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初めてのスチームエンジン

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船体(プラモ電動RC化)

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エンジンの製作(未着手)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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初めてのスチームエンジン

 毎年夏になると水が恋しくなり、船模型の構想が湧き起こるのですが、とりわけ今年は真夏日が連続し、とても日中は釣行など命がけの状況ですので、それでは憧れのタグボートでも・・・とHP検索。そこで見つけたのがスチームエンジン搭載の船。非常に浪漫を掻き立ててくれます、でもとてもとても高額、それでもめげずにまずは基本からと、下記の低価格の首振り式のスチームエンジンを入手。キット状態で、加工は全く不能ですので、一部溶接などの金属加工はオプションで加工してもらいました。

組立は、至って簡単。船に積込む計画ですから、車輪・クラッチを除いて完了。燃料はアルコール系のジェル状のもので、燃料を燃やすための受け皿が必要となりましたので、あれこれ使えそうなものを家中探し周りること1週間、結局見つからずに自信の無い、2mmアルミ板を加工して製作しました。単純な箱状のものですが、これでさえ金属切断、折り曲げ加工は工具も無く大変難儀しました。取っ手は金属製の洗濯ハサミで代用。
 運転は圧力調整バルブをはずしボイラーに水を入れ、燃料を受け皿に取り点火。一度目は蒸気が出る前に燃料鎮火。再度燃料を多めに追加して点火、しばらくするとチューブに水蒸気が送られたようで、フライホイールを少しまわしてやると、エンジンが動き出しました。大変感動です! 楽しくて2度も3度も動かしていました。しかし・・・・。
 これを船に積み込めるのだろうか? 無理です。 @排出蒸気の処理をしなければならない。Aピストンとシリンダーの取り合いが荒すぎ、シリンダー内部からの蒸気漏れがある。@Aで運転後は回りは水びだし状態となる。B動き出すときに人力で手助けが必要。Cボイラーとベースが直結のため、ベースがかなりの温度になる。D火力及び蒸気の調整ができないため、火力が弱まるとエンジンが停止してしまい安定しない。これらの問題を回避しなくてはならない、模型用のスチームエンジンが高額な訳が理解できました。

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スチームエンジンの設計

買えないなら自分で作ってしまえ、が信条ですからエンジン製作に挑戦です。でも金属加工は全くで自信が無いし・・・・。いっそアクリルで作って見ようかな。後日金属製の加工はCE社M氏にでもお願いするとして。HPの自作スチームエンジンを参考にとりあえず設計だけでも。

と設計図を描いて見ました。加工工程を減らすため、シンンダーはシリンダーベースと1体型で船舶模型用では必須の2気筒V型仕様。排気もパイプにより取り出し、排水処理をします。残るはボイラーですが・・・・。これはアクリルと言うわけに行きません。ここまでで今の所挫折しています。

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スチームエンジンの製作(アクリル材料)

さっそく設計図面を基に、アクリル材料でのスチームエンジンの製作にとりかかりました。単気筒としました、まずはシリンダーは内径6mm・外径8mmのアクリルパイプを使用、ピストンは外径6mmのアクリル棒を使用しました。アクリルパイプも内面は均一ではありませんが、こちらは加工によりさらに不均一になってしまいそうなので内面は無加工です。もちろんこのままではピストンとするアクリル棒はパイプに入りません、アクリル棒の切削加工を行いました。ウキ製作で使用しているミニ旋盤のドリルチャックにアクリル棒をセットし、パイプに合せて少しずつ、少しずつ切削をしていきます。この切削が平均に行くはずも無く、途中で挫折しそうになりましたが、なんとかパイプ内をスムーズに通るまでに加工を終えました。次にこのピストンにピストンシャフトをつけるための中心穴(2mm)の加工ですが、これまたウキ製作等で使用している卓上ドリルでの加工ですので、この辺かな〜の世界。3個チャレンジしてやっとほぼ中心加工できたのはわずか1個、これに2mm銅パイプを挿入接着してピストンとシャフトの完成、カムとの取り付けは2mmボルト用ワッシャーをシャフトに挟み込んで接着。次はシリンダーとシリンダーベースの加工です、シリンダーとなるパイプの片側をヤスリによりベースと接着する部分を平面切削。シリンダーとベースを接着した後、2mm穴空け加工、シリンダー上部をアクリル板で塞いでシリンダー部完成、シリンダーベースに抑え用2mmボルトを穴加工して接着しシリンダー部完成。次にエンジン本体となるベースの加工ですが、適当なアクリル3mm板に吸気口(3mm)と排気口(3mm)をあけ銅パイプを挿入接着、シリンダー部押さえ用2mm穴加工、シャフト用の8mm(ベアリング装着)の穴加工で完成。シャフトは手持ちの3mm銅パイプをアクリル板で製作したカムに接着。完成したものが下記のアクリル製スチームエンジンです。取り外していますがフライホイールは既製品を流用しました。

しかし、可動せず・・・・。ピストンとシリンダーの動きがスムーズになるように給油していましたが蒸気の熱により変化し、ピストンが固着してしまいました。アクリル用接着材の変化、あるいはアクリル自体も熱により変化しているのかも知れません。再度挑戦します!

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船体の製作-1(プラモデルRC化)     230409

スチームエンジンの入手は今のところ予算的に非常に厳しい状況であるため、以前その愛らしい姿に魅せられて調達してあったプラモデルを電動化及びRC化することとしました。

LINDBERG製     全長:305mm

船体の組立

プラモデルの製作は久々の作業です。言うことを聞かない震える指で小さい部品に苦労しながら、さらに猫どもと格闘しながら、なんとかのべ4日をかけ塗装までこぎつけました。指定色・デカールの指定場所はまったく無視してしまいましたが、結構仕上りは気に入っています。船室と操舵室に並列でLEDを設置し、RCでスイッチングする予定です。船首のイカリはプラ棒での自作したものを取り付けてみました。甲板部は前部、中央部、後部の三分割で取り外し可能でRCのメンテナンスを想定していますが、防水対策は今のところ全く施されていませんので、不安の残るところです。

電動化・RC化

電動化のための最初の作業はスクリューの回転のためのモーターの組込、操舵のためのサーボ組込でしたが、船の電動化は最初の挑戦であり、モーターの選択、スクリューの選択、モーターとスクリューシャフトの接合等とすべて未知の世界です。こんな時に役立つのがインターネットでの情報収集、コンセプトは大型船をも動かすようなまさに力強いタグボートをイメージしましたので、この船体でははるかにオーバーパワーかも知れませんが、下記を選択しました。
モーター Action M5モーター (低回転・高トルク型)1.5-9V軸径2.0mm 移殖のため変更
ギアダウンユニット 無し  移殖のため変更
ジョイント ゴムジョイント 移殖のため変更
スクリューセット シャフト軸径2mm・140mm長/スタンチューブ径3.5mm・110mm長/スクリュー 3枚・径30mm
送信機 手持ちのヘリ用FUTABA6chを使用 エルロンチャンネルにパワーコントロールをセットアップ、舵はラダーチャンネルを使用
受信機 Dynam6CH双葉用72.170(19)(とにかく安いためと5chスイッチで照明の切替を予定しているため)
アンプ Action P78 コンドル 2 AUTOSET Computer スピードコントローラー 移殖のため変更
ラダーサーボ E-MAX ES08A 8g
照明スイッチ リレー・スイッチ 未入手(入手が困難であり点灯は中止)
LED照明 フラットLED 3.2V 20mmA 並列 船室・操舵室  
バッテリー 2セル LI−PO 7.4V 700mA
2mmアルミ板で仮ベースを作り(最終ベース取付品はC社M氏に製作を依頼しました)、ギアダウンユニット・ジョイント・スクリューシャフトを仮設置してみたところです。スタンチューブは支えを含め接着固定しました、この内部に防水用のグリスを注入しなければならないとの事です。

舵パーツに2mmドリルで穴を開け、2mmシャフトを挿入接着固定し、船体に固定したパイプ(外径3mm、内径2mm)に通し、シャフト上部を手許にあったアルミストッパーを組み込んだサーボホーン(スペースの都合で裏返し)で固定しています。このホーンをラダーサーボに連結し操舵します。

RC機器の搭載

ベース製作を依頼していた、M氏より完成の連絡を受けて早速搭載しました。さすがプロです高さ・幅も寸分の違いも無く、予定通り収まりました。スタンチュープ内と舵取付パイプにグリスを注入しました。受信機、パワーコントローラーは後部甲板の裏に両面テープで貼り付けてあります、ラダーサーボはベースに2箇所両面テープて固定しました。バッテリーは手持ちのバッテリーの中で一番軽量なLI-PO 2セル 7.4v 700mAをキャビンに収納してあります。タグボートらしく古タイヤ(ミニ四駆用タイヤを半分に切って使用)を配置しました。仕上り重量は予想通りかなり重くなってしまい、風呂に浮かべて見ると喫水線を若干上回ってしまいましたが、走行の姿は重量感があり満足ですので完了とします。・・・・って軽量化なんか今のオラには無理、無理!

最終外装

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