貨車の工作を始めました

２０１１／１０／８（土曜日）　晴れ


実習生式模型蒸気機関車ＺＢ－１はピストンの換装も終えて少しは力が出るようになった。
（と、思いますが自信はありません・・・・・）
そこで今度は貨車を引っ張って走らせたいと思い、工作を始めた。

貨車には車輪が必要だ。（当たり前か・・・）
先ず車輪を作らなくてはならないが、旋盤を持っていない実習生には
これはなかなか大変だ。
適当な厚さの板を切り取ってヤスリで削って丸く仕上げるしかない。


↓　　５ｍｍ厚のアルミ板を切り取って車輪に仕上げる。



↓　　レールの上を脱線しないで走るにはフランジが必要だ。　これもアルミ板から切り出して作る。



↓　　丸く削った車輪とフランジ。



↓　　フランジは車輪にリベットで止める。



↓　　出来上がった車輪。



↓　　車軸を作ろうと材料の３φステンレス丸棒を取り出したが、一方は「ステンレスバネ線」だった。
　　　　ステンレス丸棒は残り少なく、バネ線を使うことにしたが、これは結構硬くてネジ切りが大変
　　　　だった。　　材料の仕入れには注意しないといけないね。　



↓　　ダイスを回すとネジを切ろうとする車軸も回ってしまってネジが切れない。
　　　　渾身の力で万力を締めて何とかねじ切りをした。



↓　　車軸に取り付けた車輪。　車輪の直径は４０ｍｍだ。



↓　　軸の支持台は２ｍｍアルミ板を曲げて作った。



↓　　軸受にはプラスチック（テフロン）の軸受を嵌めた。







↓　　貨車のイメージはこんな感じ。　　少し背が高すぎるかな？　　



貨車作りの難関と思われる車輪関係ができたので後は何とかなるだろう。
ただし「カッコウ」さえ気にしなければね・・・・・

ホシホウジャクのホバリング

２０１１／１０／６（木曜日）　晴れ


庭に時々、ホシホウジャクという虫が飛んでくる。
花から花へとせわしなく飛び回り、あっという間に居なくなってしまう。
蜂みたいな感じだけどスズメ蛾の仲間の蛾なんだそうだ。








花の蜜を吸ってるところを連写したらコマ撮り動画がでた。



111006 ホシホウジャクホバリング

ZB-1のピストン換装完了

２０１１／１０／４　（火曜日）　晴れ


模型蒸気機関車ＺＢ－１のピストン換装がやっと完了した。
思えば夏の盛りの８月にロールアウトしたＺＢ－１だったが
もう少し馬力が欲しいとピストンの交換を計画して工作を
開始し、ようやく左右のピストンの換装が完了した。

実習生としてはＺＢ－１のパワーにはまだ満足はできないが
残念ながらこれ以上の工作技術は持っていないのでこのあたりで
納得しておくことにした。


↓　　ピストンを換装して軽快に走行するＺＢ－１



カーポートに敷いたレールの上を走るＺＢ－１の
動画をご覧ください。





ここでは１０月４日の記事を書き込んでいるが、今日はもう１０月６日なんだ。
二日も遅れた記事を書き込んでいると気持ちが何だかおかしくなってしまう。
さぁ、心を入れ替えて明日からは新しい工作を始めよう。

手持ちの弁装置を検証しました

２０１１／１１／４　（火曜日）　晴れ


スチームエンジンの主要な装置として弁装置がある。
ピストンを駆動する最適なタイミングに従ってシリンダーに送り込む蒸気の
切替をする弁であるが、いろいろなタイプがある。
実習生は初めて作った弁装置は工作のしやすさからスライドバルブという
タイプのものだった。
その後、少し上級と思われるすべり弁というタイプのものを作った。
何度も作り直したので余分なものも持っている。
こんなものを持っていても使い道はないが、やはり苦労して作ったものは
それなりに愛着があって、あっさりと捨ててしまうことができない。
今回はそんな手持ちの弁装置で動作状態の性能を検証してみた。



↓　　実習生が初めて作ったスライドバルブ。　スチームエンジン１号に取り付けられていたが
　　　　もう一つスライドバルブを作ったので取り外して保管してある。



↓　　ボイラーとシリンダーからのシリコンチューブを繋いで圧力を測ってみようとした。



↓　　このスライドバルブは蒸気パイプが細い（４ｍｍφ）のでチューブが抜けないように
　　　　針金で縛った。



↓　　ピストンにかかっている圧力は約０．３気圧だ。



↓　　スチームエンジン１号に取り付けてあるスライドバルブも調べてみた。



↓　　ピストンにかかっている圧力は０．２気圧ちょっとだ。



↓　　実習生が初めて作ったすべり弁をチェックしてみた。





↓　　１気圧近くの圧力がかかっている。



こうやってみるとすべり弁は結構性能が良いみたいだ。
すべり弁はケースの内部で蒸気の圧力を受けて摺動面にぴったりと押し付けられるのだ。
今回の検証で蒸気圧力を掛けて手で駆動棒を動かしてみたが確かにその感じがわかった。
実際の蒸気機関車ではピストン弁というものが主流らしいが、自分はまだ作ったことがない。
いつかピストン弁を作ってその性能を検証してみたい。

すべり弁を改良しました

２０１１／１０／３　（月曜日）　晴れ


作り直したピストンは機密性がよくて単独の圧力チェックでは
シリコンチューブが吹っ飛ぶくらい圧力があがるのに、車台に
取り付けて実際に動かしてみると何だか動きがイマイチで
力が出てないように感じられる。
やっぱりどこかで蒸気が漏れているんだろう。
そうなるとすべり弁にも問題があるのかも知れない。

そこでついにすべり弁に手をつけてしまった・・・・
実はこの（実習生式）すべり弁はとても調整しにくくて、ここまで
動くようにするには相当根気よく調整を繰り返してきた。
また手を付けると、元のように戻せるか自信がない。
でも、気になることはやってみないと気が済まない実習生はついに
禁断のすべり弁に手を出してしまった。


↓　　（実習生式）すべり弁装置。　この中ですべり弁がタイミングに従って動いてシリンダーに
　　　　送り込む蒸気を制御する重要な装置だ。　　



↓　　内部はこんな構造になっている。





シリンダーに蒸気を送る穴が開いたベース（底板）の上をすべり弁が行ったり来たりして
蒸気をタイミングよく送り込むのだが、すべり弁とベースは常に密着して蒸気が漏れない
ようにしなくてはならない。
ところがこの実習生式では工作精度が低いのですべり弁の位置によって密着性が悪くなり
蒸気が漏れてしまう。
そこを何とか調整して全体が満足できる程度の密着性で我慢していると言うわけである。

今回、思わず手を出してしまった禁断のすべり弁はやっぱり元のようには戻せなかった。
何度調整しても蒸気漏れが大きくてダメだった。

何度目かの組立てのとき偶然に、すべり弁の（駆動棒）取り付けを緩々（ゆるゆる）にして
組み立ててしまった。
ところがこれが結構蒸気漏れが少なくなっていたのだ。

そうかぁ・・・　　すべり弁はゆるゆるに取り付ければ内部の蒸気圧に押さえつけられて
ベース（底板）に密着するんだ・・・・



↓　　早速、二枚ナットでわずかに隙間を持たせてすべり弁を取り付けた。
　　　　これですべり弁は左右に移動してもどの位置ででも底板に密着するようになった。



↓　　今までは駆動棒にすべり弁をナットで挟んでガッチリと固定していた。
　　　　駆動棒が平行に取り付けられていないので前後に移動すると隙間が出来てしまうのだ。



すべり弁の（駆動棒への）取り付け方を改良したときの様子です。


steam loco 111003 すべり弁改良



車台にすべり弁装置を取り付けて走行テストをしてみた。
もうそろそろ夕方だ。　時間がないので裸のままでのテストだ。


steam loco 111003 ＺＢ－１テスト走行



今回のすべり弁調整で（実習生式）すべり弁装置の欠点を克服できた。
これからも作り続ける（つもりですが）スチームエンジンへの応用が楽しみだ。

動作させてみたがイマイチ・・・・・・・

２０１１／１０／２　（日曜日）　晴れ



新しいテクニックを取り入れて作り直したピストンは蒸気の漏れも少なくて
テスト結果は上々だった。
早速、ＺＢ－１の右側に取り付けて外部ボイラーから蒸気を供給して動作さ
せてみた。


↓　　作り直した右側ピストンを車台に取り付けた。　例によって人間工学無視の工作で
　　　　手が入らない・・・とか、ねじ回しが回せない・・・とかサーカス組立てが続出。　　　　　



↓　　何とか取り付けを終えて、これからテスト開始だ。



テストの状況は動画でごらんください。


steam loco 111002 新ピストン動作確認



テストしてみるとやっぱり右側エンジンは力が弱い。
ピストンそのものはテストで上々の気密性を示している。
すべり弁から漏れているのだろうか？

すべり弁からの漏れは前々から気にはなっていた。
しかし、このすべり弁は工作が難しくて調整には手を焼いたものだ。
苦労してここまで調整してあるのでやたらに手を出したくはない・・・・

だけど気になりだすと、ますます気にする実習生はついに禁断のすべり弁に
手を出してしまった。





このすべり弁は簡単な構造なんだけど、小さくて組立てや調整がとてもやりにくい。
それに弁の取り付け精度が悪いのですべり面を平行にするのがとても難しくて、
いくら調整しても蒸気漏れが生じてしまうのだ。
蒸気漏れをぴったり止めるのは技術よりも「運まかせ」なんだよ。
今回、この「運」が付くかどうかは、神様だけが知っている・・・・・・

（次の記事はすべり弁の調整をアップします。）

素晴らしいピストンができました。

２０１１／１１／４（火曜日）　晴れ


何でも手で作る実習生はピストンだって手作りだ。
旋盤という工作機械があればわけなく作れてしまうピストンを
カナノコとヤスリ、その他わずかな工具を使って何日もかけて
作るのだ。
そしてこの出来上がったピストンは隙間が大きくて蒸気が漏れて
しまい、まったく力がでないのだ。
労多くして巧少なし・・・・・　　全くそのとおりだ。

ところが今回はネットを通じてお知り合いになった友人から教えて
いただいたテクニックを使って素晴らしいピストンを作り上げた。



↓　　実習生式ピストンは何でも手作り。　素材のアルミ板をカナノコで切り取って
　　　　ヤスリで丸く削って作り上げる。　（過去の工作の様子を再掲）



↓　　ピストンの原型。　ヤスリで丸く削り、ボール盤ロクロで仕上げる。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（過去の工作の様子を再掲）



今まではこうやって仕上げたピストンをそのままシリンダーに嵌めて
動かしていた。
なかなかスムースに動かず、ピストンを少しずつ削って修正して何とか
動くようにしてきたが、このために隙間が大きくなって蒸気漏れが多い
ピストンになってしまっていた。

今回は「摺り合わせ」というテクニックを使ってシリンダーとの隙間が
少ないピストンを作ることができた。
その工作状況を動画でごらんください。


steam loco 111002 ピストン完成修正版）



さぁ、このピストンを取り付けてＺＢ－１を仕上げよう。

あの頃チャンネル(2010年10月03日～2010年10月09日)

この時期、巷（ちまた）ではコスモス・ノビタキで賑わっていますが、
昨年の今頃、我が家の庭ではシジュウカラがコスモスの花を舞台にして
飛び回っていました。

あの頃チャンネル(2010年10月03日～2010年10月09日)

ＺＢ－１の右側ピストンを作り直します

２０１１／１０／１　（土曜日）　晴れ


実習生の模型蒸気機関車ＺＢ－１号はいろいろ手を加えて少しずつ
改良されてきてはいるのだが、肝心の馬力はなかなか強くならない。
原因は右側のピストンにあるのはわかっているが、それがどのくらい
影響しているのかはよくわからない。
そこで、外部のボイラーから蒸気を供給してピストンを動作させて
状況を確認してみた。



↓　　外付けのボイラーに圧力計（メーカー製のメーターだから正確です！）を付けて
　　　　ＺＢ－１のピストンの性能をチェックします。



外付けのボイラーからの蒸気をＺＢ－１のピストンに供給して
テストを開始した。

steam loco 110928 ピストン動作検証


このテストでＺＢ－１の右側（進行方向の）ピストンはほとんど
力が出ていないみたいだ。
右側ピストンに蒸気を送るパイプ（チューブ）をペンチで潰して
遮断すると、左側ピストンだけが動作して車輪を回転させているが
これが右側ピストンも同時に動作していたときよりも力強いのだ。
と言うことは右側ピストンが無い方が力が強いという事になる。

これでは右側ピストンは邪魔物以外の何者でもないことになる。
そこで今度は、左右のピストンに直接蒸気を送ってその様子を確認してみた。


右側ピストンのチェックです。
圧力は０．５気圧止まりでそれ以上は上がりません。

steam loco 110928 右側ピストン検証



左側ピストンのチェックです。
圧力はどんどん上昇して１気圧を超えてしまいそうです。

steam loco 110928 左側ピストン検証



右側ピストンももっと慎重に漏れが少ないように工作すれば
左側と同じように力が出るようになると思います。
そこでまた作り直すことにしました。


↓　　ピストンを取り出しました。



↓　　旋盤が無いので偏心の無いピストンを作るのはとても苦労します。
　　　　治具を使って何度も何度もチェックしながら偏心部分を削って修正します。


大体まん丸に削れたら次はボール盤を轆轤（ろくろ）の代わりにして
シリンダーにぴったり合うように削っていきます。

steam loco 111001 ピストン作り直し




今まで何度もピストンの工作をしてきましたが、何となく仕上げてきました。
それが今度は何とか漏れが少なくなるようにと、気を使いながら工作すると
なかなかうまく行かないのです。
今まであまり失敗したことが無いピストン棒も何回も作り直したり、
ピストン材もうまく切り出せなかったり、失敗ばかりを繰り返してしまいました。

それに、気密仕上げばかりを気にしたせいか、コンパウンドを塗って
無理やりすり合わせをしてシリンダーに食い込ませて折角途中まで出来上がった
ピストンを壊してしまったり大失敗をしてしまいました。
でも良い勉強になりました。
コンパウンドはあくまでも仕上げ段階でのすり合わせに使うということです。

そんなこんなでピストン作り直しは途中までしか進みませんでした。
明日はできるかな？