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2006年09月21日

ラック式(歯軌条)電気機関車

[製作:2005/10]
[更新:2006/04]
 大昔(1981年の春)、当時の友人宅にあった『上級基本セット』は黎明期のテクニック部品も含まれていました。そこに含まれるは、たった4本の「ラック 長さ4」。幼時なのに、これをみて「この部品を大量に集めて、いつかはアプト式の登山鉄道を」とか妄想したものです。

 それから24年。Brickshelfで実際に動くラック式作品を眺めたりして、現実性を再確認。デジラでラックレールは1本\70で在庫は豊富。そして、夢は叶いました!

http://www.brickshelf.com/cgi-bin/gallery.cgi?f=206331

 試作して改めて再認識させられたのは、ラック式だからといって幾らでも牽引できるわけではないということ。勾配の角度にもよりますが、押し上げられる重量は結構シビアです。目に見えるような急勾配…30度位だと、機関車単機が限界。20度くらいで、車掌車を押し上げるのが精一杯と。冷静に考えれば実物だってこの種の鉄道は勾配にも牽引(押上)力にもかなりシビアな制約があるんで、模型もまた然りなんですが(苦笑)。やはり科学の理解には実験が欠かせないようで(笑)。

 あと、機関車が2軸以上のラック軸を持てば、ラックレールはかならずしも連続して敷設されていなくても大丈夫、ということも初めて気が付きました(注:実物ではそうはいきません)。機関車のラック軸距にもよりますが、2ポッチほどの隙間があいていても十分駆動・登坂してしまいます。

 ■■■■□□■■■■□□■■■■□□←こんな感じ。

 これは、曲線レールでもラックが置ける! ということでもあります。これまでbrickshelfで観てきたラック式の例では、何れも「直線専用」でしたが、ここで先達にも差をつけることが出来そうです(笑)。なにより急勾配と曲線の組み合わせは魅力的ではありませんか♪

 さて、肝心の機関車について。
 モーターは高トルク低速ねらいで所謂「モンキーモーター」(イノベーター# のモーター)を使用し、ウオームで大幅に減速させ、ピニオンを回します。ピニオンからは、手馴れた(笑)3角ロッドでラック軸2軸に伝動します。今まで3角ロッド(スコッチヨーク)を使った機関車は何両も作ってきましたが、こうした仕掛けがダミーではなく、実際に駆動軸となるのはなかなか感慨深いものがあります。
(そして2軸駆動は、カーブへの対応可能という褒美をくれたのでした!)

 車体は瑞西の登山鉄道の小型電機やら、碓氷峠のED40あたりをイメージしています。極力小型でまとまるように心がけ、全長14ポッチでなんとか手のひらに載ります(笑)。
 前面(後面?)形状は、いつもの「関山鉄道スタイル」に収まってしまったのはご愛嬌、と(ほんとに作りやすいんです、この形は)。ただし、運転台がない側の前面は独特な風情。グリルの隙間からモーターが見えるのは余興として悪くないですかね。
 運転台は片方のみ。これはモンキーモーター搭載の為に片方のスペース潰さざるを得なかったため。しかし、実物でもこの種の機関車には得てして勾配の下側にだけ運転台をもつ片運転台が少なくありません。碓氷峠の歴代のアプト式電機は全て片運転台でしたし(EC40だけは後天的改造)、瑞西でも片運のラック式電機は少なくないようです。蛇足ながら、後世の碓氷峠専用機(粘着式)EF63も事実上の「片運」で、軽井沢方[山側]の運転台は実は回送専用だった由です。
 この種の機関車では、(原則として)列車は引っ張るのではなく、坂の下から押し上げる形になります。

 電源は、「とりあえず」外部の9V(単三×6)電池ボックスか、コードで結ばれたスピードレギュレータから供給する外部有線リモコンという形になります。9V(006P)電池ボックスなら貨車に積んで押し上げることもできましょうが、現状で入手できる単三×6のだと重すぎで無理。
 究極的には、集電可能な車輪を魔改造し、レールからの9V供給できればいいのですが。

※注:
 歯車とラックの組み合わせで登坂する鉄道には何種類もあり、「アプト式」はその一種です。
 なお、国内でのラック式(アプト式)は信越本線碓氷峠(1963粘着運転に移行)と、大井川鉄道井川線(1990年開通〜運行中)があります。本場?の瑞西には…無数にあり、ほとんどが現役です。羨ましい。

(以上、製作時の書き溜め)======================
 2006:05追記
 その後Bricklinkで9V(006P)電池ボックスが入手できましたので、思い切って9V電池ボックスを機関車に内蔵してしまいました。貨車に積んで押し上げるよりはスマートでしょうし、電池の重量によるウエイト効果も期待できます。
 この小さい機関車では、車内レイアウト的に電池を積めるのは車体中央部上方だけ。そして、長さ的にはどうしてもモーターの上にも掛かってしまいます。ところがモンキーモーターはレゴのモーターの中では背が高い…。屋根上に電池BOXがはみでてスタイルが崩れることか、はたまたモーターを換装(すなわち、新規購入…)するか検討しました。が、なんとか電池BOXは屋根の中に収まってしまい、改造前とスタイルは殆ど変えずにすみました。もちろん電池交換を考慮し、電池ボックスは簡単に取り外せます。この電池BOXはスイッチはON/OFFだけで極性の切替はできないので、前進・後進の切替は電池ボックスへのケーブル張り替えで行います。

 レイアウトはとりあえず、「レール1本につき、プレート4枚分」の勾配率での円周を作ってみました。約110‰になり、実物ではラック式の守備範囲となります。(通常の9Vモーターでは、「レール1本につき、プレート2枚分」が限界といわれます。55‰ですから何とかギリギリ粘着運転でクリアできる勾配です)。高低差はブロック10段分になり、なんとか立体交差も可能でしょうか。この勾配だと小型客車1輌押し上げてやや余裕ある位。ぐるぐるゆったり、しかして力強く廻るのを眺むも楽しいものです。
 橋脚はとりあえず間に合わせですが、ゆくゆくはもうちょっと格好良いの作りたいところです。
posted by 関山 at 08:03| Comment(0) | TrackBack(0) | 鉄道作品(その他) | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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