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枕木の間隔と線路の形

軌きょうを製作する場合,大型鉄道模型では設置場所に枕木とレールを並べてその場で組立てる方法(現物合わせ )が最も簡単です。
しかし,トンネル内や凹凸のある路盤上で地面に這いつくばっての作業はたいへんです。

軌きょう レールを枕木に取り付けて上を車輌が走れるように組み立てたものを鉄道用語で〈軌きょう〉と言います。 玩具の電車や汽車を走らせるときに組み立てて使う,あの梯子状の〈線路〉のことです。

屋内で作るとなると実寸の図を描き,図にレールを合わせて作る(現物合わせの一種)のが良いのですが,大半径の円や緩和曲線を大きな図で,多数描くことは容易ではありません。

そこで,原寸図を使わず,枕木とレールが構成する台形から軌きょうを作る ・・・という考え方に頭を切り替えてみました。

一言で言うと,隣り合う枕木が並行なときは直線,角をなすときはカーブ・・・・・になることを利用しています。

計算による軌きょうの製作

正しく曲げ加工されたレールを組み立てるのではなく,設計から求めた位置に枕木を取り付けると正しい曲率のカーブが出来るという考え方で製作します。

マーク位置にレールの曲率やスラックの要素が含まれるので,計算とマーク付けはやや細かくなり正確さも必要です。

接合箇所がマークされているのでジグ等は必要がありません。

(1) レールと枕木を接合する位置を計算するために,次の簡単な式を使います。
(この式は扇形の弧の長さLを中心角θと半径Rで表す式L=R×θ から得られます。)

L:外周(外軌)の長さ,:内周(内軌)の長さ,:外周(外軌)の半径,d:外周と内周の半径差(軌間)とすると
k=(R-d)/Rとして
           l=k×L  が成り立ちます。
(係数kの意味は「内軌と外軌の長さの比」になります。)

上式の計算の具体例です。
長さ2000mmのレールを外軌にして,外軌の半径4000mm,スラック4mmを含む軌間131mmの軌道では,次のように内軌の長さが計算されます。
係数k=(4000-131)÷4000=0.967  内軌の長さ=0.967×2000=1934mm

(2)  内軌(カーブ内側のレール)と外軌(外側のレール)の長さを上式で計算してカットし,それぞれに枕木の取り付け位置を計算してマークします。
右図 ,レールにマークを付けました。)

(3) 枕木 の方にもスラックを含むレール取り付け位置をマークします。(下図,枕木側にもマークを付けました。)

(4) マーク位置でレールと枕木を犬釘で固定すれば,設計通りの曲率(曲線半径)とスラックをもつ軌きょうになります。

外軌の枕木間隔を一定にしておくと,曲率一定の緩和曲線部では内軌の枕木間隔が一様に変わっていきます。(係数kが変化し,計算は面倒ですが作り難い緩和曲線や長半径の緩曲線に利用しています。)

この方法による円形軌きょうの製作は軌きょう(その1)にあります。 軌きょうの曲率の修正は線路工事にあります。

 (2005.7.記)

 

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