この文書は予告なく加筆・修正などを行いますのでご了解ください。
個人で製作・使用の場合ではなく、この資料を利用して製作・販売する会社や個人からは、ロイヤリティーをいただきます。
お問い合わせは、ロボットに自動ピックアップされないメアド表記では、
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ここで使用する機械図面は素人が「自分が分かればよい」とパワーポイントで描いたもので、寸法取りなどのルールに沿っていないと思います。ご了解ください。
世の中に類似の製品があっても購入の予算がない場合や、DIYに労を惜しまない人は、じっくりと腰を落ち着けて楽しみながら少しずつ作業を進めてください。同一形状のブロックを最低16個作るには根気が要ります。
DIYが好きで色んな工具を持っている人向きですので、新たに買い揃えるにはそれなりの覚悟が必要です。設備を持っているDIY好きな人に特価で部品を作ってもらうのも一方法です。
作業中には怪我をしないようにご注意下さい。怪我をされても責任を負いません。
【材料】: 価格は税抜きの参考価格です。
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外径5mm X 内径2mm X 厚さ2.5mmのミニチュアベアリング(アマゾンのショッピングで10個:送料別980円) チャイナマートでも購入できますが、送料が2300円以上します。
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M2X6の平頭ネジ(TRXスリムヘッド小ネジ(星形のドライバー穴)はヤフーショッピングやモノタロウなどで入手可能。100本購入の1本当たり10円がベストですが50円以上)
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M2の平ワッシャー(スプリングワッシャーは不可です。厚さ0.3ミリ、外径4ミリを使用することを前提とした寸法です。)
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直径3ミリの銅の丸棒(ホームセンターのVIVAで入手可能。1メートルで429円)
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スプレーのリ(3M スコッチ スプレーのり55 ミニ缶 100mlや100均ショップで60mlのスプレーなど) 3Mの製品は剥がすのが楽です。
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厚さ2ミリと3ミリのアクリル板(色は問いませんが、表面硬化品は避けてください。)
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アクリル接着剤(株式会社 光のABN-1を推奨。瞬間接着剤は作業が難しいことがあります。アクリル以外の材料を使用する場合は材料にあった接着剤を選んでください。)
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幅10〜18ミリの銅箔粘着テープ(導電性テープ。秋葉原の秋月電子通商では株式会社寺岡製作所の製品、同・千石電商ではScotch 導電性テープ 25mm幅 [銅箔エンボス] などが入手可能)
【工具】: ご参考
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糸鋸(刃の厚み0.2ミリ)
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可変速電動ドリル(可変速の方が作業がしやすいです)
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ミニルーター(プロクソンのMM50など)
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ダイヤモンドミニカッター(4組で1980円などがあります)
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小型バイス(正確な位置に穴を開けるためには万力などが必要です。)
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直径5.5ミリ・3ミリと1.6ミリまたは1.7ミリのドリルビット(2ミリのネジ用の下穴)
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直径2ミリのタップ(先・中・上げの3本セットまたは中仕上げ1本)
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タップホルダー
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小型+/-ドライバー
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ヘクサロビュラレンチ_SKX(ほし形頭ドライバー。TRXスリムヘッドネジを使用する場合に必要です。)
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テーブルソー(プロクソンのNo.27006など。φ50mm 80山 刃幅0.6mmの超硬丸鋸刃を取り付け。)
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カッターナイフとハサミ
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直径3ミリと4ミリの皮ポンチ(168円/175円)
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ノギス又はステンレス物差し(15センチくらい)
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サンドペーパー(#100〜#150)
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精密細丸ヤスリと普通のヤスリ(細かい目を推奨)
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直角金定規(15センチX10センチくらい)
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切断ガイドに使用する厚さ1ミリ以上の金属板。アクリル板でもかまいませんが、金属棒の切断の際には熱で溶けます。2辺の直角が出ている必要があります。
【レール】: HOとNゲージの標準レール(KATOの2-180や20-020など)
【製作手順】
・ ベアリング付きブロックペアを4個、通電金属リング付きのブロックペアを2個、車輪支持台付きのブロックペアを2個作る場合、ブロックは8個、ベアリングは16個、金属リングは8個、支持台は4個用意する必要があります。平頭ネジは24本です。
設計図面はあくまでも素人図面ですのでご了解ください。
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M2X6の平頭ネジ
M2X6の平頭ネジ(TRXスリムヘッド小ネジ)は、筆者は兵庫県・尼崎にある有限会社タドコロで入手しましたが、入手できない場合やコスト削減には、M2X6、またはM2X8のナベネジを下記要領で加工します。
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平頭のプラスをマイナスネジにするためにネジを電動ドリルに固定し(固定用に使用)、減速したダイヤモンドミニカッターでマイナスネジ用の溝をあらかた彫り、糸鋸で仕上げます。糸鋸を入れる深さはプラスネジ溝のセンターの底に届く深さです。
・ ネジを電動ドリルに取り付けて、ネジの頭の直径が2.5mmに、高さが0.2mmくらいになるまで削り、サンドぺーパーをかけて仕上げます。1ブロック当たり2本必要ですので、最低24本必要です。
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TRXスリムヘッド小ネジ |
M2ネジの加工 |
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アクリルのブロック(ベアリングホルダー)
アクリルのブロッは、NC旋盤などで削り出して穴あけ加工をしてもらうと1個当たり300円以上になります。これだけのお金をかけられない人は、3ミリと2ミリのアクリル板を積み重ねて接着すると、手間がかかりますが非常に安くできます。
二つのベアリングの外形間距離は0.2ミリです。従って2ミリネジの穴位置は重要になります。ノギスとケガキ針で穴位置を決めてポンチを打つのが本格的な方法でしょうが、素人技ではパワーポイントなどで作図した穴あけ図を実寸で印刷し、この裏面にスプレーのリを塗ってブロックに張り付ける方法を取ります。勿論、貼り付け精度は重要です。
これらの製作記事で製作を進める際に必要になるかもしれない穴位置決め用の印刷図面集(ベアリングバー式も含む。)を用意してありますので、参考にしてください。PDFファイルを印刷する場合は、必ず「実際のサイズで印刷」を選んでください。寸法精度は利用者の責任でお願いします。
連結シャフトの直径3ミリの精度は、ドリルビットの精度と丸棒の直径精度に依存します。筆者の経験ではほぼゼロ勘合になり、スライド側は精密丸やすりで少しこする感じになりました。
2ミリのネジ用の2個のネジ穴を、印刷図面で正確に位置取りした場所に開けますが、正式な下穴径は1.6ミリです。1.7ミリでもOKですので、この方が次のネジ山切りが楽になります。
タップでネジ山を切るときは正式には先タップを使用し、タップが下穴に2〜3山食いついたら直角を確認。「3/4回転進んだら1/4回転戻る」を繰り返して、タップが食い込まないように注意します。仕上げに中または仕上げタップを使用しますが、金属でなないので先タップで十分です。
導電性テープの貼り付け加工
ベアリングからブロック下部のレールに接触する部分まで電気配線しますが、これに銅箔粘着テープを使用します。ブロックの対向する面からの配線が一番短くなりますが、銅シャフトが通過する面になりますので、反対側に大回りします。この方が貼り付けた銅箔テープの跳ね上がりを防げます。
幅はブロックの幅より1ミリ小さくして9ミリとし、長さは図面上は5+6+11+9=31ミリになります。
位置調整側のブロックの3ミリ穴の周りには直径4ミリの皮ポンチを使用してテープを取り除きます。銅の連結棒による万一のショートを防ぐためです。
2ミリ穴の場所は、精密細丸やすりなどでテープに穴を開けて、バリを削り取っておきます。
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連結棒の切断加工
直径3ミリの銅の丸棒の長さは1メートルあります。切り出す長さは34.7ミリです。金属切断用の回転刃を取り付けたテーブルソーでは、3〜4本切り出す長さに糸鋸などで裁断しておきます。
写真は5.の通電金属リングの例ですが、写真のように直角が正確な金属板(板厚1ミリ以上)などをガイドにして、切断個所に機械油を少し着けながら極わずかづつ切ってゆくのが安全です。
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通電金属リングの製作
ベアリング一個は100円近くします。予算がある人は車輌の全車輪にベアリング付きのブロックをあてがえるでしょうが、予算を節約したい場合、回転しない車輪に通電するだけでよいブロックと、回転も通電も必要としないブロックに分けて、ブロックに取り付ける「ベアリング代買え品」を製作する必要があります。必要ない場合は7.に進んでください。
一番良いのは、外径が5ミリで内径が2ミリの金属棒が入手できれば良いのですが、筆者が探した限りでは見つけられませんでした。
そこで、外径5ミリ、4ミリ、3ミリ(いずれも肉厚0.5ミリ)の金属パイプを積み重ねる方法です。
各パイプ(真鍮製と銅製)の精度は勘合を考えたものではありませんので、ゼロ勘合に近いものとほんの少し緩いものがあります。費用節約のためには止むを得ませんので、2.8ミリの長さに切ったものを積み重ねます。(勘合がよい場合には、10センチくらいの組み立てを作っておいて切断する方法が使えます。) 3つのパイプは電気的導通状態になければなりませんので、接着剤は端面のみ又は内径の一か所のみに使用します。2.8ミリの長さは2.5ミリ厚のベアリングプラス0.3ミリのワッシャーの厚みになります。
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車輪支持台の製作
本来は2.8ミリ厚のアクリル板が欲しいのですが無理ですので、図のように3ミリ厚の長方形のアクリル板の中央にへこみを付けます。2ミリのネジ穴二個は省略してもかまいません。
添付の寸法取り用の印刷図面では2個を対向させて、その中央に直径5.5ミリの穴を開けてから裁断するようにしてあります。
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ベアリングなどの取り付け
TRXスリムヘッドネジを使用する場合は、専用のLレンチで取り付けますが、ベアリングの取り付けには3.の図のようにブロックとの間に0.3ミリ厚のワッシャーを入れます。プラスチックのバリや埃の巻き付きの防止用です。
自作のマイナスネジの場合、強く締め付けすぎると頭を壊してしまいますので注意してください。
通電用金属ブッシュの取り付けの場合にはワッシャーはいりません。
同じく車輪支持台はワッシャーもネジも必要なく、瞬間接着剤などを使用してブロックの定位置に張り付けます。
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連結棒の取り付け
スライドさせない方のブロック穴に連結棒を差し込む前に、3ミリの穴奥に厚さ0.1ミリ位のプラスチックシートを直径3ミリの皮ポンチで切り取ったものを絶縁用に押し込みます。そして連結棒の先に瞬間接着剤を少し付けておき、素早く奥まで差し込んで固定します。
スライドする側の3ミリの穴径と丸棒の勘合がきつい場合には、精密丸やすりで穴を軽くこすります。もしガタがある場合には、綿棒か竹串に瞬間接着剤を付けて穴の内側に塗ります。ガタがなくなるまで繰り返します。
スライド側を差し込めば完成ですが、Nゲージの規格に固定する場合には25.8ミリですので、必要ならば連結棒の長さを短くします。
写真はNゲージ用の位置にスライドした例です。
以上で完成です。
次のPDFファイルの取扱説明書を参考にしてください。これは、ヤフオクに出品したキットに添付したものの部分転記です。
この方式は構造が簡単ですが、車輌の床面からの高さが高くなってしまいます。ショーケースなどに展示する場合には、レールの前面にレンガなどの絵を描いためくら板を設置するとよいと思います。
試作品のムービーはYouTubeの下記URLにアップしています。
https://youtu.be/pIG0o4bCAyc