D_train、模型電車 ・ 車体を考察

このページでは、車体を考察しています。駆動車を連結して、長い列車を走らせよう。 市販のモーターに変更したらどうなるか。3Vにしたら爆走するのか?  そのほか、車体に関連するものを考察します。

車体は、車や電車、汽車などで駆動部分が搭載された台に車輪が備わっている部分で、シャーシ、車体、プラットホーム、などと呼ばれる部分です。台車という呼び名は通常は、ボギー構造の車両の、車輪とその取り付け枠の総称です。 ちなみに、車体に対する上の部分は、ボディ、架装、化粧などと言われます。

スイッチを考察・駆動車を連結する

車輌のスイッチをそのまま使う


車輌のスイッチを加工なしで、連結する。
モーターの電極同士を平行に配線する。電池は、前進側に入れる。後ろ側のスイッチは外す。

モーターの端子を平行に接続


電池の電極の加工なし。モーターの端子を、上から見て平行に接続する。 駆動輪軸距離80mm。


斜め横から見る。スイッチは前進側に1本のみ。

車両の構造・分解方法

模型の電車を楽しんでいると、電池を新しくしても前のように走らないものが生じたり、購入したばかりでも、うまく走らないものなどもあります。 これらは、モーターを取り外せば、モーターなしの中間車として使えます。

車輪を軸のローレットから外す


解体をすると、元道理に組み立てられない事があります。注意して構造を確認します。
最初に、スイッチのレバーとプラス側の電極を外します。
次に、車輪の内側にマイナスドライバーを2本差込み、均等にこじります。 車輪は、ローレット処理を施した軸に差し込んであります。 前後、両方の車軸に行います。
片側の車輪が外れても、モーター側の軸は、車体からは抜けません。 抜ける車軸は、モーター側ではない方です。

解体をして構造を観察する


車輪を外したら、車体前後のビスを外します。 次に、車体下部のはめ込み部にマイナスドライバーを差込み、 少し上に持ち上げ、車体を左右に分解します。
マイナス側の電極は隙間に差し込んであるので、左右を平行に分解します。 前後の連結部は、差込がきついので折らない様に注意して隙間を左右に押し広げます。
駆動伝達部分は、モーターの回転をウォームギアで落とし、 平歯車を介して車軸を回転します。 構造的には、電池の前後を入れ替えれば、車両は逆方向へ進みますが、舵取り機能がないので脱輪することがあります。舵取り機能は、前輪側の車軸の前後方向への移動で補っています。画像上は、電池への電極とよく考えてあるスイッチです。 画像では、車両の進行方向は左です。つまり、後輪駆動です。
外部電源で測定した電流値は、車体を横にして無負荷状態の時に、1.5Vで200mAが通常です。220mAのものは少し早く、180mAの物はゆっくり走ります。
調子が悪くなった車両は、モーターをはずして、中間車に変更するとまだ楽しめます。
モーターと取り外せる方の車軸、マイナス電極を車体から取り出し、元どうりに 組み立てます。車輪は軸に合わせ、プライヤーで丁寧に左右から締めます。軸と車輪が面一(つらいち:同一面になること)になれば完成です。

モーターを交換する

マブチ、FA-130に載せ替え


左:モーター、原機と載せかえるもの          右:シャーシーを注意深く分解したもの

手持ちに、マブチモーターのFA-130が2個有ったので、取り替えたら走りが違うかと変更を考察。
形状、シャフト、共に同一。所要電流もほぼ同じ、1.5V、200mA。
車体を分解して、モーターを取り出し、ウオームギアを丁寧に引き抜き、新しいモーターの軸に差し込みます。

車体、2編成、完成です


奥側:モーターをFA-130に変更、手前側は変らず。


斜め横から見る。スイッチは前進側に1本のみ。後ろ側は軽ければ、錘に電極を絶縁した電池を載せる。
走行結果は、載せ変えたFA-130は早かった、期待道理でした。

爆走するか? 3V化を考察

車体を解体してモーターを調べると、形状の違うものがある。ことによると3Vでも動くかと調べる。調べてよさそうなものを連結して3V化を考える。

解体してモーターを点検

画像上、工具:
100円均一店で画鋲を外す工具、くぎ抜きの先端が曲がってない形状のものを入手。 これを車体と車輪の間に差し込み、てこの要領で車輪を外すと、マイナスドライバーを使うより簡単で、怪我をする確立も減ります。
画像下、モーター裏側の形状:
赤枠内に切り欠きがあるものの方が電流値が少ない、右側のもの。 これを、裸で測定すると、1.5V180mA、3V220mAのものがある。これを選 別して2車両を電池2本で動かすことにする。
切り欠きのないものには、1.5V200mA、3V300mAなどがある。

回路を考察


電池の電極とモーターの接続を完全に分離すると回路の考察は簡単だが、配線が4本になる。配線を3本で済ますよう考える。
スイッチは、実際には片方でよいのだが、加工が面倒なので、両方とも設置しておく。 後ろ側は、レバーの長さを短くして、電池を入れたら接の状態にしておく。


電池電極は、左、前進側はマイナス側を。右、後ろ側はプラス側を、モーターの端子から放すために先端を切捨てます。赤矢印の箇所に先に半田を盛っておくと組み立てたあとで半田付けがやりやすい。



左側、前進側のスイッチのレバーを白く塗った。右側、後ろ側のレバーは短く切った。
走行の結果は、アルカリ電池では早すぎて脱輪し、ニッケル水素電子が最適です。 爆走しています。

連結用樹脂、連結用金具


画像上から:

ものさし


標準で車体についている連結用の後部樹脂。
これの穴の間隔は27.5mmです。
このため、車体の間隔があきすぎて気になります。


次2点自作。
穴間隔を15mmにして、車体の間隔を短くします。
針金は、アルミ2Φを加工。


最下段:車体の前後を長くしたものの連結用金具。アルミ2Φを加工して作ります。 長さは、車両が曲がり角でぶつからない長さに設定。

スイッチ金具の変形

プラス電極の金具の形状を変更すると、 電源レバーの硬さもなくなりスムーズに接断が可能になった。
左:形状変更後、接の時に金具の出っ張りに引っかかる箇所を平らにした。金具の曲がり具合を変更。電池の+に当る箇所を45度くらいに曲げる。右:原型。