鉄道模型用走行装置
【課題】１つの台枠に少なくとも２つの車軸を配置し、軸間距離が長い場合でも小さい半径のカーブを走行可能な鉄道模型用走行装置を提供する。
【解決手段】１つの台枠に少なくとも２の車軸３ａ，４ａ，５ａが軸支された鉄道模型用走行装置であって、台枠２の車軸５ａを軸支する軸孔２１ｅ，２２ｅを走行方向に長い長孔に形成し、車軸５ａをカーブに応じて傾き可能とした。
【解決手段】１つの台枠に少なくとも２の車軸３ａ，４ａ，５ａが軸支された鉄道模型用走行装置であって、台枠２の車軸５ａを軸支する軸孔２１ｅ，２２ｅを走行方向に長い長孔に形成し、車軸５ａをカーブに応じて傾き可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道模型用走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大きな動輪径を有するＣ型、Ｄ型の蒸気機関車や旧型のＦ級大型電気機関車においては、線路の曲線区間を通過するときに動輪がレールに乗り上がる現象を抑えるため、機関車の先頭部をいち早く曲線方向に向かせるように最先端部（動輪の前方位置）に小さい径の車輪を配置して曲線区間を円滑に走行できるようになっている。
このような機関車の最先端部に位置する小径の車輪は、動輪を先導するという意味から先輪又は先導輪と称し、１軸又は２軸の先輪を支持する台車を先台車と称している。先輪は、上記作用の他機関車の総重量の適正な配分を行う役割も担っている。また、機関車によっては動輪の後に先輪と同様の小径の車輪（従輪と称する）を備えた１軸又は２軸の従台車を配置したものもある。この従輪も機関車の総重量の適正な配分を行う役割も担っている。そして、模型機関車も出来るだけ実機に近い構造としている。
【０００３】
ところで、鉄道模型の線路のレイアウトは一般にエンドレスに構成されており、必ず半円状の曲線区間が含まれている。更に、レイアウトに応じて半円よりも小さい曲線区間やＳ字状の曲線区間（以下単に「カーブ」という）も含まれている。従って、上述したような大型の模型機関車でもこれらの種々のカーブを円滑に走行し得ることが必要とされている。特に、軌間が９ｍｍの所謂Ｎゲージは小さい半径のカーブを出来る限り円滑に走行することが要求される。
【０００４】
そこで、１軸の先台車の場合は首振り可能に支持し、２軸の先台車又は従台車の場合は回動可能に支持している。或いは、台車の枠（以下「台枠」という）の幅を狭くして車軸を走行方向に対して横方向に摺動（以下「横動」という）させるようにしたり、場合によっては外観を犠牲にして車輪のフランジを無くしたりして小さい半径のカーブを走行可能とする工夫がなされている。
【０００５】
小さい半径のカーブを走行可能な走行装置として、少なくとも２軸の台車であって、前後の車輪の各車軸を支持する左右の台車フレームと、Ｌ形をなし、水平部が車体フレームの下面に当接して支持すると共に水平面内で回動可能に取り付けられ、垂直部が軸、ねじにより夫々台車フレームの各上部中央を垂直面内で揺動可能に軸支する左右の回動支持部材とからなる構成とし、小さい半径のカーブを良好に走行可能とすると共にレールの状態が悪い場合でも車輪がレール面から浮き上がることを防止するようにした台車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
或いは台車間距離が長く、ボディ裾部がスカート状に台車上面に被っている鉄道模型車両において、台車外枠を台車に着脱自在とし、又は台車外枠を台車に回転スライド自在として、台車とボディ裾部との干渉を解消し、小半径の急カーブを通過自在とした車両が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−３２５６７４号公報（３−５頁、図３）
【特許文献２】特開２００４−１４７７４３号公報（４−５頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、機関車の構造によっては先輪や従輪の車軸の横動だけでは小さい半径のカーブを走行することができずに脱輪してしまうものがある。また、構造上先台車や従台車を回動させたり、先輪や従輪のフランジを無くしたりすることができない場合もある。
例えば、軸配置が「１Ｂ１」或いは「Ｂ１」等のリヤータンク式蒸気機関車において、１つの先輪の車軸と２つの動輪の車軸と１つの従輪の車軸を１つの主台枠に配置せざるを得ない場合（軸配置１Ｂ１）、或いは２つの動輪の車軸と１つの従輪の車軸を１つの主台枠に配置せざるを得ない場合（軸配置Ｂ１）であって、かつ先輪の車軸から従輪の車軸までの軸間距離が長い場合、或いは動輪の車軸から従輪の車軸までの軸間距離が長い場合である。
【０００８】
このような構造の機関車においては、先輪や従輪の台枠を動輪の主台枠と分けて配置することが出来ない。特に、蒸気機関車においては複数の動輪を連結する連結棒や、シリンダと主動輪とを連結するクロスヘッド及び主連棒等が取り付けられており、且つこれら複数の動輪が一体的に動くために動輪の車軸を横動させることが出来ない。このため先輪や従輪の車軸を横動させるだけでは小さい半径のカーブに対応することができない。また、先輪や従輪のフランジをなくすることは機能的にも外観的にも好ましく無い。
【０００９】
また、特許文献１及び特許文献２に記載されている台車は、何れも２軸の台車で、且つボギー台車として使用されるものであり、上述したような１つの主台枠であって軸配置が「１Ｂ１」、「Ｂ１」等のリヤータンク式蒸気機関車の走行装置には適用することはできない。
一方、上述した軸配置が［Ｂ１］の実機の蒸気機関車は、小さい半径のカーブが多い森林鉄道等において現在でも使用されており、これに応じて模型の蒸気機関車においても出来る限り小さい半径のカーブ（好ましくはＲ１５０ｍｍ以下）を走行可能であることが要望されている。
【００１０】
しかしながら、上述したような軸配置が「１Ｂ１」や［Ｂ１］等のリヤータンク式蒸気機関車に対して小型のＮゲージにおいては有効な手段が見出せないのが現状である。このため、線路のレイアウトはどうしても大きな半径のカーブとせざるを得ずリアル性に乏しくなる。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、１つの台枠に少なくとも２つの車軸を配置し、軸間距離が長い場合でも小さい半径のカーブを走行可能な鉄道模型用走行装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係る鉄道模型用走行装置は、
１つの台枠に少なくとも２つの車軸が軸支された鉄道模型用走行装置であって、
前記台枠の前記車軸を軸支する軸孔を走行方向に長い長孔に形成し、前記車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴としている。
１つの台枠に少なくとも２つの車軸を配置し、この台枠の軸孔を車両の走行方向に長い長孔とすることにより、カーブを走行する際に走行方向に対してカーブに応じて車軸を傾かせることができる。これにより、１つの台枠に軸間距離が長い車軸を配置した構造の走行装置においても小さい半径のカーブを走行することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る鉄道模型用走行装置は、請求項１に記載の鉄道模型用走行装置において、
前記台枠は前記車軸を走行方向に対して横方向に摺動可能に軸支することを特徴としている。
車軸を走行方向に対して横方向に摺動（横動）可能とし、カーブを走行する際にカーブに応じて内側に車輪を横動させ、更に車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせる。これにより、走行装置はより小さい半径のカーブを走行することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係る鉄道模型用走行装置は、請求項１又は請求項２に記載の鉄道模型用走行装置において、
前記台枠は複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸が配置され、前記従輪の車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴としている。
１つの台枠に複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸を配置した場合、動輪の車軸と従輪の車軸との間の軸間距離が長くなる。走行装置は、カーブを走行する際に従輪の車軸が走行方向に対してカーブに応じて傾くと共に横方向にカーブの内側に摺動（横動）する。これにより、走行装置は小さい半径のカーブを走行することが可能となる。特に、複数の動輪が連結された蒸気機関車の走行装置に適用することにより、小さい半径のカーブを円滑に走行することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係る鉄道模型用走行装置は、請求項１又は請求項２に記載の鉄道模型用走行装置において、
前記台枠は１つの先輪の車軸と複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸が配置され、前記先輪の車軸及び／又は従輪の車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴としている。
【００１５】
１つの台枠に１つの先輪の車軸と複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸を配置した場合、構造上先輪の車軸と従輪の車軸との間の軸間距離が長くなる。そこで、カーブを走行する際に先輪の車軸と従輪の車軸の両方、又は何れか一方の車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせる。更に、先輪の車軸及び／又は従輪の車軸を台枠に対して横方向に摺動（横動）させて前輪及び／又は従輪をカーブに応じて当該カーブの内側に摺動させる。従って、先輪の車軸と従輪の車軸との軸間距離が長い軸配置が「１Ｃ１」、「１Ｂ１」等の構造の蒸気機関車、或いは動輪の車軸と従輪の車軸との軸間距離が長い軸配置が「Ｂ１」の構造の蒸気機関車の走行装置に適用することにより、小さいカーブを良好に走行させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る鉄道模型用走行装置は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の鉄道模型用走行装置において、前記車軸は駆動軸であることを特徴としている。
駆動軸に固定される車輪は駆動輪であり、駆動軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせることにより、駆動輪をカーブに応じて傾けさせることができる。これにより、走行装置は駆動力を有して小さい半径をより円滑に走行することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の請求項６に係る鉄道模型用走行装置は、請求項３又は請求項４に記載の鉄道模型用走行装置において、前記複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸にそれぞれ駆動力が付与されることを特徴としている。
走行装置は、複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸にそれぞれ駆動力を付与して動輪と従輪を駆動輪とすることにより、駆動力が増大し、これに伴い牽引力が増大する。特に、構造上機関車の総重量が偏り、動輪側に加わる重量（荷重）が従輪側に加わる重量（荷重）に比べて小さい（軽い）場合、従輪の駆動力により動輪の空転を防止することが可能である。更に、走行装置は、従輪の駆動軸を走行方向に対してカーブに応じて傾けて走行可能とすることにより、大きな牽引力で小さい半径のカーブを走行することが可能である。そして、これに伴い線路のレイアウトの自由度が大きくなり、複雑なレイアウトを構成がすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、１つの台枠に少なくとも２つの車軸が軸支された台枠の前記車軸を軸支する軸孔を走行方向に長い長孔に形成して前記車軸をカーブに応じて傾き可能としたことにより、カーブを走行する際に走行方向に対してカーブに応じて車軸を傾かせることができ、軸間距離が長い台枠の走行装置においても小さい半径のカーブを走行することが可能となる。そして、これに伴い線路のレイアウトの自由度が大きくなり、複雑なレイアウトを構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係る鉄道模型用走行装置を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる走行装置を適用したＮゲージの蒸気機関車の概略を示す側面図である。蒸気機関車１は、例えば周知のボールドウィン「Ｂ１」リヤータンク式の小型の蒸気機関車で、主台枠２と、主台枠２に軸支された大径の２つの動輪３，４及び小径の１つの従輪５と、主台枠２の先端部に配置されたシリンダブロック６、主台枠２上に配置されたボイラ７、運転室（キャブ）８、リヤータンク９等により構成されている。以下、動輪３を第１動輪３、動輪４を第２動輪４と称する。
【００２０】
尚、図１において第１動輪３と第２動輪４とを連結する連結棒、シリンダブロック６と第２動輪４とを連結するクロスヘッド及び主連棒等は、図面の煩雑を避けるために省略してある。
このタイプの蒸気機関車１は、ボイラ７の径が細く且つ短く、煙突１０及び蒸気ドーム１１がボイラ７に比して大きく、運転室８及びリヤータンク９もボイラ７の径に比して幅広で大きい形状をなしている。そして、ボイラ７と運転室８とリヤータンク９は一体的に構成されている。
【００２１】
そして、シリンダブロック６及び第１動輪３と第２動輪４の上方位置にボイラ７が配置され、第２動輪４と従輪５との間に運転室８が配置され、従輪５の上方位置から後側にリヤータンク９が配置されている。そして、運転室８とリヤータンク９内の従輪５の上方位置に駆動用のモータ１５が配置されている。
模型蒸気機関車においては、機関車の総重量の適正な配分を行うために一般に運転室からボイラ内にかけて駆動用のモータを搭載して動輪を駆動する構成とされている。しかしながら、図１に示す蒸気機関車１は、ボイラ７の径が細いために運転室８からボイラ７内にかけて駆動用のモータを配置することができない。このため、運転室８とリヤータンク９内に駆動用のモータ１５を搭載している。
【００２２】
また、第１動輪３と第２動輪４との軸間距離Ｌ１が約１３ｍｍ、第２動輪４と従輪５との軸間距離Ｌ２が約２１ｍｍであり、第１動輪３と従輪５との軸間距離Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２）が約３４ｍｍとなる。即ち、第１動輪３と従輪５との軸間距離Ｌ（固定軸間距離Ｌ）が長い。更に、第２動輪４と従輪５との軸間距離Ｌ２が第１動輪３と第２動輪４との軸間距離Ｌ１よりも長い構造となっている。
【００２３】
図２は、図１に示す蒸気機関車１の主台枠２の分解斜視図を示す。主台枠２は、左右２枚の板台枠２１,２２と床板２３とにより構成されている。これらの板台枠２１，２２，床板２３は、導電性を有し且つ強度を有すると共にハンダ付けが可能な金属板例えば真鍮板により形成されている。左側の板台枠２１は、前後両端部の上部２１ａ,２１ｂが右側の板台枠２２側に水平に略Ｌ字形状に折曲されて右側の板台枠２２、床板２３の取付部とされている。そして、板台枠２１の前後両端部の上部２１ａ,２１ｂの側部に右側の板台枠２２の前後両端の上部が夫々絶縁ブッシュ２５及び絶縁ワッシャ２６を介してねじ２７により電気的に絶縁されて固定される。
【００２４】
また、床板２３は、板台枠２１の後端部の上部２１ｂ上に位置決め載置されてハンダ付けにより固定される。床板２３は、板台枠２１と電気的に導通して固定され、且つ板台枠２２と電気的に絶縁される。そして、床板２３の前側中央位置に形成されたモータ収容箱２３ａ内に駆動用のモータ１５が水平に且つ回転軸１５ａが前方に所定の長さ突出して収容され、回転軸１５ａの先端部に駆動用のウォーム１６が固定される。
【００２５】
駆動用のモータ１５は、一方の端子が図示しないリード線を介して板台枠２１又は床板２３にハンダ付けされて電気的に接続され、他方の端子が図示しないリード線を介して板台枠２２にハンダ付けされて電気的に接続される。そして、この床板２３上に図１に示すように駆動用のモータ１５を収容するように運転室８とリヤータンク９が載置され、ウォーム１６が運転室８の前部に位置する。
【００２６】
図２に示すように左右の板台枠２１，２２の略中央部から前側位置に第１動輪３、第２動輪４の車軸３ａ，４ａを回転自在に軸支する軸孔２１ｃ,２１ｄ，２２ｃ，２２ｄが形成されており、後端部近傍位置に従輪５の車軸５ａを回転自在に軸支する軸孔２１ｅ，２２ｅが形成されている。そして、軸孔２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄは、図３に示すように車軸３ａ，４ａと同様の円形（真円）に形成されている。左右の第１動輪３、第２動輪４の車軸３ａ，４ａは、その外周面が軸孔２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄの内周面に摺接しながら回転して左右のレールからこれら左右の車軸３ａ，４ａを介して板台枠２１，２２に集電可能とされている。
【００２７】
一方、従輪５の軸孔２１ｅは、図３に示すように第２動輪４の車軸４ａと従輪５の車軸５ａとの前記軸間距離Ｌ２（図１参照）における斜線で示す真円の車軸５ａに対して走行方向（前後方向）に沿って矢印Ａで示す後側又は矢印Ａ’で示す前側に夫々僅かに長い長孔とされている。即ち、軸孔２１ｅは、斜線で示す真円の軸孔５ａの中心位置に対して走行方向の後側に距離δ１ずれた位置（Ｌ２＋δ１）、及び走行方向の前側に距離δ２ずれた位置（Ｌ２−δ２）にそれぞれ中心位置を有する長孔とされている。軸孔２２ｅについても同様である。これにより、後述するように従輪５の車軸５ａが走行方向に対してカーブに応じて傾くことが可能となる。尚、距離δ１，δ２については後述する。
【００２８】
そして、左右の従輪５の車軸５ａは、外周面が軸孔２１ｅ，２２ｅの内周面の後側又は前側の略半円周部分に摺接しながら回転可能とされている。即ち、従輪５の車軸５ａは、車両の前進時（図３の矢印Ａ’方向）に外周面が軸孔２１ｅ，２２ｅの後側の略半円形状の内周面に摺接して回転し、車両の後進時（図３の矢印Ａ方向）に外周面が軸孔２１ｅ，２２ｅの前側の略半円形状の内周面に摺接して回転する。そして、第１動輪３、第２動輪４と同様に左右のレールから左右の車軸５ａを介して板台枠２１，２２に集電可能とされている。
【００２９】
図２に示すように第１動輪３の車軸３ａは、円筒形状をなしており、中央部分で左右に分割されている。そして、中央部にギヤ３１が挟持されて取り付けられる。ギヤ３１は、左右両側面の中心位置に一体に形成された回転軸３１ａが左右の第１動輪３の車軸３ａに圧入される。ギヤ３１は、プラスチックス等の絶縁性を有する合成樹脂部材により形成されており、左右の第１動輪３は、当該ギヤ３１により電気的に完全に絶縁され且つ機械的に一体に固定される。
【００３０】
左右の第１動輪３は、車軸３ａを板台枠２１，２２の軸孔２１ｃ、２２ｃに外側から挿通し、更に車軸スペーサ３０を挿通し、円筒状の車軸３ａ内にギヤ３１の両側の回転軸３１ａを圧入させてギヤ３１に一体に固定する。そして、第１動輪３は、板台枠２１，２２の軸孔２１ｃ，２２ｃに回転自在に軸支される。また、第１動輪３は、ギヤ３１の両側の車軸３ａに車軸スペーサ３０が介在されていることにより左右方向（横方向）の移動（横動）が規制される。
【００３１】
第２動輪４、及び従輪５も第１動輪３と同様に中央部分で左右に分割されており、図４に示すように中央部にギヤ３１と同様に絶縁性を有するギヤ３２，３３が取り付けられて左右の第２動輪４、及び従輪５が電気的絶縁され且つ機械的に一体に固定される。また、第２動輪４のギヤ３２の両側の車軸４ａにも前記車軸スペーサ３０と同様の車軸スペーサが装着され、第１動輪３と同様に第２動輪の横方向の移動が規制される。尚、従輪５のギヤ３３の両側の車軸５ａには前記車軸スペーサが取り付けられていない。これにより、左右のレールから左右の第１動輪３、第２動輪４及び従輪５から左右の板台枠２１，２２に集電可能とされる。尚、以後ギヤ３１，３２，３３を軸ギヤ３１，３２，３３と称する。
【００３２】
左側の板台枠２１には図３に示すように軸孔２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ間の所定の位置に駆動用のモータ１５の駆動力を第１動輪３、第２動輪４、及び従輪５の軸ギヤ３１，３２，３３に伝達するためのギヤを回転自在に軸支する軸孔２１ｆ〜２１ｊ、２１ｋ，２１ｍ，２１ｎが設けられている。そして、図２に示すように軸孔２１ｆにウォームギヤ（ウォームホイール）３４とギヤ３５がシム５１、カラー５２、大ギヤ軸５３を介してねじ６１により回転自在に軸支される。ウォームギヤ３４とギヤ３５は一体に形成され、且つギヤ３５はウォームギヤ３４よりも小径とされている。そして、ウォームギヤ３４が前記ウォーム１６と噛合する。尚、ウォームギヤ３４と一体に形成されたギヤ３５を以後駆動ギヤ３５と称する。
【００３３】
図２乃至図４に示すように軸孔２１ｇには駆動ギヤ３５と第２動輪４の軸ギヤ３２とに噛合するギヤ３６がシム５１、小ギヤ軸５４、ねじ６２を介して回転自在に軸支される。軸孔２１ｈ，２１ｉ，２１ｊにはシム５５、小ギヤ軸５４と同様の図示しない小ギヤ軸、ねじ６２を介してギヤ３７，３８，３９が回転自在に軸支される。ギヤ３７は第２動輪４の軸ギヤ３２と噛合し、ギヤ３８はギヤ３７と噛合し、ギヤ３９はギヤ３８と第１動輪３の軸ギヤ３１とに噛合する。これにより、駆動ギヤ３５の駆動力が第２動輪４及び第１動輪３に伝達される。
【００３４】
また、軸孔２１ｋ，２１ｍ，２１ｎには前記ギヤ３６〜３８と同様に図示しないシム、小ギヤ軸５４と同様の小ギヤ軸及びねじを介して図４に示すようにギヤ４１，４２，４３が回転自在に軸支されている。ギヤ４１は駆動ギヤ３５と噛合し、ギヤ４２はギヤ４１と噛合し、ギヤ４３はギヤ４１と従輪５の軸ギヤ３３と噛合する。これにより駆動ギヤ３５の駆動力が従輪５に伝達される。そして、従輪５が第１動輪３、第２動輪４と共に駆動輪として機能する。
【００３５】
尚、駆動ギヤ３５から第２動輪４、第１動輪３に駆動力を伝達するギヤ（アイドルギヤ）３６、３７，３８，３９を第１ギヤ列４０と称し、駆動ギヤ３５から従輪５に駆動力を伝達するギヤ（アイドルギヤ）４１，４２，４３を第２ギヤ列４４と称する。そして、１つの駆動ギヤ３５により全輪、即ち第１のギヤ列４０を介して第１動輪３と第２動輪４を、第２のギヤ列４４を介して従輪５を駆動する。また、図２において図面の煩雑を避けるために軸ギヤ３２，３３、第１ギヤ列４０のギヤ３７〜３９、第２ギヤ列４４のギヤ４１〜４３を省略してある。
【００３６】
そして、第１ギヤ列４０のギヤ３６，３７，３８，３９、及び第２ギヤ列４４のギヤ４１，４２，４３を左側（一側）の板台枠２１に片持で支持し、右側（他側）の板台枠２２と離隔させてこれら左右の板台枠２１と２２とを電気的に完全に絶縁している。
尚、第１ギヤ列４０において軸ギヤ３２と軸ギヤ３１を３個の小さいギヤ３７〜３９により連結しており、第２ギヤ列４４の駆動ギヤ３５と従輪５の軸ギヤ３３とを３個の小さいギヤ４１〜４３により連結しているが、それぞれ１個のギヤで連結するようにしても良い。しかしながら、１個のギヤを使用する場合にはギヤ径が大きくなり、第１ギヤ列４０に適用した場合にはボイラ７と干渉する虞がある。また、第２のギヤ列４４に適用した場合、床板２３や駆動用のモータ１５等に干渉してしまう。従って、何れのギヤ列においてもアイドルギヤを１個にすることは実質的に困難である。
【００３７】
また、軸ギヤ３１〜３３は同じサイズのギヤを使用しており、第１ギヤ列４０のギヤ３６〜３９と第２ギヤ列４４のギヤ４１〜４３も同じサイズのギヤを使用している。尚、軸ギヤ３１〜３３とギヤ３６〜３９、４１〜４３のサイズは異なっている。これにより、使用するギヤの種類を少なくすることができ、部品の管理が容易となる。
ところで、軌間９ｍｍのＮゲージの模型車両においては左右の車輪の内法が約７.５ｍｍとされている。因みに本発明において左右の板台枠２１，２２からなる主台枠２は、外法が約５.５ｍｍ、内法が約４.５ｍｍに設定されている。また、軸ギヤ３１〜３３の長さが約２ｍｍとされており、第１動輪３、第２動輪４の軸ギヤ３１，３２の左右両側に装着する車軸スペーサ３０の幅が約１.０ｍｍとされている。従って、第１動輪３及び第２動輪４は、横動が約０.５ｍｍ程度に規制されている。
【００３８】
第１動輪３と第２動輪４の横動が規制されている理由は、蒸気機関車１は、前述したように第１動輪３と第２動輪４とが図示しない連結棒で連結されており、更にシリンダブロック６と第２動輪４とが図示しないクロスヘッド及び主連棒により連結されており、第１動輪３と第２動輪４が一体的に挙動するためである。
一方、従輪５にはこのような規制がなく車軸スペーサの幅分（約２ｍｍ）だけ左右に横動可能である。更に、本発明では前述したように従輪５の軸孔２１ｅ，２２ｅを走行方向に僅かに長い長孔とし、第１動輪３との軸間距離Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２）が長い従輪５の車軸５ａを走行方向に対してカーブに応じて傾き（傾動）可能としている。即ち、従輪５の車軸５ａを横動可能且つ走行方向に対してカーブに応じて傾き可能として第１動輪３からの軸間距離の長い従輪５が脱輪することなくより小さい半径のカーブを走行可能としたものである。
【００３９】
そして、従輪５を駆動輪として円滑に回転させるためには、車軸５ａが左右に最大位置まで横動した位置、即ち軸ギヤ３３の左右の側面が対向する左右の板台枠２１又は２２の内面と当接する位置においても軸ギヤ３３がギヤ４３と噛合することが必要不可欠である。更に、車軸５ａが走行方向に対して前後方向に最大に傾斜した状態においてもギヤ４３と軸ギヤ３３との噛合が確保され、且つ深く噛み込み過ぎずに円滑に噛合することが必要不可欠である。
【００４０】
図２及び図５に示すようにウォーム１６と噛合するウォームギヤ３４は主台枠２の略中心線上に位置しており、駆動ギヤ３５は主台枠２の中心線から板台枠２１側にウォームギヤ３４の板厚分ずれて配置されている。また、従輪５の軸ギヤ３３は主台枠２の中心線上に位置している。
そこで、図５に示すように駆動ギヤ３５と噛合するギヤ４１と噛合するギヤ４２を主台枠２の中心線寄りに少しずらし、更にギヤ４２と噛合するギヤ４３を中心線寄りに少しずらして主台枠２の中心線上に位置するようにしている。これにより、図５に示すように従輪５の軸ギヤ３３が主台枠２の中心線上に位置する状態、即ち直線走行する状態においてギヤ４３が軸ギヤ３３の中央部分で噛合することとなり、左右の従輪５に略均等な駆動力を伝達することが可能となる。
【００４１】
この場合、ギヤ４３を幅広にする（厚くする）ことも可能であるが、ギヤ４３を余り幅広くすると後述するように車軸５ａが走行方向に対して傾いたときにギヤ４３に近づいた側の軸ギヤ３３との噛み込みが深くなり硬くなる虞がある。また、ギヤ４３を余り幅狭にする（薄くする）と車軸５ａが横移動したとき或いは走行方向に対して傾いたときにギヤ４３から遠ざかる側の軸ギヤ３３との噛合が確保されなくなる虞がある。従って、ギヤ４３の幅（厚さ）は、軸ギヤ３３の略半分程度の幅（厚さ）としている。
【００４２】
前述したように従輪５の車軸５ａの軸孔２１ｅを図３に斜線で示す真円の軸孔の中心位置に対して中心軸が後側方向、前側方向にそれぞれ距離δ１，δ２だけずれた長孔としている。この距離δ１，δ２は、左右の車軸５ａが軸孔２１ｅ，２２ｅ内を矢印Ａで示す後方に最大位置まで移動した位置（前進走行時）において１点鎖線で示す軸ギヤ３３’とギヤ４３との噛み合いが外れることなく確保され、且つ軸孔２１ｅ，２２ｅ内を矢印Ａ’で示す前方に最大位置まで移動した位置（後進走行時）において２点鎖線示す軸ギヤ３３”とギヤ４３との噛み合いが硬くならず円滑にかみ合うように設定されている。この距離δ１，δ２は、軸ギヤ３３及びギヤ４３の歯高に応じて最適な値に設定すれば良く、本実施の形態ではδ１，δ２を約０.５ｍｍに設定している。
【００４３】
従って、従輪５の車軸５ａは、走行方向に対して前後方向に最大に傾斜した場合、例えば左側の車軸５ａの外周面が左側の板台枠２１の軸孔２１ｅの前側の半円形状の内周面に摺接し、右側の車軸５ａの外周面が板台枠２２の軸孔２２ｅの後側の半円形状の内周面に摺接した状態において前後方向に約１ｍｍ傾斜することとなる。前述したように左右の従輪の内法は約７.５ｍｍであるから車軸５ａの内法も約７.５ｍｍであり、従って、当該車軸５ａが前後に１ｍｍ傾斜した場合、傾斜角が約７.５°となる。
【００４４】
従って、図１に示すように第１動輪３と従輪５の軸間距離Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２）が約３４ｍｍ、第２動輪４と従輪５との軸間距離Ｌ２が約２１ｍｍと長い場合、従輪５の車軸５ａが走行方向に対して横方向に最大約２ｍｍ移動し、且つ走行方向に対して最大約７.５°傾くことはカーブの走行に対して極めて有効である。これにより、主台枠２は、小さい半径のカーブを走行可能となる。
【００４５】
一方、前述したように第１動輪３、第２動輪４は横動が殆ど無く、従って、軸ギヤ３１,３２が主台枠２の中心線上に配置され、第１のギヤ列４０のギヤ３６〜３９が中心線から板台枠２１側にずれた位置に配置されていても噛合が確保されれば特に問題は無い。即ち、図５に２点鎖線で示すように駆動ギヤ３５と噛合するギヤ３６と同じように板台枠２１側に寄せてギヤ３７〜３９を配置しても良い。このようにして主台枠２が構成されている。
【００４６】
ところで、従輪５は必ずしも駆動輪とする必要は無い。しかしながら、特に本実施の形態に適用した図１に示すような構造の蒸気機関車１は、ボイラ７が細く短いために軽量であり、煙突１０、蒸気ドーム１１が大きく多少重くても運転室８よりも前側（ボイラ７側）は軽量である。一方、運転室８及びリヤータンク９は、ボイラ７の径に比して幅広で且つ大きい形状をなし、図２に示すように主台枠２の後端部に後方に延出するように配置された大きい床板２３の上に配置されている。更に、運転室８とリヤータンク９内の床板２３に駆動用のモータ１５が配置される。このため、運転室８とリヤータンク９側がボイラ７側に比べて重くなる。
【００４７】
そして、図１に示すようにシリンダブロック６及び第１動輪３と第２動輪４の上方位置、即ち主台枠２の略中央位置から前側にボイラ７が配置され、主台枠２の略中央位置から後側の第２動輪４と従輪５との間に運転室８が配置され、従輪５の上方位置から主台枠２の後方に延出した床板２３の後部までリヤータンク９が配置され、更に運転室８とリヤータンク９内の従輪５の上方位置に駆動用のモータ１５が配置されている。
【００４８】
このため、蒸気機関車１の総重量（荷重）の重量配分が偏り、主台枠２の前端部に多少重いシリンダブロック６が取り付けられていても主台枠２に加わる重量（荷重）は、前側よりも後側が重くなる。この結果、第１動輪３、第２動輪４に加わる重量（荷重）が小さく前進時において第１動輪３、第２動輪４が空転し易くなる。そして、これに伴い牽引力が大幅に低下する。そこで、本発明では上述したように従輪５を駆動輪として前進時における第１動輪３、第２動輪４の空転を防止すると共に牽引力を大幅に増大させるようにしている。
【００４９】
以下に主台枠２における従輪５の挙動について図６により説明する。尚、図６はレールを省略して描いてある。図１に示す蒸気機関車１が直線レールを前進する場合、従輪５の軸ギヤ３３は、図６（ａ）に示すように従輪５の軸ギヤ３３が主台枠２の略中央に位置し、左右の車軸５ａの外周面が左右の板台枠２１，２２の軸孔２１ｅ，２ｅの後側の半円形状の内周面に摺接する。そして、軸ギヤ３３は、図３の１点鎖線３３’で示す位置まで後退するが、駆動用のギヤ４３との噛合が確保される。これにより、後輪５が駆動輪として作動する。
【００５０】
蒸気機関車１が比較的大きい半径のカーブ（例えば、Ｒ２４０ｍｍ程度）を走行する場合には、図６（ｂ）に示すように従輪５の車軸５ａがカーブの内側方向に横動する。このときも軸ギヤ３３と駆動用のギヤ４３との噛合が確保される。このように、比較的大きなカーブを走行する場合には従輪５の横動により走行可能である。
次に、蒸気機関車１が小さい半径のカーブ（例えば、Ｒ１５０ｍｍ〜Ｒ１２０ｍｍ程度）を走行する場合には、図６（ｃ）に示すように従輪５の車軸５ａがカーブの内側方向に最大位置まで横動すると共に、フランジ５ｂが図示しないレールの内側面に摺接して走行方向に対してカーブに応じて前後方向に傾斜する。このように、駆動力を有する従輪５の車軸５ａが横動し且つカーブに応じて傾くことにより、非常に小さい半径のカーブを走行することが可能となる。このときも軸ギヤ３３とギヤ４３との噛合が円滑に確保される。
【００５１】
尚、上記実施の形態では軸孔２１ｅ，２２ｅを、真円に対して後側に距離δ１、前側にδ２だけ長い長孔としたが、これに限るものではなく、前側の距離δ２を０とし、後側の距離δ１を前側の距離δ２だけ長くしてもよく、或いは後側の距離δ１を０とし、前側の距離δ２を後側の距離δ１だけ長くしてもよい。要は軸孔２１ｅ，２２ｅを走行方向に長い長孔として従輪５の車軸５ａをカーブに応じて傾くようにすればよい。
【００５２】
そして、上記何れの場合においても左右の車軸５ａが軸孔２１ｅ，２２ｅ内を後側に最大位置まで移動した位置（前進走行時）において軸ギヤ３３とギヤ４３との噛み合いが外れることなく確保され、軸孔２１ｅ，２２ｅ内を前側に最大位置まで移動した位置（後進走行時）において軸ギヤ３３とギヤ４３が円滑にかみ合い、且つ車軸５ａが傾斜した状態においても軸ギヤ３３とギヤ４３が円滑にかみ合うように設定することは勿論である。
【００５３】
更に、上記実施の形態では車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾斜させるという本願発明の技術思想を、１つの主台枠に２つの動輪と１つの従輪が配置される軸配置が「Ｂ１」の蒸気機関車の従輪に適用した場合について記述したが、これに限るものではなく、軸配置が「１Ｂ１」、「１Ｃ１」で構造上１つの主台枠に配置される先輪や従輪の車軸に適用することも可能である。また、１軸台車や２軸台車の車軸にも適用することが可能である。
【００５４】
更に、旧型のＦ級大型電気機関車、即ちデッキが主台枠に一体に形成された第１、第２の主台枠を有し、各主台枠に３つの動輪が配置された軸配置「２ＣＣＣ−ＣＣＣ２」、又は「１ＣＣＣ−ＣＣＣ１」の車軸にも適用することが可能である。電気機関車は蒸気機関車と異なり動輪間を連結する連結棒が無ため特定の動輪、例えば第１の主台枠に配置された第１動輪〜第３動輪の車軸のうち第１動輪の車軸からの軸間距離が長い第３動輪の車軸、及び第２の主台枠に配置された第４動輪〜第６動輪の車軸うち第６動輪の車軸からの軸間距離が長い第４動輪の車軸に適用しても良い。
【００５５】
或いは、第１動輪〜第６動輪の各車軸に適用しても良い。更に、第１、第２の主台枠のデッキの下に配置される先台車や従台車の車軸に適用しても良い。主台枠の外側には軸箱や砂箱やブレーキ装置等が配置されて込み入った構造の外枠が取り付けられるために車軸が僅かにずれても外観上殆ど問題無い。このようにすることにより、デッキが主台枠に一体に形成された旧型のＦ級大型電気機関車でも小さい半径のカーブやＳカーブを良好に走行することが可能である。
【００５６】
以上説明したように本発明によれば、１つの台枠に少なくとも２つの車軸を配置し、この車軸の軸孔を車両の走行方向に長い長孔として走行方向に対して傾き可能とすることにより、カーブを走行する際にカーブに応じて車軸を傾かせることができ、軸間距離が長い台枠を有する走行装置においても小さい半径のカーブを走行することが可能となる。
また、車軸を走行方向に対して横方向に摺動可能とてカーブを走行する際にカーブの内側に車輪を移動させ、更に走行方向に対してカーブに応じて傾かせることにより、走行装置をより小さい半径のカーブを走行させることが可能となる。
【００５７】
また、カーブを走行する際に従輪の車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせると共に、車軸を横動させて従輪をカーブの内側寄りに移動させることにより、走行装置をより小さい半径のカーブを走行させることが可能となる。
また、１つの台枠に１つの先輪の車軸と複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸を配置した台枠において、カーブを走行する際に先輪の車軸と従輪の車軸の両方、又は何れか一方の車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせ、更に、先輪の車軸及び／又は従輪の車軸を横動させて前輪及び／又は従輪をカーブの内側寄りに移動させことにより、先輪の車軸と従輪の車軸との軸間距離が長い構造の走行装置においても小さいカーブを走行することが可能となる。
【００５８】
また、走行方向に対してカーブに応じて傾く車軸を駆動軸とすることにより、該駆動軸に固定される車輪が駆動輪となり、駆動輪をカーブに応じて傾けさせることができ、駆動力を有して小さい半径をより円滑に走行することが可能な走行装置を構成することができる。
また、複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸にそれぞれ駆動力を付与してこれら複数の動輪と１つの従輪を駆動輪とすることにより、駆動力が増大し、これに伴い牽引力が増大する。特に、車体の構造上動輪側に加わる機関車の重量が従輪側に加わる重量に比べて小さい（軽い）場合でも従輪の駆動力により動輪の空転を防止することが可能である。更に、駆動力を有する従輪を走行方向に対してカーブに応じて傾けて走行可能とすることにより、大きな牽引力でより小さい半径のカーブを良好に走行することが可能である。そして、これに伴い線路のレイアウトの自由度が大きくなり、複雑なレイアウトを構成がすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る鉄道模型用走行装置を適用した蒸気機関車の側面図である。
【図２】図１に示した主台枠の一部省略分解斜視図である。
【図３】図２に示した一側の主台枠の軸孔を示す図である
【図４】図２に示した主台枠の組立断面図である。
【図５】図４に示した主台枠の従輪側の一部切欠上面図である。
【図６】図５に示した従輪の挙動を示す説明図で、図６（ａ）は直線走行時における従輪の挙動を示し、図６（ｂ）は大きい半径のカーブの走行時における従輪の挙動を示し、図６（ｃ）は小さい半径のカーブの走行時における従輪の挙動を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１ 蒸気機関車
２ 主台枠
３ 第１動輪
３ａ 車軸
４ 第２動輪
４ａ 車軸
５ 従輪
５ａ 車軸
６ シリンダブロック
７ ボイラ
８ 運転室
９ リヤータンク
１０ 煙突
１１ 蒸気ドーム
１５ 駆動用モータ
１５ａ 回転軸
１６ ウォーム
２１，２２ 板台枠
２１ａ 前端上部
２１ｂ 後端上部
２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ 軸孔（車軸孔）
２１ｆ〜２１ｊ，２１ｋ，２１ｍ，２１ｎ 軸孔（ギヤ軸孔）
２３ 床板
２３ａ モータ収容箱
２５ 絶縁ブッシュ
２６ 絶縁ワッシャ
２７ ねじ
３０ 車軸スペーサ
３１〜３３ 軸ギヤ
３１ａ 回転軸
３４ ウォームギヤ
３５〜３９、４１〜４３ ギヤ
４０ 第１ギヤ列
４４ 第２ギヤ列
５１，５５ シム
５２ カラー
５３ 大ギヤ軸
５４ 小ギヤ軸
６１、６２ ねじ
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ 軸間距離
δ１，δ２ 従輪の軸孔の真円に対する後側及び前側へのずれの距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道模型用走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大きな動輪径を有するＣ型、Ｄ型の蒸気機関車や旧型のＦ級大型電気機関車においては、線路の曲線区間を通過するときに動輪がレールに乗り上がる現象を抑えるため、機関車の先頭部をいち早く曲線方向に向かせるように最先端部（動輪の前方位置）に小さい径の車輪を配置して曲線区間を円滑に走行できるようになっている。
このような機関車の最先端部に位置する小径の車輪は、動輪を先導するという意味から先輪又は先導輪と称し、１軸又は２軸の先輪を支持する台車を先台車と称している。先輪は、上記作用の他機関車の総重量の適正な配分を行う役割も担っている。また、機関車によっては動輪の後に先輪と同様の小径の車輪（従輪と称する）を備えた１軸又は２軸の従台車を配置したものもある。この従輪も機関車の総重量の適正な配分を行う役割も担っている。そして、模型機関車も出来るだけ実機に近い構造としている。
【０００３】
ところで、鉄道模型の線路のレイアウトは一般にエンドレスに構成されており、必ず半円状の曲線区間が含まれている。更に、レイアウトに応じて半円よりも小さい曲線区間やＳ字状の曲線区間（以下単に「カーブ」という）も含まれている。従って、上述したような大型の模型機関車でもこれらの種々のカーブを円滑に走行し得ることが必要とされている。特に、軌間が９ｍｍの所謂Ｎゲージは小さい半径のカーブを出来る限り円滑に走行することが要求される。
【０００４】
そこで、１軸の先台車の場合は首振り可能に支持し、２軸の先台車又は従台車の場合は回動可能に支持している。或いは、台車の枠（以下「台枠」という）の幅を狭くして車軸を走行方向に対して横方向に摺動（以下「横動」という）させるようにしたり、場合によっては外観を犠牲にして車輪のフランジを無くしたりして小さい半径のカーブを走行可能とする工夫がなされている。
【０００５】
小さい半径のカーブを走行可能な走行装置として、少なくとも２軸の台車であって、前後の車輪の各車軸を支持する左右の台車フレームと、Ｌ形をなし、水平部が車体フレームの下面に当接して支持すると共に水平面内で回動可能に取り付けられ、垂直部が軸、ねじにより夫々台車フレームの各上部中央を垂直面内で揺動可能に軸支する左右の回動支持部材とからなる構成とし、小さい半径のカーブを良好に走行可能とすると共にレールの状態が悪い場合でも車輪がレール面から浮き上がることを防止するようにした台車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
或いは台車間距離が長く、ボディ裾部がスカート状に台車上面に被っている鉄道模型車両において、台車外枠を台車に着脱自在とし、又は台車外枠を台車に回転スライド自在として、台車とボディ裾部との干渉を解消し、小半径の急カーブを通過自在とした車両が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−３２５６７４号公報（３−５頁、図３）
【特許文献２】特開２００４−１４７７４３号公報（４−５頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、機関車の構造によっては先輪や従輪の車軸の横動だけでは小さい半径のカーブを走行することができずに脱輪してしまうものがある。また、構造上先台車や従台車を回動させたり、先輪や従輪のフランジを無くしたりすることができない場合もある。
例えば、軸配置が「１Ｂ１」或いは「Ｂ１」等のリヤータンク式蒸気機関車において、１つの先輪の車軸と２つの動輪の車軸と１つの従輪の車軸を１つの主台枠に配置せざるを得ない場合（軸配置１Ｂ１）、或いは２つの動輪の車軸と１つの従輪の車軸を１つの主台枠に配置せざるを得ない場合（軸配置Ｂ１）であって、かつ先輪の車軸から従輪の車軸までの軸間距離が長い場合、或いは動輪の車軸から従輪の車軸までの軸間距離が長い場合である。
【０００８】
このような構造の機関車においては、先輪や従輪の台枠を動輪の主台枠と分けて配置することが出来ない。特に、蒸気機関車においては複数の動輪を連結する連結棒や、シリンダと主動輪とを連結するクロスヘッド及び主連棒等が取り付けられており、且つこれら複数の動輪が一体的に動くために動輪の車軸を横動させることが出来ない。このため先輪や従輪の車軸を横動させるだけでは小さい半径のカーブに対応することができない。また、先輪や従輪のフランジをなくすることは機能的にも外観的にも好ましく無い。
【０００９】
また、特許文献１及び特許文献２に記載されている台車は、何れも２軸の台車で、且つボギー台車として使用されるものであり、上述したような１つの主台枠であって軸配置が「１Ｂ１」、「Ｂ１」等のリヤータンク式蒸気機関車の走行装置には適用することはできない。
一方、上述した軸配置が［Ｂ１］の実機の蒸気機関車は、小さい半径のカーブが多い森林鉄道等において現在でも使用されており、これに応じて模型の蒸気機関車においても出来る限り小さい半径のカーブ（好ましくはＲ１５０ｍｍ以下）を走行可能であることが要望されている。
【００１０】
しかしながら、上述したような軸配置が「１Ｂ１」や［Ｂ１］等のリヤータンク式蒸気機関車に対して小型のＮゲージにおいては有効な手段が見出せないのが現状である。このため、線路のレイアウトはどうしても大きな半径のカーブとせざるを得ずリアル性に乏しくなる。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、１つの台枠に少なくとも２つの車軸を配置し、軸間距離が長い場合でも小さい半径のカーブを走行可能な鉄道模型用走行装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係る鉄道模型用走行装置は、
１つの台枠に少なくとも２つの車軸が軸支された鉄道模型用走行装置であって、
前記台枠の前記車軸を軸支する軸孔を走行方向に長い長孔に形成し、前記車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴としている。
１つの台枠に少なくとも２つの車軸を配置し、この台枠の軸孔を車両の走行方向に長い長孔とすることにより、カーブを走行する際に走行方向に対してカーブに応じて車軸を傾かせることができる。これにより、１つの台枠に軸間距離が長い車軸を配置した構造の走行装置においても小さい半径のカーブを走行することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る鉄道模型用走行装置は、請求項１に記載の鉄道模型用走行装置において、
前記台枠は前記車軸を走行方向に対して横方向に摺動可能に軸支することを特徴としている。
車軸を走行方向に対して横方向に摺動（横動）可能とし、カーブを走行する際にカーブに応じて内側に車輪を横動させ、更に車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせる。これにより、走行装置はより小さい半径のカーブを走行することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係る鉄道模型用走行装置は、請求項１又は請求項２に記載の鉄道模型用走行装置において、
前記台枠は複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸が配置され、前記従輪の車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴としている。
１つの台枠に複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸を配置した場合、動輪の車軸と従輪の車軸との間の軸間距離が長くなる。走行装置は、カーブを走行する際に従輪の車軸が走行方向に対してカーブに応じて傾くと共に横方向にカーブの内側に摺動（横動）する。これにより、走行装置は小さい半径のカーブを走行することが可能となる。特に、複数の動輪が連結された蒸気機関車の走行装置に適用することにより、小さい半径のカーブを円滑に走行することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係る鉄道模型用走行装置は、請求項１又は請求項２に記載の鉄道模型用走行装置において、
前記台枠は１つの先輪の車軸と複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸が配置され、前記先輪の車軸及び／又は従輪の車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴としている。
【００１５】
１つの台枠に１つの先輪の車軸と複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸を配置した場合、構造上先輪の車軸と従輪の車軸との間の軸間距離が長くなる。そこで、カーブを走行する際に先輪の車軸と従輪の車軸の両方、又は何れか一方の車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせる。更に、先輪の車軸及び／又は従輪の車軸を台枠に対して横方向に摺動（横動）させて前輪及び／又は従輪をカーブに応じて当該カーブの内側に摺動させる。従って、先輪の車軸と従輪の車軸との軸間距離が長い軸配置が「１Ｃ１」、「１Ｂ１」等の構造の蒸気機関車、或いは動輪の車軸と従輪の車軸との軸間距離が長い軸配置が「Ｂ１」の構造の蒸気機関車の走行装置に適用することにより、小さいカーブを良好に走行させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る鉄道模型用走行装置は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の鉄道模型用走行装置において、前記車軸は駆動軸であることを特徴としている。
駆動軸に固定される車輪は駆動輪であり、駆動軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせることにより、駆動輪をカーブに応じて傾けさせることができる。これにより、走行装置は駆動力を有して小さい半径をより円滑に走行することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の請求項６に係る鉄道模型用走行装置は、請求項３又は請求項４に記載の鉄道模型用走行装置において、前記複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸にそれぞれ駆動力が付与されることを特徴としている。
走行装置は、複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸にそれぞれ駆動力を付与して動輪と従輪を駆動輪とすることにより、駆動力が増大し、これに伴い牽引力が増大する。特に、構造上機関車の総重量が偏り、動輪側に加わる重量（荷重）が従輪側に加わる重量（荷重）に比べて小さい（軽い）場合、従輪の駆動力により動輪の空転を防止することが可能である。更に、走行装置は、従輪の駆動軸を走行方向に対してカーブに応じて傾けて走行可能とすることにより、大きな牽引力で小さい半径のカーブを走行することが可能である。そして、これに伴い線路のレイアウトの自由度が大きくなり、複雑なレイアウトを構成がすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、１つの台枠に少なくとも２つの車軸が軸支された台枠の前記車軸を軸支する軸孔を走行方向に長い長孔に形成して前記車軸をカーブに応じて傾き可能としたことにより、カーブを走行する際に走行方向に対してカーブに応じて車軸を傾かせることができ、軸間距離が長い台枠の走行装置においても小さい半径のカーブを走行することが可能となる。そして、これに伴い線路のレイアウトの自由度が大きくなり、複雑なレイアウトを構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係る鉄道模型用走行装置を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる走行装置を適用したＮゲージの蒸気機関車の概略を示す側面図である。蒸気機関車１は、例えば周知のボールドウィン「Ｂ１」リヤータンク式の小型の蒸気機関車で、主台枠２と、主台枠２に軸支された大径の２つの動輪３，４及び小径の１つの従輪５と、主台枠２の先端部に配置されたシリンダブロック６、主台枠２上に配置されたボイラ７、運転室（キャブ）８、リヤータンク９等により構成されている。以下、動輪３を第１動輪３、動輪４を第２動輪４と称する。
【００２０】
尚、図１において第１動輪３と第２動輪４とを連結する連結棒、シリンダブロック６と第２動輪４とを連結するクロスヘッド及び主連棒等は、図面の煩雑を避けるために省略してある。
このタイプの蒸気機関車１は、ボイラ７の径が細く且つ短く、煙突１０及び蒸気ドーム１１がボイラ７に比して大きく、運転室８及びリヤータンク９もボイラ７の径に比して幅広で大きい形状をなしている。そして、ボイラ７と運転室８とリヤータンク９は一体的に構成されている。
【００２１】
そして、シリンダブロック６及び第１動輪３と第２動輪４の上方位置にボイラ７が配置され、第２動輪４と従輪５との間に運転室８が配置され、従輪５の上方位置から後側にリヤータンク９が配置されている。そして、運転室８とリヤータンク９内の従輪５の上方位置に駆動用のモータ１５が配置されている。
模型蒸気機関車においては、機関車の総重量の適正な配分を行うために一般に運転室からボイラ内にかけて駆動用のモータを搭載して動輪を駆動する構成とされている。しかしながら、図１に示す蒸気機関車１は、ボイラ７の径が細いために運転室８からボイラ７内にかけて駆動用のモータを配置することができない。このため、運転室８とリヤータンク９内に駆動用のモータ１５を搭載している。
【００２２】
また、第１動輪３と第２動輪４との軸間距離Ｌ１が約１３ｍｍ、第２動輪４と従輪５との軸間距離Ｌ２が約２１ｍｍであり、第１動輪３と従輪５との軸間距離Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２）が約３４ｍｍとなる。即ち、第１動輪３と従輪５との軸間距離Ｌ（固定軸間距離Ｌ）が長い。更に、第２動輪４と従輪５との軸間距離Ｌ２が第１動輪３と第２動輪４との軸間距離Ｌ１よりも長い構造となっている。
【００２３】
図２は、図１に示す蒸気機関車１の主台枠２の分解斜視図を示す。主台枠２は、左右２枚の板台枠２１,２２と床板２３とにより構成されている。これらの板台枠２１，２２，床板２３は、導電性を有し且つ強度を有すると共にハンダ付けが可能な金属板例えば真鍮板により形成されている。左側の板台枠２１は、前後両端部の上部２１ａ,２１ｂが右側の板台枠２２側に水平に略Ｌ字形状に折曲されて右側の板台枠２２、床板２３の取付部とされている。そして、板台枠２１の前後両端部の上部２１ａ,２１ｂの側部に右側の板台枠２２の前後両端の上部が夫々絶縁ブッシュ２５及び絶縁ワッシャ２６を介してねじ２７により電気的に絶縁されて固定される。
【００２４】
また、床板２３は、板台枠２１の後端部の上部２１ｂ上に位置決め載置されてハンダ付けにより固定される。床板２３は、板台枠２１と電気的に導通して固定され、且つ板台枠２２と電気的に絶縁される。そして、床板２３の前側中央位置に形成されたモータ収容箱２３ａ内に駆動用のモータ１５が水平に且つ回転軸１５ａが前方に所定の長さ突出して収容され、回転軸１５ａの先端部に駆動用のウォーム１６が固定される。
【００２５】
駆動用のモータ１５は、一方の端子が図示しないリード線を介して板台枠２１又は床板２３にハンダ付けされて電気的に接続され、他方の端子が図示しないリード線を介して板台枠２２にハンダ付けされて電気的に接続される。そして、この床板２３上に図１に示すように駆動用のモータ１５を収容するように運転室８とリヤータンク９が載置され、ウォーム１６が運転室８の前部に位置する。
【００２６】
図２に示すように左右の板台枠２１，２２の略中央部から前側位置に第１動輪３、第２動輪４の車軸３ａ，４ａを回転自在に軸支する軸孔２１ｃ,２１ｄ，２２ｃ，２２ｄが形成されており、後端部近傍位置に従輪５の車軸５ａを回転自在に軸支する軸孔２１ｅ，２２ｅが形成されている。そして、軸孔２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄは、図３に示すように車軸３ａ，４ａと同様の円形（真円）に形成されている。左右の第１動輪３、第２動輪４の車軸３ａ，４ａは、その外周面が軸孔２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄの内周面に摺接しながら回転して左右のレールからこれら左右の車軸３ａ，４ａを介して板台枠２１，２２に集電可能とされている。
【００２７】
一方、従輪５の軸孔２１ｅは、図３に示すように第２動輪４の車軸４ａと従輪５の車軸５ａとの前記軸間距離Ｌ２（図１参照）における斜線で示す真円の車軸５ａに対して走行方向（前後方向）に沿って矢印Ａで示す後側又は矢印Ａ’で示す前側に夫々僅かに長い長孔とされている。即ち、軸孔２１ｅは、斜線で示す真円の軸孔５ａの中心位置に対して走行方向の後側に距離δ１ずれた位置（Ｌ２＋δ１）、及び走行方向の前側に距離δ２ずれた位置（Ｌ２−δ２）にそれぞれ中心位置を有する長孔とされている。軸孔２２ｅについても同様である。これにより、後述するように従輪５の車軸５ａが走行方向に対してカーブに応じて傾くことが可能となる。尚、距離δ１，δ２については後述する。
【００２８】
そして、左右の従輪５の車軸５ａは、外周面が軸孔２１ｅ，２２ｅの内周面の後側又は前側の略半円周部分に摺接しながら回転可能とされている。即ち、従輪５の車軸５ａは、車両の前進時（図３の矢印Ａ’方向）に外周面が軸孔２１ｅ，２２ｅの後側の略半円形状の内周面に摺接して回転し、車両の後進時（図３の矢印Ａ方向）に外周面が軸孔２１ｅ，２２ｅの前側の略半円形状の内周面に摺接して回転する。そして、第１動輪３、第２動輪４と同様に左右のレールから左右の車軸５ａを介して板台枠２１，２２に集電可能とされている。
【００２９】
図２に示すように第１動輪３の車軸３ａは、円筒形状をなしており、中央部分で左右に分割されている。そして、中央部にギヤ３１が挟持されて取り付けられる。ギヤ３１は、左右両側面の中心位置に一体に形成された回転軸３１ａが左右の第１動輪３の車軸３ａに圧入される。ギヤ３１は、プラスチックス等の絶縁性を有する合成樹脂部材により形成されており、左右の第１動輪３は、当該ギヤ３１により電気的に完全に絶縁され且つ機械的に一体に固定される。
【００３０】
左右の第１動輪３は、車軸３ａを板台枠２１，２２の軸孔２１ｃ、２２ｃに外側から挿通し、更に車軸スペーサ３０を挿通し、円筒状の車軸３ａ内にギヤ３１の両側の回転軸３１ａを圧入させてギヤ３１に一体に固定する。そして、第１動輪３は、板台枠２１，２２の軸孔２１ｃ，２２ｃに回転自在に軸支される。また、第１動輪３は、ギヤ３１の両側の車軸３ａに車軸スペーサ３０が介在されていることにより左右方向（横方向）の移動（横動）が規制される。
【００３１】
第２動輪４、及び従輪５も第１動輪３と同様に中央部分で左右に分割されており、図４に示すように中央部にギヤ３１と同様に絶縁性を有するギヤ３２，３３が取り付けられて左右の第２動輪４、及び従輪５が電気的絶縁され且つ機械的に一体に固定される。また、第２動輪４のギヤ３２の両側の車軸４ａにも前記車軸スペーサ３０と同様の車軸スペーサが装着され、第１動輪３と同様に第２動輪の横方向の移動が規制される。尚、従輪５のギヤ３３の両側の車軸５ａには前記車軸スペーサが取り付けられていない。これにより、左右のレールから左右の第１動輪３、第２動輪４及び従輪５から左右の板台枠２１，２２に集電可能とされる。尚、以後ギヤ３１，３２，３３を軸ギヤ３１，３２，３３と称する。
【００３２】
左側の板台枠２１には図３に示すように軸孔２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ間の所定の位置に駆動用のモータ１５の駆動力を第１動輪３、第２動輪４、及び従輪５の軸ギヤ３１，３２，３３に伝達するためのギヤを回転自在に軸支する軸孔２１ｆ〜２１ｊ、２１ｋ，２１ｍ，２１ｎが設けられている。そして、図２に示すように軸孔２１ｆにウォームギヤ（ウォームホイール）３４とギヤ３５がシム５１、カラー５２、大ギヤ軸５３を介してねじ６１により回転自在に軸支される。ウォームギヤ３４とギヤ３５は一体に形成され、且つギヤ３５はウォームギヤ３４よりも小径とされている。そして、ウォームギヤ３４が前記ウォーム１６と噛合する。尚、ウォームギヤ３４と一体に形成されたギヤ３５を以後駆動ギヤ３５と称する。
【００３３】
図２乃至図４に示すように軸孔２１ｇには駆動ギヤ３５と第２動輪４の軸ギヤ３２とに噛合するギヤ３６がシム５１、小ギヤ軸５４、ねじ６２を介して回転自在に軸支される。軸孔２１ｈ，２１ｉ，２１ｊにはシム５５、小ギヤ軸５４と同様の図示しない小ギヤ軸、ねじ６２を介してギヤ３７，３８，３９が回転自在に軸支される。ギヤ３７は第２動輪４の軸ギヤ３２と噛合し、ギヤ３８はギヤ３７と噛合し、ギヤ３９はギヤ３８と第１動輪３の軸ギヤ３１とに噛合する。これにより、駆動ギヤ３５の駆動力が第２動輪４及び第１動輪３に伝達される。
【００３４】
また、軸孔２１ｋ，２１ｍ，２１ｎには前記ギヤ３６〜３８と同様に図示しないシム、小ギヤ軸５４と同様の小ギヤ軸及びねじを介して図４に示すようにギヤ４１，４２，４３が回転自在に軸支されている。ギヤ４１は駆動ギヤ３５と噛合し、ギヤ４２はギヤ４１と噛合し、ギヤ４３はギヤ４１と従輪５の軸ギヤ３３と噛合する。これにより駆動ギヤ３５の駆動力が従輪５に伝達される。そして、従輪５が第１動輪３、第２動輪４と共に駆動輪として機能する。
【００３５】
尚、駆動ギヤ３５から第２動輪４、第１動輪３に駆動力を伝達するギヤ（アイドルギヤ）３６、３７，３８，３９を第１ギヤ列４０と称し、駆動ギヤ３５から従輪５に駆動力を伝達するギヤ（アイドルギヤ）４１，４２，４３を第２ギヤ列４４と称する。そして、１つの駆動ギヤ３５により全輪、即ち第１のギヤ列４０を介して第１動輪３と第２動輪４を、第２のギヤ列４４を介して従輪５を駆動する。また、図２において図面の煩雑を避けるために軸ギヤ３２，３３、第１ギヤ列４０のギヤ３７〜３９、第２ギヤ列４４のギヤ４１〜４３を省略してある。
【００３６】
そして、第１ギヤ列４０のギヤ３６，３７，３８，３９、及び第２ギヤ列４４のギヤ４１，４２，４３を左側（一側）の板台枠２１に片持で支持し、右側（他側）の板台枠２２と離隔させてこれら左右の板台枠２１と２２とを電気的に完全に絶縁している。
尚、第１ギヤ列４０において軸ギヤ３２と軸ギヤ３１を３個の小さいギヤ３７〜３９により連結しており、第２ギヤ列４４の駆動ギヤ３５と従輪５の軸ギヤ３３とを３個の小さいギヤ４１〜４３により連結しているが、それぞれ１個のギヤで連結するようにしても良い。しかしながら、１個のギヤを使用する場合にはギヤ径が大きくなり、第１ギヤ列４０に適用した場合にはボイラ７と干渉する虞がある。また、第２のギヤ列４４に適用した場合、床板２３や駆動用のモータ１５等に干渉してしまう。従って、何れのギヤ列においてもアイドルギヤを１個にすることは実質的に困難である。
【００３７】
また、軸ギヤ３１〜３３は同じサイズのギヤを使用しており、第１ギヤ列４０のギヤ３６〜３９と第２ギヤ列４４のギヤ４１〜４３も同じサイズのギヤを使用している。尚、軸ギヤ３１〜３３とギヤ３６〜３９、４１〜４３のサイズは異なっている。これにより、使用するギヤの種類を少なくすることができ、部品の管理が容易となる。
ところで、軌間９ｍｍのＮゲージの模型車両においては左右の車輪の内法が約７.５ｍｍとされている。因みに本発明において左右の板台枠２１，２２からなる主台枠２は、外法が約５.５ｍｍ、内法が約４.５ｍｍに設定されている。また、軸ギヤ３１〜３３の長さが約２ｍｍとされており、第１動輪３、第２動輪４の軸ギヤ３１，３２の左右両側に装着する車軸スペーサ３０の幅が約１.０ｍｍとされている。従って、第１動輪３及び第２動輪４は、横動が約０.５ｍｍ程度に規制されている。
【００３８】
第１動輪３と第２動輪４の横動が規制されている理由は、蒸気機関車１は、前述したように第１動輪３と第２動輪４とが図示しない連結棒で連結されており、更にシリンダブロック６と第２動輪４とが図示しないクロスヘッド及び主連棒により連結されており、第１動輪３と第２動輪４が一体的に挙動するためである。
一方、従輪５にはこのような規制がなく車軸スペーサの幅分（約２ｍｍ）だけ左右に横動可能である。更に、本発明では前述したように従輪５の軸孔２１ｅ，２２ｅを走行方向に僅かに長い長孔とし、第１動輪３との軸間距離Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２）が長い従輪５の車軸５ａを走行方向に対してカーブに応じて傾き（傾動）可能としている。即ち、従輪５の車軸５ａを横動可能且つ走行方向に対してカーブに応じて傾き可能として第１動輪３からの軸間距離の長い従輪５が脱輪することなくより小さい半径のカーブを走行可能としたものである。
【００３９】
そして、従輪５を駆動輪として円滑に回転させるためには、車軸５ａが左右に最大位置まで横動した位置、即ち軸ギヤ３３の左右の側面が対向する左右の板台枠２１又は２２の内面と当接する位置においても軸ギヤ３３がギヤ４３と噛合することが必要不可欠である。更に、車軸５ａが走行方向に対して前後方向に最大に傾斜した状態においてもギヤ４３と軸ギヤ３３との噛合が確保され、且つ深く噛み込み過ぎずに円滑に噛合することが必要不可欠である。
【００４０】
図２及び図５に示すようにウォーム１６と噛合するウォームギヤ３４は主台枠２の略中心線上に位置しており、駆動ギヤ３５は主台枠２の中心線から板台枠２１側にウォームギヤ３４の板厚分ずれて配置されている。また、従輪５の軸ギヤ３３は主台枠２の中心線上に位置している。
そこで、図５に示すように駆動ギヤ３５と噛合するギヤ４１と噛合するギヤ４２を主台枠２の中心線寄りに少しずらし、更にギヤ４２と噛合するギヤ４３を中心線寄りに少しずらして主台枠２の中心線上に位置するようにしている。これにより、図５に示すように従輪５の軸ギヤ３３が主台枠２の中心線上に位置する状態、即ち直線走行する状態においてギヤ４３が軸ギヤ３３の中央部分で噛合することとなり、左右の従輪５に略均等な駆動力を伝達することが可能となる。
【００４１】
この場合、ギヤ４３を幅広にする（厚くする）ことも可能であるが、ギヤ４３を余り幅広くすると後述するように車軸５ａが走行方向に対して傾いたときにギヤ４３に近づいた側の軸ギヤ３３との噛み込みが深くなり硬くなる虞がある。また、ギヤ４３を余り幅狭にする（薄くする）と車軸５ａが横移動したとき或いは走行方向に対して傾いたときにギヤ４３から遠ざかる側の軸ギヤ３３との噛合が確保されなくなる虞がある。従って、ギヤ４３の幅（厚さ）は、軸ギヤ３３の略半分程度の幅（厚さ）としている。
【００４２】
前述したように従輪５の車軸５ａの軸孔２１ｅを図３に斜線で示す真円の軸孔の中心位置に対して中心軸が後側方向、前側方向にそれぞれ距離δ１，δ２だけずれた長孔としている。この距離δ１，δ２は、左右の車軸５ａが軸孔２１ｅ，２２ｅ内を矢印Ａで示す後方に最大位置まで移動した位置（前進走行時）において１点鎖線で示す軸ギヤ３３’とギヤ４３との噛み合いが外れることなく確保され、且つ軸孔２１ｅ，２２ｅ内を矢印Ａ’で示す前方に最大位置まで移動した位置（後進走行時）において２点鎖線示す軸ギヤ３３”とギヤ４３との噛み合いが硬くならず円滑にかみ合うように設定されている。この距離δ１，δ２は、軸ギヤ３３及びギヤ４３の歯高に応じて最適な値に設定すれば良く、本実施の形態ではδ１，δ２を約０.５ｍｍに設定している。
【００４３】
従って、従輪５の車軸５ａは、走行方向に対して前後方向に最大に傾斜した場合、例えば左側の車軸５ａの外周面が左側の板台枠２１の軸孔２１ｅの前側の半円形状の内周面に摺接し、右側の車軸５ａの外周面が板台枠２２の軸孔２２ｅの後側の半円形状の内周面に摺接した状態において前後方向に約１ｍｍ傾斜することとなる。前述したように左右の従輪の内法は約７.５ｍｍであるから車軸５ａの内法も約７.５ｍｍであり、従って、当該車軸５ａが前後に１ｍｍ傾斜した場合、傾斜角が約７.５°となる。
【００４４】
従って、図１に示すように第１動輪３と従輪５の軸間距離Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２）が約３４ｍｍ、第２動輪４と従輪５との軸間距離Ｌ２が約２１ｍｍと長い場合、従輪５の車軸５ａが走行方向に対して横方向に最大約２ｍｍ移動し、且つ走行方向に対して最大約７.５°傾くことはカーブの走行に対して極めて有効である。これにより、主台枠２は、小さい半径のカーブを走行可能となる。
【００４５】
一方、前述したように第１動輪３、第２動輪４は横動が殆ど無く、従って、軸ギヤ３１,３２が主台枠２の中心線上に配置され、第１のギヤ列４０のギヤ３６〜３９が中心線から板台枠２１側にずれた位置に配置されていても噛合が確保されれば特に問題は無い。即ち、図５に２点鎖線で示すように駆動ギヤ３５と噛合するギヤ３６と同じように板台枠２１側に寄せてギヤ３７〜３９を配置しても良い。このようにして主台枠２が構成されている。
【００４６】
ところで、従輪５は必ずしも駆動輪とする必要は無い。しかしながら、特に本実施の形態に適用した図１に示すような構造の蒸気機関車１は、ボイラ７が細く短いために軽量であり、煙突１０、蒸気ドーム１１が大きく多少重くても運転室８よりも前側（ボイラ７側）は軽量である。一方、運転室８及びリヤータンク９は、ボイラ７の径に比して幅広で且つ大きい形状をなし、図２に示すように主台枠２の後端部に後方に延出するように配置された大きい床板２３の上に配置されている。更に、運転室８とリヤータンク９内の床板２３に駆動用のモータ１５が配置される。このため、運転室８とリヤータンク９側がボイラ７側に比べて重くなる。
【００４７】
そして、図１に示すようにシリンダブロック６及び第１動輪３と第２動輪４の上方位置、即ち主台枠２の略中央位置から前側にボイラ７が配置され、主台枠２の略中央位置から後側の第２動輪４と従輪５との間に運転室８が配置され、従輪５の上方位置から主台枠２の後方に延出した床板２３の後部までリヤータンク９が配置され、更に運転室８とリヤータンク９内の従輪５の上方位置に駆動用のモータ１５が配置されている。
【００４８】
このため、蒸気機関車１の総重量（荷重）の重量配分が偏り、主台枠２の前端部に多少重いシリンダブロック６が取り付けられていても主台枠２に加わる重量（荷重）は、前側よりも後側が重くなる。この結果、第１動輪３、第２動輪４に加わる重量（荷重）が小さく前進時において第１動輪３、第２動輪４が空転し易くなる。そして、これに伴い牽引力が大幅に低下する。そこで、本発明では上述したように従輪５を駆動輪として前進時における第１動輪３、第２動輪４の空転を防止すると共に牽引力を大幅に増大させるようにしている。
【００４９】
以下に主台枠２における従輪５の挙動について図６により説明する。尚、図６はレールを省略して描いてある。図１に示す蒸気機関車１が直線レールを前進する場合、従輪５の軸ギヤ３３は、図６（ａ）に示すように従輪５の軸ギヤ３３が主台枠２の略中央に位置し、左右の車軸５ａの外周面が左右の板台枠２１，２２の軸孔２１ｅ，２ｅの後側の半円形状の内周面に摺接する。そして、軸ギヤ３３は、図３の１点鎖線３３’で示す位置まで後退するが、駆動用のギヤ４３との噛合が確保される。これにより、後輪５が駆動輪として作動する。
【００５０】
蒸気機関車１が比較的大きい半径のカーブ（例えば、Ｒ２４０ｍｍ程度）を走行する場合には、図６（ｂ）に示すように従輪５の車軸５ａがカーブの内側方向に横動する。このときも軸ギヤ３３と駆動用のギヤ４３との噛合が確保される。このように、比較的大きなカーブを走行する場合には従輪５の横動により走行可能である。
次に、蒸気機関車１が小さい半径のカーブ（例えば、Ｒ１５０ｍｍ〜Ｒ１２０ｍｍ程度）を走行する場合には、図６（ｃ）に示すように従輪５の車軸５ａがカーブの内側方向に最大位置まで横動すると共に、フランジ５ｂが図示しないレールの内側面に摺接して走行方向に対してカーブに応じて前後方向に傾斜する。このように、駆動力を有する従輪５の車軸５ａが横動し且つカーブに応じて傾くことにより、非常に小さい半径のカーブを走行することが可能となる。このときも軸ギヤ３３とギヤ４３との噛合が円滑に確保される。
【００５１】
尚、上記実施の形態では軸孔２１ｅ，２２ｅを、真円に対して後側に距離δ１、前側にδ２だけ長い長孔としたが、これに限るものではなく、前側の距離δ２を０とし、後側の距離δ１を前側の距離δ２だけ長くしてもよく、或いは後側の距離δ１を０とし、前側の距離δ２を後側の距離δ１だけ長くしてもよい。要は軸孔２１ｅ，２２ｅを走行方向に長い長孔として従輪５の車軸５ａをカーブに応じて傾くようにすればよい。
【００５２】
そして、上記何れの場合においても左右の車軸５ａが軸孔２１ｅ，２２ｅ内を後側に最大位置まで移動した位置（前進走行時）において軸ギヤ３３とギヤ４３との噛み合いが外れることなく確保され、軸孔２１ｅ，２２ｅ内を前側に最大位置まで移動した位置（後進走行時）において軸ギヤ３３とギヤ４３が円滑にかみ合い、且つ車軸５ａが傾斜した状態においても軸ギヤ３３とギヤ４３が円滑にかみ合うように設定することは勿論である。
【００５３】
更に、上記実施の形態では車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾斜させるという本願発明の技術思想を、１つの主台枠に２つの動輪と１つの従輪が配置される軸配置が「Ｂ１」の蒸気機関車の従輪に適用した場合について記述したが、これに限るものではなく、軸配置が「１Ｂ１」、「１Ｃ１」で構造上１つの主台枠に配置される先輪や従輪の車軸に適用することも可能である。また、１軸台車や２軸台車の車軸にも適用することが可能である。
【００５４】
更に、旧型のＦ級大型電気機関車、即ちデッキが主台枠に一体に形成された第１、第２の主台枠を有し、各主台枠に３つの動輪が配置された軸配置「２ＣＣＣ−ＣＣＣ２」、又は「１ＣＣＣ−ＣＣＣ１」の車軸にも適用することが可能である。電気機関車は蒸気機関車と異なり動輪間を連結する連結棒が無ため特定の動輪、例えば第１の主台枠に配置された第１動輪〜第３動輪の車軸のうち第１動輪の車軸からの軸間距離が長い第３動輪の車軸、及び第２の主台枠に配置された第４動輪〜第６動輪の車軸うち第６動輪の車軸からの軸間距離が長い第４動輪の車軸に適用しても良い。
【００５５】
或いは、第１動輪〜第６動輪の各車軸に適用しても良い。更に、第１、第２の主台枠のデッキの下に配置される先台車や従台車の車軸に適用しても良い。主台枠の外側には軸箱や砂箱やブレーキ装置等が配置されて込み入った構造の外枠が取り付けられるために車軸が僅かにずれても外観上殆ど問題無い。このようにすることにより、デッキが主台枠に一体に形成された旧型のＦ級大型電気機関車でも小さい半径のカーブやＳカーブを良好に走行することが可能である。
【００５６】
以上説明したように本発明によれば、１つの台枠に少なくとも２つの車軸を配置し、この車軸の軸孔を車両の走行方向に長い長孔として走行方向に対して傾き可能とすることにより、カーブを走行する際にカーブに応じて車軸を傾かせることができ、軸間距離が長い台枠を有する走行装置においても小さい半径のカーブを走行することが可能となる。
また、車軸を走行方向に対して横方向に摺動可能とてカーブを走行する際にカーブの内側に車輪を移動させ、更に走行方向に対してカーブに応じて傾かせることにより、走行装置をより小さい半径のカーブを走行させることが可能となる。
【００５７】
また、カーブを走行する際に従輪の車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせると共に、車軸を横動させて従輪をカーブの内側寄りに移動させることにより、走行装置をより小さい半径のカーブを走行させることが可能となる。
また、１つの台枠に１つの先輪の車軸と複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸を配置した台枠において、カーブを走行する際に先輪の車軸と従輪の車軸の両方、又は何れか一方の車軸を走行方向に対してカーブに応じて傾かせ、更に、先輪の車軸及び／又は従輪の車軸を横動させて前輪及び／又は従輪をカーブの内側寄りに移動させことにより、先輪の車軸と従輪の車軸との軸間距離が長い構造の走行装置においても小さいカーブを走行することが可能となる。
【００５８】
また、走行方向に対してカーブに応じて傾く車軸を駆動軸とすることにより、該駆動軸に固定される車輪が駆動輪となり、駆動輪をカーブに応じて傾けさせることができ、駆動力を有して小さい半径をより円滑に走行することが可能な走行装置を構成することができる。
また、複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸にそれぞれ駆動力を付与してこれら複数の動輪と１つの従輪を駆動輪とすることにより、駆動力が増大し、これに伴い牽引力が増大する。特に、車体の構造上動輪側に加わる機関車の重量が従輪側に加わる重量に比べて小さい（軽い）場合でも従輪の駆動力により動輪の空転を防止することが可能である。更に、駆動力を有する従輪を走行方向に対してカーブに応じて傾けて走行可能とすることにより、大きな牽引力でより小さい半径のカーブを良好に走行することが可能である。そして、これに伴い線路のレイアウトの自由度が大きくなり、複雑なレイアウトを構成がすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る鉄道模型用走行装置を適用した蒸気機関車の側面図である。
【図２】図１に示した主台枠の一部省略分解斜視図である。
【図３】図２に示した一側の主台枠の軸孔を示す図である
【図４】図２に示した主台枠の組立断面図である。
【図５】図４に示した主台枠の従輪側の一部切欠上面図である。
【図６】図５に示した従輪の挙動を示す説明図で、図６（ａ）は直線走行時における従輪の挙動を示し、図６（ｂ）は大きい半径のカーブの走行時における従輪の挙動を示し、図６（ｃ）は小さい半径のカーブの走行時における従輪の挙動を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１ 蒸気機関車
２ 主台枠
３ 第１動輪
３ａ 車軸
４ 第２動輪
４ａ 車軸
５ 従輪
５ａ 車軸
６ シリンダブロック
７ ボイラ
８ 運転室
９ リヤータンク
１０ 煙突
１１ 蒸気ドーム
１５ 駆動用モータ
１５ａ 回転軸
１６ ウォーム
２１，２２ 板台枠
２１ａ 前端上部
２１ｂ 後端上部
２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ 軸孔（車軸孔）
２１ｆ〜２１ｊ，２１ｋ，２１ｍ，２１ｎ 軸孔（ギヤ軸孔）
２３ 床板
２３ａ モータ収容箱
２５ 絶縁ブッシュ
２６ 絶縁ワッシャ
２７ ねじ
３０ 車軸スペーサ
３１〜３３ 軸ギヤ
３１ａ 回転軸
３４ ウォームギヤ
３５〜３９、４１〜４３ ギヤ
４０ 第１ギヤ列
４４ 第２ギヤ列
５１，５５ シム
５２ カラー
５３ 大ギヤ軸
５４ 小ギヤ軸
６１、６２ ねじ
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ 軸間距離
δ１，δ２ 従輪の軸孔の真円に対する後側及び前側へのずれの距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの台枠に少なくとも２つの車軸が軸支された鉄道模型用走行装置であって、
前記台枠の前記車軸を軸支する軸孔を走行方向に長い長孔に形成し、前記車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴とする鉄道模型用走行装置。
【請求項２】
前記台枠は前記車軸を走行方向に対して横方向に摺動可能に軸支することを特徴とする請求項１に記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項３】
前記台枠は複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸が配置され、前記従輪の車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項４】
前記台枠は１つの先輪の車軸と複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸が配置され、前記先輪の車軸及び／又は従輪の車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項５】
前記車軸は駆動軸であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項６】
前記複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸にそれぞれ駆動力が付与されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項１】
１つの台枠に少なくとも２つの車軸が軸支された鉄道模型用走行装置であって、
前記台枠の前記車軸を軸支する軸孔を走行方向に長い長孔に形成し、前記車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴とする鉄道模型用走行装置。
【請求項２】
前記台枠は前記車軸を走行方向に対して横方向に摺動可能に軸支することを特徴とする請求項１に記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項３】
前記台枠は複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸が配置され、前記従輪の車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項４】
前記台枠は１つの先輪の車軸と複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸が配置され、前記先輪の車軸及び／又は従輪の車軸をカーブに応じて傾き可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項５】
前記車軸は駆動軸であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の鉄道模型用走行装置。
【請求項６】
前記複数の動輪の車軸と１つの従輪の車軸にそれぞれ駆動力が付与されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の鉄道模型用走行装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８５０５３（Ｐ２００９−２８５０５３Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３９６１３（Ｐ２００８−１３９６１３）
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（５０２１２８８８８）有限会社ワールド工芸 (1)
【出願人】（５９２０８８６１１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（５０２１２８８８８）有限会社ワールド工芸 (1)
【出願人】（５９２０８８６１１）
【Ｆターム（参考）】
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