趣味の鉄道模型

更新日付 2018年9月2日




《目 次》

1.鉄道模型はじめの一歩

2.Njゲージとは

3.車内灯の自作

4.PWM方式パワーパックの自作

1.鉄道模型はじめの一歩

鉄道模型を始めるにあたり,何から始めたらよいのでしょうか。

主な鉄道模型には,縮尺 1/87・軌間16.5mm のHOゲージ,縮尺 1/150・軌間9mm のNゲージ,縮尺 1/220・軌間6.5mm のZゲージがあります。このうち一般に最も普及しているのはNゲージで,市販されている車両も豊富です。

Nゲージの車両を周回軌道で走らせるには,大体畳一畳くらいのスペースが必要です。最近ではもっと狭い机上のスペースで周回軌道が作れるZゲージも人気になりつつあるようです。

ということで,Zゲージについて導入を検討しました。しかし調べるにつれ,市販されているZゲージの車両は非常に少なく入手が難しいことが分かりました。

次に興味を引いたのは,DCC制御方式という運転方式です。DCC制御方式というのはデジタル信号を用いてポイントの切り替えや車両の運転操作を行うもので欧米ではかなり普及しているようです。パソコンやスマートフォンを用いて一連の運転操作をプログラムすることができます。PCのプログラミングを日課とするものにとっては魅力的ですが,初心者にとってはハードルが高いようです。先ずは,導入コストの安いアナログ方式でスタートすることにしました。

最初に購入したのは,KATOのNゲージJR東海キハ313系0型4両編成(amazon\9,110)です。暫くは,机の上で転がしながら眺めていました。


2.Njゲージとは

折角購入した車両は机の上を転がすだけでは味気ないので,せめてレールの上に乗せてあげたいと思いました。まだ走らせるところには至っていません。

レールについて調べていると,あるホームページにNjゲージと称する記載がありました。Nゲージのレール幅は 9mm だけど,JRの在来線のレール幅を 1/150 にすると 7.113mm(1067/150=7.113)だそうです。通常のNゲージでは新幹線のレールを在来線の車両が走っていることに近くなります(新幹線は1435/150=9.57)。新幹線の車両にはあまり興味がなく,在来線の車両がゆっくり走るところに魅力を感じるので,購入したNゲージの車両を6.5mm幅のZゲージのレールに乗るように改造することにしました。6.5mm幅だと少し狭すぎますが,Zゲージのレールは少し太めにできているので見た目では違和感はあまり感じません。レールの中心間の距離は 7.25o あります。これをNjゲージと呼ぶそうです。

幸いにも,KATO製の車両は改軌(車輪の間隔を狭くする改造)が容易だそうで,サイトの記事を参考に数週間かけて改軌作業を行いました。

改軌作業には,100円ショップで購入した,1p幅のダイヤモンド平やすり,先曲がりペンチ,D型クランプ,1φ手動ドリル,6Vミニルータの他に,蒲鉾の板と接着剤のへらを削って車軸の押し出しと台車の加工に使用しました。

そして,取り敢えずロクハン製Zゲージの待避線セット(ポイントが2組セットになっている)を購入し,レールの上に改造した車両を乗せることができました。


3.車内灯の自作

3.1 車内灯の回路図

車内灯の回路図を図3.1に示します。ブリッジダイオードは,前進と後進の切り替えでレールを流れる電流の向きが替わっても光源のLEDに流れる電流の方向が同じになるようにします。CCR は定電流 IC で,電流を一定以上に流れないように制限します。CRD に比べて電圧ロスが少ないので低い電圧でも明るく点灯します。コンデンサは電流を安定化させ LED のちらつきを抑えます。テープ LED を用いるよりも低い電圧で点灯し明るさが一定になります(推測です)。


図3.1 車内灯の回路図

3.2 車内灯を自作するために必要な部品

図3.2 に車内灯の自作に必要な部品の一覧を示します。秋月電子等で購入しました。10セット分で1000円程です。その他にキッチン用アルミ箔テーブ,粘着銅箔テープ,半田付け用具等です。


図3.2 車内灯の部品

3.3 部品の組み立て

汎用基板を4×4ホール分残してカットし,車両に収まるようにやすりで切り込みを入れる。結線の代わりに粘着銅箔テープをカットして貼り付ける。

部品を半田付けした表側。当初集電端子に銅箔テープを折り重ねて使用しましたが弾力性がなくりん青銅板に換えました。

部品を半田付けした裏側。コンデンサは差し込んだブリッジダイオードの脚に半田付けします。CCRの極性に注意。小さい部品はアルミの洗濯バサミで固定して半田付けします。

天井側にアルミ箔テープを貼った三角アクリル棒をLEDにテープで接着し,車両に搭載します。 点灯確認には6Vミニルータの電池ボックスを利用しました。メスの端子が別途必要です。


4.PWM方式パワーパックの自作

PWM方式のパワーパックを自作しました。従来のパワーパックは容量の大きい可変抵抗器を用いて電圧を制御していました。そのためエネルギーの大半は熱として捨てていました。PWM方式は一定の電圧をON/OFFする間隔を調整してスピードを制御します。もうひとつの利点は起動時の電圧が高いためにスムーズに起動するのと低速運転がし易いことが挙げられます。

自作といっても部品がセットになったキットが秋月電子で販売されていますので,説明書どおりに半田付けするだけです。他に必要な部品はキットに付属の半固定可変抵抗器に替えてケースに取り付けるスイッチ付き可変抵抗器100KΩ,電流の向きを逆転させるスイッチ(2回路6接点ロータリースイッチ),つまみ2種類,2.1φDCジャック,ターミナル端子×2,電源投入確認にケース取り付け用ブラケット付きLED,CRD(4.5mA),ショート対策のポリスイッチ(0.9A),そして組み込むケース,結線用ケーブルなどです。総額1500円程。別途12VACアダプターが必要です(6Vのミニルーター用電池ボックスでも可)。

図4.1 作成したパワーパックの外観

100円ショップで購入したケースです。ケースの側面に電源投入確認用LEDが付いています。

図4.2 作成したパワーパックの内部

基板を固定する脚はプラスターボードにねじを打ち込むときに使用するプラスチックのアンカーを1p程にカットしてグルーガンでケースに接着しました。

使用した感想としては,スイッチONでボリュームをいっぱい絞った状態でも車内灯やヘッドランプが点灯しました。ボリュームを1/3程回すと始動し始めスムーズに加速もできました。95点くらいです。

当初はスイッチONでいきなり始動し,ボリュームを回すと更に加速する状態でした。説明書にある2点間の電圧を測ると0.5V位いのところが2V出ていました。基板を見直したところ結線で短絡させるところの半田付けが不十分で開放になっていました。結果オーライです。


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