実習生式縦型スチームエンジンが完成しました

２０１１／１２／３１　（土曜日）　晴れ


１２月の初めに工作を始めた縦型スチームエンジンが
大晦日の今日、完成した。
出来上がったエンジンはただ回るだけで仕事ができるほどの
パワーは出ない。
でも、クランク軸による動力の取り出し、ピストン弁による
蒸気の切替、エキセントリックにによる弁の駆動、
ボスによる回転体の軸固定方法など、初めての工作を
して大変勉強になった工作だった。
この経験を生かして次にはもっと小型でパワーがでるものを
作ってみたい。


↓　　最後のお化粧をして完成した縦型スチームエンジン。




↓　　さぁ、これから机の上で回してみよう。




完成運転の様子を動画でご覧くださいませ。





↓　　ピストンの漏れが大きくてパワーは出ない。　でも、動くおもちゃとして飾っておくには十分だ。



今年もあと１時間ばかりを残すのみになった。
思えば工作に明け暮れした一年だったが、充実した日々を過ごすことができた。
工作と言う趣味が持ててよかった、としみじみ思うこの頃だ。

この一年、拙いブログ記事にお付き合いくださった皆様、
本当にありがとうございました。
また来年もどうぞよろしくお付き合いくださいますよう
心からお願い申し上げます。

皆様、どうぞ良いお年をお迎えくださいませ。

漏れ水を受ける皿をつけました

２０１１／１２／３０　（金曜日）　晴れ


今日はもう３０日、　明日は大晦日だ。
門松や神棚の注連縄などの飾りつけは今日しなくてはならない。
なんでだか知らないが前日に飾りつけるのは縁起が悪いらしい。
昔からのしきたりだから仕方が無い。
朝食を済ませて一番にこの仕事をした。

その後は昼まで時間があったので工作をした。
今作っている縦型スチームエンジンはボイラーの蒸気で動かすと
ピストン弁やシリンダーからたくさん水滴が垂れてくる。
ピストン弁からは水が流れるように垂れてくる。
エンジンを置いている作業台は水浸しになってしまう。

そこでこの垂れてくる水滴を集める受け皿を作ってみた。
材料は手持ちの０.５ｍｍ厚真鍮版だ。


↓　　０.５ｍｍ厚ぐらいなら金切りバサミが便利だ。　ただし切り取った材料が反り返ってしまうけど・・・



↓　　反り返った材料（真鍮板）をカナヅチで平らにして整形した。



↓　　万力で挟んで折り曲げて浅い四角の箱（お皿）にする。



↓　　四隅をリベットで止めた。　後でハンダ付けするので銅リベットを使う。



ここまで工作をしたとき、外出する時間になってしまった。
まぁ、この続きは明日にしようと、作業場を片付けて用事に出かけた。

・・・・・・・・

用事が済んで家に戻ってきたのは３時頃。
これならまだ工作ができる。
でも、北風が強く吹いて寒い。
しかし、完成目前の縦型エンジンが「早く完成させて・・・」と
実習生を急かす。
よっしゃー、任せとけぇー・・・だ。
急いで作業場の用意をして工作を始めた。


↓　　エンジンフレームへの取り付け爪や排水パイプを取り付けてから水が漏れないようにハンダ付けした。




　
↓　　水滴受け皿を取り付けた枠。　この上に今までのエンジンフレームが乗っかる。



↓　　一回り大きな台になった。　背も更に高くなってしまった。　金色に輝いているのが水受け皿。　　



↓　　底から見てみたお皿。　溜まった水はこのパイプを通して外に流す。



↓　　エンジンの背面。　３方パイプで整理したのチューブは給・排の２本になった。



後、体裁の良い板に取り付けて見栄えをよくする作業が残っているが、
多分明日の工作で出来上がるだろう。
まぁ、何とか実習生式縦型スチームエンジンは大晦日に完成の予定だ。

ボイラーからの蒸気で動かしてみました

２０１１／１２／２９　（木曜日）　晴れ


ＴＶのニュースで年末年始の休みで帰省する人たちの
混雑振りが報道されている。
高速道路の渋滞も始まったとか
我が家も昨日から年末モードに入った。
今日は年末一番の大仕事、大掃除をした。
実習生の担当は天井の照明器具の掃除だ。
夏の小さな虫が器具の中にいっぱい入っていて汚らしい。
カバーを外して中をきれいにするのだがなかなか面倒だ。
だけど役目だから仕方ない。
椅子と踏み台を組み合わせて高くしてそれに乗って
天井の照明器具のカバーを外してきれいにした。

まぁ、そんな作業も大体昼前には終わる。
それからは自由時間だから勿論工作実習だ。
一応２気筒に組みあがった縦型スチームエンジンをボイラー
からの蒸気で動かしてみた。


↓　　テストの様子。



テストの様子を動画でごらんくださいませ。





ボイラーからの蒸気は圧力はほとんど上がらない。
０.１気圧程度だろう。
そしてエンジンは当然力は出ない。
これはピストンの漏れが大きくて蒸気がほとんど逃げてしまうからだ。
それもそのはず、このピストンは模型蒸気機関車を作ったときに
最初に取り付けたピストンで力が出ず、その後作ったものと交換した
ピストンだから力が出ないのは当然だ。

まぁ、ぐるぐる回ってくれれば善しとしよう。
ただこの水浸しは何とかしなくては・・・・・・
フレームの下に受け皿でも付けて水滴を受け止めようかな？

明日はお墓参りと買い物付き合いで工作はできないだろう。
明後日は午前中ぐらいは空いてるかな？
何とか年内に完成させたいよ。

再度組み立て直しました

２０１１／１２／２８　（水曜日）　晴れ


ピストン弁から出る２本の排出管を一つにまとめるために付けた
３方パイプに不具合があったので直さなくてはならない。
そのためにはピストン弁を取り外さなくてはならない。
その他まだちょっと気になる箇所もあったので、シリンダーも
全部外して手直してから再度組み立てをした。



↓　　大チョンボをしてしまった３方パイプ。　真っ直ぐのパイプに短いパイプを立ててロウ付けして
　　　　作ったが、最後にドリルで穴をあけるのを忘れてしまったのだ。　
　　　　この３方パイプはピストン弁の奥の方に付けてあるので取り出すにはばらさなくてはならない。



↓　　今度はちゃんと穴を開けた。　これでよし！



↓　　バックプレートの手直しもしたかったのでシリンダーも取り外した。



↓　　ピストン弁の配管の様子。



↓　　人間工学無視の設計は取り付けが大変。　万力で保持したり、両手が離せないときは
　　　　　口でものを咥えたり悪戦苦闘しなくてはならない。









↓　　再組み立て完了した実習生式縦型エンジン。



１気筒ずつエキセントリックの位相調整をして、口から息を吹き込んでテストした。
調整の都合でフライホイールは取り外してあったので１気筒（単気筒）では全然回らない。
両方を調整して蒸気供給パイプを２本咥えて息を吹き込んだ。
おぉ、回る、回る・・・・・
２気筒でならフライホイールが無くてもよく回る。

steam engine 111218_複動２気筒の威力



流石に複動式２気筒エンジンだ。
ボイラーに繋いでテストするのが楽しみだ。

午後からはお代官の買い物お供で工作はお休みだ。

実習生式縦型スチームエンジン左側ピストンの動作テスト

２０１１／１２／２７　（火曜日）　晴れ


夕食後の自由時間、今日の工作で取り付けた左側エンジンの
動作テストをした。
エキセントリック位相調整をして口からの息を吹き込んで
回転させようとした。　ところが・・・・・・・




動きが渋くてようやっとヨタ、ヨタ・・・・と回るだけ。
顔が真っ赤になるほど息を吹き込んでもヨタヨタヨタ・・と
力なく回るだけだ。
あれ、どうしてだろう？

ピストンがダメなのかなぁ・・・・
模型蒸気機関車ＺＢ－１から取り外した不良品だからダメなのか？
でも、ただ回すだけ（無負荷）なら結構良く回ったんだけどなぁ・・・

エキセントリックの位相が狂ってるのかな？　いや、そんなことはない・・・
どうしてだろう？

初心に立ち返って基本からチェックしていった。
どうも排気側から息を吹き込むと弁の動作がまったくおかしい。
あっ、あれだ！
ピストン弁から出る排気２本を一本にまとめる３方パイプの穴あけを
忘れていた！
ロウ付けしただけで一方の穴あけをしていなかった！


↓　　２本の排気をまとめて１本にするために３方パイプをロウ付けで作ったのだが・・・・


↓　　ロウ付けした後の穴あけを忘れてしまった・・・・　　


↓　　それで下側の排気がつまってしまったのだ。



原因はわかった。
一応、３方パイプは取り外してテストをしてみた。
おぉー、回る回る！

テストの様子を動画でご覧くださいませ。





よかった、これで今夜は寝られる。
うまく回っていなかったら、あれこれ悩んで寝られないだろうなぁ、多分・・・・

明日からは買い物や正月の用意、大掃除、お墓参り、お宮参りと年末の行事が
始まり、一日中工作に没頭すると言うことは出来なくなる。
そうは言っても午前中や午後からとか工作する時間はあるだろう。
ここまで出来たから年内完成は出来るだろう・・・　と思っている。
やれ、やれ、だ。

左側エンジンも取り付けました

２０１１／１２／２７　（火曜日）　晴れ


今日もすごく寒い一日だったが、完成まで後一歩のところまできたので
組み立ててしまわないと気がすまない。
庭に遊びに来る野鳥たちのおやつの準備をしてすぐ工作にかかった。


↓　　左側のピストンを取り付ける金具を作った。



↓　　いい加減な設計なので取り付けてから調整する必要がある。　そのため取り付け穴はほとんどが
　　　　長穴だ。　でもこれがなかなか面倒だ。



↓　　シリンダーを固定するのはアルミのバンド（鉢巻）だ。　安直な方法は流石実習生式だ。





↓　　ピストン弁も勿論安直な鉢巻方式だ。





↓　　ピストン弁の取り付け位置は微調整が必要だ。　　取り付け金具はちょっと複雑？
　　　　碌な工具を持たないので全てヤスリで削って作り出す。



↓　　ピストン弁を金具に取り付けた。



↓　　工作は全て現物あわせだ。　エンジン取り付けベースを加工するために右側のエンジンを取り外した。



↓　　エンジン取り付けベースに左側エンジン用の穴を開ける。　勿論“長穴”だ。
　　　　（“長穴”の多用はへぼ工作の証です・・・・（涙））



↓　　エンジン取り付けベースにピストン弁を取り付けた。
　　　　人間工学無視の設計は取り付けがとても大変だ。　　口まで使ってサーカスみたいだ。



↓　　ピストン棒とコンロッド、ピストン弁とエキセン棒を繋ぐピンを作るのを忘れていた。



↓　　丸棒を咥える部分（咥え代？）が短いので押さえ切れず、ダイスと一緒に回ってしまい、
　　　　なかなかネジが切れない。　



↓　　最初はダイスの調整ネジを押し込んで口を大きく開けて浅くネジを切る。　そして次には調整ネジを少し
　　　　緩めて口を狭めてネジを切る・・・・これを何度も繰り返してようやくナットが入るネジが切れる。
　　　　これをせっかちに一度でやろうとすると「ネジが切れないで丸棒が“ねじ切れる”」なんてことになる。



↓　　左右のエンジンを取り付けたフレーム。　左側調整のため右側エンジンは“遊んで”いる。






組み立てが終わった頃はもう４時過ぎだった。
風も冷たく、とても寒い。
調整は後にして今日の工作はここで止めた。

寒いなんて言ってられないよぉ・・・・・

２０１１／１２／２６　（月曜日）　晴れ


今朝、起床して２階の窓から見た屋根は霜で真っ白だった。
あぁー、今日も寒そうだなぁ・・・・・
でも。寒いなんて言ってられないよ。
さぁ、朝飯を食って今日の仕事をしようっと・・・・・・

工作の前にいつのも日課、庭に遊びにくる野鳥たちのおやつを
用意してあげた。
そして水場の水汲みを・・・
蛇口の栓をひねろうとしたけど回らない。　凍ってる！
まぁ、いいかぁ、水場は後にしよう。


早速工作開始。


↓　　ピストン弁の工作では狭い範囲で何度も半田付けをしなくてはならない。
　　　　先に付けた半田が溶けてしまうこともある。　そこで今日は「高温はんだ」という
　　　　ものを使ってみた。　これは融点が２９５度だそうだ。（普通のは２００度前後）
　


↓　　最初に付けるものは高温半田でつけた。（あっ、あたりまえかぁ）



↓　　確かに高温半田はなかなか溶けない。　ちょっと勝手が違ってきれいにはあがらなかった。



↓　　２つ目も高温半田で。　それも差しハンダでやってみた。　ところがそれが大失敗だった。



同じものを２つ作るときいつもあとから作るものは失敗するといジンクスがある。
案の定、今日も２つ目のピストン弁の２つ目のパイプの半田付けを失敗してしまった。
いつもは「置きハンダ」でくっ付けているのに今回は「差しハンダ」なんていうことを
やってしまったのだ。
作業中やっぱり手元が狂ってパイプに触ってしまい、位置が動いてしまったのだ。
ハンダが溶けているうちにパイプを外してやり直したが、やり直しは倍以上の手間と
時間がかかってしまうのだ。




↓　　やり直しでくっ付けたパイプ。　　幸いスリーブの中にはハンダは流れなかった。（ほっ）



↓　　３番目以降はいつものとおり普通のハンダ（融点１８０度ぐらい）を使った。



↓　　これからは案外順調だった。



↓　　最後のハンダ付け。　やれやれ・・・・



↓　　パイプの半田付けが終わったスリーブ



↓　　偏心が出ないようにバームクーヘン方式で作ったのにやっぱり偏心してしまう。
　　　　コンパウンドを使って擦り合わせをした。　　



↓　　内部をきれいに清掃してから蓋を半田付けした。



↓　　出来上がったピストン弁。



↓　　ピストン棒とコンロッドの接続部（間接）を作った。　今回は新しい工法（って言うほどの
　　　　　ものではありませんが）でやってみた。



↓　　出来上がった間接。　　ムク材から切り出したようにはいかないが、結構しっかり出来上がった。



↓　　ピストン駆動棒とすべり弁に取り付けた。



もう３時過ぎだ。
冷たい風も吹き出してとても寒くなってきた。
でもあと一つ作らなくてはならないものがある。
コンロッドと弁の駆動棒だ。
よし、それを作って今日の工作はおしまいにしよう。


↓　　コンロッド（短い方）と弁駆動棒。　　実習生が初めてこういう模型を作り始めたときから
　　　　（昨年９月頃作ったスターリングエンジン以来）この形だ。　　　いわゆる実習生式だね。　



さあ、これで部品は全部揃ったぞ。
あとはアルミフレームに取り付けるだけだ。
あっ、取付金具を作らなくっちゃねぇ・・・・
明日中に出来るかな？　　ガンバロー



パイプの半田付けで苦労している動画です。
もし、お暇で退屈なお方は是非ご覧くださいませ。

こんな調子では年内完成は危ういぞ・・・・・・・

２０１１／１２／２５　（日曜日）　晴れ


実習生式縦型スチームエンジンを年内に完成させようと
工作に精を出していたがその進捗状況は思わしくない。
何だかんだと雑用が発生し、その度に完成は遅くなっていく。
大晦日までまだ６日あると思っていたが、年末はお代官の
お供で出かけなくてはならない日が多いことをすっかり
失念していたのだ。
もう既に２８日から３１日までは予定が入ってしまった。
ということは残るは明日、明後日と二日間だけだ。
うーん、残念だなぁ・・・・・・・


↓　　昨日出来上がったピストン弁の本体部品。　後は蒸気の供給・排気のパイプを取り付けるだけだ。



ピストン弁に取り付ける蒸気給排気パイプは９０度に曲げる必要がある。
いつもはパイプを切り取ってロウ付けで直角にしたものを作っているが、
今回は時間が無いので安直にと行こうと、考えてパイプをバーナーで
あぶって赤熱状態で曲げるようにしてみた。　　ところが・・・・・・



↓　　外形５ｍｍ内径４ｍｍの真鍮パイプを万力で抑えて曲げる準備をした。



↓　　バーナーで炙って赤くなるまで熱した。



↓　　パイプに差し込んだ丸棒を引っぱって少しずつ曲げていった。






この方法では大きなカーブでしか曲げられなかった。
やっぱり手間のかかるロウ付けで作ることにした。


↓　　パイプの切断。　２つで一組にする。





↓　　切り口を４５度に削る。





↓　　二つ合わせて直角パイプにする。



この後、この二つのパイプを針金で固定して直角状態で動かないようにする。
そしてそれをロウ付けで漏れがないように固定する。
（この辺の様子は写真がありません・・・・）



↓　　パイプのロウ付けの様子。　これは上下の排気パイプを結合する三又パイプをロウ付けするところ。



↓　　ロウ付けを終わった直角パイプ。　今日は失敗が多かった。　気が急いているんだろうなぁ・・・



↓　　長さをそろえて切断して切り口を整えた直角パイプ。



さぁ、直角パイプが出来上がった。
明日はいよいよ難関のピストン弁へのハンダ付けだ。
うまくいくことを願って今夜は休もう。

コゲラがおやつを食べにやってきます

１１／１２／２４　（土曜日）　晴れ


庭の柿の実が熟れると、コゲラがやってくるようになる。
その頃を待って木の枝に豚の背脂肉を吊るしてあげる。
コゲラは（その他の野鳥も）背脂肉は好物だ。
冬のこの頃は林には餌も少ないのか、コゲラは頻繁に
おやつを食べにくる。
案外人を恐れず、実習生がそばに近づいても平気で
おやつを啄ばんでいる。
その可愛い仕草はいつまで見ていても飽きない。





おやつを啄ばむ姿を動画でご覧ください。





カメラ：　ＦＺ１００

北風が吹いてものすごく寒かったよぉ～

２０１１／１２／２３　（金曜日）　晴れ北風


今日は北風が吹いて寒い一日だった。

「外はとても寒いから今日は工作はお休みにしなさい！」

とお代官がのたまう。

「へーい、わっかりやしたぁ」と部屋で音楽を聴いたり、パソコンを
操作したりと大人しくしていた。
日当たりの部屋は暖かくてなんだか眠くなりそうだ。
昼過ぎからはどうしても工作がしたくなり、外にでて作業場を準備した。

うーっ、さぶぅー。　風がとても冷たい。

ボール盤に繋ぐ電源コードが硬くなっているほどだ。
でも、工作は続行だ。
なにしろ工作実習生だからね。（あぁー、バッカだねぇ（寅さんのおいちゃん風に））

（さすがに寒くて今日はカメラをセットするのも億劫で屋外の写真は無しです。）


↓　　昼からの工作で作り上げたバームクーヘン風のピストン弁部品。





先に作った右側のピストン弁は少し偏心していて摺り合わせが大変だった（漏れが大きいはず）。
そここで今回は偏心が少ないように工夫した。

内径３ｍｍΦのパイプは３ｍｍΦの丸棒には嵌ることははまるが、とてもきつくて作業しづらい。
そこでいつも３ｍｍΦのパイプに３.１ｍｍのドリルを通して少し（０.１ｍｍだけ）内径を大きく
して工作をしていたが、このわずか０.１ｍｍの隙間が偏心の原因になってしまうのだ。
今日はこの方法ではなく、丸棒の方を細く削ることにした。
丸棒をボール盤に咥えてぐるぐる回しながらサンドペーパーを当てパイプにぴったり合うように
削った。



↓　　組みあがったあと偏心が少ないように工夫してみた。



↓　　ピストン弁の工作はあと一息だ。



今日は２３日だ。
大晦日までは一週間以上ある。
何とか頑張れば縦型スチームエンジンは年内に完成できそうだ。
よーし、がんばるぞー！