煤式自動連結器

やっぱり機械は信頼性がないと。

先日作ったミニコントローラーのトランジスタの発熱量が気になったので、放熱板をつけることにしました。プラスチックが溶けたり火を吹いたりするのはイヤだもんね。

これは手元のパーツ入れに入っていた、ちゃんとしたヒートシンクです。

これをつければ完成なんだけど、ちょっと大げさだなぁ。本体とほぼ同じ大きさのヒートシンクは。

というわけで、アルミ板で自作しましょう。

ホームセンターでさっそくアルミ板を買ってきましたー。これを切っていくのですが、意外と疲れる…そんなに厚板じゃないのに。

それでもなんとか切断できて、穴あけも終わりました。両面の穴の面取りをしたあと、表面側は6mmで少し大きめに座繰っておきます。

位置決めはイメージどおり。内側から両面テープで貼り付けているトランジスタをいったん剥がすのですが、かなり強力にくっついていて剥がすのが大変なくらい。ニチバンNo.800は頼りになるわぁ。

トランジスタが直接放熱板に接触していないと無意味なのでケースに穴をあけるのですが、放熱シートの大きさからざっくりとフリーハンドでケガいて寸法を拾います。

カッターナイフやPカッターたちを駆使して穴をあけていきます。金属よりは加工しやすいけれど…思ったより大変だなー。何とか穴があいたので、放熱板がしっかりと貼り付けられるように周囲のバリを取っておきます。

放熱板を貼り付けるための両面テープです。全面で貼り付ければそう簡単には外れませんよたぶん。

放熱シートを挟んで、トランジスタをネジ止めします。2.6mmのビスを使いました。

表面側はこんな感じ。低頭ビスを使ったので放熱板とほぼツライチなのです。台の上においてもガタガタしません。

それでは試運転。

まずはM車1両で普通(スケールスピードより早め)に走らせました。

30分くらい連続運転しているとさすがに放熱板はほんのり温かくなっていますが、アツアツではなくほんのりってことはいい感じに冷却してくれているようです。まぁ冷却面積が今までの10倍以上だから、当然といえば当然な性能ですよね。

それではM車×3両、朱い3連星40系列ジェットストリームアタック。消費電流は推定0.7～0.9A。さぁてどうなるかなー。

同じくらいのスピードでガンガン走らせます。放熱板はじわじわと温まってきました。お構いなしにそのまま走らせていると…おほっ結構熱い。40～45℃くらいな感じ。けどトランジスタ表面を触ってみるとそんなに熱くなく、放熱板がしっかりと仕事してくれています。逆に放熱板がなかったらこんなコトとてもじゃないけどさせられません。

もともとこの簡易パワーパックはそんな重労働をさせるようなものではないので、臨時的に使えればいいと思っていたけれど、金メッキ端子やパイロットランプなんてふだん実装しないものまで付けてしまって、結果的にはなかなか使えるヤツに仕上がってくれました。まぁ見た目はアレですけど。

9月28日に行う予定の運転会、少し卓上にあいている部分があるので、単純な長円形(C280-45が8本・S280が4本)の単線を作って気動車単行でもさせてやろうかなーって考えています。

ところがパワーパックが足りない…足りなければ作ればいいよね。

そんなわけで、手持ちの部品にちょっと買い足した程度でできるミニコントローラーを作ってみました。

まずはケースの選定。ホントは金属製のしっかりしたものにしたいけれど、できるだけ安く小さく作るのが今回の目的なので、セリアで2個100円のケースを買いました。

電子部品たちは、買い足さなくても手持ちのものでいけそうです。よかったー。2台作れる材料があるので、2台作ってしまいましょう。

それでは作っていきましょう。スイッチの配置はこんなイメージでいいかな。

可変抵抗の回り止めをニッパーで切断し、やすりで削ります。軸の右横にちょっと飛び出ている鈍い銀色の部分です。

ケースに穴をあけてみました。

さっそく取り付けてみましょう。もうこれだけで30%くらい完成した気になっています。

次に両面テープでトランジスタを貼り付けます。放熱はまったく期待できないけれど大丈夫かな…たぶん大丈夫じゃないと思いますがひとまずこれでヨシ。

DC入力端子の取り付け。他のパワーパック同様、東芝の古いノートパソコンのアダプターを使います。

トランジスタを基板として部品をつけ、配線していきます。パイロットランプとしてたまたま部品ケースに入っていた5mm砲弾型LEDを使うことにしたのですが、超高輝度で1kΩではまぶしすぎたので30kΩの抵抗を入れておきました。エミッタとGNDの間に電解コンデンサを入れようかどうしようか考えたのですが、なくても問題なさそうなので現時点ではナシ。

出力端子はとりあえずRCAジャックを生やしてみました。…けどコレは不細工なので、パネル直付けのジャックを注文しておきます。

それでは通電させてみます。出力電圧を測定したら、ちゃんと0VからMAXまでコントロールできました。方向切り替えもOK。パイロットランプはまだ明るいかなー。

数日経って、注文していたRCAジャックが届いたのでさっそく取り付けてみました。これに方向スイッチからの線をはんだ付けしたら、ホントの完成です。実はこの金メッキのRCAジャックが今回最も高額なパーツなのでした。

というわけで、簡易運転用のミニコントローラーが完成しましたー。えっ? 可変抵抗器の軸がむき出しじゃないか未完成だろって? いやいやこれで完成ですよ。この機能美に徹した無骨さがいいのだ。…ごめんなさい嘘をつきました。ホントはツマミの在庫がなかっただけです。

実際に使ってみたところ…

かなりトランジスタが熱を持ちます。鉄コレ動力の車両を走らせ続けているだけで50～60℃くらい。指で触り続けるのはしんどい温度。データシート的にはまだまだ平気だけれど、なんとなく不安な気持ち。

流せる電流はおそらく0.2～0.3Aが限界な気がするので、室内灯付きの車両や重連などの高負荷をかけてしまうと、トランジスタがやられるか、ケースが溶けるか、何らかのトラブルが発生しそう。

今度部品を買いだめするときにポリスイッチも買おうかな。とりあえずケースが溶けるまで使ってみて、そのあと金属ケースにしようと思います。アルミ板で放熱板を作るっていうのもアリかな。

それでは、テールランプ部分に前回はんだ付けした1006チップLEDを実装していきましょう。まずはチップLEDの端子部分にレジンをつけて紫外線で固め、端子部分の機械的強度を高めます。0.15mmポリウレタン線の剛性でさえこのLEDにとっては大きなモーメントなのです。端子がめくれないかヒヤヒヤするのはもうイヤ。

それを瞬間接着剤でテールランプ裏面のレジン充填部分に接着し、さらにレジンを塗って半球状に覆ってしまい、紫外線で固めます。絶縁も強度もバッチリ。LEDが小さすぎるからできてしまう方法ですね。レンズの径よりもLEDのほうが小さいんだから。

柵の向こう側はスカスカ。下のほうにちょっとだけポリウレタン線が見えているけれど、全然気にならないレベルです。

それぞれのテールランプには2mA、テールマークには5.6mAのCRDをつけて14.5Vで光らせてみました。

裏側はこんな感じです。

半球状にレジンを盛ったテールランプ裏側に、エナメルのフラットアルミを塗って遮光してみました。

これはほぼ完璧です。デッキ内が真っ赤っかということもなく、とても自然な感じですよ。

横からのぞき込むと、「どこに光源があるの?」っていうくらいほぼ柵の厚さに収まっています。詰め込んだら乗客10人くらい立たせることも不可能ではありません。…いやたぶん立たせないケド。

というわけで、ようやく展望デッキが完成しましたー。(欠損している柱はさておき…。)

テールランプの新たな工法として、1006サイズのチップLEDを使うことにしました。扱いが難しいからなるべく使いたくなかったのですが、もはやこれしかないっ!

1006がどれくらい小さいか、こんな感じです。いつもの顕微鏡画像です。

左が米粒、中央が1608チップLED、右が1006チップLEDです。米が巨大に見える…。米粒に般若心経を書ける人でも、1006には「摩訶般若」くらいしか書けないでしょう。小さいだけでなく厚さもめちゃめちゃ薄いのです。よくこんなモノが作れるなぁ。

これにフラックスをつけて、予備はんだして、ポリウレタン線をはんだ付け。

はみ出た線を整えればできあがり。けど線をちょん切るのも双眼ルーペを使って作業しないと切る場所を見誤りそうなのです。これ以降は当分この双眼ルーペをつけて作業します。

次は展望デッキ側の処理を行います。セリアで2種類(クリアとクリアレッド)のレジンを買ってきましたー。

クリアレッドのレジンが濃厚な赤色だったら使えないなと思っていたけれど、ほんのり赤色でテールランプのレンズにピッタリ似合いそうです。

裏側から多すぎない量を充填して紫外線で固め、

表側からレンズぽく少し盛り上がるようにして、固めたらできあがり。クリアレッドとはいうけれど、クリアよりちょっと赤いかなっていう色合いです。もう少し濃い赤でもいいと思うなぁ。

それでは、次はLEDを取り付けて、裏から光が漏れないようにしてみましょう。さすがにそろそろ展望デッキは終わらせて次の段階に進まないとねー。

ちょっと電気工作をお休みして、エクステリアを少しいぢりましょう。

まずは連結器。

アーノルトカプラーからKATOカプラーに交換します。

ジャンパ線付きのKATOカプラー N JP Aにしようか迷ったのですが、マイテ49があまりジャンパ線をぶらぶらしているイメージも似合わないので、普通のカトカプにしてみました。

次に、展望デッキから車両内部へ電線を引き込むため、シャーシのリブを削ります。

使う線は、0.15mmポリウレタン線なので少しの隙間で通せるのですが、被膜がハゲたり断線したりすると面倒なので、ガッツリ削っておきました。

最後にベンチレーターの塗装です。

別にわざわざ色を塗らなくてもいいかなって思ったんですケド、せっかくなのでさりげなく塗装してみましょう。マスキングは曲線でへこんでいる部分が思いのほか大変。マスキングゾル使ったほうがラクなのかな。使ったことないからわからないなー。

何色にしようかなと考えてみたものの、ガルグレーは違うな、ロイヤルライトグレーは、スカイグレーは、ニュートラルグレーは…などと考えているうちに結局いつもの呉海軍工廠標準色を選択。

乾燥したのでマスキングテープを剥いてみたところ…うーん微妙。

微妙っていうのは悪い意味での微妙ではなくて、「塗り分けた感はものすごーく低いけれど逆に隠し味的な色の差が微妙」っていうことで、どちらかというと絶妙っていう表現かな。地味すぎる?

さて、テールランプ裏側からの光漏れ対策としていったんLEDを撤去したのですが、光ファイバーも除去してリセットします。レンズ部分のレジンを削り、裏側から0.5&0.7mmピンバイスで光ファイバーを掘っていく感じで。光ファイバーはデッキの材質よりも固いので、なかなか掘れません。

それでもなんとかごりごりと除去してみました。カスを取るついでに裏側を1.4mmピンバイスで軽く座繰っておきます。

いろいろやりすぎて、もうこれ以上素材にダメージを与えたくないなぁ。ただでさえデリケートゾーンですから。