2024.11.23
テーマ： 鉄道模型(823)
カテゴリ： 鉄道模型
お蔭さまで閲覧数が205,000件を超え、お気に入りに登録いただいているフォローア―の方も13,300名強いらっしゃいます。
ともかく、内容の深さ、正確性を旨として投稿に努めますので、よろしくお願いいたします。
背景と概要：
ビンテージ蒸機は当初、 棒モーターで駆動され、トルクと耐久性があるものの、鉄心にコイルを巻いたコアの大きな回転音とキャブ内にまで飛びだす大きさが、リアル感を求めるうえで大きな障害になっていました。
天賞堂の製品を例にとると、当初の黒ラベル製品は棒モーターとして MH-8とMH-9が盛んに採用されていましたが、 1980年に入ると缶モーターが主流 になり、 1985年から発売されたHGシリースでは全て缶モーターに統一 され、キャブにはバックプレートが装着されるようになりました。ただ、当時採用された缶モーター、「マシマ1630」や「フルイチ1623」はトルクを確保するために、それなりに大きいものでした。
なお、 ここで言う「缶モーター」とは、Y字形の鉄心にエナメル線を巻き付けた「コア」が付いたモーター、つまり「コアード・モーター」の意味で使っています 。「コアレスモーター」は全部缶に入っているので、これも「缶モーター」なんでしょうが、「コアードモーター」より「缶モーター」のほうが一般的に普及していますので、ややこしい言い方はしないようにします。ご了承下さい。
写真は1997年製の天賞堂HGシリーズC57に搭載された缶モーター「マシマ1630」です。 全長は従来の棒モーターMH-8の45mmに比べ短くなったとは言え、まだ32ｍｍ前後あります 。これは外径を小さくすると内壁のマグネットを薄くしなければならず、磁力が落ちてしまうので、全長を伸ばしてマグネットの量を増やしトルクを確保したためと思われます。
それでも缶モーターは何とかキャブ内のバックプレートよりも前に収まっていますが、モーターの小型化だけでなく、ギアボックスの一体化も図られたのが分かります。
缶モーターの幅は1980-1990年代の標準サイズ幅14mm で中大型機には搭載できますが、C50やC56、C11のようなボイラーの細い小型機には収まりません。
そのため、当時は まだまだ非力でしたが、幅12mm前後のCOPALやキヤノンのコアレスモーターが1980年のC53＃488や1993年のC56#545に一時的に使われました。しかし、牽引力不足は明らかで市場からは受け入れられませんでした。
1 997年や1999年になるとコアードの缶モーターもようやく幅12mm以下まで小型化されて、「マシマ1628」や「フルイチ1623」がC50#559やC58#532に搭載されるようになり、広く普及した経過があります。
写真は恐らく2000年頃のメーカー不明の缶モーター（コアード）ですが、先出の「マシマ1630」に比べ、 幅は14mmと広いものの、全長は25ｍｍとかなり短くなっています。
これはAdachiから市販されているMC1525とサイズから見て同一と思われます。Adachiの製品は品番5009でMC1525モーターだけでなく、取付けアダプター、ビス、軸径変換アダプター、ラグまで付属した良心的な製品で最近再生産されました。定価4,180円でホビーサーチで10%OFF3,762円で通販されています。ECO MODELでも買えると思います。
別々に入手するよりも手間もかからず、割安かも知れません。
最新のマシマの小型缶モーター（コアード）3種 と 1970年代の棒モーターのベストセラーMH-8とMH-9 を比較のために並べてみました。
缶モーター（コアード）は2000年以降になって14mm幅からさらに小型化され、写真の3種では各々10mm、11.5mm、12mm です。重量も棒モーターの40g前後に対し、16g-18gしかありません。
写真のモデルアイコン製の汎用アダプターは取付けビス穴と位置が工夫され、 幅 14mmの標準サイズ缶モーターだけでなく、幅12mmの細身の缶モーターやコアレスモーターもM2ビス2本で取り付けられます。
概要は以上の通りです。
これから具体的な交換手順の説明に入ります。
まず、最難関のC56やC11、C50、C58などのボイラーの細い小型蒸機の缶モータ交換作業から説明します。起こりうる障害と必要な加工作業が全て入っているた め です。
後出の天賞堂C59やAdachiC57のケースでは作業がずっと楽になります。
1. KTM C56の缶モーターへの交換
ボイラーの細いことが、単に缶モーターの選定の制約になっただけでなく、 取付けアダプターのかなりな加工を強いられました 。ただ、この経験は程度の差はあれ、中大型蒸機での缶モーターへの交換でも役立つことなので、ぜひご覧いただければと思います。
次々に課題が生じて、組立と分解を繰り返す紆余曲折がありましたが、皆さんはこれらを予見して遠回りせずに作業いただけたらと思います。
KTMのC56を分解します。棒モーターが限度一杯の大きさであることが分かります。
棒モーターを外すと改めて分かりますが、この棒モーターは元々かなり幅が狭くてコンパクトなうえ、モーター軸も20mm近くあって異様に長い特別仕様の設計になっていたようです。
缶モーターで現在よくヤフオクなどで出品されている 標準幅14mmの缶モーター（写真銀色）でさえ仮置きすると幅が収まらない のが分かります。😢
なお、写真一番左の棒モーターは天賞堂の中大型機に標準装備されていた MH-8ですので、元々C56に装着されていた棒モーターのコンパクトさがよく分かると思います。
そこで、マシマの 幅12mmのより小型の缶モーター （写真の上側黒色）を付けることにしましたが、 探すのが大変でヤフオクで半年近く掛かりました。 😢
将来交換を計画されている方は 早めの手配 をお薦めします。「エコーモデル」にはあると思います。
アダプターは前述のモデルアイコン製の汎用製品が適合するので装着しました。「エコーモデル」や「れーるぎゃらりーろっこう」など専門店のほか、モデルアイコン社のHPや「ホビーサーチ」など通販サイトでも入手可能です。
KTM C56にアダプターを付けた状態で小型缶モーターを仮置きしてみると、幅は12mmで大丈夫ですが、 モーターの位置が高すぎるうえ、軸長が10mmと短いので、ギアに届きません。 😢
ウォームギアをモーター軸の軸長10mmのギリギリ端まで寄せて仮止めしましたが、まだまだ届きません。 😢
モーターをギアのほうに寄せるためには、アダプターを主台枠の内側に落とし込む必要があります。それにはアダプターの幅を主台枠内寸まで削らなければならないことが判明 しました。😢
アダプターの幅を現物合わせで削っては主台枠に当てて、収まるよう調整します。
アダプターが主台枠にすっぽり収まったら、次にモーターの取り付け位置を低くする加工に入ります。
Ｌ字形に折り曲げられたアダプターをさらに低い位置で折り曲げ直す ためにアダプターにヤスリでV字形の溝を掘ります。
アダプターを万力に挟んで折り曲げなおし、缶モーターを仮に取り付けて、高さを調整します。
折り曲げ直したアダプターの 折り目が切れないよう、 ハンダで補強 します。
アダプターの加工が一通り終わりました。
加工前のアダプター右側と比べてみて下さい。幅、高さとも縮減されています。
加工後のアダプターを缶モーターに仮止めしました。右側が加工前のアダプターです。
KTM C56にウォームギアを仮止めして、ギアとの嚙み合わせを見ながら、モーターの取付け位置が適当か確認します。
缶モーターの軸を削って、ウォームギアの取付けビスが止まるようにします。
削った箇所は分かりやすいように私は赤マジックで印を付けました。
アダプターを主台枠に取り付けるための 2mmネジのタップ位置 を主台枠の裏側からヤスリの先で傷つけて印をつけます。
「主台枠側の２ｍｍネジの調整用楕円形穴」に合わせるアダプター側の印が付きました。
アダプターの必要なステー長の目印も 付けておきます。あまり長くするとテンダーのドローアのセンターピンと干渉してショートしますので、注意してください。
アダプターを切断後、タップを切るための穴位置を センターポンチ で決めます。
2mmネジのタップを切るための 下穴は1.5-1.6ｍｍ径 で開けます。
アダプターの真鍮版は厚さ1.2mmなので、非力なミニリューターよりコードレスの電動ドリル を使いました。
次に 2mm径のタップ(通常のMネジなら0.4ピッチ です)を立てます。
アダプターに対してタップが 垂直 になるよう、注意します。
加工したアダプターに缶モーターを 取り付けて 嚙み合わせに問題ないか 、確認します。
アダプターの 上半分の幅 が KTM C56の 主台枠より広くて飛び出ています。 これが後で問題に なります。
アダプターの 下半分がすっぽり、主台枠の中に収まっている のが分かります。
KTM C56に通電して正常にクランクが動くことを確認します。万歳！ 実はここからも大変でした 。😢
モーターに「右プラス前進」で配線を施し、テンダーを連結して試走させます。
私はミスを防ぐために写真の右側のように電極と進行方向をラベルで視認できるようにしています。
配線のハンダ付け状態です。モーターの側面を＋の赤コードが横切っていますが、 これが後で問題に なります。
KTM C56にルンルン気分で車体をかぶせたところ、 アダプターの上半分の幅が大きく、ボイラー内面に引っ掛かっているのが判明 しました。また、モーター側面に回していた赤コードもボイラーの内面に当たっていることが判明しました。😢
邪魔になっていた赤コードを取り外し、 アダプターの上半分 を缶モーター幅まで面一になるよう、ヤスリで削り取ります。
アダプターの上半分がボイラー内壁に漸く引っ掛からなくなりました。
左側は加工前のアダプターです。Ｍ2ビスの取付けタップ穴に掛からないギリギリまで小さくなったのが分かります。
アダプターの横幅も缶モーターの幅と面一にまで削っています。こうしないと主台枠に入りません。
缶モーターの側面に回していた ＋側赤コードは外して モーターの 真上を通るように変更 し、目立たない黒コードに付け直しました。
車体裏面のボイラー内壁幅に缶モーターがギリギリで収まるようになりました。
最終缶モーターが収まった状態で、元々の棒モーターや14mm幅の標準缶モーターと比べてみました。KTM C56のような 小型蒸機は取付け環境がかなり厳しい のを実感します。
KTM C56をレイアウトで実際に走行させた結果、ウェイトを追加で搭載する前で、ピポット車輪の2軸ブラス貨車なら7-8両、急行貨物のボギー台車の長尺ブラス貨車なら4両編成の貨物列車を牽引できる ことが分かりました。プラ製の客車であれば、5-6両は引けそうです。
小型缶モーターのトルクには満足 していますが、これ以上ウェイトを増量して無理をさせるつもりはありません。
当レイアウトでは通常はブラス客車7-8両は標準編成なので、C56は当面貨物列車や混合列車に活路を見出しそうです。 →下の写真のように、プラ製客車でさらに活路が広がりました。
2024/12/20: KTM C56に 天賞堂のプラ製はつかり客車８両編成を引かせたところ、C62/61が本来牽引する特急列車編成で快走 しました！天賞堂のクラウンモデルやHGシリーズは元々牽引力が弱く、ウェイトも増量しにくいので天賞堂としては苦肉の対応策として客車の軽量化を進め、それがモロに功を奏した結果になりました。 走行音が軽すぎるのは改善検討中 です。
室内照明付きの客車重量は＠140-150gでブラスの半分に過ぎません。
同じ天賞堂のブラス製旧型客車です。室内照明、インテリア、フィギュア搭載のフル装備とは言え、プラ製の倍の重さです。
ヤレヤレ。ご覧になるほうも長丁場で大変だったと思います。
最後までどうも有難うございました。
2. 天賞堂 C59の缶モーターへの交換
次に中大型蒸機への缶モーター搭載事例を天賞堂のC59黒ラベルを題材にご紹介します。
先出のC56のような小型機と決定的に違うのは、スペースにゆとりがあるので、缶モーターアダプターの整形加工は必要ありませんが、トルクもあるので、缶モーターとギアボックスとの接続部分の加工が必要になることです。
まず、天賞堂C59の車体を分離して現状の棒モーター「MH-8」の搭載状況を確認し、交換予定の缶モーターにアダプターを取り付けて、交換後の取付け位置を検討します。
今回、使用する写真の缶モーターは恐らく 2000年頃に発売されたメーカー不明品ですが、比較的ヤフオクでも安価（＠700-800円前後）に入手しやすく、幅は当時の標準14mmで、全長は25mmと最初に登場した缶モーター 「マシマ1630」や「フルイチ1623」に比べると 大分短くなっています。回転数、トルクも適当なので、ヤフオクでまとめ買いしてストックしています。軸長は10mm、軸径は2mmで、アダプターにはM2のビス２本で容易に取り付けられます。
現在、メーカー名や定格電圧など出品者に詳細を照会中ですので、分かる範囲で追記します。
缶モーターの軸径は2.0mmです。
他方、天賞堂のギアボックス側のシャフト径は規格の2.4mmです。棒モーター「MH-8」の軸径も同じです。
軸径が0.4mm異なります が、缶モーターを仮置きして「れーるぎゃらりーろっこう」で購入した手持ちの「 2.0-2.4mm用」のゴムジョイント をはめてみたところ、うまく接合できました。ジョイントの全長は30mmで少々長めですが、缶モーター軸は10mm長、ギアボックスシャフトも10mm長で各々入っているので、大丈夫かと思いました。
うまく接合できてほっとしましたが、 実はあとで問題が起こります。
缶モーターの取り付け位置が確定したので、アダプターに主台枠への固定用タップを開けます。写真は主台枠側の楕円穴にヤスリを入れてアダプターに穴あけの印をつけたところです。
中大型機の主台枠のモーター取付けビスはトルクが求められるので 通常M3の0.5ピッチ のはずです。
C59もその通りだったので、センターポンチで位置決めをしてから、 M3タップの下穴を2.5-2.6mmで開けます。
C56の時と同様にアダプターは厚さ2.4ｍｍで結構厚いので、非力なミニルーターに代えて、コードレスのハンディドリルを使いました。
タップを垂直に注意しながら立てます。M3になるとかなり力を入れて押し込むように回す必要があります。
これで缶モーターが固定でき、通電テストをしたところ、快調に動きました。
うまく動いたので喜んだのも束の間、 後で問題が起こります。
「右プラス前進」の原則に注意して、配線します。私はミスのないよう、電極にシールを貼って＋ーの区別をその後の作業で考えなくてもいいようにしています。
そして、実際に 天賞堂C59に テンダーを連結させてレイアウトで貨物列車を牽引させたところ、 ジョイントゴムが空転して円滑に走行しないことが判明 しました。
ゴム系接着剤を塗って固定しようとしましたが、回転の負荷が掛かると簡単に外れてしまいました。
「れーるぎゃらりーろっこう」で分けていただいたジョイントは、 「2.0-2.4mm用」の ゴム製 でしたが、実際の 内径が1.9mm前後であったため、軸径2.0mmの缶モーターでは滑ってしまったようです。 材質が硬化しやすいゴムだったことも弾性不足に拍車をかけたようです 。
そのため、天賞堂C59を再度分解して、ジョイントを交換することにしました。
「れーるぎゃらりーろっこう」の床次社長と相談し、写真の シャフト径変換ブッシュ (2.0mm→2.4、1.5→2.4、1.5→2.4)と シリコン製チューブ 内径1.2mm、1.4、1.5、1.9)を購入し、色々試すことにしました。 チューブは材質開発が進んだ現代ではやはりシリコン製がいいようです。
色々検討の結果、最も方法がカンタンな写真の IMON製シリコンチューブ内径1.2mm に交換し、正常走行できるようになりました。
ついに 天賞堂C59 も缶モータに交換して、急行貨物列車5両を牽引して快走できるようになりました！
ここまで作業時間は正味３時間くらい掛かりましたが、 C56の小型機のようなアダプター整形加工は不要 だったので、次はAdachiのC57も交換したいと考えています。材料は今回揃ったので、手慣れると簡単に済むと思います。
今後も交換事例を追加していきますので、よろしくお願いいたします。
3. 最新情報：トルクのある大型蒸機用コアレスモータの出現
2024/11/27にEKO MODELに伺った時に、つい最近モデルアイコンからトルクを最大限引き出したコアレスモーター「MIMO0104」が発売されたことを教えてもらい。 先出の事例２の缶モーター@700-800円に比べ、 まだ@4,000と大変高価 でしたが、今後の可能性を検証するため、買って取り付けることにしました。
なお、モデルアイコンの通販HPですと、なぜか5,170円もします。
並べた５つのモーターうち、 一番左 が今回発売された大型蒸機用の「コアレスモーター MIMO0104 」です。 重さは10g強しかありませんが、大きさは14mm径なので小さくないことに注目 してください。
その右側に並んだ４つのモーターは全て鉄心コアのあるコアードモーターです。先出事例２のメーカー不明の缶モーターは右から２番目で、一番右側は棒モータMH-8です。
早速、固定マウント用のアダプターをM2ビスで取り付けました。
また、 元々中国製の汎用モーターを鉄道模型用に仕様変更生産した製品であるため、 シャフト径は1.5mmしかなく、軸長も5mmしかありません。 そのため、モデルアイコンからシャフト変換ブッシュが併売されており、今回それで軸径を1.5ｍｍから2.4mmに、軸長を5mmから7mmに変換しました。
3-1. Adachi C57門鉄型へのコアレスモータ搭載
コアレスモーターへの乗せ換え機種に選んだのは、ボイラーが細い AdachiのC57門鉄仕様 の特急かもめ牽引車です。
まず、車体を分離して 現状の棒モーター「MH-8」 の搭載状況を確認し、交換予定のコアレスモータにアダプターを取り付けて、交換後の取付け位置を検討します。
AdachiC57の主台枠に棒モーターを固定するのに頭の大きいM3平頭ネジが使われていますが、モーターも軽くトルクの反発も小さいので、工作のしやすい 通常のM2プラスネジに変更 します。
例によって、主台枠の小判型調整穴に合わせてアダプターにタップを切る位置を決めて印を付けます。
M2の下穴として1.5mm径の電動ドリル で開けます。缶モーター交換と同じ要領です。
垂直 に注意して、 M2の0.4mmピッチの タップ を立てます。
コアレスモーターと言えども、幅は14mmある ので、 ボイラーが細いC57では余り前方で固定しようとすると下の写真の赤丸のように 火室に当たるほか、軸箱スプリング式の動輪にも干渉 するとショートする可能性も出てくる のでよく注意して位置決めしてください。
シリコンチューブをつないで、軽快に動くか通電テスト します。
先述の通り、 コアレスモータは軸径1.5mm→2.4mm、軸長5mm→7mmに変換シャフトを入れて加工しています。シリコンチューブはIMONの内径1.2mmを使用 しました。
私などは昔のゴムチューブの感覚が強いので、接続部分の中央にシャフトが入っていないと、耐久性に不安を感じるのですが、さすがシリコンは試走させても問題なく、ねじ切れるような品質ではなさそうです。
さらに、急がば回れ！
Adachi C57門鉄形を テンダー連結状態にして集電テスト します。特に問題なかったので、配線作業に進みます。
右プラス前進の原則どおり、配線してハンダで固定します。
上側の電極がマイナスだったので、間違わないよう青のシールを貼りました。
コアレスモータ交換後のAdachi C57には、バックプレートが楽勝で装着可能です。細部を調整のうえ、取り付けます。
キャブの天井にはボイラー内に追加で積む余裕がなかったウェイトを付けています。
Ａdachi Ｃ57門鉄形を試走したところ、無事スムースに走りました。超低速時も含め、この@4,000円の強化されたコアレスモータのトルクに問題なさそうです。今後、様々な客車を牽引させてテストを重ね、微調整していきます。ここまでの作業は慣れてきたので2時間弱で完了しました。
なお、通常の電車などの台車に組み込むコアレスモーターではトルクがまだ小さいので、複数動力にしたり、フライホイールを入れないと回転が脈動するようです。
バックプレートはエコーモデル訪問時に購入した、ＷEAST ＪAPAN製の#2591@2,000円を使いました。メーター類を白く塗ると、ぐっとリアル感が増します。
コアレスモーター後尾のハンダ付け配線とショートしないよう、絶縁テープを切り抜いて円筒状のボイラーエンドにはめ込みます。
バックプレートを両面テープで固定しました。今後のメンテも考え、モーター脱着に備えておきます。
Ａdachi Ｃ57門鉄形はモーター重量が軽くなったので、動輪の密着性を上げるため、従台車のバネを弱くするなど調整し、最終的には天賞堂のプラ製はつかり客車を流用した８両編成の特急かもめを問題なく静かに牽引できるようになりました。
トルクのあるコアレスモータはまだ高価なので、今回は初めてテストしたわけですが、結果に満足しています。空気作用管の取付けやウェイトの増量、バックプレートの装着なども加わって、もはやAdachiのC57門鉄形ではなく、天賞堂のHGシリーズのC57のようです。
その後、色々な客車で牽引力を試したところ、Adachi C57門鉄形は コアレスモーターに交換する前の棒モーターでは天賞堂のブラス製旧型客車7両編成が牽引できていたのに、交換後は写真のように20gのウェイトを車体に載せても動輪が空転し、牽引できなくなっていました。 棒モーターの重量が40ｇに対し、コアレスモータが10gしかないので、- 30gが響いている ようです。 ただ、ボイラーの細いC57にはモーター交換前にすでにウェイトを55g増量している ので、これ以上増量しようとすれば、Adachiのボイラー内にある標準ウェイトをは外してボイラーに隙間なくウェイトを埋め込む必要がありそうです。
今後の課題として検討したいと思います。
「ローマは一日にしてならず。」「鳴かぬなら鳴かせてみせよう、ホトトギス。」
引続き、経験を重ねて投稿を更新しますので、よろしくお願いいたします。
閲覧数が205,000件を超えており、鉄道模型の別テーマに関しても、参考にしていただければ嬉しいです。
ともかく、内容の深さ、正確性を旨として投稿に努めますので、よろしくお願いいたします。
背景と概要：
ビンテージ蒸機は当初、 棒モーターで駆動され、トルクと耐久性があるものの、鉄心にコイルを巻いたコアの大きな回転音とキャブ内にまで飛びだす大きさが、リアル感を求めるうえで大きな障害になっていました。
天賞堂の製品を例にとると、当初の黒ラベル製品は棒モーターとして MH-8とMH-9が盛んに採用されていましたが、 1980年に入ると缶モーターが主流 になり、 1985年から発売されたHGシリースでは全て缶モーターに統一 され、キャブにはバックプレートが装着されるようになりました。ただ、当時採用された缶モーター、「マシマ1630」や「フルイチ1623」はトルクを確保するために、それなりに大きいものでした。
なお、 ここで言う「缶モーター」とは、Y字形の鉄心にエナメル線を巻き付けた「コア」が付いたモーター、つまり「コアード・モーター」の意味で使っています 。「コアレスモーター」は全部缶に入っているので、これも「缶モーター」なんでしょうが、「コアードモーター」より「缶モーター」のほうが一般的に普及していますので、ややこしい言い方はしないようにします。ご了承下さい。
写真は1997年製の天賞堂HGシリーズC57に搭載された缶モーター「マシマ1630」です。 全長は従来の棒モーターMH-8の45mmに比べ短くなったとは言え、まだ32ｍｍ前後あります 。これは外径を小さくすると内壁のマグネットを薄くしなければならず、磁力が落ちてしまうので、全長を伸ばしてマグネットの量を増やしトルクを確保したためと思われます。
それでも缶モーターは何とかキャブ内のバックプレートよりも前に収まっていますが、モーターの小型化だけでなく、ギアボックスの一体化も図られたのが分かります。
缶モーターの幅は1980-1990年代の標準サイズ幅14mm で中大型機には搭載できますが、C50やC56、C11のようなボイラーの細い小型機には収まりません。
そのため、当時は まだまだ非力でしたが、幅12mm前後のCOPALやキヤノンのコアレスモーターが1980年のC53＃488や1993年のC56#545に一時的に使われました。しかし、牽引力不足は明らかで市場からは受け入れられませんでした。
1 997年や1999年になるとコアードの缶モーターもようやく幅12mm以下まで小型化されて、「マシマ1628」や「フルイチ1623」がC50#559やC58#532に搭載されるようになり、広く普及した経過があります。
写真は恐らく2000年頃のメーカー不明の缶モーター（コアード）ですが、先出の「マシマ1630」に比べ、 幅は14mmと広いものの、全長は25ｍｍとかなり短くなっています。
これはAdachiから市販されているMC1525とサイズから見て同一と思われます。Adachiの製品は品番5009でMC1525モーターだけでなく、取付けアダプター、ビス、軸径変換アダプター、ラグまで付属した良心的な製品で最近再生産されました。定価4,180円でホビーサーチで10%OFF3,762円で通販されています。ECO MODELでも買えると思います。
別々に入手するよりも手間もかからず、割安かも知れません。
最新のマシマの小型缶モーター（コアード）3種 と 1970年代の棒モーターのベストセラーMH-8とMH-9 を比較のために並べてみました。
缶モーター（コアード）は2000年以降になって14mm幅からさらに小型化され、写真の3種では各々10mm、11.5mm、12mm です。重量も棒モーターの40g前後に対し、16g-18gしかありません。
写真のモデルアイコン製の汎用アダプターは取付けビス穴と位置が工夫され、 幅 14mmの標準サイズ缶モーターだけでなく、幅12mmの細身の缶モーターやコアレスモーターもM2ビス2本で取り付けられます。
概要は以上の通りです。
これから具体的な交換手順の説明に入ります。
まず、最難関のC56やC11、C50、C58などのボイラーの細い小型蒸機の缶モータ交換作業から説明します。起こりうる障害と必要な加工作業が全て入っているた め です。
後出の天賞堂C59やAdachiC57のケースでは作業がずっと楽になります。
1. KTM C56の缶モーターへの交換
ボイラーの細いことが、単に缶モーターの選定の制約になっただけでなく、 取付けアダプターのかなりな加工を強いられました 。ただ、この経験は程度の差はあれ、中大型蒸機での缶モーターへの交換でも役立つことなので、ぜひご覧いただければと思います。
次々に課題が生じて、組立と分解を繰り返す紆余曲折がありましたが、皆さんはこれらを予見して遠回りせずに作業いただけたらと思います。
KTMのC56を分解します。棒モーターが限度一杯の大きさであることが分かります。
棒モーターを外すと改めて分かりますが、この棒モーターは元々かなり幅が狭くてコンパクトなうえ、モーター軸も20mm近くあって異様に長い特別仕様の設計になっていたようです。
缶モーターで現在よくヤフオクなどで出品されている 標準幅14mmの缶モーター（写真銀色）でさえ仮置きすると幅が収まらない のが分かります。😢
なお、写真一番左の棒モーターは天賞堂の中大型機に標準装備されていた MH-8ですので、元々C56に装着されていた棒モーターのコンパクトさがよく分かると思います。
そこで、マシマの 幅12mmのより小型の缶モーター （写真の上側黒色）を付けることにしましたが、 探すのが大変でヤフオクで半年近く掛かりました。 😢
将来交換を計画されている方は 早めの手配 をお薦めします。「エコーモデル」にはあると思います。
アダプターは前述のモデルアイコン製の汎用製品が適合するので装着しました。「エコーモデル」や「れーるぎゃらりーろっこう」など専門店のほか、モデルアイコン社のHPや「ホビーサーチ」など通販サイトでも入手可能です。
KTM C56にアダプターを付けた状態で小型缶モーターを仮置きしてみると、幅は12mmで大丈夫ですが、 モーターの位置が高すぎるうえ、軸長が10mmと短いので、ギアに届きません。 😢
ウォームギアをモーター軸の軸長10mmのギリギリ端まで寄せて仮止めしましたが、まだまだ届きません。 😢
モーターをギアのほうに寄せるためには、アダプターを主台枠の内側に落とし込む必要があります。それにはアダプターの幅を主台枠内寸まで削らなければならないことが判明 しました。😢
アダプターの幅を現物合わせで削っては主台枠に当てて、収まるよう調整します。
アダプターが主台枠にすっぽり収まったら、次にモーターの取り付け位置を低くする加工に入ります。
Ｌ字形に折り曲げられたアダプターをさらに低い位置で折り曲げ直す ためにアダプターにヤスリでV字形の溝を掘ります。
アダプターを万力に挟んで折り曲げなおし、缶モーターを仮に取り付けて、高さを調整します。
折り曲げ直したアダプターの 折り目が切れないよう、 ハンダで補強 します。
アダプターの加工が一通り終わりました。
加工前のアダプター右側と比べてみて下さい。幅、高さとも縮減されています。
加工後のアダプターを缶モーターに仮止めしました。右側が加工前のアダプターです。
KTM C56にウォームギアを仮止めして、ギアとの嚙み合わせを見ながら、モーターの取付け位置が適当か確認します。
缶モーターの軸を削って、ウォームギアの取付けビスが止まるようにします。
削った箇所は分かりやすいように私は赤マジックで印を付けました。
アダプターを主台枠に取り付けるための 2mmネジのタップ位置 を主台枠の裏側からヤスリの先で傷つけて印をつけます。
「主台枠側の２ｍｍネジの調整用楕円形穴」に合わせるアダプター側の印が付きました。
アダプターの必要なステー長の目印も 付けておきます。あまり長くするとテンダーのドローアのセンターピンと干渉してショートしますので、注意してください。
アダプターを切断後、タップを切るための穴位置を センターポンチ で決めます。
2mmネジのタップを切るための 下穴は1.5-1.6ｍｍ径 で開けます。
アダプターの真鍮版は厚さ1.2mmなので、非力なミニリューターよりコードレスの電動ドリル を使いました。
次に 2mm径のタップ(通常のMネジなら0.4ピッチ です)を立てます。
アダプターに対してタップが 垂直 になるよう、注意します。
加工したアダプターに缶モーターを 取り付けて 嚙み合わせに問題ないか 、確認します。
アダプターの 上半分の幅 が KTM C56の 主台枠より広くて飛び出ています。 これが後で問題に なります。
アダプターの 下半分がすっぽり、主台枠の中に収まっている のが分かります。
KTM C56に通電して正常にクランクが動くことを確認します。万歳！ 実はここからも大変でした 。😢
モーターに「右プラス前進」で配線を施し、テンダーを連結して試走させます。
私はミスを防ぐために写真の右側のように電極と進行方向をラベルで視認できるようにしています。
配線のハンダ付け状態です。モーターの側面を＋の赤コードが横切っていますが、 これが後で問題に なります。
KTM C56にルンルン気分で車体をかぶせたところ、 アダプターの上半分の幅が大きく、ボイラー内面に引っ掛かっているのが判明 しました。また、モーター側面に回していた赤コードもボイラーの内面に当たっていることが判明しました。😢
邪魔になっていた赤コードを取り外し、 アダプターの上半分 を缶モーター幅まで面一になるよう、ヤスリで削り取ります。
アダプターの上半分がボイラー内壁に漸く引っ掛からなくなりました。
左側は加工前のアダプターです。Ｍ2ビスの取付けタップ穴に掛からないギリギリまで小さくなったのが分かります。
アダプターの横幅も缶モーターの幅と面一にまで削っています。こうしないと主台枠に入りません。
缶モーターの側面に回していた ＋側赤コードは外して モーターの 真上を通るように変更 し、目立たない黒コードに付け直しました。
車体裏面のボイラー内壁幅に缶モーターがギリギリで収まるようになりました。
最終缶モーターが収まった状態で、元々の棒モーターや14mm幅の標準缶モーターと比べてみました。KTM C56のような 小型蒸機は取付け環境がかなり厳しい のを実感します。
KTM C56をレイアウトで実際に走行させた結果、ウェイトを追加で搭載する前で、ピポット車輪の2軸ブラス貨車なら7-8両、急行貨物のボギー台車の長尺ブラス貨車なら4両編成の貨物列車を牽引できる ことが分かりました。プラ製の客車であれば、5-6両は引けそうです。
小型缶モーターのトルクには満足 していますが、これ以上ウェイトを増量して無理をさせるつもりはありません。
当レイアウトでは通常はブラス客車7-8両は標準編成なので、C56は当面貨物列車や混合列車に活路を見出しそうです。 →下の写真のように、プラ製客車でさらに活路が広がりました。
2024/12/20: KTM C56に 天賞堂のプラ製はつかり客車８両編成を引かせたところ、C62/61が本来牽引する特急列車編成で快走 しました！天賞堂のクラウンモデルやHGシリーズは元々牽引力が弱く、ウェイトも増量しにくいので天賞堂としては苦肉の対応策として客車の軽量化を進め、それがモロに功を奏した結果になりました。 走行音が軽すぎるのは改善検討中 です。
室内照明付きの客車重量は＠140-150gでブラスの半分に過ぎません。
同じ天賞堂のブラス製旧型客車です。室内照明、インテリア、フィギュア搭載のフル装備とは言え、プラ製の倍の重さです。
ヤレヤレ。ご覧になるほうも長丁場で大変だったと思います。
最後までどうも有難うございました。
2. 天賞堂 C59の缶モーターへの交換
次に中大型蒸機への缶モーター搭載事例を天賞堂のC59黒ラベルを題材にご紹介します。
先出のC56のような小型機と決定的に違うのは、スペースにゆとりがあるので、缶モーターアダプターの整形加工は必要ありませんが、トルクもあるので、缶モーターとギアボックスとの接続部分の加工が必要になることです。
まず、天賞堂C59の車体を分離して現状の棒モーター「MH-8」の搭載状況を確認し、交換予定の缶モーターにアダプターを取り付けて、交換後の取付け位置を検討します。
今回、使用する写真の缶モーターは恐らく 2000年頃に発売されたメーカー不明品ですが、比較的ヤフオクでも安価（＠700-800円前後）に入手しやすく、幅は当時の標準14mmで、全長は25mmと最初に登場した缶モーター 「マシマ1630」や「フルイチ1623」に比べると 大分短くなっています。回転数、トルクも適当なので、ヤフオクでまとめ買いしてストックしています。軸長は10mm、軸径は2mmで、アダプターにはM2のビス２本で容易に取り付けられます。
現在、メーカー名や定格電圧など出品者に詳細を照会中ですので、分かる範囲で追記します。
缶モーターの軸径は2.0mmです。
他方、天賞堂のギアボックス側のシャフト径は規格の2.4mmです。棒モーター「MH-8」の軸径も同じです。
軸径が0.4mm異なります が、缶モーターを仮置きして「れーるぎゃらりーろっこう」で購入した手持ちの「 2.0-2.4mm用」のゴムジョイント をはめてみたところ、うまく接合できました。ジョイントの全長は30mmで少々長めですが、缶モーター軸は10mm長、ギアボックスシャフトも10mm長で各々入っているので、大丈夫かと思いました。
うまく接合できてほっとしましたが、 実はあとで問題が起こります。
缶モーターの取り付け位置が確定したので、アダプターに主台枠への固定用タップを開けます。写真は主台枠側の楕円穴にヤスリを入れてアダプターに穴あけの印をつけたところです。
中大型機の主台枠のモーター取付けビスはトルクが求められるので 通常M3の0.5ピッチ のはずです。
C59もその通りだったので、センターポンチで位置決めをしてから、 M3タップの下穴を2.5-2.6mmで開けます。
C56の時と同様にアダプターは厚さ2.4ｍｍで結構厚いので、非力なミニルーターに代えて、コードレスのハンディドリルを使いました。
タップを垂直に注意しながら立てます。M3になるとかなり力を入れて押し込むように回す必要があります。
これで缶モーターが固定でき、通電テストをしたところ、快調に動きました。
うまく動いたので喜んだのも束の間、 後で問題が起こります。
「右プラス前進」の原則に注意して、配線します。私はミスのないよう、電極にシールを貼って＋ーの区別をその後の作業で考えなくてもいいようにしています。
そして、実際に 天賞堂C59に テンダーを連結させてレイアウトで貨物列車を牽引させたところ、 ジョイントゴムが空転して円滑に走行しないことが判明 しました。
ゴム系接着剤を塗って固定しようとしましたが、回転の負荷が掛かると簡単に外れてしまいました。
「れーるぎゃらりーろっこう」で分けていただいたジョイントは、 「2.0-2.4mm用」の ゴム製 でしたが、実際の 内径が1.9mm前後であったため、軸径2.0mmの缶モーターでは滑ってしまったようです。 材質が硬化しやすいゴムだったことも弾性不足に拍車をかけたようです 。
そのため、天賞堂C59を再度分解して、ジョイントを交換することにしました。
「れーるぎゃらりーろっこう」の床次社長と相談し、写真の シャフト径変換ブッシュ (2.0mm→2.4、1.5→2.4、1.5→2.4)と シリコン製チューブ 内径1.2mm、1.4、1.5、1.9)を購入し、色々試すことにしました。 チューブは材質開発が進んだ現代ではやはりシリコン製がいいようです。
色々検討の結果、最も方法がカンタンな写真の IMON製シリコンチューブ内径1.2mm に交換し、正常走行できるようになりました。
ついに 天賞堂C59 も缶モータに交換して、急行貨物列車5両を牽引して快走できるようになりました！
ここまで作業時間は正味３時間くらい掛かりましたが、 C56の小型機のようなアダプター整形加工は不要 だったので、次はAdachiのC57も交換したいと考えています。材料は今回揃ったので、手慣れると簡単に済むと思います。
今後も交換事例を追加していきますので、よろしくお願いいたします。
3. 最新情報：トルクのある大型蒸機用コアレスモータの出現
2024/11/27にEKO MODELに伺った時に、つい最近モデルアイコンからトルクを最大限引き出したコアレスモーター「MIMO0104」が発売されたことを教えてもらい。 先出の事例２の缶モーター@700-800円に比べ、 まだ@4,000と大変高価 でしたが、今後の可能性を検証するため、買って取り付けることにしました。
なお、モデルアイコンの通販HPですと、なぜか5,170円もします。
並べた５つのモーターうち、 一番左 が今回発売された大型蒸機用の「コアレスモーター MIMO0104 」です。 重さは10g強しかありませんが、大きさは14mm径なので小さくないことに注目 してください。
その右側に並んだ４つのモーターは全て鉄心コアのあるコアードモーターです。先出事例２のメーカー不明の缶モーターは右から２番目で、一番右側は棒モータMH-8です。
早速、固定マウント用のアダプターをM2ビスで取り付けました。
また、 元々中国製の汎用モーターを鉄道模型用に仕様変更生産した製品であるため、 シャフト径は1.5mmしかなく、軸長も5mmしかありません。 そのため、モデルアイコンからシャフト変換ブッシュが併売されており、今回それで軸径を1.5ｍｍから2.4mmに、軸長を5mmから7mmに変換しました。
3-1. Adachi C57門鉄型へのコアレスモータ搭載
コアレスモーターへの乗せ換え機種に選んだのは、ボイラーが細い AdachiのC57門鉄仕様 の特急かもめ牽引車です。
まず、車体を分離して 現状の棒モーター「MH-8」 の搭載状況を確認し、交換予定のコアレスモータにアダプターを取り付けて、交換後の取付け位置を検討します。
AdachiC57の主台枠に棒モーターを固定するのに頭の大きいM3平頭ネジが使われていますが、モーターも軽くトルクの反発も小さいので、工作のしやすい 通常のM2プラスネジに変更 します。
例によって、主台枠の小判型調整穴に合わせてアダプターにタップを切る位置を決めて印を付けます。
M2の下穴として1.5mm径の電動ドリル で開けます。缶モーター交換と同じ要領です。
垂直 に注意して、 M2の0.4mmピッチの タップ を立てます。
コアレスモーターと言えども、幅は14mmある ので、 ボイラーが細いC57では余り前方で固定しようとすると下の写真の赤丸のように 火室に当たるほか、軸箱スプリング式の動輪にも干渉 するとショートする可能性も出てくる のでよく注意して位置決めしてください。
シリコンチューブをつないで、軽快に動くか通電テスト します。
先述の通り、 コアレスモータは軸径1.5mm→2.4mm、軸長5mm→7mmに変換シャフトを入れて加工しています。シリコンチューブはIMONの内径1.2mmを使用 しました。
私などは昔のゴムチューブの感覚が強いので、接続部分の中央にシャフトが入っていないと、耐久性に不安を感じるのですが、さすがシリコンは試走させても問題なく、ねじ切れるような品質ではなさそうです。
さらに、急がば回れ！
Adachi C57門鉄形を テンダー連結状態にして集電テスト します。特に問題なかったので、配線作業に進みます。
右プラス前進の原則どおり、配線してハンダで固定します。
上側の電極がマイナスだったので、間違わないよう青のシールを貼りました。
コアレスモータ交換後のAdachi C57には、バックプレートが楽勝で装着可能です。細部を調整のうえ、取り付けます。
キャブの天井にはボイラー内に追加で積む余裕がなかったウェイトを付けています。
Ａdachi Ｃ57門鉄形を試走したところ、無事スムースに走りました。超低速時も含め、この@4,000円の強化されたコアレスモータのトルクに問題なさそうです。今後、様々な客車を牽引させてテストを重ね、微調整していきます。ここまでの作業は慣れてきたので2時間弱で完了しました。
なお、通常の電車などの台車に組み込むコアレスモーターではトルクがまだ小さいので、複数動力にしたり、フライホイールを入れないと回転が脈動するようです。
バックプレートはエコーモデル訪問時に購入した、ＷEAST ＪAPAN製の#2591@2,000円を使いました。メーター類を白く塗ると、ぐっとリアル感が増します。
コアレスモーター後尾のハンダ付け配線とショートしないよう、絶縁テープを切り抜いて円筒状のボイラーエンドにはめ込みます。
バックプレートを両面テープで固定しました。今後のメンテも考え、モーター脱着に備えておきます。
Ａdachi Ｃ57門鉄形はモーター重量が軽くなったので、動輪の密着性を上げるため、従台車のバネを弱くするなど調整し、最終的には天賞堂のプラ製はつかり客車を流用した８両編成の特急かもめを問題なく静かに牽引できるようになりました。
トルクのあるコアレスモータはまだ高価なので、今回は初めてテストしたわけですが、結果に満足しています。空気作用管の取付けやウェイトの増量、バックプレートの装着なども加わって、もはやAdachiのC57門鉄形ではなく、天賞堂のHGシリーズのC57のようです。
その後、色々な客車で牽引力を試したところ、Adachi C57門鉄形は コアレスモーターに交換する前の棒モーターでは天賞堂のブラス製旧型客車7両編成が牽引できていたのに、交換後は写真のように20gのウェイトを車体に載せても動輪が空転し、牽引できなくなっていました。 棒モーターの重量が40ｇに対し、コアレスモータが10gしかないので、- 30gが響いている ようです。 ただ、ボイラーの細いC57にはモーター交換前にすでにウェイトを55g増量している ので、これ以上増量しようとすれば、Adachiのボイラー内にある標準ウェイトをは外してボイラーに隙間なくウェイトを埋め込む必要がありそうです。
今後の課題として検討したいと思います。
「ローマは一日にしてならず。」「鳴かぬなら鳴かせてみせよう、ホトトギス。」
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