フカひれ工作レポート

備南鉄道の美男さんが、フカひれ工作のレポート<簡単工作『フカひれイコライザーで脱線しない2軸車両を作ろう!』キャンペーン>を書いてくださいました。
ありがとうございました。
http://www.geocities.jp/binantetudo/KOSAKUNISSHI/hukahire.htm

なおフカひれ関連リンクはここをクリックしてください。

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二軸貨車にフカひれイコライザーを組込む

「二軸貨車にフカひれイコライザーを組込む」の記事がTMS888号92-93頁に掲載されました。
ご意見、ご感想、ご質問はこの記事へのコメントでお願いします。

フカひれイコライザー関連記事へのリンクです。

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二軸貨車の簡易型フカひれイコライザー 修正補追

二軸貨車の簡易型フカひれイコライザーについて、やはり模型雑誌に投稿しようと思って 原稿を書いています。それを数人の方に読んでいただいて、ご意見をうかがっています。学術雑誌でいう投稿原稿への査読を自主的におこなっていることになります。
私は左右のリンクを対称にして、リンクを車軸の中心を結ぶ中心線の両側に対称に並べていましたが、それだと厳密にいうと左右のリンクの捻り角度が違ってくるのではないかというご指摘をddx40aさんにいただきました。そこでスケルトンモデルの結節点リンクのU字型の受けをつけていない側のリンク(赤)を中心線上において、反対の受けをつけたリンク(青)を線径の分だけサイドにシフトするように修正改造しました。
20150402221458580
Fig5_3
実際は捻り角度も小さいので、実用上は左右の車軸の捻り角が大きく違うなどの支障はないと思います。これまで作ったのを修正改造する必要はないと思いますが、新らたに作られる場合は上記のように作っていただいた方がよいと思います。


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続々・てんびん棒イコライザーとはナニモノなのか?

本家のコンさんのブログでは一旦締めになった「てんびん棒イコライザー」ディスカッションですが、当ブログを含めいくつかのサイトではジワジワ続いています。

結局てんびん棒はイコライザーではなく、中央一点で支持された単軸台車の捻れを線バネで釣り合いをとって車体のローリングを制御する機構だったということが結論だと思います。

今回の「てんびん棒イコライザー」については、ネット上で適切な議論がおこなわれた日本の鉄道模型史上初めての例だとddx40aさんはいわれていますが私もそのとおりだと思います。

私見をつけ加えると、
最初に掲載されたTMS3月号(876号)の88頁の写真1が、「てんびん棒イコライザー」が両単軸台車の釣り合いをとって(車体のバランスを)制御するメカニズムのように見えるので、誤解を多く生んだと思います。実際「てんびん棒として釣り合いをとっている」のは、中央の取付板を介して結ぶ線バネが両単軸台車相互の釣り合いをとるのではなくて、両単軸台車が中心を支えられて各台車ごとにバネで釣り合いをとるいう意味であったはずです。

また「イコライザー」という言葉を、非常に広義に使う方もいれば、科学的に狭義に使う方もいて、議論がうまくかみ合っていなかったこともやや混乱した原因だったと思います。よく巷では「専門学会の議論が、専門用語を使って門外漢にはわからないようにおこなわれる」とネガティブいわれますが、あれは皆さん言葉の定義が一致しているから真っ当な議論が成り立つわけで、ひとつの言葉をそれぞれが違う意味につかうと議論はなりたたないですね。ただその辺を曖昧にして素人を煙に巻いて、説明をごまかすというテクニックも往々にして使われているのでそういう印象を受ける方もおおいのかと思います。

私自身も今回のディスカッションをとおして、二軸車の車輪可動機構についてはいろいろ考えるところがありましたので、今後の糧にしようと思います。

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てんびん棒つくってみました

私もてんびん棒つくってみました。
イコライザーじゃなければバランサー?とでもいうのでしょうか。
ただそのまま作るのでは面白くないので、ひとひねりしてみました。
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簡易フカひれと同じくスケルトンモデルで作ってみました。
軸受けはKATOのワム80000用です。ブレーキを切り落としました。
これはポリアセタール製でハンダ付けはできないので、0.5mm径燐青銅線を真鍮板の小片にハンダ付けして、本来の取り付け孔を利用してネジ止めしました。
20150312130234141
これを下図のように組みました。
2015031213023437020150312130234353
イラストで解説すると
単軸台車はバネ受けの孔を中心として回転します。
ワークスKさんのアドバイスのように出来るだけレールに近い面に回転中心をもってきました。実際の回転軸は点線となります。
左右の単軸台車の動きは独立しているので、フカひれと違って回転軸は平行でなくて大丈夫です。
赤の部分は単軸台車の釣り合いをとるバネとなります。
単軸台車と床板は固定していないので、単軸台車は青と赤のバネで支えられます。
そのため上下方向のクッションも効きます。
今回はバネを0.5mm径燐青銅線で作りましたが、少しバネが軟らかすぎる気もします。
もう少し太い線でもよかったかもしれません。
Tenbin101
イラストでは線バネを真ん中にもってきていますが、これでは両台車の線バネが当たるので少し横にシフトさせてずらしてあります。

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続・てんびん棒イコライザーとはナニモノなのか?

ワークスKさんのコメントから考えると
小林さんのてんびん棒イコライザーは図左、KATO方式は図右ということになるのでしょうか
Tenbin2_2

(追加)稲葉さんのコメントのご指摘を参考にしてKATO方式のイラスト書き直してみました。
Tenbin3


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てんびん棒イコライザーとはナニモノなのか?

2/20にTMS3月号が発売されて以来、私の周りのイコライザーフェチ?のモデラーの間で盛り上がっているのが、P.88-91に小林義和さんが書かれた「てんびん棒イコライザー」とはナニモノなのか?という話題です。
ロンビックやフカひれの亜種なのか、それともまったく新種のイコライズ機構なのかということです。
よく記事を読んでみると私なりに下図のようなものだと理解しました。
Tenbin
この図はクリックすると拡大します。
台車の片側車輪を、車体と反対側の台車を固定したまま持ち上げてやると、片側の台車についた線バネ(青色)が上に持ち上げられて撓みます。
ここで反対側の台車を固定したまま、車体をフリーにしてやると、撓んだばねが車体(上列 黄色線、下列 緑色の四角形)をまわして反対側の台車についた線バネも反対方向に撓んで、二つのバネが釣り合ったところで車体は静止します。この二つのバネの弾力が同じものなら、車体は最初まわした台車の半分の回転角だけ車体は回転するはずです。
これがこの「てんびん棒イコライザー」が、台車の等角逆捻りを実現しているメカニズムだと思います。「てんびん棒イコライザー」のわかりにくいのは、真ん中の線バネがトーション(回転)スプリングとしての働きをするのが、線バネ自体の捻れに対する弾性ではなくて、車体中心の回転軸から線バネが左右にシフトしたことによって生じる上下方向の動きをバネ長手方向の弾性による撓みで吸収しているメカニズムにあると思います。
ロンビックイコライザーやフカひれイコライザーと違うのは、ロンビックやフカヒレがリンク機構で強制的に台車を逆位相に回転させるのに対して、バネの釣り合いで車体の捻れを台車の捻れ角度の半分にするものなので、「イコライザー可動式」というよりは「バネ可動式」に近いメカニズムと考えます。スプリングの釣り合いで左右を安定させるので貨車の積荷を含めた自重によって線バネの直径や長さを変える必要があると重います。
見方をかえれば、「線バネで軸受けの揺れ枕枕梁を安定化させたメカ」という見方もできると思います。したがってバネが軟らかいと車体がフラフラするし、強すぎるとうまく車輪が追従しないのは、ボギー車の中心ピンのコイルスプリングの強さを変えた場合と同じです。
板バネを使ったKATOの二軸貨車の軸受け可動(ワークスKさんによる解説)Brass_solderさんの二軸貨車の軸受けバネ可動と作動メカニズムとしては同じではないかと考えています。

このイコライザーや私の解析についてご意見あれば、是非コメントお願いします。

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だるまさんが走った(3) フカひれイコライザー

下回りにはフカひれイコライザーを組み込みました。
t0.5真鍮板から作った二軸軸受取付板に、0.8mm径真鍮線でイコライザーをハンダ付けしました。
イコライザー受けは、t0.5真鍮2mm幅帯材から加工しました。
イコライザー中央のリンクは1mm幅帯材です。
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組み立てると下図のようになります。
軸受取付板と床板の間には、中心取付ネジに小径のワッシャを挟んであります。
20141005123458343

軸受けと車輪を組み立てたところです
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車輪の間にあるのが車輪の回転方向を検出するセンサーです。
この詳細はまた後日
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フカひれの系譜

二軸貨車に組み込んだフカひれイコライザーについて、もう一度整理してみました。

フカひれイコライザーは、故伊藤剛氏の考案によるものですが
原著はやはり
TMS誌2002年7月号(698号)に掲載された伊藤剛さんの「日車PCC-NSLのバタフライ台車枠」
ということになるのでしょうね。

その後コンさんのブログで、ボギー車への組込がおこなわれました。

次にその動作原理をワークスKさんのブログで解明され、解説されています。

その後ddx40aさんが、ロンビックイコライザーの幾何学的証明をされて、フカひれイコライザーは等角逆捻り機構であるが、ロンビックイコライザーとは機構的に異なるものであると解明されています。

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フカひれスケルトンモデルに触ってください

21日の日曜日のみ鉄道模型大集合inOSAKAに参加します。
二軸貨車に組み込むフカひれイコライザーのスケルトンモデル持参します。
HOJCの部屋に置かせてもらっていますので、鉄道模型大集合inOSAKAに参加されるクラブの方でご覧になりたい方あれば、HOJCの部屋にお越しいただたいて実際にさわってみてください。
フカひれの原理についていろいろ読むより、実際さわってみると仕掛けがよくわかりますよ。

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