D51蒸気機関車の模型

第1章　D51831模型
 
このSL蒸気機関車D51形831号機の模型は自宅にあります。

第2章　D51831模型の写真集
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

第3章　D51蒸気機関車模型のCAD図
前方

発電機・安全弁・汽笛

運転席     　　　　　　　　　　　　　コンプレッサー
 
シリンダー周辺     　　　　　　　　動輪
 
連結器


第4章　D51831模型製作工程
SL蒸気機関車D51の模型を製作しました。
1、余野公園 （伊賀市柘植町）に静態保存されている蒸気機関車D51831の部品を、スケッチして採寸しました。このスケッチ図は600枚に及びました。D51蒸気機関車の設計図面は入手できませんでした。
余野公園に展示されている蒸気機関車D51831は、残念ながら一部の部品はなくなっていました。それで、梅小路蒸気機関車館（現、京都鉄道博物館）も見学しました。
2、スケッチ図を自宅パソコンでCAD （コンピューター支援設計）化しました。CAD図の一部を第3章で記載しました。
3、主な材料はMDF（中密度繊維板）と呼ぶ木材です。この他にアルミ板、針金、樹脂も使いました。安価で手に入るものを探し回った。ビス、ナット、釘も使用しました。
4、工具は電動糸鋸盤、卓上ボール盤、電動ドリル等です。加工には治具が必要な場合があります。治具も自作です。「卓上ボール盤でフライス加工」を第6章で説明します。
5、塗料は市販のラッカースプレーです。
6、パーツ製作、組み立てまで全てを自分の手で作り上げました。部品点数は約6000個です。
7、D51蒸気機関車の模型に電気回路を組み込みました。機関車には前照灯と運転席に3か所の電灯があります。炭水車の後部には後照灯と標識灯が左右2個あります。これらをLED（発光ダイオード）で表現しました。運転室にある焚口から見える火室ですが、赤色LEDで石炭が燃えているのを表現しました。これを駆動する電源装置も自作しました。このD51831の電気回路図は第7章です。
 
第5章　D51831蒸気機関車模型のサイズ　
（単位�a）
 
実物の10分の1サイズで作りました。模型の寸法は機関と炭水車で長さ200.4�a、最大幅30.4�a、最大高さ40.9�aです。これは現地、余野公園 （伊賀市柘植町）に静態保存されている蒸気機関車「D51831」の各部品を採寸し、すべてのパーツを繋ぎ合わせました。その結果、模型の寸法は機関と炭水車で長さ200.4�aになりました。余野公園 （伊賀市柘植町）蒸気機関車「D51831」の案内看板では、長さは19.73�bと表示されていました。これの10分の1で模型を作りましので、197.3�aですが、模型の200.4�aとの差は3.1�aしかありません。この正確さ精密さに驚いている。次に高さ寸法を考察します。梅小路蒸気機関車館（現、京都鉄道博物館）の蒸気機関車「D51200」の高さは、3.98�bです。実は、これは煙突までの高さです。
作製した模型、蒸気機関車「D51831」の煙突には、鷹取式集煙装置が追加されています。この模型の一番高いところは集煙装置です。だから模型は40.9�aになったのです。自己満足しています。
幅35�a、長さ223�a、厚み1.7�aのパイン集成材を調達しました。この上に枕木、レールを取り付け、砂利のつもりで化粧砂を撒きました。レールの加工方法は、後述の「DL51831模型卓上ボール盤によるフライス加工」を参照してください。この上に機関車、炭水車を置きます。これで置物としてのD51831模型が完成です。重量は33kgでした。
これにアクリルカバーを被せました。アクリルカバーの寸法は幅36�a、長さ224�a、高さ48�aです。アクリルカバーの重量は11.5kgです。

第6章　D51蒸気機関車模型　卓上ボール盤によるフライス加工

ロッド（連結棒）やレール（線路）等の溝加工（左図）
主軸�@に掴んだエンドミルでワーク�Eに孔加工をします。加工深さ確認は、指針�Dと、レバー�Aに取り付けた円盤�Cの目盛りです。穴加工状態でレバー�Aから手を離すとレバー�Aが元に戻ります。それで、レバー�Aを動かない様に、戻らない様に固定するのが蝶ナット�Bです。
加工ワーク�Eは治具�Fに倣って左または右方向に移動させます。
加工出来る溝の幅はエンドミルの径になります。ロッド（連結棒）はこの溝加工が終わってから外周を糸鋸盤で加工します。レールは溝だけではなく、段や斜め面があるので加工に工夫が必要です。
車輪等の円弧溝加工（右図）
主軸�@に掴んだエンドミルでワーク�Eに孔加工をします。加工深さ確認は、指針�Dと、レバー�Aに取り付けた円盤�Cの目盛りです。穴加工状態でレバー�Aから手を離すとレバー�Aが元に戻ります。それで、レバー�Aを動かない様に、戻らない様に固定するのが蝶ナット�Bです。
加工ワーク�Eは治具�Fに倣って円方向に回転させます。加工出来る溝の幅はエンドミルの径になります。加工できる円弧の大きさは治具�Hの中心と主軸�@の中心までの水平方向の距離になります。

第7章　D51蒸気機関車模型の電気回路図