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鉄道模型工学　μ特性を測定しよう　機器の配置と製作

　 μ特性を測定するための装置を作っています。その要となる巻き取りドラムの駆動装置やロードセルを取り付けた駆動ユニットの工作しました。

 

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■ 機器の配置

　ウォームギヤー式減速装置、ロードセルとプーリーなどの位置を検討しました。レールを設置する台の高さから、カプラーと連結させる引張糸の高さを決め、プーリーの位置、巻き取りドラムの位置をまず設定しました。すると減速機の位置やロードセルの位置も自然と決まってきました。

　A4のグラフ用紙の上で、何十年ぶりかの図面を書きました。この図面上での検討の中で、減速機の構成やロードセルの組み立て方法なの、あれこれ考えましたが、これまた楽しい時間でした。なお、関連する部品の仕様をおさらいしておきます。

　作業の様子を下に示します。

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　でも、最も悩ませたのは動力車からのケーブルの取扱でした。動力車のモータ回転数を計測する必要があるので、どのような方法で取り込むのか検討する必要があるのです。

　モータの回転数は今までの方法で測定出来るのですが、移動する車両からの送信手段が難しいのです。

　その方法として、無線を使う方法（2014年検討済み）や、赤外線通信方法（2014年検討済み）を実験しましたが旨く行きませんでした。

　そして、2016年には右のイラストに示すような有線通信方式で実施しました。

「新しい測定方法を検討する」ほか。

　でも、今回の場合は少し様子が異なっているため、釣り竿方式では無理がある気がしていました。

　今回のアイディアはケーブカー方式、あるいはカーテンレール方式のように、直線距離を往復させる方法でトライしてみる事にしました。街で見かける光ファイバーケーブルのように、強度なあるケーブルに多数の輪っかをつるし、その中をセンサの信号線をたるませながら支えるのです。そして、繰り出しワイヤを使ってその信号線の先端を移動させるのです。

　そのワイヤは、カプラーと連結させる引張糸と同じスピードで移動させればよいのです。と言うわけで、２個の巻き取りドラムを使って駆動させようと考えました

　上の写真に示すように、なんとストック品もバッチリと見つかりました。カプラーを引っ張るドラムとは反対側にもう一つのドラムを取り付け、ケーブルの駆動用索線用としました。

　次に、ロードセルの取付方法です。先端側にプーリーを取付、根本側には固定金具を工作しました。

 

■ 駆動ユニットの組立

　これらの機器を取り付けるベニヤ板のサイズを決め、さらにベースとなる 45×24mm の角材も用意しました。下左の写真。ベニヤ板はドラムが顔を出す窓を加工し、減速機取付用の穴も加工しました。下右の写真。

　これらの機器を取り付けた状態を下に示します。正面、裏側、側面、上面からの写真を下に示す。

　ロードセルは角材の端部に取り付けています。固定用の金具は、真鍮製の板では剛性が弱かったので3mm のプラ板に変更しています。

　減速機の取付は、支持部のスパンを確保するため、取付にピッタリであったストック品を使用しました。タミヤのシングルギヤボックス（クリヤー） ITEM 69911 のボディです。いろいろなストック品を再利用しています・・・・・・・・・！。これでふたつのドラムがどちらから引っ張られてもグラグラしないで、しっかりと減速機を固定することが出来ました。

　また、正面にはまだ説明していないパネルが取付られています。これは、モータを駆動させる乾電池とその回転方向を設定するスイッチ、および回転速度を調整するボリュームなのです。手動でもモータを駆動させることが出来るようにするためですが、制御系のステムはまだ決めていないので、とりあえず機能チェック用として配線しておく仮組付け状態です。

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　駆動ユニットの構成がそれなりの固まってきたので、これと組み合わせるレール台や導線ケーブルの検討を進めることにします。