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2014年5月31日 (土)

鉄道3DCG製作記 103系 (18)

103系 ブレーキ力調整装置(応荷重装置)
作用装置が完成したので、お次はブレーキ力調整装置。いわゆる応荷重装置と呼ばれるものです。
ブレーキ力調整装置は台車と車体の沈み込み量を測り、そこから判る乗車率に応じて空気ブレーキと電気ブレーキのブレーキ力を増やしたり減らしたりする装置。
近年の車輌では空気バネの空気圧で乗車率が判るのですが、昔の車両はコイルバネなので判りません。そこでブレーキ力調整装置に取り付けられたピストンを繰出し連接棒を動かし、連接棒の先についているベルクランクを台車に押し当てます。そのときのピストンの伸び率から乗車率を量るというシステムです。
この装置が使用されたのは103系なのですが、画像のブレーキ力調整装置は鉄道博物館の101系のもの。というのもこの装置自体は101系試作車で採用されたのですが、使用すると変電所を吹っ飛ばしてしまうため量産車では搭載されず、試作車も搭載はされているものの使用は停止となっていたものです。

さて、いつもどおりに概要的な三面図からモデルを作成するのですが、鋳物で形が入り組んでいるため、図面からは読み取れない部分が多々あります。そういうところは写真とにらめっこして、おかしな箇所を発見しだい修正していくスタンスで、とりあえず作っていきます。
基本的にはラインツールで型を作り、押し出し、面取りで丸めていくといった作業です。(下図左)本体がおおよそ完成したら台車上まで伸びていく棒を作成し、その先にベルクランク(L型のクランク)を取り付けます。(下図右)

103系 ブレーキ力調整装置(応荷重装置) 103系 ブレーキ力調整装置(応荷重装置)

で、各種調整をしてレンダリングしたブレーキ力調整装置本体が下図左。ベルクランクが下図右。本体の質感はもっとざらついててよかったかも…

103系 ブレーキ力調整装置(応荷重装置) 103系 ブレーキ力調整装置(応荷重装置)

ちなみにどのように動くかというと、
①ドアが開くとピストンが繰出し、ベルクランク先端が台車を叩く
②ピストンの繰出し量に応じて可変抵抗器(本体手前の丸いカバー部分の内部)の接点が変わる
③ドアを閉じる際にピストンの繰出し量に応じて圧力増圧装置の増圧比を確定して、さらに可変抵抗器の接点の位置に応じて電気ブレーキ力を確定する
④確定次第ピストン内部の圧力が抜け(例の「シュン!」という音が出る)、ピストンが元の位置に戻り、ベルクランクも台車から離れる
⑤ドアが閉じる
というような動きになっています。(ピストンの動きは下図アニメーション)

103系 ブレーキ力調整装置(応荷重装置)

ただ、ドアスイッチ扱いではブレーキ力調整装置が作動するのですが、ドアスイッチの高速開閉(閉まり掛けのドアを再度開く)扱いや、再開閉スイッチ扱いでは作動しません。そのため、再開閉後に乗客数が大幅に変わるとブレーキが利かない(または効き過ぎ)状態になったり、高速再開閉でピストンが伸びる前に繰り出し量が確定してしまい、空車扱いになってしまう誤作動もあります。(これらがオーバーランあるいはショートの原因となります)
そのため最近ではピストンの戻しのタイミング(応荷重検知)をドアが完全に閉まってからにする改造を行っているようです。

 

空気関連の最後の装置は警笛ことタイフォンです。

AW-5型タイフォン

上のタイフォンはAW-5型というもので、貨車・機関車・新幹線を除く一般的な国鉄車両ならほぼ全てに搭載されているものです。
こちらはラッパ部分の図面が無かったのですが、ヤフオクに記載されていたスペックに準拠して作成しました。笑(下図左)
そして素材の真鍮マテリアルを適用してレンダリングしたのが下図右です。(ピントが微妙に合ってませんが…)

AW-5型タイフォン AW-5型タイフォン

 

では空気関連の装備を行った姿でレンダリング。

103系3DCGレンダリング

逆サイドからもレンダリング。

103系3DCGレンダリング

次回からいよいよ電装関連作業です。
(この企画が始まってから1年以上経過してることに驚愕)

 
よろしければこちらもどうぞ
http://www.tetsudo.com/

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