Nゲージターンテーブル (その1) ロータリースイッチを作る

Nゲージレイアウト用制御盤を作り始めた。
天板にはポイントの切り替えスイッチなどを配置するつもりだが、スイッチ類の高さはどのくらい見積もっておけばよいのだろう。

レイアウトには扇形機関庫とターンテーブルを置きたい。
初期のトミックスのターンテーブルを持っているが、これがなかなかの曲者。
回転途中でどうしても止まってしまうことが多い。
円周上に配置するブロックレールがテーブルを回転させるギヤを兼ねているのでゆがみが出ないように注意して配置しても、どうしても滑らかにまわらない。
近年では新しいバージョンもでているが、どうなんだろう。

以前、ワールド工芸の下路式ディスプレイ用ターンテーブルを買ってストックしてあるが、これをディスプレイ用ではなく可動式にできないかと思いやってみることにした。
(まぁ、思っているだけなのでちゃんとできるかどうかは不明であるが・・)

ひとまずは、本来の目的であるNゲージレイアウト用制御盤の天板にとりつけるスイッチ類の高さの調査。
ターンテーブルを回すのと、位置の決定方法などのモーター駆動部は置いといて、どうやってモーター駆動部に希望する番線を伝えるか。

・・まあ、手動式という考えもあるが、ひとまずはモーターで動かしたい・・

トミックスの機関庫は1つの線ととなりの線の間は15度。
つまり、1周すると24個の線路が配置できる。
24個の押しボタンを配置してもいいけど、やっぱロータリースイッチでやったほうが見た目にもいいかも。
と、長々と考えてロータリースイッチで転車台を停止させる位置を示すことにしたが、24接点のロータリースイッチはあまり市販されていない模様。
あっても特注品的な扱いなのか、とても高価。ちょっと試しに買うようなものではなかった。

で、再び長々と考えて、自作することにした。

ロータリースイッチ ベース
3mmのアクリル板で天板をつくり、底面は同じく3mmのアクリル板。
円周上にM3のネジ穴をあけ、そこにネジを立てる。

中心の軸に、回転できるローターを置く。
ローターの先には球をつけて、これが底面のネジと接することでスイッチの役目をする。

回転させるときにカチッ、カチッと15度単位に切り替わるようにローターの先の球が落ち込む穴をあけた真鍮板を底面のアクリル板の上におく。

球を落ち込ませるガイドとなるパーツは球がとなりの穴に移動するときに表面をこすって移動するので、耐摩耗性も考慮して、一応真鍮。

天板用のアクリル板に中心の穴をあけるときにちょっとひび割れたが、まぁ、いいか。

ロータリースイッチ ローター
ローターの先にφ6のステンレス製の球をとりつけたが、やはり、ハンダでは弱かったので銀ロウづけにした。

バネの役目を踏まえて、材料はリン青銅板。ただ、ちょっと板厚がありすぎて、簡単にしならない(^^;

ロータリースイッチ 基本部品
ネジ類を除く主要部品。

上下のアクリル板のスペーサーやら、中心軸のスペーサーには電気工作の基板などの取り付けに使うベークライトのスペーサーを使用した。

真鍮板上の球を落ち込ませる穴は..本当はφ4.2にしたかったのだが、..間違ってφ4.5。
底面のアクリル板にはM3のネジがたつ。
このネジが2本以上真鍮板に接触すると、よくないことが起こりそう。

 

ロータリースイッチ ローター部品
中心軸の組み立て。

アクリル板に接する軸受相当の部分はレジンで作った。
レジン製の軸受が摩耗したほうが修理しやすいから。

ロータリースイッチ ローター組み立て

ローターのリン青銅板の上下の部品の厚みが重要で、上の厚みが厚く、下が薄いときはローターのばねがしなって、回転させるときに重くなる。
逆に、上が薄く、下が厚いと、球と接点用のネジの接触不良となる。

今回は、ちょっとローターの板厚があつく、上の軸受が厚くなると結構な力で回す必要があった。
これは、何度か軸受の厚みをヤスリで調整しながら調整。

ロータリースイッチ 組み立て
ひとまず、完成。

ロータリースイッチ 底面
底部から見るとこんな感じ。

ロータリースイッチ ローター改良版
試しに軸をカチカチ動かせて様子をみたが、上下のアクリル板と真鍮板を締めつけるときに中心軸が微妙にずれるようで、場所によっては回転させるときに重くなる部分があるようで、ツマミが滑るときがある。

軸の上部のベークのスペーサにツマミをとりつけるとき、ツマミについた回り止めのネジをきつく締めれば問題はなさそうな重さだが、ベークだとネジをギュッと締めつけにくい。
そこで、頭頂部は金属製のものに交換した。

これで、ツマミのネジをギュッと締めこめるので、特に問題はなくなった。

また、ローター軸の下部に金属板かピアノ線を接触させて通電させようと考えていたが、そうすると高さをとりすぎるので、ローターの上部にリン青銅の筒を載せるだけでも常に接触していることができるようなので、この筒に金属板かピアノ線を接触させて通電させることにした。
スイッチを縦にとりつけると接触不良もおきそうだが・・まぁ、ここは水平にとりつけるものとして。

ロータリースイッチ サイズ
できあがり寸法。
縦、横、それぞれ66mm。

ロータリースイッチ サイズ

最も下から、上部のアクリル板のネジの頭までの寸法はネジの長さ、26.5mm。

ロータリースイッチ 底面のラグ
底面から締めつける接点となるネジは、ラグの締め付けも兼ねている。

ネジは真鍮製で、一つずつヤスリで長さを調整してローターの球との接触状態を確認した。

ロータリースイッチ 完成
横からみるとこんな感じ。

で、気になる部分はというと。

本来、真鍮板には4.2mmの穴をあけるつもりだったのだが、間違ってこの穴が4.5mm。
一応、この穴の大きさと、真鍮版の厚み、ローターの球の直径を計算して、カチッと真鍮版の穴に球が落ちこむはずであったのだが・・
結果としては、カチッ、カチッと手ごたえはあるが、カチッと次の穴にいったときに、ツマミの遊びが大きくなりすぎたようだ。
ただ、その遊びの範囲内であっても底面から立てたネジとは接触しているので実用上は問題なさそう。
また、何番のスイッチが入っているかは7セグメントLEDで表示させるつもりなので、接触不良の判定もできそうだし。