ジャンク箱に見る模型鉄道制御技術史？

私がHO鉄道模型に手を染めた頃は「常識」だったレオスタット

直径は約5cmあり、存在感十分だ

70年近く人間をやっていると、例えば鉄道150年の内、三分の一以上は自分が物心ついて以降の事であるなど、自分自身の人生が歴史の一部だと感じることも多い訳ですが、今回はジャンク箱の中から鉄道模型の歴史の一端を眺めてみることにします。

冒頭のカボチャ状の部品はレオスタット(rheostat、語源は流れを変えるというギリシャ語らしい)という可変抵抗器で、私がHO鉄道模型を始めた1960年代では速度制御を行うパワーパック（これは和製英語のようですが）の回路構成は

　①トランス、②セレン整流器、③レオスタット、④方向切り替えスイッチ

というのが標準的でした。

縦型モーター（左）とインサイドギア（右手前、車輪付き）＋ウォームギア（右奥、縦のギア）

ウォームギアを取り付けたモーターをインサイドギアに2個のネジで固定する

車両側も昨今の軽快なコアレスモーター＋密閉型ギアシステムとは違い、当時はモーターもギアもむき出しの動力ユニットで、ウオームギアの抵抗もあって特に起動が悪く、一方でモーターと直列の抵抗制御なので電流を食う起動時はなかなか走り出さず、一旦走り出すと一気に電流が減って脱兎のごとく暴走する･･･といった構造的な問題のある難儀なコントローラーだった訳です。

パワーデバイスの先駆けでもあったサイリスタ

一旦ゲートをオンすると「もうどうにもとまらない」使いにくい部品だった

70年代になるとパワートランジスタやサイリスタといったデバイスが我々の手の届く価格帯になったこともあって、こういったデバイスを使った性能の良いコントローラーが普及し始めました。　

トランジスタ式は上記③のレオスタットをエミッタフォロアのパワートランジスタ（もちろんバイポーラです）に置き換えたシンプルな回路構成で、我が家では今でもこの方式が現役ですが、トランジスタの放熱にやや気を付ける必要がありました。

もう一つのサイリスタを使う方式は、脈流（降圧した交流を全波整流したもの）を位相制御するもので、パルス状の電圧が掛かることにより「スローが利く」というのが売りでしたが、元々が60Hz（関東地方は50Hz）なのでスローは利くには利くのですが、どうしてもガクガクした感じになって今一つであり、こうしてジャンク箱入りする羽目になっています。

鉄道模型の世界ではコアレスモーターや精密ギアシステムといった動力系の進歩に加えて、電気・制御デバイスも長足の進歩を遂げて、今時は上記①と②の様にトランス＋整流器で直流など作らずとも小型で低価格なACアダプターの類がいくらでも入手できますし、③も安価な上にオンオフ制御で放熱の心配も小さいPWM(Pulse WIdth Modulation)の制御ユニットが簡単に入手できるようです。トランス･･･重っ！、レオスタットで速度制御って何よ？･･･という時代になりました。

久し振りに機関車を動かしたら･･･

多分1980年代に購入した天賞堂製EF66　久しぶりに走らせてみた･･･

予防接種の2回目も終わったので、いよいよ撮り鉄再開かと思っていたのですが、猛暑のみならず、昨今はデルタ株とやらで日々感染者数増加のニュースが流れ、またまた家に籠らざるを得ない日々が続いています。

鉄道模型のレイアウトも軽トラ製作で一段落したので、昔購入して余り動かしていなかった車両の点検をボチボチ始めたのですが、物によっては30年以上も殆ど通電していないようなものもあって、グリスが固着したりして結構大変な作業になってきました。

写真のEF66も最初はグリスが固着して全く動かず、取り敢えずベタベタの古いグリスを除去し、再度グリスアップすると、動くようにはなったのですが、何故か20cm程でピタっと止まってしまいます。

この頃の天賞堂モデルは　両軸モーター　＞　ユニバーサルジョイント　＞

ウオームギアボックス（左端）　＞スパーギアボックス（車輪の間で写真では見えていない）

　と動力が伝わり車輪が回転する

当時の天賞堂の動力ユニットは上の写真の様なダイキャスト製のギアボックスで車輪に動力を伝えるようになっていて、機関車一両にギアボックスが2組、都合4軸が駆動されるようになっています。（EFなのに4軸駆動です）

20cmで止まってしまう･･･というのがどうも良く分からず、結局再度ギアボックスを分解してみることにします。

プラスチックのスパーギア（平歯車）が破損（一番手前部分）したギアボックス

なるほどこれが20cmの原因か　こりゃあかんわ｡｡｡

するとギアボックス内のプラスチックと真鍮の2段になったスパーギアが割れてしまっているのを発見、要するにウォームギアが回ってスパーギア（白いギア）の割れている部分と噛み合うと止まってしまうという事でした。　

しかし、流石にこの歯車を修理するというのは不可能っぽいので、取り敢えず片側だけ駆動する様にして（EFなのになんと2軸駆動）、祈るような気持ちで天賞堂の模型部に修理部品の有無を問い合わせてみると･･･なんと、神様のご加護、在庫がありました!!　1個500円もするらしいのですが、駆動部分を他の製品に置き換える費用や手間を考えると（それにもうそこまでの気力も無いし）この程度の出費は致し方なく、むしろ30年以上も前の部品をストックしておいてくれたことに感謝して購入することにしました。

左が破損したギア、右が新品

分解・組み立ても2回目となると鼻歌まじりで難なく完了。もちろん、テスト走行もOkで再びスムーズな走行が蘇りました。めでたしめでたし。

走行音も静かでスムーズ　元の4軸駆動に戻りました

1/80鉄道模型レイアウト 畦道用軽トラの製作

鉄道写真を撮っていると良く見かける光景

畦道には軽トラが良く似合う

前回の記事で畑や畦道を作ったので、今回は畦道にはつきものの軽トラを作ってみました。鉄道写真などを撮りに出かけると、畑や田圃の近くではかなりの確率で見かける光景です。

写真の奥に写っているトラクターの様に頃合いのミニカーでも無いかとネットで探したのですが、この縮尺の「軽トラ」というのがちょっと見つからず、なかなかリアルなペーパークラフトが「高橋エコラン実験室」というページで紹介されていたので、これをベースに自作することにしました。

リンク先の記事どおりに作成すると長さ14cm程度になるようですが、プロトタイプの全長は約3.4m、1/80にして4cm強なので、同サイトの図面を大体1/3に縮小して使用させていただきました。

1/3になると糊しろが1mm程になってしまったり、例によって厚手のインクジェット専用紙を使ったので「折りしろ」もそれなりに誤差になるので、そこは適当に（得意な？）省略をしながら、拡大眼鏡とピンセットを駆使して「遠目に見て違和感の無いレベル」を目指します。

オリジナルが写真ベースなので、中々リアルな出来上がりだ

高橋エコラン実験室さんのお陰で、農地廻りがほぼ出費ゼロで一段とリアルになりました。

1/80鉄道模型レイアウト 段ボールで畑を作る

左側が今回作った畑　畦道の右手は田植え前の水田

畦道には軽トラの轍が残っている｡｡｡

中央駅の竣工で一段落したレイアウトですが、材料の片付けをしていたら、畑にしようと考えて保管してあった段ボールがみつかったので、昨年田植えをした田圃の横の空き地？に畑を作ってみました。

片側に波のある段ボール　畝？と畝の間は9mm程（スケール70cm程）でちょうど頃合い

段ボールでも箱に使われているものは波状の紙を2枚の平らな紙でサンドイッチしてありますが、写真の様に平らな紙が片面にだけ貼り付いていて、片側が波々になっていてクッション材として使われているものがあります。波々の大きさによりますが、HOスケールだと波々が大きければ畑など、小さいものはトタン屋根などの代用に使えそうですね。リップルボードなどの名称で市販されているものもありますが、まあ見た瞬間に「使えそう」と思ったら取り敢えず取っておく･･･そういう姿勢が成果？につながる訳ですね、ゴミは増えますが。

先ず畝の端面の隙間を紙粘土で埋めて畑の地盤を作ったあと、土色の粉（woodland seceicsのTurf、Earthカラー）を上から撒き、最後に畝の頂部に「作物」として緑色のスポンジ（同Foriage、Green）をハサミで細く切って紙縒り状に少し引き伸ばしたものを貼ります。

段ボール全体を斜めに傾けて「畝」の両面に均一にTurfを撒くなど、多少のコツはありますが、田植え 程根気のいる作業という訳ではありません。最後に赤ちゃん用の爪切りバサミで「作物」のForiageを綺麗に整形して完了です。

横から見たところ　奥の灰色の部分は田植え前の田圃

この季節の畑の作物って何なんだろう？

日本の原風景、田圃との畑景観が出来上がりました。

1/80鉄道模型レイアウト 橋上駅竣工

橋上駅部分を含む全景　薄暮に照明の入った様なシーンが個人的にはお気に入り

レイアウトが載っているのは模型の収納家具で、後ろに見えているのは自作のディスプレイ棚。

この記事で中間報告をした橋上駅ですが、あのあたりまで出来上がると結構気合が入り、普段はとても見られないような集中力？を発揮、なんと3日程で一応竣工ということになりました。
竣工と言っても「レイアウトに完成はない」という誰が言ったか分からない名言（迷言？）もあるくらいなので、これからもちょこちょこと手を入れることになるとは思いますが、部屋中に工具や端材が散乱しているような状態は一旦終わりです。

今回は折角橋上駅の中身も少し作ったので、屋根には大きなサンルーフを付けて中が良く見えるようにしてみました。窓も大きいしサンルーフもあって非常に明るい駅舎です。

昼間の姿　自動改札もある今風の橋上駅なので電車も223系をチョイス

照明を入れたところ　エスカレーターにも人がのっている

幸い？電車好きに育っている孫に見せびらかすのが楽しみです。

1/80鉄道模型レイアウト 橋上駅中間報告

次第に形になってきた橋上駅。

一応自動改札という想定なのですが、手持ちの車両とはちょっとミスマッチだったか｡｡｡

インドアな日々が続くお陰？で橋上駅も大分出来てきました。例によって人を配置するとグンとそれっぽくなって自己満足しています。

チケット自販機と座席予約のブース。駅員さんは端末画面に向かって作業中。

自販機はJRのネットの説明画面から画像を借用したのですが、ちょっとオーバースケール。ま、却ってそれっぽく見えるので良しとします。座席の予約ブースでは写真では聊か分かり難いですが駅員さんが端末に向かって作業しているところを再現してみました。

ここまで中も作り込むと天井を付けるのが勿体ないような気がしてきました。さてどうするか？

1/80鉄道模型レイアウト エスカレーター製作記

今回作成した外側歩道から橋上駅舎に上がるエスカレーター

橋上駅舎は設計中？で今は床しか無い

この記事でご紹介したエスカレーターですが、ホームから橋上駅のコンコース迄をエスカレーターにしたら、当然というか駅の外から橋上駅に上がるのにもエスカレーターが必要･･･という訳で、前回は試行錯誤が多くてとてもそんな余裕がなかった製作中の写真を今回撮影しておいたので、エスカレーターの製作記を書いてみました。

一応1/80のスケールモデルの走るレイアウトに設置するので、エスカレーターも実物をスケールダウンするのが理想とはいうものの、現物を見るとなかなか複雑な曲面で構成されていて簡単に再現するのは難しそうなので、そこは割り切って「作り易い」「それっぽく見える」ことを基本方針とし、側面は直線と円弧、断面は張り合わせの厚みだけで再現することにします。

実物のエスカレーターの標準的な寸法としては、踏み段幅100cm、傾斜角30度、蹴上げ（ステップ高さ）21cmといったところのようです。一方で以前からステップとして使えそう･･･と目論んでいたNo.10のホチキス針（大抵50針1連が20個、箱に入っている）ですが、幅に関しては50針一連で25mmあり、ちょうど半分に分けて使うと12.5mm、80倍して100cmでぴったりです。またホチキス針の寸法は高さ方向4.5mm、幅9.5mmなので、コの字型に縦て段差3mm、5mm間隔で並べると傾斜角はarktan(3/5)=約31度、蹴上げは3mmの80倍で24cmと、まあ許容範囲ということになりました。

ところで、何でも良さそうなホチキス針ですが、4個100円の100均のものと2個100円のMAX社針を比べると、100均のものは結構寸法誤差が大きく、試作品の出来がイマイチだったので、多少高価ではありますがMAX社純正？の「高級品」を奢る事にしました。

一応、設計図面を引いてからスタート　今回はステップ数35

上端、下端部分はステップ高さを漸減させてある

例によって使い慣れたパワーポイントで部材を作成します。

我が家の印刷環境ではスライドのサイズを297mm×210mmにし、何故か倍率1.03で印刷すると寸法どおりに仕上がるので、①エスカレーター外側の機構部カバー、②内側のステップ貼り付け部、③①と②で挟まれる欄干部分などをインクジェット厚紙用紙（t=0.23mm）に印刷し、t=0.5mm程度の白ボール紙を裏面に貼り付けて補強しておきます。

印刷済みのインクジェット厚紙用紙を白ボール紙で補強した部材

上から①外側駆動部カバー、②欄干、③内側ステップ貼り付け部（ステップ貼り付け位置印刷済み）

この3枚を貼り合わせて片側分のサイドパネルとする（写真は片側分）

①、②、③の部品を貼り合わせたものの欄干（手すり）部分両側にアルミテープを貼り、

さらに欄干断面に0.5mm単線の電子ワイヤ（外形約1mm）を移動手すりとして接着する

写真は左右1組を並べたもの

3枚の部材を貼り合わせた後、欄干部分（駆動部カバーやステップ貼り付け部が重ならない部分）にアルミテープを貼ります。また移動手すりとして手許にあった芯線0.5mmの赤い電子ワイヤを透明接着剤で欄干の断面に接着すると欄干は出来上がりです。

今回のハイライトでもあるステップは50針1連、25mmのホチキスの針を半分の12.5mmに切り離して作ります。25針目で切り離すときれいに折半できる筈ですが、50針1連の塊のうち10%ぐらいは実際には51針あったりするので、一個一個出来上がり寸法を確認しておきます。まあ、多い分のバラツキは普通はオトクということで全く問題はないのですが、今回はそうもいきませんね。（因みに50針未満のものは全くありませんでした）

予めステップ貼り付け部には予め図面どおりステップ位置を印刷しておき、

そこに両面テープを貼って半分に分割したホチキスの針を並べてゆく

サイドパネルのステップ貼り付け部にホチキスの針を両面テープで固定し、これに反対側のサイドパネルを貼りあわせるとエスカレーターの基本部分は出来上がりで、後は底面のカバーや最上段、最下段の床との接続部分（乗降板）を「現物合わせ」で作成して完成です。

所詮自己満足の世界ですが、昨年夏の田植えと言いこのエスカレーターと言い、ちょっと他では見られないシーナリーが出来上がりました。

1/80鉄道模型レイアウト 中央駅のホーム完成

中央駅の全景　1mm厚透明PET版の庇をLEDの導光板として使用

昨年末のスイッチバック駅の完成以降、ボチボチ進めていた中央駅（私のレイアウトの幹線駅）のホームが漸く完成しました。全くのフリーランスなので、どんな駅にするか考えながらの試行錯誤で結構時間が掛かってしまいましたが、20mクラス6両編成の列車が2編成停車できる島式ホームになっています。

昼間の待合室とエスカレーター付近。　待合室はAU13の冷房付き。

夕方。　ホームは白色、待合室は電球色のLED照明とした。　待合室には売店もある。

このホーム部分でいささか力を入れた点が2つあり、一つは冒頭のキャプションに書いたように少し凝ったLED照明を組み込んだこと、もう一つがエスカレーターを設置したことです。　

エスカレーターのステップはホチキスの針を使用。　流石に動きはしないが。

エレベーター、売店などのピクトグラム、行き先表示ももプリンターで再現。

エスカレータのステップはホチキスの針をコの字状に3mmの段差で並べたもので、赤い手すりは単線のビニール線を使用しています。本物のエスカレータの傾斜角は30度だそうですが、このモデルも31度とほぼスケールです。人形を乗せるといささかオーバースケールのように見えていますが、なかなかそれっぽくできて満足しています。

全体的な工法としてはスイッチバック駅同様にインクジェットプリンターを多用して塗装部分を最小化していますが、色々なピクトグラムや点字ブロックなどもそれっぽく仕上がっていると思います。

材料費は基本的に角材と紙、庇のPET板ぐらいで全体としては非常に低廉に出来上がっているのですが、最後にバーンと30体程人形を奢りました。一体150円位して割と高価ですが、これでぐんと本物の駅らしくなったように思います。

今のところエスカレーターはあるものの橋上駅部分は全く白紙なので、また半年ほど掛けて駅としての完成まで持っていきたいと思っています。

1/80鉄道模型レイアウト スイッチバック駅とその周辺の完成

ホーム、駅舎や駅周辺が整備されてようやくカタチになった

後ろ背景は下手くそだが山の絵のパネルが立っている

　9月にスイッチバック駅予定地脇の土手を作るでご紹介したスイッチバック駅とその周辺がようやく出来上がりました。

　この駅はエンドレスの平坦線から分岐した登山鉄道線のスイッチバックで、ここから反対エンドの山中の駅に折り返すような線路配置となっており、設定としては近くに神社と温泉がある駅ということにしてあります。

駅前の両渡り側から見たところ　

駅右手、山の麓に神社がある設定で、駅近くに大鳥居がある

　全体的には工作用紙にインクジェットプリンターで印刷した展開図を組み立てたところが多いのですが、結構力を入れて作成したのが神社の鳥居で、一番上の笠木（かさぎ）が上に反った「明神鳥居」をモデルしてあります。貫（ぬき）と呼ばれる、横に貫通する部分は横着をして一本に見えるように接着しただけですが、一応ダミーの楔（くさび）もつけてあります。

あるのは大鳥居だけで神社の建物はないが、

それらしく出来たのでなんとなく柏手を打ってしまう

　温泉の方は、もともと本棚の上に設置した組み立て式のレイアウトで奥行きが無く、温泉宿まではとても建設できないので安直に温泉まではバスかタクシーで行ってもらうことにして、その乗り場だけ作ってあります。おいてあるバスはおもちゃ屋で見つけたトミカの幼稚園バスで良い具合に82分の1スケール。子どもの横断マークの上に旅館風のシールでも貼り付けると良さそうです。

バス停標識を建てると、ぐっとそれらしくなる

ちょっと柱が太すぎた･･･

　とりあえずこの部分はこれで一旦完成という事にして孫に見せびらかしたいと思います。

1/80鉄道模型レイアウト スイッチバック駅予定地脇の土手を作る

フリーランスの電車が停車しているのが山岳線のスイッチバック駅

駅手前の土手？が今回の作業箇所　土手の手前のカーブは組み立て式の本線

　田圃シリーズは一応終わったので、次はメインブロックの山岳線に取り組むことにして、今回はスイッチバック駅設置予定地の下の「土手」を作ることにします。

　写真手前、本線の線路を通すために石垣になっている部分が曲面になっており、簡単に展開図を作ることも出来そうになかったので次の様な手順で作りました。

①　9mm厚のべニア板の端材で4か所程、縦の骨格部分を作る

②　ボール紙を1cm幅の帯状に切ったものをたくさん準備する

③　②を縦横に交差するように組み合わせ、おおよその形を作る

④　角の石垣部分はネットの画像などをベースにそれらしい画像データを作り、プリンタで印刷して貼り付ける

⑤　紙粘土を手のひらで薄く伸ばし、③の表面にボンドを塗った上に重ねて形を整える

⑥　アクリル絵の具で汚く草色に塗る　

⑦　液体のりを全体に塗り、その上に着色スポンジ（Extra Coarse Turf）を撒く

⑧　Turfがムラになっている部分を修正する

　Extra Coarse Turfというのは3～5mm程度に細かく裁断された着色スポンジで、近目にはもちろんただのスポンジの屑のようなものですが、写真の様に遠く離れると近景では雑草、遠景では山肌のように見えて重宝な素材です。　

　ちなみに写っているキハ35風の電車は学生の頃にお遊びで作ったフリーランスの登山電車で、このレイアウトでは通称山岳線を走る専用電車ということになっています。

　なんせこのレイアウトを作り始めたのが20年以上前で、その後ずっと放置されていたので細かいことをすっかり忘れており、結線などを思い出しながら作業をすすめているので遅々として進みませんが、次は電車が停車中の場所にスイッチバック駅を作る予定です。