箱根登山鉄道モハ1・2形の製作①

京急1000形の3Dモデリングがかなり大変で、少しづつは進んでいるものの趣味で苦しみたく無いので、ちょっと息抜きでGMの板キットを作ってみました。

今回のお題目は箱根登山鉄道モハ1・2形です。

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このモハ1形107号は、風祭にある鈴廣本店に展示されているもので、昨年まで103+107号として現役で走っていた吊り掛け駆動方式の台車を装備した最後の車両です。まだ104+106号は現役で走行していますので、そちらをプロトタイプに作成してみることにしました。

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今回購入したキットは今年6月に再販されたもので1セットでモハ1・2形が1両づつ組み上げることができるキットです。箱に書いてある通りメーカーGMとしてはあくまでもディスプレイキットとして「走行できません」と謳われています。が、そこは作る楽しみ一杯のGMですから(笑)当然走らせようと思えば走るんです。

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キットの内容はモハ1形モハ2形・台車2両分(ブリル)・パンタグラフ2両分(PT48)・窓用の塩ビ板とステッカー類です。時代設定は昭和50年前後でしょうか、ブリル台車は2021年現在走っているこの車両用としては2世代前になりますが、現行のTS330台車はトミックスでベルニナ号用の動力台車が分売パーツとして市販されている以外無いのでGMではこの台車しか用意できなかったのでしょうね。ただ見ての通り、この台車は普通のNゲージ用で中空軸車輪まで入っていますから、当然線路に乗せればよく転がります。いずれ台車は何とか作るとして、今回はこのキット内容のままで走行化できそうです。

2021年現在のモハ1形は2両固定編成となっていて、キットとは違って片側の運転台が潰されて客室となっており、片運転台が背中合わせとなる編成が組まれています。そのため、このキット1セットでは現在の姿を再現することができません。そこで、このキットを2セット購入しモハ1形を片運転台化する改造を行うことにしました。モハ2形はほぼそのまま組んで3両編成の増結車として使う事にします。

まずモハ1形の片運転台化改造を行います。キットの車体側面の部分を採寸し、乗務員扉を潰して窓を設置した部分を3D CAD(Fusion360)でモデリングします。

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ノギスで丁寧に測り、その寸法を元にCADで作り込んでいきます。

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単純な形状なので、30分程度でできました。

これを3D プリンター(ELEGOO MARS2)で出力します。ついでに1000形の妻面も一緒に出力しました。

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サイズが小さいので、3D出力も40分程度で出来上がりました。

続いて出力したパーツを車体と切り継ぎます。

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スチロール樹脂とUVレジンは全然違う素材なので接着に苦労しました。一般的なプラモデル用の接着剤(タミヤセメント等)は使えませんので、ゴム系を接合面に塗り固めた後、継ぎ目の上から隙間埋めも兼ねて瞬間接着剤で接合しました。

次に運転台撤去部のディティールを作っていきます。箱根登山鉄道は急カーブが多いため、連結部は幌もなく非常時以外は通行することができない構造になっています。そのためホロ枠などは無く、ただ貫通扉がついているだけの面白い形状をしています。

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まずテールライト・ウィンドウシル・ヘッダー・ジャンパ栓受けを削り取り、非常扉の部分を拡げます。

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妻窓と非常扉窓はHゴム支持になっていますので、妻窓は113系キット・非常扉は211系キットから切り出して接着しました。

ここまで来ればあとは普通の板キット組立と同じなので箱型に組み上げていきます。側面と前面・妻面を接着します。

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形状に問題がない事を確認したら、箱型にします。

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ちょっと屋根に隙間ができちゃいましたね。接着が乾いたらパテで埋めておきましょう。

今回はここまでです。次回は塗装を行います。

京急1000形(初代)後期車の製作⑥・・・3Dプリントで車体をモデリングする

前回の投稿からかなり開いてしまいましたが、3Dプリントが結構難しくて色々と苦労をしていたもので投稿できるようなレベルにならなかったのが大きなところです。

さて、床下機器と台車がモデリングできたので、いよいよ車体をモデリングします。

とにかく3D CADも初心者なので、フィーリングで作るなんてことはまずできないので図面が無いとどうにもなりません。そこで資料集めから。元々手元にあったのは鉄道ピクトリアルの京急特集号(1980年9月/1998年7月/2017年8月)で、これらは各時代のディティールを確認する事ができますが、肝心の詳細図面が無いので調べたところ、イカロスMOOK「京浜急行電鉄・名車の軌跡」という本に車両竣工図表が掲載されているという事がわかり、古本をネットで入手しました。

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内容を見てみるとなんだか知っている人が対談しているのには驚きましたが(笑)、ちゃんと後半に資料編としてデハ230形から新1000形16次車(ステンレス塗装車)までの各形式が掲載されていました。旧1000形は試作形の800形(初代)から今回製作する新製冷房車までの各タイプが掲載されていましたので、資料として非常に有用になる本になりました。

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旧1000形は、試作形のデハ800/850形を除いて車体中心の扉を対象点にして前後が同じ寸法となっているので、側面のモデリングはさほど大変ではありませんが、問題は前面のオデコをどう造形していくかという未熟な技術での作業です。そこで作例を色々と検索したところ、「@nano factory」さん公式ブログにFusion 360を使用したおでこの表現方法が掲載されていました。ロフトという機能を使うとおでこが作れるという事で早速作ってみました。

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製作途中のスクリーンショットを取っていなかったのでいきなり顔が出来上がってしまってますが、前面は写真をそのまま投影させてトレースしたのでイメージはほぼそのままできました。所謂おでこの部分はロフト機能でそれっぽくできたので良しとしましょう。

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側面窓は図面の通り作成し、屋根と車体の継ぎ目部分に雨樋を付けました。出来栄えを確認するために屋根にグレー・車体に赤を付けるとそれっぽくなってきましたね。

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ここまでできたらカタチにして出来栄えをチェック。水平に出力して1時間程度で出来上がりました。全体的な寸法は問題なさそうです。ただ、写真のトレース通りに作ったのですが標識灯が小さいような感じがします。実物通りよりも「メリハリ」をつけて強調したモデリングをした方が良いのかも知れませんね。勉強です。

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車体のモデリングも大体出来てきたので確認のため白帯を入れようとしたら、側窓の位置が低く前面と高さが合わず白帯が車体一回りできない事が判明。側窓を一旦全部埋めて約0.3mm(実物で約50mm)上にずらした位置に側窓を開け直しました。見た目も良くなり白帯がぐるっと一回りできるようになりました。

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車体周りがほぼ出来上がったので屋根上機器を作り込みます。まずは一番難しそうな冷房装置をモデリング。車体更新後の姿なので冷房装置はCU-71DNというステンレスキセのもので、ファンの部分にメッシュが入ります。曲面の網目やルーバーの作成で非常にCPU負荷がかかってしまい、一番安いMacBook Airではエライ時間がかかってしまいました。やはり3D CADはマシンパワー喰いますねぇ。

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続いて誘導無線アンテナとその配管・冷房装置両脇のランボードを作成。誘導無線アンテナと配管は別体で出力するか一体で出力するか悩むところです。お遊びで行き先は急行・新逗子行きにしてみました(^^)

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最後にパンタ周りの造形を作ってモデリングは完了です。PCの中に鉄道模型が出来上がったので3Dをグルグル回してみるとワクワクしますよね。

次回は3D出力を行います。

 

自作LED室内灯の取り付け

以前、グリーンマックス製キットに室内灯を取り付けるという記事を書きました。その時はグリーンマックス製台車を使用していましたが、GM台車に自作集電板を使ったためちゃんと調整をしないと走行抵抗が大きくなってしまう場合がある弊害がありました。

昨年製作した113系1000番台横須賀線は集電板が標準で装着されているカトーねじ止め台車を使用したため、走行抵抗で悩まされることも無くなりました。室内灯の取り付け方法も変わったので備忘録も兼ねてまとめてみます。

カトー製の完成品は集電板が床下に装着されている燐青銅板と接触してオプションの室内灯のバネを介して導電されていますが、自作品でわざわざ接点を増やすと接触不良などのトラブルの要因となるので、極力接点は設けないよう考慮しました。

 

①台車の集電板にマグネットワイヤーを半田付けします

集電板にフラックスを少量塗ってφ0.1mmのマグネットワイヤーをチョンと半田付けします。あまり長時間半田こてを当てると台車が溶けてしまうのでフラックスを使って短時間でつけるようにします。

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②台車を装着し、コの字に曲げた銅板に半田付けします

台車を装着してからマグネットワイヤーを銅板に半田付けします。

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③反対側の台車も取り付け、銅箔テープに半田付けします

反対側の台車も装着し、幅3mm程度に切り出した銅箔テープに半田付けします。半田付けが終わったら銅箔テープを床板に貼り付けます。反対側は銅板に銅箔テープを半田付けし、銅板を両面テープで固定します。半田付けより先に銅箔テープを貼り付けてしまうと床板が溶けてしまうので、この手順で行います。

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④予め作成しておいたテープLED室内灯を半田付けします

テープLEDの作成方法は以前の記事と同じなので割愛します。コの字に曲げた銅板に室内灯を半田付けし、ボール紙で支えを作成しテープで固定します。

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⑤車体を戻して完成です

車体を被せて点灯状態を確認します。

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京急1000形(初代)後期車の製作⑤・・・3Dプリンターで台車をモデリングする

今回は台車のモデリングを書きますが、まずは床下機器の続きから。出力後の反りを改善するため、一箇所あたりの反りを最小限に抑える目的で抵抗器を分割して出力することにしてみました。

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高さ、容積は同じなので出力時間もほぼ同じで40分ほどで終わりました。

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結果、反りは残るものの3分割しているおかげで1つあたりの反りはかなり小さく抑える事ができましたので、これで良しとしましょう。

次に本題の台車をモデリングしていきます。TH-1000型台車(川崎重工形式KW-11)は、当時量産されていた国鉄DT32型台車を標準軌に改軌しダイレクトマウント化したもので、100km/h以上の高速化を考慮しブレーキも両抱きに変更されています。そのため、ウィングばね部分は101系のDT21からの系譜を受け継いだ構造となっていて、ほぼ同じ(というか設計流用でしょうね)です。なので、この部分さえしっかりとモデリングしておけば、国鉄型の台車にそのまま流用できるはずです。
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この写真は1985年に撮影したTH-1000のアップ写真です。中学生の頃から台車に興味があったんでしょうね(笑)。確かにこの頃にはGMの板キットに挑戦していたので、色々資料集めをしてたんでしょう。フィルムがネオパンSSというのが時代を感じさせます。

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Fusion360モデリングします。中央から右側を作成し、ミラー&コピーで4箇所の軸バネの部分を作成していきます。

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そしてモデリングが一通り終わった形がこちらです。ミラーで作成したので、左側のコイルバネが逆巻きになってしまっているのですが、プリントしたらほぼ判別が付かないのでこのまま行ってしまいましょう(笑)。これを一旦テストプリントしてみます。

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テストプリント1回目がこちらです。初回の割には結構まともにできていたので設計上の問題はなさそうに思われたので、仮にカトー製車両に装着してみました。

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京急の台車を横須賀線に装着するという無茶をしていますが、カトーのねじ止め台車仕様に装着できる事が確認できましたが、ちょっとボルスタ位置が低い&回転が渋いのでボルスタの設計を変更してみましょう。

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仮装着の後、もう一つの台車を装着させようとしたら、台枠根元部分でポッキリ折れてしまいました。実物の車両でも東武10000系や北総7300系で大枠根元でポッキリ折れて脱線する事故が発生していましたが、こういった造形を行ってみると応力集中して折損する事故が起きてしまうのも頷きます。

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という事でボルスタを0.8mm上げて台枠根元部の補強を追加、ついでにカトーの集電板の装着スペースとカプラーポケットの造形を追加しました。車体装着のカプラーの方が良さそうな感じもしますが、最近カトーカプラーのコスパの良さに気づいてしまい、TNカプラーは中間車では付けないようになってしまっているので、カトーカプラーを付ける前提で付けてみました。

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ChituBoxでスライスし、2回目のテスト印刷を行います。10度程度傾けて印刷を行いました。

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 テストショット2回目がこちらです。だいたい思った通りの出来栄えですね。この角度ならブレーキ管も潰れずに済みそうですし造形も潰れることもないので、本番プリントもこの条件で行うと良さそうな感じです。`

京急1000形(初代)後期車の製作④・・・3Dプリンターで床下をモデリングする

京急1000形の床下機器なんですが、色々並べ替えたりやってみたもののイメージと違う感じがし他ので、先日購入した光造形式3Dプリンター・ELEGOO MARS2で床下機器を作成してみることにしました。

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個人であれば無料で使えるFusion 360という3D CADソフトでコツコツとパーツをモデリングしていきます。

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CADは初心者なので、床下のモデリングだけで2週間も掛かってしまいました。床板はGM板キットと同寸法で作りましたが、台車を取り付けるボルスタ部分はカトーのねじ止め台車の使用で作ってみました。床板と機器は別のコンポーネント(部品)で作成しているので、今回は床下機器だけ3Dプリントします。Fusion 360でメニューから3Dプリントを選択すればデータが変換されて出力されます。

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スライサーソフトCHITUBOXでスライスします。今回はお試しで横向きで印刷してみます。

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使用したUVレジンはELEGOO純正の水洗いレジン(グレー)です。水洗いレジンは後処理が楽なので家庭で使うにはこれが一番良いかも知れませんね。
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 最初にキャリブレーションを取ります。キャリブレーションの方法はネットに色々ありますのでそちらを参照願います。

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PCで作成したデータをUSBメモリーに入れてELEGOO MARS2に挿してファイルを選択したらスタートします。

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40分弱、印刷が終了しました。ちゃんと造形できているようです。

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スクレーパーで造形を剥がしたら水洗いを行います。ある程度硬化しているので歯ブラシて擦った程度なら傷もつかない硬さでした。

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ネイル用のUVランプで2次硬化を行います。光量が少ないので時間は多めにしてみました。

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出来上がりの状態です。主制御器や遮断器が付いた山側機器はかなり良い感じで出来上がっていますが、主抵抗器が付いた海側機器はちょっと歪んでいるような感じです。

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一晩開けてみてみると、かなり歪んでいますね。出力方向に対してX軸方向で歪んでいるのですが、Z軸方向は歪んでなさそうな感じですので、今度は造形物を縦方向に90度向きをかえて印刷してみました。

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モデルはそのまま、スライサーの設定で方向を変えます。サポートがモールドに被らないように注意しながら配置していきます。

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出力はZ軸の長さ(高さ)に比例するので、前回は40分程度だったのが同じ物を縦にするだけで3時間40分も掛かってしまいました。さて結果は....

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やはり同じように歪んでしまいました。これはレジンの特性上仕方ないのかも知れません。細かく分割して出力するか、レジンを変えてみるかしてみたいと思います。

京急1000形(初代)後期車の製作③

車体が組み終わったので、サーフェイサーを吹いて傷けしと出来栄えの確認です。

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1000形の他にも旧600形の塗り替えもするので、一緒にサフを吹いておきます。天気が良かったので直ぐに乾きますね。冬はこれだから良いんですよ。

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サーフェイサーの後は屋根の加工です。パンタ周りの配管を銅線で作成します。まずは鉛筆で下書きをしておきます。

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銅線を現物合わせで曲げて接着します。今回は瞬間接着剤を使いました。気温が低いので瞬間では固着しないので、テープで仮止めしてしばらく置いておきます。

その間に床下機器の取り付けを行いたいところなんですが、キットに付属している床下機器は1000形とは似ても似付かぬもの。強いて言えば非冷房車のM'車がちょっと近いかな〜、という程度なので、配置を変えることにしました。

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上が偶数(M')車、下が奇数(M)車に似せてそれっぽく並べてみましたが、やっぱり気に入らないんですよね。ずらりと並んだ抵抗器やAR2型ロータリーコンプレッサーなど、特徴的な部分がイマイチです。とりあえずこれで行くとして、床下は3Dプリンターで作っていくしか無さそうです。

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続いて塗装本番。まず下地代わりに横須賀線113系1000番台を作ったときに余ったクリーム色1号を吹きます。その後白を数回吹いてやります。とにかく隠蔽力が低い塗料なので、薄く何度も吹いて行きます。

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幅1mmのマスキングテープで白帯をマスキングした後、バーミリオンを吹きます。今回はGM鉄道カラーなのですが、ほぼ交流電機の赤2号と同じような発色です。隠蔽力が強いので2回も吹いてやればOK。で、ここで時間切れになったので屋根の塗装はまたの機会に行いましょう。

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で、お遊びで一緒にこんなものを塗ってみました。マウスは自宅のMac用と会社のWindows用が型番違いで見た目そっくりなので在宅勤務中に間違えやすいので京急顔に塗って区別つきやすいようにしました。丸っこい形が京急のバルーンフェイスに合ってますね。スマホケースはスエード調の表面が汚らしくなったので、赤い電車に白い帯を表現してみました。これらは模型と一緒に吹いて、最後に耐久性を高めるためにダイソーのクリアラッカー光沢を吹いて保護しています。正直、模型を作るより楽しかったんでこんな遊びも良いかも。

 

ELEGOO MARS 2 がやって来た

ずっと欲しかった光造形3Dプリンター、とうとう買っちゃいました。

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ELEGOO MARS 2です。Amazonで8%OFFクーポンが出てとうとう¥25,000を切ったので購入。primeお急ぎ便対応なので昨日大船駅で立っている時に注文したのに本日在宅勤務の昼休みに到着しました。速いですねぇ。

箱もしっかりとして通常の輸送時に発生するカスレ程度なので無問題です。

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内部の梱包も本当に丁寧で、日本の工業製品よりも優秀なように感じました。近年の中国製は、極端に安いものはダメですが、ちゃんとした価値のあるものはしっかりと出来ていますね。日本の製造業に勤務している身としてこのインパクトは大きく、価格・品質・商品企画等々、全てにおいて完全に中国に負けています。もう日本は中国に追いつけないかも知れません。

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カバーの中にもぎっしりと梱包材が詰め込まれ、輸送に耐えられるよう配慮されています。発泡ウレタンの中には...

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ステージが埋め込まれていました。これも金属製のしっかりとしたもので、加工精度も高そうです。

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付属品の箱には電源の他、ステージを調整する六角レンチ、スクレイバー(金属製と樹脂製の2本)、樹脂製のビーカー、濾紙と、ソフトが入ったUSBメモリーが1本入っていました。驚きなのはマニュアルがちゃんと日本語のものが同封されていて、書いてある日本語も不自然さも無く恐らく機械翻訳ではなく日本語がわかる人が書いてそうな感じでした。

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実際に設置してみると、意外と大きいですね。後ろにあるのはPanasonicの15inchテレビなんですが、高さは40cmくらいあるので見た目は結構大きく感じました。底面は20cm四方くらいなので設置面積は取りませんが。

樹脂がまだ届いていないので今日は開封するところまでです。樹脂が届いたらテストプリントしてみましょう。`