　金属製に変更した。　アルミ製なので半田付けが出来ず、真鍮と組み合わせて作り上げてある。



↓　　フライホイール。　厚さ３ｍｍ、直径１２ｃｍのアルミ製。　試作機作成時いい加減にこの大きさにしたが
　　　　この大きさがちょうど良かった。（その後小さいものにしてみたが、結局これが一番よかった。）




↓　　回転を続ける実習生式スターリング・エンジン模型。
　　　　回転はスムーズで（多分１０回転／秒位）とても静かに回り続ける。　


思えば９月の中頃から工作を始めて今やっと完成することができた。
何とか組み上げて初めて火で炙ってやっとこ回り始めたときの嬉しさ・・・
改良、改造するたびに回転数が上がっていく面白さ・・・
このスターリング・エンジン模型の工作で動くものを作る面白さを知った。
さぁ、次はいよいよスチーム・エンジンの工作に挑戦だ。　
明日からが楽しみだ。

長時間、回転できるようになりました！

２０１０／１１／９　（火曜日）　晴れ


注射器シリンダ・ピストンをアルミのシリンダ・ピストンに換えて
試作の模型スターリング・エンジンは秒１０回転以上で回るように
なった。
秒１０回の回転は相当速く感じられて、「回ってるなぁ！」と
実感するほどだ。
ただ、この回転は長くは続かず、せいぜい３分もすると回転数は
低くなりやがて停止してしまう。
原因は多分、シリンダとピストンの隙間が大きくてエネルギーを
持った空気が逃げてしまうからだろう。
そこで空気漏れを防ぐ方法を考えてみた。

１．　ピストンを太くしてシリンダーに密着させる。

２・　ピストンを長くしてもれる空気の通り道の抵抗を増やす。

の二通りが思いついた。
そうなると何でも実習してみたくなるのが（工作）実習生の良いところだ。（悪いところかな？）

１のピストンを太くするのはなかなか容易ではない。（そういう材料が見つからない）

２のピストンを長くするっていうのはすぐにでも実行可能だ。

というわけで今日は長いピストンを作ってみた。


↓　　ピストンになるアルミ棒を切り出した。



↓　　新しく切り出したピストン。　厚さは３０ｍｍ　現用のもの（１０ｍｍ）の３倍の厚さだ。



↓　　ピストンのセンター（中心）に穴が開けられるように慎重に芯だしを行った。



↓　　ピストン面に直角に穴が開くように工夫した。



↓　　ピストンを少しでも軽くしようと肉を削った。　手持ちの一番太いドリルは７ｍｍなので
　　　　大して効果はないかも知れないけど・・・・・



↓　　ピストン面にピストン棒を固定するネジを立てた。　タップが折れないように慎重に作業した。



↓　　新しく作った厚い（長い）ピストンとシリンダ。



ピストンの厚さ（長さ）が３倍になったのでシリンダーの中でスムーズに動くように
調整するのはとても難しかった。
（いい加減な手作りのため・・・（泣き））
でも、何とか調整ができて早速テストを始めた。



↓　　新しいピストンが出来てすぐテストしたときの画像。　高速で回転してくれたのでほっとした。



↓　　１０回転／秒以上の回転数も出てくれた。




↓　　６分を過ぎても回転し続けている。　　嬉しかった！



初期テストは完璧だった。
そこで作業場所に戻って最終調整をして再度テストをしてみた。


↓　　１０分以上も回転し続ける。　まだまだ回転しそうだけどこれでテストを終了した。



この試作機は当初注射器（ガラス）をシリンダ、ピストンにしたので、
その摩擦（側圧）を少なくするために連接棒（コネクティングロッド？）を
長くしてある。
そのため取り付け台が長くて見た目がよくない。
今度はアルミシリンダー、ピストンなので（クロスヘッドもどきもあるし）
側圧による問題も無いはずだ。
連接棒をもう少し、短くして体裁をよくしよう。
そうしたらこの試作スターリングエンジン模型は完成だ。