新工夫を試してみます － 水平型単気筒スチームエンジン工作 －

２０１３／１１／２９　（金曜日）　晴れ


もう少し小型のスチームエンジンボートを作ってみたいと思って、
あれこれ部品を作ったり工夫をしたりしている。
折角、小型のガスバーナーを作ったんだから小さなボイラーを作るかな・・・
でも、夕べ考えた新しい工夫を試してみたくて水平型の単気筒スチーム
エンジンを作ってみることにした。



↓　今までのエンジンに使っているピストンは部材をピストン棒にナットできつく挟みつけて固定して
　　　以降は一体型で丸く整形していた。　分解して再組み立てするとセンターが狂ってしまうので、
　　　一度組立てたら二度と分解はしないで整形していた。






今までのピストンは荒削りや円形の大体のところまではヤスリで仕上げて
その後はボール盤をロクロの代わりしてピストンを回転させながらペーパーで
整形して作っていた。
全て手作業だから時間もかかるし、精度の悪いものしかできない。

そこで今回は市販のアルミパイプとアルミ丸棒でシリンダーとピストンを
作ることにしてみた。
このアルミパイプと丸棒を組合わせたシリンダーとピストンを使って
エンジンを作るのは初めてではない。
スターリングエンジンではパワーピストンに使ったし、スチームエンジン１号も
これで作った。
しかし、当時の工作レベルではピストンとなる丸棒の心の割り出しが出来ず、
複動式にするとピストンはスムーズに動かず、シリンダーとの隙間を大きく
せざるを得なかったので漏れが多くて使い物にならなかった。
また素材がアルミニュームのため、半田付けができないことも使用しなくなった
理由でもあった。

その後、工作を続けていくうちに丸棒の心の出し方を工夫して大体中央に穴を
あけることが出来るようになった。（エキセントリックのボスやフライホイールの
ボスの工作のために工夫した）
また、何種類かのパイプを嵌めこんで目的の外形・内径のパイプを作る工法も
工夫した。（バウムクーヘン方式）

今はこれらを応用すればこのアルミパイプと丸棒で高性能ピストンが作れるかも知れない。
そして、夕べはピストン棒にピストンを真っ直ぐ固定する方法を思いついた。
それは・・・・・・・


↓　１５φ丸棒と１８φ（内径１５ｍｍ）パイプを使ってピストンとシリンダーを作る。



↓　ピストン（丸棒）を切り取る。　



↓　直径（ボアー）１５ｍｍ、厚さ１５ｍｍのピストン素材。



↓　丸棒の心の割り出し。　今までは物差しを当てて線を引いて心を出していたけど、全然狂っていた。



↓　このくらい小さな点がつけばここが心だろうと思う。



↓　ところがここが問題だ。　センターポンチを打つときに心が狂ってしまうことが多い。



↓　バイスに咥えて穴開け。　素材が垂直に立つように慎重にバイスに取り付ける。




↓　開いた孔に同心円を描いてみる。　同心円になればＯＫだ。



↓　裏面から開けた孔はちょっとずれている。　修正しなくてはならない。



ずれた孔は細いヤスリで削って真ん中の孔になるように修正する。
そして最終的には目的の直径の孔（４φ）を開ける。








↓　ピストン棒（ピストンロッド）は４ｍｍφにした。　３ｍｍφとはわずか１ｍｍの差だが強度は大分上がる。



↓　ピストンの横っ腹に孔を開ける。　実はこれが夕べ考えた新工夫です。







今まではピストンをロッドに固定するにはロッドにネジを切ってナットでピストンを挟みつけて
固定する方式だったが、このロッドに切るネジはかなり長くなるので（ピストンの厚み以上）
手作業で真っ直ぐに切るのはかなり難しい。
ネジ山はヨタヨタと蛇行するし、ロッドも歪んでしまうことがある。
そこでロッドには固定のためのネジは切らず、ピストンの横っ腹にネジ孔を立ててホーローネジで
ロッドを締め付けて固定しようというわけだ。
ネジ孔は４箇所。　３ｍｍのホーローセットスクリューを使った。












↓　今日の成果。　アルミパイプには真鍮パイプを嵌めて（かなりきつい）真鍮化？する。



アルミパイプのシリンダーと丸棒のピストンはとてもしっくり嵌りあう。
手で動かしてみるととてもスムーズに動く。
何か期待できるぞ・・・・・という感じだが、また三歩進んで二歩下がる・・かもしれない。
まぁ、一歩進んで二歩下がるにならないようにガンバロー・・・っと